專利名稱：一種在線測量板坯鐮刀彎的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測量技術(shù)，特別涉及在線測量板坯鐮刀彎的方法。
技術(shù)背景板坯外形尺寸的測量，是目前國內(nèi)外各現(xiàn)代化鋼廠連鑄、熱軋生產(chǎn)必 備設(shè)備，各鋼廠根據(jù)自身裝備的特點和需求，設(shè)計、安裝不同功能要求的 板坯外形測量系統(tǒng)，用于控制連鑄板坯的外形尺寸，并為下工序板坯的軋 制提供可靠的板坯尺寸數(shù)據(jù)，可有效的提高熱軋巻的質(zhì)量。目前，國內(nèi)外設(shè)計生產(chǎn)板坯外形尺寸測量儀主要有美國ASC、瑞典 Limab、德國LAP公司，都采用激光測距的原理，對板坯寬度、厚度、長 度等尺寸進行測量.但是，從上述公司應(yīng)用的實績可知，各類型的板坯外形尺寸測量儀的 用途和測量范圍各不相同，但都未能將各項測量功能有效的組合起來，且 都沒有對板坯重要尺寸一一鐮刀彎的測量功能。板坯的外形尺寸，對板坯軋制后的質(zhì)量起著關(guān)鍵的作用。板坯的外形 除了寬度、長度、厚度、邊部形狀外，板坯的鐮刀彎程度也至關(guān)重要，會 引起軋后鋼巻邊裂、狹縫過大等質(zhì)量缺陷，嚴重時會造成板坯在熱軋機組 中卡鋼事故，對機組設(shè)備造成損壞。因此，各鋼廠對板坯鐮刀彎都有嚴格控制，板坯的企業(yè)標準、行業(yè)標 準、國家標準中，對板坯的鐮刀彎都有嚴格規(guī)定，如寶鋼股分不銹鋼分公 司板坯鐮刀彎標準要求小于40mm。而連鑄板坯生產(chǎn)過程中，由于板坯在快速冷卻過程中，不可避免的存 在左右不對稱的情況，形成板坯內(nèi)部左右冷卻應(yīng)力差異較大，因而時有發(fā)生板坯鐮刀彎現(xiàn)象。原先對鐮刀彎的測量，都是采取在板坯澆鑄時，通過人工目測判斷是否超標，然后在板坯冷卻到室溫后再人工測量具體尺寸。這種方法有二個較大的缺點1.在線生產(chǎn)時，靠人工目測的準確性很差，時而造成誤判，影響生產(chǎn)；2.待板坯冷卻后測量， 一般需二天的冷卻時間，其間已生產(chǎn)了大量的 板坯，稍不注意，就會產(chǎn)生大量的鐮刀彎超標板坯，造成重大損失， 這種情況，各鋼廠時有發(fā)生。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種在線測量板坯鐮刀彎的方法，利用激光測 距的功能，在線澆鑄時，可準確的測量高溫狀態(tài)下的板坯鐮刀彎程度，及 時掌握在線生產(chǎn)板坯的質(zhì)量情況，避免重大質(zhì)量事故的發(fā)生。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，在線測量板坯鐮刀彎的方法，利用激光精確測定距離的特點，在原板 坯測寬儀裝置的基礎(chǔ)上，增加二個激光儀，和原板坯測寬儀中的激光儀組 合在一起，在板坯一邊，形成三點距離測量，測量出板坯彎曲度；激光儀 以一定頻率對板坯邊部進行掃描，測得的板坯與激光儀的距離，輸入計算 機，由計算機記錄并描繪出板坯邊部輪廓曲線，然后連接板坯兩個端點做 直線L，計算出板坯邊部到該直線L的各點距離，并取最大值作為板坯的 鐮刀彎數(shù)值。