带钢表面缺陷在线检测图像噪声滤除算法研究

带钢表面缺陷检测

带钢表面缺陷检测姓名：朱士娟学号：1110121137 摘要表面质量的好坏是带钢的一项重要指标，随着科学技术的不断发展，后续加工工业对带钢的表面质量要求越来越高。如何检测出带钢表面缺陷并加以控制，引起带钢生产企业的高度关注。随着计算机视觉技术的发展和计算机性能的不断提高，由带钢图像在线检测其表面质量已成为国内外学者研究的热点课题。在本课题中，首先提出了带钢表面监测系统的总体设计方案，从硬件和软件上保汪系统的实时性和精确度。其次设计一种获得噪声图像的方法，分析图像的噪声特性。并在此基础上针对传统中值滤波算法复杂、处理时间长等缺点，提出一种改进的迭代的中值滤波方法，这种方法在有效滤掉噪声的同时尽可能地保存了图像的细节，并比传统的中值滤波方法大大地减少了处理时间。在对图像进行滤波处理后，本文分别提出了BP神经网络法，区域灰度羞绝对值闽值法和基于背景差分的小区域闽值法三种方法，对带钢表面缺陷进行检测。本文选取300幅带钢图片进行实验，结果表明这三种方法的漏检率和错判率均在5％以下，且速度至少能达到10毫秒／每帧，满足实时检测系统低漏检率、低错判率和快速检测的要求。其中BP网络检测方法适应性好，可以通过样本学习适应相应的环境变化，并且不但能检测出已知样本的缺陷，而且对未知缺陷样本的检测效果也很好。区域灰度差绝对值检测方法算法简单，运算速度最快，能实现5毫秒／每帧的检测速度。基于背景差分的小区域闽值法除了算法简单，速度快以外，它还能有效地检测出微小的、对比度低的缺陷，并且背景图像的不断更新能使系统适应带钢表面质量的不断变化，使系统能满足不同生产环境的检测需要。通过本论文的研究和探索，使带钢表面监测系统的实用化更前迸一步，为进一步的带钢表面质量在线控制识别奠定了基础。关键词带钢，图像处理，滤波，缺陷检测 1检测原理设轧制带钢速度为ν，在钢板的上下表面各安置一套检测装置（图1），在平行于钢板表面且垂直于速度方向处放置一个高强度线光源，光源经过聚焦光学系统照亮钢板表面。根据表面主要缺陷特点可将缺陷分为亮域缺陷（捕捉和

冷轧常见缺陷

冷轧缺陷冷轧常见缺陷冷轧带钢得质量指标中，带钢得尺寸偏差、板形以及表面粗糙度等要求就是很主要得项目，消除产品在这些方面得缺陷就是冷轧生产中质量提高得关键之一。一、表面缺陷大多就是由于热轧带钢坯质量不高，酸洗不良或冷轧轧辊表面有缺陷，冷轧时得工作环境不佳以及操作上得不注意等原因造成得。鉴于表面缺陷所导致得废品比重很大，特别就是要求高得产品，表面缺陷必需严加控制。常见得表面缺陷有： (1)结疤带钢表面呈“舌状”或“鳞状”得金属薄片，外形近似一个闭合得曲线。结疤一般有两种，一就是嵌在表面上不易脱落，另一就是粘合到表面上易脱落。产生原因就是：由于轧制过程中带钢内部靠近表面层分布得细气泡及夹杂层在轧制中破裂变成结疤，钢锭由于浇注条件不同而产生得结疤；重皮也就是轧制带钢表面产生结疤得主要原因，此外在剧烈磨损了得轧辊或有缺陷(如砂眼)得轧辊上热轧，均能使带钢出现结疤；如果所轧带钢得表面上形成局部凸点等，则在轧制时由于受辗压而产生结疤状得细小凸瘤。 (2)气泡带钢表面上分布有无规则且大小不同得圆形凸包。沿凸包切断后，在大多数情况下均成分层状露出。产生原因：钢锭凝固时气体析出形成气泡，或酸洗时带钢内部孔隙进入氢原子形成气泡。(3)分层带钢截面上有局部得，明显得金属结构分离层。产生原因：钢质不良，带钢中存在非金属夹杂，主要就是三氧化二铅与二氧化矽，另外，坯料有缩孔残余或严重得疏松等也能形成分层，从而使酸洗得带钢在有分层得地方形成突起与气泡出露。

(4)裂纹带钢表面完整性比较严重得破裂，它就是以纵向、横向或一定角度得形式出现得裂缝。产生原因：轧制前带钢不均匀加热或过热，轧制时带钢不均匀延伸，或带钢表面有缺陷清除不彻底，以及带钢上有非金属夹杂及皮下气泡，另外，冷轧时不正确地调整轧辊与不正确得设计辊型，同样会产生裂纹，再有，用落槽得轧辊轧制带钢，张力太大，化学成分不合适等也可能会出现裂纹。 (4)表面夹杂带钢表面上具有轧制方向上伸长得红棕色，淡黄色，灰白色得点状，条状与块状得非金属夹杂物。产生原因：热轧时坯料在加热过程中，炉渣或耐火材料碎块粒附在坯料上，以及冶炼时造渣不好或盛钢桶不净所致。 (1)麻点带钢表面缺陷中较常见得一种缺陷，其表面存在细小凹坑群与局部得粗糙面。一般其形状不规则，面积也小，但数量多。产生原因：热轧时压入了氧化铁皮，酸洗未净，又经冷轧造成，或冷轧时粘在轧辊上得氧化铁皮压入带钢表面。轧辊磨损严重同样可造成带钢得麻面。冷轧时，带钢表面不干净及粘有杂质或杂质压入带钢表面后脱落，也会造成带钢得麻点。除此以外，带钢得严重锈蚀及酸洗过度都可成形麻点。 (2)凹坑带钢表面存在得凹面，一般数量少，面积大。产生原因；轧制时辊面上缺陷或异物(硬杂质)与氧化铁皮被轧入带钢表面脱落后成凹坑。凹坑一般只有在带钢一面，另一面则显凸起。 (3)金属碎末轧入带钢表面粘附着金属碎末，无规则，有大有小，有块状、也有条状，压入深度亦有深浅之别。产生原因：轧辊表面不干净或金属碎末(如铁屑、钢丝等)落于带钢表面轧入，金属碎末轧入一般也只存在表面，有时可用小刀清除掉，甚至将带钢轻轻弯曲就可掉落。 (4)辊印带钢表面呈凸起或凹陷得印痕，但没有明显得凸凹感觉，印痕部位较亮。

