專利名稱：一種轉(zhuǎn)爐內(nèi)碳含量和溫度檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)涉及轉(zhuǎn)爐煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種轉(zhuǎn)爐內(nèi)碳含量和溫度檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)爐煉鋼具有生產(chǎn)效率高、原材料適應(yīng)性好、投資小、見(jiàn)效快等優(yōu)點(diǎn)，因此在我國(guó)煉鋼業(yè)中廣泛應(yīng)用。轉(zhuǎn)爐煉鋼時(shí)，終點(diǎn)鋼水碳含量和溫度的高低對(duì)鋼的質(zhì)量有重要的影響。所以，終點(diǎn)鋼水碳含量和溫度的檢測(cè)成為煉鋼終點(diǎn)控制的重要技術(shù)?，F(xiàn)在大多數(shù)的中小型轉(zhuǎn)爐煉鋼廠的煉鋼終點(diǎn)控制仍處在經(jīng)驗(yàn)煉鋼和單一的靜態(tài)控制模式階段。經(jīng)驗(yàn)煉鋼主要是通過(guò)人工經(jīng)驗(yàn)看火，即通過(guò)轉(zhuǎn)爐爐口火焰的亮度和形狀，人工推斷出火焰的溫度。單一的靜態(tài)控制模式主要是通過(guò)人工輸入?yún)?shù)對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼的終點(diǎn)碳含量和溫度進(jìn)行計(jì)算。而在實(shí)際煉鋼過(guò)程中，影響終點(diǎn)鋼水終點(diǎn)碳含量和溫度的因素很多，并且轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程是一個(gè)非常復(fù)雜的多元多相高溫反應(yīng)過(guò)程，進(jìn)而無(wú)法在轉(zhuǎn)爐煉鋼的過(guò)程中對(duì)多種因素進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，這就導(dǎo)致了無(wú)法準(zhǔn)確檢測(cè)轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)，即存在終點(diǎn)命中率低的問(wèn)題。此外，現(xiàn)有技術(shù)中還可以使用動(dòng)態(tài)副槍控制模型對(duì)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)，雖然動(dòng)態(tài)副槍控制模型對(duì)轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)命中率較高，但是副槍所用探頭為消耗件，投資較大。所以，動(dòng)態(tài)副槍控制模型僅在現(xiàn)代化的大型轉(zhuǎn)爐煉鋼廠應(yīng)用，不適用于中小型轉(zhuǎn)爐煉鋼廠。因此，亟需一種適用于中小型轉(zhuǎn)爐煉鋼廠、且成本低、命中率高的轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)檢測(cè)裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種轉(zhuǎn)爐內(nèi)碳含量和溫度檢測(cè)系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中小型轉(zhuǎn)爐煉鋼廠的吹煉終點(diǎn)命中率低的問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案如下:一種轉(zhuǎn)爐內(nèi)碳含量和溫度檢測(cè)系統(tǒng)，包括:用于采集轉(zhuǎn)爐火焰信息的火焰信息采集模塊；與所述火焰信息采集模塊相連接的，用于分析量化所述轉(zhuǎn)爐火焰信息，得到火焰數(shù)字信息的數(shù)據(jù)分析處理模塊；與所述數(shù)據(jù)分析處理模塊相連接，用于將所述火焰數(shù)字信息作為動(dòng)態(tài)參數(shù)，計(jì)算并對(duì)轉(zhuǎn)爐碳和溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的控制模塊。優(yōu)選地，所述火焰信息采集模塊包括:用于采集火焰圖像信息的視頻采集模塊；相互連接、且用于相互配合米集火焰光強(qiáng)信息的光學(xué)模塊和光強(qiáng)米集模塊。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)，通過(guò)內(nèi)嵌的基于變量篩選的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)終點(diǎn)預(yù)測(cè)模型對(duì)所述轉(zhuǎn)爐碳和溫度進(jìn)行預(yù)報(bào)的控制模塊。