CN210657002U - 一种基于高温红外热像仪的新型转炉出钢监控装置 - Google Patents

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潘炼
李艳丽
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Abstract

本实用新型涉及一种基于高温红外热像仪的新型转炉出钢监控装置，其特征在于，包括：转炉出钢系统(501)、红外滤波衰减片(502)、红外长焦镜头(503)、保护罩(504)、红外热像仪(505)、DSP处理器(506)、计算机监控DCS系统(507)、控制网络CNET(508)、PLC系统(509)、I/O接口模块(510)；系统基于高温红外热像仪对转炉出钢状态进行监控，实时采集监控出钢钢流的红外热图像和温度信息，并进行分析处理，计算显示出钢流中渣占比，提高了后期钢渣的渣占比计算精确度，增加了钢水的收得率。

Description

一种基于高温红外热像仪的新型转炉出钢监控装置
技术领域
本实用新型涉及监控技术，更具体地涉及一种基于高温红外热像仪的新型转炉出钢监控装置。
背景技术
近年来，钢铁企业对提升产品档次、改善钢水质量、降低冶炼成本的要求越来越高，转炉出钢过程中钢渣含量的检测具有重要的意义。转炉炼钢过程中产生的转炉渣，对于钢水后继处理和质量控制具有很多不利的影响，如增加钢水回磷量、增加钢中夹渣物、增加铁合金的消耗和缩短钢包耐材寿命等。因此，减少转炉出钢时的下渣量是提高转炉炼钢产品的质量，提高炼钢钢水收得率，降低炼钢生产成本最有效的途径之一。采用的转炉出钢监控装置多采用工控机进行，“一种炼钢转炉炉壳温度与出钢监测复合装置专利(CN201520797469.2)，”该专利中，采用工控机监测炉壳温度，可及时掌握转炉炉衬侵蚀情况，监测出钢下渣，减少出钢下渣量，降低生产成本和工人劳动强度方面有一定的改善，但对于进一步提高渣占比计算精确度，增加钢水的收得率方面效果不甚理想。“一种超声波钢渣检测装置专利(CN201020633465.8)”利用超声波在钢水和钢渣内穿透率的不同，识别钢渣的流动情况，提高了设备的稳定性，提高了钢渣检测设备的可维护性。但是同样在钢水中钢渣含量上还需要加以改良。
钢水和钢渣的红外辐射温度不同，则转换成图像显示在计算机上颜色亮度不同，通过图像处理检测其中钢渣的含量并分析渣占比，渣占比达到设定的值后产生报警并及时启动挡渣操作，从而控制转炉下渣量。转炉红外下渣检测系统可实时检测下渣状况，具有不受光源的影响、可实现远距离检测、不受高温热源的影响等优点，在钢铁行业的到了广泛的应用。
转炉红外下渣原理是基于普朗克辐射分布定律和维恩位移定律，任何物体只要温度高于绝对零度的物体，每一时刻都在向外辐射出红外线，科学研究表明，红外辐射以及其他光辐射与组成物质的原子、分子的运动密切相关，物质越热表明其发射的红外辐射越强。
系统的核心设备为高温红外热像仪测温设备(包括不锈钢材质的双层护罩)，配有红外滤波衰减片及红外长焦镜头。安装在具备良好出钢钢流观测视角的位置。包括炉后或炉前下渣道附近，系统实时采集出钢钢流的红外热图像信息，将信息传至主控室，通过复杂的算法分析处理，并实时计算显示出钢流中渣占比。
本系统装置基于高温红外热像仪对转炉出钢状态进行监控，采用计算机监控DCS系统，对采集的出钢钢流的图像和温度信息，并进行监控和分析处理，实时计算显示出钢流中渣占比和转炉出钢状况，实时采集监控出钢钢流的红外热图像和温度信息，并进行分析处理，计算显示出钢流中渣占比，提高了后期钢渣的渣占比计算精确度，增加了钢水的收得率。该装置避免了转炉倾角变化无法准确计算含渣量的情况，为后期钢渣的渣占比计算，提高精确度，增加钢水的收得率方面取得了较显著的效果。
发明内容
一种基于高温红外热像仪的新型转炉出钢监控装置，其特征在于，包括：转炉出钢系统、红外滤波衰减片、红外长焦镜头、保护罩、红外热像仪、DSP处理器、计算机监控DCS系统、控制网络CNET、PLC系统、I/O接口模块。
转炉出钢系统，高温红外热像仪转炉出钢监控对象。
红外滤波衰减片，将红外光干扰信号过滤掉，去掉干扰信号。
红外长焦镜头，用于获取所需红外光信号。
保护罩，用于保护红外热像仪。
红外热像仪，用于获取转炉出钢温度信号和图像信号。
DSP处理器，用于对红外热像仪的输出信号进行信息处理。
计算机监控DCS系统，对采集的出钢钢流的图像和温度信息，并进行监控和分析处理，实时计算显示出钢流中渣占比和转炉出钢状况。
控制网络CNET，用于进行计算机监控DCS系统和PLC系统的网络通讯联系，彼此交换信息。
PLC系统，根据计算机监控DCS系统的分析结果对转炉出钢系统进行相应调节和控制。
I/O接口模块，对PLC系统的信息进行输入输出处理。
技术方案：系统通过红外热像仪，获取转炉出钢温度信号和图像信号，利用DSP处理器，对红外热像仪的输出信号进行信息处理，将DSP处理后的信息送到计算机监控DCS系统，对采集的出钢钢流的图像和温度信息，并进行监控和分析处理，实时计算显示出钢流中渣占比和转炉出钢状况，并通过控制网络CNET，进行计算机监控DCS系统和PLC系统的网络通讯联系，彼此交换信息；PLC系统，根据计算机监控DCS系统的分析结果对转炉出钢系统进行相应调节和控制，而I/O接口模块，则对PLC系统的信息进行输入输出处理。
通过结合以下附图，阅读本实用新型实施方式的详细描述后，本实用新型的其他特征、特点和优点将会变得更加清楚。
附图说明
图1是本实用新型的一种基于高温红外热像仪的新型转炉出钢监控装置的整体硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
图1是本实用新型的一种基于高温红外热像仪的新型转炉出钢监控装置的整体硬件结构示意图。
一种基于高温红外热像仪的新型转炉出钢监控装置，包括：转炉出钢系统(501)、红外滤波衰减片(502)、红外长焦镜头(503)、保护罩(504)、红外热像仪(505)、DSP处理器(506)、计算机监控DCS系统(507)、控制网络CNET(508)、PLC系统(509)、I/O接口模块(510)。
转炉出钢系统(501)，高温红外热像仪转炉出钢监控对象。
红外滤波衰减片(502)，将红外光干扰信号过滤掉，去掉干扰信号。
红外长焦镜头(503)，用于获取所需红外光信号。
保护罩(504)，用于保护红外热像仪。
红外热像仪(505)，用于获取转炉出钢温度信号和图像信号。
DSP处理器(506)，用于对红外热像仪的输出信号进行信息处理。
计算机监控DCS系统(507)，对采集的出钢钢流的图像和温度信息，并进行监控和分析处理，实时计算显示出钢流中渣占比和转炉出钢状况。
控制网络CNET(508)，用于进行计算机监控DCS系统和PLC系统的网络通讯联系，彼此交换信息。
PLC系统(509)，根据计算机监控DCS系统的分析结果对转炉出钢系统进行相应调节和控制。
I/O接口模块(510)，对PLC系统的信息进行输入输出处理。
技术方案是：系统通过红外热像仪(505)，获取转炉出钢温度信号和图像信号，利用DSP处理器(506)，对红外热像仪的输出信号进行信息处理，将DSP处理器(506)处理后的信息送到计算机监控DCS系统(507)，对采集的出钢钢流的图像和温度信息，并进行监控和分析处理，实时计算显示出钢流中渣占比和转炉出钢状况，并通过控制网络CNET(508)，进行计算机监控DCS系统(507)和PLC系统(509)的网络通讯联系，彼此交换信息；PLC系统(509)，根据计算机监控DCS系统(507)的分析结果对转炉出钢系统进行相应调节和控制，而I/O接口模块(510)，则对PLC系统(509)的信息进行输入输出处理。
本实用新型的有益效果为：本实用新型提供了一种基于高温红外热像仪的新型转炉出钢监控装置，包括：转炉出钢系统、红外滤波衰减片、红外长焦镜头、保护罩、红外热像仪、DSP处理器、计算机监控DCS系统、控制网络CNET、PLC系统、I/O接口模块；系统基于高温红外热像仪对转炉出钢状态进行监控，实时采集监控出钢钢流的红外热图像和温度信息，并进行分析处理，计算显示出钢流中渣占比，提高了后期钢渣的渣占比计算精确度，增加了钢水的收得率，对提升产品档次、改善钢水质量、降低冶炼成本取得了较理想的效果。

