本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)爐煉鋼架技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制系統(tǒng)，還涉及一種轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制方法。

背景技術(shù)：

轉(zhuǎn)爐煉鋼是目前世界上主要的煉鋼方式，其基本原理為高溫鐵水和氧氣反應(yīng)，溫度上升，鐵水中碳、磷等元素大大降低，生成高溫鋼水。

轉(zhuǎn)爐煉鋼涉及多種液態(tài)、顆粒原材料，同時(shí)其冶煉過(guò)程為高溫多相反應(yīng)，生產(chǎn)環(huán)境很惡劣，轉(zhuǎn)爐工序的自動(dòng)化和品質(zhì)提升一直是鋼鐵冶金的重點(diǎn)。

目前，轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程引入了副槍、爐氣分析等先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，自動(dòng)化程度大大提升，很多鋼廠實(shí)現(xiàn)了一鍵式煉鋼。但是在出鋼領(lǐng)域，我國(guó)一直都是采用人工控制方式，通過(guò)人工觀察爐內(nèi)狀況和鋼流形態(tài)，控制轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)動(dòng)，完成出鋼過(guò)程。轉(zhuǎn)爐高溫高粉塵的工作環(huán)境，導(dǎo)致人工控制危險(xiǎn)性非常大。同時(shí)，人工觀察不能精確了解和計(jì)算爐內(nèi)信息，轉(zhuǎn)爐角度的選擇隨意性很大，出鋼過(guò)程夾渣的概率增加，很難將鋼水出盡。

綜上所述，如何有效地解決轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程控制精度低影響生產(chǎn)效益等問(wèn)題，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的第一個(gè)目的在于提供一種轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制系統(tǒng)，該轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效地解決轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程控制精度低影響生產(chǎn)效益的問(wèn)題，本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制方法。

為了達(dá)到上述第一個(gè)目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制系統(tǒng)，包括：

鋼包稱(chēng)重裝置，用于稱(chēng)量鋼包重量，并將稱(chēng)取的鋼包重量信息發(fā)送至控制器；

轉(zhuǎn)爐爐口監(jiān)測(cè)裝置，用于實(shí)時(shí)采集轉(zhuǎn)爐爐口圖像，并將圖像信息發(fā)送至服務(wù)器；

壁厚監(jiān)測(cè)裝置，用于檢測(cè)轉(zhuǎn)爐爐襯厚度，并將爐襯信息發(fā)送至所述服務(wù)器；

服務(wù)器，用于根據(jù)鋼包內(nèi)鋼水信息、所述爐襯信息及接收所述控制器發(fā)送的所述鋼包重量信息，以計(jì)算獲得鋼包內(nèi)鋼水液位最深時(shí)對(duì)應(yīng)的最佳轉(zhuǎn)爐傾角與鋼包重量的關(guān)系及鋼水浸沒(méi)出鋼口的臨界狀態(tài)對(duì)應(yīng)的極限轉(zhuǎn)爐傾角與鋼包重量的關(guān)系，并根據(jù)所述圖像信息判斷爐渣位置結(jié)合當(dāng)前鋼水余量，確定轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度；

控制器，用于根據(jù)所述服務(wù)器確定的所述轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度調(diào)整轉(zhuǎn)爐角度。

優(yōu)選地，上述轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制系統(tǒng)中，所述服務(wù)器用于在爐渣未到達(dá)警戒線時(shí)，增大轉(zhuǎn)爐角度且保證轉(zhuǎn)爐角度不大于所述極限轉(zhuǎn)爐傾角直至爐渣達(dá)到警戒線，并將對(duì)應(yīng)的角度確定為轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度；在轉(zhuǎn)爐達(dá)到所述極限轉(zhuǎn)爐傾角且爐渣仍未達(dá)到所述警戒線時(shí)，則以對(duì)應(yīng)的最佳轉(zhuǎn)爐傾角為轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度；所述警戒線為爐渣從爐口溢出的臨界位置。

優(yōu)選地，上述轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制系統(tǒng)中，所述控制器還用于將轉(zhuǎn)爐信息、氧槍信息及料倉(cāng)信息發(fā)送至所述服務(wù)器。

優(yōu)選地，上述轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制系統(tǒng)中，所述鋼水信息包括鋼廠二級(jí)發(fā)送的鐵水廢鋼裝入量信息、鐵水成分信息、鋼種信息、鋼水成分信息。

優(yōu)選地，上述轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制系統(tǒng)中，還包括與所述服務(wù)器電連接的人機(jī)交互界面，用于將所述服務(wù)器的計(jì)算結(jié)果輸出、獲取用戶(hù)輸入的手動(dòng)控制或自動(dòng)控制的選擇信息并發(fā)送至所述服務(wù)器。

