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中厚板质量检测技术综述
发布日期:2013/3/13 11:34:42   编辑:中厚板www.zhonghouban.cn   浏览次数:3074
中厚板生产各个工序要求检测出板坯与成品重量、轧件的尺寸、温度、平面板形、平直度、浪形、镰刀弯、头尾形状、内部质量(如分层

中厚板生产各个工序要求检测出板坯与成品重量、轧件的尺寸、温度、平面板形、平直度、浪形、镰刀弯、头尾形状、内部质量(如分层、夹杂物聚集情况)及表面质量(如结疤、划伤)等。另外,尚需检测出轧制力、速度、位置、计数,以及炉子上用检测仪表等。
目前,中厚板检测技术由于检测元件、传感器、通讯及计算机等技术的迅速发展,已走向专业化、智能化及自动化阶段,使检测功能、精度及管理水平大大提高。
中厚板生产环境比较恶劣,如灰尘、烟雾、水蒸汽、钢板表面的氧化铁皮、积水、光洁度、平直度以及钢板跳动等外界因素都会不同程度影响检测的效果。因此,除了检测装置提高适应能力以外,尚需采取一些排除这些干扰的措施。
目前,检测装置测量精度高、误差小、速度快、效率高、且能在线校正,减少了操作与维护人员,且大多数均实现自动化、计算机跟踪与实际监控反馈。

