用于在軋鋼機中加工軋件的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在軋鋼機中加工軋件的方法和設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]在將軋件在軋鋼機中加工成板、線或帶時，例如在熱軋過程中加熱和冷卻時引起軋件中的相變和/或組織變化。對此的實例是:在鋼制造中從面心立方的鐵轉(zhuǎn)換成體心立方的鐵；鋁合金中的Mg2Si的析出或者成形過程之后的重結(jié)晶。這種相變或者組織變化對于軋件的機械特性具有決定性的影響，因此嘗試有目的地控制這種轉(zhuǎn)變過程，以便在軋制過程結(jié)束時獲得具有特定材料特性的軋件。
[0003]然而，在軋制過程期間對這種進程或材料特性進行無破壞的測量通常是困難的。例如已知的是:取出軋件的抽查樣品并且從中確定機械特性。然而在此不利的是，這種抽查樣品僅能夠在特定的部位、例如在軋件的始端或末端處、例如在線尖處或在鋼帶的前端部處取出，并且所述抽查樣品的評估需要高的時間耗費。
[0004]另一種可行性在于:借助于在線測量、即在加工軋件期間測量，從材料的磁特性中確定粒度并且從中得出材料的機械特性的結(jié)論。該方法盡管是無破壞的并且檢測了軋件的大部分，然而不能夠或者僅能夠非常受限制地檢測軋件的結(jié)構(gòu)或者存在于軋件中的相。此夕卜，磁性測量在居里溫度之上觸及其極限，使得可靠的結(jié)論不再是可行的。
[0005]此外，作為對抽查樣品提取的附加或者補充已知了:利用組織模型評價整個軋件的機械特性或組織組成部分、即例如對線或鋼帶的整個長度評價。然而對此需要事先對抽查樣品進行調(diào)校。
[0006]從DE 199 41 736 Al中例如已知:軋件在加工期間用X光射線進行透射并且檢測和分析在軋件處衍射的X光射線的衍射強度。然而，該方法具有下述缺點:從軋件出發(fā)的X光射線通過在軋件中的吸收已經(jīng)顯著減弱并且所測量的強度與軋件的厚度相關(guān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此本發(fā)明的目的是，提出一種用于加工軋件的改進的方法，借助所述方法能夠可靠地在軋制過程期間確定工件的特性。此外，本發(fā)明的目的是提出用于實施該方法的設(shè)備。
[0008]首先提出的目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的特征的方法來實現(xiàn)。在根據(jù)本發(fā)明的用于在軋鋼機中加工軋件的方法中，在加工期間用X光射線輻照軋件。借助至少一個X光檢測器測量從軋件沿至少一個預(yù)定方向衍射的X光射線的強度，并且根據(jù)強度確定軋件的結(jié)構(gòu)參數(shù)的至少一個實際值。該至少一個X光檢測器在此設(shè)置在預(yù)期出現(xiàn)反射的位置中，其中軋件具有存在于軋件中的晶粒的靜態(tài)取向的多晶結(jié)構(gòu)，并且借助于Bragg條件確定預(yù)期的反射相對于晶粒的要研究的相的位置。
[0009]換言之:在預(yù)先設(shè)定的位置處測量在軋件中預(yù)期的相的特定的晶格平面上衍射的X光射線或?qū)τ谔囟ǖ木Ц衿矫骖A(yù)期的反射的強度。這具有下述優(yōu)點:即例如通過X光熒光引起的X光射線不影響或幾乎不影響測量。
[0010]因此，在軋制過程期間，在軋件上執(zhí)行在線X光射線衍射法，并且從在軋件處衍射的X光射線的所測量的強度中確定軋件的結(jié)構(gòu)參數(shù)，即一定程度上實施在線狀態(tài)確定。結(jié)構(gòu)參數(shù)的這種實際值是:例如存在于軋件中的或在其中預(yù)期的、能夠根據(jù)反射的方位或位置識別的相；存在于軋件中的或在其中預(yù)期的相的分量；或者微結(jié)構(gòu)參數(shù)、例如存在于軋件中的沉淀和其大小或者相中的粒度，所述粒度例如能夠根據(jù)反射的強度分布或反射銳度來測定。
