Способ определения неплоскостности полосы Советский патент 1993 года по МПК B21B37/04 

Изобретение относится к металлургии, в частности к оценке качества прокатанных тонких лент и фольги по показателю неплоскостности.

Изобретение обеспечивает увеличение точности измерения неплоскостности, повышение производительности процесса, повышение качества путем ликвидации поверхностных повреждений поверхности проката и возможность автоматического контроля.

Указанный технический результат достигается тем, что согласно способу определения неплоскостности полосы, включающему измерение амплитуды волнистости в натянутом состоянии с удельным усилием, равным 0,01...0,05 от предела текучести металла на длине, равной 1,2...1,6 длины окружности прокатных валков и определение величины неплоскостности по разности максимального и минимального значений амплитуды волнистости, измерение амплитуды волнистости осуществляют по координатам отраженных от поверхности контролируемой полосы лучей потока светового излучения, который сканируют под углом 15..,30° к поверхности контролируемой полосы по всей ее ширине через цилиндрический элемент с отражательной способностью 75...95% и диаметром, определенным из условия B/D . 30...50 (где В - ширина контролируемой полосы, мм; D - диаметр цилиндрического элемента, мм), причем величину мощности светового излучения задают равной 0,4...0,6 Вт на 1 мм ширины контролируемой полосы.

Определение неплоскостности способом сканирования потока световых лучей

00 О VJ 00 «О О

GO

основано на получении искривленного отражения узкого луча на поверхности контролируемой полосы, которое соответствует истинной кривизне исследуемой поверхности.

Способ определения неплоскостности полосы иллюстрируется на фиг.1 и 2.

. Способ осуществляется следующим образом.

Поток светового излучения от источника излучения 1, например, люминесцентной лампы сканируют под углом 15.,,30° к поверхности контролируемой полосы по всей ее ширине через цилиндрический элемент 2 с зеркальной поверхностью, отражательная способность которой 75...95%, который выполняет роль выпуклой собирательной линзы, концентрирующей лучи света в узкую яркую световую полосу (по закону собирательной линзы). Сконцентрированный плоский луч света отражается от цилиндрического элемента на поверхность контролируемойтю- лосы 3. В случае идеальной планшетности полосы проекция отраженного луча на ее поверхности будет прямая линия 4 (фиг.2).

В местах наличия на полосе вогнутости или выпуклости проекция отраженного луча принимает отрицательную 5 (фиг.2) или положительную 6 (фиг.2) кривизну. Измерение амплитуды волнистости осуществляют по координатам отраженных от поверхности контролируемой полосы лучей, Полученная проекция отраженного луча от поверхности полосы поступает в приемную систему 7. В качестве приемной системы может быть кинокамера, электронное табло или дисплей ЭВМ. Однако фиксируемые координаты кривой неплоскостности Е ОЕ приемной системой являются мнимыми АО и А О (фиг,1). Истинные значения величины стрел вогнутости и выпуклости 5 и 6 (фиг.2) находятся простым пересчетом из условия подобия соответствующих треугольников, а именно

G

СВ -А О

CD

A G СВ А О CD

где

СВ CD

К.

Коэффициент К const для конкретной сканирующей системы и зависит от ее конструкционных размеров. Величину неплоскостности определяют по разности максимальной и минимальной координат.

Исследования по определению неплоскостности лент и фольги методом сканирования потока световых лучей показали, что четкость и яркость получения плоского (по

всей ширине полосы) концентрированного светового луча зависят от мощности потока светового излучения, отношения ширины полосы к диаметру цилиндрического отражающего элемента B/D и отражательной способности его поверхности.

Уменьшение отношения B/D менее 30 . вызывает трудности в части достижения высокой, отражательной способности поверх0 ности цилиндрического элемента и усложняет настройку системы передачи светового излучения от источника к поверхности полосы, а увеличение B/D более резко 50 снижает четкость концентрирования све5 тового потока в узкую прямую линию.

Отражательная способность поверхности 75% является максимально возможной при изготовлении цилиндрического элемента из стального полированного вала с

0 шероховатостью его поверхности на уровне Ra 0,01,..0,02 мкм.