本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制系統(tǒng)包括鋼包稱(chēng)重裝置、轉(zhuǎn)爐爐口監(jiān)測(cè)裝置、服務(wù)器和控制器。其中，鋼包稱(chēng)重裝置用于稱(chēng)量鋼包重量，并將稱(chēng)取的鋼包重量信息發(fā)送至控制器；轉(zhuǎn)爐爐口監(jiān)測(cè)裝置，用于實(shí)時(shí)采集轉(zhuǎn)爐爐口圖像，并將圖像信息發(fā)送至服務(wù)器；壁厚監(jiān)測(cè)裝置，用于檢測(cè)轉(zhuǎn)爐爐襯厚度，并將爐襯信息發(fā)送至所述服務(wù)器；服務(wù)器，用于根據(jù)鋼包內(nèi)鋼水信息、所述爐襯信息及接收所述控制器發(fā)送的所述鋼包重量信息，以計(jì)算獲得鋼包內(nèi)鋼水液位最深時(shí)對(duì)應(yīng)的最佳轉(zhuǎn)爐傾角與鋼包重量的關(guān)系及鋼水浸沒(méi)出鋼口的臨界狀態(tài)對(duì)應(yīng)的極限轉(zhuǎn)爐傾角與鋼包重量的關(guān)系，并根據(jù)所述圖像信息判斷爐渣位置結(jié)合當(dāng)前鋼水余量，確定轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度；控制器，用于根據(jù)所述服務(wù)器確定的所述轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度調(diào)整轉(zhuǎn)爐角度。

應(yīng)用本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制系統(tǒng)，出鋼之前，系統(tǒng)根據(jù)鋼水信息，計(jì)算某一重量時(shí)鋼水液位最深時(shí)對(duì)應(yīng)的最佳轉(zhuǎn)爐傾角以及鋼水剛好浸沒(méi)出鋼口時(shí)的極限轉(zhuǎn)爐傾角，從而確定余鋼量一定時(shí)的角度控制范圍。出鋼開(kāi)始后，服務(wù)器根據(jù)圖像信息判斷爐渣位置，并結(jié)合當(dāng)前鋼水余量，確定轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度并發(fā)送給控制器，控制器根據(jù)轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度，也就是轉(zhuǎn)爐的調(diào)整量控制轉(zhuǎn)爐動(dòng)作，從而調(diào)整轉(zhuǎn)爐角度至轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度。因而通過(guò)該轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制系統(tǒng)避免了人工出鋼過(guò)程中的隨意性，測(cè)量準(zhǔn)確率高，能夠提高生產(chǎn)穩(wěn)定性，提高鋼水產(chǎn)量和質(zhì)量。

為了達(dá)到上述第二個(gè)目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制方法，包括：

采集鋼包內(nèi)鋼水信息，稱(chēng)取鋼包重量，檢測(cè)轉(zhuǎn)爐爐襯厚度，并實(shí)時(shí)采集轉(zhuǎn)爐爐口圖像；

根據(jù)所述鋼水信息、所述爐襯信息及所述鋼包重量信息，計(jì)算獲得鋼包內(nèi)鋼水液位最深時(shí)對(duì)應(yīng)的最佳轉(zhuǎn)爐傾角與鋼包重量的關(guān)系及鋼水浸沒(méi)出鋼口的臨界狀態(tài)對(duì)應(yīng)的極限轉(zhuǎn)爐傾角與鋼包重量的關(guān)系；

根據(jù)所述圖像信息判斷爐渣位置，并結(jié)合當(dāng)前鋼水余量，確定轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度；

調(diào)整轉(zhuǎn)爐角度至所述轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度。

優(yōu)選地，上述轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制方法中，所述確定轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度，具體包括：

在爐渣未到達(dá)警戒線時(shí)，增大轉(zhuǎn)爐角度且保證轉(zhuǎn)爐角度不大于所述極限轉(zhuǎn)爐傾角直至爐渣達(dá)到警戒線，并將對(duì)應(yīng)的角度確定為轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度；

在轉(zhuǎn)爐達(dá)到所述極限轉(zhuǎn)爐傾角且爐渣仍未達(dá)到所述警戒線時(shí)，則以對(duì)應(yīng)的最佳轉(zhuǎn)爐傾角為轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度；

所述警戒線為爐渣從爐口溢出的臨界位置。

優(yōu)選地，上述轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制方法中，還包括：

通過(guò)圖像獲取裝置采集轉(zhuǎn)爐不同角度時(shí)爐口在圖像中的位置，并得到爐口位置與轉(zhuǎn)爐角度的位置關(guān)系曲線，并將其作為所述警戒線。

