AOD炉红外温度在线监控系统

项目概况

AOD炉是精炼不锈钢较为先进的技术。因其具备设备简单、操作便捷、适应性强、投资低、生产成本低等优势而在冶金行业被广泛应用。将高炉铁水和中频炉上融化的合金，经过钢包注入AOD炉，冶炼时吹入氧气，氩气或者氮气等混合气体，对钢水进行脱碳，同时由加料系统加入还原剂、脱硫剂、铁合金或冷却剂等调整钢水成分和温度，冶炼出合格的不锈钢供连铸机。

冶炼开始时氧气通过双层水冷吹氧管，由顶部炉口出吹入金属溶池进行脱碳。精炼时用混合气体送入侧枪进入炉内，安装位置在出钢口侧对面、靠近炉底的侧壁上。当装料和出钢时，炉体前倾一定角度，风口处于钢液面以上。正常吹炼时封口沉入熔池深部。风口中心管吹入氧气与氩气或氮气的混合气体，通过送风系统调节氧氩比以此达到脱碳保铬的目的。

AOD炉整体设备主要由炉体、托圈、倾动机构，气体混加料系统、测温取样系统组成。炉子在长期使用过程中高温液态钢水与内衬发生侵蚀反应，并且当AOD炉倾倒钢水过程中会与内衬产生磨合，致使内壁耐材脱落变薄导致钢水穿包问题的发生，若是无法及时发现内衬薄弱位置并对其进行及时修补，那么再次使用时将会存在巨大的安全隐患。为AOD炉建设一套实时在线温度监控是保障钢厂安全生产必不可少的一件事情。

项目现状

经过AOD炉现场实地勘查以及与现场人员沟通了解到，目前存在如下几点需求：

1. 托圈监控：托圈负责整个炉体的旋转与支撑。由于托圈与炉体中间是中空状态，导热性没有接触式导热性强，现场人员担心无法很直观地判断出托圈的温度变化导致其发生穿漏问题，因此需要对托圈进行温度监控，判断其风险程度；
2. 渣线炉壁监控：钢液在精炼过程中，炉内耐材渣线以下均与高温钢液直接接触，平时是通过经验来判断内壁耐材的残厚，如果AOD炉内壁某处位置突然脱落变薄，若是无法及时发觉，那么就会存在穿包的风险，因此需要对渣线以下的炉壁前后两侧进行全面监测；
3. 钢液沉积面炉壁监控：AOD炉在倾倒钢液过程中，钢液会与整个侧炉壁接触，产生流体压力的同时会对耐材产生更强的侵蚀作用，因此对倾倒过程中整个侧炉壁的实时温度监控是必须的，同时炉底的监控也是必不可少的。

综上所述，现场需求归结在一起就是需要红外热像仪对AOD炉前后两侧炉壁、炉底以及托圈位置进行全面监测，判断每次使用之后相应位置的温度变化情况。

方案概述

设备采用风冷型红外热像仪，连接现场压缩空气或氮气，对设备进行降温的同时可以去除现场粉尘，一是防止粉尘积累过多导致画质模糊；其次可以减少维护工作，解放人力。现场一台设备安装在炉子背部区域，一是观测炉子背部温度分布，其次当炉子旋转倾倒钢水时可观测炉子底部温度。另外一台设备安装在炉子下方区域，斜向上观测炉子拖圈和炉底区域，当倾倒钢水时可观测钢水沉积面温度。

系统特征

AOD炉红外温度在线监控系统的建设，是钢铁冶炼行业安全管理升级的重要体现。根据深耕冶金行业多年的经验，本系统具有以下特征：

• 后端算法对图像采用无损压缩的方式，实时传输温度流数据，画面更加流畅的同时可以获取到任意位置的温度数据，提高系统的灵敏性和报警精准度。
• 针对现场特殊的环境情况，选用具备防爆特征的红外热像仪，设备内部探测器采用具有国际先进技术水平的法国进口ULIS非制冷式焦平面红外探测器，其工作寿命可达8-10年，在可以实现110592个像素点温度的实时探测的同时，可充分保证设备运行的稳定性。
• 系统采用红外数字图像细节增强（DDE）技术，用高速处理器先对原始目标信息进行分析，提取出有用灰度信息分布和无用灰度信息分布，然后大比例压缩无用信息灰度，小比例压缩甚至拉伸有用信息灰度，得到接近实际层次丰富的图像。
• 设备整机在+70℃的高低温试验箱内进行老化试验及标定过程。通过现场实地勘察充分了解设备防范需求及环境情况。根据现场环境实际特点采用防爆护罩，可满足恶劣环境下的运行要求，以此保证设备的耐久实。
• 温度在线监控系统设计之初便留有丰富的接口，便于后期硬件和软件的更新以及升级工作。为此，设备采用模块式结构，可通过相关接口接入其他硬件。后台监控管理平台采用模块化算法，可通过网络升级或者本地固件升级等方式，以此提高系统的可塑性及多样性。
• 云平台合理利用云计算与超融合的架构，以统一的软件定义计算、存储、网络的框架，兼顾中心云计算和边缘计算的诉求，充分利用云端、边缘端以及设备端全路径的智能异构数据资源为客户提供强大的数据资产治理能力。

风冷型红外热像仪

风冷型红外热像仪专门针对冶金、化工等行业的高温应用场合研制，搭配高稳定性红外热成像模组，具备网络视频传输功能。可对关键设备、贵重资产进行监控，有助于提前发现问题，防患于未然。可24小时进行图像处理和测温运算。采用安防标准接口，可直接模拟视频输出到监视器也可通过客户端查看视频监控画面，更有多种数据保存功能，方便在线离线分析。

护罩采用双层不锈钢管和铸铝端盖制成，压缩空气通过夹层达到冷却效果，并在前端盖形成风帘起到防尘作用；通入制冷水能够更好地起到降温的效果，为设备的正常工作提供稳定、适宜的环境。具有较好的抗腐蚀及防灰尘能力，能在高温多尘腐蚀性气体较多的环境中使用。风冷型热像仪广泛应用于冶金行业，如烧结、高炉、钢包、铁水罐，危废行业如焚烧炉，化工行业如水泥回转窑等场景，达到提高生产效率、改善工作条件、降低劳动强度的目的，全天候守护您的资产安全。

• 产品外观：

• 产品功能特性：
• 采用进口探测器，拥有优异的成像效果以及高精度测温；
• 通入压缩空气或者氮气可在高温、高粉尘的特殊环境下稳定工作；
• 针对现场不同监测环境搭配不同视场角的镜头，可灵活使用；
• 通入压缩空气和氮气使设备保持的工作状态，测温更加精准；
• 测温精准，成像清晰：设备整机出厂前经过高性能黑体温度校正，同时采用自主研发的高性能图像算法，让设备在不同环境下均能展现有优异的精度和场景细微差异。
• 功能丰富，经济适用：设备均采用标准的机芯接口，方便集成的同时具有更高的实用性。
• 产品参数：

表三 风冷型红外热像仪产品参数