表面检查仪在2300mm生产线的应用

【摘要】讲述了德国Parsytec公司设计制造的表面检查仪的组成、工作原理、在2300mm热轧带钢生产线上的应用、以及影响带钢表面质量的因素和改善办法等，目的是表面质量检查仪能更好的提供产品测量数据，保证产品质量，更好的为本钢服务。

【关键词】表面检查仪 工作原理 缺陷

本钢2300mm热轧带钢生产线是本钢“十一五”发展规划中的重点工程项目，也是优化产品结构，提高经济效益的关键工程。其目标是建设一条具有国际竞争力的高精度、高强度宽带钢热轧生产线。本钢2300mm热轧带钢生产线于2008年12月投产试轧，2300mm半连续式热轧带钢轧机，年产量为515万吨热轧钢卷，其中不锈钢卷65万吨。产品厚度1.2～25.4mm，宽度1000～2150mm。生产的品种约有160多种。轧钢过程检测仪表是关系到产品质量精度的重要环节。为了轧制高质量的产品，除了基本的宽度、厚度、板凸度和温度的控制指标外，产品的表面质量也被列入重要的质量指标。为了掌握产品的表面质量情况2300mm热轧带钢生产线安装了德国Parsytec公司的表面质量检查仪，对每卷产品进行检测和记录产品的表面缺陷图像。通过检测出来的缺陷图像进行分析得到产生缺陷的原因，降低了产品的不合格率，从而大大提高了我厂产品的质量，也为我厂轧出更多更好的优质板材提供了保证。

一、表面检查仪

表面质量检查仪可实时在线自动检测出带钢全部的上下表面缺陷分布和类别，以便提示操作人员及时采取措施避免缺陷重复产生，实现对产品质量的监控。

生产厂家：德国Parsytec。安装位置：上表面检查仪，精轧F7出口。数量：1套。

二、表面检查仪的基本组成

表面质量检查仪由上表面检查单元，下表面检查单元、控制柜、检测服务器、数据服务器、调试终端、检测终端和打印机组成。

三、检查仪的检测原理

表面质量检查仪的两个检测单元对带钢上下表面进行检测，每个检测单元内装配有沿轧制中心线对称分布的七个相机，使各照相视角区域能重叠覆盖带钢宽度。检测仪接受到由一级计算机发送的末架轧机的咬钢信号，作为表面质量检查仪的一个准备启动信号，此时照相机和照明单元同时启动，表面质量检查系统通过使用照相机传感器扫描带钢上下表面，根据带钢的速度来计算相机拍照的频率。从而，将整个带钢上下表面的缺陷类型及分布情况如实地拍照。同时，每个照相机将拍到的图像数据以数字信号的形式传给图像处理计算机，然后，通过千兆以太网把图像数据发送给检测服务器，它识别和分类所有相关的表面缺陷，并且把检测结果通过质量检查员和操作工的检查终端显示，同时将所有的相关检查数据存储到数据服务器，由二三级计算机调用，以备产品质量信息存档和表面缺陷分析。

四、表面检查仪在2300mm生产线的应用

表面质量检查仪是用于检测带钢表面质量的很重要的仪表设备，它的应用为产品质量监测提供了保证，表面检查仪可完成实时在线自动检测出带钢全部上下表面缺陷情况，而且能实时地掌握钢卷表面的质量数据，质量检查工程师通过对数据的分析，查找出现缺陷的原因，从而及时处理问题，避免了缺陷重复产生。保证了产品的质量。增加了经济效益，该仪表的配置提高了产品质量管理水平，完善了质量管理环节。因此本钢2300mm热轧带钢生产线选用了当今国际先进水平的德国Parsytec表面检查仪表系统。

2300mm仪表技术人员收集了大量的轧制带钢的缺陷图片，并且对所收集的缺陷图片进行分类。目前，已经对几十种缺陷进行了分类，主要包括： 轧洞、边裂、氧化铁皮、硌印、划伤等。见下图1是这些缺陷的典型缺陷图：

a轧洞

b结疤

c边裂

d擦伤

e褶皱

f轧烂

g擦伤

h条形铁皮

图1 带钢表面质量照片

我们使用的表面质量检查仪已经五年了。在这段时间里，我们发现表面检查仪的维护量在不断增大。尤其是下表面检查仪的维护量。因为下表面检查仪安装在辊道下方，不可避免要接触浓厚的水雾，热轧产生的水雾夹杂大量氧化铁粉和各种尘埃，附着到玻璃上会很快形成一层水垢，并且很难清理掉玻璃上的水垢。照明单元上方的玻璃直接影响照明效果，使带钢通过时灰度值达不到要求限度，相机无法正常工作，相机上方玻璃上附着的水垢会导致相机无法捕捉清晰的带钢图片，见下图2：