優(yōu)選地，上述轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制方法中，還包括：

將所述最佳轉(zhuǎn)爐傾角與鋼包重量的關(guān)系、所述極限轉(zhuǎn)爐傾角與鋼包重量的關(guān)系及所述圖像信息輸出。

優(yōu)選地，上述轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制方法中，還包括：

獲取用戶(hù)輸入的手動(dòng)控制或自動(dòng)控制的選擇信息，并在獲取到自動(dòng)控制對(duì)應(yīng)的選擇信息時(shí)，自動(dòng)控制轉(zhuǎn)爐調(diào)整至所述轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度；在獲取到手動(dòng)控制對(duì)應(yīng)的選擇信息時(shí)，將所述轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度進(jìn)行輸出。

通過(guò)本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制方法避免了人工出鋼過(guò)程中的隨意性，測(cè)量準(zhǔn)確率高，能夠提高生產(chǎn)穩(wěn)定性，提高鋼水產(chǎn)量和質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(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發(fā)明的一些實(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為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為規(guī)劃曲線的示意圖；

圖3為爐渣警戒線的示意圖。

附圖中標(biāo)記如下：

鋼包稱(chēng)重裝置101，轉(zhuǎn)爐爐口監(jiān)測(cè)裝置102，壁厚監(jiān)測(cè)裝置103，服務(wù)器104，控制器105，人機(jī)交互界面106，鋼廠二級(jí)107，極限轉(zhuǎn)爐傾角曲線a，最佳轉(zhuǎn)爐傾角曲線b。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制系統(tǒng)，以提高轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程控制精度及生產(chǎn)效益。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(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)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(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，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請(qǐng)參閱圖1-圖3，圖1為本發(fā)明一個(gè)具體實(shí)施例的轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為規(guī)劃曲線的示意圖；圖3為爐渣警戒線的示意圖。

在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制系統(tǒng)包括鋼包稱(chēng)重裝置101、轉(zhuǎn)爐爐口監(jiān)測(cè)裝置102、服務(wù)器104和控制器105。

其中，鋼包稱(chēng)重裝置101用于稱(chēng)量鋼包重量，并將稱(chēng)取的鋼包重量信息發(fā)送至控制器105。具體鋼包稱(chēng)重裝置101與控制器105可以通過(guò)有線或無(wú)線的方式連接，以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

轉(zhuǎn)爐爐口監(jiān)測(cè)裝置102，用于實(shí)時(shí)采集轉(zhuǎn)爐爐口圖像，并將圖像信息發(fā)送至服務(wù)器104；具體轉(zhuǎn)爐爐口監(jiān)測(cè)裝置102與服務(wù)器104可以通過(guò)有線或無(wú)線的方式連接，以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。轉(zhuǎn)爐爐口監(jiān)測(cè)裝置102具體可以為相機(jī)等圖像獲取裝置。

壁厚監(jiān)測(cè)裝置103，用于檢測(cè)轉(zhuǎn)爐爐襯厚度，并將爐襯信息發(fā)送至服務(wù)器104。

服務(wù)器104，用于根據(jù)鋼包內(nèi)鋼水信息、爐襯信息及接收控制器105發(fā)送的鋼包重量信息，以計(jì)算獲得鋼包內(nèi)鋼水液位最深時(shí)對(duì)應(yīng)的最佳轉(zhuǎn)爐傾角與鋼包重量的關(guān)系及鋼水浸沒(méi)出鋼口的臨界狀態(tài)對(duì)應(yīng)的極限轉(zhuǎn)爐傾角與鋼包重量的關(guān)系，并根據(jù)圖像信息判斷爐渣位置結(jié)合當(dāng)前鋼水余量，確定轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度。

也就是服務(wù)器104包括計(jì)算模塊，用于根據(jù)鋼包內(nèi)鋼水信息、爐襯信息及鋼包重量信息計(jì)算獲得最佳轉(zhuǎn)爐傾角與鋼包重量的關(guān)系、極限轉(zhuǎn)爐傾角與鋼包重量的關(guān)系，具體可以通過(guò)關(guān)系曲線表示。如圖2所示的極限轉(zhuǎn)爐傾角曲線a和最佳轉(zhuǎn)爐傾角曲線b。服務(wù)器104還用于根據(jù)實(shí)際爐渣位置，并結(jié)合當(dāng)前鋼水余量，確定轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度。具體實(shí)際爐渣位置也可以通過(guò)監(jiān)控設(shè)備等獲取。

控制器105，用于根據(jù)服務(wù)器104確定的轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度調(diào)整轉(zhuǎn)爐角度。控制器105接收服務(wù)器104指令，控制轉(zhuǎn)爐動(dòng)作，能夠?qū)崟r(shí)對(duì)出鋼過(guò)程中轉(zhuǎn)爐角度進(jìn)行調(diào)整。

