Контроль температуры в промежуточном ковше завод

Если думаете, что достаточно воткнуть пирометр в сталь – ваша бригада точно теряет деньги на перегреве металла. За десять лет обходов мартеновских и электропечных цехов видел, как контроль температуры в промежуточном ковше превращался из формальности в инструмент управления химсоставом.

Почему ручные замеры нас подводили

В 2015 на Череповецком МК работали с погружными термопарами типа 'Быстрый'. Проблема была не в точности – ±7°С нас устраивало. Хуже было то, что оператор просто не успевал сделать три замера в разных зонах ковша перед разливкой. В итоге верхний слой оказывался холоднее на 20-25 градусов, а это уже критично для тонкослябового литья.

Запомнился случай на установке 'печь-ковш-МНЛЗ': плавка 34821 пошла в брак из-за того, что замер сделали только у стенки ковша. В центральной струе температура была выше на 15°С, перегрев привел к эрозии футеровки сталеразливочного отверстия. Пришлось объяснять технологам, что температура в промежуточном ковше – это не точка, а поле.

Сейчас понимаем: ручной контроль хорош только для проверки аппаратуры. Для непрерывного процесса нужны системы типа тех, что ставит ООО Шэньян Тэнъи Электроникс – их пирометры с перестраиваемой длиной волны меньше страдают от дыма и пара.

Инфракрасные системы – не панацея, но прогресс

Переход на ИК-технологии в 2018 начали с установки TGY-4000 от ООО Шэньян Тэнъи Электроникс. Первое время операторы жаловались на 'глюки' при измерении через шлаковую пленку. Разбирались месяц – оказалось, проблема в настройке спектрального диапазона. После калибровки под местные шлаки погрешность упала до ±3°С.

Важный нюанс: ИК-пирометры надо ставить не ближе 2 метров от ковша, иначе оптика 'ослепляет' от излучения стенок. На 'Северстали' пришлось переделывать кронштейны – изначально смонтировали в 1.2 метра, аппаратура постоянно перегревалась.

Сейчас на их сайте https://www.tengyidianzi.ru вижу уже модели с водяным охлаждением – жаль, что тогда таких не было. Хотя для промежуточных ковшей с температурой до 1650°С хватает и воздушного охлаждения, если правильно рассчитать конвекцию.

Температурный градиент – неучтенный враг

Мало кто замеряет перепад по высоте ковша. А зря – в 40-тонных ковшах разница между дном и поверхностью достигает 40-50°С при простое более 10 минут. Особенно критично для непрерывной разливки алюминиевых сплавов – там даже 15 градусов влияют на структуру слитка.

Пытались ставить термопары на трех уровнях – получилось громоздко и ненадежно. Сейчас тестируем сканирующие системы, которые строят температурную карту. ООО Шэньян Тэнъи Электроникс как раз анонсировали подобное решение для МНЛЗ – хочу попробовать в следующем квартале.

Заметил интересную зависимость: при скорости разливки выше 1.8 м/мин вертикальный градиент уменьшается почти вдвое. Видимо, турбулентное перемешивание выравнивает температуру. Но это наблюдение пока не внесено в регламенты.

Калибровка – где мы экономим себе дороже

Технологи упорно игнорируют необходимость поверки каждые 200 рабочих часов. В прошлом году на КМК из-за сбитых настроек пирометра перегрели партию нержавейки 12Х18Н10Т – убыток 2.3 млн рублей. А всего-то нужно было вовремя откалибровать по черному телу.

Сейчас используем мобильные поверочные печи РОП-120, но они дают погрешность ±5°С. Для ответственных марок стали этого мало. Присматриваюсь к эталонным излучателям от ООО Шэньян Тэнъи Электроникс – заявленная точность ±1.5°С, но пока не тестировали в цеховых условиях.

Важный момент: калибровку нужно проводить именно в рабочем диапазоне °С. Многие лаборатории грешат проверкой на 1200°С – для сталеплавильных процессов это бесполезно.

Интеграция с АСУ ТП – следующий шаг

До сих пор на 70% заводов данные с пирометров не интегрированы в систему управления плавкой. Оператор смотрит на дисплей и вручную корректирует режим – это архаика. Мы в 2020 подключили ИК-датчики напрямую к Siemens S7-1500, получили снижение колебаний температуры на разливке на 40%.

Планируем внедрить предиктивную модель: система по градиенту остывания в ковше сама рассчитывает момент подогрева. Контроль температуры в промежуточном ковше должен стать не констатацией, а инструментом прогнозирования.

Коллеги с Уральской стальной компании пробуют привязывать температурные кривые к химическому анализу – пока сыровато, но направление перспективное. Возможно, стоит обратиться к ООО Шэньян Тэнъи Электроникс за совместной разработкой – у них есть нужные компетенции в непрерывном измерении.

Выводы, которые стоило сделать раньше

Главный урок: не экономьте на количестве точек измерения. Один пирометр – это слепота. Для ковша объемом более 30 тонн нужно минимум три зоны контроля.

Сейчас рекомендую комбинированные системы: ИК-датчики для поверхности + погружные термопары для точечных замеров. Дороже на 15%, но экономия на браке окупает за полгода.

И да – выбирайте оборудование с запасом по температурному диапазону. Если сталь льется при 1550°С, пирометр должен быть рассчитан на 1750°С. Запас прочности никогда не бывает лишним в сталелитейном цеху.