又，本發(fā)明的另一個在線測量板坯鐮刀彎的方法，利用激光精確測定 距離的特點，在原板坯測寬儀裝置的基礎(chǔ)上，增加二個激光儀，和原板坯 測寬儀中的激光儀組合在-一起，在板坯一邊，形成三點距離測量，測量出 板坯彎曲度；激光儀以一定頻率對板坯邊部進行掃描，利用激光射到板坯 的反射光線，又己知板坯中心線到激光頭的距離，這樣可以計算出板坯邊 部到板坯中心線的距離L;板坯到達最后一個激光儀后，繼續(xù)向前運行一 段距離，即相鄰兩個激光儀的距離，開始描繪板坯輪廓，并計算鐮刀彎數(shù) 值；連接該段板坯的兩個端點，即為直線L1，通過板坯邊部曲線向L1做 垂線cl，距離板坯邊部的最大值max(cl)即為板坯的第一個鐮刀彎數(shù)值； 板坯邊部曲線每隔一個單位時間重新描繪一次，將前一次和當(dāng)前的板坯邊 部曲線進行整合，形成新的板坯輪廓，并重新計算板坯新的鐮刀彎數(shù)值； 當(dāng)整塊板坯在輥道上移動完畢，即在計算機中描繪出完整塊板坯的外部輪 廓，并計算出整塊板坯的鐮刀彎數(shù)值。一般地，取板坯兩端點為橫坐標A、 B，縱坐標C為板坯輪廓曲線上 任意一點。板坯的鐮刀彎數(shù)值C(X,Y)=max(Cy)=max(y)。另，本發(fā)明的再一個在線測量板坯鐮刀彎的方法，其與前一種測量方 法相同，每隔一個單位時間重新計算一次鐮刀彎數(shù)值，但與前一種測量的 長度不同，新的板坯曲線將丟棄前述單位時間以前的板坯段而補充新的板 坯段，即板坯始終以一個定尺距離為單位；然后將新計算的鐮刀彎數(shù)值與 前一次進行比較，保留較大的數(shù)值；這樣循環(huán)下去，直到板坯尾部離開最 后一個激光儀后，就獲得了板坯定尺距離的最大鐮刀彎的數(shù)值max(c2)。具體地說，在線測量板坯鐮刀彎的方法，利用激光精確測定距離的特 點，在原板坯測寬儀裝置的基礎(chǔ)上，增加二個激光儀，和原板坯測寬儀中 的激光儀組合在一起，在板坯一邊，形成三點距離測量，測量出板坯彎曲 度；激光儀以一定頻率對板坯邊部進行掃描，利用激光射到板坯的反射光 線，又已知板坯中心線到激光頭的距離，這樣可以計算出板坯邊部到板坯 中心線的距離L;板坯頭部過最后一個激光儀一個定尺距離后，開始計算 該段定尺距離內(nèi)的板坯鐮刀彎數(shù)值，做兩個端點連接直線的垂線，獲得距 離該板坯邊部的最大值c2;再過一個單位時間，重新描繪板坯邊部曲線； 新的板坯曲線將丟棄前述單位時間以前的板坯段而補充新的板坯段，即板 坯始終以所述的定尺距離為單位；然后將新計算的鐮刀彎數(shù)值與前-'次進 行比較，保留較大的數(shù)值；這樣循環(huán)下去，直到板坯尾部離開最后一個激 光儀后，就獲得了板坯定尺距離的最大鐮刀彎的數(shù)值max(c2)。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明通過對板坯鐮刀彎在線測量，可及時、準確地掌握生產(chǎn)中板坯 鐮刀彎的程度，避免人工目測鐮刀彎產(chǎn)生的誤判而造成的大量鐮刀彎缺陷 的產(chǎn)生或不必要的非正常停機，避免重大質(zhì)量事故的產(chǎn)生。


圖1為本發(fā)明板坯鐮刀彎測量示意圖；圖2為本發(fā)明板坯鐮刀彎測量裝置示意圖；圖3a 圖3b為本發(fā)明一實施例的測量示意圖。 具體實施方式
參見圖1， 一般地，本發(fā)明取板坯兩端點為橫坐標A、 B，縱坐標C 為板坯輪廓曲線上任意一點。參見圖2，本發(fā)明在鋼連鑄出坯輥道6上投入使用，實際使用了4臺 激光儀1 4，中間一對激光儀1、 2用于板坯5位置和寬度的測量；四臺激 光儀1 4均可描繪板坯邊部的曲線，比較、整合這四條曲線可以得到板坯 實際的輪廓圖形。四臺激光儀1 4距離板坯5中心線都是lm，增設(shè)的兩 臺激光儀3、4距離中間激光儀2為21.5m。激光儀掃描頻率為1秒500次， 每隔0.25秒重新計算一次鐮刀彎數(shù)值。實際使用中計算整個板坯的鐮刀彎和板坯上定尺距離如每米鐮刀彎 最大值的兩個實施例，具體如下實施例l，整個板坯鐮刀彎的計算板坯輸送輥道的速度為20m/min，板坯頭部到達中間的激光儀后，開 始測量板坯位置。