炉口火焰信息在转炉炼钢终点控制中的应用
基于炉口火焰图像的炼钢终点研究与优化
摘要 ： 火焰 图像是一种非结构 图像 ， 研 究表 明碳含量 的不同对 火焰的特征会 产生影响 ， 针对不 同时期 的火焰 图像的特征 可 以预 测 炼 钢 处 于什 么阶 段 ， 时 间越 往 后 推 ， 碳含量越 少， 火焰 越 软 ， 反 之 越 硬 。 该 文 主 要 从 角点 ， 纹理 ， 边缘 ， 小波 多尺 度 变 换等几方面对 火焰 图像进行特征提取 ， 确定炼钢的阶段 ， 部分解决 ‘ 人工看 火’ 问题 。
关键 词 ： 火焰 图像 ； 特征提 ； 软硬度 ； 小 波 变换
中图分类号 ： Ｔ Ｐ ３ ９ ９ 文献标识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ９ — ３ ０ ４ ４ （ ２ ０ １ ３ ） １ ６ — ３ ８ ０ ６ 一 Ｏ ４
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ ａ ｎ ｄ Ｏｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｍａ ｋ ｉ ｎ ｇ Ｅｎ ｄ Ｐｏ ｉ ｎ ｔ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｏｖ ｅ ｎ Ｆｌ ａ ｍｅ Ｉ ｍａ ｇ ｅ
一
些方法还有炯气分析 ， 应用 副枪 取样 ， 温度识别等方法 。
火焰是一种 不规则气体现象 ， 是非结构体 目标 ， 其 内部运动十分复杂 ， 因而采用 图像 处理技术提取火焰 的特 征有 一定的 困难 ， 针 对图像处理技术应 用于转炉火焰 特征的碳含量分 析 ， 国内外在这方 面已经有 了一些 成果 。火焰 图像与一般 图像 的特征 不同主 要在 于它的位置 ， 形状时刻在变动 ， 分析 图像特征应有其他特定 的方法 。 当今 国 内火焰监测对钢材料生产质量 的要求越来越高 ， 现在很多钢铁企业依然依 赖于“ 人 工看 火” 这种 直观方式 ， 结果 不够准 确， 实 时性 也不 太好。因为火焰是一种动态 的非结 构图像 ， 其位 置 ， 形状 时刻都 在变动 ， 单 一采 用某一方法对火焰 图像 进行定量分
转炉炼钢终点控制技术的合理应用
转炉炼钢终点控制技术的合理应用摘要：在转炉炼钢的过程中，终点控制是一项必不可少的重要操作。
终点控制操作的水平对于钢材的质量以及生产的效率都有重要的影响。
本文就从多方面出发，来对转炉炼钢终点控制技术的合理应用进行探讨分析。
关键词：转炉炼钢；终点控制技术；应用在世界经济飞速发展的影响下，我国的建筑行业也得到了极大的发展。
建筑行业在市场经济中的占比相较以前有了显著的提高。
钢材属于建筑生产中的一项重要原料，所以在建筑行业发展的同时，钢材的需求量也在明显的增大。
在这一时代背景下，炼钢行业迎来了更多的挑战，他们只有不断的提高钢材的质量与生产效率，才能满足这个时代的需求。
我国的炼钢水平在近几年有了很明显的提升，总体来说已经达到了国际的平均水平，且已经基本能够满足我国建筑行业的发展需求。
目前，我国转炉炼钢的终点控制技术还在不断的发展中，还存在很大的进步空间。
所以我们要对其产生的问题及其存在的不足进行分析探讨，找到合理的解决措施，不断的提升和优化我国的转炉炼钢终点控制技术。
1. 我国转炉炼钢终点控制技术的现状我国转炉炼钢技术的发展历史并非十分久远，但它的发展速度却是有目共睹的。
随着社会越来越智能化与信息化，计算机技术也开始慢慢的被运用到了钢铁的冶炼过程中，我国的钢铁冶炼工程也越来越智能化。
智能化水平的提升也不断的影响着我国转炉炼钢的终点控制技术的发展。
转炉炼钢的终点控制技术所控制的主要是钢水中的碳含量以及钢水的温度。
如果钢水中的碳含量较高，那么就会影响钢水的脱磷脱硫处理。
相反如果温度太低的话，则会增大锅中氧的含量，最终可能会增加冷却剂，副原料和金属等的消耗。
