一、項目背景與痛點分析
鋼鐵冶煉作為典型的流程型工業(yè),其廠區(qū)環(huán)境具有高溫、高壓、有毒有害氣體并存、粉塵濃度高等復雜特性。高爐、轉爐、電爐等核心設備長期處于連續(xù)作業(yè)狀態(tài),爐體溫度異常、爐壁侵蝕減薄、冷卻系統失效、煤氣泄漏等風險時刻威脅著生產安全。

傳統人工巡檢存在以下核心痛點:
高危區(qū)域人身安全風險大。高爐風口平臺、爐身下部、轉爐爐口及煤氣管道區(qū)域,存在高溫熱輻射、熔融金屬噴濺及煤氣泄漏等風險,人工近距離巡檢易發(fā)生燒傷、中毒事故。
關鍵數據監(jiān)測盲區(qū)多。人工手持點溫槍難以對爐體大面積溫度場進行連續(xù)覆蓋,無法及時發(fā)現爐壁局部過熱、爐襯侵蝕等初期隱患;冷卻水系統壓力、流量的瞬時異常難以靠人工巡檢捕捉。
環(huán)境制約導致效率低下。連鑄及軋鋼工序伴隨高溫蒸汽和氧化鐵皮粉塵,惡劣的可見度及腐蝕性環(huán)境導致人工巡檢頻次無法保障,設備帶病運行風險增加。
二、建設目標
智易時代深度融合防爆機器人技術、物聯網傳感技術與AI算法,針對煉鐵、煉鋼、軋鋼全流程工藝特點,推出鋼鐵冶煉廠區(qū)智能巡檢機器人系統解決方案。該方案以“機器換人、數據驅動、本質安全"為核心目標,以防爆巡檢機器人和輪式巡檢機器人為核心載體,構建覆蓋冶煉全流程的立體化巡檢網絡。
三、系統解決方案
(一)核心產品
智易時代防爆巡檢機器人

(1)產品定位:為焦爐、高爐、轉爐、煤氣柜及管道等含有易燃易爆氣體的危險場所設計的智能巡檢裝備。機器人采用四輪驅動底盤,具備防爆、自主導航與全天候作業(yè)能力,可實現高危區(qū)域“無人化"巡檢。
(2)技術架構:
防爆設計:機器人本體及電氣系統嚴格符合國家防爆標準,可在含有H2S、CO、CH4等易燃易爆氣體的環(huán)境中安全運行,從根本上消除電火花引燃風險。
自主導航與定位:融合激光SLAM導航、視覺導航與慣性導航技術,實現厘米級高精度定位。支持動態(tài)路徑規(guī)劃與實時避障,可根據環(huán)境變化自動優(yōu)化巡檢路線。機器人具備自主充電功能,低電量時自動返回防爆無線充電樁,實現7×24小時連續(xù)作業(yè)。
多維感知系統:搭載雙光譜視覺系統與紅外熱成像儀,可實時監(jiān)測設備溫度場及外觀狀態(tài),精準識別爐壁超溫、管道裂紋等異常。內置防爆四合一氣體傳感器及高精度溫濕度傳感器,為安全生產提供全面環(huán)境數據支撐。集成智能音頻系統,支持現場聲音采集與遠程雙向語音通信。基于邊緣計算的AI圖像識別模塊,可實時分析儀表讀數、閥門狀態(tài)、人員闖入等,提升響應速度。
遠程控制與數據管理:支持遠程監(jiān)控與一鍵返航,遇緊急情況可快速撤離。所有檢測數據(溫度、氣體、圖像、聲音)實時上傳至智慧管理平臺,本地+云端雙重存儲,自動生成巡檢報告與趨勢分析曲線,為預測性維護提供決策依據。
智易時代輪式巡檢機器人

(1)產品定位:適用于連鑄平臺、軋鋼車間、地下管廊及開闊廠區(qū)的自驅式智能巡檢專家,具備高機動性與靈活避障能力。
