背景
鋼包作為轉(zhuǎn)爐、連鑄區(qū)段運(yùn)輸鋼水并進(jìn)行二次冶金反應(yīng)的重要容器，其管理和調(diào)度對鋼廠的運(yùn)行優(yōu)化與節(jié)能降耗具有重要作用。鋼包由桶體、內(nèi)襯、水口開閉裝置及透氣磚等部分組成。鋼包的作用主要是盛接從初煉鋼水爐子（轉(zhuǎn)爐或電爐）出鋼門流出來的鋼水和部分爐渣，進(jìn)行部分脫氧與合金化操作，可以使鋼水在其中鎮(zhèn)靜一段時(shí)間，以調(diào)整鋼水溫度，均勻成分并使鋼水中非金屬夾雜物上浮，同時(shí)，在澆注過程中開閉鋼流，控制鋼水鋼液流量，使?jié)沧㈨樌M(jìn)行。近年來，為進(jìn)一步提高鋼的質(zhì)量，鋼包吹氬、鋼包真空處理等技術(shù)被廣泛應(yīng)用，它正逐漸演變成二次精煉裝置的重要沒備，在二次精煉和連鑄中占有重要的地位。
鋼包內(nèi)襯與高溫鋼水、爐渣長時(shí)間接觸，受到主流沖刷和爐渣侵蝕，尤其是用于爐外精煉的鋼包，受到的侵蝕更嚴(yán)重。內(nèi)襯被侵蝕不僅會降低鋼包的壽命，還會增加鋼液中夾雜物的含量。
實(shí)踐得知，在鋼包內(nèi)襯內(nèi)部耐火材料出現(xiàn)前期的缺陷直至完全失效會經(jīng)過由點(diǎn)到面的逐步發(fā)展過程，在內(nèi)襯出現(xiàn)前期剝落的狀態(tài)下，剝落點(diǎn)區(qū)域的溫度則會出現(xiàn)異常高溫，其缺陷區(qū)域的溫度會明顯高于其他位置。
因此，我公司研制開發(fā)了一套鋼包在線監(jiān)控系統(tǒng)，對鋼包傾倒完鋼水后運(yùn)轉(zhuǎn)至修包位這一過程進(jìn)行溫度監(jiān)測，以保障鋼包的安全使用。
鋼鐵冶煉過程中的鋼包測溫紅外熱像圖
項(xiàng)目建設(shè)分析
鋼包在線監(jiān)控系統(tǒng)使用數(shù)字視頻技術(shù)、計(jì)算機(jī)通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)控、記錄查詢、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)确绞?，?shí)現(xiàn)對鋼包的智能化溫度監(jiān)控。同時(shí)對鋼包實(shí)現(xiàn)全程實(shí)時(shí)監(jiān)控，全面監(jiān)測和記錄一切溫度變化情況。
根據(jù)安全管理的需求，可以手動設(shè)置監(jiān)控區(qū)域，通過報(bào)警與圖像資源的整合、共享、實(shí)時(shí)、直觀地了解和掌握監(jiān)控區(qū)域的動態(tài)狀況，適時(shí)布控、指揮、處置，有效提高鋼包的生產(chǎn)效率，保障工作人員的安全。
根據(jù)安全管理的需求，急切需要通過一種智能化手段，針對鋼包的溫度監(jiān)控做到“早發(fā)現(xiàn)、早應(yīng)對、早處置”。
鋼包在線監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)
鋼包在線監(jiān)控系統(tǒng)包括紅外熱像儀、交換機(jī)、監(jiān)控主機(jī)等部份，本系統(tǒng)采用專用不銹鋼防護(hù)罩，對設(shè)備加強(qiáng)防護(hù)，確保紅外熱像儀可在現(xiàn)場誒列環(huán)境使用，并保證其使用壽命。
紅外熱像儀采用最新的電子技術(shù)，具有國內(nèi)領(lǐng)先國際先進(jìn)水平，主要特點(diǎn)有：
- 先進(jìn)的探測器技術(shù)
外探測器為熱像儀中的核心器件，其性能、可靠性以及可維護(hù)性為整個熱像儀系統(tǒng)中最關(guān)鍵的部分。
