專利名稱：連鑄板板坯表面劃痕的在線檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種表面劃痕檢測裝置，尤其是連鑄板坯表面劃 痕的在線檢測裝置。
背景技術(shù)：
目前板坯連鑄設(shè)備在澆鑄生產(chǎn)時，板坯的內(nèi)外弧表面往往因?yàn)樵?鑄機(jī)輥列內(nèi)遭受機(jī)械性劃傷而產(chǎn)生一系列斷續(xù)的表面劃痕，該劃痕的 深度與寬度均沒有顯著規(guī)律。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)統(tǒng)計，劃痕深度通常在
2mm 6mm不等，其寬度通常在3mm 10mm。如此顯著的劃痕直接 影響板坯的成才率，造成后期的熱軋以及冷軋的鋼板表面質(zhì)量無法達(dá) 標(biāo)。而在實(shí)際生產(chǎn)中，操作工無法通過肉眼來發(fā)現(xiàn)此類劃痕，尤其是 外弧寬面，因?yàn)橐恢碧幱谙旅?，劃痕就更加難以發(fā)現(xiàn)。生產(chǎn)現(xiàn)場往往 在生產(chǎn)大量的帶劃痕板坯后才發(fā)現(xiàn)表面缺陷，造成后期精整處理的勞 動負(fù)荷十分巨大，且精整處理后的板坯仍對軋制的鋼板質(zhì)量有一定程 度的影響。因此，生產(chǎn)中需要一種能實(shí)現(xiàn)在線自動檢測劃痕的裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種連鑄板坯表面劃痕的在線檢測裝 置，該裝置能夠及時發(fā)現(xiàn)并定位板坯表面劃痕，以降低缺陷產(chǎn)品數(shù)量 和指導(dǎo)后期的鑄機(jī)調(diào)整。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種連鑄板坯表面劃痕的在線檢測裝 置，包括導(dǎo)軌組件、動力傳動組件、測頭組件、可伸縮絕熱墊和轉(zhuǎn)角 計數(shù)器；
導(dǎo)軌組件包括導(dǎo)軌和上保護(hù)蓋，導(dǎo)軌橫跨在板坯上方且兩端設(shè)置 在連鑄機(jī)出口的兩側(cè)機(jī)架上，導(dǎo)軌由兩個相對的框形軌道構(gòu)成，導(dǎo)軌 上部螺釘連接長板形的上保護(hù)蓋；動力組件包括驅(qū)動電機(jī)、蝸桿、蝸輪和傳動絲杠，設(shè)置在一側(cè)機(jī) 架上的驅(qū)動電機(jī)固定連接蝸桿，蝸桿下方與之相配合的蝸輪固定設(shè)置 在傳動絲杠一端，傳動絲杠穿過導(dǎo)軌的兩個框形軌道包覆的空間，；
測頭組件包括位移傳感器、高溫觸頭、導(dǎo)輪、測頭帽、測頭、導(dǎo) 塊、導(dǎo)槽、彈簧和測頭座，導(dǎo)塊中部開有絲母孔，絲母孔套在傳動絲 杠上，導(dǎo)塊下部固定設(shè)置有中空的方形測頭座，測頭座下部固定設(shè)置 有兩個導(dǎo)槽，兩個導(dǎo)槽對面設(shè)置，導(dǎo)槽為板狀且中部開有長條形通孔; 測頭帽為方形中空結(jié)構(gòu)，且上端封閉下端開放，測頭帽頂部通過螺釘 連接在測頭座內(nèi)部；測頭為方形中空結(jié)構(gòu)，且上端開放下端封閉，測 頭上部套在測頭帽下部之內(nèi)且兩者為松配合；位移傳感器和彈簧設(shè)置 在測頭帽和測頭內(nèi)部包覆的空間內(nèi)，彈簧套在位移傳感器外部，測頭 下部與導(dǎo)槽相應(yīng)位置設(shè)置有兩個導(dǎo)輪，兩個導(dǎo)輪分別穿過導(dǎo)槽的長條 形通孔，高溫觸頭頂部通過螺釘連接在測頭底端；
