CN108491601A - 一种基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别方法及系统，该方法通过建立电弧负载电压与电弧半径模型，采集矿热炉电弧负载电压值，并根据电弧负载电压与电弧半径模型获取电弧半径值，获取电弧半径值在预设周期内的电弧半径标准差以及根据电弧半径标准差识别矿热炉冶炼所处的炉况，解决了现有技术由于缺乏对矿热炉冶炼炉况进行识别，导致无法制定合理的控制策略的技术问题，不仅能基于电弧半径有效并准确识别矿热炉冶炼炉况，同时还能根据识别出的实时炉况制定合理的控制策略。

Description

一种基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别方法及系统

技术领域

本发明涉及一种基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别方法及系统。

背景技术

矿热炉是利用电热法冶炼铁合金的主要设备，在我国每年利用矿热炉生产的铁合金产量约占我国铁合金总产量的4/5。然而由于我国矿热炉行业起步较晚，技术水平较低，目前还依然采取人工控制的方式进行生产，自动化水平低，而且单耗普遍较高，生产效率得不到保证。所以，对矿热炉行业进行自动化改造，降低其生产单耗，提高其生产效率十分必要。而进行自动化改造的关键核心在于根据相应的控制要求，制定出合理有效的控制策略，进而设计出合适的自动控制器。矿热炉冶炼的工况复杂，但也有规律可循。在不同的炉况下，炉膛内的炉料状态各不相同，控制器所应该侧重的控制性能指标也是不同的。所以，正确地识别不同的炉况是制定合理有效的控制策略，设计合适的控制器的前提，也是矿热炉行业亟待解决的难题。

当前所采用的人工控制方式并没有很注重炉况的区分，在整个生产过程中只是单纯地依据几个电参数如一次电流、电极电流、功率因数等的三相平衡来对矿热炉整个的生产过程进行调节控制。这样的操作方式看似简单有效，我们所注重的电参数看似达到三相平衡，但是实际上炉内的生产冶炼状态是否真地能够达到我们的控制预期的效果我们不得而知。通过对一段时间内的矿热炉生产的产量统计，同一台矿热炉在同一个人的生产控制之下，其产量忽高忽低，并不像预期那样高产低耗。因此，这种单纯依靠现场工人的操作经验和几个电参数的平衡，缺乏对炉内炉况的定性定量分析就对矿热炉的生产进行控制显然是比较盲目的，才会导致在生产过程中生产时间延长，单耗升高，产量忽高忽低，产品的质量也得不到保证。

发明内容

本发明提供的基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别方法及系统，解决了现有技术由于缺乏对矿热炉冶炼炉况进行识别，导致无法制定合理的控制策略的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

本发明提出的基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别方法包括：

建立电弧负载电压与电弧半径模型；

采集矿热炉电弧负载电压值，并根据电弧负载电压与电弧半径模型获取电弧半径值；

获取电弧半径值在预设周期内的电弧半径标准差；

根据电弧半径标准差识别矿热炉冶炼所处的炉况。

进一步地，建立电弧负载电压与电弧半径模型基于非线性时变电阻建模方式和功率平衡原理，具体包括：

根据功率平衡原理，建立功率平衡公式如下：

P＝P1+P2 (1)

其中，P为电弧消耗总功率，P1为扩散因素产生的功率损失，P2为电弧产生的热功率；

建立扩散因素产生的功率损失与电弧半径的函数关系式如下所示：

P₁＝ξ₁rⁿ (2)

