CN109521730B - 一种铁水包内渣面的在线计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种铁水包内渣面的在线计算方法。本发明包括：首先建立扒渣过程的动态坐标系，然后建立铁水包动态坐标系数据库，然后高分辨率摄像器连续的采集铁水包中实时情况，通过工控机采集成像，根据图像采集的铁水包倾翻角度及扒渣的过程与数据库中的坐标系相对比，找出对应的坐标系，系统在找到坐标系后，利用专有的软件对无规则的图像进行多边形处理，将处理后的多边形面积求出，得到脱硫渣渣面的面积。本发明通过对在线的铁水包内的铁水及渣量进行摄像检测，利用光谱成像技术，渣面面积动态坐标技术、高效数据库技术。建立铁水包内渣面的自动计算。

Description

一种铁水包内渣面的在线计算方法
技术领域：
本发明涉及一种铁水包内渣面的在线计算方法，属于仪控检测技术领域。
背景技术：
由于品种钢的需要，铁水在脱完硫后，需要对铁水进行扒渣处理，操作人员在扒渣过程中，根据钢种工艺卡的要求，需要针对不同钢种进行浅扒渣及深扒渣，但是操作人员在扒渣过程中仅仅依靠个人经验的判断对铁水包进行扒渣。由于操作经验及个人技能的不同，对同一钢种的扒渣程度不同，影响到成品钢的冶炼。鉴于以上情况的存在，需要通过一套辅助装置，可以科学的、连续的提供铁水包内的渣量情况，操作人员正确的合理的操作铁水扒渣。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种铁水包内渣面的在线计算方法，在铁水扒渣过程中，随着铁水包倾翻角度的变化、渣量的厚度及渣面的变化，需要动态的调节吹气赶渣的吹气量，以适应动态的扒渣过程，抑制扒渣过程的喷溅，抑制扒渣过程的粉尘，实现扒渣过程的环保性、经济性及快速性。本发明通过对在线的铁水包内的铁水及渣量进行摄像检测，利用光谱成像技术，渣面面积动态坐标技术、高效数据库技术。建立铁水包内渣面的自动计算。
上述的目的通过以下技术方案实现：
一种铁水包内渣面的在线计算方法，该方法包括：首先建立扒渣过程的动态坐标系，然后建立铁水包动态坐标系数据库，然后高分辨率摄像器连续的采集铁水包中实时情况，通过工控机采集成像，根据图像采集的铁水包倾翻角度及扒渣的过程与数据库中的坐标系相对比，找出对应的坐标系，系统在找到坐标系后，利用专有的软件对无规则的图像进行多边形处理，将处理后的多边形面积求出，得到脱硫渣渣面的面积。
所述的铁水包内渣面的在线计算方法，所述的建立扒渣过程的动态坐标系的具体方法是：
利用坐标法计算非规则图形的面积，设转折点K的坐标(Xk，Yk)计算多边形面积，利用坐标法计算渣量的面积多边形的面积和为：
Figure BDA0001413952080000011
将铁水包扒渣倾翻最小角度定义为α最小，将铁水包扒渣倾翻最大倾翻角度定义为α最大，在铁水包扒渣过程中，根据扒渣工艺目标硫及及渣量的动态变化，将扒渣过程分为前期、中期及末期，将前期、中期及末期的临界角度定义为α前期、α中期、α末期。在前期扒渣过程中，由于渣量厚、渣量大，扒渣过程迅速，将铁水包倾翻角度按照5°的变化建立动态坐标系，在中期扒渣过程中，扒渣速度趋于稳定、平缓，将铁水包倾翻角度按照2°建立动态坐标系，在末期扒渣过程中，渣量迅速的减少及渣面的流动性造成扒渣困难，扒渣速度缓慢，将铁水包倾翻角度按照1°建立动态坐标系，则扒渣前期建立的动态坐标系数为(α前期-α最小)/5，扒渣中期建立的动态坐标系数为(α中期-α前期)/2，扒渣末期建立的动态坐标系数为(α最大-α中期)/1。
有益效果：
本发明与现有技术相比，具有明显的技术创新点：
1、经济效益：本系统在250吨铁水脱硫系统使用，在冶炼精品钢时，需要对铁水进行深脱硫，利用该系统可以很好的控制铁损量。采用该系统后，对相同100炉深脱硫的铁水经过铁损量进行对比。利用铁水脱硫车称量系统称量被扒掉渣的重量，获得实际扒渣重量。经过对100炉深脱硫铁水的扒渣量进行对比，发现采用该系统后，平均每炉(每炉铁水250吨)铁损量降低400公斤。100炉铁水可以降低铁损400公斤/炉*100炉＝40吨，每吨铁水大约2500元，则100炉铁水通过该系统降低铁损收益大约为：2500元*40吨＝10万元。
2、社会效益：采用该系统后，系统根据渣面积、渣厚度、钢种、温度、铁水成分信息，判断操作工扒渣操作是否达到了扒渣级别。对扒渣过程进行实时监视并自动实现扒渣过程的实时录像功能。实现历史数据查询功能，操作人员可根据熔炼号、铁水温度上下限、钢种、铁水成分上下限(钛元素)、扒渣级别关键信息查询历史数据。选择特定炉次时，系统自动载入对应的扒渣历史录像、判定时截图及判断扒渣等级结果。降低操作人员的视觉判渣差异，提高了自动化程度，降低操作人员的劳动强度。
具体实施方式：
一种铁水包内渣面的在线计算方法，该方法包括：
a、建立扒渣过程的动态坐标系
为了确定脱硫渣的面积，采用坐标法近似的求出渣面的面积。利用坐标法计算非规则图形的面积，设转折点K的坐标(Xk，Yk)计算多边形面积，利用坐标法计算渣量的面积多边形的面积和为：
Figure BDA0001413952080000021
铁水在扒渣过程中，铁水包会随着扒渣的过程进行连续的倾翻，因此，铁水包在不同的角度铁水包的包口面积是动态变化的，为了准确的求出动态的渣面面积，就需要建立动态的坐标系。将铁水包扒渣倾翻最小角度定义为α最小，将铁水包扒渣倾翻最大倾翻角度定义为为α最大。在铁水包扒渣过程中，根据扒渣工艺目标硫及及渣量的动态变化，将扒渣过程分为前期、中期及末期，将前期、中期及末期的临界角度定义为α前期、α中期、α末期。在前期扒渣过程中，由于渣量厚、渣量大，扒渣过程迅速，将铁水包倾翻角度按照5°的变化建立动态坐标系，在中期扒渣过程中，扒渣速度趋于稳定、平缓，将铁水包倾翻角度按照2°建立动态坐标系，在末期扒渣过程中，渣量迅速的减少及渣面的流动性造成扒渣困难，扒渣速度缓慢，将铁水包倾翻角度按照1°建立动态坐标系。扒渣前期建立的动态坐标系数为(α前期-α最小)/5，扒渣中期建立的动态坐标系数为(α中期-α前期)/2，扒渣末期建立的动态坐标系数为(α最大-α中期)/1.根据以下铁水包的包口截面图建立坐标系。
b、建立铁水包动态坐标系数据库
通过对铁水包倾翻角度及扒渣过程的分类形成了大量的动态坐标系，铁水包在不同的状态下，脱硫渣渣面在铁水包形成的渣面面积就可以通过坐标系法近似求出。根据铁水包倾翻角α建立了不同的坐标系，形成了大量的坐标系，只有把这些有关系的坐标系放在同一个数据库中，确定它们的关联关系，建立成坐标系数据库。，数据库中的数据才能被充分的利用。高分辨率摄像器连续的采集铁水包中实时情况，通过工控机采集成像，根据图像采集的铁水包倾翻角度及扒渣的过程与数据库中的坐标系相对比，找出对应的坐标系，系统在找到坐标系后，利用专有的软件对无规则的图像进行多边形处理，将处理后的多边形面积求出，得到脱硫渣渣面的面积。
需要说明的是上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述基础上所作出的等同替换或者替代均属于本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (1)

