ES2929048T3 - Dispositivo de medición de la temperatura de la piquera del alto horno - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de medición de la temperatura del orificio del grifo del alto horno según una realización de la presente invención puede comprender: una unidad de medición de la temperatura para medir un valor de temperatura del orificio del grifo del alto horno; una unidad de medida de la relación para medir la relación entre el hierro fundido y la escoria en el orificio de colada del alto horno; y una unidad de corrección para producir un valor de temperatura final aplicando un valor de temperatura de corrección correspondiente a la relación con el valor de temperatura medido por la unidad de medición de temperatura. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de medición de la temperatura de la piquera del alto horno
Campo técnico
La presente invención se refiere a un dispositivo de medición de la temperatura de la piquera del alto horno.
[Técnica anterior]
Reflejar rápidamente la temperatura precisa de una piquera de alto horno en las condiciones de funcionamiento de un proceso de fabricación de hierro es importante para la estabilización de un alto horno, la eficiencia de la producción y la eficiencia del consumo de energía.
El documento JP 2007 246959 A se refiere a la utilización de un programa informático para medir una relación de mezcla entre el hierro fundido y la escoria fundida que sale de una salida formada en un alto horno. Otros métodos relevantes para la presente invención se definen en el documento DE 112014003549 T5.
De acuerdo con la técnica relacionada, la temperatura de una piquera de alto horno es lo suficientemente alta como para cambiar el estado de algunas sustancias, por lo que es difícil medir con precisión la temperatura de las mismas.
[Divulgación]
[Problema técnico]
Un aspecto de la presente divulgación puede proporcionar un dispositivo de medición de la temperatura de la piquera del alto horno capaz de medir con precisión la temperatura de una piquera.
[Solución técnica]
De acuerdo con un aspecto de la presente divulgación, un dispositivo de medición de la temperatura de la piquera del alto horno incluye una unidad de medición de temperatura para medir un valor de temperatura midiendo la energía de radiación de primera y segunda longitud de onda de una piquera del alto horno, y aplicando la energía de radiación de primera y segunda longitud de onda a una relación de emisividad de referencia; una cámara para obtener una imagen de la piquera del alto horno; una unidad de procesamiento de imágenes para calcular una relación de escoria y hierro fundido identificando la escoria y el hierro fundido a partir de la imagen; y una unidad de corrección para generar un valor de temperatura final aplicando un valor de temperatura corregido correspondiente a una diferencia entre una relación calculada por la unidad de procesamiento de imágenes y una relación de referencia correspondiente a la relación de emisividad de referencia a un valor de temperatura, medido por la unidad de medición de la temperatura, en el que, cuando una cantidad de la escoria es mayor en comparación con el hierro fundido en la piquera del alto horno, la unidad de corrección genera el valor de temperatura corregido para que el valor de temperatura final sea mayor, como se establece en la reivindicación 1 y las reivindicaciones anexas.
[Efectos ventajosos]
De acuerdo con una realización ejemplar de la presente divulgación, una temperatura de una piquera de alto horno puede medirse con precisión y reflejarse rápidamente en las condiciones de funcionamiento del proceso de fabricación de hierro, y puede mejorarse la estabilización del alto horno, la eficiencia de la producción y la eficiencia del consumo de energía.
[Descripción de los dibujos]
La FIG. 1 es una vista que ilustra un dispositivo de medición de la temperatura de la piquera del alto horno de acuerdo con una realización.
La FIG. 2 es una vista que ilustra la distribución de la energía de radiación que puede ser medida por una unidad de medición de temperatura.
La FIG. 3 es una vista que ilustra las características de emisividad para cada longitud de onda de la escoria y el hierro fundido.
La FIG. 4 es una vista que ilustra una relación de emisividad de acuerdo con una relación de escoria y hierro fundido.
La FIG. 5 es una vista que ilustra un error en el valor de la temperatura de acuerdo con la relación de escoria y hierro fundido.
La FIG. 6 es una vista que ilustra una unidad de medición de la relación.
La FIG. 7 es una vista que ilustra el análisis del brillo en la imagen capturada de la cámara. La FIG. 8 es una vista que ilustra el análisis de la posición en la imagen capturada de la cámara. La FIG. 9 es una vista que ilustra una región de análisis en la imagen capturada de la cámara. La FIG. 10 es una vista que ilustra el brillo máximo, el brillo mínimo y el brillo medio en la imagen capturada de la cámara.
