Погружное измерение температуры жидкой стали

Когда речь заходит о погружном измерении температуры, многие представляют себе просто термопара в ковше — а на деле там целая наука, где каждая секунда контакта с расплавом влияет на точность. В нашей практике до сих пор встречаются цехи, где экономят на системе фиксации погружного элемента, и потом удивляются разбросу в 20°C между замерами.

Основные ошибки при выборе оборудования

Начну с классики: покупают дорогой термопарный преобразователь, но экономят на кварцевом чехле. Результат? Через 3-4 плавки начинает плавать калибровка, особенно заметно при работе с низкоуглеродистыми марками. Мы в свое время с ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' как раз обсуждали этот момент — их инфракрасные системы хоть и для других задач, но принцип сохранения стабильности датчика в агрессивной среде универсален.

Запомнился случай на ММК: привезли японские погружные зонды с заявленной стойкостью 8 секунд. Но не учли, что у нас толщина шлакового слоя в ковше достигает 15 см — термопара просто не успевала пробиться к металлу. Пришлось на месте переделывать систему подачи с удлиненным держателем.

Сейчас многие переходят на беспроводные регистраторы данных, но лично я пока с осторожностью к этому отношусь — электромагнитные помехи от печей ведь никто не отменял. Хотя на сайте tengyidianzi.ru видел их разработки по экранированию для ИК-датчиков — может, и для наших задач адаптировать.

Нюансы калибровки в полевых условиях

Калибровка по сухому термокожуху — это вообще отдельная тема. Как-то в ночную смену пришлось экстренно проверять показания: новый работник зафиксировал 1620°C при визуально более холодной стали. Оказалось, забыли прогреть держатель перед первым погружением — получили погрешность в 70 градусов.

Особенно критично с системами непрерывного контроля, где каждая точка данных влияет на график раскисления. Мы иногда ставим два параллельных датчика — погружной и пирометр — для перекрестной проверки. Кстати, у китайских коллег из ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' есть интересные наработки по совмещению технологий, но для жидкой стали их методология требует доработки.

Про температурный дрейф редко кто задумывается, пока не начинаются систематические расхождения между утренними и вечерними замерами. Наш технолог как-то полгода бился над аномалией в статистике — а причина оказалась в расположении контрольного датчика рядом с вентиляционной шахтой.

Практические кейсы из разных цехов

На ЭСПЦ №2 в Череповце внедряли автоматизированную систему с фиксацией глубины погружения. Первые недели были сплошные сюрпризы: при стандартном заглублении 40 см реальная температура отличалась от показаний на 15-20°C. Стали экспериментировать — выяснили, что оптимально 60-70 см, но только для ковшей с футеровкой определенной толщины.

А вот на мини-заводе с электропечами столкнулись с обратной проблемой — слишком быстрое погружение вызывало всплеск температуры из-за турбулентности. Пришлось разрабатывать градуировочные кривые для разных скоростей опускания зонда.

Сейчас анализируем опыт применения керамических защитных колпачков против металлических — для массовых марок стали разницы почти нет, а для легированных сплавов керамика дает стабильность на 2-3 замера дольше. Это к вопросу о целесообразности инвестиций в дорогие расходники.

Взаимодействие с инфракрасными методами контроля

Хотя наша компания специализируется именно на погружных измерениях, нельзя игнорировать параллельное развитие ИК-технологий. Как-то приглашали специалистов из ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' для сравнительных испытаний — их системы непрерывного измерения температуры действительно хороши для поверхностного контроля, но для глубинных процессов в металле все же требуется физический контакт.

Интересный гибридный подход пробовали в прошлом квартале: ИК-датчик фиксирует температуру поверхности, а погружной — ядра. Разница в 30-50°C между этими показателями стала ценным диагностическим признаком для оценки гомогенности расплава.

Коллеги с tengyidianzi.ru предлагали адаптировать их алгоритмы компенсации помех для наших задач — идея перспективная, но требует совместных испытаний в промышленных условиях. Особенно интересна их методика учета запыленности при измерении — в цеху-то условия далеки от лабораторных.

Перспективы развития технологии

Сейчас активно тестируем систему с термопарами двойного погружения — когда основной и контрольный датчики работают в одном корпусе. Первые результаты обнадеживают: удается отслеживать динамику изменения температуры в реальном времени, а не точечно.

Из новинок присматриваюсь к волоконно-оптическим решениям, но пока они слишком чувствительны к вибрациям. Хотя в сталелитейном производстве без вибраций никуда — возможно, стоит посоветоваться с инженерами из ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс', у них есть опыт стабилизации измерительных систем в сложных условиях.

Главный вызов на ближайшие годы — уменьшение времени отклика без потери точности. Сейчас наш рекорд — 0.8 секунды от погружения до стабилизации показаний, но для автоматизации процессов раскисления нужно хотя бы 0.3-0.4 секунды. Над этим и бьемся совместно с метрологами.