表面缺陷无损检测方法的比较

表面缺陷无损检测方法的比较方法项目磁粉检测（MT）漏磁检测（MLF）渗透检测（PT）涡流检测（ET）方法原理磁力作用磁力作用毛细渗透作用电磁感应作用能检出的缺陷表面和近表面缺陷表面和近表面缺陷表面开口缺陷表面及表层缺陷缺陷部位的显示形式漏磁场吸附磁粉形成磁痕漏磁场大小分布渗透液的渗出

检测线圈输出电压和相位发生变化显示信息的器材磁粉计算机显示屏渗透液、显像剂记录仪、示波器或电压表适用的材料铁磁性材料铁磁性材料非多孔性材料导电材料主要检测对象铸钢件、锻钢件、压延件、管材、棒材、型材、焊接件、机加工件在役使用的上述工件检测铸钢件、锻钢件、压延件、管材、棒材、型材、焊接件、机加工件在役使用的上述工件检测任何非多孔性材料、工件及在役使用过的上述工件检测管材、线材和工件检测；材料状态检验和分选；镀层、涂层厚度测量主要检测缺陷裂纹、发纹、白点、折叠、夹渣物、冷隔裂纹、发纹、白点、折叠、夹渣物、冷隔裂纹、白点、疏松、针孔、夹渣物

裂纹、材质变化、厚度变化缺陷显示直观直观直观不直观缺陷性质判断能大致确定能大致确定能基本确定难以判断灵敏度高高高较低检测速度较快快慢

很快污染较轻无污染较重无污染相对优点可检测出铁磁性材料表面和近表面（开口和不开口）的缺陷。能直接的观察出缺陷的位置、形状、大小和严重程度。具有较高的检测灵敏度，可检测微米级宽度的缺陷。单个工件的检测速度快、工艺简单，成本低、污染轻。综合使用各种磁化方法，几乎不受工件大小和几何形状的影响。检测缺陷重复性好。可检测受腐蚀的在役情况。 a) 易于实现自动化 b) 较高的检测可靠性 c) 可以实现缺陷的初步量化 d) 在管道的检查中，在厚度高达30mm的壁厚范围內，可同时检测內外壁缺陷 e) 高效、无污染,可以获得很高的检测效率. 可检测出任何非松孔性材料表面开口性缺陷。能直接的观察出缺陷的位置、形状、大小和严重程度。具有较高的灵敏度。着色检测时不用设备，可以不用水电，特别适用于现场检验。检测不受工件几何形状和缺陷方向的影响。对针孔和疏松缺陷的检测灵敏度较高。非接触法检测，适用于对管件、棒材和丝材进行自动化检测，速度快。可用检测材料导电率代替硬度检测。了解材料的热处理状态和进行材料分选。污染很小。相对局限性

带钢表面缺陷检测系统

带钢表面缺陷检测系统（无锡创视新科技有限公司李军）表面质量是带钢质量的一项重要指标，随着科学技术的不断发展，对带钢表面质量的要求越来越高。在市场的激烈竞争条件下，其质量不仅代表企业的形象，而且还是赢得市场的首要条件。如何有效检测带钢表面缺陷的同时加快检测速度是当前带钢缺陷实时检测技术的一个很重要的课题。传统上，冷轧带钢的表面缺陷检测由检测人员通过人眼目光来完成。但是，这种方法存在着很多不足：（1）检测结果容易受检测人员主观因素影响；（2）这种方法只能用于检测运行速度很慢（在50m/min下）的带钢表面；（3）这种方法很难检测到小的缺陷。然而近年来，微电子技术、计算机技术、自动化技术和光电子技术的飞速发展，人工智能、神经网络理论的深化及实用化，和机器视觉被运用到带钢表面缺陷检测以后，带钢表面缺陷检测终于走向了智能自动化的时代。一、带钢表面缺陷的分类带钢表面缺陷往往具有多样性、复杂性的特点。不同生产线产生的表面缺陷往往会有不同的特点，同一生产线在不同工艺参数，或工艺参数相同而生产条件不同情况下产生的表面缺陷也有区别。由于带钢表面缺陷的种类太多，为研究方便，本文特提供带钢表面常见的几种缺陷。 1、压入氧化铁 “压入氧化铁”的典型形状见下图特征：一般粘附在钢板表面，分布于板面局部和全部。外观呈现不规则形状。成因：轧制节奏快，轧辊材质性能差等原因造成的轧辊表面氧化膜脱落。 2、结疤 “结疤”的典型形状见下图特征：呈现叶状、羽状、条状、鱼鳞状、舌端状等形状。成因：铸锭条件不佳或飞溅造成的表面缺陷和皮下气泡等。 3、擦伤 “擦伤”的典型形状见下图特征：沿轧制方向呈现深浅不一的擦痕。成因：辊道表面粗糙、磨损、变形或不转动，使钢板与辊道相擦。 4、辊印 “辊印”的典型形状见下图特征：具有一定间距的凹凸缺陷。成因：轧辊表面粘有异物压入带钢表面、轧辊材质不佳造成粘辊、带钢焊缝过高而轧制中抬辊不及时引起粘辊造成的。 5、边裂 “边裂”的典型形状见下图特征：钢板边缘沿长度方向的一侧或两侧出现破裂，严重者呈现锯齿状。成因：轧辊调整不好或辊型与版型配合不好，使钢带边部延伸不均。 6、划痕 “划痕”的典型形状见下图

带钢常见缺陷及其图谱

结疤（重皮）图1 图2 1.缺陷特征附着在钢带表面，形状不规则翘起的金属薄片称结疤。呈现叶状、羽状、条状、鱼鳞状、舌端状等。结疤分为两种，一种是与钢的本体相连结，并折合到板面上不易脱落；另一种是与钢的本体没有连结，但粘合到板面上，易于脱落，脱落后形成较光滑的凹坑。 2.产生原因及危害产生原因： ①板坯表面原有的结疤、重皮等缺陷未清理干净，轧后残留在钢带表面上；

