一种色值识别装置、炉况稳定方法、设备及存储介质

技术领域

本发明涉及高炉操作技术领域，特别涉及一种色值识别装置、炉况稳定方法、设备及存储介质。

背景技术

当前，高炉炉况稳定顺行，一般是指炉内炉料下降与煤气流上升均匀，炉温充沛稳定，生铁质量稳定。由于高炉炼铁过程密闭，内部运行环境高压、高温等条件恶劣，各过程参数难以实时在线准确检测，一般可采取风量、风压、料速、顶温等间接性参数来表征高炉炉况稳定性，行业内甚至同企业内都存在较多争议，缺乏一致认可的技术指标。由于实际高炉冶炼过程参数难以实时准确检测，目前炉长一般都是凭借自身经验，结合上述间接性参数，以及目测实际高炉运行过程状态，例如，风口火焰、出铁铁花等，人工判断高炉炉况稳定性，使得高炉生产操作各班组缺少协调性，且这种人工经验操作模式偏于主观，相对粗糙，且对工长高炉操作经验等要求较高。

现高炉炉况稳定性一般都是通过间接性参数来表征高炉炉况稳定性，例如，炉况评估因子有布料重量变化率与炉顶煤气最大温差均值变化率之间的比值、布料时间对应的顶温变化速率等，均是采用料速、顶温等间接性参数，实际执行过程中存在争议，仍需结合工长人工目测判断来实施高炉生产操作。

综上可知，现有技术中通过间接参数判断高炉炉况稳定性存在指标不统一、误差大等问题，且人工目测判断偏于主观、相对粗糙。因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种色值识别装置、炉况稳定方法、设备及存储介质，能够直观、准确判断高炉炉况稳定性，为高炉整体生产操作提供了科学依据，更为科学评价高炉炉况稳定性提供了一项便捷、直观的技术指标。其具体方案如下：

第一方面，本申请公开了一种色值识别装置，包括：

铁水取样器，用于获取铁水；

标准样盒，用于盛装所述铁水取样器获取到的所述铁水；

半密闭摄像箱，用于通过所述半密闭摄像箱中的固定摄像仪采集所述标准样盒内的所述铁水的铁水料面图像；

安装于所述半密闭摄像箱内、外预设位置处的强风冷却系统，用于降低所述半密闭摄像箱的环境温度；

安装于高炉主控微机的色值识别系统，用于提取所述铁水料面图像中所述铁水的色值，并监测所述铁水的所述色值到达标准色值的时间以基于获取所述铁水的取样开始时间和所述到达标准色值的时间确定出高炉炉况稳定性；所述标准色值表示前n炉的所述标准样盒内的铁水颜色转变为灰暗色时的色值平均值。

可选的，所述铁水取样器由取样棒和取样勺组成；其中，所述取样棒为采用硬质耐高温钢管制作的钢管棒，所述取样棒的一端采用硬质耐热橡胶材质包裹为手持柄，所述取样棒的另一端焊接所述取样勺，所述取样勺采用硬质耐高温合金制作而成。

可选的，安装于所述半密闭摄像箱下的所述标准样盒为盒顶开口，盒边、盒底紧密闭合的样盒，且所述标准样盒为采用耐高温材质制作而成。

可选的，所述半密闭摄像箱由半密闭箱体、标准灯、固定摄像仪组成；且所述半密闭箱体为采用硬质耐热材质制作的下开口的箱体；所述固定摄像仪为固定安装于所述半密闭箱体内部上侧的高清摄像头；所述标准灯为等间隔固定安装在所述半密闭箱体内部上侧的高亮耐热灯。

