Система мониторинга температуры жидкой стали завод

Когда речь заходит о контроле температуры жидкой стали, многие до сих пор представляют себе громоздкие термопары в огнеупорных кожухах. Но на практике погрешность таких систем в условиях цеха часто достигает 15-20°C из-за теплового шока и агрессивной среды. Мы в ООО Шэньян Тэнъи Электроникс прошли путь от ремонта термоэлектрических преобразователей до разработки полноценных систем мониторинга температуры на основе инфракрасных пирометров.

Эволюция методов измерения

Помню, как в 2018 году на одном из уральских заводов пытались внедрить систему с выдвижными термопарами. Конструкция казалась надежной - керамическая защитная трубка, механизм быстрого замера. Но через месяц эксплуатации выяснилось, что шлак налипает на измерительный элемент так сильно, что показания начинают 'плыть' уже после третьего погружения.

Именно тогда мы начали тестировать инфракрасные пирометры с спектральным диапазоном 0,8-1,1 мкм. Оказалось, что для точных измерений нужно учитывать не только излучение металла, но и пары, дымку над ковшом. Пришлось разрабатывать систему компенсации помех - сейчас это запатентованная технология в наших приборах.

Кстати, многие недооценивают важность угла обзора пирометра. Если установить его под 90 градусов к поверхности, можно получить погрешность до 50°C из-за отражения от шлаковой корки. Мы рекомендуем монтаж под 75-80 градусов с системой автоматической коррекции показаний.

Типичные ошибки при монтаже

Самая распространенная ошибка - установка измерительных головок без системы продувки. На одном из заводов в Челябинске проигнорировали этот момент, и через неделю оптику затянуло тонким слоем металлической пыли. Прибор показывал стабильные 1520°C, тогда как реальная температура была около 1620°C.

Еще один нюанс - вибрации. Наш инженер три дня искал причину 'скачущих' показаний на МНЛЗ, пока не обнаружил, что пирометр установлен на той же балке, что и механизм встряхивания кристаллизатора. Пришлось разрабатывать демпфирующее крепление.

Сейчас мы всегда рекомендуем устанавливать как минимум два измерительных канала - основной и контрольный. На разливке это особенно важно, когда перепад температуры по длине слитка может достигать 40-50°C.

Практические кейсы внедрения

На заводе 'Северсталь' в Череповце наши системы работают в условиях постоянного воздействия электромагнитных помех. Пришлось разрабатывать экранированные кабельные трассы и специальные фильтры для сигнала. Интересно, что наибольшие проблемы создавали не основные дуговые печи, а краны с частотными преобразователями.

А вот на Магнитогорском комбинате столкнулись с другой проблемой - температурные датчики устанавливались слишком далеко от металлоприемника. Из-за этого возникала задержка в 20-30 секунд между измерением и фактической температурой в ковше. Решили переносом измерительных точек ближе к зоне разливки.

Сейчас мы используем комбинированную систему - инфракрасный пирометр для оперативного контроля плюс периодические замеры портативным прибором для верификации. Такой подход позволяет поддерживать точность в пределах ±3°C.

Технические особенности современных решений

В наших последних разработках используется двухволновой метод измерения. Это позволяет компенсировать влияние дыма и пара над поверхностью металла. Хотя признаюсь, сначала были сомнения - не усложнит ли это систему без реального выигрыша в точности.

Система охлаждения - отдельная головная боль. Водяное охлаждение эффективно, но требует сложной обвязки. Воздушное проще в монтаже, но менее надежно при температуре в цехе выше 45°C. Сейчас тестируем гибридный вариант с принудительным воздушным охлаждением и тепловыми трубками.

Важный момент - калибровка. Мы разработали мобильные поверочные установки, которые позволяют проводить калибровку без демонтажа оборудования. Это особенно важно для непрерывных производств, где простой измеряется десятками тысяч рублей в минуту.

Перспективы развития технологии

Сейчас экспериментируем с распределенными системами измерения - когда несколько пирометров устанавливаются по периметру ковша и строится температурная карта. Это позволяет выявлять зоны переохлаждения металла у стенок.

Интересное направление - совмещение данных о температуре с параметрами разливки. На одном из заводов уже внедрили систему, которая корректирует скорость разливки в зависимости от температуры металла. Результат - снижение брака из-за неправильной кристаллизации на 18%.

Думаем над интеграцией с системами управления печами. Если научиться прогнозировать температуру металла на выходе из печи на основе текущих параметров, можно будет оптимизировать энергопотребление. Пока это на стадии лабораторных испытаний, но первые результаты обнадеживают.

Организационные аспекты внедрения

Часто сталкиваемся с тем, что технологи не доверяют показаниям автоматических систем. Приходится параллельно вести журналы ручных замеров, постепенно доказывая точность оборудования. Обычно через 2-3 месяца сопротивление сходит на нет.

Важно обучать не только инженеров, но и операторов. Как-то раз смена потеряла 40 тонн металла из-за того, что оператор не заметил сигнал о падении температуры. Теперь вводим обязательное дублирование критических сигналов.

Сервисное обслуживание - отдельная тема. Мы в ООО Шэньян Тэнъи Электроникс разработали систему прогнозного техобслуживания, когда датчики сами сообщают о необходимости чистки или калибровки. Это снизило количество внезапных отказов на 70%.