转炉的喷溅风险预测方法及其装置与流程

本发明涉及转炉炼钢领域，特别是涉及一种转炉的喷溅风险预测方法。

背景技术：

1、氧气顶吹转炉由于具有生产效率高、成本低的特点，目前已成为一种主要的炼钢设备。化渣是转炉炼钢中一个关键过程，化渣过程是否平稳直接影响到钢的质量与炼钢效率，且化渣期间若发生喷溅现象，不仅会造成原料的严重浪费，甚至会引发人员伤亡、设备损坏等事故。

2、因此，为保证化渣能够平稳进行，避免发生喷溅事故，现有技术中一是通过人工观察，但是该方法受制于经验、熟练程度等因素，易导致检测结果的稳定性和准确性，且效率不高且时间滞后；二是通过监测氧枪振幅、声强变化、图像分析、氧枪所受浮力等预测喷溅风险，但是其反映的是转炉的渣厚状态，预测效果不佳，有待改善。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题之一，本发明提供一种转炉的喷溅风险预测方法，包括：

2、s1：监测x、y、z三轴方位的氧枪振动加速度数据；

3、s2：根据x、y、z三轴方位的氧枪振动加速度数据，确定转炉的喷溅风险概率；

4、s3：判断喷溅风险概率，是否大于设定阈值；

5、s4：若是，则预测会发生喷溅风险；

6、s5：若否，则预测不会发生喷溅风险。

7、进一步地，步骤s1前，还包括步骤s0：确定监测x、y、z三轴方位的氧枪振动加速度数据的采样频率，包括：

8、1a：获取当前氧枪振动加速度；

9、1b：根据当前氧枪振动加速度，计算熔渣泡沫的当前振动频率；

10、1c：根据熔渣泡沫的当前振动频率，设定监测氧枪振动加速度数据的采样频率。

11、进一步地，采样频率的确定步骤，还包括：

12、设定采样频率确定周期t，在一个周期t结束后，递归执行步骤1a-1c，以根据当前氧枪振动加速度重新确定采样频率。

13、进一步地，步骤s2，包括：

14、根据各时刻x、y、z三轴方位的氧枪振动加速度数据，矢量合成确定各时刻的氧枪振动总加速度；

15、计算各时刻氧枪振动总加速度的当前值与趋势值的比值，以该比值为转炉的喷溅风险概率。

16、进一步地，步骤s2，包括：

17、构建并训练预测模型，该预测模型包括x、y、z三轴方位的氧枪振动加速度数据与炉内压力、炉渣过泡程度的相关性关系；

18、将当前监测的x、y、z三轴方位的氧枪振动加速度数据，输入预测模型，输出当前炉内压力和当前炉渣过泡程度；

19、根据炉内压力和当前炉渣过泡程度，确定炉内的喷溅风险概率。

20、进一步地，预测模型包括：

21、输入模块，输入x、y、z三轴方位的氧枪振动加速度数据；

22、总提取模块，根据xyz方位的氧枪振动加速度数据，提取炉内压力和炉渣过泡程度特征；

23、输出模块，根据炉内压力和炉渣过泡程度特征，输出当前炉内压力及炉渣过泡程度；

24、根据公式(1)计算喷溅风险概率。

25、p＝f(at)/f(ft)(1)

26、其中，at为当前振动加速度值；ft为下一时间的炉内压力和炉渣过泡程度预测值；p为喷溅风险概率。

27、进一步地，预测模型包括：

28、输入模块，输入x、y、z三轴方位的氧枪振动加速度数据；

29、第一提取模块，根据xy方位的氧枪振动加速度数据，提取炉内压力特征；第二提取模块，根据z方位的氧枪振动加速度数据，提取炉渣过泡程度特征；

30、输出模块，根据炉内压力特征，输出当前炉内压力；根据炉渣过泡程度特征，输出炉渣过泡程度；

31、根据公式(2)计算喷溅风险概率；

32、p＝k1c1+k2c2(2)