可伸縮絕熱墊固定裝夾在測頭底端和高溫觸頭頂部之間；
轉(zhuǎn)角計數(shù)器設(shè)置在傳動絲杠遠(yuǎn)離蝸輪的另一端；
轉(zhuǎn)角計數(shù)器、位移傳感器和驅(qū)動電機(jī)通過電纜連接到外部的控制 系統(tǒng)。
所述導(dǎo)塊為方形，上端開有通槽，兩個絲母孔分別開在通槽兩側(cè) 壁上。
所述導(dǎo)輪包括軸部分和穿在其上的輪部分，軸部分通過螺釘固定 連接在測頭下部，輪部分位于導(dǎo)槽的長條形通孔內(nèi)。
所述可伸縮絕熱墊為波紋形墊，固定裝夾在測頭底端和高溫觸頭 頂部之間的絕熱墊為平整形，絕熱墊寬度大于板坯寬度，長度略大于 導(dǎo)軌的寬度。所述可伸縮絕熱墊為高溫石棉材質(zhì)。
所述高溫觸頭底端為弧形面；高溫觸頭材質(zhì)為陶瓷。
該裝置在板坯內(nèi)外弧面各設(shè)置一套，位置對稱。
本實(shí)用新型連鑄板坯表面劃痕的在線檢測裝置利用傳動絲杠使高 溫觸頭在板坯上往復(fù)運(yùn)動，當(dāng)高溫觸頭接觸到劃痕時，高溫觸頭發(fā)生 一個位移跳躍，測頭內(nèi)部的位移傳感器捕捉這個位移跳躍，并通過電 纜傳遞至控制系統(tǒng)，如此即可實(shí)現(xiàn)對板坯劃痕槽的及時發(fā)現(xiàn)。在鑄機(jī)進(jìn)行板坯厚度規(guī)格切換時，通過人工實(shí)現(xiàn)手動厚度調(diào)節(jié)。
本實(shí)用新型連鑄板坯表面劃痕的在線檢測裝置的上保護(hù)蓋和可伸 縮絕熱墊之間的空間容易積聚熱量，因此最好對其內(nèi)部接通壓縮空氣， 以進(jìn)行空氣吹掃降溫。
本實(shí)用新型具有以下有益效果本實(shí)用新型連鑄板坯表面劃痕的 在線檢測裝置能實(shí)現(xiàn)對板坯內(nèi)、外弧寬面的表面質(zhì)量進(jìn)行在線檢測， 能夠及時發(fā)現(xiàn)板坯表面缺陷，使操作人員及時停止連澆，進(jìn)行檢修， 以避免劃痕缺陷的進(jìn)一步發(fā)生，降低帶劃痕板坯的產(chǎn)量，并能對缺陷 定位以指導(dǎo)檢修。本實(shí)用新型裝置能夠檢測的缺陷包括機(jī)械劃痕、刨 削槽、氧化皮堆積物等平整度缺陷。本實(shí)用新型還能根據(jù)板坯寬、厚 規(guī)格進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，確保結(jié)晶器在澆鑄不同斷面板坯時的表面質(zhì)量均 可以得到在線實(shí)時檢測。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一歩說明。


圖1為本實(shí)用新型連鑄板坯表面劃痕的在線檢測裝置示意圖(省
略上保護(hù)蓋)；
圖2為圖1的測頭所在位置的縱向剖面示意圖3為本實(shí)用新型導(dǎo)軌內(nèi)部及下方部件的立體示意圖4為本實(shí)用新型連鑄板坯表面劃痕的在線檢測裝置的檢測方式
示意圖中l(wèi)位移傳感器，2高溫觸頭，3可伸縮絕熱墊，4導(dǎo)輪，41 輪部分，42軸部分，5測頭，6導(dǎo)±央，61絲母孔，7測頭帽，8彈簧， 9測頭座，IO導(dǎo)槽，11導(dǎo)軌，13傳動絲杠，14驅(qū)動電機(jī)，15蝸桿， 16蝸輪，17轉(zhuǎn)角計數(shù)器，18電纜，19上保護(hù)蓋，20板坯，21劃痕槽， 22機(jī)架，23高溫測頭運(yùn)動軌跡，25控制系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
