Пн–Пт: 09:00–17:00 brom@brom.ua

Вимірювання високих температур в металургії - пірометр або термопара ?

Щоб провести вимірювання температури при плавці металу, в процесі лиття у форми і при цьому забезпечити безпеку, контроль технологічних процесів у режимі онлайн, зберегти інформаційний масив з результатами в пам'яті для подальшого аналізу, встановлення залежностей, потрібні металургійні ІЧ-пірометри, здатні зафіксувати нагрівання в кілька сотень або навіть тисяч градусів, що дозволяє надати необхідні властивості, склад та форму розплавленим заготовкам.

Але може є альтернатива?

Для металургії пірометр краще або контактний датчик?

Вимірювати екстремальну температуру можна за допомогою зовнішнього контактного датчика, і дистанційним способом у зоні плавки.
Обидва методи і раніше були “на озброєнні” на заводах, що виплавляють чавун, стали і сплави, але з об'єктивних причин: технічних, економічних і в плані зниження травматизму до мінімуму, "чаша ваг" схиляється на користь рішення купити інфрачервоний пірометр, який для безпечного температурного контролю в ряді випадків краще, тим більше з огляду на те, що Україна входить в ТОП-постачальників металургійної продукції на світовому ринку і попит на подібні прилади завжди буде.

Точка плавлення сталі досягає 1400-1500°C, чавуну – трохи менше 1200-1300°C, що викликає технічні складності, якщо проводити вимірювання температури за допомогою термопар. Температурні показники в значній мірі коливаються в залежності від вмісту вуглецю, і введення додаткових легуючих добавок, що впливає на точність.
При плавці в металі присутні небажані хімічні елементи – сірка, фосфор, що знижують механічні характеристики стали, чавуну і сплавів в процесі експлуатації (можливе утворення тріщин, раковин і точок локального напруги).

Шкідливі домішки скупчуються на поверхні у вигляді шлаку

Вимірювання екстремально високих температур розплавленого металу, використовуючи контактні датчики організувати можна, але при досить серйозних обмеженнях. Необхідно задіяти спеціальний вимірювальний зонд для безпечної роботи виробничого персоналу на видаленні.

Мова йде про дорогі тугоплавкі сенсорах на основі платини і вольфраму.
Інші матеріали просто не підійдуть - розплавляться і стануть частиною досліджуваного матеріалу як Термінатор з рідкої ртуті в кінці однойменного фільму.
Високий ризик отримання виробничої травми від розплавлених крапель і теплового удару.
Метод має ряд недоліків:

  • періодичність - немає можливості здійснювати температурний контроль в безперервному режимі;
  • інерційність - датчик реагує із запізненням, відстаючи від поточної температури;
  • необхідність наближатися до зони виплавки;
  • складно вбудувати в систему автоматизованого управління технологічною лінією;
  • високі накладні витрати на витратні матеріали.

Для об'єктивності зазначимо перевагу - зонди, на відміну від пірометрів, не потребують підстроювання коефіцієнта емісії і можуть стосуватися або занурюватися в будь-яка речовину, з довільним видом поверхні і відбивною здатністю.
Низька випромінює здатність «дзеркала» рідкого металу може в кілька разів знизити дані про реальну температурі. Невірно прийняті виробничі рішення на основі недостовірної інформації здатні призвести до зупинки конвеєра і виникненню аварій. Відбивна здатність шлаку, що плаває на поверхні і розплавленого металу, різниться в рази. Щоб забезпечити точне вимірювання високої температури, в комплекті аксесуарів повинна бути тугоплавка чаша для занурення в розпечену масу.

Чашка зрівняється по температурі з досліджуваним об'єктом, але при цьому не має низьку відбивну здатність

Точніше навіть потрібно уточнити - важливо те, що чаша має постійну відбивну здатність, а значить прилад можна налаштувати на заданий коефіцієнт емісії.
Образно можна сказати, що це двоступеневий вимір високої температури.
Направивши лінзу на стінку чаші, можна отримати більш достовірний показник - зведено до мінімуму вплив ванни, що іскриться і шлакових мас.

Другий варіант

Двухспектральні високотемпературні пірометри, реєструють теплове випромінювання розпеченої поверхні на двох різних довжинах інфрачервоних хвиль.


Отримана пара сигналів, пропорційних значенням температури на різних частотах, порівнюється, за рахунок чого зменшується ступінь впливу факторів, що обурюють у вигляді шлаку і оксидів.

Третій варіант

У зоні виплавки завжди присутні:

Випари
Газоподібні зважені частинки
Водяна пара при охолодженні металевих злитків або в процес термообробки - загартуванні, нормалізації, і інших металургійних операцій

Для мінімізації впливу зазначених факторів, доцільне використання оптичних пірометрів (зі зникаючою ниткою), слабо чутливих до забруднення повітря в заводському цеху. У них є ще одна перевага - межа досягає вражаючіих 6000°C.


Завдяки безперервності процесу контролю виплавки металів і сплавів, вони можуть стати частиною системи автоматизованого управління металургійним циклом, яка включає набір контрольно вимірювальних приладів, датчиків, систем зворотного зв'язку, аварійної сигналізації.

Схожі статті

Якщо пірометр показує не точно

Оптичні помилки при виготовленні пірометрів впливають на точність вимірювань

Основні параметри пірометра

Базові відомості при безконтактному вимірюванні температури: оптична роздільна здатність, коефіцієнт емісії, вибір правильної відстані до об'єкта

Швидкісний пірометр для вимірювання температури тіла

Спеціальний пірометр скорочує час на вимірювання температури тіла у десятки разів