CN115283456A - 热镀锌钢板在线温度检测方法和生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种热镀锌钢板在线温度检测方法和生产工艺，属于辐射高温测定法技术领域。所述检测方法包括设置在热镀锌钢板后处理工序的钝化烘箱处的第一实时测温工序和/或设置在热镀锌钢板后处理工序的耐指纹烘箱处的第二实时测温工序，并且所述第一实时测温工序和/或第二实时测温工序各自独立执行，且包括以下步骤：构建基于多对由第一信号数据与第二信号数据构成的数据对的线性函数式II。将第三信号数据作为变量T代入式I中，求得钝化烘箱处的运动钢板的第一实时温度和/或耐指纹烘箱处的运动钢板的第二实时温度的实时温度F。本发明采用的热镀锌钢板在线温度检测方法，精度高，所述检测方法的误差不超过±2℃。
Description
技术领域
本发明涉及辐射高温测定法技术领域，具体来讲，涉及一种热镀锌钢板在线温度检测方法以及一种热镀锌钢板生产工艺。
背景技术
目前对于热镀锌钢板温度的检测主要有三种方法：第一种是多波长红外温度计，精度高但价格昂贵，且不适合测量300℃以下的物体；第二种是感温贴纸，需要手动将贴纸粘在运行的热镀锌钢板上，操作不便有危险，而且检测精度较差，也不能够实现连续测量，还会对涂层表面形成损伤；第三种属于非直接检测，比如钝化涂层工艺中，通过使用热电偶检测烘箱中气体的温度来间接估算烘干后热镀锌钢板的温度，精度差，非常依赖于操作工的经验。
公开号为CN102225433B、公开日为2011.10.26的专利将钢坯在常化炉出口采用红外高温计和热电偶同时检测钢坯温度，通过比较二者的温差检测钢板表面温度是否合格。此方法操作不便且有一定的危险。
公开号为WO2019115063A1、公开日为2019.06.20的专利提供了一种测量移动带钢温度的方法，其中带钢与轧辊接触，因此在带钢和轧辊之间有一个楔形开口，带钢和轧制辊分开，在带钢与轧制辊接触的地方有一个楔形开口。使用红外或可见光测量相机沿至少一个楔形开口的至少一部分长度测量带材的温度。该专利这种辊测法，辊子本身具有较大热容量，会影响检测值的响应速度。
发明内容
发明人经分析发现：对于热镀锌钢板的温度检测，面临的主要问题有：①热镀锌钢板处于高速运动状态，速度最高达200m/min，不适用接触式测温，而且在涂覆工艺中，接触式测温会给涂层带来损伤。②热镀锌钢板表面反射性强，红外测温易受到车间内其它光源和热源影响；③热镀锌钢板温度范围较低，在400℃以下，能够满足该测温范围的多波长或双波长测温计产品较少。
本发明一方面提供了一种热镀锌钢板在线温度检测方法，所述检测方法包括设置在热镀锌钢板后处理工序的钝化烘箱处的第一实时测温工序和/或设置在热镀锌钢板后处理工序的耐指纹烘箱处的第二实时测温工序，并且所述第一实时测温工序和/或第二实时测温工序各自独立执行，且相应包括以下步骤：
基于多对由第一信号数据与第二信号数据构成的数据对进行统计和回归分析，形成线性函数式II。
将第三信号数据作为变量T代入式I中，求得钝化烘箱处的运动钢板的第一实时温度和/或耐指纹烘箱处的运动钢板的第二实时温度的实时温度F，其中，
所述式I为
；
所述式II为
；
其中，Yij表示第一信号数据，对应于能够实现接触测温的第一测温仪对标定样的测温数据，所述标定样具有与所述钝化烘箱处的运动钢板和/或所述耐指纹烘箱处的运动钢板相同的规格，且被静止地相应设置在所述钝化烘箱处的运动钢板和/或所述耐指纹烘箱处的运动钢板的邻近位置。Xi表示第二信号数据，对应于能够实现非接触测温的第二测温仪在第一测温状态下的测温数据，其中，所述第二测温仪在所述第一测温状态下对准并测量所述标定样的温度，以获得第二信号数据，并在第二状态下对准和测量所述钝化烘箱处的运动钢板的温度和/或所述耐指纹烘箱处的运动钢板的温度，得到第三信号数据。i表示数据对的序号，为自然数且在j值确定的情况下，从1遍历至n，n不小于2。j表示根据光照强度确定的编号，为自然数且能够从1遍历至m，m不小于1。a为斜率，bj为第j编号的纵轴截距。
