En campos industriales como la metalurgia de alta temperatura y los metales no ferrosos, la seguridad de la producción y la optimización de la eficiencia siempre han sido cuestiones importantes que preocupan a las empresas.
Los métodos tradicionales de inspección manual tienen obstáculos como una baja tasa de reconocimiento y un rendimiento deficiente en tiempo real en entornos de alta temperatura y mucho polvo.
Sin embargo, la aplicación en profundidad de la tecnología de imágenes térmicas infrarrojas está remodelando el paradigma estándar de monitoreo industrial.
Este artículo proporcionará un análisis en profundidad del valor de implementación de esta tecnología en la industria metalúrgica basado en casos de aplicación reales.
1. Desafíos de monitoreo y avances tecnológicos en sitios industriales
La particularidad del entorno de producción metalúrgica determina que el sistema de monitoreo debe abordar múltiples problemas técnicos. Tomando como ejemplo la operación del convertidor, el monitoreo en tiempo real de la temperatura de la pared del horno implica requisitos complejos, como el posicionamiento automático de puntos de alta temperatura y el modelado del espesor del material refractario.
El sistema de análisis inteligente de imágenes térmicas infrarrojas del convertidor utiliza tecnología de imágenes térmicas pasivas para todo clima para obtener el mapa de distribución del campo de temperatura corporal del horno e identificar áreas de calentamiento anormales.
Su valor clave radica en convertir los datos de temperatura de la pared del horno en una base de alerta temprana cuantificable, ayudando a las empresas a establecer un modelo correspondiente de espesor del material refractario y temperatura de la superficie.
En el escenario de detección de cortocircuitos del tanque electrolítico, el método de inspección tradicional requiere una inspección manual una por una, lo que es ineficiente y plantea riesgos de seguridad.
El sistema de detección de celdas electrolíticas para la industria no ferrosa utiliza algoritmos de visión artificial y un servoplato giratorio de dos ejes para localizar rápidamente cortocircuitos entre tramos y celdas mediante el seguimiento de anomalías en la temperatura del cátodo.
El sistema combina imágenes en tiempo real y métodos de gestión de datos multidimensionales de curvas operativas para realizar la trazabilidad digital del estado de la superficie de la ranura.
2. Lógica de construcción del sistema de monitoreo de todo el proceso
El valor de la aplicación de la tecnología de imágenes térmicas industriales no solo se refleja en el monitoreo de un solo punto, sino también en la gestión y el control sistemáticos durante todo el proceso de producción.
En el escenario de operación del alto horno, el sistema de imágenes térmicas de la parte superior del alto horno puede observar el desgaste del conducto y la quema de la varilla de medición de temperatura cruzada en tiempo real. El sistema tiene una función de protección automática de salida de cámara y obtiene el flujo de aire y el estado de la tela simulando múltiples líneas cruzadas de medición de temperatura.
Junto con el monitoreo en tiempo real del movimiento del coque y el estado de la pistola pulverizadora de carbón pulverizado del sistema de imágenes de la tobera del alto horno, los operadores pueden observar directamente indicadores clave como la caída anormal de la capa de escoria en la sala de servicio.
Para el proceso de sinterización, el sistema de análisis de imágenes térmicas de la cola de la máquina de sinterización proporciona una base científica para evaluar la racionalidad del sistema de sinterización mediante el análisis del contenido de FeO de la sección y el espesor de la capa roja de fuego en tiempo real.
Su tecnología de extracción de características puede identificar automáticamente las características de distribución de temperatura y eliminar la interferencia del juicio humano.
El sistema de monitoreo del carro de sinterización realiza un control centralizado remoto a través de la plataforma en la nube YSIR, registra automáticamente la entrada y salida del carro y el tiempo de uso, simplificando el proceso de mantenimiento e inspección.
3. Múltiples garantías del mecanismo de advertencia de seguridad
Durante el transporte de hierro fundido, la interferencia del humo y el polvo provoca una observación manual inexacta del nivel del líquido, lo que puede provocar fácilmente accidentes por desbordamiento. El sistema de monitoreo del nivel de hierro fundido utiliza tecnología de imágenes de flujo de aire que penetra el humo para vincular los sistemas de pesaje y despacho para lograr una alarma automática del nivel de líquido. Su función de ajuste de mejora de imagen puede filtrar la interferencia de fondo y mostrar la posición clara del nivel de líquido en tiempo real.
El sistema de gestión de seguridad del gancho de la cuchara está dirigido al proceso de conducción y elevación para evitar accidentes mayores provocados por el vuelco de la cuchara y el desacoplamiento del cabezal del gancho.
La prevención y el control del riesgo de penetración del convertidor requiere un seguimiento continuo de los cambios de temperatura de la carcasa del horno.
El sistema de alerta temprana de imágenes térmicas del convertidor puede identificar automáticamente temperaturas anormales en la superficie de la carcasa del horno, determinar defectos en el revestimiento y proporcionar una alerta temprana de alta temperatura.
