改进铸坯表面质量的电磁连续铸造研究进展

导出了钢电磁铸造的理论基础,综述了国外此课题的研究现状;发现在铸型外侧施加电磁场抑制了液体金属弯月面的变形,改变了金属液的初期凝固状态,改善了铸坯的表面质量,金属液的缓冷却凝固和润滑剂流路动压的降低被认为是改善连铸坯表面质量的主要原因。采用改变铸型结构和施加电磁场的方法,可望实现此铸造方法的工业应用。     

基于Contourlet变换的连铸坯表面缺陷识别

根据连铸坯表面图像的特点,提出了一种基于Contourlet变换的连铸坯表面缺陷识别方法.通过Contourlet变换将样本图像分解成不同尺度和方向的子带,提取子带的Contourlet系数特征,并结合样本图像的纹理特征,得到一个高维的特征向量.利用监督核保局投影算法对高维特征向量进行降维,将降维后的低维特征向量输入支持向量机,对连铸坯表面图像进行分类识别.对现场采集到的裂纹、氧化铁皮、光照不均和渣痕四类样本图像进行实验,本文提出的识别方法对样本图像的识别率可达94.35%,优于基于Gabor小波的识别方法.     

高温连铸坯表面缺陷的机器视觉无损检测

针对高温连铸坯表面缺陷无法在线检测问题,采用机器视觉技术和相应的试验装置,建立了高温背景下CCD快门控制时间成像模型,同时设计分类器算法对缺陷种类进行归类.系统所选CCD成像装备采用水冷风冷双层冷却方式,在高温状态下能长时间连续工作.系统可检测最大铸坯宽度为3 000 mm,能有效抑制铸坯表面振痕产生的图像噪声影响,实现热态铸坯表面缺陷在线检测与分类.     

连铸热坯表面缺陷图像清晰度控制算法

连铸热坯表面缺陷机器视觉检测系统中,获得清晰稳定信噪比高的图像是检测能否成功的前提条件。针对当前连铸坯表面缺陷获取图像质量及清晰度问题,提出一种基于聚焦平方梯度及CCD靶面照度参数的缺陷图像质量控制算法。选取连铸热坯表面上的一个标志点作为对象,首先采用聚焦窗口平方梯度函数获得系列离焦平面的清晰度最高图像对象,再通过识别该对象和分析对象的面积损失率获得CCD靶面照度参数,进而获得全局采集图像的质量最清晰点。该算法解决了连铸热坯表面缺陷成像系统中焦平面选择及CCD积分时间控制,具有很好的实用性。同时,该算法也为其他机器视觉工程的图像采集提供良好的指导作用。     

基于YOLOv7-TSCR的连铸坯表面缺陷检测

为解决连铸生产过程中铸坯表面缺陷检测准确率低、检测速度慢、模型参数量大难以部署等问题,提出一种融合重参数化和注意力机制的轻量化铸坯表面缺陷检测算法YOLOv7-TSCR。首先,利用Mish和SiLU激活函数、SimAM注意力机制,构建了改进的高效层聚合模块ELAN-S,以有效增强对多尺度缺陷特征的提取;其次,设计了C2f_RG模块改进特征融合网络,减少参数量的同时获得更丰富的梯度流信息,增强特征融合能力;最后,根据采集实际生产中的缺陷图像,构建铸坯缺陷数据集并进行验证。结果表明：YOLOv7-TSCR相较其他网络模型检测效果显著提升,在模型参数量减小的情况下,精确率达93.5%,平均精度均值提高了2.8%,检测速度可达120 FPS;在NEU-DET公开数据集上进行的泛化性对比实验证明了算法具有较强的泛化性。改进算法在保证较高检测精度的基础上,具有较快的检测速度和较小的参数量,为铸坯表面缺陷的高效检测提供了技术参考。     

局部二值模式在连铸坯表面缺陷识别中的应用

为了解决传统的图像识别算法无法准确识别铸坯表面缺陷的问题,提出一种考虑图像相邻像素影响的改进的多块局部二进制算法(MB-LBP).该算法将原始图像分成多个小区域,每个小区域再做等分,并计算平均灰度值,再运用局部二进制模式算法进行计算.对现场采集到的连铸坯表面裂纹、划伤、压痕、凹坑和无缺陷共五类1697个样本进行实验,整体识别率达到94.9％,而传统局部二进制模式算法的识别率为89.1％,说明本文算法具有更好的鲁棒性和抗噪能力.     

