连铸板坯三角区裂纹控制方法技术

本发明专利技术提出了一种连铸板坯三角区裂纹控制方法，步骤一：将钢水包内的钢水注入结晶器内，所述钢水在所述结晶器内经过振动及冷却后输出板坯，并通过二次冷却装置对输出的所述板坯进行冷却；步骤二：获取板坯三角区的红外图像数据和图像数据；步骤三:对板坯的三角区的裂纹进行检测并对其进行控制。通过对图像数据的裂纹检测，并建立温度修正系数通过辅助冷却装置对产生过裂纹的区域进行辅助降温，能够有效地降低发生过开裂的区域的温度，从而能够有效地降低板坯开裂的情况发生，提高裂纹的控制效果，提高工作效率。通过调整板坯的拉速，并结合板坯三角区的温度控制，进一步地提高了板坯三角区的裂纹控制效率，及其控制效果。及其控制效果。及其控制效果。

【技术实现步骤摘要】
连铸板坯三角区裂纹控制方法


[0001]本专利技术涉及冶金
，具体而言，涉及一种连铸板坯三角区裂纹控制方法。

技术介绍

[0002]目前，连铸板坯的内部缺陷中，三角区裂纹是常见的缺陷之一，对铸坯的质量影响较大，容易导致铸坯品种改判，严重时则甚至出现报废情况。然而三角区裂纹的研究较少。下面是部分研究者对板坯三角区裂纹产生及改善方法的一些观点：
[0003]王新华(王新华，控制连铸板坯三角区裂纹的方法，专利号：200610137894.4)研究认为优化结晶器窄面锥度及开口度、足辊采用强冷有利于改善三角区裂纹，具体的将结晶器窄面锥度增大0.05％～0.2％，足辊段支撑辊开口度增加0.5mm～1.0mm，足辊段的水量增大60～100L/min；
[0004]何天科(何天科，周明佳，一种控制板坯高含硫普碳钢三角区裂纹的方法，专利号：201310241826.2)研究认为拉速与硫含量是影响三角区裂纹的主要因素，不同的硫含量要控制不同的拉速以改善三角区裂纹。当硫含量小于0.020％时，将拉速设定为低于1.2m/min；当硫含量为0.020％～0.025％时，控制拉速为1.0m/min～0.8m/min；当硫含量大于0.025％时，控制拉速0.9m/min～0.8m/min；
[0005]何宇明(何宇明，连铸板坯三角区裂纹的形成与防止，炼钢，1997，13(5):35-39)研究认为：布置和连铸机开口度是影响三角区裂纹的主要因素，优化布置和连铸机开口度对改善三角区裂纹有较好的效果。
[0006]但上述现有技术中，在控制连铸板坯三角区的裂纹时，效果较差，并无法很好的控制裂纹。

