[发明专利]一种转炉留渣工艺自动倒渣的方法和系统

说明书

本发明公开了一种转炉留渣工艺自动倒渣的方法，其包括步骤：基于转炉冶炼过程中产生的炉渣重量以及采用留渣工艺冶炼中目标留渣量，确定目标倒渣量；采集并存储转炉倒渣过程中渣流的实时图像并确定渣流的特征边界；选取跟踪区域；实时计算跟踪区域内渣面积S_i，并且实时检测渣罐内炉渣重量G_i；当跟踪区域内渣的面积S_i＞设定的检测阈值S_min后，基于渣罐内的炉渣重量G_i，控制转炉实时倾转角速度ω_i，根据实时倾转角速度获得转炉实时倾转角度，计算渣罐的实时走行位移，以使渣罐实时承接转炉倒出的炉渣；当到渣罐内的炉渣重量G_i达到目标倒渣量G₀或二者具有允许的偏差量时，停止转炉倾转并启动转炉回摇。此外，本发明还公开了一种转炉留渣工艺自动倒渣系统。

技术领域

本发明涉及一种倒渣的方法和系统，尤其涉及一种自动倒渣的方法和系统。

背景技术

目前在世界范围内，各大钢厂转炉冶炼基本都采用模型炼钢，实现吹炼这一过程的一键操作，且随着转炉自动出钢技术也纷纷投入使用，转炉的出钢过程也由人工操作的方式转变为自动操作。在转炉冶炼中，有一种称作“转炉留渣工艺”被广泛地应用在转炉炼钢技术中。该工艺是利用上一炉终渣的氧化铁和氧化钙，降低钢铁料消耗和辅料消耗，同时有利于下一炉前期渣的形成，有助于前期脱磷。该工艺的特点是在倒渣时并不是把所有的炉渣全部倒出，而是保留一定量的炉渣，供下一炉冶炼使用。

通常采用留渣工艺的转炉倒渣包括以下操作步骤：

1)将渣罐车(也称为渣包车)开到承接炉渣位置；

2)倾转转炉，转炉内的炉渣从大炉口倾倒出来；

3)操作渣罐车使得炉渣倒入车上的渣罐内；

4)达到钢种“留渣工艺”的目标留渣量的要求，停止倒渣；

5)回摇转炉到垂直位置，完成整个倒渣过程。

需要指出的是，炉渣的粘度与钢种冶炼特点和造渣工艺有关。炉渣的粘度不同，炉渣流出的速度和落点位置也就不同。因此在现有转炉倒渣步骤中，目前都是依靠人工操作转炉倾转，同时观察流渣的落点来移动渣罐车位置，以确保转炉的倾转与台车的走行精准匹配。

然而，这样的操作对操作工人的技术要求较高，存在由于操作工人操作不当导致炉渣倒到渣罐外面，进而引起安全事故的风险。此外，倒渣过程中会产生烟雾和喷溅，对于人员安全防护有较高的要求。

公开号CN103397134A，公开日为2013年11月20日，名称为“一种根据倾转角度计算留渣量的方法”的中国专利文献公开了一种计算留渣量的方法。该方法是在吹炼结束后，记录倒渣时转炉内渣将出不出时的临界角度ɑ，得到炉内熔融体的总体积，通过副枪测量钢水液面高度，得到转炉内钢水体积，记录倒渣结束后转炉倾动角度β，得到剩余熔融体总体积，最后结合炉衬测量系统提供的炉衬侵蚀数据，计算出倒渣前炉内熔融体的总体积和倒出渣的体积，二者之差即为转炉内留渣的体积。根据熔渣的密度，可以计算出留渣量。该方法不需要增加额外的监测和称量设备。

公开号CN107502698A，公开日为2017年12月22日，名称为“适用于少渣冶炼的自动化炼钢方法”的中国专利文献公开了一种倒渣和留渣计算模型。倒渣模型：在原来的自动化炼钢模型基础上增加前期渣的热、氧平衡计算，添加前期目标碱度，将根据现场冶炼数据和实验室模拟，得出倒前期渣的最佳时间区间加入到模型的前期吹炼控制中，根据铁水不同成分计算不同的吹炼时间。留渣模型的建立是在渣车上增加渣重称量装置，采集前期、终点倒渣的重量，并将该数据通过一级传递至自动化炼钢模型。