重钢连铸板坯表面缺陷在线检测技术的开发与应用

重钢连铸板坯表面缺陷在线检测技术的开发与应用北京科技大学与重钢铁联合开发了连铸板坯表面缺陷在线检测技术，该技术可用于在线检测1000℃以上高温连铸坯的表面缺陷，对于连铸坯表面质量问题的及时反馈具有重要意义，可为高温坯热装热送工艺提供技术保障。其主要内容与创新点如下：（1）采用机器视觉检测技术，研制了国际上首套应用于高温连铸坯的表面缺陷在线检测系统。系统实现上下表面同步检测，检测精度达到0.35毫米，对于表面纵裂、接痕、四陷等缺陷的检出率为98%以上。（2）针对连铸坯常出现的氧化铁皮、保护渣、振痕、水痕等现象与表面缺陷在纹理上差异，研发了特定的缺陷检测与识别算法。通过非抽样小波对铸坯表面图像进行分解，计算分解后得到的低频分量和原始图像的尺度共生矩阵，以及高频分量的灰度共生矩阵，作为图像的纹理特征，并输入基于AdaBoosting算法的分类器进行分类，常见缺陷的检出率达到98%，识别率达到80%。（3）采用独特的照明技术，以消除高温板坯强辐射背景光的干扰，提高了图像的清晰度和缺陷的对比度。由于高温坯表面辐射光主要是波长较长的红光或红外光，研究选用了波长更短的绿色激光线光源，并通过窄带滤色镜滤除高温物体的辐射光。（4）采用多重防高温、水汽、粉尘、氧化铁皮等措施，确保系统长期免维护运行。针对连铸坯生产线的恶劣环境，设计了具有隔热、隔震、防水、防尘功能的防护箱，以避免现场环境下的震动、高温、水汽和粉尘等对系统的影响。为了减少氧化铁皮和保护渣落在镜头和光源上，将下表面检测房的开口宽度缩小为80毫米，并对下表面设备采用多重压缩空气吹扫，以保持采集光路上的清洁，保证图像的清晰。该技术于2010年1月成功用在重钢炼钢厂3号铸机上，经过2年多的实践，取得了较好的效果：（1）可对铸坯的表面质量进行及时反馈，避免缺陷的大面积产生。（2）可在线检测铸坯的表面缺陷，为向轧钢输送高质量热铸坯提供了保障。（3）避免了操作人员靠近热坯检查，改善了工人的工作环境。（4）可以直接检测铸坯上、下表面，对于下线的铸坯，不用翻面再次检查，提高了生产效率。采用该技术可提高轧线产能5%，减少氧化铁皮烧损0.5%，节约煤气消耗36%。