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基于机器视觉的转炉底吹高效控制方法及装置制造方法及图纸

技术编号:43281531 阅读:45 留言:0更新日期:2024-11-12 16:05
本发明专利技术的一种基于机器视觉的转炉底吹高效控制方法及装置,属于转炉炼钢技术领域,方法包括:构建历史炉次数据信息库;建立吹炼过程转炉模型并对转炉底吹处理过程进行模拟,得到各种组合类型条件下各时间段的最佳流场对应的转炉底吹流量;对底吹各支路数据信息进行在线实时检测;进行出钢过程底吹各支路透气元件状态特征的可视化检测;将实时检测据信息和可视化检测数据,利用吹炼过程转炉模型进行系统分析、运算、调整和修正,得到该炉次条件下时间轴上底吹各支路流量控制的修正值;将修正值及本炉次数据相关信息反馈至历史炉次数据信息库进行模型自学习。本发明专利技术实现了基于机器视觉的转炉底吹的高效控制,具有显著的经济效益和广阔的推广前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种基于机器视觉的转炉底吹高效控制方法及装置,属于转炉炼钢。


技术介绍

1、经过几十年的实验及实践,顶底复合吹炼工艺已基本成熟,即转炉在冶炼过程中炉顶顶吹o2配合炉底底吹惰性气体,对熔池进行均匀搅拌,可使熔池反应接近平衡,不仅提高钢水质量,降低吨钢成本,还可增加转炉的灵活性和适应性,提高转炉熔化废钢的能力,从而可按市场废钢和铁水价格的变化灵活改变入炉废钢量,从而获得经济效益。

2、转炉底吹气源已有n2、ar、o2、co2等多种气源,底吹供气元件也多样化,通过对供气元件的材质、成型工艺、结构、供气元件保护砖的改进,并且优化了转炉炉底砌筑工艺、复吹工艺及维护制度,从而大大提高了转炉复吹系统的寿命。顶底复吹条件下的均匀混合时间随顶吹气体的穿透深度和底气比的增大而减小。底吹流量增大,熔池的搅拌能增加,均匀混合时间随之减小。所以适量增大底吹供气强度有利于提高转炉的底吹搅拌效果。但如果底吹供气强度过高,也会缩短底吹供气元件寿命。

3、转炉吹炼炉次入炉条件以及具体操作千差万别、过程控制千变万化。转炉底吹效果涉及当前炉次的装入制度、造渣制度、供氧制度、温度制度、脱氧合金化、氧枪枪位控制、吹炼终点温度及碳含量、耐材寿命、底吹元件寿命及维护状态、底吹元件的实时状态检测等系列因素及诸多的技术、装备及管理问题,取决于顶底复吹工艺的参数设计、原材物料的保证、操作制度的规范、冶炼钢种及冶炼工艺条件,尤其是设备元件的状态维护和功能保证。离开底吹元件的功能保证及条件基础,再好的模拟、优化措施和效果都无法发挥和实现。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,本专利技术提出了一种基于机器视觉的转炉底吹高效控制方法及装置,能够实现底吹效果的精准高效控制。

2、本专利技术为解决其技术问题所采取的技术方案是:

3、第一方面,本专利技术实施例提供的一种基于机器视觉的转炉底吹高效控制方法,包括如下步骤:

4、步骤s1,采集历史炉次信息并构建历史炉次数据信息库;

5、步骤s2,建立吹炼过程转炉模型并使用fluent有限元模拟分析软件对转炉底吹处理过程进行模拟,得到各种组合类型条件下各时间段的最佳流场对应的转炉底吹流量;

6、步骤s3,对底吹各支路数据信息进行在线实时检测,并及时输入吹炼过程转炉模型进行跟踪、分析和判断,所述底吹各支路数据信息包括底吹各支路的流量、压力及其与设定值偏差;

7、步骤s4,进行出钢过程底吹各支路透气元件状态特征的可视化检测;

8、步骤s5,将实时检测的底吹各支路数据信息和可视化检测的出钢过程底吹各支路透气元件状态特征数据,利用吹炼过程转炉模型进行系统分析、运算、调整和修正,得到该炉次条件下时间轴上底吹各支路流量控制的修正值ft-i-修正,i为底吹支路编号;

