CN104266619B - 一种测定热镀锌钢板表面锌渣位置及密度分布的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测定热镀锌钢板表面锌渣位置及密度分布的方法，通过将连续生产的热镀锌钢板通过钢板测厚仪和镀锌层铁含量测量仪器，得到所述热镀锌钢板宽度方向x的厚度轮廓曲线以及所述热镀锌钢板宽度方向x的镀锌层铁含量分布曲线，然后根据这两条曲线的具体值进行处理，最终获得热镀锌钢板不同长度上的锌渣密度分布。本发明避免了通过光学图像采集和分析的方法来判断锌渣在热镀锌钢板的位置，使用钢板测厚仪和镀锌层铁含量测量仪器来进行测定，测定的结果精确，能够准确、及时的识别出锌渣在热镀锌钢板的位置。
Description
技术领域
本发明涉及热镀锌钢板制造技术领域，尤其涉及一种测定热镀锌钢板表面锌渣位置及密度分布的方法。
背景技术
热镀锌是钢板防腐蚀方法中应用最普遍和最有效的工艺措施。现代化连续热镀锌工艺生产的热镀锌钢板被广泛用于汽车、家电、建筑等行业。尤其是近年来随着汽车车身对防腐蚀性要求的提高，热镀锌钢板在汽车车身上的使用需求不断增加。而汽车板除了对耐蚀性、成形性等方面的要求外，对热镀锌钢板的表面质量也有较高的要求。热镀锌钢板表面的锌渣是影响热镀锌钢板表面质量的最重要的因素。锌渣是带钢在连续热镀锌过程中由于Fe溶于锌液后与锌液中的Zn或Zn和Al形成的Fe-Zn或/和Fe-Al-Zn金属间化合物。理论上计算可知，锌渣中铁的质量百分数超过30％，而实际生产中由于锌渣往往与锌液包裹在一起，因此测量得到的锌渣中铁的质量百分数可能不到30％，但一般会较周围纯锌镀层的铁含量高1％以上。锌渣在宏观形貌上表现为镀锌层表面的局部凸起，凸起高度往往会超过5μm。锌渣不但消耗了锌液中的锌，而且会粘接在带钢表面的锌层中，降低了镀层表面质量，恶化镀层耐蚀性能。
目前，连续热镀锌工艺生产热镀锌钢板时，采用的表面检查设备往往采用光学图像采集和分析的方法。例如通过安装适当的照明装置和图像采集装置，得到钢板表面的点状缺陷分布。
由于以上的表面检查装置采用了光学图像采集和分析的方法，因此该方法只能得到缺陷的高低、色彩、形状等光学特征，无法判断缺陷是否为锌渣缺陷。在连续热镀锌工艺生产的热镀锌钢板上，除了锌渣缺陷，还可能存在诸如漏镀点、亮点、锌凸起、小锌花等其他缺陷，这些缺陷的光学特征与锌渣缺陷有相似之处。例如锌渣和锌凸起均为凸起，锌渣与漏镀点均为点状缺陷。因此，难以通过光学图像采集和分析的方法及时判断锌渣缺陷的分布。
发明内容
本发明了提供了一种测定热镀锌钢板表面锌渣位置及密度分布的方法，能够准确的检测热镀锌钢板表面的锌渣缺陷，以解决现有技术存在的不能够及时判断锌渣缺陷的分布的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种测定热镀锌钢板表面锌渣位置及密度分布的方法，包括如下步骤：
将连续生产的热镀锌钢板通过钢板测厚仪和镀锌层铁含量测量仪器，得到所述热镀锌钢板宽度方向x的厚度轮廓曲线以及所述热镀锌钢板宽度方向x的镀锌层铁含量分布曲线；
根据所述热镀锌钢板宽度方向x的厚度轮廓曲线，获得轮廓极大值点的相对高度Δz；
根据所述热镀锌钢板宽度方向x的镀锌层铁含量分布曲线，获得铁含量极大值点的相对高度ΔFe％；
计算所述轮廓极大值点和所述铁含量极大值点的距离Δx；
根据所述距离Δx、所述轮廓极大值点的相对高度Δz和所述铁含量极大值点的相对高度ΔFe％，得到所述热镀锌钢板表面的锌渣位置；
根据所述热镀锌钢板表面的锌渣位置，计算得到所述热镀锌钢板不同长度上的锌渣密度分布。
优选的，所述根据所述距离Δx、所述轮廓极大值点的相对高度Δz和所述铁含量极大值点的相对高度ΔFe％，得到所述热镀锌钢板表面的锌渣位置，具体为：
