阅读说明：本技术 一种高强钢镀锌产线氧化膜厚度检测方法 (Method for detecting thickness of oxide film on high-strength steel galvanizing production line ) 是由 李研 蒋光锐 任新意 吴士才 贾杰 周欢 于 2020-05-11 设计创作，主要内容包括：一种高强钢镀锌产线氧化膜厚度检测方法,利用氧化膜生长对带钢表面辐射率变化的影响规律,通过温度测温值反应出氧化膜厚度变化情况；利用带钢表面氧化膜对辐射波的干涉原理,通过测量温度值的极值点对应的波程差,估算出带钢表面氧化膜的厚度数值。通过该方式,可对预氧化仓出口位置氧化膜厚度进行测量,以保证高强钢表面质量,此方法简单,易于操作,成本低廉。(A method for detecting the thickness of an oxide film on a high-strength steel galvanizing production line is characterized in that the thickness change condition of the oxide film is reflected through a temperature measurement value by utilizing the influence rule of the growth of the oxide film on the surface radiance change of strip steel; and estimating the thickness value of the oxide film on the surface of the strip steel by measuring the wave path difference corresponding to the extreme point of the temperature value by utilizing the interference principle of the oxide film on the surface of the strip steel on the radiation wave. Through the method, the thickness of the oxide film at the outlet of the pre-oxidation bin can be measured to ensure the surface quality of the high-strength steel, and the method is simple, easy to operate and low in cost.)

一种高强钢镀锌产线氧化膜厚度检测方法

技术领域

本发明属于于轧钢技术领域，具体涉及一种高强钢镀锌产线氧化膜厚度检测方法。

背景技术

近年来，各大先进钢铁企业逐步建成专门应用于高强钢生产的热镀锌机组。高强钢由于Si、Mn、Cr等合金元素含量较多，易于发生选择性氧化现象，造成带钢表面浸润性下降，产生漏镀问题。为应对该问题，在高强钢产线加热段往往配备有预氧化仓，在生产过程中，在预氧化仓内部通入空气或水蒸气，在预氧化仓内部实现氧化气氛，从而实现带钢表面合金元素的内氧化。带钢经过预氧化后，带钢表面氧化膜的厚度对于在炉区后段是否能够有效还原成为海绵铁有重要影响，而目前，尚未有有效手段对预氧化层出口位置的带钢表面氧化膜厚度进行测量。

发明内容

本发明提供一种高强钢镀锌产线氧化膜厚度检测方法，解决了现有技术中尚未有有效手段对预氧化仓出口位置的带钢表面氧化膜厚度进行测量的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高强钢镀锌产线氧化膜厚度检测方法，所述方法包括步骤：

