Инфракрасное устройство для измерения температуры непрерывнолитой заготовки заводы

Когда слышишь про инфракрасное устройство для измерения температуры непрерывнолитой заготовки, многие сразу думают о простых пирометрах — и это первая ошибка. На самом деле тут важен не просто замер, а синхронизация с технологическим ритмом МНЛЗ, учет окалины, пара и позиционирования. Я сам лет пять назад на одном из уральских комбинатов видел, как импортный датчик выдавал погрешность в 40°С из-за неправильного монтажа в зоне вторичного охлаждения.

Почему старые методы не работают на современных МНЛЗ

Раньше пытались термопары ставить — но их же менять каждые две недели. На 'Северстали' в 2018 году считали, что проблема в материале термопар, а оказалось — вибрация от механизма подачи слитка выводила из строя контакты. Перешли на инфракрасные устройства, но первые модели с фильтром 8-14 мкм не учитывали выбросы пара от системы охлаждения.

Запомнил случай на ЭСПЦ Череповца: немецкий пирометр показывал стабильные 1150°С, а по структуре слитка было видно — реально около 1080°С. Разобрались — излучательная способность заготовки плавала из-за неравномерной окалины. Пришлось ставить два датчика с перекрестной калибровкой.

Сейчас многие проектные институты до сих пор в ТЗ пишут 'диапазон 600-1400°С', хотя на выходе из кристаллизатора нужен минимум 900°С, а в зоне резки — до 1250°С. Это не придирка — если датчик не охватывает весь диапазон, теряется смысл непрерывного контроля.

Как выбрать расположение точек измерения

Самый сложный участок — между кристаллизатором и зоной вторичного охлаждения. Там постоянно меняется геометрия поверхности заготовки. Мы с инженерами ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' как-то полдня чертили схемы размещения — в итоге пришли к трехточечной системе с поправкой на скорость вытягивания.

На мини-заводах с малым радиусом МНЛЗ вообще отдельная история — из-за искривления траектории появляются 'слепые зоны'. Приходится ставить датчики под углом, но тогда нужно компенсировать оптические искажения. Их разработки в области непрерывного измерения температуры как раз учитывают такие нюансы — видел их стендовые испытания на полигоне в Липецке.

Кстати, про охлаждение: если вода попадает на линзу — все, показания к чертям. Приходится делать двойные пурги с подогревом, но это увеличивает инерционность. На их сайте tengyidianzi.ru есть кейс про установку на МНЛЗ с водяными завесами — там интересно решен вопрос с компенсацией пара через алгоритмы поправок.

Проблемы калибровки в промышленных условиях

Теоретически калибруют по черному телу, но на действующем стане эталон не поставишь. Мы использовали эталонную термопару с кратковременной установкой в зону контроля — метод спорный, но для относительных замеров работает. Главное — фиксировать степень черноты для каждой марки стали.

У 'Тэнъи Электроникс' в описании технологий есть важный момент — они предлагают калибровку непосредственно на технологических паузах. Это практично: не нужно останавливать всю МНЛЗ, достаточно перерыва между плавками.

Заметил, что некоторые системы требуют калибровки раз в месяц, а другие — раз в квартал. Разница не в качестве оптики, а в алгоритмах компенсации дрейфа. Российские заводы часто экономят на регулярной поверке — потом удивляются, почему химсостав ровный, а брак растет.

Связь с системой управления технологическим процессом

Самое бесполезное — когда инфракрасное устройство работает в отрыве от АСУ ТП. Видел на одном из заводов: красивые графики температуры, но оператор вручную корректирует скорость охлаждения. Весь смысл непрерывнолитой заготовки теряется — система должна автоматически подстраивать расход воды.

Их разработки как раз заточены под интеграцию с Siemens, ABB. Но тут есть подводный камень — задержки передачи данных. При скорости вытягивания 2 м/мин даже секундная задержка дает погрешность по длине заготовки. В их последних модификациях это учтено через буферизацию показаний.

Интересно, что иногда проблема не в железе, а в ПО. Как-то при обновлении прошивки один датчик начал выдавать случайные выбросы — оказалось, сбой в фильтре цифровых помех. Пришлось откатывать версию.

Практические кейсы и типичные ошибки монтажа

На новом стане в Магнитогорске изначально по проекту датчики стояли слишком далеко — потери сигнала достигали 15%. Переставили ближе, но появились проблемы с тепловыми потоками от раскаленной заготовки. В итоге нашли компромисс — 1.2 метра с принудительным охлаждением корпуса.

Частая ошибка — не учитывают вибрации от роликов. Вибрация не просто сбивает настройки — она постепенно разрушает оптические компоненты. В описании технологий на tengyidianzi.ru прямо указано требование к виброустойчивости до 2g — это не просто цифра, это опыт эксплуатации на десятках заводов.

Еще момент: при замене датчиков иногда путают волоконно-оптические кабели. Кажется мелочью, но разные длины кабеля дают разную задержку сигнала. Приходится заново перенастраивать всю систему сопряжения с АСУ ТП.

Перспективы развития технологии

Сейчас идет движение к многодиапазонным системам — когда один датчик работает в 3-4 спектральных диапазонах. Это позволяет компенсировать влияние окалины без потери точности. У 'Тэнъи Электроникс' в дорожной карте разработок это есть, но пока массово не внедряют — видимо, ждут удешевления компонентов.

Интересно было бы увидеть гибридные системы: ИК-датчик плюс лазерный допплер для одновременного контроля температуры и скорости движения заготовки. Теоретически это даст синергетический эффект для предиктивного управления.

Но главный тренд — не в самих датчиках, а в системах анализа данных. Накопили огромные массивы — теперь нужно учиться их интерпретировать. Возможно, следующий прорыв будет не в физике измерений, а в алгоритмах обработки.