項(xiàng)目概況

在國(guó)民生產(chǎn)和建設(shè)中，對(duì)鋼鐵的需求在不斷增大，在鋼鐵廠煉鋼過(guò)程中，通過(guò)將裝有精煉好的鋼水通過(guò)鋼包運(yùn)至回轉(zhuǎn)臺(tái)，回轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到澆筑位置后，通過(guò)澆注機(jī)將鋼水注入到腔室或者中間包中，腔室或中間包再由水口將鋼水分配到各個(gè)結(jié)晶器中，經(jīng)行鑄件成形并迅速凝固結(jié)晶。在澆筑過(guò)程中，目前都是通過(guò)人工經(jīng)驗(yàn)和可見(jiàn)光設(shè)備去輔助現(xiàn)場(chǎng)工人去完成澆筑過(guò)程，但是存在人工有遺漏點(diǎn)、可見(jiàn)光在現(xiàn)場(chǎng)灰層大，無(wú)法達(dá)到預(yù)期等情況。

項(xiàng)目現(xiàn)狀

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查，澆筑現(xiàn)場(chǎng)情況如下：

澆注機(jī)現(xiàn)場(chǎng)存在大量粉塵、高溫區(qū)域，需要加裝風(fēng)冷護(hù)罩對(duì)設(shè)備進(jìn)行冷卻以及除塵；
現(xiàn)在灰層較大，是否澆筑完成通過(guò)可見(jiàn)光設(shè)備識(shí)別率只有60%；遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)期。照成大量的鐵液浪費(fèi)，也容易發(fā)生安全問(wèn)題。
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)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(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可大體判斷最終使用壽命；
現(xiàn)場(chǎng)一般取點(diǎn)位溫度最高可達(dá)70℃-80℃及以上，現(xiàn)場(chǎng)均需要采用帶風(fēng)冷護(hù)罩的紅外熱像儀，一方面是給設(shè)備降溫、另一方面是清除護(hù)罩內(nèi)粉塵；
現(xiàn)場(chǎng)遮擋較多，安裝選點(diǎn)在考慮全面監(jiān)測(cè)，就近可取壓縮空氣；
現(xiàn)場(chǎng)中控室位置一般距離安裝點(diǎn)位距離較遠(yuǎn)，需順延原有線(xiàn)路走線(xiàn)同時(shí)需要避開(kāi)高溫區(qū)；
澆筑現(xiàn)場(chǎng)均采用定點(diǎn)監(jiān)測(cè)的方式，對(duì)關(guān)鍵區(qū)域?qū)崟r(shí)溫度畫(huà)面完成澆筑速度的確認(rèn)和通過(guò)冒口狀態(tài)，去判斷是否澆筑完成。

澆筑紅外在線(xiàn)溫度診斷系統(tǒng)需滿(mǎn)足以下需求：

對(duì)澆筑機(jī)關(guān)鍵點(diǎn)位進(jìn)行全面、精準(zhǔn)的非接觸式測(cè)溫，設(shè)備安裝、運(yùn)行過(guò)程以及施工不影響生產(chǎn)過(guò)程正常運(yùn)行；
設(shè)備具備防塵、耐低溫、高溫以及防爆的特性，能在同時(shí)在低溫-20℃和高溫+60℃正常穩(wěn)定運(yùn)行，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同環(huán)境搭配不同防護(hù)等級(jí)護(hù)罩，變更靈活；
是否澆筑完成判斷：通過(guò)冒口噴出不同的狀態(tài)的溫度，去判斷澆筑系統(tǒng)是否澆筑完成；
通過(guò)導(dǎo)流槽和澆口鐵水的高溫像素點(diǎn)的特征，去判斷導(dǎo)流槽和澆口是否在安全定位范圍之內(nèi)；
通過(guò)導(dǎo)流槽鋼水的高度和面積，去傳輸一個(gè)速度信號(hào)給到PLC，通過(guò)PLC去控制鋼包的傾倒速度，讓澆口鋼水的量一直維持到安全水平；
設(shè)備可穩(wěn)定運(yùn)行，高粉塵區(qū)域采用風(fēng)冷護(hù)罩，連通現(xiàn)場(chǎng)氮?dú)夤?yīng)管道，在對(duì)設(shè)備進(jìn)行降溫的同時(shí)也可對(duì)設(shè)備內(nèi)粉塵及時(shí)清除，減少整機(jī)設(shè)備的日常維護(hù)；
電源供給在全天候的環(huán)境下，保證系統(tǒng)不間斷供電；
在工程設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，始終把客戶(hù)的實(shí)際需求放在首位，結(jié)合各個(gè)區(qū)域冶煉工藝特點(diǎn)以及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的特殊性設(shè)計(jì)出系統(tǒng)操作簡(jiǎn)便，現(xiàn)場(chǎng)工作人員可即學(xué)即用的智能化管理平臺(tái)；

