CN115672745A - 一种钛及钛合金回收屑料高密度夹杂分选方法 - Google Patents

一种钛及钛合金回收屑料高密度夹杂分选方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钛及钛合金回收屑料高密度夹杂分选方法，该方法包括：步骤一、屑料的破碎及磁选；步骤二、X射线透视图的采集及传输；步骤三、X射线透视图的处理及灰度与面积判断；步骤四、待判断高密度屑料的厚度判断。本发明方法步骤简单，设计合理，通过对钛及钛合金屑料的X射线透视图进行灰度与面积判断，以对屑料高密度夹杂进行剔除，从而提高了分选后屑料的质量，且通过钛及钛合金屑料的厚度判断，消除屑料厚度影响，分选出钛及钛合金屑料中高密度夹杂。

Description

一种钛及钛合金回收屑料高密度夹杂分选方法
技术领域
本发明属于钛及钛合金屑料处理技术领域，具体涉及一种钛及钛合金回收屑料高密度夹杂分选方法。
背景技术
目前，我国的钛工业发展前景较好，钛及钛合金产品加工的过程中需要进行车削加工使其符合产品加工要求，而加工下来的车削屑里面依旧存在很多可以回收再利用的材料，若直接丢弃则会造成浪费。因此需要对钛及钛合金屑料再利用，节约钛资源。
每年国内产生钛及钛合金屑料约为2000万吨，对于钛及钛合金屑料回收再利用空间非常大，在实际回收过程中钛及钛合金屑料中会含有钨刀具颗粒，以使钛及钛合金屑料的密度增大，因此在回收过程中为了提高屑料质量，需要对屑料高密度夹杂及磁性材质夹杂进行剔除。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种钛及钛合金回收屑料高密度夹杂分选方法，其方法步骤简单，设计合理，先进行磁性材质夹杂剔除，然后对钛及钛合金屑料的X射线透视图进行灰度与面积判断，且通过钛及钛合金屑料的厚度判断，消除屑料厚度影响，以对屑料高密度夹杂进行剔除，从而提高了分选后屑料的质量。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种钛及钛合金回收屑料高密度夹杂分选方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、屑料的破碎及磁选：
步骤101、将待回收的钛及钛合金屑料进行破碎，得到破碎后屑料；其中，破碎后屑料的粒径为2mm～15mm；
步骤102、将破碎后屑料经过料斗进入振动给料机，并经过皮带机进行输送；
步骤103、在破碎后屑料经过皮带机输送过程中，磁选机对屑料进行磁性材质剔除，得到待识别屑料；
步骤二、X射线透视图的采集及传输：
步骤201、在待识别屑料随皮带机的进程面移动的过程中，计算机控制X射线发生器发射X射线至待识别屑料，X射线探测器对穿过待识别屑料的X射线进行接收采集并发送至计算机，计算机获取待识别屑料的X射线透视图；其中，X射线透视图为灰度图像；
步骤三、X射线透视图的处理及灰度与面积判断：
步骤301、计算机对X射线透视图进行高斯滤波，得到高斯滤波后X射线透视图；
步骤302、计算机对高斯滤波后X射线透视图进行二值化处理，得到屑料二值化图像；
步骤303、计算机采用连通域标记算法对屑料二值化图像进行连通区域标记，得到多个屑料连通区域；
步骤304、采用计算机对X射线透视图中第j个屑料连通区域进行灰度与面积判断；其中，j为正整数；
步骤305、第j个屑料连通区域不满足灰度分选要求，则第j个屑料连通区域对应的第j个屑料为待判断高密度屑料，执行步骤四；X射线透视图中第j个屑料连通区域满足灰度分选要求，则第j个屑料连通区域对应的第j个屑料为分选后回收屑料，进入集料桶收集；
步骤四、待判断高密度屑料的厚度判断：
