重鋼連鑄板坯表面缺陷在線檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用效果
2013-04-12 09:42:43
由北京科技大學(xué)、重慶鋼鐵（集團(tuán)）有限責(zé)任公司共同完成的“連鑄板坯表面缺陷在線檢測(cè)技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目效果分析表明，該項(xiàng)目的應(yīng)用可提高軋線產(chǎn)能5%，減少氧化鐵皮燒損0.5%，節(jié)約煤氣消耗36%，每年在一條鑄坯生產(chǎn)線上的應(yīng)用可獲得直接經(jīng)濟(jì)效益超過2000萬元。目前國內(nèi)有連鑄板坯生產(chǎn)線200余條，如果都能推廣應(yīng)用本項(xiàng)目技術(shù)，則每年帶來的直接經(jīng)濟(jì)效益將超過40億元。該項(xiàng)目還獲得2012年冶金科技獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
該項(xiàng)目主要應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)檫B鑄板坯生產(chǎn)線，可用于在線檢測(cè)1000℃以上高溫連鑄坯的表面缺陷，包括表面裂紋、劃痕、接痕、凹陷等，對(duì)于連鑄坯表面質(zhì)量問題的及時(shí)反饋具有重要的意義，可為高溫坯熱裝熱送工藝提供技術(shù)保障。項(xiàng)目的主要內(nèi)容與特點(diǎn)如下：
（1）采用機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)，研制了國際上首套應(yīng)用于高溫連鑄坯的表面缺陷在線檢測(cè)系統(tǒng)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上下表面同步檢測(cè)，檢測(cè)精度達(dá)到0.35mm，對(duì)于表面縱裂、接痕、凹陷等缺陷的檢出率為98%以上。
（2）針對(duì)連鑄坯常出現(xiàn)的氧化鐵皮、保護(hù)渣、振痕、水痕等現(xiàn)象與表面缺陷在紋理上差異，研發(fā)了特定的缺陷檢測(cè)與識(shí)別算法。通過非抽樣小波對(duì)鑄坯表面圖像進(jìn)行分解，計(jì)算分解后得到的低頻分量和原始圖像的尺度共生矩陣，以及高頻分量的灰度共生矩陣，作為圖像的紋理特征，并輸入基于AdaBoosting算法的分類器進(jìn)行分類，常見缺陷的檢出率達(dá)到98%，識(shí)別率達(dá)到80%。
（3）采用獨(dú)特的照明技術(shù)，以消除高溫板坯強(qiáng)輻射背景光的干擾，提高了圖像的清晰度和缺陷的對(duì)比度。由于高溫坯表面輻射光主要是紅光或紅外光，本項(xiàng)目選用了波長(zhǎng)更短的綠色激光線光源，并通過窄帶濾色鏡濾除高溫物體的輻射光。
（4）采用多重防高溫、水汽、粉塵、氧化鐵皮等措施，確保系統(tǒng)長(zhǎng)期免維護(hù)運(yùn)行。針對(duì)連鑄坯生產(chǎn)線的惡劣環(huán)境，設(shè)計(jì)了具有隔熱、隔震、防水、防塵功能的防護(hù)箱，以避免現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下的震動(dòng)、高溫、水汽和粉塵等對(duì)系統(tǒng)的影響。為了減少氧化鐵皮和保護(hù)渣落在鏡頭和光源上，將下表面檢測(cè)房的開口寬度縮小為80mm，并對(duì)下表面設(shè)備采用多重壓縮空氣吹掃，以保持采集光路上的清潔，保證圖像的清晰。
本項(xiàng)目于2010年1月在重鋼煉鋼廠3#鑄機(jī)生產(chǎn)線投入運(yùn)行，經(jīng)過3年多的實(shí)踐，項(xiàng)目取得了以下應(yīng)用效果：
（1）可對(duì)鑄坯的表面質(zhì)量進(jìn)行及時(shí)反饋，避免缺陷的大面積產(chǎn)生。
（2）可在線檢測(cè)鑄坯的表面缺陷，為向軋鋼輸送高質(zhì)量熱送鑄坯提供了保障。
（3）避免了操作人員靠近熱坯檢查，改善了工人的工作環(huán)境。
（4）可以直接檢測(cè)鑄坯上、下表面，對(duì)于下線鑄坯，不用翻面再次檢查，提高了生產(chǎn)效率。
收稿時(shí)間：2013年4月
來源：重鋼
