李智杰

摘 要： 近十幾年來，隨著鋼鐵行業(yè)競爭的加劇，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)高，技術(shù)要求高，生產(chǎn)難度大的板材在市場的占比愈發(fā)擴大，板形作為板材產(chǎn)品不可忽視的質(zhì)量指標(biāo)之一，愈發(fā)需要經(jīng)得住市場的考驗。

關(guān)鍵詞： 板帶;問題;改善;檢測

【中圖分類號】TG335.5 ? ? 【文獻標(biāo)識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.30.132

1 前言

在板帶的生產(chǎn)過程中，板形問題不僅影響了板材的性能要求，易造成質(zhì)量異議，還直接影響鋼板的收得率和生產(chǎn)成本。

2 熱軋鋼板板形問題分析

2.1 常見板形缺陷。

板形是板材生產(chǎn)過程中衡量幾何精度的關(guān)鍵指標(biāo)，在寬度方向上表現(xiàn)為橫向斷面形狀即凸度，在長度方向上表現(xiàn)為浪形和瓢曲即平直度，板形從微觀角度由板材內(nèi)部殘余應(yīng)力的分布所表現(xiàn)出來。其中浪形缺陷是由于坯料軋制時在寬度方向上厚度和有載輥縫沒有相應(yīng)匹配，從而導(dǎo)致壓下率分布不一致，長度方向伸長率也就不同，最后導(dǎo)致浪形的產(chǎn)生。為了良好的控制板形，在軋制過程中必須保證輥縫的穩(wěn)定來匹配坯料凸度，并且減少和補償生產(chǎn)中各種因素對于輥縫的影響。因此，板形控制的實質(zhì)就是實現(xiàn)對有載輥縫的穩(wěn)定控制[1]。

2.2 前后工序的影響

（1）加熱爐：板坯的加熱溫度不同直接影響其塑性變形能力，從而使軋制力發(fā)生變化，尤其是溫度均勻性差產(chǎn)生水梁印，對于板形的控制和軋制穩(wěn)定性的影響較大。裝鋼時在出現(xiàn)紅號后，需將板坯退出加熱爐，加熱爐不能走梁，需要重新裝鋼后才能走梁。加熱段的板坯長時間處于高溫下，氧化嚴(yán)重，軋制時會有麻面、麻坑等缺陷產(chǎn)生。

（2）層冷冷卻不均：層流冷卻的側(cè)噴水與氣吹，都可以除去層流澆在鋼板表面的積水，防止因冷卻水堆積，冷卻不均導(dǎo)致的瓢曲變形，但需要控制好角度，防止造成冷卻水未除凈二次堆積。上下出水噴嘴的堵塞也將導(dǎo)致出水量的不同從而冷卻不均，產(chǎn)生瓢曲變形，因此在實際生產(chǎn)中需要定時對層流冷集管進行測量水量與維護

（3）矯直過程存在缺陷：熱矯直機通過矯直輥壓下力改變鋼板形狀使鋼板內(nèi)部殘余應(yīng)力和應(yīng)變值盡可能趨于零，矯正軋制完成后產(chǎn)生的各類浪形缺陷。但在矯直過程中還是存在一些問題，易導(dǎo)致鋼板的瓢曲。如矯直工藝不穩(wěn)定，需要人工根據(jù)經(jīng)驗修正，過多的人工干預(yù)，導(dǎo)致工藝的不穩(wěn)定和不連續(xù);不同的矯直輥矯直效果差別很大，裝配精度低導(dǎo)致需要人工找穩(wěn)定工藝時間長，導(dǎo)致調(diào)整過程中瓢曲大;剛矯直過的鋼板情況沒有及時反饋給軋機和矯直機，導(dǎo)致調(diào)整不及時，空檔期瓢曲量大等。

（4）其他問題：1）在軋制過程中，鋼板表面產(chǎn)生的異物壓人，凹坑，劃傷，壓痕等表面缺陷;

2）因為軋輥生產(chǎn)材質(zhì)，鑄造，磨削精度等問題，使用中出現(xiàn)不正常磨損，影響輥縫控制;

3）輥道長時間未更換磨損，鋼板跑偏未在中心線，產(chǎn)生鐮刀彎。

4）軋輥軸承座和機架間隙大，引起軋輥橫向竄動。

3 板形控制技術(shù)改善建議

3.1 保證加熱制度的執(zhí)行質(zhì)量。

在制造過程中，必須充分保證加熱質(zhì)量。在加熱過程中，鋼板必須符合相應(yīng)的過程標(biāo)準(zhǔn)和要求。同時，必須根據(jù)節(jié)拍要求嚴(yán)格控制開卷溫度，以保證鋼坯加熱質(zhì)量。同時，實現(xiàn)了將鋼自動注入加熱爐中，從而消除了沖屑數(shù)量的閑置干擾并減少了形狀缺陷。

