[发明专利]增加钢带表面清洁度的在线测量的灵敏度的方法和装置

说明书

本发明涉及一种自动化在线测量连续移动金属板或带(3)的碳污染方面的表面清洁度的方法，其特征在于测量强CN基团振动线的光强度的步骤，所述强CN基团振动线的光强度与氮振动线强度的测量进行关联以补偿由辐射束和辐射‑物质相互作用产生的波动。

技术领域

本发明主题

本发明涉及基于LIBS(laser-induced breakdown spectroscopy，激光诱导击穿光谱)方法提高在线测量连续移动金属带或板的表面清洁度的灵敏度的方法。

本发明还涉及用于实施所述方法的装置。

背景技术

技术背景和现有技术

当制造钢板时，冷轧过程(cold rolling process)基本上在所述板材表面上产生两种类型的杂质：一方面是来自所述轧制油分解的表面碳，另一方面是铁粉(iron fine)，其源自与用于轧制的所述汽缸(cylinder)的相互作用。

这种表面污染很麻烦，因为它需要更频繁地清洁所述汽缸，并且所述汽提浴(stripping bath)污染更快。这显然会产生额外的费用。所述污的板材也必须进行更长时间退火，这也更加增加成本。此外，在后面的镀锌(galvanizing)或涂漆步骤中，这些沉积物导致粘附缺陷，这种缺陷会对最终产品的耐腐蚀性产生影响。最后，在退火炉中，特别是在镀锌之前，所述碳污染随着时间的推移产生的烟灰(soot)会沉积于所述炉壁上，这需要更频繁的清洁。同样，所述铁细粉可能随时间累积于所述炉子的辊上，这可能会在所述板材上产生缺陷。

近年来，这种污染的在线测量已经取得了一些进展。目前，有三种主要方法：

-一种相对较新的方法是基于红外辐射吸收。它主要受表面碳的影响，而受所述铁细粉的影响则相当小。所述灵敏度是有限的，并且还没有太多的工业化应用(there isn’tmuch industrial distance yet)(参见Krauth P.J.,“de la propreté dessurfaces d’acier”,La Revue de Métallurgie–CIT,June 2002)；

-另一种方法基于对通过聚焦激光束在所述板表面上产生的等离子体的亮度强度的分析。最初，这种装置测量由所述等离子体产生的所述噪声(“A real time method forsurface cleanliness measurement”,G.M.Bilmes et al.,Appl.Phys.B 82,643-648,2006)。然而，所述系统却测量所述等离子体的整体亮度强度(“Practical Experienceswith Novel Non-Contact,Online,Surface Cleanliness Measurement System”,E.Almquist,U.Crossa,Proceedings Galvatech 2015)。所述系统对所述铁细粉显著地敏感，而对碳污染却相对较少敏感；

-最后，根据发明人的知识，目前允许同时且独立地在线测量铁细粒和表面碳的唯一装置是基于所述LIBS方法并由申请人在欧洲研究项目的背景下开发的(LowwearProject,RFCS Contract No RFSR-CT-2006-00010–1July 2006 to 31 December 2009)。这种方法(应用于冷轧生产线的输出)通过比较具有不同能量的两条铁线的强度来测量所述铁细粒水平。实际上，供给所述等离子体的颗粒越细，所述蒸发越容易，并且所述激光脉冲中剩余的将所述等离子体的原子激发到高能级的能量就越多。为了测量所述表面碳，则使用较强碳线，通常是在193nm处的线。这种测量的缺点是这个线的波长处于远UV中，因此它被来自空气的氧吸收，这降低了远程测量期间的有用强度。另一条敏感线存在于247.8nm处，其吸收不多，但叠加于铁线上，这使其难以使用。