专利名称：热连轧带钢生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及热连轧工艺，更具体地说，涉及一种热连轧带钢生产工艺。
背景技术：
请参阅图1所示，钢铁企业的热连轧带钢生产工艺大致包括以下几个步骤:将板坯库中的板坯输至加热炉进行加热，然后通过粗轧机进行粗轧，经飞剪剪切后，再通过精轧机进行精轧，最后进行卷取及开卷取样。整个生产过程中，对产品的质量检测仅限于精轧后至卷取前这个阶段，对带钢进行凸度及表面检测，以检测带钢的压痕、铁皮、划伤、夹渣等表面缺陷。而对于带钢以及卷取后的钢卷两侧端部的质量，目前还没有很好的检测办法，最多也只是通过人工目测，然而由于生产线的作业环境恶劣，目测受影响和干扰较大，精度差，无法实现产品端部的在线精确检测，致使钢卷成品存在较大的漏检率。
发明内容
针对现有技术中存在的上述的缺点，本发明的目的是提供一种热连轧带钢生产工艺，用以对带钢及钢卷两侧端部的质量进行精确在线检测。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:该热连轧带钢生产工艺包括加热、粗轧、剪切、精轧、带钢表面检测、卷取及取样的步骤，还包括以下步骤:A.将粗轧带钢侧部成像装置设于粗轧带钢输送辊道两侧，在粗轧过程中，通过成像对粗轧带钢的两侧部进行质量检测，并根据检测结果进行相应的反馈控制或处理；B.将精轧带钢侧部成像装置设于精轧带钢输送辊道两侧，在精轧过程中，通过成像对精轧带钢的两侧部进行质量检测，并根据检测结果进行相应的反馈控制或处理；C.将钢卷端部成像装置设于钢卷运输链两侧，在卷取后通过成像对经过的钢卷两侧端部进行质量检测；并根据检测结果进行相应的反馈控制或处理。所述的粗轧和精轧带钢侧部成像装置均包括:箱体，箱体内设有一套拍摄部件，拍摄部件包括一闪光灯和一相机，箱体的前板面上开有与闪光灯、相机相对应的照明孔和成像孔； 一套光电开关，光电开关包括一光电传感器和一光栅，光电传感器设于箱体内，光栅设于箱体的前板面外侧，并与光电传感器相对应；所述的箱体的前板面上还开有与光电传感器相对应的检测孔；固定支架和供调节焦距的移动支架，闪光灯及光电传感器均设于固定支架上，相机均设于移动支架上，移动支架上还连接有驱动电机；保护罩，罩设于箱体前板面的外侧，保护罩上也开有与检测孔、照明孔和成像孔相对应的数个通孔。所述的钢卷端部成像装置包括:箱体，箱体内从上到下均匀布置有多套拍摄部件，每套拍摄部件包括一闪光灯和一相机，箱体的前板面上开有与闪光灯、相机相对应的照明孔和成像孔；一套光电开关，光电开关包括一光电传感器和一光栅，光电传感器设于箱体内，光栅设于箱体的前板面外侧，并与光电传感器相对应；所述的箱体的前板面上还开有与光电传感器相对应的检测孔；固定支架和供调节焦距的移动支架，闪光灯及光电传感器均设于固定支架上，相机均设于移动支架上，移动支架上还连接有驱动电机；保护罩，罩设于箱体前板面的外侧，保护罩上也开有与检测孔、照明孔和成像孔相对应的数个通孔。在步骤A中，根据粗轧的带钢宽度来调整粗轧带钢侧部成像装置的焦距并根据光电信号进行自动成像，对成像照片进行去背景处理，再与该粗轧带钢侧部的标准照片进行对比以判定缺陷类别，根据缺陷类别进行报警及如下反馈控制或处理:若是块状毛刺缺陷，在板坯出库前对切割坯边部角部存在大量未清除的毛刺及熔钢进行修磨；若是溢出状毛刺缺陷，在加热过程中，相应提高板坯出炉温度，或者在粗轧过程中，调整粗轧立辊冷却水的角度，用确保立辊冷却均匀，并绝冷却水外溢到带钢边部；若是锯齿裂缺陷，在加热过程中，相应提高板坯出炉温度，或者在粗轧过程中，调整粗轧立辊冷却水的角度，用以确保立辊冷却均匀，并杜绝冷却水外溢到带钢边部。