Контроль температуры в процессе непрерывной разливки производитель

Когда говорят о контроле температуры в МНЛЗ, многие представляют себе просто термопары на кристаллизаторе — но на самом деле это как раз тот случай, где инфракрасные системы дают принципиально иные возможности. В нашей работе с ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' мы не раз сталкивались с ситуациями, когда классические методы просто не успевали отслеживать реальную динамику температурного поля.

Ошибки при выборе измерительного оборудования

До внедрения инфракрасных пирометров серии PRO-9X мы пробовали комбинировать контактные и бесконтактные методы. Основная проблема — инерционность измерений в зоне вторичного охлаждения. Помню, на одном из заводов в Липецке пытались использовать термопары с быстрым откликом, но постоянные повреждения контактов сводили эффективность к нулю.

Инфракрасные системы позволяют отслеживать температурный профиль по всей длине машины, но здесь критически важна калибровка под конкретные условия. Как-то раз неправильно настроили спектральный диапазон — в итоге пары воды от системы охлаждения создавали погрешность до 40°C. Пришлось пересматривать весь подход к позиционированию датчиков.

Сейчас мы в Тэнъи Электроникс всегда рекомендуем проводить тепловизионную съемку всего технологического потока перед выбором точек измерения. Часто оказывается, что ключевые температурные аномалии возникают в местах, которые раньше вообще не контролировались.

Особенности работы в условиях непрерывной разливки

Температурная стабильность в кристаллизаторе — это только вершина айсберга. Гораздо сложнее поддерживать равномерное охлаждение по зонам вытяжного устройства. Наш специалист как-то провел эксперимент с одновременным измерением в 12 точках — оказалось, что перепад температур между центральной и краевой зонами слитка может достигать 80°C даже при формально корректных настройках.

Вторичное охлаждение — отдельная головная боль. Здесь классические пирометры часто дают сбой из-за пара и окалины. Пришлось разрабатывать специальные purge-системы для оптики, которые сейчас стали стандартом в наших поставках. Но даже это не панацея — при высокой скорости разливки (>2 м/мин) требуется особый подход к фильтрации помех.

Интересный случай был на модернизированной МНЛЗ в Череповце: там система контроля температуры изначально была настроена на усредненные показания, что маскировало локальные перегревы. После установки наших многозональных инфракрасных сканеров выяснилось, что причина поверхностных дефектов слитков — именно в этих точечных температурных всплесках.

Практические решения от Тэнъи Электроникс

Наша разработка — система мониторинга на базе инфракрасных камер с водяным охлаждением — изначально создавалась с учетом специфики именно непрерывной разливки. Ключевое отличие от стандартных решений — алгоритм компенсации запыленности, который позволяет сохранять точность ±5°C даже в условиях интенсивного образования окалины.

В базовой конфигурации мы обычно устанавливаем три контрольные точки: зона мениска, середина кристаллизатора и выход из секций вторичного охлаждения. Но опыт показывает, что для каждой МНЛЗ нужна индивидуальная схема измерений. Например, на машинах с криволинейным кристаллизатором приходится добавлять дополнительные точки контроля по наружному радиусу.

Сейчас тестируем новую систему с функцией прогнозирования образования трещин на основе анализа динамики температурного поля. Пока результаты обнадеживающие — на испытаниях в Новолипецке удалось снизить процент брака по этой причине примерно на 1,2%. Не революция, но для производства с месячным объемом 200 тыс. тонн — существенная экономия.

Типичные проблемы при внедрении

Самое сложное — не техническая часть, а изменение технологических регламентов. Даже когда система показывает явные отклонения, металлурги часто продолжают работать 'по привычке'. Приходится проводить параллельный контроль старыми и новыми методами, чтобы наглядно демонстрировать расхождения.

Еще одна проблема — калибровка в производственных условиях. Эталонные источники черного тела не всегда можно установить в нужной позиции, поэтому разработали мобильный калибровочный модуль, который можно временно монтировать непосредственно на направляющих роликах.

Электромагнитные помехи от механизмов МНЛЗ — отдельная тема. Пришлось полностью переработать экранирование кабельных линий после того, как на одном из объектов наводки от двигателей вытяжных клетей искажали показания на 15-20°C.

Экономическая эффективность систем контроля

Многие предприятия до сих пор считают системы непрерывного контроля температуры излишеством. Но когда начинаешь считать потери от брака, картина меняется. На примере завода в Магнитогорске: после внедрения нашего оборудования удалось снизить количество слитков с поверхностными трещинами с 3,8% до 1,2% — это около 2,5 млн рублей экономии в месяц только на переплаве.

Косвенная выгода — увеличение стойкости кристаллизаторов. При точном контроле температуры перегрева металла удалось увеличить межремонтный ресурс медных плит на 15-20%. Это еще около 800 тыс. рублей экономии на год для стандартной двухручьевой машины.

Сейчас ведем переговоры по внедрению системы предиктивной аналитики, которая будет не просто фиксировать температуру, но и рекомендовать корректировки режимов разливки. Первые тесты показывают потенциальную экономию еще 1,5-2% от общей стоимости производства.

Перспективы развития технологии

Сейчас активно работаем над интеграцией систем контроля температуры с АСУ ТП верхнего уровня. Проблема в том, что существующие протоколы обмена данными не всегда подходят для передачи термограмм в реальном времени. Разрабатываем собственный формат сжатия данных без потери информативности.

Интересное направление — использование ИИ для анализа тепловых карт. Обучаем нейросеть распознавать паттерны, предшествующие образованию внутренних дефектов. Пока точность прогноза около 78%, но для технологических процессов это уже неплохой результат.

В перспективе рассматриваем возможность создания распределенной системы измерения температуры с беспроводной передачей данных — это решило бы многие проблемы с монтажом на существующих МНЛЗ. Но пока надежность беспроводных каналов в условиях цеха оставляет желать лучшего.