Мониторинг температуры жидкой стали в реальном времени поставщики

Когда говорят про мониторинг температуры жидкой стали, все сразу представляют пирометры. Но на деле это целая система, где бесконтактные ИК-датчики — только вершина айсберга. Многие поставщики до сих пор пытаются продавать устаревшие термопары для таких задач, хотя в реальных условиях контактные методы в мартеновских печах просто не выживают.

Почему ИК-технологии вытесняют классические методы

В 2018 году на нашем прокатном стане в Череповце пробовали внедрить немецкие термопары с керамической защитой. Через три плавки погрешность достигала 40°C — из-за агрессивной шлаковой пленки и турбулентности в ковше. Тогда мы перешли на мониторинг температуры жидкой стали в реальном времени через инфракрасные системы. Ключевое отличие — не просто замер в точке, а построение тепловой карты поверхности металла.

Российские металлургические комбинаты часто экономят на калибровке, но тут важен каждый градус. Например, при отливке трансформаторной стали отклонение даже на 5°C приводит к дефектам структуры. Поставщики типа ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' предлагают модули с автоматической коррекцией через эталонный излучатель — это решает проблему запыленности оптики.

Сейчас тестируем их систему ТЕМПРО-К на разливочном участке. Пока держит стабильность ±3°C при расстоянии 12 метров от ковша. Но пришлось дополнительно ставить воздушную завесу — выбросы окалины все равно периодически забивают объектив.

Ошибки при выборе оборудования

Частая ошибка — гнаться за диапазоном измерений. Для жидкой стали достаточно °C, важнее скорость отклика. Наш опыт: если датчик выдает данные реже чем 0.8 секунды, при разделке плавки уже возникают слепые зоны. Лучшие поставщики типа того же Тэнъи указывают в паспорте не только технические характеристики, но и условия эксплуатации — например, максимальную концентрацию дыма в зоне измерения.

Еще нюанс — совместимость с АСУ ТП. Китайские системы часто имеют проблемы с интеграцией в Siemens Step7, но у Шэньян Тэнъи готовые драйверы для ПЛК Simatic. Мы подключали через OPC-сервер, потребовалась только настройка тегов обмена.

Недавно рассматривали польскую систему, но отказались из-за требований к чистоте воздуха. В цехе конвертерной выплавки это нереально — пришлось бы строить герметичный бокс с кондиционированием, что удваивает стоимость проекта.

Практические кейсы внедрения

На НЛМК в 2022 году ставили эксперимент с параллельным измерением — ИК-датчик против погружаемого зонда. При скорости розлива 2.5 м/мин расхождения составили 7-9°C в пользу инфракрасной системы. Погружной зонд просто не успевал прогреваться на всю длину.

Интересный момент обнаружили при работе с малыми ковшами (до 15 тонн). Здесь поставщики часто не учитывают геометрию — при узком горлышке возникают погрешности из-за отражений от футеровки. Пришлось разрабатывать индивидуальные алгоритмы компенсации вместе с инженерами Тэнъи.

Самое сложное — убедить технологическую службу доверять бесконтактным измерениям. До сих пор некоторые технологи требуют дублирования термопарами 'на всякий случай'. Хотя статистика за 4 года показывает: 92% брака по температуре выявляются именно ИК-системами.

Перспективы развития технологии

Сейчас тестируем прототип системы от Шэньян Тэнъи с Wi-Fi передачей данных. Раньше считал это излишеством, но на разливочном пролете длиной 200 метров прокладка кабелей действительно стала проблемой. Правда, пришлось экранировать приемники от помех от кранового оборудования.

В идеале нужно двигаться к предиктивным моделям. Например, по динамике остывания металла в промежуточном ковше прогнозировать температуру в кристаллизаторе. Но пока ни один поставщик не предлагает готовых решений — только базовые функции мониторинга.

Интересное направление — совмещение данных температурного контроля с системой видеоаналитики. Китайские коллеги на Baosteel уже пробуют отслеживать распределение температуры по поверхности сланца с помощью ИК-камер. Но у нас пока не хватает вычислительных мощностей для обработки таких объемов данных.

Экономическая эффективность внедрения

Многие директора по развитию ошибочно считают, что мониторинг температуры жидкой стали нужен только для контроля качества. На деле система окупается за 8-10 месяцев только за счет экономии ферросплавов. При точном поддержании температуры удается снизить перерасход ферросилиция на 1.2-1.5 кг на тонну стали.

Еще один момент — сокращение простоев МНЛЗ. Раньше при сбоях в измерении приходилось останавливать машину для ручного контроля. Сейчас оператор видит тренд в реальном времени и может корректировать скорость разливки без остановки процесса.

Для российских предприятий важно, что местные представительства типа tengyidianzi.ru обеспечивают ремонт в течение 72 часов. С европейскими поставщиками сроки могли достигать 3-4 недель из-за таможенных процедур. Это критично для непрерывного производства.

Технические нюансы эксплуатации

Самое уязвимое место — оптические окна. Пробовали сапфировые, кварцевые, даже фторид кальция. В условиях металлургического цеха лучше всего показали себя окна из ZnSe с антибликовым покрытием — держат до 6 месяцев при регулярной очистке.

Часто недооценивают влияние паразитных засветок. Например, от пламени горелок подогрева стопы. Пришлось разрабатывать бленды специальной формы — стандартные не спасали. В документации Шэньян Тэнъи этот момент хорошо расписан, но нужно внимательно читать раздел по монтажу.

Калибровка — отдельная история. Раньше делали раз в квартал, но при интенсивной работе датчиков дрейф начинается уже через 4-5 недель. Перешли на ежемесячную поверку через эталонный источник черного тела. Это увеличило затраты, но снизило количество рекламаций от потребителей.