在步骤B中，根据精轧的带钢宽度来调整精轧带钢侧部成像装置的焦距并根据光电信号进行自动成像，对成像照片进行去背景处理，再与该精轧带钢侧部的标准照片进行对比以判定缺陷类别，根据缺陷类别进行报警及如下反馈控制或处理:若是精轧边损缺陷，保证中间带坯的板形，并调整精轧机入口导板的对中度，或用抛光机修磨入口导板的内侧板表面，或更换精轧入口导板；若是边裂缺陷，在精轧过程中，检查并清除精轧机架侧导板上的粘铁，并检查、清除精轧机入口导板板道上的钢铁碎屑。在步骤C中，根据钢卷的宽度来调整钢卷端部成像装置的焦距并根据光电信号进行自动成像，对成像照片进行去背景处理，并将成像照片合并成一幅完整的钢卷端部照片，再与该钢卷端部的标准照片进行对比以判定缺陷类别，根据缺陷类别进行报警及如下反馈控制或处理:若是卷取边损缺陷，保证精轧来料板形；检查并调整精轧后层流辊道和卷取夹送辊的超前率；检查并调整卷取侧导板的对中度；检查是否沟槽磨损，并进行更换；若是边丝缺陷，检查并调整卷取机前和卷取机间的侧导板开口度；若是折叠缺陷，检查并增加层流冷却辊道或夹送辊的超前率；检查并调整卷取机前和卷取机间的侧导板开口度；若是松卷缺陷，相应增加卷取张力系数，并在卷取完毕后，禁止卷筒进行倒转。在上述技术方案中，本发明的热连轧带钢生产工艺通过分别在粗轧、精轧以及钢卷输送线两侧设置成像装置，对上述各阶段的带钢或钢卷端部进行自动成像以检测其端部质量，并根据检测结果进行相应的反馈控制或处理，从而能够在减轻劳动强度的同时，有效避免高温辐射导致目测的主观性和漏判，提高检测的精确度，进而有效降低了热连轧的成品漏检率。
图1是现有技术的热连轧带钢生产工艺的原理图；图2是本发明的热连轧带钢生产工艺的原理图；图3是本发明的钢卷端部成像装置的检测原理图；图4是本发明的钢卷端部成像装置的结构示意图；图5是本发明的钢卷端部成像装置的侧视图；图6是本发明的钢卷端部成像装置的成像照片示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。请参阅图2所示，本发明的热连轧带钢生产工艺主要也包括加热、粗轧、剪切、精车U带钢表面检测、卷取及取样等步骤，另外，还包括以下步骤:A.将粗轧带钢侧部成像装置设于粗轧带钢输送辊道两侧，在粗轧过程中，通过成像对粗轧带钢的两侧部进行质量检测，并根据检测结果进行相应的反馈控制或处理；B.将精轧带钢侧部成像装置设于精轧带钢输送辊道两侧，在精轧过程中，通过成像对精轧带钢的两侧部进行质量检测，并根据检测结果进行相应的反馈控制或处理；C.将钢卷端部成像装置设于钢卷运输链两侧，在卷取后通过成像对经过的钢卷两侧端部进行质量检测；并根据检测结果进行相应的反馈控制或处理。具体的方法是，在步骤A中，根据粗轧的带钢宽度来调整粗轧带钢侧部成像装置的焦距并根据光电信号进行自动成像，对成像照片进行去背景处理，再与该粗轧带钢侧部的标准照片进行对比以判定缺陷类别，根据缺陷类别进行报警及如下反馈控制或处理:若是块状毛刺缺陷，在板坯出库前对切割坯边部角部存在大量未清除的毛刺及熔钢进行修磨；若是溢出状毛刺缺陷，在加热过程中，相应提高板坯出炉温度，或者在粗轧过程中，调整粗轧立辊冷却水的角度，用以确保立辊冷却均匀，并杜绝冷却水外溢到带钢边部；若是锯齿裂缺陷，在加热过程中，相应提高板坯出炉温度，或者在粗轧过程中，调整粗轧立辊冷却水的角度，用以确保立辊冷却均匀，并杜绝冷却水外溢到带钢边部。