CN108733094B - 一种转炉入炉铁水量偏差控制方法及实施系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种转炉入炉铁水量偏差控制方法及实施系统，包括铁水运输车、铁包、行车称量数据采集传输子系统、铁包跟踪定位子系统、铁包三维扫描子系统、数据处理传输子系统、装铁控制子系统。本发明所设计的称量数据采集系统，将采集数据定格，直到再次采集才更新提高了无线数据传输的可靠性；三维扫描系统，利用了铁包的轮廓特征，作为铁包三维扫描、数据处理的定位基准，对铁包进行三维扫描数据处理，同时通过位置检测仪器检测了铁包在运输车辆上装铁下沉数据，对铁水液面检测进行了补偿校正，确保了铁水液面检测的准确性，提高了液面检测精度，排除了干扰因素，从而实现人工、自动双通道控制铁水装入量。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体涉及一种转炉入炉铁水量偏差控制方法及实施系统。
背景技术
目前，对于钢铁企业，钢铁界面采用最简洁、投资最省的、流程最短的汽车运输铁水一包到底生产工艺，不再使用鱼雷罐、混铁炉，降低了固定资产投资，减少了铁水温降。但存在转炉入炉铁水量偏差过大，无法满足一键智能炼钢对铁水量的问题，主要原因有：
1.车载计量不稳定，影响因素多，偏差过大；
2.炼钢转炉入炉铁水量称量数据不可能实时自动控制装铁量；
3.铁包包内实时状况信息不能被及时掌握和有效利用；
4.铁包内检测到的液面未能与所装铁量建立明确的一一对应关系，无法参与装铁控制。
发明内容
为克服所述不足，本发明的目的在于提供一种转炉入炉铁水量偏差控制方法及实施系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种转炉入炉铁水量偏差控制方法，步骤如下：
步骤1、通过称量数据采集传输子系统，在铁包兑完铁水装入铁水运输车后获取转炉每包入炉铁水量；
步骤2、通过铁包跟踪定位子系统获取铁包包号与铁水运输车号，将数据信息与包号捆绑，传输给数据处理传输系统；
具体地，所述铁包跟踪定位子系统通过铁包触发开关检测运输车辆到达检测位置，触发二维码扫描仪读取铁水运输车的车号二维码，同时发出停车预警信号，铁水运输车继续缓慢运行，二维码扫描仪检测到安装在耳轴端面的包号二维码信息后，提醒司机准确停车，实现检测数据、包况自动与包号匹配。
步骤3、通过三维扫描系统每次扫描铁包装铁前可装铁容积以及挂渣、结铁、耐材侵蚀等铁包包况，传输给数据处理传输系统；
具体地，所述三维扫描系统按照铁包图纸构建基础数据模型后，对新上线铁包进行三维扫描，以其轮廓构建三维扫描检测基准，每次兑铁结束后都对铁包进行三维扫描，获取装铁容积数据。
步骤4、通过数据处理与传输系统处理每次扫描铁包数据及包况、包号车号信息，设定铁水量，比对每次检测与实际称量结果，计算铁水比重对理论比重进行反馈校正补偿，准确输出每包铁水液面高度与装入铁水量的对应关系并传输给装铁控制子系统；
步骤5、通过装铁控制子系统检测铁包内的实时液面，在其接近所需液面时，控制高炉出铁摆槽机构将摆槽摆平，两工位同时装铁，达到所设定铁水量对应的铁水液面后，控制出铁摆槽机构向另一工位倾翻结束装铁；
具体地，所述装铁控制子系统检测铁包实时液面，在液位接近目标液位时，通过PLC控制器发送控制信号给出铁摆槽机构，将摆槽摆平，摆槽两边流铁，减缓装铁速度，保证每包铁的液面准确达到所需的高度，实现可人工、自动控制并行装铁，确保安全精准装铁。
步骤6、通过数据处理传输子系统统计铁水运输时间以及铁包扫描数据，经过数据积累分析，建立铁水凝固融化与运输时间的数据模型，自动判断补偿铁水运输时间对铁包铁水液位计算结果的影响，进一步提高系统精度。
一种转炉入炉铁水量偏差控制实施系统，包括铁水运输车、铁包、行车称量数据采集传输子系统、铁包跟踪定位子系统、铁包三维扫描子系统、数据处理传输子系统、装铁控制子系统，所述行车称量数据采集传输子系统、铁包跟踪定位子系统、铁包三维扫描子系统分别与数据处理传输子系统相连，将收集到的数据输送给数据处理传输子系统，数据处理传输子系统与出铁控制子系统双向传输。
