Непрерывное измерение температуры на машине непрерывного литья заготовок производители

Когда говорят про непрерывное измерение температуры на МНЛЗ, многие сразу представляют себе термопары в кристаллизаторе — но это лишь часть картины. На самом деле ключевая сложность в том, чтобы охватить весь технологический цикл, от подачи металла до выхода готовой заготовки, причём без простоев оборудования. Мы в ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' не раз сталкивались с ситуациями, когда заказчики пытались экономить на системе мониторинга, а потом месяцами разбирались с браком из-за перегрева в зоне вторичного охлаждения.

Почему стандартные решения не всегда работают

Вот типичный пример: устанавливают пирометры на выходе из кристаллизатора, но игнорируют температурные скачки в зоне разреза. В результате — внутренние трещины в заготовках, которые обнаруживаются только на прокатном стане. На одном из уральских комбинатов мы видели, как локальный перегрев на 30-40°С выше нормы приводил к выбросу 12% месячной продукции в брак.

Инфракрасные системы требуют тонкой настройки под конкретные условия. Как-то пришлось три недели возиться с датчиком в зоне вторичного охлаждения — проблема оказалась не в оборудовании, а в паровом завесе, которая искажала показания. Пришлось разрабатывать специальный компенсационный алгоритм.

Кстати, про паровую завесу — это отдельная головная боль. Обычные ИК-датчики без воздушной продувки здесь просто не работают. Приходится либо ставить дополнительные щитки, либо использовать двухволновые пирометры, как в нашей системе ТЕМПРО-МНЛЗ, которая как раз учитывает такие нюансы.

Особенности работы с зоной кристаллизации

В кристаллизаторе главная ошибка — пытаться измерить температуру поверхности. На самом деле нужен контроль теплового потока через стенку, и вот здесь обычные термопары быстро выходят из строя. Мы пробовали разные варианты — от вольфрамовых термопар до оптоволоконных датчиков.

Самое стабильное решение, которое мы нашли — это бесконтактный контроль с корреляцией по тепловым потокам. Но и тут есть подводные камни: например, при смене марки стали или скорости литья калибровка сбивается. Приходится постоянно вести журнал температурных профилей.

На магнитогорском МНЛЗ-2 мы как-то устанавливали систему мониторинга, так там оказалось, что разница температур по длине кристаллизатора достигает 80°С при номинале 20-25. Производитель оборудования уверял, что это в пределах нормы, но на практике это приводило к неравномерной структуре заготовки.

Проблемы вторичного охлаждения

Зона вторичного охлаждения — это вообще отдельный разговор. Тут и капли воды на поверхности заготовки, и окалина, и постоянно меняющиеся условия. Стандартные пирометры часто показывают температуру капель, а не металла.

Мы в таких случаях используем спектральные пирометры с узкополосными фильтрами — они хоть и дороже, но дают погрешность не более 1-2% против 10-15% у обычных. Хотя и здесь есть нюансы: при работе с нержавейкой приходится дополнительно калибровать под конкретный сплав.

Запомнился случай на челябинском заводе, где из-за неправильной установки датчиков в зоне вторичного охлаждения три месяца не могли найти причину продольных трещин. Оказалось, датчики стояли под углом 45 градусов к поверхности и фиксировали отражение от роликов.

Интеграция данных и аналитика

Современные системы непрерывного измерения температуры — это не просто набор датчиков. Нужна единая платформа, которая сводит данные со всех точек и строит тепловые карты в реальном времени. Мы в Тэнъи Электроникс как раз разрабатываем такие решения — например, наша система ТЕМПРО-МНЛЗ умеет прогнозировать температурные аномалии за 2-3 минуты до их возникновения.

Но и здесь не всё гладко: часто возникает проблема совместимости с существующими АСУ ТП. Приходится писать дополнительные драйверы, настраивать протоколы обмена. На одном из заводов полгода ушло только на интеграцию с Siemens STEP7.

Самое ценное в таких системах — исторические данные. Когда накапливается статистика за несколько месяцев, можно выявлять корреляции между температурными режимами и качеством продукции. Например, мы обнаружили, что кратковременные скачки температуры в зоне мягкого обжатия на 15-20°С увеличивают вероятность внутренних расслоений на 27%.

Практические рекомендации по внедрению

Первое, с чего нужно начинать — аудит существующих процессов. Часто оказывается, что проблема не в отсутствии контроля температуры, а в неравномерности охлаждения по секциям. Мы обычно начинаем с тепловизионного обследования всего технологического пути.

Не стоит пытаться охватить всё сразу. Лучше начать с самых проблемных зон — обычно это кристаллизатор и зона вторичного охлаждения. Причём датчики нужно ставить с запасом по точности — практика показывает, что требования к контролю ужесточаются каждый год.

Обслуживание — отдельная тема. ИК-датчики требуют регулярной чистки, калибровки, проверки оптики. Мы всегда рекомендуем закладывать в контракт сервисное обслуживание — иначе через полгода-год точность измерений падает на 30-40%.

Кстати, про калибровку: мы отказались от периодической калибровки в пользу непрерывного мониторинга погрешности. В наших системах есть встроенные эталоны, которые позволяют отслеживать дрейф характеристик в реальном времени. Это дороже, но зато избавляет от внезапных сюрпризов.

Перспективы развития технологий

Сейчас активно развиваются методы контроля температуры по тепловым потокам — это даёт более точную картину процессов в кристаллизаторе. Мы тестируем такую систему на экспериментальном стенде, но пока не готовы рекомендовать её для промышленного внедрения — слишком много влияющих факторов.

Интересное направление — совмещение данных о температуре с контролем качества в реальном времени. Если научиться коррелировать термические профили с дефектами, можно будет автоматически подстраивать параметры литья. Над этим мы как раз работаем в рамках проекта 'Умный МНЛЗ'.

Ещё одна перспективная область — прогнозное моделирование. Когда на основе данных о температуре можно предсказывать не только качество продукции, но и остаточный ресурс оборудования. Например, перегвы в определённых зонах ускоряют износ роликов на 15-20% — это мы выяснили, анализируя данные с десятков установок.

В целом, тема непрерывного измерения температуры на МНЛЗ далека от исчерпания. Каждый год появляются новые материалы, новые технологии литья, а значит — новые вызовы для систем контроля. Главное — не останавливаться на достигнутом и постоянно адаптировать решения под меняющиеся условия производства.