为了处理锅炉中出现的氧过量的问题，金属的冶炼时间会有所增加，而后冶炼出的钢材的质量也会明显减少。
所以说转炉炼钢终点控制技术对于钢铁冶炼来讲十分关键，该技术不仅关乎着钢材的质量，也关联着钢材生产的效率。
我国所拥有的转炉炼钢终点控制技术主要有人工经验控制技术，静态控制技术以及动态控制技术等等，我国的转炉炼钢终点控制技术已经到达了国际的先进水平。
炼钢转炉炉口火焰变化特征与吹炼数据的规律
炼钢转炉炉口火焰变化特征与吹炼数据的规律作者：杨帆来源：《山东工业技术》2018年第04期摘要：在当今的钢铁生产中，炼钢转炉的炉口火焰的动态变化特征成为现如今被重点研究的课题之一，因其和炼钢过程中的吹炼的数据存在很大的关联性，在炼钢过程的不同吹炼时段，因炼钢转炉的炉口火焰不同，吹炼的数据也会产生不同的规律。
本文通过对炼钢转炉炉口的火焰动态变化特征和吹炼数据之间存在的相关规律进行研究，从而对炉口的火焰变化特征进行数据描述，使得出的相关规律可以为炼钢转炉的钢铁生产工作提供有效的帮助。
关键词：炼钢转炉；火焰动态变化；吹炼数据DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2018.04.0711 我国炼钢工艺现状在我国当今的工业体系当中，钢铁工业占到了极其重要的地位，由于各种重工业都需要钢铁，炼钢工业的发展程度也就是我国国民经济的发展程度。
在我国现今的炼钢工业中，炼钢工艺大多采用转炉炼钢，使用转炉炼钢的企业占到了炼钢企业中的百分之80左右。
转炉炼钢，是一种使用铁水、废旧钢铁以及钛合金等金属为原材料的炼钢工艺。
在转炉炼钢中，炼钢炉并不需要使用外加的能源，主要是用融化的铁水自身产生的热量以及融化的铁水中各种化学成分之间产生的化学反应而产生的热量从而在炼钢转炉中实现钢铁的提炼。
在炼钢转炉中，炼钢的耐火材料有两种，碱性和酸性，炼钢转炉也因为耐火材料的不同分为碱性转炉和酸性转炉。
由于炼钢中转炉内有气体吹入，根据部位的不同分为三种，底吹、顶吹和侧吹。
根据吹入的气体种类的不同，炼钢转炉分为氧气转炉和空气转炉。
其中，使用氧气吹入，从顶部吹入，且耐火材料为碱性的炼钢转炉因为各类技术指标较高，生产速度较快，成为当今大多数工厂最先使用的炼钢炉。
在炼钢过程中，碳含量和温度是两个非常重要的指标，对碳含量和温度的控制直接决定了炼出来的钢铁的质量好坏。
在转炉炼钢工艺中，对于碳含量以及对于温度的控制其实就是对于炼钢终止过程的控制。
转炉炼钢终点控制技术研究及应用
转炉炼钢终点控制技术研究及应用摘要：转炉炼钢终点控制是转炉冶炼钢铁过程中的一道关键工序，其操作水平的高低事关产品质量与生产成效。
基于此，本文探讨了海量文献资料，对现今我国转炉炼钢终点控制技术发展实际状况开展了简单探析，进而从各个方面着手，深入探讨了转炉炼钢终点控制技术的运用策略。
关键词：转炉炼钢终点控制技术研究应用前言：近几年来，我国建筑行业经济发展迅猛，在市场经济中的占有量不断提高。
钢材作为建筑加工的关键材质之一，市场需求量越来越高，这对炼钢技术提出了更加苛刻的要求。
现今，我国炼钢技术已经满足了国际相应指标，甚至远远超出一些国家，已经能够满足建筑行业的发展所需。
可是，转炉炼钢终点控制技术仍旧处于发展时期，操作技术上有巨大的提高空间。
基于此，本文对现今我国转炉炼钢终点控制技术发展实际状况与运用问题开展探讨，有助于掌握终点控制的精准状况，对尽可能提高转炉炼钢终点控制技术水平有所帮助。
一、转炉炼钢终点控制技术发展实际状况20世纪60年代，我国冶炼钢铁技术刚刚兴起，通过了半个世纪的发展，计算机广泛应用至冶炼钢铁，充分提升了转炉炼钢终点控制技术水准。
转炉炼钢终点控制重点是控制钢水的碳含量与温度，碳含量过大会影响脱磷效果，过低会提高钢内的氮、氧含量，甚至会加剧冷却剂、副原料、金属等损耗，拉长冶炼时长，最终影响钢的质量。
因此，转炉炼钢终点控制是核心所在，不单单影响着钢铁料的消耗，也会影响最终冶炼质量及生产效率[1]。
