CN115074471A - 一种渣铁沟在线智能管控方法、装置、系统及介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及冶金技术的领域，尤其是涉及一种渣铁沟在线智能管控方法、装置、系统及介质。方法包括：获取设置在出铁沟内的各个热电偶的节点位置信息；根据节点位置信息与获取到的铁沟基础模型，建立铁沟结构模型；其中，铁沟基础模型为表征铁沟整体结构分布的模型；获取每个热电偶各自对应的节点温度信息；根据铁沟结构模型与所有的节点温度信息，确定出铁沟对应的侵蚀模型并反馈至显示设备中进行显示；根据侵蚀模型，在出铁沟存在异常时生成预警信号反馈至显示设备中。本申请具有预防铁沟被侵蚀而导致铁沟被烧穿的事故发生的效果。

Description

一种渣铁沟在线智能管控方法、装置、系统及介质

技术领域

本申请涉及冶金技术的领域，尤其是涉及一种渣铁沟在线智能管控方法、装置、系统及介质。

背景技术

高炉出铁沟包括主铁沟及撇渣器，主铁沟和撇渣器用于在高炉出铁时，实现熔渣和铁水的分离，主铁沟用于将高炉出铁口排除的渣铁混合物中的熔渣和铁水分层，使得熔渣浮在铁水上，之后熔渣和铁水流入撇渣器，通过撇渣器将浮在铁水上的熔渣滤除实现彻底分离。

高炉出铁沟是引导高温铁水和熔渣并使之充分分离的通道，由于铁沟长期处于周期性高温铁水与熔渣的冲刷环境下，再结合高温铁水与熔渣的化学侵蚀渗透以及间歇出铁引起的温度变化等其他原因，容易造成铁沟烧穿漏铁而损坏，尤其是铁沟的落铁区和撇渣器部位，更易遭受侵蚀。而一旦铁沟被烧穿，铁水渗漏至炉台，可能会发生较大的安全事故，造成一系列的不良影响。

相关技术中，为了监控高炉出铁沟的运行情况，减小铁沟烧穿事故的发生，通常在高炉出铁沟的重点部位以及易侵蚀部位预埋热电偶，通过预埋的热电偶，判断预埋的热电偶所在的局部位置的铁沟侵蚀情况，进而预测该局部位置是否有烧穿的风险，减小了铁沟烧穿事故的发生。

但是，上述方式中，仅能监测预埋热电偶所在的很小的部分区域的侵蚀情况，而不能预测其他区域即热电偶覆盖的盲区内的铁沟侵蚀情况，对于铁沟烧穿事故的预防比较局限，效果较差。

发明内容

为了预防铁沟被侵蚀而导致铁沟被烧穿的事故发生，提高预防的效果，本申请提供一种渣铁沟在线智能管控方法、装置、系统及介质。

第一方面，本申请提供一种渣铁沟在线智能管控方法，采用如下的技术方案：

一种渣铁沟在线智能管控方法，包括：

获取设置在出铁沟内的各个热电偶的节点位置信息；

根据所述节点位置信息与获取到的铁沟基础模型，建立铁沟结构模型；

其中，所述铁沟基础模型为表征铁沟整体结构分布的模型；

获取每个热电偶各自对应的节点温度信息；

根据所述铁沟结构模型与所有的所述节点温度信息，确定所述出铁沟对应的侵蚀模型并反馈至显示设备中进行显示；

根据所述侵蚀模型，在所述出铁沟存在异常时生成预警信号反馈至显示设备中。

通过采用上述技术方案，根据各个热电偶在出铁沟内的节点位置信息与铁沟基础模型，确定出整体的铁沟结构模型，之后获取每个热电偶各自对应的节点温度信息，一个热电偶对应一个节点，根据节点温度信息与铁沟结构模型，确定所述出铁沟对应的侵蚀模型，之后根据侵蚀模型中各个位置的侵蚀程度，判断出铁沟内是否有位置对应为异常，若有异常，则生成预警信号，将预警信号与铁沟对应的侵蚀模型反馈至显示设备进行显示，以提示工作人员出铁沟有被蚀穿的风险，以便工作人员及时对出铁沟的情况进行排查与分析，根据多个节点对应的温度分布情况，进而确定出铁沟整体对应的侵蚀模型，在热电偶不能覆盖的盲区内也可以进行危险预测与警示，提高了预防出铁沟被蚀穿的效果。

在一种可能的实现方式中，所述在获取设置在出铁沟内的各个热电偶的节点位置信息，之前还包括：

获取相似高炉对应的出铁沟的侵蚀分布信息；

其中，所述侵蚀分布信息为所述相似高炉对应的出铁沟在使用过程中的侵蚀分布情况；

根据所述侵蚀分布信息，确定相邻热电偶之间的预设间隔；

根据所述预设间隔确定各个热电偶各自对应的节点位置信息。

通过采用上述技术方案，相似的高炉在利用出铁沟进行渣铁分离时，具有相似的侵蚀分布情况，因此可以以相似高炉所对应出铁沟的侵蚀分布信息预测当前高炉对应的出铁沟的侵蚀分布情况，进而确定相邻热电偶之间的预设间隔，即以相似的侵蚀分布为依据，确定温度测量的疏密程度，以便能够对整个出铁沟的侵蚀程度进行确定的同时，能够对易侵蚀部位进行着重监测，在预测出铁沟整体侵蚀程度的基础上，提高对重点部位的监测效果。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述铁沟结构模型与所有的所述节点温度信息，确定铁沟对应的侵蚀模型，包括：

