【智易时代】冶金行业（渣包冷却）智能轮式巡检机器人建设方案

一、项目背景

冶金、焦化、化工及钢铁等行业的设备常具备易燃易爆、易导致环境污染等特性。若出现异常未能及时识别与处理，不仅影响企业正常生产，还可能威胁周边人员生命财产及生态环境安全。此外，各类设备需由专业人员定期巡检，以强化安全管理。为此，亟须推进巡检技术研究，借助机器人辅助或替代人工巡检，在显著减轻一线员工劳动强度的同时，降低人工作业风险，实现高效、可靠的设备巡检，全面提升企业本质安全水平。

随着科学技术的持续进步，各类工业机器人已在众多领域得到广泛应用。面对高风险作业环境，冶金、化工等企业尤其迫切需要将机器人技术引入设备巡检流程，从而在有效降低安全事故发生率的同时，推动企业智能化转型升级。为此，智易时代专门研发了轮式巡检机器人，为企业提供更安全、更智能的专业化解决方案。

二、行业背景

在黄金冶炼过程中，熔融渣被倒入渣包，运送至缓冷场进行数日甚至数周的自然冷却。此过程旨在促进渣中铜、银等有价金属的相晶析出，是提高金属回收率的关键环节。传统人工巡检渣包存在安全风险高、数据不精确、劳动强度大、管理数字化程度低等核心痛点。

渣包现场图

三、建设目标

建设一套以智能巡检机器人为核心，集渣包温度场精准监测、表观状态智能识别、环境气体安全监测、数据智能分析与预警于一体的无人化巡检系统，最终实现：

安全低风险：替代人工进入高危区域进行渣包巡检。

冷却过程可控：实现对每一个渣包冷却曲线的全程精准监控与优化。

管理数字化：建立全厂渣包的“数字孪生”档案，一键可查所有历史数据。基于大数据分析，为工艺优化提供科学依据，提升回收率。

四、智能轮式巡检机器人系统

智能轮式巡检机器人系统由机器人本体、无线通信基站、自主充电装置及远程控制站共同组成，可代替巡检人员进行设备及环境巡检，减轻巡检人员的劳动强度，降低巡检过程中存在的安全隐患，提升巡检质量。

轮式巡检机器人

 

本产品是一款专为危险与复杂环境设计的智能巡检机器人，能够在冶金企业常见的易燃、易爆和腐蚀性环境中安全稳定运行。机器人搭载四转四驱多模态移动底盘，支持四轮独立驱动与转向，具备横向移动、原地转向和多地形自适应能力，兼具越野性能与低噪平稳运行特性，适用于烧结、炼铁、渣处理等室内外多种冶金场景。

设备支持模块化集成红外热成像仪、气体传感器、360°高清云台相机等各类探测设备，实现多维度数据采集与监测，并依托高精度导航与多传感器融合技术，实现自主避障、路径规划与多目标点自动巡航。借助升降云台与声源定位相机，可显著扩大监测范围并精准识别泄漏点与异响源。通过边缘计算实时分析温度、振动、噪声、气体浓度等多元数据，对设备异常进行早期预警，响应速度较人工作业提升80%以上。机器人支持5G/Wi-Fi/专网多模式通信，保障数据高速低延时传输与云端协同，结合数字孪生与可视化平台，用户可远程实时查看视频、接收报警、自动生成巡检报告及回溯历史数据，显著提升冶金企业运维效率与系统智能化管理水平。

无线基站

无线基站通过光纤实现多台基站之间的稳定互联，确保通信数据可靠传输，并支持机器人在指定点位将数据实时上传至上位机。该基站基于WiFi无线类型，覆盖距离可达200米，适用于复杂工业环境中的连续监测与控制任务。

