曾敏學(xué)
摘要 ：新鋼 10 號(hào)高爐采用北京神網(wǎng) SW-FK 型風(fēng)口成像攝像儀統(tǒng)對(duì)風(fēng)口進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，該系統(tǒng)將獲取的風(fēng)口內(nèi)部視頻傳輸至中控室，操作人員通過(guò)視頻畫面監(jiān)控風(fēng)口焦炭分布情況、噴煤流股情況和其他異常狀況。操作人員通過(guò)風(fēng)口圖像分析軟件，可以獲得風(fēng)口攝像系統(tǒng)對(duì)爐況監(jiān)控、異常情況處理及對(duì)高爐操作具有重要的指導(dǎo)作用。
關(guān)鍵詞 ：高爐 ；噴煤 ；風(fēng)口監(jiān)測(cè) ；風(fēng)口攝像 ；圖像分析
煉鋼生產(chǎn)為社會(huì)發(fā)展提供了重要原材料?，F(xiàn)階段我國(guó)的鋼鐵生產(chǎn)行業(yè)正處于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)、產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代階段，在煉鋼生產(chǎn)流程高效化，提高煉鋼生產(chǎn)水平勢(shì)在必行。在科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的推動(dòng)下，大型高爐的自動(dòng)化水平快速提升，對(duì)生產(chǎn)作業(yè)管理的具體方式方法也提出了新的要求。目前在高爐冶煉過(guò)程中，對(duì)風(fēng)口的監(jiān)視大多是采用人工巡檢并配合風(fēng)口噴煤設(shè)備的自動(dòng)檢測(cè)方式完成的，這種方式存在明顯缺陷，不僅增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和隱患，而且噴煤設(shè)備的自動(dòng)檢測(cè)也只是對(duì)噴煤管的工作狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，并不是對(duì)風(fēng)口的工作狀態(tài)的直接監(jiān)視。同時(shí)由于沒(méi)有合適的記錄設(shè)備，不能將正常生產(chǎn)情況或風(fēng)口等事故情況實(shí)時(shí)記錄下來(lái)，也就沒(méi)辦法進(jìn)行高爐操作經(jīng)驗(yàn)交流或事故分析，但隨著高爐大型化，值班室與風(fēng)口平臺(tái)的距離也較遠(yuǎn)，以濾光鏡為工具對(duì)風(fēng)口窺視孔進(jìn)行定時(shí)監(jiān)控以確定大型高爐的運(yùn)轉(zhuǎn)情況這種傳統(tǒng)管理手段已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)前生產(chǎn)管理的實(shí)際需求，而這種傳統(tǒng)方式所存在的實(shí)時(shí)性差、工作量大、連續(xù)性差等問(wèn)題也將導(dǎo)致工作質(zhì)量很大程度上取決于相關(guān)人員的態(tài)度和能力，導(dǎo)致了比較突出的主觀風(fēng)險(xiǎn)和滯后性風(fēng)險(xiǎn)，往往無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)和有效處置高爐風(fēng)口堵塞、噴煤不均等異常問(wèn)題，對(duì)高爐正常生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)造成了不利影響。高爐多個(gè)風(fēng)口處增設(shè)了噴槍支管，各支管設(shè)置位置與高爐接近風(fēng)口長(zhǎng)度有一定距離，導(dǎo)致每個(gè)風(fēng)口的送風(fēng)量不同，特別是距離分配器最遠(yuǎn)與最近的風(fēng)口，送風(fēng)差異更大，對(duì)煉鋼高爐運(yùn)行造成一定影響?；谛滦臀z像技術(shù)的功能優(yōu)勢(shì)，能獲取更加可靠、更高質(zhì)量的成像結(jié)果，因此能夠?yàn)楦郀t風(fēng)口監(jiān)控管理提供一種更加科學(xué)有效的工具，結(jié)合相關(guān)圖像分析軟件能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的分析和確定煤粉流分布、風(fēng)口工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)，用于指導(dǎo)生產(chǎn)操作和工藝分析。
