Комбинированный зонд для непрерывного измерения температуры жидкой стали производители

Если искать производителей комбинированных зондов для непрерывного замера температуры жидкой стали, сразу натыкаешься на парадокс — половина предложений на рынке либо адаптированные пирометры, либо термопары в стакане, выдаваемые за полноценные системы. Наш цех годами бился с импортными образцами, пока не осознал: ключевая проблема не в точности датчика, а в способности выдерживать циклические тепловые удары без дрейфа характеристик.

Конструкционные компромиссы и их последствия

Помню, как в 2018-м испытывали немецкий зонд с двойной защитной гильзой — теоретически идеально для непрерывного контакта с расплавом. Но при температуре выше 1650°C внутренний кварцевый стержень начинал мутнеть уже через 12 часов работы, хотя производитель гарантировал 72 часа. Разбирали потом с инженерами — оказалось, терморасширение компенсационных прокладок не учитывало скорость охлаждения шлаковой корки.

Сейчас многие производители перешли на моноблочные керамические головки, но и тут есть нюанс: если спечённая керамика имеет пористость выше 3%, проникновение паров марганца неизбежно. Как-то вносили корректировки в технологию напыления защитного слоя — пришлось пожертвовать скоростью отклика с 0.8 до 1.2 секунды, зато ресурс вырос с 200 до 500 плавок.

Особенно критична геометрия погружной части. Короткий конический наконечник лучше ведёт себя при турбулентности в ковше, но для ладьи с спокойной ванной предпочтительнее цилиндрический профиль — меньше локальных перегревов в стационарной установке.

Калибровка в полевых условиях

Наш технолог как-то сказал: ?Заводской паспорт зонда — это сказка, которую производитель рассказывает при 20°C?. В реальности приходится делать поправку на тепловые потери в токосъёмных узлах — особенно для комбинированных систем с ИК-каналом. Например, при установке в желоб печи-ковша неизбежен перекос в 30-50°C из-за конвекции газовой фазы.

Разработали эмпирическую методику: после монтажа проводим 3-4 контрольных замера эталонным погружным термометром ТП-1085, строим корреляционную кривую. Интересно, что для разных марок стали (низкоуглеродистая vs легированная) эта кривая может отличаться на 2-3% по крутизне.

Самое сложное — калибровка в момент выпуска из конвертера. Здесь и брызги шлака, и переменная оптическая плотность среды. Однажды пробовали ставить два зонда параллельно — основной и контрольный. Через 15 минут работы их показания расходились на 80°C, причём визуально оба были исправны. Позже выяснили — слой оксидов на защитном стекле ИК-модуля работал как фильтр.

Производители и скрытые нюансы

Из российских поставщиков стоит отметить ООО Шэньян Тэнъи Электроникс — их комбинированные зонды серии TY-TEMP интересны гибридной схемой: основной канал на базе B-тип термопары + резервный ИК-датчик с автоматическим переключением при загрязнении оптики. В технической документации на https://www.tengyidianzi.ru честно указано, что для работы в режиме непрерывного измерения требуется принудительная продувка защитной гильзы аргоном 0.5-0.7 л/мин.

Китайские аналоги часто копируют эту схему, но экономят на материале защитных трубок — вместо высокоглинозёмистой керамики используют муллитокремнезёмистую композицию. Разница проявляется после 300-400 теплосмен: китайский зонд начинает ?плыть? с градиентом 5-7°C в сутки.

Европейские производители (Heraeus, SENSORTECH) делают ставку на системы активного охлаждения, но это усложняет конструкцию — дополнительные трубопроводы, риски протечек. На мини-заводах с циклами менее 2 часов такая сложность редко окупается.

Практические кейсы внедрения

На участке внепечной обработки в 2020-м устанавливали комбинированный зонд с беспроводной передачей данных — казалось бы, идеальное решение для перемещаемого оборудования. Но столкнулись с задержками передачи при работе кранового оборудования — электромагнитные помехи от тельферов ?гасили? сигнал каждые 4-5 минут. Пришлось прокладывать экранированную витую пару с ретрансляторами.

Для электропечей интересен опыт использования зондов с водяным охлаждением контактной группы. Да, надёжность выше, но требуется индивидуальный расчёт теплосъёма — при ошибке всего на 10% либо выпадает конденсат на оптике, либо происходит перегрев соединительной колодки.

Самое неочевидное: вибрация от системы подачи сыпучих материалов влияет на точность даже при виброизоляции. Заметили, что при работе дозаторов ферросплавов появляется низкочастотная помеха в 2-3 Гц — её фильтрация требует специальных алгоритмов в ПО.

Экономика и целесообразность

Стоимость комбинированного зонда против обычной погружной термопары — разница в 3-5 раз. Оправдывается только при непрерывных процессах длительностью свыше 40 минут. Например, в установке ?печь-ковш? с циклами по 1.5-2 часа экономия от сокращения брака по температуре окупает систему за 8-10 месяцев.

Но есть нюанс: для разливки на МНЛЗ с короткими интервалами между плавками комбинированный зонд проигрывает набору сменных одноразовых датчиков — как по точности (меньше время на прогрев измерительного узла), так и по эксплуатационным затратам.

Интересно, что ООО Шэньян Тэнъи Электроникс предлагает модульную систему, где ИК-модуль можно докупать отдельно к базовой термопарной установке. Для модернизации существующих линий иногда это единственный вариант — не менять всю систему креплений.

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас экспериментируем с зондами, где дополнительный канал измеряет не температуру, а спектральный состав шлака. Пока стабильности нет — алгоритмы интерпретации данных сырые, но направление перспективное. Особенно для автоматизации раскисления.

Фундаментальное ограничение комбинированных систем — физика процесса. При интенсивном кипении ванны ИК-канал фиксирует не температуру металла, а температуру газовых пузырей. Приходится вводить поправочные коэффициенты, которые к тому же зависят от уровня углерода.

Возможно, будущее за акустическими корректировками — пробовали синхронизировать данные зонда с сигналом ультразвукового толщиномера шлаковой корки. Получили интересные корреляции, но для промышленного внедрения ещё рано.