根据所述铁沟结构模型的各个节点以及各个节点对应的节点温度信息，确定所述出铁沟对应的整体温度分布场；

根据所述整体温度分布场，利用单元生死技术模拟所述出铁沟对应的侵蚀模型。

通过采用上述技术方案，根据铁沟结构模型和节点温度信息确定出铁沟的整体温度分布场，之后再确定出铁沟对应的侵蚀模型。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述侵蚀模型，在所述出铁沟内异常时生成预警信号反馈至显示设备中，包括：

将所述侵蚀模型划分为多个有限元区域；

根据所述侵蚀模型，确定每个有限元区域对应的耐材厚度；

若至少一个有限元区域对应的耐材厚度小于预设的厚度阈值，则表征所述出铁沟异常，生成预警信号；

将耐材厚度小于预设的厚度阈值的有限元区域标注在侵蚀模型中，生成标注侵蚀模型，将所述标注侵蚀模型以及所述预警信号反馈至显示设备中。

通过采用上述技术方案，在判断出铁沟是否有异常时，首先将侵蚀模型按照预设的划分规则划分为多个有限元区域，根据侵蚀模型判断每个有限元区域对应的耐材厚度，当耐材厚度小于预设的厚度阈值时，表征出铁沟的耐材材料的侵蚀程度太深，有被蚀穿的风险或已经被蚀穿，此时生成预警信号至显示设备中进行显示的同时，将耐材厚度小于预设的厚度阈值的有限元区域标注在侵蚀模型中，将标注后生成的标注侵蚀模型与预警信号一同反馈至显示设备中进行显示，一方面能够及时发现异常在有异常时能够及时通知工作人员进行查看与执行相应补救措施，另一方面工作人员能够根据标注侵蚀模型确定异常的区域，进而便于工作人员补救措施的开展。

在一种可能的实现方式中，所述若至少一个有限元区域对应的耐材厚度小于预设的厚度阈值，之后还包括：

确定耐材厚度小于预设的厚度阈值的各个有限元区域对应的断面侵蚀模型；

将各个断面侵蚀模型反馈至显示设备中进行显示；

其中，断面为沿与铁水流向方向垂直的方向进行截断而形成的截面。

通过采用上述技术方案，在有限元区域对应的耐材厚度小于预设的厚度阈值时，将各个有限元区域对应的断面侵蚀模型反馈至显示设备进行显示，以便工作人员获知有限元区域附近区域的侵蚀情况，继而提高了工作人员对异常情况了解的全面程度。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述侵蚀模型，确定每个有限元区域对应的耐材厚度，之后还包括：

获取每个有限元区域各自对应的历史耐材厚度；

根据所述历史耐材厚度，确定各个有限元区域各自对应的平均侵蚀速率；

根据各个有限元区域对应的当前耐材厚度，以及对应的所述平均侵蚀速率，确定下一次工作后的下一次耐材厚度；

其中，所述当前耐材厚度为当前工作完成后的耐材厚度，所述下一次耐材厚度为预测得到的下一次工作完成后的耐材厚度；

若所述下一次耐材厚度小于所述预设的厚度阈值，则生成检查提示信号，并反馈至显示设备中。

通过采用上述技术方案，根据每个有限元区域对应的历史耐材厚度，确定每个有限元区域对应的平均侵蚀速率，之后，根据平均侵蚀速率与当前耐材厚度，确定下一次工作后的下一次耐材厚度，当下一次耐材厚度小于预设的厚度阈值时，生成检查提示信号，反馈至显示设备中进行显示，减小了蚀穿发生的几率，提高了预防的效果。

第二方面，本申请提供一种渣铁沟在线智能管控装置，采用如下的技术方案：

一种渣铁沟在线智能管控装置，包括：

节点获取模块，用于获取设置在出铁沟内的各个热电偶的节点位置信息；

模型建立模块，用于根据所述节点位置信息与获取到的铁沟基础模型，建立铁沟结构模型；

其中，所述铁沟基础模型为表征铁沟整体结构分布的模型；

温度获取模块，用于获取每个热电偶各自对应的节点温度信息；

模型反馈模块，用于根据所述铁沟结构模型与所有的所述节点温度信息，确定所述出铁沟对应的侵蚀模型并反馈至显示设备中进行显示；

侵蚀预警模块，用于根据所述侵蚀模型，在所述出铁沟存在异常时生成预警信号反馈至显示设备中。

通过采用上述技术方案，模型建立模块根据各个热电偶在出铁沟内的节点位置信息与铁沟基础模型，确定出整体的铁沟结构模型，之后由温度获取模块获取每个热电偶各自对应的节点温度信息，一个热电偶对应一个节点，之后由模型反馈模块根据节点温度信息与铁沟结构模型，确定所述出铁沟对应的侵蚀模型，再由侵蚀预警模块根据侵蚀模型中各个位置的侵蚀程度，判断出铁沟内是否有位置对应为异常，若有异常，则生成预警信号，将预警信号与铁沟对应的侵蚀模型反馈至显示设备进行显示，以提示工作人员出铁沟有被蚀穿的风险，以便工作人员及时对出铁沟的情况进行排查与分析，根据多个节点对应的温度分布情况，进而确定出铁沟整体对应的侵蚀模型，在热电偶不能覆盖的盲区内也可以进行危险预测与警示，提高了预防出铁沟被蚀穿的效果。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

