In settori industriali come la metallurgia ad alta temperatura e i metalli non ferrosi, la sicurezza della produzione e l’ottimizzazione dell’efficienza sono sempre stati importanti temi di preoccupazione per le imprese.
I tradizionali metodi di ispezione manuale presentano colli di bottiglia, come un basso tasso di riconoscimento e scarse prestazioni in tempo reale in ambienti ad alta temperatura e ad alta concentrazione di polvere.
Tuttavia, l’applicazione approfondita della tecnologia di imaging termico a infrarossi sta rimodellando il paradigma standard del monitoraggio industriale.
Questo articolo fornirà un’analisi approfondita del valore di implementazione di questa tecnologia nell’industria metallurgica sulla base di casi applicativi reali.
1. Monitoraggio delle sfide e delle scoperte tecnologiche nei siti industriali
La particolarità dell’ambiente di produzione metallurgica determina che il sistema di monitoraggio deve affrontare molteplici problemi tecnici. Prendendo come esempio il funzionamento del convertitore, il monitoraggio in tempo reale della temperatura delle pareti del forno comporta requisiti complessi come il posizionamento automatico dei punti ad alta temperatura e la modellazione dello spessore del materiale refrattario.
Il sistema di analisi intelligente dell’immagine termica a infrarossi del convertitore utilizza la tecnologia dell’immagine termica passiva per tutte le stagioni per ottenere la mappa di distribuzione del campo della temperatura corporea del forno e identificare le aree di riscaldamento anomalo.
Il suo valore chiave risiede nel convertire i dati sulla temperatura delle pareti del forno in una base di allarme preventivo quantificabile, aiutando le aziende a stabilire un modello corrispondente di spessore del materiale refrattario e temperatura superficiale.
Nello scenario di rilevamento di cortocircuiti del serbatoio elettrolitico, il metodo di ispezione tradizionale richiede un’ispezione manuale una per una, il che è inefficiente e comporta rischi per la sicurezza.
Il sistema di rilevamento delle celle elettrolitiche per l’industria dei materiali non ferrosi utilizza algoritmi di visione artificiale e una piattaforma girevole servo a due assi per individuare rapidamente i cortocircuiti tra le campate e le celle monitorando le anomalie della temperatura del catodo.
Il sistema combina immagini in tempo reale e metodi di gestione dei dati multidimensionali delle curve operative per realizzare la tracciabilità digitale dello stato della superficie della scanalatura.
2. Logica costruttiva dell’intero sistema di monitoraggio del processo
Il valore applicativo della tecnologia di imaging termico industriale non si riflette solo nel monitoraggio di un singolo punto, ma anche nella gestione e nel controllo sistematici dell’intero processo produttivo.
Nello scenario operativo dell’altoforno, il sistema di imaging termico superiore dell’altoforno può osservare l’usura dello scivolo e la combustione dell’asta di misurazione della temperatura incrociata in tempo reale. Il sistema dispone di una funzione di protezione automatica dell’uscita della telecamera e ottiene il flusso d’aria e lo stato del tessuto simulando più linee di misurazione incrociate della temperatura.
Insieme al monitoraggio in tempo reale del movimento del coke e dello stato della pistola a spruzzo di carbone polverizzato da parte del sistema di imaging della tuyere dell’altoforno, gli operatori possono osservare direttamente indicatori chiave come la caduta anomala di scorie nella sala di lavoro.
Per il processo di sinterizzazione, il sistema di analisi termica della coda della macchina di sinterizzazione fornisce una base scientifica per valutare la razionalità del sistema di sinterizzazione analizzando il contenuto di FeO della sezione e lo spessore dello strato rosso fuoco in tempo reale.
La sua tecnologia di estrazione delle caratteristiche può identificare automaticamente le caratteristiche di distribuzione della temperatura ed eliminare le interferenze del giudizio umano.
Il sistema di monitoraggio del carrello di sinterizzazione realizza il controllo remoto centralizzato attraverso la piattaforma cloud YSIR, registra automaticamente l’ingresso, l’uscita e il tempo di utilizzo del carrello, semplificando il processo di manutenzione e ispezione.
3. Molteplici garanzie del meccanismo di allarme di sicurezza
Durante il trasporto di ferro fuso, l’interferenza di fumo e polvere porta a un’osservazione manuale imprecisa del livello del liquido, che può facilmente portare a incidenti di traboccamento. Il sistema di monitoraggio del livello del ferro fuso utilizza la tecnologia di imaging del flusso d’aria che penetra il fumo per collegare i sistemi di pesatura e di spedizione per ottenere un allarme automatico del livello del liquido. La sua funzione di regolazione del miglioramento dell’immagine può filtrare le interferenze di fondo e visualizzare la posizione chiara del livello del liquido in tempo reale.
Il sistema di gestione della sicurezza del gancio della siviera è mirato al processo di guida e sollevamento per prevenire incidenti rilevanti causati dal ribaltamento della siviera e dal disaccoppiamento della testa del gancio.
La prevenzione e il controllo del rischio di penetrazione del convertitore richiedono il monitoraggio continuo delle variazioni di temperatura dell’involucro del forno.
Il sistema di allarme rapido con imaging termico del convertitore è in grado di identificare automaticamente temperature superficiali anomale dell’involucro del forno, determinare difetti di rivestimento e fornire un allarme precoce di alta temperatura.