(2)技術架構:
自主導航:融合激光SLAM與視覺導航技術,無需軌道束縛,即可在動態(tài)變化的車間環(huán)境中自主規(guī)劃路徑,實現定點巡檢與全區(qū)域覆蓋。
環(huán)境適應性:具備高底盤設計與優(yōu)秀的懸掛系統,能平穩(wěn)跨越連鑄坯、過鋼通道等輕度障礙;防護等級高,適應水霧、氧化鐵皮粉塵環(huán)境。
模塊化載荷:除標配的雙光譜云臺和氣體檢測外,可根據軋線需求擴展振動分析傳感器,用于監(jiān)測軋機輥系的運行狀態(tài)。
(二)巡檢場景與作業(yè)任務
高爐區(qū)域爐體熱狀態(tài)與冷卻系統診斷
巡檢對象:高爐、煤氣管道、冷卻設備
應用設備:智易時代輪式巡檢機器人
爐體溫度場監(jiān)測:搭載紅外熱成像儀,沿高爐爐基環(huán)行道路自主行進,對爐腹、爐腰、爐身中下部爐殼進行多角度連續(xù)測溫。通過熱像圖分析,精準識別爐壁局部“熱點",結合爐殼測溫數據反算爐襯侵蝕狀況,預防爐皮燒穿事故。針對風口平臺及熱風圍管區(qū)域,機器人可調整云臺俯仰角度,實現多高度位點的覆蓋掃描。
冷卻系統檢測:利用高清相機配合紅外測溫,對高爐冷卻壁進出水管路進行巡檢,實時監(jiān)測冷卻水管道外壁溫度分布,間接判斷水溫差及流量異常。通過AI視覺識別冷卻水管路是否存在滲漏、堵塞或異常振動。
煤氣泄漏防控:集成激光式氣體傳感器,在高爐爐體周邊道路行進過程中,對爐頂上升管根部、煤氣管道法蘭及閥門組進行CO泄漏遙測。發(fā)現微泄漏后,機器人自動停靠并聯動高清視頻復核,鎖定漏點位置并立即報警,有效防控煤氣中毒及爆炸事故。
轉爐/電爐煉鋼區(qū)域煤氣泄漏與閥門密封檢測
巡檢對象:轉爐、電爐、煤氣回收管道、閥門組
應用設備:智易時代防爆巡檢機器人
煤氣泄漏在線監(jiān)測:搭載激光甲烷/一氧化碳遙測模塊,沿煉鋼平臺及管道走廊行進,對煤氣柜、風機房、管道法蘭連接處進行遠距離掃描,實時定量檢測CO濃度,消除人員中毒風險。
閥門密封性診斷:通過可見光視頻與AI圖像識別技術,自動識別閥桿、閥蓋密封點是否存在滲漏痕跡;結合聲學成像儀,將人耳無法感知的微小泄漏轉化為可視化聲像圖,精準定位漏點。
冶煉煙氣捕捉:利用雙光譜熱成像監(jiān)控電爐或轉爐煙罩周圍,檢測煙氣逸散情況,輔助判斷二次燃燒或煙道堵塞故障。
連鑄區(qū)域鑄坯質量與設備狀態(tài)排查
巡檢對象:連鑄機、鑄坯、輥道、二冷室
應用設備:智易時代輪式巡檢機器人
鑄坯表面缺陷檢測:搭載高動態(tài)范圍(HDR)可見光相機,穿透二冷室水霧,對運動中的連鑄坯表面進行高頻拍攝。后端AI平臺通過深度學習算法,實時識別縱向裂紋、凹坑、劃痕及振痕異常,及時預警質量缺陷。
輥系運行狀態(tài)監(jiān)測:利用紅外熱成像儀監(jiān)測拉矯機、扇形段輥道軸承座溫度變化,判斷輥系卡阻或潤滑不良;通過振動分析模塊采集輥道運行特征,早期預警軸承磨損或輥子不轉,避免鑄坯鼓肚或劃傷。
二冷室工況巡檢:機器人自主進入二冷室,檢查噴嘴堵塞情況,監(jiān)測冷卻水分布均勻性,確保鑄坯均勻冷卻。
