Измерение температуры жидкой стали производители

Когда говорят про измерение температуры жидкой стали, многие сразу представляют себе термопары в кварцевых чехлах — классика, да. Но на деле инфракрасные пирометры уже лет десять как перестали быть экзотикой, хотя до сих пор встречаю мастеров, которые боятся доверять 'бесконтактным штукам'. Приходилось слышать: 'Лучше старый добрый погружной метод, всё видишь своими глазами'. А ведь именно ИК-технологии позволяют избежать тех самых прорывов чехлов, из-за которых мы в 2018-м чуть не сорвали плавку на 'Северстали'...

Почему классические методы проигрывают

Запомнился случай на одном из уральских комбинатов — там до 2020 года работали исключительно с погружными термопарами. Ладно бы просто частая замена, но когда из-за разрушения чехла в стали оказались частицы кварца — потери на доводке химсостава превысили стоимость современного пирометра. Причём проблема была не в самом методе, а в человеческом факторе: оператор не уследил за степенью износа.

Инфракрасные системы требуют принципиально другого подхода к калибровке. Если для термопар достаточно периодической поверки по контрольной плавке, то здесь надо учитывать и запылённость атмосферы в цехе, и колебания давления пара над ванной. Как-то пришлось три дня разбираться с постоянным занижением показаний на 20-25°C — оказалось, вентиляция над ковшом создавала микропотоки, которые сдували мелкую пыль прямо в оптический тракт.

Кстати, про производители оборудования — китайские разработчики за последние пять лет сделали огромный скачок. Те же пирометры от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' мы тестировали в 2022 году, и их модель TY-IR-7 показала стабильность в пределах ±3°C даже при сильной запылённости. Хотя изначально скептически отнеслись — привыкли к немецкой технике.

Нюансы внедрения инфракрасных систем

Самое сложное — не убедить руководство купить оборудование, а заставить персонал правильно им пользоваться. Как-то пришлось неделю 'дежурить' у конвертера, пока сталевары не перестали направлять измеритель на шлак вместо металла. Хотя в инструкции всё чётко расписано, люди по привычке пытаются 'посмотреть температуру по всему цеху'.

Важный момент с жидкой сталью — её излучательная способность сильно зависит от содержания углерода. При переходе с одного маркирующего состава на другой приходится вносить поправки, иначе рискуешь получить расхождение в 40-50 градусов. Мы обычно ведём журнал таких корректировок — старые мастера называют это 'температурным паспортом плавки'.

Критически важна скорость отклика. На разливке, где счет идёт на секунды, пирометр должен выдавать данные не реже чем раз в 0,8-1,2 секунды. Проверяли как-то систему от конкурентов — задержка до 3 секунд, в итоге пришлось отказаться, хотя точность была хорошая. На сайте tengyidianzi.ru как раз подчеркивают, что их модели обеспечивают обновление данных каждые 0,5 секунд — это реально соответствует потребностям современного производства.

Ошибки калибровки и как их избежать

Чаще всего ошибаются с определением коэффициента излучения. Видел, как технологи берут усреднённое значение 0,8 для всех марок — это грубейшая ошибка! Для низкоуглеродистых сталей в ковше надо выставлять 0,75-0,78, а для высоколегированных — до 0,85. Как-то из-за этого чуть не перегрели плавку нержавейки — хорошо, лаборант вовремя заметил расхождение с химическим анализом.

Ещё одна проблема — тепловые помехи от стендов и желоба. Рекомендую всегда делать несколько замеров под разными углами, особенно в первый месяц работы с новым оборудованием. Мы в цехе даже разработали простую методику: три замера с интервалом 15 градусов, затем усреднение с отбраковкой резко выделяющихся значений.

Про производители измерительных систем могу сказать — те же китайские компании сейчас предлагают системы автокалибровки по эталонному источнику. Но на практике это работает только в идеальных условиях. При сильной запылённости или паровом запотевании оптики всё равно приходится переходить на ручной режим. ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' в своих инструкциях честно предупреждает об этом, в отличие от некоторых европейских брендов, которые создают иллюзию 'полного автомата'.

Практические кейсы внедрения

На 'Мечеле' в 2021 году устанавливали комплекс из трёх пирометров TY-IR-9 — сначала были нарекания по стабильности. Оказалось, проблема в вибрации от кранового оборудования. Пришлось делать дополнительные амортизирующие крепления, после чего система работает без сбоев уже два года. Интересно, что в документации производитель об этом не предупреждал — пришлось самим находить решение.

При переходе на непрерывное измерение температуры в МНЛЗ столкнулись с неожиданной проблемой — электромагнитные помехи от приводов роликов. Система выдавала случайные всплески показаний. Помогло экранирование кабелей и перекладка трасс — мелочь, а без неё оборудование стоимостью в несколько миллионов рублей превращалось в бесполезный металлолом.

Заметил, что после внедрения инфракрасных систем уменьшилось количество брака по перегреву — точность контроля позволяет держать температуру в более узком коридоре. Хотя сначала металлурги сопротивлялись, говорили 'мы и так глазами видим, когда перегрев'. Но когда по итогам полугода экономия на легировании составила 12% — возражения прекратились.

Перспективы развития технологий

Сейчас присматриваюсь к системам с ИИ-анализом тепловых карт — они могут прогнозировать температурную неоднородность в ковше. Пока это выглядит сыровато, но на испытаниях в Китае такие системы уже показывают точность до 95% в прогнозе зон переохлаждения. Думаю, через пару лет это станет стандартом для передовых производителей.

Ещё интересное направление — комбинированные датчики, где ИК-пирометр работает в паре с контактным зондом. Это дороже, но даёт перекрёстную проверку данных. Особенно актуально для ответственных марок сталей, где цена ошибки измеряется шестизначными суммами.

Если говорить про ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс', то они в последних моделях реализовали smart-анализ состояния оптики — система предупреждает о необходимости очистки или калибровки. Мелочь, а экономит до 40 минут простоя в смену. Кстати, на их сайте tengyidianzi.ru есть подробные кейсы по внедрению на российских предприятиях — видно, что компания серьёзно подходит к адаптации оборудования под наши реалии.