Непрерывное оперативное измерение температуры жидкой стали производитель

Когда говорят про непрерывное оперативное измерение температуры жидкой стали производитель, многие сразу думают о термопарах. Но в реальности на конвертерных участках инфракрасные пирометры давно вытеснили контактные методы — кроме случаев, когда технологи упрямо требуют 'проверенных' замеров с погружением. Хотя погрешность таких замеров порой достигает 15°C из-за шлаковых корок на зонде.

Почему инфракрасные системы не всегда приживаются

В 2018 году мы ставили экспериментальную систему от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' на МНЛЗ-3. Местные технологи сопротивлялись — мол, излучательная способность стали плавает от 0.3 до 0.8, а без точного задания ε все показания условны. Пришлось делать калибровку по эталонному оптическому пирометру через каждые 200 тонн плавки.

Зато выяснился интересный нюанс: при непрерывном измерении в районе промежуточного ковша флуктуации температуры видны за 20-30 секунд до резкого изменения текучести металла. Это позволило вовремя корректировать скорость разливки.

Кстати, их разработчики с сайта https://www.tengyidianzi.ru предлагали алгоритм автоподстройки коэффициента излучения по спектральному анализу, но на практике метод требовал слишком чистого оптического тракта. После двух недель работы линзы покрывались тонкой пленкой испарений кальция.

Особенности монтажа на разливных машинах

Самое сложное — не выбрать оборудование, а обеспечить стабильный обзор без задымления. Мы монтировали камеры с воздушной завесой, но при скорости обдува выше 2 м/с возникали вибрации, влияющие на точность. Пришлось разрабатывать гибкие крепления с демпфированием.

В системах от Тэнъи Электроникс используется двухволновой метод измерения — это частично компенсирует ошибки от дымки. Но при сильной запылённости всё равно требуется периодическая очистка оптики. Автоматические шторки сжатым воздухом помогают, но увеличивают расходники.

Запомнился случай на комбинате 'Северсталь': местные эксплуатационеры отключили систему подогрева защитного кожуха, решив сэкономить на электроэнергии. Зимой при -25°C линза покрылась инеем. Пришлось объяснять, что стоимость одной неточной плавки превышает годовое потребление энергии нагревателями.

Калибровка в промышленных условиях

Многие производители предлагают калибровать пирометры по черному телу, но в цехе эталон недоступен. Мы используем метод сравнения с эталонным переносным пирометром через технологические паузы. Погрешность такого метода — около ±5°C, что для оперативного контроля приемлемо.

В последних моделях от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' встроена функция автокалибровки по температуре кристаллизации при переходе через солидус. Работает стабильно только при остановке разливки — в непрерывном режиме возникают артефакты от колебаний уровня шлака.

Интересно, что при длительной работе дрейф показаний составляет не более 2-3°C в месяц. Это лучше, чем у европейских аналогов, где дрейф достигает 5-7°C за тот же период.

Проблемы интеграции с АСУ ТП

Стандартные протоколы типа Modbus здесь не всегда оптимальны — задержка в 2-3 секунды при передаче данных делает 'непрерывное' измерение дискретным. Пришлось разрабатывать собственный буфер данных с локальной обработкой трендов.

Системы от tengyidianzi.ru изначально имели только аналоговые выходы 4-20 мА. Только после наших требований добавили Ethernet-интерфейс с возможностью передачи сырых данных для построения тепловых карт в реальном времени.

Самое ценное в их решениях — встроенная диагностика состояния оптики. Система предупреждает о необходимости очистки за 8-10 часов до критического падения точности. Это позволяет планировать обслуживание без остановки производства.

Экономика внедрения непрерывного контроля

При кажущейся дороговизне (система на три точки измерения обходится в 12-15 млн рублей) окупаемость составляет около года. Только за счет снижения брака при перегреве металла экономится до 3 тонн стали в месяц на одной МНЛЗ.

Неожиданный эффект — продление срока службы огнеупоров промежуточного ковша. При поддержании температуры в узком диапазоне °C хромомагнезитовая футеровка работает на 15% дольше.

Сейчас рассматриваем совместно с инженерами из Тэнъи Электроникс модернизацию системы для прогнозирования температуры на основе паттернов работы сталеплавильного цеха. Пока что точность прогноза на 10 минут вперед не превышает 70%, но даже это позволяет оптимизировать работу миксера.

Перспективы развития технологии

Следующий шаг — мультиспектральные системы, способные измерять температуру одновременно в разных зонах струи. Это особенно актуально для сортовой разливки, где перепад по сечению слитка может достигать 40°C.

В лаборатории ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' уже тестируют прототип с шестью спектральными каналами. Проблема пока в обработке данных — стандартные промышленные контроллеры не справляются с таким объемом вычислений.

Лично я считаю, что будущее за гибридными системами: инфракрасное измерение плюс корректировка по термоэлектрическим свойствам шлака. Но это потребует разработки принципиально новых математических моделей. Возможно, лет через пять...