Интеллектуальный прибор для измерения температуры жидкой стали завод

Когда говорят про интеллектуальные измерители для жидкой стали, многие сразу представляют себе что-то вроде термопар с Wi-Fi модулем — на практике же всё куда сложнее. Я лет десять работаю с системами контроля температуры в металлургии, и до сих пор сталкиваюсь с ситуациями, когда даже проверенные немецкие датчики 'не видят' реальную картину в ковше. Особенно это касается именно жидкой фазы — тут и тепловые шумы, и шлаковые прослойки, и банальная калибровка 'на бегу' сбивает показания.

Почему обычные термопары не справляются

Начну с того, что классические хромель-алюмелевые термопары в конвертерах или раздаточных ковшах работают на пределе. Температура выше 1500°C — это не только риск расплавления защитной гильзы, но и проблемы с дрейфом характеристик. Помню, на одном из уральских заводов три месяца не могли выйти на стабильные показатели — оказалось, термопары 'старели' после 20-30 погружений, но это заметили только когда брак по химическому анализу пошел.

Инфракрасные пирометры — казалось бы, решение. Но с жидкой сталью свои нюансы: излучательная способность меняется от содержания углерода, плюс пары и пыль в цехе. Мы как-то пробовали адаптировать немецкий пирометр для конвертера — так он показывал разброс в 40 градусов между замерами. Пока не подключили систему компенсации помех через дополнительный канал в ИК-диапазоне.

Сейчас многие говорят про интеллектуальный прибор для измерения температуры жидкой стали — но интеллект тут не в подключении к облаку, а в алгоритмах поправок. Например, китайские коллеги из ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' делают ставку на многоспектральный анализ с автоматической корректировкой по эталонному излучению. На их сайте https://www.tengyidianzi.ru есть технические заметки — там как раз описаны случаи, когда классические ИК-методы дают сбой при измерении в зоне выхода стали из печи.

Что должно быть в действительно рабочем решении

Первое — устойчивость к тепловым ударам. Корпус прибора, который стоит рядом с ковшом, греется до 100-150 градусов даже с водяным охлаждением. Видел, как на одном заводе электроника 'поплыла' после полугода работы — оказалось, производитель не учел тепловое расширение платы.

Второе — автоматическая калибровка без остановки процесса. Мы с инженерами ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' как-раз обсуждали их систему с эталонным источником внутри прибора — он каждые 10 секунд делает сверку, и если дрейф больше 2%, подает сигнал. Это куда надежнее, чем раз в смену бегать с эталонным пирометром.

Третье — связка с системой управления плавкой. Просто выводить температуру на экран — мало. Надо, чтобы данные сразу шли в систему расчета шихты или времени продувки. Тут многие спотыкаются — либо интерфейсы несовместимы, либо задержки передачи. Наш опыт показывает, что протокол OPC UA работает стабильнее, чем большинство 'заводских' решений.

Пример с настройкой под конкретный цех

В 2021 году мы ставили экспериментальную систему на заводе в Липецке. Задача — снизить разброс температуры выпускаемой стали в пределах 15 градусов. Стандартные датчики давали разброс до 50.

Поставили три точки контроля: у печи, в ковше и перед МНЛЗ. Самое сложное оказалось с ковшом — там температура 'плывет' из-за шлака. Пришлось делать комбинированный замер: ИК-датчик + термопара в защитном картридже. Данные с обоих источников обрабатывались в едином блоке.

Систему калибровали две недели — сначала по эталонным термопарам, потом по пробам химиков. Интересно, что после тонкой настройки удалось выявить неочевидную зависимость — температура в ковше падала быстрее при определенном составе шлака. Это потом позволило скорректировать технологию подогрева.

Ошибки, которых стоит избегать

Самая частая — экономия на охлаждении. Видел случаи, когда ставили дорогой немецкий датчик, но подключали к обычной технической воде — через месяц оптику забило солями.

Вторая — игнорирование электромагнитных помех. В цехе работают краны, преобразователи частоты — это всё создает наводки. Один раз из-за этого терялись 30% данных с беспроводных датчиков.

Третье — неготовность к быстрому ремонту. Интеллектуальный измеритель — не вечный. Нужно иметь запасные модули и обученный персонал. На том же липецком заводе сначала хотели сэкономить на запасах — в результате два дня простоя из-за сгоревшего блока питания.

Перспективы развития технологии

Сейчас многие производители, включая ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс', экспериментируют с дополнением ИК-измерений лазерными методами. Это позволяет точнее определять температуру под пленкой шлака.

Еще одно направление — прогнозирование температуры на основе динамических моделей. То есть система не просто измеряет, а предсказывает, как изменится температура через 2-3 минуты с учетом текущих параметров. Это особенно важно для МНЛЗ.

Но главный тренд — уменьшение количества ручных операций. Современный интеллектуальный прибор для измерения температуры должен не просто показывать цифры, а интегрироваться в систему управления технологическим процессом. Причем с возможностью самообучения — чтобы учитывать износ футеровки, изменения в шихте и другие факторы.

В заключение скажу — идеального решения пока нет. Каждый завод требует подстройки, а иногда и создания гибридных систем. Но именно комбинация инфракрасных методов с интеллектуальной обработкой данных дает сегодня наилучшие результаты. Главное — не гнаться за 'умными' функциями, а обеспечить стабильность работы в жестоких условиях сталеплавильного цеха.