Пирометр для непрерывного измерения температуры заготовки на мнлз завод

Если честно, когда слышу про пирометр для непрерывного измерения температуры заготовки на МНЛЗ, всегда вспоминаю, как на комбинате 'Северсталь' в 2018 пытались ставить немецкие датчики — в теории всё идеально, а на практике из-за пара от охлаждения показания прыгали на 40-50 градусов. Многие до сих пор считают, что главное — точность в паспорте, но на МНЛЗ важнее стабильность в условиях пара, окалины и вибрации.

Почему обычные пирометры не работают на МНЛЗ

Взяли как-то серийный двухцветный пирометр — в цеху показывал 1150°C, а по факту заготовка была 1220°C. Разбежка в 70 градусов для фазового перехода — катастрофа. Потом разобрались: окалина создаёт переменный коэффициент эмиссии, а пар между кристаллизатором и зоной вторичного охлаждения вообще сводит начистоту односпектральные измерения.

Коллеги с Уральской сталелитейной пробовали ставить защитные газовые продувки — помогало, но стоимость эксплуатации зашкаливала. Пришлось переходить на специализированные модели с динамической компенсацией пара. Кстати, у ООО Шэньян Тэнъи Электроникс в каталоге есть серия PYROMLZ-3C — там как раз встроенная коррекция через многочастотный анализ.

Заметил ещё такую деталь: если пирометр стоит ближе 1.5 метра от зоны вторичного охлаждения, водяная взвесь конденсируется на линзе. Приходится либо подогрев ставить (что снижает быстродействие), либо выносить на консоль с воздушной завесой. В общем, нюансов масса.

Критерии выбора для условий непрерывного литья

Скорость отклика — не менее 10 мс. Помню, на МНЛЗ-6 в Череповце ставили пирометры с откликом 50 мс — система управления не успевала компенсировать перегреб по температуре в зоне мягкого обжатия. В итоге пошли продольные трещины на 380 мм от широкой грани.

Диапазон 800-1300°C — казалось бы, стандарт. Но если пирометр калиброван под верхнюю часть диапазона, в зоне резки он уже даёт погрешность 3-4%. Мы обычно настраиваем два режима: для кристаллизатора (°C) и для зоны вторичного охлаждения (1100-900°C).

Виброустойчивость — тема отдельная. Стандартные крепления от вибрации роликов разбалтываются за 2-3 месяца. Пришлось разрабатывать консольные кронштейны с демпфированием. Кстати, в техзадании для ООО Шэньян Тэнъи Электроникс мы как раз прописывали испытания на вибростенде с имитацией работы МНЛЗ.

Особенности монтажа и калибровки

Угол установки — минимум 30 градусов к оси заготовки. Если меньше — начинается влияние окалины и пара из сопел вторичного охлаждения. На Новолипецком МКХ вообще был курьёз: смонтировали под 15 градусов, потом полгода не могли понять, почему температура в кристаллизаторе 'плавает'.

Калибровку лучше вести по эталонному пирометру через технологические окна в зоне выравнивания температуры. Но важно делать это при стабильной скорости литья — мы обычно ловим момент при 1.2 м/мин. Раз в смену проверяем по термопарам контактного типа (хотя их погрешность на движущейся заготовке тоже под вопросом).

Защитные кожухи — отдельная головная боль. Ставили керамические трубки — трескаются от термоудара. Перешли на водяное охлаждение по схеме от пирометр для непрерывного измерения температуры заготовки на МНЛЗ Tengyi — работает, но требует дополнительного контура охлаждения.

Практические кейсы внедрения

На МНЛЗ-2 Магнитки в 2021 ставили систему из трёх пирометров ООО Шэньян Тэнъи Электроникс серии MLZ-TEMP. Самое сложное было синхронизировать их с системой АСУ ТП Siemens. Пришлось прописывать отдельные алгоритмы для фильтрации помех от электромагнитного перемешиивания.

Результат: снижение брака по продольным трещинам на 18% — в основном за счёт точного контроля перегрева металла в кристаллизаторе. Правда, первые две недели были ложные срабатывания из-за колебаний уровня шлака.

Интересный момент: при скорости литья выше 1.8 м/мин пирометры в зоне вторичного охлаждения начинают 'видеть' отражение от роликов. Пришлось настраивать программную компенсацию — в прошивке от Tengyi такой режим был, но его пришлось дорабатывать совместно с их инженерами.

Типичные ошибки эксплуатации

Самое глупое — экономия на продувке. Ставят фильтры тонкой очистки, но забывают про подогрев воздуха. Зимой при -25°C в цеху конденсат выводит из строя оптику за смену. Мы теперь в спецификациях прямо пишем: 'воздух для продувки +5°C минимум'.

Чистка оптики ацетоном — бич всех производств. После такой 'заботы' просветляющее покрытие держится месяца три. Лучше использовать специальные салфетки с изопропиловым спиртом — их, кстати, ООО Шэньян Тэнъи Электроникс в комплект к пирометрам кладёт.

Игнорирование дрейфа показаний. Надо раз в квартал делать поверку по черному телу — у нас для этого смонтировали переносную печь с эталонной термопарой. Хотя некоторые довольствуются сравнением показаний между соседними пирометрами — это грубая ошибка, они могут одинаково дрейфовать.

Перспективы развития технологии

Сейчас экспериментируем с многоточечными пирометрами — чтобы снимать температурный профиль по сечению заготовки. Пока получается с погрешностью 15-20 градусов, но уже видно, где происходит переохлаждение кромок.

Интересная штука — совмещение пирометрии с лазерным сканированием поверхности. Это позволяет корректировать показания с учётом состояния окалины. В Китае на некоторых МНЛЗ такое уже внедряют — кстати, на сайте https://www.tengyidianzi.ru видел аналогичные разработки.

Лично я считаю, что будущее за гибридными системами: пирометр + тепловизор + ИИ-обработка. Но пока это дорого и сложно в обслуживании. Для большинства российских комбинатов оптимальны проверенные двухцветные пирометры с защитой от пара — как раз те, что производит ООО Шэньян Тэнъи Электроникс по своим разработкам в области инфракрасного контроля.