En el proceso de extracción, el sistema de detección de escoria de extracción del convertidor identifica automáticamente la escoria de acero y vincula la placa deslizante para cerrar el puerto de extracción, controlando así el contenido de escoria de acero a un nivel bajo y optimizando el índice de rendimiento.
4. Soporte de datos para una gestión refinada
El avance profundo de la inteligencia industrial es inseparable de la recopilación y el análisis refinados de datos.
El sistema de monitoreo del ciclo de vida del contenedor de alta temperatura hace coincidir automáticamente la «identidad» del contenedor con la curva histórica de aumento de temperatura para lograr una evaluación sistemática de la salud del tanque y reducir el riesgo de desgaste de la bolsa.
El sistema de identificación de números de losa en línea utiliza algoritmos de aprendizaje profundo para identificar números y colores en tiempo real, lo que garantiza la sincronización con los datos de la línea de producción y forma un circuito de datos cerrado.
En el escenario de gestión del depósito de carbón, el sistema de alerta temprana de incendio del depósito de carbón apunta al riesgo de combustión espontánea de la pila de carbón y analiza la tendencia al aumento de la temperatura para proporcionar una alerta temprana y conexión con el sistema de rociadores antes de que estalle el incendio.
El sistema de gestión de seguridad de la correa cubre la detección de desgarros, la determinación de desviaciones, el monitoreo de materias extrañas en la superficie del material y otras funciones para reducir la pérdida del equipo de transporte.
5. Diseño de adaptabilidad del equipo de hardware
El funcionamiento estable del sistema de monitoreo de imágenes térmicas depende de la adaptabilidad del equipo de hardware a las duras condiciones de trabajo.
La cámara termográfica infrarroja de monitoreo del alto horno adopta un diseño de lente de microapertura con una pequeña ventana y un rango de medición de hasta 1600 °C, que satisface las necesidades de monitoreo del ambiente interno del alto horno.
La cámara termográfica infrarroja refrigerada por Fengshui está equipada con protección de acero inoxidable de doble capa y admite un funcionamiento ininterrumpido las 24 horas.
Para áreas inflamables y explosivas, la cámara termográfica a prueba de explosiones de doble luz alcanza el nivel a prueba de explosiones Exd IICT6Gb.
La cámara termográfica anticorrosión de una sola luz adopta una cubierta protectora de material especial, que es resistente a ácidos y álcalis fuertes y es adecuada para ambientes fuertemente corrosivos como celdas electrolíticas.
6. Resultados de verificación de la práctica industrial
La aplicación práctica de muchas empresas siderúrgicas ha verificado la confiabilidad de la tecnología de imágenes térmicas infrarrojas en el campo metalúrgico.
Tomando como ejemplo el monitoreo del horno rotatorio, el sistema de análisis de imágenes térmicas del horno rotatorio ayuda a ajustar el proceso de tostación de pellets al monitorear la forma de la llama de la boquilla y la trayectoria del material en el horno. El monitoreo sincrónico de las paredes internas y externas puede identificar la ubicación de la corrosión del material refractario.
En la escena del convertidor de producción de acero, el sistema de análisis de llama de la boca del horno resuelve el problema de no poder observar la reacción en el horno después de cerrar la puerta a prueba de explosiones y analiza el color y la temperatura de la llama mediante algoritmos de IA.
7. Perspectivas sobre la dirección de la evolución tecnológica
La introducción de la tecnología de gemelos digitales aporta nuevas posibilidades al sistema de monitorización industrial.
El sistema de monitoreo de estufas de alto horno construye una plataforma de visualización panorámica basada en tecnología de gemelo digital, restaura las escenas físicas de los altos hornos y estufas de alta temperatura, realiza un monitoreo predictivo del estado del equipo y promueve la gestión del ciclo de vida de los activos.
En el campo de la fundición de acero fundido, el sistema de control central industrial de alta temperatura del horno VD/RH/LF muestra con precisión la forma y el estado del borde del acero fundido soplado con argón, ayuda en el control razonable de la intensidad del soplado con argón para reducir las pérdidas y logra una gestión y control transparentes del proceso de fundición.
La aplicación en profundidad de la tecnología de imágenes térmicas infrarrojas en el campo industrial es esencialmente la integración sistemática de tecnología de detección, procesamiento de imágenes, algoritmos de inteligencia artificial y conocimiento de mecanismos de proceso.
Desde el monitoreo de un solo punto hasta el control de todo el proceso, desde la alerta temprana pasiva hasta la optimización activa, esta ruta tecnológica proporciona soluciones prácticas para la producción segura y la mejora de la eficiencia en campos industriales de alta temperatura como la metalurgia, los metales no ferrosos, la energía eléctrica y los productos químicos.
Con una mayor integración de tecnologías como los gemelos digitales y la informática de punta, los sistemas de monitoreo inteligente industrial evolucionarán hacia un mantenimiento predictivo y un control adaptativo de mayor dimensión.
