CN117683960A - 基于激光信号的转炉底吹元件的堵塞检测与气路复通方法 - Google Patents

Abstract

一种基于激光信号的转炉底吹元件的堵塞检测与气路复通方法，涉及转炉底吹供气技术方面。本发明针对不同转炉的吨位及底吹模式特点在智能分析响应单元中形成底吹元件的顺行工作基准与吹堵复通策略，利用内置于底吹元件底部的激光测距探头获取底吹元件气路长度测量信号，经由数据转化单元确定底吹元件气路长度测量数值，根据底吹元件气路长度测量数值由智能分析响应单元完成底吹元件的顺行工作基准判定与吹堵复通策略选取。本发明可在转炉底吹元件设计运行周期内，检测底吹元件堵塞状态，自动完成底吹元件的复通需求，实现转炉底吹元件的正常工作，提高转炉底吹供气工艺的技术指标与经济效益。

Description

基于激光信号的转炉底吹元件的堵塞检测与气路复通方法

技术领域

本发明涉及转炉底吹供气技术领域，特别是指一种基于激光信号的转炉底吹元件的堵塞检测与气路复通方法。

背景技术

底吹供气技术是转炉与炼钢领域的主要气态介质熔池动力学条件强化技术，利用流体密度差产生的大量浮升气泡团，可有效促进熔池熔态流体的运动速度，抑制熔池速度速去，增大熔池内各元素的反应速度，进而提高冶金生产经济效益与技术指标。

由于不当的转炉溅渣操作，诱发导致底吹元件出口被熔渣覆盖；炼钢过程中，瞬时或过程底吹流量不足，诱使钢水倒灌至底吹元件气体通道内部。上述两种情况，均可导致单个或多个底吹元件供气效果变差或完全失去工作能力。目前，针对底吹元件供气状态是否正常，仍基于传统的底吹元件运行过程中“压力-流量”数值对应方法进行判断。

但因转炉频繁溅渣操作模式，炉底粘渣量异常性持续积累，导致炉底溅渣层过厚。该情况下，由于底吹气体的持续冲击，炉底熔渣发生流动，形成不同结构状态与出口位置的气体通道。在静止状态的熔池表面投影面上，部分气体通道的出口位置严重偏离底吹元件的出口位置，导致底吹气体未能按设计状态对进入熔池内部，降低了熔池混匀搅拌效果。同时，由于底吹气体仍可经由不同结构状态与出口位置的气体通道被投放到熔池内部，底吹元件的压力与流量检测数值范围仍显示正常。因此，基于传统“压力-流量”数值对应方法，不能准确判断底吹元件气路直通状态，难以完成熔渣堆积在底吹元件出口上方的气路复通需求。

激光测距探头的体积小型化与测量精准化的高速发展，为准确测量转炉底吹元件气路长度提供了可靠的硬件设备。通过在底吹元件底部合理的布置激光测距探头，可高效建立激光检测通道，完成底吹元件气路长度的实时、安全、准确测量。本发明利用激光测距技术连续、准确测量底吹元件气路长度，并基于根据气路长度变化状态，完成底吹元件的堵塞检测与气路复通工作需求。

发明内容

转炉冶炼出钢结束后，可利用温差导致的辐射亮度区别，直接观测底吹元件的气路通畅程度。但由于室温气体的持续性通入，导致底吹元件附近底部温度快速下降。而低温状态下的低浓度氧气流股难以有效熔化位于底吹元件内部或出口处上方的熔渣或金属凝固体；如采用高浓度氧气则易发生较大规模的氧化放热效应，降低底吹元件工作寿命。

因此，现有底吹元件的复通工艺大多在转炉炼钢过程中，利用高温金属熔液提供的热量对堵塞底吹元件的熔渣或金属凝固体进行持续加热，并通入含有低浓度氧气的混合气体，将熔渣或金属凝固体熔化吹除。

但转炉冶炼过程中，高温金属熔液在炉内持续循环流动，且氧气射流与熔池内各元素发生的氧化反应形成大量烟尘颗粒。导致在转炉冶炼过程中，传统监测设备难以有效穿透炉气与熔液阻挡，捕捉底吹元件的气路通畅程度。因此，难以有效判断底吹“氧-氮”混合气对堵塞态底吹元件的气路复通效果。

