基於遠程紅外監測的精煉鋁用量控制方法
2023-08-08 00:17:06
專利名稱：基於遠程紅外監測的精煉鋁用量控制方法
技術領域：
本發明涉及現代煉鋼精煉技術領域，尤其涉及一種基於遠程紅外監測的精煉鋁用量控制方法。
背景技術：
在現代煉鋼操作工藝中，由轉爐出鋼後的鋼水一般均需要通過爐外精煉工序對鋼水進行精處理，所謂爐外精煉是指將煉鋼爐(轉爐、電爐等)中初煉過的鋼液移到另一個具備真空、惰性氣體或還原性氣氛的容器中進行脫氣、脫氧、脫硫，去除夾雜物和進行成分微調等精煉操作的煉鋼過程，也叫二次冶金，在精煉過程中，需要通過餵絲機向容器(如鋼包) 內餵入鋁線對鋼水進行深脫硫、鈣處理以及微調鋼中碳和鋁等成分，同時清潔鋼水、改善非金屬夾雜物形態，在精煉過程中所餵入的絲，大部分與鋼水進行反應，稱為有效反應，一部分與鋼水中的鋼渣反應，稱為消耗反應，精煉過程中所餵入的絲的量由有效反應與消耗反應的量來確定，其中有效反應量由鋼水的工藝要求給定，而消耗反應的量根據鋼渣的量進行估算，目前要了解鋼水內的鋼渣量，必須將鋼包內的鋼水放乾淨，然後將餘下的鋼渣倒出進行稱重，這樣的操作顯然無法在精煉之前進行，且操作耗時太久，影響生產計劃，無法爐爐進行，導致目前鋁量的計算是根據以往鋼渣量的經驗值進行估算，當估算渣量比實際需求小時，造成鋼水脫氧不足的事故，當估算渣量比實際需求大時，則產生材料的浪費，故目前的用鋁量控制尚屬於一種非準確操作方式，存在較大的弊端。
發明內容
本發明的目的是提供一種基於遠程紅外監測的精煉鋁用量控制方法，方法從兩個方向，對鋼流表面通過的鋼渣進行監測，含有自動判斷出鋼與出鋼結束的功能，根據對出鋼過程中流到鋼包中的鋼渣連續統計，出鋼結束時，根據統計到的鋼渣重量，準確計算實際精煉中需要加入的鋁重量，該數據可作為下階段設備，如餵絲機的輸入數據，或直接指示操作工人進行備料，達到準確控制精煉用鋁量的目的。本發明方法工作時採用的檢測方法包括以下步驟
1、M熱像儀A與熱像儀B獲取當前時刻b的兩個熱圖像樣本，分別記為DIBA與DIBB，熱像儀 Λ與熱像儀B的安剰立置成鏡面)(禍爾，鋼縱人熱像儀Λ與熱像儀β之間垂直穿過(
圖1)，選用熱像儀的工作波段需為8 14 ，拍臓軒小於25巾貞每秒，輸出圖像的解析度記為,χ /i ,式中以,麵圖像寬度，H ^^圖像高度，單位為像素，要求W不小於320, H不小於240,具體採樣操作步驟如下 (1、設當前時刻為k,前一次採樣時刻為~,考察當前時刻距離前一次採樣時刻經過
的時間間隔是否達到時間間陪r ,即判斷等式4 是否成立，若成立則立即進行步驟 1. 2，若不成立則等待其成立後進行步驟1. 2，以保證採樣圖像被更新，其中時間間隔τ為熱
像儀拍攝時間間隔，如幀率為25幀每秒的熱像儀，其拍攝時間間隔為，=40毫秒；(2、採集熱像儀A所拍攝的當前圖像，獲得單幀圖像記為DIBA，該圖像上任一點灰度值函數為，其中,為任一點橫坐標，j為任一點縱坐標，函數值j為漢刀位置上任一點的灰度值，以下涉及的灰度值函數意義均類同；
(3、在採集熱像儀A所拍攝的圖像的同時，採集熱像儀B所拍攝的當前圖像，圖像記為DIBB，圖像上任一點灰度值函數為,
(4、 獲取的圖像DIBA與圖像DIBB為同一時刻所拍攝到的同一鋼流在相對方向上的正反熱圖像，為當前時刻k的兩個熱圖像樣本； 2、判斷當前轉爐是否為出鋼狀態；
