
Когда слышишь про система непрерывного радиационного измерения температуры, первое, что приходит в голову — это какие-то лабораторные идеальные условия. На практике же в цеху непрерывной разливки всё иначе: пар, окалина, вибрация, да и сама технология литья редко бывает стабильной. Многие поставщики обещают ?абсолютную точность?, но я за 15 лет работы на металлургическом производстве ни разу не видел пирометра, который бы не требовал постоянной подстройки под реальные условия.
Самое распространённое заблуждение — что можно купить дорогой немецкий пирометр, установить его и забыть. В реальности даже лучшая оптика забивается пылью за две-три смены, а температурный дрейф датчиков приходится компенсировать еженедельно. Мы в 2018 году поставили на машину непрерывного литья заготовки систему от одного известного европейского бренда — так её пришлось демонтировать через полгода. Не потому, что плохая, а потому что не выдерживала наших нагрузок: перепады напряжения, высокая влажность, постоянная вибрация.
Второй миф — что радиационные методы работают одинаково хорошо для всех типов сталей. На самом деле, при литье высоколегированных марок с повышенным содержанием хрома или алюминия эмиссионная способность поверхности меняется так резко, что без адаптивных алгоритмов измерения превращаются в лотерею. Помню, как на КМЗ пытались контролировать температуру нержавеющей заготовки — получали расхождения до 80°C с контактными термопарами.
Третий момент, о котором часто умалчивают — необходимость синхронизации с технологическим процессом. Если система не интегрирована с механизмом подачи и системой охлаждения, то даже идеально точные данные становятся бесполезными. Мы в свое время разработали протокол обмена данными между пирометрами и системой вторичного охлаждения — это дало прирост в качестве поверхности заготовки на 12%.
В 2022 году мы начали сотрудничество с ООО Шэньян Тэнъи Электроникс — их подход к конструкции защитных кожухов оказался ближе к нашим реалиям. Китайские инженеры изначально закладывали защиту от конденсата и систему продувки оптики, что для наших цехов с постоянными перепадами температуры было критически важным. На их сайте https://www.tengyidianzi.ru я тогда нашёл описание системы с возможностью калибровки прямо в процессе работы — это как раз то, чего не хватало европейским аналогам.
При монтаже их системы на МНЛЗ №3 мы столкнулись с неожиданной проблемой — электромагнитные помехи от приводов роликов создавали шум в сигнале. Пришлось дополнительно экранировать кабельные трассы, хотя в документации об этом не было ни слова. Зато после запуска система стабильно работала при температурах от 800 до 1250°C с погрешностью не более ±5°C — для непрерывного контроля это более чем достаточно.
Интересно, что их разработчики использовали двухволновой метод измерения — не самый современный, но зато устойчивый к задымлению. В отличие от пирометров с узкополосными фильтрами, их оборудование меньше страдало от пара и дыма в зоне измерения. Хотя при сильном задымлении всё равно приходилось вводить поправочные коэффициенты — идеальных решений в металлургии не бывает.
Срок службы излучателей — вот что действительно важно в непрерывном режиме. В системах ООО Шэньян Тэнъи Электроникс стоит вольфрамовый нить накаливания с заявленным ресурсом 20 000 часов, но на практике при круглосуточной работе замену приходится делать через 15-16 тысяч часов. Зато конструкция съёмная, без разборки всего модуля — это экономит около 4 часов простоя.
Разрешение матрицы детектора — ещё один спорный момент. Производители часто хвастаются высокими цифрами, но при измерении движущейся заготовки с колебаниями ±50 мм по вертикали избыточное разрешение только мешает. Мы экспериментальным путём выяснили, что для нашего производства оптимально 320×240 пикселей — больше уже избыточно, меньше не позволяет отслеживать локальные перегревы.
Программное обеспечение — отдельная история. Российские металлурги привыкли к SCADA-системам, а китайские разработчики часто поставляют софт с англоязычным интерфейсом. В ООО Шэньян Тэнъи Электроникс пошли навстречу и локализовали интерфейс, хотя некоторые термины переведены своеобразно. Зато их система ведения архива температурных кривых оказалась удобнее, чем у конкурентов — данные хранятся в сжатом виде, но без потери детализации.
При подключении к АСУ ТП возникла проблема с протоколом Modbus TCP — оказалось, что китайская реализация отличается от европейской в битовой последовательности. Пришлось самостоятельно писать драйвер преобразования, хотя производитель обещал ?полную совместимость?. Сейчас система передаёт данные в систему управления охлаждением, что позволяет динамически регулировать расход воды в зависимости от реальной температуры заготовки.
Интересный побочный эффект — накопленная статистика по температурным полям помогла оптимизировать работу кристаллизатора. Анализируя распределение температуры по длине заготовки, мы выявили зоны переохлаждения в углах — это позволило скорректировать геометрию охлаждающих форсунок.
Сейчас рассматриваем возможность установки дополнительных пирометров в зоне вторичного охлаждения — существующая система показывает температуру только на выходе из кристаллизатора. Но для этого потребуется решить проблему с водяными брызгами — даже защитные кожухи не всегда спасают от капель, которые искажают показания.
Несмотря на первоначальные сомнения, система окупилась за 14 месяцев — в основном за счёт снижения брака по поверхностным дефектам. Раньше трещины выявлялись только после прокатного стана, теперь же можно корректировать технологию сразу при обнаружении аномалий температуры.
Сейчас ООО Шэньян Тэнъи Электроникс предлагает систему с функцией прогнозирования твёрдой фазы — теоретически это должно помочь в управлении скоростью литья. Но пока мы не рискуем внедрять — слишком много переменных факторов в нашем производстве. Возможно, через год, когда накопим достаточно статистики по текущей системе.
В целом, для российских условий их оборудование оказалось более адаптированным, чем европейские аналоги — и по цене, и по ремонтопригодности. Хотя есть вопросы к сроку поставки запчастей — последний раз датчик температуры окружающей среды ждали 3 месяца. Но это уже проблемы логистики, а не технологии.