鉴于上述原因，本发明旨在提供一种基于激光信号的转炉底吹元件的堵塞检测与气路复通方法。利用底吹元件底部远离金属熔池、耐火材料隔热效应及室温气体持续性流通的特点，为激光测距探头提供了温度的低温工作环境，保障了激光测距探头运行的安全性与可靠性。

底吹气体为无色、透明、无固态颗粒的室温气体，结合底吹气路的竖直型几何结构，为激光测距探头提供了稳定的光学通道，满足了激光测距探头的连续、高效的监测需求。同时，金属熔液为非透明的液态实体介质，为激光反射效应提供了基础条件。且在底吹元件出口处液态金属熔池在底吹流股的作用下持续在一定范围内波动，进而导致底吹元件气路测量值持续在一定范围内波动，为转炉冶炼过程中底吹元件的顺行工作基准提供了测量数据参考依据。

鉴于上述分析，本发明旨在提供一种基于激光信号的转炉底吹元件的堵塞检测与气路复通方法，利用激光测距探头高效捕捉底吹元件气路长度，基于底吹元件的顺行工作基准与吹堵复通策略，判断底吹元件堵塞状态，完成底吹元件的气路复通，实现底吹元件的高效、可靠运行，提高转炉底吹供气工艺的技术指标与经济效益。

一种基于激光信号的转炉底吹元件的堵塞检测与气路复通方法，其特征在于，所述方法包括运行标准生成模式，堵塞检测模式与气路复通模式；针对不同转炉的吨位及底吹模式特点，在智能分析响应单元中形成底吹元件的顺行工作基准与吹堵复通策略，利用内置于底吹元件底部的激光测距探头获取底吹元件气路长度测量信号，经由数据转化单元确定底吹元件气路长度测量数值，根据底吹元件气路长度测量数值由智能分析响应单元完成底吹元件的顺行工作基准判定与吹堵复通策略选取。

进一步地，所述方法采用的核心设备包括依次串联的底吹元件、激光测距探头、数据转化单元、智能分析响应单元及集成控制与显示单元。

进一步地，所述激光测距探头安装在底吹元件管道尾端，激光测距探头形成的光路信号可通过底吹元件环缝完成距离测量，激光测距探头有效测量距离范围为0.01m～50.00m，激光测距探头连续测距时间为0.1～1800s，连续拍摄频率≥5次/s，激光测距探头的测距误差≤0.1mm，并均可独立将底吹元件气路长度测量信号输出到数据转化单元。

进一步地，所述的运行标准生成模式，操作步骤如下：

步骤一：依据不同转炉的吨位及底吹模式特点，智能分析响应单元生成底吹元件的顺行工作基准与吹堵复通策略；

步骤二：将生成的底吹元件顺行工作基准与吹堵复通策略内置在智能分析响应单元中，并将运行标准生成信号同步传输到集成控制与显示单元。

进一步地，所述的堵塞检测模式，操作步骤如下：

步骤一：本炉次冶炼开始前，转炉控制系统将转炉炉口方向调整到竖直向下状态；

步骤二：转炉炉口方向调整到竖直向下状态后，转炉控制系统将调整完成信号传输到集成控制与显示单元；

步骤三：集成控制与显示单元接收到调整完成信号后，将测量开始信号传输到智能分析响应单元；

步骤四：智能分析响应单元接收到测量开始信号后，将探头开机信号传输到激光测距探头；

步骤五：激光测距探头接收到开机信号后，开始进行连续5s测量，并将底吹元件气路长度测量信号持续传输到数据转化单元；

步骤六：数据转化单元接收到底吹元件气路长度测量信号后，将底吹元件气路长度测量信号进行同步处理，得到底吹元件气路长度测量数值，并将底吹元件气路长度测量数值同步传输到智能分析响应单元；

步骤七：智能分析响应单元接收到底吹元件气路长度测量数值后，进行逻辑响应分析，如分析结果满足顺行工作基准，返回堵塞检测模式的步骤一，并将运行正常信号传输到集成控制单元；如分析结果不满足顺行工作基准，将气路复通模式调整到预激发状态，并将堵塞警报信号同步传输到集成控制与显示单元。