2. 1、計算圖像DIBA中所有點的灰度值J^m^M ,即為圖像DIBA的灰度值總量，計算式
2. 2、計算圖像DIBB中所有點的灰度值，即為圖像DIBB的灰度值總量，計算
2. 3、計算兩個圖像灰度值總量均值如咖擬，計算式為Ammmi = (AmountA + AtmuntB)/2
2. 4、取啟動判斷灰度值總量均值Amount謹,該值為現場標定值，在現場確定轉爐出鋼時，按照步驟2.1至2. 3計算得到一個總量均值I^aax,在現場確定轉爐未出鋼時，按照步驟2. 1至2. 3計算得到另一個總量均值則取 Amount^^ = {Amounim.m + Amountm.ki)j2 ·
2、5、判斷如果不等式> Ammmi隱成立，則判斷當前轉爐為出鋼狀態，進入步
驟5，如果不等式不成立，判斷當前轉爐為非出鋼狀態，進入步驟3 ；
3、考察時間間隔Γ以前轉爐是否處於出鋼狀態，如果是，判斷當前時刻為轉爐出鋼完
M
成時刻，統計計算本次出鋼出現的鋼渣總重量為= JJ^gifi),單位公斤，式中
SJη
意義為當前時刻為第《次採樣統計時刻1表徵本次出鋼過程總共發生的採樣統計總數， 相鄰兩個採樣統計時間間隔為τ，進入步驟5，如果否，判斷當前為非出鋼時刻的延續，返回步驟1;
4、根據步驟3得到的鋼渣重量計算本爐次精煉所需要的鋁量為 AL = ahSiagAmmai + U25^Wmghi ,輸出計算結果Ji到給料設備控制本爐次精煉所添加的
鋁量，式中υ為每噸鋼水的含氧量，由現場化驗室根據鋼樣化驗給出相應數據，Wei§tt為鋼水重量，單位噸，由鋼包稱重系統獲得，α 為每公斤鋼渣消耗的鋁量，單位為公斤鋁每公斤鋼渣，該值取多次實測的平均值，一般使用廠方既有的經驗值；
5、考察時間間「RT以前轉爐是否處於非出鋼狀態，如果是，判斷當前時刻為起始鋼渣
6統計時刻，令《 =1，完成步驟6到步驟20後返回步驟1，如果否，判斷當前時刻為出鋼時刻的延續，令
權利要求
1. 一種基於遠程紅外監測的精煉鋁用量控制方法，其特徵在於，它包括以下步驟 (1 ) 通過熱像儀A與熱像儀B獲取當前時刻^的兩個熱圖像樣本，分別記為DIBA與DIBB，熱像儀A與熱像儀B的安裝位置成鏡面對稱， 鋼流從熱像儀A與熱像儀B之間垂直穿過，選用熱像儀的工作波段需為纊14微米，拍攝速率不小於25幀每秒，輸出圖像的解析度記為iTxii ,式中以 Τ表示圖像寬度，H表示圖像高度，單位為像素，要求,不小於320, H不小於MO ；(2)判斷當前轉爐是否為出鋼狀態，包括以下子步驟；(3)考察時間間隔τ以前轉爐是否處於出鋼狀態，如果是，判斷當前時刻為轉爐出鋼完成時刻，統計計算本次出鋼出現的鋼渣總重量為
全文摘要
本發明公開了一種基於遠程紅外監測的精煉鋁用量控制方法，方法從兩個方向，對鋼流表面通過的鋼渣進行監測，含有自動判斷出鋼與出鋼結束的功能，根據對出鋼過程中流到鋼包中的鋼渣連續統計，出鋼結束時，根據統計到的鋼渣重量，準確計算實際精煉中需要加入的鋁重量，該數據可作為下階段設備，如餵絲機的輸入數據，或直接指示操作工人進行備料，達到準確控制精煉用鋁量的目的。
文檔編號C21C7/00GK102183289SQ20111005130
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月4日 優先權日2011年3月4日
發明者餘旭丹, 吳非, 王友釗, 鍾誠 申請人:浙江大學