相似分布获取模块，用于获取相似高炉对应的出铁沟的侵蚀分布信息；

其中，所述侵蚀分布信息为所述相似高炉对应的出铁沟在使用过程中的侵蚀分布情况；

间隔确定模块，用于根据所述侵蚀分布信息，确定相邻热电偶之间的预设间隔；

节点确定模块，用于根据所述预设间隔确定各个热电偶各自对应的节点位置信息。

节点确定模块，用于根据所述流速信息，确定相邻热电偶之间的预设间隔，进而确定各个热电偶对应的节点位置信息。

在一种可能的实现方式中，所述模型反馈模块在根据所述铁沟结构模型与所有的所述节点温度信息，确定所述出铁沟对应的侵蚀模型时，具体用于：

根据所述铁沟结构模型的各个节点以及各个节点对应的节点温度信息，确定所述出铁沟对应的整体温度分布场；

根据所述整体温度分布场，利用单元生死技术模拟所述出铁沟对应的侵蚀模型。

在一种可能的实现方式中，所述侵蚀预警模块在根据所述侵蚀模型，在所述出铁沟内异常时生成预警信号反馈至显示设备中时，具体用于：

将所述侵蚀模型划分为多个有限元区域；

根据所述侵蚀模型，确定每个有限元区域对应的耐材厚度；

若至少一个有限元区域对应的耐材厚度小于预设的厚度阈值，则表征所述出铁沟异常，生成预警信号；

将耐材厚度小于预设的厚度阈值的有限元区域标注在侵蚀模型中，生成标注侵蚀模型，将所述标注侵蚀模型以及所述预警信号反馈至显示设备中。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

截面模型确定模块，用于确定耐材厚度小于预设的厚度阈值的各个有限元区域对应的断面侵蚀模型；

第一反馈模块，用于将各个断面侵蚀模型反馈至显示设备中进行显示；

其中，断面为沿与铁水流向方向垂直的方向进行截断而形成的截面。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

历史获取模块，用于获取每个有限元区域各自对应的历史耐材厚度。

速率确定模块，用于根据所述历史耐材厚度，确定各个有限元区域各自对应的平均侵蚀速率；

下一厚度确定模块，用于根据各个有限元区域对应的当前耐材厚度，以及对应的所述平均侵蚀速率，确定下一次工作后的下一次耐材厚度；

其中，所述当前耐材厚度为当前工作完成后的耐材厚度，所述下一次耐材厚度为预测得到的下一次工作完成后的耐材厚度；

第二反馈模块，用于若所述下一次耐材厚度小于所述预设的厚度阈值，则生成检查提示信号，并反馈至显示设备中。

第三方面，本申请提供一种渣铁沟在线智能管控系统，采用如下的技术方案：

所述系统包括：多个间隔设置的热电偶，每个热电偶用于采集预设区域的节点温度信息；

采集模块，与各个热电偶连接，用于接收各个热电偶输出的所述节点温度信息；

工控机，与所述采集模块连接，用于接收所有的所述节点温度信息，并执行上述所述的一种渣铁沟在线智能管控方法。

在一种可能的实现方式中，沿出铁沟的轴向方向按照预设间隔设置有多个长度节点，由铁水出口位置至沟槽终点位置，所述预设间隔由小变大再变小；

热电偶在每个长度节点对应的出铁沟的侧壁以及底面上按照预设的距离依次设置；

在耐火层与填料层之间设置有预埋钢管，各个热电偶均位于所述预埋钢管内，所述预埋钢管位于每个长度节点对应的轴向位置上，且周向设置。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：

一种计算机可读存储介质，包括：存储有能够被处理器加载并执行上述渣铁沟在线智能管控方法的计算机程序。

综上所述，本申请包括以下有益技术效果：

根据各个热电偶在出铁沟内的节点位置信息与铁沟基础模型，确定出整体的铁沟结构模型，之后获取每个热电偶各自对应的节点温度信息，一个热电偶对应一个节点，根据节点温度信息与铁沟结构模型，确定所述出铁沟对应的侵蚀模型，之后根据侵蚀模型中各个位置的侵蚀程度，判断出铁沟内是否有位置对应为异常，若有异常，则生成预警信号，将预警信号与铁沟对应的侵蚀模型反馈至显示设备进行显示，以提示工作人员出铁沟有被蚀穿的风险，以便工作人员及时对出铁沟的情况进行排查与分析，根据多个节点对应的温度分布情况，进而确定出铁沟整体对应的侵蚀模型，在热电偶不能覆盖的盲区内也可以进行危险预测与警示，提高了预防出铁沟被蚀穿的效果。