②板坯表面留有火焰清理后的残渣，经轧制压入钢带表面。危害：导致后序加工使用过程中出现金属剥离或产生孔洞。 3.预防及消除方法加强板坯质量验收，发现板坯表面存在结疤和火焰清理后残渣应清理干净。气泡图1 开口气泡图2 开口气泡 1.缺陷特征

钢带表面无规律分布的圆形或椭圆形凸包缺陷称气泡。其外缘较光滑，气泡轧破后，钢带表面出现破裂或起皮。某些气泡不凸起，经平整后，表面光亮，剪切断面呈分层状。 2.产生原因及危害产生原因： ①因脱氧不良、吹氮不当等导致板坯内部聚集过多气体； ②板坯在炉时间长，皮下气泡暴露或聚集长大。危害：可能导致后序加工使用过程中产生分层或焊接不良。 3.预防及消除方法 ①加强板坯质量验收，不使用气泡缺陷暴露的板坯； ②严格按规程加热板坯，避免板坯在炉时间过长。

压入氧化铁皮图1 一次（炉生）氧化铁皮（压入）图2 二次氧化铁皮（轧制过程产生）

图3 二次氧化铁皮(轧辊氧化膜脱落) 1.缺陷特征热轧过程中氧化铁皮压入钢带表面形成的一种表面缺陷称压入氧化铁皮。按其产生原因不同可分为炉生（一次）氧化铁皮、轧制过程中产生的（二次）氧化铁皮或轧辊氧化膜脱落压入带钢表面形成的（二次）氧化铁皮。 2.产生原因及危害产生原因： ①钢坯表面存在严重纵裂纹； ②钢坯加热工艺或加热操作不当，导致炉生铁皮难以除尽； ③高压除鳞水压力低、喷嘴堵塞等导致轧制过程中产生的氧化铁皮压入带钢表面； ④轧制节奏过快、轧辊冷却不良等导致轧辊表面氧化膜脱落压入带钢表面。危害：影响钢带表面质量和涂装效果。 3.预防及消除方法 ①加强钢坯质量验收，表面存在严重纵裂纹的板坯应清理合格后使用； ②合理制订钢坯加热工艺，按规程要求加热板坯； ③定期检查高压除鳞水系统设备，保证除鳞水压力，避免喷嘴堵塞；

外观检验标准

一、目的：为公司在外观检验的判定更精准、有据可依、有规可循，特制定本规范。二、范围:

适用于本公司所有五金、塑胶原材料、产成品之外观检验。三、参考文件： MIL-STD-105E《抽样计划表》四、定义与术语: 4.1 轻微缺陷(Min)：不影响产品使用功能的缺陷，称之为轻微缺陷； 4.2 严重缺陷(Maj)：影响产品功能的缺陷，称之为严重缺陷； 4.3 致命缺陷(CR)：影响使用者之人身安全或丧失功能的缺陷，称之为致命缺陷； 4.4 A级面：主要外露面。指产品的正面，即产品安装后最容易看到的部位； 4.5 B级面：次要外露面。指产品的侧面、向下外露面、边位、角位、接合位、内弯曲位； 4.6 C级面：不易看到的面。指产品安装后的隐藏位、遮盖位； 4.7 错型（错箱）：由于合型时错位，铸件的一部分与别一部分在分型面处相互错开； 4.8 粘模：顺着脱模方向，由于金属粘附，模具制造斜度太小而造成铸件表面的拉伤痕迹，严重时称为拉伤面； 4.9 分层：铸件上局部存在有明显的金属层次； 4.10 裂纹：铸件表面有呈直线状或波浪形的纹路，狭小而长，在外力作用上有发展的趋势； 4.11 变形：由于收缩不均或外力导致压铸件几何形状与图纸不符； 4.12 流痕：压铸件表面与金属液流动方向一致的条纹。无发展趋势； 4.14 水纹：铸件表面上呈现的光滑条纹，肉眼可见，但用手感觉不出，颜色不同于基体金属的纹路，用0# 砂布稍擦几下即可去除； 4.15 冷隔：在压铸件表面，明显、不规则、下陷的线形纹路（有穿透与不穿透两种）。形状细小而狭长，有时交接边缘光滑，有断开的可能； 4.16 龟裂毛刺：由于模具型腔表面产生热疲劳而形成的铸件表面上的网状凸起痕迹和金属刺； 4.17 凹陷：铸件的厚大部分表面有平滑的下凹现象； 4.18 欠铸：铸件表面有浇不足的部位，导致轮廓不蔳； 4.19 飞边、毛刺：在分型面边缘出现金属薄片，或粗糙、锋利的棱角； 4.20 脱皮：铸件表面部分与基体剥离的现象； 4.21 色斑：铸件表面上呈现的不同于基体金属的斑点，一般由涂料碳化物形成。 4.22 砂孔：在压铸件中，由于压铸的特殊性，铝合金是在高温、高速、高压的状态下成型的，所以压铸件内部是不可避免的存在孔洞，我们统称这些孔洞为砂孔；

外观检验通用标准

1、目的明确规定本公司生产的食品加工设备及其零部组件的外观检验项目及判定标准，作为来料、过程、出货的外观检验及判定的依据。 2、范围本外观通用标准（下简称本标准）适用于公司生产的所有型式与规格的食品加工设备及其零部组件，有明确的特殊要求的例外。注：如本标准与产品图纸、技术要求或相关的行业标准/规范等要求有冲突之处，则以产品的图纸或技术要求或行业标准规范为准。 3、定义 1.1缺陷、缺点与不合格 1.1.1不合格未满足要求。 1.1.2缺陷未满足与预期或规定用途有关的要求。 1.1.3缺点欠缺或不完美的地方。 1.1.4缺陷与不合格的区别当按照习惯来评价产品的质量特性时，术语“缺陷”是适用的。但是目前，“缺陷”在法律范畴内已有明确的含义，特别是与产品责任问题有关，因此，不应用作一般术语。 1.1.5缺点与不合格的区别当用“缺点”来评价产品的质量特性时，术语“缺点”是指相对于“完美无缺”的质量特性，产品存在的某些方面的欠缺。缺点与不合格的主要区别在于产品有缺点的质量特性满足要求的程度。不同产品，不同客户对产品的质量特性达到完美程度的要求是不同的，因此，对“不合格”的标准也是不一样的，产品的某些缺点（主要在外观质量方面）对某些客户来说是不合格项，但对另一些客户来说是可以接受的（满足要求），因此是合格项。 1.1.6不合格分类 A.致命不合格：导致产品危险或潜在危险或对其使用有严重不利影响的不合格； B.严重不合格：能够导致产品发生故障或降低了产品的使用性能或使产品失去了部份预定功能的不合格；此类不合格还包括，虽然对产品的功能或性能没有影响，或影响不大，但是外观质量太差或客户明确表示不能接受的不合格； C.轻不合格：产品的质量特性与标准稍有偏差或只是外观有轻微缺点，在使用预定功能时不会实质性地降低产品的使用性能的不合格。 1.2不合格与不合格品 1.2.1不合格品具有一个或一个以上不合格的单位产品称作不合格品。 1.2.2不合格品分类 A.致命不合格品：有一个或一个以上致命不合格,也可能还有严重不合格和（或）轻不合格的单位产品； B.严重不合格品：有一个或一个以上严重不合格,也可能还有轻不合格，但不包括致命不合格的单位产品； C.轻不合格品：有一个或一个以上轻不合格,但不包括严重不合格和致命不合格的单位产品。