二、转炉炼钢终点控制方式1.增碳控制方式增碳控制方式运用的最终目的就是提高含碳量，对于炼钢终点含碳量予以控制，确保出钢时期实现增碳行为，使得炼钢质量满足所需。
运用这一方式造成炼钢环节铁资源的浪费，消耗更多废钢。
可是，在终点控制用时增碳剂的挑选十分关键，必须保障其纯度与质量可以满足指标，以规避钢水形成的污染，对炼钢效果造成影响。
虽然这一手段运用操作便捷，可是注意事项更多，假如控制不得当，就会对终点控制效果造成影响，威胁终点碳温命中率。
浅析一炼钢转炉炼钢终点控制技术技术优化
浅析一炼钢转炉炼钢终点控制技术技术优化目前，转炉炼钢生产是钢铁生产环节中的重中之重，占据着重要的生产地位，而且在经济和社会不断发展的影响之下，正在被广泛地应用和推广。
转炉炼钢终点控制技术是转炉后期操作工序中的重要环节，可以明显地提升钢铁的冶炼效率。
但是，转炉炼钢技术仍然存在着较多的不足之处，因此，要不断优化转炉炼钢终点控制技术，不断增强转炉炼钢的使用性能和安全性能。
本文就此展开了论述，以供参阅。
标签：转炉炼钢；终点控制技术；应用；现状一、转炉炼钢终点控制技术的发展现状研究转炉炼钢方法的诞生最早可以追溯到上个世纪60年代。
那个时代，计算机技术的发展也使刚刚开始。
从事冶炼钢铁的工厂技术人员逐渐从日常生产当中总结出了一些经验，并通过利用热力实验进行了数据分析与总结，对冶炼钢铁过程中所涉及到的投人原材料，所有的化学反应及其所能够产生的热量进行了调查与总结，利用较为原始的计算机技术对钢铁冶炼的生产过程进行分解，并对每个生产环节的投人产出比进行了测试。
通过一系列的实验最终发现，转炉炼钢方法所得到钢铁的数量及质量与每个生产环节所投人原材料的数量有着至关重要的联系。
也就是说，转炉炼钢方法的实际操作中需要严格对整个环境给予控制。
实验数据表明，转炉炼钢过程中钢水碳含量及相对应冶炼温度两要素应给予高度控制，如果没有对钢水碳含量给予严格控制，就会产生钢材碳含量过高问题，从而极为不利于钢材当中铁矿物质的脱硫，相应的就会使钢材当中的氮氧含量总体升高；如果没有对冶炼温度给予严格控制时，就会产生钢材冶炼温度变化较大问题，从而会对不同生产环节中多样化原材料产生超过标准的不可控消耗，进而一方面会导致钢材出现质量问题，另一方面会使整个冶炼钢材的过程边长。
二、转炉炼钢终点的控制技术的种类（1）转炉炼钢终点控制是转炉冶炼后期的重要操作，终点控制的水平直接影响到生产效率和产品质量，随着我国炼钢工艺的不断完善，大大提高了炼钢生产的节奏，转炉炼钢终点主要采用动态控制法和静态控制法，通过分析企业转炉炼钢终点控制的现状，分析转炉炼钢终点控制的方法，对提高我国转炉炼钢终点控制有重要意义。
转炉炼钢终点控制技术应用
转炉炼钢终点控制技术应用摘要：钢材资源是社会建筑以及生产制造业必不可少的重要原材料之一，炼钢技术也是提供钢材原料的重要技术。
当前转炉炼钢技术是炼钢效率最高的技术之一，转炉炼钢终点控制技术则是转炉炼钢后期的重要操作程序，终点控制水平影响着炼钢的效率和质量技术。
因此文章就转炉炼钢终点控制技术应用进行探讨。
关键词：转炉炼钢；终点控制；应用随着社会经济的快速发展，钢材多数应用于房屋建造、商品楼构建等原材料需求方面，但传统的炼钢技术已经无法满足目前建筑对钢材的需求量，钢材本身的质量和生产效率也提出了更高的要求，因此企业要加强现代钢材炼钢过程，改善炼钢方法，提升炼钢效率，为社会需求提供充足的钢材资源。
就目前的炼钢技术发展前景看，转炉炼钢技术是企业的核心技术之一，是决定提升钢材质量的主要依据，但我国的转炉炼钢技术处于发展阶段，加强对炼钢技术的引进和完善，是提高企业经济效益和满足社会需求的关键。
一、转炉冶炼过程以目前炼钢行业发展现状来看，转炉炼钢技术在实际应用中炼制效率最高且产品质量达标的前沿技术，而转炉炼钢终点控制技术则是生产系统中的核心技术，对钢水质量、冶炼时间等方面的控制具有不可取代的作用。