Применение стального цилиндрического элемента вызвано необходимостью обеспечения надежности системы при при5 менении данного метода в динамических условиях, т.е. в процессе прокатки на стане, когда существует возможность обрыва полосы, а следовательно, повреждение цилиндрического ролика.

0 Использование данного метода в статических условиях позволяет для увеличения отражательной способности поверхности цилиндрический элемент изготовлять из стеклянной трубки, покрытой с внутренней

5 стороны нитратом серебра. Отражательная способность такого элемента достигает максимум 95%.

Уменьшение величины мощности светового излучения менее 0,4 Вт на 1 мм ширины

0 полосы приводит к получению размытого отражения плоского луча на поверхности контролируемой полосы, так как общий фон освещенности помещения (цеха)становится существенно влиятельным фактором, а по5 вышение мощности светового излучения выше 0,6 Вт на 1 мм ширины полосы является экономически нецелесообразным.

В конкретных условиях применения предлагаемого метода величина парамет0 ров указанных выше факторов должна определяться из условия получения максимальной монохроматичности отраженного луча.

Повышение точности измерения неплоскостности контролируемой полосы зависит

5 от угла сканирования, с уменьшением которого размеры снимаемых величин увеличиваются, а следовательно,1 точность их измерения возрастает. Оптимальный диапазон величины угла сканирования находится в пределах 15...30°. Уменьшение или

увеличение этого диапазона приводит к уменьшению точности измерения и существенному усложнению конструкции системы, т.е. увеличению ее габаритов. Удобнее всего фиксировать координаты измеряемых вели- чин на плоскости, перпендикулярной линии отраженного луча.

Разработанный способ определения неплоскостности полосы (лент и фольги) прошел промышленные испытания в уело- виях Канакерского алюминиевого завода. По данным потребителей алюминиевой фольги для анодов электролитических конденсатов введение данного параметра в технические условия и ГОСТ позволит пол- учить экономический эффект не менее 100 руб/т. Введение данного параметра в ГОСТ 25905-83 и ТУ планируется в 1992-1993 г.г.

Испытания способа в промышленных условиях показали, что он позволяет лик- видировать возможные повреждения поверхности полосы при контроле (бесконтактный метод), автоматизировать процесс измерения (применение ЭВМ), повысить производительность процесса (картина непланшетносги фиксируется мгновенно) и

увеличить точность измерения в 1,5...2 раза по сравнению с известным способом. Формула изобретения Способ определения неплоскостности полосы, преимущественно лент и фольги, включающий измерение амплитуды волнистости в натянутом состоянии с удельным усилием, равным 0,01 ...0,05 от предела текучести металла на длине, равной 1,2...1,6 длины окружности прокатных валков, и определение величины неплоскостности по разности максимального и минимального значений амплитуды волнистости, отличающийся тем, что измерение амплитуды волнистости осуществляют по координатам отраженных от поверхности контролируемой полосы лучей потока светового излучения, который сканируют под углом 15...30° к поверхности контролируемой полосы по всей ее ширине В через цилиндрический элемент с отражательной способностью 75...95% и диаметром D, определенным из условия B/D 30...50 мм, причем величину мощности светового излучения задают равной 0,4...0,6 Вт на 1 мм ширины контролируемой полосы.

Фиг. 2

Использование: при определении неплоскостности прокатанных тонких лент и фольги. Сущность изобретения: амплитуду волнистости измеряют в натянутом состоянии с удельным усилием 0,01...0,05 от предела текучести металла на длине, равной 1,2,.,1,6 длины окружности прокатных валков. Для определения амплитуды волнистости от источника света через цилиндрический отражательный элемент с от- ражательной способностью 75-95% и диаметром В/О - 30-50, где В - ширина контролируемой полосы, под углом 15-30° к ее поверхности облучают полосу. Величину мощности светового излучения задают равной 0,4-0,6 Вт на 1 мм ширины контролируемой полосы. Величину неплоскостности определяют по разности максимальной и минимальной координат отраженных лучей. 2 ил. ё