表面缺陷检测

对于生产物件的检测，由于科学技术的限制，起初只能采用人工进行检测，这样的方式不仅消耗大量人力，而且浪费时间，效率低下。于是，基于机器视觉技术的表面缺陷检测技术应运而生，我们有必要关注关注，并了解相关注意事项。当今社会，随着计算机技术，人工智能等科学技术的出现和发展，以及研究的深入，出现了基于机器视觉技术的表面缺陷检测技术。这种技术的出现，大大提高了生产作业的效率，避免了因作业条件、主观判断等影响检测结果的准确性，实现能更好更准确地进行表面缺陷检测，更加快速的识别产品表面瑕疵缺陷。产品表面缺陷检测属于机器视觉技术的一种，就是利用计算机视觉模拟人类视觉的功能，从具体的实物进行图象的采集处理、计算、进行实际检测、控制和应用。产品的表面缺陷检测是机器视觉检测的一个重要部分，其检测的准确程度直接会影响产品的质量优劣。由于使用人工检测的方法早已不能满足生产和现代工艺生产制造的需求，而利用机器视觉检测很好地克服了这一点，表面缺陷检测系统的广泛应用促进了企业工厂产品高质量的生产与制造业智能自动化的发展。

在进行产品表面检测之前，有几个步骤需要注意。首先，要利用图像采集系统对图像表面的纹理图像进行采集分析；其次，对采集过来的图像进行一步步分割处理，使得产品表面缺陷能像能够按照其区域特征进行分类；再者，在以上分类区域中进一步分析划痕的目标区域，使得范围更加的准确。通过以上的三步处理之后，产品表面缺陷区域和特征能够进一步确认，这样表面缺陷检测的基本步骤就完成了。利用机器视觉技术提高了用户生产效率，使得生产更加细致化，分工更加明确，同时，减少了公司的人工成本支出，节省了财力，实现机器智能一体化发展。南京博克纳自动化系统有限公司总部位于美丽的中国古都南京，是国内专业研制无损检测仪器及设备的高科技企业。公司致力于涡流、漏磁和超声波仪器及各种非标设备的研制，已拥有自主研发的多项国家专利。产品被广泛应用于航天航空、军工、汽车、电力、铁路、冶金机械等行业。产品出口：美国、

表面缺陷测试论文

带钢表面缺陷检测方法研究学号：1110121096 班级：11材控2班姓名：倪明摘要：表面质量的好坏是带钢的一项重要指标，随着科学技术的不断发展，后续加工工业对带钢的表面质量要求越来越高。如何检测出带钢表面缺陷并加以控制，引起带钢生产企业的高度关注。本文通过对带钢表面的缺陷检测的重要性分析，讲述了国内外带钢表面缺陷检测的发展现状，并比较分析了几种检测方法，最终得出本研究的意义。由于带钢表面缺陷种类繁多，建议下一步研究工作重点放在缺陷种类识别与分类部分，以满足带钢表面缺陷的无遗漏检测。关键词: 带钢表面缺陷缺陷检测 1.1带钢表面缺陷检测的重要性随着生活水平的提高和生产力的发展，人们对产品质量提出了更高的要求，带钢作为机械、航天、电子等行业的原材料，用户对其表面质量的要求更加严格。影响带钢表面质量的主要因素是带钢在制造过程中由于原材料、轧制设备和加工工艺等多方面的原因，导致其表面出现的擦伤、结疤、划痕、粘结、辊印、针眼、孔洞、表面分层、麻点等不同类型的缺陷。这些缺陷不仅影响产品的外观，更严重的是降低了产品的抗腐蚀性、耐磨性和疲劳强度等性能。原料钢卷的表面缺陷是造成深加工产品废次品的主要原因。由于部分质量缺陷在出厂前不能有效地被检测出来，而在用户使用过程中被发现，造成用户索赔，不仅给企业带来巨大的经济损失，还严重影响了产品的市场形象，降低了用户对产品的信任度。因此，必须加强对带钢表面缺陷的检测和控制，这对于剔除废品、减少原料浪费、提高成材率、改善工人劳动条件都有重要意义。而如何在生产过程中检测出带钢的表面缺陷，从而控制和提高带钢产品的质量，一直是钢铁生产企业非常关注的问题。 1.2 国内外带钢表面缺陷检测方法与装置研究现状目前带钢表面缺陷检测装置主要分为采用传统检测方法的检测装置、采用自动检测方法的检测装置和采用计算机视觉检测方法的检测装置。 1.2.1传统检测方法非自动化的传统表面缺陷检测方法可以分为人工目视检测方法和频闪光检测法两种。05年代至06年代，冷轧带钢表面缺陷检测主要采用人工目视检测，检测者凭借肉眼观察缺陷。由于带钢轧制速度很快，人眼无法可靠的捕获缺陷信息。同时，某些高质量的带钢要求其表面缺陷小于0.5mm×0.5mm，这种微小缺陷人的视觉很难发觉，从而产生大量的漏检和误检。人工检测需要在高温、噪音、粉尘、振动的恶劣环境下进行，对人的身体和心理造成极大伤

