RH精炼炉钢水温度实时监测系统的优化设计
发布时间：2021-06-13 13:29
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...
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 研究背景
1.2 研究现状和进展
1.2.1 比色测温法
1.2.2 多波长法
1.3 本文研究的主要内容
1.4 本论文的创新部分
第二章 近红外图像比色测温的基本理论
2.1 经典测温理论
2.1.1 普朗克(Planck)辐射定律
2.1.2 斯蒂凡—玻尔兹曼定律
2.1.3 基尔霍夫(Kirchhoff)定律
2.1.4 维恩(Wien)位移定律
2.2 近红外图像比色测温原理
2.2.1 比色测温原理
2.2.2 比色测温法的优点
第三章 RH真空槽内钢水温度测量的关键技术优化
3.1 关键技术优化1--最优红外工作波段的选取
3.2 关键技术优化2--双波长的选择设计
3.3 关键技术优化3--钢水与炉体、钢渣等物质的精确区分
3.3.1 最佳分类数的确定
3.3.2 处理流程及结果
3.4 关键技术优化4--钢水液面的波动性计算
3.5 关键技术优化5--系统参数优化
3.6 关键技术优化6--灰度值修正
3.7 关键技术优化7--系统误差分析及校正
3.7.1 误差分析
3.7.2 误差修正
3.8 本章结论
第四章 近红外图像比色测温装置的系统优化
4.1 测温装置的系统构成
4.1.1 核心部件——双红外面阵探测器
4.1.2 主要技术指标
4.1.3 主要功能及其特点
4.2 测温装置工作流程
4.3 测温装置的优化设计
4.3.1 监测探头的二次改进
4.3.2 核心部件的防护优化
4.3.3 信号传输与抗干扰优化
4.3.4 筒体外壁结露问题的解决
4.4 测温软件系统构成及工作流程
4.5 测温软件优化
4.5.1 界面优化
4.5.2 工业监控与温度检测的自动切换
4.5.3 数据库及历史查询
4.5.4 温度预报模型的建立
4.6 本章结论
第五章 RH精炼炉应用结果及分析
5.1 RH精炼炉简介
5.2 工业试验结果
5.3 正式应用结果
5.3.1 典型炉次的连续测温结果
5.3.2 连续测温装置的测温精度
5.4 本章结论
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]Hybrid Model of Molten Steel Temperature Prediction Based on Ladle Heat Status and Artificial Neural Network[J]. Fei HE,Dong-feng HE,An-jun XU,Hong-bing WANG,Nai-yuan TIAN. Journal of Iron and Steel Research（International）. 2014(02)
[2]比色测温的波长选择[J]. 冯驰,张崇关,王兆丰. 应用科技. 2013(03)
[3]视频面阵CCD相机多模式成像技术[J]. 李国宁,张然峰,王文华,韩双丽,金龙旭. 半导体光电. 2012(06)
[4]红外成像技术在转炉钢渣检测中的应用[J]. 申屠理锋,唐安祥. 激光与红外. 2012(11)
[5]红外光纤比色测温法技术研究[J]. 赵团,张蕊,封青梅,王丽霞,姚洪志,纪向飞. 微波学报. 2012(S3)
[6]基于流体喷射原理的室内空间自然换气研究[J]. 毛文元,胡明辅,别玉,张允,常静华. 科学技术与工程. 2012(12)
[7]光场强度分布测量中CCD噪声的校正[J]. 刘立力,达争尚,田新锋,段亚轩,李东坚,孙策,董晓娜. 强激光与粒子束. 2011(09)
[8]吹氩站钢水终点温度预报模型及其仿真应用[J]. 芦永明,田乃媛,徐安军,贺东风. 冶金自动化. 2009(05)
[9]比色测温理论中误差修正函数的研究[J]. 吴海滨,刘纯红. 量子电子学报. 2009(01)
[10]Development of RH refining technology at Baosteel[J]. Jian Cui Zongze Huang Zhigang Ma Baoshan Iron & Steel Co.,Ltd.,Shanghai 201900,China. Baosteel Technical Research. 2007(01)
博士论文
[1]数字电视信号传输安全防范系统研究[D]. 任相军.中国海洋大学 2013
硕士论文
[1]黑体空腔钢水连续测温传感器传热模型及应用研究[D]. 刘勇霞.东北大学 2011
[2]动态测量系统可靠性分析及不确定度研究[D]. 张娟.西安石油大学 2011
[3]我国钢铁行业产业内贸易研究[D]. 王锡诚.华中科技大学 2010
[4]基于近红外比色测温技术对炉内温度全视场检测系统的研究[D]. 程闪.安徽大学 2010
[5]基于遗传算法的模糊聚类技术研究及应用[D]. 张秀兰.西安科技大学 2009
[6]基于CCD图像传感器的温度测量技术研究[D]. 张亮.哈尔滨工业大学 2008
[7]基于近红外成像技术的炉内工件比色测温系统[D]. 郑宏伟.安徽大学 2007
[8]一种新型非接触常温测量方法的研究[D]. 鞠晓君.山东科技大学 2007
[9]基于CCD图像传感器的高温熔体温度场软测量系统的研究[D]. 刘征.中南大学 2005
[10]电路故障红外实时检测系统研究[D]. 莫影.电子科技大学 2004
