DEVELOPMENT AND RESEARCH OF A MEASURING SYSTEM FOR DETERMINING THE TEMPERATURE OF HOT METAL

Authors

DOI:

https://doi.org/10.32782/3041-2080/2026-7-5

Keywords:

rolling mill, slab, scale, temperature measurement, radiation, measuring converter, slab surface quality control system, thermal imager, optical channel model

Abstract

Obtaining a slab with minimal indicators of scale contamination and energy resource losses is an urgent task of metallurgical production. The work is devoted to improving the quality of rolled products by modernizing and studying the automated system for monitoring the quality of cleaning the slab surface from primary scale. This will allow the condition control system to implement an adaptive algorithm for controlling the hydraulic hammering parameters based on the results of assessing the quality of the slab surface. For this purpose, an optical system for remote monitoring of the temperature of rolled products with a thermal imager as the primary transducer was studied. The calculated dependencies were obtained that describe the change in radiation power from the length of the optical channel and the magnitude of external disturbing factors. Analytical expressions were also obtained and a method for calculating the static characteristics of the thermal imager depending on the characteristics of the optical signal propagation medium and the emissivity of certain steel grades was developed. It was theoretically proven that the diagram of the emitted signals has a wide directivity, so the measurement results practically do not depend on the angle and distance of the device installation to the control object. It was found that to ensure high accuracy of temperature measurement, there is a need for experimental verification of the radiation coefficients of a number of materials in order to determine the actual value of the attenuation of the information signal energy, as well as to adjust the optimal channel length. The conducted studies prove the adequacy of the developed models and indicate that the proposed primary converter for temperature control based on a thermal imager can be effectively used in systems for remote temperature control of rolled metal

References

Суботін О.В. Інформаційне забезпечення систем управління прокатних станів. International scientific conference “MININGMETALTECH 2023 – The mining and metals sector: integration of business, technology and education”: conference proceedings (November 29–30, 2023. Riga, the Republic of Latvia). Riga, Latvia : “Baltija Publishing”, 2023. Vol. 2. Рр. 68-71. DOI https://doi.org/10.30525/978-9934-26-361-3-102.

Миронов К.А., Дмитрієнко О.В. Способи енергозбереження в пристроях для гідрозбивання окалини. Вісник Національного технічного університету "ХПІ". Серія: "Гідравлічні машини та гідроагрегати". № 2, 2022. С. 45-48. DOI: https://doi.org/10.20998/2411-3441.2022.2.07.

Ієвлєв М.Г., Корбут В.Б. Енергозберігаюча автоматизована система гідрозбивання окалини для стана гарячої прокатки. Науково-технічна інформація. 2012. № 1 (51). С.44-48.

Суботін О.В. Підвищення достовірності контролю технологічних параметрів і швидкодії інформаційно-вимірювальних систем прокатних станів: дис. на здобуття наукового ступеня канд. техн. наук: 05.11.16. Донецьк, 2000. 216 с.

George Kelk Corporation. KELK Sensors for Rolling Mills. Description and Specifications. Ontario, Canada, 1998.

Бондаренко О. Г. Визначення інформативних параметрів та обґрунтування правила порогової ідентифікації дефектів у тепловому неруйнівному контролі. Методи та прилади контролю якості. № 2 (51), 2023. С. 5-15. DOI: https://doi.org/10.31471/1993-9981-2023-2(51)-5-15.

Акуленко О. С. Система дистанційного моніторингу температури на основі пірометрів із автоматичною передачею даних для подальшого аналізу : магістерська дис. : 174 Автоматизація, комп'ютерно-інтегровані технології та робототехніка. Київ, 2024. 142 с. URI: https://ela.kpi.ua/handle/123456789/71871.

Неня О.В. Сучасні тепловізори для спеціального та повсякденного застосування. Сучасна спеціальна техніка. 2016. № 4. С. 108-120.

Озогович А., Панчук О. Методи і засоби вимірювання розподілу температури. Вимірювальна техніка та метрологія. 2017. Том 78. С. 34-41.

Юзьвак О. О. Автоматизована тепловізійна система для моніторингу стану підземних тепломереж: магістерська дис.: 174 Автоматизація, комп'ютерно-інтегровані технології та робототехніка. Київ, 2024. 96 с.

Сергеєва К.О. Вимірювання температури сталі у конвертері. Металознавство та обробка металів. 2010. № 1. С. 36-38. URI: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63617.

Ashcroft N.W., Mermin N.D. Solid state physics. Cengage Learning. 2022.

Стаціонарні тепловізійні камери Flir A310 для моніторингу температур у виробничих процесах. Електронний ресурс. URL: https://www.flir.kiev.ua/ua/flir-a310.html.

Subotin O. Photoelectric measuring transducers in environmental and objects monitoring systems. In book: Teaching and subjects on bio-medical engineering. Approaches and experiences from the BIOARTproject / O. Subotin, V. Rudenko, A. Cherniavskyi, A. Kovalenko, S. Dobriak. Leuven, 2021. Pp. 64-85. ISBN 978-94-641-4245-7.

Subotin O.V., Petrukhin Ya.I., Liuta A.V., Novikov D.S. Information-measuring systems for monitoring the technological parameters of rolling mills. Scientific World Journal, 2026, № 35-01, pp. 186-198. DOI: https://doi.org/10.30888/2663-5712.2026-35-01-089

ДСТУ 8803:2018. Прокат товстолистовий з вуглецевої сталі звичайної якості. Київ. 2018. 54 с. URL: https://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=78625

Published

2026-05-30

Issue

Section

AUTOMATION, COMPUTER-INTEGRATED TECHNOLOGIES AND ROBOTICS