转炉钢水下渣红外热像仪监测方案

一、项目背景及需求铁水罐作为铁水运输容器，高温液态铁水装在铁水罐内，通过机车运输到炼钢工序，再通过行车将铁水罐内的铁水倒入炼钢炉内。

铁水罐使用过程中耐材不断被高温铁水侵蚀，耐材侵蚀过多可能会烧穿耐材，造成安全事故和经济损失；因此当侵蚀到一定部位时，就必须重新砌筑耐材，如果耐材侵蚀不严重就进行修砌，会造成经济浪费。

因此如何进行铁水罐内耐材的侵蚀状况作出准确的判定是保证钢厂生产安全和降低生产成本的重要环节。

铁水罐铁水罐作为连接高炉与炼钢等多个生产环节的设备，各个铁水罐的合理化管理及调用是提供钢厂生产效率的重要手段，找到一种行之有效并且效果明显的铁水罐调度管理方式是提高生产效率有效方式。

二、铁水罐红外监测系统介绍为了保证铁水罐的生产安全以及提高铁水罐利用效率，设计了以电子识别为基础的系统方案，在每一个铁水罐上贴上电子标签通过读卡器等设备来识别出每一个铁水罐，然后通过调度系统有效掌握其工作状态以及所在的位置，提高生产效率；另外使用红外热像仪在前端测量铁水罐的外壁温度以判断其内衬的侵蚀情况，通过对同一个铁水罐罐壁温度在时间轴上的持续记录对其侵蚀情况作出趋势分析，为铁水罐进行安全分级及时告警保证生产安全。

整个系统由罐号自动识别系统、铁水罐调运系统以及罐体显示和温度监测系统组成，其中罐号自动识别系统是基础，铁水罐调运系统是重点，罐体显示和温度监测系统是核心。

通过罐号自动识别系统识别罐号，然后以合理、高效的调运方式使用各个铁水罐，保证生产效率；同时，罐体显示和温度监测系统实时检测罐体的温度情况，及时发现隐患并预警，保证生产安全。

1、罐号自动识别系统采用超高频电子射频技术在高炉和炼钢之间建立铁水包位置信息和机车运动方向信息，在高炉侧铁水罐受铁位置、铁轨分叉和合并位置、铸铁侧、炼钢侧位置等重要节点位置进行铁水罐位置的跟踪，同时判断其运动方向，提高铁水罐利用率从而提高生产效率。

2、铁水罐调运系统铁水罐调用系统实现对铁水罐的实时状态和位置的在线跟踪，提升铁前与钢后的生产组织和调度管理水平，实现铁水包的实时状态和位置的在线跟踪，提升铁前与钢后的生产组织和调度管理水平，缩短铁水包周转时间，减少在线周转罐数，进而实现铁水罐高效运转。

南京理工大学科技成果——转炉炼钢下渣近红外在
线自动监测系统
成果简介：
转炉下渣的检测是转炉炼钢的重要工艺过程。

现行的方法由操作工观察下渣情况，要求判断刚发现下渣时就迅速关闭滑动水口。

否则，关闭水口过早，会降低钢水收得率，关闭太迟，钢渣就会流进直接导致使产品质量降级，甚至报废。

而现行实际操作中，即使是经验丰富的操作者也很难做到。

而我国绝大部分钢厂至今仍然依靠人工操作。

德国蒂森（Thyssen）钢厂从1987年开始使用下渣自动检测技术，减少大包中残余钢水量，提高钢水收得率0.2～0.6％，增加15％产品销售，提高经济效益约550～900万马克／年。

该公司介绍，当其下渣检测系统出现故障时，产品质量就明显下降。

显然，转炉下渣在线自动检测系统对稳定、提高转炉炼钢质量，降低成本、节能减排、效果显著，具有明显的经济效益和社会效益。

但是此仪器进口价格约200万人民币一台（包括税收）。

同时，由于其技术及处理程序的固化，不能对其进一步改造提升，不能适应生产更多方面的需求。

技术指标：
与进口仪器相比：技术水平与其相当或更高（自行研究相关技术）；检测功能相似或更强（可根据现场具体要求设计，使用更方便）；造价为其现行价格的一半以下；建立我国自主知识产权。