在步骤B中，根据精轧的带钢宽度来调整精轧带钢侧部成像装置的焦距并根据光电信号进行自动成像，对成像照片进行去背景处理，再与该精轧带钢侧部的标准照片进行对比以判定缺陷类别，根据缺陷类别进行报警及如下反馈控制或处理:若是精轧边损缺陷，保证中间带坯的板形，并调整精轧内导板的对中度；若是边裂缺陷，在精轧过程中，检查并清除精轧机架侧导板上的粘铁，并检查、清除板道上的钢铁碎屑。在步骤C中，根据钢卷的宽度来调整钢卷端部成像装置的焦距并根据光电信号进行自动成像，对成像照片进行去背景处理，并将成像照片合并成一幅完整的钢卷端部照片，再与该钢卷端部的标准照片进行对比以判定缺陷类别，根据缺陷类别进行报警及如下反馈控制或处理:若是卷取边损缺陷，保证精轧来料板形；检查并调整精轧后层流辊道和卷取夹送辊的超前率；检查并调整卷取侧导板的对中度；检查是否沟槽磨损，并进行更换；若是边丝缺陷，检查并调整卷取机前和卷取机间的；若是折叠缺陷，检查并增加层流冷却辊道或夹送辊的超前率；检查并调整卷取机前和卷取机间的侧导板开口度；若是松卷缺陷，相应增加卷取张力系数，并在卷取完毕后，禁止卷筒进行倒转。在此需要说明的是，上述粗轧、精轧带钢侧部成像装置的结构相同，并且与钢卷端部成像装置的结构以及检测原理也基本相同，区别在于，粗轧、精轧带钢侧部成像装置的移动支架上均只装有一套拍摄部件，而钢卷端部成像装置则根据钢卷的高度，安装有多套，使其拍摄面能够覆盖整个钢卷端部。下面，以钢卷端部成像装置为例具体说明其检测原理，请参阅图3所示，一对钢卷端部成像装置10，分别设于钢卷运输链I两侧，对经过的钢卷2两侧端部进行成像；图像处理服务器20，与热轧过程控制系统(以下简称L2)相连，接收来料钢卷信息，并对成像装置10输出的图像信号进行缺陷识别；可编程控制器(PLC)，根据图像处理服务器20输出钢卷宽度信息，对成像装置10的焦距进行相应调整，并进行成像装置10的成像控制；图像操作终端30，与图像处理服务器20相连，用以实时查询历史图片信息和缺陷检测结果。具体来说，可将一成像装置10设于OS侧，位于钢卷2来料方向的上游，负责拍摄钢卷OS侧端面，将另一成像装置10设于DS侧(检查线操作室一侧)，位于钢卷2来料方向的下游，负责拍摄钢卷DS侧端面。结合图4、图5所示，每个钢卷端部成像装置10均包括:箱体11，箱体11内从上到下均匀布置有数套拍摄部件，每套拍摄部件包括一闪光灯12和一相机13 (可采用1920 X 1080像素即200万像素的工业相机13)，箱体11的前板面上开有与闪光灯12、相机13相对应的照明孔14和成像孔15。拍摄部件的数量可根据钢卷2的高度进行相应选择，对于目前热轧连轧机生产线上常见的钢卷2尺寸，一般采用四套拍摄部件，通过其四台工业相机13拍摄的图像组合在一起，可以覆盖整个高度方向上钢卷2的端面，即在钢卷2运动过程中，四台相机13连续触发(拍摄)八次，这样，钢卷2的每个端面将由4X8 = 32幅图像组合而成，钢卷2端面成像照片如图6所示；—套光电开关,光电开关包括一光电传感器16和一光栅17,光电传感器16设于箱体11内，光栅17设于箱体11的前板面外侧，并与光电传感器16相对应；所述的箱体11的前板面上还开有与光电传感器16相对应的检测孔18 ；固定支架111和供调节焦距的移动支架112，闪光灯12及光电传感器16均设于固定支架111上，相机13均设于移动支架112上，移动支架112上还连接有驱动电机113，用以实现驱动移动支架112带动相机13进行前后移动。