阳极炉作为铜冶炼核心设备，炉膛温度常达1350-1450℃，需持续监控熔液温度以优化重油消耗。传统定氧枪测温存在三大痛点：

1.间歇性测量：无法实时调控工艺参数

2.高耗材成本：年消耗量达200-300支

3.数据断层：缺失连续温度曲线记录

二、红外热成像智能测温系统核心优势

1.技术创新亮点

• 精准成像：短波红外传感器+自研算法，误差<±1%
• 极端耐受：IP66防护等级，2000℃测温上限
• 智能分析：支持GB28181协议，数据云端存储
• 

2. 系统架构

炉内溶液采用短波红外作为传感器，分别搭配高性能镜头，性能优异的成像处理电路，并嵌入先进的图像处理算法，噪点低，具备防护等级高、环境适应性强、功耗低、启动快速、成像质量优异、测温范围宽、测温精准的特点，非常适合高温测温现场应用。

短波红外热像仪具体参数如下：

三、安装方案对比

方案一（炉外固定）
✓ 即装即用
✗ 监测范围仅30%熔池

方案二（摆臂式）
✓ 覆盖80%熔池区域
✓ 延长设备寿命2-3倍

四、行业应用价值

1.节能降耗：精确控温降低15-20%重油消耗

2.品质提升：温度波动减少50%以上

3.数字转型：建立完整的工艺数据库

为助力企业快速验证红外热成像方案的价值，华景康面向有色冶炼相关企业开放免费设备试用与方案定制服务，欢迎大家留言咨询！

红外热像仪的应用：应用多台红外热像仪，划分5大区域进行监测，基本覆盖目前热风炉区域监测的重点区域。该系统具备24小时全方位监测功能，能实时监控设备表面温度，超温时精确定位并实时预警，实现自动预警、截屏、图表生成及云台控制。通过数据分析预警，有效预防事故，直观判断设备运转。系统支持多预置位、多监测区域设定，图形标识重点监测区，滤除干扰。可根据部件属性单独设置测温报警参数，实时计算温度变化，提高测温分析准确度。

系统功能：

1.可实时监测区域范围内每个坐标点的温度，并支持鼠标点选查看。可圈定区域监测温度范围。

2.自动预警，自定义温度预警设置，超限温度报警。

3.自动保存温度数据和视频，支持超分辨率回放及高低温追踪报警，一键生成报告。

现场安装图：

整个窑炉的温度分布监控对于水泥质量至关重要。它还可以通过在早期阶段检测耐火材料或未充分淬火的熟料来帮助延长窑炉的使用寿命——如果不加以控制，可能会导致生产停顿。

窑炉内的条件使得温度分布监控变得困难。窑炉旋转、高温以及烧结材料沿窑炉的移动使得热电偶和其他接触式温度传感器不太好用。非接触式温度测量方式就显得非常有价值。

HJK-FBTS-XC在线式防爆红外热成像监控系统（非接触式温度测量方式）位于燃烧器下方和侧面的窑头罩的观察口可以最好地测量熟料温度，这个位置温度高，粉尘大，设备配套水冷装置，以防止损坏设备。

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、信号处理电路、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。

回转窑是水泥厂的核心设备；其工作状况直接影响水泥厂的生产效率和熟料质量。为了使回转窑保持良好的工作状态，我们必须学会在日常生产中如何正确维护回转窑。回转窑的维护有一些注意事项和说明。

水泥回转窑可能出现的故障有：

1. 窑筒在长期的过程中可能会出现径向摆动变大，导致窑尾漏料严重的情况；
2. 熟料生产过程中窑筒上下运动不受控制，会影响托辊、轮带的稳定性和使用寿命；
3. 大齿轮、托辊振动异常，窑轮传动频繁振动，影响正常生产；
4. 回转窑耐火衬砖经常开裂、脱落；
5. 熟料生产过程中，窑的传递扭矩和各轮带支撑轴的承载力发生意外变化。

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

在冶金行业中，在线红外热成像诊断技术通常用于以下方面：

1、降低热损耗，节约能源；

2、通过状态的监控，合理安排检修，并提高设备寿命；

3、通过对热像图像的分析，对现有工艺进行改进。

一、高炉炉瘤的诊断

高炉炉瘤采用在线红外热像仪检测是比较简便的方法。首先将需要检测的表面划区域进行检测，记录炉皮每一小块的温度分布，通过分析各层低温区域，从而可初步诊断出是否结瘤以及结瘤的部位。