可选的，所述强风冷却系统为采用高压空气作为冷却源的冷却系统。

第二方面，本申请公开了一种炉况稳定方法，应用于所述的色值识别装置中的所述色值识别系统，包括：

确定获取所述铁水时的取样开始时间与所述到达标准色值的时间之间的差值以得到标准色值时间差；

基于所述标准色值时间差确定出高炉炉况稳定值；

根据所述高炉炉况稳定值判断出高炉炉况的稳定性，并触发执行与所述高炉炉况稳定性对应的稳定炉况操作。

可选的，所述基于所述标准色值时间差确定出高炉炉况稳定值，包括：

确定出前n炉的所述标准色值时间差与前n-1炉的所述标准色值时间差之间的差值；

确定所述差值与前m炉的所述标准色值时间差的平均值之间的比值；

将预设数值与所述比值之间的求和结果的百分比确定为高炉炉况稳定值。

可选的，所述根据所述高炉炉况稳定值判断出高炉炉况的稳定性，并触发执行与所述高炉炉况稳定性对应的稳定炉况操作，包括：

如果所述高炉炉况稳定值小于预设稳定性上限阈值且大于预设稳定性下限阈值，则判定高炉炉况的稳定性较好，并保持稳定炉况向好的操作；

如果所述高炉炉况稳定值小于等于所述预设稳定性下限阈值且大于预设稳定性下下限阈值，则判定所述高炉炉况的稳定性下偏差，并触发执行提升炉温的稳定炉况操作；

如果所述高炉炉况稳定值小于等于所述预设稳定性下下限阈值，则判定所述高炉炉况的稳定性下过差，并触发执行与所述稳定性下过差对应的稳定炉况操作；

如果所述高炉炉况稳定值小于预设稳定性上上限阈值且大于等于所述预设稳定性上限阈值，则判定所述高炉炉况的稳定性上偏差，并触发执行与所述稳定性上偏差对应的稳定炉况操作；

如果所述高炉炉况稳定值大于所述预设稳定性上上限阈值，则判定所述高炉炉况的稳定性上过差，并触发执行与所述稳定性上过差对应的稳定炉况操作。

第三方面，本申请公开了一种电子设备，包括：

存储器，用于保存计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序，以实现前述公开的炉况稳定方法的步骤。

第四方面，本申请公开了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序；其中，所述计算机程序被处理器执行时实现前述公开的炉况稳定方法的步骤。

可见，本申请提供了一种色值识别装置，包括：铁水取样器，用于获取铁水；标准样盒，用于盛装所述铁水取样器获取到的所述铁水；半密闭摄像箱，用于通过所述半密闭摄像箱中的固定摄像仪采集所述标准样盒内的所述铁水的铁水料面图像；安装于所述半密闭摄像箱内、外预设位置处的强风冷却系统，用于降低所述半密闭摄像箱的环境温度；安装于高炉主控微机的色值识别系统，用于提取所述铁水料面图像中所述铁水的色值，并监测所述铁水的所述色值到达标准色值的时间以基于获取所述铁水的取样开始时间和所述到达标准色值的时间确定出高炉炉况稳定性；所述标准色值表示前n炉的所述标准样盒内的铁水颜色转变为灰暗色时的色值平均值。由此可见，本申请通过高炉炉前出铁取样色值分析，解决了通过间接参数判断高炉炉况稳定性产生指标不统一、误差大，人工目测判断偏于主观、相对粗糙等问题，能够直观、准确判断高炉炉况稳定性，从而为高炉整体生产操作提供了科学依据，更为科学评价高炉炉况稳定性提供了一项便捷、直观的技术指标，同时也大大提高了炉前作业技能水平和作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请公开的一种色值识别装置结构示意图；

