一种带钢翘曲处理系统及方法与流程

1.本发明涉及智能化轧制技术领域，尤其涉及一种带钢翘曲处理系统及方法。


背景技术：

2.随着用户对钢卷质量要求的日益提升，带钢的翘曲已成为影响带钢产品质量的重要指标之一。热轧平整产线普遍没有在线测量带钢翘曲高度的手段和方法，一般的人工测量方式测量精度难以保证，测量过程影响生产节奏，同时人工测量劳动强度大，难以实现通卷检测和卷卷检测。停机测量受到工艺状态变化的影响，不能准确的反映正常平整工艺状态下的翘曲程度，更难以实现对带钢翘曲的在线控制。


技术实现要素：

3.鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的带钢翘曲处理系统及方法。
4.第一方面，提供一种带钢翘曲处理系统，包括：平整机、检测分析单元；
5.所述检测分析单元，用于实时检测所述平整机上带钢翘曲状态信息并提取出所述带钢的翘曲程度信息，当所述带钢的翘曲程度超过设置的上限时，计算出翘曲调控参数的调整值；
6.所述平整机，用于根据控制系统接收到的所述调整值对所述带钢进行翘曲的实时调整。
7.可选的，所述检测分析单元包括：
8.激光器，用于向所述带钢表面以设定角度斜向投射一字线检测激光，形成与所述带钢翘曲方向和翘曲高度相关的投影线；
9.相机，用于对所述投影线进行拍摄，形成图像；
10.数据采集模块，用于从所述相机采集所述图像，以及从所述平整机采集所述带钢的钢卷信息以及所述翘曲调控参数的实时值；
11.图像处理模块，用于对所述数据采集模块采集到的图像进行预处理，得到基础图像数据；
12.计算模块，用于根据所述基础图像数据、所述钢卷信息，计算所述带钢的翘曲程度以及所述翘曲调控参数的调整值；
13.反馈模块，用于向所述平整机的控制系统反馈所述翘曲调控参数的调整值。
14.可选的，还包括：显示模块，用于展示所述计算模块得到的计算结果。
15.可选的，还包括：存储模块，用于存储所述计算模块的计算结果以及所述实时调整的过程参数。
16.可选的，还包括：查询模块，用于查询所述存储模块存储的信息。
17.第二方面，提供一种带钢翘曲处理方法，包括：实时检测所述平整机上带钢翘曲状态信息并提取出所述带钢的翘曲程度信息，当所述带钢的翘曲程度超过设置的上限时，计
算出翘曲调控参数的调整值；
18.根据所述调整值对所述带钢进行翘曲的实时调整。
19.可选的，所述实时检测所述平整机上带钢翘曲状态信息，包括：
20.向所述带钢表面以设定角度斜向投射一字线检测激光，形成与所述带钢翘曲方向和翘曲高度相关的投影线；
21.对所述投影线进行拍摄，形成图像。
22.可选的，所述提取出所述带钢的翘曲程度信息，当所述带钢的翘曲程度超过设置的上限时，计算出翘曲调控参数的调整值，包括：
23.采集所述图像，从所述平整机采集所述带钢的钢卷信息以及所述翘曲调控参数的实时值；
24.对采集到的所述图像进行预处理，得到基础图像数据；
25.根据所述基础图像数据、所述钢卷信息，计算所述带钢的翘曲程度以及所述翘曲调控参数的调整值；
26.向所述平整机的控制系统反馈所述翘曲调控参数的调整值。
27.可选的，所述带钢的钢卷信息包括所述带钢的宽度、位置；所述翘曲调控参数包括所述平整机的轧制力、弯辊力、轧制速度以及入出口张力；所述带钢的翘曲程度信息包括所述带钢的翘曲方向、翘曲高度。
28.可选的，所述实时调整期间，据所述带钢翘曲状态信息的实时值，判断所述实时调整是否成功。
29.本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
30.本发明实施例提供的带钢翘曲处理系统及方法，通过检测分析单元进行平整线带钢翘曲程度的在线检测，结合平整机工艺过程参数进行板形调整，实现翘曲的闭环反馈控制，提高翘曲控制能力和水平，对改善和提高板形质量和产品品质具有重要的意义。第二方面，还可以通过数据查询，按照钢卷信息进行翘曲历史数据追溯，便于带钢翘曲记录的跟踪与反查，有利于排查和解决板形问题及质量异议。提升翘曲检测的自动化水平，降低人工测量劳动强度，并且可避免人工测量主观性和误差。