附图说明

图1是高炉出铁沟沿铁水的流经方向的第一剖面图；

图2是主铁沟沿与铁水流经方向垂直的垂直方向进行剖面得到的第二剖面图；

图3是撇渣器部位沿与铁水流动方向垂直的第二方向的截面图；

图4是本申请实施例渣铁沟在线智能管控方法的流程示意图；

图5是本申请实施例渣铁沟在线智能管控装置的方框示意图；

图6是本申请实施例渣铁沟在线智能管控系统的模块示意图。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了方便理解本申请提出的技术方案，首先在此介绍本申请描述中会引入的几个要素。应理解的是，以下介绍仅方便理解这些要素，以期理解本申请实施例的内容，并非一定涵盖所有可能的情况。

参照图1，图1为高炉出铁沟沿铁水的流经方向的第一剖面图，高炉出铁沟包括主铁沟与撇渣器，主铁沟与高炉出口连接，铁水由高炉出口进入主铁沟内，主铁沟与撇渣器连通，铁水先流经主铁沟，之后到达撇渣器所在位置。

具体地，参照图1和图2，图2为主铁沟沿与铁水流经方向垂直的垂直方向进行剖面得到的第二剖面图，主铁沟包括外模层、耐火层、主沟体，其中，外模层在最外层，耐火层在中间层，主沟体在最内层，沿主沟体的中心轴线对称开设有沟槽，铁水在沟槽内流通，与沟槽的内表面直接接触；其中，主沟体为浇注而成的材料，耐火层包括填料层和耐火砖，其中，主沟体、耐火砖、填料层、外模层由内至外依次分布，其中，外模层为土建层，耐火砖和填料层用于提高出铁沟的耐腐蚀程度。

其中，沟槽内壁面形状可以是梯形、半圆形、U形或V型，其大小可以根据高炉出铁沟的具体尺寸和结构而相应性设计。

参照图1、图2和图3，图3为撇渣器部位沿与铁水流动方向垂直的第二方向的截面图，撇渣器包括外模层、耐火层和主沟体，撇渣器的主沟体上开设有孔洞，参照图2和图3，沟槽的下半区域与孔洞连通，沟槽的底部与孔洞的底部平齐，铁水在经沟槽流过时，铁渣与铁水之间分层，在铁渣与铁水在到达撇渣器的孔洞时，位于下层的铁水能够顺利流过，位于上层的铁渣则不能通过撇渣器的孔洞，将铁渣撇去。

在高温铁水进入高炉出铁沟后，由于温度骤然变化、高温侵蚀、化学侵蚀等作用，使得沟槽和孔洞的表面被侵蚀，当侵蚀的程度越来越大，甚至可能将出铁沟的土建层侵蚀，即可能会被烧穿，引发事故。

为了能够可靠预测整个沟槽的侵蚀变化，以在有异常时及时进行预警，及时提醒工作人员，提前采取措施，继而减小事故发生几率，本申请实施例提供了一种出铁沟在线智能管控方法，参照图4，方法包括：

步骤S101、获取设置在出铁沟内的各个热电偶的节点位置信息。

具体地，在出铁沟内按照预设间隔，预埋有多个热电偶，每个热电偶用于检测所在区域的温度。

参照图1，在出铁沟内，沿铁水流动的长度方向，按照预设的第一间隔依次设置有一个长度节点，在每个长度节点的截面对应的底部与侧壁上均设置有多个热电偶，如图1所示的K1、K2、K3......K6；继续参照图2，在出铁沟的底面上，热电偶按照预设的第二间隔依次排列，在出铁沟的侧壁上，所有的热电偶按照预设的第三间隔依次排列设置。热电偶分别设置在每个长度节点对应的截面上，使得热电偶遍布整个出铁沟。

其中，继续参照图2，热电偶设置在耐火层与填料层之间，用于检测所在区域的温度。为了在热电偶损坏或异常时，便于更换热电偶，在耐火层与填料层之间设置有预埋钢管，预埋钢管包括第一预埋钢管、第二预埋钢管以及第三预埋钢管，第一预埋钢管设置在底面，与铁水的流动方向垂直设置，底面的各个热电偶按照预设的第二间隔依次排列设置安装在第一预埋钢管上；第二预埋钢管以及第三预埋钢管分别设置在出铁沟的两侧的侧壁上，三个预埋钢管首尾相接，位于出铁沟的断截面上。热电偶套设在对应的预埋钢管内。

每个热电偶对应为一个节点，每个热电偶的位置即对应为节点位置。节点位置信息可以是在设定好每个热电偶对应的节点位置后，人为输入至电子设备中的信息。

在一种可实现的方式中，在获取设置在出铁沟内的各个热电偶的节点位置信息，之前还包括：

获取相似高炉对应的出铁沟的侵蚀分布信息；根据侵蚀分布信息，确定相邻热电偶之间的预设间隔；根据预设间隔确定各个热电偶各自对应的节点位置信息。其中，侵蚀分布信息为相似高炉对应的出铁沟在使用过程中的侵蚀分布情况。

具体地，渣铁的流速影响了出铁沟内壁的侵蚀程度，在渣铁沟内渣铁流速由上至下、由前至后依次降低，相对应地，渣铁的流速越低，对耐材侵蚀的也就越慢；流速越快对出铁沟的冲击力更大，侵蚀速度也就越快。