转炉冶炼使用原辅、辅料的保供与质量检查工作，铁水成份、温度条件对转炉冶炼的影响，石灰、白云石质量对转炉冶炼的影响，废钢、生铁质量对转炉冶炼的影响。
在总装入量128±2吨总装不变的前提下，通过提高废钢用量（单炉16 吨提高到28吨左右），降低铁水用量（单炉 110 吨降低到 100 吨左右），降低转炉冶炼铁耗指标，目前此指标由 900kg/t 钢降低到 850kg/t，废钢提高后对转炉热平衡的影响，以及为保持转炉热平衡，稳定出钢温度在转炉冶炼技术与操作上做出优化。
二、常见转炉炼钢终点控制技术（一）人工经验控制技术（1）拉碳补吹法拉碳补吹法为最常见的人工经验控制技术，其主要是作用于吹炼后期，基于人工经验来判断钢中碳含量是否达到终点目标，而控制停止继续吹氧。
转炉炼钢终点控制技术探讨
转炉炼钢终点控制技术探讨转炉炼钢是一种重要的钢铁冶炼技术，终点控制技术是整个炼钢过程中非常重要的环节。
终点控制技术的优劣直接影响钢水的质量和生产成本，因此各个钢铁企业对于炼钢终点控制技术的研究和应用非常重视。
本文将就转炉炼钢终点控制技术进行探讨，分析目前常见的终点控制技术，以及未来的发展趋势。
一、转炉炼钢终点控制技术简介1.1 转炉炼钢的工艺流程转炉炼钢是通过在高炉出产的铁水中直接进行冶炼的工艺，通常采用氧气和其他燃料进行加热，将铁水中的碳和其他杂质物质氧化掉，从而得到纯净的钢水。
转炉炼钢的工艺流程相对比较简单，但是终点控制技术是非常重要的环节，其质量直接关系到最终钢水的品质。
1.2 终点控制技术的重要性终点控制技术是指在转炉炼钢的末端阶段，通过对各种工艺参数的调控，使得钢水的成分、温度和状态满足生产要求的技术。
终点控制技术的好坏直接影响钢水的成分均匀性、温度稳定性和氢氧化物的含量，这些都决定了最终钢水的品质，所以终点控制技术的研究和应用对于提高钢水质量、降低生产成本具有非常重要的意义。
2.1 观察法传统的终点控制技术是通过观察钢水的表面状态、温度和比重等指标，结合生产经验对终点进行判定。
这种方法简单易行，但是受到人员主观因素和钢水状态的影响较大，不能保证终点的准确性。
2.2 化学分析法化学分析法是通过实时监测钢水的成分变化来判断炼钢终点的技术。
目前主要采用的是光谱分析技术，通过对钢水中各种元素的含量进行实时监测和分析，从而判断炼钢终点。
这种方法能够准确地监测钢水的成分变化，但是需要大量的化验设备和人员，成本较高。
2.3 数学模型法数学模型法是通过对炼钢过程中各种参数的变化规律建立数学模型，从而预测炼钢终点。
目前，随着计算机技术的发展，数学模型法在炼钢终点控制技术中得到了广泛的应用。
通过对各种重要参数的变化规律进行建模，可以实时监测炼钢过程中各种指标的变化，从而控制终点。
这种方法能够准确地监测和控制炼钢终点，但是需要大量的数据和计算能力。
终点碳的判断
终点碳的判断在现代化的转炉，通过付枪检测或炉内取样进行快速分析，可以准确地控制终点。
但在小转炉上要做到这些就有很多困难。
因此，在国内中小转炉广泛地采用以下一些方法：（一）炉口火焰和火花判断法（二）看钢样判断碳的经验方法、结晶定碳、利用红外分析直读光谱仪的方法。
从炉内取出钢水样，不经铝脱氧，倒入样模，观看钢水表面颜色、沸腾情况及火花情况，判断终点碳的高低。
未经脱氧地钢水倒入样模后，在冷却时会有火花飞出。
这是由于碳氧反应产生沸腾，将小钢珠甩出来，周围空气一方面使钢珠表面氧化，另一方面又将氧传到钢珠内部。
当温度下降，以及钢珠内的氧达到一定浓度后，就会发生C + O反应，逸出CO。
由于CO气体膨胀产生很大压力将钢珠撑破，爆裂成许多小碎片。
弹跳的高温钢珠看起来象一条条火线，而炸裂的小碎片看起来象不同分叉的火花。
碳越高，碳氧反应越激烈，co气体生成越多，炸裂得越历害，分叉也就越多。
所以可以通过观察火花分叉的多少和弹跳情况去判断钢水中的含碳量。
这是炼钢工的一项基本功。
在正常冶炼情况下，当：〔C〕在0.3--0.4％范围，把钢样上的炉渣拨开就会出现沸腾，火花分叉较多且碳花密集，弹跳有力，射程较远。
