Установка для непрерывного измерения температуры в сталеплавильном производстве Основная страна покупателя

Когда слышишь про непрерывное измерение температуры в сталеплавилке, первое, что приходит в голову — пирометры на каждый ковш. Но это как раз тот случай, где типовое решение губит всю концепцию. Наша команда в ООО Шэньян Тэнъи Электроникс прошла путь от лабораторных прототипов до работающих систем, которые выдерживают три смены в условиях белорусских и казахстанских ММК.

Почему старые методы не работают при непрерывном контроле

Начну с очевидного: термопары в стационарном исполнении — это прошлый век. При температуре свыше 1600°C и агрессивной среде они живут не больше двух недель. Пробовали ставить дублирующие системы — получили лишь удвоение затрат на замену. Колебания в ±20°C считались нормой, пока не посчитали потери от перегрева стали в конце плавки.

Инфракрасные датчики — не панацея. Без системы продувки оптики дым и пыль полностью блокируют измерение через 15 минут работы. Пришлось разрабатывать гибридную схему: основной ИК-канал + резервный радиационный термометр. Но и это не сработало, пока не добавили алгоритм компенсации запыленности по обратной связи от продувочной системы.

Самое неприятное — момент выпуска металла. Здесь скачки температуры достигают 100°C за секунды, и никакой штатный датчик не успевает. Пришлось создавать каскадную систему с тремя типами измерителей, где быстродействующий пирометр корректирует показания основного. Это решение мы отрабатывали на стенде с имитацией выплесков — без такого теста запуск в реальном производстве был бы катастрофой.

Конструктивные особенности работающей системы

Корпус установки — отдельная история. Стандартные кожухи выходили из строя из-за тепловых деформаций. Сейчас используем сэндвич-панели с двойным охлаждением: водяной контур по внутренней поверхности + воздушная завеса со стороны технологических отверстий. Важно именно комбинированное решение — чистый воздух быстро забивает теплообменники.

Крепление к ферме конвертера должно быть 'плавающим'. Жесткая фиксация приводит к смещению оптической оси при тепловом расширении конструкций. Мы применяем подвес с тремя степенями свободы и пружинными демпферами — решение подсмотрели у железнодорожников, где такие системы используются для виброизоляции.

Электропитание — отдельная головная боль. Сетевые помехи от печных трансформаторов выжигают контроллеры. Пришлось ставить трансформаторы с разделительными обмотками и ферритовые фильтры на каждый канал. Интересно, что сначала пробовали импортные фильтры — не выдержали температурный режим. Перешли на собственные разработки с керамическими изоляторами.

Программные нюансы, которые не пишут в спецификациях

Алгоритм сглаживания данных — это 70% успеха. Простое усреднение дает запаздывание в 3-4 секунды, что неприемлемо при контроле раскисления. Мы используем адаптивную фильтрацию с прогнозированием тренда по тепловым моделям конкретной плавки. Кстати, эту методику мы дорабатывали совместно с технологами Череповецкого меткомбината — их требования к точности были жестче типовых.

Интерфейс оператора должен показывать не цифры, а тренды. Цветовые зоны от зеленого к красному + звуковое оповещение при выходе за критичные пороги. Но здесь важно не перегрузить — первые версии нашего ПО содержали столько графиков, что операторы просто игнорировали половину показаний. Сейчас оставили три основных тренда с возможностью детализации по запросу.

Калибровка в полевых условиях — отдельная наука. Эталонный пирометр нужно не просто направить на металл, а поймать момент без поверхностных окислов. Мы разработали методику с использованием пробоотборника — одновременно берем пробу и фиксируем температуру. Погрешность снизили до ±5°C против типовых ±15°C у большинства систем.

Реальные кейсы внедрения и типовые ошибки

На Магнитогорском комбинате сначала пытались ставить датчики на существующие конструкции без доработки. Результат — постоянные смещения и сбои. После нашего вмешательства сделали выносные консоли с термокомпенсаторами. Кстати, именно там столкнулись с проблемой электромагнитных помех от нового оборудования — пришлось экранировать все кабельные трассы.

В Казахстане на Экибастузском заводе проигнорировали требования к чистоте продувочного воздуха. Через месяц работы оптику пришлось менять — абразивная пыль процарапала защитные стекла. Теперь всегда включаем в спецификацию многоступенчатую систему очистки воздуха с контролем давления на выходе.

Самая интересная история была в Беларуси — там технологи настаивали на измерении температуры шлака. Оказалось, что для этого нужен совершенно другой спектральный диапазон. Пришлось оперативно дорабатывать аппаратную часть и калибровочные кривые. Зато теперь эта модификация стала отдельным продуктом в нашем каталоге на https://www.tengyidianzi.ru

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас тестируем систему с ИИ-анализом тепловых карт. Предварительные результаты показывают, что можно прогнозировать образование настылей за 10-15 минут до критической ситуации. Но пока это лабораторные испытания — в цеховых условиях мешает вибрация и дым.

Основное ограничение — стоимость владения. Даже наши системы требуют ежемесячного обслуживания и замены фильтров. Пытались упростить конструкцию, но сразу просела точность. Видимо, здесь физические ограничения, которые не обойти.

Интересное направление — беспроводные датчики. Пробовали радиоканал — нестабильно в условиях металлоконструкций. Сейчас экспериментируем с оптоволокном, но пока дорого для серийного внедрения. Возможно, через пару лет появится экономичное решение.

Выводы, которые не принято озвучивать публично

Главный секрет — не в аппаратуре, а в методиках эксплуатации. Можно поставить самую современную систему, но без обучения персонала она превратится в дорогой термометр. Мы всегда настаиваем на трехэтапном обучении: базовый курс, работа на симуляторе и сопровождение в первые недели эксплуатации.

Еще один момент — взаимодействие с технологами. Часто они не доверяют автоматике и дублируют измерения старыми методами. Здесь помогает демонстрация статистики: когда видишь, что за месяц система предотвратила 12 случаев перегрева, отношение меняется.

И последнее — не стоит гнаться за сверхточностью. Для технологического процесса важнее стабильность показаний, чем абсолютная точность. Наша практика показывает: лучше иметь систему с погрешностью ±7°C, но работающую без сбоев, чем высокоточный комплекс, требующий постоянной подстройки.