Мониторинг температуры жидкой стали в реальном времени поставщик

Когда слышишь про мониторинг температуры жидкой стали, первое, что приходит в голову — пирометры на каждом углу. Но на практике одноразовые замеры в ковше ничего не дают для управления процессом выплавки. Где-то в 2018 мы на одном из Уральских комбинатов пытались ставить точечные датчики — получили разброс до 40°C между замерами. Именно тогда стало ясно, что нужен именно поставщик с системой непрерывного контроля.

Почему инфракрасные технологии вытеснили контактные методы

До сих пор встречаю мастеров, которые уверены, что погружная термопара надежнее. Но они не учитывают главное — латентность процесса окисления. При контакте зонда с расплавом за 2-3 секунды образуется шлаковая пленка, которая искажает показания. Наш технолог как-то посчитал, что погрешность может достигать 1,5% от шкалы — для марки 35ГС это критично.

Инфракрасный метод вроде бы решает проблему, но тут свои нюансы. Например, классические пирометры не учитывают изменение коэффициента излучения при переходе через точку кюри. Мы в 2020 году налаживали систему на ММК — первые сутки график температуры выглядел как кардиограмма. Оказалось, датчик ловил отражение от газовых горелок.

Сейчас ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' как раз делает ставку на многодиапазонные ИК-сенсоры. Если посмотреть на их сайт https://www.tengyidianzi.ru, видно, что они ушли от простого измерения к спектральному анализу. Это ближе к физике процесса, хотя и требует тонкой настройки под каждую марку стали.

Как выглядит реальная эксплуатация систем непрерывного контроля

В идеальных условиях лаборатории все работают. Но в цехе с вибрацией, пылью и электромагнитными помехами начинаются интересные вещи. Например, на НЛМК мы месяц боролись с дрейфом нуля — оказалось, виноват был преобразователь частоты на крановом оборудовании. Пришлось тянуть экранированный кабель в отдельном лотке.

Самое сложное — калибровка в потоке. Мы используем метод эталонных проб, но даже здесь есть подводные камни. Если брать пробу из середины струи, ее температура будет на 15-20°C выше, чем у стенки кристаллизатора. Поэтому датчики приходится ставить каскадом — минимум три точки по вертикали.

Сейчас рекомендуем схему с резервированием: основной ИК-датчик плюс оптический канал для страховки. В прошлом месяце на 'Северстали' такая система спасла плавку — основной сенсор забился дымом, а резервный продолжал передавать данные. Кстати, у Тэнъи как раз есть готовые решения с дублированием каналов.

О чем молчат в технических паспортах

Ни один производитель не пишет про скорость отклика при изменении состава шихты. А это ключевой параметр! Когда переходишь с рядового чугуна на лом, теплопередача меняется скачком. Наши замеры показывают, что системы с временем отклика более 0.8с уже не успевают за процессом.

Еще момент — температурный дрейф электроники. В цехе летом бывает под 60°C у потолка, где обычно ставят преобразователи. Видел как китайские аналоги за полгода уходили в погрешность 3-4%. Сейчас на новых установках ставим термостатирующие кожухи — дороже, но зато не нужно каждую смену делать поверку.

У того же Тэнъи в описании оборудования на tengyidianzi.ru заявлен диапазон до 85°C для электронного блока. На практике это означает, что систему можно ставить практически в любой точке цеха без дополнительного охлаждения.

Экономика vs точность: как найти баланс

Когда директор спрашивает про окупаемость, бессмысленно говорить про точность до градуса. Считаем в тоннах перегретой стали. На примере Череповца: снижение температуры на 15°C дало экономию 12 кВтч/т. Но здесь важно не переборщить — при недогреве начинаются проблемы с раскислением.

Самая частая ошибка — пытаться сэкономить на количестве точек контроля. Для МНЛЗ минимально нужно 4 датчика: до промежуточного ковша, на стопоре, в кристаллизаторе и на выходе. Если ставить два, как делают некоторые, теряется связь между участками.

Кстати, ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' предлагает модульную систему — можно начать с двух сенсоров и потом наращивать. Мы так и сделали на ЭСПЦ-2: сначала поставили базовый комплект, через полгода добавили еще три точки. Главное — заложить резервные каналы в коммутаторе с самого начала.

Что изменилось за последние 5 лет в подходах к контролю

Раньше фокус был на аппаратной части, сейчас — на аналитике. Просто измерять температуру мало, нужно прогнозировать ее изменение. Мы начали внедрять предиктивные алгоритмы — по колебаниям температуры в ковше можно предсказать срок службы футеровки.

Еще один тренд — интеграция с системами управления печью. Например, когда датчик фиксирует резкий рост температуры в зоне шлакообразования, автоматически корректируется подача кислорода. На ЗапСибе такая система снизила расход ферросплавов на 3,7%.

Если говорить про российский рынок, то здесь пока лидируют гибридные решения. Как раз как у Тэнъи — ИК-сенсоры плюс собственная платформа для анализа. Их разработки в области непрерывного измерения температуры как раз закрывают потребность в точном контроле без постоянного вмешательства оператора.

Перспективы: куда движется отрасль

Сейчас экспериментируем с беспроводными датчиками для труднодоступных зон. Пока надежность оставляет желать лучшего — электромагнитные помехи в цехе съедают 30% сигнала. Но идея перспективная, особенно для реконструируемых производств.

Еще одно направление — совмещение температурного контроля с видеоаналитикой. Камера фиксирует образование шлаков, а ИК-сенсор одновременно отслеживает тепловые аномалии. Пока это дорого, но для ответственных марок уже применяется.

Думаю, через пару лет мы придем к тому, что мониторинг в реальном времени станет стандартом не только для выплавки, но и для всей цепочки — от подготовки шихты до разливки. И здесь как раз важна роль поставщика, который понимает технологию, а не просто продает оборудование. Как те же специалисты из Тэнъи, которые сами разрабатывают и производят измерительные системы.