轉(zhuǎn)爐鋼水溫度檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)爐鋼水溫度檢測系統(tǒng)，包括支撐機構(gòu)、導(dǎo)軌、圖像采集裝置、氣動裝置、操作箱和處理器，支撐機構(gòu)包括焊接板和支撐板，焊接板固定在轉(zhuǎn)爐擋火墻的筋板上，支撐板固定在焊接板上；導(dǎo)軌固定在支撐板上并與圖像采集裝置嵌套，兩者之間設(shè)置有接近開關(guān)；圖像采集裝置包括工業(yè)相機、探頭部分、不銹鋼管和不銹鋼管密封罩，探頭部分固定在不銹鋼管的一端，探頭部分在遠離不銹鋼管的一端安裝鏡片，不銹鋼管的另一端安裝工業(yè)相機；氣動裝置包括雙作用氣缸和氣控箱，氣控箱通過PU管分別連接不銹鋼管和雙作用氣缸的兩個端口；操作箱與氣動裝置、圖像采集裝置連接，處理器與圖像采集裝置連接。該測溫系統(tǒng)成本低，準(zhǔn)確率高，具有過程控制能力。
【專利說明】轉(zhuǎn)爐鋼水溫度檢測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及溫度檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種轉(zhuǎn)爐鋼水溫度檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)爐煉鋼是目前主要的煉鋼方式，其產(chǎn)鋼量占總產(chǎn)鋼量的60%以上，提高轉(zhuǎn)爐煉鋼的控制水平一直受到人們的重視，其中溫度的控制尤為關(guān)鍵。目前常用的轉(zhuǎn)爐鋼水溫度檢測技術(shù)有副槍法、倒?fàn)t測溫法和靜態(tài)模型計算法。
[0003]副槍法是在接近冶煉終點時使用副槍探頭測定熔池溫度。副槍測量精度高，但是副槍設(shè)備價格昂貴，且只能適合于120t以上的轉(zhuǎn)爐，同時探頭消耗巨大。
[0004]倒?fàn)t測溫法目前在中小轉(zhuǎn)爐普遍采用，這種方法需要將轉(zhuǎn)爐傾倒至一定角度，需要耗費較多的能量，同時耗費時間和熱電偶。
[0005]靜態(tài)模型計算法根據(jù)目標(biāo)鋼種的要求和原料的初始信息，確定冶煉方案和輔料加入量，但是由于冶煉過程中存在不確定性，溫度誤差較大。
[0006]在現(xiàn)有技術(shù)中靜態(tài)模型計算法溫度誤差較大，副槍法探頭消耗大、經(jīng)濟性差，不能適合120噸以下的轉(zhuǎn)爐冶煉，倒?fàn)t測溫在能量、時間、耗材上面損失都比較大。因此，建立一種經(jīng)濟性好，準(zhǔn)確率較高，且兼具過程控制能力的溫度檢測系統(tǒng)，對于提高轉(zhuǎn)爐冶煉自動化水平具有重大意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種低成本、高準(zhǔn)確率、具有過程控制能力的轉(zhuǎn)爐鋼水溫度檢測系統(tǒng)。`
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:一種轉(zhuǎn)爐鋼水溫度檢測系統(tǒng)，包括支撐機構(gòu)、導(dǎo)軌、圖像采集裝置、氣動裝置、操作箱和處理器，所述支撐機構(gòu)包括焊接板和支撐板兩部分，所述焊接板固定在轉(zhuǎn)爐擋火墻的筋板上，所述支撐板固定在焊接板上；所述導(dǎo)軌固定在支撐板上并與圖像采集裝置嵌套，導(dǎo)軌與圖像采集裝置之間設(shè)置有接近開關(guān)；所述圖像采集裝置包括工業(yè)相機、探頭部分、不銹鋼管和不銹鋼管密封罩，所述探頭部分固定在不銹鋼管的一端，探頭部分在遠離不銹鋼管的一端安裝鏡片，不銹鋼管的另一端安裝工業(yè)相機，所述鏡片為粘接的石英鏡片和不銹鋼鏡片；所述氣動裝置包括雙作用氣缸和氣控箱，所述雙作用氣缸的固定端安裝在導(dǎo)軌上，移動端安裝在圖像采集裝置上，所述氣控箱通過PU管分別連接不銹鋼管和雙作用氣缸的兩個端口，所述氣控箱還包括電磁閥；所述操作箱與氣動裝置、圖像采集裝置連接，用于給工業(yè)相機、電磁閥供電并獲取所述圖像采集裝置的位置信號，向氣動裝置發(fā)送運動指令；所述處理器與圖像采集裝置連接，用于計算鋼水溫度。
[0009]優(yōu)選地，所述支撐板用螺絲固定在焊接板上，支撐板上的螺絲孔為U型孔。
[0010]優(yōu)選地，所述導(dǎo)軌通過螺絲連接方式固定在支撐板上，導(dǎo)軌上設(shè)置有U型螺絲孔。