冷轧带钢表面鼓泡缺陷分析

冷轧带钢表面鼓泡缺陷分析李殿凯,袁晓敏 (安徽工业大学材料科学与工程学院,安徽马鞍山243002) 摘　要:采用扫描电镜对冷轧带钢表面鼓泡处的横、纵断面,鼓泡的破裂面以及鼓泡处拉断表面的形貌进行了观察,并对微区成分作了分析。鼓泡主要是在钢坯皮下由保护渣形成了层状夹杂,导致冷轧原料板出现分层,从而在轧制过程中心部、表面的塑性变形不一致而形成。关键词:冷轧带钢;鼓泡缺陷;夹杂中图分类号:T G 335.5 文献标识码:A 文章编号:100121447(2007)0420023203 Analysis of surface bubbly defects in cold rolled strip L I Dian 2kai ,YUAN Xiao 2min (School of Materials Science &Engineering ,Anhui U niversity of Technology ,Ma ’ans 2 han 243002,China ) Abstract :In t his paper ,t he microst ruct ure and composition of surface bubbly defect s in cold rolled st rip in cross and vertical section were st udied by SEM and EDAX.The re 2sult s showed t hat t he bubbly defect s were caused by banded inclusion lied in steel slab f rom mould powder and plastic deformation were not consistent from center to t he sur 2face during rolling. K ey w ords :cold rolled st rip ;bubbly defect ;inclusion 作者简介:李殿凯(1973-),男,安徽人,硕士,主要从事钢铁材料电镜检测工作. 带钢表面缺陷是影响其表面面质量的主要因素。这些缺陷包括起泡、翘皮、裂纹等,连铸坏经常由于在轧制过程中出现这类缺陷而导致报废。特别是由于在冶炼过程中由于保护渣材料而导致出现的起泡现象,由于在轧制过程中不易发现,更易出现大量的废品[1]。 1　起泡现象的缺陷特征通过对生产过程中出现的“起泡”废品的统计,其出现位置具有不固定性。一般大小在4mm 以下,主要呈圆形,并且有起泡相连的现象。 2　鼓泡处微观特征及分析在带钢起泡缺陷处的横截面方向切开,用扫描电镜对其进行观察。图1为切开面的形貌。可以看到里面有片层状的夹杂存在。将其片层状的夹杂进一步放大,即将图1中的A 点进一步放大,如图2所示,并对其进行能谱分析,结果如图 3所示。结果表明,层状夹杂的成分主要有Al 、Si 、Ca 、Na 、K 、F 、Cl 、S 元素,其中Na 、K 、F 均是保护渣的特定元素,所以可以认定该层状夹杂主要是由保护渣引起。图1　起泡缺陷处横截面切开的形貌再将带钢沿其纵断面切开,对其观察并进行成分分析。图4和图5分别为纵截面切开后的形 ? 32?2007年　8月第35卷第4期钢铁研究 Research on Iron &Steel Aug.2007 Vol.35　No.4

热轧带钢氧化铁皮表面缺陷的产生及对策

热轧带钢氧化铁皮表面缺陷的产生及对策 [我的钢铁] 2009-02-16 07:02:16 1氧化铁皮分类氧化铁皮是热轧钢带较常见的一种产品质量缺陷，按照生成部位不同一般分为炉生氧化铁皮、粗轧和精轧氧化铁皮和卷取后氧化铁皮和保护渣去除不净铁皮。 2氧化铁皮产生机理氧化铁皮的生成一般是由于钢坯在加热炉内加热或高温状态下与氧化性气氛接触后发生化学反应生成Fe304、Fe203、FeO的一种混合物。当温度高于700℃时，FeO在最接近钢坯的内层形成，占95％；Fe304在中间层形成，占4％；Fe203在最外层形成，占1％。 3炉生氧化铁皮炉生氧化发生在加热炉内，同化学成分、加热温度、在炉时间、炉内气氛有关。加热温度越高、在炉时间越长、炉内氧化性气氛越强则越容易生成铁皮。化学成分中C、Si、Ni、Cu等元素促进氧化铁皮生成，Mn、Al、Cr可以减缓氧化铁皮的生成。例如：生产中常见的含Si钢、高碳钢和高强钢在钢带通条长度，整个板面均有分布的氧化铁皮，且下表面较上表面重，由于含Si钢中低熔点(1170℃)的化合物FeSi204在氧化铁皮和钢基体之间产生，这种呈楔形的氧化物在随后的轧制过程中保留下来形成棕红色的氧化铁皮。 4轧制过程氧化铁皮粗轧氧化铁皮的清除与粗轧除鳞水压力、水嘴角度、水质、立辊侧压能力等有关，除鳞水压力越高、立辊侧压越大则氧化铁皮除鳞效果越好。

精轧区氧化铁皮分为水系统铁皮和轧辊生成铁皮。水系统铁皮是指除鳞水、侧喷水、除尘水等压力不足，水嘴角度、高度不正确，或不投入、堵塞，在高温下钢带与空气中的氧结合而生成氧化铁皮不能及时扫射掉由工作辊压入而生成的氧化铁皮。另外，侧喷水也可以抑制氧化铁皮的生成。正常生产时，精轧除鳞水、除尘水必须投入使用。但有时生产薄规格产品时，为了保证板形，降低钢板边部温降，提高轧制稳定性，防止甩尾，往往不投入侧喷水，导致精轧机架内生成的铁皮不能及时被除去，氧化铁皮压入钢板表面。精轧机组的另一种氧化铁皮缺陷是所谓辊生氧化铁皮，其产生机理见图3。影响辊生氧化铁皮的主要因素有轧辊材质以及轧辊温度。轧辊表面与钢板表面接触时，瞬间高温，表面温度急剧升高而膨胀(一般热轧轧辊接触瞬间温度为600～800℃)，呈现较高的压应力；轧件离开轧辊时，轧辊由于冷却水的冷却而急剧降温(精轧机架轧辊温度一般为60～90℃)，表面转呈拉应力，如此反复，在轧辊表面易出现疲劳裂纹，造成表面氧化膜破损，破损表面印入钢板表面，形成辊生氧化铁皮缺陷。一般辊生氧化铁皮发生在精轧前三机架，即F1、F2和F3，主要是由于前三架轧辊表面温度高，导致轧辊表面氧化膜破裂，产生辊生氧化铁皮。由图4可见，加热温度1230℃，进精轧温度950～1010℃时，即图中阴影为无铁皮区域。进精轧温度1030～1080℃之间氧化铁皮严重，进精轧温度在950～1030℃之间，没有氧化铁皮或氧化铁皮较轻。根据各热轧厂设备及所生产钢质不同，进精轧温度控制在950℃生产高强钢或高碳钢时，前三架轧制力过高，可能损坏设备，建议根据轧辊材质不同进精轧温度应控制在950～1030℃，可有效降低上游机架轧辊温度，减少辊生氧化铁皮的发生。 5卷取产生氧化铁皮卷取后氧化铁皮转变速度非常快，钢卷刚刚从卷取机出来时，表面呈现白色粉末状条带分布，宽窄不一，十几分钟后转变成深色氧化铁皮，作用机理目前尚不清楚。同一钢卷出卷取机瞬间和15分钟之后步进梁上表面生成氧化铁皮表面形貌