1.一种铁水包内渣面的在线计算方法，其特征在于：该方法包括：首先建立扒渣过程的动态坐标系，然后建立铁水包动态坐标系数据库，然后高分辨率摄像器连续的采集铁水包中实时情况，通过工控机采集成像，根据图像采集的铁水包倾翻角度及扒渣的过程与数据库中的坐标系相对比，找出对应的坐标系，系统在找到坐标系后，利用专有的软件对无规则的图像进行多边形处理，将处理后的多边形面积求出，得到脱硫渣渣面的面积；
所述的建立扒渣过程的动态坐标系的具体方法是：
利用坐标法计算非规则图形的面积，将铁水包扒渣倾翻最小角度定义为α最小，将铁水包扒渣倾翻最大倾翻角度定义为α最大，在铁水包扒渣过程中，根据扒渣工艺目标硫及渣量的动态变化，将扒渣过程分为前期、中期及末期，将前期、中期及末期的临界角度定义为α前期、α中期、α末期，在前期扒渣过程中，由于渣量厚、渣量大，扒渣过程迅速，将铁水包倾翻角度按照5°的变化建立动态坐标系，在中期扒渣过程中，扒渣速度趋于稳定、平缓，将铁水包倾翻角度按照2°建立动态坐标系，在末期扒渣过程中，渣量迅速的减少及渣面的流动性造成扒渣困难，扒渣速度缓慢，将铁水包倾翻角度按照1°建立动态坐标系，则扒渣前期建立的动态坐标系数为（α前期-α最小）/5, 扒渣中期建立的动态坐标系数为（α中期-α前期）/2，扒渣末期建立的动态坐标系数为（α最大-α中期）/1。
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