Надежный датчик температуры жидкой стали завод

Когда говорят про надежный датчик температуры жидкой стали, большинство представляет себе этакий термометр для металла – воткнул и снимай показания. На практике же это целая система, где сам измерительный элемент лишь вершина айсберга. За 12 лет работы на металлургических комбинатах от Магнитки до Череповца я видел, как неправильный подход к подбору датчиков оборачивался часами простоя конвертера или браком целой плавки.

Конструктивные особенности, которые не заметны с первого взгляда

Возьмем, к примеру, защитную арматуру. Многие поставщики экономят на материале сопла, используя обычную нержавейку. А ведь при погружении в сталь с температурой °C даже самая лучшая сталь держится не больше 10-12 циклов. Мы в свое время экспериментировали с медным водоохлаждаемым соплом – идея в теории хорошая, но на практике оказалось слишком сложно обеспечить стабильный отвод тепла.

Сейчас в ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' пошли по пути композитных материалов – специальная керамика с добавлением карбида кремния. Такое сопло выдерживает до 50 погружений без заметной эрозии. Правда, пришлось полностью пересмотреть систему крепления – коэффициент теплового расширения у керамики совсем другой.

Еще один нюанс – длина погружаемой части. Для конвертера достаточно 400-500 мм, а для электропечи иногда требуется до 800 мм. И это не просто 'удлинение провода' – при такой длине возникают паразитные колебания, влияющие на точность измерений.

Калибровка в полевых условиях

Заводская калибровка – это хорошо, но в реальных условиях показания начинают 'плыть' уже после 20-25 измерений. Особенно заметно это становится при работе с низкоуглеродистыми сталями – там температурный диапазон плавления уже, поэтому даже отклонение в 10-15°C критично.

Мы выработали свою методику контроля – после каждого 15-го измерения проводим тест с эталонным термопаром. Да, это дополнительные 5-7 минут на операцию, зато погрешность не превышает 3°C даже к концу смены.

Интересный момент обнаружили при работе с разными типами покрытий ковшей. При известковой футеровке датчик показывает на 8-10°C ниже реальной температуры, а при магнезитовой – практически точные значения. Видимо, дело в разной теплопроводности материалов.

Проблемы эксплуатации, о которых не пишут в инструкциях

Самое уязвимое место – не сам датчик, а соединительные разъемы. Пыль, окалина, брызги шлака – все это постепенно накапливается в контактах. Были случаи, когда абсолютно исправный датчик показывал 'обрыв цепи' только из-за окисленных контактов в переходной коробке.

Сейчас мы рекомендуем использовать разъемы с силиконовыми уплотнителями – как у тех же датчиков от Тэнъи Электроникс. Их сайт https://www.tengyidianzi.ru кстати, содержит довольно подробные инструкции по обслуживанию, что редкость для российского рынка.

Еще одна головная боль – вибрация. При работе конвертера возникают такие низкочастотные колебания, что постепенно разрушается даже самая надежная изоляция. Пришлось разрабатывать дополнительное крепление кабеля – простой хомут не спасает.

Сравнение технологий измерения

Пираметры – это конечно, проще в эксплуатации, но их погрешность в 20-30°C для ответственных плавок совершенно неприемлема. Особенно когда речь идет о производстве автомобильного листа или арматуры для мостовых конструкций.

Оптические системы – точнее, но требуют идеально чистого обзора. В условиях цеха с постоянным дымом и пылью это практически нереально. Хотя для измерения температуры в промежуточном ковше иногда применяем.

Контактные датчики остаются золотым стандартом, несмотря на все их недостатки. Главное – соблюдать технологию погружения: угол 30-45 градусов, время выдержки 3-5 секунд, обязательная проверка целостности кварцевого наконечника перед каждым использованием.

Экономическая составляющая выбора

Когда технолог говорит 'нам нужен надежный датчик', он обычно имеет в виду точность. Когда экономист – стоимость. А на практике важнее всего совокупная стоимость владения. Дешевый датчик за 15 тысяч рублей, требующий замены после 30 измерений, в итоге обходится дороже, чем модель за 45 тысяч, работающая 100 циклов.

В ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' как раз сделали упор на этот показатель – их датчики дороже аналогов на 20-25%, но межповерочный интервал в 1.5 раза больше. Для цеха с 50 плавками в сутки это экономия около 400 тысяч рублей в месяц только на поверках.

Кстати, про поверки – мы перешли на калибровку по фактическому износу, а не по календарному графику. После каждого использования замеряем толщину кварцевого наконечника – когда она достигает критической, отправляем на поверку. Такой подход увеличил межремонтный ресурс на 40%.

Перспективы развития технологии

Сейчас активно тестируем систему беспроводной передачи данных – казалось бы, мелочь, но отсутствие кабеля значительно упрощает эксплуатацию. Правда, пока не решена проблема помех от мощного электрооборудования.

Еще одно интересное направление – датчики с функцией одновременного измерения температуры и химического состава. В теории это возможно через анализ спектра излучения, но на практике пока получаются слишком сложные и дорогие системы.

Возможно, в ближайшие 2-3 года мы увидим по-настоящему прорывные решения. А пока надежный датчик температуры жидкой стали остается тем инструментом, от которого зависит качество всей продукции металлургического завода.