參見圖1、圖2、圖3、圖4, 一種連鑄板坯表面劃痕的在線檢測 裝置，包括導(dǎo)軌組件、動力傳動組件、測頭組件、可伸縮絕熱墊3和轉(zhuǎn)角計數(shù)器17;
導(dǎo)軌組件包括導(dǎo)軌11和上保護(hù)蓋19，導(dǎo)軌11橫跨在板坯20上方 且兩端設(shè)置在連鑄機(jī)出口的兩側(cè)機(jī)架22上，導(dǎo)軌ll由兩個相對的框 形軌道構(gòu)成，導(dǎo)軌11上部螺釘連接長板形的上保護(hù)蓋19;
動力組件包括驅(qū)動電機(jī)14、蝸桿15、蝸輪16和傳動絲杠13，設(shè) 置在一側(cè)機(jī)架上的驅(qū)動電機(jī)14固定連接蝸桿15，蝸桿15下方與之相 配合的蝸輪16固定設(shè)置在傳動絲杠13 —端，傳動絲杠13穿過導(dǎo)軌11 的兩個框形軌道包覆的空間；
測頭組件包括位移傳感器1、高溫觸頭2、可伸縮絕熱墊3、導(dǎo)輪 4、測頭帽7、測頭5、導(dǎo)塊6、導(dǎo)槽10、彈簧8和測頭座9，導(dǎo)塊6 為方形，上端開有通槽，兩個絲母孔61分別開在通槽兩側(cè)壁上，絲母 孔61套在傳動絲杠13上；
導(dǎo)塊6下部固定設(shè)置有中空的方形測頭座9，測頭座9下部固定設(shè) 置有兩個導(dǎo)槽10，兩個導(dǎo)槽10對面設(shè)置，導(dǎo)槽10為板狀且中部開有 長條形通孔；測頭帽7為方形中空結(jié)構(gòu)，且上端封閉下端開放，測頭 帽7頂部通過螺釘連接在測頭座9內(nèi)部；
測頭5為方形中空結(jié)構(gòu)，且上端開放下端封閉，測頭5上部套在 測頭帽7下部之內(nèi)且兩者為松配合，位移傳感器1和彈簧8設(shè)置在測 頭帽7和測頭5內(nèi)部包覆的空間內(nèi)，彈簧8套在位移傳感器1外部， 測頭5下部與導(dǎo)槽10相應(yīng)位置設(shè)置有兩個導(dǎo)輪4，導(dǎo)輪4包括軸部分 41和穿在其上的輪部分42，軸部分41通過螺釘固定連接在測頭5下 部，輪部分位于導(dǎo)槽10的長條形通孔內(nèi)；
高溫觸頭2頂部通過螺釘連接在測頭5底端，高溫觸頭2底端為 弧形面，其材質(zhì)為陶瓷；可伸縮絕熱墊3固定裝夾在測頭5底端和高 溫觸頭2頂部之間，該處絕熱墊3為平整形，其它處的可伸縮絕熱墊3 為波紋形墊，絕熱墊3寬度大于板坯20的寬度，長度略大于導(dǎo)軌11 的寬度?？缮炜s絕熱墊3為高溫石棉材質(zhì)，具有良好的褶皺伸縮性。 在測頭5進(jìn)行往返運(yùn)動過程中，可伸縮絕熱墊3對鋼坯表面的高溫進(jìn) 行良好隔離，確保除高溫觸頭2以外的所有的部件均不受高溫影響。
轉(zhuǎn)角計數(shù)器17設(shè)置在傳動絲杠13遠(yuǎn)離蝸輪16的另一端；
7轉(zhuǎn)角計數(shù)器17、位移傳感器1和驅(qū)動電機(jī)14通過電纜18連接到 外部的控制系統(tǒng)25。
如圖4，本實(shí)用新型連鑄板坯表面劃痕的在線檢測裝置在板坯20 內(nèi)外弧面(即圖中板坯的上下表面)各設(shè)置一套，位置對稱。
