[發明專利]一種鋼包鐵殼變形檢測方法

在審

• 申請號: 201810877107.2
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN110793452A
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 張丕龍;陳偉;吳守倉;董琦;陸斌
• 申請（專利權）人: 中冶寶鋼技術服務有限公司
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 31219 上海光華專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 雷紹寧

本發明提供了一種鋼包鐵殼變形檢測方法，主要包括掃描前處理、數據采集、數據拼接、數據過濾、數據擬合配準、位置擬合和變形分析等步驟。通過三維激光掃描技術采集鋼包鐵殼和模芯的三維點云數據，可以從整體上觀測和分析鋼包鐵殼的變形情況，提高鋼包鐵殼變形情況的檢測精度，判斷鋼包鐵殼的使用安全性；通過軟件處理，能更直觀、更高效、更精準地測量鋼包鐵殼及模芯的變形量，擬合出鋼包鐵殼和模芯的最佳安放位置，有效指導永久層澆注施工，提高永久層的澆筑質量，從而保證鋼包的使用安全性。

技術領域

本發明涉及一種檢測方法，具體涉及一種鋼包鐵殼變形檢測方法。

背景技術

鋼包是載運鋼水和進行爐外精煉的一種容器，是連接轉爐至連鑄煉鋼生產過程中必不可少的運輸、爐外精煉及鋼水澆鑄工具。鋼包內襯耐火材料通常分為工作層和永久層，永久層作為內襯的重要組成部分，是鋼包安全運行的一道屏障，也是內襯價值最大化的可靠保障，其主要起到兩個作用：一是保溫作用，關鍵是包壁，由于鋼水在鋼包內滯留時間長，永久層具有較好的保溫性能，能減少鋼水的熱損失，降低鋼包鋼結構殼體溫度，延長其使用壽命；二是保險作用，當工作層滲鋼時，永久層至少能擋滲鋼而不至于穿包漏鋼。

鋼包永久層的厚度是否均勻直接影響到鋼包的使用安全及使用壽命，鋼包下線全修后需要通過在鋼包體內安置模芯來完成永久層的重新澆筑，所以鋼包鐵殼的變形程度及模芯安置的位置和姿態是決定永久層厚度是否均勻的關鍵因素。

傳統的鋼包鐵殼變形后永久層均勻性測量需要首先將模芯放置在鋼包鐵殼中，然后通過鋼包鐵殼外側的小孔測量鋼包鐵殼與模芯表面的距離，以此距離來反映鋼包鐵殼的變形后永久層均勻性的情況。這種方法操作起來雖然簡便，但精度較差，且只能從鋼包鐵殼局部的若干點位進行測量分析，測量結果只能反映局部變形量，難以準確地反映整個鋼包鐵殼的變形情況，一旦不能及時發現鋼包變形異常部位，以至于永久層澆筑不均勻，將導致出現鋼水滲漏等事故，引發嚴重后果。

發明內容

針對上述缺陷，本發明要解決的技術問題是提供一種從整體檢測分析鋼包鐵殼的變形情況的方法，通過三維激光掃描技術采集鋼包鐵殼和模芯的三維點云數據，通過擬合算法找到鋼包模芯相對于鋼包鐵殼的最佳位置，根據鋼包鐵殼內側表面點與模芯外側表面點之間的距離反映鋼包鐵殼的變形情況，提高鋼包鐵殼變形情況的檢測精度。

本發明提供了一種鋼包鐵殼變形檢測方法，包括以下步驟：

S1、掃描前處理：在鋼包鐵殼和模芯周圍架設三維激光掃描儀，選取多個測站，在距離鋼包鐵殼和模芯0-10米的范圍內布置多個標靶點，作為不同位置處數據拼接的同名點或連接點；

S2、數據采集：分別對鋼包鐵殼內表面和模芯外表面進行掃描，采集鋼包鐵殼內表面和模芯外表面的原始三維點云數據；

S3、數據拼接：對相鄰測站采集到的原始三維點云數據進行粗拼接，然后通過數據處理軟件進行三維平差計算，完成精準拼接，分別得到鋼包鐵殼內表面和模芯外表面的三維模型數據；

S4、數據過濾：剔除三維點云數據中的噪聲數據和冗余數據，獲得分布均勻的三維點云數據；

S5、數據配準：將過濾后的鋼包鐵殼內表面和模芯外表面的三維點云數據配準，轉換至同一坐標系中，完成鋼包鐵殼與模芯的三維點云數據配準；

S6、位置擬合：按一定間距分別對鋼包鐵殼內表面和模芯外表面的三維點云數據進行水平截面，并對每一水平截面的點云進行圓擬合；分別求取鋼包鐵殼內表面和模芯外表面的多個截面擬合圓的平均圓心位置，使得兩個平均圓心位置重合，得出模芯在鋼包鐵殼內的最佳安放位置；

S7、變形分析：計算模芯外表面與鋼包鐵殼內表面之間的距離，分析鋼包鐵殼的變形情況，判斷鋼包鐵殼的使用安全性。

優選地，所述步驟S1中的標靶點采用標靶球。