Технология измерения температуры высокотемпературной жидкой стали поставщик

Когда речь заходит об измерении температуры жидкой стали выше 1500°C, большинство сразу думает о термопарах типа B или S. Но на практике в конвертерах или разливочных ковшах эти методы часто дают сбой из-за шлакового покрытия и тепловых ударов. Мы в ООО Шэньян Тэнъи Электроникс с 2018 года экспериментировали с бесконтактными пирометрами, и оказалось, что ключевая проблема — не точность прибора, а правильный выбор спектрального диапазона для сквозь пламени и паров.

Эволюция методов контроля

Раньше на КМК использовали оптические пирометры с ручным наведением — оператор смотрел в окуляр и фиксировал максимум температуры. Погрешность достигала ±30°C из-за человеческого фактора, не говоря уже о том, что через 2-3 плавки линза покрывалась налетом. С 2020 года перешли на системы с автоматической компенсацией излучения через дымовой завесой, но и тут возникли нюансы: присадки марганца или кремния меняли спектральную проницаемость.

Один случай на ЭСПЦ в Липецке: установили немецкий пирометр с диапазоном 0,9-1,1 мкм, а при раскислении алюминием столб искр полностью глушил сигнал. Пришлось экранировать зону измерения керамической трубкой — простое решение, но его не найти в инструкциях.

Сейчас тестируем двухволновые системы, где сравнивается интенсивность в двух спектральных диапазонах. Для жидкой стали лучше работает связка 1,6/2,0 мкм, хотя производители редко об этом пишут. В наших последних поставках для Череповца как раз заложена эта модификация.

Проблемы калибровки в промышленных условиях

Калибровка по черному телу — идеальная для лаборатории, но в цехе с вибрацией и пылью эталонный источник сам дрейфует. Мы нашли выход через эталонные пробы с заведомо известной температурой ликвидуса, но их химический состав должен строго соответствовать плавке.

В 2021 году на одном из заводов в Магнитогорске пытались использовать автоматическую калибровку через каждые 4 часа. Система выходила из строя из-за окалины на защитном стекле — пришлось разработать пневматическую продувку с подогревом воздуха. Теперь это стандартная опция в наших комплектах измерения температуры высокотемпературной жидкой стали.

Интересно, что погрешность чаще возникает не от датчика, а от неправильного монтажа. Как-то установили оптику под углом 45° к струе, а отражение от шлака давало ложные +80°C. Исправили только смещением точки замера на 15 см ниже уровня шлака.

Особенности работы с инфракрасной техникой

Наши разработки в ООО Шэньян Тэнъи Электроникс показали, что для высокотемпературной жидкой стали критичен не столько диапазон, сколько время экспозиции. При выдержке менее 0,1 с колебания поверхности успевают усредниться, а при больших — сенсор перегружается.

С водяным охлаждением корпусов тоже не всё очевидно: при резких перепадах появляется конденсат на оптике. Перешли на термостатирование с подогревом до 60°C — проблема исчезла, но потребовалось пересчитать поправки на поглощение.

Сейчас в тестовом режиме на https://www.tengyidianzi.ru выложены обновленные методики для двухцветных пирометров — там учтены поправки для разных марок стали, включая легированные хромом.

Кейсы из практики внедрения

На Днепровском МЗ пытались сэкономить на системе охлаждения — ставили воздушное вместо водяного. Летом при +45°C в цехе пирометры переставали держать калибровку уже через час работы. После нашего вмешательства смонтировали замкнутый контур с теплообменником — наработка на отказ выросла до 3 месяцев.

Еще пример: при измерении в миксере важна не средняя температура, а градиент по глубине. Разработали сканирующую систему с поворотным зеркалом — теперь видим расслоение металла с точностью до 10°C по вертикали.

Кстати, ошибочно думать, что дорогое оборудование всегда надежнее. Японские пирометры с разрешением 0,1°C в условиях российской металлургии часто проигрывают нашим адаптированным моделям — потому что мы закладываем запас по перепадам напряжения и вибрации.

Перспективы развития технологии

Сейчас экспериментируем с комбинацией пирометрии и тепловизоров — чтобы видеть не просто точку, а температурное поле всей поверхности ковша. Это особенно важно для оценки теплоизоляции футеровки.

В новых разработках ООО Шэньян Тэнъи Электроникс добавили функцию прогноза температуры на время разливки — алгоритм учитывает остывание в промежуточном ковше. Пока погрешность 5-7°C, но для непрерывной разливки это уже прорыв.

К 2025 году планируем внедрить систему с ИИ для коррекции измерений в реальном времени — она будет учитывать состав стали по данным спектрального анализа. Первые тесты на опытных плавках показали сокращение брака на 2,3%.

Кстати, недавно обнаружили, что при измерении нержавейки с высоким никелем нужен смещенный спектральный диапазон — около 2,2 мкм вместо стандартного 1,6. Обновили firmware во всех последних поставках, подробности есть в технической базе на нашем сайте.