煉鋼廠(chǎng)鋼包耐火材料損傷紅外熱像監(jiān)測(cè)應(yīng)用案例

煉鋼行業(yè)有句俗話(huà)：“在煉鋼工藝流程中以連鑄為中心、轉(zhuǎn)爐為基礎(chǔ)、三包為關(guān)鍵”。三包就是指“鋼包、鐵水包、中間包”。

鋼包

在冶金行業(yè)的各大煉鋼廠(chǎng)，鋼包作為其中的核心生產(chǎn)設(shè)備，作用十分重要；主要用于盛接鋼水并進(jìn)行澆注的設(shè)備，也是鋼水爐外精煉的容器。

圖1 鋼包結(jié)構(gòu)示意圖

鋼包的外殼一般由高強(qiáng)度鋼板焊接而成，包壁和包底鋼板厚度分別為14~30mm和24~40mm之間。鋼包內(nèi)襯一般由保溫層、永久層和工作層（耐火材料）組成。保溫層緊貼外殼鋼板，厚約10-15mm，主要作用是減少熱損失，常用石棉板砌筑；永久層厚約30-60mm，主要是為了防止鋼包燒穿事故，一般由有一定保溫性能的黏土磚或高鋁磚砌筑。

圖2 鋼包工作周轉(zhuǎn)流程

鋼包工作循環(huán)過(guò)程包括鋼包預(yù)熱、鋼包盛鋼、鋼包處理、鋼包鎮(zhèn)靜、鋼包澆注、空包等過(guò)程，如圖2所示。

行業(yè)問(wèn)題

煉鋼過(guò)程中，鋼包內(nèi)襯工作層直接與鋼水接觸，因此鋼包內(nèi)襯耐火材料的工作狀態(tài)直接影響著鋼水溫度、鋼水質(zhì)量、煉鋼的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)安全。

鋼包在工作周轉(zhuǎn)時(shí)由于以下原因會(huì)導(dǎo)致內(nèi)襯損傷剝落：

1.高溫鋼水（1530℃~1700℃）及鋼渣對(duì)內(nèi)襯耐火材料的侵蝕；

2. 鋼水對(duì)鋼包內(nèi)襯迎流面的沖擊損傷；

3. 鋼包下水口附近受到的鋼水沖刷的損傷；

4.鋼包內(nèi)急冷急熱的溫度沖擊引起的內(nèi)襯損傷；

鋼包內(nèi)襯損傷剝落會(huì)導(dǎo)致鋼包穿包漏鋼，從而給煉鋼廠(chǎng)帶來(lái)重大經(jīng)濟(jì)損失和生產(chǎn)及人身安全事故。（如圖3所示）

圖3 某鋼企穿包事故現(xiàn)場(chǎng)圖

如何對(duì)鋼包內(nèi)襯工作層的損傷狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)測(cè)？成為我們各大煉鋼企業(yè)亟待解決的行業(yè)痛點(diǎn)。

傳統(tǒng)解決方案

目前，煉鋼企業(yè)的傳統(tǒng)做法有以下幾種：

1.通過(guò)與鋼包供應(yīng)商簽訂委托外包技術(shù)協(xié)議，將鋼包的狀態(tài)檢修進(jìn)行外包，專(zhuān)人專(zhuān)職維護(hù)檢修；

這種做法的好處是可以轉(zhuǎn)嫁風(fēng)險(xiǎn)，但是一旦出問(wèn)題，受損失的還是煉鋼企業(yè)，且影響聲譽(yù)。

2.對(duì)于鋼包內(nèi)襯的工作狀態(tài)憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行定期更換；

這種做法會(huì)導(dǎo)致過(guò)度維護(hù)或維護(hù)不當(dāng)，因?yàn)樵诓煌瑹掍摴に嚭筒僮魉较拢摪鼉?nèi)襯的損傷程度是不同的，經(jīng)常會(huì)發(fā)生更換鋼包內(nèi)襯耐火材料后，其壽命還遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)值；又或者由于沒(méi)有及時(shí)更換鋼包內(nèi)襯耐火材料而發(fā)生穿包漏鋼事故，給煉鋼企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失和安全風(fēng)險(xiǎn)。