[0017]優(yōu)選地，所述基于變量篩選的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的終點(diǎn)預(yù)測(cè)模型包括:用于對(duì)所述基于變量篩選的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)終點(diǎn)預(yù)測(cè)模型對(duì)輸入變量進(jìn)行篩選，得到對(duì)所述預(yù)測(cè)結(jié)果影響較大的輸入量的變量篩選模型；用于根據(jù)所述變量篩選模型所得到的變量，對(duì)所述轉(zhuǎn)爐碳和溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。優(yōu)選地，所述系統(tǒng)，還包括:設(shè)置有觀察窗，用于安裝所述光學(xué)模塊、所述光強(qiáng)采集模塊和所述視頻采集模塊，且用于屏蔽現(xiàn)場(chǎng)粉塵和電磁噪聲對(duì)所述光學(xué)模塊、光強(qiáng)采集模塊和視頻采集模塊干擾的機(jī)械結(jié)構(gòu)盒；設(shè)置在所述觀察窗上，用于可供所述光學(xué)模塊、所述光強(qiáng)采集模塊和所述視頻采集模塊進(jìn)行信息采集的鏡片。優(yōu)選地，所述機(jī)械結(jié)構(gòu)盒上還設(shè)置有用于對(duì)所述鏡片進(jìn)行除塵的鏡頭吹掃裝置。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括:與所述機(jī)械結(jié)構(gòu)盒相連接，用于可調(diào)節(jié)地固定所述機(jī)械結(jié)構(gòu)盒的位置的固定裝置。優(yōu)選地，所述固定裝置包括:一端與所述機(jī)械結(jié)構(gòu)盒相連接，另一端固定在地面上，用于支撐所述機(jī)械結(jié)構(gòu)盒、且調(diào)節(jié)所述機(jī)械結(jié)構(gòu)盒的位置的立桿。優(yōu)選地，所述固定裝置包括:一端與所述機(jī)械結(jié)構(gòu)盒相連接，另一端固定在墻壁上，用于支撐所述機(jī)械結(jié)構(gòu)盒、且調(diào)節(jié)所述機(jī)械結(jié)構(gòu)盒的位置的橫桿。由此可見(jiàn)，本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的轉(zhuǎn)爐內(nèi)碳含量和溫度檢測(cè)系統(tǒng)包括:轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊、數(shù)據(jù)分析處理模塊和控制模塊，其中:轉(zhuǎn)爐信息采集模塊的主要作用是采集轉(zhuǎn)爐火焰信息；數(shù)據(jù)分析處理模塊的主要作用是對(duì)轉(zhuǎn)爐火焰信息進(jìn)行分析量化得到火焰數(shù)字信息；控制模塊主要是將火焰數(shù)字信息作為動(dòng)態(tài)參數(shù)，對(duì)轉(zhuǎn)爐火焰碳和溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊采集火焰信息，然后分析量化火焰信息得到火焰數(shù)字信息，且以火焰數(shù)字信息作為控制模塊中的動(dòng)態(tài)參數(shù)，通過(guò)計(jì)算來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼的終點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，提高了現(xiàn)有技術(shù)中小型轉(zhuǎn)爐煉鋼廠的吹煉終點(diǎn)命中率。

為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例一所提供的一種轉(zhuǎn)爐內(nèi)碳含量和溫度檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖2本申請(qǐng)實(shí)施例二所提供的轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例四所提供的轉(zhuǎn)爐正常時(shí)，轉(zhuǎn)爐爐口火焰亮度分析圖；圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例四所提供的轉(zhuǎn)爐正常時(shí)，轉(zhuǎn)爐爐口火焰溫度分析圖；圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例四所提供的轉(zhuǎn)爐正常時(shí)，轉(zhuǎn)爐爐口火焰紋理分析圖；圖6為本申請(qǐng)實(shí)施例五所提供的變量篩選模型流程圖；圖7為本申請(qǐng)實(shí)施例六所提供的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本申請(qǐng)實(shí)施例所六提供的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的流程圖；[0037]圖9為本申請(qǐng)實(shí)施例六所提供的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算流程圖；圖10為第68爐的熔池碳含量全程預(yù)報(bào)曲線；圖11為第68爐的熔池溫度全程預(yù)報(bào)曲線。