进一步地，所述的气路复通模式，操作步骤如下：

步骤一：当本炉次开始吹氧30s时，智能分析响应单元激发吹堵复通策略，并将吹堵复通策略传输到转炉控制系统；

步骤二：转炉控制系统接收到吹堵复通策略后，根据吹堵复通策略调整底吹供气强度与成分，并将吹堵复通开始信号传输到集成控制与显示单元；

步骤三：集成控制与显示单元接收到吹堵复通开始信号后，将测量开始信号传输到智能分析响应单元；

步骤四：智能分析响应单元接收到测量开始信号后，将探头开机信号传输到激光测距探头；

步骤五：激光测距探头接收到开机信号后，开始进行连续测量，并将底吹元件气路长度测量信号持续传输到数据转化单元；

步骤六：数据转化单元接收到底吹元件气路长度测量信号后，将底吹元件气路长度测量信号进行同步处理，得到底吹元件气路长度测量数值，并将底吹元件气路长度测量数值同步传输到智能分析响应单元；

步骤七：智能分析响应单元接收到底吹元件气路长度测量数值后，进行逻辑响应分析，如分析结果不满足顺行工作基准，则保持现有底吹气流量与成分不变；如分析结果满足顺行工作基准，将运行正常信号传输到集成控制与显示单元，并将吹堵复通停止信号同步传输到转炉控制系统；

步骤八：转炉控制系统接收到吹堵复通停止信号后，将底吹气流量与成分调整到常规底吹模式，返回堵塞检测模式的步骤一。

本发明提供了上述基于激光信号的转炉底吹元件的堵塞检测与气路复通方法在转炉底吹供气技术领域中应用。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明提供了一种基于激光信号的转炉底吹元件的堵塞检测与气路复通方法，针对不同转炉的吨位及底吹模式特点自动形成底吹元件的顺行工作基准与吹堵复通策略，通过对底吹元件气路长度进行连续测量与智能分析，完成底吹元件气路的直通状态评估与复通需求，用以完成转炉底吹元件设计运行周期内的高效工作，实现底吹流股对熔池的高效、连续、稳定的搅拌效果，达到提高转炉底吹供气工艺的技术指标与经济效益的目标，使得其在转炉底吹供气技术领域中具有广阔的发展前景。

附图说明

图1为本发明的一种基于激光信号的转炉底吹元件的堵塞检测与气路复通方法的结构示意图。

图1中图标：1、转炉；2、底吹元件；3、激光测距探头；4、数据转化单元；5、智能分析响应单元；6、集成控制与显示单元；7、转炉控制系统。

图2为本发明实施例1对应的一种实施方式下的100t转炉单环缝式底吹元件的堵塞检测与气路复通方法所采用的设备示意图

图2中图标：8、100t转炉；9、单环缝式底吹元件；10、激光测距探头；11、数据转化单元；12、智能分析响应单元；13、集成控制与显示单元；14、100t转炉控制系统。

图3为本发明实施例1对应的一种实施方式下的220t转炉双环缝式底吹元件的堵塞检测与气路复通方法所采用的设备示意图

图3中图标：15、300t转炉；16、双环缝式底吹元件；17、激光测距探头；18、数据转化单元；19、智能分析响应单元；20、集成控制与显示单元；21、300t转炉控制系统。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明提供一种基于激光信号的转炉底吹元件的堵塞检测与气路复通方法，如图1所示，具体包括以下步骤：

步骤1：激光测距探头3完成在底吹元件2的安装后，选取运行标准生成模式，具体控制方法如下：

步骤1.1)依据转炉1的吨位及底吹模式特点，智能分析响应单元5生成底吹元件的顺行工作基准与吹堵复通策略；

步骤1.2)将生成的底吹元件顺行工作基准与吹堵复通策略内置在智能分析响应单元5中，并将运行标准生成信号同步传输到集成控制与显示单元6。

步骤2：智能分析响应单元5内置底吹元件顺行工作基准与吹堵复通策略后，转炉1开始冶炼前，选取堵塞检测模式，具体控制方法如下：

步骤2.1)本炉次冶炼开始前，转炉控制系统7将转炉炉口方向调整到竖直向下状态；

步骤2.2)转炉炉口方向调整到竖直向下状态后，转炉控制系统7将调整完成信号传输到集成控制与显示单元6；

步骤2.3)集成控制与显示单元6接收到调整完成信号后，将测量开始信号传输到智能分析响应单元5；

步骤2.4)智能分析响应单元5接收到测量开始信号后，将探头开机信号传输到激光测距探头3；

步骤2.5)激光测距探头3接收到开机信号后，开始进行连续5s测量，并将底吹元件气路长度测量信号持续传输到数据转化单元4；

步骤2.6)数据转化单元4接收到底吹元件气路长度测量信号后，将底吹元件气路长度信号进行同步处理，得到底吹元件气路长度测量数值，并将底吹元件气路长度测量数值同步传输到智能分析响应单元5；