在研究相关技术的基础上，还可进一步开发新技术，提升我国钢铁行业整体技术创
新水平。

检查现场
系统显示界面
项目水平：国内领先
成熟程度：样机
合作方式：合作开发、专利许可、技术转让、技术入股。

红外热成像仪在钢铁行业的使用通常情况下，温度控制表明监控钢铁企业生产系统是否在所要求的温度范围之内工作，工作设备温度是否太低或太高，轧机是否需要调整，或者需要冷却到何种程度。

红外测温可精确地监视每个阶段，使钢材在整个加工过程中保持正确的冶金性能。

根据红外热像仪的检测原理，只要物体表面存在热辐射，则可利用红外热像仪对其进行检测。

在冶金行业中，红外热像仪的应用对象可以是：1. 生产线上的产品，（如正在冶炼过程中的钢铁原料，在浇筑过程中的钢水产品，在轧制过程中的钢胚产品等）2. 钢铁企业生产设备：包括高炉、热风炉、热风管道、加热炉、均热炉、各类炼钢炉等，由于此类设备内部所使用的耐火材料烧蚀磨损情况不同，表现在其表皮的现象则是温度的高低，这样运用红外检测技术则可判断耐火材料的损坏程度，找出即将发生或已发生故障的部位，起到维护设备的作用。

3. 利用热像仪的检测图像也可以判别蒸汽管道、热水管道的通堵状况；而对于高压电气设备而言，例如变压器之类，它可以检测此类设备的触点是否过热，还可以检测某些转动（运动）设备因磨擦而发热的部位。

利用红外热像仪的报告生成软件，可将采集的图像做成形象美观的检测报告，即利用软件的功能，可显示图像上某一点的温度；某区域的最高、最低或平均温度；图像中某条线上的温度曲线；某段温度区间的等温区域；实际测量值与参考温度之间的温差；或将检测图像做成三维温度曲线；同时，报告中还可以显示检测的时间、日期、辐射系数、检测距离、环境温度、湿度等参数。

由于红外热像仪具有独特的现场语音记录功能，通过麦克风把现场情况的语言说明与图像一同记录起来，便于准确查找设备的故障部位。

钢铁生产过程中的每个阶段都可从红外测温获得如下益处：●优质的产品●提高生产率●降低能耗●增强人员安全●预防重大设备故障●减少停机时间●易于数据记录红外温度测量用于钢铁加工和制造，主要应用于：●炼铁/炼钢●连铸●热轧/ 冷轧●棒/线材轧制炼铁 / 炼钢炼铁/炼钢工艺过程中，由于温度对产品的质量有非常大的影响，所以钢铁企业在其炼钢/炼铁车间都有非常严格的温度监控程序及相应的检测手段，温度监测在确保钢铁产品质量的过程中起到了非常重要的作用；同时，多数生产设备长期处于高温状况下，确保设备不会因为高温工况而老化、破损、甚至造成安全事故，设备表面温度状况的监控也显得尤为重要。

一、项目背景及需求钢包作为转炉、连铸区段运输钢水并进行二次冶金反应的重要容器，其管理和调度对钢厂的运行优化与节能降耗具有重要作用。

钢包内衬与高温钢水、炉渣长时间接触，受到主流冲刷和炉渣侵蚀，尤其是用于炉外精炼的钢包，受到的侵蚀更严重。

内衬被侵蚀不仅会降低钢包的寿命，还会增加钢液中夹杂物的含量。

实践得知，在钢包内衬出现前期的缺陷直至完全失效会经过由点到面的逐步发展过程，在内衬出现前期剥落的状态下，剥落点区域的温度则会出现异常高温，其缺陷区域的温度会明显高于其他位置。

二、冶金钢包在线监控系统介绍冶金钢包在线监控系统使用数字视频技术、计算机通信技术、网络技术，通过实时动态监控、记录查询、网络传输等方式，实现对冶金钢包的智能化温度监控。

