1.本发明涉及一种基于图像识别的引流砂外接装置及方法，属于钢铁冶金连铸装置及方法技术领域。
背景技术：
2.在当前连铸工艺中，钢包自动开浇已经成为连铸整个工艺过程必不可少的一个重要环节。在当前的技术条件下，钢包在回转台悬臂待浇时，首先通过人工将长水口安装在钢包下水口上，再将钢包滑板打开，引流砂在钢水重力及自重的作用下从钢包上水口滑落下来，沿长水口进入中间包中，随后钢水便从钢包中流入中间包中，完成钢包的自动开浇过程。因此在钢包的自动开浇过程中，引流砂不可避免的会进入中间包中，其含有的sio2、cr2o3、zro2等氧化物如在中间包中不能完全上浮去除，将会进入钢中形成外来夹杂物，严重影响铸坯的质量。
3.为避免引流砂进入中间包污染钢水，目前已经有学者提出了相关的技术方案，但存在一定的缺点。发明专利《钢包引流砂外导方法及钢包开浇工艺》（申请号cn201810981782.x）公开了一种钢包引流砂外导方法，该方法采用了手动控制支杆的方式外接引流砂，该方法的缺点是全程依靠人工操作，操作人员劳动强度高，安全隐患高。发明专利《一种伸缩式钢包引流砂接收装置》（申请号cn202111203679.0）公布了一种伸缩式引流砂接收装置，该装置可以自动接取引流砂，优点是降低了操作人员的劳动强度，其不足之处是接砂杆收回的时机仍是依靠人眼观察，接砂过程未能完全实现自动化。
技术实现要素：
4.本发明目的是提供一种基于图像识别的引流砂外接装置及方法，通过采用自动化的接砂装置和图像分析处理技术，相比于人眼观察，接砂装置回收时更加精确，避免了接砂装置回收过晚钢水冲击接砂装置导致的意外危险，具有反应迅速、过程全自动、无需人工干预等优点，大大降低了人工接砂过程操作人员的劳动强度及安全隐患，能有效避免引流砂进入中间包，提高钢水纯净度，有效地解决了背景技术中存在的上述问题。
5.本发明的技术方案是：一种基于图像识别的引流砂外接装置，包含可拆卸式接砂皿、接砂杆、限位轴承、设备柜、液压缸和图像分析处理装置，所述液压缸安装于设备柜内，其一端与接砂杆的末端相连；限位轴承安装于设备柜上，固定接砂杆的运动行程；可拆卸式接砂皿安装在接砂杆的顶端；图像分析处理装置安装于设备柜顶端，与液压缸电连接。所述液压缸的工作压力为1-6 mpa。
6.所述可拆卸式接砂皿的中心位置位于长水口的正下方。
7.所述图像分析处理装置的位置与长水口端口处钢流画面相匹配。
8.一种基于图像识别的引流砂外接方法，包含以下步骤：
①
连铸钢包从钢水接收位旋转至浇注位，开浇准备就绪后，安装好长水口；
②
将可拆卸式接砂皿安装在接砂杆顶端；
③
利用液压缸和接砂杆将可拆卸式接砂皿推动至接砂位置，即长水口正下方；
④
钢包开始浇注，图像分析处理装置对长水口端口钢流画面进行实时监测，当检测到钢流画面中红色区域比例超过70%时，将抽回信号传递至液压缸，液压缸将接砂杆快速收回，脱离接砂位置；
⑤
接砂完毕后，将可拆卸式接砂皿从接砂杆拆下后，容器中的引流砂可再次回收利用。
9.所述液压缸的工作压力为1-6 mpa。。
10.所述可拆卸式接砂皿的中心位置位于长水口的正下方。
11.所述图像分析处理装置的位置与长水口端口处钢流画面相匹配。
12.本发明的有益效果是：通过采用自动化的接砂装置和图像分析处理技术，相比于人眼观察，接砂装置回收时更加精确，避免了接砂装置回收过晚钢水冲击接砂装置导致的意外危险，具有反应迅速、过程全自动、无需人工干预等优点，大大降低了人工接砂过程操作人员的劳动强度及安全隐患，能有效避免引流砂进入中间包，提高钢水纯净度。