系統(tǒng)特征

澆筑在線(xiàn)溫度診斷監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，是鋼鐵冶煉行業(yè)安全管理升級(jí)的重要體現(xiàn)。根據(jù)深耕冶金行業(yè)多年的經(jīng)驗(yàn)，為解決以上需求，本系統(tǒng)應(yīng)具備以下特征：

后端算法對(duì)圖像采用無(wú)損壓縮的方式，實(shí)時(shí)傳輸溫度流數(shù)據(jù)，畫(huà)面更加流暢的同時(shí)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(bào)警精準(zhǔn)度。
針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)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(cè)器采用具有國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平的法國(guó)進(jìn)口ULIS非制冷式焦平面紅外探測(cè)器，其工作壽命可達(dá)8-10年，在可以實(shí)現(xiàn)110592個(gè)像素點(diǎn)溫度的實(shí)時(shí)探測(cè)的同時(shí)，可充分保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。
系統(tǒng)具備自動(dòng)報(bào)警、快速響應(yīng)、自動(dòng)捕捉最熱區(qū)域等功能，。鋼水正常溫度為≤1300℃，熱像儀測(cè)量范圍為（160-1600℃）。
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(duì)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(wú)用灰度信息分布，然后大比例壓縮無(wú)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(shí)際層次豐富的圖像。
設(shè)備整機(jī)在+70℃的高低溫試驗(yàn)箱內(nèi)進(jìn)行老化試驗(yàn)及標(biāo)定過(guò)程。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)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(chǎng)環(huán)境實(shí)際特點(diǎn)采用防爆護(hù)罩，可滿(mǎn)足惡劣環(huán)境下的運(yùn)行要求，以此保證設(shè)備的耐久實(shí)。
在線(xiàn)溫度診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jí)工作。為此，設(shè)備采用模塊式結(jié)構(gòu)，可通過(guò)相關(guān)接口接入其他硬件。后臺(tái)監(jiān)控管理平臺(tái)采用模塊化算法，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)升級(jí)或者本地固件升級(jí)等方式，以此提高系統(tǒng)的可塑性及多樣性。

總結(jié)

綜上所述，澆筑紅外在線(xiàn)溫度診斷系統(tǒng)應(yīng)從產(chǎn)品特點(diǎn)、環(huán)境特征、業(yè)務(wù)需求、安裝方式和施工布局等全方位考慮，在最終效果上實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、及時(shí)、精準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警功能，以此保障澆筑生產(chǎn)工藝流程的安全、健康運(yùn)行。

環(huán)境特征：室內(nèi)環(huán)境下的澆注機(jī)則需要設(shè)備擁有耐高溫特性；

產(chǎn)品特點(diǎn)：采用高性能探測(cè)器、搭配行業(yè)內(nèi)先進(jìn)的紅外圖像處理算法，使得設(shè)備展示出的紅外畫(huà)面具有更好的細(xì)節(jié)增強(qiáng)效果和更高的測(cè)溫精準(zhǔn)性；外殼采用特殊定制的護(hù)罩，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求搭配不同配件，抵抗現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境影響；

