項(xiàng)目概況
近年來，用戶對高級(jí)鋼特別是低磷鋼的需求大大增加,如高級(jí)別管線鋼、油井管鋼等， 這些高牌號(hào)產(chǎn)品對鋼中磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù)提出了很高的要求，常規(guī)轉(zhuǎn)爐煉鋼法難以實(shí)現(xiàn)。鋼包渣的主要來源是轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)的下渣、合金化過程中產(chǎn)生的渣，以及工藝需要進(jìn)行的鋼包渣改質(zhì)精煉二次造渣等，轉(zhuǎn)爐渣中不穩(wěn)定氧化物(如FeO、MnO)和雜質(zhì)(P2 O5)能影響鋼的質(zhì)量、化學(xué)成份和成本。鋼包渣中轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)的下渣是最有害的，也是可以在轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)采取不同的擋渣工藝技術(shù)進(jìn)行有效控制的。減少轉(zhuǎn)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(zhì)量的一個(gè)重要工藝技術(shù)，而且也是降低煉鋼成本的一個(gè)重要工藝技術(shù)。為此，各鋼廠對轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣工藝技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用都十分重視，各種轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣工藝技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。
各國為完善轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣工藝技術(shù)，發(fā)明了十幾種擋渣方法，如:擋渣帽法、軟質(zhì)擋渣塞法、擋渣球法、擋渣料法、避渣罩法滑動(dòng)水口法、氣動(dòng)擋渣法、電磁擋渣法、出鋼口吹氣干擾渦流法、轉(zhuǎn)動(dòng)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(nèi)外轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣采用較多的方法是鐵皮擋渣帽、軟質(zhì)擋渣塞、滑動(dòng)水口擋前期渣；擋渣球、擋渣鏢、氣動(dòng)擋渣及滑動(dòng)水口擋渣擋后期渣；對出鋼過程中后期的渦旋效應(yīng)卷渣下渣量的控制，目前還缺乏有效的工業(yè)應(yīng)用工藝技術(shù)措施。與轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣工藝技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生的另一項(xiàng)重要工藝技術(shù)是轉(zhuǎn)爐下渣檢測技術(shù)，可以快速準(zhǔn)確地判定出鋼結(jié)束后的下渣開始時(shí)刻。目前工業(yè)應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣的代表性工藝技術(shù)，一種是采用埋植于轉(zhuǎn)爐出鋼口內(nèi)的電磁感應(yīng)線圈，通過分辨鋼水和鋼渣的磁感應(yīng)變化判定下渣時(shí)刻；另一種方法是采用遠(yuǎn)距離紅外檢測技術(shù),利用不同物質(zhì)在不同溫度下發(fā)散的紅外波波長不同，通過高分辨率的紅外熱成像技術(shù)分辨鋼水和鋼渣的紅外波長變化判定下渣時(shí)刻。由于埋植于轉(zhuǎn)爐出鋼口內(nèi)的電磁感應(yīng)線圈在使用過程中容易損壞，因此，目前轉(zhuǎn)爐出鋼廣泛采用的是紅外下渣檢測法，如AMEPA法。雖然轉(zhuǎn)爐下渣檢測技術(shù)并不直接控制轉(zhuǎn)爐出鋼下渣，但它可以快速準(zhǔn)確地判定出鋼結(jié)束后的下渣時(shí)刻，最大限度減少依靠操作工經(jīng)驗(yàn)和肉眼判定失誤造成出鋼結(jié)束時(shí)鋼包下渣量增加。更為重要的是，轉(zhuǎn)爐下渣檢測技術(shù)可以通過與氣動(dòng)擋渣法、滑板擋渣法有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)爐出鋼擋渣過程的全自動(dòng)控制。
項(xiàng)目現(xiàn)況分析
經(jīng)過現(xiàn)場勘查，現(xiàn)場情況如下：
（1）現(xiàn)場是轉(zhuǎn)爐下渣區(qū)域，需將轉(zhuǎn)爐中煉好的鋼水轉(zhuǎn)運(yùn)至其他地方；
（2）在轉(zhuǎn)爐煉鋼時(shí)，會(huì)由于合金化過程或是工藝需求（鋼包渣改質(zhì)、精煉二次造渣）產(chǎn)生鋼渣；
