[發明專利]鐵水扒渣留渣比例的計算與控制方法

有效

• 申請號: 201610201891.6
• 申請日: 2016-03-31
• 公開（公告）號: CN107287385B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 胡建光
• 申請（專利權）人: 上海梅山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21C7/064
• 分類號: C21C7/064;C21C5/28
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 杜靜靜

1.一種鐵水扒渣留渣比例的計算與控制方法，其特征在于，所述方法具體如下：1)根據冶煉鋼種成品硫的要求、要求轉爐終點硫的質量百分比小于該鋼種成品硫的質量百分比在0.002～0.004％之間，記為S_風險預留％，目的防止轉爐終點硫超出成品硫；

2)計算轉爐冶煉過程回硫，S_轉爐回硫％包括廢鋼回硫S_廢鋼回硫％、輔料回硫S_輔料回硫％，在轉爐冶煉過程中的脫硫系數按照20～30％計算，根據轉爐冶煉模式選擇轉爐脫硫系數，當轉爐采用留渣模式冶煉時，轉爐脫硫系數按照20％計算，當轉爐不留渣冶煉時選擇30％脫硫系數；

3)根據冶煉鋼種成品硫S_{鋼種成品硫含量}％的要求、轉爐回硫S_轉爐回硫％、S_風險預留％，確定合理的脫硫等級，要求脫硫等級S_{目標脫硫硫含量}％小于S_{鋼種成品硫含量}％-S_風險預留％-S_轉爐回硫％，其中(S_{鋼種成品硫含量}％-S_風險預留％-S_轉爐回硫％)-S_{目標脫硫硫含量}％≥0.001％，其目的在于合適的脫硫深度，有利于控制鐵水渣回硫穩定性，同時達到降低鐵水損失目的，S_{目標脫硫硫含量}％計算過程中S_{目標脫硫硫含量}取三位小數；

4)要求考慮鐵水本身帶渣量對鐵水脫硫后渣中硫濃度的影響，目的更加準確的控制轉爐終點硫含量，要求鐵水脫硫前的帶渣率為2～4‰，通過現場測量發現鐵水翻鐵結束后，其渣層厚度在1.5cm以內能夠確保鐵水帶渣量在2～4‰以內，脫硫前確認鐵水液面，測量渣層厚度，厚度超出1.5cm要進行脫硫前預扒渣，將部分鐵水渣扒出，確保渣層厚度在1.5cm以內；

5)根據鐵水初始硫含量S_{鐵水初始硫}％、脫硫前鐵水帶渣量、鐵水渣硫含量、轉爐冶煉過程回硫量，鋼種成品硫要求，確定扒渣后留渣量比例公式，計算達到設定轉爐終點硫含量時允許剩余的殘渣比例，則根據以上規則以得出鐵水脫硫后留渣量比例公式為：

A_{留渣量比例}＝M_{允許扒渣后留渣量回硫的質量}/M_{鐵水脫硫后爐渣中硫的總質量}％；

M_{允許扒渣后留渣量回硫的質量}＝(S_{鋼種成品硫含量}％-S_{目標脫硫硫含量}％-S_風險預留％)*(M_鐵水重量+M_廢鋼重量)*A_{鋼水收得率}-M_{廢鋼回硫質量}-M_{輔料回硫質量}；

M_{鐵水脫硫后爐渣中硫的總質量}＝(S_{鐵水初始硫}％-S_{目標脫硫硫含量}％)*M_鐵水重量+S_{高爐渣硫含量}％*M_鐵水重量*A_{鐵水帶渣系數}；

M_{廢鋼回硫質量}＝M_廢鋼重量*S_{廢鋼硫含量}％*(1-A_{轉爐脫硫效率}％)；

M_{輔料回硫質量}＝M_輔料重量*S_{輔料硫含量}％*(1-A_{轉爐脫硫效率}％)；

S_轉爐回硫％＝(M_{輔料回硫質量}+M_{廢鋼回硫質量})/(M_鐵水重量*A_{鋼水收得率}+M_廢鋼重量*A_{鋼水收得率})

A_{轉爐脫硫效率}％取20～30％,A_{鐵水帶渣系數}取2～4‰,A_{鋼水收得率}取95％即鐵水在轉爐冶煉過程的收得率；

6)根據冶煉鋼種成品硫的要求確定合理的脫硫等級進行脫硫，脫硫作業結束進行扒渣作業，在扒渣作業過程中采用高分辨率攝像器進行監控，

要求采用分辨率攝像器分辨率≥1600*1200，攝像器正對鐵水表面，要求扒渣前、扒渣后的鐵水包傾翻的角度一致；

7)在扒渣過程通過攝像器獲得鐵包內鐵水渣面積變化情況，通過圖像處理軟件實時計算包內鐵水渣面積，采用工業級高分辨率攝像器，攝像器正對鐵水表面，要求當實際留渣面積與計算留渣面積相差在2％以內時結束扒渣。

2.根據權利要求1所述的鐵水扒渣留渣比例的計算與控制方法，其特征在于，所述步驟7)中通過圖像處理軟件實時計算包內鐵水渣面積,具體如下：71)圖像處理軟件采用otsu算法，采用otsu算法處理計算獲取圖像中鐵水渣的面積比例，假設T是設定的閾值為合適的灰度劃分級別，W0是分割后鐵水像素點數占圖像的比例，U0是分割后鐵水的平均灰度，W1是分割后鐵渣像素點占圖像的比例，U1是分割后鐵渣的平均灰度，W0、U0、W1、U1、通過預設T閾值在拍攝圖像像素信息獲取；

從L個灰度級遍歷T，L取值范圍0～255整數值，使得當T為某個值時，鐵水和鐵渣的方差最大，則這個T值就是我們所要求得的閾值，其中，方差的計算公式如下：

g＝W0*W1*(U0-U1)*(U0-U1)；

通過otsu算法對現場拍攝大量圖像進行T值計算，得到鐵水和鐵渣分割閾值為25時能夠有效分割鐵水和鐵渣，使用T＝25時對拍攝圖像做分割并染色，實際值>T時為鐵水，實際值<T時為鐵渣，紅色鐵水區域，綠色鐵渣區域；

用COUNT(f＝紅色)表示鐵水像素點數，用COUNT(f＝綠色)表示鐵渣像素點數，則鐵渣面積比例如下計算：