激光三维扫描仪在连铸中的应用

激光三维扫描仪（线激光 / 结构光三维扫描）依靠非接触高密度点云采集，对比理论 CAD 模型，实现连铸设备数字化检测，主要集中在扇形段、弯曲段检修、铸机安装标定、铸坯质量检测、故障溯源，替代传统对弧样板、塞尺，解决人工测量漏检、人为误差大的痛点。

一、离线检修场景（检修跨、对中台，主流应用）

扇形段、弯曲段下线后，在检修台完成扫描检测：

辊列对弧检测：扫描获取全部辊子三维点云，拟合辊轴线，输出每根辊径向对弧偏差、辊平行度、段扭曲度，适配弯曲段渐变曲率。

辊缝与锥度自动计算：批量计算段内辊缝、锥度，识别辊组开口异常；软件直接输出轴承座垫片增减厚度、调整方向，减少反复试调。

框架本体形变检测：检测框架侧弯、扭曲变形、轴承座底座平面度，检出框架疲劳蠕变。

辊面磨损量化评估：得到辊子母线轮廓，识别中间凹磨损、局部偏磨、凹坑、结瘤鼓包，评估辊子复用价值；传统手段无法检测辊中部磨损。

附属结构检查：喷淋管路、支架、冷却水道干涉排查。

备件验收：新扇形段、修复件进厂、出厂精度验收。

离线综合精度：0.080.15 mm，满足板坯连铸检修公差要求。

二、铸机原位在线停机检测（不吊出扇形段）

利用计划停机窗口期，扇形段保留在铸机本体上扫描：

复核长期服役后辊列对弧偏移，检测相邻扇形段段间台阶、弧度连续性。

新旧扫描数据比对，跟踪框架蠕变变形趋势，定位超差辊位。

只做趋势判断、故障定位，不做精密垫片调整；在线综合精度 0.150.30 mm。

三、新机安装与铸机改造标定

新建连铸弯曲段、扇形段就位后全线辊列三维标定。

铸机弧形半径改造、段位改动后整体精度校核。

安装阶段提前规避对弧超差，保障投产铸坯质量。

四、铸坯质量问题溯源分析

当铸坯出现鼓肚、中间裂纹、表面纵裂、压痕缺陷时：

扫描排查辊列局部对弧失准、辊缝突变、辊子局部凹凸、辊列波浪度超标。

区分缺陷来源：是设备精度问题还是浇钢工艺参数问题，出具量化报告支撑整改。

辊列包络面波浪振幅＞0.15 mm，会造成铸坯交变应力，诱发皮下裂纹、振痕缺陷，该指标只有三维扫描可完整获取。

五、设备全生命周期数字化管理

历次检修扫描数据存档，建立扇形段数字档案。

对比多次扫描结果，输出框架变形速率、辊磨损趋势曲线。

推动由事后维修转为预知性检修，优化换辊、检修周期。

六、铸坯本体在线三维检测（线激光轮廓扫描）

红热铸坯轮廓、宽度厚度尺寸非接触测量。

铸坯表面凹坑、结疤、塌陷等形貌缺陷三维检出，输出缺陷深度尺寸。

受高温、氧化皮、强光干扰，需要专用高温防护、滤光补偿方案。

七、与传统测量手段对比

八、和激光跟踪仪区别

激光跟踪仪：单点打点，精度极高 0.020.05 mm，速度慢，适合抽检关键点位。

三维激光扫描仪：高密度面扫描，获取完整表面点云，一次拿到全部辊、框架、底座信息；牺牲少量极限精度换取完整全域数据，适合扇形段批量检修。

九、工艺收益

降低铸坯中间裂纹、表面裂纹、鼓肚缺陷发生率，提升板坯质量。

减少扇形段反复调试时间，缩短检修工期。

量化辊子磨损，合理利旧辊子，降低备件消耗。

把隐性设备变形显性化，实现连铸设备数字化运维。