带钢平直度仪测量原理及其应用

　　0 引 言

　　钢铁企业热轧带钢质量通常用凸度和平直度参数来衡量。过去,由于平直度仪的投资较高,在我国很多大型热轧厂中,大多只设置了凸度仪。现在,由于市场对热轧产品质量要求越来越高,而且平直度仪的价格也相对降低了,我国新建和正在进行技改的热轧厂均新设置了平直度仪,并进行了平直度的自动控制。

　　1 平直度的定义

　　平直度是不平坦程度的定量表示。在带钢生产过程中,由于轧制力沿轧辊轴向分布不均匀、轧辊热膨胀不均匀、轧辊磨损不均匀、带钢横向温度分布不均匀,造成带钢各处长度不一致,带钢较长的部分波浪起伏,即平时所说的浪形,浪形为不可恢复变形。因此,为了提高产品质量,必需首先检测浪形。平直度仪测量对象就是浪形。

　　平直度仪通常用以下两种指标来描述:

　　(1) 陡度(急峻度)(参见图1)

　　其中,S为陡度;H为振幅;P为带钢突起间距。

　　(2) 延伸率(参见图2)

　　其中,R为延伸率;L0为带钢理论长度;L为带钢实际长度。

　　由于R值很小,于是引入了I单位的概念,定义I=10^-5,无量纲。在热轧工程中,平直度通常用多少个I表示。

　　(3) 陡度与延伸率的关系

　　通常将浪形分解为正弦波,故陡度与延伸率关系如下:

　　2 平直度仪的测量原理

　　目前在线平直度仪测量大多采用激光三角形法。

　　其中,L0为带钢理论长度;L为线段AB长度;L1为带钢实际长度。

　　通过测量带钢在精轧最后机架的速度v,我们可知道在单位时间t内带钢理论长度L0:

　　利用光敏二极管原理通过摄像机可以测量带钢垂直变化间距H。假定激光照到带钢表面形成光斑Hn在摄像机对应的图象为Qn,经过单位时间T后,光斑Hn+1在摄像机对应的图象为Qn+1,那么,

　　其中P为摄像机分辩率(单位像素对应的实际距离变化量)。

　　根据L0和H,可以方便求出S和R。

　　需要强调的是,H仅是一个激光斑一次测量得到的高度。如果以200次为一周期,随着带钢向卷取方向移动,可测得200个高度值,其中最大和最小值之差称为该光斑最大振幅,若采用5台摄影机同时测量5束激光轨迹,则共有5个最大振幅。

　　3 平直度仪测量结果

　　不同厂商生产的平直度仪显示结果大体相同,主要有以下几种指标(以5束激光为例):

　　(1) 延伸率

　　以上指标可用来判断浪形。

　　(2) 平均延伸率