锌挥发回转窑|锌冶炼回转窑工作原理就是煅烧锌、处理含锌物的整个过程和原理。一般多采用氧化锌回转窑处理含锌的滤饼。滤饼中的锌主要以铁酸锌、氧化物和硫酸盐形态存在，在氧化锌回转窑的高温下，铁酸锌和固体碳作用，还原为金属锌，同时锌、铅、镉的硫酸盐也被还原，井以硫化物和金屈形态挥发出来。从固相中还原和挥发出来的金属，在窑气氛作用下，又重新氧化，最后主要以氧化物形态产出。

锌挥发回转窑红外解决方案：

HIRDA-NK-A系列内窥式气动超高温红外热成像温度检测与分析系统，为锌挥发回转窑温度监控，提供了一整套全面的解决方案。

安装图：

HIRDA-NK-A系列内窥式气动超高温红外热成像温度检测与分析系统由红外热成像机芯、耐高温红外热成像镜头、自动回缩保护装置、炉壁安装套件、空气过滤系统和现场设备箱、算法服务器以及智能测温软件等组成。

将耐高温红外热成像镜头安装在能够伸缩的金属防护罩中，通过伸缩装置将耐高温红外热成像镜头直接伸入至窑炉内（1600℃以下），红外热成像机芯停留在炉外，实现对窑内运行工作状态的连续实时监视。

通过压缩的冷却空气或冷却水，对护罩进行冷却，使红外镜头工作在较适宜的温度；同时对镜头进行吹扫，防止炉内灰尘附着在镜头保护窗口上；系统内置高温保护电路，一旦冷却气体或冷却水发生循环异常，即回缩镜头，防止被窑内高温损伤。

具有耐高温、耐腐蚀、免维护的特点，能够实时显示窑炉内部各种复杂的工况，在摄像探头吹扫压缩空气正常的情况下，适用于各种正压窑炉。

系统特点：

• 具备全天候被动红外测温功能
• 采用自研测温校正算法，实现精确温度测量
• 支持onvif协议，可接入主流NVR；
• 不依赖系统平台，可直接网页登录ip进行访问图像和配置，可直接输出报警信号到PLC或者报警器；
• 伸缩长度可定制，适合各种壁厚的窑炉
• 螺旋风幕设计，镜头不积灰
• 整体不锈钢材料，耐腐耐温
• 直视型内窥镜头
• 自动退出保护装置, 退出故障指示
• 气动传动机构
• 耐高温光学针孔镜头，带防尘高温镜片
• 超温、欠压、停电自动退出炉膛

铝灰(渣)在潮湿的空气中易发生反应生成氨气、甲烷、氢气等有毒、有害、易爆气体，是一种需要及时处理的危险固体废弃物。铝灰中含有铝单质、氧化铝、碳化铝、硅、氟化物、氯化物等成分。其中，氧化铝占70%以上，具有较高的回收利用价值。铝灰回转窑工艺流程处置二次铝灰主要是由高温煅烧，使铝灰和石灰石高温发生反应，生成铝酸钙。温度控制对于生产具有非常重要的作用。

HIRDA-NK-A系列内窥式气动超高温红外热成像温度检测与分析系统，为铝灰回转窑温度监控，提供了一整套全面的解决方案。

系统简介：

HIRDA-NK-A系列内窥式气动超高温红外热成像温度检测与分析系统由红外热成像机芯、耐高温红外热成像镜头、自动回缩保护装置、炉壁安装套件、空气过滤系统和现场设备箱、算法服务器以及智能测温软件等组成。

安装图：

将耐高温红外热成像镜头安装在能够伸缩的金属防护罩中，通过伸缩装置将耐高温红外热成像镜头直接伸入至窑炉内（1600℃以下），红外热成像机芯停留在炉外，实现对窑内运行工作状态的连续实时监视。

通过压缩的冷却空气或冷却水，对护罩进行冷却，使红外镜头工作在较适宜的温度；同时对镜头进行吹扫，防止炉内灰尘附着在镜头保护窗口上；系统内置高温保护电路，一旦冷却气体或冷却水发生循环异常，即回缩镜头，防止被窑内高温损伤。

