[發(fā)明專利]一種基于圖像識別的球團固結程度評價方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110786670.0
• 申請日: 2021-07-12
• 公開（公告）號: CN113570557A
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發(fā)明（設計）人: 王耀祖;賀威;劉征建;張建良;于欣波;侯靜怡;馬黎明;馬云飛
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T5/00;G06T5/30;G06N3/04;G06N3/08;C22B1/16;G01N15/00;G01N15/10
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波;鄧琳

1.一種基于圖像識別的球團固結程度評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、制備球團；

步驟二、采用掃描電子顯微鏡或者礦相顯微鏡獲取球團圖像，對球團的微觀結構進行表征；

步驟三、對獲取的圖像進行圖像識別，得到圖像中顆粒的數量、周長和面積；

步驟四、基于圖像識別結果提出球團固結評價體系，計算出球團內部顆粒生長指數、顆粒均勻性指數、顆粒固結指數及焙燒熟化度。

2.根據權利要求1所述的基于圖像識別的球團固結程度評價方法，其特征在于，所述步驟一中制備球團的過程包括：

將預定量的含鐵原料在105℃充分烘干，去除體相水；取50g含鐵原料與4ml去離子水充分混合，然后取15g充分混合原料在10MPa的壓力下壓制成高度為10mm、直徑為20mm的柱狀的球團；

將得到的球團在105℃的烘干箱中烘干3h以去除球團內的自由水；

將烘干后的球團放置于氧化鋁瓷舟中進行氧化焙燒，在流速為3L/min的Ar保護氣氛條件下預熱5min，當樣品溫度達到850℃時，將氣體轉換為流速5L/min的壓縮空氣，并氧化30min；

待氧化結束后，將球團轉移至另外一個高溫爐中進行高溫焙燒30min，焙燒過程全程通流速為5L/min的空氣；

球團焙燒完成后，置于環(huán)境溫度下冷卻；實驗過程中，未經焙燒的球團作為實驗的空白對照組，每組實驗重復三次，并取實驗結果的平均值；

實驗完成后，將樣品鑲嵌于環(huán)氧樹脂中，并以水作為潤滑劑將樣品進行磨平、拋光處理。

3.根據權利要求2所述的基于圖像識別的球團固結程度評價方法，其特征在于，所述含鐵原料是指能夠用于造塊的含鐵物料，包括鐵礦粉、煉鋼污泥、含鐵粉塵。

4.根據權利要求2所述的基于圖像識別的球團固結程度評價方法，其特征在于，所述氧化焙燒制度能夠替換為任意適用于粉末材料致密化的制度。

5.根據權利要求1所述的基于圖像識別的球團固結程度評價方法，其特征在于，所述步驟二中，所有圖像的獲取均在相同的放大倍數下，每個樣品固結指標數據的獲取均源自于至少10個斷面球團礦相結構的圖片。

6.根據權利要求1所述的基于圖像識別的球團固結程度評價方法，其特征在于，所述步驟三中，對獲取的圖像進行圖像識別具體包括：

對獲取的圖像進行灰度轉換、中值濾波、膨脹掩膜處理；

采用分水嶺算法分割圖像中的顆粒，并利用卷積神經網絡進行智能計算；

輸出圖像中顆粒的數量、周長和面積。

7.根據權利要求1所述的基于圖像識別的球團固結程度評價方法，其特征在于，所述步驟四中，顆粒固結指數表達式為：

式中，CI是球團焙燒后固結指數，SPP_{oxidized pellet}是球團預熱后顆粒總周長，SPP_{roasted pellet}是焙燒后球團內部顆粒的總周長。

8.根據權利要求1所述的基于圖像識別的球團固結程度評價方法，其特征在于，所述步驟四中，顆粒生長指數表達式為：

式中，GI是球團焙燒后顆粒生長指數，APA_{roasted pellet}是氧化球團顆粒面積，APA_{oxidized pellet}是球團顆粒的平均面積。

9.根據權利要求1所述的基于圖像識別的球團固結程度評價方法，其特征在于，所述步驟四中，顆粒均勻性指數表達式為：

式中，UI是顆粒均勻性指數，表示球團內部顆粒尺寸的均一化程度，A_i是第i個顆粒的面積，是顆粒的平均面積，N是球團內部顆粒的總數量。

10.根據權利要求1所述的基于圖像識別的球團固結程度評價方法，其特征在于，所述步驟四中，焙燒熟化度表達式為：

式中，RI是焙燒熟化度，是大于4500μm²的顆粒的面積，A_Total是球團內部顆粒的總面積。