Инфракрасное устройство для измерения температуры непрерывнолитой заготовки завод

Когда слышишь про инфракрасное устройство для измерения температуры непрерывнолитой заготовки, многие представляют себе просто термодатчик на конвейере. На деле же — это система, где малейший просчёт в настройке приводит к погрешностям в 50–100°C. Помню, как на одном из заводов в Челябинске пытались экономить на калибровке, и в итоге брак пошел целыми партиями.

Почему ИК-технология — не панацея, а инструмент

Главный миф — что инфракрасный пирометр достаточно просто направить на заготовку. Но если не учесть эмиссионную способность поверхности, особенно при окислении, показания будут плавать как в море. Мы в ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' как-то тестировали систему на МНЛЗ в Липецке — пришлось отдельно подбирать коэффициенты для разных марок стали.

Ещё нюанс — пыль и пар. На некоторых участках разливки конденсат искажает данные на 10–15%. Приходится ставить продувку воздухом, но и тут есть риск переохлаждения оптики. Один раз так запотели линзы — систему пришлось останавливать на сутки.

А вот с непрерывнолитой заготовкой сложнее всего бороться с неравномерностью прогрева. Термограмма иногда показывает 'пятна' — участки с разной температурой. Если доверять усреднённому значению, можно пропустить локальный перегрев.

Кейс: внедрение на заводе с устаревшей инфраструктурой

В 2021 году мы поставляли комплект оборудования для измерения температуры на МНЛЗ в Магнитогорске. Там стояли советские пирометры 80-х годов. Новые датчики пришлось интегрировать со старой АСУ ТП — писали переходные драйверы почти с нуля.

Самым сложным оказалось согласование протоколов. Система выдавала данные в Modbus, а локальная сеть завода работала через Profibus. Месяц ушёл только на то, чтобы настроить преобразователь без потери скорости опроса.

Зато после запуска удалось снизить отклонения по температуре выхода из кристаллизатора с ±25°C до ±7°C. Это сразу отразилось на качестве поверхности слябов.

Ошибки, которые дорого обходятся

Как-то раз на одном из заводов решили сэкономить и поставили пирометр без водяного охлаждения. Через три недели электроника вышла из строя — температура в зоне измерений доходила до 120°C. Ремонт обошёлся дороже, чем первоначальная покупка охлаждаемого корпуса.

Другая частая проблема — некорректный монтаж. Вибрации от механизмов МНЛЗ постепенно расшатывают крепления. Как-то пришлось экстренно лететь в Череповец — из-за смещения на 3 градуса система показывала заниженную температуру. Хорошо, что вовремя заметили аномалии в графиках.

Сейчас мы в ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' всегда рекомендуем ставить виброизолирующие платформы. Да, дороже на 15–20%, но зато нет внезапных простоев.

Что не пишут в технической документации

Производители редко упоминают, что для точных измерений нужна регулярная проверка через эталонный пирометр. Мы раз в квартал проводим сверку — и почти всегда находим расхождения в 2–3°C. Для большинства процессов это некритично, но при производстве высоколегированных сталей уже существенно.

Ещё момент — влияние электромагнитных помех. Рядом с мощными двигателями МНЛЗ показания могут 'прыгать'. Приходится прокладывать экранированные кабели и ставить фильтры. Один раз настройка такой защиты заняла больше времени, чем монтаж самого инфракрасного устройства.

И да — никогда не стоит игнорировать визуальный контроль. Как бы ни была автоматизирована система, оператор должен видеть термограммы. Мы как-то обнаружили странный артефакт на изображении — оказалось, треснуло защитное стекло.

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас пробуем внедрять многодиапазонные пирометры — они точнее работают с разными типами поверхностей. Но стоимость в 2–3 раза выше, и не каждый завод готов к таким инвестициям.

Интересное направление — совмещение ИК-измерений с данными тепловизионных камер. Это позволяет строить 3D-карты температуры по всей длине непрерывнолитой заготовки. Правда, пока это больше лабораторные разработки — в промышленных условиях слишком много мешающих факторов.

Основное ограничение — всё же физика процесса. Инфракрасный метод измеряет поверхностную температуру, а для контроля кристаллизации важны и внутренние параметры. Приходится комбинировать с другими методами контроля.

В ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' сейчас как раз экспериментируют с гибридными системами — ИК-пирометрия плюс контактные датчики в кристаллизаторе. Первые результаты обнадёживают, но говорить о серийном внедрении рано.