新鋼 10 號(hào)高爐（2500m3 ）于 2009 年 11 月 8 日開爐，設(shè)有 30個(gè)風(fēng)口，3 個(gè)鐵口。2019 年 10 月份，利用檢修機(jī)會(huì)，引入攝像系統(tǒng)對(duì)風(fēng)口監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)。目前，該系統(tǒng)運(yùn)行整體良好，為高爐生產(chǎn)管理和風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)提供了一種積極有效的工具。
1 風(fēng)口攝像系統(tǒng)的組成
本風(fēng)口攝像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了風(fēng)口生產(chǎn)狀況的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。由上述系統(tǒng)原理圖可知，攝像裝置具體以風(fēng)冷保護(hù)裝置為安裝區(qū)域，并經(jīng)連接件連接至風(fēng)口。攝像頭的調(diào)節(jié)與控制通過(guò)調(diào)節(jié)螺栓（3 個(gè)）實(shí)現(xiàn)，以滿足不同觀測(cè)、監(jiān)控角度的需求。風(fēng)冷保護(hù)裝置具體經(jīng)尾線連接至現(xiàn)場(chǎng)模塊盒，并將視頻圖像傳輸裝置安裝在模塊盒里具體實(shí)現(xiàn)視頻信號(hào)由監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)向中控機(jī)房的傳輸。在中控機(jī)房中部署視頻信號(hào)接收裝置（3 個(gè)），集中接收和處理風(fēng)口監(jiān)控系統(tǒng)所采集、傳輸?shù)囊曨l圖像，結(jié)合圖像分析軟件處理、分析和存儲(chǔ)相關(guān)視頻圖像，為生產(chǎn)監(jiān)控和管理提供所需數(shù)據(jù)信息?；谝陨舷到y(tǒng)設(shè)置方案，能夠在中控機(jī)房實(shí)現(xiàn)對(duì)高爐風(fēng)口運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，在充分保證系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的基礎(chǔ)上切實(shí)有效的提升了高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定性和效率性，從而為增產(chǎn)增收目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了有效保障。
1.1 風(fēng)口成像設(shè)備
風(fēng)口攝像儀安裝在風(fēng)口窺孔上。每?jī)蓚€(gè)風(fēng)口之間，由風(fēng)口上方的熱電偶布線槽平臺(tái)處向下敷設(shè)一根穿線管，其下端據(jù)風(fēng)口平臺(tái) 2 左右，并在焊接絲頭處安裝防爆接線盒。氣路管線的敷設(shè)方法為 ：冷卻用壓縮空氣主管供氣端設(shè)置控制球閥，在閥門下面增加一個(gè)環(huán)管，開孔以后將風(fēng)口間進(jìn)行焊接，由此來(lái)將冷卻風(fēng)進(jìn)行輸送，穿線管旁邊以平行方式，敷設(shè)一根管路，在下端進(jìn)行絲頭的焊接。通過(guò)截止閥、金屬軟管連接在防爆接線盒上，網(wǎng)線一端穿入穿線管進(jìn)入防爆接線盒，另一端通過(guò)布線槽連接到主控室的監(jiān)控設(shè)備處。
風(fēng)口攝像技術(shù)是為滿足大型高爐生產(chǎn)需要—一為高爐操作者提供準(zhǔn)確、及時(shí)的風(fēng)口信息而發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。對(duì)高富氧大噴吹的高爐，風(fēng)口攝像技術(shù)顯得更加重要，在國(guó)內(nèi)一些大型高爐普遍使用。SW-FK 型風(fēng)口成像攝像儀是最新研制的監(jiān)測(cè)高爐風(fēng)口實(shí)況的高科技產(chǎn)品，該設(shè)備具有體積小、質(zhì)量輕、安裝調(diào)試方便、圖像清晰、信號(hào)傳輸穩(wěn)定等特點(diǎn)。
1.2 風(fēng)口成像的流程
