一种转炉炉内状况检测方法及设备与流程

本申请涉及炼钢技术领域，特别是涉及一种转炉炉内状况检测方法及设备。

背景技术：

目前转炉炼钢是世界上最主要的炼钢生产方法。转炉炼钢，就是将铁水、废钢等炼成具有所要求化学成分的钢，并使其具有一定的物理化学性能和力学性能。在转炉炼钢工艺中，当转炉炉内钢水的成分、温度达到条件时，转炉炉内的钢水经过转炉出钢口进入钢包，钢水表面会覆盖有一层炉渣，出钢时也要尽量避免下渣，同时在出钢之前，要避免炉渣溢出炉口。

转炉在出钢过程中炉内温度在1600℃以上，由于温度极高，一般的监控手段无法及时、准确的检测炉内状况，即不能有效监控炉渣与炉口的位置关系，这是制约出钢自动控制的关键因素。目前，对炉渣与炉口位置关系的检测，一直缺乏有效的监控手段，无法做出有效判定，不能满足生产实际需求。

技术实现要素：

本申请的目的是提供一种转炉炉内状况检测方法及设备，以实现自动检测转炉炉内炉渣液面与炉口位置关系。

为解决上述技术问题，本申请提供一种转炉炉内状况检测设备，包括：

红外热像仪，用于获取热图像；

与所述红外热像仪连接的控制装置，用于根据所述热图像获得炉渣液面的流动状态和所述炉渣液面在转炉炉内的位置，以获得所述炉渣液面与炉口的位置关系；

与所述控制装置连接的提醒装置，用于根据所述位置关系，发出对应的提示信息。

可选的，还包括：

与所述控制装置连接的监测探头，用于获取炉口处图像，并将所述炉口处图像发送至所述控制装置。

可选的，还包括：

与所述控制装置连接的测高仪，用于测量所述炉渣液面距预设平面的距离，并将所述距离发送至所述控制装置。

可选的，还包括：

滤波装置，位于所述监测探头面向所述炉口的一端。

可选的，所述监测探头与所述炉口所在的平面的夹角取值范围为30°至70°，包括端点值。

可选的，还包括：

ifau装置，所述ifau装置的第一端口与所述红外热像仪、所述监测探头、所述测高仪相连，所述ifau装置的第二端口与所述控制装置相连，用于获取转炉炉内的监测信息，并将所述监测信息发送至所述控制装置，其中，所述监测信息包括所述热图像、所述炉口处图像、所述距离。

本申请还提供一种转炉炉内状况检测方法，包括：

红外热像仪获取热图像，并将所述热图像发送至控制装置；

所述控制装置根据所述热图像获得炉渣液面的流动状态和所述炉渣液面在转炉炉内的位置，以获得所述炉渣液面与炉口的位置关系，并将所述位置关系发送至提醒装置；

根据所述位置关系，所述提醒装置发出对应的提示信息。

可选的，在所述红外热像仪获取热图像之后，还包括：

监测探头获取炉口处图像，并将所述炉口处图像发送至所述控制装置；

相应的，所述控制装置根据所述热图像获得炉渣液面的流动状态和所述炉渣液面在转炉炉内的位置，以获得所述炉渣液面与炉口的位置关系包括：

控制装置根据所述炉渣液面的流动状态、所述炉渣液面在转炉炉内的位置以及所述炉口处图像，获得所述炉渣液面与炉口的位置关系。

可选的，在所述监测探头获取炉口处图像，并将所述炉口处图像发送至所述控制装置之后，还包括：

测高仪测量所述炉渣液面距预设平面的距离，并将所述距离发送至所述控制装置；

相应的，所述控制装置根据所述炉渣液面的流动状态、所述炉渣液面在转炉炉内的位置以及所述炉口处图像，获得所述炉渣液面与炉口的位置关系包括：

控制装置根据所述炉渣液面的流动状态、所述炉渣液面在转炉炉内的位置、所述炉口处图像以及所述距离，获得所述炉渣液面与炉口的位置关系。

可选的，所述位置关系包括：

所述炉渣液面与所述炉口的距离位于预设范围内和所述炉渣液面溢出所述炉口；

相应的，所述提示信息分别为提醒信息和报警信息。

本申请所提供的转炉炉内状况检测设备，包括：红外热像仪，用于获取热图像；与所述红外热像仪连接的控制装置，用于根据所述热图像获得炉渣液面的流动状态和所述炉渣液面在转炉炉内的位置，以获得所述炉渣液面与炉口的位置关系；与所述控制装置连接的提醒装置，用于根据所述位置关系，发出对应的提示信息。本申请中的转炉炉内状况检测设备通过红外热像仪获得热图像，控制装置再根据热图像获得炉渣液面的流动状态和炉渣液面在转炉炉内的位置，进而得到所述炉渣液面与炉口的位置关系，提醒装置再根据得到的位置关系，发出对应的提示信息，实现了对转炉炉内炉渣液面与炉口位置关系的检测，进而实现转炉出钢过程的自动控制。此外，本申请还提供一种具有上述优点的转炉炉内状况检测方法。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的转炉炉内状况检测设备的一种结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的转炉炉内状况检测设备的另一种结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的一种转炉炉内状况检测方法的流程图；

