[发明专利]一种连铸方坯角部缺陷自动预警系统及方法

说明书

一种连铸方坯角部缺陷自动预警系统，包括图像采集单元，铸流跟踪单元，分析处理单元，报警显示单元和存储记录单元，其特征在于，图像采集卡用于对视频信号进行高速采样并完成数字化转换，形成分析处理单元可处理的数字化图像信息。利用本发明所提供的技术方案，具有预警的及时性有效性强，运行可靠成本低，不受氧化铁皮等伪信号干扰的特点，可在连铸方坯角部缺陷形成的早期实现自动预警，为铸机状态的异常监测和快速处理提供了一种有效手段；能有效降低连铸坯批量性角部质量缺陷的发生风险，有助于提高成材率，减少产品质量损失。

技术领域

本发明涉及钢铁行业连铸过程监测与控制技术领域，具体地，本发明涉及一种连铸方坯角部缺陷自动预警系统及方法。

背景技术

钢流在连铸机内的冷却凝固过程是形成高质量连铸坯的关键。在炼钢连铸工艺中，液态钢水通过结晶器的一次冷却和二冷室喷淋架的二次冷却，凝结成具有一定坯壳厚度和形状的铸坯。在连铸实际生产过程中，由于受铸机工况条件的影响，如结晶器磨损，喷淋架漏水，喷嘴堵塞等因素影响，高温钢流在经过结晶器和喷淋系统时，会由于冷却不均而产生裂纹等表面质量缺陷。对于断面形状为方形的连铸坯来说，由于角部区域凝固速度较快，铸坯角部容易过冷收缩产生张应力，若此时铸机中有漏水等因素影响，连铸坯在角部区域就容易发生裂纹等质量缺陷。连铸坯在连续铸造生产过程中形成的角部缺陷，若无法及时被检测和发现，将很容易产生批量性质量缺陷，并且会在毫无察觉中流入下道工序进行轧制，严重影响到轧后产品的成材率和产品质量，造成钢厂批量性的产品质量损失。

目前，连铸坯表面缺陷的监测分为人工监测和自动监测。由于在线连铸坯温度很高，人工监测只能对下线坯进行离线目检，不仅劳动效率低、漏检率高，而且滞后时间长，容易造成批量性质量缺陷爆发的风险。而连铸坯表面缺陷的自动监测在世界范围内仍是一大难点，主要困难在于：1)在线铸坯表面达500-1000 度高温，传统超声、涡流等探伤设备难以近距离连续工作；2)连铸坯表面常有大量氧化铁皮或保护渣残留物覆盖，造成表面缺陷难以有效识别；3)连铸机受到流间距局限，检测设备安装布置受到限制；4)连铸坯的表面缺陷形貌往往在冷却过程中逐渐显现，有时甚至在轧制时才会暴露，造成在线监测有效性比较低；

目前一些研究集中在对铸坯表面缺陷形成后的形态和深度识别上，例如，检索到的专利号为CN201210041430.9的一种高温连铸坯表面缺陷在线检测方法和装置，提出了用高压氩气除鳞装置、结构光激光发生器、面阵CCD摄像机、铸坯检测装置小屋组成的检测装置，来对高温铸坯表面缺陷的形态和深度进行检测；专利号为CN200910190875.1的高温连铸坯表面缺陷形态及深度在线无损检测方法，提出通过安装多台激光干涉成像仪，连续地对运动的高温铸坯横向方向进行干涉成像，获得距离点阵HSB二维图；通过对距离点阵HSB二维图进行图像处理，完成高温铸坯表面缺陷形态及深度的在线测量。

以上研究均侧重于对铸坯表面缺陷形成后的形态和深度进行识别和判断，以降低氧化铁皮等伪信号干扰的影响；然而由于铸坯表面的覆盖物不能完全去除，铸坯表面缺陷形貌显现存在不确定以及方案本身的局限性，造成目前在线检出连铸坯表面缺陷的及时性和有效性普遍较低。

以上检索到的公开专利均与本申请方案中的技术方案不同，目前尚未发现和检索到同本申请技术方案类似的公开文献和应用报道。

发明内容

本发明目的是提供一种连铸方坯角部缺陷的早期自动预警系统及方法，以解决现有技术无法对连铸方坯角部缺陷进行早期预警的问题，从而为降低连铸坯批量性角部质量缺陷发生风险，提高成材率，减少产品质量损失提供保障。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种连铸方坯角部缺陷自动预警系统，包括图像采集单元，铸流跟踪单元，分析处理单元，报警显示单元和存储记录单元，其特征在于，

图像采集卡用于对视频信号进行高速采样并完成数字化转换，形成分析处理单元可处理的数字化图像信息；