CN110220471B - 一种熔融金属槽侵蚀程度检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种熔融金属槽侵蚀程度检测方法，所述检测方法包括：将中上部固定有第一定位码和第二定位码的探棒的底端置于熔融金属槽底部，使所述第一定位码和第二定位码保持面向固定于固定位置的测距摄像头，来回多次滑动所述探棒，获得所述第一定位码和第二定位码分别相对于所述固定位置的向量数据；根据所述第一定位码和第二定位码分别相对于所述固定位置的向量数据、第一定位码和第二定位码之间的距离以及第二定位码与探棒底端之间的距离，计算得出探棒底端相对于固定位置的向量数据，从而获得反映所述熔融金属槽侵蚀轮廓的探棒底端的运动轨迹。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼领域，尤其涉及一种熔融金属槽侵蚀程度检测方法。
背景技术
伴随着近年来国内钢铁行业及其信息智能化的蓬勃发展，钢铁企业在追求高产量高品质的同时，有效的保证安全生产成为了企业愈发关注的重点，也是实现社会稳定、促进钢铁行业生产力水平发展的必然要求。
鉴于此，作为炼铁厂高炉正常生产的出铁水过程中，对熔融金属槽(铁水沟)侵蚀程度的有效检测就显得尤为重要，目前国内钢厂对此的检测方法大多还是基于人工操作的视觉及触感经验检测，具体方法为：出铁水过程中，检测人员手持一根检测探棒，将检测探棒伸入熔融金属槽(铁水沟)并到达其底部数十秒，然后通过探棒底端与熔融金属槽(铁水沟)底部的多次接触、以及流动铁水对检测探棒的灼烧程度，依据个人经验来判断铁水沟内部耐火材料的侵蚀程度。该种方法有以下几个缺点：(1)检测方法老旧，依靠个人经验得出的检测数据缺乏理论依据，没有可比性；(2)每次检测结果的标准因人而异，不能依据铁水的成分、温度等条件进行数据的科学分类汇总，也无法得到熔融金属槽(铁水沟)内部耐火材料的精确的侵蚀程度曲线；(3)当熔融金属槽(铁水沟)实际侵蚀程度很大，且目前人工经验检测方法没有及时判断出应当更换铁水沟耐火材料时，会出现铁水烧穿铁水沟的危险事故，对整个生产流程以及生产安全造成了极大的影响和危害。
综上所述，现有技术存在熔融金属槽(铁水沟)侵蚀程度检测的不准确的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种熔融金属槽侵蚀程度检测方法，目的是为了精确检测出熔融金属槽(铁水沟)的侵蚀程度，以实现检测数据分类统计以及有效预防铁水烧穿耐火材料的事故发生。
为达到上述目的，本发明实施例提供了一种熔融金属槽侵蚀程度检测方法，所述方法包括：
将中上部固定有第一定位码和第二定位码的探棒的底端置于熔融金属槽底部，使所述第一定位码和第二定位码保持面向固定于固定位置的测距摄像头，来回多次滑动所述探棒，获得所述所述第一定位码和第二定位码分别相对于所述固定位置的向量数据。
根据所述第一定位码和第二定位码分别相对于所述固定位置的向量数据、第一定位码和第二定位码之间的距离以及第二定位码与探棒底端之间的距离，计算得出探棒底端相对于固定位置的向量数据，从而获得反映所述熔融金属槽侵蚀轮廓的探棒底端的运动轨迹。
所述探棒为圆柱形结构；
所述第一定位码和第二定位码为二维定位码，所述第一定位码的中心和第二定位码的中心连线，与所述探棒的轴线平行；
所述测距摄像头为具有实时视频采集功能的单目摄像机；在测量前，对所述测距摄像头进行标准化标定；
根据获得的反映所述熔融金属槽侵蚀轮廓的探棒底端的运动轨迹，判定当所述侵蚀轮廓的变形量超过设定阈值时，发出警示。
上述技术方案具有如下有益效果：相比于老旧的检测方法，本发明采用数学建模与分析的技术手段，所得到的检测数据更为科学，且真实、可靠；并且可将每次的检测结果进行数据汇总与分析，并能以图表的形式呈现出熔融金属槽(铁水沟)内部耐火材料随时间变化的侵蚀程度曲线；当熔融金属槽(铁水沟)侵蚀程度很大时，能发出警示或者报警提醒操作人员及时更换，保证了高炉出铁水的正常生产，避免了安全生产事故的发生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一种熔融金属槽侵蚀程度检测方法的示意图；
附图标号：1-探棒，2-熔融金属槽，3-单目摄像机，O-测距摄像头，A-第一定位码的中心点，B-第二定位码的中心点，C-探棒底端，a-A到B的距离，b-B到C的距离。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，是本发明实施例一种熔融金属槽侵蚀程度检测方法的示意图，具体包括以下步骤：
在熔融金属槽(铁水沟)生产现场附近的合适位置，固定安装一台具有实时视频采集功能的测距摄像头；
