序列图像特征提取及模具熔融结晶建模分析

  连铸过程中的模具通量对钢半月板进行热绝缘，防止液态钢连铸过程中液态钢再氧化，控制传热，提供链润滑，吸收非金属夹杂物。模具通量的冶金功能主要由温度控制曲线下的熔化速率和结晶速率决定。因此，研究模具壁与股壳间隙中模具通量的相分布具有重要意义。

  在模具的顶部加入连铸模具通剂。这些固体矿渣以粉末层的形式堆积在液态钢的表面，可以防止由于液态钢的温度下降过高而导致的液态钢水平结皮。模具通量的温度随后逐渐上升到熔点，模具通量被熔化形成烧结层。模具通量的原料通过化学反应形成低熔点物质，然后形成液渣，模具通量的组成会发生一定程度的变化。这是熔化过程。

  由于模具焊剂完全熔合，将形成液渣层并覆盖在液态钢表面。当液渣从钢液表面的渣池渗入壳体与铜模壁的间隙时，形成渣膜。由于链表面的高温，对链的矿渣仍然保持液相。但随着液渣的温度随模具纵向表面的降低，渣膜相对于铜模壁，淬火固化形成玻璃态固体渣膜（渣膜的固化行为），模具强制冷却，渣膜在一定区域结晶形成结晶层（渣膜结晶行为），最终形成典型的三层渣膜结构：玻璃层、结晶层、液渣层。这个过程是结晶。

  由于高温、瞬态流体流动、复杂的相变和化学反应以及模具壁的不透明度，很难直接观察模具通量的相位变化。SHTT II的熔化和结晶温度测试仪。目前已广泛应用于观察模具通量的结晶行为。实验结束后，实验人员逐一对图像进行演示，记录在图像左上角，用肉眼和经验识别关键节点图像（见图1），指导模具通量设计，满足钢级的凝固要求。这一过程浪费了人力，阻碍了实验过程信息的开发。发展序列图像的自动特征提取和数学建模技术是当务之急。

  附件1有562张模具通量熔化和结晶的序列图像。这些序列图像是从实验开始时的第110秒到第671秒之间收集起来的。文件序列号遵循采集时间序列，每隔1秒采集一次图像。该信息由附件1中的数字图像呈现（见图1）。每幅图像的左上角都标记有图像对应的时间和No.的温度值1个热电偶和No.，2个热电偶。

图1模具通量的熔化和结晶

为了实现模通量熔融和结晶序列图像的自动特征提取和数学建模，请回答以下三个问题。

问题1：通过图像分割和识别等技术，请自动提取No.的温度.2在每个图像的左上角有1个热电偶，无热电偶，并自动导入到相应的表中

附件2（请逐编写技术操作文件），制作温度时间曲线图（1线温度2线温度时间图；1 线平均温度2线平均温度时间图）。另外，1#线或2#线的测试结果不准确。请把它指出来并解释一下。

问题2：根据图中的6个节点图像。1、请利用数字图像处理技术，研究和量化模子通量熔融和结晶过程中相邻序列图像之间的动态差异。在此基础上，请对量化的不同特性进行时间序列建模，并根据数学模型的仿真结果，讨论模具通量的熔化和结晶过程曲线。

问题3：鉴于温度和时间的变化，以及问题2的研究结果，请建立数学模型，讨论温度与时间变化的函数关系以及模具通量的熔融结晶过程，并根据数值模拟结果讨论模具通量的熔化结晶动力学（温度、熔化速率和结晶速率的关系）。

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