Устройство непрерывного радиационного измерения температуры слябов Основная страна покупателя

Если брать нашу специфику – устройство непрерывного радиационного измерения температуры слябов – то тут вечно идёт путаница между 'измерением' и 'контролем'. Многие заказчики, особенно из стран СНГ, до сих пор считают, что купил пирометр, повесил над конвейером – и всё работает. А потом удивляются, почему термопары выходят из строя через месяц, а данные по температуре поверхности сляба прыгают на 50 градусов. Основная страна покупателя для таких систем – Россия, и там как раз сталкиваешься с этим: хотят универсальное решение, но не всегда готовы учитывать реальные условия прокатного стана.

Почему радиационные системы – это не просто 'навесной пирометр'

Когда мы в ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' начинали проекты по оснащению металлургических комбинатов, сразу столкнулись с тем, что заказчики недооценивают влияние среды. Например, на одном из уральских заводов пытались использовать стандартный инфракрасный датчик без системы продувки – через две недели оптику затянуло мелкодисперсной окалиной. Пришлось переделывать весь узел крепления, добавлять воздушную завесу. Это та самая ситуация, где непрерывное радиационное измерение требует не просто оборудования, а именно системного подхода.

Кстати, про окалину – это отдельная история. Если сляб идёт с температурой 1100–1200°C, то эмиссивитет поверхности постоянно меняется из-за окисления. Мы в своих расчётах всегда закладываем поправочные коэффициенты, но некоторые конкуренты до сих пор предлагают 'калибровку по чёрному телу' как панацею. На практике же приходится комбинировать данные с нескольких датчиков, плюс учитывать скорость движения сляба. В проекте для челябинского комбината как раз использовали схему с двумя пирометрами разного спектрального диапазона – это снизило погрешность до ±5°C против обычных ±15°C.

Ещё один нюанс – расположение датчиков относительно зоны измерения. Если поставить слишком близко к слябу – тепловые потоки выведут электронику из строя. Слишком далеко – потеряется точность из-за паразитных засветок. Мы обычно рекомендуем выносные оптические головки с водяным охлаждением, но тут уже всё зависит от бюджета проекта. Кстати, на сайте https://www.tengyidianzi.ru у нас есть схемы типовых решений, но в жизни каждый случай приходится адаптировать под конкретную технологическую линию.

Ошибки монтажа, которые сводят на нет всю систему

Самая частая проблема – это когда монтажники ставят датчики по принципу 'лишь бы было'. Видел случай, когда устройство измерения температуры слябов установили в зоне вибрации от рольгангов – показания скакали так, что оператор вообще перестал на них смотреть. Пришлось делать демпфирующую платформу и переносить измерительный узел на отдельную конструкцию. Это к вопросу о том, почему мы всегда настаиваем на выезде нашего инженера на запуск.

Ещё из казусов – неправильная прокладка кабелей. Сигнальные линии пустили рядом с силовыми, да ещё и на 20 метров длиннее необходимого. В итоге наводки от приводов создавали такие помехи, что система выдавала случайные значения. Переложили кабели в отдельный экранированный лоток – всё нормализовалось. Мелочь? Да, но именно такие мелочи определяют, будет ли система работать или станет дорогой игрушкой.

Кстати, про калибровку. Многие думают, что раз настроили один раз – то можно забыть. На самом деле, даже если стоит система автоматической коррекции по эмиссивитету, раз в квартал нужно делать поверку эталонным переносным пирометром. Мы в 'Тэнъи Электроникс' обычно прописываем это в регламенте, но клиенты часто экономят на сервисном обслуживании. Потом удивляются, почему толщина окалины на готовом прокате не соответствует нормам.

Почему именно российский рынок – основная страна покупателя

Если анализировать географию продаж, то основная страна покупателя для таких систем – действительно Россия. И не потому, что там самые передовые технологии, а как раз наоборот – много устаревших станов, где до сих пор температуру определяют 'на глазок'. После модернизации же эффект ощущается сразу: снижение брака на 5–7%, экономия топлива в нагревательных печах. Это те цифры, которые даже самому консервативному директору понятны.

Но есть и специфика. Российские металлурги очень прагматичны – им нужны решения 'здесь и сейчас', без долгих пуско-наладочных работ. При этом готовы мириться с некоторым снижением точности, если система будет стабильно работать в условиях сильной запылённости и перепадов напряжения. Наши комплексы как раз заточены под такие условия – например, в базовой комплектации всегда ставим источники бесперебойного питания и системы пневмоочистки оптики.

Интересно, что в последнее время пошли запросы на интеграцию с системами АСУ ТП верхнего уровня. Раньше ограничивались выводом данных на локальный монитор, теперь же хотят, чтобы показания температуры сразу шли в базу данных и учитывались при оптимизации режимов прокатки. Для этого мы разработали модуль сопряжения с SAP и 1С, но это уже тема для отдельного разговора.

Технические тонкости, о которых не пишут в инструкциях

Например, влияние пара на точность измерений. В зоне вторичного охлаждения МНЛЗ всегда стоит туман, и если не учесть этот фактор – показания будут занижены на 30–40 градусов. Мы решаем это установкой дополнительных щелевых воздуховодов, которые создают 'окно' в паровой завесе. Не идеально, но работает. Кстати, эту фишку мы подсмотрели у коллег с одного немецкого завода, но доработали под наши условия.

Ещё момент – тепловые расширения конструкций. Летом при +35°C и зимой при -25°C геометрия креплений меняется на несколько миллиметров. Если не учесть – луч пирометра может сместиться с контрольной точки. Поэтому всегда проектируем кронштейны с компенсационными зазорами. Казалось бы, элементарно, но сколько раз видел, что этого не делают!

Про программное обеспечение вообще отдельная история. Стандартный софт обычно не учитывает специфику конкретного стана. Мы всегда дорабатываем алгоритмы сглаживания данных – чтобы не было ложных срабатываний при попадании окалины в поле зрения датчика. На том же челябинском комбинате как раз из-за этого сначала были проблемы, пока не настроили весовые коэффициенты для разных участков сляба.

Перспективы и ограничения технологии

Сейчас многие говорят про машинное обучение для прогнозирования температуры по ходу прокатки. Теоретически – да, можно накопить данные и обучить нейросеть корректировать показания. Но на практике металлурги пока не готовы доверять 'чёрному ящику'. Да и для обучения нужно несколько лет эксплуатации, а контракты обычно заключаются на год-два. Поэтому пока идём по пути совершенствования классических методов – улучшаем оптику, увеличиваем частоту опроса датчиков.

Есть и фундаментальное ограничение – сама физика процесса. При температурах выше 900°C начинают доминировать ближние ИК-диапазоны, где влияние пара и дыма становится критичным. Для особо ответственных участков приходится комбинировать радиационные методы с контактными термопарами, хотя это и усложняет систему. Но зато даёт перекрёстную проверку данных.

В целом, если говорить о будущем, то видится переход к многоточечным системам сканирования – когда не одна точка на слябе контролируется, а сразу несколько по ширине. Это позволит строить температурные карты и точнее управлять процессом прокатки. Первые такие системы мы уже тестируем на экспериментальном стане, но до серийного внедрения ещё года полтора-два. Как говорится, работа продолжается.