應(yīng)用本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制系統(tǒng)，出鋼之前，系統(tǒng)根據(jù)鋼水信息，計(jì)算某一重量時(shí)鋼水液位最深時(shí)對(duì)應(yīng)的最佳轉(zhuǎn)爐傾角以及鋼水剛好浸沒(méi)出鋼口時(shí)的極限轉(zhuǎn)爐傾角，從而確定余鋼量一定時(shí)的角度控制范圍。出鋼開(kāi)始后，服務(wù)器104根據(jù)圖像信息判斷爐渣位置，并結(jié)合當(dāng)前鋼水余量，確定轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度并發(fā)送給控制器105，控制器105根據(jù)轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度，也就是轉(zhuǎn)爐的調(diào)整量控制轉(zhuǎn)爐動(dòng)作，從而調(diào)整轉(zhuǎn)爐角度至轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度。因而通過(guò)該轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制系統(tǒng)避免了人工出鋼過(guò)程中的隨意性，測(cè)量準(zhǔn)確率高，能夠提高生產(chǎn)穩(wěn)定性，提高鋼水產(chǎn)量和質(zhì)量。

具體的，服務(wù)器104用于在爐渣未到達(dá)警戒線時(shí)，增大轉(zhuǎn)爐角度且保證轉(zhuǎn)爐角度不大于極限轉(zhuǎn)爐傾角直至爐渣達(dá)到警戒線，并將對(duì)應(yīng)的角度確定為轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度；在轉(zhuǎn)爐達(dá)到極限轉(zhuǎn)爐傾角且爐渣仍未達(dá)到警戒線時(shí)，則以對(duì)應(yīng)的最佳轉(zhuǎn)爐傾角為轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度；警戒線為爐渣從爐口溢出的臨界位置。也就是服務(wù)器104讀取預(yù)先存儲(chǔ)的爐渣從爐口溢出的臨界位置，并根據(jù)圖像信息獲取當(dāng)前爐渣位置，確定動(dòng)態(tài)調(diào)整范圍。爐渣沒(méi)有到達(dá)警戒線，則轉(zhuǎn)爐角度控制可以往最大角度調(diào)整，直到爐渣抵達(dá)警戒線。如果轉(zhuǎn)爐達(dá)到最大角度，爐渣仍沒(méi)有抵達(dá)警戒線，則根據(jù)余鋼量和最佳角度曲線控制轉(zhuǎn)爐動(dòng)作。

進(jìn)一步地，控制器105還用于將轉(zhuǎn)爐信息、氧槍信息及料倉(cāng)信息發(fā)送至服務(wù)器104。從而便于服務(wù)器104全面判斷轉(zhuǎn)爐狀態(tài)，以對(duì)其進(jìn)行精確控制。

優(yōu)選的，鋼水信息包括鋼廠二級(jí)107發(fā)送的鐵水廢鋼裝入量信息、鐵水成分信息、鋼種信息、鋼水成分信息。

在上述各實(shí)施例的基礎(chǔ)上，還包括與服務(wù)器104電連接的人機(jī)交互界面106，用于將服務(wù)器104的計(jì)算結(jié)果輸出、獲取用戶(hù)輸入的手動(dòng)控制或自動(dòng)控制的選擇信息并發(fā)送至服務(wù)器104。人機(jī)交互之間與服務(wù)器104可以為雙向聯(lián)系。一方面，人機(jī)交互系統(tǒng)從服務(wù)器104獲取計(jì)算結(jié)果、冶煉信息、轉(zhuǎn)爐信息、氧槍信息、料倉(cāng)信息、裝入量信息等并可以有選擇的將上述信息輸出，另一方面，人機(jī)交互系統(tǒng)將手/自動(dòng)切換、人工輸入信息等發(fā)送給服務(wù)器104。也就是獲取用戶(hù)輸入的選擇信息，并將用戶(hù)的手動(dòng)控制或自動(dòng)控制選擇信息發(fā)送至服務(wù)器104。進(jìn)而在自動(dòng)控制下，控制器105可以根據(jù)服務(wù)器104確定的當(dāng)前轉(zhuǎn)爐角度控制轉(zhuǎn)爐調(diào)整；而在手動(dòng)控制下，則可以通過(guò)將服務(wù)器104確定的當(dāng)前轉(zhuǎn)爐角度輸出，從而操作人員手動(dòng)根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)爐角度進(jìn)行調(diào)整。

本發(fā)明還提供了一種轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制，在一個(gè)具體實(shí)施例中，包括以下步驟：

s1：采集鋼包內(nèi)鋼水信息，稱(chēng)取鋼包重量，檢測(cè)轉(zhuǎn)爐爐襯厚度，并實(shí)時(shí)采集轉(zhuǎn)爐爐口圖像；

s2：根據(jù)鋼水信息、爐襯信息及鋼包重量信息，計(jì)算獲得鋼包內(nèi)鋼水液位最深時(shí)對(duì)應(yīng)的最佳轉(zhuǎn)爐傾角與鋼包重量的關(guān)系及鋼水浸沒(méi)出鋼口的臨界狀態(tài)對(duì)應(yīng)的極限轉(zhuǎn)爐傾角與鋼包重量的關(guān)系；