图2为本申请公开的一种铁水取样器结构示意图；

图3为本申请公开的一种标准样盒结构示意图；

图4为本申请公开的一种半密闭摄像箱结构示意图；

图5为本申请公开的一种炉况稳定方法流程图；

图6为本申请公开的一种电子设备结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

当前，高炉炉况稳定顺行，一般是指炉内炉料下降与煤气流上升均匀，炉温充沛稳定，生铁质量稳定。由于高炉炼铁过程密闭，内部运行环境高压、高温等条件恶劣，各过程参数难以实时在线准确检测，一般可采取风量、风压、料速、顶温等间接性参数来表征高炉炉况稳定性，行业内甚至同企业内都存在较多争议，缺乏一致认可的技术指标。由于实际高炉冶炼过程参数难以实时准确检测，目前炉长一般都是凭借自身经验，结合上述间接性参数，以及目测实际高炉运行过程状态，人工判断高炉炉况稳定性，使得高炉生产操作各班组缺少协调性，且这种人工经验操作模式偏于主观，相对粗糙，且对工长高炉操作经验等要求较高。也就是说，通过间接参数判断高炉炉况稳定性存在指标不统一、误差大等问题，且人工目测判断偏于主观、相对粗糙。为此，本申请提供了一种色值识别装置，能够通过高炉炉前出铁的取样色值分析，解决通过间接参数判断高炉炉况稳定性产生指标不统一、误差大，人工目测判断偏于主观、相对粗糙等问题，从而能够直观、准确判断高炉炉况稳定性。

本发明实施例公开了一种色值识别装置，参见图1所示，该装置包括：

铁水取样器A1，用于获取铁水；

本实施例中，所述铁水取样器A1由取样棒1和取样勺2组成；如图2所示，所述取样棒1为采用硬质耐高温钢管制作的钢管棒，所述取样棒1的一端采用硬质耐热橡胶材质包裹为手持柄3，所述取样棒的另一端焊接所述取样勺2，所述取样勺2采用硬质耐高温合金制作而成。需要指出的是，铁水取样器A1的尺寸大小可以依据实际炉前的空间尺寸确定，一般取样棒1的尺寸可以为3000mm-4000mm、取样勺2的尺寸可以为125cm

标准样盒6，用于盛装所述铁水取样器获取到的所述铁水；

本实施例中，安装于所述半密闭摄像箱下的所述标准样盒为盒顶开口，盒边4、盒底5紧密闭合的样盒6，且所述标准样盒6为采用耐高温材质制作而成。如图3所示，采用耐火砖铺底作为盒底5，四周盒边4紧密闭合，避免铁水溢出，上开口以便倒入铁水和系统取值，并且该标准样盒的大小可以为125cm

半密闭摄像箱A2，用于通过所述半密闭摄像箱中的固定摄像仪采集所述标准样盒内的所述铁水的铁水料面图像；

本实施例中，所述半密闭摄像箱A2由半密闭箱体7、标准灯8、固定摄像仪9组成；且所述半密闭箱体7为采用硬质耐热材质制作的下开口的箱体；所述固定摄像仪9为固定安装于所述半密闭箱体内部上侧的高清摄像头；所述标准灯8为等间隔固定安装在所述半密闭箱体内部上侧的高亮耐热灯。例如，如图4所示，采用φ3mm钢板制作5.5m×1.5m×800mm的半密闭箱体7，其三面封闭、下面开口侧正对标准样盒6内的铁水上表面，在半密闭箱内上侧，固定安装高清摄像头9，定角度，即垂直、定距离，通过高清摄像头9采集标准样盒内的铁水料面图像，采用8组LED高亮耐热灯8，等间隔固定安装在半密闭箱内上侧，光线直射标准样盒6内的铁水料面确保环境亮度相对稳定。

安装于所述半密闭摄像箱内、外预设位置处的强风冷却系统10，用于降低所述半密闭摄像箱的环境温度；

本实施例中，所述强风冷却系统10采用高压空气作为冷却源，安装在半密闭箱内、外适当位置处，一方面降低半密闭摄像箱A3的环境温度，另一方面保证半密闭摄像箱A3的清洁，尤其是，其中的高清摄像头的清洁。

