Измерение температуры заготовки при выпуске из печи производитель

Когда слышишь 'измерение температуры заготовки при выпуске из печи производитель', многие сразу думают о пирометрах общего назначения — и это первая ошибка. В реальности, если брать горячую заготовку после печи, особенно при скоростях выпуска до 2-3 м/с, стандартные датчики дают погрешность до 80-100°C из-за пара, окалины и неравномерного прогрева. Мы в ООО Шэньян Тэнъи Электроникс через серию провалов на одном из уральских металлургических комбинатов выяснили: ключевое — не просто измерить, а поймать момент, когда заготовка выходит из зоны активного окисления.

Почему существующие системы часто врут

В 2018 году мы тестировали три типа пирометров на линии горячей прокатки — все показывали разброс температур от 950°C до 1100°C на одной заготовке. Причина оказалась в банальном: датчики стояли под углом 45 градусов к поверхности, а выходящий пар от системы охлаждения роликов создавал аэрозольную помеху. Пришлось разрабатывать собственный алгоритм компенсации для измерения температуры заготовки, который учитывает не только излучение, но и динамику движения.

Кстати, о движении — многие забывают, что заготовка при выпуске не просто движется, а вибрирует на роликах. Это приводит к микроизменениям расстояния до датчика, что для ИК-излучения критично. Наш инженер как-то раз предложил стабилизировать замеры через высокочастотную калибровку (500 Гц), но на практике это съедало ресурс датчика за 4 месяца вместо заявленных 2 лет.

Ещё один нюанс — спектральный диапазон. Для стальных заготовок мы используем 0,8-1,1 мкм, но если в печи есть остатки газовой атмосферы с CO2, появляются ложные поглощения. Как-то на комбинате в Череповце из-за этого три дня не могли выйти на стабильные 1250°C — в итоге перешли на двухдиапазонные пирометры с коррекцией по влажности.

Как мы подходим к калибровке на объекте

Никакие заводские настройки не работают при первом же запуске. Мы всегда везём мобильную печь-имитатор — чугунный короб с графитовыми нагревателями, который разгоняет образец до 1300°C. Важно не просто сравнить показания, а провести замеры в тех же условиях, что и в реальной линии: с имитацией пара, скоростью движения до 1,5 м/с и углом обзора 15-20 градусов.

Однажды на алюминиевом заводе пропустили этап калибровки при смене сплава — система занижала температуру на 60°C, что привело к перерасходу газа на догрев. После этого мы ввели обязательное тестирование для каждого типа металла, даже если заказчик уверяет, что 'всё стандартно'.

Сейчас в наших системах используется метод динамической калибровки через термопары типа B (вольфрам-рениевые), но их приходится менять каждые 2-3 недели из-за деградации в агрессивной среде. Не идеально, но пока лучше вариантов нет — пробовали бесконтактные эталоны, но их погрешность в 3-4°C для металлургии неприемлема.

Оборудование, которое действительно работает

На сайте https://www.tengyidianzi.ru мы не зря акцентируем многоканальные ИК-системы — одиночный пирометр в 2024 году уже не справляется. Например, наша разработка TY-IRM47 использует три сенсора одновременно: основной на 0,9 мкм для тела заготовки, вспомогательный на 1,6 мкм для контроля окалины и третий для мониторинга фона. Это позволяет отсекать помехи от газовых горелок и брызг воды.

Кстати, про воду — система охлаждения корпусов требует отдельного внимания. Раньше ставили воздушное охлаждение, но при температуре окружающей среды выше 35°C (а в цехах бывает и 50°C) датчики перегревались. Перешли на жидкостное с термостабилизацией ±0,5°C, но пришлось разрабатывать защиту от конденсата — особенно актуально для Сибирских заводов зимой.

В ООО Шэньян Тэнъи Электроникс мы сейчас экспериментируем с гибридными системами: ИК-пирометр + тепловизор низкой частоты. Пока дорого, но на тестовой линии в Магнитогорске удалось снизить брак из-за пережога на 0,8% — для производства это тысячи тонн в год.

Типичные ошибки монтажа и эксплуатации

Самая частая проблема — установка датчика напротив смотрового окна печи. Кажется логичным, но на деле операторы постоянно открывают это окно для визуального контроля, и датчик фиксирует холодные зоны. Приходится либо смещать точку замера, либо ставить дополнительный заслон с автоматикой.

Ещё момент — чистка оптики. Некоторые техники используют спирт или ацетон, что приводит к микроцарапинам на кварцевом стекле. Мы разработали специальные салфетки с пропиткой, но всё равно рекомендуем замену стекла раз в 3 месяца — дешевле, чем перекалибровка всей системы.

Заметил, что на новых линиях часто экономят на системе продувки — ставят один компрессор на несколько датчиков. При длине воздуховода свыше 10 метров давление падает, и оптику забивает пылью. Идеально — индивидуальные линии с фильтрами тонкой очистки, но это добавляет 15-20% к стоимости.

Что изменилось за последние 5 лет в подходе к измерениям

Раньше фокус был на точности ±1°C, сейчас — на стабильности показаний в условиях реального производства. Наши системы сейчас отказываются выдавать данные, если detect variability превышает 5% за 10 секунд — это предотвращает ложные срабатывания автоматики печи.

Интеграция с АСУ ТП стала обязательной — простой вывод температуры на экран уже никого не устраивает. Мы в ООО Шэньян Тэнъи Электроникс разработали протокол, который передаёт не просто цифру, а коэффициент достоверности измерения и тренд за последние 30 секунд. Это позволяет системе управления печью заранее корректировать параметры.

Интересно, что сам подход к производитель измерения температуры сместился в сторону предиктивной аналитики. Теперь мы собираем данные не только о температуре, но и о работе горелок, скорости конвейера, составе атмосферы — это помогает предсказывать необходимость калибровки за 2-3 дня до фактического ухудшения показаний.

Перспективы и текущие ограничения

Сейчас тестируем систему с ИИ-обработкой изображения поверхности — алгоритм учится отличать участки с окалиной от чистого металла по текстуре. Пока работает только для сталей с содержанием углерода до 0,25%, для нержавейки мешает бликование.

Основное ограничение — физика процесса. При температурах выше 1400°C начинается интенсивная эмиссия паров металла, которые искажают ИК-сигнал. Пробовали использовать лазерные методы, но они слишком чувствительны к вибрациям. Возможно, следующий прорыв будет связан с акустической термометрией, но пока это лабораторные разработки.

В целом, если говорить о измерении температуры заготовки при выпуске из печи, главный прогресс последних лет — не в датчиках, а в методах обработки данных. Мы научились компенсировать 60% помех программно, а не аппаратно. Это снижает стоимость систем и увеличивает их живучесть в жёстких условиях.