二、高炉内衬水冷壁缺陷的检测与诊断

在线红外热像仪可对高炉表面进行分区块的检测，对得到的红外热像图进行温度分布分析。对于没有冷却器存在的部位，通过炉表面温度的不同变化，可以直接判断有无内衬缺陷，若某部位拍摄的热图温度持续上升，可以认定炉内衬已有损坏侵蚀；对于有冷却器存在的部位，可以依据热图分析表面温度分布情况，找出相对温度升高的部位，判断冷却壁损坏或炉内衬缺陷。

三、转炉

转炉结构仅仅有炉皮和炉衬，没有冷却部分。用在线红外热像仪对转炉表皮拍摄热图后，通过分析其表面温度，可直接判断炉衬的侵蚀损坏程度。

四、钢水包、铁水包

可以使用在线红外热像仪拍摄热图像来诊断钢水包、铁水包内衬的腐蚀程度，还可通过在烤包过程中的状态来寻求合理的升温速度与烤包时间。

五、热风炉

使用在线红外热像仪对热风炉进行检测，一般分为二个部分，一个是炉身，另一个是炉顶，并注意检测球顶与柱体交接部位，拍摄的热图中高温过热部位即对应耐火内衬的缺陷。

六、回转窑

通过在线红外热像仪对回转窑窑体进行检测，根据在线红外热像图上高温异常部分，可以立即诊断该高温对应部分的内衬存在缺陷，温度越高，其对应的缺陷越严重。

除此之外，冶金业还可以采用在线热像仪对厂内用电设备，如变压器、变电室开关接点和电缆等电气设备连接点进行检测，对大量机械传动装置、风机马达轴承进行检测，对钢芯温度及验证钢锭液率情况进行检测，降低能源及材料的消耗，提高钢锭的质量。

1.热成像技术在回转窑检测中的应用现状

目前，回转窑是我国冶金、建材、化工厂和硅酸盐工业的重要设备。据有关统计表明，60%以上的停窑是由于窑内衬损坏造成的。回转窑内衬主要是耐火砖组成耐火砖长期与物料摩擦并处于高温状态，将导致耐火砖变形、磨损严重甚至掉砖。这样不仅影响正常生产，而且浪费能源，增加了生产成本。回转窑表面温度在线监控技术使现场工作人员能及时了解窑内的温度和耐火材料的变化情况，并根据实际情况安排检修人员进行维修，大大提高生产设备故障检测效率和准确率。

2.回转窑对热成像技术的应用需求

2.1回转窑的工作特点

回转窑由筒体、传动装置，托轮、转轮等支撑装置，窑头、窑尾密封装置，窑头罩以及燃烧装置等部分组成。回转窑筒体是受热的回转部件，筒体上设置有测温和取样孔装置，有的窑还需要专门配置红外测温仪对筒体表面进行温度监控。红外成像技术已经应用在回转窑窑内物料温度测量和回转窑表面温度检测中。

2.2回转窑的常规检修方法检修手段

对回转窑的检修，目前采用的做法是严格地执行定期大修制度。操作规程上规定，耐火砖每运行150天要更换一次，而实际运行可达210天左右。回转窑的两次中修之间的检测，常规做法是检测工人利用手持式测温仪器，结合其检测经验，对可能出现的损坏的回转窑局部进行温度测量，然后对有温度异常的回转窑进行记录、检修。这种方法主要是依靠检测工人的经验，对有限的点进行温度测量，而不是对回转窑整体测量，因此有一定的局限性、随意性，容易漏检。

检修难点

回转窑的体积较大，并且在一直旋转。而且检修工人的检测工作量大，一次检测的时间也比较长。同样，有时因为存在故障没能及时检修，也会导致事故发生，造成严重的后果。鉴于这种现状，目前正在加强各种在线监测手段，改革定期大修制度，逐步向预知性维修制度过渡，红外热成像是其中的一种重要的在线监测手段。

2.2回转窑红外热像检测的优势

红外热像仪可以快速方便地获取回转窑外壁的二维热像图，即外壁表面温度场。由于回转窑外层的金属与内层的非金属材料的导热有明显的差异，衬里损伤的程度、类型和分布状况是造成回转窑外壁表面温度场分布不同的直接原因，因此内部衬里的主要缺陷在红外图像中均能得到不同程度的反应。