（3）如果鋼渣隨鋼水流出過多的話，會(huì)極大地影響后續(xù)工藝的質(zhì)量，所以需要控制鋼渣的流出；
（4）現(xiàn)場目前是靠擋渣球、擋渣帽等方式擋住鋼渣，效率一般，還會(huì)影響鋼水的流速；
（5）需要對傾倒的鋼水進(jìn)行監(jiān)測，控制鋼渣的流出；
（6）現(xiàn)場紅外熱像儀需要直接監(jiān)測從轉(zhuǎn)爐中流出的鋼水柱，所以需要較高的隔熱、防塵能力；
此項(xiàng)目需要監(jiān)控轉(zhuǎn)爐下渣時(shí)的情況，由于鋼水和鋼渣的發(fā)射率不同（在8-14μm的長波波段中，鋼渣發(fā)射率大于鋼水），所以在紅外熱像儀監(jiān)測到的畫面中，鋼渣的光學(xué)溫度是高于鋼水的溫度的；所以，利用紅外熱像儀進(jìn)行監(jiān)測需滿足以下幾個(gè)需求：
圖1.1?鋼水鋼渣不同波長下的發(fā)射率對比
（1）紅外系統(tǒng)能夠自動(dòng)分辨出鋼渣與鋼水，從而更好地監(jiān)測下渣情況；
（2）紅外系統(tǒng)需要能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測到轉(zhuǎn)爐傾倒鋼水時(shí)的含渣量情況；
（3）對監(jiān)測點(diǎn)位進(jìn)行實(shí)時(shí)全景溫度監(jiān)控，系統(tǒng)需具備高靈敏度特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)快速報(bào)警和精準(zhǔn)定位；
（4）自定義報(bào)警溫度與報(bào)警方式，并自動(dòng)存儲(chǔ)報(bào)警數(shù)據(jù)；
（6）能夠自定義指定點(diǎn)和指定區(qū)域，獲取其實(shí)時(shí)溫度信息，并觀測到他們的溫度變化趨勢；
（7）能夠及時(shí)將報(bào)警訊息推送至相關(guān)人員；
（8）電源供給在全天候的環(huán)境下，保證系統(tǒng)不間斷供電；
（9）在工程設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)的過程中，始終把客戶的實(shí)際需求放在首位，結(jié)合轉(zhuǎn)爐出鋼的工藝特點(diǎn)以及現(xiàn)場環(huán)境的特殊性設(shè)計(jì)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(tái)；
1.3系統(tǒng)特點(diǎn)
通過對轉(zhuǎn)爐出鋼過程的溫度監(jiān)控，能夠掌握鋼渣的含量，很好地把控流出的鋼水的質(zhì)量，所以根據(jù)現(xiàn)場的情況和具體需求，此轉(zhuǎn)爐下渣紅外在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)具有以下特點(diǎn)：
（1）選用高溫型機(jī)芯，使得鋼水、鋼渣的溫度在測溫范圍內(nèi)，保證測溫的準(zhǔn)確性，外部加裝雙制冷型護(hù)罩（風(fēng)冷與水冷結(jié)合），為內(nèi)部機(jī)芯提供常溫的工作環(huán)境，避免被外界的高溫?fù)p傷，影響測溫效果和機(jī)安全；
（2）針對現(xiàn)場特殊的環(huán)境情況，選用具備防爆特征的紅外熱像儀，設(shè)備內(nèi)部探測器采用具有國際先進(jìn)技術(shù)水平的進(jìn)口非制冷式焦平面紅外探測器，其工作壽命可達(dá)8-10年，在可以實(shí)現(xiàn)數(shù)十萬個(gè)像素點(diǎn)溫度的實(shí)時(shí)探測的同時(shí)，可充分保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性；
（3）專業(yè)紅外機(jī)芯搭配轉(zhuǎn)爐下渣專用監(jiān)控軟件，測溫精準(zhǔn)，畫面清晰，后端算法對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；
（4）支持用戶根據(jù)下渣情況自定義設(shè)置轉(zhuǎn)爐的出鋼狀態(tài)，如正常、20%含渣量、40%含渣量等；
（5）支持實(shí)時(shí)展示不同出鋼狀態(tài)下的鋼水柱溫度隨時(shí)間的變化趨勢；
（6）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；
（7）可在畫面上添加多個(gè)測溫點(diǎn)位和框選區(qū)域進(jìn)行自定義標(biāo)記，并分別顯示溫度，也可將同一畫面中的設(shè)備進(jìn)行區(qū)域劃分，針對設(shè)備不同的運(yùn)行溫度，分別實(shí)現(xiàn)高溫報(bào)警；
（8）自動(dòng)保存報(bào)警時(shí)帶有溫度信息的視頻，對設(shè)備的溫度實(shí)時(shí)寫入數(shù)據(jù)庫，并自動(dòng)生成報(bào)表與溫度曲線，通過調(diào)取歷史溫度信息和報(bào)警記錄，方便之后進(jìn)行技術(shù)分析；
