Устройство для инфракрасного измерения температуры жидкой стали завод

Если вы думаете, что ИК-пирометр для стали — это просто 'навел и получил цифру', то на практике столкнетесь с парадоксом: вроде бы современная техника, а погрешности как с рулеткой из прошлого века. Особенно когда речь идет о температуре выше 1500°C.

Почему обычные пирометры не работают с жидкой сталью

Начну с классической ошибки: многие пытаются адаптировать пирометры для металлургии из других отраслей. Проблема в том, что расплавленная сталь — это не просто горячий объект, а сложная физико-химическая система. Кроме температуры, нужно учитывать:

? Шлаковый слой, который искажает показания
? Изменяющуюся излучательную способность (emissivity) в процессе раскисления
? Тепловые помехи от окружающего оборудования

В 2018 году на одном из заводов в Липецке мы тестировали немецкий пирометр, который отлично работал с прокатом, но давал расхождения до 80°C при измерении жидкого металла. Пришлось полностью пересматривать методику калибровки.

Ключевые параметры для точного измерения

Современное устройство для инфракрасного измерения температуры должно иметь как минимум два канала измерения. Один — основной, второй — контрольный, для компенсации помех. Диапазон °C — это обязательный минимум, но реально нужен запас до 2000°C.

Особое внимание — системе охлаждения. На практике часто выходит из строя не сам датчик, а система водяного охлаждения. Забиваются трубки, скапливаются отложения. В конструкции от ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' используется двухконтурная система — основной и резервный, что значительно повышает надежность.

Важный нюанс — угол обзора. Для ККЦ оптимально 1-3°, для МНЛЗ — 5-8°. Меньше — сложно поймать струю, больше — увеличивается влияние фоновых помех.

Практические аспекты монтажа и эксплуатации

Самая частая ошибка монтажа — неправильное расположение относительно технологических зон. Например, при установке над желобом МНЛЗ нужно учитывать не только расстояние до струи, но и:

? Траекторию движения шлака
? Зоны возможного попадания брызг
? Тепловые потоки от кристаллизатора

На Магнитогорском комбинате пришлось трижды переустанавливать датчики, прежде чем добились стабильных показаний. Оказалось, что тепловое излучение от стенок кристаллизатора создавало интерференцию.

Система продувки защитного стекла — еще один критически важный элемент. Без постоянной подачи очищенного воздуха стекло покрывается налетом уже через 2-3 часа работы. Но избыточное давление тоже вредно — создает дополнительные турбулентности.

Калибровка и верификация показаний

Многие недооценивают важность регулярной поверки. Наш стандартный график — раз в смену контрольная проверка, раз в месяц — полная калибровка. Но есть нюансы:

Для калибровки используем эталонный пирометр с сертификатом, но также обязательно сравниваем с показаниями термопар (когда это возможно). Расхождения до 15°C считаем допустимыми, свыше 25°C — повод для внеплановой проверки.

Интересный случай был на заводе 'Северсталь': после замены футеровки ковша показания пирометров стали систематически заниженными. Оказалось, новая футеровка имела другую отражательную способность. Пришлось корректировать коэффициенты emissivity.

Техническое обслуживание и ремонт

Ремонт устройства для измерения температуры — это всегда сложная задача. Основные проблемы:

? Замена защитных стекол (особенно сапфировых)
? Восстановление системы охлаждения
? Калибровка оптической системы

В ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' разработали модульную систему, где основные компоненты можно заменять без полной разборки. Это сокращает время простоя с 6-8 часов до 1.5-2 часов.

Важный момент — диагностика. Мы используем не только штатные средства диагностики, но и тепловизоры для проверки равномерности охлаждения корпуса. Неравномерный нагрев — первый признак проблем с теплоотводом.

Перспективы развития технологии

Современные тенденции — это многоканальные системы с элементами ИИ. Например, система не просто измеряет температуру, но и анализирует распределение температуры по поверхности металла, прогнозирует образование корки.

На тестовом стенде в ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' уже испытывают прототип, который корректирует показания с учетом состава стали. Это особенно важно для легированных сталей, где традиционные методы дают значительные погрешности.

Еще одно направление — интеграция с системами АСУ ТП. Современное устройство для инфракрасного измерения должно не просто выдавать цифры, а участвовать в управлении технологическим процессом. Например, автоматически корректировать скорость разливки при отклонении температуры от заданного диапазона.

Экономическая эффективность внедрения

Многие директора сомневаются в окупаемости дорогого измерительного оборудования. Но практика показывает: точное измерение температуры жидкой стали позволяет:

? Снизить брак на 3-7%
? Увеличить стойкость футеровки на 15-20%
? Сократить энергозатраты на 5-8%

На примере одного из заводов в Череповце: после установки системы непрерывного контроля температуры удалось сократить количество доводок металла в ковше на 40%. Только за счет этого экономия составила около 15 млн рублей в год.

Конечно, нужно учитывать и затраты на обслуживание, обучение персонала. Но в целом, срок окупаемости качественного оборудования — 1.5-2 года, что для металлургии вполне приемлемо.