Температурный контроль в металлургии заводы

Когда говорят про температурный контроль на металлургических заводах, многие сразу представляют себе термопары в печах — а на самом деле инфракрасные пирометры уже лет двадцать как стали рабочими лошадками. Вот в ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' мы как раз с этим столкнулись, когда начинали поставлять системы для непрерывного мониторинга.

Где проваливаются классические методы

Помню, на одном из уральских заводов пытались ставить термопары на разливке стали — через неделю персонал просто отключал их, потому что датчики плавились при 1650°C. Пришлось объяснять, что для таких зон нужны инфракрасные пирометры с защитными кожухами. Кстати, на сайте tengyidianzi.ru есть хорошие кейсы по этому поводу.

Ещё частый косяк — когда закупают дорогое оборудование, но экономят на настройке. Как-то пришлось переделывать систему на прокатном стане, где пирометры показывали температуру на 80°C ниже реальной — оказалось, забыли учесть коэффициент излучения окалины.

Сейчас многие гонятся за точностью ±1°C, хотя для большинства процессов ±10°C — более чем достаточно. Мы в Тэнъи всегда советуем клиентам сначала определить технологический допуск, чтобы не переплачивать.

Особенности работы с жидким металлом

При измерении в ковшах важно учитывать угол обзора — если пирометр смотрит под 45 градусов, он видит и шлак, и металл, а это гарантированно даст погрешность. Наш инженер как-то полдня провёл с геодезистом, выставляя оптическую ось строго вертикально.

Для непрерывного контроля в желобе между печью и машиной разливки мы обычно ставим два датчика с перекрёстной проверкой — когда один загрязняется, второй продолжает работать. Кстати, в ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' как раз разработали модель с автоматической компенсацией запылённости.

Самое сложное — это, пожалуй, замеры в зоне вторичного охлаждения МНЛЗ. Там постоянно пар, брызги, вибрация — обычная электроника живёт не больше месяца. Пришлось делать герметичные корпуса с принудительным обдувом.

Практические сложности внедрения

Никогда не забуду, как на череповецком заводе смонтировали идеальную систему... которую потом отключили, потому что операторы не доверяли 'цифрам из ящика'. Пришлось параллельно месяц вести журналы ручных замеров, чтобы доказать корреляцию.

С монтажом вечные проблемы — то крепления не те, то кабельные трассы через горячие зоны прокладывают. Сейчас мы всегда требуем фото места установки до начала проектирования.

Калибровка — отдельная история. Многие думают, что раз пирометр цифровой, его можно не проверять. А на деле дрейф ±2% в год — это норма даже для дорогих моделей. Мы всегда настаиваем на ежегодной поверке с эталонным источником.

Кейсы с реальными объектами

На заводе в Липецке ставили систему контроля нагрева слябов — сначала хотели сэкономить и взяли пирометры на 2.3 мкм. Оказалось, что эта длина волны плохо работает с окисленной поверхностью — пришлось менять на 1.6 мкм.

А вот на алюминиевом заводе в Красноярске удачный опыт — поставили пирометры с водяным охлаждением для контроля температуры электролизёров. Там главной проблемой была не температура, а электромагнитные помехи — пришлось делать экранированные кабели.

Кстати, про водяное охлаждение — часто заказчики пытаются использовать обычную техническую воду, а потом удивляются, когда каналы зарастают солями. Теперь всегда требуем систему очистки воды или воздушное охлаждение.

Что часто упускают из вида

Мало кто учитывает тепловое излучение от соседнего оборудования — был случай, когда пирометр показывал +15°C к реальной температуре из-за раскалённого рольганга в метре от зоны измерения.

Ещё важный момент — скорость обновления данных. Для прокатного стана нужно не менее 100 Гц, иначе просто не успеешь отследить температурные всплески. А для печей отжига хватает и 1 Гц.

Сейчас многие увлекаются 'умными' системами с нейросетями, но на практике часто оказывается, что простая ПИД-регулировка работает надёжнее. Мы в Тэнъи обычно предлагаем гибридные решения — базовый контроль классическими методами, плюс аналитика на верхнем уровне.

Перспективы развития

Сейчас активно развиваем многодиапазонные пирометры — они позволяют компенсировать влияние дыма и пара. Но пока это дорогое удовольствие, идут в основном на ответственные участки.

Интересное направление — беспроводные системы для труднодоступных мест. Правда, с передачей данных через металлические конструкции есть проблемы, экспериментируем с ретрансляторами.

Из последних наработок ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' — система прогноза температуры по ходу технологического процесса. Пока тестируем на нескольких заводах, но уже видно, что это позволит сократить брак на 3-5%.

Выводы, которые не пишут в инструкциях

Самое главное — температурный контроль это не про оборудование, а про технологию. Можно поставить самый дорогой пирометр, но без понимания физики процесса толку не будет.

Всегда нужно иметь резервный метод измерений — хоть оптический пирометр, хоть термокраски. Электроника имеет свойство отказывать в самый неподходящий момент.

И да — никогда не верьте заводским калибровкам на 100%. Всегда проверяйте в реальных условиях хотя бы по одной контрольной точке. Мы обычно берём чистый образец металла с известной температурой плавления.