（9）云平臺(tái)支持短信通知、微信通知、郵箱通知等實(shí)時(shí)告警服務(wù)等功能；
（10）溫度在線監(jiān)控系統(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。
1.4總結(jié)
在轉(zhuǎn)爐出鋼過程中，若未控制好下渣的發(fā)生，極有可能會(huì)導(dǎo)致鋼水回磷，增加精煉負(fù)擔(dān)；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(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，掌握下渣的發(fā)生和鋼渣的倒出量，結(jié)合外部控制器，能夠及時(shí)提醒工作人員進(jìn)行抬爐或者擋渣操作，提高鋼水質(zhì)量，增大鋼水收得率，減少浪費(fèi)。
產(chǎn)品特性
高溫型紅外熱像儀專門針對冶金、危廢、化工行業(yè)的高溫應(yīng)用場合研制，搭配高穩(wěn)定性紅外熱成像模組，具備網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸功能。可對關(guān)鍵設(shè)備、貴重資產(chǎn)進(jìn)行監(jiān)測，有助于提前發(fā)現(xiàn)問題，防患于未然。可24小時(shí)進(jìn)行圖像處理和測溫運(yùn)算。采用安防標(biāo)準(zhǔn)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)測畫面，更有多種數(shù)據(jù)保存功能，方便在線離線分析。
雙制冷型護(hù)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(dá)到冷卻效果，并在前端蓋形成風(fēng)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(shè)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。雙制冷型熱像儀廣泛應(yīng)用于冶金行業(yè)，如燒結(jié)、高爐、轉(zhuǎn)爐、鋼包，危廢行業(yè)如焚燒爐，化工行業(yè)如水泥回轉(zhuǎn)窯等場景，達(dá)到提高生產(chǎn)效率、改善工作條件、降低勞動(dòng)強(qiáng)度的目的，全天候守護(hù)您的生產(chǎn)安全。
產(chǎn)品外觀圖
表3.1設(shè)備參數(shù)
| 型號(hào) | 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(shù)據(jù) | |
| 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(chǔ) |
| 視頻 | H.264標(biāo)準(zhǔn)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(wǎng) | 100/1000Base，支持TCP、UDP、IP、DHCP、RTSP、ONVIF等協(xié)議，內(nèi)置Web Server，兼容主流NVR產(chǎn)品，提供SDK開發(fā)包 |
| 串口 | RS485，支持Pelco云臺(tái)控制協(xié)議 |
| 電動(dòng)鏡頭 | 支持12V電動(dòng)鏡頭 |
| GPIO | 1路磁隔離輸入，1路繼電器輸出 |
| 環(huán)境參數(shù) | |
| 工作溫度 | -10～+60℃ |
| 儲(chǔ)存溫度 | -40oC～+85℃ |
| 濕度 | 非冷凝10%～95% |
| 外殼防護(hù) | IP54 |
| 抗沖擊性 | 25G |
| 抗振動(dòng)性 | 2G |
| 安裝 | 1個(gè)1/4 UNC-20、4個(gè)M3螺紋安裝孔 |
轉(zhuǎn)爐下渣紅外在線監(jiān)測系統(tǒng)平臺(tái)軟件
平臺(tái)介紹
客戶端軟件采用C/S模式與B/S模式相結(jié)合的開發(fā)模式，包括實(shí)時(shí)、數(shù)據(jù)兩大常用功能模塊和測溫對象、設(shè)備、用戶管理、告警、錄制管理等相關(guān)基礎(chǔ)管理模塊。與此同時(shí)，提供組件化、標(biāo)準(zhǔn)化的Web API開放平臺(tái)接口供其他系統(tǒng)使用，為客戶提供強(qiáng)大且靈活的業(yè)務(wù)集成和數(shù)據(jù)集成能力。客戶端軟件的紅外實(shí)時(shí)畫面監(jiān)測采用了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先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(xì)節(jié)增強(qiáng)效果和更高的畫面可調(diào)節(jié)精準(zhǔn)性。此外，客戶端軟件可將相關(guān)配置數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步云端，在云端對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和分析，用戶可通過云平臺(tái)自定義設(shè)置通知方式與聯(lián)系人。通過客戶端軟件與云端應(yīng)用相結(jié)合實(shí)現(xiàn)了智能化的控制體系，為邁向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)智慧化決策打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