其中，ξ₁为电弧功率扩散因子，r为电弧半径，n为电弧本身温度和长度的影响因子；

建立电弧产生的热功率与电弧半径的函数关系式如下式所示：

其中，ξ₂为热功率影响因子，r为电弧半径；

建立电弧消耗总功率的计算公式如下式所示：

其中，u为负载电压，ξ₃为高温等离子体功率计算系数，r为电弧半径，m为电弧功率影响因子；

结合式(1)、(2)、(3)和(4)可得电弧负载电压和电弧半径之间的模型为：

整理得：

进一步地，根据电弧半径标准差识别矿热炉冶炼所处的炉况包括：

根据矿热炉现场生产数据以及电弧负载电压与电弧半径模型获取预设周期内现场电弧半径标准差的最小值和最大值；

根据预设周期内现场电弧半径标准差的最小值和最大值，确定与矿热炉现场生产数据对应的矿热炉冶炼炉况的阈值区间；

将电弧半径标准差与阈值区间进行比较，从而判断矿热炉冶炼所处的炉况。

进一步地，将电弧半径标准差与阈值区间进行比较，从而判断矿热炉冶炼所处的炉况包括：

判断连续多个预设周期内电弧半径是否处于阈值区间，若是，则判定矿热炉冶炼所处的炉况为阈值区间对应的矿热炉冶炼炉况，若否，则继续判断。

进一步地，与矿热炉现场生产数据对应的矿热炉冶炼炉况包括熔化前期、熔化后期以及氧化还原期炉况。

本发明提出的基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别系统包括：

模型建立装置，用于基于非线性时变电阻建模方式和功率平衡原理建立电弧负载电压与电弧半径模型；

电弧半径值获取装置，用于采集矿热炉电弧负载电压值，并根据电弧负载电压与电弧半径模型获取电弧半径值；

电弧半径标准差获取装置，用于获取电弧半径值在预设周期内的电弧半径标准差；

炉况识别装置，用于根据电弧半径标准差识别矿热炉冶炼所处的炉况。

进一步地，炉况识别装置包括：

最值获取单元，用于根据矿热炉现场生产数据以及电弧负载电压与电弧半径模型获取预设周期内现场电弧半径标准差的最小值和最大值；

阈值区间确定单元，用于根据预设周期内现场电弧半径标准差的最小值和最大值，确定与矿热炉现场生产数据对应的矿热炉冶炼炉况的阈值区间；

判断单元，用于将电弧半径标准差与阈值区间进行比较，从而判断矿热炉冶炼所处的炉况。

进一步地，判断单元包括：

连续判断模块，用于判断连续多个预设周期内电弧半径是否处于阈值区间，若是，则判定矿热炉冶炼所处的炉况为阈值区间对应的矿热炉冶炼炉况，若否，则继续判断。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明提供的基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别方法及系统，该方法通过建立电弧负载电压与电弧半径模型，采集矿热炉电弧负载电压值，并根据电弧负载电压与电弧半径模型获取电弧半径值，获取电弧半径值在预设周期内的电弧半径标准差以及根据电弧半径标准差识别矿热炉冶炼所处的炉况，解决了现有技术由于缺乏对矿热炉冶炼炉况进行识别，导致无法制定合理的控制策略的技术问题，不仅能基于电弧半径有效并准确识别矿热炉冶炼炉况，同时还能根据识别出的实时炉况制定合理的控制策略，为更好地实现矿热炉自动控制奠定基础。

附图说明

图1是本发明实施例一的基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别方法的流程图；

图2是矿热炉炉膛内部炉料状态分布图；

图3是本发明实施例一的电弧负载电压与电弧半径模型示意图；

图4是本发明实施例二提供的基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别方法的流程图；

图5是本发明实施例的基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别系统的结构框图。

附图标记：

10、熔池区；20、熔化区；30、炽热区；40、预热区；50、电极；60、出铁口；70、模型建立装置；80、电弧半径值获取装置；90、电弧半径标准差获取装置；100、炉况识别装置。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例一

参照图1，本发明实施例一提供的基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别方法，包括：

步骤S101，建立电弧负载电压与电弧半径模型；

步骤S102，采集矿热炉电弧负载电压值，并根据电弧负载电压与电弧半径模型获取电弧半径值；

步骤S103，获取电弧半径值在预设周期内的电弧半径标准差；

步骤S104，根据电弧半径标准差识别矿热炉冶炼所处的炉况。

本发明实施例提供的基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别方法，通过建立电弧负载电压与电弧半径模型，采集矿热炉电弧负载电压值，并根据电弧负载电压与电弧半径模型获取电弧半径值，获取电弧半径值在预设周期内的电弧半径标准差以及根据电弧半径标准差识别矿热炉冶炼所处的炉况，解决了现有技术由于缺乏对矿热炉冶炼炉况进行识别，导致无法制定合理的控制策略的技术问题，不仅能基于电弧半径有效并准确识别矿热炉冶炼炉况，同时还能根据识别出的实时炉况制定合理的控制策略，为更好地实现矿热炉自动控制奠定基础。