[0011]優(yōu)選地，所述石英鏡片采用電熔石英，不銹鋼鏡片采用310S不銹鋼，兩者通過耐高溫膠粘接。
[0012]優(yōu)選地，所述處理器包括圖像處理單元、RGB溫度計算單元、冶煉參數(shù)獲取單元和鋼水溫度計算單元，所述圖像處理單元連接圖像采集裝置和RGB溫度計算單元，用于接收采集的圖像信號，獲取圖像的RGB值并傳輸給RGB溫度計算單元；所述RGB溫度計算單元用于通過RGB模型計算爐壁的溫度；所述鋼水溫度計算單元連接RGB溫度計算單元和冶煉參數(shù)獲取單元，用于計算鋼水的溫度。
[0013]優(yōu)選地，所述處理器與操作箱連接，用于向操作箱輸出電壓信號。
[0014]上述技術(shù)方案中的一個技術(shù)方案具有如下優(yōu)點或有益效果:該轉(zhuǎn)爐鋼水溫度檢測系統(tǒng)避免了倒?fàn)t測溫法引起的物料消耗和時間消耗，避免了副槍系統(tǒng)的高投入，成本低，測量準(zhǔn)確率高，并且具有過程控制能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖做簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]附圖1為本發(fā)明實施例的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖3為本發(fā)明實施例的光路不意圖；
附圖4為本發(fā)明實施例的處理器結(jié)構(gòu)示意圖；` 附圖5為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)檢測流程圖。
【具體實施方式】
[0017]下面通過具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0018]如附圖1、附圖2所示，實施例的轉(zhuǎn)爐鋼水溫度檢測系統(tǒng)，包括支撐機構(gòu)21、導(dǎo)軌3、圖像采集裝置11、氣動裝置31、操作箱41和處理器51，支撐機構(gòu)21包括焊接板I和支撐板2兩部分，焊接板I固定在轉(zhuǎn)爐擋火墻的筋板上，支撐板2用螺絲固定在焊接板I上，支撐板2上的螺絲孔為U型孔，使支撐板2具備一定的上下調(diào)節(jié)能力，確保探頭部分5進入煙罩與爐口之間。
[0019]導(dǎo)軌3通過螺絲連接方式固定在支撐板2上，導(dǎo)軌3上的螺絲孔為U型螺絲孔，可以調(diào)節(jié)導(dǎo)軌3離轉(zhuǎn)爐的水平距離；當(dāng)機構(gòu)離轉(zhuǎn)爐較遠時，選U型孔的前端固定，當(dāng)機構(gòu)離轉(zhuǎn)爐較近時，選U型孔的遠端固定；導(dǎo)軌3與圖像采集裝置11嵌套，導(dǎo)軌3與圖像采集裝置之間的相對位置通過接近開關(guān)獲取。
[0020]圖像采集裝置11包括工業(yè)相機4、探頭部分5、不銹鋼管6和不銹鋼管密封罩，探頭部分5固定在不銹鋼管6的一端，探頭部分5在遠離不銹鋼管6的一端安裝鏡片7，不銹鋼管6的另一端安裝工業(yè)相機4，鏡片7為石英鏡片和不銹鋼鏡片，石英鏡片采用電熔石英，不銹鋼鏡片采用310S不銹鋼，均為圓形，兩者在圓周部分通過耐高溫膠粘接。系統(tǒng)在終點進行鋼水測溫時，鏡片7可與水平方向成45度角固定，不銹鋼管6可采用一段完整的不銹鋼管；如果系統(tǒng)還要用于冶煉過程鋼水溫度檢測，則鏡片7與水平方向角度要大于45度，同時還需要采用兩段不銹鋼管6成一定角度來做保護，如附圖3所示，兩根鋼管6呈一定角度，9為鏡片法線，10為實際光線路徑，這種情況下此探頭設(shè)計，能夠防止冶煉中間被氣流沖擊的鋼滴、渣滴飛濺到鏡面上，損害鏡片的采光效果。
[0021]氣動裝置31包括雙作用氣缸8和氣控箱，雙作用氣缸8的固定端安裝在導(dǎo)軌3上，移動端安裝在圖像采集裝置11上，氣控箱通過PU管分別連接不銹鋼管和雙作用氣缸8的兩個端口，氣控箱由一路吹掃氣、一路動力氣、一個兩位三通電磁閥、一個三位五通電磁閥組成，吹掃氣與圖像采集裝置11的不銹鋼管6通過PU管連接，用于吹掃鏡片7 ;動力氣通過PU管與雙作用氣缸8兩個端口連接，用于推動雙作用氣缸8移動端前進和后退，帶動圖像采集裝置前進和后退；動力氣和吹掃氣的通斷都由電磁閥控制，其中控制吹掃氣的是一個兩位三通電磁閥，控制動力氣通斷的是一個三位五通電磁閥。
