項目背景

鋼包作為轉(zhuǎn)爐、連鑄區(qū)段運輸鋼水并進(jìn)行二次冶金反應(yīng)的重要容器，其管理和調(diào)度對鋼廠的運行優(yōu)化與節(jié)能降耗具有重要作用。鋼包內(nèi)部耐火材料與高溫鋼水、爐渣長時間接觸，受到主流沖刷和爐渣侵蝕，尤其是用于爐外精煉的鋼包，受到的侵蝕更嚴(yán)重。內(nèi)襯被侵蝕不僅會降低鋼包的壽命，還會增加鋼液中夾雜物的含量，嚴(yán)重時還會導(dǎo)致鋼水穿漏，發(fā)生重大安全事故。中間包作為連鑄平臺關(guān)鍵容器，其穩(wěn)定運行直接影響著連鑄平臺及現(xiàn)場作業(yè)人員安全。

實踐得知，在鋼包、中間包內(nèi)襯內(nèi)部耐火材料出現(xiàn)前期的缺陷直至完全失效會經(jīng)過由點到面的逐步發(fā)展過程，在內(nèi)襯出現(xiàn)前期剝落的狀態(tài)下，剝落點區(qū)域的溫度則會出現(xiàn)異常高溫，其缺陷區(qū)域的溫度會明顯高于其他位置。若無法及時發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁薄弱區(qū)域，那么當(dāng)鋼包再次受鋼時則容易致使耐火材料穿漏，外部鋼板會暴露在高溫液體中，會被直接溶蝕發(fā)生穿爐事故，極易造成生命財產(chǎn)損失。據(jù)不完全統(tǒng)計，每發(fā)生一次鋼鐵水包穿漏事故，造成的直接損失達(dá)200萬元。若是鋼包在連鑄平臺穿漏，一次損失高達(dá)上千萬。

因此，我公司研制開發(fā)了一套鋼包耐火材料在線監(jiān)控系統(tǒng)，對鋼包外壁進(jìn)行溫度檢測，通過溫度來反饋鋼包內(nèi)壁耐火材料的磨損情況，做到在溫度發(fā)生異常時能夠及時預(yù)警，以此保障煉鋼的安全生產(chǎn)。

現(xiàn)場實況

鋼包和中間包均在室內(nèi)車間，現(xiàn)場存在高溫區(qū)域，部分區(qū)域設(shè)備需加裝風(fēng)冷護(hù)罩對設(shè)備進(jìn)行冷卻；
手持式測溫槍只能檢測單點溫度，無法覆蓋全面檢測到爐壁和包壁的整體溫度，更是無法及時找到薄弱點，致使工人勞動強(qiáng)度增加卻效果不明顯；
現(xiàn)場實際測試發(fā)現(xiàn)爐壁和包壁溫度的不同可反饋出內(nèi)部不同區(qū)域耐火磚的磨損程度，結(jié)合現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)可大體判斷最終使用壽命；
連鑄平臺中間包位置遮擋區(qū)域較多，安裝選點需考慮監(jiān)測的全面性；
現(xiàn)場中控室位置一般距離部分安裝點位距離較遠(yuǎn)，需順延原有線路走線同時需要避開高溫區(qū)；
鋼包、中間包現(xiàn)場均采用定點監(jiān)測的方式，對關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行實時溫度監(jiān)控。鋼包監(jiān)控分為倒渣位監(jiān)測監(jiān)控和連鑄平臺定點監(jiān)測兩個監(jiān)測點位；

系統(tǒng)特征

鋼包、中間包紅外在線溫度診斷系統(tǒng)的建設(shè)，是鋼鐵冶煉行業(yè)安全管理升級的重要體現(xiàn)。根據(jù)深耕冶金行業(yè)多年的經(jīng)驗，為解決以上需求，本系統(tǒng)應(yīng)具備以下特征：

后端算法對圖像采用無損壓縮的方式，實時傳輸溫度流數(shù)據(jù)，畫面更加流暢的同時可以獲取到任意位置的溫度數(shù)據(jù)，提高系統(tǒng)的靈敏性和報警精準(zhǔn)度。
針對現(xiàn)場特殊的環(huán)境情況，選用高性能紅外熱像儀，根據(jù)不同環(huán)境特征選用不同的防護(hù)罩。設(shè)備內(nèi)部探測器采用具有國際先進(jìn)技術(shù)水平的法國進(jìn)口ULIS非制冷式焦平面紅外探測器，其工作壽命可達(dá)8-10年，在可以實現(xiàn)110592個像素點溫度的實時探測的同時，可充分保證設(shè)備運行的穩(wěn)定性。
系統(tǒng)具備自動報警、快速響應(yīng)、自動捕捉最熱區(qū)域等功能，一旦局部出現(xiàn)溫度異常，極早期預(yù)警鋼包風(fēng)險隱患。鋼包正常溫度為≤380℃，熱像儀測量范圍為（-20-650℃）。
系統(tǒng)采用紅外數(shù)字圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)（DDE）技術(shù)，用高速處理器先對原始目標(biāo)信息進(jìn)行分析，提取出有用灰度信息分布和無用灰度信息分布，然后大比例壓縮無用信息灰度，小比例壓縮甚至拉伸有用信息灰度，得到接近實際層次豐富的圖像。
設(shè)備整機(jī)在+70℃的高低溫試驗箱內(nèi)進(jìn)行老化試驗及標(biāo)定過程。通過現(xiàn)場實地勘察充分了解設(shè)備防范需求及環(huán)境情況。根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境實際特點采用防爆護(hù)罩，可滿足惡劣環(huán)境下的運行要求，以此保證設(shè)備的耐久實。
在線溫度診斷系統(tǒng)設(shè)計之初便留有豐富的接口，便于后期硬件和軟件的更新以及升級工作。為此，設(shè)備采用模塊式結(jié)構(gòu)，可通過相關(guān)接口接入其他硬件。后臺監(jiān)控管理平臺采用模塊化算法，可通過網(wǎng)絡(luò)升級或者本地固件升級等方式，以此提高系統(tǒng)的可塑性及多樣性。