矿热炉冶炼过程中的矿热炉又称埋弧炉，电极50深埋在炉料里，如图2所示，图2是矿热炉炉膛内部炉料状态分布图。整个生产过程主要靠电极前端电离空气产生电弧提供生产所需要的热量。炉内炉料从下往上依次人为划分为熔池区10、熔化区20、炽热区30和预热区40，炉料温度从下至上依次降低。熔化前期，生料遍布在电极周围，随着冶炼过程的深入到达熔化后期，在电极下方大部分炉料熔化出现钢液，电弧此时较稳定地燃烧在钢液上，氧化还原期，电极下方炉料完全融化形成熔池区，电弧稳定地燃烧在熔池区里。到达出炉时间，钢液从出铁口60流出，电极周围以及炉膛上部的炉料下行，便可开始新一轮的生产。

基于上述冶炼反应机理，本发明实施例将矿热炉冶炼炉况分为熔化前期、熔化后期以及氧化还原期炉况，并从电弧作为非线性时变电阻的性质出发，根据不同炉况下电弧会表现出不同的特性，提出基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别方法。其中，在熔化前期，炉内的生料较多，此时电弧的燃烧状态会及其不稳定，而导致电弧半径变化会比较剧烈；在熔化后期，大部分炉料均已融化，与熔化前期相比，电弧会比较稳定地燃烧在钢液上；而到了氧化还原期，炉内已经形成了固定的熔池区，此时电弧会很稳定地燃烧在熔池里。

本发明实施例基于现场全电量采集系统采集矿热炉电弧负载电压值，且现场全电量采集系统采用业界领先的高性能嵌入式计算架构，高速采样，快速计算，实现快速和复杂数字信号处理，本系统主要分为数据采集单元、数据计算单元、数据综合分析与显示单元三部分。其中数据采集单元负责将现场所有PT(电压互感器、Potential Transformer)、CT(Current Transformer、电流互感器)数据调整至合适的电平信号以便传输和计算。数据计算单元为本系统的核心装置。其采用高性能的嵌入式计算架构，主要用于快速和复杂数字信号处理，通过模拟量输入口采集电压电流信息，通过数据计算单元的开关量输入口采集变压器档位信息，进行高速采样和快速计算，从而得到矿热炉的电气参数。数据分析与显示单元用于将计算出的各电气参数进行分析和整理最终呈现给用户。同时具有报表打印、数据存储、曲线统计等功能。

本发明实施例基于非线性时变电阻建模方式和功率平衡原理建立电弧负载电压与电弧半径模型具体如下：

根据功率平衡原理，建立功率平衡公式如下：

P＝P1+P2 (1)

其中，P为电弧消耗总功率，P1为扩散因素产生的功率损失，P2为电弧产生的热功率，且功率损失P1主要受电弧半径的影响比较大，根据相关文献可以建立P1与电弧半径的函数关系式如下所示：

P₁＝ξ₁rⁿ (2)

其中，ξ₁为电弧功率扩散因子，r为电弧半径，n为电弧本身温度和长度的影响因子。

用于产生热功率的功率P2是炉内电弧能量的变化速率即导数，电弧电离空气发热产生能量与电弧半径的平方成正比，则热功率P2与电弧半径和半径导数的乘积成正比，根据相关文献可建立P2与电弧半径的函数关系式如下式所示：

其中，ξ₂为热功率影响因子，r为电弧半径。电弧属于高温等离子体，其呈现出来的物理特性主要是弧长和半径，查阅文献可建立电弧功率计算公式如下式所示。

其中，u为负载电压，ξ₃为高温等离子体功率计算系数，r为电弧半径，m为电弧功率影响因子。

结合式(1)、(2)、(3)和(4)可得电弧负载电压和电弧半径之间的模型为：

整理得：

因此，可将矿热炉电弧描述成如下图所示电弧电压u-r模型，具体参照图3。图3所示的电弧负载电压与电弧半径模型是在比较理想的工况下建立的，而在实际的生产过程中，矿热炉的炉况是在不断变化的，因此需要不断采集现场的生产数据进行模型参数辨识，得出尽可能准确的电弧模型，从而准确地识别炉况。

