CN112094979A - 一种基于转炉声呐（音频）信号下的氧枪吹炼枪位控制方法 - Google Patents
一种基于转炉声呐（音频）信号下的氧枪吹炼枪位控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于转炉声呐(音频)信号下的氧枪吹炼枪位控制方法，属于炼钢领域，它可以实现吹炼过程中的氧枪枪位无干预自动控制，通过在氧枪控制程序中引入转炉声呐(音频)化渣信号，在转炉吹炼过程中可依据声呐(音频)化渣信号动态预测化渣走向，实时分析音频信号信息，使氧枪操作和声呐(音频)化渣信号形成联动，同时将分析结果送入氧副枪智能控制系统，使氧枪操作实现更高层次的自动化程度，除为班组提供基于实际的化渣质量提示外，在吹炼过程中代替操作工实现氧枪枪位智能化控制，是氧枪枪位控制动态模型的重要支撑。
Description
技术领域
本发明涉及炼钢领域，更具体地说，涉及一种基于转炉声呐(音频)信号下的氧枪吹炼枪位控制方法。
背景技术
转炉炼钢是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程，转炉按耐火材料分为酸性和碱性，按气体吹入炉内的部位有顶吹、底吹和侧吹；按气体种类为分空气转炉和氧气转炉。碱性氧气顶吹和顶底复吹转炉由于其生产速度快、产量大，单炉产量高、成本低、投资少，为使用最普遍的炼钢设备。氧枪是将高压高纯度氧气以超音速速度吹入转炉内金属熔池上方，并带有高压水冷却保护系统的管状设备，它是氧气顶吹炼钢的重要设备。
传统自动化炼钢中的氧枪枪位控制操作依赖事先设定模型控制，不能随炉内实时渣况变化进行自适应调整，转炉炼钢反应速度快、冶炼周期短，冶炼过程中的化渣效果直接影响到钢水的质量与炼钢效率，传统意义上的自动化炼钢在过程化渣效果上具有较大的不确定性，影响自动化炼钢的使用体验和使用效果，而传统转炉声呐(音频)化渣系统为转炉系统配套的辅助设备，系统依据安装在炉口附近的拾音装置收集的声音信号强度来判断转炉炉内化渣状况，从而为转炉冶炼操作工调整氧枪吹炼枪位提供参考，即转炉声呐(音频)化渣系统的信号仅作为转变操作工参考使用。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于转炉声呐(音频)信号下的氧枪吹炼枪位控制方法，它可以实现吹炼过程中的氧枪枪位无干预自动控制，通过在氧枪控制程序中引入转炉声呐(音频)化渣信号，在转炉吹炼过程中可依据声呐(音频)化渣信号动态预测化渣走向，实时分析音频信号信息，使氧枪操作和声呐(音频)化渣信号形成联动，同时将分析结果送入氧副枪智能控制系统，使氧枪操作实现更高层次的自动化程度，除为班组提供基于实际的化渣质量提示外，在吹炼过程中代替操作工实现氧枪枪位智能化控制，是氧枪枪位控制动态模型的重要支撑。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种基于转炉声呐(音频)信号下的氧枪吹炼枪位控制方法，包括以下步骤：
S1,炉口附近的拾音装置收集炉内化渣的声呐(音频)信号；
S2，对声呐(音频)信号进行信号过滤、分析处理；
S3，对信号进行走势、强度量化处理；
S4，将处理后的信号输入给氧枪控制程序；
S5，氧枪控制程序通过调节装置控制氧枪枪位，实现氧枪枪位联动控。
进一步的，所述S5步骤中的调节装置包括底座，实现吹炼过程中的氧枪枪位无干预自动控制。