本實(shí)用新型連鑄板坯表面劃痕的在線檢測裝置使用時，在板坯開 澆后且板坯頭部開始通過劃痕自動檢測裝置時，人工打開上下測試裝 置，確保板坯能順利通過。板坯通過后，控制系統(tǒng)25根據(jù)板坯的規(guī)格 自動設(shè)定上下檢測裝置的間距值、檢測裝置的往、返形成量與運(yùn)動速 度，并確定位移傳感器1的數(shù)據(jù)采集頻率。參數(shù)設(shè)定結(jié)束后，控制系 統(tǒng)25啟動驅(qū)動電機(jī)14，驅(qū)動電機(jī)14驅(qū)動蝸桿15，進(jìn)而帶動蝸輪16 轉(zhuǎn)動，與蝸輪16固定連接的絲杠13發(fā)生同速轉(zhuǎn)動。絲杠13帶動滑塊 6水平移動，滑塊6在兩側(cè)導(dǎo)軌11的限制下沿著絲杠13軸向運(yùn)動，驅(qū) 動電機(jī)14的正、反轉(zhuǎn)使滑塊6進(jìn)行往、返運(yùn)動，形成圖4中板坯上高 溫測頭運(yùn)動軌跡23。在此運(yùn)動過程中，測頭5頂部的高溫觸頭2在彈 簧8的作用下始終與板坯20表面進(jìn)行接觸，當(dāng)高溫觸頭2通過板坯20 的表面劃痕槽21時，高溫觸頭2發(fā)生一個位移跳躍(在短暫的伸長后， 立刻回縮至原來狀態(tài))，這個位移跳躍過程被測頭5內(nèi)部的位移傳感器 l及時捕捉到，且通過電纜18及時傳遞至外部控制系統(tǒng)25?？刂葡到y(tǒng) 25通過運(yùn)算獲知板坯20的表面存在一定深度、寬度的凹槽。轉(zhuǎn)角計數(shù) 器17的輸出端接入控制系統(tǒng)25，通過運(yùn)算轉(zhuǎn)過角度可以得知高溫觸頭 2的位置。如此即實(shí)現(xiàn)了對板坯上的劃痕槽21的及時發(fā)現(xiàn)。
其中位移傳感器1的數(shù)據(jù)采集頻率與高溫觸頭2的往返滑動速度 相關(guān)，以確保位移傳感器1能準(zhǔn)確的捕捉到高溫觸頭1在通過劃痕槽 21瞬間的位移變化量。通常當(dāng)澆鑄板寬為2000mm時的拉速為 1.6m/min時，高溫觸頭2的水平運(yùn)行速度與拉速一致，則采集頻率不 低于200Hz。
本實(shí)用新型連鑄板坯表面劃痕的在線檢測裝置能夠及時發(fā)現(xiàn)并定 位板坯表面劃痕，并能及時通知工作人員，以降低缺陷產(chǎn)品數(shù)量和指 導(dǎo)后期的鑄機(jī)調(diào)整。
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權(quán)利要求1、一種連鑄板坯表面劃痕的在線檢測裝置，其特征在于，所述裝置包括導(dǎo)軌組件、動力傳動組件、測頭組件、可伸縮絕熱墊和轉(zhuǎn)角計數(shù)器；導(dǎo)軌組件包括導(dǎo)軌和上保護(hù)蓋，導(dǎo)軌橫跨在板坯上方且兩端設(shè)置在連鑄機(jī)出口的兩側(cè)機(jī)架上，導(dǎo)軌由兩個相對的框形軌道構(gòu)成，導(dǎo)軌上部螺釘連接長板形的上保護(hù)蓋；動力組件包括驅(qū)動電機(jī)、蝸桿、蝸輪和傳動絲杠，設(shè)置在一側(cè)機(jī)架上的驅(qū)動電機(jī)固定連接蝸桿，蝸桿下方與之相配合的蝸輪固定設(shè)置在傳動絲杠一端，傳動絲杠穿過導(dǎo)軌的兩個框形軌道包覆的空間，；測頭組件包括位移傳感器、高溫觸頭、導(dǎo)輪、測頭帽、測頭、導(dǎo)塊、導(dǎo)槽、彈簧和測頭座，導(dǎo)塊中部開有絲母孔，絲母孔套在傳動絲杠上，導(dǎo)塊下部固定設(shè)置有中空的方形測頭座，測頭座下部固定設(shè)置有兩個導(dǎo)槽，兩個導(dǎo)槽對面設(shè)置，導(dǎo)槽為板狀且中部開有長條形通孔；測頭帽為方形中空結(jié)構(gòu)，