可选地，根据电弧半径标准差识别矿热炉冶炼所处的炉况包括：

根据矿热炉现场生产数据以及电弧负载电压与电弧半径模型获取预设周期内现场电弧半径标准差的最小值和最大值；

根据预设周期内现场电弧半径标准差的最小值和最大值，确定与矿热炉现场生产数据对应的矿热炉冶炼炉况的阈值区间；

将电弧半径标准差与阈值区间进行比较，从而判断矿热炉冶炼所处的炉况。

在正常炉况下，炉内原料所处的状态持续的时间应该是比较稳定的，对于一些经验丰富的现场操作工艺专家而言是可以判定出来的。因此本实施例首先根据大量的矿热炉现场生产数据和工艺专家的丰富经验确定某一炉况下所对应的电弧半径标准差所处的范围，然后根据连续一段时间内电弧半径标准差的大小与相应评价标准的对比，确定此时矿热炉炉内的炉况。具体地，首先根据矿热炉现场生产数据以及电弧负载电压与电弧半径模型求取的预设周期内现场电弧半径标准差的最小值和最大值，确定与矿热炉现场生产数据对应的矿热炉冶炼炉况的阈值区间。然后将电弧半径标准差与阈值区间进行比较，从而判断当前矿热炉冶炼所处的炉况。需要说明的是，本实施例所指的连续一段时间由用户自定义。

本实施例通过采集大量的矿热炉现场生产数据，并基于采集的现场生产数据以及电弧负载电压与电弧半径模型获取预设周期内现场电弧半径标准差的最小值和最大值，可以获得精准度高的用于识别矿热炉冶炼炉况的阈值区间，从而有利于准确识别矿热炉冶炼炉况。需要说明的是，本实施例在选取矿热炉现场生产数据时，可以取矿热炉炉况较好、合金产量比较高时的现场生产数据。

可选地，将电弧半径标准差与阈值区间进行比较，从而判断矿热炉冶炼所处的炉况包括：

判断连续多个预设周期内电弧半径是否处于阈值区间，若是，则判定矿热炉冶炼所处的炉况为阈值区间对应的矿热炉冶炼炉况，若否，则继续判断。

为了更准确地识别矿热炉冶炼炉况，本实施例在将电弧半径标准差与阈值区间进行比较，从而判断矿热炉冶炼所处的炉况时，判断连续多个预设周期内电弧半径是否处于阈值区间，若是，则判定矿热炉冶炼所处的炉况为阈值区间对应的矿热炉冶炼炉况，若否，则继续判断。也即只有在连续多个预设周期内电弧半径都处于阈值区间时，本实施例才判定矿热炉冶炼所处的炉况为阈值区间对应的矿热炉冶炼炉况，大大提高了矿热炉冶炼炉况识别的精准度。

实施例二

参照图4，图4为本发明实施例二提供的基于电弧半径波动识别矿热炉冶炼炉况的算法流程图。该实施例假设包括三种矿热炉冶炼炉况，分别是熔化前期炉况，熔化后期炉况以及氧化还原期炉况。这三种炉况是根据自动控制过程中的不同控制目标人为划分地。如熔化前期控制目标点是快速，熔化后期的控制目标是无超调，而氧化还原期的控制目标是稳定。此外，本实施例涉及的计算参数，采用某厂现场采集的炉况信息以及非电量数据进行案例分析。该方法包括：

步骤S201，基于非线性时变电阻建模方式和功率平衡原理建立电弧负载电压与电弧半径模型。

具体地，本实施例性基于非线性时变电阻建模方式和功率平衡原理建立电弧负载电压与电弧半径模型如式(6)所示。

步骤S202，基于现场全电量采集系统采集矿热炉电弧负载电压值，并根据电弧负载电压与电弧半径模型获取电弧半径值。

由于电弧长度和半径的变化会引起电弧电压的变化，结合上述建立的单输入单输出电弧模型，通过全电量系统测得的负载电压即电弧电压值即可得出电弧半径值。

步骤S203，获取电弧半径值在预设周期内的电弧半径标准差。

具体地，本实施例中的预设周期自定义，假设为1分钟。则首先基于现场全电量采集系统实时采集负载电压值，带入式(6)中模型求出对应的实时电弧半径，然后实时计算电弧半径每1min内的标准差。具体地说，假如现场采样系统的周期是50ms，则1min内可以连续采集到1200个操作电压值，相应可以计算得到1200个电弧半径值。先计算出三相电极所对应的这1200个电弧半径值的平均值R_a0、R_b0和R_c0。然后再分别计算各自对应的电弧半径的标准差r_a、r_b和r_c。相应的计算公式如下：