热镀锌带钢表面缺陷检查

热镀锌带钢表面缺陷检查一、热镀锌缺陷镀锌缺陷是由于设备运转失常或者操作控制不良造成的。此类缺陷一般可以排除，常见的有下列几种（一）锌粒在热镀锌板面上分布有类似米粒的小颗粒，习惯上称为锌粒。它造成表面粗糙不平，不仅妨碍美观，而且对使用也有害。通过r 射线显微组织分析和电子探针分析都确定锌粒实际是铁锌化合物。形成锌粒的主要原因是： 1）底渣过多被机械搅动而浮起，从而伴随锌液粘附在镀锌板面上。 2）锌液温度过高，例如超过470℃时，使底渣浮起。 3）锌液中铝（Al）含量过高时，会降低铁在锌液中的溶解度（锌液中的铝含量低于 15%时，铁的溶解度为0.03）。此外，铝对铁有较大的亲合力，这样铝就会紧紧地拉住铁，阻止锌渣下沉而悬浮于锌液中。消除锌粒缺陷的措施有： 1）按时捞取底渣，使底渣与沉没辊之间的距离不小于200毫米。根据经验，用铁锌锅时，每生产5000吨镀板，需要捞取一次底渣，用感应加热锌锅时，每生产60000吨，捞取一次底渣。 2)降低锌液温度，使其保持在440~450℃。 3）缩短镀锌原板的库存时间，减轻带钢表面的氧化。 4）降低锌液中铝含量，使铝含量保持在0.1%左右。 5）降低带钢入锌锅温度，使之维持在460℃左右。（二）厚边当热镀锌带钢边沿的锌层比中部的锌层厚时，就是厚边缺陷。这种缺陷对带钢的卷取特别有害，因为在张力卷取时，边部厚就拉力大，所以易把边部拉长，进而形成浪边缺陷。根据经验，厚边既可在高速下形成，称为高速厚边；也可在低速下（带钢速度低于 60米/分）形成，称为低速厚边。而在相同的条件下窄带钢比宽带钢更易形成厚边缺陷。高速厚边主要是由于气刀的角度调整不佳，造成对吹，形成扰流而产生的。适当调整气刀角度即可排除此缺陷。带钢运行速度低于60米/分时，就可能产生厚也缺陷。特别是当带钢速度降到30米/分以下时，由于喷嘴两端的气流向外散失一部分，这样即减小了边部气流的冲量，造成边部刮锌量比中部小，所以形成厚边缺陷。这时，镀锌板每面边部的锌层重量往往比中部的锌层重量多15克/米2。为了消除厚边缺陷，可在带钢进部装设附加喷嘴来增加带钢边部的喷气压力，根据经验，当喷气压力超过0.15公斤/厘米2时，可以消除低速厚边缺陷。但是由于某种情况不能提高喷气压力时，可采取另外一种措施，即在带钢两侧使用移动式调节板来消除低速厚边缺陷，见图5-1。

表面缺陷无损检测方法的比较

表面缺陷无损检测方法的比较方法项目磁粉检测（MT）漏磁检测（MLF）渗透检测（PT）涡流检测（ET）方法原理磁力作用磁力作用毛细渗透作用电磁感应作用能检出的缺陷表面和近表面缺陷表面和近表面缺陷表面开口缺陷表面及表层缺陷缺陷部位的显示形式漏磁场吸附磁粉形成磁痕漏磁场大小分布渗透液的渗出检测线圈输出电压和相位发生变化显示信息的器材磁粉计算机显示屏渗透液、显像剂记录仪、示波器或电压表适用的材料铁磁性材料铁磁性材料非多孔性材料导电材料主要检测对象铸钢件、锻钢件、压延件、管材、棒材、型材、焊接件、机加工件在役使用的上述工件检测铸钢件、锻钢件、压延件、管材、棒材、型材、焊接件、机加工件在役使用的上述工件检测任何非多孔性材料、工件及在役使用过的上述工件检测管材、线材和工件检测；材料状态检验和分选；镀层、涂层厚度测量主要检测缺陷裂纹、发纹、白点、折叠、夹渣物、冷隔裂纹、发纹、白点、折叠、夹渣物、冷隔裂纹、白点、疏松、针孔、夹渣物裂纹、材质变化、厚度变化缺陷显示直观直观直观不直观缺陷性质判断能大致确定能大致确定能基本确定难以判断灵敏度高高高较低检测速度较快快慢很快污染较轻无污染较重无污染相对优点可检测出铁磁性材料表面和近表面（开口和不开口）的缺陷。能直接的观察出缺陷的位置、形状、大小和严重程度。具有较高的检测灵敏度，可检测微米级宽度的缺陷。单个工件的检测速度快、工艺简单，成本低、污染轻。综合使用各种磁化方法，几乎不受工件大 a) 易于实现自动化 b) 较高的检测可靠性 c) 可以实现缺陷的初步量化 d) 在管道的检查中，在厚度高达30mm的壁厚范围內，可同时检测內外壁缺陷 e) 高效、无污染,可以获得很高的检测效率. 可检测出任何非松孔性材料表面开口性缺陷。能直接的观察出缺陷的位置、形状、大小和严重程度。具有较高的灵敏度。着色检测时不用设备，可以不用水电，特别适用于现场检验。检测不受工件几何形状和缺陷方向的非接触法检测，适用于对管件、棒材和丝材进行自动化检测，速度快。可用检测材料导电率代替硬度检测。了解材料的热处理状态和进行材料分选。污染很小。

