Устройство непрерывного радиационного измерения температуры слябов заводы

Когда слышишь про непрерывное радиационное измерение температуры слябов, многие сразу думают о пирометрах общего назначения — а это в корне неверно. На сталелитейных заводах, особенно при контроле слябов, мы имеем дело с движущимися заготовками длиной до 12 метров, температурными градиентами до 200°C по длине и постоянным образованием окалины. Обычный пирометр здесь выдаст погрешность до 15%, что для автоматизации прокатных станов неприемлемо.

Особенности температурного поля слябов

В 2018 на Череповецком ММК пришлось перепроектировать всю систему измерений после того, как термопары на выходе из печи показывали стабильные 1250°C, а реальная температура слябов колебалась от 1180 до 1280°C. Проблема была в том, что устройства непрерывного измерения сканировали только центральную зону, игнорируя краевые эффекты.

Критически важным оказался угол обзора — при превышении 30° начиналось влияние излучения от роликов конвейера. Мы экспериментировал с водяным охлаждением оптических окон, но конденсат создавал дополнительные погрешности. В итоге остановились на продувке очищенным воздухом, хотя это требовало отдельной компрессорной станции.

Интересно, что калибровка по черному телу часто давала сбой именно при работе с окисленной поверхностью. Пришлось разрабатывать алгоритмы компенсации эмиссионной способности в реальном времени, учитывающие динамику образования окалины.

Практические решения от Тэнъи Электроникс

В ООО 'Шэньян Тэнъи Электроникс' мы столкнулись с типичной проблемой на Новолипецком комбинате — дрейф показаний после 3 месяцев эксплуатации. Анализ показал, что вибрации от оборудования вызывали микросмещения оптической оси. Решение нашли в жестком креплении через демпфирующие прокладки и еженедельной поверке по контрольным точкам.

На сайте https://www.tengyidianzi.ru можно увидеть наши последние разработки по многозональному сканированию. Но в реальности даже лучшая аппаратура бесполезна без правильной установки — например, на Магнитогорском МК из-за неправильного выбора места монтажа терялось до 40% полезного сигнала из-за пара и дыма.

Особенно сложным оказался подбор материалов для защитных кожухов. Обычная нержавейка выдерживала не более 6 месяцев в агрессивной среде цеха. Перешли на инконелевые сплавы, что увеличило срок службы до 2 лет, но удорожило систему на 25%.

Ошибки интеграции и их последствия

Самая грубая ошибка — попытка экономии на кабельных трассах. На одном из уральских заводов проложили сигнальные кабели рядом с силовыми, что вызывало помехи до 50°C в показаниях. Пришлось экранировать всю линию и устанавливать раздельные трассы.

Не менее критичен выбор программного обеспечения. Готовые SCADA-системы часто не учитывают специфику металлургических процессов. Мы в Тэнъи разработали специализированное ПО с адаптивными фильтрами, которое отсекает артефакты от окалины и брызг воды.

Запомнился случай на Западно-Сибирском меткомбинате, где система стабильно работала 11 месяцев, а потом начала выдавать хаотичные значения. Оказалось, что плавильная печь рядом создавала электромагнитные наводки при изменении режима работы. Решили установкой дополнительных ферритовых фильтров.

Калибровка в промышленных условиях

Многие недооценивают необходимость частой калибровки. На практике даже самые стабильные датчики требуют поверки каждые 2-3 месяца. Мы разработали мобильные эталоны температуры, которые позволяют проводить поверку без остановки производства.

Интересный эффект наблюдали при работе с разными марками стали — для низкоуглеродистых сталей эмиссионная способность стабильна, а для легированных может меняться на 5-7% в процессе нагрева. Это потребовало введения поправочных коэффициентов для каждого типа сплава.

Особенно сложно калибровать системы для толстых слябов — тепловая инерция приводит к тому, что поверхностная температура может отличаться от внутренней на 80-100°C. Пришлось разрабатывать алгоритмы термографической реконструкции по глубине.

Перспективы развития технологии

Сейчас экспериментируем с многоспектральными пирометрами — они позволяют компенсировать влияние окалины без механической очистки поверхности. Но стоимость таких систем пока в 3-4 раза выше традиционных.

Направление, которое активно развивает наша компания — интеграция систем измерения с предиктивной аналитикой. Накопленные данные по температурным профилям позволяют прогнозировать износ оборудования прокатных станов.

Последние испытания показали, что комбинация ИК-камер и точечных пирометров дает погрешность не более 1.5% даже при сильном задымлении. Это открывает возможности для полной автоматизации процесса прокатки без вмешательства оператора.