[发明专利]一种基于图像识别的球团固结程度评价方法

权利要求书

1.一种基于图像识别的球团固结程度评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、制备球团；

步骤二、采用扫描电子显微镜或者矿相显微镜获取球团图像，对球团的微观结构进行表征；

步骤三、对获取的图像进行图像识别，得到图像中颗粒的数量、周长和面积；

步骤四、基于图像识别结果提出球团固结评价体系，计算出球团内部颗粒生长指数、颗粒均匀性指数、颗粒固结指数及焙烧熟化度。

2.根据权利要求1所述的基于图像识别的球团固结程度评价方法，其特征在于，所述步骤一中制备球团的过程包括：

将预定量的含铁原料在105℃充分烘干，去除体相水；取50g含铁原料与4ml去离子水充分混合，然后取15g充分混合原料在10MPa的压力下压制成高度为10mm、直径为20mm的柱状的球团；

将得到的球团在105℃的烘干箱中烘干3h以去除球团内的自由水；

将烘干后的球团放置于氧化铝瓷舟中进行氧化焙烧，在流速为3L/min的Ar保护气氛条件下预热5min，当样品温度达到850℃时，将气体转换为流速5L/min的压缩空气，并氧化30min；

待氧化结束后，将球团转移至另外一个高温炉中进行高温焙烧30min，焙烧过程全程通流速为5L/min的空气；

球团焙烧完成后，置于环境温度下冷却；实验过程中，未经焙烧的球团作为实验的空白对照组，每组实验重复三次，并取实验结果的平均值；

实验完成后，将样品镶嵌于环氧树脂中，并以水作为润滑剂将样品进行磨平、抛光处理。

3.根据权利要求2所述的基于图像识别的球团固结程度评价方法，其特征在于，所述含铁原料是指能够用于造块的含铁物料，包括铁矿粉、炼钢污泥、含铁粉尘。

4.根据权利要求2所述的基于图像识别的球团固结程度评价方法，其特征在于，所述氧化焙烧制度能够替换为任意适用于粉末材料致密化的制度。

5.根据权利要求1所述的基于图像识别的球团固结程度评价方法，其特征在于，所述步骤二中，所有图像的获取均在相同的放大倍数下，每个样品固结指标数据的获取均源自于至少10个断面球团矿相结构的图片。

6.根据权利要求1所述的基于图像识别的球团固结程度评价方法，其特征在于，所述步骤三中，对获取的图像进行图像识别具体包括：

对获取的图像进行灰度转换、中值滤波、膨胀掩膜处理；

采用分水岭算法分割图像中的颗粒，并利用卷积神经网络进行智能计算；

输出图像中颗粒的数量、周长和面积。

7.根据权利要求1所述的基于图像识别的球团固结程度评价方法，其特征在于，所述步骤四中，颗粒固结指数表达式为：

式中，CI是球团焙烧后固结指数，SPP_{oxidized pellet}是球团预热后颗粒总周长，SPP_{roasted pellet}是焙烧后球团内部颗粒的总周长。

8.根据权利要求1所述的基于图像识别的球团固结程度评价方法，其特征在于，所述步骤四中，颗粒生长指数表达式为：

式中，GI是球团焙烧后颗粒生长指数，APA_{roasted pellet}是氧化球团颗粒面积，APA_{oxidized pellet}是球团颗粒的平均面积。

9.根据权利要求1所述的基于图像识别的球团固结程度评价方法，其特征在于，所述步骤四中，颗粒均匀性指数表达式为：

式中，UI是颗粒均匀性指数，表示球团内部颗粒尺寸的均一化程度，A_i是第i个颗粒的面积，是颗粒的平均面积，N是球团内部颗粒的总数量。

10.根据权利要求1所述的基于图像识别的球团固结程度评价方法，其特征在于，所述步骤四中，焙烧熟化度表达式为：

式中，RI是焙烧熟化度，是大于4500μm²的颗粒的面积，A_Total是球团内部颗粒的总面积。