也就是計(jì)算獲得最佳轉(zhuǎn)爐傾角與鋼包重量的關(guān)系、極限轉(zhuǎn)爐傾角與鋼包重量的關(guān)系，具體可以通過(guò)關(guān)系曲線表示。其中，最佳轉(zhuǎn)爐傾角指鋼包內(nèi)鋼水液位最深時(shí)對(duì)應(yīng)的傾角，極限轉(zhuǎn)爐傾角指鋼水浸沒(méi)出鋼口的臨界狀態(tài)對(duì)應(yīng)的傾角。

s3：根據(jù)圖像信息判斷爐渣位置，并結(jié)合當(dāng)前鋼水余量，確定轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度；

根據(jù)確定的爐渣位置，具體可以通過(guò)監(jiān)控設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)控渣面信息，從而確定爐渣位置。對(duì)于不同的角度，爐口位置在圖像獲取裝置所拍攝圖片中都有不同的位置，當(dāng)爐渣到達(dá)這些位置時(shí)，就意味著爐渣將從爐口溢出。因而需根據(jù)當(dāng)前鋼水余量，結(jié)合爐渣位置，確定轉(zhuǎn)爐對(duì)應(yīng)的當(dāng)前角度，即最優(yōu)角度。

s4：調(diào)整轉(zhuǎn)爐角度至轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度。根據(jù)確定的轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度，實(shí)時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)爐角度進(jìn)行調(diào)整。

進(jìn)一步地，上述步驟s4具體包括：

在爐渣未到達(dá)警戒線時(shí)，增大轉(zhuǎn)爐角度且保證轉(zhuǎn)爐角度不大于極限轉(zhuǎn)爐傾角直至爐渣達(dá)到警戒線，并將對(duì)應(yīng)的角度確定為轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度；

在轉(zhuǎn)爐達(dá)到極限轉(zhuǎn)爐傾角且爐渣仍未達(dá)到警戒線時(shí)，則以對(duì)應(yīng)的最佳轉(zhuǎn)爐傾角為轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度；

警戒線為爐渣從爐口溢出的臨界位置。

也就是通過(guò)上述邏輯確定轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度，從而有效降低了出鋼的夾渣率，提高鋼水收得率。根據(jù)需要也可以考慮通過(guò)其他控制邏輯確定轉(zhuǎn)爐的當(dāng)前角度。

更進(jìn)一步地，還包括步驟：

通過(guò)圖像獲取裝置采集轉(zhuǎn)爐不同角度時(shí)爐口在圖像中的位置，并得到爐口位置與轉(zhuǎn)爐角度的位置關(guān)系曲線，并將其作為警戒線。根據(jù)轉(zhuǎn)爐角度信息及爐口在圖像中的位置信息，可以繪出爐渣警戒線曲線。出鋼過(guò)程中，為了出鋼安全，將爐口位置控制在警戒線左側(cè)。

優(yōu)選的，步驟s1之后還可以包括步驟：

將最佳轉(zhuǎn)爐傾角與鋼包重量的關(guān)系、極限轉(zhuǎn)爐傾角與鋼包重量的關(guān)系及圖像信息輸出。從而便于相關(guān)人員能夠方便的獲知服務(wù)器104的計(jì)算結(jié)果，進(jìn)而便于人工根據(jù)上述技術(shù)計(jì)算結(jié)果控制轉(zhuǎn)爐的角度。

在上述各實(shí)施例中，還可以包括步驟：

獲取用戶(hù)輸入的手動(dòng)控制或自動(dòng)控制的選擇信息，并在獲取到自動(dòng)控制對(duì)應(yīng)的選擇信息時(shí)，自動(dòng)控制轉(zhuǎn)爐調(diào)整至轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度；在獲取到手動(dòng)控制對(duì)應(yīng)的選擇信息時(shí)，將轉(zhuǎn)爐當(dāng)前角度進(jìn)行輸出。也就是獲取用戶(hù)輸入的選擇信息，并將用戶(hù)的手動(dòng)控制或自動(dòng)控制選擇信息發(fā)送至服務(wù)器104。進(jìn)而在自動(dòng)控制下，控制器105可以根據(jù)服務(wù)器104確定的當(dāng)前轉(zhuǎn)爐角度控制轉(zhuǎn)爐調(diào)整；而在手動(dòng)控制下，則可以通過(guò)將服務(wù)器104確定的當(dāng)前轉(zhuǎn)爐角度輸出，從而操作人員手動(dòng)根據(jù)當(dāng)前轉(zhuǎn)爐角度進(jìn)行調(diào)整。

