項目概況
近年來，用戶對高級鋼特別是低磷鋼的需求大大增加,如高級別管線鋼、油井管鋼等， 這些高牌號產品對鋼中磷的質量分數提出了很高的要求，常規轉爐煉鋼法難以實現。鋼包渣的主要來源是轉爐出鋼時的下渣、合金化過程中產生的渣，以及工藝需要進行的鋼包渣改質精煉二次造渣等，轉爐渣中不穩定氧化物(如FeO、MnO)和雜質(P2 O5)能影響鋼的質量、化學成份和成本。鋼包渣中轉爐出鋼時的下渣是最有害的，也是可以在轉爐出鋼時采取不同的擋渣工藝技術進行有效控制的。減少轉爐出鋼到鋼包的下渣量，可以減少鋼水脫氧及合金化過程中的脫氧劑和合金的消耗，減少鋼水精煉過程中鋼水的回磷、回硫及氧化物夾雜的含量，提高鋼水清潔度，提高合金的收得率。它不僅是改善鋼水質量的一個重要工藝技術，而且也是降低煉鋼成本的一個重要工藝技術。為此，各鋼廠對轉爐出鋼擋渣工藝技術的研發和應用都十分重視，各種轉爐出鋼擋渣工藝技術應運而生。
各國為完善轉爐出鋼擋渣工藝技術，發明了十幾種擋渣方法，如:擋渣帽法、軟質擋渣塞法、擋渣球法、擋渣料法、避渣罩法滑動水口法、氣動擋渣法、電磁擋渣法、出鋼口吹氣干擾渦流法、轉動懸臂法、擋渣鏢法、擋渣罐擋渣法、均流出鋼口擋渣法、中間包法、截渣盤法、擋渣蓋法、真空吸渣法、虹吸出鋼法等，但目前國內外轉爐出鋼擋渣采用較多的方法是鐵皮擋渣帽、軟質擋渣塞、滑動水口擋前期渣；擋渣球、擋渣鏢、氣動擋渣及滑動水口擋渣擋后期渣；對出鋼過程中后期的渦旋效應卷渣下渣量的控制，目前還缺乏有效的工業應用工藝技術措施。與轉爐出鋼擋渣工藝技術應運而生的另一項重要工藝技術是轉爐下渣檢測技術，可以快速準確地判定出鋼結束后的下渣開始時刻。目前工業應用于轉爐出鋼擋渣的代表性工藝技術，一種是采用埋植于轉爐出鋼口內的電磁感應線圈，通過分辨鋼水和鋼渣的磁感應變化判定下渣時刻；另一種方法是采用遠距離紅外檢測技術,利用不同物質在不同溫度下發散的紅外波波長不同，通過高分辨率的紅外熱成像技術分辨鋼水和鋼渣的紅外波長變化判定下渣時刻。由于埋植于轉爐出鋼口內的電磁感應線圈在使用過程中容易損壞，因此，目前轉爐出鋼廣泛采用的是紅外下渣檢測法，如AMEPA法。雖然轉爐下渣檢測技術并不直接控制轉爐出鋼下渣，但它可以快速準確地判定出鋼結束后的下渣時刻，最大限度減少依靠操作工經驗和肉眼判定失誤造成出鋼結束時鋼包下渣量增加。更為重要的是，轉爐下渣檢測技術可以通過與氣動擋渣法、滑板擋渣法有效結合，實現轉爐出鋼擋渣過程的全自動控制。
項目現況分析
經過現場勘查，現場情況如下：
（1）現場是轉爐下渣區域，需將轉爐中煉好的鋼水轉運至其他地方；
（2）在轉爐煉鋼時，會由于合金化過程或是工藝需求（鋼包渣改質、精煉二次造渣）產生鋼渣；
（3）如果鋼渣隨鋼水流出過多的話，會極大地影響后續工藝的質量，所以需要控制鋼渣的流出；
（4）現場目前是靠擋渣球、擋渣帽等方式擋住鋼渣，效率一般，還會影響鋼水的流速；
（5）需要對傾倒的鋼水進行監測，控制鋼渣的流出；
（6）現場紅外熱像儀需要直接監測從轉爐中流出的鋼水柱，所以需要較高的隔熱、防塵能力；
此項目需要監控轉爐下渣時的情況，由于鋼水和鋼渣的發射率不同（在8-14μm的長波波段中，鋼渣發射率大于鋼水），所以在紅外熱像儀監測到的畫面中，鋼渣的光學溫度是高于鋼水的溫度的；所以，利用紅外熱像儀進行監測需滿足以下幾個需求：
圖1.1?鋼水鋼渣不同波長下的發射率對比
（1）紅外系統能夠自動分辨出鋼渣與鋼水，從而更好地監測下渣情況；
（2）紅外系統需要能夠實時監測到轉爐傾倒鋼水時的含渣量情況；
（3）對監測點位進行實時全景溫度監控，系統需具備高靈敏度特點，可實現快速報警和精準定位；
（4）自定義報警溫度與報警方式，并自動存儲報警數據；
（6）能夠自定義指定點和指定區域，獲取其實時溫度信息，并觀測到他們的溫度變化趨勢；
（7）能夠及時將報警訊息推送至相關人員；
（8）電源供給在全天候的環境下，保證系統不間斷供電；
（9）在工程設計和實現的過程中，始終把客戶的實際需求放在首位，結合轉爐出鋼的工藝特點以及現場環境的特殊性設計出系統操作簡便，現場工作人員可即學即用的智能化管理平臺；
