转炉红外钢渣探测方法研究及应用

摘要

在分析转炉红外图像探测器工作原理的基础上,研究了转炉钢渣红外辐射理论.由 于在钢渣内部有大量的高辐射氧化物,如氧化硅,氧化铁,氧化锰,氧化钙和五氧化二磷,钢水 和钢渣的辐射系数差异很大,研究表明:在同一温度下,二者的辐射能量也有很大不同,钢渣的 辐射系数很高,液态钢辐射系数低,二者在红外光谱上的辐射系数差别表现为:波长越长,辐射 系数差别越大.根据这个研究结果,运用红外照相技术和图像处理技术,可以把钢水和钢渣区 分开来.文中给出了转炉钢渣红外探测系统的设计方法,介绍了转炉钢渣红外探测系统构成, 采用红外镜头免吹扫技术,提高了红外探测器稳定运行时间,减少了探测器维护成本.重点研 究了钢渣红外图像识别方法,虽然钢渣与钢水辐射率不同,但是钢渣与钢水图像的边缘并不陡 峭,由于灰度阈值的选取对抽取物体的边界定位整体尺寸有很大的影响,对像素采用直方图技 术进行处理,通过图像处理算法可以找到钢渣、钢流和背景的阈值,利用钢渣、钢流和背景的阈 值可以把背景像素去除.运用快速分类估计技术建立钢渣模型,运算时间短,提高了钢渣识别 速度.最后计算钢渣和钢流的面积,从而计算出钢渣的含量.转炉红外钢渣探测设备在宝钢 炼钢厂投入运行,钢渣识别准确率达到99%.