CN104613772B - 一种基于图像识别的烧结点火炉装置及其燃烧控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于图像识别的烧结点火炉装置及其燃烧控制方法，属于高炉炼铁的主要炉料的生产工艺，为了克服现有烧结点火炉控制方法要靠看火工去凭肉眼判断和不能有针对性的进行调整的问题，一种基于图像识别的烧结点火炉装置，该装置包括点火炉,该装置还包括图像采集设备和控制器，所述的图像采集设备设置在点火炉后方且在炉料的上方，所述的点火炉中还设有点火段，所述点火段设有2个以上的火嘴。本发明中点火质量的判定为直接判定，保证烧结料面始终不会有未点好火的黄带或过融现象。另外可根据料面烧结情况精确分配煤气用量，最大限度节约能源。若推广应用，全国有几百台点火炉，经济效益显著。
Description
技术领域
本发明属于高炉炼铁的主要炉料的生产工艺，具体涉及一种基于图像识别的烧结点火炉装置及其燃烧控制方法。
背景技术
现有的烧结点火炉控制方法主要是采取强度控制或者温度控制，强度控制是计算每平米混合料面理论所需要的热量然后根据台车速度的变化来改变煤气流量的控制方法；温度控制是检测插入炉内的热电偶温度是否在设定的温度附近(1150度左右)来改变煤气流量的控制方法。这两种方法存在的共同问题是:由于烧结原料不同，混合料水份不同，料层高度不同，使得同样的强度或者温度对不同原料，不同水分，不同料高，表面点火质量完全不同，在同样温度、同样强度的情况下，由于原料改变，水份波动，料层波动，都会使炉料表面不是点火质量不好，就是过融，最后都要靠看火工去凭肉眼观察料面是否完全变黑来最终判定点火质量是否符合要求，另外，不论是强度控制或者温度控制，由于热电偶测点反映的是气氛的温度而不是对应料面区域的真实温度，所以当表面局部有未烧透的黄带时，传统的控制方法不能有针对性的进行调整。
发明内容
为了克服现有烧结点火炉控制方法要靠看火工去凭肉眼判断和不能有针对性的进行调整的问题，本发明提供一种基于图像识别的烧结点火炉装置及其燃烧控制方法。
本发明的技术方案是：一种基于图像识别的烧结点火炉装置，该装置包括点火炉,该装置还包括图像采集设备和控制器，所述的图像采集设备设置在点火炉后方且在炉料的上方。
所述的点火炉中还设有点火段，所述点火段设有2个以上的火嘴。
所述的火嘴上设有空气进气口和煤气进气口。
所述的图像采集设备包括图像采集装置和图像处理装置，图像处理装置包括模数转换器、数字信号处理器和图像识别模块。
所述的点火炉分为点火段和保温段两部分。
一种基于图像识别的烧结点火炉燃烧控制方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，点火炉开始运行；图像采集设备中的图像采集装置采集点火后料面的颜色图像信息；
步骤二，图像采集装置将得到的图像文件传输到图像处理装置中的模数转换器，模数转换器对图像文件进行模数转换，转换成数字信号后被传递给数字信号处理器；
步骤三，数字信号处理器对第三步接收到的信息进行处理，并将处理后的数字信号传输到图像识别模块；
步骤四，图像识别模块对炉料的烧结料面的燃烧状况进行识别，如果料面的颜色为黄色，表示未点好火，图像采集设备控制火嘴上对应的煤气进气口增加煤气的进气量或者人工调节火嘴上对应的煤气进气口增加煤气的进气量，直到料面)的颜色为黑色；如果料面的颜色为黑色，图像采集设备控制火嘴上对应的煤气进气口保持现有煤气的进气量。
所述基于图像识别的烧结点火炉燃烧控制方法中的步骤四还可以改为将温度做为下限，强度作为上限，颜色做为中间参数优寻，将三者融合在一起转化为两种具体的煤气进气量的选择模式，两种选择模式分别为温度—图象模式和强度—图象模式。
所述温度—图象模式为：烧结机开机时，先将煤气进气量控制在使点火炉温度达到800摄氏度这个最低温度，如果图像采集设备检测到台面颜色是黑色，则保持进气量不变，如果颜色是黄色，则图像采集设备控制火嘴上对应的煤气进气口逐步提高流量，使得料面颜色刚好变黑为止。
所述强度—图象模式为：烧结机开机时，先将煤气进气量控制在强度为80MJ/t(兆焦耳每吨)这个最高强度，然后逐步降低流量，使得图像采集设备检测到料面颜色刚好变黄为止，然后图像采集设备控制火嘴上对应的煤气进气口回调煤气进气量，使料面重新变黑，并保持这个流量。
本发明有如下积极效果：本发明中点火质量的判定为直接判定，保证烧结料面始终不会有未点好火的黄带或过融现象。另外可根据料面烧结情况精确分配煤气用量，最大限度节约能源。若推广应用，全国有几百台点火炉，经济效益显著。
附图说明
图1为现有技术中点火炉正面剖视图；
图2为现有技术中点火炉侧视图；
图3为本发明具体实施方式点火炉正面剖视图；
图4为现有技术中点火炉强度控制模式图；
图5为现有技术中点火炉温度控制模式图；
图6为本发明具体实施方式图像识别的控制模式图；
图7为本发明具体实施方式基于图像识别的烧结点火炉燃烧控制方法的流程图；
图中，1为热电偶，2为料面，3为点火炉的点火段，4为点火炉保温段，5为图像采集设备，6为点火炉。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