步骤2.7)智能分析响应单元5接收到底吹元件气路长度测量数值后，进行逻辑响应分析，如分析结果满足顺行工作基准，返回步骤2.1，并将运行正常信号传输到集成控制单元6；如分析结果不满足顺行工作基准，将吹堵复通策略调整到预激发状态，并将堵塞警报信号同步传输到集成控制与显示单元6。

步骤3：冶金炉1冶炼开始，底吹元件2进行喷吹前，选取气路复通模式，具体控制方法如下：

步骤3.1)当本炉次开始吹氧30s时，智能分析响应单元5激发吹堵复通策略，并将吹堵复通策略传输到转炉控制系统7；

步骤3.2)转炉控制系统7接收到吹堵复通策略后，根据吹堵复通策略调整底吹供气强度与成分，并将吹堵复通开始信号传输到集成控制与显示单元6；

步骤3.3)集成控制与显示单元6接收到吹堵复通开始信号后，将测量开始信号传输到智能分析响应单元5；

步骤3.4)智能分析响应单元5接收到测量开始信号后，将探头开机信号传输到激光测距探头3；

步骤3.5)激光测距探头3接收到开机信号后，开始进行连续测量，并将底吹元件气路长度测量信号持续传输到数据转化单元4；

步骤3.6)数据转化单元4接收到底吹元件气路长度测量信号后，将信号进行同步处理，得到底吹元件气路长度测量数值，并将底吹元件气路长度测量数值同步传输到智能分析响应单元5；

步骤3.7)智能分析响应单元5接收到底吹元件气路长度测量数值后，进行逻辑响应分析，如分析结果不满足顺行工作基准，则保持现有底吹气流量与成分不变；如分析结果满足顺行工作基准，将运行正常信号传输到集成控制与显示单元6，并将吹堵复通停止信号同步传输到转炉控制系统7；

步骤3.8)转炉控制系统7接收到吹堵复通停止信号后，将底吹气流量与成分调整到常规底吹模式，返回步骤2.1。

下面结合具体实施例说明本方法的运行过程。

实施例1

本实施例应用在100t转炉单环缝式底吹元件使用过程中，将1个激光测距探头安装位置距单环缝式底吹元件出口的正下方，激光测距探头有效测量距离范围为0.1m～30.0m，激光测距探头连续测距时间为900s，激光测距探头测量频率12次/s，激光测距探头测量误差为0.05mm，并安装在单环缝式底吹元件底部与供氧管路连接处，具体工艺操作见图2，包括以下步骤：

步骤1：激光测距探头10完成在单环缝式底吹元件9的安装后，选取运行标准生成模式，具体控制方法如下：

步骤1.1)依据100t转炉8的吨位及底吹模式特点，智能分析响应单元12生成单环缝式底吹元件9的顺行工作基准为底吹元件气路长度测量数值≥10.0m或底吹元件气路长度测量数值连续5s往复波动数值≥3.0cm，与吹堵复通策略为底吹强度＝0.06Nm³/min·t且底吹氧气浓度＝30％；

步骤1.2)将生成的底吹元件顺行工作基准与吹堵复通策略内置在智能分析响应单元12中，并将运行标准生成信号同步传输到集成控制与显示单元13。

步骤2：智能分析响应单元12内置底吹元件顺行工作基准与吹堵复通策略后，100t转炉8开始冶炼前，选取堵塞检测模式，具体控制方法如下：

步骤2.1)本炉次冶炼开始前，转炉控制系统14将100t转炉炉口方向调整到竖直向下状态；

步骤2.2)100t转炉炉口方向调整到竖直向下状态后，转炉控制系统14将调整完成信号传输到集成控制与显示单元13；

步骤2.3)集成控制与显示单元13接收到调整完成信号后，将测量开始信号传输到智能分析响应单元12；

步骤2.4)智能分析响应单元12接收到测量开始信号后，将探头开机信号传输到激光测距探头10；

步骤2.5)激光测距探头10接收到开机信号后，开始进行连续5s测量，并将底吹元件气路长度测量信号持续传输到数据转化单元11；

步骤2.6)数据转化单元11接收到底吹元件气路长度测量信号后，将信号进行同步处理，得到底吹元件气路长度测量数值，并将底吹元件气路长度测量数值同步传输到智能分析响应单元12；