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖,對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。實(shí)施例一本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的一種轉(zhuǎn)爐內(nèi)碳含量和溫度檢測(cè)系統(tǒng)如圖1所示，包括 轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊1、數(shù)據(jù)分析處理模塊2和控制模塊3。轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊I的的作用是采集轉(zhuǎn)爐火焰信息；數(shù)據(jù)分析處理模塊2與轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊I相連接；控制模塊3與數(shù)據(jù)分析處理模塊2相連接。其中:數(shù)據(jù)分析處理模塊2與火焰信息采集模塊I相連接，接收轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊I所采集到的轉(zhuǎn)爐火焰信息，并且對(duì)接收到的轉(zhuǎn)爐火焰信息進(jìn)行分析量化處理，得到可用于計(jì)算的火焰數(shù)字信息；控制模塊3與數(shù)據(jù)分析處理模塊2相連接，接收數(shù)據(jù)分析處理模塊2所發(fā)送的火焰數(shù)字信息，并將火焰數(shù)字信息作為動(dòng)態(tài)參數(shù)，對(duì)轉(zhuǎn)爐火焰碳和溫度進(jìn)行計(jì)算并進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。
此外，本申請(qǐng)所提供的轉(zhuǎn)爐火焰碳和溫度全程預(yù)測(cè)系統(tǒng)，用戶可以控制控制模塊3，通過(guò)控制模塊3查看轉(zhuǎn)爐火焰碳和溫度的具體信息等。由此可見(jiàn)，本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的轉(zhuǎn)爐內(nèi)碳含量和溫度檢測(cè)系統(tǒng)包括:轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊、數(shù)據(jù)分析處理模塊和控制模塊，其中:轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊的主要作用是采集轉(zhuǎn)爐火焰信息；數(shù)據(jù)分析處理模塊的主要作用是對(duì)轉(zhuǎn)爐火焰信息進(jìn)行分析量化得到火焰數(shù)字信息；控制模塊主要是將火焰數(shù)字信息作為動(dòng)態(tài)參數(shù)，對(duì)轉(zhuǎn)爐火焰碳和溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊采集火焰信息，然后分析量化火焰信息得到火焰數(shù)字信息，且結(jié)合火焰數(shù)字信息作為控制模塊中的動(dòng)態(tài)參數(shù)，通過(guò)計(jì)算來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼的終點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，提高了現(xiàn)有技術(shù)中小型轉(zhuǎn)爐煉鋼廠的錘煉終點(diǎn)命中率。實(shí)施例二本申請(qǐng)實(shí)施例一提供了一種轉(zhuǎn)爐火焰碳和溫度全程預(yù)測(cè)系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊、數(shù)據(jù)分析處理模塊和控制模塊。本申請(qǐng)實(shí)施例二主要是對(duì)轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)介紹。