一种多场景自适应智能底吹氩气控制方法及系统

专利2026-09-09  14


本发明属于钢铁冶炼,具体涉及一种多场景自适应智能底吹氩气控制方法及系统。


背景技术:

1、在整个炼钢区段内,底吹制度单独或配合顶吹组成的顶底复吹有效提高了熔池搅拌效率,提高了炼钢工序工作效率,常见底吹气体是氩气和氮气,除了高氮钢种外,绝大多数钢种选择氩气为底吹气体。底吹氩气广泛应用于吹氩站、aod炉、钢包精炼炉、rh炉等关键冶金设备。

2、随着钢厂全自动化、智能化的发展,目前炼钢厂原有设备升级、新增设备安装经常发生,因此原始设备安装位置限制造成的吹氩观察画面遮挡、精炼操作过程人工造成的遮挡、新增设备带来的遮挡是现场普遍存在的问题,而且大多钢包底吹都是由现场操作人员通过目测钢包内搅拌情况,来手动调节底吹流量。不同钢包的设备和工艺条件会导致钢包底吹强度的不同,不同炉后操作人员的经验不同也会导致钢包底吹强度的不同,因此,对特定钢包的底吹搅拌系统进行开发研究与优化具有重要意义。


技术实现思路

1、为了克服现有技术存在的上述问题,本发明提供一种多场景自适应智能底吹氩气控制方法及系统,用于解决现有技术中存在的上述问题。

2、一种多场景自适应智能底吹氩气控制方法,所述方法包括:

3、s1.获取对应炉次号并识别确认钢包号,根据所述钢包号自动确定钢包透气性状态;

4、s2.在钢包到达工作位后,接收坐包信号,开始吹氩气并同时监测钢液面;

5、s3.判断是局部钢液页面还是整体液面,采用填充方式来使其成为整体全部钢包液面区域;

6、s4.划分钢包底吹过程阶段,确定不同阶段底吹搅拌功率,根据功率确定底吹氩气压力和/或底吹氩气的流量;

7、s5.同时对钢包底吹过程阶段连续的红外成像仪全部监测画面视频流中钢液的裸漏面积和裸漏边缘渣层高度进行监测,并根据钢液的裸漏面积与总裸露面积得到渣金比,根据渣金比来调整底吹搅拌功率和底吹气体压力和底吹气体流量;

8、s6.在钢液成分、温度满足下一工序条件后,停止吹氩,精炼结束。

9、如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述s1中炉次号从生产计划中自动获取,所述钢包号根据钢包精炼炉所在工厂安装的监控视频获取。

10、如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述s2中的监测钢包液面采用钢包精炼炉所在工厂安装的红外成像仪来执行。

11、如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述s4划分根据整个钢包精炼炉设备所设置的plc控制器采集的plc信号来进行。

12、如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述plc信号包括钢液称重信号、钢液测温信号、精炼过程的合金以及辅料种类以及对应料仓闭合状态信号、电极加热功率及电弧长度信号和/或精炼喂线种类及速度信号。

13、如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述不同阶段包括:脱氧及去除夹杂物、造渣及钢液脱硫、加合金之后钢液混匀、钢液加热升温和喂线搅拌阶段。

14、如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述渣金比与搅拌功率成反比例关系。

15、如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述底吹氩气流量与钢液重量及重力加速度,搅拌功率、钢液温度、氩气温度、钢包底部压力和顶部渣金液面压力有关。

16、如上所述的方面和任一可能的实现方式,进一步提供一种实现方式,所述连续的视频流进行实时处理分析包括:对原始高清红外图像依次进行去雾处理、灰度处理及对灰度处理后的图像重新着色。

17、本发明还提供了一种多场景自适应智能底吹氩气控制系统,所述系统用于实现所述的方法,所述系统包括:

18、获取模块,用于获取对应炉次号并识别确认钢包号,根据所述钢包号自动确定钢包透气性状态;

19、监测模块,用于在钢包到达工作位后,接收坐包信号,开始吹氩气并同时监测钢液面;

20、判断模块,用于判断是局部钢液页面还是整体液面,并利用填充完整全部钢包液面区域;

21、划分模块,用于划分钢包底吹过程阶段,确定不同阶段底吹搅拌功率,根据功率确定底吹氩气压力和/或底吹氩气的流量;