步骤401、在待判断高密度屑料随皮带机的进程面继续移动的过程中，计算机控制X射线源发射X射线至待判断高密度屑料，X射线探头获取穿过待判断高密度屑料的X射线透射强度发送至计算机，计算机根据X射线源的入射强度和X射线透射强度，获取待判断高密度屑料的厚度；
步骤402、计算机将待判断高密度屑料的厚度和屑料厚度设定值进行比较，如果待判断高密度屑料的厚度小于屑料厚度设定值，则待判断高密度屑料为高密度夹杂，启动喷嘴工作，以使该高密度夹杂偏离自由抛落路径进入废料桶；
如果待判断高密度屑料的厚度大于屑料厚度设定值，则该屑料为分选后回收屑料，进入集料桶收集。
上述的一种钛及钛合金回收屑料高密度夹杂分选方法，其特征在于：步骤二中X射线透视图的采集及传输之前，调节X射线发生器满足分选要求，具体过程如下：
步骤A、旋拧调节螺母且确保调节螺母端部，带动螺纹调节杆旋出套筒，从而带动安装板X射线发生器和X射线探测器靠近皮带机的进程面移动；
步骤B、在安装板上的X射线发生器和X射线探测器靠近皮带机的进程面移动的过程中，测距传感器实时检测安装板距离皮带机的进程面的间距，以满足分选距离要求。
上述的一种钛及钛合金回收屑料高密度夹杂分选方法，其特征在于：步骤304中采用计算机对X射线透视图中第j个屑料连通区域进行灰度与面积判断，具体过程如下：
步骤3041、采用计算机从X射线透视图获取第j个屑料连通区域中各个像素点处的灰度值并进行均值处理，得到第j个屑料连通区域的灰度均值
Figure 736406DEST_PATH_IMAGE001
；
步骤3042、采用计算机将第j个屑料连通区域的灰度均值
Figure 735586DEST_PATH_IMAGE002
与灰度设定阈值
Figure 19937DEST_PATH_IMAGE003
，当
Figure 432464DEST_PATH_IMAGE004
时，说明第j个屑料连通区域的像素值满足灰度分选要求，执行步骤3043和步骤3044；否则第j个屑料连通区域的像素值不满足分选要求，执行步骤305；
步骤3043、采用计算机从X射线透视图获取第j个屑料连通区域中像素点总数并记作
Figure 398146DEST_PATH_IMAGE005
；
步骤3044、采用计算机将第j个屑料连通区域的像素点总数
Figure 579729DEST_PATH_IMAGE005
与像素点数设定阈值
Figure 769401DEST_PATH_IMAGE006
，当
Figure 603978DEST_PATH_IMAGE007
时，说明第j个屑料连通区域的像素满足面积分选要求；否则第j个屑料连通区域的像素值不满足分选要求，执行步骤305。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用连通域标记算法对屑料二值化图像进行连通区域标记，得到多个屑料连通区域，每个屑料连通区域对应一个钛及钛合金屑料，这样通过对屑料连通区域的灰度与面积判断，从而实现各个钛及钛合金屑料的不同密度识别。
2、本发明从X射线透视图提取灰度值，并将屑料连通区域中像素点对应的灰度值进行平均再与灰度阈值进行比较，从而提高了灰度分选的准确性。
3、本发明方法步骤简单，设计合理，首先是屑料的破碎及磁选，其次是X射线透视图的采集及传输，接着是X射线透视图的处理及灰度与面积判断，最后是待判断高密度屑料的厚度判断。
综上所述，本发明方法步骤简单，设计合理，先进行磁性材质夹杂剔除，然后对钛及钛合金屑料的X射线透视图进行灰度与面积判断，且通过钛及钛合金屑料的厚度判断，消除屑料厚度影响，以对屑料高密度夹杂进行剔除，从而提高了分选后屑料的质量。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的流程框图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明调节支架的结构示意图。