Claims (2)

1.一种基于高温红外热像仪的新型转炉出钢监控装置，其特征在于，包括：转炉出钢系统(501)、红外滤波衰减片(502)、红外长焦镜头(503)、保护罩(504)、红外热像仪(505)、DSP处理器(506)、计算机监控DCS系统(507)、控制网络CNET(508)、PLC系统(509)、I/O接口模块(510)；
转炉出钢系统(501)，高温红外热像仪转炉出钢监控对象；
红外滤波衰减片(502)，将红外光干扰信号过滤掉，去掉干扰信号；
红外长焦镜头(503)，用于获取所需红外光信号；
保护罩(504)，用于保护红外热像仪；
红外热像仪(505)，用于获取转炉出钢温度信号和图像信号；
DSP处理器(506)，用于对红外热像仪的输出信号进行信息处理；
计算机监控DCS系统(507)，对采集的出钢钢流的图像和温度信息，并进行监控和分析处理，实时计算显示出钢流中渣占比和转炉出钢状况；
控制网络CNET(508)，用于进行计算机监控DCS系统和PLC系统的网络通讯联系，彼此交换信息；
PLC系统(509)，根据计算机监控DCS系统的分析结果对转炉出钢系统进行相应调节和控制；
I/O接口模块(510)，对PLC系统的信息进行输入输出处理。
2.根据权利要求1所述的一种基于高温红外热像仪的新型转炉出钢监控装置，其特征在于，转炉出钢系统(501)分别与红外滤波衰减片(502)和I/O接口模块(510)相连，红外长焦镜头(503)分别与保护罩(504)和红外滤波衰减片(502)相连，保护罩(504)分别与红外长焦镜头(503)和红外热像仪(505)相连，红外热像仪(505)分别与保护罩(504)和DSP处理器(506)相连，计算机监控DCS系统(507)分别与DSP处理器(506)和控制网络CNET(508)相连，控制网络CNET(508)分别与计算机监控DCS系统(507)和PLC系统(509)相连接，I/O接口模块(510)分别与PLC系统(509)和转炉出钢系统(501)相连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110751669A (zh) * 2019-09-24 2020-02-04 武汉科技大学 一种新型cbocp在线红外转炉出钢钢流自动检测与跟踪方法及系统
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