在高爐風(fēng)口位置，設(shè)置成像攝像儀，利用其分光器設(shè)備，可將目鏡對(duì)風(fēng)口狀況進(jìn)行觀察，再利用專用攝像機(jī)，把視頻信號(hào)作為風(fēng)口圖像載體，向高爐主控室傳遞，利用分屏技術(shù)來(lái)顯示每個(gè)風(fēng)口圖像，監(jiān)視器可以對(duì)相關(guān)圖像進(jìn)行監(jiān)控，對(duì)于工長(zhǎng)來(lái)說(shuō)，只要在主控室內(nèi)就可以將每個(gè)風(fēng)口圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，主要針對(duì)焦炭運(yùn)動(dòng)、煤粉噴槍等進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)渣皮或冷料下落的異常爐況，為工長(zhǎng)提供及時(shí)完整的高爐圓周方向的爐況信息。圖像處理系統(tǒng)用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理和分析，可以將各個(gè)風(fēng)口溫控、噴煤等現(xiàn)象及時(shí)掌握，對(duì)高爐風(fēng)口、噴煤系統(tǒng)運(yùn)行形態(tài)全面了解，對(duì)高爐操作有定量指導(dǎo)作用。
1.3 焦距成像的性能指標(biāo)
由于高爐每個(gè)風(fēng)口位置都有攝像頭的安裝，構(gòu)成風(fēng)口攝像系統(tǒng)以后，可以將視頻信號(hào)向主控室傳遞，以分屏技術(shù)來(lái)監(jiān)控不同風(fēng)口工況，這是實(shí)現(xiàn)高爐操作有效信息的獲取方式。采用畫面分割技術(shù)，在主控室工長(zhǎng)可以直觀地查看各個(gè)風(fēng)口的動(dòng)態(tài)圖像。風(fēng)口是可以隨時(shí)觀察爐內(nèi)情況的地方，風(fēng)口圖像可以反映爐缸熱狀態(tài)，下料和煤氣流分布狀況，并且可以較早地預(yù)示爐況趨勢(shì)，故對(duì)爐況判斷十分重要。
2 風(fēng)口成像技術(shù)
2.1 風(fēng)口成像的基本概念
高爐風(fēng)口工業(yè)電視設(shè)備，它直接高爐風(fēng)口觀察孔處，以原裝進(jìn)口攝像機(jī)、針孔鏡頭等，直接在風(fēng)口位置安裝，由此來(lái)獲取實(shí)時(shí)圖像，向操作室硬盤錄像機(jī)輸送，并以分割顯示的方式，可以直接在控制室內(nèi)來(lái)監(jiān)控風(fēng)口工況。主要觀察的是煤粉碳射方向、角度、燃燒、火焰亮度等。特別是對(duì)噴爆管、風(fēng)口疑損等的觀察，可以將噴煤槍是否出現(xiàn)堵塞，是否存在下部塌料等現(xiàn)象進(jìn)行確定，如果有異?，F(xiàn)象發(fā)生，由此來(lái)進(jìn)行具體情況的確定，對(duì)焦堿運(yùn)行、下料等情況及時(shí)掌握，對(duì)回旋區(qū)活躍性進(jìn)行判定。這有利于操作者對(duì)高爐各項(xiàng)信息快速獲取，直接找到問(wèn)題所在，對(duì)高爐內(nèi)部具體情況實(shí)時(shí)觀察，來(lái)將風(fēng)口異?，F(xiàn)象及時(shí)處理。這有利于風(fēng)口及噴煤故障的合理減少，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)減風(fēng)、休風(fēng)等快速達(dá)成，避免非正常狀態(tài)發(fā)生，這對(duì)于高爐產(chǎn)量、安全系數(shù)的提升，都有很好的作用。
2.2 風(fēng)口成像的主要特點(diǎn)
該系統(tǒng)采用無(wú)線傳輸技術(shù)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與高爐風(fēng)口窺視孔連接，不改變風(fēng)口原有結(jié)構(gòu)，安裝拆卸簡(jiǎn)單、方便、易維護(hù)，改善了以前操作工只能到現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)高爐風(fēng)口直徑 15mm窺視孔觀察風(fēng)口回旋區(qū)燃燒帶的狀況。
2.3 風(fēng)口成像的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)