在高强钢预氧化仓入口配备楔形高温计，在高强钢预氧化仓出口配备单波长辐射高温计；

分别使用所述楔形高温计和所述单波长辐射高温计测量高强钢预氧化仓入口和高强钢预氧化仓出口的温度；

保持带钢运动速度及预氧化仓入口温度固定；

保证氧化温度及氧化时间固定，逐步提高预氧化仓的露点或氧含量；

记录所述楔形高温计和所述单波长辐射高温计的测温值；

根据所述单波长高温计测温值的极值点，确定带钢预氧化仓出口位置的氧化膜厚度。

优选地，所述带钢预氧化仓出口位置的氧化膜厚度的计算公式为：

其中，d为所述带钢预氧化仓出口位置的氧化膜厚度，λ为所述单波长高温计的辐射波长。

优选地，所述在高强钢预氧化仓出口配备单波长辐射高温计包括：在高强钢预氧化仓出口配备第一单波长辐射高温计和第二单波长辐射高温计。

优选地，所述第一单波长辐射高温计和所述第二单波长辐射高温计采用不同的辐射波长。

优选地，所述逐步提高预氧化仓的露点包括步骤：

确定单位露点差值；

在前一个露点数值上增加所述单位露点差值，以得到相邻的后一个露点数值。

优选地，所述逐步提高预氧化仓的氧含量包括步骤：

确定单位氧含量差值；

在前一个氧含量数值上增加所述单位氧含量差值，以得到相邻的后一个氧含量数值。

优选地，在所述确定带钢预氧化仓出口位置的氧化膜厚度之后还包括步骤：

获取所述带钢预氧化仓出口位置的氧化膜厚度；

采用插值法确定带钢其他位置的氧化膜厚度。

本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请提供的一种高强钢镀锌产线氧化膜厚度检测方法，利用氧化膜生长对带钢表面辐射率变化的影响规律，通过温度测温值反应出氧化膜厚度变化情况；利用带钢表面氧化膜对辐射波的干涉原理，通过测量温度值的极值点对应的波程差，估算出带钢表面氧化膜的厚度数值。通过该方式，可对预氧化仓出口位置氧化膜厚度进行测量，以保证高强钢表面质量，此方法简单，易于操作，成本低廉。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是现有技术中氧化膜对波的干涉作用示意图；

图2是本发明实施例提供的一种高强钢镀锌产线氧化膜厚度检测方法中氧化膜对辐射波的干涉作用示意图。

具体实施方式

下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。

在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

参见图1和2，本发明提供了一种高强钢镀锌产线氧化膜厚度检测方法，所述方法包括步骤：

在高强钢预氧化仓入口配备楔形高温计，在高强钢预氧化仓出口配备单波长辐射高温计；

分别使用所述楔形高温计和所述单波长辐射高温计测量高强钢预氧化仓入口和高强钢预氧化仓出口的温度；

保持带钢运动速度及预氧化仓入口温度固定；

保证氧化温度及氧化时间固定，逐步提高预氧化仓的露点或氧含量；

记录所述楔形高温计和所述单波长辐射高温计的测温值；

根据所述单波长高温计测温值的极值点，确定带钢预氧化仓出口位置的氧化膜厚度。

参见图1和2，在本申请实施例中，可以认为氧化膜厚度的2倍近似等于光程差，故可得，所述带钢预氧化仓出口位置的氧化膜厚度的计算公式为：

其中，d为所述带钢预氧化仓出口位置的氧化膜厚度，λ为所述单波长高温计的辐射波长。

在本申请实施例中，所述在高强钢预氧化仓出口配备单波长辐射高温计包括：在高强钢预氧化仓出口配备第一单波长辐射高温计和第二单波长辐射高温计。

在本申请实施例中，为了提高对带钢预氧化仓出口位置的氧化膜厚度的计算精准度，可以采用两个单波长辐射高温计对带钢预氧化仓出口位置的温度进行测量，从而可以分别计算出两个带钢预氧化仓出口位置的氧化膜厚度数值，并对这两个数据进行对比，若数据相等或者相差数值处于误差范围内，则认为计算得出的氧化膜厚度准确；若相差数值超过误差范围，可以再次进行测量，从而避免了只采用一个单波长辐射高温计时所得出的数据可能存在错误的情况发生。

在本申请实施例中，所述第一单波长辐射高温计和所述第二单波长辐射高温计采用不同的辐射波长。当第一单波长辐射高温计和第二单波长辐射高温计采用不同的辐射波长λ₁和λ₂时，可以根据带钢预氧化仓出口位置的氧化膜厚度的计算公式分别计算出带钢预氧化仓出口位置的氧化膜厚度，即为：

理论上，在相同时刻计算的带钢预氧化仓出口位置的氧化膜厚度为唯一确定值，也即d₁＝d₂。而实际中，由于测量误差的存在，d₁和d₂可能相等，也可能存在一定的差值，若此差值处于误差范围内，则认为计算得出的氧化膜厚度准确；若此差值超过误差范围，可以再次进行测量，从而避免了采用两个辐射波长相等的单波长辐射高温计时所得出的数据可能存在错误的情况发生。