具有耐高温、耐腐蚀、免维护的特点，能够实时显示窑炉内部各种复杂的工况，在摄像探头吹扫压缩空气正常的情况下，适用于各种正压窑炉。

系统特点：

• 具备全天候被动红外测温功能
• 采用自研测温校正算法，实现精确温度测量
• 支持onvif协议，可接入主流NVR；
• 不依赖系统平台，可直接网页登录ip进行访问图像和配置，可直接输出报警信号到PLC或者报警器；
• 伸缩长度可定制，适合各种壁厚的窑炉
• 螺旋风幕设计，镜头不积灰
• 整体不锈钢材料，耐腐耐温
• 直视型内窥镜头
• 自动退出保护装置, 退出故障指示
• 气动传动机构
• 耐高温光学针孔镜头，带防尘高温镜片
• 超温、欠压、停电自动退出炉膛

窑在旋转过程中的可能发生弯曲和扭转会损坏耐火材料，必须进行修复，修复过程涉及耐火材料的浇注。否则，在定期维护期间需要更换耐火材料。

在某些场景，可以根据窑的外表面温度来确定内部耐火材料的厚度。这其中涉及许多未知因素，包括表面发射率、传热变化、材料温差和燃烧器火焰影响。估算衬里厚度时必须考虑这些因素。

HJK-FBTS-XC在线式防爆红外热成像监控系统通过卓越的性能提供准确的温度数据，为了衬里耐火材料厚度的计算助力。

HJK-FBTS-XC在线式防爆红外热成像监控系统功能特性：

1. 采用非制冷焦平面探测器、高性能红外镜头、型号处理电路、并嵌入先进的图像处理算法，具备功耗低、启动快速、成像质量优异、测温精准等特点；
2. 具有全天候被动热成像功能，具备较强的穿透烟雾性能，可在较宽的环境温度范围使用；
3. 采用自研测温校正算法，实现精确温度测量；
4. 防护罩采用耐高温合金材料制成，具有耐腐蚀、耐高温性能。窥孔直径2mm，在冷却介质及风吹扫后，在耐高温、防粉尘等性能方面更为优良，大大提高使用寿命。
5. 在镜头前采用多道风屏，既可以起到降温的作用，更重要的作用是挡去了窑内的飞砂、熔融物等，使镜头不受污染和侵蚀，保持图象永久清晰。
6. 对压缩空气采用空气净化器，始终保持镜头无污，保证图像清晰。
7. 具有断水、断气、断电、温度高自动退出功能。
8. 全自动进入功能，气压压力、水流量、高于设定值，温度低于设定值，探头自动伸进窑炉监测炉内情况。

西南国有大型钢厂石灰窑红外与视频监控项目。

之前工人是通过手拿面罩的方式在观察孔看窑内熟料情况，此方法有安全隐患且人工强度大，业主想通过7*24小时不间断的方式监测窑内情况，并且把所获取的温度数据和数字化系统对接。

窑侧视图

项目存在的问题

1、业主每8个月要大修，炉膛成像装置不能进入太深，以免维修的时候不好开门；

2、大修的时候周边会有小车还有耐火砖，可以选择安装的地方不多；

3、气管支撑架在进出的炉口，会妨碍人员流动；

4、人员通过观察孔观看，全凭经验，无法准确获得窑内的温度；

5、数据不好记录和上传。

远景图

方案

通过在窑头罩右侧布置两台炉膛成像装置，装置进入深度不超过20cm，在氮气源下方安装接线箱把气源接入进来，从平台下方打孔，用波纹管从下方穿入再从另外一头穿出接入炉膛成像装置，通过7*24小时不间断的检测输出高清视频和红外视频到中控室。