图4为本申请实施例所提供的另一种转炉炉内状况检测方法的流程图；

图5为本申请实施例所提供的另一种转炉炉内状况检测方法的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术部分所述，对炉渣与炉口位置关系的检测，一直缺乏有效的监控手段，无法做出有效判定，不能满足生产实际需求，既无法实现出钢自动控制。

有鉴于此，本申请提供了一种转炉炉内状况检测设备，请参考图1，图1为本申请实施例所提供的转炉炉内状况检测设备的一种结构示意图，该设备包括：

红外热像仪1，用于获取热图像；

具体的，转炉炉内炉渣液面的温度很高，与转炉中的部件的温度不同，不同温度的物质在热图像中呈现不同的颜色，红外热像仪1实时获取热图像，控制装置2便可以根据热图像得到炉渣液面的流动状态和炉渣液面在转炉炉内的位置。

优选地，红外热像仪1为远红外热像仪，由于转炉炉内的温度较高，利用远红外热像仪获取的热图像更加清晰，进而使得炉渣液面的流动状态和炉渣液面在转炉炉内的位置更加准确，即有利于提高控制装置根据炉渣液面的流动状态和炉渣液面在转炉炉内的位置获得位置关系的准确性。

与所述红外热像仪1连接的控制装置2，用于根据所述热图像获得炉渣液面的流动状态和所述炉渣液面在转炉炉内的位置，以获得所述炉渣液面与炉口的位置关系；

具体的，控制装置2中的系统软件根据接收到的热图像获得炉渣液面的流动状态和炉渣液面在转炉炉内的位置，得到所述炉渣液面与炉口的位置关系。控制装置2可以为系统控制柜(industrialmaincontrolunit，简称imcu)。

与所述控制装置2连接的提醒装置3，用于根据所述位置关系，发出对应的提示信息。

具体的，提醒装置3接收到位置关系，并根据位置关系发出对应的提示信息，实现对所述炉渣液面与炉口的位置关系的检测。

本实施例所提供的转炉炉内状况检测设备，包括：红外热像仪1，用于获取热图像；与所述红外热像仪1连接的控制装置2，用于根据所述热图像获得炉渣液面的流动状态和所述炉渣液面在转炉炉内的位置，以获得所述炉渣液面与炉口的位置关系；与所述控制装置2连接的提醒装置3，用于根据所述位置关系，发出对应的提示信息。本实施例中的转炉炉内状况检测设备通过红外热像仪1获得热图像，控制装置2再根据热图像获得炉渣液面的流动状态和炉渣液面在转炉炉内的位置，进而得到所述炉渣液面与炉口的位置关系，提醒装置3再根据得到的位置关系，发出对应的提示信息，实现了对转炉炉内炉渣液面与炉口位置关系的检测，进而实现转炉出钢过程的自动控制。

请参考图2，图2为本申请实施例所提供的转炉炉内状况检测设备的另一种结构示意图。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，转炉炉内状况检测设备还包括：

与所述控制装置2连接的监测探头4，用于获取炉口处图像，并将所述炉口处图像发送至所述控制装置2。

具体的，监测探头4获取炉口处图像，控制装置2根据炉口处图像可以得到炉渣液面在转炉炉内的位置，即可以得到所述炉渣液面与炉口的位置关系。

进一步地，通过监测探头4获取的炉口处图像，不仅可以得到炉口的状态，例如，炉口是否粘渣，还可以得到炉渣的状态，例如粘渣、稀渣、泡沫渣等状态。

优选地，在本申请的一个实施例中，所述监测探头4与所述炉口所在的平面的夹角取值范围为30°至70°，包括端点值，避免监测探头4正对炉口，因为正对炉口的位置温度非常高，容易对监测探头4造成损伤，提升成本，另一方面正对炉口的位置亮度非常高，炉口处图像中炉口边界位置不易识别。

