трального отношения «Спектропир-10», показания которых контролировались термопарами ПР 30/6. Расхождение между показаниями пирометров и термопары не превышало ±20°С. Бурый дым высокой плотности оказывает влияние на показание пирометра спектрального отношения, однако значительно меньшее (в 5-8 раз), чем на показания пирометра энергетического типа. Практика показала, что целесообразно применить интегрирование выходного сигнала пирометра (оптимальное время интегрирования порядка нескольких минут).

В США, Франции и Италии применяют фотоэлектрический пирометр Spectray-65 фирмы Leeds-Northrup, в ФРГ пирометр спектрального отношения Ardocol (фирма Siemens). Погрешность измерения при этом составляет примерно ±(20-30)°С.

Фурменная зона - основной очаг выделения тепла в доменной печи. В очаге горения перед фурмами находятся твердый кокс, жидкие чугун и шлак, а также газообразные продукты горения

кокса. Излучательная способность очага фурменной зоны близка (с точностью ±5 7о) к единице в диапазоне 0,5-2,5 мкм. Поэтому для измерения температуры в этом случае удобно использовать пирометры энергетического типа. Например, пирометр частичного излучения «Фурмопир» с Si-фотодиодом в качестве приемника излучения. Пределы измерения пирометра 1600-2100 °С, показатель визирования 1/50, основная погрешность ±0,6%- Пирометры заменяют термопары также при измерении температуры горячего дутья. Раньше эта температура измерялась нихром-никелевыми и платинородий-платиновыми термопарами. Однако в связи с тенденци-

Возддк

Рис. 13.1. Измерение температуры дутья в доменных печах:

/ - пирометр; 2 - защитная арматура; 3 -визирная труба; 4 - визируемый полый кирпич

ей к увеличению температуры дутья применение термопар становится экономически неоправданным. На рис. 13.1 показано устройство для измерения температуры дутья в доменных печах. В стенку воздуховода установлен пустотелый кирпич, торцевая поверхность которого выступает над поверхностью обмуровки. На эту поверхность визируется пирометр, установленный на наружной поверхности воздуховода. Коэффициент излучения визируемой пирометром поверхности близок к единице, поэтому используется пирометр полного излучения.

Контроль температуры чугуна имеет столь же большое значе-

ние и в литейном производстве. Наиболее распространенным на сегодняшний день плавильным агрегатом остается вагранка. При выпуске чугуна из вагранки или копильника, при заливке из ков-ща в формы контролируют температуру струи металла. В больщинстве случаев для контроля используют пирометры частичного излучения с Si-фотодиодами. При измерении струи чугуна на показания пирометра заметно влияют шлаковые включения, появляющиеся в поле зрения прибора и занижающие результат измерения. Чтобы избавиться от этого влияния и в известной мере от дыма визируют струю металла снизу (рис. 13.2). Если это по каким-либо соображениям неудобно или невозможно, то следует применять запоминание максимального значения температуры за определенный промежуток времени, для чего пирометры системы АПИР-С снабжены блоком запоминания. Период запоминания подбирают эмпирически соответствующей рукояткой настройки блока запоминания.

Шлак

\0хпшдан1щая Струя 1Ш

Воздух

металла

Рис. 13.2. Измерение температуры струи металла при выпуске из печи;

/ - желоб; 2 - внзнрная труба; J - датчик пирометра

Рис. 13.3. Измерение температуры ванны металла с использованием визирной трубы:

/ - датчик пирометра; 2 - калильный стакан

Соблюдение температурных условий разливки - основное условие получения качественных изделий и предотвращения брака. Так, для ковкого чугуна допустимые пределы колебания температуры при разливке составляют 1470-1490 °С. Строгое соблюдение температуры разливки позволило, например, на заливке блоков цилиндров автомобильных двигателей сократить брак с 22 до 8%-

Для измерения температуры ванны жидкого металла в ковше или вагранке применяют метод визирной трубы с закрытым концом (калильный стакан). Суть метода заключается в том, что пирометр визируют на дно трубы, погружаемой в металл (рис. 13.3). Хотя труба контактирует с расплавом и к ее стойкости предъявляются такие же требования, как к наконечнику термо-

пары, однако выбор материалов шире. Труба из смеси графита с Zr02 выдерживает погружение в жидкий чугун 2,5 ч. Этот метод устраняет влияние на показания пирометра шлака и окисных пленок на поверхности металла и, что самое главное, при этом со-? здаются условия излучения черного тела. Степень приближения к черному телу зависит от конструктивных размеров трубы и глу> бины погружения. В этом случае можно использовать любые пирометры энергетического типа, но чаще пирометры полного изл-чения.

В сталеплавильном производстве, при выплавке стали в мартеновских печах или конверторах необходимы измерения температуры по ходу плавки, при выпуске и разливке.

Применение термопар для измерения жидкой стали ограничивается высокой температурой (1400-1700°С) и большой химической активностью расплава. Для пирометров же эти факторы не имеют значения, но при их применении возникают затруднения, связанные в основном с селективностью излучения стали. Традиционно для измерения температуры стали при выпуске и разливке используют визуальные монохроматические пирометры. Однако их точность, во-первых, сильно зависит от индивидуальных свойств зрения и опыта пирометриста, во-вторых, измеренная яр-костная температура сильно отличается от действительной температуры стали. Введение поправки недостаточно надежно вследствие значительного разброса значений коэффициента излучения стали, который во многом зависит от наличия поверхностной пленки окислов. Поэтому для контроля температуры стали применять пирометры спектрального отношения. Это вызвано тем, что отличие истинной температуры стали от цветовой температуры, как правило, меньше, чем от яркостной температуры. Например, для углеродистой стали при температуре 1500°С, ее цветовая температура (длины волн 0,53 и 0,65 мкм) равна 1537°С, яркостные температуры при тех же длинах волн 1350 и 1390 °С соответственно.

Необходимая точность измерения температуры диктуется технологическими требованиями. Прежде всего, должна быть исключена аварийно-холодная разливка и обеспечено необходимое качество слитков (отсутствие определенных дефектов поверхности и структуры слитков). Для этого выпуск и разливка стали должны осуществляться в определенных температурных пределах.

Исследования показали (по количеству брака на блюминге), что, например, интервал оптимальной температуры при выпуске и разливке должен составлять 20-25 °С для углеродистых сталей с содержанием углерода 0,1-0,4% и 40°С -для сталей с содержанием углерода 0,5 %. Отсюда вытекает необходимая погрешность измерения температуры. Увеличение погрешности сужает допустимый уровень колебания температуры выпуска или разливки.

Погрешность применяемого прибора должна позволять выпускать плавку при температуре, близкой к нижнему пределу тем-