安装位置侧视图

气源

方案特点

1、一体化方案：无需配置任何其他设备即可使用；

2、退出保护装置：在高温或者断气的情况下退出保护炉膛成像装置里面的设备；

3、大视场角镜头：在插入不深的情况下可以看清楚窑内情况；

4、网络机芯：压缩数据或者全码流可以传输给业主系统。

炉膛成像系统安装点

应用系统

在线式防爆红外热成像监控系统HJK-FBTS-XC

回转窑窑内视频监控HJK-FBTS-PG

带来的价值

7*24小时检测，将温度数据传至现场人员，有利于去判断石灰熟料烧成情况，将数据传至业主的数据化大平台，做到数据可以追源、记录、后期分析。

红外图

中控室

国有大型钢企在西南的特殊金属制品生产基地2个回转窑的测温。该回转窑平台上面已经部署了结圈料机器人，但是滚筒时常会有大的结圈料掉落砸到机器人或者压着机器人破碎杵使机器人无法正常工作，因此需要有一套预警系统给机器人提示，当大的结圈料到来时，提前3S发报警信号给到机器人。另外机器人在结圈料堆积的时候没有对应坐标提示导致无法精准破碎。

部分识别区域示意图

2号窑红外视频

项目存在的问题：

1、结圈料掉落砸到机器人或者压着机器人无法工作；

2、没有对应的结圈料坐标给到机器人去打结圈料。

现场人工捣结圈料工具

具体方案：

通过在窑头罩正门布置红外热成像系统，红外捕捉物体热辐射，形成高清图片，提取坐标信息，指导机器人作业。同时在侧面安装炉膛热成像系统，该系统选取大视场角的镜头，可以覆盖滚筒4点到7点的方向以及结圈料掉落区域，通过特有的结圈料识别算法，在料还没到滚筒边缘时，就开始识别，识别成功后发出报警信号，让机器人手臂先退出窑内部。

1号窑正面相机位置

2号窑正面相机位置

侧面安装位置

方案特点：

一体化方案：无需配置任何其他设备即可使用；

退出保护装置：在高温或者断气的情况下退出，保护炉膛成像装置里面的设备；

大视场角镜头：在装置插入不深的情况下可以看清楚窑内情况；

网络机芯：压缩数据或者全码流可以传输给业主系统；

精准算法：结圈料来料报警以及结圈料空间位置坐标输出。

应用系统：

在线式防爆红外热成像监控系统HJK-FBTS-XC

带来的价值:

此两套系统能有效的保护机器人，同时提高破碎作业效率。

现场安装图

热处理是处理危险废物最有效的方法，而回转窑是危险废物处理中最有效的设备。回转窑筒体外表面温度是回转窑设计与运行的重要工艺参数，回转窑筒体外表面温度设计过高既不利于人员现场操作也不利于提升窑内热效率；回转窑筒体外表温度设计过低一方面增加投资与运行成本，另一方面危险废物焚烧产生的烟气中酸性物质(二氧化硫、氯化氢等) 与水蒸气混合腐蚀耐火砖和筒体。在线红外热成像测温系统能对冶金有色行业的回转窑筒体表面温度连续在线实时监测与分析预测，防止由于过烧等原因造成窑衬与窑筒体损坏，提高生产效益。本文基于在线红外热成像测温监控系统，收集与分析生产工艺数据，结果表明在线红外热成像测温监控系统能够保证回转窑(Rotary kiln，简称RK) 筒体外表测温的实时性与长久性，监控窑皮的建立和运行。

1.红外热成像测温对回转窑运行的应用

1 .1 保证回转窑筒体外表测温的实时性与长久性

目前常用于危险废物焚烧回转窑筒体外表温度测量的仪器为手持便携式红外测温仪，该仪器由人工现场巡检，成本较低，但过于依赖人力，不能全面及时的测量。在线红外热成像测温监控系统具有界面友好、数据采集高效、数据保存永久、功能多样化等优点。如图1~图4所示。

图1 在线红外热成像系统的界面

图2 回转窑在线红外热成像分段分区域画面

图3 实时监控某个区域的温度曲线画面

图4 回转窑转动一圈筒体温度画面

1.2 监控窑皮的建立

大部分工业危险废物焚烧处置主体设施借鉴并采用了发展非常成熟的水泥工业生产中的回转窑设备，同时也采用其挂窑皮技术。为延长耐火砖的使用寿命及运行周期，降低运行成本，有必要在其表面再加上一层坚固的保护层，也就是在砖表面覆盖一层“窑皮”，从而延长耐火砖使用寿命及运行周期，降低运行成本。但窑皮的建立和运行依赖现场人员通过窑尾视镜和窑尾温度，没有可量化的标准去判断窑皮是否建立。采用红外热成像测温技术监测回转窑筒体外表温度变化，对监控回转窑窑皮的建立和运行具有参考价值。