9、步骤s6,将修正值ft-i-修正及本炉次数据相关信息反馈至历史炉次数据信息库进行模型自学习。

10、作为本实施例一种可能的实现方式,所述历史炉次信息至少包括入炉铁水条件、废钢条件、造渣辅料、目标钢种、氧气消耗量、终点条件、控制曲线和炉衬耐材寿命,所述入炉铁水条件包括铁水成分、温度和重量,所述废钢条件包括废钢类型和重量,所述造渣辅料包括造渣辅料成分和加入量;所述目标钢种包括目标钢种成分、温度、终渣成分及碱度要求,所述终点条件包括终点成分及温度,所述控制曲线包括吹炼过程温度控制曲线、氧枪枪位控制曲线、转炉底吹各支路控制曲线。

11、作为本实施例一种可能的实现方式,所述步骤s2,建立吹炼过程转炉模型并使用fluent有限元模拟分析软件对转炉底吹处理过程进行模拟,得到各种组合类型条件下各时间段的最佳流场对应的转炉底吹流量,包括:

12、将历史炉次的原始数据按照相同或相近的原则进行分类、分析和组合,建立相同或相近条件下的各种组合类型的二级数据库;

13、建立吹炼过程转炉模型,并针对二级数据库中每一组组合类型,使用fluent有限元模拟分析软件对转炉底吹处理过程进行模拟,得到各种组合类型条件下各时间段的最佳流场对应的转炉底吹流量。

14、作为本实施例一种可能的实现方式,所述建立吹炼过程转炉模型,并针对二级数据库中每一组组合类型,使用fluent有限元模拟分析软件对转炉底吹处理过程进行模拟,得到各种组合类型条件下各时间段的最佳流场对应的转炉底吹流量,包括:

15、使用solid works软件建立吹炼过程转炉模型;

16、使用fluent有限元模拟分析软件针对二级数据库中每一组组合类型对转炉底吹处理过程进行模拟;

17、分析各种组合类型情况下转炉熔池内钢水在顶底复吹作用下气-液-固循环流动的速度矢量图;

18、对比分析得到各种组合类型条件下各时间段的最佳流场对应的转炉底吹流量,得到各种组合类型条件下熔池内钢水在底吹气体作用下循环流动时各时间段的最佳流场对应的底吹各个支路最佳流量值ft-i-模拟,i为底吹支路编号,所述各种组合类型条件包括具体炉座大小、底吹元件类型及位置布置、数量编号,以及个别支路透气不佳或个别支路堵塞。

19、作为本实施例一种可能的实现方式,所述步骤s4,进行出钢过程底吹各支路透气元件状态特征的可视化检测,包括:

20、出钢过程中,转炉倾转到出钢位置后,对炉底分布的底吹元件状态特征进行拍摄;

21、将拍摄图像进行图像识别后输入吹炼过程转炉模型,并与历史炉次对应编号的图像进行对比、判断状态趋势。

22、作为本实施例一种可能的实现方式,在步骤s5中,当底吹各支路流量的在线实时监测到某支路流量变大压力变小时,说明该透气元件有侵蚀加剧的趋势,吹炼过程转炉模型通过运算进行调整、降低该支路相应的流量;反之流量变小压力大是则是堵塞的趋势,吹炼过程转炉模型通过运算适当增加该支路流量;

23、同样,当出钢过程底吹各支路透气元件状态特征的可视化检测、对比、判断某元件显示透气区域面积增大、透气元件覆盖的渣层变薄时,说明该支路侵蚀加剧,吹炼过程转炉模型相应降低该支路的流量,避免此状态的持续加剧而导致元件报废乃至漏钢事故;反之,如果显示某支路有透气区域面积逐渐减小、透气元件覆盖的渣层变厚情况时,则说明该支路有堵塞的趋势,吹炼过程转炉模型同样会自动调整加大流量,避免堵塞。

24、作为本实施例一种可能的实现方式,所述的基于机器视觉的转炉底吹高效控制方法还包括如下步骤:

25、步骤s7,采用专用维护装置对底吹各支路透气元件进行在线维护;

