
Когда речь заходит об устройствах для измерения температуры жидкого чугуна в доменной печи, многие сразу представляют себе громоздкие термопары или устаревшие оптические пирометры. Но в реальности всё давно сместилось в сторону инфракрасных технологий, хотя до сих пор встречаются цеха, где пытаются адаптировать оборудование для сталеплавильных печей к доменному процессу — и это грубейшая ошибка. Температурные режимы здесь другие, агрессивная среда, да и требования к точности совсем иные.
Помню, как на одном из комбинатов пытались использовать модифицированные сталеплавильные пирометры для контроля температуры чугуна. Результат был предсказуем: погрешность до 50°C, постоянные сбои из-за запыленности и пара. Доменная печь — это не просто источник тепла, это сложный химический реактор с постоянно меняющимися условиями. Обычные термопары быстро выходят из строя из-за шлаковых включений и высоких температур, а визуальные методы вообще неприменимы — кто будет смотреть на раскалённый чугун через окуляр?
Инфракрасные датчики стали прорывом, но и здесь есть подводные камни. Например, критически важен правильный выбор спектрального диапазона — для жидкого чугуна оптимален узкий участок вблизи 0,9 мкм, где излучение меньше всего искажается парами и пылью. Многие поставщики об этом умалчивают, предлагая универсальные решения, которые потом приходится дорабатывать прямо на объекте.
Ещё один момент — система охлаждения. Если не предусмотреть принудительное воздушное охлаждение или водяную рубашку, датчик не проживёт и месяца. Особенно в зоне распара, где температуры достигают 200°C даже снаружи измерительного устройства.
Когда мы начинали поиск поставщиков для нашего проекта, сразу отсеяли компании, которые предлагали ?готовые комплекты? без предварительного анализа условий эксплуатации. Хороший поставщик всегда запросит данные о составе газовой среды, расстоянии до металла, цикличности измерений. Например, ООО Шэньян Тэнъи Электроникс изначально прислала анкету с двадцатью техническими пунктами — это сразу вызвало доверие.
Важно проверять, есть ли у поставщика собственные разработки или он просто перепродаёт китайские аналоги. На сайте https://www.tengyidianzi.ru видно, что компания специализируется именно на разработке и производстве измерительных систем, а не является посредником. Это важно, потому что для доменных печей часто требуются индивидуальные доработки — например, изменение угла обзора датчика или калибровка под конкретный химический состав чугуна.
Не стоит доверять поставщикам, которые обещают точность 0,1% — в реальных условиях доменной печи такие показатели недостижимы. Практичный диапазон — 1-2%, и то при условии регулярной поверки. Кстати, о поверке: лучше сразу выбирать устройства со встроенными эталонами температуры, иначе придётся каждый раз останавливать процесс для калибровки.
На нашем производстве сначала пробовали систему с водяным охлаждением, но отказались — слишком сложная обвязка требовалась. Перешли на воздушное охлаждение с дополнительной продувкой очищенным воздухом, что решило проблему запылённости оптики. Ключевым оказался правильный выбор места установки: не ближе 2 метров от летки, но и не дальше 5 метров, чтобы избежать влияния пара.
Интересный момент обнаружили при анализе данных: температура чугуна в разных точках выпуска может отличаться на 10-15°C. Поэтому теперь ставим два датчика — основной и контрольный. Это позволяет точнее управлять процессом и вовремя обнаруживать отклонения. Кстати, ООО Шэньян Тэнъи Электроникс как раз предлагает такие парные конфигурации, причём с синхронизацией измерений.
Самым неочевидным оказался вопрос обслуживания. Первые полгода мы чистили оптику раз в неделю, потом поняли, что достаточно ежемесячной профилактики. Главное — использовать специальные салфетки без ворса, иначе на стекле остаются микроцарапины, которые искажают показания.
Самая распространённая ошибка — установка датчика прямо напротив потока металла. Это приводит не только к перегреву, но и к налипанию брызг шлака на защитное стекло. Правильнее размещать устройство под углом 15-20 градусов к оси выпускного желоба.
Ещё один момент — вибрации. Многие забывают, что доменная печь — это источник постоянных низкочастотных колебаний. Если не предусмотреть амортизирующие прокладки, крепления быстро разболтаются, и точность измерений снизится. Мы на своём опыте убедились, что лучше использовать кронштейны с демпфирующими вставками, хотя изначально экономили на этом.
Электрические помехи — отдельная тема. Силовые кабели электродов создают наводки, поэтому сигнальный кабель от датчика нужно прокладывать в отдельном экранированном канале. Причём экран должен быть заземлён только с одной стороны, иначе возникают контурные токи.
Сейчас появляются системы с функцией автоматической коррекции показаний по химическому составу чугуна. Это действительно полезное новшество — ведь излучательная способность зависит от содержания кремния и марганца. Но пока такие решения дороги и требуют интеграции с системами химического анализа.
Интересное направление — беспроводные датчики. Правда, в условиях доменного цеха с его электромагнитными помехами это пока сложнореализуемо. Хотя ООО Шэньян Тэнъи Электроникс уже тестирует прототипы с защищённым радиоканалом — посмотрим, что получится.
Лично я считаю, что будущее за комбинированными системами: инфракрасный датчик плюс быстродействующая термопара для взаимной верификации. Это позволит увеличить надёжность измерений без существенного роста стоимости. Кстати, некоторые поставщики уже предлагают такие гибридные решения, но пока они слабо адаптированы к российским условиям.
Когда считаешь окупаемость таких систем, важно учитывать не только стоимость оборудования, но и экономию от снижения брака. У нас, например, после внедрения точного контроля температуры удалось сократить пережог кокса на 3-4% — это даёт сотни тысяч рублей экономии в год.
Качество чугуна тоже улучшилось — меньше отклонений по содержанию углерода, стабильнее работа миксеров. Косвенная выгода, но очень ощутимая. Кстати, при выборе поставщика стоит обращать внимание на наличие сервисного обслуживания — оборудование сложное, и без квалифицированной поддержки не обойтись.
Наш опыт работы с ООО Шэньян Тэнъи Электроникс показал, что китайские производители всерьёз занялись российским рынком. Качество их оборудования уже не уступает европейским аналогам, а по цене выходит на 30-40% дешевле. При этом они готовы оперативно вносить конструктивные изменения — например, мы заказывали удлинённый корпус для особых условий монтажа, и его изготовили за две недели.