[发明专利]一种连铸坯表面纵裂纹在线检测方法

摘要

一种连铸坯表面纵裂纹在线检测方法，属于钢铁冶金连铸检测技术领域。通过检测结晶器铜板热电偶的温度信号，将结晶器铜板温度差值以二维热像图的形式呈现给现场控制人员，根据表面纵裂纹在结晶器内的形成和温度分布特点，利用计算机视觉技术检索温度的异常变化，标记热像图中的裂纹区域，并提取区域的几何、移动特征，在线检测铸坯表面纵裂的形成和发展过程。本发明将结晶器可视化与计算机视觉技术有机结合，可视化呈现铸坯表面纵裂纹形成、扩展及其移动的全部过程，克服以往仅根据温度一维趋势判断纵裂纹的局限，提高纵裂纹检测结果的准确性，对连铸坯质量控制起到积极作用。

主权项

一种连铸坯表面纵裂纹在线检测方法，其特征在于，将结晶器可视化与计算机视觉技术相结合，实时呈现结晶器铜板温度差值及异常温度区域，在线识别、判定连铸坯表面纵裂纹，其检测步骤如下：第一步、结晶器铜板温度实时检测及温度差值可视化(1)沿结晶器纵向布置不少于3排测点，采用结晶器温度检测系统，在线获取热电偶温度值，将温度数据进行预处理，消除现场复杂电磁环境对温度数据的干扰；(2)采用多项式插值算法，对热电偶温度数据进行横向、纵向插值运算，计算出非测点位置网格单元的结晶器铜板温度，进而获得结晶器铜板整体的温度二维分布；(3)将插值计算后结晶器铜板温度数据存储在二维数组T[x,y]中，依据程序中预先设定的温度‑颜色对应关系，绘制结晶器铜板热像图，在浇铸生产过程中，可视化呈现结晶器铜板温度的二维分布；(4)计算热像图中每个网格单元在当前时刻t之前n秒温度的均值，将相同网格单元当前时刻t的温度T[x,y]与其之前n秒温度的均值做差，将温度差值存储在二维数组D[x,y]中；(5)根据设定铜板温度差值‑颜色对应关系，绘制结晶器铜板温度差值热像图，实时、准确反映结晶器铜板温度变化；第二步、冷点区域阈值分割和标记(1)在结晶器铜板温度差值热像图中搜索冷点区域；(2)采用图像处理中的阈值分割算法，将D[x,y]中小于设定阈值‑2.5℃的冷点区域进行分离；(3)采用八连通判别算法，对冷点区域进行连通性判断，将属于同一个冷点区域赋予统一标号，以便于分析冷点区域特征；第三步、特征信息提取根据网格单元与铜板尺寸对应关系，对冷点区域进行特征提取；提取异常区域温度差值均值、温度差值最大值、面积、高度、宽度、区域重心坐标、移动速率、移动方向与水平方向的夹角；第四步、铸坯纵裂温度模式识别与判断(1)冷点区域的温度差值均值小于‑4.2℃；(2)冷点区域面积大于0.025m2；(3)冷点区域高度大于0.142m，宽度小于0.074m；(4)冷点区域高宽比大于1.9；(5)冷点区域纵向移动方向与浇铸方向之间的夹角小于10度；(6)冷点区域纵向移动速率与浇铸速率之间的偏差不超过浇铸速率的20％；若同时满足上述(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)条件时，则判定铸坯表面出现纵裂。