CN111349741A - 一种转炉炼钢喷溅预报、钢水温度和碳含量检测的方法 - Google Patents

一种转炉炼钢喷溅预报、钢水温度和碳含量检测的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种转炉炼钢喷溅预报、钢水温度和碳含量检测的方法,包括转炉和转炉炼钢系统,氧枪插入孔的上方设置有具备红外功能的视频监控系统,视频监控系统包含有防护罩、红外摄像机、冷却系统、通讯系统,通讯系统包含有网线和网卡,防护罩的一端安装有石英玻璃窗口的金属密封外壳,红外摄像机通过通讯系统中的网线连接有计算机,计算机通过网线连接有交换机,交换机通过网线分别连接转炉炼钢系统和其他控制用计算机。本发明具有以下优点:采用图像识别的方法对转炉炼钢进行喷溅预报,能检测和预判喷溅的发生,以及氧枪工作状态是否正常,检测结果直观清晰;能连续预测转炉炉内钢水温度的变化,无需增加其他测温设备。

Description

一种转炉炼钢喷溅预报、钢水温度和碳含量检测的方法
技术领域
本发明涉及炼钢领域,特别涉及一种转炉炼钢喷溅预报、钢水温度和碳 含量检测的方法。
背景技术
在转炉炼钢过程中,当操作控制不当时或者装入量过大时,经常会出现 喷溅和炉渣返干现象,是转炉炼钢过程中极易出现的事故,喷溅发生时,炉 渣大量涌出炉口,不仅损失了炉内热量和金属,还容易烧毁设备,严重时还 会导致人身事故的发生,因此,在冶炼过程中监控转炉炉内状态,预判喷溅 的发生,并及时采取措施制止,是炼钢生产急需的控制技术和手段。炼钢工 通常采用判断喷溅的方法是基于对经验的学习和总结,通过倾听炉内异常的 声音和火焰燃烧的特征进行判断,然后通过调整氧枪枪位和加料操作控制喷 溅的发生,由于这些经验值无法量化和学习,除了一些有经验的老工人具备 这些技能以外,一般工人无法掌握。此外,目前也有应用基于声纳检测进行 喷溅预报的应用,在烟道内安装声音采集装置,通过采集炉内吹氧的声音大 小来进行喷溅预报,由于转炉烟道内温度极高,约2000℃,同时,吹氧时大 量的液态钢水和炉渣会喷溅到烟道内,容易损毁这些检测设备,导致成本高、 维护量大。
炼钢最主要的冶炼目标是控制合格的钢水成分和温度,由于炼钢是快节 奏的高温生产过程,准确快速地获取钢水成分和温度后,能正确指导炼钢操 作,确定冶炼终点,缩短冶炼周期;因此,在炼钢过程中需要快速检测分析 钢水成分和温度的方法和技术。目前采用的方法为人工判断到达目标后,倒 炉进行测温和取样后,送样到化验室分析,通常需要5-10分钟以后才能得到 检测结果,如果能在线检测钢水温度和主要成分碳含量,可以缩短等待时间, 提高钢产量和减少温度损失。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种转炉炼钢喷 溅预报、钢水温度和碳含量检测的方法。
为了解决上述技术问题,本发明提供了如下的技术方案:
本发明一种转炉炼钢喷溅预报、钢水温度和碳含量检测的方法,包括转 炉和转炉炼钢系统,所述转炉的顶部连接有转炉烟罩,所述转炉烟罩上开设 有两个氧枪插入孔,所述氧枪插入孔内分别插接有炼钢副枪和氧枪,所述氧 枪插入孔的上方设置有具备红外功能的视频监控系统,所述视频监控系统包 含有防护罩、红外摄像机、冷却系统、通讯系统,所述通讯系统包含有网线 和网卡,所述防护罩的一端安装有石英玻璃窗口的金属密封外壳,且防护罩 顶盖上安装有锁扣开关,所述防护罩安装于氧枪插入孔上方500-1500mm处,所述红外摄像机通过通讯系统中的网线连接有计算机,所述计算机通过网线 连接有交换机,所述交换机通过网线分别连接转炉炼钢系统和其他控制用计 算机。
作为本发明的一种优选技术方案,所述红外摄像机的测温范围为 400-2000℃,其镜头视场角度为10-55°。
