Интеграция системы контроля температуры жидкой стали завод

Когда говорят про интеграцию системы контроля температуры, многие представляют себе просто установку пирометров на конвейер. На деле же — это перестройка всей технологической цепочки, где каждая ошибка в калибровке или позиционировании датчика может стоить тонн бракованной заготовки. Мы в ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' через это прошли — и не раз.

Почему стандартные решения не работают в условиях цеха

Взять хотя бы типичную проблему: инфракрасные пирометры запотевают при резком перепаде температур между зоной разливки и холодным воздухом цеха. В спецификациях пишут про защиту IP65, но на практике конденсат всё равно просачивается — особенно если система обдува не отрегулирована под локальные потоки воздуха от крановых путей.

Однажды на КМЗ ставили немецкие датчики — точность ±1°C в лабораторных условиях. А в реальности колебания достигали 15°C из-за вибрации от рольгангов. Пришлось разрабатывать гибкие кронштейны с демпфированием, хотя изначально в проекте такой пункт даже не рассматривали.

Или вот момент с жидкой сталью — её температура ведь неоднородна по сечению струи. Если ставить пирометр строго перпендикулярно, замеряешь только поверхностный слой. Мы экспериментировали с углами установки, пока не нашли компромисс в 78 градусов к потоку — но это потребовало переделки несущих конструкций.

Как мы адаптировали систему под российские нормативы

ГОСТы требуют фиксации температуры с привязкой к плавке, а не просто протоколирования данных. Пришлось интегрировать наш софт с местной АСУ ТП через OPC-сервер — и тут вылезли расхождения в форматах времени между оборудованием Siemens и нашими регистраторами.

Запомнился случай на ЧМЗ: технолог настаивал на калибровке по эталонному термопреобразователю, но при температуре выше 1650°C он просто плавился. Перешли на верификацию через оптический пирометр с поправкой на излучательную способность шлака — но для этого потребовалось обучать персонал определять визуально состав шлаковых плёнок.

Сейчас в наших проектах, как на сайте https://www.tengyidianzi.ru, мы сразу закладываем трёхточечную валидацию измерений. Это дороже, но исключает ситуации, когда из-за одного сбоящего датчика останавливается вся линия разливки.

Подробнее про инфракрасные технологии в непрерывном контроле

Инфракрасное измерение — это не просто 'навёл и получил цифру'. Спектральный диапазон 0.8-1.1 мкм, который мы используем для жидкой стали, чувствителен к парам натрия и кальция. При неправильной настройке фильтров показания начинают 'прыгать' в момент добавления ферросплавов.

Мы тестировали пирометры с автоматической подстройкой под излучательную способность — теоретически идеальное решение. Но на практике алгоритмы не успевают адаптироваться при переходе с кипящей стали на спокойную струю. В итоге вернулись к ручной корректировке ε-значений оператором — хоть это и увеличивает нагрузку на персонал.

Кстати, охлаждение оптики — отдельная головная боль. Водяное охлаждение надёжнее, но при -35°C зимой (а такие температуры бывают в цехах с разрывом теплового контура) трубки лопаются. Пришлось разрабатывать комбинированную систему с продувкой осушенным воздухом — решение, которое теперь тиражируем на всех объектах.

Ошибки монтажа, которые приходится исправлять постфактум

Самая частая ошибка — монтажники ставят датчики по чертежам, не учитывая тепловое расширение конструкций. Через месяц работы вся калибровка 'уплывает' на 2-3 градуса. Теперь всегда делаем тепловые расчёты несущих балок — даже если заказчик считает это излишним.

Была история на ЭСПЦ, где вибрация от ножниц вызывала расфокусировку оптики. Решение нашли почти случайно — поставили демпферы от автомобильных двигателей (спасибо инженеру-автолюбителю в нашей команде).

Ещё тонкость: кабельные трассы. Сигнальные линии тянули в одном лотке с силовыми — наводки имитировали скачки температуры до 50°C. Теперь в техническом задании жёстко прописываем раздельную прокладку с экранированием, хотя это удорожает проект на 7-10%.

Как выглядит успешная интеграция с точки зрения экономики

Когда всё настроено, экономия идёт не столько от сокращения брака (хотя это 2-3% сразу), сколько от оптимизации работы дуговых печей. При стабильных показаниях температуры удаётся снизить время доводки на 4-5 минут на плавку — за месяц набегают сотни тысяч рублей.

На НЛМК после внедрения нашей системы смогли отказаться от ручных замеров термопарами — высвободили трёх технологов в смену. Правда, пришлось доказывать, что погрешность в 8°C против 5°C у термопар не критична для конечного качества.

Сейчас мы в ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' предлагаем не просто оборудование, а технологический аудит — потому что в 60% случаев проблемы с контролем температуры связаны не с датчиками, а с неправильной интерпретацией данных. Как показала практика, иногда проще переучить персонал, чем ставить суперточные приборы.

Что изменилось за последние 5 лет в подходах к интеграции

Раньше фокус был на точности измерений — гнались за десятыми долями градуса. Сейчас приоритет сместился в сторону устойчивости системы к внешним воздействиям. Наши новые пирометры имеют запас по перепадам напряжения до 40% — специально для российских сетей.

Появились гибридные решения: инфракрасный датчик + тепловизор. Дорого, но на непрерывных машинах литья заготовок это даёт карту температуры по всему сечению — а значит, можно корректировать скорость охлаждения в реальном времени.

И главное — изменилось отношение заказчиков. Раньше требовали 'сделайте как у всех', теперь спрашивают про опыт конкретных внедрений на аналогичных производствах. Кстати, все наши кейсы собраны на https://www.tengyidianzi.ru — специально для таких диалогов.