安装于高炉主控微机11的色值识别系统A3，用于提取所述铁水料面图像中所述铁水的色值，并监测所述铁水的所述色值到达标准色值的时间以基于获取所述铁水的取样开始时间和所述到达标准色值的时间确定出高炉炉况稳定性；所述标准色值表示前n炉的所述标准样盒内的铁水颜色转变为灰暗色时的色值平均值。

可以理解的是，色值识别系统安装在高炉主控微机，对采集的铁水料面图像提取色值，监测到达标准色值的时间，等比模拟计算高炉炉前炉况稳定性。其中，标准色值为铁水颜色转为灰暗色时的色值。需要指出的是，除了利用前n炉的所述标准样盒内的铁水颜色转变为灰暗色时的色值平均值表示标准色值之外，还可以通过人为干预，手动输入标准色值R、G、B或H、S、V等。并且n的取值可设置为5至30中的任意一个数值。例如，取30炉标准样盒内铁水灰暗色值的平均值作为标准色值，或手动输入标准色值H，并且在炉况出现阶段性异常波动炉温上限控制时，根据实际经验值确定标准色值。

可见，本申请实施例中，通过高炉炉前出铁取样色值分析，解决了通过间接参数判断高炉炉况稳定性产生指标不统一、误差大，人工目测判断偏于主观、相对粗糙等问题，能够直观、准确判断高炉炉况稳定性，从而为高炉整体生产操作提供了科学依据，更为科学评价高炉炉况稳定性提供了一项便捷、直观的技术指标，同时也大大提高了炉前作业技能水平和作业效率。

本发明实施例公开了一种炉况稳定方法，参见图5所示，应用于上述的色值识别装置中的所述色值识别系统，该方法包括：

步骤S11：确定获取所述铁水时的取样开始时间与所述到达标准色值的时间之间的差值以得到标准色值时间差。

本实施例中，通过色值识别系统监控到铁水的色值到达标准色值时的时间，即到达标准色值时间，然后根据记录的获取铁水的取样开始时间和所述到达标准色值时间确定出标准色值时间差，也即确定获取所述铁水时的取样开始时间与所述到达标准色值的时间之间的差值以得到标准色值时间差。例如，标准色值时间差T

步骤S12：基于所述标准色值时间差确定出高炉炉况稳定值。

本实施例中，确定获取所述铁水时的取样开始时间与所述到达标准色值的时间之间的差值以得到标准色值时间差之后，可以直接基于该标准色值时间差确定出高炉炉况稳定值，也就是说，通过高炉炉前出铁取样色值分析，从而能够直观、准确判断高炉炉况稳定性，具体的，确定出前n炉的所述标准色值时间差与前n-1炉的所述标准色值时间差之间的差值；确定所述差值与前m炉的所述标准色值时间差的平均值之间的比值；将预设数值与所述比值之间的求和结果的百分比确定为高炉炉况稳定值。例如，高炉炉前炉况稳定值W

步骤S13：根据所述高炉炉况稳定值判断出高炉炉况的稳定性，并触发执行与所述高炉炉况稳定性对应的稳定炉况操作。

需要指出的是，根据生产实际设定高炉炉前炉况稳定性的合理阈值，可在105％-120％范围内确定任意一个数值作为预设稳定性上限阈值、可在110％-140％范围内确定任意一个数值作为预设稳定性上上限阈值、可在80％-95％范围内确定任意一个数值作为预设稳定性下限阈值、可在60％-90％范围内确定任意一个数值作为预设稳定性下下限阈值。

本实施例中，计算出高炉炉况稳定值之后，根据所述高炉炉况稳定值判断出高炉炉况的稳定性，并触发执行与所述高炉炉况稳定性对应的稳定炉况操作。例如，设置高炉炉前炉况稳定性的预设稳定性上上限阈值120％、预设稳定性上限阈值为110％、预设稳定性下限阈值为90％、预设稳定性下下限阈值80％，如果所述高炉炉况稳定值小于预设稳定性上限阈值且大于预设稳定性下限阈值，则判定高炉炉况的稳定性较好，并保持稳定炉况向好的操作，也就是说，高炉炉况稳定值在合理阈值范围内，即90％

