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    攝影測量技術
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    DX熱軋鋼板幾何尺寸在線測量系統

    項目背景

          截止2009年底,國內擁有中厚板生產線(含爐卷)已超過90條,生產總量約9000萬噸。由于產能嚴重過剩,市場的供求關系已發生了根本性變化,中厚板 產品的市場競爭不僅難以避免,而且將愈來愈激烈。如何降低成本、提高企業的競爭能力,已是各中厚板企業及企業領導將要長期面臨的課題。

          在裝備水平、原料來源、技術發揮和管理控制等因素大體相當的條件下,要想提高企業及產品的競爭能力,幾乎所有的生產廠家都將目光盯在提高中厚板的成材率 上,這無疑是最佳的選擇方向。事實上日本的新日鐵大分廠早在1983年9月就到了96.2%的最高水平。從理論上講,中厚板的成材率可以達到98%以上。 隨著近幾年的技術改造和工藝調整,國內中厚板成材率的平均水平已經由2004年前的不足90%提高到了現在的91%左右。即我國中厚板的成材率還有7%左 右的提高空間,但生產企業似乎再也找不到提高成材率的途徑,目前大都處于無奈和一籌莫展之狀態。

          點線科技攜手武漢大學充分發揮空間信息獲取和處理的獨特優勢,歷經十余年,精心研發出基于CCD攝影測量、激光測距及計算機通訊等技術,為鋼板生產線提供 一套從板坯到成品的全線測控裝置——“數字軋板測控系統”。該系統突破了傳統的冶金專業技術解決思路,首次以系統的思想,全面、準確、實時地解決了多年困 擾生產企業關于中厚板的尺寸和表面質量問題,是有效提高中厚板成材率的良好方法。

          一般而言,在中厚板的廢次品中,尺寸不合格占50%,表面缺陷占25%,內部缺陷及力學性能不合格占10%,其他占15%?!皵底周埌鍦y控系統”有的放矢 地描準了尺寸和表面的75%部分,通過對板坯體積測量、初軋或熱軋的幾何尺寸測量、精整剪指導剪切和測量、表面質量判別和分類等四個環節,高精度、無接觸 式地為流水線中的產品在線提供數據和圖形,從而使產品在控制狀態下形成,最終達到提高產品質量和經濟效益的目的。


    系統簡介

          該系統應用于溫度在750—1200℃的鋼板(鋼坯)的尺寸測量。根據鋼板(板坯)生產現場的實際情況,在不改動原有生產設備的基礎上,運用圖像處理、數 字圖像測量技術,采用非接觸式的測量方式,通過多臺安裝在廠房頂棚的CCD攝像機在鋼板(板坯)生產線上形成一個連續的測量場,利用鋼板(鋼坯)自身發光 的特點,實時獲取鋼板(板坯)的光學圖像,并將光學圖像依次轉換為電子圖像、數字圖像后輸入計算機,經計算機進一步圖像處理即可獲得鋼板(板坯)邊緣輪廓 在實際物方空間對應的坐標,從而完成對鋼板(板坯)三維尺寸的測量、規劃,計算出鋼板(板坯)的長度、寬度、厚度以及鋼板形狀。這些數據和圖形可直接顯示 給操作人員,亦可通過車間工業以太網為相關的工藝設備(過程)提供數據支持。

     

          三個子系統(測長、測寬、測厚)通過精確標定構成一個統一的三維尺寸/板形測量系統,完全達到所要求的測量精度(寬度優于4mm、長度優于8mm)。優越 之處在于三個子系統即可以單獨運行,亦可以一起運行,不會因為某一個子系統損壞而影響另外兩個子系統運行,據有最大的冗余性。


    適用范圍

      本系統適用于連鑄坯測長引導切割、連鑄機測長測寬測厚、初軋機展寬縱軋測寬、精軋機測長測寬測厚板型等。


    技術參數

    1. 待測鋼板

    溫度:750—1200℃

    尺寸:寬度:1600—5000mm; 長度:1600—27000mm; 厚度:6—8mm

    運行速度:≦6m/s

    2. 硬件設備

    作業環境:溫度:-15℃—60℃;強震動、多粉塵、強干擾、霧氣

    使用壽命:連續24小時可靠運行能力;光學器件保證可靠運行2年以上;

    電氣器件保證可靠運行1.5年以上

    3. 測量控制

    測量精度:寬度±4mm; 長度±8mm; 厚度:±0.05mm

    數據顯示:測量日期、班次;鋼板序號、長、寬、厚測量值及曲線鋼板板型

    數據存儲:最少存儲6個月


    系統特點

      1. 精度高:數據準確可靠,誤差??;

      2. 功能全:動態連續在線測量,自動顯示、存儲和分析,無勞動強度;

      3. 智能化:采用CCD最新技術,三維圖像全方位控制產品質量。


    經濟效益分析

        “鋼板幾何尺寸在線測量系統”在熱軋工序中能起到非常重要的作用。由于鋼板一旦成型將很難有大的改變,因此實時獲得鋼板的三維尺寸(板廓),及時對鋼板形狀進行修正顯得尤為重要。相對一般軋機只能對鋼板的寬度或厚度進行單一控制而言,該系統能最大限度地提高正品率和成材率,而且對生產計劃的順利完成提供一定的保障。

      正是因為在生產過程中,軋機手能準確地掌握如鐮刀彎、最大成才尺寸、同板差等關鍵板形數據,所以此工序可將成材率提高0.7%以上。以年產量100萬噸的生產線為例,此系統每年能帶來1400萬以上的效益。


    成功案例

    序號

    使用單位

    時間

    項目名稱

    簡介

    1

    邯鄲鋼鐵公司中板廠

    2006年

    熱軋板幾何尺寸在線測量系統

    該系統應用于溫度在750—1200℃的鋼板長寬尺寸測量。根據鋼板生產現場的實際情況,在不改動原有生產設備的基礎上,運用圖像處理、數字圖像測量技術,采用非接觸式的測量方式,通過多臺安裝在廠房頂棚的CCD攝像機在鋼板生產線上形成一個連續的測量場,利用鋼板自身發光的特點,實時獲取鋼板的光學圖像,并將光學圖像依次轉換為電子圖像、數字圖像后輸入計算機,經計算機進一步圖像處理即可獲得鋼板邊緣輪廓在實際物方空間對應的坐標,從而完成對鋼板二維尺寸的測量、規劃,計算出鋼板的長度、寬度以及鋼板形狀。

    2

    南京鋼鐵公司中板廠

    2007年

    熱軋板幾何尺寸在線測量系統

    3

    舞陽鋼鐵公司中板廠

    2008年

    熱軋板幾何尺寸在線測量系統

    4

    普陽鋼鐵公司中板廠

    2011年

    熱軋板幾何尺寸在線測量系統

    5

    濟南鋼鐵公司中板廠

    2012年

    熱軋板幾何尺寸在線測量系統

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