具体地，所述行车称量数据采集传输子系统包括实施称重传感器、数据采集器、数据无线传输装置。
具体地，所述铁包跟踪定位子系统包括车号二维码、包号二维码、二维码扫描仪，车号二维码安装在铁水运输车的侧面、包号二维码安装在铁包耳轴端面，检测位置设有触发开关。
具体地，在铁水接受跨运输通道入口上方安装铁包三维扫描子系统，所述铁包三维扫描子系统包括三维扫描仪。
具体地，所述装铁控制子系统包括获取铁水液位检测仪、PLC控制器、出铁摆槽机构。
本发明具有以下有益效果：本发明所设计的称量数据采集系统，将采集数据定格，直到再次采集才更新提高了无线数据传输的可靠性；三维扫描系统，利用了铁包的轮廓特征，作为铁包三维扫描、数据处理的定位基准，对铁包进行三维扫描数据处理，获得可装铁容积，将重量检测转化为对液面高低的检测，同时通过位置检测仪器检测了铁包在运输车辆上装铁下沉数据，对铁水液面检测进行了补偿校正，确保了铁水液面检测的准确性，提高了液面检测精度，排除了干扰因素，从而实现人工、自动双通道控制铁水装入量，既减少了装铁口称量地磅的投资，又能确保安全；本发明通过系统检测数据积累，构建了铁水装入运输过程中凝固融化模型，实现对给定运输节奏过程预判，实时检测计算铁水比重，作为下一次计算依据，实现系统自学习，不断提高装准率。
附图说明
图1为本发明的控制方法流程图。
图2为本发明的控制系统组成框图。
图3为本发明的铁包跟踪定位、三维扫描子系统的主视图。
图4为本发明的铁包跟踪定位、三维扫描子系统的侧视图。
图5为本发明的装铁控制子系统的结构示意图。
图中1PLC控制器，2铁水液位检测仪，3铁水运输车，4位置检测仪，5二维码扫描仪，6触发开关，7包号二维码，8数据处理及传输系统,9铁水液位检测仪，10 PLC控制器，11出铁摆槽机构。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。
根据图1所示的一种转炉入炉铁水量偏差控制方法，步骤如下：
步骤1、通过称量数据采集传输子系统，在铁包兑完铁水装入铁水运输车3后获取转炉每包入炉铁水量；
步骤2、通过铁包跟踪定位子系统获取铁包2包号与铁水运输车3号，将数据信息与包号捆绑，传输给数据处理传输系统；
步骤3、通过三维扫描系统每次扫描铁包2装铁前可装铁容积以及挂渣、结铁、耐材侵蚀等铁包2包况，传输给数据处理传输系统；
具体地，所述三维扫描系统按照铁包图纸构建基础数据模型后，对新上线铁包进行三维扫描，以其轮廓构建三维扫描检测基准，每次兑铁结束后都对铁包2进行三维扫描，获取装铁容积数据。
步骤4、通过数据处理与传输系统处理每次扫描铁包数据及包况、包号车号信息，设定铁水量，比对每次检测与实际称量结果，计算铁水比重对理论比重进行反馈校正补偿，准确输出每包铁水液面高度与装入铁水量的对应关系并传输给装铁控制子系统；
步骤5、通过装铁控制子系统检测铁包2内的实时液面，在其接近所需液面时，控制高炉出铁摆槽机构11将摆槽摆平，两工位同时装铁，达到所设定铁水量对应的铁水液面后，控制出铁摆槽机构11向另一工位倾翻结束装铁；
具体地，所述装铁控制子系统检测铁包实时液面，在液位接近目标液位时，通过PLC控制器10发送控制信号给出铁摆槽机构11，将摆槽摆平，摆槽两边流铁，减缓装铁速度，保证每包铁的液面准确达到所需的高度，实现可人工、自动控制并行装铁，确保安全精准装铁。
步骤6、通过数据处理传输子系统统计铁水运输时间以及铁包扫描数据，经过数据积累分析，建立铁水凝固融化与运输时间的数据模型，自动判断补偿铁水运输时间对铁包铁水液位计算结果的影响，进一步提高系统精度。
根据图2-图5所示的一种转炉入炉铁水量偏差控制实施系统，包括铁水运输车3、铁包2、行车称量数据采集传输子系统、铁包跟踪定位子系统、铁包三维扫描子系统、数据处理传输子系统、装铁控制子系统，所述行车称量数据采集传输子系统、铁包跟踪定位子系统、铁包三维扫描子系统分别与数据处理传输子系统相连，将收集到的数据输送给数据处理传输子系统，数据处理传输子系统与出铁控制子系统双向传输。
