基于序列图像特征提取的铸模熔化与结晶过程建模分析

摘要: 铸模通量在连续铸钢过程中扮演着至关重要的角色，其熔化和结晶行为直接影响着钢液的质量。传统的铸模通量研究方法依赖于人工观察和记录，效率低下且容易出错。为了解决这些问题，本文提出了一种基于序列图像特征提取的铸模熔化与结晶过程建模分析方法。

1. 引言

在连续铸钢过程中，铸模通量承担着隔热、防止钢液再氧化、控制热传递、润滑铸坯以及吸附非金属夹杂物等重要功能。铸模通量的冶金性能主要取决于其熔化速率和结晶速率。因此，深入研究铸模通量在铸模壁与铸坯壳之间间隙的相分布规律，对于优化铸造工艺和提高钢材质量具有重要意义。

传统的铸模通量研究方法主要依赖于SHTT II测试仪等设备观察和记录其熔化和结晶过程。实验结束后，研究人员需要逐帧分析图像，记录关键节点信息，并根据经验判断铸模通量的相变过程。这种方法存在以下缺陷：

为了克服传统方法的不足，本文提出了一种基于序列图像特征提取的铸模熔化与结晶过程建模分析方法。

2. 方法

本文提出的方法主要包括以下步骤：

序列图像采集: 利用SHTT II测试仪采集铸模通量在不同温度下的熔化和结晶过程序列图像。2. 图像预处理: 对采集到的序列图像进行去噪、增强等预处理操作，提高图像质量。3. 特征提取: 采用图像处理技术，从预处理后的序列图像中自动提取熔化界面、晶体形态、相分布等关键特征信息。4. 模型构建: 基于提取的特征信息，建立数学模型来描述铸模通量的熔化速率、结晶速率以及相分布随温度和时间的变化规律。5. 模型验证: 利用实验数据对建立的模型进行验证和修正，确保模型的准确性和可靠性。

3. 结果与讨论

通过对562张铸模通量熔化和结晶过程的序列图像进行分析，成功提取了熔化界面、晶体形态、相分布等关键特征信息。基于这些特征信息，建立了数学模型，并利用实验数据进行了验证。结果表明，该模型能够准确地预测铸模通量的熔化和结晶行为，为铸模通量的设计和优化提供了理论依据。

4. 结论

本文提出的基于序列图像特征提取的铸模熔化与结晶过程建模分析方法，能够有效克服传统方法的不足，实现对铸模通量熔化和结晶行为的自动化、智能化分析。该方法的应用，将有助于提高铸模通量的设计水平，优化铸造工艺，提升钢材质量。