Непрерывное измерение температуры на машине непрерывного литья заготовок

Когда говорят про контроль температуры на МНЛЗ, половина цеховых инженеров до сих пор путает точечные замеры с истинно непрерывным мониторингом. Разница — как между фотоснимком и видеотрансляцией.

Почему старые методы не работают

Вспоминаю, как на Череповецком ММК пытались термопарами отслеживать температуру в кристаллизаторе. Датчики жили максимум две недели — постоянные термоудары и брызги шлака. После трёх месяцев мучений поняли: точечные замеры просто не успевают за динамикой процесса.

Особенно критичен участок вторичного охлаждения. Там перепад в 20-30°С за секунду — обычное дело. Если пропустишь такой скачок, потом всю партию в утиль из-за внутренних трещин.

Коллеги с Уральской сталкивались с похожим: ставили пирометры периодического действия, но те захватывали только 60% реальных температурных аномалий. Остальное выявлялось уже при контроле готовой заготовки.

Инфракрасные системы как решение

Перешли на инфракрасные сканирующие системы — тут уже пошла речь о настоящем непрерывном измерении температуры. Но и здесь свои подводные камни. Например, влияние паровоздушной завесы над зоной вторичного охлаждения.

Пришлось экспериментировать с длинами волн. Остановились на 3.9 мкм — эта спектральная область меньше страдает от пара и окалины. Хотя на первых порах были ошибки калибровки, когда датчики показывали температуру на 50°С ниже реальной.

Сейчас используем многоканальные системы — одновременно отслеживаем температуру поверхности заготовки в 5-7 точках по длине МНЛЗ. Это позволяет строить температурный профиль в реальном времени.

Практические сложности внедрения

Самое сложное — не установить оборудование, а заставить его стабильно работать в условиях цеха. Вибрации, влажность 90%, постоянная запылённость — обычные промышленные IP-корпуса здесь не выживают.

Применяем специальные системы продувки оптики сжатым воздухом. Но и это не панацея — если фильтры не менять раз в неделю, пыль всё равно проникает.

Ещё одна проблема — тепловые помехи от соседнего оборудования. На КМК пришлось переставлять датчики три раза, пока не нашли позицию, где влияние раскаленных роликов минимально.

Кейс с ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс'

В прошлом году тестировали на Новолипецком МК систему от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс'. Их подход к непрерывному измерению температуры с использованием инфракрасного излучения показался интересным — особенно алгоритм компенсации помех.

Система справлялась с парами лучше аналогов, но требовала тонкой настройки под конкретные условия МНЛЗ. Специалисты компании оперативно дорабатывали ПО под наши требования — это редкость для поставщиков из Китая.

Сейчас их оборудование работает на двух машинах непрерывного литья. За полгода — всего два ложных срабатывания, что для систем такого класса отличный показатель.

Что дает непрерывный контроль на практике

Когда видишь температурную кривую в реальном времени, начинаешь по-другому подходить к настройке скорости разливки. Раньше операторы ориентировались на усредненные значения, теперь видят мгновенную реакцию на изменение параметров.

Например, снизили скорость — через 15 секунд уже видишь, как растет температура в зоне вторичного охлаждения. Это позволяет предотвратить перегрев заготовки, который раньше обнаруживался только по красным раковинам.

По нашим данным, внедрение полноценного непрерывного измерения температуры снизило брак по температурным дефектам на 23% за первый год. Хотя для достижения таких результатов пришлось переучивать весь операторский состав.

Перспективы развития технологии

Сейчас экспериментируем с совмещением температурного мониторинга и систем технического зрения. Хотим не просто фиксировать температуру, а привязывать ее к конкретным дефектам поверхности.

Еще одно направление — прогнозирование остаточного ресурса кристаллизатора на основе анализа температурных циклов. Пока данные обнадеживающие, но до внедрения в промышленную эксплуатацию далеко.

Из новинок присматриваемся к волоконно-оптическим системам измерения — они обещают лучшую защиту от электромагнитных помех. Но пока это дорогое решение для точечного применения.

Выводы для производства

Непрерывный температурный контроль на МНЛЗ — это не роскошь, а необходимость для современных производств. Но подходить к нему нужно без излишнего энтузиазма — оборудование требует постоянного обслуживания и квалифицированного персонала.

Начинать лучше с ключевых зон — кристаллизатора и первой зоны вторичного охлаждения. Полномасштабное внедрение на всей длине машины оправдано только при отлаженной системе на первых участках.

Главное — понимать, что сама по себе система измерения не улучшит качество. Она лишь дает информацию для принятия решений. Без грамотной интерпретации данных и оперативного реагирования это просто дорогая игрушка.