回转窑衬里的损伤类型大致分为减薄、裂纹、鼓包和脱落等类型。虽然每类损伤与红外热像图的严格的理论关系尚未建立，但通过红外热像图的分析与衬里检查的对照，每类缺陷的红外图谱都有各自的特征。例如，从形状上讲，对一般长条形或细长型的超温区对应的裂纹型损伤，当超温区的最高温度大于一定值时，可诊断为贯穿裂纹损伤；当温度适中时，则可能是一般的裂纹。超温区的平均温度超过一定值，则一般可诊断为脱落损伤；超温区的平均温度低于一定值，且温度梯度较小时，一般可诊断为减薄。

利用红外热像，通过对回转窑外表面温度场的在线非接触的红外热像测试，从而分析、判断、考察其内部衬里工作状态是科学有效的手段，对保证回转窑长周期运行能提供切实可行的依据。

二、回转窑红外热像检测与测温的现状

1.利用手持式热像仪对回转窑进行定期检测

目前，手持式热像仪在钢铁行业已得到了广泛的应用。例如利用手持式热像仪来判别蒸汽管道、热水管道的堵塞状况，寻找堵塞点；对高压电气设备进行定期检修，检测此类设备的触点是否过热；还可以检测某些转动（运动）设备因磨擦而发热的部位。钢铁企业中的生产设备，包括高炉、热风炉、热风管道、加热炉、均热炉、各类炼钢炉等，与回转窑一样，都是带耐火内衬的高温服役设备。手持式热像仪也已大量用于此类设备的检修，用于判断耐火材料的损坏程度，起到预防性维护的作用。

手持式热像仪拍摄的红外和可见光图片利用手持式红外热像仪对回转窑进行检测，主要是针对回转窑的定期性维护。检修人员定期到现场对回转窑进行观测，先将热像图存储在热像仪自带的存储卡中，然后利用电脑读取和分析采集的图片，形成报告。此报告也主要用于回转窑中修时的辅助性定位。因此，利用手持式热像仪对回转窑进行定期检测具有限性：

1) 分析回转窑红外热像时，采用的是通用的分析软件，没有结合回转窑内衬 损坏的红外图谱特征，对缺陷点的判断主要凭借检修人员的经验。因此，检修人员能确认的缺陷往往是较为严重的损伤，通常也无法给出更具体的，有关损伤类型和程度的信息；

2) 由于是周期性检测，因此对缺陷的发现也具有一定的偶然性，不能完全避免重大事故的发生；

3) 人工检修的工作复杂，要利用红外热像仪对所有处于使用期的回转窑，进行 一次检修的工作量非常大。如果分期分批检修，检修间隔就会延长，不利于回转窑内衬重大损伤的及时处理。

2.扫描式回转窑红外热像检测系统

红外热像仪安装在回转窑两侧的轨道上，红外扫描仪在扫描过程中同时在X轴方向往复运动。从扫描成像的工作原理可以看出，红外扫描仪需要往复运动，此系统才能检测到回转窑的完整成像。而且当回转窑和红外扫描仪尽可能匀速运动时，获取的红外热像比例才与回转窑的物理比例相符，即成像不发生畸变。

由此可以看出扫描成像的局限性，没有焦平面成像的直观和真实，图像细节不够清晰，即温度的分辨能力不够。

三、回转窑红外热像检测系统

经过现场测量现场尺寸如下：

回转窑尺寸：70000×Φ4200mm；

现场安装距离：15000mm；

红外热像仪参数如下：

计算出红外热像仪观测对象的最大长度为17000mm，回转窑需要监测的长度大约为62000mm。要对整个回转窑监测至少需要在4个预置位上对回转窑进行周期性红外拍照。该检测系统有两种方案，下面详细介绍。

方案1 安装一台红外热像仪，并对红外热像仪配置轨道，利用轨道控制系统使红外热像仪在指定的位置停止并周期性拍照。现场安装示意图、系统结构图如下页所示。

安装示意图

系统结构图

若采用此方案，整个系统由红外图像采集系统、滑轨运动控制系统、红外后端分析系统构成。其中红外图像采集系统由一台红外热像仪及网络接入系统构成，实现回转窑红外图像采集和传输功能；滑轨运动运动控制系统由电机、电机驱动器、传感器、滑轨、运动控制器构成，实现轨道车的定位功能；红外后端分析系统由服务器和分析软件构成，完成回转窑表面温度场场数据的存储、分析功能。

方案2安装三台带云台的红外热像仪，每台红外热像仪分别设置3个预制位，三台红外热像仪对整个回转窑的表面监测。现场安装示意图、系统结构图如下。

若采用此方案，整个系统由红外图像采集系统、云台控制系统、红外后端分析系统构成。其中红外图像采集系统共由三台红外热像仪和云台以及网络接入系统构成。红外图像采集系统和红外后端分析系统功能和方案一相同。

