一、プロジェクト背景と痛点分析

鉄鋼製錬は典型的なプロセス型工業として、その工場環境は高温、高圧、有毒有害ガスの併存、粉塵濃度などの複雑な特性を持っている。高炉、転炉、電気炉などの核心設備は長期にわたって連続作業状態にあり、炉体温度異常、炉壁浸食減薄、冷却システム失効、ガス漏れなどのリスクは常に生産安全を脅かしている。

従来の手動巡回検査には以下のものが存在する核心痛点：

ハイリスク地域は人身安全リスクが高い。高炉風口プラットフォーム、シャフト下部、転炉炉炉口及びガス管領域には、高温熱放射線、溶融金属の噴霧及びガス漏れなどのリスクがあり、人工近距離巡検は火傷、中毒事故が発生しやすい。

重要なデータ監視盲点が多い。人工的に温度銃を手にして炉体の大面積温度場を連続的に覆うことが難しく、炉壁の局部過熱、炉ライニング浸食などの初期潜在的な危険を適時に発見することができなかった、冷却水システムの圧力、流量の瞬時異常は人工巡検で捕捉することが難しい。

環境制約による非効率。連続鋳造及び圧延工程には高温蒸気と酸化鉄皮粉塵が伴い、劣悪な可視性及び腐食性環境により人工巡検の頻度が保障できず、設備の病気運転リスクが増加した。

二、建設目標

深さ融合防爆ロボット技術、モノのインターネットセンシング技術と人工知能アルゴリズムは、製鉄、製鋼、圧延の全プロセス技術の特徴に対して、鉄鋼製錬工場区の知能巡検ロボットシステムの解決方案を発売した。この方案は「機械の換人、データ駆動、本質的安全」を核心目標とし、防爆巡検ロボットと車輪式巡検ロボットを核心担体とし、製錬の全プロセスをカバーする立体化巡検ネットワークを構築する。

三、システムソリューション

（一（いち））コア製品

智易時代防爆巡検ロボット

（1）製品の位置づけ：コークス炉、高炉、転炉、ガスキャビネット及びパイプなどの可燃性爆発性ガスを含む危険な場所に設計された知能巡検装備。ロボットは四輪駆動シャーシを採用し、防爆、自主ナビゲーションと全天候作業能力を備え、ハイリスク地域の「無人化」巡回検査を実現することができる。

（2）技術アーキテクチャ：

防爆設計：ロボット本体及び電気システムは厳格に国家防爆基準に符合し、H 2 S、CO、CH 4などの可燃性爆発性ガスを含む環境の中で安全に運行でき、電気火花の引火リスクを根本的に解消する。

自主ナビゲーションと位置決め：レーザーSLAMナビゲーション、視覚ナビゲーションと慣性ナビゲーション技術を融合し、センチメートル級の高精度位置決めを実現する。動的経路計画とリアルタイム障害回避をサポートし、環境変化に応じて巡回検査ルートを自動的に最適化することができる。ロボットは自律充電機能を備え、低電力時に自動的に防爆無線充電杭に戻り、7×24時間連続作業を実現する。

多次元感知システム：デュアルスペクトル視覚システムと赤外熱イメージャを搭載し、リアルタイムで設備の温度場と外観状態を監視でき、炉壁の超温、配管亀裂などの異常を正確に識別できる。防爆四合一ガスセンサ及び高精度温湿度センサを内蔵し、安全生産のために全面的な環境データ支持を提供する。統合されたインテリジェントオーディオシステムは、オンサイト音声収集と遠隔双方向音声通信をサポートする。エッジ計算に基づくAI画像認識モジュールは、リアルタイムで計器読数、バルブ状態、人員侵入などを分析し、応答速度を向上させることができる。

遠隔制御とデータ管理：遠隔監視とワンタッチ帰還をサポートし、緊急時に迅速に撤退できる。すべての測定データ（温度、ガス、画像、音声）はリアルタイムでスマート管理プラットフォームにアップロードされ、ローカル+クラウドが二重に保存され、巡回検査報告書とトレンド分析曲線を自動的に生成し、予測性維持のために決定根拠を提供する。

