Прибор для непрерывного измерения температуры жидкой стали в промежуточном ковше завод

Если честно, многие до сих пор путают разницу между периодическим замером и непрерывным измерением температуры — первый вариант вроде бы дешевле, но на практике потеря даже 5°C в кристаллизаторе может обернуться браком всей плавки. Работая с жидкой сталью в промежуточном ковше, мы на своем опыте убедились: классические погружные термопары просто не успевают реагировать на резкие перепады в зоне разлива.

Почему стандартные методы не всегда работают

Раньше мы пробовали адаптировать немецкие датчики с керамическими защитными трубками — в теории выдерживали до 1750°C, но на третьей плавке начался прогар. Ладно, если бы просто замена, но из-за задержки данных на 8–10 секунд пришлось остановить МНЛЗ. Как потом выяснилось, виной был не сам датчик, а неудачное расположение точки контакта с потоком металла.

Кстати, про расположение — тут многие грешат на 'кривые руки' монтажников, но часто проблема в банальном выборе точки установки. Если поставить датчик близко к стенке ковша, он фиксирует не среднюю температуру потока, а локальные колебания. Проверяли на стенде в ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс': при смещении на 15 см от центра погрешность достигала 12°C.

Еще момент: шлаковая корка. Даже с поддувом аргона она периодически образуется на поверхности, и если ИК-датчик не калибровать под конкретную оптику, начинаются фантомные скачки. Один раз из-за этого перегрели металл на 22°C — хорошо, оператор вовремя заметил неестественный рост кривой.

Инфракрасные технологии: где подвох?

Перешли на системы с инфракрасным излучением — вроде бы логично, но и тут свои заморочки. Брали раннюю версию прибора от Тэнъи (кстати, их сайт https://www.tengyidianzi.ru выложил неплохую техническую библиотку по калибровке). Первая же проблема — зависимость от запыленности цеха. Через два дня работы оптику приходилось чистить каждую смену, пока не поставили систему продува с фильтрами тонкой очистки.

Самое сложное — не сама регистрация температуры, а интерпретация данных. Когда видишь на графике резкий пик, нужно сразу анализировать: это реальный перегрев или, например, капля шлака попала в зону обзора? Мы для таких случаев сделали дублирующий замер термопарой на выходе из ковша — дороже, но зато есть перекрёстная проверка.

Кстати, про калибровку. Многие забывают, что ИК-датчики нужно перенастраивать не по эталонному образцу, а под конкретную марку стали. Для низкоуглеродистых и высоколегированных составов коэффициент поглощения излучения отличается на 7–9%. ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' как раз предлагает калибровочные модули под разные группы сталей — пробовали, но пришлось дорабатывать ПО под нашу АСУ ТП.

Практические кейсы: что сработало в цехе

В 2021 году на разливе квадратной заготовки поставили эксперимент: работали неделю с ручными замерами, потом перешли на непрерывный контроль. Результат — снижение колебаний температуры в кристаллизаторе с ±15°C до ±3°C. Но главное — поймали момент засорения СНП при переходе с одной плавки на другую: график температуры начал плавно ползти вниз, хотя уровень в ковше был стабильным.

Запомнился случай с 'плавающей' термопарой в ковше — специально оставили аварийный датчик старого образца для сравнения. Так вот, при изменении скорости разлива его показания отставали на 20–40 секунд, а ИК-система выдавала изменения в реальном времени. Правда, пришлось повозиться с настройкой усреднения данных — выставили скользящее окно в 5 секунд, чтобы не реагировать на кратковременные помехи.

Еще нюанс: вибрация. При работе МНЛЗ возникает низкочастотная вибрация, которая сбивает оптические системы. Пришлось разрабатывать амортизирующие крепления — стандартные резиновые демпферы не подошли, т.к. теряли эластичность при температуре от раскаленного ковша. В итоге использовали пружинные подвесы с керамическими вставками.

Оборудование Тэнъи: плюсы и грабли

Из того, что реально работает в наших условиях — модель ТY-7С-М с водяным охлаждением корпуса. Предыдущие версии перегревались в летний период, когда температура в цехе поднималась выше 45°C. Кстати, на их сайте https://www.tengyidianzi.ru есть спецификации, но там не указано, что для стабильной работы нужен дополнительный теплообменник при температуре охлаждающей воды выше 25°C — это мы уже на месте догадались.

По поводу обслуживания: заявленный ресурс 18 месяцев — в целом реалистично, но при условии регулярной чистки оптики. У нас один датчик проработал 2 года, но только потому, что его поставили в зоне с минимальной запыленностью. А вот на участке разлива смазкой для шиберных затворов — там оптику меняли каждые 8 месяцев.

Ценность их подхода — в адаптации под российские нормативы. Большинство европейских производителей не учитывают требования ПБ по взрывозащите, а у Тэнъи сразу сертифицированное исполнение. Хотя с документацией пришлось повозиться — перевод технического паспорта содержал неточности в таблицах калибровки.

Что еще влияет на точность

Мало кто учитывает тепловое излучение от стенок ковша — когда футеровка прогрета, ИК-датчик может добавлять к показаниям лишние 10–15°C. Мы решили это программно: в первые 10 минут после замены ковша вводим поправочный коэффициент, который постепенно снижается по мере прогрева.

Еще один тонкий момент — колебания уровня металла. При опускании уровня воронка в зоне погружного стакана создает турбулентность, которая искажает реальную температуру. Тут помогает не столько сам датчик, сколько алгоритм сглаживания данных с привязкой к сигналу с весовой системы.

И последнее: человеческий фактор. Операторы сначала не доверяли 'цифрам с камеры', предпочитали ориентироваться на визуальные признаки. Пока не настроили систему оповещений — теперь при отклонении температуры на 8°C от заданного коридора срабатывает звуковой сигнал и цветовая индикация на мониторе. Мелочь, но сократило количество ручных проверок на 70%.