作为本发明的一种优选技术方案,所述冷却系统采用压缩空气或氮气作 为冷却气源,且冷却系统的冷却管端口部和红外摄像头、通讯系统相对应。
作为本发明的一种优选技术方案,所述计算机和其他控制用计算机均安 装于炉前操作室内,且计算机具有喷溅预报、钢水温度检测和碳含量检测的 功能,并且计算机具有图像识别模块。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
(1)采用图像识别的方法对转炉炼钢进行喷溅预报,能检测和预判喷溅 的发生,以及氧枪工作状态是否正常,检测结果直观清晰;
(2)能连续预测转炉炉内钢水温度的变化,无需增加其他测温设备;
(3)能在转炉冶炼后期检测钢水碳含量,指导冶炼终点判断;
(4)本发明安装的设备位置环境较好,且能准确把握炉内状态,加上有 完善的防护装置,对比传统的基于声纳检测的喷溅预报系统,本系统的设备 不容易损坏,维护量低,且能获取更多的炉内信息,除了可以进行喷溅预报 以外,还具备钢水温度检测和碳含量检测的功能。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本 发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明的整体结构示意图;
图中:1、转炉;2、氧枪插入孔;3、冷却系统;4、红外摄像机;5、网 线;6、计算机;7、转炉炼钢系统;8、其他控制用计算机;9、炼钢副枪; 10、转炉烟罩;11、氧枪;12、交换机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述 的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示,本发明提供一种转炉炼钢喷溅预报、钢水温度和碳含量检 测的方法,包括转炉1和转炉炼钢系统7,转炉1的顶部连接有转炉烟罩10, 转炉烟罩10上开设有两个氧枪插入孔2,氧枪插入孔2内分别插接有炼钢副 枪9和氧枪11,氧枪插入孔2的上方设置有具备红外功能的视频监控系统, 视频监控系统包含有防护罩、红外摄像机4、冷却系统3、通讯系统,通讯系 统包含有网线5和网卡,防护罩的一端安装有石英玻璃窗口的金属密封外壳, 且防护罩顶盖上安装有锁扣开关,防护罩安装于氧枪插入孔2上方500-1500mm 处,且红外摄像机4安装于防护罩内,红外摄像机4通过通讯系统中的网线 连接有计算机6,计算机6通过网线连接有交换机12,交换机12通过网线分 别连接转炉炼钢系统7和其他控制用计算机8。
红外摄像机4的测温范围为400-2000℃,其镜头视场角度为10-55°, 能连续预测转炉炉内钢水温度的变化,无需增加其他测温设备。
冷却系统3采用压缩空气或氮气作为冷却气源,且冷却系统3的冷却管 端口部和红外摄像头4、通讯系统相对应,冷却系统外接电源后通过气泵将冷 却气源对红外摄像机4和通讯系统的线路进行吹扫和冷却,压缩空气或者氮 气的压力范围为:0.1-0.6Mpa。
计算机6和其他控制用计算机8均安装于炉前操作室内,且计算机6具 有喷溅预报、钢水温度检测和碳含量检测的功能,并且计算机6具有图像识 别模块,计算机6基于图像识别进行喷溅预报、基于红外分析进行温度检测, 基于碳焰形状识别进行碳含量检测,然后将预报以及检测的结果以图像曲线 的形式显示在计算机6的显示界面上。
具体的,其操作步骤如下:
1.在氧枪插入口上方500-1500mm处,安装具备红外分析功能的视频监控 系统;
2.该视频监控系统由防护外罩、红外摄像机4、冷却系统和通讯系统构成;
3.该系统的防护外罩为一端安装有石英玻璃窗口的金属密封外壳,可以 通过锁扣开关打开顶盖进行相机等设备安装,其作用为:保护罩内的设备免 受高温、粉尘的影响。
4.红外摄像机4安装和固定在防护罩内部,镜头视场角度为10-55°,镜 头通过调整角度对准氧枪插入孔位置,红外摄像机红外线测温范围为 400-2000℃。