高爐風(fēng)口成像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀、設(shè)計(jì)原理、系統(tǒng)組成和系統(tǒng)測(cè)試。對(duì)系統(tǒng)作用分析后，我們認(rèn)為這是將具體風(fēng)口運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控的設(shè)備，可以將亮度、活躍性、噴煤情況、破損現(xiàn)象等，在屏幕上全部顯示出來(lái)，提高操作的準(zhǔn)確性．利用數(shù)字圖像處理技術(shù)對(duì)回旋區(qū)火焰圖像進(jìn)行處理，得到了回旋區(qū)內(nèi)的溫度分布．實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果表明，對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)字化溫度分析，要保證誤差率控制到 3% 的水平，確保系統(tǒng)能符合工程實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)。
2.4 高爐風(fēng)口成像攝像儀作用
10號(hào)高爐風(fēng)口成像攝像儀的作用是通過(guò)安裝在 30個(gè)風(fēng)口窺孔攝像儀，來(lái)對(duì)風(fēng)口實(shí)際情況進(jìn)行觀察，并實(shí)時(shí)攝像，采用計(jì)算機(jī)來(lái)傳輸風(fēng)口圖像，并保存到主控室系統(tǒng)中，由此來(lái)完成相關(guān)圖像內(nèi)容的處理與分析，將有利于高爐生產(chǎn)有效信息提煉出來(lái)。以圖文界面來(lái)直觀展現(xiàn)數(shù)據(jù)信息。根據(jù)數(shù)學(xué)模型的使用，來(lái)對(duì)圖像灰度實(shí)施定量分析，根據(jù)熱輻射定律，來(lái)把灰度值向圖像各個(gè)點(diǎn)溫度值轉(zhuǎn)化，表現(xiàn)形式為偽彩圖、溫度趨勢(shì)圖等，對(duì)風(fēng)口工況為定量描述。同理，以定量分析法來(lái)處理噴煤圖像，并將噴煤量描述出來(lái)，以趨勢(shì)圖將高爐風(fēng)口噴煤現(xiàn)象表達(dá)得出，對(duì)操作者來(lái)說(shuō)，可以由此判斷風(fēng)口噴煤狀態(tài)，以及風(fēng)口明亮活躍程度變化情況。
我們可將煉鋼高爐風(fēng)口攝像看作是一個(gè)“黑箱”，攝像裝置中有一個(gè)窺視孔，通過(guò)窺視孔可以觀察到高爐內(nèi)部燃燒情況。高爐風(fēng)口回旋區(qū)域下料狀況、送風(fēng)速度都可依靠風(fēng)口攝像系統(tǒng)。高爐添加燃料后，每個(gè)風(fēng)口燃料燃燒情況、是否出現(xiàn)停止燃燒、噴槍是否有堵塞情況都可以通過(guò)風(fēng)口進(jìn)行觀察。高爐運(yùn)行可在控制室完成對(duì)其操作，高爐有多個(gè)風(fēng)口，觀測(cè)視野受到限制，同時(shí)因觀測(cè)距離高爐爐體的距離較近，風(fēng)口周圍處于高溫環(huán)境下，且含有較大粉塵量，這些客觀因素都影響了工作人員對(duì)高爐風(fēng)口情況觀察，為高爐控制操作增加了難度，影響工作效率。隨著科技發(fā)展，高爐風(fēng)口觀測(cè)方式已經(jīng)無(wú)法滿足工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際需求，設(shè)計(jì)了一個(gè)高爐風(fēng)口攝像系統(tǒng)，該系統(tǒng)融合了激光監(jiān)測(cè)技術(shù)、風(fēng)口探針技術(shù)。通過(guò)分析噴吹燃料燃燒情況來(lái)判斷風(fēng)口前焦炭粒度分布狀況。風(fēng)口探針技術(shù)是一種非連續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)，此種技術(shù)是在風(fēng)口回旋區(qū)插入探測(cè)器，以精準(zhǔn)測(cè)得風(fēng)口前氣體溫度、壓力以及深度，可以全面了解高爐內(nèi)部運(yùn)行情況。在送風(fēng)管內(nèi)加設(shè)探針，可以改變送風(fēng)質(zhì)量和風(fēng)溫，干擾回旋區(qū)域。風(fēng)口循環(huán)去激光檢測(cè)技術(shù)可通過(guò)向風(fēng)口循環(huán)區(qū)發(fā)射激光與接收反射激光來(lái)測(cè)得高爐風(fēng)口循環(huán)區(qū)的深度，高爐增加該裝置后運(yùn)行效果更佳。