而对于不同炉容的高炉，以及不同出铁口直径的高炉，对应的在出铁沟内的流速将存在不同，对应的侵蚀情况也不同。为了在布置热电偶时能够根据被侵蚀的程度，确定热电偶之间的间隔，以便对重点侵蚀区域能够重点监测，本申请实施例在确定热电偶之间的间隔时，首先确定与当前高炉相似的高炉，即相似高炉，相似高炉为炉容相同，出铁口直径相同的高炉。而相似高炉对应的出铁沟的侵蚀分布信息，表征了当前高炉对应的出铁沟的侵蚀分布情况，因此在布置热电偶之前，先根据相似高炉对应的侵蚀分布情况，作为当前出铁沟的参照，再确定热电偶之间的间隔。

其中，在侵蚀分布越严重的地方，热电偶之间的间隔越密。因此能够对整个出铁沟的侵蚀程度进行确定的同时，能够对易侵蚀部位进行着重监测，在预测出铁沟整体侵蚀程度的基础上，提高对重点部位的监测效果。

步骤S102、根据节点位置信息与获取到的铁沟基础模型，建立铁沟结构模型。

其中，铁沟基础模型为表征铁沟整体结构分布的模型。

具体地，首先获取铁沟基础模型，铁沟基础模型可以是一个3D结构模型图，还可以是多个2D结构模型图，例如，沟体横截面模型和断面模型。

在铁沟基础模型的基础上，将各个热电偶对应的节点标注在对应的铁沟基础模型上，即生成铁沟结构模型。

步骤S103、获取每个热电偶各自对应的节点温度信息。

具体地，热电偶是一种测温元件，用于直接测量温度。热电偶包括冷端和热端，热端也称为工作端用于直接测量温度，当冷端连接有显示仪表时，显示仪表上将显示出热电偶测量的温度所对应的热电动势。

在本申请实施例中，每个热电偶的冷端连接有补偿导线，经补偿导线连接有采集装置，利用补偿导线将热电偶的冷端延伸至采集装置，采集装置用于采集热电偶热端采集到的节点温度信息，并将节点温度信息发送至电子设备内，被电子设备获取。

其中，值的说明的是，电子设备可以是工控机。

步骤S104、根据铁沟结构模型与所有的节点温度信息，确定铁沟对应的侵蚀模型并反馈至显示设备中进行显示。

具体地，铁沟结构模型上的各个节点，与接收到的各个节点温度信息之间为一一对应关系。铁沟结构模型上的各个节点之间组成了一个温度测量网络，网络上的各个节点即为每个热电偶所处的节点位置，利用热电偶实时监测所在节点对应的温度变化情况。

在一种可实现的方式中，根据铁沟结构模型与所有的节点温度信息，确定铁沟对应的侵蚀模型，包括：

根据铁沟结构模型的各个节点以及各个节点对应的节点温度信息，确定出铁沟对应的整体温度分布场；

根据整体温度分布场，利用单元生死技术模拟出铁沟对应的侵蚀模型。

具体地，根据所有节点的温度以及温度变化情况，模拟出铁沟内的整体温度分布场，对于铁沟内的耐材，在断面上看，其温度变化与沟槽内型呈现稳定的U型变化阶梯，依次根据每个节点的温度，即可模拟出非节点位置处的温度变化情况，继而确定出铁沟内的整体温度分布场。

之后根据整体温度分布场，利用单元生死技术可以模拟出铁沟内的耐材侵蚀程度，将整个模型网格化，使其分为无数个小单元，每个小单元对应有一个属性值，当数值超过设定的属性值时，这个单元就默认为消失，即在本申请实施例中，将铁沟网格化后每个小单元对应有一个温度值，当温度值超出预设的温度阈值，则认为这个单元对应的位置被侵蚀掉了，对应地，在铁沟结构模型上该单元的位置将呈现被侵蚀的状态，形成侵蚀模型。

将侵蚀模型反馈至显示设备中进行显示，并实时更新，以便工作人员可以实时对整个出铁沟内的侵蚀情况有所掌握，以便在有异常时及时采取措施。

步骤S105、根据侵蚀模型，在出铁沟存在异常时生成预警信号反馈至显示设备中。

具体地，侵蚀模型由各个网格单元构成，当网格单元被侵蚀后，对应的网格单元将在侵蚀模型中消失，根据侵蚀模型中显示的出铁沟的耐材厚度，即可确定出铁沟的侵蚀程度；当耐材厚度小于预设的厚度阈值时，表征出铁沟的侵蚀程度超出预设的程度阈值，此时，电子设备将生成预警信号，并发送至显示设备中以进行报警指示，提醒工作人员当前出铁沟内的耐材可能被蚀穿，需要及时采取措施并合理制定检修与重新砌筑等计划，减小蚀穿带来的危险情况的发生。

本申请实施例提供了一种渣铁沟在线智能管控方法，根据各个热电偶在出铁沟内的节点位置信息与铁沟基础模型，确定出整体的铁沟结构模型，之后获取每个热电偶各自对应的节点温度信息，一个热电偶对应一个节点，根据节点温度信息与铁沟结构模型，确定出铁沟对应的侵蚀模型，之后根据侵蚀模型中各个位置的侵蚀程度，判断出铁沟内是否有位置对应为异常，若有异常，则生成预警信号，将预警信号与铁沟对应的侵蚀模型反馈至显示设备进行显示，以提示工作人员出铁沟有被蚀穿的风险，以便工作人员及时对出铁沟的情况进行排查与分析，根据多个节点对应的温度分布情况，进而确定出铁沟整体对应的侵蚀模型，在热电偶不能覆盖的盲区内也可以进行危险预测与警示，提高了预防出铁沟被蚀穿的效果。

