CN102478395A - 在线检测带钢表面无铬涂层厚度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及带钢表面涂层厚度测量领域，尤其涉及一种带钢表面无铬涂层厚度测量方法。一种在线检测带钢表面无铬涂层厚度的方法，包括以下步骤：选定两种不与无铬涂液反应的含有磷元素、钙元素、钛元素、钡元素或锶元素的水溶性化学物质；向无铬涂液加入步骤一选定的两种水溶性化学物质，搅拌均匀后制作标准样板；用离线式膜厚仪分别用射线激发两种水溶性化学物质得到特征谱线，拟合后得到测量厚度与厚度修正值的修正函数关系式；将特征谱线弱的水溶性化学物质加入无铬涂液中，然后通过修正函数得到实际厚度。本发明通过在线检测，实现了对涂层厚度的有效监控和对涂覆工艺的不断优化，检测精度高，而且对涂层的附着性、耐蚀性和环保性都无影响。

Description

在线检测带钢表面无铬涂层厚度的方法
技术领域
本发明涉及带钢表面涂层厚度测量领域，尤其涉及一种带钢表面无铬涂层厚度测量方法。
背景技术
随着人类对环境保护的日益重视，对绿色无铬的呼声也越来越高。在这种背景下，无论是国内还是国外的各大钢厂都在积极地研究无铬涂层产品替代铬酸盐涂层。
无铬涂层生产具有一定的难度，无论从无铬涂液的配制，还是无铬涂层厚度的检测都没有很好的方法和标准。尤其对于大电机，多片带钢叠装在一起后，涂层厚度不均容易产生叠片不均，因此，生产中如何准确检测涂层厚度，优化涂层涂覆工艺，是无铬涂层生产中遇到的很大困难。
现有技术进行在线涂层厚度检测时多采用特征元素检测的射线检测方法或X射线荧光发射仪进行在线或离线检测，这类方法需要涂液中含有容易激发X射线荧光的特征元素比如铬元素，而且其相对含量要固定。因此，仅有极少数涂层能够利用该方法检测，而且每套测量仪仅能检测一种特征元素，因而只能检测一种涂层。当需要生产多种不同涂层时，需配备多套膜厚仪，因此无法在大生产中应用。即便涂层种类不变，不同批次涂层间的相对成分波动对检测结果影响也很大。而无铬涂层中因不含有特征元素铬，所以没法使用该种方法进行在线检测。
目前无铬涂层厚度的检测往往通过离线式膜厚仪，该仪器主要是采用涡流原理进行检测，通过对带钢带头尾取样，对其工作侧、中间侧和传动侧分别进行多点测量，取平均值得到整个板面的膜厚。该方法的优点是测量方便，可测量点多；但这种方法必须取到典型的样板，同时，由于系统本身和标准膜厚卡片均存在较大误差，并且无法实现在线监控，不利于连续式退火机组的生产，容易导致涂层不均的发生。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种在线检测带钢表面无铬涂层厚度的方法，该方法通过向无铬涂液中添加弱特征元素，利用修正函数测量得到涂层厚度，不但测量结果准确，而且对涂层的附着性、耐蚀性和环保性都无影响。
本发明是这样实现的：一种在线检测带钢表面无铬涂层厚度的方法，包括以下步骤：
步骤一、选定两种不与无铬涂液反应的含有磷元素、钙元素、钛元素、钡元素或锶元素的水溶性化学物质；
步骤二、向无铬涂液加入步骤一选定的两种水溶性化学物质，搅拌均匀后制作标准样板；
步骤三、用离线式膜厚仪分别用射线激发两种水溶性化学物质得到特征谱线，测量出标准样板的涂层厚度；选用特征谱线强的水溶性化学物质测出的涂层厚度为实际厚度，特征谱线弱的水溶性化学物质测出的涂层厚度为测量厚度，测量厚度与实际厚度的差值为厚度修正值；通过多次试验得到各个测量厚度下得到的厚度修正值，拟合后得到测量厚度与厚度修正值的修正函数关系式；
步骤四、将特征谱线弱的水溶性化学物质加入无铬涂液中，生产时用在线式膜厚仪用射线激发得到测量厚度，然后通过修正函数关系式得到厚度修正值，最后通过测量厚度和厚度修正值得到实际厚度。
所述的不与无铬涂液反应的水溶性化学物质为β-甘油磷酸钠、醋酸钙、二茂钛配合物、氯化钡或乙酸锶。
所述的射线为χ射线或γ射线。
本发明在线检测带钢表面无铬涂层厚度的方法通过向无铬涂液中添加弱特征元素，利用修正函数测量得到涂层厚度，可适时检测膜厚，通过在线检测，实现了对涂层厚度的有效监控和对涂覆工艺的不断优化；同时对于不同类型的无铬涂液均可以使用同一检测方法，检测精度高，而且对涂层的附着性、耐蚀性和环保性都无影响。
附图说明
图1为本发明在线检测带钢表面无铬涂层厚度的方法实施例1中测量厚度与厚度修正值的函数曲线图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种在线检测带钢表面无铬涂层厚度的方法，包括以下步骤：
步骤一、选定两种不与无铬涂液反应的含有磷元素、钙元素、钛元素、钡元素或锶元素的水溶性化学物质；在本实施例中，通常使用的不与无铬涂液反应的水溶性化学物质为β-甘油磷酸钠、醋酸钙、二茂钛配合物、氯化钡或乙酸锶；
步骤二、向无铬涂液加入步骤一选定的两种水溶性化学物质，搅拌均匀后制作标准样板；
步骤三、用离线式膜厚仪分别用χ射线或γ射线激发两种水溶性化学物质得到特征谱线，测量出标准样板的涂层厚度；选用特征谱线强的水溶性化学物质测出的涂层厚度为实际厚度H，特征谱线弱的水溶性化学物质测出的涂层厚度为测量厚度h，测量厚度H与实际厚度h的差值为厚度修正值△A；通过多次试验得到各个测量厚度下得到的厚度修正值，拟合后得到测量厚度h与厚度修正值△A的修正函数关系式；
步骤四、将特征谱线弱的水溶性化学物质加入无铬涂液中，生产时用在线式膜厚仪用射线激发得到测量厚度，然后通过修正函数关系式得到厚度修正值，最后通过测量厚度和厚度修正值得到实际厚度。
本实施例具体为制作标准样板时，在无铬涂液中，加入含有质量分数为0.1%～1%含Ca、P元素的化学物质醋酸钙（(CH3COO)2Ca·H2O）和β-甘油磷酸钠（C3H7Na2O6P·5H2O）；利用离线式膜厚仪，对该两种元素特征谱线进行检测，得出相应的测量厚度与厚度修正值，如表1所示：
Figure 968884DEST_PATH_IMAGE001
根据表1的数据得到如图1所示的曲线图，然后根据该曲线图拟合可得函数：厚度修正值△A = 0.0600 + 0.0325 h    (1)
机组生产该无铬涂层的在线测量中，通过在线式膜厚仪用射线激发P元素，测量得到，上表面测量厚度为3.16g/m2，下表面测量厚度为3.1g/m2。
将上、下表面的测量厚度带入式(1)可得，上表面实际厚度为3.32g/m2，下表面实际厚度为3.26 g/m2。
通过对含有与不含有β-甘油磷酸钠（C3H7Na2O6P·5H2O）的钢卷进行涂层性能对比，如表2所示，可以看出，加β-甘油磷酸钠（C3H7Na2O6P·5H2O）后，对涂层的附着性、耐蚀性等无影响。