33、其中，k1、k2分别为当前炉内压力和当前炉渣过泡程度的加权系数，c1、c2分别为当前炉内压力和当前炉渣过泡程度，p为喷溅风险概率。

34、进一步地，还包括：s6：屏蔽步骤，在预测会发生喷溅风险时，判断是否发生加料、氧枪升降等事件，若是则屏蔽该喷溅风险判定结果。

35、进一步地，还包括：s7自动控制步骤：根据喷溅风险预测结果，若预测会发生喷溅风险时，采取加压喷料、降低氧枪吹氧流量、降低氧枪高度操作的任意一个或多个。

36、另一方面，本发明还提供一种转炉的喷溅风险预测装置，用于执行上述任意的喷溅风险预测方法，包括：监测模块，用于监测x、y、z三轴方位的氧枪振动加速度数据；确定模块，用于根据x、y、z三轴方位的氧枪振动加速度数据，确定转炉的喷溅风险概率；判断模块，用于判断喷溅风险概率，是否大于设定阈值和预测模块，用于预测是否发生喷溅风险。

37、本发明提供一种转炉的喷溅风险预测方法及其装置，给出了一种全新的喷溅风险预测模式，以x、y、z三轴方位的氧枪振动加速度数据为监测对象，确定转炉的喷溅风险概率这个预测结果；该x、y、z三轴方位的氧枪振动加速度，相较于单方向的氧枪振幅、声强变化、转炉表面图像等参数，能够全方位的反映炉内的真实情况，尤其是氧枪振动加速度这个特征，能更真实的反映炉内压力，能进一步提高喷溅风险概率的预测精度和及时性。

技术特征：

1.一种转炉的喷溅风险预测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的喷溅风险预测方法，其特征在于，步骤s1前，还包括步骤s0：确定监测x、y、z三轴方位的氧枪振动加速度数据的采样频率，包括：

3.根据权利要求2所述的喷溅风险预测方法，其特征在于，采样频率的确定步骤，还包括：

4.根据权利要求1所述的喷溅风险预测方法，其特征在于，步骤s2，包括：

5.根据权利要求1所述的喷溅风险预测方法，其特征在于，步骤s2，包括：

6.根据权利要求5所述的喷溅风险预测方法，其特征在于，预测模型包括：

7.根据权利要求5所述的喷溅风险预测方法，其特征在于，预测模型包括：

8.根据权利要求1所述的喷溅风险预测方法，其特征在于，还包括：s6：屏蔽步骤，在预测会发生喷溅风险时，判断是否发生加料、氧枪升降等事件，若是则屏蔽该喷溅风险判定结果。

9.根据权利要求1-8所述的喷溅风险预测方法，其特征在于，还包括：s7自动控制步骤：根据喷溅风险预测结果，若预测会发生喷溅风险时，采取加压喷料、降低氧枪吹氧流量、降低氧枪高度操作的任意一个或多个。

10.一种转炉的喷溅风险预测装置，其特征在于，用于执行权利要求1-9任意一项所述的喷溅风险预测方法，包括：监测模块，用于监测x、y、z三轴方位的氧枪振动加速度数据；确定模块，用于根据x、y、z三轴方位的氧枪振动加速度数据，确定转炉的喷溅风险概率；判断模块，用于判断喷溅风险概率，是否大于设定阈值和预测模块，用于预测是否发生喷溅风险。

技术总结
本发明涉及转炉的喷溅风险预测方法及其装置，包括：监测X、Y、Z三轴方位的氧枪振动加速度数据；据此确定转炉的喷溅风险概率；判断喷溅风险概率，是否大于设定阈值；若是，则预测会发生喷溅风险；若否，则预测不会发生喷溅风险。其给出了一种全新的喷溅风险预测模式，以X、Y、Z三轴方位的氧枪振动加速度数据为监测对象，确定转炉的喷溅风险概率；该X、Y、Z三轴方位的氧枪振动加速度，相较于单方向的氧枪振幅、声强变化、转炉表面图像等参数，能够全方位的反映炉内的真实情况，尤其是氧枪振动加速度这个特征，能更真实的反映炉内压力，能进一步提高喷溅风险概率的预测精度和及时性。

技术研发人员：田陆,兰正录,吴光华,刘萍
受保护的技术使用者：湖南镭目科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15