3 風(fēng)口實(shí)時(shí)攝像的應(yīng)用
3.1 高爐中控室風(fēng)口圖像顯示
借助攝像監(jiān)控裝置，管理者能夠?qū)︼L(fēng)口實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行直觀、清晰的觀察和分析，便于管理者對(duì)高爐的運(yùn)行狀況進(jìn)行分析和把握，為風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、管理控制等工作提供了準(zhǔn)確依據(jù)。
3.2 直接判斷高爐圓周進(jìn)風(fēng)情況分析
借助該監(jiān)控系統(tǒng)，工長(zhǎng)能夠及時(shí)準(zhǔn)確的把握風(fēng)口溫度、噴煤速度等信息，為高爐運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的分析和判斷提供了準(zhǔn)確依據(jù)。其中，煤氣流量、缸周氣流分布等要素是關(guān)鍵所在。若存在風(fēng)量不足的問(wèn)題，則會(huì)導(dǎo)致噴煤效果價(jià)差，在影響氣流分布均勻性的同時(shí)也會(huì)對(duì)操作爐型造成不利影響，進(jìn)而導(dǎo)致作業(yè)效率下降的問(wèn)題。在對(duì)風(fēng)口噴煤狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)觀測(cè)的基礎(chǔ)上，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)噴煤風(fēng)險(xiǎn)，能夠?qū)Ω郀t圓周進(jìn)風(fēng)狀態(tài)進(jìn)行分析判斷，針對(duì)性的采取處置措施從而降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，為正常的生產(chǎn)作業(yè)提供有效保障從而實(shí)現(xiàn)高爐生產(chǎn)的穩(wěn)定性與安全性。
風(fēng)口攝像系統(tǒng)基本功能根據(jù)高爐正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基本要求，風(fēng)口攝像監(jiān)控系統(tǒng)涵蓋了如下功能 ：
（1）高爐運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下，進(jìn)風(fēng)量、燃料燃燒相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并顯示。
（2）對(duì)高爐風(fēng)口送風(fēng)過(guò)程做成視頻圖像，工作人員更能直觀了解高爐周圍送風(fēng)情況。
（3）系統(tǒng)一旦測(cè)試出進(jìn)風(fēng)異常，可發(fā)出報(bào)警警示。
3.3 特殊情況下旳風(fēng)口判斷
比如爐況難行、高爐懸料、渣皮脫落等 , 風(fēng)口會(huì)出現(xiàn)升降、掛渣 ,會(huì)出現(xiàn)風(fēng)口破損 ,通過(guò)風(fēng)口成像技術(shù)都可以觀察出來(lái)。
3.4 及時(shí)發(fā)現(xiàn)風(fēng)口漏水現(xiàn)象
在具體作業(yè)管理環(huán)節(jié)，需要對(duì)風(fēng)口焦炭運(yùn)動(dòng)特征進(jìn)行觀察分析，及時(shí)風(fēng)險(xiǎn)破損風(fēng)險(xiǎn)。而風(fēng)口小套的水渣則將成為代表性的風(fēng)險(xiǎn)表現(xiàn)。
3.5 直接判斷高爐爐缸工作均勻與穩(wěn)定情況
根據(jù)高爐的爐缸運(yùn)行模式來(lái)看，要保持良好狀態(tài)，既要控制煤氣流的徑向分布，還要保持爐缸圓周的氣流均勻分布。由于爐缸是長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的，所以圓周工作很容易出現(xiàn)不均勻現(xiàn)象，因此也會(huì)有部分侵蝕高爐的情況。大型高爐的爐缸直徑大，如果風(fēng)口的風(fēng)量不足，對(duì)中心并不能有效吹透，氣流分布不均勻的現(xiàn)象由此發(fā)生，操作爐型被破壞。根據(jù)圖像觀察結(jié)果來(lái)看，各個(gè)風(fēng)口動(dòng)態(tài)圖像能以直觀的方式，將高爐圓周進(jìn)風(fēng)現(xiàn)象快速確定，有利于送風(fēng)制度進(jìn)一步優(yōu)化。鼓風(fēng)動(dòng)能合理的風(fēng)口，工作均勻活躍，風(fēng)口前無(wú)升降、掛渣等現(xiàn)象，風(fēng)口破損少。通過(guò)觀察風(fēng)口前焦炭運(yùn)動(dòng)情況，下料情況，以及長(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)口數(shù)據(jù)的收集、整理和調(diào)整，以保證高爐爐缸工作均勻與穩(wěn)定。