另外，成像装置10还包括一保护罩19，罩设于箱体11前板面的外侧，保护罩19上也开有与检测孔18、照明孔14和成像孔15相对应的数个通孔191。该钢卷端部成像装置10的检测原理如下:首先，将两成像装置10分别设置在钢卷运输链I两侧后，通过图像处理服务器20接收L2发出的来料钢卷信息，包括钢卷号、与之对应的钢卷宽度、厚度、出钢记号、卷取机号、炉号，并输出至PLC ；然后通过PLC根据钢卷宽度信息，对成像装置10的焦距进行相应调整，并控制成像装置进行成像；即通过控制电机带动相机13进行前后移动，具体移动距离可由编码器精确控制；在成像时，由光电传感器16检测光栅17信号，一旦有钢卷经过并遮挡住光栅17，从而使得光电传感器16无法接收光栅17信号，说明钢卷2到位，并将经过信号输至PLC，再又PLC同时控制四套拍摄部件进行同时成像，直至钢卷2完全经过，光电传感器16再次检测到光栅17信号为止，而相机13在拍摄过程中，通过高速光纤通讯接口，将图像传送至图像处理服务器20。再通过图像处理服务器20对输入的图像信号进行背景去除、缺陷识别、缺陷定位、储存图像和报警。具体缺陷识别可是通过将检测图像进行分块，计算各分块的矩特征值，并通过与数据库中保存的正常分块特征值相比较得到均方差值，再与设定阈值相比，来判定是否为缺陷；而缺陷定位是通过将检测图像拼成一幅完整的钢卷侧面图像，经过边界检测、均衡化、二值化、哈夫变换消除钢卷纹路和分块计算特征值，来确认缺陷位置。最后，操作人员还可通过图像操作终端30进行实时查询历史图像信息和缺陷检测结果。采用本发明的热连轧带钢生产工艺，能够在整个生产过程中对不同阶段的产品分别进行端部质量检测，有效降低了各种易出现的端部缺陷的漏检率，可大幅度提升热轧上述缺陷的分析和改进能力，效果十分显著。本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。
权利要求
1.一种热连轧带钢生产工艺，包括加热、粗轧、剪切、精轧、带钢表面检测、卷取及取样的步骤，其特征在于， 还包括以下步骤: A.将粗轧带钢侧部成像装置设于粗轧带钢输送辊道两侧，在粗轧过程中，通过成像对粗轧带钢的两侧部进行质量检测，并根据检测结果进行相应的反馈控制或处理； B.将精轧带钢侧部成像装置设于精轧带钢输送辊道两侧，在精轧过程中，通过成像对精轧带钢的两侧部进行质量检测，并根据检测结果进行相应的反馈控制或处理； C.将钢卷端部成像装置设于钢卷运输链两侧，在卷取后通过成像对经过的钢卷两侧端部进行质量检测；并根据检测结果进行相应的反馈控制或处理。
2.如权利要求1所述的热连轧带钢生产工艺，其特征在于， 所述的粗轧和精轧带钢侧部成像装置均包括: 箱体，箱体内设有一套拍摄部件，拍摄部件包括一闪光灯和一相机，箱体的前板面上开有与闪光灯、 相机相对应的照明孔和成像孔； 一套光电开关，光电开关包括一光电传感器和一光栅，光电传感器设于箱体内，光栅设于箱体的前板面外侧，并与光电传感器相对应；所述的箱体的前板面上还开有与光电传感器相对应的检测孔； 固定支架和供调节焦距的移动支架，闪光灯及光电传感器均设于固定支架上，相机均设于移动支架上，移动支架上还连接有驱动电机； 保护罩，罩设于箱体前板面的外侧，保护罩上也开有与检测孔、照明孔和成像孔相对应的数个通孔。