泼水算法与墙地砖表面缺陷的识别与分级研究

将泼水算法应用于墙地砖的表面特征提取 ,并且根据求得的表面缺陷面积大小来进行墙地砖缺陷的识别分级 ,结果显示用泼水算法能够实时、在线、全数检测出墙地砖表面缺陷     

复杂背景下钢板表面缺陷检测的图像增强方法

为了实现复杂背景中钢板表面图像缺陷的准确检测,采用连续均值量化变换(SMQT)对钢板表面图像进行增强处理.每个均值量化单元的计算由3步实现:计算各个像素灰度值的平均;采用均值量化方法将各个像素的类度值量化为0或1;将量化输出分解到2个节点中.实验表明:与传统图像增强方法相比,本方法可以显示出图像底层的结构特征,并能自动...     

连续定向凝固过程铜铬合金的组织与缺陷

研究了铜铬合金的连续定向凝固的工艺条件及相互之间的匹配关系,以及铜铬合金的显微组织及其表面缺陷形成的成因,结果表明,结晶器高度１０－２５ｍｍ,冷却距离２５ｍｍ,合金温度１２１０－１２８０℃,牵引速度０．２－１．０ｍｍ／ｓ,冷却水量７２０Ｌ／ｈ时,可制得Ｃｕ－０．６％Ｃｒ合金材料。     

基于稀疏成像与机器视觉的金属材料次表面缺陷检测方法

传统方法缺陷区域的轮廓边缘存在断续,缺陷定位区域封闭性较差,导致检测识别准确率较低。针对这一问题,提出基于稀疏成像与机器视觉的金属材料次表面缺陷检测方法。扫描采集材料次表面二维图像,采用均值滤波和高斯滤波,对图像进行去噪处理,分割次表面缺陷的预处理图像,利用机器视觉,定位并合并缺陷区域,提取灰度、形状、纹理缺陷特征,利用稀疏成像,修正特征参数,对参数进行BP神经网络训练,进而识别金属次表面缺陷类型。选取钢管的凹坑、划痕和擦伤次表面缺陷,进行对比实验,结果表明,此次方法提高了缺陷检测识别准确率,更加符合检测方面的要求。     

铝合金铸件移动磁场铸造的铸造缺陷及防止

在研究移动磁场对铝合金铸件充型能力的影响基础上,对铸件中出现的几种铸造缺陷产生原因进行了分析,并提出了防止这些铸造缺陷的措施.     

软接触结晶器结构对磁场分布影响的实验研究

为了设计具有合理结构的软接触结晶器 ,研究了开缝数、开缝宽度、感应线圈与结晶器相对高度等对磁场的影响 ,考察了在不同条件下软接触结晶器内磁场分布规律 .结果表明 :增加开缝数不但能提高结晶器的透磁性 ,而且能使轴向磁场沿圆周方向分布更加均匀 ;开缝宽度对开缝处轴向磁场影响较大 ,而对其他位置的影响不明显 ;轴线上轴向磁场强度的最大值位置和最大值分别随感应线圈上升分别上移和增大 .     

