Приборы для измерения температуры жидкой стали

Когда говорят про приборы для измерения температуры жидкой стали, сразу вспоминаются десятки случаев, когда неправильный выбор датчика приводил к браку всей плавки. Многие до сих пор считают, что достаточно воткнуть термопару в ковш — а потом удивляются, почему показания плавают на 20-30 градусов.

Основные типы измерительных систем

В реальности всё сложнее. Для разных этапов нужны разные решения. Например, в электропечах до сих пор используют погружаемые термопары типа ПП — но их ресурс редко превышает 10-15 замеров, особенно если шлак агрессивный. Помню, на ММК пробовали ставить дорогие немецкие датчики с защитными колпачами из диоксида циркония — через три плавки всё равно разъедало.

Сейчас активно переходят на бесконтактные пирометры, но здесь свои нюансы. Если в печи сильное пламя или задымление, инфракрасный метод даёт погрешность до 50°C. Приходится либо ждать момента, когда условия стабилизируются, либо использовать комбинированные системы — например, оптические пирометры с лазерным наведением.

Особняком стоят системы непрерывного контроля — их обычно ставят на разливочных машинах. Тут важно не просто измерить, а отслеживать динамику остывания металла. Как-то на одном из заводов в Череповце пытались адаптировать обычный пирометр для этой задачи — получили разброс показаний в 40 градусов между началом и концом слитка.

Проблемы калибровки и эксплуатации

Калибровка — отдельная головная боль. Большинство производителей рекомендуют делать её раз в квартал, но на практике при интенсивной эксплуатации дрейф чувствительности начинается уже через месяц. Особенно это заметно по инфракрасным датчикам — пыль, брызги шлака, вибрации постепенно сбивают настройки.

Однажды наблюдал интересный случай: на КМК пирометр стабильно показывал заниженную температуру на 15°C. Оказалось, кварцевое окно постепенно помутнело от испарений — его протирали, но микроцарапины всё равно накопились. Пришлось менять всю оптическую систему.

Ещё хуже обстоит дело с термопарами в разливочных ковшах. Там кроме температурного удара добавляется механический износ от перемешивания и скачивания шлака. Дешёвые китайские датчики иногда не выдерживают и одной плавки — экономия получается мнимой.

Опыт внедрения современных решений

Года три назад мы тестировали на 'Северстали' систему от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' — у них как раз специализация на инфракрасных технологиях непрерывного измерения. Их пирометр ТЕ-450М показал неплохую стабильность в условиях сильной запылённости — видимо, сказывается специальная оптическая схема с компенсацией помех.

Правда, сначала были проблемы с настройкой — инженеры привыкли к простым термопарам, а тут пришлось разбираться с коэффициентами излучения для разных марок стали. Но после недели экспериментов удалось выйти на погрешность менее 5°C, что для конвертерного цеха очень достойно.

Сейчас их оборудование работает в нескольких точках контроля — особенно хорошо зарекомендовало себя на участке непрерывной разливки. По их данным с сайта https://www.tengyidianzi.ru, они как раз делают упор на научно-техническую разработку измерительных систем — и в этом случае маркетинг не расходится с реальностью.

Типичные ошибки при выборе оборудования

Самая распространённая ошибка — пытаться сэкономить на системах охлаждения. Пирометр, висящий над расплавом без proper водяного охлаждения, проживёт от силы пару месяцев. Видел как на одном из уральских заводов пытались обойтись воздушным обдувом — в итоге датчик перегрелся и начал 'врать' на постоянной основе.

Другая проблема — неправильный монтаж. Если оптическая ось прибора не перпендикулярна поверхности металла, возникают дополнительные погрешности. Как-то раз монтажники ошиблись всего на 5 градусов — а в результате получили расхождение в 12°C с контрольными замерами.

И конечно, многие забывают про регулярное обслуживание. Оконца нужно чистить специальными растворами, проверять герметичность корпусов, контролировать параметры охлаждающей жидкости. Без этого даже самый дорогой прибор быстро выйдет из строя.

Перспективы развития измерительных технологий

Сейчас активно развиваются волоконно-оптические системы — они позволяют измерять температуру в самых труднодоступных местах, куда обычный пирометр не поставить. Но пока что их стоимость остаётся запредельной для большинства предприятий.

Интересное направление — комбинированные датчики, которые используют несколько методов измерения одновременно. Например, инфракрасный + акустический. Это могло бы решить проблему точности в условиях интенсивного дымообразования.

Лично я считаю, что будущее за умными системами, которые не просто измеряют температуру, но и прогнозируют её изменение на основе анализа множества параметров. Но пока такие решения есть только в лабораторных образцах — до промышленного внедрения ещё далеко.

В целом, выбор приборов для измерения температуры жидкой стали всегда должен быть основан на конкретных технологических процессах. Универсальных решений нет — что хорошо для конвертера, может не подойти для дуговой печи. Главное — не экономить на качестве и регулярно проводить поверку оборудования.