且上端封閉下端開放，測頭帽頂部通過螺釘連接在測頭座內(nèi)部；測頭為方形中空結(jié)構(gòu)，且上端開放下端封閉，測頭上部套在測頭帽下部之內(nèi)且兩者為松配合；位移傳感器和彈簧設(shè)置在測頭帽和測頭內(nèi)部包覆的空間內(nèi)，彈簧套在位移傳感器外部，測頭下部與導(dǎo)槽相應(yīng)位置設(shè)置有兩個導(dǎo)輪，兩個導(dǎo)輪分別穿過導(dǎo)槽的長條形通孔，高溫觸頭頂部通過螺釘連接在測頭底端；可伸縮絕熱墊固定裝夾在測頭底端和高溫觸頭頂部之間；轉(zhuǎn)角計數(shù)器設(shè)置在傳動絲杠遠(yuǎn)離蝸輪的另一端；轉(zhuǎn)角計數(shù)器、位移傳感器和驅(qū)動電機(jī)通過電纜連接到外部的控制系統(tǒng)。
2、 如權(quán)利要求1所述的連鑄板坯表面劃痕的在線檢測裝置，其特 征在于，所述導(dǎo)塊為方形，上端開有通槽，兩個絲母孔分別開在通槽 兩側(cè)壁上。
3、 如權(quán)利要求1所述的連鑄板坯表面劃痕的在線檢測裝置，其特 征在于，所述導(dǎo)輪包括軸部分和穿在其上的輪部分，軸部分通過螺釘固定連接在測頭下部，輪部分位于導(dǎo)槽的長條形通孔內(nèi)。
4、 如權(quán)利要求1所述的連鑄板坯表面劃痕的在線檢測裝置，其特 征在于，所述可伸縮絕熱墊為波紋形墊，固定裝夾在測頭底端和高溫 觸頭頂部之間的絕熱墊為平整形，絕熱墊寬度大于板坯寬度，長度略 大于導(dǎo)軌的寬度。
5、 如權(quán)利要求4所述的連鑄板坯表面劃痕的在線檢測裝置，其特 征在于，所述可伸縮絕熱墊為高溫石棉材質(zhì)。
6、 如權(quán)利要求1所述的連鑄板坯表面劃痕的在線檢測裝置，其特 征在于，所述高溫觸頭底端為弧形面。
7、 如權(quán)利要求1或6所述的連鑄板坯表面劃痕的在線檢測裝置，其特征在于，所述高溫觸頭材質(zhì)為陶瓷。
8、 如權(quán)利要求1至6中任意一項(xiàng)所述的連鑄板坯表面劃痕的在線檢測裝置，其特征在于，該裝置在板坯內(nèi)外弧面各設(shè)置一套，位置對 稱。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種表面劃痕檢測裝置，尤其是連鑄板坯表面劃痕的檢測裝置。一種連鑄板坯表面劃痕的在線檢測裝置，包括導(dǎo)軌組件、動力傳動組件、測頭組件、可伸縮絕熱墊和轉(zhuǎn)角計數(shù)器；該裝置由動力傳動組件帶動測頭組件在板坯表面往復(fù)運(yùn)動，在遇到劃痕時，測頭組件中的高溫測頭發(fā)生位移跳動，設(shè)置在高溫測頭中的傳感器捕捉這一位移跳動，并將信號傳遞到外部控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對板坯表面劃痕的發(fā)現(xiàn)和定位。本實(shí)用新型連鑄板坯表面劃痕的在線檢測裝置能夠及時發(fā)現(xiàn)并定位板坯表面劃痕，并能及時通知工作人員，以降低缺陷產(chǎn)品數(shù)量和指導(dǎo)后期的鑄機(jī)調(diào)整。
文檔編號G01N19/08GK201269852SQ20082015314
公開日2009年7月8日 申請日期2008年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月18日
發(fā)明者永 周, 張永杰, 段明南 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司