[Mejor modo para la invención]
A continuación se describirán realizaciones de la presente descripción con referencia a los dibujos adjuntos. Sin embargo, la divulgación puede ejemplificarse de muchas formas diferentes y no debe interpretarse como limitada a las realizaciones específicas aquí expuestas. Las formas y tamaños de los componentes mostrados en los dibujos están exagerados para mayor claridad. Los elementos que tienen constituciones y funciones sustancialmente iguales o equivalentes se denominan con los mismos números de referencia en toda la especificación.
La FIG. 1 es una vista que ilustra un dispositivo de medición de la temperatura de la piquera del alto horno de acuerdo con una realización.
Con referencia a la FIG. 1, un dispositivo de medición de la temperatura de la piquera del alto horno de acuerdo con una realización puede incluir una unidad de medición de la temperatura 110, una unidad de medición de la relación 120 y una unidad de corrección 130.
La unidad de medición de la temperatura 110 puede medir un valor de temperatura de la piquera del alto horno 10. Por ejemplo, la unidad de medición de la temperatura 110 puede ser un termómetro de dos longitudes de onda que mide la energía de la radiación que tiene diferentes longitudes de onda para generar un valor de temperatura.
La unidad de medición de la relación 120 puede medir una relación entre la escoria y el hierro fundido de la piquera del alto horno 10. Por ejemplo, la unidad de medición de la relación 120 puede obtener una imagen de la piquera del alto horno 10 y analizar la imagen para medir una relación de escoria y hierro fundido.
La unidad de corrección 130 puede generar un valor de temperatura final aplicando un valor de temperatura corregido, correspondiente a la relación, medido por la unidad de medición de la relación 120, a un valor de temperatura, medido por la unidad de medición de la temperatura 110.
Existe la característica de que el valor de la temperatura, medido por la unidad de medición de la temperatura 110, difiere de una temperatura real dependiendo de la relación de escoria y hierro fundido. En este sentido, la unidad de corrección 130 corrige la característica descrita anteriormente, generando así un valor final de temperatura, más cercano a la temperatura real, en comparación con el valor de temperatura, medido por la unidad de medición de temperatura 110. De este modo, se puede medir con precisión la temperatura de la piquera del alto horno 10.
La FIG. 2 es una vista que ilustra la distribución de la energía de radiación que podría ser medida por una unidad de medición de temperatura, e ilustra la energía de radiación EA,b(A,T) según una longitud de onda A de un cuerpo negro de una temperatura específica T, y la energía de radiación Ea (A, T) según una longitud de onda A de una superficie real de una temperatura específica T.
En el presente documento, la energía de radiación Ea(A,T) de una superficie real puede definirse como el producto de la energía de radiación EA,b(A,T) del cuerpo negro y la emisividad eA.
El termómetro de dos longitudes de onda, en el que se establece la emisividad, puede medir la energía de radiación Ea 1 de una primera longitud de onda A1 y la energía de radiación Ea 2 de una segunda longitud de onda A2 a una temperatura específica, y puede generar un valor de temperatura correspondiente a un valor de diferencia entre dos tipos de energía de radiación. En el presente documento, la relación entre el valor de la diferencia y el valor de la temperatura puede establecerse de acuerdo con la ley de Stefan-Boltzmann.
En este caso, la relación podría generalizarse mediante la ecuación 1. En el presente documento, un valor, obtenido dividiendo la emisividad e1 de la primera longitud de onda A1 por la emisividad e2 de la segunda longitud de onda A2, puede definirse como una relación de emisividad
La unidad de medición de la temperatura puede medir la energía de radiación de primera y segunda longitud de onda Ea1 y Ea2 de una piquera de alto horno, y puede aplicar una relación de emisividad de referencia a la energía de radiación de primera y segunda longitud de onda Ea1 y Ea2 para generar un valor de temperatura. Por ejemplo, la unidad de medición de la temperatura puede establecer como relación de emisividad de referencia una relación de escoria y hierro fundido de la piquera del alto horno.
Por otra parte, en la piquera del alto horno, una escoria al inicio de la sangría puede ser mayor que una relación de escoria al final de la sangría. Así, la relación de referencia puede establecerse como una relación de la escoria media en la mitad de la sangría del alto horno.
