AOD爐紅外溫度在線監(jiān)控系統

項目概況

AOD爐是精煉不銹鋼較為先進的技術。因其具備設備簡單、操作便捷、適應性強、投資低、生產成本低等優(yōu)勢而在冶金行業(yè)被廣泛應用。將高爐鐵水和中頻爐上融化的合金，經過鋼包注入AOD爐，冶煉時吹入氧氣，氬氣或者氮氣等混合氣體，對鋼水進行脫碳，同時由加料系統加入還原劑、脫硫劑、鐵合金或冷卻劑等調整鋼水成分和溫度，冶煉出合格的不銹鋼供連鑄機。

冶煉開始時氧氣通過雙層水冷吹氧管，由頂部爐口出吹入金屬溶池進行脫碳。精煉時用混合氣體送入側槍進入爐內，安裝位置在出鋼口側對面、靠近爐底的側壁上。當裝料和出鋼時，爐體前傾一定角度，風口處于鋼液面以上。正常吹煉時封口沉入熔池深部。風口中心管吹入氧氣與氬氣或氮氣的混合氣體，通過送風系統調節(jié)氧氬比以此達到脫碳保鉻的目的。

AOD爐整體設備主要由爐體、托圈、傾動機構，氣體混加料系統、測溫取樣系統組成。爐子在長期使用過程中高溫液態(tài)鋼水與內襯發(fā)生侵蝕反應，并且當AOD爐傾倒鋼水過程中會與內襯產生磨合，致使內壁耐材脫落變薄導致鋼水穿包問題的發(fā)生，若是無法及時發(fā)現內襯薄弱位置并對其進行及時修補，那么再次使用時將會存在巨大的安全隱患。為AOD爐建設一套實時在線溫度監(jiān)控是保障鋼廠安全生產必不可少的一件事情。

項目現狀

經過AOD爐現場實地勘查以及與現場人員溝通了解到，目前存在如下幾點需求：

1. 托圈監(jiān)控：托圈負責整個爐體的旋轉與支撐。由于托圈與爐體中間是中空狀態(tài)，導熱性沒有接觸式導熱性強，現場人員擔心無法很直觀地判斷出托圈的溫度變化導致其發(fā)生穿漏問題，因此需要對托圈進行溫度監(jiān)控，判斷其風險程度；
2. 渣線爐壁監(jiān)控：鋼液在精煉過程中，爐內耐材渣線以下均與高溫鋼液直接接觸，平時是通過經驗來判斷內壁耐材的殘厚，如果AOD爐內壁某處位置突然脫落變薄，若是無法及時發(fā)覺，那么就會存在穿包的風險，因此需要對渣線以下的爐壁前后兩側進行全面監(jiān)測；
3. 鋼液沉積面爐壁監(jiān)控：AOD爐在傾倒鋼液過程中，鋼液會與整個側爐壁接觸，產生流體壓力的同時會對耐材產生更強的侵蝕作用，因此對傾倒過程中整個側爐壁的實時溫度監(jiān)控是必須的，同時爐底的監(jiān)控也是必不可少的。

綜上所述，現場需求歸結在一起就是需要紅外熱像儀對AOD爐前后兩側爐壁、爐底以及托圈位置進行全面監(jiān)測，判斷每次使用之后相應位置的溫度變化情況。

方案概述

設備采用風冷型紅外熱像儀，連接現場壓縮空氣或氮氣，對設備進行降溫的同時可以去除現場粉塵，一是防止粉塵積累過多導致畫質模糊；其次可以減少維護工作，解放人力。現場一臺設備安裝在爐子背部區(qū)域，一是觀測爐子背部溫度分布，其次當爐子旋轉傾倒鋼水時可觀測爐子底部溫度。另外一臺設備安裝在爐子下方區(qū)域，斜向上觀測爐子拖圈和爐底區(qū)域，當傾倒鋼水時可觀測鋼水沉積面溫度。

系統特征

AOD爐紅外溫度在線監(jiān)控系統的建設，是鋼鐵冶煉行業(yè)安全管理升級的重要體現。根據深耕冶金行業(yè)多年的經驗，本系統具有以下特征：

• 后端算法對圖像采用無損壓縮的方式，實時傳輸溫度流數據，畫面更加流暢的同時可以獲取到任意位置的溫度數據，提高系統的靈敏性和報警精準度。
• 針對現場特殊的環(huán)境情況，選用具備防爆特征的紅外熱像儀，設備內部探測器采用具有國際先進技術水平的法國進口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110592個像素點溫度的實時探測的同時，可充分保證設備運行的穩(wěn)定性。
• 系統采用紅外數字圖像細節(jié)增強（DDE）技術，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。
• 設備整機在+70℃的高低溫試驗箱內進行老化試驗及標定過程。通過現場實地勘察充分了解設備防范需求及環(huán)境情況。根據現場環(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，以此保證設備的耐久實。
• 溫度在線監(jiān)控系統設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，設備采用模塊式結構，可通過相關接口接入其他硬件。后臺監(jiān)控管理平臺采用模塊化算法，可通過網絡升級或者本地固件升級等方式，以此提高系統的可塑性及多樣性。
• 云平臺合理利用云計算與超融合的架構，以統一的軟件定義計算、存儲、網絡的框架，兼顧中心云計算和邊緣計算的訴求，充分利用云端、邊緣端以及設備端全路徑的智能異構數據資源為客戶提供強大的數據資產治理能力。

風冷型紅外熱像儀

風冷型紅外熱像儀專門針對冶金、化工等行業(yè)的高溫應用場合研制，搭配高穩(wěn)定性紅外熱成像模組，具備網絡視頻傳輸功能。可對關鍵設備、貴重資產進行監(jiān)控，有助于提前發(fā)現問題，防患于未然。可24小時進行圖像處理和測溫運算。采用安防標準接口，可直接模擬視頻輸出到監(jiān)視器也可通過客戶端查看視頻監(jiān)控畫面，更有多種數據保存功能，方便在線離線分析。

護罩采用雙層不銹鋼管和鑄鋁端蓋制成，壓縮空氣通過夾層達到冷卻效果，并在前端蓋形成風簾起到防塵作用；通入制冷水能夠更好地起到降溫的效果，為設備的正常工作提供穩(wěn)定、適宜的環(huán)境。具有較好的抗腐蝕及防灰塵能力，能在高溫多塵腐蝕性氣體較多的環(huán)境中使用。風冷型熱像儀廣泛應用于冶金行業(yè)，如燒結、高爐、鋼包、鐵水罐，危廢行業(yè)如焚燒爐，化工行業(yè)如水泥回轉窯等場景，達到提高生產效率、改善工作條件、降低勞動強度的目的，全天候守護您的資產安全。

• 產品外觀：

• 產品功能特性：
• 采用進口探測器，擁有優(yōu)異的成像效果以及高精度測溫；
• 通入壓縮空氣或者氮氣可在高溫、高粉塵的特殊環(huán)境下穩(wěn)定工作；
• 針對現場不同監(jiān)測環(huán)境搭配不同視場角的鏡頭，可靈活使用；
• 通入壓縮空氣和氮氣使設備保持的工作狀態(tài)，測溫更加精準；
• 測溫精準，成像清晰：設備整機出廠前經過高性能黑體溫度校正，同時采用自主研發(fā)的高性能圖像算法，讓設備在不同環(huán)境下均能展現有優(yōu)異的精度和場景細微差異。
• 功能豐富，經濟適用：設備均采用標準的機芯接口，方便集成的同時具有更高的實用性。
• 產品參數：

表三 風冷型紅外熱像儀產品參數