〔C〕在0.18-0.25％范围，把钢样上的炉渣拨开便沸腾，火花分叉较清晰，一般分4一5叉，火花弹跳有力，弧度较大。
〔C〕在0.12-0.16％范围，碳花较稀，分叉明晰可辨，分3一4叉，落地呈“鸡爪”状，跳出的碳花弧度较小，多呈直线状。
〔C〕<0.10％时，碳花弹跳无力，基本不分叉，呈球状颗粒。
〔C〕再低时，火花似麦芒状，短而无力，随风飘摇。
钢样凝固后，观察它的上面、侧面、周边的毛刺多少去估计钢水含碳量的高低，观察经验如下：观察碳花时要注意排除一些假象：例如，当温度低时，钢水发粘，碳的判断值易偏高；当温度高时，情况又恰相反，老炉子枪位过高时，钢液上层含碳量较低，往往出现将判断值低于炉内实际值的现象。
而余锰高时，钢水粘，不易看准含碳量，往往判断值易偏高。
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w（Ｃ）／％
ｄ［w ｄ（tＣ）］／VＣ
第Ⅰ期 第Ⅱ期 第Ⅲ期 时间
图 ２ 熔池碳含量、脱碳速率三段式特征曲线
2.2 温度预报原理
根据辐射传热的观点，物体在每一个温度下都有
一个最大辐射强度的波长，而且随着温度的升高，最
大辐射强度的波长变短，物体的颜色由红变白。所以
火焰的颜色在很大程度上反映了火焰温度的高低。
图 ４ 碳含量预报
０４：５９：４５
现场对 ５０ 炉进行预报 w（Ｃ）在 １４％以下，控制 精度在±０．０１％范围内，命中率达到 ９０％以上，当终 点 w（Ｃ）＜０．０７％时，命中率达到 ９５％以上，预报效 果见下页图 ５。
工业摄像机获得火焰实时图片后，系统基于 ＲＧＢ 三色测温方法对火焰瞬时温度进行计算。通过 不断的采集图片，连续地对熔池温度进行预报。整个 炉次中炉口火焰的温度变化规律和熔池的温度变化
１
c２
２－ １－ １ λＧ λＲ λＢ
＋ｌｎ
ελＧ（T）ελＢ（T） ελ２G（T）
＋５ｌｎ
λＲλＢ λ２
Ｇ
． （８）
转炉炉口火焰的温度是由两部分混合组成 的［１］：一部分是从钢水中逸出的 ＣＯ 气体所具有的温度， 此温度实际上反映了钢水温度；另一部分是 ＣＯ 气体在 炉口与氧进行完全反应后放出的化学热，使火焰温度升 高。在一定碳含量下，其值可以认为是恒定的，因此可以 从火焰颜色来计算火焰温度，进而计算钢水的温度。 3 系统使用效果
控制范围为±１５ ℃时，温度命中率大于 ９０％，这一技术对提高我国中小转炉控制水平，提升钢材产量和质量具
有积极意义。
关键词：转炉 终点控制 火焰 光强 图像
中图分类号：ＴＦ７１３．１
文献标识码：Ｂ
收稿日期：２０１２－ ０５－ １５
终点控制是转炉冶炼后期的一个关键操作，准 确命中终点有利于提高钢厂生产效率、减少能源和 原材料浪费、提高钢材质量［１］。目前，主要的控制方 法包括人工经验技术、静态模型技术、副枪技术和烟 气分析技术［ １－ ４］。近年来，随着对钢材质量要求的提 高，人工经验和传统静态模型的控制精度已经越来 越难以满足客户要求［５］。副枪控制精度高，但是设备 价格昂贵，探头消耗大，同时对炉容要求严格，一般 要 １２０ ｔ 以上，难以满足我国以中小钢厂为主的现状［６］。 烟气分析技术不受炉容限制，但是对原材料要求、对 钢厂自动化要求高，同时其价格昂贵，且质谱仪属于 精密仪器，在钢厂炼钢环境下，气体标定周期短，采 样头更换频繁，维护量大［７］。
DOI:10.16525/14-1167/tf.2012.05.002
总第 １３９ 期 ２０１２ 年第 ５ 期
文章编号：1672-1152（2012）05-0025-03
山西冶金 ＳＨＡＮＸＩ ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ
炉口火焰信息在转炉炼钢终点控制中的应用
Ｔｏｔａｌ １３９ Ｎｏ．５，２０１２
度逐渐降低。各阶段的脱碳速度可用公式（１）、公式
（２）和公式（３）表示：
－ d［w（Ｃ）］／dt＝k1t．
（１）