附图标记说明:
1-料斗； 2-振动给料机； 3-皮带机；
4-1-X射线发生器； 4-2-X射线探测器； 5-磁选机；
6-喷嘴； 7-废料桶； 8-集料桶；
9-1-X射线源； 9-2-X射线探头； 10-1-顶板；
10-2-套筒； 10-3-调节螺母； 10-4-螺纹调节杆；
10-5-安装板； 10-6-测距传感器。
具体实施方式
如图1至图3所示，本发明包括以下方法：
步骤一、屑料的破碎及磁选：
步骤101、将待回收的钛及钛合金屑料进行破碎，得到破碎后屑料；其中，破碎后屑料的粒径为2mm～15mm；
步骤102、将破碎后屑料经过料斗1进入振动给料机2，并经过皮带机3进行输送；
步骤103、在破碎后屑料经过皮带机3输送过程中，磁选机5对屑料进行磁性材质剔除，得到待识别屑料；
步骤二、X射线透视图的采集及传输：
步骤201、在待识别屑料随皮带机3的进程面移动的过程中，计算机控制X射线发生器4-1发射X射线至待识别屑料，X射线探测器4-2对穿过待识别屑料的X射线进行接收采集并发送至计算机，计算机获取待识别屑料的X射线透视图；其中，X射线透视图为灰度图像；
步骤三、X射线透视图的处理及灰度与面积判断：
步骤301、计算机对X射线透视图进行高斯滤波，得到高斯滤波后X射线透视图；
步骤302、计算机对高斯滤波后X射线透视图进行二值化处理，得到屑料二值化图像；
步骤303、计算机采用连通域标记算法对屑料二值化图像进行连通区域标记，得到多个屑料连通区域；
步骤304、采用计算机对X射线透视图中第j个屑料连通区域进行灰度与面积判断；其中，j为正整数；
步骤305、第j个屑料连通区域不满足灰度分选要求，则第j个屑料连通区域对应的第j个屑料为待判断高密度屑料，执行步骤四；X射线透视图中第j个屑料连通区域满足灰度分选要求，则第j个屑料连通区域对应的第j个屑料为分选后回收屑料，进入集料桶8收集；
步骤四、待判断高密度屑料的厚度判断：
步骤401、在待判断高密度屑料随皮带机3的进程面继续移动的过程中，计算机控制X射线源9发射X射线至待判断高密度屑料，X射线探头10获取穿过待判断高密度屑料的X射线透射强度发送至计算机，计算机根据X射线源9的入射强度和X射线透射强度，获取待判断高密度屑料的厚度；
步骤402、计算机将待判断高密度屑料的厚度和屑料厚度设定值进行比较，如果待判断高密度屑料的厚度小于屑料厚度设定值，则待判断高密度屑料为高密度夹杂，启动喷嘴6工作，以使该高密度夹杂偏离自由抛落路径进入废料桶7；
如果待判断高密度屑料的厚度大于屑料厚度设定值，则该屑料为分选后回收屑料，进入集料桶8收集。
本实施例中，步骤二中X射线透视图的采集及传输之前，调节X射线发生器4-1满足分选要求，具体过程如下：
步骤A、旋拧调节螺母10-3且确保调节螺母10-3贴合套筒10-2端部，带动螺纹调节杆10-4旋出套筒10-2，从而带动安装板10-5X射线发生器4-1和X射线探测器4-2靠近皮带机3的进程面移动；
步骤B、在安装板10-5上的X射线发生器4-1和X射线探测器4-2靠近皮带机3的进程面移动的过程中，测距传感器10-6实时检测安装板10-5距离皮带机3的进程面的间距，以满足分选距离要求。
本实施例中，步骤304中采用计算机对X射线透视图中第j个屑料连通区域进行灰度与面积判断，具体过程如下：
步骤3041、采用计算机从X射线透视图获取第j个屑料连通区域中各个像素点处的灰度值并进行均值处理，得到第j个屑料连通区域的灰度均值
Figure 170088DEST_PATH_IMAGE008
；
步骤3042、采用计算机将第j个屑料连通区域的灰度均值
Figure 471757DEST_PATH_IMAGE008
与灰度设定阈值
Figure 770014DEST_PATH_IMAGE009