轉(zhuǎn)爐下渣紅外熱像圖
平臺(tái)功能介紹
轉(zhuǎn)爐下渣紅外在線監(jiān)測系統(tǒng)是利用紅外熱像儀實(shí)時(shí)獲取鋼水柱截面的溫度，實(shí)時(shí)監(jiān)測下渣情況（如下圖所示），為抬爐、擋渣操作提供實(shí)時(shí)參考。
具體功能與技術(shù)目標(biāo)如下：
（1）在線測溫功能：所有視頻圖像可全程錄像存儲(chǔ)，并可以對以往的歷史圖像進(jìn)行查詢和回放；
（2）獨(dú)立測溫功能：可針對鋼水柱不同高度分開設(shè)定不同的測溫區(qū)域；
（4）報(bào)警類型：分為高溫報(bào)警和溫升報(bào)警。高溫報(bào)警即被測區(qū)域超過預(yù)設(shè)值時(shí)報(bào)警，溫升報(bào)警即被測區(qū)域溫度在某一時(shí)間段內(nèi)出現(xiàn)異常溫升時(shí)報(bào)警，具體數(shù)值可根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定；
（5）溫度補(bǔ)償：設(shè)備可根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際環(huán)境溫度自動(dòng)進(jìn)行溫度補(bǔ)償，以滿足不同溫度環(huán)境下的測溫需求；
（6）數(shù)據(jù)管理：對現(xiàn)場所測溫度實(shí)時(shí)寫入數(shù)據(jù)庫，并自動(dòng)生成報(bào)表與溫度曲線，調(diào)取歷史溫度信息和報(bào)警記錄，方便于出現(xiàn)問題后進(jìn)行故障跟蹤及事故分析；
（7）報(bào)警日志：報(bào)警記錄與圖像同步存儲(chǔ)系統(tǒng)；
（8）實(shí)時(shí)顯示全輻射熱圖：值班人員可通過鼠標(biāo)測溫查看畫面任意位置的瞬時(shí)溫度，對異常情況進(jìn)行錄制、拍照、分析；
（9）多設(shè)備管理：可實(shí)時(shí)查看多個(gè)設(shè)備監(jiān)控畫面，自定義多畫面查看設(shè)備/模塊監(jiān)測狀況；
（10）高溫追蹤：自動(dòng)對熱像圖整個(gè)畫面或特定區(qū)域進(jìn)行溫升趨勢分析，提早發(fā)現(xiàn)隱患區(qū)域；
（11）溫度曲線分析：在監(jiān)測轉(zhuǎn)爐下渣的鋼水柱溫度時(shí)可實(shí)時(shí)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(dòng)診斷：設(shè)備具有網(wǎng)絡(luò)中斷自動(dòng)檢測恢復(fù)功能，當(dāng)設(shè)備因斷電或者斷網(wǎng)導(dǎo)致工作異常，待線路正常后可自行排查問題進(jìn)行恢復(fù)；
（13）遠(yuǎn)程通知：現(xiàn)場搭載云平臺(tái)服務(wù)器，可第一時(shí)間將現(xiàn)場報(bào)警信息通過短信或公眾號(hào)的方式推送到相應(yīng)人員手機(jī)上，第一時(shí)間掌握現(xiàn)場情況；
（14）強(qiáng)大兼容功能：支持多平臺(tái)開放API接口對接，平臺(tái)可兼容其他監(jiān)控檢測設(shè)備，如攝像機(jī)、溫度傳感器等，真正實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化管理；
（15）用戶權(quán)限管理：可針對不同用戶群體開放不同使用權(quán)限。
平臺(tái)界面
云平臺(tái)目前主要針對以下需求點(diǎn)：
（1）支持企業(yè)中部門、人員、角色管理；
（2）支持報(bào)警規(guī)則的添加、報(bào)警模板的添加、報(bào)警聯(lián)系人的添加、報(bào)警推送的添加、報(bào)警記錄查看；
（3）財(cái)務(wù)管理支持賬戶線下交易、線上購買增值服務(wù)及索取發(fā)票功能；
（4）支持云平臺(tái)綁定多款軟件，進(jìn)行數(shù)據(jù)同步；
（5）支持短信通知、微信通知、郵箱通知等實(shí)時(shí)告警服務(wù)。
平臺(tái)首頁
報(bào)警聯(lián)系人界面
報(bào)警記錄界面
4.3.2遠(yuǎn)程消息推送
（1）微信推送報(bào)警信息—關(guān)注格物優(yōu)信熱像儀專家即刻接收報(bào)警信息推送。
?公眾號(hào)消息推送
（2）短信推送報(bào)警信息。
短息推送