步骤2.7)智能分析响应单元12接收到底吹元件气路长度测量数值后，进行逻辑响应分析，如分析结果满足底吹元件气路长度测量数值≥10.0m的顺行工作基准，返回步骤2.1，并将运行正常信号传输到集成控制单元13；如分析结果不满足底吹元件气路长度测量数值≥10.0m的顺行工作基准，将吹堵复通策略调整到预激发状态，并将堵塞警报信号同步传输到集成控制与显示单元13。

步骤3：100t冶金炉8冶炼开始，单环缝式底吹元件9进行喷吹前，选取气路复通模式，具体控制方法如下：

步骤3.1)当本炉次开始吹氧30s时，智能分析响应单元12激发吹堵复通策略，并将吹堵复通策略传输到转炉控制系统14；

步骤3.2)转炉控制系统14接收到吹堵复通策略后，根据吹堵复通策略调整底吹供气强度与成分，并将吹堵复通开始信号传输到集成控制与显示单元13；

步骤3.3)集成控制与显示单元13接收到吹堵复通开始信号后，将测量开始信号传输到智能分析响应单元12；

步骤3.4)智能分析响应单元12接收到测量开始信号后，将探头开机信号传输到激光测距探头10；

步骤3.5)激光测距探头10接收到开机信号后，开始进行连续测量，并将底吹元件气路长度测量信号持续传输到数据转化单元11；

步骤3.6)数据转化单元11接收到底吹元件气路长度测量信号后，将底吹元件气路长度信号进行同步处理，得到底吹元件气路长度测量数值，并将底吹元件气路长度测量数值同步传输到智能分析响应单元12；

步骤3.7)智能分析响应单元12接收到底吹元件气路长度测量数值后，进行逻辑响应分析，如分析结果不满足底吹元件气路长度测量数值连续5s往复波动数值≥3.0cm的顺行工作基准，则保持现有底吹气流量与成分不变；如分析结果满足底吹元件气路长度测量数值连续5s往复波动数值≥3.0cm的顺行工作基准，将运行正常信号传输到集成控制与显示单元13，并将吹堵复通停止信号同步传输到转炉控制系统14；

步骤3.8)转炉控制系统14接收到吹堵复通停止信号后，将底吹气流量与成分调整到常规底吹模式，返回步骤2.1。

采用本发明的控制方法后，100t转炉冶炼平均供氧时间缩短13s，单环缝式底吹元件使用寿命提高1214炉，平均氧气利用率提高2.1％，终点平均碳氧积由技术实施前的0.0030％降低到0.0029％以下，终点平均钢水磷含量由技术实施前的0.035％稳定控制在0.032％以内。

实施例2

本实施例应用在300t转炉双环缝式底吹元件使用过程中，将1个激光测距探头安装位置距双环缝式底吹元件外环缝出口的正下方，激光测距探头有效测量距离范围为0.2m～45.0m，激光测距探头连续测距时间为1200s，激光测距探头测量频率均20次/s，激光测距探头测量误差为0.1mm，并安装在单环缝式底吹元件底部与供氧管路连接处，具体工艺操作见图3，包括以下步骤：

步骤1：激光测距探头17完成在双环缝式底吹元件16的安装后，选取运行标准生成模式，具体控制方法如下：

步骤1.1)依据300t转炉15的吨位及底吹模式特点，在智能分析响应单元19中形成双环缝式底吹元件16的顺行工作基准为底吹元件气路长度测量数值≥15.0m或底吹元件气路长度测量数值连续5s往复波动数值≥4.5cm，与吹堵复通策略为底吹强度＝0.10Nm³/min·t且底吹氧气浓度＝45％；

