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          24人班組可縮減一半!德龍鋼鐵將上線北科工研提供的粗軋翹扣頭測控系統!

          時間:2020-03-28 15:51:55|來源:北科工研傳媒|瀏覽:|評論:0條   [收藏] [評論]

          1 項目介紹——粗軋翹扣頭測控系統近日,北京科技大學工程技術研究院(北科工研)與德龍鋼鐵簽訂《基于機器視覺的粗軋翹扣頭檢測與控制系統開發》合同,為德龍鋼鐵軋鋼廠1250mm產線提供粗軋…

          1. 項目介紹——粗軋翹扣頭測控系統
          近日,北京科技大學工程技術研究院(北科工研)與德龍鋼鐵簽訂《基于機器視覺的粗軋翹扣頭檢測與控制系統開發》合同,為德龍鋼鐵軋鋼廠1250mm產線提供粗軋翹扣頭測控技術。該項目通過在粗軋機架入口、出口各配置1臺中間坯翹扣頭檢測裝置,實現對粗軋中間坯翹扣頭的在線檢測、質量判定與管理、自動控制等功能。本項目是北科工研暨粗軋鐮刀彎、精軋機架間跑偏測控系統在首鋼京唐、馬鋼應用后,打造的熱軋工序板帶運行非對稱測控技術的最后一環。至此,北科工研可以提供常規熱連軋粗軋翹扣頭、鐮刀彎、精軋機架間跑偏的自動檢測與控制的全套解決方案,可顯著提升熱連軋產線智能化水平,為實現熱軋工序“無人駕駛”奠定技術基礎。


          粗軋中間坯翹扣頭,是由于軋制過程中沿中間坯厚度方向金屬延伸存在差異,引起向上或向下彎曲的現象。翹扣頭缺陷會影響軋機設備、輥道、導衛等設備的使用壽命,降低生產效率。長期以來,由于缺少翹扣頭的有效檢測手段,依賴一線工人在生產過程中對其進行人工觀察與調節,人員操作壓力大,控制效果對操作經驗依賴性強,穩定性難以保證。
          結合本項目,北科工研開發的翹扣頭檢測與控制系統具有如下特點:1)非接觸式、利用CCD相機拍攝中間坯圖片;2)在粗軋機架前后布置,實現全部道次中間坯頭部彎曲量的精確識別與獲取;3)可實現檢測結果實時顯示、在線質量判定與缺陷實時預警;4)應用基于金屬三維變形的機理模型與基于數據驅動的人工智能模型融合的翹扣頭自動控制。系統上線后,將進一步提升德龍鋼鐵熱軋產品的質量穩定性,助力德龍鋼鐵熱軋的智能化升級。
          目前項目已完成硬件系統的設計及加工,下一步將進行設備現場安裝與系統調試,預計在2020年6月完成在線運行。

          2. 技術介紹——熱軋工序板帶運行非對稱測控技術
          2.1 翹扣頭在線檢測與控制
          翹扣頭在線檢測與控制系統,通過測量和分析板坯頭部圖像,確定中間坯的翹曲程度,并將板坯翹曲程度與軋輥速差調整量進行關聯,求出速差的控制量并下發到傳動系統,通過控制上下輥速差實現板坯頭部平直。
          熱軋中間坯翹扣頭在線檢測與質量控制系統的硬件部分主要包括面陣攝像機、電纜、網線、激光器、安裝支架和冷檢等,用來實現圖像數據的采集;軟件部分包括相機控制、相機標定、通訊和圖像處理、翹扣頭控制模型等模塊,如圖1所示。系統上線后,可實現中間坯翹扣頭全部道次在線檢測與監控,檢測系統的測量精度達到±3mm;雪橇系數投入自動設定,粗軋出口中間坯翹曲量在±20mm的命中率達到85%以上。
           
           
           
          1-面陣相機 2-服務器3-線結構激光器 4-冷檢 5-水冷設備
          圖1 熱軋粗軋翹扣頭在線檢測與控制系統功能圖
           
          2.2 粗軋鐮刀彎在線檢測與控制
          熱軋中間坯鐮刀彎在線檢測與質量控制系統包括鐮刀彎在線檢測、鐮刀彎質量判定與管理、鐮刀彎在線調平控制三個部分。該系統在熱連軋粗軋機組的R1/R2機架入口、出口各部署1套基于機器視覺的中間坯鐮刀彎檢測裝置,在線檢測粗軋各道次出口中間坯的鐮刀彎和走偏情況,實現鐮刀彎數據的精確獲取;在此基礎上,鐮刀彎質量判定與管理模塊自動完成中間坯鐮刀彎模態分類與定量表征,實現對鐮刀彎缺陷數據的監控與管理;鐮刀彎在線調平控制模塊利用檢測獲得的鐮刀彎和走偏量數據,計算得到粗軋各道次的輥縫傾斜調整值,實施鐮刀彎矯正控制。系統上線后,可實現粗軋全部道次的中間坯鐮刀彎監控,測量精度滿足±3mm;調平控制實現自動設定,粗軋出口中間坯中心線頭尾偏移在±20mm的命中率達到85%以上。
           
          圖2 熱軋粗軋鐮刀彎在線檢測與質量控制系統流程圖
          2.3 精軋機架間跑偏在線檢測與控制
           
          熱連軋機架間帶鋼跑偏檢測系統硬件主要包括面陣CCD相機、安裝支架、位置傳感器、PLC、圖像處理服務器、歷史數據服務器、UPS和冷卻系統等;軟件系統主要包括相機控制、相機標定、通訊、圖像處理和自動糾偏等。相機及支架安裝在軋機頂端,拍攝機架間的區域,當機架間有帶鋼時,CCD相機拍攝帶鋼圖片,獲取帶鋼中心線偏移量,并顯示在操作臺HMI畫面中,實現對機架間帶鋼跑偏的實時監控。結合粗軋鐮刀彎與精軋機架間跑偏實時檢測,開發與應用精軋自動糾偏控制,包括以下功能:基于粗軋鐮刀彎與軋機狀態的輥縫調平預設定控制、頭部穿帶動態糾偏控制、拋尾動態糾偏控制以及穩態非對稱動態矯正控制。系統應用后,可實時檢測精軋機架間帶鋼跑偏量,位置測量精度達到±2mm;實現精軋機架間帶鋼跑偏自動糾偏控制,楔形命中率提升10~20%,拋鋼甩尾率降低20~40%,并明顯抑制堆鋼事故的發生。
          圖3 熱軋精軋機架間帶鋼跑偏測控系統流程圖

          目前傳統的帶鋼熱連軋企業在崗位人員設置方面基本類似,通常粗軋每班組1崗2人,精軋1崗4人,粗軋中間坯翹扣頭、鐮刀彎、精軋機架間帶鋼跑偏測控技術的綜合應用,并配合熱軋數學模型的優化改進,可實現減員增效,粗軋可優化為0崗0人,精軋1崗3人(其中1人兼顧粗軋異常情況),僅此一項,軋制區域4個班組可減員12人,極大提升企業勞動效率。
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