La FIG. 3 es una vista que ilustra las características de emisividad para cada longitud de onda de la escoria (Slag) y del hierro fundido (Steel), e ilustra la emisividad según una longitud de onda de cada una de las escorias y del hierro fundido.
En el presente documento, la emisividad de la escoria puede verse apenas afectada por una longitud de onda, mientras que la emisividad del hierro fundido puede verse significativamente afectada por una longitud de onda. En otras palabras, una relación de emisividad de la escoria puede ser cercana a 1, pero una relación de emisividad del hierro fundido puede no ser cercana a 1.
Así, la Ecuación 1 podría expresarse por la Ecuación 2 según la reflexión de la emisividad de la escoria y la emisividad del hierro fundido. En el presente documento, m es la emisividad del hierro fundido, £s es la emisividad de la escoria, Am es una relación de área del hierro fundido, As es una relación de área de la escoria, y la suma de la relación de área del hierro fundido y la relación de área de la escoria es 1
[Ecuación 2]
La FIG. 4 es una vista que ilustra una relación de emisividad de acuerdo con una relación de escoria y hierro fundido, e ilustra una relación de emisividad total (e-Pendiente) de acuerdo con la relación de escoria (Relación de Escoria).
A medida que la relación de escoria es mayor, la relación de emisividad total puede llegar a ser 1, que se acerca a la relación de emisividad de la escoria.
La FIG. 5 es una vista que ilustra un error en el valor de la temperatura según una relación de escoria y hierro fundido, e ilustra un error en el valor de la temperatura (. Diferencia de Temp.) de acuerdo con una relación de escoria (Relación de Escoria).
En el presente documento, una relación de emisividad de referencia, establecida en la unidad de medición de la temperatura, puede asumirse como una relación de emisividad cuando una relación de escoria es del 40%.
Por ejemplo, cada relación de escoria puede corresponder a un error de valor de temperatura. La unidad de corrección puede generar un valor de temperatura corregido, un número negativo de un error de valor de temperatura correspondiente a una relación medida por la unidad de medición de la relación.
Por ejemplo, la unidad de corrección puede generar un valor de temperatura corregido que sea mayor cuando la relación de escoria, medida por la unidad de medición de la relación, sea mayor en comparación con una relación de referencia, y puede generar un valor de temperatura corregido que sea menor cuando la relación de escoria, medida por la unidad de medición de la relación, sea menor en comparación con la relación de referencia.
La FIG. 6 es una vista que ilustra una unidad de medición de la relación.
Con referencia a la FIG. 6, una unidad de medición de la relación puede incluir una cámara 121, una unidad de procesamiento de imágenes 122 y una unidad de control 123.
La cámara 121 puede obtener una imagen de la tipera del alto horno 10. Por ejemplo, la cámara 121 puede ser una cámara de alta velocidad capaz de capturar imágenes 200 veces por segundo, y puede tener una función de zoom.
La unidad de procesamiento de imágenes 122 puede calcular una relación identificando la escoria y el hierro fundido de la imagen. Por ejemplo, la unidad de procesamiento de imágenes 122 puede implementarse como un entorno informático que incluye un procesador, una memoria, un dispositivo de entrada, un dispositivo de salida y una conexión de comunicación.
La unidad de control 123 puede controlar un rango de captura de la cámara 121 basado en un resultado de análisis de imagen de la unidad de procesamiento de imágenes 122. Por ejemplo, la unidad de control 123 puede ajustar un tamaño de un rango de captura controlando una lente de la cámara 121, y puede ajustar una posición del rango de captura manejando la cámara 121.
La FIG. 7 es una vista que ilustra el análisis del brillo en la imagen capturada de la cámara, e ilustra un ejemplo de imagen, un ejemplo de gráfico que ilustra el brilllo según una posición de la imagen, un ejemplo de primer brillo de referencia (Umbral 1), un ejemplo de segundo brillo de referencia (Umbral 2), y un ejemplo de brillo correspondiente a un punto límite entre la escoria y el hierro fundido.
Por ejemplo, la unidad de procesamiento de imágenes, incluida en la unidad de medición de la relación, puede calcular una relación entre un píxel, que tiene un brillo superior al primer y segundo brillo de referencia en una imagen, y un píxel que tiene un brillo superior al primer brillo de referencia e inferior al segundo brillo de referencia en la imagen.
