高炉原燃料的粒度检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种高炉原燃料的粒度检测方法，包括：步骤S100，利用图像采集装置，对待输送入高炉内的运输皮带上的原燃料进行数字图像采集，以获取原燃料数字图像；步骤S200，对该原燃料数字图像进行处理；步骤S300，根据经步骤S200处理过的原燃料数字图像，获取粒度大小。本发明的高炉原燃料的粒度检测方法，精确度高，速度快，能够实时在线自动获取原燃料粒度大小，并且无物料消耗，减少了大量人力物力成本。
【专利说明】高炉原燃料的粒度检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高炉原燃料检测，更具体地，是一种高炉原燃料的粒度检测方法。
【背景技术】
[0002]在钢铁生产中，高炉原燃料主要包括原料和燃料，原料包括烧结矿、球团矿、块矿和付原料等，燃料主要是指焦炭。高炉的原料和燃料是分别装入高炉内进行冶炼的，即一批原料、一批燃料依次装入高炉。高炉原燃料管理是高炉操作中重要的内容之一，尤其是对于大型高炉，对原燃料质量要求更高，“七分原料三分操作”。原燃料的粒度大小和分布直接影响着高炉的透气性和高炉的稳定顺行。相同配料和生产工艺的烧结矿和焦炭、同一批次的块矿和球团矿，他们的冶金性能一般变化不大，也就是说质量是不可控的。但是，原燃料的粒度是可以人为控制的，可以通过破碎和筛分进行粒度大小和分布的控制，这对高炉操作至关重要。
[0003]目前高炉原燃料粒度的检测主要是通过物理筛分的方法，即采用不同孔径的筛子进行筛分得到不同的粒度大小和分布。目前宝钢烧结矿检测频次为4小时检测一次，焦炭为8小时检测一次，球团矿和块矿的粒度大小没有检测，相对于每座高炉每日约消耗17000t原料和3000t焦炭来说，检测频度很小，而且人工筛网检测的误差也很大。
[0004]综上所述，由于人工筛分检测频度小、误差大，加上高炉原燃料粒度对高炉操作非常重要，因此需要一种新的方法来增加粒度检测频度和提高粒度检测精确度，以实时掌握入炉原燃料粒度大小、分布和趋势。
【发明内容】
[0005]本发明的目的，在于解决现有的人工进行高炉原燃料粒度检测的上述缺陷，从而提供了一种创新的高炉原燃料的粒度检测方法。
[0006]本发明的高炉原燃料的粒度检测方法，包括以下步骤:
[0007]步骤S 100，利用图像采集装置，对待输送入高炉内的运输皮带上的原燃料进行数字图像采集，以获取原燃料数字图像；
[0008]步骤S200，对该原燃料数字图像进行处理，该处理包括以下步骤:
[0009]步骤S210，对该原燃料数字图像进行预处理，该预处理包括:获取原燃料数字图像的色度、亮度和饱和度分量，以及对该色度、亮度和饱和度分量进行均衡；
[0010]步骤S220，对经步骤S210处理后的原燃料数字图像进行平滑及锐化处理；
[0011]步骤S230，对经步骤S220处理后的原燃料数字图像进行边缘提取；以及
[0012]步骤S240，对经步骤S230处理后的原燃料数字图像进行腐蚀及膨胀运算处理；
[0013]步骤S300，根据经步骤S200处理过的原燃料数字图像，获取粒度大小，该步骤包括:
[0014]步骤S310，获得包括最大扩张区域的最小闭合外接圆；以及
[0015]步骤S320，根据原燃料数字图像的像素以及进行图像采集的范围，获得粒度大小。[0016]本发明的高炉原燃料的粒度检测方法，精确度高，速度快，能够实时在线自动获取原燃料粒度大小，并且无物料消耗，减少了大量人力物力成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本发明的高炉原燃料的粒度检测方法的流程示意图；
[0018]图2为用于本发明的图像检测装置的示意图；
[0019]图3为图1中步骤S200的更详细的流程示意图；
[0020]图4为经过图1中步骤S200处理后的原燃料数字图像示意图；
[0021]图5为图1中步骤S300的更详细的流程示意图；
[0022]图6为获取粒度大小的示意图。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图和【具体实施方式】，对本发明的高炉原燃料的粒度检测方法的流程进行详细说明。