智易時代輪式巡検ロボット

（1）製品の位置決め：連続鋳造プラットフォーム、圧延作業場、地下管廊及び開放工場区の自走式知能巡検専門家に適用し、高い機動性と柔軟な障害回避能力を備える。

（2）技術アーキテクチャ：

自主ナビゲーション：レーザーSLAMと視覚ナビゲーション技術を融合し、軌道束縛を必要とせず、動的に変化する職場環境の中で自主的に経路を計画し、定点巡検と全区域カバーを実現することができる。

環境適応性：高いシャーシ設計と優れたサスペンションシステムを備え、連続鋳造ブランク、過鋼通路などの軽度障害をスムーズに乗り越えることができる、防護レベルが高く、水霧、酸化鉄皮粉塵環境に適応する。

モジュール化荷重：標準配置された二重スペクトル雲台とガス検出のほか、圧延ラインの需要に応じて振動分析センサを拡張し、圧延ロール系の運転状態を監視することができる。

（二（に））シーンとジョブタスクの巡回

高炉域の炉体熱状態と冷却システム診断

巡検対象：高炉、ガス管、冷却装置

応用設備：智易時代輪式巡検ロボット

炉体温度場のモニタリング：赤外熱イメージャを搭載し、高炉基環状道路に沿って自主的に走行し、炉腹、炉腰、炉身中下部炉殻に対して多角度連続測温を行う。熱画像分析を通じて、炉壁の局所的な「ホットスポット」を正確に識別し、炉殻の温度測定データを結合して炉ライニングの浸食状況を逆算し、炉皮の焼成事故を予防する。風口プラットフォームと熱風囲管領域に対して、ロボットは雲台の仰ぎ角を調整し、多高度部位のカバースキャンを実現することができる。

冷却システムの検査：高精細カメラを用いて赤外線温度測定に協力し、高炉冷却壁の入水管路を巡検し、冷却水管の外壁温度分布をリアルタイムで監視し、間接的に水温差と流量異常を判断する。AIにより冷却水管路に漏れ、詰まり、異常振動がないかどうかを視覚的に識別する。

ガス漏れ防止制御：レーザー式ガスセンサを集積し、高炉炉本体周辺道路の走行中に、炉頂上昇管の根元、ガス管フランジ及びバルブ群に対してCO漏れ遠隔測定を行う。マイクロリークが発見された後、ロボットは自動停止し、ハイビジョンビデオと連動して再確認し、漏れ点の位置をロックし、すぐに警報を鳴らし、ガス中毒と爆発事故を効果的に防止制御した。

転炉/電気炉製鋼区域のガス漏れとバルブ密封検査

巡検対象：転炉、電気炉、ガス回収配管、バルブ群

応用設備：智易時代防爆巡検ロボット

ガス漏れのオンラインモニタリング：レーザーメタン/一酸化炭素遠隔測定モジュールを搭載し、製鋼プラットフォーム及び配管廊下を走行し、ガスキャビネット、ファンルーム、配管フランジ接続部を遠隔スキャンし、リアルタイムでCO濃度を定量的に測定し、人員中毒リスクを除去する。

バルブ密封性診断：可視光ビデオとAI画像認識技術を通じて、バルブロッド、バルブカバー密封点に漏れ跡があるかどうかを自動的に識別する、音響イメージャを結合し、人の耳では感知できない微小な漏れを可視化音響画像図に変換し、漏れ点を正確に位置決めする。

製錬煙ガス捕捉：二重スペクトル熱イメージングを利用して電気炉または転炉煙カバーの周囲を監視し、煙ガスの逸散状況を測定し、二次燃焼または煙道閉塞故障の判断を補助する。

連続鋳造区域における鋳片の品質と設備状態の調査

巡検対象：連続鋳造機、鋳片、ローラーテーブル、二冷室

応用設備：智易時代輪式巡検ロボット

鋳片表面欠陥検出：高ダイナミックレンジ（HDR）可視光カメラを搭載し、二冷室水霧を貫通し、運動中の連続鋳片表面を高周波撮影する。後端AIプラットフォームは深さ学習アルゴリズムを通じて、リアルタイムで縦割れ、ピット、スクラッチ及び振動痕の異常を識別し、品質欠陥をタイムリーに早期警報する。

ローラ系運転状態のモニタリング：赤外熱イメージャを用いて引張矯正機、セグメントローラベアリングシートの温度変化をモニタリングし、ローラ系の係止抵抗または潤滑不良を判断する、振動分析モジュールを通じてローラーテーブルの運行特徴を収集し、早期に軸受の摩耗やローラーの回転を警戒し、鋳造ブランクのドラム腹や傷を避ける。