－ d［w（Ｃ）］／dt＝k2． － d［w（Ｃ）］／dt＝k（3 Ｃ）．
（２） （３）
式中：k1、k2、k3 为系数，分别受各阶段主要因素影响；
t 为吹炼时间，ｍｉｎ；w（Ｃ）为熔池中碳的质量分数，％。
７ ０００
６ ０００
５ ０００
４ ０００
３ ０００
２ ０００
１ ０００
００ ２００ ４００ ６００ ８００ １ ０００ １ ２００ １ ４００ 时间 ／（０．５ ｓ）
４－ １ 强光曲线
发光强度 ／ｃｄ
w（Ｃ）／％
１０．０
５．０
０４：５９：００ ０４：５９：１５ ０４：５９：３０ 时刻
４－ ２ 碳含量预报曲线
熔池温度
２００
４００
６００
８００
１ ０００
１ ２００
１ ４００
时间 ／（０．５ ｓ）
图 ６ 整炉温度曲线
规律见图 ６。从图 ６ 中可以看出，随着冶炼的进行， 熔池温度一直呈上升趋势，火焰温度则是先上升然 后快速下降。
通过分析现场 ５０ 炉的温度情况，终点控制精度 在±１５ ℃时，命中率达到 ９０％以上，能够满足钢厂 要求，预报效果见图 ７。 4 结论
１）光强采集模块。其将光强信号变成电信号再变 成数字信号便于计算机分析处理，采用硬件滤波电路、 软件算法修正等方法来滤除噪声、降低采样的失真率。
２）视频采集模块。其采用工业摄像机、大变焦自
第一作者简介：王如伦（１９６７—），男，现在翼城钢铁有 限责任公司主要从事钢铁冶炼生产及工艺研究，副总工程 师。Ｔｅｌ：１３７８７２５５５９３，Ｅ－ ｍａｉｌ：ｌｚｍａｉｌｙ＠１２６．ｃｏｍ
ＣＣＤ 器件 R、G、B 通道的亮度，KＲ、KＧ、KＢ 为各通道的
光电相应特性系数，则得到：
R１＝KＲEλＲ．
（５）
G１＝KＧEλＧ．
（６）
B１＝KＢEλＢ．
（７）
对公式（５）、公式（６）、公式（７）取对数，然后
采用两两相比再相比的方法，即可得到要测的温度，
即公式（８）。
λ λ T＝
ｌｎ
R１B１ G２
火焰分析系统目前已经在翼城钢铁有限责任公 司 １ 号转炉上投入使用。现场采集某一炉次的光强 曲线如图 ４－ １ 所示。从图 ４－ １ 中可以看出，冶炼开始 后，光强首先呈逐渐增加的趋势，达到顶点后，快速 下降。根据光强曲线下降程度，建立后期碳含量实时 预报制度。对于某一炉次，其预报曲线如图 ４－ ２ 所 示，从图 ４－ ２ 中可以看出，随着碳含量降低，脱碳速 率逐渐下降，符合实际冶炼规律。
２０１２年第 ５ 期
王如伦，等：炉口火焰信息在转炉炼钢终点控制中的应用
· ２７ ·
w（Ｃ）／％
１４
实测值
１３
预报值
１２
１１
１０
９
８
７
６
５
４ ０ ５ １０ １５ ２０ ２５ ３０ ３５ ４０ ４５ ５０ 炉数 ／ 炉
图 ５ 碳含量实测值与预报值比较
温度 ／℃
１ ６９０ １ ６８０
实测值 预报值
１ ６７０
Abstract:Ｔｈｅ ｆｌａｍｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｈｏｔｏ-ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ｍａｃｈｉｎｅ ｖｉｅｗｅｒ ａｎｄ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃ ｔｈｅｏｒｙ， ｇａｔｈｅｒｓ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｆｌａｍｅ ｉｍａｇｅｓ ｏｎｌｉｎｅ ａｎｄ ｐｒｅｄｉｃｔｓ ｔｈｅ ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ． Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｃａｒｂｏｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｓ ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ０．