Непрерывное оперативное измерение температуры жидкой стали

Если честно, когда слышишь про непрерывное оперативное измерение температуры, первое что приходит в голову — это термопары в отливках. Но на деле всё сложнее: инфракрасные пирометры против погружных зондов, временные задержки и та самая тонкая грань между 'условно стабильными' и 'аварийными' показаниями. У нас на ККЦ часто спорили, стоит ли доверять данным с системы измерения температуры жидкой стали при переходе на новую марку сплава. Помню, как в 2019 на установке печь-ковш внезапно поплыла температурная кривая — оказалось, конденсат на оптике из-за несвоевременной продувки. Мелочь, а остановила плавку на час.

Почему классические методы подводят

До сих пор встречаю цеха, где упорно используют разовые замеры термопарами. Да, метод проверен десятилетиями, но при выпуске стали из дуговой печи эти точечные данные уже не отражают реальной динамики. Особенно критично при раскислении алюминием — перепад в 20°C за пару минут может спровоцировать выброс шлака.

Как-то на МНЛЗ в Череповце наблюдал классическую ситуацию: оператор трижды перезамерял температуру в промежуточном ковше, потому что показания 'скакали'. Причина — неравномерное перемешивание и локальные зоны перегрева. Именно тогда я окончательно убедился: без непрерывного оперативного измерения мы вслепую ведём процесс.

Кстати, о перегреве. Многие технологи до сих пор считают, что главное — не допустить превышения температурного порога. Но на практике низкотемпературный выпуск не менее опасен — те же неметаллические включения в литой заготовке формируются именно при колебаниях в нижнем диапазоне.

Инфракрасные системы: мифы и реальность

Когда ООО Шэньян Тэнъи Электроникс впервые предложили нам испытать их инфракрасный комплекс, я отнёсся скептически. Дым, пыль, брызги шлака — казалось, что оптике в таких условиях не выжить. Но их разработка с принудительной воздушной продувкой и автоматической калибровкой по эталонному излучателю оказалась устойчивее, чем ожидалось.

На сайте https://www.tengyidianzi.ru подробно описана их методология, но лично для меня ключевым стало решение проблемы 'слепых зон' при измерении в зоне выпуска. Они использовали два сенсора под разными углами — простой, но эффективный ход. Хотя на первых испытаниях мы столкнулись с артефактами от паров натрия.

Забавный момент: их техспециалист как-то заметил, что для точного измерения температуры жидкой стали нужно учитывать не только излучение самой ванны, но и отражённый сигнал от газовой фазы. Это та деталь, которую в теории часто упускают, зато в цехе сразу видишь разницу в стабильности показаний.

Практические сложности внедрения

Самое сложное в непрерывном оперативном измерении — не техника, а люди. Сталевары со стажем часто доверяют только 'глазу и опыту'. Помню, как на одном из заводов Урала мы месяц уговаривали персонал не отключать систему при смене шлакового режима.

Технически же главной головной болью остаётся калибровка. Даже у продвинутых систем вроде тех, что производит ООО Шэньян Тэнъи Электроникс, дрейф показаний достигает 3-5°C за смену. Приходится встраивать перекрёстные проверки через каждые 4 часа — идеально совмещать с технологическими паузами на отбор проб.

Отдельная история — согласование данных с системой АСУ ТП. Когда мы подключали комплекс к существующей инфраструктуре, оказалось, что протокол обмена данными не учитывает температурную компенсацию для разных марок стали. Пришлось совместно с инженерами ООО Шэньян Тэнъи Электроникс разрабатывать адаптивный алгоритм.

Кейсы из практики

На заводе 'Электросталь' в 2021 году система непрерывного контроля позволила вовремя обнаружить аномальный рост температуры в сталеразливочном ковше. Выяснилось, что проблема в нештатной работе газовой подогревающей горелки — классический пример, когда непрерывное оперативное измерение температуры предотвращает не просто брак, а аварию.

А вот на ММК был противоположный случай: при плавке шарикоподшипниковой стали система стабильно показывала заниженные значения. Разбор показал, что виноват был не пирометр, а неправильная установка защитного кварцевого стекла — его смонтировали под углом, создавшим паразитные блики.

Самый показательный для меня эпизод связан с внедрением на сортовом МНЛЗ. Там измерение температуры жидкой стали в кристаллизаторе позволило оптимизировать скорость разливки под конкретную температуру перегрева. Результат — снижение обрывов на 18%, причём без изменения химического состава стали.

Перспективы развития технологии

Сейчас активно обсуждается интеграция систем измерения с предиктивными алгоритмами. Если раньше мы просто фиксировали температуру, то теперь можно строить прогнозы по тепловому состоянию металла на весь цикл 'печь-ковш-МНЛЗ'. ООО Шэньян Тэнъи Электроникс как раз анонсировали подобный модуль в прошлом квартале.

Лично меня больше интересует миниатюризация сенсоров. Представьте — распределённая сеть микро-пирометров по всему технологическому тракту. Это позволит отслеживать не просто общую температуру, а градиенты по объёму металла. Пока это футурология, но первые прототипы уже тестируют в лабораториях.

Ну и конечно, вопрос стоимости. Нынешние системы всё ещё слишком дороги для малых цехов. Но если производители вроде ООО Шэньян Тэнъи Электроникс смогут предложить модульные решения... Впрочем, это уже тема для отдельного разговора за чашкой кофе в цеховой столовой.