二冷室の運転状況の巡回検査：ロボットは自主的に二冷室に入り、ノズルの詰まり状況を検査し、冷却水分布の均一性を監視し、鋳片の均一な冷却を確保する。

圧延機ユニットの圧延機ロール系摩耗と振動監視

巡回検査対象：粗圧延機、仕上げ圧延機、圧延ロール、軸受座

応用設備：智易時代輪式巡検ロボット

ロール表面の視覚検査：圧延ラインの安全通路に沿って走行し、望遠ハイビジョンカメラを搭載し、フレームウィンドウを通してロール表面を観察し、AI画像認識技術を利用してロール面のはがれ、亀裂、粘着鋼及び異物圧入などの欠陥を自動的に発見し、大量廃棄物の発生を回避する。

圧延ライン補助設備の巡察：圧延機油圧ステーション、希薄油潤滑ステーションに対して赤外線測温と液位視覚認識を行い、補助システムの正常な運行を確保する。

除塵システムとガス主管の閉塞及び腐食の危険性の排除

巡回検査対象：布袋除塵器、ガス主幹管、管受け、補償器

アプリケーションデバイス：智易時代の防爆巡検ロボット

パイプの肉厚と腐食監視：超音波導波プローブ或いはアレイ式温度測定モジュールを搭載し、工場区の管廊道路に沿ってガスパイプを連続的に掃引検査し、肉厚の減少傾向分析を通じて腐食速度を判断し、突発性漏洩を予防する。ロボットは一酸化炭素、メタン、硫化水素などの多種のガス濃度を検出でき、ガスモニタリングと壁厚検出の協同作業を実現する。

閉塞と積灰の排出：熱イメージングを利用してパイプ外壁の温度分布を分析し、布袋除塵器の灰斗材位の視覚認識を結合し、内部積灰閉塞部位を判断し、正確な灰の除去を指導する。

パイプフレームと補償器の状態検査：巡回検査ロボットはパイプホルダー、パイプホルダーに異常変位或いは摩擦過熱があるかどうかを重点的に検査し、補償器にねじれ或いは疲労亀裂があるかどうかを検査し、パイプネットワーク構造の安全を保障する。すべての検査データをリアルタイムでインテリジェント管理プラットフォームにアップロードし、可視化データ看板とトレンド曲線を生成し、履歴データの遡及とインテリジェント診断をサポートする。

四、方案の核心優勢

専用機専用、奥行き適合：防爆パトロールロボットは断熱コーティングと防爆電気設計を採用し、製鋼所の環境温度の急変と輻射熱に耐えられ、Ex防爆認証を通過し、安全運行が保障される；車輪式巡検ロボットはレーザーSLAMナビゲーション技術と高防護レベル設計を採用し、高温、粉塵、水霧などの劣悪な環境に適応し、正確な位置決めと柔軟な障害回避を実現する。

多次元知覚、アルゴリズム賦能：統合「高品位可視光」+赤外線熱イメージング+レーザーガス検出+環境モニタリング」の4次元感知ユニット。AIエッジ計算モジュールを搭載し、炉壁の超温、バルブ状態、計器の読み取り、人員の違反行為などをリアルタイムに識別でき、現場から直接警報結果を出力し、応答速度を80%向上させる。

データ閉ループ、知恵決定：巡検データ自動アクセスプラットフォーム、設備傾向分析曲線（例えば炉殻温度周変化傾向、冷却水流量減衰曲線）を生成し、高炉中修理、ロール交換などの予測的メンテナンスに意思決定根拠を提供し、「受動的応急修理」から「能動的予防」への転換を実現する。

五、効果分析

安全効果：高炉、転炉、ガス区域などの最も危険な場面の「ゼロ接触」巡検を実現し、中毒、爆発、火傷環境における人員の暴露リスクを根絶する。

経済効果：炉壁浸食、配管漏れ、設備摩耗の早期発見により、計画外の停止を回避する。推計によると.，高炉の休風及び生産ラインの停止時間を30%以上削減でき、毎年生産量の損失を挽回する価値が大きい。

管理効果：全工場の製錬設備の「デジタル双晶」ファイルを構築し、設備の状態を可視制御可能にし、製鉄所の知能化運行維持を全面的に向上させるレベル。