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AI赋能钢铁行业下一“城”,实现冷轧钢板在数量+质量上的双重提高!
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2023-02-22 17:04:05来源: 中国机器视觉网

钢铁产业被誉为工业的“粮食”,是制造业的基础。2022年,我国粗钢产量10.13亿吨,占全球比重达55.3%,中国“工业大国”的地位毋庸置疑。

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随着经济快速发展以及消费者生活水平不断提高,尤其是建筑、家电、汽车等行业的发展,市场对钢材的需求量整体呈上升趋势。其中,主要应用于汽车制造、家用电器、电子产品等接近日常生活领域的冷轧钢板是钢铁市场的重要产品。市场对于冷轧钢板生产数量有上升需求的同时,对于其质量的要求也越来越高。如何实现冷轧钢板在数量+质量方面的双重达标,成为企业在整个产品竞争的重要枢纽。

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冷轧钢板

冷轧钢板生产流程

冷轧,是以热轧板卷为原料,在常温下再结晶温度以下进行轧制而成,一般理解为使用常温轧制材料的轧制。冷轧钢板就是经过冷轧工序生产的钢板,简称冷板,它属于钢铁产品中的精加工品,比起热轧钢板,其厚度更加精确(一般是0.1-8.0mm之间),表面更为光滑、漂亮,同时还具有各种优越的机械性能(如冲压性能高和屈服点低等)。

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冷轧钢板生产流程示意图

一般来讲,冷轧钢板的生产流程可大致分为 5 步:1、原料:准备好热轧板卷作为冷轧钢板的生产原材料。2、酸洗:使用酸洗机组去除热轧半卷表面的氧化铁皮。3、冷轧:在常温下再结晶温度以下,对酸洗后的原材料进行多道次轧制,获得符合尺寸、板形和表面质量要求的产品。4、退火:将冷轧后的产品加热到一定温度,再让它慢慢冷却到合适的温度,使钢板获得对应的性能。5、精整:对退火后的产品进行平整处理,获得均匀的厚度和平整光洁的表面之后,剪切成需要的尺寸进行包装,即可进行销售。

冷轧钢板,亟待解决的生产线问题

从上述的生产流程不难看出,冷轧钢板生产过程长、加工工序多、机组长,因此在生产过程中,钢板表面就难免出现各种质量问题,比如条痕、孔洞、疤坑、夹杂、表面裂纹等,不仅会影响冷轧钢板的外观,严重的还会影响其使用性能,因此,关于冷轧钢板表面的缺陷检测十分重要。

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冷轧钢板生产流程-部分常见缺陷

传统的冷轧钢板缺陷检测主要以人工为主,而这种方式存在着明显的问题:1、识别精准度低:人眼视距有限,分辨率不高,以人工目测难以识别钢板表面的细小瑕疵;2、检测速度缓慢:人的精力有限,且受情绪状态影响大,检测速度无法匹配生产需求;3、数据整合能力差:采集的缺陷样本有限且无法得出有效分析进行后续生产调整;4、整体生产成本高:人工检测方式主观性强,易出现漏检错检问题,从而造成的人力需求和时间消耗仍有待进一步优化。

在市场对于数量和质量双重要求不断加大的今天,面对冷轧钢板表面质量的棘手问题,如何应用数字化技术实现智能化无人检测,成为钢厂降本增效的关键!

AI赋能,有效解决缺陷检测问题

多年来,致力于用AI技术赋能传统行业智能化升级的第六镜科技已经在钢铁行业推出诸多解决方案和智能硬件装置,旨在用AI赋能每一个生产环节,助力钢铁行业在智能制造发展中实现全流程的智能化转型。

此次联合宝钢集团针对冷轧钢板缺陷检测问题,共同设计了一套“不锈钢带缺陷检测系统解决方案”。可以完成在工艺速度5-120m/min,出口的速度最大到220m/min运行速度下的不锈钢带缺陷检测,从而实现冷轧钢板在数量+质量上的双重提高。

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第六镜科技-带钢质检系统线稿

第六镜科技“不锈钢带缺陷检测系统解决方案”采用固定式2D+3D光学测量系统,针对冷轧钢板的成品进行缺陷数据的收集、分析、整合及归类:利用『带钢质检系统』的内置测头,采集与不锈钢带缺陷有关的原始数据(3D数据)和2D图像,并通过通讯设备将数据和图像上传至上位机,收集连续带钢三维及二维图像数据,从图像数据中半自动化标注缺陷类别和缺陷位置,建立『带钢缺陷数据库』。

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第六镜科技-带钢质检系统原理图

再根据『带钢缺陷数据库』,设计深度卷积神经网络训练得到『缺陷判别模型』,对检测到的缺陷按『缺陷图谱』进行分类。除了按钢板判定尺度(规格、种类)分类存储;还会自动分析检测过程中钢板存在的周期性缺陷;连续分析同类型不超标准的缺陷的能力;以及对钢板进行质量提示及警报等。

人机协作,AI带动生产实现自动化

具备高智能化的第六镜科技“不锈钢带缺陷检测系统解决方案”除了协助缺陷检测,还可以实现自我的多方面自动化:检测单元的温度自动控制、调节、报警功能;设备状态自检功能;自动标定程序,实现精度自我修正;检测数据与二级数据库连接,进行信息交互等。

工人则可以通过控制界面,实现总览全局,细节调取,标识分析,统计分析。如:只需要点击带钢通长判定条中的单个缺陷,即可验取详细的图文报告,内含缺陷图谱分析表,提示缺陷产生的原因及处理方法。

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第六镜科技-部分案例

第六镜科技与宝钢集团合作的“不锈钢带缺陷检测系统解决方案”是第六镜科技在工业智能化进程中迈出的新的一步,为实现冷轧钢板生产的成本压缩、数量增长、质量提升带来了新的动力。

此前,第六镜科技开发的“产线钢坯表面检测项目方案”“热态钢轨表面质量检测系统”等已成功应用在钢铁行业一线场景中,为中国的钢铁行业融入了新的发展力量。未来,第六镜科技将依托计算机视觉和深度学习原生技术,在更多的领域发挥所长,和更多合作伙伴一起,为中国智能制造的高质量发展添砖加瓦。

(文章来源于第六镜科技)