[发明专利]一种高炉炉缸残铁中焦碳信息挖掘的图像处理分析方法

说明书

本发明提出一种高炉炉缸残铁中焦碳信息挖掘的图像处理分析方法，将高炉停炉冷却的炉缸残铁分切，对各径向断面做标计，通过稀盐酸及水溶液清洗表面；所述方法包括：针对标记好的径向断面，通过相机拍摄各径向断面图片，利用图像拼接还原整个炉缸残铁径向断面图片；对还原的径向断面图片进行图像增强处理，识别出炉缸残铁中的焦碳颗粒；基于像素对于焦碳颗粒进行统计与分析，得到炉缸残铁中焦炭颗粒形态、粒度和取向分布的定量化信息。与现有技术相比，本发明的优势在于通过图像识别技术可最大程度获得炉缸残铁中炉缸残铁存在形式、焦炭的粒度、形状、方向分布的定量化信息，为高炉操作者对高炉分析提供了强有力的支撑。

技术领域

本发明属于信息识别技术领域，具体而言，涉及一种高炉炉缸残铁中焦碳信息挖掘的图像处理分析方法。

背景技术

高炉作为炼铁过程中的主工序，以其高产、低耗和经济的三大优势存在，可预见在未来经济型新能源的工业化应用技术普及前仍以不可撼动的地位存在于钢铁流程中。

高炉本质是个逆流式热交换竖式移动床，其控制过程是属于大时滞、黑箱、混沌模型。炉缸中物料堆积及流动状态从根本上决定着高炉顺行、高产与长寿。但由于黑箱性，高炉服役期间无法通过现有技术手段实时准确获取炉缸内部熔液流动、耐材侵蚀等关键参量。因此，高炉大修时，对于炉缸残铁块含焦炉缸残铁、铁水、炉渣的混合物的观察分析对于后续经验总结及高炉服役期分析至关重要。而过程中对于残铁中炉缸残铁存在形式、焦碳的粒度、形状、分布等信息的挖掘获取更为重要，其直接给予操作对于高炉服役期焦炭的下部行为、炉缸活跃性及侵蚀原因提供最为直观的信息。而目前尚没有明确的技术和手段针对炉缸残铁块中焦炭信息进行定量化的细节分析。

发明内容

本发明的目的在于解决目前尚没有明确的技术和手段针对炉缸残铁块中焦炭信息进行定量化的细节分析的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种高炉炉缸残铁中焦碳信息挖掘的图像处理分析方法，所述方法包括：

对分切的炉缸残铁的各个径向断面做标记，获取相机拍摄的各径向断面图像，利用图像拼接还原整个炉缸残铁径向断面图片；

对还原的径向断面图片进行图像增强处理及图像识别，识别出炉缸残铁中的焦碳颗粒；

基于像素对于焦碳颗粒进行统计与分析，得到炉缸残铁中焦炭颗粒形态、粒度和取向分布的定量化信息。

作为所述方法的一种改进，所述对还原的径向断面图片进行图像增强处理，识别出残铁中的焦碳颗粒，具体包括：

步骤1-1)对所述还原的径向断面图片进行裁剪，将图片上界限清晰的焦炭区与残铁区分离；

步骤1-2)将彩色焦炭区图片由RGB图像转变为灰度图，其中0代表“全黑”， 255代表“纯白”；

步骤1-3)将所述灰度图分为多个区域，对每一区域设置不同的阈值u_z；

步骤1-4)步骤1-4)将任意区域Z像素位置(i，j)点的像素值I(i,j)强化为可识别灰度值，根据可识别灰度值识别残铁中的焦碳颗粒。

作为所述方法的一种改进，所述步骤1-4)具体包括：

步骤1-4-1)将任意区域Z像素位置(i，j)点的像素值I(i,j)与设定灰度阈值u_z相比较：

如果I(i,j)<u_z，则I’(i,j)＝0；

否则，如果I(i,j)≠0或I(i,j)≠255，则I’(i,j)＝200；

其中u_z≠0，I’(i,j)为可识别灰度值；

步骤1-4-2)通过可识别灰度值识别出残铁中的焦碳颗粒：