本发明的另一方面提供一种热镀锌钢板生产工艺，所述生产工艺包括上述热镀锌钢板在线温度检测方法。
由于采用了上述技术方案，本发明至少取得以下有益效果：
（1）本发明采用的热镀锌钢板在线温度检测方法，解决了现有测温手段中，热镀锌钢板运动速度过高难以检测、热镀锌钢板本身反射性强以及外界光源和热源影响的问题。
（2）本发明采用的热镀锌钢板在线温度检测方法，精度高，所述检测方法的误差不超过±2℃。
（3）本发明采用的热镀锌钢板在线温度检测方法，通过不断调整bj值，实现了针对特定厂房，不同测试环境条件对热镀锌钢板连续温度检测功能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了本发明热镀锌钢板后处理工序示意图；
图2示出了本发明的一个示例性实施例在不同测试环境下的热电偶测温值与红外测温值的关系图。
具体实施方式
为了更清楚的阐释本发明的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
另外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
在本发明的第一示例性实施例中，热镀锌钢板在线温度检测方法包括设置在热镀锌钢板后处理工序的钝化烘箱处的第一实时测温工序，并且所述第一实时测温工序通过以下步骤实现：
（1）构建线性函数模型
具体来讲，基于多对由第一信号数据与第二信号数据构成的数据对进行统计和回归分析，形成线性函数式II。
所述式II为
；
其中，Yij表示第一信号数据，对应于能够实现接触测温的第一测温仪对标定样的测温数据，所述标定样具有与所述钝化烘箱处的运动钢板相同的规格，且被静止地相应设置在所述钝化烘箱处的运动钢板的邻近位置。具体来讲，标定样可被设置为具有与所述钝化烘箱处的运动钢板相同的规格，例如，标定样的材质、表面粗糙度、厚薄尺寸、平整度等参数中的一项或两项以上、甚至于全部被设置为与钝化烘箱处的运动钢板相同；且标定样可被静止地设置在所述钝化烘箱处的运动钢板的邻近位置。这里，“静止”是相对于钝化烘箱处的运动钢板的“运动”而言的。优选地，标定样可被设置为沿与所述钝化烘箱处的运动钢板的被测平面平行的面铺设。所述邻近位置可以为靠近钝化烘箱处的运动钢板且不接触的位置，例如，与钝化烘箱处的运动钢板平行且距离大于0且不大于10mm，甚至于不大于5mm的位置。
Xi表示第二信号数据，对应于能够实现非接触测温的第二测温仪在第一测温状态下的测温数据，其中，所述第二测温仪在所述第一测温状态下对准并测量所述标定样的温度，以获得第二信号数据。另外，所述第一测温仪可以为接触式精准测温仪；更优选的，所述第一测温仪可以为热电偶测温仪。所述第二测温仪可以为非接触式红外测温仪；更优选的，所述第二测温仪为单波长红外测温仪。
i表示数据对的序号，为自然数且在j值确定的情况下，从1遍历至n，n不小于2，进一步地，n可以为5~100。
j表示根据光照强度确定的编号，为自然数且能够从1遍历至m，m不小于1；a为斜率，bj为第j编号的纵轴截距。m可以为特定厂房环境条件下，热镀锌生产线所要经历的光照强度的情况数量。根据发明人长期的数据统计和分析，发现：在厂房等环境条件基本确定的情况下，随着自然光照情况（例如，季节或节气、天气情况（阴、晴、雨）、日照时段（早、中、晚））和人工光照情况变化及其对表面反光情况的影响，会导致线性函数式模型出现变化，从而影响测量的准确度。因此，为了获得更加准确的测定结果，设置了随光照强度变化的bj，用以反馈和调整因上述自然光照情况和人工光照情况变化及其对表面反光情况的影响。例如，如图2所示，光照强度为1000lux条件下，回归统计分析得到圆形标号的线条；光照强度为100lux条件下，回归统计分析得到三角形标号的线条。例如，对于确定厂房环境条件下，如果常用的光照强度为100lux、1000lux两种，则可将j=1与光照强度为100lux关联，将j=2与光照强度为1000lux关联，并相应得到b1和b2。例如，图2示出了统计和回归分析的典型情况。从图2可以看出，对于不同的光照强度，纵轴截距bj略有变化，然而，斜率a基本不变，这充分证明本发明线性函数模型和bj微调方式的合理性和准确性。
