重鋼連鑄板坯表面缺陷在線檢測技術(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）有限責(zé)任公司共同完成的“連鑄板坯表面缺陷在線檢測技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用”項目效果分析表明，該項目的應(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)用本項目技術(shù)，則每年帶來的直接經(jīng)濟效益將超過40億元。該項目還獲得2012年冶金科技獎二等獎。
該項目主要應(yīng)用領(lǐng)域為連鑄板坯生產(chǎn)線，可用于在線檢測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，對于連鑄坯表面質(zhì)量問題的及時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。項目的主要內(nèi)容與特點如下：
（1）采用機器視覺檢測技術(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系統(tǒng)。系統(tǒng)實現(xiàn)上下表面同步檢測，檢測精度達到0.35mm，對于表面縱裂、接痕、凹陷等缺陷的檢出率為98%以上。
（2）針對連鑄坯常出現(xiàn)的氧化鐵皮、保護渣、振痕、水痕等現(xiàn)象與表面缺陷在紋理上差異，研發(fā)了特定的缺陷檢測與識別算法。通過非抽樣小波對鑄坯表面圖像進行分解，計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算法的分類器進行分類，常見缺陷的檢出率達到98%，識別率達到80%。
（3）采用獨特的照明技術(shù)，以消除高溫板坯強輻射背景光的干擾，提高了圖像的清晰度和缺陷的對比度。由于高溫坯表面輻射光主要是紅光或紅外光，本項目選用了波長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)長期免維護運行。針對連鑄坯生產(chǎn)線的惡劣環(huán)境，設(shè)計了具有隔熱、隔震、防水、防塵功能的防護箱，以避免現(xiàn)場環(huán)境下的震動、高溫、水汽和粉塵等對系統(tǒng)的影響。為了減少氧化鐵皮和保護渣落在鏡頭和光源上，將下表面檢測房的開口寬度縮小為80mm，并對下表面設(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。
本項目于2010年1月在重鋼煉鋼廠3#鑄機生產(chǎn)線投入運行，經(jīng)過3年多的實踐，項目取得了以下應(yīng)用效果：
（1）可對鑄坯的表面質(zhì)量進行及時反饋，避免缺陷的大面積產(chǎn)生。
（2）可在線檢測鑄坯的表面缺陷，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）可以直接檢測鑄坯上、下表面，對于下線鑄坯，不用翻面再次檢查，提高了生產(chǎn)效率。
收稿時間：2013年4月
來源：重鋼