步骤S204，根据矿热炉现场生产数据以及电弧负载电压与电弧半径模型获取预设周期内现场电弧半径标准差的最小值和最大值。

步骤S205，根据预设周期内现场电弧半径标准差的最小值和最大值，确定与矿热炉现场生产数据对应的矿热炉冶炼炉况的阈值区间。

具体地，本发明实施例中的某一炉况所对应的电弧半径标准差具体范围是根据工业现场大量的统计得到的。正常炉况下，炉内原料所处的状态持续的时间应该是比较稳定的，对于一些经验丰富的现场操作工艺专家而言是可以判定出来的。因此，可以取多炉炉况较好、合金产量比较高时的现场采集系统所采集到的数据，参考现场工艺专家和操作工人的经验，计算出某种炉况所相应的时间段内(预设周期内)利用式(7)和公式(8)计算出该时间段内(预设周期内)电弧半径标准差的最小值和最大值，以此作为炉况判断的阈值区间。

步骤S206，判断连续多个预设周期内电弧半径是否处于阈值区间，若是，则判定矿热炉冶炼所处的炉况为阈值区间对应的矿热炉冶炼炉况，若否，则继续判断。

具体地，本实施例将计算得出的标准差与划定的三种炉况分别对应的阈值区间对比，假设x、y、z分别表示预设周期(假设为1min)内的电弧半径标准差达到熔化前期、熔化后期和氧化还原期所对应阈值内的次数。若在熔化前期对应的阈值区间内，则x的值增加1；若在熔化后期对应的阈值区间内，则y的值增加1；若在氧化还原期对应的阈值区间内，则z的值增加1，当x、y或z的值大于预设数目(例如10)个预设周期时，则判定此时炉内处于该炉况下。

不难看出，本实施例从电弧作为非线性时变电阻的性质出发，根据不同炉况下电弧会表现出不同的特性，提出的基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别方法，解决了现有技术由于缺乏对矿热炉冶炼炉况进行识别，导致无法制定合理的控制策略的技术问题，不仅能基于电弧半径有效并准确识别矿热炉冶炼炉况，同时还能根据识别出的实时炉况制定合理的控制策略，为更好地实现矿热炉自动控制奠定基础。

参照图5，本发明提出的基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别系统包括：

模型建立装置70，用于基于非线性时变电阻建模方式和功率平衡原理建立电弧负载电压与电弧半径模型；

电弧半径值获取装置80，用于采集矿热炉电弧负载电压值，并根据电弧负载电压与电弧半径模型获取电弧半径值；

电弧半径标准差获取装置90，用于获取电弧半径值在预设周期内的电弧半径标准差；

炉况识别装置100，用于根据电弧半径标准差识别矿热炉冶炼所处的炉况。

可选地，炉况识别装置100包括：

最值获取单元，用于根据矿热炉现场生产数据以及电弧负载电压与电弧半径模型获取预设周期内现场电弧半径标准差的最小值和最大值；

阈值区间确定单元，用于根据预设周期内现场电弧半径标准差的最小值和最大值，确定与矿热炉现场生产数据对应的矿热炉冶炼炉况的阈值区间；

判断单元，用于将电弧半径标准差与阈值区间进行比较，从而判断矿热炉冶炼所处的炉况。

可选地，判断单元包括：

连续判断模块，用于判断连续多个预设周期内电弧半径是否处于阈值区间，若是，则判定矿热炉冶炼所处的炉况为阈值区间对应的矿热炉冶炼炉况，若否，则继续判断。

本实施例的基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别系统的具体工作过程和工作原理可参照本实施例中的基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别方法的工作过程和工作原理。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别方法，其特征在于，所述方法包括：