本申请实施例一种可能的实现方式，在步骤S105中，根据侵蚀模型，在出铁沟内异常时生成预警信号反馈至显示设备中，包括：

步骤S1051（图中未示出）、将侵蚀模型划分为多个有限元区域。

步骤S1052（图中未示出）、根据侵蚀模型，确定每个有限元区域对应的耐材厚度。

步骤S1053（图中未示出）、若至少一个有限元区域对应的耐材厚度小于预设的厚度阈值，则表征出铁沟异常，生成预警信号。

步骤S1054（图中未示出）、将耐材厚度小于预设的厚度阈值的有限元区域标注在侵蚀模型中，生成标注侵蚀模型，将标注侵蚀模型以及预警信号反馈至显示设备中。

具体地，侵蚀模型为表征出铁沟整体耐材厚度与侵蚀程度的模型，将侵蚀模型进行区域划分，基于铁沟结构模型，沿沟槽的内表面将沟槽划分为多个有限元区域，每个有限元区域对应有一个耐材厚度，当耐材厚度小于预设的厚度阈值时，表征在有限元区域有发生蚀穿的风险，即表征此时出铁沟异常，继而生成预警信号，并将预警信号反馈至显示设备中，以便工作人员在铁沟的耐材即将被蚀穿时，及时采取相应措施，实现预警。

同时，将耐材厚度小于预设的厚度阈值的有限元区域标注在侵蚀模型中，生成标注侵蚀模型，反馈至显示设备中，以便工作人员发现出现异常的位置，有助于工作人员进行判断，其中，将耐材厚度小于预设的厚度阈值的有限元区域标注在侵蚀模型中的标注方式可以是特殊符号标记、还可以是特殊颜色标记等突出显示方式。

本申请实施例一种可能的实现方式，在步骤S1053中，若至少一个有限元区域对应的耐材厚度小于预设的厚度阈值，之后还包括：

步骤Sa1（图中未示出）、确定耐材厚度小于预设的厚度阈值的各个有限元区域对应的断面侵蚀模型。

步骤Sa2（图中未示出）、将各个断面侵蚀模型反馈至显示设备中进行显示。

其中，断面为沿与铁水流向方向垂直的方向进行截断而形成的截面。

具体地，当有限元区域对应的耐材厚度被侵蚀至小于预设的厚度阈值时，表征该有限元区域对应的位置处存在异常，在有限元区域相关的沟槽截面位置处也容易出现异常，例如与有限元区域上下相邻的位置，与有限元区域对称的位置，因此为了便于及时获知有限元区域的异常情况，同时便于明确其他与该有限元区域相关联的区域的情况，在耐材厚度小于预设的厚度阈值时，将异常的有限元区域对应的断面侵蚀模型反馈至显示设备中，以了解有限元区域对应的上下相邻的耐材厚度情况，提高了工作人员对异常情况了解的全面程度。

本申请实施例一种可能的实现方式，在步骤S1052（图中未示出）中，根据侵蚀模型，确定每个有限元区域对应的耐材厚度，之后还包括：

步骤Sb1（图中未示出）、获取每个有限元区域各自对应的历史耐材厚度。

步骤Sb2（图中未示出）、根据历史耐材厚度，确定各个有限元区域各自对应的平均侵蚀速率。

步骤Sb3（图中未示出）、根据各个有限元区域对应的当前耐材厚度，以及对应的平均侵蚀速率，确定下一次工作后的下一次耐材厚度。

其中，当前耐材厚度为当前工作完成后的耐材厚度；下一次耐材厚度为预测得到的下一次工作完成后的耐材厚度。

步骤Sb4（图中未示出）、若下一次耐材厚度小于预设的厚度阈值，则生成检查提示信号，并反馈至显示设备中。

具体地，从存储器中获取各个有限元区域各自对应的历史耐材厚度，历史耐材厚度为每次铁水流过至结束时的耐材厚度。

平均侵蚀速率=（每次变化量之和）/工作次数。

当前耐材厚度为完成当前工作后的耐材的厚度，下一次耐材厚度为预测的完成下一次工作的耐材的厚度。

例如，有限元区域A的初始厚度为10，在完成一次铁水分离后的厚度为9，在完成第二次铁水分离后的厚度为8，当前为第三次，当当前铁水分离工作完成后，对应的耐材厚度为7，则平均侵蚀速率为1，则预测的下一次耐材厚度为6。若预设的厚度阈值为6.5，当耐材厚度为6.2时将发生蚀穿，而在当前工作完成后，对应的耐材厚度为7，此时将不会形成预警，而下一次工作完成后，将可能直接被蚀穿，小于预设的厚度阈值，而下次工作时危险可能就会发生，而危险一旦发生，工作人员只能采取补救措施，减小事故带来的损伤，因此，为了减小危险发生的概率，提高预防的效果，根据当前耐材厚度与平均侵蚀速率，提前预测下一次耐材厚度，在下一次耐材厚度超出预设的厚度阈值时，生成检查提示信号至显示设备中，以警示工作人员，以便对下一次工作完成后直接造成蚀穿的情况进行预先警示。

