Измерение температуры стальной заготовки производитель

Если искать производителя систем измерения температуры стальной заготовки — сразу натыкаешься на парадокс: все обещают точность до градуса, но на практике даже 20°C погрешность на непрерывном литье уже считается удачей. Мы в ООО Шэньян Тэнъи Электроникс через это прошли — когда в 2018 году поставили первый пирометр на МНЛЗ и выяснили, что термопары в кристаллизаторе показывают на 80°C меньше реальной температуры слитка.

Почему инфракрасное измерение сложнее, чем кажется

Здесь главный подводный камень — измерение температуры стальной заготовки зависит не от самого прибора, а от того, как он 'видит' поверхность. Эмиссионная способность стали меняется при окислении — только что вышедший из печи слиток с окалиной и чистый прокат в чистовой клети требуют разных настроек. Один металлургический комбинат в Липецке три месяца не мог настроить систему, пока не догадались учитывать угол обзора датчика относительно окалины.

Наш инженер Вадим тогда предложил эмпирическое правило: если поверхность блестит — коэффициент 0.4-0.5, матовая окалина — 0.8-0.85. Но и это не панацея — при скорости прокатки выше 3 м/с начинает влиять время экспозиции. Пришлось разрабатывать алгоритм динамической коррекции, который теперь встроен в наши станционные компьютеры.

Кстати, про окалину — многие забывают, что её слой работает как тепловой барьер. На одном из заводов Урала мы видели, как разница между поверхностью окалины и чистым металлом под ней достигала 150°C. Пришлось ставить два датчика с разными спектральными диапазонами одновременно.

Оборудование, которое реально работает в цеху

Наша разработка — система ТИ-7М — изначально создавалась для условий, где вибрация достигает 5 g, а воздух насыщен парами масла и окалиной. Корпус пришлось делать не из алюминия, а из жаропрочной нержавейки — первый прототип деформировался за две недели. Сейчас ресурс — 3 года без замены оптики.

Самое сложное — калибровка. Мы отказались от эталонных источников в пользу выездной поверки прямо на производстве. Берём переносную печь с графитовым нагревателем, ставим рядом с заготовкой — и сравниваем показания. Да, трудозатратно, но погрешность снижается с 2-3% до 0.5%.

Недавно на https://www.tengyidianzi.ru добавили раздел с полевыми отчётами — там как раз описан случай, когда стандартная калибровка 'по чёрному телу' дала сбой из-за неравномерного окисления образца.

Типичные ошибки при выборе системы

Самое распространённое — гнаться за диапазоном. Видел заявки, где требуют измерять от 200°C до 1800°C одним датчиком. Технически возможно, но точность выше 800°C резко падает — кремниевые детекторы уже не справляются. Лучше ставить два прибора с перекрытием в зоне 600-900°C.

Вторая ошибка — экономия на системе очистки оптики. Наш клиент в Череповце сначала ставил простые воздушные завесы — через месяц оптику приходилось чистить вручную каждый день. После установки импульсной продувки с фильтрацией обслуживание сократилось до раза в квартал.

И да — никогда не экономьте на кабелях! Вибрация в прокатном цеху убивает стандартные витые пары за полгода. Мы используем бронированные кабели с тефлоновой изоляцией — дороже, но за три года ни одного обрыва.

Практические кейсы из работы ООО Шэньян Тэнъи Электроникс

В 2021 году на заводе 'Северсталь' стояла задача снизить пережог стали в нагревательных печах. Ставили наши пирометры ТИ-7М на выходе из печи — оказалось, что термопары в своде показывали на 50-70°C ниже реальной температуры заготовки. После корректировки по нашим данным расход газа упал на 8%.

Ещё запомнился случай на мини-заводе в Подмосковье — там производитель конвейерной линии поставил датчики слишком близко к валкам. Из-за паразитного излучения от раскалённых валков показания завышались на 40°C. Решили смещением монтажной позиции и установкой водяного охлаждения.

А вот на алюминиевом заводе в Красноярске наш метод не сработал — отражающая поверхность слитков требовала совершенно другого подхода. Пришлось разрабатывать специализированное решение с лазерным целеуказателем. Это к вопросу о том, что сталь и цветные металлы — разные вселенные в инфракрасных измерениях.

Что не пишут в технической документации

Ни один производитель не упоминает про 'эффект пятнистости' — когда поверхность заготовки имеет участки с разной эмиссией. Мы заметили это на прокатном стане — полоса выглядела равномерно нагретой, а пирометр показывал скачки. Оказалось, это следы от верхних валков с разной степенью износа.

Ещё нюанс — влияние атмосферы. Водяной пар в цеху поглощает ИК-излучение в определённых спектральных диапазонах. Летом, когда влажность поднимается выше 70%, показания могут 'уплывать' на 10-15°C. Пришлось вводить поправочные коэффициенты по данным гигрометров.

И главное — никакая автоматика не заменит опыт оператора. Лучшие результаты всегда там, где есть человек, который знает технологический процесс и может 'поправить' показания исходя из реального поведения металла. Мы в ООО Шэньян Тэнъи Электроникс всегда настаиваем на обучении персонала — выкладываем видеоинструкции на сайте, проводим вебинары.

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас экспериментируем с многоспектральными системами — они позволяют компенсировать изменение эмиссионной способности в реальном времени. Но пока стоимость таких решений превышает 15 тысяч евро — для большинства заводов неприемлемо.

Интересное направление — совмещение пирометрии с тепловизорами. Да, дорого, но на толстолистовом стане это даёт карту температуры по всей ширине полосы. Видели, как благодаря этому удалось устранить продольные трещины из-за неравномерного нагрева.

А вот с бесконтактным измерением температуры внутри заготовки — пока тупик. Пробовали акустические методы, но точность оставляет желать лучшего. Возможно, следующий прорыв будет связан с терагерцовым излучением, но это уже задачи для следующих поколений инженеров.