冷轧质量缺陷图谱1

冷轧产品表面缺陷图谱为方便管理者和操作者识别冷轧产品的表面缺陷、了解缺陷产生的原因及规X冷轧产品的质量缺陷定义，收集和整理了本缺陷图谱手册，以利于提高产品质量。目录第一部分：冷轧质量缺陷定义规X 第二部分：质量缺陷实例及分析第一部分冷轧质量缺陷定义规X 1.凸棱：分布在钢带的纵向上，目视缺陷部位发亮，用手触摸有凸起的感觉。 2.夹杂：钢板表面有明显的呈白色或黑色的点状、块状、长条状缺陷，严重时表面起皮。 3.氧化铁皮：钢带表面粘附着一层鱼鳞状、细条状、块状或弥散型点状的棕色或灰黑色物，可表现为麻点、线痕或大面积的压痕。 4.翘皮：是呈舌状、线状、层状或M状的折叠（不连续，常出现翘起），常出现在钢带表面边部。 5.欠酸洗：钢带表面残留着未酸洗掉的氧化铁皮，呈横向的黑色条纹（类似“抬头纹”的横向黑色细纹），形成带状或片状分布在钢

板表面上。用手摸，手上将粘有黑色的污物。 6.过酸洗：钢带表面比正常酸洗后的钢板粗糙，颜色不是银白色，而是呈现暗黑色或棕黑色。 7.停车斑：停车斑是酸洗线停车时，由于化学物质沾在钢带表面形成大片斑迹。可分布在钢带的任何位置。 8.震纹：呈不规则波纹状，沿轧制方向可分布在整个钢带宽度上，在轧制方向上钢带厚度有变化。 9.乳化液斑：是残留在钢带表面的裂化乳化液，随机的分布在钢带表面，形状不规则，颜色发暗。 10.黑带：钢板表面上的黑色薄膜，呈条状或片状纵向分布，条状宽窄不同，颜色深浅不一。 11.轧油斑：钢带表面上存在大小不等的黑色或褐色的斑痕，经退火后一般有明显的轮廓线。 12.孔洞：钢带表面非连续的、贯穿钢带上下表面的缺陷。一般位于钢带的中部或边部，大多呈串状分布。 13.清洗黑印：钢带经过清洗机组后，沿带钢轧制方向有表面残留的黑色痕迹。 14.清洗液残留：经过清洗机组后，钢带表面残留的清洗液，呈片状，退火前不明显，退火后呈现白色斑迹。 15.氧化：冷轧钢带退火后在钢带表面呈现的黄色或蓝色痕迹，罩式炉退火后在钢带边部呈S形，在连续退火情况下，变色痕迹会均匀的分布在整个钢带表面。

带钢表面缺陷检测方法研究

带钢表面缺陷检测方法研究学号：班级：姓名：摘要：表面质量的好坏是带钢的一项重要指标，随着科学技术的不断发展，后续加工工业对带钢的表面质量要求越来越高。如何检测出带钢表面缺陷并加以控制，引起带钢生产企业的高度关注。本文通过对带钢表面的缺陷检测的重要性分析，讲述了国内外带钢表面缺陷检测的发展现状，并比较分析了几种检测方法，最终得出本研究的意义。由于带钢表面缺陷种类繁多，建议下一步研究工作重点放在缺陷种类识别与分类部分，以满足带钢表面缺陷的无遗漏检测。关键词: 带钢表面缺陷缺陷检测 1.1带钢表面缺陷检测的重要性随着生活水平的提高和生产力的发展，人们对产品质量提出了更高的要求，带钢作为机械、航天、电子等行业的原材料，用户对其表面质量的要求更加严格。影响带钢表面质量的主要因素是带钢在制造过程中由于原材料、轧制设备和加工工艺等多方面的原因，导致其表面出现的擦伤、结疤、划痕、粘结、辊印、针眼、孔洞、表面分层、麻点等不同类型的缺陷。这些缺陷不仅影响产品的外观，更严重的是降低了产品的抗腐蚀性、耐磨性和疲劳强度等性能。原料钢卷的表面缺陷是造成深加工产品废次品的主要原因。由于部分质量缺陷在出厂前不能有效地被检测出来，而在用户使用过程中被发现，造成用户索赔，不仅给企业带来巨大的经济损失，还严重影响了产品的市场形象，降低了用户对产品的信任度。因此，必须加强对带钢表面缺陷的检测和控制，这对于剔除废品、减少原料浪费、提高成材率、改善工人劳动条件都有重要意义。而如何在生产过程中检测出带钢的表面缺陷，从而控制和提高带钢产品的质量，一直是钢铁生产企业非常关注的问题。 1.2 国内外带钢表面缺陷检测方法与装置研究现状目前带钢表面缺陷检测装置主要分为采用传统检测方法的检测装置、采用自动检测方法的检测装置和采用计算机视觉检测方法的检测装置。 1.2.1传统检测方法非自动化的传统表面缺陷检测方法可以分为人工目视检测方法和频闪光检测法两种。05年代至06年代，冷轧带钢表面缺陷检测主要采用人工目视检测，检测者凭借肉眼观察缺陷。由于带钢轧制速度很快，人眼无法可靠的捕获缺陷信息。同时，某些高质量的带钢要求其表面缺陷小于0.5mm×0.5mm，这种微小缺陷人的视觉很难发觉，从而产生大量的漏检和误检。人工检测需要在高温、噪音、粉尘、振动的恶劣环境下进行，对人的身体和心理造成极大伤