进一步的，所述底座为中空结构，所述底座的下端内壁转动连接有竖直设置的传动轴，且传动轴贯穿底座的上端侧壁设置，所述传动轴的上端固定连接有转动座，且转动座的上表面固定连接有安装座，所述安装座的上方设置有氧枪，所述氧枪的下表面固定连接有连接座，且连接座与安装座转动连接，所述底座的一侧内壁固定连接有第一电机，且第一电机的输出端连接有驱动轴，所述驱动轴远离第一电机的一端固定连接有第一锥齿轮，且传动轴的侧壁固定套设有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述转动座的上表面固定连接有竖直设置的第一顶杆，所述第一顶杆为中空结构，所述第一顶杆中插设有第二顶杆，且第二顶杆贯穿第一顶杆的上端侧壁，所述氧枪的下表面固定连接有横向设置的固定板，所述固定板的内壁开设有T形滑槽，且T形滑槽中滑动连接有滑块，所述滑块的外侧壁与第二顶杆的上端侧壁之间转动连接有插轴，所述第一顶杆的下端内壁转动连接有螺纹杆，且第二顶杆的下端侧壁开设有与螺纹杆匹配的螺纹孔，转动座靠近第一顶杆的上表面固定连接有第二电机，且第二电机的输出端贯穿至第一顶杆中设置，所述第二电机的输出端连接有第三锥齿轮，且螺纹杆的侧壁固定套设有与第三锥齿轮啮合的第四锥齿轮，第一电机使第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，实现氧枪的转动调节，第二电机带动氧枪旋转，实现喷射角度的调节。
进一步的，所述第一顶杆的下端内壁固定连接有限制杆，且第二顶杆的下端侧壁开设有与限制杆匹配的限制孔，第二顶杆上下移动时，限制杆插进限制孔中，这样可防止第二顶杆倾斜。
进一步的，所述第二顶杆的下端固定连接有挡块，且挡块的形状为环形，挡块是为了防止第二顶杆脱离第一顶杆。
进一步的，所述底座的上表面固定连接有环形座，且环形座的上端开设有环形滑槽，所述转动座的下端两侧均固定连接有一组支架，且每组两个支架之间通过转轴转动连接有滑轮，所述滑轮与环形滑槽滚动连接，转动座旋转时，滑轮在环形滑槽中滑动，这样可保持转动座的稳定性，防止其倾斜。
进一步的，所述第一顶杆和第二顶杆均为方形杆，方形杆可起到限制轴向转动的作用，以免第二顶杆被螺纹杆带着旋转。
进一步的，所述第二电机的外部罩设有保护罩，且保护罩采用耐高温材料，保护罩可保护第二电机不被高温所伤。
进一步的，所述第一电机和第二电机均为正反电机，且第一电机和第二电机均与氧枪控制程序连接，氧枪控制程序控制第一电机和第二电机的正反转，从而实现对氧枪的调节。
进一步的，所述底座的上端内壁嵌设有转动轴承，且传动轴贯穿转动轴承，转动轴承对传动轴起到稳定的作用，使其顺畅的旋转。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以实现吹炼过程中的氧枪枪位无干预自动控制，通过在氧枪控制程序中引入转炉声呐(音频)化渣信号，在转炉吹炼过程中可依据声呐(音频)化渣信号动态预测化渣走向，实时分析音频信号信息，使氧枪操作和声呐(音频)化渣信号形成联动，同时将分析结果送入氧副枪智能控制系统，使氧枪操作实现更高层次的自动化程度，除为班组提供基于实际的化渣质量提示外，在吹炼过程中代替操作工实现氧枪枪位智能化控制，是氧枪枪位控制动态模型的重要支撑。
(2)S5步骤中的调节装置包括底座，实现吹炼过程中的氧枪枪位无干预自动控制。
(3)底座为中空结构，底座的下端内壁转动连接有竖直设置的传动轴，且传动轴贯穿底座的上端侧壁设置，传动轴的上端固定连接有转动座，且转动座的上表面固定连接有安装座，安装座的上方设置有氧枪，氧枪的下表面固定连接有连接座，且连接座与安装座转动连接，底座的一侧内壁固定连接有第一电机，且第一电机的输出端连接有驱动轴，驱动轴远离第一电机的一端固定连接有第一锥齿轮，且传动轴的侧壁固定套设有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，转动座的上表面固定连接有竖直设置的第一顶杆，第一顶杆为中空结构，第一顶杆中插设有第二顶杆，且第二顶杆贯穿第一顶杆的上端侧壁，氧枪的下表面固定连