具体地，所述行车称量数据采集传输子系统包括实施称重传感器、数据采集器、数据无线传输装置，用于获取行车运行状态、实时称量数据、称量位置等信息，进行数据处理后，输出稳定的、附带称量位置信息的有效称量数据，实现铁包2的包号与称量数据唯一对应，且一直保持到下次采集更新为止，称量数据通过无线数据传输装置传送到数据处理传输子系统中。
具体地，所述铁包跟踪定位子系统包括车号二维码、包号二维码7、二维码扫描仪5，车号二维码安装在铁水运输车3的侧面、包号二维码7安装在铁包2耳轴端面，检测位置设有触发开关6，通过触发开关6检测运输车辆到达检测位置，触发二维码扫描仪5读取铁水运输车3的车号二维码，同时发出停车预警信号，铁水运输车3继续缓慢运行，二维码扫描仪5检测到安装在耳轴端面的包号二维码7信息后，提醒司机准确停车，实现检测数据、包况自动与包号匹配。
具体地，在铁水接受跨运输通道入口上方安装铁包三维扫描子系统，所述铁包三维扫描子系统包括三维扫描仪1，通过三维扫描仪1扫描铁包2，掌握铁包2可装铁容积和包况，对新上线铁包进行三维扫描，按照铁包图纸构建基础数据模型后，以其轮廓构建三维扫描检测基准，每次兑铁结束后都对铁包2进行三维扫描，获取装铁容积数据。
具体地，所述装铁控制子系统包括获取铁水液位检测仪9、PLC控制器10、出铁摆槽机构11，装铁控制子系统获取数据处理及传输系统中的当前铁包2相关数据信息，通过铁水液位检测仪9实时获取铁水液位检测仪9检测到铁水液面高度、铁包2在装铁过程中沉降数据，并通过PLC控制器10发送控制信号来准确控制铁水量。
本发明不局限于所述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。
Claims (4)
1.一种转炉入炉铁水量偏差控制方法，其特征在于：步骤如下：
步骤1、通过称量数据采集传输子系统，在铁包兑完铁水装入铁水运输车后获取转炉每包入炉铁水量；
步骤2、通过铁包跟踪定位子系统获取铁包包号与铁水运输车号，将数据信息与包号捆绑，传输给数据处理传输系统；
步骤3、通过三维扫描系统每次扫描铁包装铁前可装铁容积以及挂渣、结铁和耐材侵蚀铁包包况，传输给数据处理传输系统；
步骤4、通过数据处理与传输系统处理每次扫描铁包数据及包况、包号车号信息，设定铁水量，比对每次检测与实际称量结果，计算铁水比重对理论比重进行反馈校正补偿，准确输出每包铁水液面高度与装入铁水量的对应关系并传输给装铁控制子系统；
步骤5、通过装铁控制子系统检测铁包内的实时液面，在其接近所需液面时，控制高炉出铁摆槽机构将摆槽摆平，两工位同时装铁，达到所设定铁水量对应的铁水液面后，控制出铁摆槽机构向另一工位倾翻结束装铁；
步骤6、通过数据处理传输子系统统计铁水运输时间以及铁包扫描数据，经过数据积累分析，建立铁水凝固融化与运输时间的数据模型，自动判断补偿铁水运输时间对铁包铁水液位计算结果的影响，进一步提高系统精度。
2.根据权利要求1所述的一种转炉入炉铁水量偏差控制方法，其特征在于：所述步骤2中所述铁包跟踪定位子系统通过铁包触发开关检测运输车辆到达检测位置，触发二维码扫描仪读取铁水运输车的车号二维码，同时发出停车预警信号，铁水运输车继续缓慢运行，二维码扫描仪检测到安装在耳轴端面的包号二维码信息后，提醒司机准确停车，实现检测数据、包况自动与包号匹配。
3.根据权利要求1所述的一种转炉入炉铁水量偏差控制方法，其特征在于：所述步骤3中，三维扫描系统按照铁包图纸构建基础数据模型后，对新上线铁包进行三维扫描，以其轮廓构建三维扫描检测基准，每次兑铁结束后都对铁包进行三维扫描，获取装铁容积数据。
4.根据权利要求1所述的一种转炉入炉铁水量偏差控制方法，其特征在于：所述步骤5中装铁控制子系统检测铁包实时液面，在液位接近目标液位时，通过PLC控制器发送控制信号给出铁摆槽机构，将摆槽摆平，摆槽两边流铁，减缓装铁速度，保证每包铁的液面准确达到所需的高度。
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