[發明專利]用于確定金屬產品微觀結構的設備和方法以及冶金系統

有效

• 申請號: 201780032564.5
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN109564206B
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發明（設計）人: M·比格拉里;U·薩默斯;C·克林肯貝格;M·雷納;G·雷蒙德;O·彭西斯;T·特勞;H·克勞特豪澤
• 申請（專利權）人: 西馬克集團有限公司
• 主分類號: G01N33/204
• 分類號: G01N33/204;G01N23/20008;B21B38/08;C21D9/56;C21D11/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 鄭勇

本發明涉及一種用于在冶金生產金屬產品(2)期間確定該金屬產品(2)的微觀結構的設備(1)，包括至少一個X射線源(3)、至少一個X射線探測器(4)和至少一個容納室(5,7)，其內部布置有X射線源(3)和/或X射線探測器(4)并且其包括至少一個X射線能穿透的窗體(6,8)。所述設備(1)包括至少一個用于主動冷卻容納室(5,7)的冷卻裝置(9)，以便在金屬產品(2)的冶金生產期間能夠可靠地確定其微觀結構。

技術領域

本發明涉及一種用于在冶金生產金屬產品期間確定該金屬產品的微觀結構的設備，包括至少一個X射線源、至少一個X射線探測器和至少一個優選封閉的容納室，其內部布置有X射線源和/或X射線探測器并且其包括至少一個X射線能穿透的窗體。

此外，本發明涉及一種用于生產金屬產品的冶金系統，包括至少一個用于控制和/或調節至少一個設備組件的操作的系統電子器件，其用于能執行至少一個冶金工藝步驟。

另外，本發明涉及一種通過使用至少一個X射線源和至少一個X射線探測器在冶金生產金屬產品期間確定該金屬產品的微觀結構。

背景技術

冶金生產的金屬產品的最終機械性質屬于這類金屬產品的基本質量標準。金屬產品的微觀結構是這些機械性質的決定因素之一。

目前，嚴格遵循一種成熟的方案來生產冶金產品，該方案說明了重要的各種測量參數值。常規測量技術檢測參數，如金屬產品的溫度、帶速、軋制力等，這些參數在一定程度上關系到金屬產品的微觀結構。規則的制程變動可以改變測量的參數與金屬產品的微觀結構之間的關系，這樣金屬產品就不能再獲得所需的微觀結構，從而無法獲得所需的機械性質。例如，在生產雙相鋼期間，從化學組成中較小的偏差就會改變退火過程中獲得奧氏體與鐵素體理想比例所需要的必要溫度分布，這就導致金屬產品過硬和/或過脆或過軟。

如果在生產金屬產品期間能獲得關于該金屬產品的微觀結構和機械性質的更多信息，則可改進冶金生產工藝。例如，這可以通過使用給定的可測參數來實現，如金屬產品的溫度、金屬產品的化學組成、軋制力等，從而計算與金屬產品的微觀結構和/或機械性質密切相關的一個或多個參數。但缺陷在于，這就需要必須進行大量開發工作的工藝模型。

作為替代方案，可以使用在線測量技術來測量與金屬產品的微觀結構密切相關的參數。這同樣要求甚高，因為需在生產設施的嚴苛環境中進行無損、連續、穩健且精確的測量。

一種檢測金屬產品微觀結構的可行技術為X射線衍射。在該技術中，使用X射線輻照金屬產品，根據布拉格方程，該X射線在金屬產品的晶體結構的晶格面上衍射。X射線探測器檢測衍射的X射線隨衍射角變化的強度。可以使用這些數據來獲得描述受輻照金屬產品的微觀結構的參數，如其結晶度、相組成、粒度、內部和外部機械應力以及金屬結構。然而，這種在線技術并未廣泛使用，因為所使用的測量儀器可能會受到工業設施環境中的熱量或輻射損害。

借助X射線衍射來測量金屬帶性質的測量布置例如參閱JP61010749A、JP03817812B2和JP56001341A、DE3825830C2、EP0352423B1。

發明內容

本發明的目的是能夠在金屬產品的冶金生產期間可靠地確定該金屬產品的微觀結構。

本發明用以達成上述目的的解決方案為獨立權利要求。在下文的描述、從屬權利要求和附圖中給出有利的實施方案，其中這些實施方案能夠相應以單獨方式或以這些實施方案中至少兩種的不同組合表示本發明的改進方面，尤其是優選或有利方面。就此而言，即使下文在個別情況下并未明確指出，所述設備和冶金系統的實施方案也可對應于所述方法的實施方案，反之亦然。

根據本發明的用于在冶金生產金屬產品期間確定該金屬產品的微觀結構的設備包括至少一個X射線源、至少一個X射線探測器和至少一個優選封閉的容納室，其內部布置有X射線源和/或X射線探測器并且其包括至少一個X射線能穿透的窗體，并且所述設備包括至少一個用于主動冷卻容納室的冷卻裝置。