圖2本申請(qǐng)實(shí)施例二所提供的轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本申請(qǐng)實(shí)施例二所提供的轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊I的結(jié)構(gòu)包括:視頻采集模塊4、光學(xué)模塊5、光強(qiáng)采集模塊6、機(jī)械結(jié)構(gòu)盒7。 其中，視頻采集模塊4、光學(xué)模塊5和光強(qiáng)采集模塊6安裝在機(jī)械結(jié)構(gòu)盒7中。其中，視頻采集模塊4用于采集轉(zhuǎn)爐火焰的圖像信息；光學(xué)模塊5和光強(qiáng)采集模塊6相互連接并且相互配合來(lái)采集火焰光強(qiáng)信息，這里為了清晰的展現(xiàn)轉(zhuǎn)爐火焰采集模塊I的整體結(jié)構(gòu)，對(duì)于光強(qiáng)采集模塊和光學(xué)模塊的具體鏈接沒(méi)有做詳細(xì)的展現(xiàn)。[0053]機(jī)械結(jié)構(gòu)盒6用于安裝視頻采集模塊4、光學(xué)模塊5和光強(qiáng)采集模塊6。機(jī)械結(jié)構(gòu)盒7上設(shè)置有觀察窗，并且觀察窗上設(shè)置有鏡片，機(jī)械結(jié)構(gòu)盒7的主要作用是屏蔽現(xiàn)場(chǎng)粉塵和電磁噪聲對(duì)所述光學(xué)模塊5、光強(qiáng)米集模塊6和視頻米集模塊4的干擾，同時(shí)使得光學(xué)模塊5、光強(qiáng)采集模塊6和視頻采集模塊4通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)盒的觀察窗上的鏡片采集轉(zhuǎn)爐火焰信
肩、O此外，本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的機(jī)械結(jié)構(gòu)盒上還設(shè)置有鏡頭吹掃裝置。鏡頭吹掃裝置的主要作用是對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)盒上的鏡片進(jìn)行除塵，使得鏡片可以清晰的采集信息。由此可見(jiàn)，本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的轉(zhuǎn)爐火焰采集模塊包括:視頻采集模塊、光學(xué)模塊、光強(qiáng)采集模塊和機(jī)械結(jié)構(gòu)盒，以及安裝在機(jī)械結(jié)構(gòu)盒上的鏡片和鏡頭吹掃裝置。本申請(qǐng)實(shí)施例所提供轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊通過(guò)視頻采集、光學(xué)模塊和光強(qiáng)信息采集模塊來(lái)采集轉(zhuǎn)爐火焰圖像信息和火焰光強(qiáng)信息，為以后將采集到的圖像信息和火焰光強(qiáng)信息作為動(dòng)態(tài)參數(shù)，計(jì)算轉(zhuǎn)爐碳和溫度奠定基礎(chǔ)。另外，本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的機(jī)械保護(hù)盒可以在保護(hù)光學(xué)模塊、光強(qiáng)采集模塊和圖像采集模塊的同時(shí)，使得光學(xué)模塊、光強(qiáng)采集模塊和圖像采集模塊清晰的采集到火焰圖像信息和火焰光強(qiáng)信息。實(shí)施例三實(shí)施例二提供了轉(zhuǎn)爐火焰采集模塊的具體結(jié)構(gòu)，本申請(qǐng)實(shí)施例在實(shí)施例二的基礎(chǔ)上提供了該轉(zhuǎn)爐火焰采集模塊的安裝方式。本申請(qǐng)實(shí)施例中轉(zhuǎn)爐火焰采集模塊的安裝方式可以為，將機(jī)械結(jié)構(gòu)盒的底部與立桿相固定，且該立桿可以在水平和垂直方向進(jìn)行調(diào)節(jié)。本申請(qǐng)實(shí)施例中通過(guò)立桿固定機(jī)械結(jié)構(gòu)盒的位置，可以防止人員在走動(dòng)過(guò)程中對(duì)轉(zhuǎn)爐火焰采集模塊的遮擋；另外，可以通過(guò)該立桿在水平方向180°、垂直方向±30°方向調(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu)盒的角度，從而保證轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊能夠采集到轉(zhuǎn)爐火焰信息。另外，本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的轉(zhuǎn)爐火焰采集模塊的安裝方式還可以為，采用橫桿，將機(jī)械結(jié)構(gòu)盒固定在墻上，并且可以通過(guò)該橫桿在水平和垂直方向調(diào)節(jié)機(jī)械結(jié)構(gòu)盒的位置。