22、调整模块,用于对钢包底吹过程阶段连续的红外成像仪全部监测画面视频流中钢液的裸漏面积和裸漏边缘渣层高度进行监测,并根据钢液的裸漏面积与总裸露面积得到渣金比,根据渣金比来调整底吹搅拌功率和底吹气体压力和底吹气体流量;

23、结束模块,用于在钢液成分、温度满足下一工序条件后,停止吹氩,精炼结束。

24、本发明的有益效果

25、与现有技术相比,本发明有如下有益效果:

26、本发明设计并搭建一套基于热成像图像识别技术的钢包底吹搅拌在线智能调控方法,将热成像技术、多参数钢包底吹流量预测和实际生产经验相结合,保证了工序的标准化,实现炉后钢包底吹的智能调控,实现了较好的底吹搅拌效果。本发明设计开发基于热成像测温技术的多场景自适应钢包底吹在线智能调控方法,可根据现场生产需要,零延时自动连续接收吹氩状态钢液视频图像,并利用算法自动填充吹氩过程整个液面区域运动情况,采用智能化底吹控制自动派发氩气流量和压力,保证冶炼熔池内达到较好的底吹搅拌效果,给现场生产指导,降低生产劳动强度。



技术特征:

1.一种多场景自适应智能底吹氩气控制方法,其特征在于,所述方法包括:

2.根据权利要求1所述的多场景自适应智能底吹氩气控制方法,其特征在于,所述s1中炉次号从生产计划中自动获取,所述钢包号根据钢包精炼炉所在工厂安装的监控视频获取。

3.根据权利要求1所述的多场景自适应智能底吹氩气控制方法,其特征在于,所述s2中的监测钢包液面采用钢包精炼炉所在工厂安装的红外成像仪来执行。

4.根据权利要求1所述的多场景自适应智能底吹氩气控制方法,其特征在于,所述s4划分根据整个钢包精炼炉设备所设置的plc控制器采集的plc信号来进行。

5.根据权利要求4所述的多场景自适应智能底吹氩气控制方法,其特征在于,所述plc信号包括钢液称重信号、钢液测温信号、精炼过程的合金以及辅料种类以及对应料仓闭合状态信号、电极加热功率及电弧长度信号和/或精炼喂线种类及速度信号。

6.根据权利要求1所述的多场景自适应智能底吹氩气控制方法,其特征在于,所述不同阶段包括:脱氧及去除夹杂物、造渣及钢液脱硫、加合金之后钢液混匀、钢液加热升温和喂线搅拌阶段。

7.根据权利要求1所述的多场景自适应智能底吹氩气控制方法,其特征在于,所述渣金比与搅拌功率成反比例关系。

8.根据权利要求1所述的多场景自适应智能底吹氩气控制方法,其特征在于,所述底吹氩气流量与钢液重量及重力加速度,搅拌功率、钢液温度、氩气温度、钢包底部压力和顶部渣金液面压力有关。

9.根据权利要求1所述的多场景自适应智能底吹氩气控制方法,其特征在于,所述连续的视频流进行实时处理分析包括:对原始高清红外图像依次进行去雾处理、灰度处理及对灰度处理后的图像重新着色。

10.一种多场景自适应智能底吹氩气控制系统,其特征在于,所述系统用于实现权利要求1-9任一项所述的方法,所述系统包括:


技术总结
本发明涉及一种多场景自适应智能底吹氩气控制方法及系统,包括:钢包到达工作位后确定透气性,接收坐包信号,开始吹氩,红外热成像仪开启进行监测画面判断钢液面,填充完整全部钢包液面区域;智联整个精炼所有设备PLC,根据不同阶段的冶金目的,确定底吹搅拌功率,计算底吹气体压力、底吹气体流量,对连续的视频流中钢液的裸漏面积、裸漏边缘渣层高度等相关参数实时跟踪计算,进一步优化底吹控制;下发流量数据指令至底吹PLC,控制底吹气体的压力及流量大小。本发明根据现场生产需要,零延时自动连续接收吹氩状态钢液视频图像,采用智能化底吹控制自动派发氩气流量和压力,保证每炉达到较好的底吹搅拌效果,给现场生产指导,降低生产劳动强度。

技术研发人员:李晶,宋沈杨
受保护的技术使用者:北京科技大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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