31.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
32.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
33.图1为本发明实施例中带钢翘曲处理系统示意图；
34.图2为本发明实施例中检测分析单元示意图；
35.图3为本发明实施例在线检测示意图；
36.图4为本发明实施例中带钢翘曲处理过程流程图；
37.图5为本发明实施例中带钢翘曲处理过程实物图一；
38.图6为本发明实施例中带钢翘曲处理过程实物图二；
39.图7为本发明实施例中带钢翘曲处理过程实物图三；
具体实施方式
40.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。
41.在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
42.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本公开内容实施例以及实施例中的具体特征是对本技术技术方案的详细的说明，而不是对本技术技术方案的限定，在不冲突的情况下，本技术实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
43.本发明提供了一种带钢翘曲处理系统，请参考图1，图1为本发明实施例中带钢翘曲处理系统示意图，包括：平整机、检测分析单元；
44.所述检测分析单元，用于实时检测所述平整机上带钢翘曲状态信息并提取出所述带钢的翘曲程度信息，当所述带钢的翘曲程度超过设置的上限时，计算出翘曲调控参数的调整值；
45.所述平整机，用于根据控制系统接收到的所述调整值对所述带钢进行翘曲的实时调整。
46.在可选的实施方式中，检测分析单元包括：激光器、相机、数据采集模块、图像处理模块、计算模块、反馈模块。所述激光器，用于向所述带钢表面以设定角度斜向投射一字线检测激光，形成与所述带钢翘曲方向和翘曲高度相关的投影线。所述相机，用于对所述投影线进行拍摄，将所述图像发送给所述检测分析单元进行处理。如图2所示，图2为本发明实施例中检测分析单元示意图；检测单元采用在线检测设备，基本原理是通过相机拍摄投射于热轧带钢上激光线，经过图像识别和数据处理达到对翘曲缺陷的识别及翘曲高度的检测。热轧带钢翘曲检测设备原理如图3所示。向带钢表面以一定角度斜向投射一字线检测激光，使线激光以角度α投射到运行中的带钢表面，在其上形成与带钢翘曲方向和翘曲高度相关的投影线。将高速摄像机正视带钢表面，并放置合适位置，使相机视野中心区域覆盖到带钢表面上的激光线。利用相机对该投影线进行拍摄，并将所拍图像发送给检测分析单元进行处理，由检测分析单元提取并识别出带钢翘曲的方向、高度等特征信息，最终得到热轧带钢在线翘曲的曲线分布。数据采集模块，用于从设备端或产线系统中采集所需数据，包括1)相机拍摄的图像数据；2)采集平整机系统中的速度、钢卷信息等参数。图像处理模块对采集到的相机图像进行预处理，包括感兴趣区域选择、二值化等，进而得到可用于模型计算的基础图像。计算模块根据处理后的图像数据及带钢宽度、位置信息，计算带钢翘曲高度。显示模块以曲线图、云图等形式展示计算结果，包括带钢断面轮廓、沿带钢长度方向的翘曲高度、整卷翘曲形貌等。
47.具体来讲，该系统还包括数据存储单元，用于存储钢卷基本信息、过程参数和翘曲
计算结果。数据查询单元：用于查询钢卷基本信息、过程参数和翘曲计算结果。调控反馈单元：向平整机控制系统反馈调整参数，包括轧制力、弯辊力等。
48.通过该技术的实施，可以实现热轧带钢翘曲在线连续测量和翘曲数据可追溯，结合平整机参数优化，提高翘曲的控制能力，改善板形质量和产品质量。
