項目背景
煉鐵、煉鋼工藝流程是一個連續(xù)、大規(guī)模的生產(chǎn)過程，各個環(huán)節(jié)之間配合緊密，不容出錯。任一環(huán)節(jié)的穩(wěn)定運行以及鐵水和鋼水順利流轉(zhuǎn)都對最終生產(chǎn)結(jié)果帶有直接影響。在整個出鋼生產(chǎn)過程中，每個環(huán)節(jié)都有其承載鐵水或者鋼水的器皿，主要有鐵水包、魚雷罐、混鐵爐、轉(zhuǎn)爐、鋼包和中間包。目前鐵水煉鋼的中間環(huán)節(jié)主要分為兩種，一種是由鐵水包從高爐受鐵轉(zhuǎn)運至混鐵爐進行混勻成分和均勻溫度，再由鐵水包從混鐵爐將鐵水轉(zhuǎn)運至轉(zhuǎn)爐內(nèi)煉鋼；另外一種是由魚雷罐從高爐受鐵之后直接在運轉(zhuǎn)途中進行混勻，抵達位置后倒入倒罐內(nèi)，經(jīng)過鐵水預(yù)處理之后再倒入轉(zhuǎn)爐。鋼包作為鋼水的轉(zhuǎn)運器皿，負責(zé)從轉(zhuǎn)爐受鋼后將鋼水運送至連鑄平臺，最后由底部注水口把鋼水注入中間包內(nèi)進行連鑄工藝。
鐵水包、魚雷罐、混鐵爐、轉(zhuǎn)爐、鋼包和中間包主體均由外殼和內(nèi)部耐材內(nèi)襯組成，經(jīng)過一千多度的高溫鐵水或鋼水的沖刷以及高溫侵蝕，會使得每次使用完之后內(nèi)部耐材都會存在一定程度的磨損和脫落。若無法及時發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁薄弱區(qū)域，那么當(dāng)再次受鐵或者受鋼時則容易致使耐火材料直接融穿，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200萬元。若是鋼包在連鑄平臺穿漏，一次損失高達上千萬。
因此對鐵水包、魚雷罐、混鐵爐、轉(zhuǎn)爐、鋼包和中間包等重點區(qū)域建設(shè)一套紅外在線溫度診斷系統(tǒng)是冶金行業(yè)目前迫切所需的。
項目現(xiàn)狀
經(jīng)過現(xiàn)場勘查，鐵水包、魚雷罐現(xiàn)場情況如下：
鐵水運轉(zhuǎn)過程大多處于室外露天環(huán)境。在北方地區(qū)環(huán)境溫度最低能達到-30℃，夏天最高溫度在30℃~40℃之間，設(shè)備需同時滿足高、低溫環(huán)境下穩(wěn)定運行并保證測溫精度；
現(xiàn)場實際測試發(fā)現(xiàn)包壁和罐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；
現(xiàn)場部分地區(qū)存在高粉塵、煤氣區(qū)等特殊環(huán)境，這對于設(shè)備防護等級要求非常嚴格，有防爆要求的環(huán)境下需要使用帶有防爆護罩的紅外熱像儀；
鐵水包和魚雷罐放置在罐架上通過機車拖動運轉(zhuǎn)，安裝點位一般選取在高爐和煉鋼廠之間的必經(jīng)之路上，兩側(cè)各安裝一臺設(shè)備，距離軌道5-6米；
現(xiàn)場環(huán)境多是露天且存在危險區(qū)，線路施工過程必須有安全員在以及相關(guān)防護措施，以保障施工安全；
根據(jù)部分項目現(xiàn)場所了解到的情況，鐵水包和魚雷罐一年中平均存在1-2次甚至更多穿漏事故，并且穿漏前無法預(yù)知；
鐵水包和魚雷罐大多使用手持式測溫槍進行溫度測量，采用打點的方式對罐壁進行檢測，無法檢測整個包壁，存在巨大的漏測風(fēng)險；
鐵水包從高爐受鐵出來之后，可能存在鐵水掛壁的情況，此時罐壁溫度會異常高于鄰近區(qū)域溫度。同時鐵水包壁外存在氣孔，溫度會明顯高于其周邊溫度。目前這兩個會產(chǎn)生系統(tǒng)誤報的情況均可通過后端軟件解決。
經(jīng)過現(xiàn)場勘查，混鐵爐、轉(zhuǎn)爐、鋼包和中間包現(xiàn)場情況如下：
混鐵爐、轉(zhuǎn)爐、鋼包和中間包均在室內(nèi)車間，現(xiàn)場存在大量粉塵、高溫區(qū)域，需要加裝風(fēng)冷護罩對設(shè)備進行冷卻以及除塵；
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，更是及時找到薄弱點，致使工人勞動強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；
現(xiàn)場一般取點位溫度最高可達70℃-80℃及以上，現(xiàn)場均需要采用帶風(fēng)冷護罩的紅外熱像儀，一方面是給設(shè)備降溫、另一方面是清除護罩內(nèi)粉塵；
