Инфракрасный зонд для измерения температуры жидкой стали в промежуточном ковше заводы

Когда слышишь про инфракрасный зонд для промежуточного ковша, многие сразу думают — это же просто термопара подороже. А на деле разница как между молотком и лазерным уровнем. Работал с такими системами лет десять, и до сих пор встречаю цеховых инженеров, которые уверены, что ИК-датчики — это 'не для наших условий'.

Почему обычные методы не справляются

Вот типичная картина: в ковше стоит термопара погружного типа. Данные скачут ±15°C, сам расходник живет 2-3 плавки. Особенно бесит, когда при замере начинается кипение стали — стрелка пляшет так, что хоть святых выноси. Как-то на одном из уральских заводов видел, как мастер вообще перестал снимать показания — просто ставил таймер и грел 'по опыту'. Результат — пережог на партии трансформаторной стали.

С инфракрасным измерением сначала тоже не всё гладко было. Помню первые испытания в 2018 — китайский зонд выдавал температуру на 40-50 градусов ниже реальной. Оказалось, проблема в оптике — оконцеватель забивался паром и пылью за две-три плавки. Пришлось вместе с технологами разрабатывать систему продувки азотом.

Сейчас вот гляжу на оборудование от ООО Шэньян Тэнъи Электроникс — у них в конструкции сразу заложен керамический фильтр с обратной продувкой. Но и это не панацея — если шлаковый слой слишком толстый, ИК-сигнал всё равно искажается. Приходится обучать операторов визуально оценивать состояние поверхности металла перед замером.

Критические моменты при монтаже

Самая частая ошибка — установка зонда под прямым углом к струе. Получаешь измерение не массы металла, а локального перегрева от падающей струи. На магниевом заводе в Красноярске так три месяца мучились — терморегулятор постоянно 'дергался'. Сместили точку замера на 30 см от траектории струи — стабилизировалось.

Крепление — отдельная история. Вибрации от МНЛЗ способны разболтать любую конструкцию за неделю. Приходится делать дополнительные амортизирующие прокладки — обычные стальные скобы не работают. В документации tengyidianzi.ru есть хорошие схемы монтажа, но наши монтажники вечно 'улучшают' — то сваркой прихватят, то уголок подварят. Потом удивляемся, почему калибровка слетает.

Электрические наводки — бич любого измерительного оборудования. Один раз на новом стане КПЦ поставили зонд рядом с силовым кабелем на 600В — показания прыгали как сумасшедшие. Пришлось экранировать всю линию передачи и ставить разделительные трансформаторы. Теперь всегда требую схему электропроводки в зоне установки.

Калибровка — где кроются ошибки

Заводская калибровка — это хорошо, но в реальных условиях эмиссионная способность стали плавает. Особенно при изменении химсостава — смотришь, а зонд уже врёт на 20 градусов. Разработали свою методику: делаем контрольные замеры термопарой одновременно с ИК-датчиком первые 10 плавок после ремонта футеровки.

Самый сложный случай — низкоуглеродистые марки. Металл 'зеркальный', коэффициент излучения падает до 0.3-0.4. Стандартные настройки зонда от ООО Шэньян Тэнъи Электроникс здесь не работают — приходится вносить поправки через ПО. Хорошо, что у их последних моделей есть функция автоматической коррекции по спектральному анализу.

А вот с легированными сталями проще — поверхность более матовая, стабильный сигнал. Но здесь другая проблема: когда идет обработка силикокальцием, на поверхности образуется пленка — она-то и измеряется вместо металла. Пришлось настраивать фильтрацию по длине волны — выбирать диапазон, где шлаки прозрачны.

Эксплуатационные нюансы

Тепловая защита — без неё зонд живет одну-две плавки. Даже с водяным охлаждением корпуса бывают перегревы, особенно летом при +45°C в цеху. Разработали простую систему — ставим дополнительный тепловой экран из огнеупорного картона между зондом и ковшом. Мелочь, а продлевает ресурс на 30%.

Обслуживание оптики — многие забывают, что кварцевое стекло нужно чистить каждую смену. Но не сухой тряпкой — царапины убивают точность. Используем специальные салфетки с изопропиловым спиртом. На их сайте tengyidianzi.ru есть подробная инструкция, но кто её читает...

Ремонтопригодность — вот где китайские производители выигрывают. Разбирал как-то немецкий зонд — там всё на уникальных разъемах, запчасти по три месяца ждать. А у Шэньян Тэнъи Электроникс большинство компонентов стандартные — вышел из строя датчик, заказал новый по каталогу, через неделю работает.

Экономика против точности

Бухгалтеры всегда спрашивают — зачем платить за ИК-систему, если термопара вдесятеро дешевле. Считаю им: при стабильном температурном режиме продолжительность кампании футеровки увеличивается на 15-20%. Только на огнеупорах экономим за год стоимость двух зондов. Плюс брак снижается — особенно важно для спецсталей.

На мини-заводах выгода еще заметнее — там каждый градус перегрева это дополнительные кВт/ч. Как-то на предприятии в Череповце после установки инфракрасных зондов расход электроэнергии снизился на 7% — окупили оборудование за полгода.

Но есть и обратные примеры — на маленькой МНЛЗ с ручным управлением зонд оказался избыточным. Операторы всё равно работали 'по наитию', а данные с датчика игнорировали. Вывод: сначала нужно подготовить персонал, потом ставить дорогое оборудование.

Что в перспективе

Сейчас тестируем систему от Тэнъи с двумя каналами измерения — основной и контрольный. Интересное решение: если расхождение между каналами больше 10°C, автоматически включается продувка и повторный замер. Уже полгода работаем — ложных срабатываний всего 2-3%.

Заметил тенденцию — производители начинают интегрировать температурный мониторинг в общую систему управления плавкой. Видел на выставке в Москве новую разработку — зонд передает данные прямо в MES-систему, там автоматически корректируется режим подогрева. Думаю, через пару лет это станет стандартом.

Лично мне больше нравится подход, когда измерение температуры жидкой стали не самоцель, а часть технологического цикла. Вот недавно на одном заводе связали показания зонда с системой подачи ПГС — когда температура падает ниже заданной, автоматически добавляется подогрев. Результат — стабильный перепад по длине ковша не более 5°C.