自主充电装置

自主充电装置由充电桩和充电控制箱组成，两设备之间通过电缆连接，可在安全区域内实现自动充电，并支持手动应急充电操作。该装置采用可靠的充电电气闭锁技术，确保在非充电或故障状态下断电，保障运行安全。当机器人满足充电条件时，可自主返回充电位置进行无线充电，无需人工干预，满电后自动继续执行巡检任务。机器人本体搭载无线充电接收端，与充电桩的发射端配套，通过数据通信实现精准控制。

五、智能巡检软件平台

通过轮式巡检机器人软件平台，可实现对机器人的远程控制。平台部署于远端控制站，集成于控制室，实时展示机器人采集的视频及各类参数。系统检测到设备异常时，机器人本体与工作站均发出声光报警，提示及时检修。支持实时与历史报警记录存储，可按日期、设备查询信息及存档图像。

 

核心功能实现

1.自动化巡检

支持多路线与计划任务设置（如每2小时常规巡检、每班全面巡检），机器人自动按预设路径执行任务并返回充电。

2.AI智能识别与分析

设备状态识别：基于可见光图像识别渣包倾斜、变形、裂缝等机械损伤；

表观状态识别：识别场地是否有积水、冒烟、明火等异常现象；

智能读表：自动识别并记录现场压力表、液位计等仪表读数。

3.渣包温度场智能分析

超温报警：设定阈值（如＞400℃），自动标记与报警；

冷却速率分析：系统自动绘制每个渣包的时间-温度冷却曲线。若实际曲线严重偏离标准工艺曲线，系统发出预警，提示“冷却过快”或“冷却过慢”；

不均匀冷却识别：AI分析热像图，识别渣包表面是否存在过大温度梯度，提示可能存在“结壳”或“内部空洞”，影响金属回收。

4.渣包表观状态AI识别

渣包ID自动识别：OCR技术自动读取编号，将所有巡检数据与该编号绑定，形成“一包一档”。

裂纹与变形识别：深度学习算法训练模型，识别渣包外壳的细微裂纹和结构性变形，预警倾覆风险。

渗漏识别：识别渣包底部或壁部是否有异常颜色的凝结物或潮湿痕迹，判断是否发生渗漏。

5.多模态数据融合预警

融合红外温度、气体浓度与可见光图像，进行联合分析，提升预警准确性。示例预警包括高温与裂纹复合风险、冷却速率异常、区域环境异常等。

6.实时监控与应急联动

支持手动遥控抵近观察，发生紧急报警时通过声光报警、短信、APP推动等多方式通知值班人员，并可联动厂区消防与通风系统启动应急预案。

7.数字化报表与趋势分析

自动生成日、周、月巡检报告，包含巡检概览、异常统计、处理情况等。

记录历史温度数据，生成渣包冷却曲线，为优化缓冷工艺参数（如喷淋水量、冷却时间）提供数据依据。

8.数字化渣包档案与可视化

平台为每个渣包建立全生命周期数字档案，包括：入库时间、初始温度、冷却曲线、所有历史巡检图像、报警记录、处理情况等。通过厂区地图可视化界面，可实时查看所有渣包的位置、当前表面温度（用颜色梯度显示）、健康状态（绿色正常、黄色预警、红色报警）。

六、效益分析

安全效益：

实现本质安全，杜绝人员伤害风险。

经济效益：

提升金属回收率，微小提升即可带来显著收益；

减少2–3个高危岗位，降低人力成本；

避免因渣包倾覆、破裂导致的设备损坏和生产中断损失。

管理效益：

实现渣包冷却过程的标准化、精细化、可视化管理。

积累的工艺大数据为未来建设“黑灯工厂”、实现全面智能化打下坚实基础。

本方案不仅是实现“机器换人”的自动化升级，更是一项以数据驱动工艺优化的战略性投资。它将传统依赖人工经验的渣包缓冷这一“黑箱”操作，转化为透明化、可控制、可优化的现代工艺流程，成为黄金冶炼企业迈向工业4.0的重要里程碑。