[發明專利]轉爐紅外鋼渣探測方法

有效

• 申請號: 201210270634.X
• 申請日: 2012-08-01
• 公開（公告）號: CN103571994A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 唐安祥;申屠理鋒
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21C5/46
• 分類號: C21C5/46;G01N21/00
• 代理公司: 上海科琪專利代理有限責任公司 31117
• 代理人: 鄭明輝;夏永興

技術領域

????本發明涉及一種轉爐鋼渣探測方法。

背景技術

在煉鋼生產中，從鋼包中流出過量的熔渣對鋼的質量有不良的影響。過多的熔渣會降低鋼的純度，加速耐材的侵蝕，減少設備的使用壽命。為了提高鋼水的質量，在轉爐倒鋼水的過程中，操作人員需要一直觀察著鋼水的變化情況，當倒出的鋼水亮度增加時，證明已出現鋼渣。采用不同的煉鋼工藝，周圍的環境狀況不一樣，除了熔化的鋼水之外，還會產生大量的懸浮灰塵和煙氣。在這種情況下，操作人員的肉眼就很難準確根據鋼水亮度的變化，判斷鋼渣的出現，即使是在清潔的環境下，也只有少數有經驗的操作人員才能準確地將鋼水和鋼渣的亮度區分開來。因此，這個過程在很大程度上決定于操作人員的技能和經驗。

經過檢索分析，目前國內外針對轉爐鋼水下渣檢測的相關報道主要是敘述相關設備在現場的使用經驗和效果，關于轉爐鋼渣探測的方法和裝置沒有相關報道。

發明內容

本發明的目的在于提供一種轉爐紅外鋼渣探測方法，該方法能實現對轉爐出鋼過程中的鋼渣情況進行測量。

????為實現上述發明目的，本發明采用了如下技術方案：?

一種轉爐紅外鋼渣探測方法，

第一步，通過監測轉爐生產過程中的出鋼開始信號，若沒有檢測到該信號，表示轉爐還沒有開始澆注，轉爐紅外鋼渣探測裝置保持等待狀態；當檢測到該信號后，表示轉爐開始出鋼，轉爐紅外鋼渣探測裝置投入工作；

所述轉爐紅外鋼渣探測裝置包括紅外CCD攝像頭、光端發射機、光纜、光端接收機、中央控制柜；紅外CCD攝像頭是用于檢測轉爐紅外輻射的熱象儀，紅外CCD攝像頭輸出電信號通過光端發射機將電信號轉換成光信號，再通過光纜傳輸到光端接收機，再轉換成電信號后輸入給中央控制柜；所述中央控制柜包括工業計算機、圖像采集卡、數據采集卡和控制卡，圖像采集卡采集紅外圖像，數據采集卡采集溫度，工業計算機對圖像采集卡和數據采集卡輸入的數據進行處理后對鋼渣進行識別判斷，通過控制卡輸出控制外部執行部件；

第二步，轉爐紅外鋼渣探測裝置投入工作后，紅外CCD攝像頭實時測量轉爐圖像，工業計算機對圖像進行處理，其處理步驟是：

2.1?圖象分割處理

采集到的圖像中包含三種物體:鋼渣、鋼水和背景，對圖像的像素采用直方圖技術進行處理，找到合適的閾值，用此閾值來劃分鋼渣和鋼水，與背景對比明顯的圖像的直方圖兩個尖峰對應于物體內部和外部較多數目的點，兩峰間的谷對應于物體邊緣附近相對較少數目的點，可以利用灰度閾值T₁對物體的面積進行計算：

其中：T是閾值，即谷低；D是灰度級；

上式中的D沿著T到∞積分可以得到兩個閾值，背景與鋼流的閾值T₁；鋼渣與鋼水的閾值T₂；

定義集合：

為鋼渣像素子集；

為鋼水像素子集；

為采集到的鋼流像素集；

為背景像素集；

為一幀圖像的像素集；

首先在采集得到的圖像的像素集合集中，劃分出背景與鋼流兩個子集：

???????

???????

其次從鋼流集合中，劃分出鋼渣與鋼水兩個子集：

???????

???????

2.2?鋼渣百分比含量計算

鋼渣百分比含量就是在鋼流面積中鋼渣面積占鋼流面積的百分比，對應于數字圖像，鋼渣面積就是鋼渣像素數總和，鋼流面積就是鋼流像素數總和；

在鋼流集合中像素總數是q；在鋼渣集合中像素總數是m，在鋼水集合中像素總數是n，由鋼流集合定義：得到：

；

定義鋼渣百分比含量為：

分割出鋼渣子集、鋼水子集后，分別統計出鋼渣子集中像素總數m和鋼水子集中像素總數n，代入上式計算就得到鋼渣百分比含量；

第三步，根據鋼渣百分比含量值判斷是否超過設定的鋼渣報警限值，當鋼渣含量超過報警限值后，工業計算機輸出報警信號并通過控制卡輸出控制執行部件停止澆注，進入第一步繼續等待轉爐開澆信號；當鋼渣含量沒有超過報警限值時，繼續按照第二步工作。