本申請(qǐng)實(shí)施例中通過(guò)橫桿固定機(jī)械結(jié)構(gòu)盒的位置，也可以防止人員在走動(dòng)過(guò)程中對(duì)轉(zhuǎn)爐火焰采集模塊的遮擋；另外，通過(guò)該橫桿可以在水平方向180°、垂直方向±30°方向調(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu)盒的角度，從而保證轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊能夠采集到轉(zhuǎn)爐火焰信息。此外，本申請(qǐng)實(shí)施例中機(jī)械結(jié)構(gòu)盒距離地面的高度為2-2.5米。本申請(qǐng)所提供的兩種轉(zhuǎn)爐火焰采集模塊的安裝方式僅是本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的優(yōu)選方案，發(fā)明人可以根據(jù)自己的需求設(shè)計(jì)其他的安裝方式，均在本申請(qǐng)保護(hù)范圍之內(nèi)。由此可見(jiàn)，本身申請(qǐng)實(shí)施例所提供的轉(zhuǎn)爐火焰采集模塊的安裝方式，包括兩種。一種是將機(jī)械結(jié)構(gòu)盒的底部與立桿相固定。另一種是將機(jī)械結(jié)構(gòu)盒通過(guò)橫桿固定在墻上。這兩種安裝方式均防止了人員在走動(dòng)過(guò)程中對(duì)轉(zhuǎn)爐火焰采集模塊的遮擋，并且也可以通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)械結(jié)構(gòu)盒的角度，從而保證轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊能夠采集到轉(zhuǎn)爐火焰信息。實(shí)施例四根據(jù)實(shí)施例一中所提到的數(shù)據(jù)分析處理模塊與轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊相連接，用于分析量化轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊所采集到的轉(zhuǎn)爐火焰信息。數(shù)據(jù)分析處理模塊分析量化的火焰信息主要包括:火焰亮度、火焰溫度、火焰紋理。其中，火焰亮度和火焰溫度屬于由光學(xué)模塊和光強(qiáng)采集模塊相互配合采集到的火焰光強(qiáng)信息?；鹧婕y理屬于由視頻采集模塊所采集到的火焰圖像信息。圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例四所提供的轉(zhuǎn)爐正常時(shí)，轉(zhuǎn)爐爐口火焰亮度分析圖。如圖3 (a)所示為第10分鐘時(shí)的火焰亮度圖像，圖3 (b)為整理火焰亮度量化分析圖。利用本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的轉(zhuǎn)爐內(nèi)碳含量和溫度檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)一爐次冶煉(約14分鐘)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)采集所獲取的火焰光強(qiáng)特征信息，并且通過(guò)數(shù)據(jù)分析處理模塊對(duì)所采集到的火焰亮度信息進(jìn)行量化分析。從圖3 (b)中可以看出:隨著轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程的進(jìn)行，光強(qiáng)特征強(qiáng)度逐漸增加，當(dāng)接近終點(diǎn)時(shí)，采集的特征曲線會(huì)急劇下降，這與吹煉各個(gè)階段碳氧反應(yīng)規(guī)律是一致的。因此火焰亮度信息可以作為碳含量判斷的重要依據(jù)。圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例四所提供的轉(zhuǎn)爐正常時(shí)，轉(zhuǎn)爐爐口火焰溫度分析圖。如圖3 Ca)所示為第2分鐘時(shí)的火焰溫度場(chǎng)圖，圖3 (b)為整爐火焰平均溫度量化分析圖。圖4為在轉(zhuǎn)爐正常生產(chǎn)時(shí)，本系統(tǒng)對(duì)爐口火焰溫度的測(cè)量。其中，在冶煉第5和7分鐘，有兩次加料操作。從分析量化后得到整爐火焰平均溫度量化分析圖，即圖4 (b)中可以看出所測(cè)的溫度曲線同樣出現(xiàn)了較大幅度的降低；在第8-9分鐘由于操作工頻繁升降煙罩，造成溫度曲線有一定的波動(dòng)；在吹煉末期，曲線上升趨勢(shì)趨于平緩；當(dāng)接近終點(diǎn)時(shí)，爐口火焰變?nèi)?，溫度開(kāi)始下降，圖4 (b)中顯示的實(shí)測(cè)火焰溫度同樣下降。圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例四所提供的轉(zhuǎn)爐正常時(shí)，轉(zhuǎn)爐爐口火焰紋理分析圖。如圖5 (a)所不為第6分鐘時(shí)的火焰紋理圖，圖5 (b)為第13分鐘時(shí)火焰紋理圖，圖5 (c)為整爐火焰紋理分析圖。圖5 (a)為第6分鐘的火焰紋理云圖，圖5 (b)為第13分鐘的火焰紋理云圖,從