图5 建立窑皮时回转窑筒体外表红外测温曲线图

回转窑的建立要综合考虑进窑物料的比重、含水、pH值等参数。图5为建立窑皮时回转窑筒体外表红外测温曲线图，根据建立窑皮时间采集了11组数据，图5中第一至第八段排序依据窑头至窑尾分段原则。建立窑皮主要经历了升温熔化与降温成形过程，由图5可知，曲线a、b、c、d为建立窑皮时回转窑筒体外表温度升温曲线，该过程中建立窑皮所需物料均匀进入回转窑，喷射辅助燃油燃烧提供足够热量不断熔化物料，通过窑尾视镜可观察到物料熔化成窑皮；曲线e为建立窑皮时回转窑筒体外表温度最高点曲线，最高段为第四段(293. 2℃) 此时已停止建立窑皮所需物料进入回转窑；曲线 f、g、h、i、j、k为建立窑皮时回转窑筒体外表温度降温曲线，该过程中减少辅助燃料用量，降温至窑皮成形，此时通过视镜可观察到窑皮已建好。第八段为窑尾，因窑尾配置窑尾冷却风机且为物料燃尽区域，因此筒体外表温度最低。

图6 未投料与投料时回转窑筒体外表红外测温曲线图

窑皮对回转窑筒体和耐火材料具有保护作用，图6为未投料与投料时回转窑筒体外表红外测温曲线图，由图6可知，窑皮建好后，未投料时回转窑筒体外表温度最高段为第四段(206. 1℃)，最低温度段为第八段(154. 8℃)；窑皮建好后，投料时回转窑筒体外表温度最高段为第四段(202. 9℃) 且为尖峰，推测第四段为物料最佳燃烧段，最低温度段为第八段(149. 5℃)。第八段为窑尾，筒体外表温度较低的原因是窑尾配置了窑尾冷却风机，另外窑尾为物料燃尽区域，筒体外表温度较低。

1. 3 监控窑皮的运行

一般通过运行时间和通过窑尾后视镜人为观察判断窑皮的减薄的情况，但该方法只是经验判断，对于生产人员具有局限性。通过积累回转窑筒体外表红外热成像测温数据，可提供一种判断窑皮减薄情况 的方法。图7为建立窑皮后回转窑正常运行时筒体外表红外测温曲线图。由图7可知，曲线A为窑皮刚建好后转窑正常运行的筒体外表红外热成像测温曲线，最高段为第四段(214. 0℃)，最低温度段为第八段(150. 6℃)。曲线B至G为窑皮运行20天内的筒体外表红外热成像测温曲线，由曲线B至G可知，随着窑皮运行时间的增加，回转窑筒体外表每段的温度均呈上升趋势，表明窑皮随着运行时间的增加窑皮厚度在逐渐减薄。曲线H的最高段为第四段(292. 1℃)，与建立窑皮时第四段的最高温度(293. 2℃) 相差不大；最低温度段为第八段(196. 6℃)，表明窑皮已经没有了需要重新建立窑皮。

图7 回转窑运行时筒体外表红外测温曲线图

2.总结

本文介绍了在线红外热成像测温的实时性与长久性，分析了回转窑筒体外表温度曲线与窑皮建立与 运行的关系，结果表明窑皮建立过程中，筒体外表温度曲线变化为先升高后降低的趋势；窑皮运行过程中，筒体外表温度曲线变化为逐渐降低的趋势。窑皮对回转窑筒体和耐火材料具有保护作用，因此回转窑筒体外表温度曲线与窑皮建立与运行的关系值得进一步研究。

基于在线红外热成像测温的实时性与长久性，在线红外热成像测温系统还可用于监控并分析回转窑筒体或耐火砖的腐蚀减薄情况发生，监控回转窑焚烧物料的燃烧工况。

适用机型