Измерение температуры жидкой стали производитель

Когда говорят про измерение температуры жидкой стали, многие сразу представляют себе классические термопары — но в реальности на конвертерных пролётах или в зоне разливки это часто просто нереально по техническим причинам. Я лет десять назад тоже думал, что контактные методы — это панацея, пока не увидел, как за смену три термопары в сталеразливочном ковше просто 'плывут' от перегрева. Вот тогда и пришлось серьёзно разбираться с бесконтактными пирометрами, и тут началось самое интересное.

Почему именно инфракрасные системы?

Если брать типичный кислородно-конвертерный цех, то там температура в ванне — 1650–1700°C, плюс брызги, плюс высокая запылённость. Обычный пирометр с одним диапазоном будет постоянно сбоить из-за изменений в составе дымов и пара. Мы пробовали в 2018-м ставить простой монохроматический прибор — показания плавали на 50–70 градусов, особенно при продувке кислородом.

Тут важно не просто 'навести и измерить', а учитывать спектральную полосу пропускания в условиях именно металлургического цеха. Например, для жидкой стали оптимальным оказывается узкий ИК-диапазон 0,9–1,1 мкм, где влияние паров и пыли минимально. Но и это не всё — если не учитывать собственное излучение футеровки ковша, можно стабильно получать завышенные значения.

Кстати, одна из частых ошибок — попытка использовать пирометры, откалиброванные для алюминия или меди, на сталелитейном производстве. Коэффициент излучения-то совсем другой, да и тепловые фоны другие. Мы как-то поставили эксперимент с перекалибровкой прибора прямо на участке — оказалось, что даже при смене марки стали (например, с низкоуглеродистой на высоколегированную) нужно корректировать настройки.

Оборудование от Тэнъи Электроникс — наш опыт внедрения

Когда мы впервые столкнулись с системой от ООО Шэньян Тэнъи Электроникс, это была модель TY-FIR с водяным охлаждением и системой продувки. Главное, что тогда привлекло — встроенная коррекция по коэффициенту черноты с возможностью задания нескольких профилей для разных марок стали. Не то чтобы это была революция, но именно такая 'приземлённая' функциональность часто оказывается решающей в цеху.

Устанавливали мы её на поворотной консоли над МНЛЗ — место сложное, вибрация, постоянные тепловые удары. Первые две недели были пробные — специально снимали данные параллельно с экспресс-термопарами (где это было возможно). Расхождение в среднем не превышало 3–5°C, что для конвейера непрерывной разливки более чем приемлемо.

Что важно — система позволяла вести непрерывную запись температуры в зоне кристаллизатора, что дало нам потом возможность коррелировать тепловые режимы с дефектами слитков. Раньше такие данные просто не получали — термопары ставили только на периодический контроль.

С какими проблемами столкнулись при монтаже

Самое сложное оказалось не в самой аппаратуре, а в подготовке места установки. Для ИК-датчика нужен был свободный оптический канал — пришлось перекладывать несколько трубопроводов сжатого воздуха, что вызвало двухдневный простой участка. Руководство, естественно, было не в восторге, но когда увидели первые отчёты по стабильности перегрева — вопросов больше не было.

Ещё момент — система продувки. В теории она должна защищать окно датчика от загрязнения, но на практике пришлось ставить дополнительный фильтр на подаче воздуха — в цеховой сети слишком много масла и влаги. Без этого через неделю оптику уже забивало.

Особенности калибровки в рабочих условиях

Многие производители рекомендуют калибровать оборудование раз в полгода — в металлургии это просто нереально. У нас график техобслуживания построен так, что окно в 2–3 часа появляется раз в месяц, и за это время нужно успеть всё. Поэтому мы быстро перешли на метод сличения с эталонным переносным пирометром прямо во время работы линии.

Интересный момент — со временем мы заметили, что показания начинают 'уплывать' на 2–3 градуса после сильных тепловых нагрузок (например, при плавке с повышенным содержанием хрома). Связали это с изменением оптических характеристик кварцевого окна — теперь при таких плавках просто вносим поправочный коэффициент.

Кстати, в ООО Шэньян Тэнъи Электроникс нам подсказали простой, но эффективный способ контроля — периодически направлять датчик на эталонный источник с известной температурой (у нас это молибденовая лента в специальном боксе). Занимает пять минут, зато сразу видно, есть ли отклонения.

Экономический эффект — не только точность

Когда мы только обосновывали покупку системы, главным аргументом была точность измерения температуры жидкой стали. Но на практике оказалось, что основной экономический эффект проявился в другом:

— Снизился расход огнеупора в промежуточном ковше — потому что смогли точнее поддерживать температурный режим и избегать перегревов.
— Уменьшился брак по трещинам на слитках — особенно для ответственных марок стали.
— Сократилось время на измерение — оператор теперь не бегает с термопарой, а просто смотрит на дисплей.

По нашим подсчётам, окупаемость оборудования составила около 14 месяцев — и это без учёта снижения простоев. Хотя, конечно, были и непредвиденные расходы — например, пришлось дополнительно обучать персонал работе с системой.

Что бы я сделал иначе сейчас

Если бы начинал внедрение заново, обязательно заложил бы больше времени на адаптацию ПО под наши отчётные формы. Стандартные протоколы выдачи данных не всегда стыкуются с нашей системой учёта — пришлось дорабатывать уже в процессе эксплуатации.

И ещё — я бы сразу заказал запасной комплект оптических элементов. Когда у нас разбилось защитное кварцевое стекло (кран-балка зацепила), ждать замену из Китая пришлось почти месяц — работали по старинке, с термопарами.

Перспективы развития технологии

Сейчас присматриваемся к системам с многоточечным измерением — у того же производителя есть разработки, позволяющие одновременно контролировать температуру в трёх зонах ковша. Это особенно актуально для крупных плавок, где возможны значительные градиенты по высоте.

Ещё одно интересное направление — совмещение ИК-измерения с лазерным определением химического состава. В теории это позволит корректировать температуру с учётом реального содержания легирующих элементов, а не по расчётным данным.

Но пока это всё на уровне экспериментов — в промышленной эксплуатации такие системы ещё не видел. Да и стоимость их пока слишком высока для большинства предприятий.

В целом, если говорить о измерении температуры жидкой стали, то за последние 5–7 лет бесконтактные методы действительно стали стандартом для многих процессов. Не панацея, конечно — свои нюансы есть, но по сравнению с тем, что было раньше — прогресс налицо. Главное — подходить к выбору оборудования без фанатизма, чётко понимая, в каких именно условиях оно будет работать.