Система непрерывного мониторинга температуры жидкого чугуна завод

Когда речь заходит о контроле температуры чугуна, многие представляют себе периодические замеры пирометром — но на современных литейных участках такой подход уже лет десять как приговорён к замене. Проблема даже не в точности единичного измерения, а в том, что между этими точками мы слепы — а ведь именно в эти промежутки могут происходить критические переохлаждения металла или перегвы ковша.

Почему старые методы не работают

В 2018 году на Череповецком МК мы пытались адаптировать систему точечного контроля с термопарами типа К-типа. Казалось бы, логично — ставим три точки измерения по периметру ковша, получаем усреднённые данные. Но на практике выяснилось, что при температуре выше 1300°C термопары живут не больше двух недель, а главное — они фиксируют только температуру вблизи стенки ковша. В центре же, особенно при транспортировке, формируются температурные градиенты до 50°C.

Особенно критично это становится при разливе — если металл у разливочного желоба оказывается на 30-40°C холоднее расчётной температуры, начинаются проблемы с заполнением форм. Приходилось либо перегревать металл (с дополнительным расходом кокса и износом футеровки), либо рисковать браком.

Кстати, именно тогда мы впервые столкнулись с разработками ООО Шэньян Тэнъи Электроникс — их инженеры как раз предлагали тестовый вариант инфракрасной системы непрерывного контроля. Правда, тогда технологи отнеслись к этому скептически — мол, 'ещё одна китайская игрушка'.

Как работает инфракрасный мониторинг в реальных условиях

Современные системы, типа тех, что сейчас поставляет tengyidianzi.ru, используют не один, а несколько ИК-датчиков, расположенных под разными углами. Это позволяет строить не просто температурную кривую, а трёхмерную тепловую карту металла в ковше. На Череповецком МК после внедрения такой системы удалось снизить перерасход кокса на 3-4% только за счёт отказа от постоянного 'перестраховочного' перегрева.

Но есть нюансы, о которых редко пишут в рекламных брошюрах. Например, влияние паров и пыли в цехе — первые версии систем требовали почти стерильной чистоты вокруг датчиков, что в условиях литейного производства нереально. Пришлось разрабатывать системы продувки сжатым воздухом и защитные кварцевые стекла с автоматической очисткой.

Интересный момент — калибровка. Многие думают, что ИК-датчики работают 'из коробки', но на деле их приходится регулярно сверять с эталонными оптическими пирометрами. Мы раз в смену делаем контрольные замеры — расхождение больше 5°C уже повод для проверки системы.

Практические сложности внедрения

Самое сложное — не техническая часть, а изменение технологических регламентов. Когда у тебя появляется система непрерывного мониторинга температуры, оказывается, что половина 'проверенных' режимов работы неоптимальна. Например, выяснилось, что при транспортировке от доменной печи к разливочной температура падает не равномерно, а скачками — особенно на поворотах рельсового пути.

Пришлось пересматривать график движения ковшей, утеплять крышки, менять режимы подогрева. Технологи сначала сопротивлялись — 'мы так двадцать лет работали'. Но когда увидели статистику по браку до и после, мнение изменилось.

Ещё одна проблема — согласование данных системы с показаниями старых приборов. При одновременной работе новая система показывала на 15-20°C ниже, чем штатные термопары. Долго спорили, кто прав, пока не провели контрольный замер эталонным пирометром — оказалось, правы новые датчики, а термопары 'врали' из-за старения и теплового воздействия на защитные гильзы.

Экономика процесса

Многие директора боятся стоимости внедрения — оборудование для одного ковша обходится в 20-25 тысяч евро. Но если посчитать потери от брака и перерасхода топлива, окупаемость редко превышает год. На Северстали, например, после установки систем на шести ковшах экономия только на коксе составила около 400 тысяч евро в год.

Неожиданный эффект — снижение износа футеровки. Когда металл не перегревают 'на всякий случай', ресурс ковшей увеличивается на 15-20%. А это уже серьёзная экономия на ремонтах.

Кстати, у ООО Шэньян Тэнъи Электроникс есть интересная опция — они предоставляют оборудование в аренду с последующим выкупом. Это позволяет провести пилотные испытания без крупных первоначальных вложений. Мы так и делали — взяли одну систему на три месяца, продемонстрировали эффект руководству, потом получили финансирование на остальные.

Что будет дальше

Сейчас тестируем системы с прогнозной аналитикой — когда по динамике изменения температуры система предсказывает, когда металл достигнет критических значений. Пока работает неидеально, но направление перспективное.

Ещё интересная разработка — интеграция данных о температуре с системой управления плавкой. Теоретически это позволит автоматически корректировать режим доменной печи на основе реальных, а не расчётных данных о температуре чугуна.

Но главный вызов — не технологии, а кадры. Нужно обучать операторов не просто снимать показания, а анализировать тенденции. Часто вижу, как молодые технологи смотрят на график температуры, но не понимают, о чём говорят кратковременные всплески или провалы. А ведь это может быть признаком проблем с футеровкой или нарушения режима подогрева.

В общем, непрерывный мониторинг температуры жидкого чугуна — это уже не экзотика, а необходимость для конкурентоспособного производства. И те, кто ещё откладывает внедрение, рискуют остаться с устаревшими и дорогими технологиями.