步骤1.2)将生成的底吹元件顺行工作基准与吹堵复通策略内置在智能分析响应单元19中，并将运行标准生成信号同步传输到集成控制与显示单元20。

步骤2：智能分析响应单元19内置底吹元件顺行工作基准与吹堵复通策略后，300t转炉15开始冶炼前，选取堵塞检测模式，具体控制方法如下：

步骤2.1)本炉次冶炼开始前，转炉控制系统21将转炉炉口方向调整到竖直向下状态；

步骤2.2)转炉炉口方向调整到竖直向下状态后，转炉控制系统21将调整完成信号传输到集成控制与显示单元20；

步骤2.3)集成控制与显示单元20接收到调整完成信号后，将测量开始信号传输到智能分析响应单元19；

步骤2.4)智能分析响应单元19接收到测量开始信号后，将探头开机信号传输到激光测距探头17；

步骤2.5)激光测距探头17接收到开机信号后，开始进行连续5s测量，并将底吹元件气路长度测量信号持续传输到数据转化单元18；

步骤2.6)数据转化单元18接收到底吹元件气路长度测量信号后，将信号进行同步处理，得到底吹元件气路长度测量数值，并将底吹元件气路长度测量数值同步传输到智能分析响应单元19；

步骤2.7)智能分析响应单元19接收到底吹元件气路长度测量数值后，进行逻辑响应分析，如分析结果满足底吹元件气路长度测量数值≥15.0m的顺行工作基准，返回步骤2.1，并将运行正常信号传输到集成控制单元20；如分析结果不满足底吹元件气路长度测量数值≥15.0m的顺行工作基准，将吹堵复通策略调整到预激发状态，并将堵塞警报信号同步传输到集成控制与显示单元20。

步骤3：300t冶金炉15冶炼开始，双环缝式底吹元件16进行喷吹前，选取气路复通模式，具体控制方法如下：

步骤3.1)当本炉次开始吹氧30s时，智能分析响应单元19激发吹堵复通策略，并将吹堵复通策略传输到转炉控制系统21；

步骤3.2)转炉控制系统21接收到吹堵复通策略后，根据吹堵复通策略调整底吹供气强度与成分，并将吹堵复通开始信号传输到集成控制与显示单元20；

步骤3.3)集成控制与显示单元20接收到吹堵复通开始信号后，将测量开始信号传输到智能分析响应单元19；

步骤3.4)智能分析响应单元19接收到测量开始信号后，将探头开机信号传输到激光测距探头17；

步骤3.5)激光测距探头17接收到开机信号后，开始进行连续测量，并将底吹元件气路长度测量信号持续传输到数据转化单元18；

步骤3.6)数据转化单元18接收到底吹元件气路长度测量信号后，将底吹元件气路长度信号进行同步处理，得到底吹元件气路长度测量数值，并将底吹元件气路长度测量数值同步传输到智能分析响应单元19；

步骤3.7)智能分析响应单元19接收到底吹元件气路长度测量数值后，进行逻辑响应分析，如分析结果不满足底吹元件气路长度测量数值连续5s往复波动数值≥4.5cm的顺行工作基准，则保持现有底吹气流量与成分不变；如分析结果满足底吹元件气路长度测量数值连续5s往复波动数值≥4.5cm的顺行工作基准，将运行正常信号传输到集成控制与显示单元20，并将吹堵复通停止信号同步传输到转炉控制系统21；

步骤3.8)转炉控制系统21接收到吹堵复通停止信号后，将底吹气流量与成分调整到常规底吹模式，返回步骤2.1。

采用本发明的控制方法后，300t转炉冶炼平均供氧时间缩短16s，双环缝式底吹元件使用寿命提高1034炉，平均氧气利用率提高3.4％，终点平均碳氧积由技术实施前的0.0031％降低到0.0028％以下，终点平均钢水磷含量由技术实施前的0.035％稳定控制在0.031％以内。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，本领域技术人员应理解，上述附图及具体实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种基于激光信号的转炉底吹元件的堵塞检测与气路复通方法，其特征在于，所述方法包括运行标准生成模式，堵塞检测模式与气路复通模式；针对不同转炉的吨位及底吹模式特点，在智能分析响应单元中形成底吹元件的顺行工作基准与吹堵复通策略，利用内置于底吹元件底部的激光测距探头获取底吹元件气路长度测量信号，经由数据转化单元确定底吹元件气路长度测量数值，根据底吹元件气路长度测量数值由智能分析响应单元完成底吹元件的顺行工作基准判定与吹堵复通策略选取。