Por ejemplo, la unidad de procesamiento de imágenes, incluida en la unidad de medición de la relación, puede identificar un conjunto de píxeles, que tienen un brillo inferior al primer brillo de referencia (Umbral 1) en una imagen, como fondo, puede identificar un conjunto de píxeles que tienen un brillo superior al primer brillo de referencia (Umbral 1) e inferior al segundo brillo de referencia (Umbral 2) en la imagen, como hierro fundido, y puede identificar un conjunto de píxeles, con un brillo superior al primero y segundo brillo de referencia (Umbral 1 y Umbral 2) en la imagen, como escoria.
En el presente documento, los píxeles, descritos anteriormente y a continuación, pueden incluir no sólo un único píxel, sino también un conjunto de píxeles que incluye una pluralidad de píxeles, adyacentes entre sí.
La FIG. 8 es una vista que ilustra el análisis de la posición en la imagen capturada de la cámara, e ilustra un ejemplo de la imagen, y un ejemplo de una línea de referencia 1 a una línea de referencia 3 establecida en la imagen.
Por ejemplo, una unidad de control, incluida en una unidad de medición de la relación, puede ajustar un rango de captura de una cámara según una posición global en una región oscura correspondiente al fondo en la imagen . La imagen puede dividirse en una región por debajo de una línea de referencia 1, una región entre la línea de referencia 1 y una línea de referencia 2, una región entre la línea de referencia 2 y una línea de referencia 3, y una región por encima de la línea de referencia 3. La unidad de control puede permitir que el rango de captura de la cámara se mueva más, como una diferencia entre una relación de una región oscura en la región por debajo de la línea de referencia 1 y una relación de una región oscura en la región por encima de la línea de referencia 3.
Por otra parte, la línea de referencia 1 a la línea de referencia 3 puede establecerse basándose en el resultado del análisis de la unidad de procesamiento de imágenes. Por ejemplo, la línea de referencia 1 a la línea de referencia 3 puede establecerse basándose en una posición global de un límite entre la escoria o el hierro fundido y el fondo en una imagen. A continuación, la línea de referencia 2 puede establecerse en una línea central de la línea de referencia 1 a la línea de referencia 3. La línea de referencia 2 puede utilizarse para establecer la región de análisis descrita a continuación.
La FIG. 9 es una vista que ilustra una región de análisis en la imagen capturada de la cámara, e ilustra un ejemplo de una imagen, y un ejemplo de la región de análisis establecida en la imagen.
Por ejemplo, la unidad de procesamiento de imágenes, incluida en la unidad de medición de la relación, puede establecer una línea de referencia 1 y una línea de referencia 3, correspondientes a las posiciones de los límites de una región oscura correspondiente al fondo, respectivamente, puede establecer una línea de referencia 2 entre la línea de referencia 1 y la línea de referencia 3, puede establecer una región de análisis que incluya una porción de la línea de referencia 2, y puede calcular una relación de un píxel que tenga un brillo superior al segundo brillo de referencia en la región de análisis, y un píxel que tenga un brillo inferior al segundo brillo de referencia en la región de análisis.
En consecuencia, el tiempo requerido para el procesamiento de imágenes de la unidad de procesamiento de imágenes puede ser reducido, y el análisis intensivo de imágenes para mejorar la precisión del análisis de la parte de procesamiento de imágenes puede ser fácilmente implementado.
Por otra parte, la región de análisis puede seleccionarse arbitrariamente entre regiones, en las que un píxel que tenga un brillo inferior al primer brillo de referencia no se incluya sustancialmente, sin ajustar la línea de referencia 1 a la línea de referencia 3.
La FIG. 10 es una vista que ilustra el brillo máximo, el brillo mínimo y el brillo medio en la imagen capturada de la cámara, e ilustra el brillo del hierro fundido, el brillo de una imagen y el brillo de la escoria según una posición de la imagen.
Por ejemplo, la unidad de procesamiento de imágenes, incluida en la unidad de medición de la relación, puede establecer el primer y el segundo brillo de referencia en función de al menos uno entre el brillo máximo, el brillo mínimo y el brillo medio de la imagen.