采用384*288、17μm非制冷焦平面探測器，該探測器性能成熟、性價(jià)比高、供貨穩(wěn)定。該探測器像素更高、像元尺寸更小，圖像顯示更清晰、分辨率更高。
- 全實(shí)時(shí)成像
熱像儀輸出圖像場頻高達(dá)60幀/秒，完全實(shí)時(shí)，無拖尾、無跳幀，保證能在有效探測距離內(nèi)，清晰分辨物體輪廓、外型特征和行為動作，滿足行為分析的要求。
- 數(shù)字圖像增強(qiáng)（DDE）
系統(tǒng)采用紅外數(shù)字圖像細(xì)節(jié)增強(qiáng)（DDE）技術(shù)，解決了應(yīng)用場景溫度范圍大，目標(biāo)信息灰度范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于圖像顯示設(shè)備256級限制問題。簡而言之，就是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、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。
- 智能均勻性校正技術(shù)
熱像儀非均勻校正是影響圖像性能的主要問題，我公司采用智能均勻性校正技術(shù)，不但能達(dá)到良好的效果，同時(shí)，大大的減少熱像儀校正次數(shù)，減輕校正機(jī)構(gòu)的疲勞程度，有效地提高了熱像儀長時(shí)間工作的可靠性。在正常長時(shí)間工作時(shí)，由于系統(tǒng)內(nèi)部溫度穩(wěn)定，此時(shí)，自動采用根據(jù)場景校正技術(shù)，無需動作校正機(jī)構(gòu)，就能得到良好清晰的圖像。如由于環(huán)境溫度變化或供電故障，導(dǎo)致熱像儀均勻性變差，此時(shí)，熱像儀將根據(jù)內(nèi)部傳感器信號，自動進(jìn)行校正，保證得到良好清晰的圖像；同時(shí)，隨著熱像儀工作時(shí)間增加，內(nèi)部溫度越來越穩(wěn)定，校正間隔智能增加，直至內(nèi)部溫度基本穩(wěn)定后，不再校正，自動采用根據(jù)場景校正技術(shù)，系統(tǒng)可靠性得到有效提高。
- 全溫范圍穩(wěn)定工作
無論是非制冷型焦平面陣列或是制冷型焦平面陣列，因其本身焦平面陣列是利用電阻的溫度特性來探測紅外目標(biāo)，只有盡可能的保證焦平面陣列中各敏感像素自身基準(zhǔn)溫度的一致性和穩(wěn)定性，才能提高熱成像系統(tǒng)的分辨率，減少系統(tǒng)后期非均勻性校正的難度，從根本上解決成像質(zhì)量。
- 全面的可靠性保證
除了通過獨(dú)特的鏡頭設(shè)計(jì)及控制算法、智能均勻性校正技術(shù)來提高系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)的可靠性，同時(shí)，設(shè)計(jì)了電源保護(hù)、高溫物體保護(hù)等電路，有效地提高了熱像儀的電氣可靠性等。
熱像儀電源保護(hù)電路，可有效的防止過流、過壓，以及重復(fù)開關(guān)機(jī)等情況，對熱像儀的損傷；
高溫物體保護(hù)，可有效的防止太陽等高溫物體直接進(jìn)入熱像儀，造成探測器的損傷，此問題在高原、沙漠，天空晴朗，陽光較強(qiáng)的情況下，尤其明顯。
?不銹鋼防護(hù)罩
采用雙層不銹鋼材料制造，具有較好的抗腐蝕能力，適用于高溫、高粉塵的環(huán)境或溫差較大的環(huán)境；所有連線都位于后部蓋板上，通過塑包軟管與管道相連，達(dá)到保護(hù)作用。所以廣泛應(yīng)用于冶金、電力、玻璃、建材等行業(yè)，達(dá)到提高生產(chǎn)效率，改善工作環(huán)境，降低勞動強(qiáng)度的目的。
不銹鋼防護(hù)罩示意圖