26、所述采用专用维护装置包括喷头、枪体、冷却水管、喷吹管道、冷却水进水接口、冷却水出水接口、切换阀、氧气接口、喷补接口和支撑架,所述枪体由冷却水管及设置在冷却水管内部的喷吹管道构成,枪体前端设有喷头,后端设有切换阀,喷吹管道通过切换阀与氧气接口或喷补接口接通,所述冷却水管上设置有冷却水进水接口和冷却水出水接口,所述枪体设置在支撑架上且喷头在转炉内伸缩和转动本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于机器视觉的转炉底吹高效控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的转炉底吹高效控制方法,其特征在于,所述历史炉次信息至少包括入炉铁水条件、废钢条件、造渣辅料、目标钢种、氧气消耗量、终点条件、控制曲线和炉衬耐材寿命,所述入炉铁水条件包括铁水成分、温度和重量,所述废钢条件包括废钢类型和重量,所述造渣辅料包括造渣辅料成分和加入量;所述目标钢种包括目标钢种成分、温度、终渣成分及碱度要求,所述终点条件包括终点成分及温度,所述控制曲线包括吹炼过程温度控制曲线、氧枪枪位控制曲线、转炉底吹各支路控制曲线。

3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的转炉底吹高效控制方法,其特征在于,所述步骤S2,建立吹炼过程转炉模型并使用Fluent有限元模拟分析软件对转炉底吹处理过程进行模拟,得到各种组合类型条件下各时间段的最佳流场对应的转炉底吹流量,包括:

4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的转炉底吹高效控制方法,其特征在于,所述建立吹炼过程转炉模型,并针对二级数据库中每一组组合类型,使用Fluent有限元模拟分析软件对转炉底吹处理过程进行模拟,得到各种组合类型条件下各时间段的最佳流场对应的转炉底吹流量,包括:

5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的转炉底吹高效控制方法,其特征在于,所述步骤S4,进行出钢过程底吹各支路透气元件状态特征的可视化检测,包括:

6.根据权利要求1所述的基于机器视觉的转炉底吹高效控制方法,其特征在于,在步骤S5中,当底吹各支路流量的在线实时监测到某支路流量变大压力变小时,说明该透气元件有侵蚀加剧的趋势,吹炼过程转炉模型通过运算进行调整、降低该支路相应的流量;反之流量变小压力大是则是堵塞的趋势,吹炼过程转炉模型通过运算适当增加该支路流量;

7.根据权利要求1-6任意一项所述的基于机器视觉的转炉底吹高效控制方法,其特征在于,还包括如下步骤:

8.一种基于机器视觉的转炉底吹高效控制装置,其特征在于,包括:

9.一种电子设备,其特征在于,包括处理器、存储器和总线,所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令,当所述电子设备运行时,所述处理器与所述存储器之间通过总线通信,所述处理器执行所述机器可读指令,以执行如权利要求1-7任一所述的基于机器视觉的转炉底吹高效控制方法的步骤。

10.一种存储介质,其特征在于,该存储介质上存储有计算机程序,该计算机程序被处理器运行时执行如权利要求1-7任一所述的基于机器视觉的转炉底吹高效控制方法的步骤。

...

【技术特征摘要】

1.一种基于机器视觉的转炉底吹高效控制方法,其特征在于,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的转炉底吹高效控制方法,其特征在于,所述历史炉次信息至少包括入炉铁水条件、废钢条件、造渣辅料、目标钢种、氧气消耗量、终点条件、控制曲线和炉衬耐材寿命,所述入炉铁水条件包括铁水成分、温度和重量,所述废钢条件包括废钢类型和重量,所述造渣辅料包括造渣辅料成分和加入量;所述目标钢种包括目标钢种成分、温度、终渣成分及碱度要求,所述终点条件包括终点成分及温度,所述控制曲线包括吹炼过程温度控制曲线、氧枪枪位控制曲线、转炉底吹各支路控制曲线。

3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的转炉底吹高效控制方法,其特征在于,所述步骤s2,建立吹炼过程转炉模型并使用fluent有限元模拟分析软件对转炉底吹处理过程进行模拟,得到各种组合类型条件下各时间段的最佳流场对应的转炉底吹流量,包括:

4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的转炉底吹高效控制方法,其特征在于,所述建立吹炼过程转炉模型,并针对二级数据库中每一组组合类型,使用fluent有限元模拟分析软件对转炉底吹处理过程进行模拟,得到各种组合类型条件下各时间段的最佳流场对应的转炉底吹流量,包括:

5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员:王念欣楚世豪曾晖曹运涛汤晓辉刘效森赵玉潮王兴李海峰
申请(专利权)人:山东钢铁股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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