[發明專利]一種基于圖像識別的連鑄坯斷面收縮率確定方法

在審

• 申請號: 202310364929.1
• 申請日: 2023-04-07
• 公開（公告）號: CN116380641A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 朱苗勇;曹崳傲;羅森;王衛領
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01N3/06
• 分類號: G01N3/06;G01N21/84;G06T7/00;G06T7/11
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李運萍

本發明提供一種基于圖像識別的連鑄坯斷面收縮率確定方法，涉及冶金連鑄技術領域。本發明選用白色油基粘土對拉伸試樣斷裂處進行覆蓋處理；將處理好的拉伸試樣放入斷面收縮率測定裝置中的黑白對比板中黑色區域的指定區域；通過高清攝像機對拉伸試樣斷裂面進行拍照，上傳至電腦端；在電腦端打開斷面收縮率測定裝置操作界面，點擊選擇試樣，在文件夾中選擇由高清攝像機采集到的試樣圖，之后輸入該試樣原始的橫截面積，點擊處理試樣，即由計算機端對圖像進行識別并計算即得到拉伸試樣的斷面收縮率。將拉伸試樣的像素點與雙色對比板上的參考圖像的像素點進行比對，分析得出拉伸試樣斷面面積的實際大小。

技術領域

本發明涉及冶金連鑄技術領域，尤其涉及一種基于圖像識別的連鑄坯斷面收縮率確定方法。

背景技術

鋼鐵廠生產鋼鐵產品時，為使鋼液凝固，常采用模鑄和連鑄法。其中連鑄也稱為連續鑄鋼(Continuous?Steel?Casting)已經成為了大多數鋼鐵廠的選擇，現如今連鑄率已經達到了95％。連鑄作為一項成熟的鋼鐵生產工藝，在很大程度上增加了鋼鐵廠的生產率并提高了生產質量。但是在生產過程中，由于凝固坯殼受到鋼水靜壓力和機械外力等因素的影響導致裂紋等缺陷頻繁發生，這對連鑄工藝的良品率和生產效率產生了極大的負面影響。

連鑄生產過程中，鋼液從中間包流入結晶器，由于結晶器的冷卻作用在里面形成初始坯殼，隨后在二冷區內進一步冷卻，使得鑄坯進一步冷卻為固態。在這一生產過程中，鑄坯的坯殼要承受住鋼水的靜壓力和機械外力等因素的影響。如果這些力超過了坯殼的高溫所允許的應變和強度，就會產生裂紋。

為了降低鑄坯產生裂紋的幾率，提高生產的良品率，需要對鋼的高溫力學性能進行進一步的研究，而熱塑性實驗正是一種常見的方法。塑性是指金屬材料在載荷作用下產生塑性變形而不致破壞的能力，斷面收縮率是塑性的重要組成部分。

現階段對拉伸試驗進行斷面收縮率的檢測方法多為使用游標卡尺手工量取原始試樣直徑和拉伸斷面直徑，從而粗略求得原始試樣橫截面積S₀和拉伸斷面面積S_斷，最后通過斷面收縮率計算公式Ψ＝[(S₀-S_斷)/S₀]×100％得到拉伸試樣的斷面收縮率。

傳統的斷面收縮率檢測方法多依賴人工進行檢測，因此具有以下幾點不足：

(1)由于拉伸試樣的斷面形狀多是突刺狀且極不規則，導致肉眼加手工測量無法準確找到最小斷面處，產生人工誤差，最終影響實驗結果的精確度。

(2)由于無法準確找到最小斷面處，需要科研人員多次嘗試，耗費大量時間和精力，這對科研人員來說是不可接受的。

(3)傳統的斷面收縮率檢測方法手工測量完成后仍需進一步的計算才能得到最終的斷面收縮率，不利于實驗的高效率完成。

(4)實際檢測過程中，常常是數十組試樣需要進行檢測，傳統方法只能進行大量重復的機械操作，不僅效率低下且更容易出現手工測量誤差。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種基于圖像識別的連鑄坯斷面收縮率確定方法，高效且精確的獲得拉伸試樣的斷面收縮率。

一種基于圖像識別的連鑄坯斷面收縮率確定方法，包括以下步驟：

步驟1：選用白色油基粘土對拉伸試樣斷裂處進行覆蓋處理；

步驟2：將處理好的拉伸試樣放入斷面收縮率測定裝置中的黑白對比板中黑色區域的指定區域；

所述指定區域為，在黑白對比板的白色區域有一1×1黑塊，以黑白分界線為對稱線，黑塊對稱在黑色區域中的位置即為拉伸試樣的放置位置；

所述放置拉伸試樣具體為，拉伸試樣的斷裂橫截面朝上垂直放置；