阅读说明：本技术 一种转炉炼钢倒炉时非接触式的钢水温度检测方法 (Non-contact molten steel temperature detection method during converter steelmaking and converter reversing ) 是由 雷家柳 胡志刚 陈跃 赵栋楠 廖庆铃 于 2019-09-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种转炉炼钢倒炉时非接触式的钢水温度检测方法,包括转炉,检测方法步骤如下：红外摄像机将连续拍摄的图像信息传输至计算机系统,由计算机识别拍摄识别钢水和钢渣的分界轮廓线,利用热像测温的方法对所有区域的温度场进行识别,显示出钢液区域的最高温度作为钢水温度。与现有技术相比,本发明的有益效果如下：采用非接触的方式检测转炉倒炉期间炉内钢水温度的功能,温度检测精度±0.1℃；采用热像非接触的方式进行测温,安全便捷,无需消耗测温探头,检测成本低,可实现连续的温度检测和温度曲线的实时显示,温度检测区间和范围更大；非接触式测温方法比传统的电偶测温方法,速度要快20秒,能提高转炉冶炼效率和生产产量。(The invention discloses a non-contact molten steel temperature detection method during converter steelmaking and converter dumping, which comprises a converter, and comprises the following steps: the infrared camera transmits the continuously shot image information to the computer system, the computer identifies, shoots and identifies the boundary contour lines of the molten steel and the steel slag, the thermal imagery temperature measurement method is utilized to identify the temperature fields of all the areas, and the highest temperature of the molten steel area is displayed as the molten steel temperature. Compared with the prior art, the invention has the following beneficial effects: the function of detecting the temperature of molten steel in the converter during the converter turnover by adopting a non-contact mode, wherein the temperature detection precision is +/-0.1 ℃; the temperature measurement is carried out in a thermal image non-contact mode, the safety and convenience are realized, a temperature measurement probe is not required to be consumed, the detection cost is low, the continuous temperature detection and the real-time display of a temperature curve can be realized, and the temperature detection interval and range are larger; compared with the traditional galvanic couple temperature measurement method, the non-contact temperature measurement method has the advantages that the speed is 20 seconds faster, and the smelting efficiency and the production yield of the converter can be improved.)

一种转炉炼钢倒炉时非接触式的钢水温度检测方法

技术领域

本发明涉及一种钢水温度检测方法，特别涉及一种转炉炼钢倒炉时非接触式的钢水温度检测方法。

背景技术

一般炼钢工艺都需要采用转炉或者电炉熔炼钢水，钢水温度是判断钢水是否合格的重要参数，不同钢种都有严格的出钢温度要求，对于出钢温度不合适的炉次，严重者需要回炉重新冶炼，不严重者也会对钢水质量产生不利影响。

一般情况下，200t以上的转炉大部分安装有副枪系统，可以不用倒炉，采用副枪进行测温和取样，而对于没有副枪系统的转炉，都需要在钢水熔炼完成后，进行倒炉，即把转炉从垂直状态旋转到转炉轴线与地平面成15-35度的夹角，使钢液面倾斜，便于测温操作，一般可以采用人工或者机械手在炉口处***测温枪进行测温。目前炼钢工艺一般都是采用一次性消耗的测温热电偶进行测温，测温过程中，摇炉工将转炉旋转到与地平面成15-35度左右的夹角。此时，钢液面距离炉口较近，炼钢工将安装有测温热电偶探头的测温枪从炉口伸入炉内，***液态钢水中，待钢水温度检测成功后拔出测温枪，温度和成分均合格的炉次可以直接出钢，温度和成分不合适的炉次，需要继续吹氧冶炼，重新测温和取样，直到满足出钢工艺要求。

采用目前的测温方式，一般需要人工安装探头和人工***测温枪等操作，劳动强度大，测温过程中，钢水和炉渣容易飞溅出来伤人而造成安全事故；同时，这种接触式的测温方法还需要消耗大量的测温探头，生产成本高。

如果能采用非接触式测温方法，不仅可以优化目前的炼钢测温工艺，还可以降低成本，提高生产的安全性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种转炉炼钢倒炉时非接触式的钢水温度检测方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种转炉炼钢倒炉时非接触式的钢水温度检测方法，包括转炉，所述转炉炉口的正上方安装有红外摄像机，所述红外摄像机连接安装于转炉操作室内的计算机系统，检测方法步骤如下：

a.红外摄像机镜头正对转炉出钢口位置，通过调整红外摄像机的镜头角度和安装高度，让摄像头能采集到炉内钢水和钢渣与炉壁的交界线；

b.当转炉钢水冶炼任务完成，准备进行倒炉测温时，转炉操作室内的计算机系统通过判断转炉倾动角度变化获取倒炉信息；

c.通过计算机系统控制红外摄像机将对转炉倒炉期间钢水进行连续摄像；

d.红外摄像机将连续拍摄的图像信息传输至计算机系统，由计算机识别拍摄识别钢水和钢渣的分界轮廓线，利用热像测温的方法对所有区域的温度场进行识别，显示出钢液区域的最高温度作为钢水温度，并将检测的温度以数据和连续曲线的方式显示在计算机界面和测温仪表上；

e.当计算机系统判断倒炉动作完成，转炉回到原冶炼位置，计算机系统控制红外摄像机停止工作。

作为本发明的一种优选技术方案，所述红外摄像机的温度检测范围400-2000℃，镜头视场角10-50°，且红外摄像机距离转炉炉口10-30米的间距。

作为本发明的一种优选技术方案，所述红外摄像机的镜头处安装有压缩空气吹扫装置，所述压缩空气吹扫装置包含有压缩空气连接管和外接的压缩气泵，所述红外摄像机的镜头内部采用水冷系统对设备和镜头进行冷却，所述水冷系统包含有水冷循环管和外接的循环水泵。