强磁场对球墨铸铁退火处理的影响

研究了强磁场对退火处理球墨铸铁力学性能以及渗碳体分解、碳扩散的影响．在平行试样方向上施加强磁场进行退火处理后，球铁的拉伸强度、硬度降低．延伸率、断面收缩率升高．SEM分析表明，施加强磁场能够显著地提高渗碳体分解和碳扩散的速度．磁化力F是加速渗碳体溶解和碳扩散的驱动力，通过推导可以得出单位体积力F的表达式。     

面场强计算中的一个问题

面场强的计算是电磁学中一类常见问题。然而目前的文献在研究此类问题时都忽略了一个问题,即没有解释位于场点所在处的面元的场强为什么是0。本文指出了这一问题并给出了解决方案,所得结论对面场强计算的教学具有较大的参考价值。     

移动磁场对铝合金E型铸件充型能力的影响

在移动磁场铸造下,移动磁场的大小对铝合金充型能力有显著的影响.试验结果表明:在移动磁场下ZL102铝合金充型能力明显提高.在采用不锈钢为底模,当电压在220~235 V时能产生适宜的磁场,使ZL102铝合金E型铸件充型完整.     

外磁场中Hubbard系统的表面传导电子能和自旋波

讨论了在外磁场中Hubbard系统的表面传导电子能和自旋波,发现在外磁场中Hubbard系统表面传导电子能明显不同于系统内部传导电子能,这正好可以解释在固体表面其特性是有异常的.对于自旋波谱的研究发现,由于外磁场的介入,自旋波谱不仅与自旋向上和向下的电子数有关,而且由于外磁场的存在而变得较为复杂.     

静磁场下气泡在板坯连铸结晶器内运动行为的物理模拟

以水银和氩气作为模拟介质,通过物理模拟研究了高拉速板坯连铸结晶器内电磁制动和水口吹氩耦合作用下的气泡运动和分布行为.采用电阻探针测量了结晶器内气泡的运动和分布情况,分析了磁场、吹氩量等不同工艺参数对气泡占空比、气泡数量和气泡脉冲宽度的影响规律.实验结果表明:在一定的拉速条件下,施加磁场改变了气泡在结晶器内的分布规律,有利于气泡的上浮,降低了气泡在结晶器内的冲击深度,减少了到达结晶器窄面的气泡数量;磁场的施加和吹氩量的增加都使得脉冲宽度较大的气泡数量增多,且主要集中在结晶器1/4宽度和水口之间区域.     

电磁软接触结晶器内钢液面高度对磁场分布的影响

利用有限元软件ANSYS对软接触电磁连铸结晶器内磁场进行三维数值模拟,分析了结晶器内钢液面高度对磁场及电磁力分布的影响.结果表明:钢液使得磁感应强度集中在钢液的侧表面;当钢液面低于线圈上沿时,钢液中磁感应强度的最大值出现在钢液上表面附近,并沿拉坯方向逐渐递减;当钢液面高于线圈上沿时,随着钢液面的升高磁感应强度的最大值向线圈中部移动;钢液侧表面所受电磁力的分布趋势与磁感应强度的分布趋势基本一致.     

外磁场对THz波段超导表面等离激元的影响

根据超导二流体模型,研究了在THz波段超导材料铌表面存在的表面等离激元的色散曲线和特征长度随外磁场的变化关系,分析了外磁场对表面等离激元激发条件的影响.结果表明:外磁场强度增大时,色散曲线偏离光锥线程度将增大,表面等离激元传播距离、归一化波长及其在介质内的穿透深度将变小,而在超导材料内的穿透深度将增大,且色散曲线和特征长度随磁场的变化程度还与频率有关.同时,共振角度对外磁场变化不敏感,但共振频率将随外磁场强度增大而红移.该结果可为超导波导器件设计提供一定的参考.     

三维空间磁场结构数学模型及磁场方式三维定位装置

推导单圆环线圈三维空间磁场数学表达式并建立了磁场方式三维定位系统数学模型 ,在此基础上研制磁场方式三维定位装置 ,实现三维磁传感器探头六自由度实时定位及一维磁传感器探头五自由度实时定位 .该装置提供了一种利用对人体无害的磁场来测定内窥镜探头等医疗器械在人体内的三维位置及姿态的新方法 .