Мониторинг температуры жидкой стали в реальном времени завод

Сразу скажу — большинство представлений о непрерывном контроле температуры стали в ковше или конвертере либо устарели лет на десять, либо основаны на рекламных буклетах. На деле даже на современных литейных площадках до сих пор встречаются бригады, работающие с пирометрами одноразового замера, хотя уже лет пять как есть системы, способные отслеживать 1600+ градусов в потоке без остановки плавки.

Почему старые методы тормозят процесс

Вспоминаю, как в 2018 на одном из уральских комбинатов пытались внедрить систему точечных замеров через каждые 15 минут. Результат? Потери по температуре в разгар плавки доходили до 25–30 градусов между контрольными точками. При этом оператор вручную фиксировал данные в журнал — ошибки, задержки, а главное, невозможность быстро скорректировать режим подогрева.

Особенно критично это при разливке на МНЛЗ — там перепад даже в 10 градусов уже ведёт к дефектам слитков. Как-то раз из-за запаздывания данных по температуре в промежуточном ковше получили бракованную партию рельсовой стали. Выяснилось позже, что термопара дала сбой на 18 градусов, но заметили это только после остывания заготовки.

Коллеги с других заводов часто спрашивают: ?Ну, подождали 3–4 минуты до замера — какая разница??. А разница в том, что при непрерывном мониторинге ты видишь не просто цифру, а динамику остывания, влияние присадок, равномерность прогрева по объёму металла. Это уже не контроль, а управление процессом.

Как работает инфракрасный мониторинг в реальных условиях

На нашем участке с 2021 года стоит система от ООО ?Шэньян Тэнъи Электроникс? — их пирометры с защитными кожухами от брызг шлака. Кстати, их сайт https://www.tengyidianzi.ru — там есть технические отчёты по внедрениям на российских заводах. Не реклама, а просто делюсь опытом — их оборудование выдерживает до 80°C в цеховой среде без дополнительного охлаждения.

Самое важное — не просто показания прибора, а как данные интегрируются в АСУ ТП. У нас, например, сигнал с инфракрасного датчика идёт напрямую в систему управления печью. Если температура в ковше падает ниже порога — автоматически включается догрев. Раньше на это уходило до 7 минут реакции оператора, сейчас — секунды.

Но есть нюансы: при монтаже сначала поставили датчик под углом 45 градусов к струе металла — появились погрешности из-за паров. Переустановили строго перпендикулярно на расстоянии 1.2 метра — точность восстановилась. Мелочь? Нет, именно такие детали и определяют успех внедрения.

Проблемы, которые не покажут в презентациях

Ни одна система не работает идеально в условиях металлургического цеха. Например, летом при +45°C в зоне разливки начинается тепловая интерференция — датчик иногда ловит отражённое излучение от раскалённых стен ковша. Решили установить дополнительные тепловые экраны из нержавейки.

Ещё история: пытались сэкономить на кабельных трассах — проложили сигнальные линии рядом с силовыми. В итоге — наводки, скачки в показаниях. Пришлось перекладывать с экранированием. Теперь всегда советую коллегам: на монтаже экономьте на чём угодно, но не на кабельной сети.

Самое сложное — убедить персонал доверять автоматике. Сталевары со стажем привыкли ?чувствовать? темперацию по цвету струи. Первые месяцы постоянно перепроверяли систему контактными термопарами. Сейчас уже сами просят расширить мониторинг на другие участки.

Что даёт непрерывный контроль в цифрах

За два года эксплуатации системы мониторинга температуры в реальном времени удалось снизить брак по температурному фактору на 18%. По энергозатратам — экономия газа на догреве около 7% в месяц. Но главное не это.

Появилась возможность строить температурные карты плавки — от выпуска из печи до кристаллизатора. Это помогло оптимизировать время промежуточного выстоя металла в ковшах. Раньше держали ?с запасом?, теперь точно знаем, когда металл дойдёт до нужной температуры.

Интересный побочный эффект: данные с инфракрасных систем начали использовать технологи для корректировки режимов легирования. Оказалось, что при определённой динамике остывания эффективнее вводить ферросплавы — усвоение улучшается на 3–5%.

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас рассматриваем внедрение распределённых систем мониторинга — когда несколько датчиков отслеживают температуру одновременно в разных точках ковша. Особенно актуально для большегрузных сталеразливочных ковшей, где возможен градиент до 15 градусов между верхними и нижними слоями.

Ограничение пока одно — стоимость внедрения. Но если считать не просто цену оборудования, а совокупный экономический эффект, то окупаемость у нормально внедрённой системы — около 14 месяцев. Это с учётом снижения брака, экономии энергии и увеличения стойкости футеровки.

Коллеги из ООО ?Шэньян Тэнъи Электроникс? как-то показывали прототип системы для измерения температуры в зоне шлака — это было бы прорывом для контроля раскисления. Но пока технология сыровата — мешает высокая эмиссия от самого шлака.

В целом, если лет пять назад мониторинг температуры жидкой стали в реальном времени казался роскошью, то сегодня — это необходимость для конкурентоспособного производства. Главное — подходить к внедрению без фанатизма, учитывать специфику конкретного цеха и не ждать мгновенных результатов первые месяцы.