[0022]操作箱41與氣動裝置31、圖像采集裝置11通過電纜連接，能夠獲取圖像采集裝置11的位置信號，向氣動裝置31發(fā)送運動指令；操作箱41中有24V開關(guān)電源和12V開關(guān)電源，用于給工業(yè)相機4、電磁閥供電。
[0023]處理器51與圖像采集裝置11通過網(wǎng)線連接，用于計算鋼水溫度。如附圖4所示，處理器51包括圖像處理單元12、RGB溫度計算單元13、冶煉參數(shù)獲取單元14和鋼水溫度計算單元15，圖像處理單元12連接圖像采集裝置11和RGB溫度計算單元13，用于接收采集的圖像信號，獲取圖像的RGB值并傳輸給RGB溫度計算單元13;RGB溫度計算單元13用于通過RGB模型計算爐壁的溫度；鋼水溫度計算單元15連接RGB溫度計算單元13和冶煉參數(shù)獲取單元14，用于計算鋼水的溫度。RGB模型具體可設(shè)置為:在溫度低于3000度時，普朗克黑體輻射定律可以由維恩定律近似，黑體輻射功率為:
【權(quán)利要求】
1.一種轉(zhuǎn)爐鋼水溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于: 包括支撐機構(gòu)、導(dǎo)軌、圖像采集裝置、氣動裝置、操作箱和處理器， 所述支撐機構(gòu)包括焊接板和支撐板兩部分，所述焊接板固定在轉(zhuǎn)爐擋火墻的筋板上，所述支撐板固定在焊接板上； 所述導(dǎo)軌固定在支撐板上并與圖像采集裝置嵌套，導(dǎo)軌與圖像采集裝置之間設(shè)置有接近開關(guān)； 所述圖像采集裝置包括工業(yè)相機、探頭部分、不銹鋼管和不銹鋼管密封罩，所述探頭部分固定在不銹鋼管的一端，探頭部分在遠離不銹鋼管的一端安裝鏡片，不銹鋼管的另一端安裝工業(yè)相機，所述鏡片為粘接的石英鏡片和不銹鋼鏡片； 所述氣動裝置包括雙作用氣缸和氣控箱，所述雙作用氣缸的固定端安裝在導(dǎo)軌上，移動端安裝在圖像采集裝置上，所述氣控箱通過PU管分別連接不銹鋼管和雙作用氣缸的兩個端口，所述氣控箱還包括電磁閥； 所述操作箱與氣動裝置、圖像采集裝置連接，用于給工業(yè)相機、電磁閥供電并獲取所述圖像采集裝置的位置信號，向氣動裝置發(fā)送運動指令； 所述處理器與圖像采集裝置連接，用于計算鋼水溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐鋼水溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述支撐板用螺絲固定在焊接板上，支撐板上的螺絲孔為U型孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐鋼水溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述導(dǎo)軌通過螺絲連接方式固定在支撐板上，導(dǎo)軌上設(shè)置有U型螺絲孔。`
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐鋼水溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述石英鏡片采用電熔石英，不銹鋼鏡片采用310S不銹鋼，兩者通過耐高溫膠粘接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)爐鋼水溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述處理器包括圖像處理單元、RGB溫度計算單元、冶煉參數(shù)獲取單元和鋼水溫度計算單元，所述圖像處理單元連接圖像采集裝置和RGB溫度計算單元，用于接收采集的圖像信號，獲取圖像的RGB值并傳輸給RGB溫度計算單元； 所述RGB溫度計算單元用于通過RGB模型計算爐壁的溫度； 所述鋼水溫度計算單元連接RGB溫度計算單元和冶煉參數(shù)獲取單元，用于計算鋼水的溫度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的轉(zhuǎn)爐鋼水溫度檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述處理器與操作箱連接，用于向操作箱輸出電壓信號。
【文檔編號】C21C5/46GK103773920SQ201410034582
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月25日
【發(fā)明者】田陸, 周劍波, 劉卓民, 李靖, 馮正金, 李志丹 申請人:湖南鐳目科技有限公司