建立电弧负载电压与电弧半径模型；

采集矿热炉电弧负载电压值，并根据所述电弧负载电压与电弧半径模型获取电弧半径值；

获取所述电弧半径值在预设周期内的电弧半径标准差；

根据所述电弧半径标准差识别矿热炉冶炼所处的炉况。

2.根据权利要求1所述的基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别方法，其特征在于，所述建立电弧负载电压与电弧半径模型基于非线性时变电阻建模方式和功率平衡原理，具体包括：

根据功率平衡原理，建立功率平衡公式如下：

P＝P1+P2 (1)

其中，P为电弧消耗总功率，P1为扩散因素产生的功率损失，P2为电弧产生的热功率；

建立扩散因素产生的功率损失与电弧半径的函数关系式如下所示：

P₁＝ξ₁rⁿ (2)

其中，ξ₁为电弧功率扩散因子，r为电弧半径，n为电弧本身温度和长度的影响因子；

建立电弧产生的热功率与电弧半径的函数关系式如下式所示：

其中，ξ₂为热功率影响因子，r为电弧半径；

建立电弧消耗总功率的计算公式如下式所示：

其中，u为负载电压，ξ₃为高温等离子体功率计算系数，r为电弧半径，m为电弧功率影响因子；

结合式(1)、(2)、(3)和(4)可得电弧负载电压和电弧半径之间的模型为：

整理得：

3.根据权利要求1或2所述的基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别方法，其特征在于，根据所述电弧半径标准差识别矿热炉冶炼所处的炉况包括：

根据矿热炉现场生产数据以及所述电弧负载电压与电弧半径模型获取所述预设周期内现场电弧半径标准差的最小值和最大值；

根据所述预设周期内现场电弧半径标准差的最小值和最大值，确定与所述矿热炉现场生产数据对应的矿热炉冶炼炉况的阈值区间；

将所述电弧半径标准差与所述阈值区间进行比较，从而判断矿热炉冶炼所处的炉况。

4.根据权利要求3所述的基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别方法，其特征在于，将所述电弧半径标准差与所述阈值区间进行比较，从而判断矿热炉冶炼所处的炉况包括：

判断连续多个预设周期内所述电弧半径是否处于所述阈值区间，若是，则判定矿热炉冶炼所处的炉况为所述阈值区间对应的矿热炉冶炼炉况，若否，则继续判断。

5.根据权利要求4所述的基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别方法，其特征在于，

与所述矿热炉现场生产数据对应的矿热炉冶炼炉况包括熔化前期、熔化后期以及氧化还原期炉况。

6.一种基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别系统，其特征在于，所述系统包括：

模型建立装置，用于基于非线性时变电阻建模方式和功率平衡原理建立电弧负载电压与电弧半径模型；

电弧半径值获取装置，用于采集矿热炉电弧负载电压值，并根据所述电弧负载电压与电弧半径模型获取电弧半径值；

电弧半径标准差获取装置，用于获取所述电弧半径值在预设周期内的电弧半径标准差；

炉况识别装置，用于根据所述电弧半径标准差识别矿热炉冶炼所处的炉况。

7.根据权利要求6所述的基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别装置，其特征在于，所述炉况识别装置包括：

最值获取单元，用于根据矿热炉现场生产数据以及所述电弧负载电压与电弧半径模型获取所述预设周期内现场电弧半径标准差的最小值和最大值；

阈值区间确定单元，用于根据所述预设周期内现场电弧半径标准差的最小值和最大值，确定与所述矿热炉现场生产数据对应的矿热炉冶炼炉况的阈值区间；

判断单元，用于将所述电弧半径标准差与所述阈值区间进行比较，从而判断矿热炉冶炼所处的炉况。

8.根据权利要求7所述的基于电弧半径波动的矿热炉冶炼炉况识别装置，其特征在于，所述判断单元包括：

连续判断模块，用于判断连续多个预设周期内所述电弧半径是否处于所述阈值区间，若是，则判定矿热炉冶炼所处的炉况为所述阈值区间对应的矿热炉冶炼炉况，若否，则继续判断。