Инфракрасный пирометр для жидкой стали завод

Когда речь заходит об измерении температуры жидкой стали, многие сразу думают о классических термопарах — но в реальности на современных заводах всё чаще сталкиваешься с инфракрасными пирометрами. Проблема в том, что некоторые инженеры до сих пор считают их 'ненадёжными игрушками', хотя на деле грамотно подобранный прибор способен дать точность до ±0,5% даже в условиях жёстких помех.

Почему ИК-пирометры — не просто альтернатива

На нашем участке непрерывной разливки стали сначала пробовали ставить пирометры общего назначения — и постоянно сталкивались с дрейфом показаний. Оказалось, ключевым параметром была не столько заявленная точность, а спектральный диапазон. Для жидкой стали оптимально работает узкий канал в районе 0,8–1,1 мкм, где излучение стабильно даже через слой шлака.

Один из случаев: на машине ЛНРС-3 пирометр с диапазоном 8–14 мкм постоянно занижал температуру на 20–30°C. После анализа спектрографом выяснилось — длинноволновый диапазон 'слеп' для настоящей температуры металла из-за пара и мелкодисперсной пыли. Перешли на оборудование с кремниевым детектором — погрешность упала до 3°C.

Кстати, не все производители честно указывают коэффициент эмиссии для жидкой стали. В спецификациях часто пишут общие значения 0,8–0,95, но для конкретной марки стали и степени окисления поверхности это может быть 0,75 или даже 0,7. Приходится самостоятельно калибровать по эталонной термопаре при первом пуске.

Особенности монтажа в условиях цеха

Самая частая ошибка — установка пирометра прямо над ковшом без системы продувки. За месяц объектив покрывается тонким слоем металлической пыли, и показания начинают 'плыть'. Мы ставим блоки с двойной продувкой: первый контур — отфильтрованный воздух для защиты окна, второй — импульсная подача азота для очистки в момент измерения.

Расстояние до объекта — ещё один критичный параметр. При установке на расстоянии менее 1,5 метра термическое излучение от стенок ковша создаёт помехи. Но и свыше 3 метров — уже теряется контраст из-за дымки. Оптимально 2–2,5 метра с углом обзора не более 5 градусов.

На разливочном пролёте №4 пробовали ставить пирометр с водяным охлаждением — не выдержал вибрации от кранового оборудования. Перешли на модели с воздушным охлаждением и антивибрационным креплением. Мелочь, а без неё срок службы редко превышает полгода.

Кейс с системой от Тэнъи Электроникс

В прошлом году тестировали инфракрасный пирометр от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' — модель IRT-1800M специально для металлургии. В документации честно указали коэффициент эмиссии для жидкой стали: 0,80 с поправкой на шлаковый покров. Что важно — встроенная функция автоматического учёта поглощения в дыме.

На установке внепечной обработки стали этот пирометр показал стабильность ±2°C в течение 3 месяцев непрерывной работы. Особенно отметили систему самотестирования — при загрязнении окна прибор не выдавал ложные данные, а сразу сигнализировал о необходимости очистки.

Сейчас рассматриваем их новую разработку — многодиапазонный пирометр с компенсацией фонового излучения. По заявлению инженеров Тэнъи, он должен решить проблему измерения температуры при сильном задымлении. Если испытания пройдут успешно, планируем ставить такие на новые участки вакуумной дегазации.

Типичные ошибки при выборе оборудования

Часто закупают пирометры с завышенным температурным диапазоном 'на всякий случай'. Для жидкой стали достаточно верхней границы 1800°C, но некоторые берут до 3000°C — а это снижает точность в рабочем диапазоне 1500–1650°C. Лучше брать специализированные модели, откалиброванные именно под сталелитейные задачи.

Ещё один момент — время отклика. Для рутинного контроля подходит 1–2 секунды, но для системы автоматического регулирования подачи ферросплавов нужно не более 100 мс. В противном случае получаем колебания температуры в готовой продукции.

Не экономьте на системе калибровки. Раз в квартал обязательно проводим поверку эталонным пирометром с сертификатом. За 2 года такой практики удалось снизить брак по температурному режиму на 7%.

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас активно развиваются системы с двумя датчиками — основной ИК-канал плюс вспомогательный для контроля запылённости. Это позволяет динамически корректировать показания без остановки процесса. Но пока такие решения дороговаты для массового внедрения.

Основное ограничение — невозможность измерения температуры под слоем шлака толщиной более 10 мм. Здесь пока выигрывают погружные термопары, хотя их ресурс редко превышает 20–30 измерений.

Интересное направление — комбинированные системы, где пирометр для жидкой стали работает в паре с лазерным дальномером. Это решает проблему изменения расстояния при перемещении ковша. На пробных испытаниях точность повысилась на 15%, но система требует тонкой настройки.

Если говорить о будущем, то наиболее перспективными видятся многоспектральные пирометры — они менее чувствительны к изменению коэффициента излучения. Но пока их стоимость в 3–4 раза выше обычных моделей, а надёжность в условиях цеха ещё требует проверки.