同时对所有钢包实现全程实时监控，全面监测和记录钢包的一切温度变化情况。

根据安全管理的需求，可以手动设置监控区域，通过报警与图像资源的整合、共享、实时、直观地了解和掌握监控区域的动态状况，适时布控、指挥、处置，有效提高钢包的生产效率，保障工作人员的安全。

根据安全管理的需求，急切需要通过一种智能化手段，针对冶金钢包的温度监控做到“早发现、早应对、早处置”。

三、冶金钢包在线监控系统设计1、在线式红外热像仪采用红外热成像技术，探测目标物体的红外辐射，并通过光电转换、信号处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备，我们称为红外热像仪。

其特点如下：（1）实时显示探测范围内各点温度（2）不受可见光干扰（3）穿透能力强，可穿透烟雾，在恶劣气候和环境下可见度高（4）追踪温度异常并自动报警2、风冷防护罩3、系统软件多种色彩可选实时显示：实时显示全辐射热图，值班人员可查看任意位置的温度，对异常情况进行录制、拍照、分析，并出具专业检测报告。

温度追踪：自动对热像图整个画面或特定区域进行温升趋势分析，提早发现隐患区域。

数据抓拍：可定时采集热成像图片数据，便于后期分析。

高温触发拍摄与报警：当出现温度异常，监控后台可及时发现，触发报警，声光报警模块会发出报警声且软件后台会拍摄事发过程中的图片。

一、冶金行业背景资料冶金生产型企业不仅与温度有非常密切的关系，同时也是系统综合性的企业，设备材料一旦出现问题，不仅会造成巨大的经济损失，还容易造成对工作人员的安全伤害。

高炉炼铁是钢铁工业中的重要一环，其工作的安全既是炼铁生产的前提也是钢铁生产效率的重要保障，因此工程建设应满足先进性、实用性、可靠性、易维护、扩展性、开放性、经济性的需求。

根据安全管理的需求，急切需要通过一种智能化手段，针对冶金设备及材料的温度监控做到“早发现、早应对、早处置”。

二、冶金解决方案需求分析红外热像仪在冶金行业中广泛应用于烧结、焦化、冶炼、轧制、型材、彩涂、自备电厂、制氧制氮等部门。

作为可靠的非接触式工具，热像仪提供整个表面区域，而非若干个单点区域的测温读数。

利用红外热成像技术对设备进行检测，了解和掌握设备使用过程中的状态，及早发现问题查明原因，避免突发故障，对于保证安全高效的生产运营、延长设备的使用寿命有着重要的意义。

在冶金行业中，红外诊断技术通常用于具体以下几个方面：高炉料面监控，高炉内衬水冷壁缺陷的检测与诊断，高炉炉瘤的诊断，钢水包、铁水包内衬腐蚀程度诊断及烤包状态监控，热风炉、转炉、回转窑、鱼雷罐车内衬损坏及缺陷诊断等等，还可以采用热像仪对厂内用电设备，如变压器、变电室开关接点和电缆等电气设备连接点进行检测；对大量机械传动装置，风机马达轴承的检测；测定钢芯温度及验证钢锭液率情况，降低能源及材料的消耗，提高钢锭的质量。

总的来说，使用红外热成像技术可以帮助冶金行业降低热损耗，节约能源；通过状态的监控，合理安排检修，并提高设备寿命；通过对热像图像的分析，对现有工艺进行改进。

三、热像仪产品特性介绍冶金高炉高温专用红外热像仪冶金专用超长镜头热像仪机芯，适用于壁厚较厚的加热炉、电炉、矿石炉★640*480/384*288分辨率针孔级镜头，体积小、安装方便；★测温范围可达1600℃，灵敏度高，运行稳定；★开窗小，易损部件可更换，视场角广；★热像仪源头厂家，针对高温精修独有算法，解决烟尘气流干扰，成像清晰测温精准；★配套专业测温软件，提供数据分析和管理，助力用户更便捷地实现复杂业务应用；★单网线同时传输红外温度和可见光图像，支持各类NVR，网络带宽占用低，组网灵活；★含SDK包，支持二次开发，差异化定制。