图2 未清理过的玻璃

五、影响带钢表面质量的因素

（一）水垢的形成造成的影响

为了减少水垢对表面检查仪测量的影响，我们对水垢形成的原因进行了分析。主要是带钢带来的水滴和油污的混合物，在带钢高温的作用下，形成一层水垢，附着在玻璃的表面之上，遮挡住了照明单元的光线和相机的镜头。从而使下表面检查仪测量产生影响。

a玻璃清理前

b玻璃清理后

图3 玻璃清理前后对比照片

（二）水滴产生的原因

由层冷产生的水滴：由于不同钢种在通过层冷时，开的层冷组数不同，产生的水量大小也不同，这要取决于卷取温度的控制。当层冷水量大时，给下表面带来的水滴就比较多。其次则是利用高压水枪吹扫层冷水时，水柱被打到对面护板上，又反弹到钢板上，带钢将水带到下表面检查仪，从而降低了测量的精度。。

（三）油污产生的原因

辊道两侧需要定期注射润滑油，飞速旋转的辊道将油污分散飞溅落入下表面防护玻璃上；另外冷却后的污水接触辊道后会含有一部分油污，在带钢的表面滞留，部分落入下表面检查仪防护玻璃，以上这些都是影响测量准确性的原因。

六、提高表面质量检查仪测量精度的方法有

（一）对水滴的产生进行改善

点检发现下表面玻璃主要是操作侧油和水垢沉积物较多，观察现场只有在传动侧现场安装有一个气侧喷对带钢表面的水珠、水雾进行吹扫，对带钢表面的积水冲洗处理，为下表面相机工作提供一个清洁干燥的环境，同时也减少水垢和油污对防护玻璃的侵蚀。

（二）—对油污的产生进行改善

在清洁防护玻璃时用除油效果好的洗涤剂来清理油污，基本解决了油污对设备的影响，达到了测量时的环境要求。但后经实践证明酸类物质清洗效果更好，现已用醋酸做日常清洁剂，极大地提高了照明的亮度和相机的清洁度，提高了表面质量检查仪的测量环境，提高了测量效果。下图为一般洗涤剂和醋酸清理过的对比照片。

用洗涤剂清理过

用醋酸清理过

图4 清洗效果对比

（三）改进表面质量检测仪相机测量窗口风机吹扫

为了防止相机窗口堆积赃物，影响相机测量。因此表面检查仪本身设计安装了对相机窗口吹扫的风力系统，消除水蒸气和尘埃对相机和带钢之间路径的影响。设备在每个相机窗口上都设有风口，对每个相机上方进行吹扫，来保证相机视野内的清洁度，但是由于鼓风机安装在地下室，到下表面相机路径较长、管路口径较大，致使到达相机的风压达不到要求值，在层冷带来的水滴较多时不能完全清除水滴，严重影响相机捕捉带钢缺陷照片，造成不测量状态。因此，增加一个鼓风机，在原来的管路上开口连接，形成双鼓风机吹风，加大风流量，增加风压，可以很好的改善相机窗口的清洁度。

通过改善影响表面检查仪检测效果的几个因素，大大增强了表面检查仪的测量功能。通过表面质量检查仪缺陷图片的分析得到缺陷产生在哪个环节，并且将有缺陷的产品进行归户，下表为缺陷归户统计表。

七、结束语

通过对2300mm热轧线表面质量检查仪的环境的改善，提高了相机照片清晰度，改进了现场设备的工作环境，减少了油污对设备影响，加大了设备的投入率，有力的保证了产品质量，在使用中大大的方便了质检人员的工作，使本钢产品质量得到了保证，确保了本钢的经济效益。改善现场环境不仅是提高设备投入率和设备精确度的必要条件，同时也能提高设备的使用寿命。另外随着缺陷种类的增加、收集更多的缺陷图片，并对缺陷图片进行了细化处理，形成了一套完善的缺陷样本系统，对以后设备的缺陷分析提供了不可或缺的依据，为相机捕捉清晰的图片进行分类提供了有力保障。大大改善了表面检查仪的测量效果。提高了产品出厂的合格率，对设备精确度有了质的提高。为本钢打造精品板材基地，树立品牌形象提供了保证。

参考文献：

[1]现代热轧板带生产技术（上）[M].东北大学出版社，2000.

[2]日本热轧带钢生产技术[M].东北大学出版社，2013.