Устройство для измерения температуры в сталеразливочном ковше заводы

Когда слышишь про устройство для измерения температуры в сталеразливочном ковше, первое, что приходит в голову — обычный пирометр. Но на деле разница как между молотком кузнеца и прессом для штамповки. Многие цеха до сих пор пытаются адаптировать общепромышленные термометры, а потом удивляются, почему показания прыгают при подъеме шибера.

Почему старые методы не работают

Помню, в 2018 на 'Северстали' пробовали модернизировать систему замера термопарами. Казалось бы, проверенная технология, но при контакте с расплавом электроды плавились быстрее расчетного времени. Особенно критично было при работе с легированными сталями — погрешность достигала 40-50°C.

Инфракрасные датчики тогда считались дорогой экзотикой. Хотя если посчитать потери от брака... Но в отчетах проще списать на 'технологическую особенность', чем доказать необходимость инвестиций. До сих пор встречаю цеха, где температуру определяют 'на глаз' по цвету струи — это работает только при идеальных условиях и дневном свете.

Ключевая ошибка — недооценка запыленности. В зоне разливки концентрация взвесей может достигать 200 мг/м3. Обычные ИК-датчики начинают 'слепнуть' уже при 50 мг/м3. Приходилось либо постоянно чистить оптику, либо ставить дополнительные воздушные завесы.

Эволюция инфракрасных решений

Наше знакомство с ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' началось с пробного образца их двухволнового пирометра. Тогда в 2021 году мы скептически отнеслись к заявленному диапазону °C. Но их подход с компенсацией поглощения в дыме оказался работоспособным.

Сейчас на их сайте https://www.tengyidianzi.ru можно увидеть уже третье поколение устройств. Если первые модели требовали калибровки по эталонному термометру раз в смену, то сейчас система самодиагностики отслеживает загрязнение окна и автоматически корректирует показания.

Особенно ценю в их разработках модульную конструкцию. Когда на КМЗ вышел из строя блок обработки сигнала, замена заняла 15 минут вместо планируемого двухчасового простоя. Хотя поначалу их разъемы казались избыточно сложными — сейчас понимаю, что это оправдано вибрационными нагрузками.

Нюансы монтажа которые не пишут в инструкциях

Самая частая ошибка — установка датчика строго перпендикулярно струе. На практике угол в 75-80 градусов дает более стабильные показания из-за меньшего налипания брызг. Но этот момент ни в одном мануале не найдешь — только опытным путем.

Сильно влияет положение относительно системы газоотвода. Если датчик стоит после зоны активного дымообразования, его показания будут запаздывать на 2-3 секунды. Для скоростной разливки это критично — за это время температура может упасть на 15-20°C.

Крепление на магнитных основаниях — удобно, но ненадежно при вибрации. Пришлось разрабатывать комбинированное крепление с пружинными демпферами. Кстати, виброизоляцию часто недооценивают — амплитуда колебаний ковша при перемещении краном может достигать 5-7 мм.

Кейс внедрения на ММК

В 2022 году на Магнитогорском комбинате устанавливали систему непрерывного контроля на МНЛЗ. Основной проблемой оказалось не оборудование, а сопротивление персонала. Сталевары привыкли к эпизодическим замерам и не доверяли 'автоматам'.

Пришлось параллельно вести традиционные замеры и выводить сравнительные графики. Через три недели расхождение составило не более ±3°C, что убедило даже скептиков. Сейчас операторы сами следят за показаниями и вовремя корректируют скорость разливки.

Интересный побочный эффект — снижение расхода огнеупоров на 7%. Система раньше предупреждала о перегреве, что позволяло сократить время выдержки в ковше. Этот экономический эффект изначально даже не просчитывали.

Перспективы развития технологии

Сейчас тестируем прототип с беспроводной передачей данных через mesh-сеть. Проблема не в самом канале связи, а в энергопотреблении. Аккумуляторы при высоких температурах деградируют за 2-3 месяца, а проводное питание надежнее, хоть и менее мобильно.

Вижу потенциал в совмещении термометрии с системой контроля химического состава. Если коррелировать температурные профили со спектральным анализом, можно прогнозировать образование неметаллических включений. Но это пока на стадии лабораторных испытаний.

ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' анонсировали разработку датчика с ИИ-коррекцией показаний. Звучит прогрессивно, но на производстве к таким решениям пока относятся осторожно — слишком много переменных факторов. Хотя для стандартных марок стали, возможно, будет эффективно.

Типичные ошибки эксплуатации

Самое разрушительное — попытки 'почистить' оптику металлическими щетками. Кварцевое стекло после такого требует полной замены. Лучше использовать специальные салфетки с изопропиловым спиртом, но их почему-то постоянно разбирают электрики.

Игнорирование калибровочных коэффициентов для разных марок стали. Для инструментальных сталей поправка может достигать 1.5% от измеряемой температуры. Многие операторы забывают переключать профиль при смене маркировки.

Перегрев корпуса при установке рядом с системой охлаждения кристаллизатора. Парадоксально, но именно системы охлаждения создают зоны повышенной температуры из-за отраженного тепла. Приходится делать дополнительные тепловые экраны.

Экономическая эффективность vs традиционные методы

Когда считаем окупаемость, часто упускаем косвенные benefits. Например, сокращение времени замера с 3 минут до реального времени дает экономию 8-10 секунд на каждой плавке. При 200 плавках в сутки — дополнительные 30 минут работы МНЛЗ.

Снижение брака по температуре — очевидный параметр. Но важнее стабильность процесса. Когда отклонения не превышают ±5°C вместо прежних ±25°C, можно оптимизировать режимы нагрева и сэкономить 3-4% газа.

Срок службы качественных устройств для измерения температуры в сталеразливочном ковше составляет 5-7 лет против 2-3 лет у термопар. Но нужно учитывать стоимость обслуживания — чистка оптики, замена продувочных фильтров, поверка. В итоге разница в TCO не так велика, как кажется.