例如，如图2所示，对于第1编号的光照强度100lux情况，通过针对多对由第一信号数据与第二信号数据构成的数据对（对应于图2的三角形点值，例如，可分别记为（X1，Y11）、（X2，Y21）、（X3，Y31）……（Xi，Yi1））进行线性回归统计分析，能够得到相应线性函数式II，及其斜率a和纵轴截距b1。对于第2编号的光照强度1000lux情况，通过针对多对由第一信号数据与第二信号数据构成的数据对（对应于图2的圆形点值，例如，可分别记为（X'1，Y12）、（X'2，Y22）、（X'3，Y32）……（X'i，Yi2））进行线性回归统计分析，能够得到相应线性函数式II，及其斜率a和纵轴截距b2。
（2）利用线性函数模型求取目标温度
将第三信号数据作为变量T代入式I中，求得钝化烘箱处的运动钢板的第一实时温度F。当然，亦可在所述代入之前，先根据光照强度确定对应的bj。例如，当光照强度分别为100lux、1000lux情况下，对应的bj分别为b1和b2。
所述式I为
；
式I中的a和bj即为式II中的a和bj。可通过第二测温仪在第二状态下对准和测量所述钝化烘箱处的运动钢板的温度，得到第三信号数据。此外，可通过设置位置切换机构来实现对第二测温仪的第一状态和第二状态的切换。
在本发明的第二示例性实施例中，热镀锌钢板在线温度检测方法包括设置在热镀锌钢板后处理工序的耐指纹烘箱处的第二实时测温工序。该第二实时测温工序可与上述第一实时测温工序基本相同，主要差别在于以下内容：
（i）所述标定样具有与所述耐指纹烘箱处的运动钢板相同的规格，且被静止地相应设置在所述耐指纹烘箱处的运动钢板的邻近位置；且耐指纹烘箱处及其运动钢板的温度区间、运行速度和光照情况与钝化烘箱处可存在差异。
（ii）可通过第二测温仪在第二状态下对准和测量所述耐指纹烘箱处的运动钢板的温度，得到第三信号数据。
在本发明的第三示例性实施例中，检测方法包括设置在热镀锌钢板后处理工序的钝化烘箱处的第一实时测温工序和设置在热镀锌钢板后处理工序的耐指纹烘箱处的第二实时测温工序，并且所述第一实时测温工序和第二实时测温工序各自独立执行，且第一实时测温工序可按照上述第一示例性实施例的情况执行，第二实时测温工序可按照上述第二示例性实施例的情况执行。例如，运动钢板经钝化膜涂覆后进行烘箱干燥，在第一实时测温工序处进行温度检测；然后再经耐指纹膜涂覆后进行烘箱干燥，在第二实时测温工序进行温度检测。所述热镀锌钢板后处理工序的示意图参考图1所示，检测方法包括设置在热镀锌钢板后处理工序Ⅰ的钝化烘箱处A的第一实时测温工序S1和设置在耐指纹烘箱处B的第二实时测温工序S2。
这里，钝化烘箱处的运动钢板和/或耐指纹烘箱处的运动钢板的运动速度可以为100m/min以上，且二者可以不同；进一步，所述运动速度为500m/min以上。所述钝化烘箱处的运动钢板的温度为60~85℃，进一步，所述钝化烘箱处的运动钢板的温度为75~80℃。所述耐指纹烘箱处的运动钢板的温度为100~140℃，进一步，所述耐指纹烘箱处的运动钢板的温度为115~125℃；所述钝化烘箱处的运动钢板和/或所述耐指纹烘箱处的运动钢板的总反射率范围为50%~60%，进一步，所述钝化烘箱处的运动钢板和/或所述耐指纹烘箱处的运动钢板的总反射率范围为53%~58%。本发明中总反射率包括镜面反射率和漫反射率，镜面反射率是指入射光经物体表面的镜面反射出去的能量与入射光总能量之比。漫反射反射率是指入射光经物体表面的漫反射出去的能量与入射光总能量之比。总反射率是指入射光经物体表面镜面反射和漫反射出去的能量与入射光总能量之比。钝化烘箱处的运动钢板与耐指纹烘箱处的运动钢板的总反射率基本一致。