1.3系統特點
通過對轉爐出鋼過程的溫度監控，能夠掌握鋼渣的含量，很好地把控流出的鋼水的質量，所以根據現場的情況和具體需求，此轉爐下渣紅外在線監測系統應具有以下特點：
（1）選用高溫型機芯，使得鋼水、鋼渣的溫度在測溫范圍內，保證測溫的準確性，外部加裝雙制冷型護罩（風冷與水冷結合），為內部機芯提供常溫的工作環境，避免被外界的高溫損傷，影響測溫效果和機安全；
（2）針對現場特殊的環境情況，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進口非制冷式焦平面紅外探測器，其工作壽命可達8-10年，在可以實現數十萬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定性；
（3）專業紅外機芯搭配轉爐下渣專用監控軟件，測溫精準，畫面清晰，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；
（4）支持用戶根據下渣情況自定義設置轉爐的出鋼狀態，如正常、20%含渣量、40%含渣量等；
（5）支持實時展示不同出鋼狀態下的鋼水柱溫度隨時間的變化趨勢；
（6）采用紅外數字圖像細節增強（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；
（7）可在畫面上添加多個測溫點位和框選區域進行自定義標記，并分別顯示溫度，也可將同一畫面中的設備進行區域劃分，針對設備不同的運行溫度，分別實現高溫報警；
（8）自動保存報警時帶有溫度信息的視頻，對設備的溫度實時寫入數據庫，并自動生成報表與溫度曲線，通過調取歷史溫度信息和報警記錄，方便之后進行技術分析；
（9）云平臺支持短信通知、微信通知、郵箱通知等實時告警服務等功能；
（10）溫度在線監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。
1.4總結
在轉爐出鋼過程中，若未控制好下渣的發生，極有可能會導致鋼水回磷，增加精煉負擔；或是鋼水出不凈影響鋼水收得率和鋼鐵料消耗。利用紅外熱像儀對出鋼過程進行實時監測，掌握下渣的發生和鋼渣的倒出量，結合外部控制器，能夠及時提醒工作人員進行抬爐或者擋渣操作，提高鋼水質量，增大鋼水收得率，減少浪費。
產品特性
高溫型紅外熱像儀專門針對冶金、危廢、化工行業的高溫應用場合研制，搭配高穩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、貴重資產進行監測，有助于提前發現問題，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視器也可通過客戶端查看視頻監測畫面，更有多種數據保存功能，方便在線離線分析。
雙制冷型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定、適宜的環境。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境中使用。雙制冷型熱像儀廣泛應用于冶金行業，如燒結、高爐、轉爐、鋼包，危廢行業如焚燒爐，化工行業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，全天候守護您的生產安全。
產品外觀圖
表3.1設備參數
| 型號 | SS-AC-W-X384 |
| 紅外分辨率 | 384*288 |
| 像素尺寸 | 17um |
| 幀頻 | 50Hz |
| 工作波段 | 8～14um |
| 測溫范圍 | 160℃～1600℃ |
| 數據 | |
| 單幀溫度 | 帶溫度信息的JPG圖片格式 |
| 溫度流 | 全輻射溫度信息存儲 |
| 視頻 | H.264標準視頻格式，兼容通用視頻播放軟件 |
| 電氣接口 | |
| 電源 | DC9～15V，典型功耗2.5W@25℃ |
| 模擬視頻 | NTSC/PAL |