a、b兩圖可以直觀的看出冶煉末期的火焰紋理總量明顯低于中期的紋理總量。我們對(duì)火焰紋理變化做了定量化處理，如圖5 (C)所示。從圖中可以看出:在轉(zhuǎn)爐冶煉前期火焰紋理值基本保持不變，從第11分鐘開(kāi)始下降，時(shí)長(zhǎng)3分鐘，這種特征可以作為高碳判斷的重要依據(jù)。由此可見(jiàn)，本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的數(shù)據(jù)分析處理模塊主要是對(duì)接收到的轉(zhuǎn)爐火焰信息進(jìn)行量化分析處理，主要是對(duì)火焰亮度、火焰溫度和火焰紋理的分析量化。同時(shí)本申請(qǐng)證明了采集火焰光強(qiáng)信息和圖像信息的原因，因?yàn)榛鹧媪炼?、火焰溫度時(shí)判斷火焰溫度的重要依據(jù)，而火焰紋理是判斷碳含量的重要依據(jù)。實(shí)施例五根據(jù)實(shí)施例一中所提到的控制模塊與數(shù)據(jù)分析處理模塊相連接，根據(jù)數(shù)據(jù)分析處理模塊分析量化火焰光強(qiáng)信息和圖像信息得到的火焰數(shù)字信息作為動(dòng)態(tài)參數(shù)，對(duì)轉(zhuǎn)爐碳和溫度進(jìn)行計(jì)算并實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。其中，控制模塊主要是根據(jù)模塊中內(nèi)嵌的基于變量篩選的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的終點(diǎn)預(yù)測(cè)模型對(duì)所述轉(zhuǎn)爐碳和溫度進(jìn)行的計(jì)算并實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)。本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的基于變量篩選的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的終點(diǎn)預(yù)測(cè)模型包括變量篩選模型和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模塊。圖6為本申請(qǐng)實(shí)施例五所提供的變量篩選模型流程圖。標(biāo)準(zhǔn)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中所包含的網(wǎng)絡(luò)輸入數(shù)據(jù)是研究者根據(jù)專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)預(yù)先選擇好的。然而在轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中，由于沒(méi)有清晰的理論依據(jù)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所包含的自變量(即網(wǎng)絡(luò)輸入特征)難以預(yù)先確定，如果將一些不重要的自變量也引入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，會(huì)降低模型的精度。所以，在進(jìn)行選擇時(shí)，必須參照影響終點(diǎn)控制的變量，篩選與轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)控制相關(guān)度較大、對(duì)轉(zhuǎn)爐冶煉終點(diǎn)變化較為敏感的參數(shù)。因此選擇有意義的自變量特征作為網(wǎng)絡(luò)輸入數(shù)據(jù)是本算法中非常關(guān)鍵的一步。圖6為本申請(qǐng)實(shí)施例五所提供的變量篩選模型流程圖，如圖6所示，本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的變量篩選模型的篩選流程如下:SI 1、變量增減。此過(guò)程是MIV算法的初步實(shí)現(xiàn)。S12、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練。此步驟是利用原始數(shù)據(jù)訓(xùn)練一個(gè)正確的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。S13、差值計(jì)算。此步驟是MIV算法的后續(xù)實(shí)現(xiàn)S14、計(jì)算各項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)輸出的MIV值。通過(guò)變量篩選計(jì)算，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，選擇MIV值大的因素作為輸入變量，確定了本申請(qǐng)所提供的轉(zhuǎn)爐內(nèi)碳·含量和溫度檢測(cè)系統(tǒng)的輸入變量，輸入變量表如表I所示。表1輸入?yún)?shù)列表