中厚板检测技术
中厚板检测技术一般分为板形、工艺、标记及检验4部分。
板形检测有平面板形、平面轮廓、测宽、测长、测厚、凸度、镰刀弯、平直度、头尾形状及浪形等仪器。
工艺检测有温度、测压、测速、称重、计数、位置、板面缺陷及超声波探伤等装置。其中还包括有冷金属检测器或光电开关、热金属检测器、激光检测器、增量型编码器、速度检测器、位置检测器及接近开关等元件。
标记有喷字、打印及贴标等仪器,也可将3种仪器组合在一台仪器上,具有3种标记的功能。
检验有力学性能、内部质量、化学成分、焊接性能及磁性等项目。力学性能包括有拉伸、弯曲、冲击、硬度及蠕变等;内部质量除工艺检测中超声波探伤以外,还需做晶粒度与硫印等;化学成分需做C、Mn、Si、P、Nb、Cr及Ni等主要成分分析;焊接方面除做交流与直流以外,尚需各种温度下大热量输入试验;磁性试验要测定高斯值,以满足低温用板的焊接要求。
检测影响因素
外来环境条件对检测有很大的影响,特别是中厚板厂为热态生产、钢板表面铁皮、积水、水蒸汽、粉尘、板面粗糙不平,且给光线与空气造成不良的影响,轧制过程中设备与钢板的震动,也会使仪表造成很大的误差。
除了轧机上防止外界各种干扰以外,还应采取:
(1) 空气吹刷。
(2) 水冷却。
(3) 设备与系统上增设有效的措施。如防震阻尼、防高温,测量方法上如测宽与平直度用双三角法,测温用热辐射、平面板形用双成像扫描,测长用多普勒反射,测厚用衰减法C形架、UST用穿透与双反射等。
(4) 在线校正与故障诊断,以补救外界的不足。
(5) 加强元件自身的保护。
(6) 增加补偿系统,耐高温、防震。
检测仪
下面对常用且比较重要的检测仪进行介绍:[pagebreak]
(1)称重装置
为了知道和校验原料和成品板重量,一种是称量,另一种是按理论计重,一般设称重装置居多。称重装置有机械式和电子式两种。前者最小分辨率为10kg,精度达±10kg,最重可达30t;多设于板坯库和成品库内。电子秤安置在辊道上,升起静态称重,也可装在吊车上。附有重量记录器,可指示单块板重,也可指示出钢板的累重。目前板坯称重多为机械式。
(2)温度计
温度计主要用于中厚板生产过程中各项关键设备前后原料和钢板温度的检测,以便控制原料的装炉、加热及出炉,除鳞后,轧机的开轧、等轧及终轧;快冷装置的开冷、均匀及冷后;热矫的开始及终了;冷床的入口及出口、超声波探伤前、剪切前、热处理加热、出炉及淬火后,冷矫前及涂漆后等原料和钢板的实际温度。
温度计型式分为固定式和扫描式,后者主要用于ACC前后。
除炉内测温采用热电偶以外,其它均采用红外,可检测人眼很难判断的最高温度,且能适应氧化铁皮、水滴、蒸汽等恶劣环境的要求。
(3)测压装置
测压装置可测出每个道次轧制力,确保轧辊与机架牌坊的安全工作及轧制钢板的质量,并能充分发挥轧机的能力。同时可配合计算机程度控制实现轧机自动化操作。 可分为压磁式和电阻应变式两种。压磁式适合于AGC系统,因此,目前采用较普遍。 压磁式优点是灵敏度高,不要放大器即可满足毫安表指示或控制用信号功率;对负荷分布不均匀性并不敏感,测量精度可达±1%以下;而且对环境温度也不敏感。
(4)测厚仪
钢板测厚是一项必需的工序,老式采用接触式,其劳动强度大、效率低、误差大。目前均采纳非接触式,以γ射线为主,少数厂也用X射线和激光方式。
新的测厚仪布置在距轧机中心线2m左右地方,把分离的线源与检测装置安在机架牌坊上,并放在机械阻尼缓冲器的恒温槽内,解决了轧机高温潮湿与咬钢时冲击振动的问题,保证了AGC的高精度。
γ射线宜用于中厚板,而X射线用于冷热薄板。
γ射线距轧机12~13m,检查安全距离2m,经过该装置上空吊车司机室底需镶铅板防护,防板头撞上,板面以空气吹除、板温不同测厚也有误差需补偿,一般测中间与板边,两者之差为凸度。
(5)测长仪
定尺剪剪切钢板前测量钢板长度,测长仪有两种形式:剪机定尺机;测长辊。
(6)测宽仪
以激光平行光扫描方式,用半导体激光20~40MW(级别IIIa),多边棱镜转速为1800rpm,测距板面上3~5m,板温为常温至1100℃,板上下移动~1000mm,板速最大5m/s,测头到控制盘距离最大50m,控制盘设置条件:周围温度10~40℃,且不结露,测定精度±2mm,板宽方向响应性约20mm。
(7)平面板形仪
平面板形仪(PSG)由光幕式检出器、宽度计、测长计、钢板温度计、钢板检出器等组成,在辊道上输送钢板,每移动钢板一定距离,计算机上读出钢板宽度方向位置,以长与宽的坐标在计算机上可知钢板平面板形。根据订货规格,对该钢板设定最适合的剪切预定线。
该板形仪除了画线、标记、自动剪切、出现镰刀弯需分段、定尺、取样、检查板宽以外,还可提供板坯的准确尺寸和平面板形动态控制的基础。由计算机给画线机发出画线准确位置的数码信息,为剪切线高速准确剪切创造了有利条件。[pagebreak]
(8)平面轮廓仪
平面轮廓仪是以红外线转鼓透镜折射系统或电荷耦合器件(CCD)与激光系统对钢板的红外线辐射进行机械扫描,测量出钢板轮廓外形,特别是展宽与成形阶段的板形,避免非矩形钢板的出现,特别是钢板头尾部鱼尾与舌头过大。
通过POG给平面板形控制、HAGC、AWC、头尾形状及镰刀弯等提供操作信息,可大大减少切损,如日本采用POG后能提高成材率达0.5%左右。
这台仪器一般都安装在粗轧机前后地方,以便及时纠正不规则的板形出现。
(9)平直度仪
平直度是中厚板板形的一项质量指标,现代化中厚板生产均采用平直度仪测出钢板中波边等不良板形,以便采取补救措施。
平直度仪一般以激光非接触方式,将轮廓检测摄像机照于板面激光点,按板凹凸不平激光位置变化算出变动位量,板输送中上下震动干扰,测出输送板两点差,以板延伸率方法求出,并以双梁三角式消除震动干扰,一般沿板宽设置多台双梁三角式激光变位仪,即可测得整块板的平直度。
平直度仪多半设置在轧机后、热冷矫直机后及成品收集前,以监视钢板平直度情况。
(10)激光对线装置
该装置设在切边剪前,以便对正装置移动钢板对准两条激光投射红线,一条为固定,与固定剪切线相一致,而另一条为移动,与移动剪切线随动并保持一致。移动架由AC电动机经滚轴丝杆传动,并与移动剪机相联锁。每个架子有两个激光发生器,如钢板长度在40m以下时,设一对移动与固定架即可;更长钢板时,可设两对架子,投射红线更长一些,对线可全面一些。
(11)超声波探伤
分在线和线外2种。

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