Nel processo di spillatura, il sistema di rilevamento delle scorie di spillatura del convertitore identifica automaticamente le scorie di acciaio e collega la piastra scorrevole per chiudere l’apertura di spillatura, controllando così il contenuto di scorie di acciaio a un livello basso e ottimizzando l’indice di rendimento.
4. Supporto dati per una gestione raffinata
Il progresso approfondito dell’intelligenza industriale è inseparabile dalla raccolta e analisi raffinata dei dati.
Il sistema di monitoraggio del ciclo di vita del contenitore ad alta temperatura abbina automaticamente l'”identità” del contenitore con la curva storica dell’aumento della temperatura per ottenere una valutazione sistematica dello stato di salute del serbatoio e ridurre il rischio di usura del sacco.
Il sistema di identificazione online dei numeri delle lastre utilizza algoritmi di deep learning per identificare numeri e colori in tempo reale, garantendo la sincronizzazione con i dati della linea di produzione e formando un ciclo di dati chiuso.
Nello scenario di gestione del deposito di carbone, il sistema di allarme rapido per incendio del deposito di carbone mira al rischio di combustione spontanea del cumulo di carbone e analizza la tendenza all’aumento della temperatura per fornire un allarme tempestivo e il collegamento al sistema di irrigazione prima che scoppi l’incendio.
Il sistema di gestione della sicurezza del nastro copre il rilevamento degli strappi, la determinazione delle deviazioni, il monitoraggio dei corpi estranei sulla superficie del materiale e altre funzioni per ridurre la perdita delle apparecchiature di trasporto.
5. Progettazione dell’adattabilità delle apparecchiature hardware
Il funzionamento stabile del sistema di monitoraggio dell’immagine termica dipende dall’adattabilità delle apparecchiature hardware alle condizioni di lavoro difficili.
La termocamera a infrarossi per il monitoraggio dell’altoforno adotta un design della lente a microapertura con una piccola apertura della finestra e un campo di misurazione fino a 1600°C, che soddisfa le esigenze di monitoraggio dell’ambiente interno dell’altoforno.
La termocamera a infrarossi raffreddata Fengshui è dotata di protezione in acciaio inossidabile a doppio strato e supporta il funzionamento ininterrotto 24 ore su 24. Per le aree infiammabili ed esplosive, la termocamera antideflagrante a doppia luce raggiunge il livello antideflagrante Exd IICT6Gb.
La termocamera anticorrosione a luce singola adotta una copertura protettiva in materiale speciale, resistente agli acidi e agli alcali forti ed è adatta per ambienti fortemente corrosivi come le celle elettrolitiche.
6. Risultati della verifica della pratica industriale
L’applicazione pratica di molte aziende siderurgiche ha verificato l’affidabilità della tecnologia di imaging termico a infrarossi nel campo metallurgico.
Prendendo come esempio il monitoraggio del forno rotante, il sistema di analisi delle immagini termiche del forno rotante aiuta a regolare il processo di tostatura del pellet monitorando la forma della fiamma dell’ugello e la traiettoria del materiale nel forno. Il monitoraggio sincrono delle pareti interne ed esterne può identificare la posizione della corrosione del materiale refrattario.
Nella scena dei convertitori di produzione dell’acciaio, il sistema di analisi della fiamma della bocca del forno risolve il problema dell’impossibilità di osservare la reazione nel forno dopo aver chiuso la porta antideflagrante e analizza il colore e la temperatura della fiamma tramite algoritmi AI.
7. Prospettive sulla direzione dell’evoluzione tecnologica
L’introduzione della tecnologia del gemello digitale offre nuove possibilità al sistema di monitoraggio industriale.
Il sistema di monitoraggio delle stufe ad aria calda dell’altoforno costruisce una piattaforma di visualizzazione panoramica basata sulla tecnologia digital twin, ripristina le scene fisiche degli altiforni e delle stufe ad aria calda, realizza un monitoraggio predittivo dello stato delle apparecchiature e promuove la gestione del ciclo di vita delle risorse.
Nel campo della fusione dell’acciaio fuso, il sistema di controllo centrale industriale ad alta temperatura del forno VD/RH/LF visualizza accuratamente la forma e lo stato dei bordi dell’acciaio fuso soffiato con argon, aiuta nel controllo ragionevole dell’intensità del soffiato di argon per ridurre le perdite e ottiene una gestione e un controllo trasparenti del processo di fusione.
L’applicazione approfondita della tecnologia di imaging termico a infrarossi nel campo industriale è essenzialmente l’integrazione sistematica della tecnologia di rilevamento, dell’elaborazione delle immagini, degli algoritmi di intelligenza artificiale e della conoscenza dei meccanismi di processo.
Dal monitoraggio a punto singolo al controllo dell’intero processo, dall’allarme passivo all’ottimizzazione attiva, questo percorso tecnologico fornisce soluzioni pratiche per la produzione sicura e il miglioramento dell’efficienza in campi industriali ad alta temperatura come la metallurgia, i metalli non ferrosi, l’energia elettrica e i prodotti chimici.
Con l’ulteriore integrazione di tecnologie come i gemelli digitali e l’edge computing, i sistemi di monitoraggio intelligente industriale si evolveranno verso una manutenzione predittiva e un controllo adattivo di dimensione superiore.
