項(xiàng)目背景

鋼包作為轉(zhuǎn)爐、連鑄區(qū)段運(yùn)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(duì)鋼廠的運(yùn)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(zhǎng)時(shí)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(huì)降低鋼包的壽命，還會(huì)增加鋼液中夾雜物的含量，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)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(tái)關(guān)鍵容器，其穩(wěn)定運(yùn)行直接影響著連鑄平臺(tái)及現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員安全。

實(shí)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(huì)經(jīng)過由點(diǎn)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(diǎn)區(qū)域的溫度則會(huì)出現(xiàn)異常高溫，其缺陷區(qū)域的溫度會(huì)明顯高于其他位置。若無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)壁薄弱區(qū)域，那么當(dāng)鋼包再次受鋼時(shí)則容易致使耐火材料穿漏，外部鋼板會(huì)暴露在高溫液體中，會(huì)被直接溶蝕發(fā)生穿爐事故，極易造成生命財(cái)產(chǎn)損失。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，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(tái)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(duì)鋼包外壁進(jìn)行溫度檢測(cè)，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(shí)能夠及時(shí)預(yù)警，以此保障煉鋼的安全生產(chǎn)。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況

鋼包和中間包均在室內(nèi)車間，現(xiàn)場(chǎng)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(duì)設(shè)備進(jìn)行冷卻；
手持式測(cè)溫槍只能檢測(cè)單點(diǎn)溫度，無法覆蓋全面檢測(cè)到爐壁和包壁的整體溫度，更是無法及時(shí)找到薄弱點(diǎn)，致使工人勞動(dòng)強(qiáng)度增加卻效果不明顯；
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)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(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)可大體判斷最終使用壽命；
連鑄平臺(tái)中間包位置遮擋區(qū)域較多，安裝選點(diǎn)需考慮監(jiān)測(cè)的全面性；
現(xiàn)場(chǎng)中控室位置一般距離部分安裝點(diǎn)位距離較遠(yuǎn)，需順延原有線路走線同時(shí)需要避開高溫區(qū)；
鋼包、中間包現(xiàn)場(chǎng)均采用定點(diǎn)監(jiān)測(cè)的方式，對(duì)關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控。鋼包監(jiān)控分為倒渣位監(jiān)測(cè)監(jiān)控和連鑄平臺(tái)定點(diǎn)監(jiān)測(cè)兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(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)圖像采用無損壓縮的方式，實(shí)時(shí)傳輸溫度流數(shù)據(jù)，畫面更加流暢的同時(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(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，一旦局部出現(xiàn)溫度異常，極早期預(yù)警鋼包風(fēng)險(xiǎn)隱患。鋼包正常溫度為≤380℃，熱像儀測(cè)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(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(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)定過程。通過現(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。