接有横向设置的固定板，固定板的内壁开设有T形滑槽，且T形滑槽中滑动连接有滑块，滑块的外侧壁与第二顶杆的上端侧壁之间转动连接有插轴，第一顶杆的下端内壁转动连接有螺纹杆，且第二顶杆的下端侧壁开设有与螺纹杆匹配的螺纹孔，转动座靠近第一顶杆的上表面固定连接有第二电机，且第二电机的输出端贯穿至第一顶杆中设置，第二电机的输出端连接有第三锥齿轮，且螺纹杆的侧壁固定套设有与第三锥齿轮啮合的第四锥齿轮，第一电机使第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，实现氧枪的转动调节，第二电机带动氧枪旋转，实现喷射角度的调节。
(4)第一顶杆的下端内壁固定连接有限制杆，且第二顶杆的下端侧壁开设有与限制杆匹配的限制孔，第二顶杆上下移动时，限制杆插进限制孔中，这样可防止第二顶杆倾斜。
(5)，第二顶杆的下端固定连接有挡块，且挡块的形状为环形，挡块是为了防止第二顶杆脱离第一顶杆。
(6)底座的上表面固定连接有环形座，且环形座的上端开设有环形滑槽，转动座的下端两侧均固定连接有一组支架，且每组两个支架之间通过转轴转动连接有滑轮，滑轮与环形滑槽滚动连接，转动座旋转时，滑轮在环形滑槽中滑动，这样可保持转动座的稳定性，防止其倾斜。
(7)第一顶杆和第二顶杆均为方形杆，方形杆可起到限制轴向转动的作用，以免第二顶杆被螺纹杆带着旋转。
(8)第二电机的外部罩设有保护罩，且保护罩采用耐高温材料，保护罩可保护第二电机不被高温所伤。
(9)第一电机和第二电机均为正反电机，且第一电机和第二电机均与氧枪控制程序连接，氧枪控制程序控制第一电机和第二电机的正反转，从而实现对氧枪的调节。
(10)底座的上端内壁嵌设有转动轴承，且传动轴贯穿转动轴承，转动轴承对传动轴起到稳定的作用，使其顺畅的旋转。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的主视结构示意图；
图3为本发明的固定板剖视结构示意图；
图4为图2中A处的结构示意图；
图5为图2中B处的结构示意图；
图6为图2中C处的结构示意图。
图中标号说明：
1底座、2传动轴、3转动座、4安装座、5氧枪、6连接座、7第一电机、8驱动轴、9第一锥齿轮、10第二锥齿轮、11第一顶杆、12第二顶杆、13固定板、14T形滑槽、15滑块、16插轴、17螺纹杆、18螺纹孔、19第二电机、20第三锥齿轮、21第四锥齿轮、22限制杆、23限制孔、24挡块、25环形座、26环形滑槽、27支架、28转轴、29滑轮。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1，一种基于转炉声呐(音频)信号下的氧枪吹炼枪位控制方法，包括以下步骤：
S1,炉口附近的拾音装置收集炉内化渣的声呐(音频)信号；
S2，对声呐(音频)信号进行信号过滤、分析处理；
S3，对信号进行走势、强度量化处理；
S4，将处理后的信号输入给氧枪控制程序；
S5，氧枪控制程序通过调节装置控制氧枪枪位，实现氧枪枪位联动控制。
S5步骤中的调节装置包括底座1，请参阅图2和图6，底座1为中空结构，底座1的下端内壁转动连接有竖直设置的传动轴2，且传动轴2贯穿底座1的上端侧壁设置，底座1的上端内壁嵌设有转动轴承，且传动轴2贯穿转动轴承，转动轴承对传动轴2起到稳定的作用，使其顺畅的旋转，传动轴2的上端固定连接有转动座3，底座1的上表面固定连接有环形座25，且环形座25的上端开设有环形滑槽26，转动座3的下端两侧均固定连接有一组支架27，且每组两个支架27之间通过转轴28转动连接有滑轮29，滑轮29与环形滑槽26滚动连接，转动座3旋转时，滑轮29在环形滑槽26中滑动，这样可保持转动座3的稳定性，防止其倾斜，且转动座3的上表面固定连接有安装座4，安装座4的上方设置有氧枪5，氧枪5的下表面固定连接有连接座6，且连接座6与安装座4转动连接，底座1的一侧内壁固定连接有第一电机7(其内部结构和工作原理为本领域技术人员公知技术，在此不作过多赘述)，且第一电机7的输出端连接有驱动轴8，驱动轴8远离第一电机7的一端固定连接有第一锥齿轮9，且传动轴2的侧壁固定套设有与第一锥齿轮9啮合的第二锥齿轮10；