在本申请实施例中，所述逐步提高预氧化仓的露点包括步骤：

确定单位露点差值；

在前一个露点数值上增加所述单位露点差值，以得到相邻的后一个露点数值。

具体地，单位露点差值为每次提高露点数值时所增加的变化值，此单位露点差值可以根据实际需要选择。比如，为了提高氧化膜厚度计算的精度，降低由于所选择的露点之间间距过大而带来的过大误差，可以选择比较小的单位露点差值，如此可以得到更准确的单波长辐射高温计测温值变化曲线，从而可以更准确的判断其极值点，进而计算出在此极值点下的氧化膜厚度。

在本申请实施例中，所述逐步提高预氧化仓的氧含量包括步骤：

确定单位氧含量差值；

在前一个氧含量数值上增加所述单位氧含量差值，以得到相邻的后一个氧含量数值。

具体地，单位氧含量差值为每次提高氧含量数值时所增加的变化值，此单位氧含量差值可以根据实际需要选择。比如，为了提高氧化膜厚度计算的精度，降低由于所选择的氧含量之间间距过大而带来的过大误差，可以选择比较小的单位氧含量差值，如此可以得到更准确的单波长辐射高温计测温值变化曲线，从而可以更准确的判断其极值点，进而计算出在此极值点下的氧化膜厚度。

在本申请实施例中，在所述确定带钢预氧化仓出口位置的氧化膜厚度之后还包括步骤：

获取所述带钢预氧化仓出口位置的氧化膜厚度；

采用插值法确定带钢其他位置的氧化膜厚度。

在本申请实施例中，当计算出带钢预氧化仓出口位置的氧化膜厚度时，由于带钢预氧化仓入口位置的氧化膜厚度为0(预氧化仓入口位置还未发生氧化反应，故氧化膜厚度近似等于0)，且带钢运动速度恒定，预氧化仓入口温度恒定，氧化温度及氧化时间恒定，露点或者氧含量也为线性均匀增加，故而带钢表面的氧化膜厚度也为线性均匀增加，带钢预氧化仓入口位置的氧化膜厚度为0，而在预氧化仓出口位置的氧化膜厚度为d，此时可以根据插值法计算出带钢表面其他位置的氧化膜厚度。

下面以具体实施例对本申请进行详细描述。

本实施例采用热镀锌高强钢产线预氧化仓出口位置带钢表面氧化膜厚度的测定为例。在本发明实施例中，提供了厚度为0.8mm、宽度为0300mm的热镀锌DP780+Z热镀锌双相钢产品的生产：

在生产过程中，设定预氧化仓入口温度为650℃(也即楔形高温计的测温值恒定为650℃)，带钢运动速度为90m/min，预氧化仓内部电阻丝功率恒定控制为120KW/h。预氧化仓内部初始成分包括4％H2和96％N2，之后，逐步将H2含量降低至1％，并将蒸汽发生器开启，将预氧化层内部露点分别稳定在-50℃，-45℃，-40℃，-35℃，-30℃，-25℃，-20℃，-15℃，-10℃，-5℃，0℃，5℃，10℃，并记录单波长高温计1(测温值为T1)及单波长高温计2(测温值为T2)分别显示的温度值，具体如下表：

1号高温计测量温度T1对应极值点为-15℃，在该露点下预氧化仓出口位置氧化膜厚度达到高温计波长的一半，即

2号高温计测量温度T2对应极值点位-0℃，在该露点下预氧化仓出口位置氧化膜厚度达到高温计波长的一半，即

-60℃露点时，近似认为预氧化仓内部完全为还原性气氛，带钢表面氧化膜近似认为为0，之后采用插值法近似确定各个露点条件下氧化膜的厚度。

本申请提供的一种高强钢镀锌产线氧化膜厚度检测方法，利用氧化膜生长对带钢表面辐射率变化的影响规律，通过温度测温值反应出氧化膜厚度变化情况；利用带钢表面氧化膜对辐射波的干涉原理，通过测量温度值的极值点对应的波程差，估算出带钢表面氧化膜的厚度数值。通过该方式，可对预氧化仓出口位置氧化膜厚度进行测量，以保证高强钢表面质量，此方法简单，易于操作，成本低廉。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。