判断所述距离Δx是否小于等于1mm；
判断所述轮廓极大值点的相对高度Δz是否大于等于5μm；
判断所述铁含量极大值点的相对高度ΔFe％是否大于等于1％；
如果所述距离Δx≤1mm，所述轮廓极大值点的相对高度Δz≥5μm，所述铁含量极大值点的相对高度ΔFe％≥1％，那么所述轮廓极大值点与所述铁含量极大值点的中间位置是一个锌渣分布位置。
优选的，所述根据所述热镀锌钢板表面的锌渣位置，计算得到所述热镀锌钢板不同长度上的锌渣密度分布，具体为：
将所述热镀锌钢板沿轧制方向划分为至少一个等间隔区间；
统计每个区间上的锌渣位置的总数作为对应区间的锌渣密度。
优选的，在所述将所述热镀锌钢板沿轧制方向划分为至少一个等间隔区间之后，所述方法还包括：
将相邻区间的分界线上的锌渣位置，平分到所述相邻区间中。
优选的，所述钢板测厚仪和镀锌层铁含量测量仪器均位于水淬槽和光整机之间。
优选的，所述热镀锌钢板宽度方向x表征的宽度具体是带钢中除去带钢两侧边部各10mm之后的部分。
通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明提供了一种测定热镀锌钢板表面锌渣位置及密度分布的方法，通过将连续生产的热镀锌钢板通过钢板测厚仪和镀锌层铁含量测量仪器，得到热镀锌钢板宽度方向x的厚度轮廓曲线以及热镀锌钢板宽度方向x的镀锌层铁含量分布曲线，然后根据这两条曲线的具体值进行处理，最终获得热镀锌钢板不同长度上的锌渣密度分布。本发明避免了通过光学图像采集和分析的方法来判断锌渣在热镀锌钢板的位置，使用钢板测厚仪和镀锌层铁含量测量仪器来进行测定，测定的结果精确，能够准确、及时的识别出锌渣在热镀锌钢板的位置。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种测定热镀锌钢板表面锌渣位置及密度分布的方法对应的工艺图；
图2是本发明实施例中一种测定热镀锌钢板表面锌渣位置及密度分布的方法的流程图；
图3A-图3B是本发明实施例中提供的热镀锌钢板在长度为1000米位置的宽度方向的厚度轮廓曲线和镀锌层铁含量分布曲线；
图4是本发明实施例提供的热镀锌钢板表面前10米的锌渣分布图；
图5是本发明实施例提供的热镀锌钢板表面前10米的锌渣分布密度图；
图6是本发明中热镀锌钢板表面宽度方向x和轧制方向的示意图。
附图标记说明：1、炉鼻子，2、锌锅，2、冷却塔，4、水淬槽，5、钢板轮廓测量仪，6、镀锌层铁含量测量仪器，7、光整机，8、带钢，9、热镀锌带钢。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
如图1所示，是本发明涉及的测定热镀锌钢板表面锌渣位置及密度分布的方法对应的工艺图。
连续生产的带钢8首先通过炉鼻子1进入锌锅2进行镀锌处理。镀锌后的带钢8通过冷却塔3后锌液在带钢8表面凝固，形成镀锌层，此时便形成了热镀锌钢板9，随后热镀锌钢板9在水淬槽4中冷却到室温。然后热镀锌钢板9经过钢板轮廓测量仪5，这种钢板轮廓测量仪5能够实时检测出热镀锌钢板9沿宽度方向x的轮廓高度z。热镀锌钢板9通过钢板轮廓测量仪5之后再经过镀锌层铁含量测量仪器6，这种镀锌层铁含量测量仪器6可以检测出热镀锌钢板9的镀锌层沿宽度方向x的铁含量Fe％。热镀锌钢板9通过镀锌层铁含量测量仪器6后再经过光整机7，得到质量要求的热镀锌带钢产品。
将钢板轮廓测量仪5和镀锌层铁含量测量仪器6安装在水淬工序和光整工序之间(即水淬槽和光整机之间)的理由是，水淬前的热镀锌钢板9温度太高，不利于准确测量钢板轮廓和镀锌层铁含量，而光整后的热镀锌钢板9表面的锌渣被光整工序影响，对测量产生干扰。
在具体的实施过程中，请参看图2，测定热镀锌钢板表面锌渣位置及密度分布的方法实施的流程图如下：
