[发明专利]用于在轧钢机中加工轧件的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在轧钢机中加工轧件的方法和设备。

背景技术

在将轧件在轧钢机中加工成板、线或带时，例如在热轧过程中加热和冷却时引起轧件中的相变和/或组织变化。对此的实例是：在钢制造中从面心立方的铁转换成体心立方的铁；铝合金中的Mg₂Si的析出或者成形过程之后的重结晶。这种相变或者组织变化对于轧件的机械特性具有决定性的影响，因此尝试有目的地控制这种转变过程，以便在轧制过程结束时获得具有特定材料特性的轧件。

然而，在轧制过程期间对这种进程或材料特性进行无破坏的测量通常是困难的。例如已知的是：取出轧件的抽查样品并且从中确定机械特性。然而在此不利的是，这种抽查样品仅能够在特定的部位、例如在轧件的始端或末端处、例如在线尖处或在钢带的前端部处取出，并且所述抽查样品的评估需要高的时间耗费。

另一种可行性在于：借助于在线测量、即在加工轧件期间测量，从材料的磁特性中确定粒度并且从中得出材料的机械特性的结论。该方法尽管是无破坏的并且检测了轧件的大部分，然而不能够或者仅能够非常受限制地检测轧件的结构或者存在于轧件中的相。此外，磁性测量在居里温度之上触及其极限，使得可靠的结论不再是可行的。

此外，作为对抽查样品提取的附加或者补充已知了：利用组织模型评价整个轧件的机械特性或组织组成部分、即例如对线或钢带的整个长度评价。然而对此需要事先对抽查样品进行调校。

从DE 199 41 736 A1中例如已知：轧件在加工期间用X光射线进行透射并且检测和分析在轧件处衍射的X光射线的衍射强度。然而，该方法具有下述缺点：从轧件出发的X光射线通过在轧件中的吸收已经显著减弱并且所测量的强度与轧件的厚度相关。

发明内容

因此本发明的目的是，提出一种用于加工轧件的改进的方法，借助所述方法能够可靠地在轧制过程期间确定工件的特性。此外，本发明的目的是提出用于实施该方法的设备。

首先提出的目的通过根据权利要求1的特征的方法来实现。在根据本发明的用于在轧钢机中加工轧件的方法中，在加工期间用X光射线辐照轧件。借助至少一个X光检测器测量从轧件沿至少一个预定方向衍射的X光射线的强度，并且根据强度确定轧件的结构参数的至少一个实际值。该至少一个X光检测器在此设置在预期出现反射的位置中，其中轧件具有存在于轧件中的晶粒的静态取向的多晶结构，并且借助于Bragg条件确定预期的反射相对于晶粒的要研究的相的位置。

换言之：在预先设定的位置处测量在轧件中预期的相的特定的晶格平面上衍射的X光射线或对于特定的晶格平面预期的反射的强度。这具有下述优点：即例如通过X光荧光引起的X光射线不影响或几乎不影响测量。

因此，在轧制过程期间，在轧件上执行在线X光射线衍射法，并且从在轧件处衍射的X光射线的所测量的强度中确定轧件的结构参数，即一定程度上实施在线状态确定。结构参数的这种实际值是：例如存在于轧件中的或在其中预期的、能够根据反射的方位或位置识别的相；存在于轧件中的或在其中预期的相的分量；或者微结构参数、例如存在于轧件中的沉淀和其大小或者相中的粒度，所述粒度例如能够根据反射的强度分布或反射锐度来测定。

轧件是具有各个晶粒的多晶材料，所述晶粒在轧件中静态地取向。由于轧件的多晶结构而充分地存在晶粒，所述晶粒的晶格平面相对于轧件的表面呈不同角度地取向，使得对于每个晶格平面产生具有充分强度的反射。各个晶粒与温度或变形程度相关地位于不同的相中，例如位于具有面心立方结构(fcc)的奥氏体或者具有体心立方结构(bcc)的铁氧体中，其影响轧件的机械特性。因此，通过在加工期间确定轧件的结构参数可以改进质量控制。

在此，本发明基于下述思想：在轧件处衍射的X光射线的强度在至少一个预定的方向上由X光检测器来测量。换而言之，将X光检测器布置在某个位置，使得其能够检测在轧件的特定的晶格平面上的、例如在奥氏体晶粒的(111)-平面上衍射或反射的X光射线。因此，上面布置有X光检测器的预定的位置根据在要研究的或在轧件中要预期的或期望的相中期待的反射的出现进行选择。这具有下述优点：在测量期间不必使X光检测器经过特定的角度范围运动，而是能够有目的地检测从轧件出发的反射。此外，在预定的、即根据预期的反射定位的X光检测器中，不需要用于确定结构参数的高耗费的方法、例如Rietveld法，所述方法尤其在实时中是有问题的。