Система мониторинга температуры жидкой стали заводы

Если честно, до сих пор встречаю заводы, где считают, что достаточно одного пирометра на разливке — и всё под контролем. На деле же температурный профиль по всей технологической цепочке требует совсем другого подхода. Особенно когда речь идёт о скоростных МНЛЗ, где перепад даже в 15°С может вылиться в брак всей партии.

Эволюция методов измерения

Помню, как в 2010-х на одном из уральских комбинатов пытались адаптировать портативные пирометры для непрерывного контроля в ковше. Показания прыгали с погрешностью до ±25°С из-за пара и шлаковой корки. Тогда-то и стало ясно, что точечные замеры не отражают реальной картины.

Сейчас в система мониторинга температуры жидкой стали обязательно включаем стационарные ИК-датчики с водяным охлаждением. Кстати, у Шэньян Тэнъи Электроникс как раз есть модели с двойной системой продувки — это решает проблему запотевания оптики в зоне разливки.

Интересно, что многие до сих пор путают термопары для твёрдой стали с системами для расплава. Разница принципиальная: для жидкой фазы нужен бесконтактный замер через всё сечение струи, а не точечный погружной зонд.

Критические точки установки датчиков

На участке ковш-промежуточный кристаллизатор чаще всего недооценивают влияние турбулентности. Как-то на челябинском заводе поставили датчик под углом 45° к струе — получили постоянные колебания ±12°С. Пришлось переделывать крепление с точной юстицией по вертикали.

В промежуточном ковше важно учитывать уровень шлака. Однажды видел, как на МНЛЗ ?Стан-5000? из-за слоя шлака в 80 мм реальная температура под ним отличалась от показаний на 18°С. Пришлось дополнительно ставить датчик бокового обзора через торцевую стенку.

Самое сложное — калибровка в условиях интенсивного пара. Мы обычно используем эталонный пирометр с лазерным наведением, но на разливке с высокоскоростными ручьями это работает плохо. Тут как раз пригодились разработки Тэнъи Электроникс с автоматической коррекцией через алгоритмы компенсации помех.

Аппаратные нюансы

Срок службы оптики в условиях цеха редко превышает 6 месяцев. На магнезитовой пыли и парах цинка ?сгорают? даже защитные кварцевые стекла с антиадгезионным покрытием. Приходится закладывать в бюджет регулярную замену — примерно 2-3 раза в год при круглосуточной работе.

Системы охлаждения — отдельная головная боль. На одном из заводов при -35°С зимой лопнул кожух водяного охлаждения. Теперь всегда рекомендуем термостатируемые модули, особенно для российских условий.

Интересное решение видел в комплексах от tengyidianzi.ru — там используется принудительная продувка с подогревом воздуха. Это дороже, но на разливках с интенсивным парообразованием окупается за счёт стабильности показаний.

Программные особенности

Современные SCADA-системы позволяют строить температурные карты по всему маршруту металла. Но часто заказчики требуют ?просто цифры на экране?, не понимая, что ценность — в анализе трендов. Например, падение температуры в промежуточном ковше на 2°С/мин — верный признак проблем с подогревом.

Мы обычно интегрируем данные с весовых систем и датчиков расхода воды — это даёт полную картину теплового баланса. Кстати, у Шэньян Тэнъи Электроникс в ПО изначально заложены такие модули, что упрощает настройку.

Самая частая ошибка при внедрении — игнорирование калибровочных кривых для разных марок стали. Для низкоуглеродистых и высоколегированных марок приходится использовать разные коэффициенты эмиссии, иначе погрешность достигает 5-7%.

Экономика внедрения

На первый взгляд, стоимость системы в 15-20 млн рублей кажется высокой. Но на том же заводе ?Северсталь? после внедрения сократили брак по трещинам на 23% — это около 90 млн рублей экономии в год только на одном МНЛЗ.

Многие недооценивают экономию на ферросплавах. При точном контроле температуры в ковше удаётся снизить перерасход силикомарганца на 1,5-2 кг/т стали. Для печи в 300 тонн это даёт около 400 тыс. рублей экономии за одну плавку.

Косвенная выгода — увеличение стойкости футеровки. Когда температура в зоне разливки стабильна, огнеупоры кристаллизатора работают на 15-20% дольше. Это ещё минус 3-4 млн рублей на ремонтах в год.

Типичные ошибки эксплуатации

Самое губительное — чистка оптики абразивами. Видел, как на электрометаллургическом заводе техники использовали наждачную бумагу для очистки защитного стекла — после этого датчик можно было выбрасывать.

Ещё одна проблема — самостоятельная перепрошивка ПО. Как-то пришлось разбираться со сбоями на заводе в Череповце, где IT-специалисты ?обновили? драйверы без согласования с производителем. Система выдавала температуру с погрешностью ±40°С.

Часто забывают про регулярную поверку. Рекомендую делать её раз в квартал с помощью эталонного излучателя — так мы выявляем дрейф характеристик на ранней стадии.

Перспективы развития

Сейчас активно тестируем системы с ИИ-прогнозированием. Алгоритмы учатся предсказывать температурный дрейф за 10-15 минут до критических изменений — это позволяет оперативно корректировать режимы подогрева.

Интересное направление — мультиспектральные пирометры. Они позволяют одновременно контролировать температуру стали и шлака, но пока дороги для массового внедрения. В ООО Шэньян Тэнъи Электроникс уже есть прототипы для испытаний в промышленных условиях.

Лично я считаю, что будущее за гибридными системами: ИК-датчики + тепловизоры + алгоритмы компенсации. Это даст не просто цифры, а трёхмерную тепловую карту всего технологического потока. Правда, для этого придётся полностью менять подход к проектировании измерительных систем.