钢坯加热红外热成像监控方案
一、项目背景及需求
某钢厂现有一钢坯加热产线需要对钢坯加热的温度进行测量以提高钢坯的塑性，加热温度需要控制在850℃左右，不能超过900℃。

需要解决现有的点位仪测温范围局限以及测温过程中测温人员的人身安全等问题，要求设备可靠、耐用、操作简便。

本公司为多家大型钢铁厂提供了行之有效的红外热成像可行性冶金钢包、高炉、回转窑、铁水罐、鱼雷罐、热风炉等红外监控方案，深入解决了多家冶金行业客户的难题，获得了客户的广泛信赖。

钢坯加热
项目现场图
二、系统检测原理
需要选用某一仪器仪表对加热的钢坯进行测温，以保证钢坯加热的温度；测温方式简单、安全：。

红外热成像探伤检测方案
1. 简介
红外热成像探伤技术利用物体的红外辐射来检测其热分布情况，从而获取物体的相关信息。

本文档将介绍一个基本的红外热成像探
伤检测方案。

2. 设备和材料
- 红外热像仪：用于捕捉物体的红外辐射，转换为热图图像。

- 电脑：用于接收和处理红外热图图像。

- 检测目标：可以是任何需要检测的物体或结构。

3. 检测步骤
1. 准备工作：确保待测物体表面干燥清洁，无障碍物遮挡。

2. 设置红外热像仪：根据实际需要选择合适的设置，如温度范围、图像显示模式等。

3. 调整焦距和对焦：根据检测距离和目标大小调整焦距，并确
保图像清晰。

4. 开始扫描：沿着待检测物体表面移动红外热像仪，保持适当
的扫描速度。

5. 捕捉热图图像：通过红外热像仪捕捉并记录热图图像。

6. 图像处理：将红外热图图像传输到电脑，使用相应的软件进行图像处理和数据分析。

7. 结果评估：根据图像和数据分析结果，评估待检测物体的热分布情况，并判断是否存在异常问题。

8. 生成报告：根据评估结果，撰写详细的检测报告，包括问题的描述、位置和建议的解决方案。

4. 注意事项
- 操作人员需要熟悉红外热像仪的使用方法，并遵循相关操作规程。

- 在进行检测时，需注意安全和防护措施，以免对自己和他人造成伤害。

- 根据不同的检测需求，可能需要调整红外热像仪的参数，如温度范围和灵敏度等。

以上是一个基本的红外热成像探伤检测方案，具体的应用可根据实际需求进行进一步的调整和优化。

在实施过程中，务必遵守相应的法律法规和安全要求。

铁水罐热成像监测系统一、项目背景及需求铁水罐作为铁水运输容器，高温液态铁水装在铁水罐内，通过机车运输到炼钢工序，再通过行车将铁水罐内的铁水倒入炼钢炉内。

铁水罐使用过程中耐材不断被高温铁水侵蚀，耐材侵蚀过多可能会烧穿耐材，造成安全事故和经济损失；因此当侵蚀到一定部位时，就必须重新砌筑耐材，如果耐材侵蚀不严重就进行修砌，会造成经济浪费。

因此如何进行铁水罐内耐材的侵蚀状况作出准确的判定是保证钢厂生产安全和降低生产成本的重要环节。

铁水罐铁水罐作为连接高炉与炼钢等多个生产环节的设备，各个铁水罐的合理化管理及调用是提供钢厂生产效率的重要手段，找到一种行之有效并且效果明显的铁水罐调度管理方式是提高生产效率有效方式。

