Система сканирующего инфракрасного измерения температуры жидкой стали завод

Когда говорят про систему сканирующего инфракрасного измерения температуры, многие представляют себе просто пирометр побольше — это в корне неверно. На самом деле это сложный комплекс, где каждый сбой датчика или ошибка в алгоритме компенсации помех может стоить тонн бракованной стали.

Принципиальные отличия от контактных методов

До сих пор на некоторых мини-заводах пытаются экономить на термопарах. Но при температуре выше 1500°C они живут максимум две-три плавки. Мы в 2018 году на КМЗ фиксировали — погрешность контактных замеров в ковше достигала 25°C из-за эффекта 'холодной стенки'.

Инфракрасное сканирование даёт не точку, а температурную карту всей поверхности. Это критично для контроля ликвации — когда в одних зонах металл уже кристаллизуется, а в других ещё перегрет. Кстати, именно здесь часто ошибаются операторы: видя среднюю цифру на экране, не анализируют разброс по зонам.

Настройка эмиссионной способности — отдельная головная боль. Для жидкой стали берём 0.75-0.85, но при окислении поверхности цифра прыгает. Приходится вводить поправочные коэффициенты в реальном времени, иначе расхождение с лабораторными замерами достигает 40-50°C.

Типичные проблемы при эксплуатации

Дым и пар над МНЛЗ — главный враг измерений. Стандартные системы часто теряют сигнал, приходится ставить дополнительные продувочные устройства. На Череповецком комбинате мы месяц экспериментировали с углами установки сканеров, пока не нашли положение, минимизирующее влияние задымленности.

Вибрации от механизмов непрерывной разливки выводили из строя оптику. Пришлось разрабатывать амортизирующие кронштейны — казалось бы, мелочь, но без этого ресурс оборудования падал втрое.

Калибровка — вечная проблема. Многие забывают, что эталонный источник нужно прогревать не менее часа, иначе дрейф показаний гарантирован. Мы раз в смену проводим контроль по чёрному телу, иначе через неделю набегает погрешность в 2-3%.

Пример успешной реализации от Тэнъи Электроникс

В 2022 году ООО Шэньян Тэнъи Электроникс поставляла нам систему для измерения в промежуточном ковше. Конкретно модель TY-IRS7 — с водяным охлаждением и встроенной системой самотестирования. Главное преимущество — алгоритм компенсации запылённости, который другие производители не предлагали.

На их сайте https://www.tengyidianzi.ru есть технические отчёты по внедрениям — мы перед закупкой изучали кейс с Новолипецким комбинатом. Там их система работала при запылённости до 300 мг/м3, что для наших условий было критически важным.

Что импонирует — они не скрывают ограничений. В паспорте прямо указано: при содержании паров цинка более 15% требуется дополнительный фильтр. Честность в таких вопросах дорогого стоит.

Ошибки монтажа и их последствия

Самая грубая ошибка — установка сканера напротив технологических окон без учёта паразитной засветки. Один раз видел, как на ЭСПЦ повесили систему прямо напротив пламени горелки — естественно, показания зашкаливали.

Неправильный выбор спектрального диапазона — частая проблема. Для жидкой стали нужен диапазон 0.8-1.1 мкм, но некоторые пытаются сэкономить на универсальных приборах. В итоге получают погрешность из-за поглощения излучения парами натрия.

Забывают про термостатирование электронного блока. При температуре в цехе под 60°C даже самые качественные компоненты начинают 'плыть'. Мы сейчас ставим отдельные шкафы с кондиционированием — дорого, но дешевле, чем переплавлять брак.

Перспективы развития технологии

Сейчас экспериментируем с многоспектральным сканированием — это позволяет одновременно отслеживать температуру и состав шлака. Пока сыровато, но на пробных плавках уже видна корреляция между спектральными характеристиками и содержанием углерода.

Искусственный интеллект для прогнозирования температурного поля — модная тема, но на практике пока даёт сбои. Нейросеть обучали на идеальных данных, а в реальном цехе слишком много случайных факторов. Возможно, через пару лет доработают.

Интеграция с системой управления печью — следующий шаг. Чтобы не просто фиксировать температуру, а автоматически корректировать режим подогрева. Здесь как раз специализация ООО Шэньян Тэнъи Электроникс в области непрерывного измерения температуры очень кстати — они уже предлагают готовые решения для стыковки с АСУ ТП.

Экономическая эффективность против стереотипов

Многие директора до сих пор считают инфракрасные системы роскошью. Но когда показываешь расчёты по экономии от снижения брака — мнение меняется. На нашем участке разливки окупаемость системы составила 11 месяцев — исключительно за счёт сокращения обрезки слитков с температурными трещинами.

Косвенная выгода — продление ресурса футеровки. Когда видишь реальную температурную карту, понимаешь, где возникают локальные перегревы. Раньше эти зоны выявляли только после полного разрушения кладки.

Снижение энергозатрат — неочевидный, но важный фактор. При точном контроле температуры в ковше можно уменьшить перегрев металла в печи. Всего на 15-20°C, но за год экономия газа достигает сотен тысяч кубов.