以下以一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式為例說(shuō)明：

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，轉(zhuǎn)爐出鋼過(guò)程的控制系統(tǒng)包括鋼包稱(chēng)重裝置101、轉(zhuǎn)爐爐口監(jiān)測(cè)裝置102、服務(wù)器104、控制器105和人機(jī)交互界面106。其中，鋼包稱(chēng)重裝置101，稱(chēng)量鋼包重量，通過(guò)硬線或無(wú)線數(shù)傳方式，將稱(chēng)重信號(hào)發(fā)送到主控室儀表，然后發(fā)送到plc控制器105。爐口監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)時(shí)采集轉(zhuǎn)爐爐口圖像，發(fā)送給服務(wù)器104。壁厚檢測(cè)裝置，檢測(cè)轉(zhuǎn)爐爐襯信息，發(fā)送給服務(wù)器104。plc控制器105，接收服務(wù)器104指令，控制轉(zhuǎn)爐動(dòng)作，并將轉(zhuǎn)爐信息、氧槍信息、料倉(cāng)信息、稱(chēng)重信息發(fā)送給服務(wù)器104。鋼廠二級(jí)107，將鐵水、廢鋼裝入量信息、鐵水成分信息、鋼種信息、鋼水成分信息等發(fā)送給服務(wù)器104。服務(wù)器104，用于數(shù)據(jù)采集、模型計(jì)算、指令下發(fā)和報(bào)表生成。

服務(wù)器104中的數(shù)據(jù)采集包括轉(zhuǎn)爐plc信息采集，鋼廠二級(jí)107信息采集、爐口監(jiān)測(cè)圖像采集以及壁厚檢測(cè)裝置信息采集。

服務(wù)器104中的模型計(jì)算包括靜態(tài)規(guī)劃模型和動(dòng)態(tài)調(diào)整模型。靜態(tài)規(guī)劃模型根據(jù)裝入量信息和爐襯厚度信息，計(jì)算某一重量時(shí)鋼水液位最深時(shí)對(duì)應(yīng)的最佳轉(zhuǎn)爐傾角(最佳角度)以及鋼水剛好浸沒(méi)出鋼口時(shí)的極限轉(zhuǎn)爐傾角(極限角度)，確定余鋼量一定時(shí)的角度控制范圍。動(dòng)態(tài)調(diào)整模型根據(jù)爐口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)拍攝的圖像信息，判斷爐渣位置，確定動(dòng)態(tài)調(diào)整范圍。如果在當(dāng)前鋼水余量情況下，爐渣沒(méi)有到達(dá)警戒線，則轉(zhuǎn)爐角度控制可以往最大角度調(diào)整，直到爐渣抵達(dá)警戒線。如果轉(zhuǎn)爐達(dá)到最大角度，爐渣仍沒(méi)有抵達(dá)警戒線，根據(jù)余鋼量和最佳角度曲線控制轉(zhuǎn)爐動(dòng)作。如果轉(zhuǎn)爐到達(dá)最佳角度前，爐渣已經(jīng)抵達(dá)警戒線，則以控制爐渣高度為主。如果在極限角度前，爐渣已經(jīng)抵達(dá)警戒線，則進(jìn)行壓渣處理，防止?fàn)t口過(guò)度出渣。

動(dòng)態(tài)調(diào)整模型中的爐渣警戒線根據(jù)離線轉(zhuǎn)爐角度及對(duì)應(yīng)圖像進(jìn)行計(jì)算。相機(jī)固定以后，特定角度下?tīng)t口的位置一定，在圖片中的位置也一定，得到不同角度時(shí)爐口在圖像中的位置，就可以得到角度——爐口位置曲線，也就是爐渣警戒線。

指令下發(fā)包括靜態(tài)信息和動(dòng)態(tài)信息兩個(gè)部分。出鋼之前，服務(wù)器104將規(guī)劃曲線發(fā)送給plc用于控制轉(zhuǎn)爐動(dòng)作。出鋼開(kāi)始后，根據(jù)余鋼量、渣面信息，確定調(diào)整量，并發(fā)送給plc。

報(bào)表生成包括本爐靜態(tài)出鋼規(guī)劃及動(dòng)態(tài)調(diào)整數(shù)據(jù)、合金加入量、出鋼量、出鋼時(shí)間等。

人機(jī)界面將計(jì)算結(jié)果和冶煉狀況進(jìn)行顯示，供操作工查看。具體可用于顯示當(dāng)前冶煉進(jìn)程、鋼包信息、轉(zhuǎn)爐信息、氧槍信息、料倉(cāng)信息、爐口圖像信息、出鋼指導(dǎo)信息。

