Инфракрасная сканирующая система измерения температуры жидкой стали производитель

Когда слышишь про инфракрасные сканирующие системы для жидкой стали, многие сразу думают о пирометрах — но это в корне неверно. Разница как между рулеткой и 3D-сканером: одно точечное измерение, другое — непрерывный мониторинг всей поверхности разливки. В ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' мы через это прошли — сначала ставили эксперименты с точечными датчиками, пока не осознали, что для контроля ликвации и равномерности охлаждения нужен именно сканирующий принцип.

Почему сканирование, а не точечный замер?

На участке непрерывной разливки в Магнитогорске в 2019 году пытались экономить — поставили три точечных инфракрасных датчика на ширину сляба. Результат? Пропустили продольную трещину в междатчиковой зоне. После этого пришлось объяснять технологам, что температура жидкой стали в кристаллизаторе — это не цифра на экране, а динамическое поле. Наша система тогда только обкатывалась, но уже показала — видит перепады в 20°С на участках, где визуально всё было 'спокойно'.

Кстати, про калибровку. Многие забывают, что инфракрасная сканирующая система требует не периодической поверки, а постоянной адаптации под условия. Например, при смене марки стали с низкоуглеродистой на легированную коэффициенты эмиссии меняются, и если не корректировать настройки — получишь погрешность до 50°С. Мы в Тэнъи для таких случаев встроили в прошивку библиотеку марок стали с предустановками.

Ещё нюанс — пыль и пар. В цехе конвертерного производства инфракрасные системы без purge-системы (продувки оптики) живут не больше месяца. Пришлось разрабатывать кожух с двойным остеклением и подачей осушенного воздуха — сейчас это базовая опция для наших станций.

Оборудование в работе: отладка под 'реальные' условия

Первые испытания нашего сканера на НЛКМ в Липецке показали — теория и практика расходятся. В техзадании требовали точность ±5°С, но при сканировании поверхности жидкой стали в кристаллизаторе возникали артефакты от колебаний шлакового слоя. Пришлось дорабатывать алгоритм выделения полезного сигнала — теперь система игнорирует кратковременные всплески температуры до 0.1 секунды.

Монтаж — отдельная история. Стандартные кронштейны не подходили из-за вибраций от механизма колебания кристаллизатора. Разработали амортизирующее крепление с термоэкраном — его сейчас используют на пяти российских предприятиях. Кстати, сайт https://www.tengyidianzi.ru выложил 3D-модели для интеграции в КТП — полезно для монтажников.

Самое сложное — убедить персонал доверять данным. Операторы МНЛЗ сначала скептически смотрели на цветовые карты температур — привыкли к стрелочным приборам. Провели обучение с разбором случаев: например, как асимметрия температурного поля в 15°С привела к продольному растрескиванию в Череповце.

Технические тонкости, которые не пишут в рекламе

Спектральный диапазон 0.8-1.1 мкм — не маркетинг, а необходимость. При измерении через кварцевое окно кристаллизатора shorter волны поглощаются, longer — дают noise от излучения самой установки. После тестов с немецкими и японскими сенсорами остановились на InGaAs-матрицах — дорого, но для производитель систем точность важнее.

Частота сканирования — ещё один подводный камень. 10 Гц достаточно для медленных процессов, но при скорости разливки выше 1.8 м/мин нужны 25 Гц. В Новолипецке при апгрейде машины пришлось менять камеру на высокоскоростную — старый образец 'не успевал' за тепловыми пятнами.

Охлаждение корпуса — кажется мелочью, но летом в цехе при +45°С пассивные радиаторы не справлялись. Добавили Peltier-элементы с термостатированием. Сейчас это стандарт для поставок в южные регионы.

Интеграция с АСУ ТП: подводные камни

Протокол OPC UA — не панацея. На 'Северстали' при подключении к Siemens S7 возникли задержки передачи данных до 200 мс — неприемлемо для системы ПАЗ. Перешли на Profinet с прямым подключением к контроллеру кристаллизатора.

Визуализация — отдельная боль. Стандартные SCADA плохо отображают тепловые карты с обновлением 20 раз в секунду. Разработали lightweight HMI с OpenGL-ускорением — сейчас он поставляется вместе с комплексом от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс'.

Калибровка 'по живому' — вместо эталонного источника используем участок застывшей корки с термопарами. Да, погрешность ±7°С вместо лабораторных ±2°С, но зато показания соответствуют реальному технологическому процессу.

Экономика vs точность: поиск баланса

Китайские аналоги дешевле на 40%, но их матрицы нестабильны при длительной работе. После года эксплуатации на ЭСПЦ 'Мечела' пришлось менять камеру — дрейф показаний достиг 30°С. Наши системы дороже, но межповерочный интервал — 2 года вместо 6 месяцев.

Сервис — ключевой момент. Для мини-заводов с их переменным графиком плавок важна удалённая диагностика. Мы в Тэнъи сделали облачную платформу для мониторинга состояния систем — инженер видит деградацию матрицы за месяц до выхода за допуски.

Окупаемость считают по-разному. На 'Запсибе' система окупилась за 8 месяцев за счёт снижения брака по трещинам. Но на МНЛЗ с готовой машиной экономия может быть только от повышения скорости разливки — тут ROI около 1.5 лет.

Что в перспективе?

Сейчас экспериментируем с мультиспектральным сканированием — пытаемся одновременно отслеживать температуру и толщину шлаковой пленки. Пока точность по толщине ±0.5 мм, но для предсказания 'bridging' уже полезно.

ИИ для прогноза трещин — не маркетинг, а реальный инструмент. Обучили нейросеть на данных с КМК — теперь система за 10 секунд до визуального проявления дефекта даёт предупреждение. Правда, пока много false positive, дорабатываем.

Мобильная версия для обходчиков — сделали rugged-планшет с упрощённым интерфейсом. Оператор видит не сырые данные, а готовые рекомендации: 'увеличить подачу воды в зоне 3' или 'проверить выравнивание роликов'.