利用图像处理技术优化钢坯连铸机电磁搅拌系统以改进方坯质量

为方坯连铸机电磁搅拌系统（EMS）制定最佳的电流与频率组合是确保坯料具有良好内部、表面以及亚表面质量的关键。在本次研究中，通过采用图像处理技术，对电流和频率值进行了极为有效的优化。浇铸期间，EMS的电流和频率分别在240～300A和3～5Hz之间波动，并收集了相应的坯料试样。另外，还从浇铸炉次的开始、中间和结束阶段收集了试样以评估中包过热度的影响。采用超声波C-扫描仪扫描了收集到的试样以获得试样的全彩色图像。使用Matlab图像处理工具箱在RGB颜色空间内对获取的图像进行处理与分析。最后，比较经图像处理后得到的每一种钢种的各种缺陷数据，以此确定EMS参数的最佳组合。通过实验发现，几乎所有的闭式浇铸钢种，随着EMS的电流提高至280A，等轴晶区的长度也会明显增加。当EMS的电流超过280A时，等轴晶区的长度略微有所增加，但坯料表面处的结晶器保护渣卷渣以及浸入式水口侵蚀的几率也随之增大。亚表面的中心收缩量和中心裂纹在EMS的电流高达280A时明显减少。采用3Hz的EMS频率后，钢坯质量虽然有所改善，但改善的幅度并不大。