附图说明
13.图1是本发明的结构示意图；图中：可拆卸式接砂皿1、接砂杆2、限位轴承3、设备柜4、液压缸5、图像分析处理装置6、引流砂7、钢水8、长水口9、连铸钢包10。
具体实施方式
14.为了使发明实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施案例中的附图，对本发明实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述，显然，所表述的实施案例是本发明一小部分实施案例，而不是全部的实施案例，基于本发明中的实施案例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例，都属于本发明保护范围。
15.一种基于图像识别的引流砂外接装置，包含可拆卸式接砂皿1、接砂杆2、限位轴承3、设备柜4、液压缸5和图像分析处理装置6，所述液压缸5安装于设备柜4内，其一端与接砂杆2的末端相连；限位轴承3安装于设备柜4上，固定接砂杆2的运动行程；可拆卸式接砂皿1安装在接砂杆2的顶端；图像分析处理装置6安装于设备柜4顶端，与液压缸5电连接，。所述液压缸5的工作压力为1-6 mpa。
16.所述可拆卸式接砂皿1的中心位置位于长水口9的正下方。
17.所述图像分析处理装置6的位置与长水口9端口处钢流画面相匹配。
18.一种基于图像识别的引流砂外接方法，包含以下步骤：
①
连铸钢包从钢水接收位旋转至浇注位，开浇准备就绪后，安装好长水口；
②
将可拆卸式接砂皿安装在接砂杆顶端；
③
利用液压缸和接砂杆将可拆卸式接砂皿推动至接砂位置，即长水口正下方；
④
钢包开始浇注，图像分析处理装置对长水口端口钢流画面进行实时监测，当检测到钢流画面中红色区域比例超过70%时，将抽回信号传递至液压缸，液压缸将接砂杆快速收回，脱离接砂位置；
⑤
接砂完毕后，将可拆卸式接砂皿从接砂杆拆下后，容器中的引流砂可再次回收利用。
19.所述液压缸的工作压力为1-6 mpa。。
20.所述可拆卸式接砂皿的中心位置位于长水口的正下方。
21.所述图像分析处理装置的位置与长水口端口处钢流画面相匹配。
22.在实际应用中，设备柜4为整个装置的承载平台，其底部可灵活安装于中间包盖等位置。液压缸5的主要作用是将接砂杆2推动至接砂位置，并在接砂操作完毕后，将接砂杆2抽回。图像分析处理装置6的主要作用是监测长水口9处画面，当检测到长水口9出口处钢流画面中红色区域比例超过70%时，将抽回信号传递至液压缸5，进而完成接砂杆2的抽回动作，完成接砂操作。
23.本发明按照以下步骤进行操作：连铸钢包10从钢水接受位旋转至浇注位，开浇准备就绪后，安装好长水口9；将可拆卸式接砂皿1安装在接砂杆2的顶端；利用液压缸5将接砂杆2推动至接砂位置，使可拆卸式接砂皿1的中心正好位于长水口9正下方；钢包开始浇注后，图像分析处理装置6对长水口处画面进行实时监测，当检测到长水口9端口钢流画面中红色区域比例超过70%时，将液压缸推动信号传递至液压缸5，通过液压缸5将接砂杆2快速收回，脱离接砂位置；接砂完毕后，将可拆卸式接砂皿1从接砂杆2拆下后，容器中的引流砂可再次回收利用。
24.本发明的有益之处在于：
①
采用自动化的接砂装置，大大降低了人工接砂过程操作人员的劳动强度及安全隐患；
②
采用图像分析处理技术，相比于人眼观察，接砂装置回收时机更加精确，避免了接砂装置回收过晚钢水冲击接砂装置导致的意外危险；
③
能有效避免引流砂进入中间包，提高钢水纯净度。