Online-Inspektion und -kontrolle von Walzenoberflächen

Als eine der wichtigsten Aktivitäten in der Stahlverarbeitung muss das Warmwalzen sorgfältig überwacht werden, da dieser Vorgang mit der Qualität des Endprodukts untrennbar verbunden ist. In diesem Projekt wurde ein integriertes System entwickelt, das im Verlauf eines Walzdurchgangs die visuelle Inspektion und Kontrolle von Walzstahloberflächen auf schadhafte Stellen gestattet. Das System arbeitet im Online-Betrieb und dürfte durch die Qualitätsverbesserung des Endprodukts die Wettbewerbsfähigkeit Europas auf den Weltmärkten für Stahl steigern.

Industrielle Technologien

Stahlhalbzeuge werden in Walzwerken zu Flach- oder Langstahlprodukten wie Platten, geschweißten Rohren, Coils, Stäben und Walzdraht verarbeitet. Trotz ihrer Wichtigkeit sind diese Aktivitäten aber sehr kostspielig, vor allem aufgrund von Verschleißerscheinungen, die Reparaturen an den Walzenoberflächen erforderlich machen. Hinzu kommt, dass das Wechseln der Walzen einen beträchtlichen Zeit- und Kostenaufwand erfordert, was wiederum die Produktion bremst. Die Beschädigung der Walzenoberflächen ist ein wichtiger Parameter, den es während der gesamten Walzdurchgänge zu überwachen und zu kontrollieren gilt. Aus diesem Grund wurde in diesem Projekt ein computergestütztes Visualisierungssystem entwickelt, zu dem unter anderem aus einer CCD- (Charge-Coupled Device-) Kamera gehört. Eine mit der Kamera gekoppelte Stroboskop-Lichtquelle gestattet die Synchronisation der Lichtimpulse mit der periodischen Bewegung der Walzenoberfläche, wodurch diese scheinbar still steht. Durch Verwendung einer Linse mit motorisierter Fokussierung ermöglicht das System eine eingehende Inspektion, die auch hohen Anforderungen an die detaillierte Beobachtung gerecht wird. Das System gestattet nicht nur die direkte Überwachung einer bestimmten Fläche (6mm x 8mm), sondern auch das Aufnehmen von CCD-Bildern während des Walzvorgangs. Darüber hinaus kann der Bediener Bilder von frei definierbarer Qualität mit beliebiger Bildfolgegeschwindigkeit aufnehmen, und er verfügt mit der speziell entwickelten Software über zahlreiche Korrekturmöglichkeiten. Zusätzliche externe Signale vereinfachen die Synchronisation der Bilderfassung mit der Walzsequenz und die Beobachtung eines ganz bestimmten Punktes auf der Walzenoberfläche. Das aufgenommene Bild kann auf einem Computer dargestellt und in bestimmten zeitlichen Intervallen des Walzablaufs gespeichert werden. Dies ermöglicht die Analyse der fortschreitenden Beeinträchtigung der Walzenoberfläche in Abhängigkeit von Verarbeitungsparametern zur Verlängerung der Walzdurchgänge und zur Beschränkung von Defekten auf den Produkten.