步骤1，将连续生产的热镀锌钢板通过钢板测厚仪和镀锌层铁含量测量仪器，得到热镀锌钢板宽度方向x的厚度轮廓曲线以及热镀锌钢板宽度方向x的镀锌层铁含量分布曲线。热镀锌钢板宽度方向x的示意图具体请参看图6。
步骤2，根据热镀锌钢板宽度方向x的厚度轮廓曲线，获得轮廓极大值点的相对高度Δz。
具体来说，从厚度轮廓曲线上可以计算得到若干极大值点和极小值点，计算相邻的极大值点与极小值点的轮廓高度差Δz作为轮廓极大值点的相对高度Δz。为了获得厚度轮廓曲线上的极大值点和极小值点，可以在计算前将厚度轮廓曲线进行适当的滤波处理。
步骤3，根据热镀锌钢板宽度方向x的镀锌层铁含量分布曲线，获得铁含量极大值点的相对高度ΔFe％。
具体来说，从镀锌层沿宽度方向x的铁含量分布曲线上计算得到若干极大值点和极小值点，计算相邻的极大值点与极小值点的铁含量差ΔFe％作为铁含量极大值点的相对高度ΔFe％。为了获得铁含量分布曲线上的极大值点和极小值点，可以在计算前将铁含量分布曲线进行适当的滤波处理。
步骤4，计算轮廓极大值点和铁含量极大值点的距离Δx。
步骤5，根据距离Δx、轮廓极大值点的相对高度Δz和铁含量极大值点的相对高度ΔFe％，得到热镀锌钢板表面的锌渣位置。
在具体的实施过程中，步骤5的具体做法如下：判断距离Δx是否小于等于1mm；判断轮廓极大值点的相对高度Δz是否大于等于5μm；判断铁含量极大值点的相对高度ΔFe％是否大于等于1％；如果距离Δx≤1mm，轮廓极大值点的相对高度Δz≥5μm，铁含量极大值点的相对高度ΔFe％≥1％，那么轮廓极大值点与铁含量极大值点的中间位置是一个锌渣分布位置。
步骤6，根据热镀锌钢板表面的锌渣位置，计算得到热镀锌钢板不同长度上的锌渣密度分布。
在具体的实施过程中，一般的做法是：将热镀锌钢板沿轧制方向划分为至少一个等间隔区间。例如热镀锌钢板的长度为10米，那么可以按照1米划分为10个等间隔区间。当然，也可以按照2米来划分为5个等间隔区间。具体的划分规则本发明不做限制。然后，统计每个区间上的锌渣位置的总数作为对应区间的锌渣密度。如果某个锌渣位置恰好在区间分界线上，则该锌渣位置在相邻两个区间中各算0.5，即：将相邻区间的分界线上的锌渣位置，平分到相邻区间中。
而对于热镀锌钢板的宽度规定，由于热镀锌钢板两侧边部10mm要在光整之后切除，因此其表面的锌渣并不会在成品表面出现。因此，热镀锌钢板的成品宽度小于带钢的宽度，即：热镀锌钢板的宽度为除去带钢两侧边部10mm之后的部分。
下面使用具体的例子进行说明。
将带钢进行连续热镀锌生产，之后通过钢板轮廓测量仪和镀锌层铁含量测量仪器。
规格为0.8*1680mm的带钢进行连续热镀锌生产，冷却之后通过钢板轮廓测量仪和镀锌层铁含量测量仪器。图3A-图3B则为带钢生产1000米处，沿宽度X方向钢板的厚度轮廓曲线和镀锌层铁含量分布曲线。从厚度轮廓曲线中可以发现，P1、P2、P3、P4四点明显凸起，ΔZ均大于5μm。观察镀锌层铁含量分布曲线，F1、F2和F3三点的铁含量极大值相对高度ΔFe％＞1％。对照厚度轮廓曲线和镀锌层铁含量分布曲线，P1点和F1点的宽度方向距离ΔX＝0.6mm＜1mm，故判定P1与F1的中间位置存在锌渣，而P4点和F3点的宽度方向距离ΔX＝0.9mm＜1mm，因此P4与F3的中间位置存在锌渣。P2点对应的宽度方向位置580mm处，铁含量无明显极大值点，故P2点非锌渣。F3与P3点宽向距离ΔX＝5mm>1mm，故P3点和F3点之间不存在锌渣。综上可以判断，在带钢长度为1000米处存在两个锌渣。
进一步的，还可以计算得到整个带钢的锌渣密度分布。前10米的带钢锌渣分布如图4所示。忽略带钢两侧各10mm的区域后，带钢长度方向上每隔1米取为一个区间，S1至S10为10个区间。S1中有3个锌渣，S2与S3分界线处存在一个锌渣，则按照均分原则，两个区间每个增加0.5个，因此S2存在2.5个锌渣，S3存在3.5个锌渣。