Claims (3)

1.一种在线检测带钢表面无铬涂层厚度的方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤一、选定两种不与无铬涂液反应的含有磷元素、钙元素、钛元素、钡元素或锶元素的水溶性化学物质；
步骤二、向无铬涂液加入步骤一选定的两种水溶性化学物质，搅拌均匀后制作标准样板；
步骤三、用离线式膜厚仪分别用射线激发两种水溶性化学物质得到特征谱线，测量出标准样板的涂层厚度；选用特征谱线强的水溶性化学物质测出的涂层厚度为实际厚度，特征谱线弱的水溶性化学物质测出的涂层厚度为测量厚度，测量厚度与实际厚度的差值为厚度修正值；通过多次试验得到各个测量厚度下得到的厚度修正值，拟合后得到测量厚度与厚度修正值的修正函数关系式；
步骤四、将特征谱线弱的水溶性化学物质加入无铬涂液中，生产时用在线式膜厚仪用射线激发得到测量厚度，然后通过修正函数关系式得到厚度修正值，最后通过测量厚度和厚度修正值得到实际厚度。
2.如权利要求1所述的在线检测带钢表面无铬涂层厚度的方法，其特征是：所述的不与无铬涂液反应的水溶性化学物质为β-甘油磷酸钠、醋酸钙、二茂钛配合物、氯化钡或乙酸锶。
3.如权利要求1或2所述的在线检测带钢表面无铬涂层厚度的方法，其特征是：所述的射线为χ射线或γ射线。
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