上述实施例从方法流程的角度介绍一种渣铁沟在线智能管控的方法，下述实施例从虚拟模块或者虚拟单元的角度介绍了一种渣铁沟在线智能管控的装置，具体详见下述实施例。

渣铁沟在线智能管控装置100，参照图5，包括：

节点获取模块1001，用于获取设置在出铁沟内的各个热电偶的节点位置信息；

模型建立模块1002，用于根据节点位置信息与获取到的铁沟基础模型，建立铁沟结构模型；

其中，铁沟基础模型为表征铁沟整体结构分布的模型。

温度获取模块1003，用于获取每个热电偶各自对应的节点温度信息；

模型反馈模块1004，用于根据铁沟结构模型与所有的节点温度信息，确定出铁沟对应的侵蚀模型并反馈至显示设备中进行显示。

侵蚀预警模块1005，用于根据侵蚀模型，在出铁沟存在异常时生成预警信号反馈至显示设备中。

具体地，模型建立模块1002根据各个热电偶在出铁沟内的节点位置信息与铁沟基础模型，确定出整体的铁沟结构模型，之后由温度获取模块1003获取每个热电偶各自对应的节点温度信息，一个热电偶对应一个节点，之后由模型反馈模块1004根据节点温度信息与铁沟结构模型，确定出铁沟对应的侵蚀模型，再由侵蚀预警模块1005根据侵蚀模型中各个位置的侵蚀程度，判断出铁沟内是否有位置对应为异常，若有异常，则生成预警信号，将预警信号与铁沟对应的侵蚀模型反馈至显示设备进行显示，以提示工作人员出铁沟有被蚀穿的风险，以便工作人员及时对出铁沟的情况进行排查与分析，根据多个节点对应的温度分布情况，进而确定出铁沟整体对应的侵蚀模型，在热电偶不能覆盖的盲区内也可以进行危险预测与警示，提高了预防出铁沟被蚀穿的效果。

本申请实施例一种可能的实现方式，装置100还包括：

相似分布获取模块，用于获取相似高炉对应的出铁沟的侵蚀分布信息；

其中，侵蚀分布信息为相似高炉对应的出铁沟在使用过程中的侵蚀分布情况；

间隔确定模块，用于根据侵蚀分布信息，确定相邻热电偶之间的预设间隔；

节点确定模块，用于根据预设间隔确定各个热电偶各自对应的节点位置信息。

本申请实施例一种可能的实现方式，模型反馈模块在根据铁沟结构模型与所有的节点温度信息，确定出铁沟对应的侵蚀模型时，具体用于：

根据铁沟结构模型的各个节点以及各个节点对应的节点温度信息，确定出铁沟对应的整体温度分布场；

根据整体温度分布场，利用单元生死技术模拟出铁沟对应的侵蚀模型。

本申请实施例一种可能的实现方式，侵蚀预警模块1005在根据侵蚀模型，在出铁沟内异常时生成预警信号反馈至显示设备中时，具体用于：

将侵蚀模型划分为多个有限元区域；

根据侵蚀模型，确定每个有限元区域对应的耐材厚度；

若至少一个有限元区域对应的耐材厚度小于预设的厚度阈值，则表征出铁沟异常，生成预警信号；

将耐材厚度小于预设的厚度阈值的有限元区域标注在侵蚀模型中，生成标注侵蚀模型，将标注侵蚀模型以及预警信号反馈至显示设备中。

本申请实施例一种可能的实现方式，装置100还包括：

截面模型确定模块，用于确定耐材厚度小于预设的厚度阈值的各个有限元区域对应的断面侵蚀模型；

第一反馈模块，用于将各个断面侵蚀模型反馈至显示设备中进行显示；

其中，断面为沿与铁水流向方向垂直的方向进行截断而形成的截面。

本申请实施例一种可能的实现方式，装置100还包括：

历史获取模块，用于获取每个有限元区域各自对应的历史耐材厚度。

速率确定模块，用于根据历史耐材厚度，确定各个有限元区域各自对应的平均侵蚀速率；

下一厚度确定模块，用于根据各个有限元区域对应的当前耐材厚度，以及对应的平均侵蚀速率，确定下一次工作后的下一次耐材厚度；

其中，当前耐材厚度为当前工作完成后的耐材厚度，下一次耐材厚度为预测得到的下一次工作完成后的耐材厚度；

第二反馈模块，用于若下一次耐材厚度小于预设的厚度阈值，则生成检查提示信号，并反馈至显示设备中。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

第三方面，本申请实施例提供了一种渣铁沟在线智能管控系统，参照图6，系统包括：多个间隔设置的热电偶，每个热电偶用于采集预设区域的节点温度信息；

采集模块，与各个热电偶连接，用于接收各个热电偶输出的节点温度信息；

工控机，与采集模块连接，用于接收所有的节点温度信息，并执行上述的一种渣铁沟在线智能管控方法。

其中，采集模块与热电偶之间经补偿导线连接，用于接收节点温度信息，并在接收到节点温度信息时将节点温度信息发送至工控机，工控机则根据各个节点对应的节点温度信息，确定渣铁沟内的温度分布情况与侵蚀情况，继而在有异常时能够进行预警。

