«Умное зрение» для промышленных печей придумали в Белгороде | Новости науки
Ученые Белгородского государственного технологического университета (БГТУ) им. В.Г. Шухова разработали лабораторную установку для прогнозирования того, как будут вести себя огнеупорные материалы в промышленных печах. На полезную модель получен патент РФ, сообщили в пресс-службе Минобрнауки России.
В металлургии и стекловарении есть серьезная проблема — быстрый и непредсказуемый износ футеровки (внутренней облицовки) промышленных печей. Существующие методы измерений неточны и не позволяют достоверно прогнозировать стойкость материалов. Новая установка решает эту задачу, предоставляя точные данные для прогноза, что позволяет избежать внеплановых остановок производства и дорогостоящих ремонтов.
Высокоточная лабораторная печь, созданная разработчиками, оснащена системой видеонаблюдения и совмещена с компьютерной системой. Ее ключевая задача заключается в измерении краевого угла смачивания, что позволяет с беспрецедентной точностью прогнозировать, как жидкий металл, шлак или стекло будут взаимодействовать с поверхностью огнеупорного материала при экстремально высоких температурах.
«Представьте, что вы капаете воду на разные поверхности. На жирной сковороде она собирается в шарик, а на чистом стекле — растекается. Угол, который образует капля у поверхности, и есть краевой угол смачивания. Наша установка делает то же самое, но с материалами, раскаленными до состояния лавы. Мы смотрим, будет ли эта «жидкая лава» прилипать и разъедать огнеупорный кирпич или скатываться с него, как капля с листка лотоса», — пояснил один из авторов разработки, младший научный сотрудник кафедры материаловедения и технологии материалов БГТУ им. В.Г. Шухова Сергей Зайцев.
«Наше ключевое преимущество — в создании стабильного температурного поля и применении современной системы видеонаблюдения со светофильтрами. Это позволяет получать данные, которых раньше невозможно было достичь», — отметил ученый.
Устройство существует в виде функционального прототипа — собрано, протестировано и подтвердило свою работоспособность. В ближайшем будущем планируется превратить лабораторный прототип в коммерческий продукт, провести автоматизацию, упростив процесс измерений и анализа данных, а также выйти на индустриальный рынок с готовым решением для научных и производственных лабораторий.
По мнению разработчиков, устройство будет полезно научным институтам и производителям для разработки и тестирования огнеупоров, а также металлургическим и стекольным заводам — для выбора самых стойких материалов, что позволяет повысить надежность промышленных печей и снизить затраты на их ремонт и простой.
Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках реализации государственного задания.