3.2 控制坯料表面的質(zhì)量和尺寸的精度。

在裝爐之前，必須對坯料的表面進行嚴(yán)格檢查，如果發(fā)現(xiàn)任何缺陷，必須采取有效措施及時解決。

3.3 保證壓下規(guī)程的合理性。

根據(jù)乳制品參數(shù)和工藝要求，應(yīng)控制不同路徑的減少，軋制速度應(yīng)與鋼板尺寸保持一致。

3.4 提高冷卻均勻性。

在冷卻過程中發(fā)生的板狀缺陷主要是由于鋼板寬度或厚度的不均勻冷卻引起的?？紤]到在寬度方向上的不均勻冷卻，邊緣被遮蔽，在集水管上增加了阻尼裝置，并且噴嘴的噴射角度和壓力調(diào)節(jié)提高了在寬度方向上的冷卻均勻性。鋼板的表面和中心之間的溫差是不可避免的，同時，材料的結(jié)構(gòu)和性能也不能顯著調(diào)節(jié)冷卻速度。

3.5 改進矯直過程措施。

通過與電修車間合作，實現(xiàn)矯直自動化升級，自動矯直，減少人工干預(yù);與機修車間合作提高矯直輥裝配精度，使得矯直輥裝配精度高，矯直效果好;矯直鋼板后專門人員查看板形，板面，鋼板平整度，及時反饋調(diào)整;通過對現(xiàn)場生產(chǎn)經(jīng)驗的整理，制定出對不同規(guī)格鋼板的不同矯直返矯工藝，進行矯直操作培訓(xùn)，操作水平顯著提高，降低鋼板瓢曲。

3.6 合理的換輥制度。

及時更換軋輥，以免軋輥過度磨損。應(yīng)根據(jù)要軋制的鋼材的等級，規(guī)格和里程設(shè)置適當(dāng)?shù)膿Q輥時間。在發(fā)生任何嚴(yán)重?fù)p壞之前，請確保及時更換軋輥。注意正常的制造觀察，如果在更換輥子之前發(fā)現(xiàn)明顯的裂紋或磨損，則應(yīng)及時更換，以免影響板的形狀。

3.7 人為干預(yù)軋鋼過程。

由于輥縫不一致或是板坯溫度不均勻?qū)е碌匿摪迮芷a(chǎn)生鐮刀彎，及時對輥縫和彎輥進行人工干預(yù);已開展卷軋翹扣頭培訓(xùn)，對于翹頭因子固化操作，減少翹扣頭板引發(fā)的堆鋼事故。

4 表面缺陷檢測與辨識

帶鋼表面缺陷檢測系統(tǒng)在作業(yè)過程中需要逐個檢查每一個存在疑似缺陷的圖像。首先根據(jù)順序逐個掃描疑似缺陷圖像，再選擇合適的高斯模板，之后以掃描點為中心，計算出高斯加權(quán)值，確定動態(tài)閾值范圍，利用動態(tài)閾值范圍對疑似缺陷圖像進行檢測和評判，最后將可以確認(rèn)的缺陷圖像輸入缺陷單元標(biāo)記庫內(nèi)，否則不做任何處理。待將整塊疑似缺陷圖像全部完成掃描后，再逐個進行缺陷排除。該功能主要是在現(xiàn)場軟件設(shè)計安排以后執(zhí)行命令，因為其需要和一線工作人員進行預(yù)先交流，構(gòu)建常見缺陷庫。缺陷庫的構(gòu)建方法是將已確認(rèn)的缺陷進行采樣，對圖像的分辨率、尺寸、參照線進行具體采樣，將常見缺陷特征具象化，通過一系列的離線整合、在線驗證確任缺陷類別。因而缺陷庫的構(gòu)建主要是為了將這些缺陷圖像輸入數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建圖像和缺陷類別之間的匹配對應(yīng)關(guān)系，而缺陷特征被具象化是為了和實時采集的帶鋼圖像進行比較，當(dāng)比較結(jié)果的相似度超過闕值時，就能夠初步判斷出目前采集的帶鋼圖像具備該缺陷，然后將該圖像儲存在該缺陷類別目錄之下，后續(xù)在此目錄部署下做進一步的缺陷識別，最終實現(xiàn)該缺陷類型的識別檢測。

5 結(jié)束語

根據(jù)機器視覺技術(shù)的應(yīng)用要求，依托帶鋼表面質(zhì)量的好壞，對其表面缺陷檢測進行調(diào)整優(yōu)化，通過對板帶缺陷的控制大大提高了板帶生產(chǎn)的穩(wěn)定性，也為質(zhì)量提供了保障。

參考文獻

[1] 王宇，吳智恒，鄧志文，等.基于機器視覺的金屬零件表面缺陷檢測系統(tǒng)[J].機械工程與自動化，2020，34（4）：210-211，214.

[2] 延西，趙夢.基于CNN的帶鋼表面缺陷檢測[J].重型機械，2019，15（2）：25-29.