Точное измерение температуры жидкой стали

Если честно, каждый раз когда слышу про точное измерение температуры жидкой стали, вспоминаю как новички лезут с обычными термопарами прямо в ковш — через неделю на замену оборудования тратим больше, чем на саму сталь. Основная ошибка — думать, что контактные методы дадут стабильный результат при 1600°C и выше. На деле же...

Почему инфракрасные пирометры стали стандартом

Еще в 2010-х мы тестировали три типа систем на разливке: оптические пирометры, радиационные и комбинированные. Разница в показаниях достигала 50°C при одинаковой пробе! Проблема в том, что жидкая сталь — не идеальное черное тело, да еще и шлаковый слой искажает картину.

Коллеги из ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' как-то показывали свои наработки по калибровке под реальные условия — их пирометры учитывают коэффициент излучения для разных марок стали. Но даже это не панацея: если в зоне измерения плавает шлак, погрешность зашкаливает.

Запомнил случай на электропечи: поставили дорогущую немецкую систему, а она стабильно занижала температуру на 20-25°C. Оказалось, пар от охлаждаемых элементов искажал оптический путь. Пришлось переделывать всю систему обдува.

Калибровка в полевых условиях

Теория теорией, но без регулярной поверки на реальной стали все эти системы — деньги на ветер. Мы раз в смену делаем контрольные замеры быстродействующей термопарой параллельно с пирометром. Расхождения больше 10°C — повод для внеплановой калибровки.

Кстати, у 'Тэнъи Электроникс' есть мобильные комплексы для тарировки прямо на производстве — не нужно везти оборудование в лабораторию. Но и тут нюанс: если персонал не обучен правильно выдерживать угол и расстояние до металла, калибровка теряет смысл.

Однажды видел, как оператор 'для надежности' навешивал на пирометр защитное стекло — естественно, показания поползли вниз. Пришлось объяснять, что система уже имеет встроенную защиту и любое дополнительное стекло меняет оптические свойства.

Особенности работы с разными марками стали

С низкоуглеродистыми сталями относительно просто — коэффициент излучения стабилен. А вот с нержавейкой или инструментальными сталями уже нужны поправочные коэффициенты, которые к тому же меняются при добавлении легирующих.

Мы вели журнал корректировок для каждой марки — со временем это дало погрешность не более ±3°C. Но на это ушло почти два года!

Типичные аварийные ситуации

Самое опасное — когда персонал начинает 'экономить' на чистке оптики. Помню, на МНЛЗ пирометр показывал резкое падение температуры. Смена начала поднимать мощность подогрева — чуть не перегрели металл. А причина — капля масла с механизмов секций попала на линзу.

Другая история: вибрация от механизма заслонки постепенно расшатала крепление пирометра — смещение на 5 градусов по углу дало погрешность в 15°C. Теперь всегда проверяем механическую стабильность монтажа при плановых остановах.

На сайте tengyidianzi.ru я видел их рекомендации по монтажным узлам с демпфированием — жаль, что не узнал об этом раньше.

Интеграция с системами управления

Современные АСУ ТП требуют не просто данных, а стабильных показаний с минимальной задержкой. Мы через это прошли когда подключали пирометры к системе управления печью — оказалось, что фильтрация сигнала слишком 'агрессивная', реальные колебания температуры сглаживались.

Пришлось совместно с технологами подбирать параметры усреднения: слишком частое обновление данных вызывало 'дергание' системы, а слишком редкое — запаздывание реакции.

ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' в своих последних разработках использует адаптивные алгоритмы — система сама подстраивается под динамику процесса. Но для старых производств такая модернизация часто нецелесообразна.

Перспективы развития технологии

Сейчас тестируем системы с двумя разными длинами волн — в теории это должно компенсировать влияние дыма и пара. Пока результаты неоднозначные: при спокойной плавке работает идеально, но в момент загрузки лома или присадок все равно появляются выбросы.

Коллеги из Китая недавно показывали прототип с ИК-камерой вместо точечного пирометра — интересная идея, но пока слишком дорого для массового внедрения.

Лично я считаю, что будущее за гибридными системами: основной замер пирометром + периодическая коррекция по контактным измерениям. Но это усложняет эксплуатацию...

Экономическая составляющая

Многие руководители до сих пор не понимают, что точность в 5°C вместо 15°C дает экономию на легировании и энергозатратах, которая окупает оборудование за полгода. Приходится считать конкретные цифры по каждому цеху.

В итоге скажу так: точное измерение температуры жидкой стали — это не про идеальное оборудование, а про систему: от выбора точки измерения до обучения оператора. И да, регулярная сверка показаний с реальностью — без этого никакие технологии не работают.