權(quán)利要求1.一種轉(zhuǎn)爐內(nèi)碳含量和溫度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 用于采集轉(zhuǎn)爐火焰信息的火焰信息采集模塊； 與所述火焰信息采集模塊相連接的，用于分析量化所述轉(zhuǎn)爐火焰信息，得到火焰數(shù)字信息的數(shù)據(jù)分析處理模塊； 與所述數(shù)據(jù)分析處理模塊相連接，用于將所述火焰數(shù)字信息作為動(dòng)態(tài)參數(shù)，計(jì)算并對(duì)轉(zhuǎn)爐碳和溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的控制模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述火焰信息采集模塊包括: 用于采集火焰圖像信息的視頻采集模塊； 相互連接、且用于相互配合米集火焰光強(qiáng)信息的光學(xué)模塊和光強(qiáng)米集模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 設(shè)置有觀察窗，用于安裝所述光學(xué)模塊、所述光強(qiáng)采集模塊和所述視頻采集模塊，且用于屏蔽現(xiàn)場(chǎng)粉塵和電磁噪聲對(duì)所述光學(xué)模塊、光強(qiáng)采集模塊和視頻采集模塊干擾的機(jī)械結(jié)構(gòu)盒； 設(shè)置在所述觀察窗上，用于可供所述光學(xué)模塊、所述光強(qiáng)采集模塊和所述視頻采集模塊進(jìn)行信息采集的鏡片。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述機(jī)械結(jié)構(gòu)盒上還設(shè)置有用于對(duì)所述鏡片進(jìn)行除塵的鏡頭吹掃裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括:與所述機(jī)械結(jié)構(gòu)盒相連接，用于可調(diào)節(jié)地固定所述機(jī)械結(jié)構(gòu)盒的位置的固定裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括:一端與所述機(jī)械結(jié)構(gòu)盒相連接，另一端固定在地面上，用于支撐所述機(jī)械結(jié)構(gòu)盒、且調(diào)節(jié)所述機(jī)械結(jié)構(gòu)盒的位置的立桿。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括:一端與所述機(jī)械結(jié)構(gòu)盒相連接，另一端固定在墻壁上，用于支撐所述機(jī)械結(jié)構(gòu)盒、且調(diào)節(jié)所述機(jī)械結(jié)構(gòu)盒的位置的橫桿。
專利摘要本申請(qǐng)公開(kāi)了一種轉(zhuǎn)爐內(nèi)碳含量和溫度檢測(cè)系統(tǒng)，包括用于采集轉(zhuǎn)爐火焰信息的火焰信息采集模塊；與火焰信息采集模塊相連接的，用于分析量化轉(zhuǎn)爐火焰信息，得到火焰數(shù)字信息的數(shù)據(jù)分析處理模塊；與數(shù)據(jù)分析處理模塊相連接，用于將火焰數(shù)字信息作為動(dòng)態(tài)參數(shù)，計(jì)算并對(duì)轉(zhuǎn)爐碳和溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的控制模塊。本申請(qǐng)實(shí)施例通過(guò)轉(zhuǎn)爐火焰信息采集模塊采集火焰信息，然后分析量化火焰信息得到火焰數(shù)字信息，且以火焰數(shù)字信息作為控制模塊中的動(dòng)態(tài)參數(shù)，通過(guò)計(jì)算來(lái)對(duì)轉(zhuǎn)爐煉鋼的終點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)，提高了現(xiàn)有技術(shù)中小型轉(zhuǎn)爐煉鋼廠的吹煉終點(diǎn)命中率。
文檔編號(hào)C21C5/30GK202989198SQ201220564480
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月30日
發(fā)明者何濤燾, 田陸 申請(qǐng)人:湖南鐳目科技有限公司