【智易时代】从人工到智能：钢铁冶炼厂区巡检机器人解决方案

一、项目背景与痛点分析

钢铁冶炼作为典型的流程型工业，其厂区环境具有高温、高压、有毒有害气体并存、粉尘浓度高等复杂特性。高炉、转炉、电炉等核心设备长期处于连续作业状态，炉体温度异常、炉壁侵蚀减薄、冷却系统失效、煤气泄漏等风险时刻威胁着生产安全。

 

 

传统人工巡检存在以下核心痛点：

高危区域人身安全风险大。高炉风口平台、炉身下部、转炉炉口及煤气管道区域，存在高温热辐射、熔融金属喷溅及煤气泄漏等风险，人工近距离巡检易发生烧伤、中毒事故。

关键数据监测盲区多。人工手持点温枪难以对炉体大面积温度场进行连续覆盖，无法及时发现炉壁局部过热、炉衬侵蚀等初期隐患；冷却水系统压力、流量的瞬时异常难以靠人工巡检捕捉。

环境制约导致效率低下。连铸及轧钢工序伴随高温蒸汽和氧化铁皮粉尘，恶劣的可见度及腐蚀性环境导致人工巡检频次无法保障，设备带病运行风险增加。

 

二、建设目标

智易时代深度融合防爆机器人技术、物联网传感技术与AI算法，针对炼铁、炼钢、轧钢全流程工艺特点，推出钢铁冶炼厂区智能巡检机器人系统解决方案。该方案以“机器换人、数据驱动、本质安全”为核心目标，以防爆巡检机器人和轮式巡检机器人为核心载体，构建覆盖冶炼全流程的立体化巡检网络。

 

三、系统解决方案

（一）核心产品

智易时代防爆巡检机器人

 

 

（1）产品定位：为焦炉、高炉、转炉、煤气柜及管道等含有易燃易爆气体的危险场所设计的智能巡检装备。机器人采用四轮驱动底盘，具备防爆、自主导航与全天候作业能力，可实现高危区域“无人化”巡检。

（2）技术架构：

防爆设计：机器人本体及电气系统严格符合国家防爆标准，可在含有H2S、CO、CH4等易燃易爆气体的环境中安全运行，从根本上消除电火花引燃风险。

自主导航与定位：融合激光SLAM导航、视觉导航与惯性导航技术，实现厘米级高精度定位。支持动态路径规划与实时避障，可根据环境变化自动优化巡检路线。机器人具备自主充电功能，低电量时自动返回防爆无线充电桩，实现7×24小时连续作业。

多维感知系统：搭载双光谱视觉系统与红外热成像仪，可实时监测设备温度场及外观状态，精准识别炉壁超温、管道裂纹等异常。内置防爆四合一气体传感器及高精度温湿度传感器，为安全生产提供全面环境数据支撑。集成智能音频系统，支持现场声音采集与远程双向语音通信。基于边缘计算的AI图像识别模块，可实时分析仪表读数、阀门状态、人员闯入等，提升响应速度。

远程控制与数据管理：支持远程监控与一键返航，遇紧急情况可快速撤离。所有检测数据（温度、气体、图像、声音）实时上传至智慧管理平台，本地+云端双重存储，自动生成巡检报告与趋势分析曲线，为预测性维护提供决策依据。

 

智易时代轮式巡检机器人

 

 

（1）产品定位：适用于连铸平台、轧钢车间、地下管廊及开阔厂区的自驱式智能巡检专家，具备高机动性与灵活避障能力。

（2）技术架构：

自主导航：融合激光SLAM与视觉导航技术，无需轨道束缚，即可在动态变化的车间环境中自主规划路径，实现定点巡检与全区域覆盖。

环境适应性：具备高底盘设计与优秀的悬挂系统，能平稳跨越连铸坯、过钢通道等轻度障碍；防护等级高，适应水雾、氧化铁皮粉尘环境。

模块化载荷：除标配的双光谱云台和气体检测外，可根据轧线需求扩展振动分析传感器，用于监测轧机辊系的运行状态。

 

（二）巡检场景与作业任务

高炉区域炉体热状态与冷却系统诊断

巡检对象：高炉、煤气管道、冷却设备

应用设备：智易时代轮式巡检机器人

炉体温度场监测：搭载红外热成像仪，沿高炉炉基环行道路自主行进，对炉腹、炉腰、炉身中下部炉壳进行多角度连续测温。通过热像图分析，精准识别炉壁局部“热点”，结合炉壳测温数据反算炉衬侵蚀状况，预防炉皮烧穿事故。针对风口平台及热风围管区域，机器人可调整云台俯仰角度，实现多高度位点的覆盖扫描。

冷却系统检测：利用高清相机配合红外测温，对高炉冷却壁进出水管路进行巡检，实时监测冷却水管道外壁温度分布，间接判断水温差及流量异常。通过AI视觉识别冷却水管路是否存在渗漏、堵塞或异常振动。

煤气泄漏防控：集成激光式气体传感器，在高炉炉体周边道路行进过程中，对炉顶上升管根部、煤气管道法兰及阀门组进行CO泄漏遥测。发现微泄漏后，机器人自动停靠并联动高清视频复核，锁定漏点位置并立即报警，有效防控煤气中毒及爆炸事故。