，当
Figure 157133DEST_PATH_IMAGE010
时，说明第j个屑料连通区域的像素值满足灰度分选要求，执行步骤3043和步骤3044；否则第j个屑料连通区域的像素值不满足分选要求，执行步骤305；
步骤3043、采用计算机从X射线透视图获取第j个屑料连通区域中像素点总数并记作
Figure 526934DEST_PATH_IMAGE011
；
步骤3044、采用计算机将第j个屑料连通区域的像素点总数
Figure 417530DEST_PATH_IMAGE012
与像素点数设定阈值
Figure 152268DEST_PATH_IMAGE013
，当
Figure 761104DEST_PATH_IMAGE014
时，说明第j个屑料连通区域的像素满足面积分选要求；否则第j个屑料连通区域的像素值不满足分选要求，执行步骤305。
本实施例中，需要说明的是，破碎后屑料的粒径为破碎后屑料的最大长度。
本实施例中，实际使用时，磁选机5可参考永磁磁选机，或者其他能实现同样功能的磁选机。
本实施例中，实际使用时，X射线透视图中每个屑料连通区域的判断方法相同，按照步骤304所述的方法完成每个屑料连通区域的判断。
本实施例中，实际使用时，灰度设定阈值
Figure 934596DEST_PATH_IMAGE015
和像素点数设定阈值
Figure 882960DEST_PATH_IMAGE016
可以根据实际需要设定。
本实施例中，实际使用时，进一步优选，选择满足回收要求的钛及钛合金屑料预先经过步骤一至步骤3041处理，从而获取各个屑料连通区域内各个像素对应的灰度值，并将各个屑料连通区域内各个像素对应的灰度值的平均值作为
Figure 850917DEST_PATH_IMAGE015
；且获取各个屑料连通区域内像素总数，并将各个屑料连通区域内像素总数的平均值作为像素点数设定阈值
Figure 947048DEST_PATH_IMAGE016
。
本实施例中，进一步优选，破碎后屑料的厚度为
Figure 596336DEST_PATH_IMAGE017
，且
Figure 461523DEST_PATH_IMAGE017
取值范围为0.5mm～1.5mm。
本实施例中，进一步优选，屑料厚度设定值为
Figure 600381DEST_PATH_IMAGE018
，还可以根据实际需要设定。
综上所述，本发明方法步骤简单，设计合理，先进行磁性材质夹杂剔除，然后对钛及钛合金屑料的X射线透视图进行灰度与面积判断，且通过钛及钛合金屑料的厚度判断，消除屑料厚度影响，以对屑料高密度夹杂进行剔除，从而提高了分选后屑料的质量。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种钛及钛合金回收屑料高密度夹杂分选方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、屑料的破碎及磁选：
步骤101、将待回收的钛及钛合金屑料进行破碎，得到破碎后屑料；其中，破碎后屑料的粒径为2mm～15mm；
步骤102、将破碎后屑料经过料斗（1）进入振动给料机（2），并经过皮带机（3）进行输送；
步骤103、在破碎后屑料经过皮带机（3）输送过程中，磁选机（5）对屑料进行磁性材质剔除，得到待识别屑料；
步骤二、X射线透视图的采集及传输：
步骤201、在待识别屑料随皮带机（3）的进程面移动的过程中，计算机控制X射线发生器（4-1）发射X射线至待识别屑料，X射线探测器（4-2）对穿过待识别屑料的X射线进行接收采集并发送至计算机，计算机获取待识别屑料的X射线透视图；其中，X射线透视图为灰度图像；
步骤三、X射线透视图的处理及灰度与面积判断：
步骤301、计算机对X射线透视图进行高斯滤波，得到高斯滤波后X射线透视图；