依次类推，可以计算出各区间锌渣数量，也就是带钢的锌渣密度分布，如图5所示。
通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明提供了一种测定热镀锌钢板表面锌渣位置及密度分布的方法，通过将连续生产的热镀锌钢板通过钢板测厚仪和镀锌层铁含量测量仪器，得到热镀锌钢板宽度方向x的厚度轮廓曲线以及热镀锌钢板宽度方向x的镀锌层铁含量分布曲线，然后根据这两条曲线的具体值进行处理，最终获得热镀锌钢板不同长度上的锌渣密度分布。本发明避免了通过光学图像采集和分析的方法来判断锌渣在热镀锌钢板的位置，使用钢板测厚仪和镀锌层铁含量测量仪器来进行测定，测定的结果精确，能够准确、及时的识别出锌渣在热镀锌钢板的位置。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通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申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种测定热镀锌钢板表面锌渣位置及密度分布的方法，其特征在于，包括如下步骤：
将连续生产的热镀锌钢板通过钢板测厚仪和镀锌层铁含量测量仪器，得到所述热镀锌钢板宽度方向x的厚度轮廓曲线以及所述热镀锌钢板宽度方向x的镀锌层铁含量分布曲线；
根据所述热镀锌钢板宽度方向x的厚度轮廓曲线，获得轮廓极大值点的相对高度Δz；其中，Δz是相邻的极大值点与极小值点的轮廓高度差；
根据所述热镀锌钢板宽度方向x的镀锌层铁含量分布曲线，获得铁含量极大值点的相对高度ΔFe％；ΔFe％是相邻的极大值点与极小值点的铁含量差；
计算所述轮廓极大值点和所述铁含量极大值点的距离Δx；
根据所述距离Δx、所述轮廓极大值点的相对高度Δz和所述铁含量极大值点的相对高度ΔFe％，得到所述热镀锌钢板表面的锌渣位置；
根据所述热镀锌钢板表面的锌渣位置，计算得到所述热镀锌钢板不同长度上的锌渣密度分布。
2.根据权利要求1所述的测定热镀锌钢板表面锌渣位置及密度分布的方法，其特征在于，所述根据所述距离Δx、所述轮廓极大值点的相对高度Δz和所述铁含量极大值点的相对高度ΔFe％，得到所述热镀锌钢板表面的锌渣位置，具体为：
判断所述距离Δx是否小于等于1mm；
判断所述轮廓极大值点的相对高度Δz是否大于等于5μm；
判断所述铁含量极大值点的相对高度ΔFe％是否大于等于1％；
如果所述距离Δx≤1mm，所述轮廓极大值点的相对高度Δz≥5μm，所述铁含量极大值点的相对高度ΔFe％≥1％，那么所述轮廓极大值点与所述铁含量极大值点的中间位置是一个锌渣分布位置。
3.根据权利要求1所述的测定热镀锌钢板表面锌渣位置及密度分布的方法，其特征在于，所述根据所述热镀锌钢板表面的锌渣位置，计算得到所述热镀锌钢板不同长度上的锌渣密度分布，具体为：
将所述热镀锌钢板沿轧制方向划分为大于一个的等间隔区间；
统计每个等间隔区间上的锌渣位置的总数作为对应区间的锌渣密度。
4.根据权利要求3所述的测定热镀锌钢板表面锌渣位置及密度分布的方法，其特征在于，在所述将所述热镀锌钢板沿轧制方向划分为至少一个等间隔区间之后，所述方法还包括：
将相邻区间的分界线上的锌渣位置的数量，平分到所述相邻区间中。
5.根据权利要求1所述的测定热镀锌钢板表面锌渣位置及密度分布的方法，其特征在于，所述钢板测厚仪和镀锌层铁含量测量仪器均位于水淬槽和光整机之间。
6.根据权利要求1所述的测定热镀锌钢板表面锌渣位置及密度分布的方法，其特征在于，所述热镀锌钢板宽度方向x表征的宽度具体是带钢中除去带钢两侧边部各10mm之后的部分。
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