Система непрерывного ик-измерения температуры жидкой стали Основная страна покупателя

Когда речь заходит о непрерывном ИК-измерении температуры жидкой стали, многие сразу думают о простых пирометрах — и это первая ошибка. На деле, система для металлургического конвертера требует не просто датчика, а комплекса, который выдержит брызги шлака, вибрацию и химически агрессивную среду. Основные покупатели таких систем — Китай, Индия, иногда Турция, но стабильные поставки идут именно в КНР, где металлургические гиганты вроде Baosteel годами отрабатывают технологию.

Почему ИК-а не термопары?

До сих пор встречаю коллег, которые пытаются использовать термопары типа B или S в конвертерах. Да, они точны в лаборатории, но в реальных условиях погружной зонд проживает от силы 3-5 плавок. Окалина нападает на защитную гильзу, термоэлектрическая нестабильность нарастает, и вот уже оператор получает расхождения до 30°C. А это — перерасход ферросплавов или, что хуже, недовод металла до нужной текучести.

Наша компания, ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс', как-то ставила эксперимент на одном из заводов в Ляонине: параллельно работали ИК-система и термопара. После 12 плавок термопара начала 'врать' из-за деградации электродов, а ИК-датчик на основе InGaAs-фотодиода продолжал выдавать стабильные 1520–1530°C в зоне слива. Ключевое — не просто измерить, а делать это без контакта с расплавом.

Кстати, о калибровке. Многие забывают, что ИК-система требует не периодической поверки, а постоянного контроля окна датчика. Если на кварцевом стекле оседает пыль или плёнка оксидов — погрешность растёт как снежный ком. Мы в Tengyidianzi.ru даже разработали продувочный блок с аргоном, который подаётся импульсами — не постоянно, чтобы не охлаждать оптику.

Конструкционные тонкости для непрерывного измерения

Самое слабое место в таких системах — не электроника, а обдув окна. Видел случаи, когда заказчик экономил на системе очистки, и через двое суток датчик слеп от налёта. Приходилось ставить резервные камеры с поворотным механизмом — дорого, но надёжнее.

Ещё один нюанс — выбор длины волны. Для жидкой стали обычно используют диапазон 0,9–1,1 мкм, но если в расплаве много паров натрия или калия (например, при переплаве лома с покрытиями), лучше смещаться к 1,5 мкм. Это уже вопросы не к метрологам, а к технологам плавки.

На сайте https://www.tengyidianzi.ru мы как-то выкладывали отчёт по работе системы в условиях высокого запыления — там как раз сравнивали спектральные фильтры для разных типов атмосферы конвертера. Мало кто читает, а зря — могли бы избежать ошибок при монтаже.

Проблемы с калибровкой в полевых условиях

Идеальная калибровка — по чёрному телу, но в цехе его не развернёшь. Приходится использовать эталонный пирометр с заведомо известной погрешностью, но и тут есть подводные камни: если эталон не прогреть до рабочей температуры, его собственный дрейф внесёт 2–3% ошибки.

Однажды на монтаже в Хэбэе мы три часа искали причину расхождений — оказалось, кабель передачи данных проходил рядом с силовым проводом дуговой печи. Навели помехи — и всё, цифры скачут. Пришлось экранировать витой парой и ставить ферритовые кольца.

Кстати, про ПО. Наши инженеры давно отказались от универсальных SCADA-систем в пользу собственного софта, который считает среднеинтегральную температуру по трём точкам слива. Это снижает влияние локальных переохлаждений металла.

Основные страны-покупатели и их требования

Китай — не просто рынок, а полигон для испытаний. Такие гиганты, как Ansteel, требуют не только сертификаты МПИ, но и отчёты о работе системы в режиме 24/7 не менее полугода. Причём с привязкой к химическому анализу каждой плавки — чтобы доказать, что точность измерения влияет на конечный состав стали.

Индийские заказчики чаще спрашивают про устойчивость к жаре — у них в цехах под 50°C, и охлаждение датчиков становится отдельной задачей. Приходится ставить дополнительные теплоотводы с принудительным обдувом.

А вот в Турции упор на простоту ремонта — у них нет своих сервисных инженеров, поэтому система должна быть модульной: вышел из строя блок питания — заменили за 20 минут без калибровки.

Кейс: внедрение на заводе в Шаньси

В 2022 году мы поставили систему на завод по выплавке нержавеющей стали. Там особенно важен контроль температуры в зоне рафинирования — если недодержать на 10°C, хром не усвоится полностью. Наши датчики ставили прямо над желобом, с защитными кожухами от брызг.

Первые две недели были сбои — операторы жаловались на 'дребезг' показаний. Разобрались: вибрация от механизма наклона ковша вызывала микросмещение фокусирующей линзы. Добавили амортизаторы — проблема ушла.

Сейчас система работает 18 месяцев, процент брака по температуре снизили с 4% до 0,7%. Но главное — удалось согласовать протоколы выдачи данных с их АСУ ТП, чтобы значения сразу шли в систему управления плавкой.

Типичные ошибки при монтаже и эксплуатации

Самая частая — установка датчика под прямым углом к струе металла. Кажется, что так точнее, но на деле пар от шлака искажает показания. Лучше ставить под углом 15–20 градусов, как советуют в техдокументации на нашем сайте.

Экономия на кабелях — отдельная история. Видел, как покупали обычный медный кабель вместо термостойкого с кремнийорганической изоляцией. Через месяц изоляция потрескалась, появились утечки сигнала.

Ещё забывают про 'холодный конец' — место подключения кабеля к блоку управления. Если там скапливается конденсат от перепадов температур — жди коррозии контактов. Мы теперь всегда ставим герметичные разъёмы IP67, даже если заказчик против 'лишних трат'.

Почему не все системы приживаются

Был у нас проект в провинции Хэнань — всё смонтировали, обучили персонал, но через полгода система простаивала. Выяснилось, что местные технологи не доверяли 'цифрам из ящика' и продолжали работать 'на глазок' по цвету пламени. Пришлось проводить повторный тренинг с демонстрацией замеров параллельно с отбором проб — только тогда убедили.

Другая проблема — несовместимость с местными стандартами связи. В Китае, например, часто используют протокол Profibus-DP, а наши блоки изначально заточены под Modbus RTU. Теперь всегда уточняем этот момент на стадии ТЗ.

Перспективы развития технологии

Сейчас экспериментируем с многоспектральными датчиками — они позволяют нивелировать погрешность от изменений излучательной способности стали. Но это дорого, и пока только для спецсталей.

Ещё интересное направление — интеграция с системами прогнозирования температуры на основе нейросетей. Если научить систему предсказывать остывание металла в ковше — можно оптимизировать график подачи на МНЛЗ.

Но главный вызов — не точность, а надёжность. В металлургии оборудование должно работать годами без замены оптики. Мы тестируем новые покрытия для кварцевых стёкол — с добавлением алмазоподобного углерода, чтобы противостоять абразивному износу.

Как показала практика, основная страна покупателя таких систем — Китай — продолжает инвестировать в автоматизацию. И если раньше требовали просто 'измерять температуру', то теперь ждут интеграции в цифрового двойника плавильного цеха. На это и затачиваем новые разработки.