可见，本申请实施例中，通过高炉炉前出铁取样色值分析，解决了通过间接参数判断高炉炉况稳定性产生指标不统一、误差大，人工目测判断偏于主观、相对粗糙等问题，能够直观、准确判断高炉炉况稳定性，从而为高炉整体生产操作提供了科学依据，更为科学评价高炉炉况稳定性提供了一项便捷、直观的技术指标，同时也大大提高了炉前作业技能水平和作业效率。

例如，用耐火砖制作标准样盒，放置在半密闭摄像箱下，开启强冷阀门、半密闭摄像箱内的固定摄像仪和标准灯，并开启高炉主控微机内的色值识别系统，输入标准色值，或自动计算前24炉的平均色值作为标准色值、并设置相关的稳定性阈值，色值识别系统启动运行，然后用铁水取样器从铁沟取铁水倒入标准样盒，色值识别系统运行，如果识别判断出为当前高炉炉况稳定性较好，如表1中的案例1，则继续保持；如果识别判断出为当前高炉炉况稳定性下偏差，如表1中的案例2，则提升炉温稳定炉况；如果识别判断出为当前高炉炉况稳定性下过差，如表1中的案例3，则及时联系执行提升燃料比、减少出铁等稳定炉况操作；如果识别判断出为当前高炉炉况稳定性上偏差，如表1中的案例4，需及时结合风量、风压、料速、顶温等间接性参数进行分析处理，如果是炉况顺行则适当低硅冶炼操作，如果是炉况阶段波动则继续上限控制炉温操作；如果识别判断出为当前高炉炉况稳定性上过差，如表1中的案例5，需及时结合风量、风压、料速、顶温等间接性参数进行分析处理，如果是炉况顺行则在稳定炉况基础上适当低硅、提产冶炼操作，如果是炉况阶段波动则继续上限控制炉温操作。

表1

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进一步的，本申请实施例还提供了一种电子设备。图6是根据一示例性实施例示出的电子设备20结构图，图中的内容不能认为是对本申请的使用范围的任何限制。

图6为本申请实施例提供的一种电子设备20的结构示意图。该电子设备20，具体可以包括：至少一个处理器21、至少一个存储器22、电源23、通信接口24、输入输出接口25和通信总线26。其中，所述存储器22用于存储计算机程序，所述计算机程序由所述处理器21加载并执行，以实现前述任一实施例公开的炉况稳定方法中的相关步骤。另外，本实施例中的电子设备20具体可以为电子计算机。

本实施例中，电源23用于为电子设备20上的各硬件设备提供工作电压；通信接口24能够为电子设备20创建与外界设备之间的数据传输通道，其所遵循的通信协议是能够适用于本申请技术方案的任意通信协议，在此不对其进行具体限定；输入输出接口25，用于获取外界输入数据或向外界输出数据，其具体的接口类型可以根据具体应用需要进行选取，在此不进行具体限定。

另外，存储器22作为资源存储的载体，可以是只读存储器、随机存储器、磁盘或者光盘等，其上所存储的资源可以包括操作系统221、计算机程序222等，存储方式可以是短暂存储或者永久存储。

其中，操作系统221用于管理与控制电子设备20上的各硬件设备以及计算机程序222，其可以是Windows Server、Netware、Unix、Linux等。计算机程序222除了包括能够用于完成前述任一实施例公开的由电子设备20执行的炉况稳定方法的计算机程序之外，还可以进一步包括能够用于完成其他特定工作的计算机程序。

进一步的，本申请实施例还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器加载并执行时，实现前述任一实施例公开的炉况稳定方法步骤。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的一种色值识别装置、炉况稳定方法、设备及存储介质进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。