CN114807514A - 一种lf底吹效果实时监控与自动控制的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种LF底吹效果实时监控与自动控制的方法，属于钢铁冶炼方法技术领域。本发明的技术方案是：利用CCD成像和光纤测温的双系统实时获得LF内钢液和炉渣的裸露状态，为实时调控LF底吹气量提供数据支持，并在此基础上，实现LF底吹气量的增大或减小，实现在线实时调控。本发明的有益效果是：大大提高了钢水和炉渣裸露面积的准确识别率；实现了LF精炼过程底吹效果的实时监控与自动控制，提高了标准化生产和智能控制水平；实现不同处理阶段底吹流量的自动控制，大大减少了人为干预和操作人员的工作量；该模型可自学习，不断提高识别效率，建立底吹气量大小与底吹效果的量化关系和实时反馈。
Description
技术领域
本发明涉及一种LF底吹效果实时监控与自动控制的方法，属于钢铁冶炼方法技术领域。
背景技术
LF炉是钢铁行业冶炼高品质、高附加值钢种精炼工艺的主体设备，底吹效果是保障LF精炼效果、高效顺产的重要环节。在实际应用过程中， LF精炼过程底吹效果主要取决于底吹气量，而当前吹气量仅依靠预设的压力进行调节，难以根据实际生产情况灵活调整。受制于高达1600℃以上的服役环境和封闭操作空间，LF操作工只能依靠肉眼或者视屏观察LF内局部的熔池液面，视野范围相对较小，且这种方式属于间接地、被动地、人工地调节气量，有的企业甚至不具备视屏条件。因而，LF气体的搅拌效果难以实现在线实时检测、量化评估、实时调控，难以实现标准化生产和智能控制，造成了LF工艺控制的不稳定甚至钢液品质恶化。另一方面，LF炉管道系统压力存在波动，生产过程还需要根据工艺要求，不断调整气体流量大小，使得操作工的工作量很大，甚至疲于应付。精炼效果时好时坏，难以进行过程监控。所以，LF精炼过程底吹效果的在线监测、实时调整技术，属于行业的共性问题、瓶颈问题，行业需求迫切。
目前，国内外LF精炼过程的底吹效果都未实现自动监控和调控，难以更大限度地发挥LF精炼功能。
发明内容
本发明目的是提供一种LF底吹效果实时监控与自动控制的方法，通过利用CCD成像和光纤测温的双系统模型实时获得LF底吹气量提供数据支持，大大提高了钢水和炉渣裸露面积的准确识别率；实现了LF精炼过程底吹效果的实时监控与自动控制，提高了标准化生产和智能控制水平；实现不同处理阶段底吹流量的自动控制，大大减少了人为干预和操作人员的工作量；该模型可自学习，不断提高识别效率，建立底吹气量大小与底吹效果的量化关系和实时反馈，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：一种LF底吹效果实时监控与自动控制的方法，包含以下步骤：
步骤一，在LF包盖或取样孔安装CCD成像系统，利用高频CCD成像技术，实时获得LF炉钢液面的形状，基于图像识别技术，获得钢液和炉渣的裸露状态，以及裸露形状、大小和位置；
步骤二，安装光纤测温系统，在非理想、被测对象发射率变化和现场烟雾干扰导致CCD成像系统成像误差较大的情况下，基于光纤测温原理，获得钢液和炉渣的裸露状态，以及裸露形状、大小和位置；
步骤三，用钢液裸露面积评价底吹效果，确定LF不同处理阶段的最佳钢液裸露面积，并建立相应的数据库，与实时图像进行对比分析；
步骤四，利用CCD成像系统和光纤测温系统获取钢液裸露面积之后，与数据库中LF不同处理阶段所对应的最佳钢液裸露面积进行对比，确定当前底吹是否达到最佳效果；
步骤五，在对比基础上，对LF底吹气量的增大或减小调整，实现在线实时调控。
所述步骤三中，LF不同处理阶段包含强搅、升温、合金化和软吹。
所述CCD成像系统和光纤测温系统具有自学习能力，不断提高识别效率，建立底吹气量大小与底吹效果的量化关系和实时反馈。
本发明的有益效果是：通过利用CCD成像和光纤测温的双系统模型实时获得LF底吹气量提供数据支持，大大提高了钢水和炉渣裸露面积的准确识别率；实现了LF精炼过程底吹效果的实时监控与自动控制，提高了标准化生产和智能控制水平；实现不同处理阶段底吹流量的自动控制，大大减少了人为干预和操作人员的工作量；该模型可自学习，不断提高识别效率，建立底吹气量大小与底吹效果的量化关系和实时反馈。
附图说明
图1是本发明的系统原理图；
图2是本发明实施例强搅阶段底吹效果实时监控与自动控制图；
图3是本发明实施例合金化阶段底吹效果实时监控与自动控制图；
图4是本发明实施例喂钙线阶段底吹效果实时监控与自动控制图；
图5是本发明实施例软吹阶段底吹效果实时监控与自动控制图；
图中：钢液表面1、CCD成像系统2、光纤测温系统3、计算机4、CCD摄像头21、镜头光圈快门22、CCD图像传感器23、数据处理41、效果评价42、信息决策43。