在检测人员所使用的探棒的中上部(检测侵蚀程度时不伸入铁水中的部分)，任意选取两个位置各固定安装一个本发明所用到的二维定位码，其中，二维定位码安装方法如下：将具有特定标识的二维定位码，以纸质材料打印然后黏贴到金属硬质薄板上或直接以金属硬质薄板的方式打印，再将带有二维定位码的金属硬质薄板以焊接的方式固定到探棒上选取好的两个位置；
所述第一定位码的中心和第二定位码的中心连线，与所述探棒的轴线平行；
在正常出铁水的过程中，检测人员手持探棒(中上部已固定两个二维定位码)将探棒伸入铁水沟到达其底部，以此作为操作流程的开始；
将固定在探棒上的两个二维定位码面向固定位置的测距摄像头，在始终保持两个二维定位码面向测距摄像头的前提下，将探棒在注满铁水的熔融金属槽(铁水沟)里(保证探棒底端触及铁水沟底部)进行多次来回滑动；
将探棒多次滑动后，转动探棒让两个二维定位码离开测距摄像头拍摄范围，并将探棒抽离熔融金属槽，以此作为操作流程的结束；
按图1所示的示意图，建立数学模型及计算探棒底端C点相对于摄像机的运动轨迹，具体计算过程如下：
在检测操作流程开始前，测量出依据探棒上第一定位码的中心点A和第二定位码的中心点B所划分出的探棒两截距离的实际长度a、b，结合测距摄像头所在位置O点与与探棒上的A、B两点来建立数学模型(见图1)；
结合数学模型，根据向量相关公式可得：(式1)，其中：/>为检测探棒底端C点相对于摄像机镜头O点的向量；/>为第一定位码的中心点A相对于所述测距摄像头固定位置O点的向量数据，/>为第一个定位码中心点A点相对于检测探棒底端C点的向量；
同理根据向量相关公式与探棒上各段距离的比例关系，可得：(式2)，其中：/>(式3)，/>为第二定位码的中心点B相对于所述测距摄像头固定位置O点的向量数据；
将(式2)和(式3)代入(式1)，可得：(式4)，其中a、b均已知，通过测距摄像头对所述第一定位码和第二定位码进行轮廓检测，即可获得所述第一定位码的中心点A相对于所述测距摄像头固定位置O的向量数据/>以及第二定位码的中心点B相对于所述测距摄像头固定位置O的向量数据/>
将向量代入(式4)中即可得到探棒底端C点相对于测距摄像头的运动轨迹又因为检测过程中探棒始终保持在熔融金属槽(铁水沟)底部，故可得到熔融金属槽的侵蚀程度轮廓。
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种熔融金属槽侵蚀程度检测方法，其特征在于，所述方法包括：
将中上部固定有第一定位码和第二定位码的探棒的底端置于熔融金属槽底部，使所述第一定位码和第二定位码保持面向固定于固定位置的测距摄像头，来回多次滑动所述探棒，获得所述第一定位码和第二定位码分别相对于所述固定位置的向量数据；
根据所述第一定位码和第二定位码分别相对于所述固定位置的向量数据、第一定位码和第二定位码之间的距离以及第二定位码与探棒底端之间的距离，计算得出探棒底端相对于固定位置的向量数据，从而获得反映所述熔融金属槽侵蚀轮廓的探棒底端的运动轨迹；
通过测距摄像头对所述第一定位码和第二定位码进行轮廓检测，获得所述第一定位码的中心点A相对于所述测距摄像头固定位置O的向量数据以及第二定位码的中心点B相对于所述测距摄像头固定位置O的向量数据/>
根据所述第一定位码和第二定位码分别相对于所述固定位置的向量数据和/>第一定位码和第二定位码之间的距离a以及第二定位码与探棒底端C之间的距离b，通过下式计算获得探棒底端C相对于固定位置O的向量数据/>
2.如权利要求1所述的一种熔融金属槽侵蚀程度检测方法，其特征在于，所述探棒为圆柱形结构。
3.如权利要求1所述的一种熔融金属槽侵蚀程度检测方法，其特征在于，所述第一定位码和第二定位码为二维定位码。
4.如权利要求1所述的一种熔融金属槽侵蚀程度检测方法，其特征在于，所述第一定位码的中心和第二定位码的中心连线，与所述探棒的轴线平行。
5.如权利要求1所述的一种熔融金属槽侵蚀程度检测方法，其特征在于，所述测距摄像头为具有实时视频采集功能的单目摄像机；在测量前，对所述测距摄像头进行标准化标定。
6.如权利要求1所述的一种熔融金属槽侵蚀程度检测方法，其特征在于，获得所述第一定位码和第二定位码分别相对于所述固定位置的向量数据之后，所述方法还包括：
转动所述探棒使第一定位码和第二定位码离开测距摄像头拍摄范围，将所述探棒抽离熔融金属槽。
7.如权利要求1所述的一种熔融金属槽侵蚀程度检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据获得的反映所述熔融金属槽侵蚀轮廓的探棒底端的运动轨迹，判定当所述侵蚀轮廓的变形量超过设定阈值时，发出警示。
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