第36卷第7期 北京科技大学学报 Vol.36 No.7 2014年7月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jul.2014 连铸结晶器在线热像图绘制的方法 何飞12，贺东风”四，徐安军”，汪红兵》，田乃媛”，常圣”，卜 刚” 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)安徽工业大学治金工程学院，马鞍山243002 3)北京科技大学计算机与通讯工程学院，北京100083 ☒通信作者，E-mail:hdfen@163.com 摘要为实现结晶器过程可视化和辅助漏钢预报技术，提出一种等值线区域填充法快速高效绘制直观的结晶器在线热像 图的方法.该方法通过离散数据网格化、等值线生成和等值多边形填充绘制云图.其中，等值线生成采用网格序列法和单元 剖分法结合，避免了己往的等值线追踪和二义性问题，高效准确，实现简单。将该方法与扫描母元法相比，前者绘制云图速度 快，保证了精度和质量，优于后者，且算法复杂度的分析也证明了前者时间效率较高。实际应用结果表明，该方法绘制的结晶 器在线热像图能很好地反映正常和非正常情况下结晶器内部温度场的特征，可满足实际生产要求. 关键词连铸；结晶器：温度分布：绘图：等值线：可视化 分类号TF777 A method for plotting the on-ine thermal map of a continuous casting mould HE Fei,HE Dong-feng,XU An-jun,WANG Hong-bing,TIAN Nai-yuan,CHANG Sheng,BU Gang" 1)School of Metallurgical and Ecological Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)School of Metallurgical Engineering,Anhui University of Technology,Maanshan 234002,China 3)School of Computer and Communication Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:hdfcn@163.com ABSTRACT To realize the visualization of mould processes and to assist the breakout prediction technology,a contour region filling method was proposed to plot an intuitive on-ine thermal map of a mould quickly and efficiently.This method uses discrete data grid- ding,contour line generating and contour polygon filling to plot the nephogram.A combination of the grid sequence method with the cell subdivision method is adopted for contour line generating,which is more efficient,accurate and simple because of avoiding the contour line tracking and ambiguity.The method was compared with the scan parent element method.The results indicate that the for- mer can plot the nephogram rapidly,ensure its precision and quality,so is better than the latter.Algorithm complexity analysis also proves that the time efficiency of the former is higher.Practical application results show that the on-line thermal map based on the method can reflect the temperature field characteristics of the mould in normal and abnormal conditions well,and is satisfactory for the process of practical production. KEY WORDS continuous casting:moulds:temperature distribution:mapping:contours;visualization 在连铸过程中，结晶器作为连铸机的心脏，直接 成部分，对实时监控掌握和深入研究结品器内的治 影响着连铸坯质量和连铸机生产率，也成为高效连 金行为提供了一种有效的分析手段，也对指导连铸 铸技术发展的关键环节.因此，对结晶器治金过程 生产操作提供重要的依据. 实现有效的在线监控非常重要.结晶器在线热像图 在己往的很多研究中，对结晶器在线热像图在 是实现结晶器过程可视化和漏钢预报系统的重要组 连铸过程中的应用做了大量的介绍，如热像图对黏 收稿日期：201309一11 基金项目：中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(FRF-BR-10O27B) DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2014.07.015:http://journals.ustb.edu.cn第 36 卷 第 7 期 2014 年 7 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 36 No． 7 Jul． 2014 连铸结晶器在线热像图绘制的方法 何 飞1，2) ，贺东风1) ，徐安军1) ，汪红兵3) ，田乃媛1) ，常 圣1) ，卜 刚1) 1) 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京 100083 2) 安徽工业大学冶金工程学院，马鞍山 243002 3) 北京科技大学计算机与通讯工程学院，北京 100083  通信作者，E-mail: hdfcn@ 163． com 摘 要 为实现结晶器过程可视化和辅助漏钢预报技术，提出一种等值线区域填充法快速高效绘制直观的结晶器在线热像 图的方法． 该方法通过离散数据网格化、等值线生成和等值多边形填充绘制云图． 其中，等值线生成采用网格序列法和单元 剖分法结合，避免了已往的等值线追踪和二义性问题，高效准确，实现简单． 将该方法与扫描母元法相比，前者绘制云图速度 快，保证了精度和质量，优于后者，且算法复杂度的分析也证明了前者时间效率较高． 实际应用结果表明，该方法绘制的结晶 器在线热像图能很好地反映正常和非正常情况下结晶器内部温度场的特征，可满足实际生产要求． 关键词 连铸; 结晶器; 温度分布; 绘图; 等值线; 可视化 分类号 TF 777 A method for plotting the on-line thermal map of a continuous casting mould HE Fei1，2) ，HE Dong-feng1)  ，XU An-jun1) ，WANG Hong-bing3) ，TIAN Nai-yuan1) ，CHANG Sheng1) ，BU Gang1) 1) School of Metallurgical and Ecological Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China 2) School of Metallurgical Engineering，Anhui University of Technology，Maanshan 234002，China 3) School of Computer and Communication Engineering，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China  Corresponding author，E-mail: hdfcn@ 163． com ABSTＲACT To realize the visualization of mould processes and to assist the breakout prediction technology，a contour region filling method was proposed to plot an intuitive on-line thermal map of a mould quickly and efficiently． This method uses discrete data grid￾ding，contour line generating and contour polygon filling to plot the nephogram． A combination of the grid sequence method with the cell subdivision method is adopted for contour line generating，which is more efficient，accurate and simple because of avoiding the contour line tracking and ambiguity． The method was compared with the scan parent element method． The results indicate that the for￾mer can plot the nephogram rapidly，ensure its precision and quality，so is better than the latter． Algorithm complexity analysis also proves that the time efficiency of the former is higher． Practical application results show that the on-line thermal map based on the method can reflect the temperature field characteristics of the mould in normal and abnormal conditions well，and is satisfactory for the process of practical production． KEY WOＲDS continuous casting; moulds; temperature distribution; mapping; contours; visualization 收稿日期: 2013--09--11 基金项目: 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目( FＲF--BＲ--10--027B) DOI: 10． 13374 /j． issn1001--053x． 2014． 07． 015; http: / /journals． ustb． edu． cn 在连铸过程中，结晶器作为连铸机的心脏，直接 影响着连铸坯质量和连铸机生产率，也成为高效连 铸技术发展的关键环节． 因此，对结晶器冶金过程 实现有效的在线监控非常重要． 结晶器在线热像图 是实现结晶器过程可视化和漏钢预报系统的重要组 成部分，对实时监控掌握和深入研究结晶器内的冶 金行为提供了一种有效的分析手段，也对指导连铸 生产操作提供重要的依据． 在已往的很多研究中，对结晶器在线热像图在 连铸过程中的应用做了大量的介绍，如热像图对黏