第1期 杜鹃宇等：无钟布料料流轨迹激光测试与图像分析 ,25. 217mm.布料倾角相差3时(20~17°)，料流宽度 0.70r -16°—17%—20°—21° 最大相差为780mm,最小为80mm,平均落点差距为 0.65 -230—26°29 531mm;布料倾角相差3时(23~20°)，料流宽度最 0.60 大相差为420mm,最小为390mm,平均落点差距为 0.55 403mm;料倾角相差3时(29~26°)，料流宽度最大 0.50- 0.45 相差为600mm,最小为170mm,平均落点差距为 0.40 313mm,由上分析，溜槽倾角在极限角度下限附近 0.35- 在溜槽角度相差1时，同一料线的料流宽度相差约 0 0.51.0152.025 为190mm,溜槽角度相差3时，同一料线的料流宽 料线高度m 度呈现非线性关系，溜槽倾角较大时料流宽度的增 图7料流宽度测试曲线 加幅度小于溜槽倾角较小时的增加幅度，溜槽倾角 Fig 7 Trend curves of buaen flow with 在20~30°，溜槽角度相差3度时平均增幅约为400 mm. 从图6可以看到随着溜槽布料角度的增大，炉 料外侧轨迹偏向外侧的幅度越来越大，特别是料 线越深，布料角度越大，炉料轨迹外侧落点越容易 碰撞炉墙；同时，炉料的终点速度就会越大，越容 易破碎。这说明无钟炉顶设备安装越高，或溜槽越 长，即当布料角度为零时，溜槽末端离开零料线位 置越高，溜槽的可调角度范围就越小，布料就越不 灵活，越来越失去无钟布料的优势，因此，应尽可 图8小角度布料轨迹重现 能压低无钟炉顶高度，从图7中可以看到，随着布 Fig 8 Reconstniction tmajectory n mall angle 料角度的增大、料线的加深，料流宽度也在增加· 当料线深度超过1.3m时，较小的布料角度时其料 流宽度增加比较大布料角度时料流宽度增加得要 快.这种现象的出现一方面由于中心气流的影响， 另一方面是并罐布料炉料偏析导致的，因此，在进 行高炉操作时，大于1.3m料线时，必须要考虑料 流宽度的影响 —16° 17920 —219 —23—26°29° 图9大角度布料轨迹重现 Fig9 Reconstuction trajectory n larger angle 2 6结论 通过高炉布料测试，结合模式识别技术和图像 处理分析手段，提取高炉布料过程中的特征参数，动 05 1.0152.025 态重现布料轨迹，分析出高炉布料的最大容积、料面 料线高度m 形状、布料轨迹、料流落点和布料倾角极限等参数， 图6料流外侧轨迹测试曲线 修正实际布料过程参数，总结出高炉布料的实际规 Fig 6 Trend curves of bunen trajectories 律，准确描述高炉布料具体过程，重现高炉布料的 对于分析测量出来的料流轨迹的信息，采用VC 动态变化，为不同工况条件下高炉实际操作提供理 软件图像动态模拟和布料轨迹重现，突出显示料流 论依据. 的布料过程，直观地观察布料，实时地获得落点的轨 (1)立体视觉完全可以很好应用于高炉内部料 迹和位置数据，料流重现图像如图8和图9所示， 溜轨迹的检测.利用视察差原理恢复平面图像的立第 1期 杜鹏宇等： 无钟布料料流轨迹激光测试与图像分析 217ｍｍ．布料倾角相差 3°时 （20～17°）‚料流宽度 最大相差为780ｍｍ‚最小为80ｍｍ‚平均落点差距为 531ｍｍ；布料倾角相差 3°时 （23～20°）‚料流宽度最 大相差为 420ｍｍ‚最小为 390ｍｍ‚平均落点差距为 403ｍｍ；料倾角相差 3°时 （29～26°）‚料流宽度最大 相差为 600ｍｍ‚最小为 170ｍｍ‚平均落点差距为 313ｍｍ．由上分析‚溜槽倾角在极限角度下限附近 在溜槽角度相差 1°时‚同一料线的料流宽度相差约 为 190ｍｍ‚溜槽角度相差 3°时‚同一料线的料流宽 度呈现非线性关系‚溜槽倾角较大时料流宽度的增 加幅度小于溜槽倾角较小时的增加幅度．溜槽倾角 在 20～30°‚溜槽角度相差 3°度时平均增幅约为 400 ｍｍ． 从图 6可以看到随着溜槽布料角度的增大‚炉 料外侧轨迹偏向外侧的幅度越来越大．特别是料 线越深‚布料角度越大‚炉料轨迹外侧落点越容易 碰撞炉墙；同时‚炉料的终点速度就会越大‚越容 易破碎．这说明无钟炉顶设备安装越高‚或溜槽越 长‚即当布料角度为零时‚溜槽末端离开零料线位 置越高‚溜槽的可调角度范围就越小‚布料就越不 灵活‚越来越失去无钟布料的优势．因此‚应尽可 能压低无钟炉顶高度．从图 7中可以看到‚随着布 料角度的增大、料线的加深‚料流宽度也在增加． 当料线深度超过1∙3ｍ时‚较小的布料角度时其料 流宽度增加比较大布料角度时料流宽度增加得要 快．这种现象的出现一方面由于中心气流的影响‚ 另一方面是并罐布料炉料偏析导致的．因此‚在进 行高炉操作时‚大于 1∙3ｍ料线时‚必须要考虑料 流宽度的影响． 图 6 料流外侧轨迹测试曲线 Ｆｉｇ．6 Ｔｒｅｎｄｃｕｒｖｅｓｏｆｂｕｒｄｅｎｔｒａｊｅｃｔｏｒｉｅｓ 对于分析测量出来的料流轨迹的信息‚采用 ＶＣ 软件图像动态模拟和布料轨迹重现‚突出显示料流 的布料过程‚直观地观察布料‚实时地获得落点的轨 迹和位置数据．料流重现图像如图 8和图 9所示． 图 7 料流宽度测试曲线 Ｆｉｇ．7 Ｔｒｅｎｄｃｕｒｖｅｓｏｆｂｕｒｄｅｎｆｌｏｗｗｉｄｔｈ 图 8 小角度布料轨迹重现 Ｆｉｇ．8 Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｉｎｓｍａｌｌａｎｇｌｅ 图 9 大角度布料轨迹重现 Ｆｉｇ．9 Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｉｎｌａｒｇｅｒａｎｇｌｅ 6 结论 通过高炉布料测试‚结合模式识别技术和图像 处理分析手段‚提取高炉布料过程中的特征参数‚动 态重现布料轨迹‚分析出高炉布料的最大容积、料面 形状、布料轨迹、料流落点和布料倾角极限等参数‚ 修正实际布料过程参数‚总结出高炉布料的实际规 律．准确描述高炉布料具体过程‚重现高炉布料的 动态变化‚为不同工况条件下高炉实际操作提供理 论依据． （1） 立体视觉完全可以很好应用于高炉内部料 溜轨迹的检测．利用视察差原理恢复平面图像的立 ·25·