3.6 在線監(jiān)測(cè)風(fēng)口渣皮活動(dòng)狀況
結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)果來(lái)看，如果高爐運(yùn)行情況處于長(zhǎng)期穩(wěn)定狀態(tài)，則可以順利實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)低耗，對(duì)高爐渣皮來(lái)說(shuō)，有利于使用壽命的延長(zhǎng)。穩(wěn)定渣皮的存在可以減少爐內(nèi)向冷卻壁傳熱，可以有效的保護(hù)冷卻壁、延長(zhǎng)冷卻壁使用壽命。如果出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，具體的處理辦法要考慮到高爐本身熱負(fù)荷問(wèn)題，不可出現(xiàn)過(guò)大的負(fù)荷變化幅度，這容易對(duì)渣皮造成反復(fù)脫落的現(xiàn)象，對(duì)高爐安全使用造成隱患。要考慮到冷卻制度、壁溫等，由此來(lái)確保渣皮形成及存在的穩(wěn)定。同時(shí)，送風(fēng)制度、裝料制度、爐渣堿度、黏度、熔化和溶化性溫度、爐渣成分等因素也決定著渣皮的穩(wěn)定存在。通過(guò)安裝在風(fēng)口的攝像頭可即時(shí)在線觀測(cè)風(fēng)口渣皮活動(dòng)狀況，有利于工長(zhǎng)及時(shí)采取措施，有效避免鐵水低溫高硫事故的發(fā)生。同時(shí)通過(guò)觀測(cè)風(fēng)口渣皮活動(dòng)狀況，可及時(shí)對(duì)裝料制度、送風(fēng)制度、冷卻制度、爐渣成分等做出調(diào)整，為爐況穩(wěn)定順行、高爐長(zhǎng)壽創(chuàng)造了條件。
3.7 避免風(fēng)口灌渣
對(duì)高爐冶煉過(guò)程分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)風(fēng)口增加時(shí)，主控室很可能出現(xiàn)距離風(fēng)口平臺(tái)上百米的位置，以人工來(lái)對(duì)風(fēng)口運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行觀察，根本不能滿足大型高爐使用需求，特別是如果有異?，F(xiàn)象發(fā)生，則風(fēng)口受到渣皮、冷料等的堵塞很難在短時(shí)間內(nèi)被觀察到，有可能造成嚴(yán)重的惡性生產(chǎn)事故。
新鋼 10 號(hào)高爐風(fēng)口數(shù)量是 30 個(gè)，且高度比較低，人工觀察必須彎腰探入其中，這導(dǎo)致每次巡視時(shí)間都很長(zhǎng)，需要工人消耗大量體力。尤其是在高爐休風(fēng)或坐料時(shí)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)涌渣風(fēng)口并處理，極易造成風(fēng)口灌渣事故。采用風(fēng)口成像技術(shù)后，風(fēng)口工作狀況可在線監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)風(fēng)口異常時(shí)可及時(shí)處理，有效避免灌渣事故的發(fā)生。
4 使用效果
以分光裝置來(lái)輔助風(fēng)口攝像儀，有利于現(xiàn)場(chǎng)直接觀察，在主控室內(nèi)就可以對(duì)圖像進(jìn)行監(jiān)控，也可以遠(yuǎn)程傳送圖像 ；特制的金屬外殼攝像機(jī)，工作穩(wěn)定可靠，壽命長(zhǎng) ；采用螺栓三點(diǎn)固定，攝像機(jī)卡在風(fēng)口窺視孔螺母上，不改變?cè)酗L(fēng)口結(jié)構(gòu)，拆裝方便、快捷；特制的調(diào)節(jié)裝置，且配有檢修調(diào)試插口，調(diào)節(jié)方便，操作簡(jiǎn)單 ；采用插接式聯(lián)接方式，拆裝方便快捷 ；風(fēng)冷防護(hù)，能使其在高溫、高粉塵等惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作。風(fēng)口攝像儀的使用為高爐生產(chǎn)提供了方便，是大型高爐風(fēng)口監(jiān)控的有效措施。