可通過(guò)手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式進(jìn)行實(shí)施。采用手動(dòng)方式時(shí)，服務(wù)器104將最佳角度發(fā)送到人機(jī)交互界面106，操作工根據(jù)最佳角度控制操作桿出鋼。采用自動(dòng)方式時(shí)，服務(wù)器104將最優(yōu)角度發(fā)送到plc，plc自動(dòng)控制轉(zhuǎn)爐動(dòng)作。

出鋼之前，系統(tǒng)根據(jù)裝入量信息、鋼種信息和爐襯厚度信息，計(jì)算某一重量時(shí)鋼水液位最深時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)爐傾角(最佳角度)以及鋼水剛好浸沒(méi)出鋼口時(shí)的轉(zhuǎn)爐傾角(極限角度)，確定余鋼量一定時(shí)的角度控制范圍。

出鋼開(kāi)始后，系統(tǒng)根據(jù)爐渣警戒線曲線和實(shí)際渣面位置對(duì)規(guī)劃進(jìn)行跟蹤，確定調(diào)整量，并發(fā)送給plc，plc根據(jù)調(diào)整量控制轉(zhuǎn)爐動(dòng)作。如果在當(dāng)前鋼水余量情況下，爐渣沒(méi)有到達(dá)警戒線，則轉(zhuǎn)爐角度控制可以往最大角度調(diào)整，直到爐渣抵達(dá)警戒線。如果轉(zhuǎn)爐達(dá)到最大角度，爐渣仍沒(méi)有抵達(dá)警戒線，根據(jù)余鋼量和最大角度曲線控制轉(zhuǎn)爐動(dòng)作。如果轉(zhuǎn)爐到達(dá)最大角度前，爐渣已經(jīng)抵達(dá)警戒線，則以控制爐渣高度為主。如果在最小角度前，爐渣已經(jīng)抵達(dá)警戒線，則進(jìn)行壓渣處理，防止?fàn)t口過(guò)度出渣。

具體的，鋼包稱(chēng)重裝置101和plc之間可以為單向聯(lián)系，鋼包稱(chēng)重裝置101將鋼包重量信息實(shí)時(shí)發(fā)送給plc。爐口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和服務(wù)器104之間為單向聯(lián)系，爐口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集轉(zhuǎn)爐爐口圖像，將圖像發(fā)送給服務(wù)器104。壁厚檢測(cè)系統(tǒng)和服務(wù)器104之間為單向聯(lián)系，壁厚檢測(cè)系統(tǒng)完成轉(zhuǎn)爐爐襯檢測(cè)后，將爐襯信息發(fā)送給服務(wù)器104。鋼廠二級(jí)107和服務(wù)器104之間為單向聯(lián)系，鋼廠二級(jí)107將鐵水、廢鋼重量信息，鐵水成分、鋼種信息、鋼水成份等信息發(fā)送給服務(wù)器104。plc和服務(wù)器104之間為雙向聯(lián)系，一方面，plc將鋼包稱(chēng)重信息、轉(zhuǎn)爐信息、氧槍信息、料倉(cāng)信息等實(shí)時(shí)發(fā)送給服務(wù)器104；另一方面，服務(wù)器104制定出鋼角度規(guī)劃和動(dòng)態(tài)調(diào)整規(guī)則后，發(fā)送給plc去執(zhí)行。服務(wù)器104和人機(jī)交互之間為雙向聯(lián)系。一方面，人機(jī)交互系統(tǒng)從服務(wù)器104獲取冶煉信息、轉(zhuǎn)爐信息、氧槍信息、料倉(cāng)信息、裝入量信息等，另一方面，人機(jī)交互系統(tǒng)將手/自動(dòng)切換、人工輸入信息等發(fā)送給服務(wù)器104。

請(qǐng)參閱圖2，圖2為規(guī)劃曲線的示意圖。

轉(zhuǎn)爐在出鋼過(guò)程中，穩(wěn)定快速的出完鋼水，有利于減少出鋼過(guò)程溫降，提高生產(chǎn)效率。同樣重量的鋼水，當(dāng)轉(zhuǎn)爐的角度位置不同時(shí)，鋼水表面相對(duì)于出鋼口的豎直高度不同，因此出鋼口處的鋼水靜壓力會(huì)不一樣。根據(jù)牛頓第二定律，靜壓力越大，出鋼口處鋼水受到的力越大，鋼水速率越大。因此，為了達(dá)到出鋼時(shí)間最少，就要保持鋼水液面相對(duì)于出鋼口的豎直距離最大化。

根據(jù)轉(zhuǎn)爐內(nèi)部爐襯數(shù)據(jù)，對(duì)于特定鋼水量，可以計(jì)算出鋼水量與轉(zhuǎn)爐角度的最優(yōu)配對(duì)曲線。也就是說(shuō)，對(duì)于特定的鋼水量，存在一個(gè)最佳角度，此時(shí)鋼水頁(yè)面相對(duì)于出鋼口的豎直距離最大，出鋼速度最快。當(dāng)轉(zhuǎn)爐角度大于或小于這一角度時(shí)，鋼水液面相對(duì)于出鋼口的數(shù)值距離都會(huì)減小，出鋼速率下降。