冷轧带钢酸洗产生的问题和防止手段

冷轧带钢酸洗产生的问题和防止手段所谓带钢，通常是指那种对厚度和宽度有严格限制的产品。带钢在冷状态(常温)条件下，或在再结晶温度以下，经轧制后达到塑性变形的目的，通常称为冷轧带钢，习惯上往往叫做冷带。冷轧窄带钢生产毕竟有其简便、灵活、投资少、收效快等特点。为适应我国国情，必须进一步提高冷轧窄带钢生产的技术水平。普碳钢带经酸洗、水洗和干燥后，其表面应呈灰白色或银白色。但因操作不当、酸洗工艺制度和某些机械设备不良的影响，往往会造成带钢的不同缺陷。这些缺陷主要有：酸洗气泡、过酸洗、欠酸洗、锈蚀、夹杂、划伤和压痕等。这些缺陷占冷轧产品缺陷的2％左右，其中主要是欠酸洗、过酸洗和酸洗气泡等。 (1) 酸洗气泡。酸洗气泡是由于酸与裸露的金属作用生成氢气所造成的。它在冷轧时会发生噼啪的爆炸声，它的外观特征是呈条状的小鼓泡，破裂后呈黑色细裂缝。经过轧制后，气泡裂缝会延伸扩大，致使产品的力学性能(冲击韧性)降低。酸洗气泡产生的机理是：金属和酸产生化学反应时，生成了部分氢原子，它渗透到金属的结晶格子中，并使其变形，变形后使氢更向金属内扩散，其中一部分氢原子穿过金属并分子化，从酸液中逸出，部分氢原子的分子化在晶格变形产生的“显微空孔”边界上，或金属的夹杂及孔隙中进行，氢在空孔中的压力可达到很大值(几十兆帕)，使金属中产生了引起氢脆的内应力。防止产生气泡的措施是：调整酸液的浓度；控制酸洗时溶液的温度和带钢表面平直状态等。 (2) 过酸洗。金属在酸溶液中停留时间过长，使其在酸溶液作用下，表面逐渐变成粗糙麻面的现象称为过酸洗。过酸洗的带钢延伸性大大降低，在轧制过程中，很容易断裂和破碎，并且造成粘辊。过酸洗的带钢即使轧制成材也不能作为成品，因为它的力学性能大大降低了。产生过酸洗的原因是：机组连续作业中断，使酸洗失去连续性，或因带钢断带处理时间过长等。防止措施是尽量密切全机组的操作配合，保证生产正常进行。 (3)欠酸洗。钢带酸洗之后，表面残留局部未洗掉的氧化铁皮时称为欠酸洗。欠酸洗的带钢(或钢板)，轻者在轧制之后产品表面呈暗色或花脸状；严重时氧化铁皮被压入呈黑斑。此外，氧化铁皮的延伸性较差，故在轧制后因延伸不均使产品出现浪形或瓢曲等缺陷。有时铁皮可能牢固地贴附在轧辊表面，直接造成轧制废品增多等。造成欠酸洗的原因是：氧化铁皮厚度不匀，较厚部分的氧化铁皮需要较长酸洗时间，同时其中的Fe0分解成了较难溶解的Fe2O3(Fe3O4)；带钢波浪度和镰刀弯较大，在酸洗过程中，起浪部分或弯起部分没有浸泡在酸液中通过，造成漏酸洗；酸洗前机械破鳞不完善，特别是带钢两边端铁皮未被破碎等。实际生产中欠酸洗多出现在带钢的头尾段和两侧边缘。根据实测数据，欲酸洗掉大块红色铁皮需要3～4倍的酸洗黑色氧化铁皮的时间，此时已洗掉铁皮的带钢将会形成过酸洗。因此处理欠酸洗的方法是：预先平整好板形，对于铁皮较厚，而面积又不大的带钢，可采用先局部酸洗一次，而后再过酸洗线的方法去锈。 (4) 锈蚀。原料酸洗后表面重新出现锈层的现象称为锈蚀。锈蚀形成的原因是：带钢(钢板)酸洗后表面残留少许的酸溶液，或带钢清洗后没有达到完全干燥而使表面重新生锈。此外，带钢在酸洗后于高温的清洗水中停留时间过长，也会产生锈蚀现象。带钢锈蚀处的钢板表面在轧制之后呈暗色，它促使成品在库存时再次锈蚀，从而降低成品材的表面质量，严重时使产品报废。防止锈蚀的措施是严格执行酸洗、清洗操作规程，及时给表面涂油，并应堆放在干燥的

冷轧带钢表面缺陷识别与控制

冷轧带钢表面缺陷识别与控制李峰①叶学卫姜正连黄健 (宝钢股份公司冷轧厂，上海 200941) 摘要针对冷轧带钢常见表面缺陷的种类、识别以及产生原因进行详细的论述，提出了主要预防和控制措施,对冷轧带钢表面缺陷有了进一步的认识，对提高带钢表面质量极其重要。关键词冷轧带钢表面缺陷识别 Identification and Control of Surface Defects on Cold Rolled Sheet Li Feng Ye Xuewei Jiang Zhenglian Huang Jian (Cold Rolling Plant, Baoshan Iron & Steel Co., Ltd Branch, Shanghai 200941, China) ABSTRACT The common defects of types, identification and causes of cold rolled sheet surface were involved in the detailed discussion in this paper with some prevention and control measures proposed and a comprehensive understanding of surface defects of cold rolled sheet. KEYWORDS Cold Rolled Sheet Surface Defects Identification 1 前言随着用户对冷轧带钢表面质量要求的提高，表面缺陷的控制越来越受到关注，其控制水平已成为能否向高端用户供货的关键因素之一。然而，表面缺陷的种类和形成原因非常复杂，从炼钢、热轧、冷轧直至用户使用的每一个过程都可能产生表面缺陷，其成因涉及工艺、设备、技术、管理、操作、生产组织的各个环节。因此，表面缺陷控制也是产品质量极其重要的一个方面。 2 冷轧带钢常见表面缺陷分类及识别根据表面缺陷产生的机理，主要可为以下几类: 2.1来料缺陷在炼钢、热轧等前道工序已经产生，在冷轧工序无法消除并进一步暴露。如孔洞、夹杂、氧化铁皮压入、丝状斑迹等。孔洞是薄规格冷轧带钢中的一种常见缺陷（见图1），一般是指铸坯中的夹杂、卷渣、表面裂纹等缺陷在轧制过程中形成[1]。孔洞可用肉眼识别，对高速运行带钢来说，可采用在线孔洞仪装置来检测。图1 孔洞夹杂是残留在板坯内部的颗粒夹杂物经冷轧后沿轧制方向平行的黑色、灰黑色、灰白色长条状缺陷（见①作者简介：李峰（1982-），男，硕士，工程师，毕业于东北大学金属压力加工专业，现从事冷轧板带生产工艺研究