Мониторинг температуры жидкой стали в реальном времени заводы

Если честно, многие до сих пор путают постоянный контроль с периодическими замерами — а это принципиально. На одном из комбинатов в Липецке я видел, как лаборанты с пирометрами бегали каждые 20 минут, а потом удивлялись разбросу в 40 градусов между пробами.

Почему старые методы не работают

Термопары в погружных пробниках — классика, но при контакте с расплавом их электроды буквально выгорают за 2-3 замера. Колебания в 15-25°С считались нормой, пока мы не поставили эксперимент с параллельным измерением через инфракрасный пирометр непрерывного измерения температуры.

Запомнился случай на ММК: плавка 340 тонн, а температура в средней части ковша оказалась на 67°С ниже, чем у стенки. Это потом аукнулось трещинами в прокате.

Кстати, про калибровку — её часто забывают делать при смене марки стали. Для низкоуглеродистых и легированных сплавов эмиссионная способность отличается на 0.1-0.15, что даёт погрешность до 30°С.

Инфракрасные системы: между теорией и цехом

Наше предприятие ООО Шэньян Тэнъи Электроникс как раз специализируется на таких решениях. Но когда мы привезли первый прототип на Череповецкий меткомбинат, столкнулись с парадоксом: датчик идеально работал в тестах, но в цехе его показания прыгали.

Оказалось, вибрация от кранов вызывала микросдвиги в оптике. Пришлось разрабатывать демпфирующее крепление — сейчас этот узел есть в всех наших моделях серии TGY-4000.

На сайте tengyidianzi.ru есть технические отчёты по внедрению, но я бы рекомендовал смотреть не на красивые графики, а на раздел про устранение помех от паров натрия.

Особенности внедрения в действующих цехах

Самое сложное — не технологии, а люди. Сталевары со стажем часто не доверяют ?электронным глазам?, особенно когда система показывает 1523°С, а по их опыту ?не меньше 1550?. Приходилось делать гибридный режим: первые 2 месяца выводили данные и с пирометра, и с термопары параллельно.

Критически важным оказалось расположение датчиков относительно зоны шлакообразования. На НЛМК пришлось трижды переставлять кронштейны, пока не нашли точку с минимальным задымлением.

Для мониторинг температуры жидкой стали в разливочных пролётах мы сейчас тестируем мобильные версии с водяным охлаждением — классические стационарные системы там перегреваются за смену.

Экономика против точности

Руководство заводов всегда спрашивает про окупаемость. На примере Электростали: сокращение брака по температурному режиму на 0.8% дало экономию 12 млн рублей в год при стоимости системы в 3.7 млн.

Но есть и скрытые выгоды — например, прогнозирование износа футеровки. Когда видишь, что в одной зоне ковша температура стабильно выше на 15-20°С, можно планировать ремонт без внеплановых простоев.

Кстати, про футеровку — именно непрерывный контроль помог на ?Северстали? выявить аномалии в теплопередаче через огнеупорный материал. Оказалось, при толщине ниже 120 мм начинается нелинейный рост теплопотерь.

Что не пишут в спецификациях

Ни один производитель не расскажет про влияние электромагнитных помех от печных трансформаторов. Мы нашли эмпирическое решение: экранирование алюминиевой фольгой с заземлением на силовую землю цеха.

Ещё момент — калибровка по чёрному телу. В цехе нет идеальных эталонов, поэтому мы используем графитовые тигли с расплавом алюминия — их излучательная способность ближе к реальным условиям.

Сейчас в ООО Шэньян Тэнъи Электроникс идёт работа над компенсацией погрешностей от окисных плёнок. Предварительные результаты по сталям с высоким содержанием марганца показывают снижение погрешности с 4.5% до 1.8%.

Перспективы и ограничения

Современные системы уже позволяют строить 3D-тепловые карты металла в ковше, но это требует установки 6-8 датчиков по периметру — не всегда технически возможно.

Интересное направление — совмещение данных по температуре с химическим анализом в реальном времени. На экспериментальной установке в Магнитогорске это позволило сократить время доводки плавки на 12%.

Главное препятствие для массового внедрения — не стоимость оборудования, а необходимость перестраивать технологические регламенты. Но как показала практика, после первых успешных кейсов сопротивление технологов снижается.