49.基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种带钢翘曲处理方法，请参考图4，图4为本发明实施例中带钢翘曲处理过程流程图，包括：实时检测所述平整机上带钢翘曲状态信息并提取出所述带钢的翘曲程度信息，当所述带钢的翘曲程度超过设置的上限时，计算出翘曲调控参数的调整值；根据所述调整值对所述带钢进行翘曲的实时调整。
50.作为可选的实施方式，采用激光器和相机构成的在线检测设备来实时检测平整机上带钢翘曲状态信息，包括：
51.激光器向所述带钢表面以设定角度斜向投射一字线检测激光，形成与所述带钢翘曲方向和翘曲高度相关的投影线。相机对所述投影线进行拍摄，得到所述投影线的图像。从所述图像中提取出所述带钢的翘曲程度信息，具体来讲，该翘曲程度信息包括：从所述投影线的图像中提取所述带钢的翘曲方向、翘曲高度。所述翘曲调控参数包括所述平整机的轧制力、弯辊力、轧制速度以及入出口张力。所述实时调整期间，据实时检测到的所述带钢翘曲状态信息，判断所述实时调整是否成功。
52.接着，从所述相机采集所述图像，从所述平整机采集所述带钢的钢卷信息以及所述翘曲调控参数的实时值。对采集到的图像进行预处理，得到基础图像数据。根据基础图像数据、钢卷信息，计算所述带钢的翘曲程度以及所述翘曲调控参数的调整值。向所述平整机的控制系统反馈所述翘曲调控参数的调整值。其中，带钢的钢卷信息包括所述带钢的宽度、位置；所述翘曲调控参数包括所述平整机的轧制力、弯辊力、轧制速度以及入出口张力；所述带钢的翘曲程度信息包括所述带钢的翘曲方向、翘曲高度。
53.下面结合一个实例来详细描述利用本发明实施例提供的带钢翘曲处理系统进行带钢翘曲处理的方法：
54.产线生产某590mpa级别钢种时，通过在线翘曲检测设备实测带头20m开始存在13-15mm上c翘，如图5所示，超过该钢种的翘曲限定值4mm。平整机轧制参数为：轧制力rf＝5200kn，弯辊力rfb＝500kn，轧制速度v＝130m/min，入出口张力t＝86/198kn。调控过程及效果如下：
55.第1步：在满足浪形调控效果的基础上，降低轧制力，减小大轧制力下由于平整机下辊传动而引起的带钢上翘问题，经调控模型计算降低轧制力10％，即轧制力降低至rf＝4680kn，并将该值发送至1级。工艺参数调整完成后，设备实时检测翘曲程度，此时翘曲高度降低至9mm，且浪形程度无变化，如图6所示。
56.第2步：在保证轧制力rf＝4680kn，轧制速度、入/出口张力工艺参数不变的条件下，经调控模型计算降低弯辊力20％，即弯辊力降低至rfb＝400kn，并发送至1级，工艺参数调整完成后，设备实时检测翘曲程度，此时翘曲高度降低至4mm，满足该钢种翘曲限值。
57.第3步：按上述工艺参数轧制，完成该卷翘曲问题的实时监测与控制。
58.上述调整过程持续约10米，在调整过程中带钢在线实时检测翘曲程度逐渐降低，同时结合卸张实测结果，检测精度及调整效率满足产线的需求，如图7所示。
59.本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
60.本发明实施例提供的带钢翘曲处理系统及方法，通过检测分析单元进行平整线带钢翘曲程度的在线检测，结合平整机工艺过程参数进行板形调整，实现翘曲的闭环反馈控制，提高翘曲控制能力和水平，对改善和提高板形质量和产品品质具有重要的意义。第二方面，还可以通过数据查询，按照钢卷信息进行翘曲历史数据追溯，便于带钢翘曲记录的跟踪与反查，有利于排查和解决板形问题及质量异议。提升翘曲检测的自动化水平，降低人工测量劳动强度，并且可避免人工测量主观性和误差。
61.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
62.类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