業(yè)務(wù)需求：實(shí)時(shí)、在線(xiàn)、全面性、高精度測(cè)溫，能保障設(shè)備安全運(yùn)行，不影響生產(chǎn)進(jìn)度，同時(shí)后期維護(hù)便捷；

安裝方式：一般采用壁掛式或立桿式兩種方式；

施工布局：設(shè)備安裝前、后和施工過(guò)程不影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行，并且施工材料均按照環(huán)境要求的最高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選型。

方案概述

針對(duì)目前澆筑是否完成都是通過(guò)傳統(tǒng)的人工肉眼查看的方式，不僅工作量大，并且對(duì)其狀態(tài)的不確定性以及缺乏時(shí)效性可能會(huì)導(dǎo)致鋼水從冒口處泄露無(wú)法被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，存在巨大的安全隱患。

本方案采用在線(xiàn)式風(fēng)冷型紅外熱像儀，搭配渦旋制冷管，接入壓縮空氣或者氮?dú)?。將紅外熱像儀多角度設(shè)置在重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行覆蓋式監(jiān)控，通過(guò)鋼水和火焰不同溫度的特點(diǎn)，可及時(shí)判斷中間包或者腔室是否澆筑完成，同時(shí)通過(guò)導(dǎo)流槽內(nèi)鋼水的高度和面積，去給到PLC一個(gè)傾斜角信號(hào)值，從而讓PLC控制鋼包傾斜角，防止速度過(guò)快或者過(guò)慢的情況，讓導(dǎo)流槽內(nèi)的鋼水流速一直維持到穩(wěn)定的水平。通過(guò)報(bào)警位置畫(huà)面閃爍告知現(xiàn)作人員超溫區(qū)域位置，以便及時(shí)作出應(yīng)急處理。

澆注機(jī)：采用一臺(tái)熱像儀對(duì)導(dǎo)流槽內(nèi)的鋼水和冒口處狀態(tài)做到共同的監(jiān)測(cè)，通過(guò)導(dǎo)流槽內(nèi)的鋼水所占的像素去分析鋼水目前的高度和面積，同時(shí)給到PLC信號(hào)去控制鋼包的傾斜角，保證鋼水流速保證在安全有效的范圍內(nèi)。保證澆筑效率最大化。同時(shí)通過(guò)冒口處火焰和鋼水不同溫度的特性，可以很容易的區(qū)分是否澆筑完成；

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境特征，紅外熱像儀采用網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞?，使用千兆超六?lèi)雙屏蔽網(wǎng)線(xiàn)，連接工業(yè)級(jí)千兆光電交換機(jī)，通過(guò)鎧裝光纖連接至中控室內(nèi)，以此保證數(shù)據(jù)傳輸流暢、無(wú)延遲；現(xiàn)場(chǎng)高溫區(qū)域需鋪設(shè)高溫網(wǎng)線(xiàn)和高溫電源線(xiàn)，所有外露線(xiàn)纜全部套上鍍鋅鋼管作為防護(hù)，能夠讓設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)惡劣環(huán)境下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定通訊。考慮到現(xiàn)場(chǎng)存在煤氣區(qū)域且在一年中環(huán)境溫差很大，設(shè)計(jì)采用風(fēng)冷型護(hù)罩，外接壓縮空氣或者氮?dú)?，前窗使用高?qiáng)度鍍碳膜鍺玻璃，以便充分保證設(shè)備安全運(yùn)行，避免存在安全隱患。

中控室內(nèi)安裝云平臺(tái)服務(wù)器，通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)與光電交換機(jī)連接，保持設(shè)備和服務(wù)器在一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)。服務(wù)器上搭載客戶(hù)端軟件，可本地實(shí)時(shí)預(yù)覽現(xiàn)場(chǎng)紅外圖像，與此同時(shí)，也可通過(guò)服務(wù)器進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)警消息推送功能。