El brillo global de la imagen, obtenido por la cámara, puede variar dependiendo del entorno de la piquera del alto horno. El brillo global puede reflejarse en el brillo máximo, el brillo mínimo y el brillo medio.
En consecuencia, el dispositivo de medición de la temperatura de la piquera del alto horno de acuerdo con una realización puede medir una temperatura de la piquera del alto horno con precisión, a pesar de un entorno flexible de la piquera del alto horno.
Si bien se han mostrado y descrito anteriormente realizaciones de ejemplo, será evidente para los expertos en la técnica que pueden realizarse modificaciones y variaciones sin apartarse del ámbito de la presente invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (7)
1. Dispositivo de medición de la temperatura de la piquera del alto horno, que comprende:
una unidad de medición de la temperatura (110) configurada para medir un valor de temperatura midiendo la energía de radiación de primera y segunda longitud de onda de una piquera del alto horno (10), y aplicando una relación de emisividad de referencia a la energía de radiación de primera y segunda longitud de onda;
una cámara (121) configurada para obtener una imagen de la piquera del alto horno (10);
una unidad de procesamiento de imágenes (122) configurada para calcular una relación de escoria y hierro fundido identificando la escoria y el hierro fundido a partir de la imagen; y
una unidad de corrección (130) configurada para generar un valor de temperatura final aplicando un valor de temperatura corregido, correspondiente a una diferencia entre una relación, calculada por la unidad de procesamiento de imágenes (122), y una relación de referencia, correspondiente a la relación de emisividad de referencia, aun valor de temperatura, medido por la unidad de medición de la temperatura (110),
en el que, cuando una cantidad de la escoria es mayor en comparación con el hierro fundido en la piquera del alto horno (10), la unidad de corrección (130) genera el valor de la temperatura corregido para que el valor de la temperatura final sea mayor.
2. El dispositivo de medición de la temperatura de la piquera del alto horno de la reivindicación 1, en el que la unidad de procesamiento de imágenes (122) calcula una relación de un píxel que tiene un brillo, mayor que el primer y segundo brillo de referencia en la imagen, y un píxel que tiene un brillo, mayor que el primer brillo de referencia y menor que el segundo brillo de referencia en la imagen.
3. El dispositivo de medición de la temperatura de la piquera del alto horno de la reivindicación 1, en el que la unidad de procesamiento de imágenes (122) identifica un conjunto de píxeles, que tiene un brillo inferior al primer brillo de referencia en la imagen, como un fondo, identifica un conjunto de píxeles, que tiene un brillo superior al primer brillo de referencia e inferior al segundo brillo de referencia en la imagen, como el hierro fundido, e identifica un conjunto de píxeles, que tiene un brillo superior al primer y segundo brillo de referencia en la imagen, como la escoria.
4. El dispositivo de medición de la temperatura de la piquera del alto horno de la reivindicación 1, en el que la unidad de procesamiento de imágenes (122) identifica un conjunto de píxeles, que tienen un brillo inferior al primer brillo de referencia en la imagen, como fondo, establece una línea de referencia 1 y una línea de referencia 3, correspondientes a las posiciones de los límites del fondo, respectivamente, en la imagen, establece una línea de referencia 2 entre la línea de referencia 1 y la línea de referencia 3 en la imagen, establece una región de análisis que incluye una porción de la línea de referencia 2 en la imagen, y calcula una relación de un píxel que tiene un brillo mayor que el segundo brillo de referencia en la región de análisis y un píxel que tiene un brillo menor que el segundo brillo de referencia en la región de análisis.
5. El dispositivo de medición de la temperatura de la piquera del alto horno de la reivindicación 4, que comprende además una unidad de control (123) configurada para controlar un rango de captura de la cámara (121) con base en una posición del fondo en la imagen o de una relación del fondo en la imagen.
6. El dispositivo de medición de la temperatura de la piquera del alto horno de la reivindicación 3, en el que la unidad de procesamiento de imágenes (122) establece el primer y el segundo brillo de referencia en función de al menos uno entre el brillo máximo, el brillo mínimo y el brillo medio de la imagen.
7. El dispositivo de medición de la temperatura de la piquera del alto horno de la reivindicación 5, en el que la unidad de procesamiento de imágenes (122) establece el primer y segundo brillo de referencia en función de al menos uno entre el brillo máximo, el brillo mínimo y el brillo medio de la imagen.
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