本文编号：3227609
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 引言
1.1 研究背景
1.2 研究现状和进展
1.2.1 比色测温法
1.2.2 多波长法
1.3 本文研究的主要内容
1.4 本论文的创新部分
第二章 近红外图像比色测温的基本理论
2.1 经典测温理论
2.1.1 普朗克(Planck)辐射定律
2.1.2 斯蒂凡—玻尔兹曼定律
2.1.3 基尔霍夫(Kirchhoff)定律
2.1.4 维恩(Wien)位移定律
2.2 近红外图像比色测温原理
2.2.1 比色测温原理
2.2.2 比色测温法的优点
第三章 RH真空槽内钢水温度测量的关键技术优化
3.1 关键技术优化1--最优红外工作波段的选取
3.2 关键技术优化2--双波长的选择设计
3.3 关键技术优化3--钢水与炉体、钢渣等物质的精确区分
3.3.1 最佳分类数的确定
3.3.2 处理流程及结果
3.4 关键技术优化4--钢水液面的波动性计算
3.5 关键技术优化5--系统参数优化
3.6 关键技术优化6--灰度值修正
3.7 关键技术优化7--系统误差分析及校正
3.7.1 误差分析
3.7.2 误差修正
3.8 本章结论
第四章 近红外图像比色测温装置的系统优化
4.1 测温装置的系统构成
4.1.1 核心部件——双红外面阵探测器
4.1.2 主要技术指标
4.1.3 主要功能及其特点
4.2 测温装置工作流程
4.3 测温装置的优化设计
4.3.1 监测探头的二次改进
4.3.2 核心部件的防护优化
4.3.3 信号传输与抗干扰优化
4.3.4 筒体外壁结露问题的解决
4.4 测温软件系统构成及工作流程
4.5 测温软件优化
4.5.1 界面优化
4.5.2 工业监控与温度检测的自动切换
4.5.3 数据库及历史查询
4.5.4 温度预报模型的建立
4.6 本章结论
第五章 RH精炼炉应用结果及分析
5.1 RH精炼炉简介
5.2 工业试验结果
5.3 正式应用结果
5.3.1 典型炉次的连续测温结果
5.3.2 连续测温装置的测温精度
5.4 本章结论
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]Hybrid Model of Molten Steel Temperature Prediction Based on Ladle Heat Status and Artificial Neural Network[J]. Fei HE,Dong-feng HE,An-jun XU,Hong-bing WANG,Nai-yuan TIAN. Journal of Iron and Steel Research（International）. 2014(02)
[2]比色测温的波长选择[J]. 冯驰,张崇关,王兆丰. 应用科技. 2013(03)
[3]视频面阵CCD相机多模式成像技术[J]. 李国宁,张然峰,王文华,韩双丽,金龙旭. 半导体光电. 2012(06)
[4]红外成像技术在转炉钢渣检测中的应用[J]. 申屠理锋,唐安祥. 激光与红外. 2012(11)
[5]红外光纤比色测温法技术研究[J]. 赵团,张蕊,封青梅,王丽霞,姚洪志,纪向飞. 微波学报. 2012(S3)
[6]基于流体喷射原理的室内空间自然换气研究[J]. 毛文元,胡明辅,别玉,张允,常静华. 科学技术与工程. 2012(12)
[7]光场强度分布测量中CCD噪声的校正[J]. 刘立力,达争尚,田新锋,段亚轩,李东坚,孙策,董晓娜. 强激光与粒子束. 2011(09)
[8]吹氩站钢水终点温度预报模型及其仿真应用[J]. 芦永明,田乃媛,徐安军,贺东风. 冶金自动化. 2009(05)
[9]比色测温理论中误差修正函数的研究[J]. 吴海滨,刘纯红. 量子电子学报. 2009(01)
[10]Development of RH refining technology at Baosteel[J]. Jian Cui Zongze Huang Zhigang Ma Baoshan Iron & Steel Co.,Ltd.,Shanghai 201900,China. Baosteel Technical Research. 2007(01)
博士论文
[1]数字电视信号传输安全防范系统研究[D]. 任相军.中国海洋大学 2013
硕士论文
[1]黑体空腔钢水连续测温传感器传热模型及应用研究[D]. 刘勇霞.东北大学 2011
[2]动态测量系统可靠性分析及不确定度研究[D]. 张娟.西安石油大学 2011
[3]我国钢铁行业产业内贸易研究[D]. 王锡诚.华中科技大学 2010
[4]基于近红外比色测温技术对炉内温度全视场检测系统的研究[D]. 程闪.安徽大学 2010
[5]基于遗传算法的模糊聚类技术研究及应用[D]. 张秀兰.西安科技大学 2009
[6]基于CCD图像传感器的温度测量技术研究[D]. 张亮.哈尔滨工业大学 2008
[7]基于近红外成像技术的炉内工件比色测温系统[D]. 郑宏伟.安徽大学 2007
[8]一种新型非接触常温测量方法的研究[D]. 鞠晓君.山东科技大学 2007
[9]基于CCD图像传感器的高温熔体温度场软测量系统的研究[D]. 刘征.中南大学 2005
[10]电路故障红外实时检测系统研究[D]. 莫影.电子科技大学 2004
本文编号：3227609
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3227609.html