其原理是利用激光射到板坯的反射光線，又已知板坯中 心線到激光頭的距離，這樣可以計算出板坯邊部到板坯中心線的距離L。 板坯到達最后一個激光儀后，繼續(xù)向前運行1.5m (相鄰兩個激光儀的距 離)，開始描繪板坯輪廓，并計算鐮刀彎數(shù)值。連接該段板坯的兩個端點， 即為直線L1，通過板坯邊部曲線向Ll做垂線cl，距離板坯邊部的最大值 max(cl)即為板坯的第一個鐮刀彎數(shù)值，參見圖3a。板坯過最后一個激光儀1.5m后，開始描繪第一個板坯邊部輪廓曲線。 然后連接兩個端點成一條直線，做這條直線的垂線，找到Cl的最大值， 即為該段板坯的鐮刀彎數(shù)值。a， b， c， d是激光頭的編號。參見圖3b，過0.25s，重新描繪新的板坯邊部輪廓曲線。這時，板坯 比第一次描繪的略長。然后按同樣方法得到新一段板坯的鐮刀彎數(shù)值。板 坯邊部曲線每隔0.25秒重新描繪一次，將前一次和當(dāng)前的板坯邊部曲線進 行整合，形成新的板坯輪廓，并重新計算板坯新的鐮刀彎數(shù)值。最后，當(dāng)板坯離開最后一個激光儀后，四臺激光儀對板坯都進行了完 整的"掃描"。四臺激光儀掃描板坯都得出了各自的板坯邊部曲線La、 Lb、 Lc、 Ld。比較中間一對激光儀描繪的整個板坯邊部曲線Lb、 Ld，如 果形狀相同說明板坯運行與中心線平行(否則說明板坯運行偏離中心線，
可以利用測得的距離旋轉(zhuǎn)板坯，使其平行于中心線)；比較一側(cè)的三臺激光儀描繪的整個板坯邊部曲線La、 Lb、 Lc，如果形狀相同說明板坯運行 中沒有左右擺動的現(xiàn)象(否則說明板坯有左右擺動現(xiàn)象而呈現(xiàn)弧形，實際 為直線，可以忽略曲線上的該點)。其定義坐標如圖3c所示，板坯的鐮 刀彎數(shù)值C(X,Y)=max(Cly)=max(y)。圖中，Ld與Lb形狀相同，距離不同，La、 Lb、 Lc重合。實施例2，以板坯上定尺距離內(nèi)的鐮刀彎最大值 .定尺距離鐮刀彎計算方法與板坯段相同。主要步驟為板坯頭部過最 后一個激光儀1米后開始計算每米的鐮刀彎數(shù)值，做兩個端點連接直線的 垂線，獲得距離板坯邊部的最大值c2;過0.25s，重新描繪板坯邊部曲線，但與實施例1測量的長度不同。新的板坯曲線將丟棄0.25s以前的板 坯段而補充新的板坯段，即板坯始終以l米為單位。然后將新計算的鐮刀 彎數(shù)值與第一次進行比較，保留較大的數(shù)值。這樣循環(huán)下去，直到板坯尾 部離開最后一個激光儀后，就獲得了板坯每米最大鐮刀彎的數(shù)值max(c2)。板坯鐮刀彎數(shù)值如果超過了標準，系統(tǒng)將在畫面上報警，從而讓操作 人員及時掌握在線澆鑄時板坯的鐮刀彎情況，發(fā)現(xiàn)鐮刀彎超標后，馬上停 止?jié)茶T，防止大量廢品的出現(xiàn)。本發(fā)明在不銹鋼連鑄機投入應(yīng)用以來，板坯鐮刀彎超標比例由原先的 2.51%下降至現(xiàn)在不到0.5%。綜上所述，本發(fā)明通過對板坯鐮刀彎在線測量，可及時、準確地掌握 生產(chǎn)中板坯鐮刀彎的程度，避免所有板坯連鑄機生產(chǎn)中不可避免的板坯鐮 刀彎缺陷的大量產(chǎn)生，避免重大質(zhì)量事故的產(chǎn)生。
權(quán)利要求
1.一種在線測量板坯鐮刀彎的方法，利用激光精確測定距離的特點，在原板坯測寬儀裝置的基礎(chǔ)上，增加二個激光儀，和原板坯測寬儀中的激光儀組合在一起，在板坯一邊，形成三點距離測量，測量出板坯彎曲度；激光儀以一定頻率對板坯邊部進行掃描，測得的板坯與激光儀的距離，記錄并描繪出板坯邊部輪廓曲線，然后連接板坯兩個端點做直線L，計算出板坯邊部到該直線L的各點距離，并取最大值作為板坯的鐮刀彎數(shù)值。
