[发明专利]一种电熔镁熔炼过程炉壁温度监测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业生产领域，具体涉及一种电熔镁熔炼过程炉壁温度监测装置及方法。

背景技术

电熔镁砂是一种熔点高，纯度高，结构致密的碱性耐火材料，被广泛应用于冶金行业、玻璃工业、水泥工业、家电加热器和高温化学工业等诸多领域。电熔镁砂的生产以轻烧氧化镁为原料，经过三相电弧炉熔炼而成。2800℃是氧化镁的熔点，温度对氧化镁的熔炼作用重大，决定氧化镁的结晶程度。在目前的工业实际中，由于温度控制的不稳定性，容易导致安全事故，炉壁烧穿等情况，建立电熔镁炉熔炼过程炉壁温度场的模型，可以给操作工人提供量化指标，为炉壁烧穿等情况提供量化指标，对提高熔炼安全意义重大。

发明内容

针对现有技术的不足，提供一种电熔镁熔炼过程炉壁温度监测装置及方法。

本发明的技术方案是：

一种电熔镁熔炼过程炉壁温度监测装置，包括温度测量装置和上位机；

所述的温度测量装置，包括不锈钢测温仪保护箱、非接触式红外测温仪和支架；

所述的上位机中设置有温度采集模块、温度场建模模块和温度显示模块；

所述的电熔镁炉的两侧和后侧分别安装有支架，每个支架上安装两个不锈钢测温仪保护箱，每个不锈钢测温仪保护箱的安装高度皆不相同，非接触式红外测温仪共有六个，分别安装于不锈钢测温仪保护箱内，不锈钢测温仪保护箱面对电熔镁炉的一侧设置有开口，非接触式红外测温仪通过RS485总线或者USB2.0连接上位机；

所述的非接触式红外测温仪，用于当电熔镁炉在炉底驱动电机的带动下以一定角速度旋转时，扫描电熔镁炉炉壁某高度上不同位置，从而获得电熔镁炉在该高度的温度；

所述的温度采集模块，用于实时采集电熔镁炉炉壁上不同高度的温度，发送至温度场建模模块；

所述的温度场建模模块，用于将实时采集的电熔镁炉炉壁上不同高度的温度按照一个工作周期进行统计，采用KNN法剔除温度噪声和温度离群点，将每分钟内采集的不同高度的温度的平均值作为该一分钟内的不同高度的温度值，利用最小二乘法建立电熔镁炉炉壁不同高度的温度场模型；

所述的温度显示模块，用于根据电熔镁炉炉壁不同高度的温度场模型计算出不同时间内电熔镁炉炉壁不同高度的温度并显示。

采用电熔镁熔炼过程炉壁温度监测装置进行电熔镁熔炼过程炉壁温度监测的方法，包括以下步骤：

步骤1：电熔镁炉在电熔镁炉电机的带动下以一定角速度旋转，非接触式红外测温仪采集电熔镁炉炉壁上某个高度电熔镁炉炉体各个点的温度值，发送至上位机；

步骤2：上位机根据电熔镁炉炉壁上不同高度的温度建立温度场模型；

步骤2.1：对电熔镁炉炉壁上不同高度的温度按照一个工作周期进行统计；

步骤2.2：采用KNN法剔除温度噪声和温度离群点；

步骤2.3：将每分钟内采集的不同高度的温度的平均值作为该一分钟内的不同高度的温度值；

步骤2.4：将不同高度的温度值分为训练温度值和测试温度值，将训练温度值利用最小二乘法建立电熔镁炉炉壁不同高度的温度场模型：其中，T(t)表示不同采集时间的温度，t为温度采集时间，a_k为第k个拟合系数，n为拟合系数的总个数；

步骤2.5：利用测试温度值对温度场模型进行测试，判断温度场模型的准确率：将温度场模型计算数据与测试温度值进行比较，若温度场模型计算数据与测试温度值的误差的绝对值小于10％的个数占测试温度值个数的90％以上，则该温度场模型为准确的温度场模型，执行步骤4，否则，执行步骤3；

步骤3：修正温度场模型：增加惩罚因子p，-1＜p＜1，重新建立温度场模型，T′(t)=Σk=0n(1-p)aktk,]]>返回步骤2.5；