3. FOTRIC產(chǎn)品與解決方案

為解決煉鋼行業(yè)關(guān)于鋼包耐火材料狀態(tài)監(jiān)測(cè)的痛點(diǎn)，F(xiàn)OTRIC的應(yīng)用工程師（T-Men）前往各大煉鋼企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)對(duì)鋼包進(jìn)行測(cè)試研究。結(jié)果顯示，鋼包內(nèi)襯不斷被侵蝕導(dǎo)致包壁厚度減薄，會(huì)引起鋼包表面溫度升高。且鋼包內(nèi)襯耐火材料的損傷程度與鋼包表面溫度呈線(xiàn)性關(guān)系。（如圖4所示）

圖4 某鋼企鋼包現(xiàn)場(chǎng)跟蹤實(shí)測(cè)圖

FOTRIC基于大量的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)調(diào)研，為煉鋼企業(yè)提供創(chuàng)新且可靠的熱像產(chǎn)品解決方案。（如圖5所示）

圖5 FOTRIC 鋼包狀態(tài)熱像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)拓?fù)鋱D

FOTRIC TrendIR智能診斷監(jiān)控分析服務(wù)器

圖7 FOTRIC TrendIR 分析界面

 7×24小時(shí)連續(xù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，可以長(zhǎng)期穩(wěn)定工作；

 實(shí)時(shí)傳輸包含110592個(gè)測(cè)溫點(diǎn)數(shù)據(jù)的紅外熱像視頻；

五種組合觸發(fā)模式，任意組合使用，自動(dòng)觸發(fā)追蹤異常部位數(shù)據(jù)；

 支持自定義編程模式，可任意設(shè)置觀(guān)測(cè)模板、自動(dòng)拍照及錄像；

 基于不可靠網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，支持?jǐn)嗑W(wǎng)斷電復(fù)位后自動(dòng)重新連接；

 對(duì)于鋼包不同部位和區(qū)域，可設(shè)置不同的報(bào)警閾值進(jìn)行即時(shí)報(bào)警；

 支持郵件、短信、I/O等多種形式的報(bào)警輸出；

 業(yè)內(nèi)最強(qiáng)大的智能監(jiān)控平臺(tái)，最高支持16路全輻射視頻接入；

對(duì)于感興趣的熱圖像，可即時(shí)生成word版專(zhuān)業(yè)分析報(bào)告；

 監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、異常數(shù)據(jù)和報(bào)警信息會(huì)自動(dòng)分類(lèi)存儲(chǔ)在相對(duì)應(yīng)的設(shè)備

數(shù)據(jù)欄目中，可以實(shí)現(xiàn)快速準(zhǔn)確的調(diào)用分析。

根據(jù)管理需要對(duì)不同工作人員進(jìn)行不同層級(jí)的權(quán)限授權(quán)；

FOTRIC鋼包熱像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值

經(jīng)濟(jì)效益

在新鋼包初次投運(yùn)階段，可以很好的評(píng)估鋼包的質(zhì)量，防止以次充好。對(duì)于運(yùn)行中的鋼包內(nèi)襯耐火材料的損傷狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，科學(xué)的進(jìn)行數(shù)據(jù)化管理，讓不同工藝和操作下的鋼包達(dá)到最佳的周轉(zhuǎn)次數(shù)，有效避免了過(guò)度維護(hù)或維護(hù)不當(dāng)導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失。

安全效益

FOTRIC鋼包熱像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)顯示鋼包內(nèi)襯損傷狀態(tài)的熱圖像和溫度數(shù)據(jù)，超溫即時(shí)報(bào)警，有圖有真相，真正做到讓安全風(fēng)險(xiǎn)無(wú)處遁形，可以有效避免鋼包的生產(chǎn)安全事故。