两种方案的热像仪均安装在回转窑一侧。由于回转窑本身不断旋转（一般转速为转速0.5~2 rpm），热像仪定时（如每5~10秒）采集回转窑温度场数据即可覆盖回转窑全部区域。

另外红外热像仪安装在回转窑附近，要经受风、雨、雪等恶劣气候，以及高温和粉尘的考验。因此，红外热像仪的防护性外壳必须具备防尘、防雨的能力， 在环境温度较高时，还要能对热像仪进行降温，以保证工作的可靠性。额外配置镜头防护组件、探测器防护组件、防尘保护装置。

方案1现场安装难度较大，需要新安装滑轨，另外轨道车长时间运行，使用寿命有限，需要定期维护。此外滑轨稳定性也会影响这个回转窑红外监测系统的精确度；方案2可以利用回转窑周边现有支架固定安装，施工安装方便可靠，回转窑与云台之间的通讯控制技术也相对成熟，我们推荐使用方案二。

四、技术手段及功能实现

1.红外焦平面成像技术

红外热像仪采用的是先进的非制冷焦平面探测器，像元数为384×288，热像仪对目标每次成像的采样点为110592个。因此，热像仪可以将整个回转窑表面的温度特性形成一个平面图像。探测器灵敏度高，温度分辨率为0.12℃，回转窑表面微小的温度变化也可反应出来。此外采用焦平面成像，热像图无任何畸变，热像比例与回转窑实体的比例完全一致，可以直接根据热像上的温度异常点，找到回转窑体上的对应点，便于损伤点定位。

1.1红外实时测温技术

红外热像采用计算机计算技术，根据红外原始数据计算出对象表面的温度数据。并将温度数据存储统计分析。

2.转窑表面温度分析功能

2.1回转窑表面温度数据统计

结合宝钢钢包监测项目经验，针对回转窑监测系统设置如下功能：根据统计的温度场数据按回转窑分区建立最高温度趋势分析图表，结合检修经验建立回转窑表面不同区块的报警值阈值，通过预警分析，使回转窑安全使用的前提下延长使用寿面，节约耐材；根据平均温度判断煤渣堵塞故障，及时发现煤渣堵塞的故障。

2.2回转窑内衬损坏报警

下图为回转某个区块多次表面温度场数据采集的最高温度历史记录曲线，根据统计钢包表面温度场数据和经验值设定合理的报警值，当钢包表面最高温度达到报警值时实时提醒工作人员安排检修工作，使回转窑在保证安全生产的前提下延长使用寿命，从而降低生产成本。红外成像系统本身采用的是焦平面成像技术，当发现故障时能根据报警点的红外图片推算出故障点的实际位置。

2.3回转窑煤渣堵塞报警

回转窑长时间运行后可能局部区域有煤渣附着在内壁，不及时清理将可能造成煤渣堵塞。而该区域与其它区域由于耐热层不同会导致表面温度不同。利用此特点，我们在试运行期间多次测量回转窑各区块表面温度，并对这些温度数据的平均温度、最高温度进行记录统计。对此历史记录曲线进行统计并根据经验可推断出煤渣堵塞平均温度报警阀值。再对回转窑表面温度实时测量并与煤渣堵塞平均温度报警阀值比较，进而可判断出回转窑内有煤渣堵塞故障。

3.回转窑红外热像检测系统方案可行性

武汉华景康光电科技有限公司是一家专业提供红外热像仪产品及行业应用解决方案的高科技公司。公司红外热像仪产品系列目前主要覆盖电力系统、钢铁冶金、安防监控等领域。因公司产品具有在线实时监测、测温精度高、定制客户应用功能等特点，成功中标国家电网某变电站电力监控系统，该系统中我们成功运用云台控制系统、热像仪成像及精确测温。

在钢铁冶金应用方面，我们的钢包红外热像检测系统成功应用于宝钢某炼铁厂。该系统中我们积累了钢包的红外热像数据，并对高温冶金测温精度有所提高。在该系统中我们针对冶金行业特定应用定制开发出丰富的功能，方便操作工人使用。回转窑红外热像检测系统将集成变电站电力监控系统中的云台控制系统、热像仪成像系统和钢包红外热像检测系统的用户界面功能，主要系统部件均经过成功应用和客户体验，因此方案具有很高的可行性。

适用机型