技术实现思路

[0007]鉴于此，本专利技术提出了一种连铸板坯三角区裂纹控制方法，旨在解决改善连铸板坯三角区的裂纹的问题。
[0008]一个方面，本专利技术提出了一种连铸板坯三角区裂纹控制方法，包括：
[0009]步骤一：将钢水包内的钢水注入结晶器内，所述钢水在所述结晶器内经过振动及冷却后输出板坯，并通过二次冷却装置对输出的所述板坯进行冷却；
[0010]步骤二：在所述二次冷却装置靠近所述结晶器的一侧设置辅助冷却装置，在所述二次冷却装置远离所述结晶器的一侧设置处理装置、红外成像装置和图像采集装置，所述红外成像装置用于实时采集所述板坯三角区的红外图像数据，所述图像采集装置用于实时采集所述板坯三角区的图像数据，所述处理装置分别与所述辅助冷却装置、二次冷却装置、红外成像装置和图像采集装置通信连接；
[0011]步骤三：通过所述处理装置接收所述红外图像数据和图像数据，并对所述红外图像数据和图像数据进行加权叠加后，记为第一图像数据，通过所述处理装置对所述第一图像数据进行分区，并检测分区后的所述第一图像数据中的各个区域内是否存在裂纹；其中，
[0012]当所述第一图像数据中的各个区域内不存在裂纹时，继续进行后续步骤；
[0013]当所述第一图像数据中的一个或者多个区域内存在裂纹时，通过所述处理装置对产生裂纹的区域进行标记，所述处理装置内建立温度修正系数矩阵K，在后续连铸板坯时，所述处理装置根据所述温度修正系数矩阵K控制所述辅助冷却装置对产生过裂纹的区域进行第一次辅助冷却降温；
[0014]当对所述产生过裂纹的区域进行第一次辅助冷却降温后，再次通过所述图像采集装置采集的所述板坯三角区的图像数据，记为第二图相数据，并通过所述处理装置对所述第二图相数据进行分区，将分区后的第二图相数据与分区后的第一图相数据相对应的区域一一进行比对，以判断所述第二图相数据中是否存在开裂区域；其中，
[0015]当所述第二图相数据中的各个区域不存在裂纹时，继续进行后续步骤；
[0016]当所述第二图相数据中的一个或者多个区域内存在裂纹时，通过所述处理装置对产生裂纹的区域进行标记，所述处理装置根据所述温度修正系数矩阵K，控制所述辅助冷却装置对产生过裂纹的区域进行第二次辅助冷却降温；
[0017]继续采集经过所述第二次辅助冷却降温后的板坯的图像数据，记为第三图像数据，并通过所述处理装置对所述第三图相数据进行分区，将分区后的第三图相数据与分区后的第二图相数据相对应的区域一一进行比对，以判断所述第三图相数据中是否存在开裂区域；其中，
[0018]当所述第三图相数据中的各个区域不存在裂纹时，继续进行后续步骤；
[0019]当所述第三图相数据中的一个或者多个区域内存在裂纹时，通过所述处理装置对产生裂纹的区域进行标记，所述处理装置根据所述第一图像数据、第二图相数据和第三图相数据中相对应开裂区域内的裂纹大小建立速度调节系数矩阵V，所述处理装置根据所述速度调节系数矩阵V调节所述板坯的拉速；其中，
[0020]在单独对所述板坯的拉速调节后，采集所述板坯三角区的图像数据，记为第四图像数据；
[0021]在同时对所述板坯的拉速进行调节，以及开启所述辅助冷却装置对板坯进行第三次辅助冷却降温后，采集所述板坯三角区的图像数据，记为第五图像数据；
[0022]通过所述处理装置分别对所述第四图像数据和第五图像数据进行分区，将所述第四图像数据和第五图像数据中相对应开裂区域的裂纹大小进行比对，根据比对结果确定连铸板坯的方式；其中，
[0023]当所述第四图像数据中无裂纹，或者当所述第四图像数据和第五图像数据中均无裂纹，或者当所述第四图像数据中的裂纹面积小于等于所述第五图像数据中的裂纹面积时，选取所述第四图像数据采集时的拉速、以及进行所述第二次辅助冷却降温时的温度修正系数进行板坯连铸；
[0024]当所述第五图像数据中无裂纹，或者当所述第四图像数据中的裂纹面积大于所述第五图像数据中的裂纹面积时，选取所述第五图像数据采集时的拉速、以及进行所述第三次辅助冷却降温时的温度修正系数进行板坯连铸。
[0025]进一步地，所述处理装置在对第m图像数据进行分区时，m为一、二、三、四或者五；其中，
[0026]所述红外成像装置采集预设长度的板坯的红外图像，并将所述红外图像传输至所
述处理装置，所述处理装置对所述红外图像中温度进行标记；所述图像采集装置采集预设长度的板坯的灰度图，所述灰度图的采集区域及大小与所述红外图像的采集区域和大小完全相同；
[0027]当所述处理装置接收到所述灰度图后，在所述灰度图中标记出板坯的三角区灰度图，并将所述三角区灰度图沿所述板坯的长度方向分割为若干份，每一份即为一个区域，且相邻两区域的宽度相同；当所述三角区灰度图中存在裂纹时，根据灰度图中像素点的亮度确定裂纹的灰度图轮廓，根据所述裂纹的灰度图的边界像素点与三角区灰度图的边界像素点之间的间距确定所述裂纹灰度图的所处区域，并计算所述裂纹的面积；所述处理装置将所述红外图像与分区后的灰度图进行加权叠加，并使所述红外图像与分区后的灰度图完全重合，从而能够获取所述板坯三角区的温度分布情况；
