RH精炼炉钢水温度实时监测系统的优化设计

【摘要】在冶金、石化等行业中,首要目标就是提高其生产率和生产质量。这就需要控制好生产过程中的各个工序和相应参数,其中最关键的莫过于加热工件的表面温度,准确而又及时地获取工件的表面温度至关重要。例如在冶炼中,钢铁表面温度的高低就决定了它是否拥有良好的金相性能。目前,国内常用的测温技术主要有两种,一种是常用的热电偶法,另一种是东北大学提出的黑体空腔法。前者是接触法测温,是一种业界认为比较可靠的测温方式,但其局限性很大,而且测量的成功率并不是很高。后者虽然也属于接触测温,但是将测温探头置于黑体空腔中再插入钢水内部,测得的温度也具有较高的滞后性,通常情况下,平均响应时间在50s左右,因此也没有达到实时测温的目的。炉外精炼技术已经得到空前发展,在先进的自动化控制和完备的模型控制系统下,初步实现了对精炼工艺过程的精确控制。但是,RH精炼过程中的钢水温度检测目前还没有实现实时连续,依然是通过现场的热电偶探头对钢包内钢水进行多次接触式测量的方式获取。这种方式需要人工配合,并且缺乏相应的温度控制模型,完全依赖经验指引,因而存在测温时间滞后、测温不连续、劳动强度大等问题。本项目采用近红外比色测温技术,它是一种集数字成像技术、光电传感技术、以及信号处理技术于一身的在线监测式测温技术。该技术也是目前国内发展最为迅速的测温技术之一,在很多行业都得到了广泛应用。红外CCD摄像机通过接收物体表面发出的红外辐射使其成像,并以数字信号的形式传输到计算机处理系统,再根据接收到辐射图像的分析结果准确判断物体表面的温度分布情况,具有可靠性、实时性和准确性等优点。基于近红外比色测温技术众多的优越性,我们通过研究,设计开发了一套RH精炼炉钢水温度实时监测系统,并对相关装置和软件参数进行优化,使得设备稳定性更高、测温结果更准确、系统功能更齐全,而后将其应用到马钢RH精炼炉现场,通过图像采集和软件分析及时获取炉内钢水的真实温度,从而准确地指导喷粉、吹氧、加铝等操作,对提高钢材的质量、降低生产成本、提升RH生产效率都具有重要的现实意义。
【作者】项龙飞；
【导师】吴海滨；
【作者基本信息】安徽大学，光学，2014，硕士
【关键词】钢水温度；RH精炼；红外测温；实时监测；

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