核心问题聚焦:AI双重预防机制系统识别高温喷溅风险的维度构建逻辑
导读
在钢铁企业转炉炼钢环节,高温喷溅是典型的重大安全风险隐患。转炉内高温熔体(钢水、熔渣)温度可达1500℃以上,一旦发生喷溅,高温液体会瞬间飞溅至炉外,极易造成人员烫伤、设备损毁,甚至引发火灾、爆炸等连锁事故,严重威胁生产安全。传统高温喷溅风险识别依赖操作工“看火色、听声音”的经验判断,受人员状态起伏、疲...
在钢铁企业转炉炼钢环节,高温喷溅是典型的重大安全风险隐患。转炉内高温熔体(钢水、熔渣)温度可达1500℃以上,一旦发生喷溅,高温液体会瞬间飞溅至炉外,极易造成人员烫伤、设备损毁,甚至引发火灾、爆炸等连锁事故,严重威胁生产安全。传统高温喷溅风险识别依赖操作工“看火色、听声音”的经验判断,受人员状态起伏、疲劳作业、经验差异等因素影响,存在识别滞后、漏判率高、难以捕捉早期征兆等问题。而AI双重预防机制管理信息系统的深度应用,结合安全信息化建设成果,通过构建多维度、全流程的风险识别体系,从根本上破解了这些痛点,实现对高温喷溅风险的精准识别、分级预警与动态管控,筑牢风险分级管控和隐患排查治理双重防线。

安全信息化建设是AI双重预防机制系统有效运行的基础支撑。传统安全生产管理模式下,转炉炼钢的工艺参数、设备运行数据、炉内反应状态等信息分散存储于不同系统,缺乏统一的采集、整合与分析平台,导致高温喷溅风险识别缺乏全面的数据支撑,难以形成系统性、前瞻性的判断。安全信息化建设推动下,转炉车间搭建了一体化数据采集与传输体系:通过在转炉炉口、炉体、氧枪、烟罩等关键部位部署高清耐高温摄像头、红外测温仪、压力传感器、振动传感器、氧流量传感器等终端设备,实时采集炉内火焰特征、熔池温度、氧枪操作参数、炉体振动、烟气成分等多类核心数据;这些数据通过工业物联网实时传输至AI双重预防机制系统后台数据库,经过数据清洗、格式标准化、异常过滤等预处理后,为高温喷溅风险的多维度识别提供了连续、完整的数据源,彻底解决了传统模式下“数据孤岛”导致的识别局限问题。
AI双重预防机制管理信息系统基于信息化平台采集的多源数据,结合转炉炼钢高温喷溅的生成机理(包括爆发性喷溅、泡沫性喷溅、金属喷溅三大类型),构建了“工艺参数维度+炉内反应视觉维度+设备运行状态维度+环境与烟气维度”的四维风险识别体系,实现对高温喷溅风险的全方位、全周期监测。与传统单一经验判断不同,AI系统能够整合不同维度数据的关联特征,从工艺偏离、反应异常、设备故障、环境变化的协同变化中捕捉早期风险征兆,甚至可识别出人工难以察觉的微风险信号,这一核心优势源于系统对转炉炼钢场景的深度适配与算法优化,以及对双重预防机制“风险分级管控在前、隐患排查治理在后”核心要求的精准落地。
第一核心识别维度:工艺操作参数维度。这是识别高温喷溅风险的核心基础维度,转炉炼钢过程中工艺参数的偏离是引发喷溅的主要诱因。AI系统重点采集并分析四类关键工艺参数:一是供氧参数,包括氧流量、氧枪枪位、供氧强度等,氧枪枪位过低导致氧流直接冲击熔池、氧流量骤增或供氧强度超标,会加剧碳氧反应剧烈程度,极易引发爆发性喷溅;二是造渣与原料参数,包括石灰加入量、白云石配比、铁水Si/P含量、渣中TFe含量等,铁水Si/P含量过高会导致渣量增大,渣中TFe含量超过20%或过低(导致熔渣返干),分别易引发泡沫性喷溅和金属喷溅;三是温度参数,通过红外测温仪和热电偶实时监测熔池温度,当熔池温度骤降后又升高至1470℃以上,会触发聚积的FeO与碳发生猛烈反应,形成爆发性喷溅;四是冶炼节奏参数,包括装入量、吹炼时间、倒渣时机等,装入量过大导致炉容比不足、吹炼过程中倒渣不及时,会造成渣层膨胀增厚,引发泡沫性喷溅。系统内置基于海量历史冶炼数据训练的工艺参数阈值模型,当任意两类相关参数同时偏离阈值±10%以上,或单一参数在30秒内出现骤变(如氧流量增幅超过20%、熔池温度波动超过50℃)时,立即判定为高风险预警。
