Технология радиационного измерения температуры чугунного расплава завод

Если честно, до сих пор встречаю технологов, которые уверены, что радиационные пирометры на разливочных машинах — это просто 'навел и получил цифру'. Приходится объяснять, что за кажущейся простотой скрывается целая наука о спектральных характеристиках, коэффициенте черноты и паразитных засветках.

Физические основы и типичные ошибки

Вот смотрю на последний отчет с Чугунолитейного завода №4 — снова попытка калибровать пирометр по эталонному термометру погружного типа. Это классическая ошибка: при контакте с расплавом образуется пленка оксидов, плюс тепловые потери через держатель. Разница может достигать 40-50°C.

Особенно критичен выбор спектрального диапазона. Для чугуна лучше работать в узком диапазоне 0,8-1,1 мкм, где влияние дымки и паров меньше. Но многие до сих пор пытаются адаптировать универсальные пирометры, предназначенные для сталеплавильных печей.

Заметил интересную деталь: при температуре выше 1350°C начинается интенсивное испарение марганца, что создает дополнительную погрешность. Приходится вводить поправочный коэффициент, который никто не учитывает в паспортах оборудования.

Практические кейсы внедрения

В прошлом месяце на заводе 'Магнитогорск-Литей' ставили систему радиационного измерения температуры от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс'. Инженеры сначала скептически отнеслись к рекомендации устанавливать датчики под углом 15° к поверхности расплава.

Оказалось, что такое расположение минимизирует влияние всплывающего шлака. После недели тестов отклонения не превышали ±7°C, что для чугунного расплава очень хороший показатель.

Кстати, их разработки в области непрерывного измерения температуры действительно работают стабильнее немецких аналогов в условиях сильной запыленности. Проверяли на желобе разливочной машины — где обычные пирометры требуют продувки каждые 2 часа, их система работала сутки без обслуживания.

Проблемы калибровки в полевых условиях

Самое сложное — не первоначальная настройка, а поддержание точности при изменении химического состава чугуна. Помню случай на Каменск-Уральском заводе: перешли на другой вид кокса, и все показания поплыли.

Пришлось разрабатывать методику оперативной корректировки коэффициента черноты. Выяснилось, что проще всего ориентироваться на визуальные характеристики струи — при изменении содержания углерода меняется характер течения.

Сейчас рекомендуем использовать мобильные калибраторы с черным телом, но их применение ограничено в условиях цеха. Чаще всего обходимся эталонными термопарами специальной конструкции, которые погружаются на 3-5 секунд.

Влияние технологических параметров

Мало кто учитывает, что точность измерения температуры чугунного расплава сильно зависит от скорости разливки. При высокой скорости формируется более тонкая струя, что увеличивает погрешность из-за частичного пропускания излучения.

На практике оптимальной оказалась скорость 2-3 тонны в минуту — в этом случае струя достаточно массивна, но еще не начинается интенсивное окисление поверхности.

Интересный момент: при использовании системы от tengyidianzi.ru удалось снизить влияние паразитной засветки от neighboring ковшей. Их алгоритмы фильтрации фонового излучения действительно хорошо проработаны.

Перспективы развития метода

Сейчас тестируем многодиапазонные системы, которые одновременно измеряют в трех спектральных диапазонах. Теоретически это должно компенсировать влияние изменения состава расплава.

Но пока результаты неоднозначные — на некоторых марках чугуна погрешность даже увеличивается. Видимо, нужно более глубоко анализировать спектральные характеристики именно чугунных расплавов.

Компания ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' анонсировала разработку системы с автоматической корректировкой по содержанию углерода. Если это действительно будет работать, станет прорывом в области радиационного измерения для литейных производств.

Экономическая эффективность

Многие директора сомневаются в необходимости таких систем, считая их излишеством. Но практика показывает: точный контроль температуры позволяет снизить брак на 3-5% только за счет оптимизации времени заливки.

На заводе в Липецке после внедрения системы измерения температуры сократили расход ферросплавов на 7% — оказалось, что ранее перегревали расплав 'на всякий случай'.

Особенно важно это для ответственных отливок, где недогрев всего на 20°C приводит к образованию спаев. Тут радиационные методы действительно незаменимы — контактные просто не успевают дать точные данные.