2.根据权利要求1所述的基于激光信号的转炉底吹元件的堵塞检测与气路复通方法，其特征在于，所述方法采用的核心设备包括依次串联的底吹元件、激光测距探头、数据转化单元、智能分析响应单元及集成控制与显示单元。

3.根据权利要求1所述的基于激光信号的转炉底吹元件的堵塞检测与气路复通方法，其特征在于，所述激光测距探头安装在底吹元件管道尾端，激光测距探头形成的光路信号可通过底吹元件环缝完成距离测量，激光测距探头有效测量距离范围为0.01m～50.00m，激光测距探头连续测距时间为0.1～1800s，连续拍摄频率≥5次/s，激光测距探头的测距误差≤0.1mm，并均可独立将底吹元件气路长度测量信号输出到数据转化单元。

4.根据权利要求1所述的基于激光信号的转炉底吹元件的堵塞检测与气路复通方法，其特征在于，所述的运行标准生成模式，包括如下步骤：

步骤一：依据不同转炉的吨位及底吹模式特点，智能分析响应单元生成底吹元件的顺行工作基准与吹堵复通策略；

步骤二：将生成的底吹元件顺行工作基准与吹堵复通策略内置在智能分析响应单元中，并将运行标准生成信号同步传输到集成控制与显示单元。

5.根据权利要求1所述的基于激光信号的转炉底吹元件的堵塞检测与气路复通方法，其特征在于，所述的堵塞检测模式，包括如下步骤：

步骤一：本炉次冶炼开始前，转炉控制系统将转炉炉口方向调整到竖直向下状态；

步骤二：转炉炉口方向调整到竖直向下状态后，转炉控制系统将调整完成信号传输到集成控制与显示单元；

步骤三：集成控制与显示单元接收到调整完成信号后，将测量开始信号传输到智能分析响应单元；

步骤四：智能分析响应单元接收到测量开始信号后，将探头开机信号传输到激光测距探头；

步骤五：激光测距探头接收到开机信号后，开始进行连续5s测量，并将底吹元件气路长度测量信号持续传输到数据转化单元；

步骤六：数据转化单元接收到底吹元件气路长度测量信号后，将底吹元件气路长度测量信号进行同步处理，得到底吹元件气路长度测量数值，并将底吹元件气路长度测量数值同步传输到智能分析响应单元；

步骤七：智能分析响应单元接收到底吹元件气路长度测量数值后，进行逻辑响应分析，如分析结果满足顺行工作基准，返回堵塞检测模式的步骤一，并将运行正常信号传输到集成控制单元；如分析结果不满足顺行工作基准，将气路复通模式调整到预激发状态，并将堵塞警报信号同步传输到集成控制与显示单元。

6.根据权利要求1所述的基于激光信号的转炉底吹元件的堵塞检测与气路复通方法，其特征在于，所述的气路复通模式，包括如下步骤：

步骤一：当本炉次开始吹氧30s时，智能分析响应单元激发吹堵复通策略，并将吹堵复通策略传输到转炉控制系统；

步骤二：转炉控制系统接收到吹堵复通策略后，根据吹堵复通策略调整底吹供气强度与成分，并将吹堵复通开始信号传输到集成控制与显示单元；

步骤三：集成控制与显示单元接收到吹堵复通开始信号后，将测量开始信号传输到智能分析响应单元；

步骤四：智能分析响应单元接收到测量开始信号后，将探头开机信号传输到激光测距探头；

步骤五：激光测距探头接收到开机信号后，开始进行连续测量，并将底吹元件气路长度测量信号持续传输到数据转化单元；

步骤六：数据转化单元接收到底吹元件气路长度测量信号后，将底吹元件气路长度测量信号进行同步处理，得到底吹元件气路长度测量数值，并将底吹元件气路长度测量数值同步传输到智能分析响应单元；

步骤七：智能分析响应单元接收到底吹元件气路长度测量数值后，进行逻辑响应分析，如分析结果不满足顺行工作基准，则保持现有底吹气流量与成分不变；如分析结果满足顺行工作基准，将运行正常信号传输到集成控制与显示单元，并将吹堵复通停止信号同步传输到转炉控制系统；

步骤八：转炉控制系统接收到吹堵复通停止信号后，将底吹气流量与成分调整到常规底吹模式，返回堵塞检测模式的步骤一。