请参阅图3-5，转动座3的上表面固定连接有竖直设置的第一顶杆11，第一顶杆11为中空结构，第一顶杆11中插设有第二顶杆12，第一顶杆11和第二顶杆12均为方形杆，方形杆可起到限制轴向转动的作用，以免第二顶杆12被螺纹杆17带着旋转，第二顶杆12的下端固定连接有挡块24，且挡块24的形状为环形，挡块24是为了防止第二顶杆12脱离第一顶杆11，且第二顶杆12贯穿第一顶杆11的上端侧壁，第一顶杆11的下端内壁固定连接有限制杆23，且第二顶杆12的下端侧壁开设有与限制杆23匹配的限制孔22，第二顶杆12上下移动时，限制杆23插进限制孔22中，这样可防止第二顶杆12倾斜，氧枪5的下表面固定连接有横向设置的固定板13，固定板13的内壁开设有T形滑槽14，且T形滑槽14中滑动连接有滑块15，滑块15的外侧壁与第二顶杆12的上端侧壁之间转动连接有插轴16，第一顶杆11的下端内壁转动连接有螺纹杆17，且第二顶杆12的下端侧壁开设有与螺纹杆17匹配的螺纹孔18，转动座3靠近第一顶杆11的上表面固定连接有第二电机19(其内部结构和工作原理为本领域技术人员公知技术，在此不作过多赘述)，第一电机7和第二电机19均为正反电机，且第一电机7和第二电机19均与氧枪控制程序连接，氧枪控制程序控制第一电机7和第二电机19的正反转，从而实现对氧枪5的调节，第二电机19的外部罩设有保护罩，且保护罩采用耐高温材料，保护罩可保护第二电机19不被高温所伤，且第二电机19的输出端贯穿至第一顶杆11中设置，第二电机19的输出端连接有第三锥齿轮20，且螺纹杆17的侧壁固定套设有与第三锥齿轮20啮合的第四锥齿轮21，第一电机7使第一锥齿轮9与第二锥齿轮10啮合，实现氧枪5的转动调节，第二电机19带动氧枪5旋转，实现喷射角度的调节。
调节氧枪5时，第一电机7带动第一锥齿轮9与第二锥齿轮10啮合，传动轴2从而带动转动座3和氧枪5旋转，第二电机19带动第三锥齿轮20与第四锥齿轮21啮合，螺纹杆17与螺纹孔18啮合，由于第一顶杆11和第二顶杆12为方形杆，因此螺纹杆17的转动使得第二顶杆12在第一顶杆11中上下移动，第二顶杆12上下移动时，滑块15在T形滑槽14中滑动，氧枪5的枪口喷射角度被改变，第一电机7和第二电机19均由氧枪控制程序控制，在吹炼过程中代替操作工实现氧枪枪位智能化控制。
它可以实现吹炼过程中的氧枪枪位无干预自动控制，通过在氧枪控制程序中引入转炉声呐(音频)化渣信号，在转炉吹炼过程中可依据声呐(音频)化渣信号动态预测化渣走向，实时分析音频信号信息，使氧枪操作和声呐(音频)化渣信号形成联动，同时将分析结果送入氧副枪智能控制系统，使氧枪操作实现更高层次的自动化程度，除为班组提供基于实际的化渣质量提示外，在吹炼过程中代替操作工实现氧枪枪位智能化控制，是氧枪枪位控制动态模型的重要支撑。
以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于转炉声呐(音频)信号下的氧枪吹炼枪位控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1,炉口附近的拾音装置收集炉内化渣的声呐(音频)信号；
S2，对声呐(音频)信号进行信号过滤、分析处理；
S3，对信号进行走势、强度量化处理；
S4，将处理后的信号输入给氧枪控制程序；