3.如权利要求1所述的热连轧带钢生产工艺，其特征在于， 所述的钢卷端部成像装置包括: 箱体，箱体内从上到下均匀布置有多套拍摄部件，每套拍摄部件包括一闪光灯和一相机，箱体的前板面上开有与闪光灯、相机相对应的照明孔和成像孔； 一套光电开关，光电开关包括一光电传感器和一光栅，光电传感器设于箱体内，光栅设于箱体的前板面外侧，并与光电传感器相对应；所述的箱体的前板面上还开有与光电传感器相对应的检测孔； 固定支架和供调节焦距的移动支架，闪光灯及光电传感器均设于固定支架上，相机均设于移动支架上，移动支架上还连接有驱动电机； 保护罩，罩设于箱体前板面的外侧，保护罩上也开有与检测孔、照明孔和成像孔相对应的数个通孔。
4.如权利要求1所述的热连轧带钢生产工艺，其特征在于: 在步骤A中，根据粗轧的带钢宽度来调整粗轧带钢侧部成像装置的焦距并根据光电信号进行自动成像，对成像照片进行去背景处理，再与该粗轧带钢侧部的标准照片进行对比以判定缺陷类别，根据缺陷类别进行报警及如下反馈控制或处理: 若是块状毛刺缺陷，在板坯出库前对切割坯边部角部存在大量未清除的毛刺及熔钢进行修磨； 若是溢出状毛刺缺陷，在加热过程中，相应提高板坯出炉温度，或者在粗轧过程中，调整粗轧立辊冷却水的角度，用以确保立辊冷却均匀，并杜绝冷却水外溢到带钢边部；若是锯齿裂缺陷，在加热过程中，相应提高板坯出炉温度，或者在粗轧过程中，调整粗轧立棍冷却水的角度，用以确保立棍冷却均匀，并绝冷却水外溢到带钢边部。
5.如权利要求1所述的热连轧带钢生产工艺，其特征在于: 在步骤B中，根据精轧的带钢宽度来调整精轧带钢侧部成像装置的焦距并根据光电信号进行自动成像，对成像照片进行去背景处理，再与该精轧带钢侧部的标准照片进行对比以判定缺陷类别，根据缺陷类别进行报警及如下反馈控制或处理: 若是精轧边损缺陷，保证中间带坯的板形，并调整精轧机入口导板的对中度，或抛光机修磨入口导板的内侧板表面，或更换精轧入口导板； 若是边裂缺陷，在精轧过程中，检查并清除精轧机架侧导板上的粘铁，并检查、清除精轧机入口导板板道上的钢铁碎屑。
6.如权利要求1所述的热连轧带钢生产工艺，其特征在于: 在步骤C中，根据钢卷的宽度来调整钢卷端部成像装置的焦距并根据光电信号进行自动成像，对成像照片进行去背景处理，并将成像照片合并成一幅完整的钢卷端部照片，再与该钢卷端部的标准照片进行对比以判定缺陷类别，根据缺陷类别进行报警及如下反馈控制或处理: 若是卷取边损缺陷，保证精轧来料板形；检查并调整精轧后层流辊道和卷取夹送辊的超前率；检查并调整卷取侧导板的对中度；检查是否沟槽磨损，并进行更换； 若是边丝缺陷，检查并调整卷取机前和卷取机间的侧导板开口度； 若是折叠缺陷，检查并增加层流冷却辊道或夹送辊的超前率；检查并调整卷取机前和卷取机间的侧导板开口度； 若是松卷缺陷， 相应增加卷取张力系数，并在卷取完毕后，禁止卷筒进行倒转。
全文摘要
本发明公开了一种热连轧带钢生产工艺，该工艺通过分别在粗轧、精轧以及钢卷输送线两侧设置成像装置，对上述各阶段的带钢两侧部及钢卷端部进行自动成像以检测其两侧部及两端部质量，并根据检测结果进行相应的反馈控制或处理，从而能够在减轻劳动强度的同时，有效避免高温辐射导致目测的主观性和漏判，提高检测的精确度，进而有效降低了热连轧的成品漏检率。
文档编号B21B1/26GK103191918SQ201210004068
公开日2013年7月10日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者王军, 张华 , 钮国卫 申请人:宝山钢铁股份有限公司