轉(zhuǎn)爐煉鋼爐口光譜分析用于終點(diǎn)溫度控制的研究.pdf

1、轉(zhuǎn)爐煉鋼是現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)中重要方式，我國86％的鋼產(chǎn)量出自轉(zhuǎn)爐煉鋼。轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制是其關(guān)鍵工藝之一。所謂轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制是指在煉鋼過程中，準(zhǔn)確地控制冶煉終點(diǎn)鋼水溫度和碳含量，對控制鋼水質(zhì)量，節(jié)能降耗，提高勞動生產(chǎn)率有著及其重要的意義。在轉(zhuǎn)爐冶煉過程中，由于加入原材料的不穩(wěn)定性和吹煉過程中復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，對終點(diǎn)碳、溫度進(jìn)行準(zhǔn)確地在線檢測，一直是全世界冶金行業(yè)亟待解決的難題。
　　本文針對這一問題，基于轉(zhuǎn)爐煉鋼爐口的光譜輻射信息特征分

2、析，開展轉(zhuǎn)爐煉鋼鋼水溫度在線非接觸測量研究，從而實(shí)現(xiàn)終點(diǎn)溫度準(zhǔn)確的在線控制。
　　通過對爐口345nm到1045nm波段的光譜數(shù)據(jù)分析，爐口光譜為特征譜線疊加在連續(xù)輻射上，在可見光波段有明顯的輻射能力。依據(jù)所獲得的爐口輻射光譜信息，根據(jù)黑體輻射理論采用雙色法、三色法（灰體模型和Hottel-Broughton模型）及多光譜分析方法分別計(jì)算了輻射的平均溫度。
　　以彩色CCD為探測器件測量了轉(zhuǎn)爐口光譜輻射投影溫度，并進(jìn)行了偽彩

3、色編碼;對轉(zhuǎn)爐口輻射光譜圖像進(jìn)行預(yù)處理，包括灰度增強(qiáng)處理、去噪處理、大津(OTSU)閾值分割等;將RGB彩色圖像變換到其他彩色空間進(jìn)行灰度處理;統(tǒng)計(jì)了轉(zhuǎn)爐輻射光譜圖像ROI區(qū)域內(nèi)的灰度平均值，統(tǒng)計(jì)了圖像灰度共生矩陣和灰度差分矩陣，提取出圖像的角二階矩、熵、慣性矩、相關(guān)性、逆差矩、均值等紋理特征量。統(tǒng)計(jì)的灰度平均值及紋理特征量都將作為建立鋼水溫度預(yù)測模型的輸入?yún)⒘俊?br>　　針對實(shí)際煉鋼現(xiàn)場的各種干擾，以特征波長的強(qiáng)度信號、反映整體輻射

4、強(qiáng)度的信號、反映冶煉時(shí)間參量的幀數(shù)序號、反映光譜輻射面強(qiáng)度信號的平均灰度值、以及實(shí)際煉鋼現(xiàn)場的各種干擾，輻射圖像的一些紋理特征作為網(wǎng)絡(luò)的輸入?yún)⒘?，首次成功設(shè)計(jì)了能夠排除多種實(shí)際現(xiàn)場干擾的終點(diǎn)溫度預(yù)測模型。
　　本文測試的千余爐數(shù)據(jù)均采集于實(shí)際的轉(zhuǎn)爐吹煉過程。
　　現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果表明，本文構(gòu)建的終點(diǎn)鋼水溫度預(yù)測模型，完全滿足了實(shí)際轉(zhuǎn)爐煉鋼現(xiàn)場要求。在國內(nèi)外首次成功實(shí)現(xiàn)了采用轉(zhuǎn)爐煉鋼爐口的光譜輻射信息特征分析，進(jìn)行轉(zhuǎn)爐吹煉終點(diǎn)溫度