[发明专利]一种复合喷吹搅拌铁水脱硫装置及方法

权利要求书

1.一种复合喷吹搅拌铁水脱硫装置及方法，其特征在于，所述复合喷吹搅拌铁水脱硫装置包括升降装置和旋转驱动装置；

所述升降装置通过升降部件与喷枪本体连接；所述旋转驱动装置通过旋转驱动部件与喷枪本体连接；喷枪本体前端浇铸有枪头；枪头周围携带有均匀分布的搅拌叶片；喷枪本体、枪头中部均开设有贯通的空腔，用以脱硫气体的载入；容纳枪头、搅拌叶片的铁水外部包裹具有双层结构的铁水罐外壳，铁水罐外壳的双层结构内部填充有耐火材料层。在旋转喷枪向铁水中喷吹脱硫剂的同时，搅拌叶片对铁水进行混合搅拌，形成喷吹搅拌复合脱硫过程。

2.如权利要求1所述的复合喷吹搅拌铁水脱硫装置，其特征在于，所述复合喷吹搅拌脱硫装置进一步包括：

控制器，用于控制脱硫剂用量和控制惰性气体流量；

惰性气体流量控制阀，与控制器连接，用于控制惰性气体流量大小；

脱硫剂用量控制阀，与控制器连接，用于控制脱硫剂用量大小。

3.一种用于权利要求1-2任意一项所述的复合喷吹搅拌脱硫装置的复合喷吹搅拌脱硫方法，其特征在于，所述复合喷吹搅拌脱硫方法具体包括：

启动升降装置，将携带叶片的喷枪本体浸入铁水中合适位置；

高压喷入惰性气体，同时载入脱硫剂，脱硫剂随着惰性气体由携带叶片的枪头喷入铁水中；

开启旋转驱动装置，搅拌叶片以一定速度旋转，同时枪头继续下降，浸入铁水中脱硫工艺工作位置，对混入脱硫剂的铁水进行搅拌，使脱硫剂在铁水罐内均匀扩散，完成复合脱硫过程。

4.如权利要求3所述的复合喷吹搅拌铁水脱硫方法，其特征在于，所述复合喷吹搅拌脱硫方法还包括：

通过控制器控制脱硫剂用量和控制惰性气体流量，并与外部终端连接，获取外部终端储存的待脱硫铁水硫含量，通过控制器与数据库进行对比分析后，获取脱硫剂用量指令，并计算携带脱硫剂惰性气体流量的数值，将获取硫剂用量指令、惰性气体流量数值分别传输给脱硫剂用量控制阀、惰性气体流量控制阀；

通过惰性气体流量控制阀控制惰性气体流量大小；

通过脱硫剂用量控制阀控制脱硫剂用量大小。

5.如权利要求4所述的复合喷吹搅拌铁水脱硫方法，其特征在于，控制器获取外部终端储存的待脱硫铁水硫含量，进行对比分析后，获取脱硫剂用量指令，并计算携带脱硫剂惰性气体流量的数值，从脱硫剂用量控制阀、惰性气体流量控制阀里获取连续脱硫剂用量控制阀流、惰性气体流量数据，将两帧脱硫剂用量、惰性气体流量数据按时间顺序分别标记为I₁和I₂；

以I₁和I₂为最底层分别构造脱硫剂用量、惰性气体流量数据金字塔和

在脱硫剂用量、惰性气体流量数据金字塔的每层上生成相同数目的种子点，并将最顶层上的种子点的匹配初始化为随机值；

将获得的种子点在由脱硫剂用量、惰性气体流量数据金字塔依次从顶层到底层逐层进行匹配，每层种子点的匹配结果作为下一层相应种子点的初始值；

利用对边缘敏感的插值算法，将最底层种子点的匹配结果进行插值处理，将插值结果作为光流估计的初始值，然后利用变分能量优化模型进行优化，最终得到脱硫剂用量、惰性气体流量数据。

6.如权利要求5所述的复合喷吹搅拌铁水脱硫方法，其特征在于，将每一级脱硫剂用量、惰性气体流量数据的长宽缩小为原来的1/2，分别得到k幅脱硫剂用量、惰性气体流量数据，其中和即是最底层的原数据，和是最顶层。

7.如权利要求6所述的复合喷吹搅拌铁水脱硫方法，其特征在于，在脱硫剂用量、惰性气体流量数据金字塔的每层上生成相同数目的种子点中将最底层的种子点设计为间隔为d的脱硫剂用量、惰性气体流量数据网格交点；上层的种子点均是最底层种子点的对应缩放版本，也就是每层种子点在当前层的坐标位置均是下层种子点坐标位置的η倍，即：

{p(s^l)}＝η·{p(s^l-1)}，l≥1；

其中l代表金字塔层数，{p(s^l)}表示第l层种子点的在其上的位置，η表示金字塔缩放系数。

8.如权利要求6所述的复合喷吹搅拌铁水脱硫方法，其特征在于，将最顶层上的种子点的匹配初始化为随机值，然后与进行匹配，所述与进行匹配包括以下步骤：

第一步：邻域传播，即：

其中s_m表示当前种子点，N_m表示对网格种子点之间使用自然邻域系统时当前种子点的相邻种子点集合，f(s_m)表示当前种子点的运动矢量，C(f(·))表示对当前种子点使用f(·)为运动矢量时的匹配代价；

第二步：随机搜索，以当前最佳运动矢量f(s_m)为中心，以指数递减半径为搜索域，进行随机试探；迭代进行以上两步，直至收敛。

所述匹配，每层种子点的匹配结果作为下一层相应种子点的初始值，即：

其中{f(s^l)}为第l层种子点的运动矢量，η为金字塔的缩放系数。