在本实施例中，转炉炉内状况检测设备通过红外热像仪1和监测探头4共同对炉渣液面在转炉炉内的情况进行监测，控制装置2根据红外热像仪1获得的热图像和监测探头4获取的炉口处图像，得到所述炉渣液面与炉口的位置关系，使得到的位置关系准确性得到提高，从而使得提醒装置3发出的提示信息更加准确。

进一步地，转炉炉内状况检测设备还包括：

滤波装置，位于所述监测探头4面向所述炉口的一端。增加的滤波装置，可以使得监测探头4获取的炉口处图像更加清晰，进而使得控制装置2根据热图像和炉口处图像得到所述炉渣液面与炉口的位置关系时，进一步提高位置关系的准确性，进而使得提醒装置3根据位置关系发出提示信息时，提示信息的准确性得到进一步提高。

进一步地，转炉炉内状况检测设备还包括：

与所述控制装置2连接的测高仪5，用于测量所述炉渣液面距预设平面的距离，并将所述距离发送至所述控制装置2。

本实施例中，控制装置2根据炉渣液面的流动状态、炉渣液面在转炉炉内的位置、炉口处图像以及炉渣液面距预设平面的距离综合判断出所述炉渣液面与炉口的位置关系，使得位置关系的判断结果更加准确，从而使得提醒装置3发出更加准确的提示信息。

需要指出的是，本实施例中对预设平面不做限定，可视情况而定。例如，预设平面可以选择转炉炉内顶部所在的平面，或者转炉炉口所在的平面，等等。

具体的，测高仪5可以通过发射激光至炉渣液面的表面，根据激光测距的原理得到炉渣液面距预设平面的距离，具体测试原理已为本领域技术人员所熟知，此处不再详细赘述。

进一步地，转炉炉内状况检测设备还包括：

ifau装置6，所述ifau装置6的第一端口与所述红外热像仪1、所述监测探头4、所述测高仪5相连，所述ifau装置6的第二端口与所述控制装置2相连，用于获取转炉炉内的监测信息，并将所述监测信息发送至所述控制装置2，其中，所述监测信息包括所述热图像、所述炉口处图像、所述距离。

ifau装置6即现场辅助单元(industrialfiledauxiliaryunit，简称ifau)，ifau装置6获得转炉炉内的监测信息，再将监测信息发送至控制装置2，避免监测信息由红外热像仪1、监测探头4、测高仪5直接发送至控制装置2，可以缩短传输线的距离，当出现数据传输事故时，节约排查时间。此外，ifau装置6(现场辅助单元)还用于转炉炉内状况检测现场视频信号、网络信号、通信信号转换与传输；监测探头4的电源控制；温度冷却与气源除尘控制。

本申请还提供一种转炉炉内状况检测方法，请参考图3，图3为本申请实施例所提供的一种转炉炉内状况检测方法的流程图，该方法包括：

步骤s101：红外热像仪获取热图像，并将所述热图像发送至控制装置；

转炉炉内炉渣液面的温度很高，与转炉中的部件的温度不同，不同温度的物质在热图像中呈现不同的颜色，红外热像仪实时获取热图像，控制装置便可以根据热图像得到炉渣液面的流动状态和炉渣液面在转炉炉内的位置。

优选地，采用远红外热像仪获取热图像，由于转炉炉内的温度较高，利用远红外热像仪获取的热图像更加清晰，进而使得炉渣液面的流动状态和炉渣液面在转炉炉内的位置更加准确，即有利于提高控制装置根据炉渣液面的流动状态和炉渣液面在转炉炉内的位置获得的位置关系的准确性。

步骤s102：所述控制装置根据所述热图像获得炉渣液面的流动状态和所述炉渣液面在转炉炉内的位置，以获得所述炉渣液面与炉口的位置关系，并将所述位置关系发送至提醒装置；

控制装置可以为系统控制柜(imcu)，控制装置与红外热像仪相连，控制装置中的系统软件根据热图像获得渣液面流动状态和所述炉渣液面在转炉炉内的位置，得到所述炉渣液面与炉口的位置关系。

步骤s103：根据所述位置关系，所述提醒装置发出对应的提示信息。

提醒装置与控制装置相连，根据接收到的位置关系，发出提示信息，实现对所述炉渣液面与炉口的位置关系的检测。

优选地，所述位置关系包括：

所述炉渣液面与所述炉口的距离位于预设范围内和所述炉渣液面溢出所述炉口；

相应的，所述提示信息分别为提醒信息和报警信息。

具体的，提醒信息可以为语音提醒信息，报警信息可以为语音报警信息、蜂鸣声中的任意一种或者组合信息。

需要指出的是，本实施例中对预设范围不做具体限定，可自行设定。当炉渣液面与炉口的距离在预设范围内时，表明炉渣液面距炉口较近，提醒装置发出提醒信息，以通知工作人员当前情况；当炉渣液面溢出炉口时，此时情况比较紧急，提醒装置发出报警信息以通知工作人员，使得工作人员及时采取应对措施。