步骤302、计算机对高斯滤波后X射线透视图进行二值化处理，得到屑料二值化图像；
步骤303、计算机采用连通域标记算法对屑料二值化图像进行连通区域标记，得到多个屑料连通区域；
步骤304、采用计算机对X射线透视图中第j个屑料连通区域进行灰度与面积判断；其中，j为正整数；
步骤305、第j个屑料连通区域不满足灰度分选要求，则第j个屑料连通区域对应的第j个屑料为待判断高密度屑料，执行步骤四；X射线透视图中第j个屑料连通区域满足灰度分选要求，则第j个屑料连通区域对应的第j个屑料为分选后回收屑料，进入集料桶（8）收集；
步骤四、待判断高密度屑料的厚度判断：
步骤401、在待判断高密度屑料随皮带机（3）的进程面继续移动的过程中，计算机控制X射线源（9）发射X射线至待判断高密度屑料，X射线探头（10）获取穿过待判断高密度屑料的X射线透射强度发送至计算机，计算机根据X射线源（9）的入射强度和X射线透射强度，获取待判断高密度屑料的厚度；
步骤402、计算机将待判断高密度屑料的厚度和屑料厚度设定值进行比较，如果待判断高密度屑料的厚度小于屑料厚度设定值，则待判断高密度屑料为高密度夹杂，启动喷嘴（6）工作，以使该高密度夹杂偏离自由抛落路径进入废料桶（7）；
如果待判断高密度屑料的厚度大于屑料厚度设定值，则该屑料为分选后回收屑料，进入集料桶（8）收集。
2.根据权利要求1所述的一种钛及钛合金回收屑料高密度夹杂分选方法，其特征在于：步骤二中X射线透视图的采集及传输之前，调节X射线发生器（4-1）满足分选要求，具体过程如下：
步骤A、旋拧调节螺母（10-3）且确保调节螺母（10-3贴合套筒（10-2）端部，带动螺纹调节杆（10-4）旋出套筒（10-2），从而带动安装板（10-5）X射线发生器（4-1）和X射线探测器（4-2）靠近皮带机（3）的进程面移动；
步骤B、在安装板（10-5）上的X射线发生器（4-1）和X射线探测器（4-2）靠近皮带机（3）的进程面移动的过程中，测距传感器（10-6）实时检测安装板（10-5）距离皮带机（3）的进程面的间距，以满足分选距离要求。
3.根据权利要求1所述的一种钛及钛合金回收屑料高密度夹杂分选方法，其特征在于：步骤304中采用计算机对X射线透视图中第j个屑料连通区域进行灰度与面积判断，具体过程如下：
步骤3041、采用计算机从X射线透视图获取第j个屑料连通区域中各个像素点处的灰度值并进行均值处理，得到第j个屑料连通区域的灰度均值
Figure 353673DEST_PATH_IMAGE001
；
步骤3042、采用计算机将第j个屑料连通区域的灰度均值
Figure 643840DEST_PATH_IMAGE001
与灰度设定阈值
Figure 586389DEST_PATH_IMAGE002
，当
Figure 24323DEST_PATH_IMAGE003
时，说明第j个屑料连通区域的像素值满足灰度分选要求，执行步骤3043和步骤3044；否则第j个屑料连通区域的像素值不满足分选要求，执行步骤305；
步骤3043、采用计算机从X射线透视图获取第j个屑料连通区域中像素点总数并记作
Figure 382623DEST_PATH_IMAGE004
；
步骤3044、采用计算机将第j个屑料连通区域的像素点总数
Figure 855193DEST_PATH_IMAGE004
与像素点数设定阈值
Figure 968643DEST_PATH_IMAGE005
，当
Figure 831556DEST_PATH_IMAGE006
时，说明第j个屑料连通区域的像素满足面积分选要求；否则第j个屑料连通区域的像素值不满足分选要求，执行步骤305。
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