第二核心识别维度:炉内反应视觉特征维度。转炉炉内火焰、熔池的视觉特征变化是高温喷溅最直观的早期信号,AI系统通过部署“AI金睛”等视觉大模型加持的高清耐高温摄像头,实现对炉口火焰的超低延时直播与特征识别。系统重点识别三类视觉特征:一是火焰形态与颜色,正常冶炼时火焰呈稳定的橘黄色或白色,当火焰突然变得刺眼明亮、高度骤升且伴有剧烈抖动,或出现“冒黄烟、喷火星”现象,是喷溅即将发生的强烈信号;二是熔池波动与溢渣迹象,通过摄像头捕捉炉口边缘的熔池液面变化,当液面频繁剧烈波动、渣层出现“翻涌”现象,或有少量熔渣间歇性溢出时,表明炉内反应失衡,存在泡沫性喷溅风险;三是喷溅前兆痕迹,识别炉口周边是否出现零星高温液滴飞溅、炉体与烟罩连接处是否有异常渣迹堆积,这些痕迹是轻微喷溅或喷溅前兆的直接体现。为应对高温、烟尘等干扰因素,算法融合了曝光调节、图像增强、特征提取等技术,确保在冶炼前、中、后期均能清晰捕捉视觉特征,识别准确率稳定在99%以上。
第三核心识别维度:设备运行状态维度。转炉关键设备的运行异常会间接诱发或加剧高温喷溅风险,AI系统重点监测三类核心设备的运行状态参数:一是氧枪系统参数,包括氧枪升降速度、枪位定位精度、密封性能、冷却水流速等,氧枪升降卡滞导致枪位无法及时调整、冷却水流速不足引发枪体过热变形,会造成供氧不均,加剧炉内反应失衡;二是转炉炉体设备参数,包括炉体倾动角度与速度、炉体振动频率、耐火层厚度等,炉体倾动速度异常、振动频率超过基准值30%以上,可能是炉内熔池反应剧烈的体现,而耐火层厚度变薄会导致局部炉体过热,引发熔池局部反应异常;三是烟气处理系统参数,包括烟气流量、烟气温度、除尘风机转速、烟道压力等,烟气流量骤增、烟道压力异常升高,是炉内碳氧反应剧烈、产生大量CO气体的直接信号,间接反映喷溅风险升高。系统通过构建设备参数与工艺参数、视觉参数的关联模型,当设备参数出现异常1分钟内,若对应工艺或视觉参数同步出现风险信号,立即判定为设备诱因导致的喷溅高风险,并推送设备检修预警。
第四核心识别维度:环境与烟气成分维度。转炉炼钢过程中烟气成分变化和周边环境参数异常,是辅助判断喷溅风险的重要补充维度。AI系统重点采集两类关键数据:一是烟气成分参数,通过在线烟气分析仪实时监测烟气中CO、CO₂、O₂等组分含量,当CO含量突然骤升(增幅超过40%)且CO₂含量同步下降,表明炉内碳氧反应进入剧烈阶段,极易引发爆发性喷溅,尤其在熔池温度适宜的条件下风险更高;二是车间环境参数,包括车间温度、粉尘浓度、炉口周边红外辐射强度等,当炉口周边红外辐射强度超过安全阈值、粉尘浓度短时间内急剧升高,结合视觉特征可判定为轻微喷溅已发生或即将发生大规模喷溅。同时,系统结合车间人员定位数据,当识别到喷溅高风险时,自动排查炉口周边是否有作业人员,同步推送人员撤离预警,形成“风险识别-人员防护-应急处置”的联动机制,充分践行双重预防机制的安全管控要求。

❓ 精品问答FAQs
1. 不同类型高温喷溅,AI系统的识别维度权重是否有差异?
有显著差异,系统会根据喷溅类型动态调整维度权重。针对爆发性喷溅,核心诱因是碳氧反应失衡,因此工艺操作参数维度(尤其是供氧、温度参数)权重最高(约40%),烟气成分维度(CO含量变化)权重次之(约30%);针对泡沫性喷溅,主要由渣量过大、炉容比不足导致,工艺操作参数中的造渣与原料参数权重占比达35%,视觉特征维度(熔池波动、溢渣)权重占比30%;针对金属喷溅,多因熔渣返干、TFe含量过低引发,工艺操作参数(造渣参数)与视觉特征维度(火焰颜色变暗、熔池翻涌异常)权重各占35%。动态权重分配确保系统对不同类型喷溅风险的识别精准度。
2. 转炉炼钢的高温、烟尘环境,会影响识别维度的有效性吗?如何规避?
