Оперативный мониторинг температуры жидкой стали завод

Если честно, многие до сих пор считают, что оперативный мониторинг температуры — это просто снятие показаний с пирометра раз в полчаса. На деле же это непрерывный процесс, где даже секундная задержка в передаче данных может привести к браку целой плавки. Особенно критично это при работе с жидкой сталью, где температурный градиент в ковше достигает 50–70°C между верхними и нижними слоями.

Почему стандартные методы не всегда работают

На нашем заводе в Череповце долгое время использовали погружные термопары типа ПТ-1. Да, точность ±3°C, но время отклика — 40–60 секунд. За это время состав стали в зоне измерения уже успевал измениться из-за присадок. Однажды при выплавке нержавеющей марки 12Х18Н10Т это привело к недовыдержке по температуре — получили крупные карбиды по границам зерен.

Инфракрасные пирометры решили часть проблем, но появились новые. Например, дым из летки постоянно забивал оптику, а колебания давления пара искажали показания. Пришлось разрабатывать систему продувки воздухом, но это добавило сложностей с обслуживанием.

Коллеги из ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' как-то показывали их систему с двойной калибровкой — ИК-датчик + термопара резервная. Интересное решение, но у нас не прижилось — слишком дорогая адаптация под существующие ковши.

Как мы внедряли непрерывный контроль

В 2021 году запустили пилотный проект с беспроводными датчиками на разливочном пролете. Основная проблема — электромагнитные помехи от кранового оборудования. Пришлось экранировать все каналы связи, что увеличило бюджет на 15%.

Самое неочевидное — влияние скорости розлива на температурную стабильность. При скорости выше 1.2 м/мин возникают вихревые потоки, которые 'смазывают' показания. Пришлось вводить поправочные коэффициенты в реальном времени.

Сейчас используем модернизированную систему от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' — их разработка с компенсацией запыленности показала себя лучше немецких аналогов в условиях нашего завода. Особенно на участке разливки слябов.

Ошибки калибровки, которые дорого обходятся

До сих пор помню случай на ММК — перекалибровали датчики по черному телу, но не учли степень окисленности поверхности стали. В результате три плавки низколегированной стали пошли в брак — пережог на 40°C выше оптимального.

Теперь всегда делаем контрольные замеры погружным зондом в трех точках ковша перед началом плавки. Да, это добавляет 10–12 минут к циклу, но экономит тысячи долларов.

Важный нюанс — калибровку нужно проводить при рабочем уровне шлака. Его толщина существенно влияет на ИК-излучение. Мы как-то получили расхождение в 28°C между фактической и измеренной температурой именно из-за этого.

Практические хитрости для точных измерений

При работе с жидкой сталью в миксере используем тандем датчиков — основной на крышке, контрольный на стенке. Разница в показаниях больше 15°C сигнализирует о неравномерном прогреве.

Обнаружили, что оптимальный угол установки ИК-датчика — 75–80 градусов к поверхности, а не 90, как рекомендуют в инструкциях. Это уменьшает влияние паров кальция от раскисления.

Для ответственных марок типа рельсовой стали теперь применяем систему с автоматической коррекцией показаний по химическому составу. Разрабатывали совместно со специалистами с https://www.tengyidianzi.ru — их алгоритмы адаптации к изменяющимся условиям оказались весьма эффективными.

Что еще влияет на достоверность данных

Мало кто учитывает, что при смене марки стали нужно менять и коэффициент эмиссии в настройках датчиков. Для углеродистых сталей он 0.75–0.82, для легированных — уже 0.85–0.88. Мы как-то неделю ломали голову, почему температуры 'плывут', пока не обнаружили эту зависимость.

Скорость охлаждения ковша — еще один скрытый фактор. При интенсивном охлаждении (зимой, например) возникает дополнительная погрешность до 12°C из-за тепловых напряжений в футеровке.

Сейчас тестируем систему прогнозирования температурного поля — если получится, сможем предсказывать переохлаждение стали в транспортных ковшах за 3–5 минут до критического момента.

Перспективы развития технологии

Смотрю на новые разработки в области волоконно-оптических датчиков — обещают точность до ±1°C при времени отклика 0.1 сек. Но пока их стоимость неподъемна для массового внедрения.

Интересное направление — комбинированные системы, где данные с оперативный мониторинг температуры объединяются с информацией о составе шлака. Это могло бы решить проблему коррекции измерений при изменении технологических параметров.

Из последнего что пробовали — облачную аналитику от Тэнъи Электроникс. Не скажу что полностью доволен, но их подход к обработке больших данных температурных кривых действительно помогает выявлять скрытые зависимости.

В итоге скажу — идеальной системы нет и не будет. Каждый завод должен подбирать решения под свои технологии. Главное — не слепо доверять показаниям, а постоянно перепроверять их практическим опытом. Как показывает практика, даже самые дорогие датчики не заменят понимания физики процессов в сталеплавильном цехе.