Инфракрасное измерение температуры расплавленного металла производители

Когда говорят про инфракрасные пирометры для металлургии, многие сразу представляют себе дорогущие немецкие системы, но на деле китайские производители вроде нас в ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' уже лет десять закрывают 80% задач сталелитейных цехов. Секрет не в цене, а в том, что мы научились делать системы, которые не слепнут от пара и пыли.

Почему обычные пирометры врут на расплаве

В 2018 на Череповецком меткомбинате мы три недели мучились с итальянским пирометром — показывал то 1200, то 1400 на одном и том же ковше. Оказалось, конденсат на защитном стекле менял коэффициент пропускания. Пришлось разрабатывать систему продувки с подогревом, которую теперь ставим во все модели для разливки.

Ещё важный момент — спектральный диапазон. Для стали выше 700°C берём 0.8-1.1 мкм, а для алюминия 3.9 мкм. Как-то на Уральском алюминиевом заводе поставили не тот фильтр — получили погрешность в 200 градусов. Теперь перед монтажом всегда проверяем, какой именно металл льют.

Самое сложное — измерение в зоне плавильной печи. Там и брызги шлака, и колебания загрузки шихты. Наш инженер Вадим придумал ставить пирометр не напротив окна, а под углом 30 градусов, чтобы меньше страдать от нагара. Решение простое, но до него три года доходили.

Как мы обманываем физику на непрерывных разливках

На установке непрерывной разливки стали в Липецке нам заказали систему с точностью ±0.5%. Смешно, конечно — для жидкой стали это фантастика. Но сделали за три месяца, используя два датчика с разной длиной волны и алгоритм компенсации излучения шлака.

Кстати про шлак. Его плёнка на поверхности металла может давать ошибку до 150°C. Раньше пытались определять толщину шлака ультразвуком, но бросили — слишком сложно. Сейчас используем камеру высокого разрешения с ИК-фильтром, которая видит границу раздела фаз.

Самое убойное испытание было в прошлом году на заводе 'Северсталь'. Температура в кристаллизаторе должна быть строго °C, иначе трещины в слитке. Наша система с динамической калибровкой по термопарам типа B выдала стабильность ±2°C за смену. Технолог сначала не поверил, перепроверял по старой методике с оптическим пирометром.

Оборудование, которое не убить в цехе

Наша модель TY-IRM-274 пережила падение с мостового крана в Магнитогорске — корпус погнулся, но показания не сбились. Секрет в том, что оптическую систему крепим на амортизаторах, а не жёстко. Дороже на 15%, но на 40% меньше брака по гарантии.

Системы охлаждения — отдельная головная боль. Воду для обдува часто берут из оборотного цикла, с песчинками. Пришлось ставить двухступенчатые фильтры с автоматической промывкой. Мелочь, а без неё клиенты звонят каждую неделю.

Для особо грязных цехов типа агломерационных производств делаем выносные оптические головки с пневмопродувкой. Стоят как чугунный мост, но работают там, где другие системы забиваются пылью за сутки. На Норильском никеле такие уже пять лет без замены.

Калибровка в полевых условиях

Все говорят про поверку в лаборатории, но в реальности настройку приходится делать прямо у печи. Берём эталонный пирометр с завода-изготовителя и строим корреляционные графики. Интересно, что для разных марок стали коэффициенты отличаются — для нержавейки поправка всегда больше.

Раз в квартал рекомендуем проверять через чёрное тело, но мало кто это делает. Проще вызвать нашего инженера — приедет с переносной печкой и за час всё проверит. В прошлом месяце в Челябинске таким методом нашли сдвиг калибровки на 25°C из-за вибрации конвейера.

Самая сложная калибровка — для измерений через кварцевое стекло. Коэффициент пропускания меняется со временем, причём неравномерно. Разработали методику с контрольными точками по краям стекла, но её используют только на ответственных участках типа вакуумных печей.

Что не расскажут в рекламных буклетах

Ни один производитель не признается, что его системы иногда 'видят' отражение от стен ковша. Мы нашли способ — ставим дополнительный датчик контроля фона и вычитаем фоновое излучение. Дорого, зато на 'Русале' после внедрения этой системы брак по перегреву снизился на 8%.

Ещё проблема — тепловые помехи от соседнего оборудования. На мини-заводах, где всё стоит плотно, приходится использовать волоконно-оптические системы с вынесенной электроникой. Стоят в 2.5 раза дороже, но зато не страдают от электромагнитных наводок.

Самый курьёзный случай был в Казани — пирометр показывал скачки температуры каждые 10 минут. Оказалось, оператор включал вентилятор и охлаждал измерительную головку. Теперь во всех договорах пишем 'не допускать принудительного обдува оборудования'.

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас экспериментируем с многоспектральными системами для одновременного измерения температуры и состава расплава. Пока получается определять содержание углерода с точностью ±0.05%, но только для спокойной стали.

Главное ограничение — нельзя измерить температуру внутри струи или под слоем шлака. Пытались использовать томографию, но пока это лабораторные разработки. В промышленных условиях приходится довольствоваться поверхностными измерениями.

К 2025 году хотим выпустить систему с ИИ, которая будет предсказывать изменение температуры на 10 минут вперёд по истории плавки. Уже тестируем прототип на ЭСПЦ в Новолипецке — пока точность прогноза ±15°C, но это уже лучше, чем глазомер сталевара.

Почему китайские производители выигрывают в СНГ

Не в цене дело — наши системы иногда дороже польских. А в том, что мы готовы за неделю приехать на любой завод от Калининграда до Владивостока. Немцы ждут визы, американцы требуют предоплату, а мы работаем по факту решения проблемы.

Все наши разработки — это ответ на конкретные проблемы заводов. Систему измерения температуры в миксере придумали после аварии на Запорожском сталепрокатном заводе, где перегретый металл прожог стенку ковша.

Сайт https://www.tengyidianzi.ru у нас скромный, без красивых картинок, зато там есть реальные отчёты о внедрениях и контакты инженеров, а не менеджеров по продажам. Как говорил наш директор: 'Мы продаём не железо, а спокойный сон технолога'.