Инфракрасное измерение температуры расплавленного металла завод

Когда слышишь про инфракрасные пирометры для металлургии, первое что приходит в голову — навёл на расплав и получил цифру. Но попробуй измерить температуру ванны жидкой стали с эмиссией 0.3 через слой шлака... Вот где начинается реальная работа.

Мифы и реальность ИК-измерений

До сих пор встречаю технологов которые уверены что любой пирометр справится с расплавленным металлом. Показываю им график зависимости показаний от угла наблюдения — молчат. Особенно критично при контроле температуры в разливочных ковшах, где ошибка в 20°С уже приводит к браку.

Наш первый проект с ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' как раз начинался с такого случая — на мини-заводе в Череповце три месяца не могли стабилизировать качество литья. Оказалось их старый пирометр не учитывал изменение коэффициента излучения при добавлении легирующих добавок.

Кстати про коэффициент излучения — многие до сих пор используют табличные значения для чистых металлов. На практике же эмиссиivity меняется каждые 15-20 минут плавки из-за окисления поверхности и изменения химсостава.

Практические сложности при измерениях

В 2018 году налаживали систему непрерывного контроля на участке разливки алюминия. Основная проблема — колебания температуры из-за неравномерного подогрева в печи. Пришлось разрабатывать алгоритм усреднения показаний с трёх точек одновременно.

Сильнее всего на точность влияют пары и пыль над расплавом. Стандартные приборы часто принимают их за охлаждение поверхности. Приходится либо ставить продувку, либо использовать двухволновые пирометры — но они дороже и требуют юстировки после каждого ремонта футеровки.

Самое сложное — измерения в дуговых печах. Здесь и электромагнитные помехи, и брызги шлака, и быстрое загрязнение оптики. Для таких случаев мы с инженерами Тэнъи разработали систему с принудительной продувкой и автоматической калибровкой по эталонному излучателю.

Оборудование которое реально работает

За десять лет перепробовали пирометры пяти производителей. Дольше всех продержалась серия IR-2800 от Тэнъи — выдерживает до 8 месяцев непрерывной работы в цехе с высокой запылённостью. Ключевое преимущество — встроенная система самотестирования.

Сейчас внедряем их новую разработку — мобильный комплекс для измерения температуры в труднодоступных зонах. Особенно полезен при диагностике состояния футеровки печей между плавками. Данные сохраняются с привязкой к координатам измерения.

Для непрерывного контроля в сталелитейных цехах рекомендую стационарные системы с водяным охлаждением. На сайте https://www.tengyidianzi.ru есть технические решения которые мы адаптировали под российские производства — от систем крепления до ПО для анализа трендов.

Типичные ошибки при эксплуатации

Самая распространённая — неправильная установка оптического тракта. Как-то на одном заводе полгода не могли понять почему скачут показания. Оказалось — монтировали пирометр напротив загрузочного окна, где постоянно открывается затвор.

Вторая проблема — несвоевременная поверка. Для ИК-термометров критично проводить калибровку не реже чем раз в 3 месяца. Особенно если прибор работает в условиях вибрации — как раз наш случай с прокатным станом в Магнитогорске.

Часто забывают про температурный дрейф электроники. Пирометр может показывать идеально при 20°С в цехе, но когда температура поднимается до 45°С — погрешность достигает 2-3%. Технические специалисты Тэнъи как раз предлагают решения с термостабилизацией измерительного модуля.

Перспективные направления развития

Сейчас тестируем систему которая совмещает ИК-измерение с лазерным определением расстояния. Позволяет компенсировать ошибки из-за колебаний уровня металла в ковше — актуально для автоматических разливочных машин.

Интересное решение предлагают китайские коллеги — мультиспектральные пирометры. Но пока их стоимость слишком высока для массового внедрения. Хотя на особо ответственных участках уже ставим — например при производстве спецсталей.

Из последних наработок ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' — программный комплекс для прогнозирования температуры по ходу плавки. Использует данные ИК-измерений в реальном времени и исторические данные печи. Мы его дорабатывали под наши условия полгода но результат того стоит — удалось снизить перерасход энергии на 7%.

Выводы которые подтверждаются практикой

Главный урок — не существует универсального решения для всех типов расплавленных металлов. Для каждого случая нужен индивидуальный подбор оборудования и методики измерений. Даже для одного и того же завода в разных цехах могут потребоваться разные системы.

Современное инфракрасное измерение температуры — это не просто прибор а комплексная система включающая и аппаратную часть и программное обеспечение и методику эксплуатации. Без любого из этих компонентов точные измерения невозможны.

Работая с компанией Тэнъи убедился что важно не только качественное оборудование но и техническая поддержка. Их специалисты всегда готовы помочь с настройкой и адаптацией под конкретные производственные условия — это дорогого стоит в нашей отрасли.