Измерение температуры стали в конвертере завод

Когда говорят про замеры в конвертере, многие сразу думают про стандартные термопары — но на деле это лишь часть истории. Наш опыт на Уралмаше показал: если полагаться только на контактные методы, можно пропустить ключевые фазы окисления шлака. Особенно когда идет продувка кислородом — тут уже нужны системы, которые видят процесс в динамике.

Почему инфракрасные пирометры стали нормой для конвертерных цехов

В 2018 мы тестировали японские пирометры Chino — точность была ±15°C, но дымовые газы постоянно мешали. Тогда пришлось комбинировать: ставили два датчика под разными углами, чтобы компенсировать погрешность. Кстати, именно после этого мы начали сотрудничать с ООО Шэньян Тэнъи Электроникс — их пирометры серии TY-R оказались устойчивее к запыленности.

Важный нюанс, который часто упускают: калибровка по черному телу должна идти с поправкой на состав шлака. Если в системе есть марганец или фосфор — коэффициенты преломления меняются. Мы на Магнитке как-то прогорели на этом: получили сталь с пережогом из-за некорректных 1720°C вместо реальных 1650°C.

Сейчас на их сайте https://www.tengyidianzi.ru виднеются обновленные модели с водяным охлаждением — как раз для установки near the tap hole. Но честно говоря, до сих пор не все заводы готовы к автоматизации. На Череповце до сих пор операторы вручную корректируют замеры по цвету расплава.

Как газовые потоки искажают данные и что с этим делать

При продувке кислородом возникает эффект 'двойной температуры' — поверхность стали охлаждается, а глубина плавает. Тут обычный пирометр бессилен. Мы пробовали ставить спектрометры, но их стоимость отпугивала руководство. В итоге нашли компромисс: комбинировали данные с термопар Type B и ИК-сенсора ООО Шэньян Тэнъи Электроникс.

Запомнился случай на КМК: когда увеличили давление кислорода до 12 атм, пирометр показывал скачки с 1680 до 1750°C. Оказалось, нужно было менять оптическое окно на кварцевое — стандартное силикатное стекло давало погрешность из-за конденсата.

Сейчас их технология continuous temperature monitoring уже включает компенсацию запыленности — видно в описании на tengyidianzi.ru. Но на практике надо еще учитывать вибрации конвертера. Мы крепили датчики на амортизаторы, иначе сбивалась фокусировка.

Проблемы калибровки в промышленных условиях

Калибровка по эталонному образцу — звучит просто, но в цеху вечно мешают факторы. Например, когда рядом работает разливочный кран, электромагнитные помехи искажают сигнал. Приходилось прокладывать экранированные кабели, что удорожало систему раз в пять.

В 2020 ООО Шэньян Тэнъи Электроникс предлагали нам тестовый образец с Wi-Fi модулем — идея хорошая, но в металлургическом цеху связь постоянно рвалась. Вернулись к проводным решениям, зато смогли интегрировать данные в SCADA-систему.

Самый сложный момент — когда идет переход от высокоуглеродистой стали к низкоуглеродистой. Теплоемкость меняется, и если не перекалибровать систему, ошибка достигает 80-100°C. Мы на НЛМК настраивали это вручную по пробам шлака.

Практические кейсы: от провалов до успехов

В 2019 на 'Северстали' пытались внедрить немецкую систему автоматического замера — все работало идельно, пока не начался цикл рафинирования. Датчики забивались оксидами цинка, пришлось каждую смену чистить. Сейчас используем российско-китайские гибриды — у ООО Шэньян Тэнъи Электроникс как раз есть модели с пневмоочисткой сопла.

Забавный момент: операторы сначала не доверяли цифрам с пирометров, сверяли по старинке — по 'цвету вишни'. Пока не случился перегрев в 200°C, после которого плавилась футеровка. Теперь данные с ИК-датчиков выводятся на главный пульт с звуковым оповещением.

Самое удачное решение — когда совместили замеры температуры с анализом состава шлака. Получилось прогнозировать момент дефосфорации с точностью до 3-4 минут. Это сэкономило нам около 7% ферросплавов за плавку.

Что изменилось за последние 5 лет в технологиях замера

Раньше фокус был на точности ±5°C, теперь важнее стабильность при длительной работе. Современные пирометры типа TY-R от ООО Шэньян Тэнъи Электроникс выдерживают до 8000 часов непрерывной работы — это втрое больше, чем модели 2017 года.

Появились мультиволновые системы — они измеряют одновременно в ИК и УФ-диапазоне. Мы тестировали такую на НТМК: присадка алюминия раньше искажала показания, теперь это учитывается алгоритмами. Правда, стоимость все еще высокая — около 12 млн рублей за комплекс.

Сейчас вижу тенденцию к интеграции с системами ИИ — на том же tengyidianzi.ru уже есть упоминания про прогнозирование износа футеровки по тепловым картам. Но пока это больше маркетинг, чем реальная практика. В цехах все еще полагаются на опыт сталеваров, которые с первого взгляда определяют температуру с точностью до 50°C.