該攝像系統(tǒng)的科學(xué)應(yīng)用，將實(shí)現(xiàn)了風(fēng)口工作狀況的現(xiàn)場(chǎng)及遠(yuǎn)程監(jiān)控，充分保證了監(jiān)控工作的及時(shí)性與準(zhǔn)確性。借助該攝像系統(tǒng)，管理人員能夠?qū)︼L(fēng)口的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)并針對(duì)性的進(jìn)行處理，從而有效降低了生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)并顯著提升了生產(chǎn)效率。
風(fēng)口攝像儀，主要作用是對(duì)回旋區(qū)工作狀態(tài)進(jìn)行觀察，有利于高爐使用和運(yùn)行的穩(wěn)定，改變?nèi)藛T觀察的方式，有利于通過(guò)定性分析方法，對(duì)圖像代表的實(shí)際情況進(jìn)行說(shuō)明，由此來(lái)對(duì)風(fēng)口數(shù)據(jù)進(jìn)行定量客觀的分析。這是實(shí)現(xiàn)高爐風(fēng)口圖像以計(jì)算機(jī)處理的重要前提。
由于這種圖像處理系統(tǒng)可以通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)監(jiān)控多個(gè)風(fēng)口，采集巡回圖像時(shí)，對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行處理，由此來(lái)計(jì)算高爐生產(chǎn)效率，以友好度較高的圖文界面對(duì)信息進(jìn)行直觀顯示。
本次研究采用的是數(shù)學(xué)模型，對(duì)圖像灰度實(shí)施定量分析，根據(jù)熱輻射定律，來(lái)把灰度值向圖像各個(gè)點(diǎn)溫度值轉(zhuǎn)化，表現(xiàn)形式為偽彩圖、溫度趨勢(shì)圖等，對(duì)風(fēng)口工況為定量描述。同理，以定量分析法來(lái)處理噴煤圖像，并將噴煤量描述出來(lái)，以趨勢(shì)圖將高爐風(fēng)口噴煤現(xiàn)象表達(dá)得出，對(duì)操作者來(lái)說(shuō)，可以由此判斷風(fēng)口噴煤狀態(tài)，這是實(shí)現(xiàn)對(duì)高爐風(fēng)口工作狀態(tài)全面掌握的重要工序，有利于對(duì)噴煤系統(tǒng)及風(fēng)口位置的具體工作狀態(tài)判定得出，對(duì)高爐操作有很好的指導(dǎo)作用。
高爐風(fēng)口圖像處理系統(tǒng)，主要優(yōu)勢(shì)在于可以通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控的方式對(duì)圖像進(jìn)行監(jiān)測(cè)，由此來(lái)繪制風(fēng)口溫度、噴煤量等的曲線模式，對(duì)操作人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)相關(guān)圖像及數(shù)據(jù)的采集、查詢，來(lái)完成對(duì)風(fēng)口工況的歷史數(shù)據(jù)應(yīng)用，有利于指導(dǎo)當(dāng)前高爐運(yùn)行。
5 結(jié)語(yǔ)
新鋼 10 號(hào)高爐應(yīng)用北京神網(wǎng) SW-FK 型風(fēng)口成像裝置，在充分發(fā)揮該專業(yè)攝像裝置優(yōu)勢(shì)性能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了風(fēng)口視頻信號(hào)的動(dòng)態(tài)采集和傳輸，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測(cè)結(jié)果的可視化輸出和遠(yuǎn)程監(jiān)控，因此極大提升了生產(chǎn)管理效率和質(zhì)量，為生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)的及時(shí)發(fā)現(xiàn)提供了一種科學(xué)有效的工具，也為高爐生產(chǎn)的現(xiàn)代化、信息化管理提供了一種更好的選擇。