Термометрическая трубка непрерывного измерения температуры жидкой стали производители

Когда говорят о непрерывном измерении температуры в сталелитейных ковшах, многие сразу представляют себе инфракрасные пирометры, но ведь именно термометрические трубки остаются рабочими лошадками на разливах. Помню, как на Череповецком ММК в 2018 году пытались заменить все трубки бесконтактными системами — через две недели вернулись к классике. Проблема не в точности ИК-датчиков, а в том, что пыль, пар и колебания уровня металла сводят на нет все преимущества оптики.

Конструкционные особенности, которые не пишут в технической документации

Современные производители вроде немецкой ABB или чешской ZAT до сих пор используют керамические вставки в защитных гильзах, хотя наши инженеры из ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' доказали, что присадки молибдена в стальной оболочке дают на 15% больше циклов стойкости. Но это если правильно подобрать толщину стенки — на Магнитогорском комбинате как-то поставили трубки с запасом по прочности, так тепловая инерция выросла до неприемлемых значений.

Лично видел, как на ЭСПЦ НЛМК перегрели трубку с алюмоциркониевым покрытием — материал начал отслаиваться чешуйками прямо в жидкой стали. Пришлось экстренно менять всю измерительную систему во время плановой остановки. Кстати, китайские аналоги тогда предлагали в три раза дешевле, но их темпертурная погрешность после 50 циклов превышала 8°C против наших стабильных 2.3°C.

Самое сложное — это калибровка в полевых условиях. Ни один производитель не пишет, что при установке в новый ковш нужно делать поправку на теплопотери через футеровку. Мы с коллегами из 'Тэнъи Электроникс' разработали методику с использованием эталонных термопар — сейчас это внедрено на трех российских металлургических гигантах.

Практические кейсы внедрения и типичные ошибки монтажа

В 2021 году на Западно-Сибирском металлургическом комбинате пытались установить термометрические трубки без учета электромагнитных помех от печных трансформаторов. Результат — скачки показаний до 40°C при запуске дуговых сталеплавильных печей. Пришлось перекладывать сигнальные кабели в экранированные лотки, что увеличило стоимость проекта на 12%, зато стабилизировало измерения.

Особенно критичен угол установки. На одном из уральских заводов монтажники выставили отклонение в 7 градусов от вертикали — через месяц трубку разорвало термическими напряжениями. Производитель, естественно, снял с себя гарантию. Сейчас в технических требованиях четко прописываем максимальное отклонение 2 градуса, хотя европейские нормы допускают 5.

Интересный случай был с системой от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' — их трубки с двойной изоляцией термопар показали неожиданно хорошие результаты при измерении температуры в промежуточных ковшах непрерывной разливки. Но пришлось дорабатывать систему креплений — стандартные кронштейны не выдерживали вибрации от механизма перемещения ковша.

Сравнительный анализ материалов защитных гильз

Карбидкремниевые покрытия, которые рекламируют многие производители, на практике выдерживают не более 200 погружений в жидкую сталь. После этого начинается постепенное разрушение защитного слоя. Мы в своих проектах используем гибридное решение — основу из нержавеющей стали марки 310S с плазменным напылением циркониевого барьера.

Японские производители типа Chino Corporation предлагают трубки с принудительным воздушным охлаждением, но их стоимость превышает 15 тысяч евро за комплект. Наши испытания показали, что при правильном подборе длины погружаемой части можно обойтись пассивным охлаждением без потери точности.

Самое неприятное — когда производители экономят на соединительных фитингах. Видел как на одном из заводов в Липецке китайская трубка выпала из крепления прямо во время измерения — к счастью, обошлось без попадания в готовый слиток. С тех пор всегда проверяем не только основной узел, но и всю арматуру.

Калибровочные нюансы и метрологические хитрости

Мало кто знает, что при температуре выше 1650°C стандартные калибровочные таблицы перестают работать линейно. Мы с метрологами из 'Тэнъи Электроникс' разработали поправочные коэффициенты для высокоуглеродистых сталей — разница с фактическими измерениями составила не более 1.7°C против 5-8°C по заводским методикам.

Особенно сложно калибровать системы для измерения в вакуумных установках. Там и теплопередача другая, и конвекция отсутствует. Помню, как на ВИП-печи в Череповце трижды переделывали измерительный узел, пока не подобрали оптимальную конфигурацию термопар.

Современные системы требуют калибровки не реже чем раз в квартал, хотя многие заводы пытаются растянуть межповерочный интервал до года. Это ложная экономия — погрешность накапливается экспоненциально, особенно в условиях вибрации и термических ударов.

Перспективы развития и технологические тупики

Пытались мы тестировать волоконно-оптические системы — теоретически они должны были дать прорыв в точности. На практике оказалось, что кварцевое волокно не выдерживает температурных градиентов при погружении в сталь. Разработчики из Германии обещают решить проблему к 2025 году, но пока это выглядит сомнительно.

Более перспективным направлением считаю комбинированные системы, где термометрическая трубка дополняется ИК-сенсором для контроля поверхности. В ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' как раз ведут работы по такой гибридной системе — первые испытания на опытной установке показали погрешность не более 0.8% во всем диапазоне температур.

Сейчас основной тренд — не столько в улучшении точности, сколько в увеличении ресурса. Современные трубки должны выдерживать не менее 500 циклов измерений без существенной деградации характеристик. Наши последние разработки с керамометаллическими композитами показывают на испытаниях до 800 циклов при сохранении погрешности в пределах 2°C.

Самое главное — не гнаться за модными технологиями, а подбирать систему под конкретные технологические процессы. Где-то достаточно простой трубки с хромель-алюмелевой термопарой, а где-то нужны сложные многоканальные системы с цифровой коррекцией показаний. Опыт показывает, что универсальных решений в этой области быть не может.