煉鐵、煉鋼現(xiàn)場遮擋較多，安裝選點在考慮全面監(jiān)測，就近可取壓縮空氣；
現(xiàn)場中控室位置一般距離部分安裝點位距離較遠，需順延原有線路走線同時需要避開高溫區(qū)；
現(xiàn)場實地近距離測試鋼包溫度與手持式檢測溫度相差不超過2℃；
混鐵爐、轉(zhuǎn)爐和中間包現(xiàn)場均采用定點監(jiān)測的方式，對關(guān)鍵區(qū)域進行實時溫度監(jiān)控。鋼包監(jiān)控一般分為轉(zhuǎn)運過程監(jiān)控、出鋼定點監(jiān)控和連鑄平臺定點監(jiān)控三種方式；
根據(jù)此前項目經(jīng)驗可知，鐵水包、魚雷罐、鋼包、混鐵爐、轉(zhuǎn)爐和中間包紅外在線溫度診斷系統(tǒng)需滿足以下需求：
對鐵水包、魚雷罐、鋼包、混鐵爐、轉(zhuǎn)爐和中間包關(guān)鍵點位進行全面、精準的非接觸式測溫，設(shè)備安裝、運行過程以及施工不影響生產(chǎn)過程正常運行；
設(shè)備具備防塵、耐低溫、高溫以及防爆的特性，能在同時在低溫-20℃和高溫+60℃正常穩(wěn)定運行，可根據(jù)現(xiàn)場不同環(huán)境搭配不同防護等級護罩，變更靈活；
風(fēng)險預(yù)警與火災(zāi)報警：對監(jiān)測點位進行實時全景溫度監(jiān)控，系統(tǒng)需具備高靈敏度特點，可對超溫區(qū)域?qū)崿F(xiàn)快速報警和精準定位；
所有采集點視頻圖像可全程或報警觸發(fā)錄像存儲，并可以對以往的歷史圖像進行查詢和回放，報警記錄與圖像同步存儲在系統(tǒng)內(nèi)特定位置，存儲位置可根據(jù)業(yè)主需求隨時更改；
設(shè)備可穩(wěn)定運行，高粉塵區(qū)域采用風(fēng)冷護罩，連通現(xiàn)場氮氣供應(yīng)管道，在對設(shè)備進行降溫的同時也可對設(shè)備內(nèi)粉塵及時清除，減少整機設(shè)備的日常維護；
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)計和實現(xiàn)的過程中，始終把客戶的實際需求放在首位，結(jié)合各個區(qū)域冶煉工藝特點以及現(xiàn)場環(huán)境的特殊性設(shè)計出系統(tǒng)操作簡便，現(xiàn)場工作人員可即學(xué)即用的智能化管理平臺；
系統(tǒng)特征
熱風(fēng)爐溫度在線溫度診斷監(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罩。設(shè)備內(nèi)部探測器采用具有國際先進技術(shù)水平的法國進口ULIS非制冷式焦平面紅外探測器，其工作壽命可達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)字圖像細節(jié)增強（DDE）技術(shù)，用高速處理器先對原始目標信息進行分析，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)備整機在+70℃的高低溫試驗箱內(nèi)進行老化試驗及標定過程。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。
總結(jié)
綜上所述，鐵水包、魚雷罐、鋼包、混鐵爐、轉(zhuǎn)爐和中間包紅外在線溫度診斷系統(tǒng)應(yīng)從產(chǎn)品特點、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，在最終效果上實現(xiàn)穩(wěn)定、及時、精準的風(fēng)險預(yù)警功能，以此保障高爐煉鐵生產(chǎn)工藝流程的安全、健康運行。
環(huán)境特征：鐵水包和魚雷罐現(xiàn)場環(huán)境屬于室外，冬天低溫、夏天高溫，對產(chǎn)品防護等級要求更高；室內(nèi)環(huán)境下的鋼包、混鐵爐、轉(zhuǎn)爐和中間包則需要設(shè)備擁有耐高溫特性；
產(chǎn)品特點：采用高性能探測器、搭配行業(yè)內(nèi)先進的紅外圖像處理算法，使得設(shè)備展示出的紅外畫面具有更好的細節(jié)增強效果和更高的測溫精準性；外殼采用特殊定制的護罩，根據(jù)現(xiàn)場需求搭配不同配件，抵抗現(xiàn)場惡劣環(huán)境影響；
雙光譜艙室紅外熱像儀（適用于鐵水包、魚雷罐等室外監(jiān)控）
