[发明专利]一种钢包铁壳变形检测方法

说明书

本发明提供了一种钢包铁壳变形检测方法，主要包括扫描前处理、数据采集、数据拼接、数据过滤、数据拟合配准、位置拟合和变形分析等步骤。通过三维激光扫描技术采集钢包铁壳和模芯的三维点云数据，可以从整体上观测和分析钢包铁壳的变形情况，提高钢包铁壳变形情况的检测精度，判断钢包铁壳的使用安全性；通过软件处理，能更直观、更高效、更精准地测量钢包铁壳及模芯的变形量，拟合出钢包铁壳和模芯的最佳安放位置，有效指导永久层浇注施工，提高永久层的浇筑质量，从而保证钢包的使用安全性。

技术领域

本发明涉及一种检测方法，具体涉及一种钢包铁壳变形检测方法。

背景技术

钢包是载运钢水和进行炉外精炼的一种容器，是连接转炉至连铸炼钢生产过程中必不可少的运输、炉外精炼及钢水浇铸工具。钢包内衬耐火材料通常分为工作层和永久层，永久层作为内衬的重要组成部分，是钢包安全运行的一道屏障，也是内衬价值最大化的可靠保障，其主要起到两个作用：一是保温作用，关键是包壁，由于钢水在钢包内滞留时间长，永久层具有较好的保温性能，能减少钢水的热损失，降低钢包钢结构壳体温度，延长其使用寿命；二是保险作用，当工作层渗钢时，永久层至少能挡渗钢而不至于穿包漏钢。

钢包永久层的厚度是否均匀直接影响到钢包的使用安全及使用寿命，钢包下线全修后需要通过在钢包体内安置模芯来完成永久层的重新浇筑，所以钢包铁壳的变形程度及模芯安置的位置和姿态是决定永久层厚度是否均匀的关键因素。

传统的钢包铁壳变形后永久层均匀性测量需要首先将模芯放置在钢包铁壳中，然后通过钢包铁壳外侧的小孔测量钢包铁壳与模芯表面的距离，以此距离来反映钢包铁壳的变形后永久层均匀性的情况。这种方法操作起来虽然简便，但精度较差，且只能从钢包铁壳局部的若干点位进行测量分析，测量结果只能反映局部变形量，难以准确地反映整个钢包铁壳的变形情况，一旦不能及时发现钢包变形异常部位，以至于永久层浇筑不均匀，将导致出现钢水渗漏等事故，引发严重后果。

发明内容

针对上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种从整体检测分析钢包铁壳的变形情况的方法，通过三维激光扫描技术采集钢包铁壳和模芯的三维点云数据，通过拟合算法找到钢包模芯相对于钢包铁壳的最佳位置，根据钢包铁壳内侧表面点与模芯外侧表面点之间的距离反映钢包铁壳的变形情况，提高钢包铁壳变形情况的检测精度。

本发明提供了一种钢包铁壳变形检测方法，包括以下步骤：

S1、扫描前处理：在钢包铁壳和模芯周围架设三维激光扫描仪，选取多个测站，在距离钢包铁壳和模芯0-10米的范围内布置多个标靶点，作为不同位置处数据拼接的同名点或连接点；

S2、数据采集：分别对钢包铁壳内表面和模芯外表面进行扫描，采集钢包铁壳内表面和模芯外表面的原始三维点云数据；

S3、数据拼接：对相邻测站采集到的原始三维点云数据进行粗拼接，然后通过数据处理软件进行三维平差计算，完成精准拼接，分别得到钢包铁壳内表面和模芯外表面的三维模型数据；

S4、数据过滤：剔除三维点云数据中的噪声数据和冗余数据，获得分布均匀的三维点云数据；

S5、数据配准：将过滤后的钢包铁壳内表面和模芯外表面的三维点云数据配准，转换至同一坐标系中，完成钢包铁壳与模芯的三维点云数据配准；

S6、位置拟合：按一定间距分别对钢包铁壳内表面和模芯外表面的三维点云数据进行水平截面，并对每一水平截面的点云进行圆拟合；分别求取钢包铁壳内表面和模芯外表面的多个截面拟合圆的平均圆心位置，使得两个平均圆心位置重合，得出模芯在钢包铁壳内的最佳安放位置；

S7、变形分析：计算模芯外表面与钢包铁壳内表面之间的距离，分析钢包铁壳的变形情况，判断钢包铁壳的使用安全性。

优选地，所述步骤S1中的标靶点采用标靶球。