本实施例所提供的转炉炉内状况检测方法，通过红外热像仪获得热图像，控制装置再根据热图像获得炉渣液面的流动状态和炉渣液面在转炉炉内的位置，从而得到所述炉渣液面与炉口的位置关系，提醒装置再根据得到的位置关系，发出对应的提示信息，实现了对转炉炉内炉渣液面与炉口位置关系的检测，进而实现转炉出钢过程的自动控制。

请参考图4，图4为本申请实施例所提供的另一种转炉炉内状况检测方法的流程图，该方法包括：

步骤s201：红外热像仪获取热图像，并将所述热图像发送至控制装置；

步骤s202：监测探头获取炉口处图像，并将所述炉口处图像发送至控制装置；

监测探头与控制装置相连，控制装置根据炉口处图像可以得到炉渣液面在转炉炉内的位置，即可以得到所述炉渣液面与炉口的位置关系。

优选地，监测探头获取炉口处图像时，将监测探头置于与炉口所在的平面形成的夹角在30°至70°的位置处，避免监测探头正对炉口，因为正对炉口的位置温度非常高，容易对监测探头造成损伤，提升成本，另一方面正对炉口的位置亮度非常高，炉口处图像中炉口边界位置不易识别。

进一步地，通过监测探头获取的炉口处图像，不仅可以得到炉口的状态，例如，炉口是否粘渣，还可以得到炉渣的状态，例如粘渣、稀渣、泡沫渣等状态。

步骤s203：所述控制装置根据所述炉渣液面的流动状态、所述炉渣液面在转炉炉内的位置以及所述炉口处图像，获得所述炉渣液面与炉口的位置关系，并将所述位置关系发送至提醒装置；

步骤s204：根据所述位置关系，提醒装置发出对应的提示信息。

在本实施例中，转炉炉内状况检测设备通过红外热像仪和监测探头共同对炉渣液面在转炉炉内的情况进行监测，控制装置根据红外热像仪获得的热图像和监测探头获取的炉口处图像，得到所述炉渣液面与炉口的位置关系，使得到的位置关系准确性得到提高，从而使得提醒装置发出的提示信息更加准确。

请参考图5，图5为本申请实施例所提供的另一种转炉炉内状况检测方法的流程图，该方法包括：

步骤s301：红外热像仪获取热图像，并将所述热图像发送至控制装置；

步骤s302：监测探头获取炉口处图像，并将所述炉口处图像发送至控制装置；

步骤s303：测高仪测量所述炉渣液面距预设平面的距离，并将所述距离发送至所述控制装置；

测高仪与控制装置相连，测高仪可以通过发射激光至炉渣液面的表面，根据激光测距的原理得到炉渣液面距预设平面的距离，具体测试原理已为本领域技术人员所熟知，此处不再详细赘述。

需要指出的是，本实施例中对预设平面不做限定，可视情况而定。例如，预设平面可以选择转炉炉内顶部所在的平面，或者转炉炉口所在的平面，等等。

步骤s304：控制装置根据所述炉渣液面的流动状态、所述炉渣液面在转炉炉内的位置、所述炉口处图像以及所述距离，获得所述炉渣液面与炉口的位置关系，并将所述位置关系发送至提醒装置；

步骤s305：根据所述位置关系，提醒装置发出对应的提示信息。

本实施例所提供的转炉炉内状况检测方法中，通过红外热像仪、监测探头和测高仪三种装置对炉渣液面在转炉炉内的情况进行监测，提醒装置根据上述三种装置的获得的热图像、炉口处图像和炉渣液面距预设平面的距离综合判断出所述炉渣液面与炉口的位置关系，使得位置关系的结果更加准确，进而使得提醒装置发出的提示信息更加准确。

在上述实施例的技术上，在本申请的一个实施例中，红外热像仪获取热图像、监测探头获取炉口处图像、测高仪测量所述炉渣液面距预设平面的距离之后，红外热像仪、监测探头以及测高仪可以将获取的信息发送至ifau装置(现场辅助单元)，ifau装置将上述三种测试装置的测试信息发送至控制装置，可以缩短传输线的距离，当出现数据传输事故时，节约排查时间。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上对本申请所提供的转炉炉内状况检测设备以及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。