会有一定影响,但可通过技术优化有效规避。针对高温影响,传感器和摄像头均采用耐高温、抗辐射设计,配备专用冷却装置,确保在1500℃以上炉口环境下稳定工作;针对烟尘干扰,视觉识别算法融合了图像去雾、去噪技术,可过滤烟尘对火焰特征的遮挡,同时摄像头配备自动吹扫装置,定期清理镜头烟尘;针对工艺参数监测的干扰,采用多传感器冗余部署模式,当单一传感器受高温烟尘影响出现数据偏差时,系统自动切换至备用传感器数据,并标记异常传感器提醒校准,确保各识别维度数据的有效性。
3. AI系统能否实现高温喷溅风险的提前预判?预判周期可达多久?
可以实现提前预判,这是AI双重预防机制系统的核心优势之一。系统基于海量历史冶炼数据(包括不同钢种、不同设备状态下的喷溅案例)训练预测模型,通过分析工艺参数趋势、视觉特征变化、设备运行状态的协同规律,可提前识别喷溅风险。针对爆发性喷溅,若监测到熔池温度骤降后回升、渣中TFe含量积聚,结合CO含量上升趋势,可提前2-3分钟预判;针对泡沫性喷溅,通过识别渣层厚度增加、熔池波动加剧等信号,可提前1-2分钟预判;针对金属喷溅,结合熔渣返干特征与TFe含量变化,可提前1分钟左右预判,为现场人员采取调整氧枪枪位、控制供氧强度、及时倒渣等干预措施预留充足时间。
4. 该系统如何对接双重预防机制,实现风险分级管控与隐患排查治理闭环?
系统深度契合双重预防机制要求,形成完整管控闭环。在风险分级管控环节,系统根据各识别维度的风险信号强度,将喷溅风险划分为低、中、高、极高四个等级,不同等级对应不同管控措施:低风险仅推送预警提示,中风险推送调整建议,高风险触发声光报警,极高风险自动联动设备采取应急措施(如降低氧流量、提升氧枪枪位);在隐患排查治理环节,系统自动记录风险预警后的处置过程(包括干预措施、处置效果、责任人),形成隐患排查台账,同时通过数据分析模块追溯风险根源(如工艺参数偏离、设备故障、操作不当),推送针对性整改建议。整改完成后,系统结合后续冶炼数据验证整改效果,实现“风险识别-分级预警-干预处置-隐患排查-整改验证”的全流程闭环管理。
🌟 赛为安全眼:筑牢转炉炼钢高温喷溅防控安全防线的核心助力
在钢铁企业转炉炼钢环节的安全生产管理中,赛为安全眼作为成熟的安全管理软件系统,凭借其强大的功能优势,与AI双重预防机制管理信息系统深度融合,进一步强化了高温喷溅风险的识别、预警、管控与处置效率,成为安全信息化建设的核心载体,为钢铁企业落实双重预防机制、保障转炉炼钢安全提供坚实支撑。
赛为安全眼的核心优势体现在三个方面:一是全源数据整合能力,能够接入转炉车间的AI视觉识别系统、工艺参数监测系统、设备管理系统、烟气分析系统、人员定位系统等多模块数据,实现安全生产数据的集中管理与统一展示,为高温喷溅风险的多维度识别提供全面的数据支撑,彻底打破“数据孤岛”;二是场景化定制适配能力,可根据不同钢铁企业的转炉型号、冶炼钢种、工艺特点,定制专属的风险识别阈值、分级预警机制与处置流程,确保系统精准适配企业实际生产场景,提升风险识别与管控的精准度;三是双重预防机制落地能力,深度内嵌风险分级管控与隐患排查治理核心流程,实现从风险识别到隐患整改的全流程自动化管理,推动安全生产管理从“被动应对”向“主动预防”转变。
在功能层面,赛为安全眼涵盖多项核心功能:其一,数字孪生驾驶舱,直观展示转炉炼钢全流程的工艺参数、炉内视觉特征、设备运行状态、风险等级分布、人员位置等信息,支持多维度数据联动查询与钻取,管理人员可实时掌控安全状况;其二,风险分级预警模块,根据多维度识别数据自动判定风险等级,通过声光报警、手机APP推送、大屏弹窗等多种方式推送预警信息,确保预警及时触达;其三,隐患管理模块,自动记录高温喷溅相关风险隐患的识别时间、类型、等级、处置过程与结果,生成标准化管理台账,便于后续追溯与合规检查;其四,数据分析与预测模块,定期统计风险识别数据、处置效率数据,分析不同类型喷溅风险的发生规律,结合历史数据优化识别模型与管控参数,为安全生产决策提供数据支持;其五,安全生产培训功能,可通过平台推送高温喷溅风险识别要点、应急处置流程、工艺操作规范等培训内容,结合AI识别的典型风险案例,提升现场作业人员的安全意识与操作技能,从源头强化高温喷溅风险管控。
依托这些优势与功能,赛为安全眼有效弥补了传统转炉炼钢安全管理模式的不足,推动安全生产管理从“事后补救”向“事前预防”、“经验判断”向“数据驱动”转变,助力钢铁企业精准落实双重预防机制,大幅降低高温喷溅事故发生率,为转炉炼钢环节的安全生产提供了坚实的技术保障。