技术特征：
1.一种带钢翘曲处理系统，其特征在于，包括：平整机、检测分析单元；所述检测分析单元，用于实时检测所述平整机上带钢翘曲状态信息并提取出所述带钢的翘曲程度信息，当所述带钢的翘曲程度超过设置的上限时，计算出翘曲调控参数的调整值；所述平整机，用于根据控制系统接收到的所述调整值对所述带钢进行翘曲的实时调整。2.如权利要求1所述的带钢翘曲处理系统，其特征在于，所述检测分析单元包括：激光器，用于向所述带钢表面以设定角度斜向投射一字线检测激光，形成与所述带钢翘曲方向和翘曲高度相关的投影线；相机，用于对所述投影线进行拍摄，形成图像；数据采集模块，用于从所述相机采集所述图像，以及从所述平整机采集所述带钢的钢卷信息以及所述翘曲调控参数的实时值；图像处理模块，用于对所述数据采集模块采集到的所述图像进行预处理，得到基础图像数据；计算模块，用于根据所述基础图像数据、所述钢卷信息，计算所述带钢的翘曲程度以及所述翘曲调控参数的调整值；反馈模块，用于向所述平整机的控制系统反馈所述翘曲调控参数的调整值。3.如权利要求2所述的带钢翘曲处理系统，其特征在于，还包括：显示模块，用于展示所述计算模块得到的计算结果。4.如权利要求3所述的带钢翘曲处理系统，其特征在于，还包括：存储模块，用于存储所述计算模块的计算结果以及所述实时调整的过程参数。5.如权利要求4所述的带钢翘曲处理系统，其特征在于，还包括：查询模块，用于查询所述存储模块存储的信息。6.一种带钢翘曲处理方法，其特征在于，包括：实时检测所述平整机上带钢翘曲状态信息并提取出所述带钢的翘曲程度信息，当所述带钢的翘曲程度超过设置的上限时，计算出翘曲调控参数的调整值；根据所述调整值对所述带钢进行翘曲的实时调整。7.如权利要求6所述的带钢翘曲处理方法，其特征在于，所述实时检测所述平整机上带钢翘曲状态信息，包括：向所述带钢表面以设定角度斜向投射一字线检测激光，形成与所述带钢翘曲方向和翘曲高度相关的投影线；对所述投影线进行拍摄，形成图像。8.如权利要求7所述的带钢翘曲处理方法，其特征在于，所述提取出所述带钢的翘曲程度信息，当所述带钢的翘曲程度超过设置的上限时，计算出翘曲调控参数的调整值，包括：采集所述图像，从所述平整机采集所述带钢的钢卷信息以及所述翘曲调控参数的实时值；对采集到的所述图像进行预处理，得到基础图像数据；根据所述基础图像数据、所述钢卷信息，计算所述带钢的翘曲程度以及所述翘曲调控参数的调整值；
向所述平整机的控制系统反馈所述翘曲调控参数的调整值。9.如权利要求8所述的带钢翘曲处理方法，其特征在于，所述带钢的钢卷信息包括所述带钢的宽度、位置；所述翘曲调控参数包括所述平整机的轧制力、弯辊力、轧制速度以及入出口张力；所述带钢的翘曲程度信息包括所述带钢的翘曲方向、翘曲高度。10.如权利要求9所述的带钢翘曲处理方法，其特征在于，所述实时调整期间，据所述带钢翘曲状态信息的实时值，判断所述实时调整是否成功。

技术总结
本发明公开了一种带钢翘曲处理系统及方法，处理系统包括平整机、检测分析单元；所述检测分析单元，用于实时检测所述平整机上带钢翘曲状态信息并提取出所述带钢的翘曲程度信息，当所述带钢的翘曲程度超过设置的上限时，计算出翘曲调控参数的调整值；所述平整机，用于根据控制系统接收到的所述调整值对所述带钢进行翘曲的实时调整。本发明实现平整线带钢翘曲程度的在线检测，结合平整机工艺过程参数进行板形调整，可实现翘曲的闭环反馈控制，提高翘曲控制能力和水平，对改善和提高板形质量和产品品质具有重要的意义。品品质具有重要的意义。品品质具有重要的意义。


技术研发人员：李洋龙 林海海 王文广 文杰 于孟 徐海卫 王凤琴 王永强 王丹 李欢欢 徐文轩 王策
受保护的技术使用者：首钢集团有限公司
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/10/19