作为本发明的一种优选技术方案，所述压缩空气压力范围为0.1-0.5Mpa；镜头内冷却水压力范围为0.2-0.5Mpa；且红外摄像机的压缩空气吹扫装置和水冷系统保持24小时常开状态。

作为本发明的一种优选技术方案，所述红外摄像机与计算机系统采用网络方式、或者USB、或者串口方式连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述计算机系统基于图像信息处理技术识别钢水和钢渣的分界轮廓线。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)采用非接触的方式检测转炉倒炉期间炉内钢水温度的功能，温度检测精度±0.1℃。

(2)采用热像非接触的方式进行测温，安全便捷，无需消耗测温探头，检测成本低，可实现连续的温度检测和温度曲线的实时显示，温度检测区间和范围更大。

(3)非接触式测温方法比传统的电偶测温方法，速度要快20秒，能提高转炉冶炼效率和生产产量。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的框架结构示意图；

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1所示，本发明提供一种转炉炼钢倒炉时非接触式的钢水温度检测方法，包括转炉，转炉炉口的正上方安装有红外摄像机，红外摄像机连接安装于转炉操作室内的计算机系统，检测方法步骤如下：

a.红外摄像机镜头正对转炉出钢口位置，通过调整红外摄像机的镜头角度和安装高度，让摄像头能采集到炉内钢水和钢渣与炉壁的交界线；

b.当转炉钢水冶炼任务完成，准备进行倒炉测温时，转炉操作室内的计算机系统通过判断转炉倾动角度变化获取倒炉信息；

c.通过计算机系统控制红外摄像机将对转炉倒炉期间钢水进行连续摄像；

d.红外摄像机将连续拍摄的图像信息传输至计算机系统，由计算机识别拍摄识别钢水和钢渣的分界轮廓线，利用热像测温的方法对所有区域的温度场进行识别，显示出钢液区域的最高温度作为钢水温度，并将检测的温度以数据和连续曲线的方式显示在计算机界面和测温仪表上；

e.当计算机系统判断倒炉动作完成，转炉回到原冶炼位置，计算机系统控制红外摄像机停止工作。

红外摄像机的温度检测范围400-2000℃，镜头视场角10-50°，且红外摄像机距离转炉炉口10-30米的间距。

红外摄像机的镜头处安装有压缩空气吹扫装置，压缩空气吹扫装置包含有压缩空气连接管和外接的压缩气泵，红外摄像机的镜头内部采用水冷系统对设备和镜头进行冷却，水冷系统包含有水冷循环管和外接的循环水泵。

压缩空气压力范围为0.1-0.5Mpa；镜头内冷却水压力范围为0.2-0.5Mpa；且红外摄像机的压缩空气吹扫装置和水冷系统保持24小时常开状态。

红外摄像机与计算机系统采用网络方式、或者USB、或者串口方式连接。

计算机系统基于图像信息处理技术识别钢水和钢渣的分界轮廓线。

具体的，在转炉炉口正前方平台上安装红外摄像机，相机距离炉口10-30米，相机高度2-5米；相机红外测温范围：400-2000℃，镜头视场角10-50°，相机焦距可调，摄像机镜头处安装有压缩空气吹扫装置，防止灰尘对镜头的污染，压缩空气压力范围：0.1-0.5Mpa：镜头内部采用水冷对设备和镜头进行冷却，冷却水压力范围：0.2-0.5Mpa；摄像机的空气吹扫和水冷系统保持24小时常开；

红外摄像机镜头正对转炉出钢口位置，通过调整红外摄像机的镜头角度和安装高度，让摄像头能采集到炉内钢水和钢渣与炉壁的交界线；

转炉操作室内安装有计算机系统，计算机系统可以采用网络方式、USB、或者串口方式与摄像机连接；

当转炉钢水冶炼任务完成，准备进行倒炉测温时，转炉操作室内的计算机系统，通过判断转炉倾动角度获取倒炉信息，控制红外摄像机开始进行图像采集，并将图像信息传输到计算机系统。当计算机系统判断倒炉动作完成，转炉回到原冶炼位置，计算机系统控制摄像机停止工作；

转炉倒炉期间，摄像机将采集的图像数据实时传输给计算机系统后，计算机系统先利用图像处理软件识别采集的炉内图像，识别炉内钢水区域和炉渣区域在转炉炉壁的分界线，再利用热像测温方法识别出钢水的最高温度，并将该检测温度以数据和曲线的方式分别实时显示在计算机界面和仪表上；

检测结果以图像曲线的形式在计算机系统的软件界面和仪表上实时显示，指导操作工在子控制器上进行炼钢操作，将控制命令通过交换器发送给服务器后再通过交换器由计算机控制转炉自带的翻转机构对转炉的倾倒工作

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

(1)采用非接触的方式检测转炉倒炉期间炉内钢水温度的功能，温度检测精度±0.1℃。

(2)采用热像非接触的方式进行测温，安全便捷，无需消耗测温探头，检测成本低，可实现连续的温度检测和温度曲线的实时显示，温度检测区间和范围更大。

(3)非接触式测温方法比传统的电偶测温方法，速度要快20秒，能提高转炉冶炼效率和生产产量。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。