具体实施方式
为了使发明实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施案例中的附图，对本发明实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述，显然，所表述的实施案例是本发明一小部分实施案例，而不是全部的实施案例，基于本发明中的实施案例，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案例，都属于本发明保护范围。
一种LF底吹效果实时监控与自动控制的方法，包含以下步骤：
步骤一，在LF包盖或取样孔安装CCD成像系统，利用高频CCD成像技术，实时获得LF炉钢液面的形状，基于图像识别技术，获得钢液和炉渣的裸露状态，以及裸露形状、大小和位置；
步骤二，安装光纤测温系统，在非理想、被测对象发射率变化和现场烟雾干扰导致CCD成像系统成像误差较大的情况下，基于光纤测温原理，获得钢液和炉渣的裸露状态，以及裸露形状、大小和位置；
步骤三，用钢液裸露面积评价底吹效果，确定LF不同处理阶段的最佳钢液裸露面积，并建立相应的数据库，与实时图像进行对比分析；
步骤四，利用CCD成像系统和光纤测温系统获取钢液裸露面积之后，与数据库中LF不同处理阶段所对应的最佳钢液裸露面积进行对比，确定当前底吹是否达到最佳效果；
步骤五，在对比基础上，对LF底吹气量的增大或减小调整，实现在线实时调控。
所述步骤三中，LF不同处理阶段包含强搅、升温、合金化和软吹。
所述CCD成像系统和光纤测温系统具有自学习能力，不断提高识别效率，建立底吹气量大小与底吹效果的量化关系和实时反馈。
实施例：
LF精炼过程为保证良好的底吹效果，不同阶段采用不同的底吹流量，以SPHC钢种为例，第一阶段为进站破渣壳采用强搅拌，底吹流量初始设定值为1000NL/min，第二阶段为给电或者合金化后强搅，底吹流量初始设定值为1000NL/min，第三阶段为向钢水中喂入钙线，底吹流量初始设定值为100NL/min，第四阶段为软吹过程，底吹流量初始设定值为200NL/min。
第一阶段为进站破渣壳采用强搅拌， 利用CCD成像系统计算钢液裸露面积，系统判定当前底吹效果为中等，初始底吹流量设定值偏小，建议底吹流量调整为1100 NL/min，调整后底吹效果良好，如图2所示。
第二阶段为给电或者合金化后强搅，利用CCD成像系统计算钢液裸露面积，系统判定当前底吹效果为较差，初始底吹流量设定值偏小，建议底吹流量调整为1450 NL/min，调整后底吹效果良好，如图3所示。
第三阶段为向钢水中喂入钙线，此时测量环境烟尘较大，影响了CCD成像系统的精度，利用光纤测温系统计算钢液裸露面积，系统判定当前底吹效果为良好，初始底吹流量设定值适中，建议底吹流量不做调整，如图4所示。
第四阶段为软吹过程，利用CCD成像系统计算钢液裸露面积，系统判定当前底吹效果为较差，初始底吹流量设定值偏大，建议底吹流量调整为80 NL/min，调整后底吹效果良好，如图5所示。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种LF底吹效果实时监控与自动控制的方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤一，在LF包盖或取样孔安装CCD成像系统，利用高频CCD成像技术，实时获得LF炉钢液面的形状，基于图像识别技术，获得钢液和炉渣的裸露状态，以及裸露形状、大小和位置；
步骤二，安装光纤测温系统，在非理想、被测对象发射率变化和现场烟雾干扰导致CCD成像系统成像误差较大的情况下，基于光纤测温原理，获得钢液和炉渣的裸露状态，以及裸露形状、大小和位置；
步骤三，用钢液裸露面积评价底吹效果，确定LF不同处理阶段的最佳钢液裸露面积，并建立相应的数据库，与实时图像进行对比分析；
步骤四，利用CCD成像系统和光纤测温系统获取钢液裸露面积之后，与数据库中LF不同处理阶段所对应的最佳钢液裸露面积进行对比，确定当前底吹是否达到最佳效果；
步骤五，在对比基础上，对LF底吹气量的增大或减小调整，实现在线实时调控。
2.根据权利要求1所述的一种LF底吹效果实时监控与自动控制的方法，其特征在于：所述步骤三中，LF不同处理阶段包含强搅、升温、合金化和软吹。
3.根据权利要求1所述的一种LF底吹效果实时监控与自动控制的方法，其特征在于：所述CCD成像系统和光纤测温系统具有自学习能力，不断提高识别效率，建立底吹气量大小与底吹效果的量化关系和实时反馈。
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