| 以太網 | 100/1000Base，支持TCP、UDP、IP、DHCP、RTSP、ONVIF等協議，內置Web Server，兼容主流NVR產品，提供SDK開發包 |
| 串口 | RS485，支持Pelco云臺控制協議 |
| 電動鏡頭 | 支持12V電動鏡頭 |
| GPIO | 1路磁隔離輸入，1路繼電器輸出 |
| 環境參數 | |
| 工作溫度 | -10～+60℃ |
| 儲存溫度 | -40oC～+85℃ |
| 濕度 | 非冷凝10%～95% |
| 外殼防護 | IP54 |
| 抗沖擊性 | 25G |
| 抗振動性 | 2G |
| 安裝 | 1個1/4 UNC-20、4個M3螺紋安裝孔 |
轉爐下渣紅外在線監測系統平臺軟件
平臺介紹
客戶端軟件采用C/S模式與B/S模式相結合的開發模式，包括實時、數據兩大常用功能模塊和測溫對象、設備、用戶管理、告警、錄制管理等相關基礎管理模塊。與此同時，提供組件化、標準化的Web API開放平臺接口供其他系統使用，為客戶提供強大且靈活的業務集成和數據集成能力。客戶端軟件的紅外實時畫面監測采用了業內領先的紅外圖像處理算法，使得設備展示出的紅外畫面具有更好的細節增強效果和更高的畫面可調節精準性。此外，客戶端軟件可將相關配置數據實時同步云端，在云端對數據進行管理和分析，用戶可通過云平臺自定義設置通知方式與聯系人。通過客戶端軟件與云端應用相結合實現了智能化的控制體系，為邁向工業互聯網數據智慧化決策打下堅實的基礎。
轉爐下渣紅外熱像圖
平臺功能介紹
轉爐下渣紅外在線監測系統是利用紅外熱像儀實時獲取鋼水柱截面的溫度，實時監測下渣情況（如下圖所示），為抬爐、擋渣操作提供實時參考。
具體功能與技術目標如下：
（1）在線測溫功能：所有視頻圖像可全程錄像存儲，并可以對以往的歷史圖像進行查詢和回放；
（2）獨立測溫功能：可針對鋼水柱不同高度分開設定不同的測溫區域；
（4）報警類型：分為高溫報警和溫升報警。高溫報警即被測區域超過預設值時報警，溫升報警即被測區域溫度在某一時間段內出現異常溫升時報警，具體數值可根據實際情況設定；
（5）溫度補償：設備可根據現場實際環境溫度自動進行溫度補償，以滿足不同溫度環境下的測溫需求；
（6）數據管理：對現場所測溫度實時寫入數據庫，并自動生成報表與溫度曲線，調取歷史溫度信息和報警記錄，方便于出現問題后進行故障跟蹤及事故分析；
（7）報警日志：報警記錄與圖像同步存儲系統；
（8）實時顯示全輻射熱圖：值班人員可通過鼠標測溫查看畫面任意位置的瞬時溫度，對異常情況進行錄制、拍照、分析；
（9）多設備管理：可實時查看多個設備監控畫面，自定義多畫面查看設備/模塊監測狀況；
（10）高溫追蹤：自動對熱像圖整個畫面或特定區域進行溫升趨勢分析，提早發現隱患區域；
（11）溫度曲線分析：在監測轉爐下渣的鋼水柱溫度時可實時顯示最高溫曲線，通過曲線的變化趨勢判斷是否存在異常；
（12）自動診斷：設備具有網絡中斷自動檢測恢復功能，當設備因斷電或者斷網導致工作異常，待線路正常后可自行排查問題進行恢復；
（13）遠程通知：現場搭載云平臺服務器，可第一時間將現場報警信息通過短信或公眾號的方式推送到相應人員手機上，第一時間掌握現場情況；
（14）強大兼容功能：支持多平臺開放API接口對接，平臺可兼容其他監控檢測設備，如攝像機、溫度傳感器等，真正實現系統化管理；
（15）用戶權限管理：可針對不同用戶群體開放不同使用權限。
平臺界面
云平臺目前主要針對以下需求點：
（1）支持企業中部門、人員、角色管理；
（2）支持報警規則的添加、報警模板的添加、報警聯系人的添加、報警推送的添加、報警記錄查看；
（3）財務管理支持賬戶線下交易、線上購買增值服務及索取發票功能；
（4）支持云平臺綁定多款軟件，進行數據同步；
（5）支持短信通知、微信通知、郵箱通知等實時告警服務。
平臺首頁
報警聯系人界面
報警記錄界面
4.3.2遠程消息推送
（1）微信推送報警信息—關注格物優信熱像儀專家即刻接收報警信息推送。
?公眾號消息推送
（2）短信推送報警信息。
短息推送