[0028]在所述处理装置内建立区域数据矩阵组Q0，Q0(Q1，Q2，Q3，...Qn)，其中，Q1为第一区域矩阵，Q本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种连铸板坯三角区裂纹控制方法，其特征在于，包括：步骤一：将钢水包内的钢水注入结晶器内，所述钢水在所述结晶器内经过振动及冷却后输出板坯，并通过二次冷却装置对输出的所述板坯进行冷却；步骤二：在所述二次冷却装置靠近所述结晶器的一侧设置辅助冷却装置，在所述二次冷却装置远离所述结晶器的一侧设置处理装置、红外成像装置和图像采集装置，所述红外成像装置用于实时采集所述板坯三角区的红外图像数据，所述图像采集装置用于实时采集所述板坯三角区的图像数据，所述处理装置分别与所述辅助冷却装置、二次冷却装置、红外成像装置和图像采集装置通信连接；步骤三：通过所述处理装置接收所述红外图像数据和图像数据，并对所述红外图像数据和图像数据进行加权叠加后，记为第一图像数据，通过所述处理装置对所述第一图像数据进行分区，并检测分区后的所述第一图像数据中的各个区域内是否存在裂纹；其中，当所述第一图像数据中的各个区域内不存在裂纹时，继续进行后续步骤；当所述第一图像数据中的一个或者多个区域内存在裂纹时，通过所述处理装置对产生裂纹的区域进行标记，所述处理装置内建立温度修正系数矩阵K，在后续连铸板坯时，所述处理装置根据所述温度修正系数矩阵K控制所述辅助冷却装置对产生过裂纹的区域进行第一次辅助冷却降温；当对所述产生过裂纹的区域进行第一次辅助冷却降温后，再次通过所述图像采集装置采集的所述板坯三角区的图像数据，记为第二图相数据，并通过所述处理装置对所述第二图相数据进行分区，将分区后的第二图相数据与分区后的第一图相数据相对应的区域一一进行比对，以判断所述第二图相数据中是否存在开裂区域；其中，当所述第二图相数据中的各个区域不存在裂纹时，继续进行后续步骤；当所述第二图相数据中的一个或者多个区域内存在裂纹时，通过所述处理装置对产生裂纹的区域进行标记，所述处理装置根据所述温度修正系数矩阵K，控制所述辅助冷却装置对产生过裂纹的区域进行第二次辅助冷却降温；继续采集经过所述第二次辅助冷却降温后的板坯的图像数据，记为第三图像数据，并通过所述处理装置对所述第三图相数据进行分区，将分区后的第三图相数据与分区后的第二图相数据相对应的区域一一进行比对，以判断所述第三图相数据中是否存在开裂区域；其中，当所述第三图相数据中的各个区域不存在裂纹时，继续进行后续步骤；当所述第三图相数据中的一个或者多个区域内存在裂纹时，通过所述处理装置对产生裂纹的区域进行标记，所述处理装置根据所述第一图像数据、第二图相数据和第三图相数据中相对应开裂区域内的裂纹大小建立速度调节系数矩阵V，所述处理装置根据所述速度调节系数矩阵V调节所述板坯的拉速；其中，在单独对所述板坯的拉速调节后，采集所述板坯三角区的图像数据，记为第四图像数据；在同时对所述板坯的拉速进行调节，以及开启所述辅助冷却装置对板坯进行第三次辅助冷却降温后，采集所述板坯三角区的图像数据，记为第五图像数据；通过所述处理装置分别对所述第四图像数据和第五图像数据进行分区，将所述第四图像数据和第五图像数据中相对应开裂区域的裂纹大小进行比对，根据比对结果确定连铸板
坯的方式；其中，当所述第四图像数据中无裂纹，或者当所述第四图像数据和第五图像数据中均无裂纹，或者当所述第四图像数据中的裂纹面积小于等于所述第五图像数据中的裂纹面积时，选取所述第四图像数据采集时的拉速、以及进行所述第二次辅助冷却降温时的温度修正系数进行板坯连铸；当所述第五图像数据中无裂纹，或者当所述第四图像数据中的裂纹面积大于所述第五图像数据中的裂纹面积时，选取所述第五图像数据采集时的拉速、以及进行所述第三次辅助冷却降温时的温度修正系数进行板坯连铸。2.根据权利要求1所述的连铸板坯三角区裂纹控制方法，其特征在于，所述处理装置在对第m图像数据进行分区时，m＝1，2，3，4，5；其中，所述红外成像装置采集预设长度的板坯的红外图像，并将所述红外图像传输至所述处理装置，所述处理装置对所述红外图像中温度进行标记；所述图像采集装置采集预设长度的板坯的灰度图，所述灰度图的采集区域及大小与所述红外图像的采集区域和大小完全相同；当所述处理装置接收到所述灰度图后，在所述灰度图中标记出板坯的三角区灰度图，并将所述三角区灰度图沿所述板坯的长度方向分割为若干份，每一份即为一个区域，且相邻两区域的宽度相同；当所述三角区灰度图中存在裂纹时，根据灰度图中像素点的亮度确定裂纹的灰度图轮廓，根据所述裂纹的灰度图的边界像素点与三角区灰度图的边界像素点之间的间距确定所述裂纹灰度图的所处区域，并计算所述裂纹的面积；所述处理装置将所述红外图像与分区后的灰度图进行加权叠加，并使所述红外图像与分区后的灰度图完全重合，从而能够获取所述板坯三角区的温度分布情况；在所述处理装置内建立区域数据矩阵组Q0，Q0(Q1，Q2，Q3，...Qn)，其中，Q1为第一区域矩阵，Q2为第二区域矩阵，Q3为第三区域矩阵，Qn为第n区域矩阵，根据所述区域数据矩阵组Q0建立所述温度修正系数矩阵K。3.根据权利要求2所述的连铸板坯三角区裂纹控制方法，其特征在于，对于所述第i区域矩阵Qi，i＝1,2,3,...n，Qi(S1i，S2i，T1i，T2i，T3i，T4i，L1i，L2i，L3i，L4i，L5i)，其中，S1i为第i区域的面积，S2i为第i区域内裂纹的面积，T1i为第i区域内的最高温度，T2i为第i区域内的最低温度，T3i为第i区域内裂纹的最高温度，T4i为第i区域内裂纹的最低温度，L1i为第i区域的长度，L2i为第i...

【专利技术属性】
技术研发人员：王光文，李维华，林致明，
申请(专利权)人：福建三宝钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：