出鋼角度大于最佳角度是不可取的，此時(shí)鋼水、鋼渣存在較大的從爐口溢出的風(fēng)險(xiǎn)。

出鋼角度小于最佳角度時(shí)，存在一個(gè)極限角度，此時(shí)鋼水剛好浸沒(méi)出鋼口。當(dāng)轉(zhuǎn)爐角度小于這個(gè)極限角度時(shí)，鋼渣將從出鋼口流出，降低鋼水質(zhì)量。

因此，我們應(yīng)該將出鋼角度控制在最佳角度，當(dāng)存在爐口溢渣風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，可適當(dāng)減小轉(zhuǎn)爐角度，但必須大于極限角度。最佳角度曲線和極限角度曲線之間的區(qū)域?yàn)槌鲣撨^(guò)程合理調(diào)整區(qū)域。

請(qǐng)參閱圖3，圖3為爐渣警戒線的示意圖。

當(dāng)轉(zhuǎn)爐爐渣發(fā)泡時(shí)，爐渣體積比正常情況要大，從爐口溢出的風(fēng)險(xiǎn)增加。當(dāng)爐渣從爐口溢出時(shí)，容易燒毀電纜，發(fā)生安全事故。

爐渣警戒線曲線根據(jù)轉(zhuǎn)爐爐口位置在相機(jī)拍攝圖片中的位置得出。對(duì)于不同的角度，爐口位置在相機(jī)所拍攝圖片中都有不同的位置，當(dāng)爐渣到達(dá)這些位置時(shí)，就意味著爐渣將從爐口溢出。根據(jù)轉(zhuǎn)爐角度信息及爐口在圖像中的位置信息，可以繪出爐渣警戒線曲線。出鋼過(guò)程中，為了出鋼安全，我們必須將爐口位置控制在警戒線左側(cè)。

上述系統(tǒng)的工作過(guò)程如下：

系統(tǒng)采集到冶煉開(kāi)始信號(hào)后，采集鐵水、廢鋼裝入量信息、鋼種信息，計(jì)算最佳角度曲線和極限角度曲線。

吹煉結(jié)束后，出鋼過(guò)程開(kāi)始。系統(tǒng)根據(jù)最佳角度曲線控制轉(zhuǎn)爐動(dòng)作，同時(shí)監(jiān)控轉(zhuǎn)爐渣面信息，根據(jù)爐渣警戒線曲線和實(shí)際檢測(cè)渣面位置對(duì)出鋼角度進(jìn)行調(diào)整。如果在當(dāng)前鋼水余量和最佳角度情況下，渣面位置沒(méi)有到達(dá)警戒線，則轉(zhuǎn)爐角度控制可以根據(jù)最佳角度曲線繼續(xù)控制。如果渣面位置到達(dá)警戒線，則實(shí)際控制曲線從最佳角度曲線向極限角度曲線方向調(diào)整，直到渣面位置離開(kāi)警戒線。如果調(diào)整到極限角度曲線，爐渣仍不能離開(kāi)警戒線，則采取搖爐壓渣處理后，再進(jìn)行出鋼操作。

出鋼結(jié)束后，系統(tǒng)記錄本爐出鋼信息，包括出鋼時(shí)間，出鋼角度曲線，料倉(cāng)信息等，供操作工查看。

該系統(tǒng)的壁厚檢測(cè)系統(tǒng)采集轉(zhuǎn)爐內(nèi)壁信息，并將信息傳給服務(wù)器。服務(wù)器根據(jù)壁厚信息及本爐裝入量信息，制定本爐轉(zhuǎn)爐出鋼規(guī)劃。出鋼過(guò)程中服務(wù)器對(duì)爐口監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的圖像進(jìn)行分析，結(jié)合鋼包稱(chēng)重信息，對(duì)出鋼規(guī)劃進(jìn)行調(diào)整，并將調(diào)整指令發(fā)送給plc，plc根據(jù)調(diào)整信息控制轉(zhuǎn)爐動(dòng)作。該系統(tǒng)能夠?qū)Τ鲣撨^(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、計(jì)算和調(diào)整，獲取最佳操作路線，加快出鋼過(guò)程，減少出鋼過(guò)程下渣，提高出鋼量，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益，和擋渣機(jī)構(gòu)，合金化設(shè)備進(jìn)行聯(lián)合，能夠?qū)崿F(xiàn)出鋼自動(dòng)化。

本說(shuō)明書(shū)中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見(jiàn)即可。

對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。