Система непрерывного ик-измерения температуры жидкой стали производители

Когда слышишь про система непрерывного ик-измерения температуры жидкой стали производители, первое, что приходит в голову — это идеальные графики в презентациях. На деле же, за каждым удачным замером стоят часы подбора оптики под конкретный тип конвертера и вечная борьба с пылью.

Мифы о непрерывности измерений

Многие думают, что ИК-датчик работает как термопара — воткнул и забыл. В реальности даже у лучших систем есть 'мёртвые зоны' при сливе шлака. Помню, на ММК пришлось переставлять крепления три раза, чтобы поймать устойчивый сигнал при угле наклона ковша больше 110 градусов.

Особенно проблемно с кипящей сталью — пузыри СО? создают эффект линзы. Приходится настраивать фильтры не по паспортным значениям, а опытным путём. Как-то раз за смену получили расхождение в 40°C с плавочной термопарой, оказалось, новый футеровочный материал дал неучтённое отражение.

Кстати, про калибровку. Немецкие коллеги любят говорить о 'пожизненной стабильности'. На практике мы в ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' рекомендуем сверяться с эталоном раз в квартал — особенно после ремонта футеровки. Малейшее изменение геометрии ломает все заводские настройки.

Критерии выбора пирометра для металлургии

Диапазон °С — это только начало. Гораздо важнее скорость отклика. На разливке задержка в 0.3 секунды уже критична — сталь уйдёт в кристаллизатор с перепадом по сечению. Наш последний пирометр ИК-СМART-7 выдаёт 10 замеров в секунду, но это достигнуто ценой постоянной чистки защитного стекла.

Спектральный диапазон — отдельная головная боль. Для жидкой стали лучше работать в узком 0.8-1.1 мкм, но там мешают пары натрия. Пришлось разрабатывать компенсационные алгоритмы, которые теперь используем в стандартной комплектации.

Механическая стойкость — то, о чём молчат в каталогах. Вибрации от МНЛЗ способны разболтать любую оптику за месяц. Пришлось переходить на цельнолитые корпуса с демпфирующими прокладками. Кстати, эту доработку мы впервые опробовали на заводе 'Электросталь' в 2021 году.

Практические кейсы внедрения

На Череповце ставили эксперимент с двумя параллельными системами — наша и известного европейского бренда. Разница в показаниях достигала 25°C при замерах в центральной зоне ковша. После вскрытия лома выяснилось — европейский датчик не учитывал локальные всплески эмиссионной способности от примесей марганца.

Самое сложное — убедить технологов доверять автоматике. На НЛМК ушло три месяца параллельных замеров термопарами, прежде чем разрешили подключить систему к АСУ ТП. Зато теперь по нашим графикам видны моменты переохлаждения стали перед МНЛЗ, которые раньше проходили незамеченными.

Интересный случай был на электропечи Уральской Стали — там ИК-датчик начал 'врать' на 80 градусов. Оказалось, электроды создают паразитную засветку в ИК-диапазоне. Пришлось разрабатывать синхронизацию с моментом опускания электродов — теперь это стандартная опция в наших системах.

Технические нюансы, о которых не пишут в инструкциях

Защитные газовые завесы — казалось бы, элементарно. Но если подавать азот под углом больше 45 градусов, возникают оптические искажения. Пришлось делать CFD-моделирование обдува для каждого типа установки.

Калибровка по чёрному телу — обязательна, но недостаточна. Мы всегда добавляем контрольную точку по застывающему образцу — эмиссионная способность реальной стали отличается от эталонного графита на 3-7%.

Ремонтопригодность в цеховых условиях — ключевой параметр. Наши инженеры специально разработали модульную конструкцию с быстросъёмными оптическими блоками. Это позволило сократить время простоя с 6 часов до 45 минут — важнее любой рекламной спецификации.

Эволюция подходов к температурному контролю

Раньше фокус был на точности ±2°C. Сейчас важнее стабильность показаний — даже с погрешностью ±10°C, но воспроизводимой. Для автоматизации разливки это критичнее, чем абстрактная точность.

Интеграция с системами управления — следующий рубеж. Наши последние разработки в ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' позволяют не просто показывать температуру, а прогнозировать момент готовности плавки по динамике охлаждения.

Любопытно, что требования различаются даже внутри одного комбината. Для конвертерного цеха важна скорость, для разливки — стабильность, для печей-ковшей — компенсация запылённости. Приходится создавать модификации под каждый технологический узел.

Перспективы и ограничения технологии

Современные матричные ИК-детекторы позволяют строить температурные карты, но для жидкой стали это пока экзотика — слишком высокая стоимость и сложность интерпретации данных. Хотя на экспериментальной установке в Магнитогорске уже получают интересные результаты по распределению температуры по струе.

Главное ограничение — фундаментальное. ИК-пирометрия измеряет температуру поверхности, а технологиям нужна масса. Приходится через тепловые модели рассчитывать объёмные показатели — это область постоянных исследований и доработок.

Что действительно изменилось за последние годы — это надёжность. Ранние системы требовали ежесменного обслуживания, современные работают по 2-3 месяца без вмешательства. Но идеальной системы всё равно нет — и хорошо, значит, есть куда развиваться.