一种基于图像识别的烧结点火炉装置，该装置包括点火炉6和图像采集设备5，点火炉6分为点火段3和保温段4两部分或只有点火段3。需要加工的烧结料会由点火段3进入点火炉6。点火炉6的点火段3设有2个以上的火嘴，所述的火嘴上设有空气进气口和煤气进气口。烧结料出点火炉6后，点火炉6后方烧结料的上方设有图像采集设备5。图像采集设备5包括图像采集装置和图像处理装置，图像处理装置包括模数转换器、数字信号处理器和图像识别模块。
一种基于图像识别的烧结点火炉燃烧控制方法，其特征在于,该方法包括以下步骤：
步骤一，点火炉开始运行；图像采集设备中的图像采集装置采集点火后料面的颜色图像信息；
步骤二，图像采集装置将得到的图像文件传输到图像处理装置中的模数转换器，模数转换器对图像文件进行模数转换，转换成数字信号后被传递给数字信号处理器；
步骤三，数字信号处理器对第三步接收到的信息进行处理，并将处理后的数字信号传输到图像识别模块；
步骤四，图像识别模块对炉料的烧结料面的燃烧状况进行识别，如果料面的颜色为黄色，表示未点好火，图像采集设备控制火嘴上对应的煤气进气口增加煤气的进气量或者人工调节火嘴上对应的煤气进气口增加煤气的进气量，直到料面)的颜色为黑色；如果料面的颜色为黑色，图像采集设备控制火嘴上对应的煤气进气口保持现有煤气的进气量。
作为本发明的一种优化，所述基于图像识别的烧结点火炉燃烧控制方法中的步骤四还可以改为将温度做为下限，强度作为上限，颜色做为中间参数优寻，将三者融合在一起转化为两种具体的煤气进气量的选择模式。两种选择模式分别为温度—图象模式和强度—图象模式，具体为：a.温度—图象模式，烧结机开机时，先将煤气进气量控制在使点火炉温度达到800摄氏度这个最低温度，如果图像采集设备5检测到台面颜色是黑色，则保持进气量不变，如果颜色是黄色，则图像采集设备5控制火嘴上对应的煤气进气口逐步提高流量，使得料面颜色刚好变黑为止。b.强度—图象模式，烧结机开机时，先将煤气进气量控制在强度为80MJ/t(兆焦耳每吨)这个最高强度，然后逐步降低流量，使得图像采集设备5检测到料面颜色刚好变黄为止，然后图像采集设备5控制火嘴上对应的煤气进气口回调煤气进气量，使料面重新变黑，并保持这个流量。以上两种控制模式分别从最低或最高进气量通过颜色变化逐步向最低进气量逼近。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于图像识别的烧结点火炉燃烧控制方法，火炉装置包括图像采集设备（5）和控制器，所述的图像采集设备（5）设置在点火炉（6）后方且在炉料的上方，所述的点火炉（6）中还设有点火段（3），所述点火段（3）设有2个以上的火嘴，所述的火嘴上设有空气进气口和煤气进气口，所述的图像采集设备（5）包括图像采集装置和图像处理装置，图像处理装置包括模数转换器、数字信号处理器和图像识别模块，所述的点火炉（6）分为点火段（3）和保温段（4）两部分；其特征在于,该方法包括以下步骤：步骤一，点火炉开始运行；图像采集设备（5）中的图像采集装置采集点火后料面（2）的颜色图像信息；步骤二，图像采集装置将得到的图像文件传输到图像处理装置中的模数转换器，模数转换器对图像文件进行模数转换，转换成数字信号后被传递给数字信号处理器；步骤三，数字信号处理器对第三步接收到的信息进行处理，并将处理后的数字信号传输到图像识别模块；步骤四，图像识别模块对炉料的烧结料面的燃烧状况进行识别，如果料面（2）的颜色为黄色，表示未点好火，图像采集设备（5）控制火嘴上对应的煤气进气口增加煤气的进气量或者人工调节火嘴上对应的煤气进气口增加煤气的进气量，直到料面（2）的颜色为黑色；如果料面（2）的颜色为黑色，图像采集设备（5）控制火嘴上对应的煤气进气口保持现有煤气的进气量。
2.根据权利要求1所述的基于图像识别的烧结点火炉燃烧控制方法，其特征在于：所述基于图像识别的烧结点火炉燃烧控制方法中的步骤四还可以改为将温度作为下限，强度作为上限，颜色作为中间参数优寻，将三者融合在一起转化为两种具体的煤气进气量的选择模式，两种选择模式分别为温度—图像模式和强度—图像模式。
3.根据权利要求2所述的基于图像识别的烧结点火炉燃烧控制方法，其特征在于：所述温度—图像模式为：烧结机开机时，先将煤气进气量控制在使点火炉温度达到800摄氏度这个最低温度，如果图像采集设备（5）检测到台面颜色是黑色，则保持进气量不变，如果颜色是黄色，则图像采集设备（5）控制火嘴上对应的煤气进气口逐步提高流量，使得料面颜色刚好变黑为止。
4.根据权利要求2所述的基于图像识别的烧结点火炉燃烧控制方法，其特征在于：所述强度—图像模式为：烧结机开机时，先将煤气进气量控制在强度为80MJ/t这个最高强度，然后逐步降低流量，使得图像采集设备（5）检测到料面颜色刚好变黄为止，然后图像采集设备（5）控制火嘴上对应的煤气进气口回调煤气进气量，使料面重新变黑，并保持这个流量。
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