S5，氧枪控制程序通过调节装置控制氧枪枪位，实现氧枪枪位联动控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于转炉声呐(音频)信号下的氧枪吹炼枪位控制方法，其特征在于：所述S5步骤中的调节装置包括底座(1)。
3.根据权利要求2所述的一种基于转炉声呐(音频)信号下的氧枪吹炼枪位控制方法，其特征在于：所述底座(1)为中空结构，所述底座(1)的下端内壁转动连接有竖直设置的传动轴(2)，且传动轴(2)贯穿底座(1)的上端侧壁设置，所述传动轴(2)的上端固定连接有转动座(3)，且转动座(3)的上表面固定连接有安装座(4)，所述安装座(4)的上方设置有氧枪(5)，所述氧枪(5)的下表面固定连接有连接座(6)，且连接座(6)与安装座(4)转动连接，所述底座(1)的一侧内壁固定连接有第一电机(7)，且第一电机(7)的输出端连接有驱动轴(8)，所述驱动轴(8)远离第一电机(7)的一端固定连接有第一锥齿轮(9)，且传动轴(2)的侧壁固定套设有与第一锥齿轮(9)啮合的第二锥齿轮(10)，所述转动座(3)的上表面固定连接有竖直设置的第一顶杆(11)，所述第一顶杆(11)为中空结构，所述第一顶杆(11)中插设有第二顶杆(12)，且第二顶杆(12)贯穿第一顶杆(11)的上端侧壁，所述氧枪(5)的下表面固定连接有横向设置的固定板(13)，所述固定板(13)的内壁开设有T形滑槽(14)，且T形滑槽(14)中滑动连接有滑块(15)，所述滑块(15)的外侧壁与第二顶杆(12)的上端侧壁之间转动连接有插轴(16)，所述第一顶杆(11)的下端内壁转动连接有螺纹杆(17)，且第二顶杆(12)的下端侧壁开设有与螺纹杆(17)匹配的螺纹孔(18)，转动座(3)靠近第一顶杆(11)的上表面固定连接有第二电机(19)，且第二电机(19)的输出端贯穿至第一顶杆(11)中设置，所述第二电机(19)的输出端连接有第三锥齿轮(20)，且螺纹杆(17)的侧壁固定套设有与第三锥齿轮(20)啮合的第四锥齿轮(21)。
4.根据权利要求3所述的一种基于转炉声呐(音频)信号下的氧枪吹炼枪位控制方法，其特征在于：所述第一顶杆(11)的下端内壁固定连接有限制杆(23)，且第二顶杆(12)的下端侧壁开设有与限制杆(23)匹配的限制孔(22)。
5.根据权利要求3所述的一种基于转炉声呐(音频)信号下的氧枪吹炼枪位控制方法，其特征在于：所述第二顶杆(12)的下端固定连接有挡块(24)，且挡块(24)的形状为环形。
6.根据权利要求3所述的一种基于转炉声呐(音频)信号下的氧枪吹炼枪位控制方法，其特征在于：所述底座(1)的上表面固定连接有环形座(25)，且环形座(25)的上端开设有环形滑槽(26)，所述转动座(3)的下端两侧均固定连接有一组支架(27)，且每组两个支架(27)之间通过转轴(28)转动连接有滑轮(29)，所述滑轮(29)与环形滑槽(26)滚动连接。
7.根据权利要求3所述的一种基于转炉声呐(音频)信号下的氧枪吹炼枪位控制方法，其特征在于：所述第一顶杆(11)和第二顶杆(12)均为方形杆。
8.根据权利要求3所述的一种基于转炉声呐(音频)信号下的氧枪吹炼枪位控制方法，其特征在于：所述第二电机(19)的外部罩设有保护罩，且保护罩采用耐高温材料。
9.根据权利要求3所述的一种基于转炉声呐(音频)信号下的氧枪吹炼枪位控制方法，其特征在于：所述第一电机(7)和第二电机(19)均为正反电机，且第一电机(7)和第二电机(19)均与氧枪控制程序连接。
10.根据权利要求3所述的一种基于转炉声呐(音频)信号下的氧枪吹炼枪位控制方法，其特征在于：所述底座(1)的上端内壁嵌设有转动轴承，且传动轴(2)贯穿转动轴承。
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