2. 如權(quán)利要求1所述的在線測量板坯鐮刀彎的方法，其特征是，取板坯 兩端點為橫坐標A、 B，縱坐標C為板坯輪廓曲線上任意一點；板坯 的鐮刀彎數(shù)值C(X,Y)=max(Cy)=max(y)。
3. 如權(quán)利要求1所述的在線測量板坯鐮刀彎的方法，其特征是，將測得 的板坯與激光儀的距離輸入計算機，由計算機記錄并描繪出板坯邊部 輪廓曲線。
4. 一種在線測量板坯鐮刀彎的方法，利用激光精確測定距離的特點，在 原板坯測寬儀裝置的基礎(chǔ)上，增加二個激光儀，和原板坯測寬儀中的 激光儀組合在一起，在板坯一邊，形成三點距離測量，測量出板坯彎 曲度；激光儀以一定頻率對板坯邊部進行掃描，利用激光射到板坯的 反射光線，又己知板坯中心線到激光頭的距離，這樣可以計算出板坯 邊部到板坯中心線的距離L;板坯到達最后一個激光儀后，繼續(xù)向前 運行一段距離，即相鄰兩個激光儀的距離，開始描繪板坯輪廓，并計 算鐮刀彎數(shù)值；連接該段板坯的兩個端點，即為直線L1，通過板坯邊 部曲線向Ll做垂線cl,距離板坯邊部的最大值max(cl)即為板坯的第 一個鐮刀彎數(shù)值；板坯邊部曲線每隔一個單位時間重新描繪一次，將 前一次和當(dāng)前的板坯邊部曲線進行整合，形成新的板坯輪廓，并重新 計算板坯新的鐮刀彎數(shù)值；當(dāng)整塊板坯在輥道上移動完畢，即在計算 機中描繪出完整塊板坯的外部輪廓，并計算出整塊板坯的鐮刀彎數(shù)值。
5. —種在線測量板坯鐮刀彎的方法，利用激光精確測定距離的特點，在 原板坯測寬儀裝置的基礎(chǔ)上，增加二個激光儀，和原板坯測寬儀中的 激光儀組合在一起，在板坯一邊，形成三點距離測量，測量出板坯彎 曲度；激光儀以一定頻率對板坯邊部進行掃描，利用激光射到板坯的反射光線，又已知板坯中心線到激光頭的距離，這樣可以計算出板坯邊部到板坯中心線的距離L;板坯頭部過最后--個激光儀一個定尺距 離后，開始計算該段定尺距離內(nèi)的板坯鐮刀彎數(shù)值，做兩個端點連接 直線的垂線，獲得距離該板坯邊部的最大值C2;再過一個單位時間， 重新描繪板坯邊部曲線；新的板坯曲線將丟棄前述單位時間以前的板 坯段而補充新的板坯段，即板坯始終以所述的定尺距離為單位；然后 將新計算的鐮刀彎數(shù)值與前一次進行比較，保留較大的數(shù)值；這樣循 環(huán)下去，直到板坯尾部離開最后一個激光儀后，就獲得了板坯定尺距 離的最大鐮刀彎的數(shù)值max(c2)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在線測量板坯鐮刀彎的方法，利用激光能精確測定距離的特點，在原板坯測寬儀裝置的基礎(chǔ)上，增加二個激光儀，和原板坯測寬儀中的激光儀組合在一起，在板坯一邊，形成三點距離測量，測量出板坯彎曲度；激光儀以一定頻率對板坯邊部進行掃描，測得的板坯與激光儀的距離，輸入計算機，由計算機記錄并描繪出板坯邊部輪廓曲線，然后連接板坯兩個端點做直線L，計算出板坯邊部到該直線L的各點距離，并取最大值作為板坯的鐮刀彎數(shù)值。本發(fā)明利用激光測距的功能，在線澆鑄時，可準確的測量高溫狀態(tài)下的板坯鐮刀彎程度，及時掌握在線生產(chǎn)板坯的質(zhì)量情況，避免重大質(zhì)量事故的發(fā)生。
文檔編號G01B11/00GK101153794SQ20061011650
公開日2008年4月2日 申請日期2006年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月26日
發(fā)明者朱文杰, 錦 蘇, 勇 陳 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司