本申请实施例一种可能的实现方式，参照图1和图2，沿出铁沟的轴向方向按照预设间隔设置有多个长度节点，由铁水出口位置至沟槽终点位置，预设间隔由小变大再变小；热电偶在每个长度节点对应的出铁沟的侧壁以及底面上按照预设的距离依次设置；在耐火层与填料层之间设置有预埋钢管，各个热电偶均位于预埋钢管内，预埋钢管位于每个长度节点对应的轴向位置上，且周向设置。

具体地，每个热电偶分别设置在预埋钢管内，对应的热电偶上的检测单元与耐火材料接触，用于检测耐火材料的温度，通过预埋钢管，在热电偶损坏时便于更换热电偶。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种渣铁沟在线智能管控方法，其特征在于，包括：

获取设置在出铁沟内的各个热电偶的节点位置信息；

根据所述节点位置信息与获取到的铁沟基础模型，建立铁沟结构模型；

其中，所述铁沟基础模型为表征铁沟整体结构分布的模型；

获取每个热电偶各自对应的节点温度信息；

根据所述铁沟结构模型与所有的所述节点温度信息，确定所述出铁沟对应的侵蚀模型并反馈至显示设备中进行显示；

根据所述侵蚀模型，在所述出铁沟存在异常时生成预警信号反馈至显示设备中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取设置在出铁沟内的各个热电偶的节点位置信息，之前还包括：

获取相似高炉对应的出铁沟的侵蚀分布信息；

其中，所述侵蚀分布信息为所述相似高炉对应的出铁沟在使用过程中的侵蚀分布情况；

根据所述侵蚀分布信息，确定相邻热电偶之间的预设间隔；

根据所述预设间隔确定各个热电偶各自对应的节点位置信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述铁沟结构模型与所有的所述节点温度信息，确定铁沟对应的侵蚀模型，包括：

根据所述铁沟结构模型的各个节点以及各个节点对应的节点温度信息，确定所述出铁沟对应的整体温度分布场；

根据所述整体温度分布场，利用单元生死技术模拟所述出铁沟对应的侵蚀模型。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述侵蚀模型，在所述出铁沟内异常时生成预警信号反馈至显示设备中，包括：

将所述侵蚀模型划分为多个有限元区域；

根据所述侵蚀模型，确定每个有限元区域对应的耐材厚度；

若至少一个有限元区域对应的耐材厚度小于预设的厚度阈值，则表征所述出铁沟异常，生成预警信号；

将耐材厚度小于预设的厚度阈值的有限元区域标注在侵蚀模型中，生成标注侵蚀模型，将所述标注侵蚀模型以及所述预警信号反馈至显示设备中。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述若至少一个有限元区域对应的耐材厚度小于预设的厚度阈值，之后还包括：

确定耐材厚度小于预设的厚度阈值的各个有限元区域对应的断面侵蚀模型；

将各个断面侵蚀模型反馈至显示设备中进行显示；

其中，断面为沿与铁水流向方向垂直的方向进行截断而形成的截面。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述侵蚀模型，确定每个有限元区域对应的耐材厚度，之后还包括：

获取每个有限元区域各自对应的历史耐材厚度；

根据所述历史耐材厚度，确定各个有限元区域各自对应的平均侵蚀速率；

根据各个有限元区域对应的当前耐材厚度，以及对应的所述平均侵蚀速率，确定下一次工作后的下一次耐材厚度；

其中，所述当前耐材厚度为当前工作完成后的耐材厚度，所述下一次耐材厚度为预测得到的下一次工作完成后的耐材厚度；

若所述下一次耐材厚度小于所述预设的厚度阈值，则生成检查提示信号，并反馈至显示设备中。

7.一种渣铁沟在线智能管控装置，其特征在于，包括：

节点获取模块，用于获取设置在出铁沟内的各个热电偶的节点位置信息；

模型建立模块，用于根据所述节点位置信息与获取到的铁沟基础模型，建立铁沟结构模型；

其中，所述铁沟基础模型为表征铁沟整体结构分布的模型；

温度获取模块，用于获取每个热电偶各自对应的节点温度信息；

模型反馈模块，用于根据所述铁沟结构模型与所有的所述节点温度信息，确定所述出铁沟对应的侵蚀模型并反馈至显示设备中进行显示；

侵蚀预警模块，用于根据所述侵蚀模型，在所述出铁沟存在异常时生成预警信号反馈至显示设备中。

8.一种渣铁沟在线智能管控系统，其特征在于，所述系统包括：多个间隔设置的热电偶，每个热电偶用于采集预设区域的节点温度信息；

采集模块，与各个热电偶连接，用于接收各个热电偶输出的所述节点温度信息；

工控机，与所述采集模块连接，用于接收所有的所述节点温度信息，并执行上述所述的一种渣铁沟在线智能管控方法。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，沿出铁沟的轴向方向按照预设间隔设置有多个长度节点，由铁水出口位置至沟槽终点位置，所述预设间隔由小变大再变小；

热电偶在每个长度节点对应的出铁沟的侧壁以及底面上按照预设的距离依次设置；

在耐火层与填料层之间设置有预埋钢管，各个热电偶均位于所述预埋钢管内，所述预埋钢管位于每个长度节点对应的轴向位置上，且周向设置。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序在计算机中执行时，令所述计算机执行权利要求1～6任一项所述的渣铁沟在线智能管控方法。

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