[发明专利]一种铸坯等轴晶率沿宽度分布测量方法

说明书

本发明公开了一种铸坯等轴晶率沿宽度分布测量方法，属于钢铁冶金自动化及图像处理技术领域，包括：获得等轴晶试样图像，提取等轴晶试样等轴晶区域轮廓，获取等轴晶试样图像像素高度和像素宽度；确定等轴晶区域切分数量，将等轴晶试样沿铸坯像素宽度方向平均切分；判断等轴晶试样等轴晶区域轮廓数量，若只存在一个等轴晶区域轮廓，执行单等轴晶区域等轴晶率分布处理流程，否则流转到多等轴晶区域等轴晶率分布处理流程。通过本发明自动完成等轴晶区域轮廓识别、等轴晶率计算、等轴晶区域数量检测、等轴晶试样各区域等轴晶率沿铸坯宽度方向的分布，最终实现铸坯等轴晶率沿宽度方向的测量与显示。

技术领域

本发明属于钢铁冶金自动化及图像处理技术领域，更具体地，涉及一种铸坯等轴晶率沿宽度分布测量方法。

背景技术

铸坯凝固是一个非常复杂的由液相变成固相的过程，它涉及到高温、对流扩散、溶质扩散和相变等一系列复杂的问题，现实中难以直接对凝固过程进行观察和控制。目前，技术人员主要依靠金相实验的方法来检测铸坯凝固组织，分析不同连铸工艺参数对铸坯中心等轴晶率的影响，从而实现连铸工艺参数优化。

等轴晶测量方法主要有厚度法和面积法两种，其中，厚度法主要从等轴晶试样厚度方向测量划分的等轴晶区域厚度，等轴晶厚度与试样总厚度比值百分比即为等轴晶率；面积法分别求取等轴晶区域面积和晶粒区域面积，两个面积比值百分比即为等轴晶率。

现有的等轴晶区域划分主要是人工观察等轴晶试样端面晶粒分布，晶粒边界取直，手动标注等轴晶区域，一般采用厚度法来计算铸坯等轴晶率，还存在如下问题：

1.铸坯等轴晶区域采用人工划分，误差较大，并且采用卷尺人工测量等轴晶区域厚度，测量精度不高、效率低、结果同一性较差；

2.人工一般测量铸坯1/4、1/2、3/4宽度方向的等轴晶区域厚度，从而计算铸坯等轴晶率，不能精确反应铸坯等轴晶综合性能；

3.铸坯等轴晶分布具有不规则性，存在多处等轴晶区域，现有等轴晶测量方法不能精确测量铸坯等轴晶率，也不能检测等轴晶率随铸坯宽度方向的分布特性，缺少多维度对铸坯等轴晶性能评估的有效方法。

发明内容

针对现有铸坯等轴晶人工测量存在的上述问题，为提高等轴晶检测精准性，引入等轴晶沿铸坯宽度方向的分布评估，提供一种铸坯等轴晶率沿宽度分布测量方法，基于现有铸坯等轴晶率面积检测方法，引入铸坯等轴晶图像处理技术，自动完成等轴晶区域轮廓识别、等轴晶率计算、等轴晶区域数量检测、等轴晶试样各区域等轴晶率沿铸坯宽度方向的分布，最终实现铸坯等轴晶率沿宽度方向的测量与显示。

为实现上述目的，本发明提供了一种铸坯等轴晶率沿宽度分布测量方法，包括：

获得等轴晶试样图像，从等轴晶试样图像中提取等轴晶试样等轴晶区域轮廓，获取等轴晶试样图像的像素高度h_P和像素宽度w_P；

确定等轴晶区域切分数量n_s，将等轴晶试样图像沿铸坯像素宽度方向平均切分，得到单块切分图像imgs_i的宽度为w_s＝w_P/n_s，像素区域为[(i-1)*w_s:i*w_s,:]，i＝1,2,…,n_s；

判断等轴晶试样图像中等轴晶区域轮廓数量，若只存在一个等轴晶区域轮廓，则基于像素高度h_P、像素宽度w_P及w_s由面积法计算每个切分图像imgs_i的等轴晶率和等轴晶试样总体等轴晶率；