转炉/电炉炼钢区域煤气泄漏与阀门密封检测

巡检对象：转炉、电炉、煤气回收管道、阀门组

应用设备：智易时代防爆巡检机器人

煤气泄漏在线监测：搭载激光甲烷/一氧化碳遥测模块，沿炼钢平台及管道走廊行进，对煤气柜、风机房、管道法兰连接处进行远距离扫描，实时定量检测CO浓度，消除人员中毒风险。

阀门密封性诊断：通过可见光视频与AI图像识别技术，自动识别阀杆、阀盖密封点是否存在渗漏痕迹；结合声学成像仪，将人耳无法感知的微小泄漏转化为可视化声像图，精准定位漏点。

冶炼烟气捕捉：利用双光谱热成像监控电炉或转炉烟罩周围，检测烟气逸散情况，辅助判断二次燃烧或烟道堵塞故障。

连铸区域铸坯质量与设备状态排查

巡检对象：连铸机、铸坯、辊道、二冷室

应用设备：智易时代轮式巡检机器人

铸坯表面缺陷检测：搭载高动态范围（HDR）可见光相机，穿透二冷室水雾，对运动中的连铸坯表面进行高频拍摄。后端AI平台通过深度学习算法，实时识别纵向裂纹、凹坑、划痕及振痕异常，及时预警质量缺陷。

辊系运行状态监测：利用红外热成像仪监测拉矫机、扇形段辊道轴承座温度变化，判断辊系卡阻或润滑不良；通过振动分析模块采集辊道运行特征，早期预警轴承磨损或辊子不转，避免铸坯鼓肚或划伤。

二冷室工况巡检：机器人自主进入二冷室，检查喷嘴堵塞情况，监测冷却水分布均匀性，确保铸坯均匀冷却。

轧钢机组轧机辊系磨损与振动监测

巡检对象：粗轧机、精轧机组、轧辊、轴承座

应用设备：智易时代轮式巡检机器人

轧辊表面视觉检查：沿轧线安全通道行进，搭载长焦高清相机，透过机架窗口观察轧辊表面，利用AI图像识别技术自动发现辊面剥落、龟裂、粘钢及异物压入等缺陷，避免批量废品产生。

振动与温度融合诊断：通过加装的接触式/非接触式振动传感器，贴合轧机牌坊采集振动数据，结合轴承座温度趋势，综合分析轧辊轴承运行状态，早期预警疲劳剥落或润滑失效。

轧制线辅助设备巡查：对轧机液压站、稀油润滑站进行红外测温与液位视觉识别，确保辅助系统正常运行。

除尘系统与煤气主管道堵塞及腐蚀隐患排查

巡检对象：布袋除尘器、煤气主干管道、管托、补偿器

应用设备：智易时代防爆巡检机器人

管道壁厚与腐蚀监测：搭载超声导波探头或阵列式测温模块，沿厂区管廊道路对煤气管道进行连续扫查，通过壁厚减薄趋势分析判断腐蚀速率，预防突发性泄漏。机器人可检测一氧化碳、甲烷、硫化氢等多种气体浓度，实现气体监测与壁厚检测的协同作业。

堵塞与积灰排查：利用热成像分析管道外壁温度分布，结合布袋除尘器灰斗料位视觉识别，判断内部积灰堵塞部位，指导精准清灰。通过多时段数据对比，分析设备运行趋势，提前制定维护计划。

管架与补偿器状态检测：巡检机器人重点检查管道支架、管托是否存在异常位移或摩擦过热，补偿器是否出现扭曲或疲劳裂纹，保障管网结构安全。所有检测数据实时上传至智慧管理平台，生成可视化数据看板与趋势曲线，支持历史数据回溯与智能诊断。

 

四、方案核心优势

专机专用，深度适配：防爆巡检机器人采用隔热涂层与防爆电气设计，可耐受炼钢车间环境温度骤变及辐射热，通过Ex防爆认证，安全运行有保障；轮式巡检机器人采用激光SLAM导航技术与高防护等级设计，适应高温、粉尘、水雾等恶劣环境，实现精准定位与灵活避障。

多维感知，算法赋能：集成“高清可见光+红外热成像+激光气体检测+环境监测”四维感知单元。搭载AI边缘计算模块，可实时识别炉壁超温、阀门状态、仪表读数、人员违规行为等，现场直接输出报警结果，响应速度提升80%。

数据闭环，智慧决策：巡检数据自动接入平台，生成设备趋势分析曲线（如炉壳温度周变化趋势、冷却水流量衰减曲线），为高炉中修、轧辊更换等预测性维护提供决策依据，实现从“被动抢修”到“主动预防”的转变。

 

五、效益分析

安全效益：实现高炉、转炉、煤气区域等最危险场景的“零接触”巡检，杜绝人员在中毒、爆炸、烫伤环境中的暴露风险。

经济效益：通过早期发现炉壁侵蚀、管道泄漏和设备磨损，避免非计划停机。据测算，可减少高炉休风及产线停机时间30%以上，每年挽回产量损失价值可观。

管理效益：建立全厂冶炼设备的“数字孪生”档案，让设备状态可视可控，全面提升钢铁厂智能化运维水平。