在高炉生产过程中,炉内状态是布料操作决策的关键。高炉炉内状态的检测、预测是高炉优化操作的基础。本文主要是针对高炉炉内的温度场和料面分布建立模型,提供更好的炉内状态信息。 首先本文简单介绍了高炉生产的工艺流程,阐明了高炉炉内温度场以及料面分布形成的机理。 其次在分析了国内外高炉温度场的检测和研究现状的基础上,针对安装了十字测温和红外摄像机的高炉,提出了一个基于红外图像的温度场模型。该模型融合了十字测温和炉内红外图像的信息,采用动态温度定标的方法得到灰度与温度的对应关系,同时还结合图像处理的方法,提取了温度场的伪彩图、等温线、径向温度等信息,为现场工作提供了更直观、深入的高炉炉内温度信息。 然后在分析了国内外高炉内料面分布的检测与研究情况的基础上,针对安装了红外摄像机的无料钟多环布料高炉,提出了一个基于信息融合的料面分布模型。该模型结合布料模型、高炉结构数据以及红外图像等信息,分析了各种信息所反映的料面分布特征,并利用专家经验对这些特征进行融合,能在理想假设条件下对对高炉炉内料面分布的内外堆角、堆尖位置和中心炭堆形状进行实时预测。 最后把本文的两个模型应用于工业生产现场的监视系统中。该系统利用位图、OpenGL等可视化技术把模型的结果直观地显示出来,全面、实时地展示了高炉炉内的温度场以及料面分布信息。工业应用的结果证明本文的模型是有效的。