１５％， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｉｓ ±０．０２％， ｔｈｅ ｈｉｔ ｒａｔｅ ｉｓ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ９０％， ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｉｓ ±１５ ℃， ｔｈｅ ｈｉｔ ｒａｔｅ ｉｓ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ９０％． Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｇｏｏｄ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ｌｅｖｅｌ， ｓｔｅｅｌ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｑｕａｎｔｉｔｙ． Key words:ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ， ｅｎｄ-ｐｏｉｎｔ ｃｏｎｔｒｏｌ， ｆｌａｍｅ， ｌｉｇｈｔ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ， ｉｍａｇｅ
１）火焰分析系统基于光电技术、机器视觉和冶
金原理，实时采集转炉炉口火焰光强和图像信息，能 够用于熔池碳含量和温度预报。
２）当终点碳含量小于 ０．１５％，控制范围±０．０２％ 时，系统命中率在 ９０％以上；当温度控制精度±１５ ℃ 时，系统命中率在 ９０％以上，符合钢厂使用要求。
参考文献 ［１］ 冯捷，张红文．转炉炼钢生产［Ｍ］，北京：冶金工业出版社，２００６． ［２］ 孟祥宁，张海鹰．转炉炼钢过程静态控制模型的改进［Ｊ］．材料
根据光辐射理论，当 c２／（λT）远大于 １ 时，在某 个特定的波长下，单色辐照度为［８］：
－
Eλ（T）＝c１λ
５－
e
c２/λT
ελ（T）．
（４）
火焰图像经彩色电荷偶合元件（ＣＣＤ）系统采
集后，按每像素 ２４ 位方式存储，其中包括各 ８ 位的
红色（Ｒ）、绿色（Ｇ）、蓝色（Ｂ）。对各自通道，通道
采集值正比于各自的单色辐照度，若 R１、G１、B１ 为
究学报，２００２，１４（３）：６８－ ７２． ［６］ 刘浏．转炉全自动吹炼技术［Ｊ］．冶金自动化，１９９９（４）：１－ ６． ［７］ 何平，刘浏．转炉激光炉气分析动态控制系统的开发［Ｊ］．钢铁，
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山西冶金 Ｅ－ ｍａｉｌ：ｙｅｊｉｎｓｘ＠１２６．ｃｏｍ
第 ３５ 卷
反映到炉口火焰上，则表现为，前期火焰从暗红 色渐渐变红，且浓度变淡；当红色火焰中有一束束白 光出现时，冶炼中期开始，此后火焰红色逐渐减退， 白光逐步增强。进入到冶炼后期，随着碳含量减少， 碳氧反应减弱，火焰浓度降低，白亮度变淡，火焰开 始向炉口收缩。因此，基于炉口火焰信息，可以对熔 池后期的碳含量进行预报，指导终点操作。
（编辑：苗运平）
End-point Control Technology of BOF Based on Flame Information
WANG Rulun1, LIU Zhuomin2, TIAN Lu2
（１．Ｙｉｃｈｅｎｇ Ｉｒｏｎ ａｎｄ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏ．， ｌｔｄ．， Ｌｉｎｆｅｎ ０４１０００，Ｃｈｉｎａ；ＨｅｎｇｙａｎｇＲａｍｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．，Ｈｅｎｇｙａｎｇ ４２１００１， Ｃｈｉｎａ）