[发明专利]转炉冶炼工况的识别方法、系统、机器可读介质及设备

说明书

本发明公开了一种转炉冶炼工况的识别系统，所述识别系统包括：图像获取模块，用于获取炉口火焰图像；所述炉口火焰图像包括转炉冶炼化渣阶段的火焰图像；图像处理模块，用于基于所述炉口火焰图像得到炉口火焰的纹理特征，还用于基于所述炉口火焰图像判断是否存在氧枪的轮廓特征；实时判别模块，用于根据所述炉口火焰的纹理特征判断化渣情况，还用于根据是否存在所述氧枪的轮廓特征对转炉冶炼终点进行第一次预测。本发明通过冶炼化渣过程中软硬火的判断和冶炼终点氧枪轮廓，火焰轮廓的判断，基于gabor滤波提取边缘特性和纹理特性，能够基于视觉原理，准确判断冶炼过程中化渣良好与否，能够精确实时的判断冶炼终点。

技术领域

本申请涉及转炉冶炼技术领域，特别是涉及一种转炉冶炼工况的识别方法、系统、机器可读介质及设备。

背景技术

我国是世界上最大的钢铁生产国，而转炉炼钢量占总产钢量的80％以上。转炉炼钢是一个非常复杂的过程的，包含了一个周期性的升温、降碳、去杂质过程，包含非常复杂的多元、多相、高温反应，而对于冶炼过程中工况的识别并及时响应无异于是一项非常关键的技术。

冶炼过程中化渣过程作为工况的重要指标之一，与冶炼过程中杂质元素的脱除息息相关。一般来说，熔炼过程中炉渣和钢液直接接触，参与共间的物理化学反应和传热过程。通过对炉渣成分及其性能、数量的调整，可以控制金属中个元素的氧化和还原过程，例如硅、锰、磷的氧化和还原，脱硫和脱氧等。炉渣还能吸收钢液中的非金属夹杂物，并防止钢液吸收气体(氢和氮)。

同时，冶炼末期的终点控制也是工况指标中非常重要的一环，是指控制钢水的含碳量和温度达到出港的要求，直接关系到最后钢水的质量。准确实时的预测和判断冶炼终点对于提高生产效率、提高钢材质量、节约成本有重要的意义。自转炉炼钢方法出现以来，转炉炼钢的终点控制常用的方法主要有人工经验法、化学分析法、静态终点控制等。

转炉炼钢中碳氧反应的剧烈程度以及钢水的温度，都能被炉口火焰反映出来。因此，人工经验法主要就是通过人为观察路口火焰和火花来判断炼钢终点。存在命中率低，工人劳动强度大等问题。化学分析法主要包括副枪探测和取样检测法，副枪探测能够准确预测转炉炼钢终点，但是所用的检测设备要长期在高温、腐蚀的环境中工作，气体标定周期短，采样头更换频繁，设备的使用和维护成本较高，难以在炼钢转炉行业推广使用。此外，其一般使用在120t以上的转炉中，难以满足我国中小钢厂为主的现状。取样检测法测量时间不能满足实时性要求，且在取样时存在喷溅的事故，而且增加了钢的生产成本。过程控制中常用的建模方法基本可以分为三大类：白箱模型(机理模型)、黑箱模型(统计模型)、灰箱模型(机理和统计相结合的模型)。由于复杂过程的机理模型很难建立，基于精确数学模型的传统优化控制技术往往很难在实际生产中得到应用。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种转炉冶炼工况的识别方法、系统、机器可读介质及设备，用于解决现有技术的缺陷。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种转炉冶炼工况的识别系统，所述识别系统包括：

图像获取模块，用于获取炉口火焰图像；所述炉口火焰图像包括转炉冶炼化渣阶段的火焰图像；

图像处理模块，用于基于所述炉口火焰图像得到炉口火焰的纹理特征，还用于基于所述炉口火焰图像判断是否存在氧枪的轮廓特征；

实时判别模块，用于根据所述炉口火焰的纹理特征判断化渣情况，还用于根据是否存在所述氧枪的轮廓特征对转炉冶炼终点进行第一次预测。

可选地，所述炉口火焰图像还包括转炉冶炼末期火焰，所述实时判别模块根据所述转炉冶炼末期火焰的轮廓特征对转炉冶炼终点进行第二次预测。

可选地，通过Gabor滤波器得到所述炉口火焰图像的纹理特征和轮廓特征，通过Gabor滤波器检测所述氧枪的轮廓特征。