另外，参考图2所示，针对热镀锌钢板，50℃以上温度检测时，热镀锌钢板的红外测温值与热电偶测温值线性关系更加精准，所述在线温度检测方法测得的热镀锌钢板的温度值会更加精准。
参考表1所示，发明人在相同的测试环境下，分别用本申请的第三示例性实施例的检测方法以及直接用热电偶检测热镀锌钢板的温度情况（即对比例1）进行了对比。表1中条件1和条件2是在钝化烘箱处；条件3和条件4是在耐指纹烘箱处。
表1热镀锌钢板不同条件下的测温结果
参考表1所示，与直接使用热电偶测温仪对热镀锌钢板进行测温进行比较，本发明采用的热镀锌钢板在线温度检测方法，精度高，所述方法的误差不超过±2℃。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.热镀锌钢板在线温度检测方法，其特征在于，所述检测方法包括设置在热镀锌钢板后处理工序的钝化烘箱处的第一实时测温工序和/或设置在热镀锌钢板后处理工序的耐指纹烘箱处的第二实时测温工序，并且所述第一实时测温工序和/或第二实时测温工序各自独立执行，且相应包括以下步骤：
基于多对由第一信号数据与第二信号数据构成的数据对进行统计和回归分析，形成线性函数式II；
将第三信号数据作为变量T代入式I中，求得钝化烘箱处的运动钢板的第一实时温度和/或耐指纹烘箱处的运动钢板的第二实时温度的实时温度F，其中，
所述式I为
；
所述式II为
；
其中，Yij表示第一信号数据，对应于能够实现接触测温的第一测温仪对标定样的测温数据，所述标定样具有与所述钝化烘箱处的运动钢板和/或所述耐指纹烘箱处的运动钢板相同的规格，且被静止地相应设置在所述钝化烘箱处的运动钢板和/或所述耐指纹烘箱处的运动钢板的邻近位置；Xi表示第二信号数据，对应于能够实现非接触测温的第二测温仪在第一测温状态下的测温数据，其中，所述第二测温仪在所述第一测温状态下对准并测量所述标定样的温度，以获得第二信号数据，并在第二状态下对准和测量所述钝化烘箱处的运动钢板的温度和/或所述耐指纹烘箱处的运动钢板的温度，得到第三信号数据；i表示数据对的序号，为自然数且在j值确定的情况下，从1遍历至n，n不小于2；j表示根据光照强度确定的编号，为自然数且能够从1遍历至m，m不小于1；a为斜率，bj为第j编号的纵轴截距。
2.根据权利要求1所述的热镀锌钢板在线温度检测方法，其特征在于，所述方法在确定的第j编号，通过针对多对由第一信号数据与第二信号数据构成的数据对进行线性回归统计分析，得到所述式II。
3.根据权利要求1所述的热镀锌钢板在线温度检测方法，其特征在于，所述钝化烘箱处的运动钢板的温度为70~85℃，进一步，所述钝化烘箱处的运动钢板的温度为75~80℃。
4.根据权利要求1所述的热镀锌钢板在线温度检测方法，其特征在于，所述耐指纹烘箱处的运动钢板的温度为110~135℃，进一步，所述耐指纹烘箱处的运动钢板的温度为115~125℃。
5.根据权利要求1所述的热镀锌钢板在线温度检测方法，其特征在于，所述钝化烘箱处的运动钢板和/或所述耐指纹烘箱处的运动钢板的总反射率范围为50%~60%，进一步，所述钝化烘箱处的运动钢板和/或所述耐指纹烘箱处的运动钢板的总反射率范围为53%~58%。
6.根据权利要求1所述的热镀锌钢板在线温度检测方法，其特征在于，所述第一测温仪为热电偶测温仪。
7.根据权利要求1所述的热镀锌钢板在线温度检测方法，其特征在于，所述第二测温仪为单波长红外测温仪。
8.根据权利要求1所述的热镀锌钢板在线温度检测方法，其特征在于，所述钝化烘箱处的运动钢板和/或所述耐指纹烘箱处的运动钢板的运动速度分别为100m/min以上。
9.根据权利要求1所述的热镀锌钢板在线温度检测方法，其特征在于，所述检测方法误差不超过±2℃。
10.一种热镀锌钢板生产工艺，其特征在于，所述热镀锌钢板生产工艺包括如权利要求1至9中任意一项所述的热镀锌钢板在线温度检测方法。
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