二、铁水罐红外监测系统介绍为了保证铁水罐的生产安全以及提高铁水罐利用效率，设计了以电子识别为基础的系统方案，在每一个铁水罐上贴上电子标签通过读卡器等设备来识别出每一个铁水罐，然后通过调度系统有效掌握其工作状态以及所在的位置，提高生产效率；另外使用红外热像仪在前端测量铁水罐的外壁温度以判断其内衬的侵蚀情况，通过对同一个铁水罐罐壁温度在时间轴上的持续记录对其侵蚀情况作出趋势分析，为铁水罐进行安全分级及时告警保证生产安全。

整个系统由罐号自动识别系统、铁水罐调运系统以及罐体显示和温度监测系统组成，其中罐号自动识别系统是基础，铁水罐调运系统是重点，罐体显示和温度监测系统是核心。

通过罐号自动识别系统识别罐号，然后以合理、高效的调运方式使用各个铁水罐，保证生产效率；同时，罐体显示和温度监测系统实时检测罐体的温度情况，及时发现隐患并预警，保证生产安全。

3.1.1、罐号自动识别系统采用超高频电子射频技术在高炉和炼钢之间建立铁水包位置信息和机车运动方向信息，在高炉侧铁水罐受铁位置、铁轨分叉和合并位置、铸铁侧、炼钢侧位置等重要节点位置进行铁水罐位置的跟踪，同时判断其运动方向，提高铁水罐利用率从而提高生产效率。

3.1.2、铁水罐调运系统铁水罐调用系统实现对铁水罐的实时状态和位置的在线跟踪，提升铁前与钢后的生产组织和调度管理水平，实现铁水包的实时状态和位置的在线跟踪，提升铁前与钢后的生产组织和调度管理水平，缩短铁水包周转时间，减少在线周转罐数，进而实现铁水罐高效运转。

远红外线转炉下渣检测技术应用摘要:介绍新钢第一炼钢厂远红外线下渣检测系统的工作原理和应用效果。

关键词:顶底复吹转炉;远红外线下渣检测技术;挡渣新钢第一炼钢厂有3座100t顶底复吹转炉，传统的转炉冶炼出钢是由工人根据钢水和炉渣的颜色来判断是否已经下渣，这就要求操作人员具有一定的工作经验。

这种判断方法有很大的主观性，因为炉渣在出钢口刚出现时很难仅凭视觉判断出来，即使是对有一定工作经验的操作工来说，也只有当钢流夹渣量达到15%～20%时才能发现。

出渣时机判断延后会导致下渣量比较大，钢水回磷，钢中夹杂物增多，不仅影响钢水质量，还会使出钢口和钢包耐材的寿命缩短，钢包粘渣现象增多。

为此，2022年5月新钢第一炼钢厂在3座转炉上采用了远红外线下渣检测装置来进行挡渣出钢操作，该装置具有钢渣检测灵敏度高、下渣判断及时、自动化程度高等优点。

1系统工作原理转炉远红外线下渣检测技术是利用熔炼温度下钢水与钢渣的发射率不同，计算机系统根据远红外线探测器采集实时出钢过程的钢流图像，辨别其中钢渣含量并给出报警控制信号。

与人眼识别相比，该技术具有灵敏度高、长期工作稳定、不受个体能力差异影响的优点。

应用该技术能提高转炉下渣检测的准确性和及时性，有效控制下渣量，从而提高钢水的洁净度和合金收得率，并延长钢包使用寿命。

系统的基本工作原理见图1。

传统的下渣检测系统是识别出钢流中的钢渣并计算出钢渣含量的比例，如果钢渣含量大于所设定的阈值(如10%)，系统即给出报警信号，提示操作人员进行挡渣抬炉操作。

由于该报警信号仅能反映下渣瞬间钢流内钢渣含量的比例情况，因此使用此类系统时，依然需要依赖相应的人工辅助判断。

传统下渣检测系统的报警判断逻辑图见图2。

远红外下渣检测系统在传统下渣检测系统报警判断逻辑的基础上，引进了智能挡渣抬炉控制单元，将瞬时钢渣含量比例作为一个重要参数进行应用，并引入卷渣状态、出钢时间、烟雾影响和历史数据等参考因素进行综合判断，可以给出相当精确的挡渣抬炉报警信号。