[0024]如图1所示，本发明的高炉原燃料的粒度检测方法，包括步骤S100-S300，在步骤SlOO中，利用图像采集装置，对待输送入高炉内的运输皮带上的原燃料进行数字图像采集，以获取原燃料数字图像；在步骤S200中，对该原燃料数字图像进行处理；在步骤S300中，根据经步骤S200处理过的原燃料数字图像，获取粒度大小。以下继续结合附图，对各步骤的实施进行更详细说明。`
[0025]步骤SlOO。
[0026]在该步骤中，利用图像采集装置，对待输送入高炉内的运输皮带上的原燃料进行数字图像采集，以获取原燃料数字图像。结合图2，图像采集装置包括工业摄像机10及外部保护装置、外部光源20、30及遮光罩、计算机40以及连接光缆等。其中，工业摄像机10采用大光圈、定焦距的高速工业摄像机，在安装时，工业摄像机10垂直拍摄的物料设置，从而可以清晰拍摄到在运输皮带I上的原燃料数字图像2，并通过光缆将图像2传输至计算机40，以进行后续处理。由于高炉生产条件较差，在敞开环境下灰尘多，因此需要对摄像机加装保护装置，优选地可增加压缩空气吹扫，以确保摄像机镜头的洁净。
[0027]另外，在进行图像采集时，原燃料上的光照非常重要，要求尽量恒定光照、避免阳光及日夜更替影响，因此应当在摄像部位增加遮光罩，以减少外部光源的影响，同时在皮带两侧上方增加光源，以使获取的图像质量良好。
[0028]在生产实践中，计算机40可以安装在高炉中控室内，以便相关人员可以随时监控获取信息，为保证系统稳定和速度，工业摄像机10与计算机40可通过光缆连接。
[0029]步骤S200。
[0030]在该步骤中，对在步骤SlOO中获取的原燃料数字图像进行处理，该处理过程可通过计算机40完成。具体地，结合图3，进行数字图像处理包括步骤S210-S240，在这些步骤中，分别进行预处理、平滑及锐化、边缘提取、腐蚀和膨胀运算等，以获取可供后续分析计算的图像。
[0031]具体地，在步骤S210中，对该原燃料数字图像进行预处理，该预处理包括:获取原燃料数字图像的色度、亮度和饱和度分量，以及对该色度、亮度和饱和度分量进行均衡。通过预处理，可提升图像的亮度、色彩以及对比度，同时获得良好的降噪效果，避免因白噪声产生伪边界，并且使得各分量得到良好的均衡。
[0032]在步骤S220中，对经步骤S210处理后的原燃料数字图像进行平滑及锐化处理。图像平滑处理主要是为了消除噪声。一般来说，图像的能量主要集中在其低频部分，噪声所在的频段主要在高频段。因此可采用常规低通滤波的方法去除高频干扰。图像空间域平滑是对噪声原始图像f (x，y)的每个像素点取一个临域S，计算S中所有像素灰度级的平均值，作为空间域平均处理后图像g (x，y)的像素值。即
[0033]
【权利要求】
1.一种高炉原燃料的粒度检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: 步骤S 100，利用图像采集装置，对待输送入高炉内的运输皮带上的原燃料进行数字图像采集，以获取原燃料数字图像； 步骤S200，对该原燃料数字图像进行处理，该处理包括以下步骤: 步骤S210，对该原燃料数字图像进行预处理，该预处理包括:获取原燃料数字图像的色度、亮度和饱和度分量，以及对该色度、亮度和饱和度分量进行均衡； 步骤S220，对经步骤S210处理后的原燃料数字图像进行平滑及锐化处理； 步骤S230，对经步骤S220处理后的原燃料数字图像进行边缘提取；以及 步骤S240，对经步骤S230处理后的原燃料数字图像进行腐蚀及膨胀运算处理； 步骤S300，根据经步骤S200处理过的原燃料数字图像，获取粒度大小，该步骤包括: 步骤S310，获得包括最大扩张区域的最小闭合外接圆；以及 步骤S320，根据原燃料数字`图像的像素以及进行图像采集的范围，获得粒度大小。
【文档编号】C21B5/00GK103509901SQ201210211040
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月25日 优先权日:2012年6月25日
【发明者】王训富, 陈永明, 陶卫忠, 李有庆, 王舰波 申请人:宝山钢铁股份有限公司