軋鋼機組軋機輥系磨損與振動監(jiān)測
巡檢對象:粗軋機、精軋機組、軋輥、軸承座
應用設備:智易時代輪式巡檢機器人
軋輥表面視覺檢查:沿軋線安全通道行進,搭載長焦高清相機,透過機架窗口觀察軋輥表面,利用AI圖像識別技術自動發(fā)現輥面剝落、龜裂、粘鋼及異物壓入等缺陷,避免批量廢品產生。
振動與溫度融合診斷:通過加裝的接觸式/非接觸式振動傳感器,貼合軋機牌坊采集振動數據,結合軸承座溫度趨勢,綜合分析軋輥軸承運行狀態(tài),早期預警疲勞剝落或潤滑失效。
軋制線輔助設備巡查:對軋機液壓站、稀油潤滑站進行紅外測溫與液位視覺識別,確保輔助系統正常運行。
除塵系統與煤氣主管道堵塞及腐蝕隱患排查
巡檢對象:布袋除塵器、煤氣主干管道、管托、補償器
應用設備:智易時代防爆巡檢機器人
管道壁厚與腐蝕監(jiān)測:搭載超聲導波探頭或陣列式測溫模塊,沿廠區(qū)管廊道路對煤氣管道進行連續(xù)掃查,通過壁厚減薄趨勢分析判斷腐蝕速率,預防突發(fā)性泄漏。機器人可檢測一氧化碳、甲烷、硫化氫等多種氣體濃度,實現氣體監(jiān)測與壁厚檢測的協同作業(yè)。
堵塞與積灰排查:利用熱成像分析管道外壁溫度分布,結合布袋除塵器灰斗料位視覺識別,判斷內部積灰堵塞部位,指導精準清灰。通過多時段數據對比,分析設備運行趨勢,提前制定維護計劃。
管架與補償器狀態(tài)檢測:巡檢機器人重點檢查管道支架、管托是否存在異常位移或摩擦過熱,補償器是否出現扭曲或疲勞裂紋,保障管網結構安全。所有檢測數據實時上傳至智慧管理平臺,生成可視化數據看板與趨勢曲線,支持歷史數據回溯與智能診斷。
四、方案核心優(yōu)勢
專機專用,深度適配:防爆巡檢機器人采用隔熱涂層與防爆電氣設計,可耐受煉鋼車間環(huán)境溫度驟變及輻射熱,通過Ex防爆認證,安全運行有保障;輪式巡檢機器人采用激光SLAM導航技術與高防護等級設計,適應高溫、粉塵、水霧等惡劣環(huán)境,實現精準定位與靈活避障。
多維感知,算法賦能:集成“高清可見光+紅外熱成像+激光氣體檢測+環(huán)境監(jiān)測"四維感知單元。搭載AI邊緣計算模塊,可實時識別爐壁超溫、閥門狀態(tài)、儀表讀數、人員違規(guī)行為等,現場直接輸出報警結果,響應速度提升80%。
數據閉環(huán),智慧決策:巡檢數據自動接入平臺,生成設備趨勢分析曲線(如爐殼溫度周變化趨勢、冷卻水流量衰減曲線),為高爐中修、軋輥更換等預測性維護提供決策依據,實現從“被動搶修"到“主動預防"的轉變。
五、效益分析
安全效益:實現高爐、轉爐、煤氣區(qū)域等最危險場景的“零接觸"巡檢,杜絕人員在中毒、爆炸、燙傷環(huán)境中的暴露風險。
經濟效益:通過早期發(fā)現爐壁侵蝕、管道泄漏和設備磨損,避免非計劃停機。據測算,可減少高爐休風及產線停機時間30%以上,每年挽回產量損失價值可觀。
管理效益:建立全廠冶煉設備的“數字孿生"檔案,讓設備狀態(tài)可視可控,全面提升鋼鐵廠智能化運維水平。
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