【摘 要】
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钢包是钢水从钢厂的精炼工位转运到连铸区域的重要容器,也是钢水二次炉外精炼的精炼炉。钢水具有强腐蚀性,钢包泄漏预测对于生产安全及提高钢包利用率具有重要的意义。目前,钢铁企业对于钢包泄漏预测主要采用离线测试的方法,即根据钢包的抗腐蚀实验确定具有一定冗余量的钢包使用次数,还无法实现钢包的在线防泄漏预测。本文分析了国内外现有的钢包防泄漏方法,研究了钢包内部蚀损程度与外壁温度场之间的关系;结合工业现场的实际
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钢包是钢水从钢厂的精炼工位转运到连铸区域的重要容器,也是钢水二次炉外精炼的精炼炉。钢水具有强腐蚀性,钢包泄漏预测对于生产安全及提高钢包利用率具有重要的意义。目前,钢铁企业对于钢包泄漏预测主要采用离线测试的方法,即根据钢包的抗腐蚀实验确定具有一定冗余量的钢包使用次数,还无法实现钢包的在线防泄漏预测。本文分析了国内外现有的钢包防泄漏方法,研究了钢包内部蚀损程度与外壁温度场之间的关系;结合工业现场的实际需求,提出了基于红外热图像的钢包在线防泄漏方法,设计并实现了自动采集红外图像的钢包防泄漏系统,完成了钢包防泄漏预测试验。本文的主要工作内容包括:(1)研究钢包蚀损原因,了解分析钢包包壁蚀损变化情况。建立钢包包壁导热微分方程,并进行建模仿真,进而确定内部蚀损程度与外壁温度场之间的映射关系。(2)分析真实现场钢包红外热图像,确定本课题研究的包壁薄弱区域并进行定位分割。利用上文得出的结论,分析薄弱区域特点,进而分析图像分割算法,最终确定利用模板匹配算法定位薄弱区域,结合Otsu及全局阈值分割算法,分割出精确地钢包薄弱区域热图像。(3)提出钢包在线防泄漏方法。针对目前防泄漏无法在线进行的缺点,通过对蚀损模型的研究,以及现场采集到的钢包外表面温度数据进行总结分析,提出建立钢包自身属性与自身内衬蚀损程度之间预估模型。通过与现场监控得到的真实蚀损面积进行,确立钢包是否具有防泄露风险。(4)调研现场实际情况,结合红外热像仪测温原理,确定红外热像仪的现场安装方案。完成采集图像软件的编写。分析了红外热像仪测温距离对钢包外壁温度测量精度的影响,并给出了修正温度;研究自动采集算法,完成整个系统的搭建。本文利用模板匹配与两种阈值算法相结合,钢包薄弱区域定位精度为92%,并可实现在线定位及分割。并通过SVR做蚀损区域面积预估模型,预测最大误差不超过钢包自身腐蚀区域的8%,因而可以得出较为良好的蚀损区域预测结果。
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