В БГТУ имени Шухова разработали инновационную систему «умного зрения» для промышленных печей. Этот проект, созданный младшим научным сотрудником кафедры материаловедения и технологии материалов Сергеем Зайцевым, решает важную задачу материаловедения. Разработанная им лабораторная установка для измерения краевого угла смачивания позволяет с высокой точностью прогнозировать, насколько быстро раскаленные расплавы разрушают огнеупорные материалы в промышленных печах.
Установка представляет собой высокоточную лабораторную печь с системой видеонаблюдения и компьютерным анализом. Ее основная функция – измерение взаимодействия жидкого металла, шлака или стекла с поверхностью огнеупорного материала при экстремально высоких температурах.
Сергей Зайцев объясняет принцип работы: «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, называется краевым углом смачивания. Наша установка делает то же самое, но с материалами, раскаленными до состояния лавы. Мы видим, будет ли эта «жидкая лава» прилипать и разрушать огнеупорный кирпич или скатываться с него, как капля с листа лотоса. Это позволяет нам точно сказать, что новый тип кирпича в три раза устойчивее к шлаку, чем старый».
Устройство находится на стадии функционального прототипа и уже прошло успешные испытания, подтвердив свою высокую точность. Сейчас его дорабатывают, улучшая дизайн.
В металлургии и стекловарении проблема быстрого и непредсказуемого износа футеровки промышленных печей остается актуальной. Существующие методы измерений не обеспечивают необходимой точности, что приводит к внеплановым остановкам производства и дорогостоящим ремонтам. Новая установка решает эту проблему, предоставляя точные данные для прогнозирования стойкости материалов.
Хотя аналоги существуют, они имеют недостатки, такие как неравномерный нагрев и устаревшая оптика. Разработка Сергея Зайцева устраняет эти ограничения, что подтверждает ее новизну и патентоспособность.
Одним из ключевых преимуществ установки является создание стабильного температурного поля и использование современной системы видеонаблюдения со светофильтрами, что позволяет получать данные, недоступные ранее.
Устройство найдет применение в научных институтах, у производителей огнеупоров, а также на металлургических и стекольных заводах, где поможет выбирать наиболее устойчивые материалы, повысить надежность промышленных печей и снизить расходы на их ремонт и простои.
В будущем планируется превратить лабораторный прототип в коммерческий продукт, автоматизировать процесс измерений и анализа данных, а затем выйти на индустриальный рынок с готовым решением для научных и производственных лабораторий.
Работа выполнялась при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках государственного задания.
Источник: media.bstu.ru
распечатать статью