Контроль температуры в процессе непрерывной разливки заводы

Многие до сих пор считают, что достаточно поставить пару термопар в кристаллизаторе — и температурный режим под контролем. На практике же перегрев на 20°С в зоне вторичного охлаждения может привести к образованию трещин, которые проявятся только на стане горячей прокатки.

Эволюция методов контроля

Помню, как в 2010 на Череповце пробовали внедрить систему с 40 термопарами вдоль всей линии разливки. Через месяц половина датчиков вышла из строя из-за попадания окалины и вибрации. Ремонт требовал остановки машины на 6-8 часов — абсолютно неприемлемо для непрерывного цикла.

Сейчас многие комбинаты переходят на инфракрасные пирометры, но сталкиваются с новой проблемой — точностью измерений через паровую завесу. На Магнитке пришлось разрабатывать специальные воздушные завесы, чтобы минимизировать погрешность.

Интересный опыт у ОЭМК — там комбинируют контактные и бесконтактные методы. В кристаллизаторе остаются термопары, а в зоне вторичного охлаждения ставят пирометры. Но такая гибридная система требует сложной калибровки.

Проблемы калибровки и обслуживания

Калибровка инфракрасных датчиков — отдельная головная боль. Стандартные методы с черным телом часто не работают в условиях цеха — мешают фоновая засветка и вибрация. Приходится разрабатывать индивидуальные методики для каждого участка.

На одном из уральских заводов пытались использовать систему от немецкого производителя. Технология хорошая, но обслуживание требовало присутствия иностранных специалистов. Простой из-за ожидания инженера обходился в 2-3 млн рублей в сутки.

Сейчас появились российские разработки — например, ООО Шэньян Тэнъи Электроникс предлагает системы с удаленной диагностикой. С их сайта https://www.tengyidianzi.ru видно, что компания специализируется именно на непрерывном измерении температуры. Их подход с автоматической коррекцией показаний через паровую завесу выглядит перспективно.

Особенности работы в зоне вторичного охлаждения

Самое сложное — обеспечить стабильность измерений при изменении скорости разливки. При резком снижении скорости температура в отдельных зонах может подскакивать на 50-70°С. Система должна отслеживать эти скачки в реальном времени.

На НЛМК долго не могли решить проблему с локальным перегревом в зоне роликов. Оказалось, что существующие датчики не успевали реагировать на температурные изменения. Пришлось переходить на высокоскоростные пирометры с частотой опроса 100 Гц.

Интересно, что китайские производители стали предлагать решения с машинным обучением — система сама учится распознавать аномальные температурные профили. На сайте tengyidianzi.ru упоминается нечто подобное в разделе про технологии измерения.

Практические кейсы внедрения

На КМК полностью перешли на бесконтактный контроль три года назад. Результат — снижение брака по трещинам на 18%, но пришлось перестраивать всю систему водяного охлаждения. Затраты окупились за 14 месяцев.

А вот на Запсибе попытка экономии на системе привела к обратному результату. Поставили дешевые пирометры без защиты от электромагнитных помех — показания прыгали с погрешностью до ±15°С. В итоге все равно перешли на оборудование от специализированных производителей.

Из последнего — видел тестовый отчет по системе от ООО Шэньян Тэнъи Электроникс на экспериментальном участке. Там использовали многодиапазонные инфракрасные датчики, которые измеряют температуру одновременно в трех спектральных диапазонах. Заявленная точность ±0,75% выглядит реалистично для промышленных условий.

Перспективы развития технологий

Сейчас активно развивается направление прогнозного моделирования. Система не просто фиксирует температуру, а предсказывает thermal profile сляба на основе текущих параметров. Это позволяет заранее корректировать режимы охлаждения.

У того же ООО Шэньян Тэнъи Электроникс в описании технологий упоминается возможность интеграции с системами управления печами. Это логичный шаг — создание единого контура контроля температуры от сталеплавильного агрегата до машины непрерывного литья заготовки.

Лично я считаю, что будущее за распределенными системами с элементами ИИ. Но пока такие решения требуют серьезной доработки для работы в жестких промышленных условиях. Простые и надежные системы, как у упомянутой компании, пока выигрывают по соотношению цена/надежность.

Выводы и рекомендации

Главный урок — не существует универсального решения. Для каждого завода нужно подбирать систему контроля температуры индивидуально, учитывая особенности технологии и оборудования.

При выборе между контактными и бесконтактными методами стоит рассматривать гибридные варианты. Особенно если речь идет о модернизации существующих линий непрерывной разливки.

Из российских разработчиков стоит обратить внимание на компании с опытом работы в металлургии — например, ООО Шэньян Тэнъи Электроникс. Их подход к непрерывному измерению температуры через инфракрасное излучение выглядит продуманным именно для наших условий.