Оптимизация температурного режима сталеплавильного процесса

Когда говорят про оптимизацию температурного режима в сталеплавилке, многие сразу думают про максимальные температуры или экономию энергии. Но на практике всё сложнее — тут важен каждый градус, каждая минута выдержки, особенно при работе с легированными марками. Сам видел, как попытки сэкономить на подогреве шлака приводили к браку целой плавки — металл недогрели всего на 20-25°C, а потом полгода разбирались с трещинами в прокате.

Основные ошибки при контроле температуры

Самая распространенная ошибка — слепая вера в показания пирометров. У нас в цеху стояли старые оптические приборы, которые давали погрешность до 50°C в зоне расплава. Особенно при работе с нержавейкой, где важен точный диапазон °C. Пришлось убеждать руководство закупить современные системы, но даже это не панацея.

Ещё момент — многие забывают про тепловые потери при отборе проб. Металл остывает на 30-40 секунд пока несут к спектрометру, а потом корректируют химсостав по устаревшим данным. Мы стали использовать переносные ИК-термометры прямо на участке отбора проб — снизили ошибку на 15-20%.

Особенно сложно с конвертерами — там температурный градиет по высоте ванны может достигать 100°C. Если не учитывать эту особенность, получаем неравномерный прогод и проблемы с раскислением.

Практические решения от Тэнъи Электроникс

Когда познакомился с оборудованием от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс', сначала отнесся скептически — много подобных систем видел. Но их инфракрасные пирометры серии TGY-H оказались действительно надежными для непрерывного измерения в агрессивной среде. Главное преимущество — система компенсации помех от дыма и пара.

Мы тестировали их стационарный ИК-термометр на дуговой печи — прибор выдерживал температуры до 1850°C без охлаждения. Это важно, потому что ранее приходилось постоянно прерывать измерения для обслуживания водяного охлаждения.

Сейчас рассматриваем их систему для кислородного конвертера — на сайте https://www.tengyidianzi.ru есть интересные кейсы по непрерывному мониторингу температурного профиля. Если кто-то уже работал с их оборудованием на КК — поделитесь опытом, очень нужно реальное мнение перед закупкой.

Особенности работы с разными типами печей

В дуговых печах самый сложный момент — контроль температуры в период расплавления шихты. Здесь обычные пирометры часто врут из-за неравномерного нагрева. Мы разработали свою методику — три контрольные точки плюс поправка на положение электродов.

С индукционными печами другая проблема — там важна точная калибровка под конкретный сплав. Например, для инструментальных сталей мы используем эталонные термопары раз в смену, хотя современные ИК-системы позволяют реже.

На разливочном участке часто недооценивают важность контроля температуры ковша. Металл в печи идеальный, а в ковше остывает на 80-100°C — и все, привет, неметаллические включения. Пришлось ставить дополнительные датчики на стенках стопора.

Реальные кейсы оптимизации

В прошлом году перебирали температурный график для стали 35ХГСА — снизили верхний предел с 1680°C до 1650°C, но увеличили время выдержки на 12 минут. В результате — снижение расхода ферросплавов на 7% и меньшее образование корольков.

Ещё один интересный случай был с низкоуглеродистой сталью — пытались поднять температуру для ускорения плавки. Оказалось, что при превышении 1620°C резко возрастает окисление марганца. Вернулись к старому режиму, но оптимизировали подготовку шихты.

Сейчас экспериментируем с зонным нагревом в печи — пытаемся выровнять температурное поле. Пока результаты неоднозначные — вроде бы экономия энергии есть, но пока не получается стабильно держать гомогенность состава.

Перспективы развития температурного контроля

Смотрю на новые системы с ИИ — в теории они могут предсказывать температурные аномалии по косвенным признакам. Но пока не видел рабочих решений для наших условий — слишком много переменных.

Интересное направление — комбинированные системы, где ИК-измерения дополняются данными с термопар и вибродатчиков. Такие решения предлагает в том числе и Тэнъи Электроникс в своих комплексных системах мониторинга.

Лично считаю, что будущее за адаптивными системами, которые учитывают износ футеровки, качество шихты и даже атмосферные условия. Но пока это больше теория — на практике даже базовый температурный режим сталеплавильного процесса стабилизировать сложно.

Выводы и рекомендации

Главный урок за годы работы — не существует универсальных решений для оптимизации температурного режима. Каждое производство требует индивидуального подхода, постоянного мониторинга и готовности к корректировкам.

Советую не экономить на системе измерения — лучше иметь два независимых контура контроля. Мы используем ИК-системы плюс резервные термопары — за три года это дважды спасало от серьезного брака.

И последнее — температурные карты нужно строить не только для печи, но и для всего технологического цикла. Часто проблемы возникают на стыках операций, где контроль ослабевает.