Инфракрасное защитное оптическое стекло для измерения температуры жидкой стали производитель

Когда слышишь про инфракрасное защитное оптическое стекло, многие сразу думают о чём-то вроде термопар или пирометров общего назначения — но с жидкой сталью этот подход не работает. Я лет семь назад сам попадал в эту ловушку, пытаясь адаптировать стандартные ИК-фильтры под конвертерные печи. Результат? Стекло мутнело после третьего замера, а показания уходили вразнос из-за брызг шлака.

Почему обычное ИК-стекло не подходит для жидкой стали

Основная ошибка — недооценка агрессивности среды. В зоне измерения летит не только тепловое излучение, но и частицы окалины, пыль, химически активные пары. Стандартное кварцевое стекло с антибликовым покрытием выдерживает максимум 800–900°C, а в конвертере или ковше мы работаем при 1500–1700°C. Плюс тепловые удары — когда открываем смотровое окно, перепад может достигать 600°C за секунды.

Помню, на одном из уральских комбинатов пробовали немецкие стекла с упором на точность пропускания в узком ИК-диапазоне. Теоретически — подходящий спектр, но на практике после двух смен поверхность покрывалась миктротрещинами. Лабораторные испытания не имитируют реальные циклические нагрузки.

Кстати, важный нюанс — не все понимают разницу между стойкостью к температуре и стойкостью к тепловому удару. Можно взять стекло с высокой температурой плавления, но при резком нагреве оно лопнет как стакан под кипятком.

Ключевые параметры работоспособного стекла

Спустя годы проб и ошибок сформировал для себя чек-лист. Первое — коэффициент линейного расширения должен быть не просто низким, а минимальным. Мы используем стеклокерамику на основе силиката лития-алюминия, у неё α ≈ 0,5×10?? K?1. Для сравнения — у оптического кварца около 5,5×10??.

Второе — пропускание в диапазоне 0,9–1,1 мкм. Именно в этом спектре жидкая сталь имеет пик излучения при 1500–1600°C. Если стекло работает, скажем, только до 0,8 мкм — получим систематическое занижение температуры на 50–70 градусов.

Третье — стойкость к химическому воздействию. Щелочные компоненты шлака разъедают поверхность за несколько часов. Приходится наносить защитное покрытие на основе оксида иттрия — дорогое, но единственное работающее решение.

Практика внедрения на металлургических предприятиях

Наша компания — ООО Шэньян Тэнъи Электроникс — начинала с поставок пирометров, но быстро столкнулась с тем, что клиенты жалуются на короткий срок службы стекол. Пришлось развивать собственное производство защитных оптических элементов. Сайт tengyidianzi.ru сейчас отражает этот опыт, хотя в начале там была только базовая информация об ИК-измерениях.

Один из первых успешных кейсов — внедрение на заводе в Череповце. Там стояла задача мониторинга температуры в МНЛЗ без остановки машины. Стандартные стекла держались 2–3 дня, наши — до 3 недель. Секрет оказался в двухслойной структуре: основной термостойкий слой + тонкое защитное покрытие, которое можно менять без демонтажа всей системы.

Интересный момент — иногда проблема не в стекле, а в способе крепления. Как-то раз на магнитогорском комбинате стекла трескались через несколько часов. Оказалось, монтажники зажимали их с избыточным усилием, не учитывая тепловое расширение рамки. Пришлось разрабатывать пружинные держатели с компенсацией.

Типичные ошибки при выборе и эксплуатации

Самая распространенная — экономия на качестве. Покупают дешёвые аналоги, а потом месяцами не могут настроить стабильные показания. Помню случай, когда на заводе в Липецке три месяца бились над расхождением в 40°C между разными постами контроля. Заменили стекла — проблема исчезла.

Ещё частая ошибка — неправильная очистка. Абразивные материалы царапают поверхность, а растворители могут повредить покрытие. Мы всегда рекомендуем продувку сухим азотом и только в крайних случаях — мягкие салфетки с изопропиловым спиртом.

Важный момент, о котором часто забывают — калибровка. Стекло со временем немного меняет пропускание, особенно в агрессивных средах. Нужно не просто менять его по графику, а вести журнал отклонений и корректировать настройки пирометра.

Перспективные разработки и нерешённые проблемы

Сейчас экспериментируем с наноструктурированными покрытиями — пытаемся совместить высокую термостойкость с самоочищающимися свойствами. Есть лабораторные образцы, которые отталкивают частицы шлака, но в промышленных масштабах пока дорого.

Ещё одно направление — комбинированные системы, где инфракрасное защитное оптическое стекло работает в паре с воздушной завесой. Это удорожает конструкцию, но радикально увеличивает ресурс. На испытаниях в Новокузнецке такие системы проработали 4 месяца без замены.

Остаётся проблемой измерение в зоне интенсивного брызгообразования — например, при раскислении стали алюминием. Здесь обычные стекла забиваются за минуты, а системы с продувкой не всегда эффективны. Возможно, нужно принципиально менять подход — например, использовать волоконно-оптические системы с вынесенным приёмником.

Выводы для практиков

Если резюмировать — выбор защитного оптического стекла для измерения температуры жидкой стали это не про оптику в чистом виде, а про комплексное решение. Нужно учитывать и тепловые нагрузки, и химическую агрессию, и механические воздействия.

Наша компания за последние годы прошла путь от простого поставщика до разработчика специализированных решений. На сайте tengyidianzi.ru сейчас можно найти не только спецификации, но и рекомендации по монтажу, эксплуатации, даже разбор типовых аварийных ситуаций.

Главный совет — не пытайтесь сэкономить на мелочи. Лучше купить дорогое, но надёжное стекло, чем каждый месяц останавливать производство для замены. В металлургии время простоя измеряется тысячами долларов в минуту, так что окупаемость качественных компонентов наступает очень быстро.