5.防护罩内连接冷却系统管道和电源,冷却系统管道与外部压缩空气或 者氮气气源相连,连接和打开系统电源后,冷却系统会对镜头和镜身进行连 续吹扫,冷却气源的压缩空气或者氮气的压力范围为0.1-0.6Mpa。
6.计算机系统安装在炉前操作室,计算机6为PC机或者工控机,与转炉 炼钢系统采用网络方式连接,用来获取炼钢吹氧信息和信号;
7.通讯系统为网线和网卡,网线一端连接相机,一端连接计算机系统。
8.工作时,计算机系统利用视频监控系统获取的视频信息,对该信息进 行分析和判断,采用图像识别和碳焰形状识别进行喷溅预报和碳含量检测, 采用红外分析方法进行温度检测。
9.计算机系统输出的有关喷溅、钢水温度和碳含量的判断信息以图形曲 线的方式显示在计算机界面上,用于指导操作工进行炼钢操作。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
(1)采用图像识别的方法对转炉炼钢进行喷溅预报,能检测和预判喷溅 的发生,以及氧枪工作状态是否正常,检测结果直观清晰;
(2)能连续预测转炉炉内钢水温度的变化,无需增加其他测温设备;
(3)能在转炉冶炼后期检测钢水碳含量,指导冶炼终点判断;
(4)本发明安装的设备位置环境较好,且能准确把握炉内状态,加上有 完善的防护装置,对比传统的基于声纳检测的喷溅预报系统,本系统的设备 不容易损坏,维护量低,且能获取更多的炉内信息,除了可以进行喷溅预报 以外,还具备钢水温度检测和碳含量检测的功能。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限 制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的 技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或 者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (4)

1.一种转炉炼钢喷溅预报、钢水温度和碳含量检测的方法,包括转炉(1)和转炉炼钢系统(7),其特征在于,所述转炉(1)的顶部连接有转炉烟罩(10),所述转炉烟罩(10)上开设有两个氧枪插入孔(2),所述氧枪插入孔(2)内分别插接有炼钢副枪(9)和氧枪(11),所述氧枪插入孔(2)的上方设置有具备红外功能的视频监控系统,所述视频监控系统包含有防护罩、红外摄像机(4)、冷却系统(3)、通讯系统,所述通讯系统包含有网线(5)和网卡,所述防护罩的一端安装有石英玻璃窗口的金属密封外壳,且防护罩顶盖上安装有锁扣开关,所述防护罩安装于氧枪插入孔(2)上方500-1500mm处,所述红外摄像机(4)通过通讯系统中的网线连接有计算机(6),所述计算机(6)通过网线连接有交换机(12),所述交换机(12)通过网线分别连接转炉炼钢系统(7)和其他控制用计算机(8)。
2.根据权利要求1所述的一种转炉炼钢喷溅预报、钢水温度和碳含量检测的方法,其特征在于,所述红外摄像机(4)的测温范围为400-2000℃,其镜头视场角度为10-55°。
3.根据权利要求1所述的一种转炉炼钢喷溅预报、钢水温度和碳含量检测的方法,其特征在于,所述冷却系统(3)采用压缩空气或氮气作为冷却气源,且冷却系统(3)的冷却管端口部和红外摄像头(4)、通讯系统相对应。
4.根据权利要求1所述的一种转炉炼钢喷溅预报、钢水温度和碳含量检测的方法,其特征在于,所述计算机(6)和其他控制用计算机(8)均安装于炉前操作室内,且计算机(6)具有喷溅预报、钢水温度检测和碳含量检测的功能,并且计算机(6)具有图像识别模块。
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