[0011]軋件是具有各個晶粒的多晶材料，所述晶粒在軋件中靜態(tài)地取向。由于軋件的多晶結(jié)構(gòu)而充分地存在晶粒，所述晶粒的晶格平面相對于軋件的表面呈不同角度地取向，使得對于每個晶格平面產(chǎn)生具有充分強度的反射。各個晶粒與溫度或變形程度相關(guān)地位于不同的相中，例如位于具有面心立方結(jié)構(gòu)(fee)的奧氏體或者具有體心立方結(jié)構(gòu)(bcc)的鐵氧體中，其影響軋件的機械特性。因此，通過在加工期間確定軋件的結(jié)構(gòu)參數(shù)可以改進質(zhì)量控制。
[0012]在此，本發(fā)明基于下述思想:在軋件處衍射的X光射線的強度在至少一個預(yù)定的方向上由X光檢測器來測量。換而言之，將X光檢測器布置在某個位置，使得其能夠檢測在軋件的特定的晶格平面上的、例如在奧氏體晶粒的(111)-平面上衍射或反射的X光射線。因此，上面布置有X光檢測器的預(yù)定的位置根據(jù)在要研究的或在軋件中要預(yù)期的或期望的相中期待的反射的出現(xiàn)進行選擇。這具有下述優(yōu)點:在測量期間不必使X光檢測器經(jīng)過特定的角度范圍運動，而是能夠有目的地檢測從軋件出發(fā)的反射。此外，在預(yù)定的、即根據(jù)預(yù)期的反射定位的X光檢測器中，不需要用于確定結(jié)構(gòu)參數(shù)的高耗費的方法、例如Rietveld法，所述方法尤其在實時中是有問題的。
[0013]對于要研究的相所預(yù)期的反射的方位或位置，或者衍射角Θ能夠借助于Bragg條件-ηλ = 2dsin Θ -來確定，其中相的晶格平面以所述衍射角衍射X光射線。在此，衍射角Θ是入射的X光射線和滿足Bragg條件的晶格平面在其之間所圍成的角度。因為反射條件為入射角和出射角相同，所以將X光檢測器和X光源定位成，使得這兩者之間的角度為180° -2Θ。因此，預(yù)定的方向能夠理解為下述方向，特定相的特定的經(jīng)過平面沿所述方向衍射入射的X光射線。相的哪種晶格平面預(yù)期到反射并且對于哪種所述經(jīng)過平面觸發(fā)所述反射，這能夠借助于結(jié)構(gòu)模型或結(jié)構(gòu)因數(shù)來確定。
[0014]存在于軋件中的或者由于之前的加工步驟而預(yù)期的相原則上能夠根據(jù)表格或經(jīng)驗值來確定。如已經(jīng)提及的，預(yù)期的相的晶格平面的反射的方位或位置能夠經(jīng)由Bragg條件并且根據(jù)結(jié)構(gòu)模型來確定。在一個優(yōu)選的實施方式中，根據(jù)組織模型確定在軋件中預(yù)期的相，并且進而確定預(yù)期出現(xiàn)反射的位置。借助組織模型，根據(jù)軋件的變形程度、溫度、冷卻時間和組成確定存在于軋件中的相或者在特定位置處在軋鋼機中預(yù)期的相、軋件中的在加工期間發(fā)生的相變或者重結(jié)晶過程。從根據(jù)組織模型預(yù)期的相中確定對于該相所預(yù)期的反射，并且相應(yīng)地定位該至少一個X光檢測器。
[0015]該方法的第一可行性在于:作為結(jié)構(gòu)參數(shù)的實際值確定，在給定的時間內(nèi)是否已經(jīng)存在在軋件中預(yù)期的相；并且確定在軋件中存在的相的那個分量。如果沿預(yù)定方向衍射X光射線，那么測量反射，能夠從中得出:在軋件中存在相或晶格平面，從所述相或經(jīng)過平面中已經(jīng)產(chǎn)生了反射。存在于軋件中的相因此根據(jù)在特定位置處發(fā)生反射或者沿預(yù)定方向衍射的X光射線的絕對強度來識別。此外，通過事先標定能夠測定存在于軋件中的相的那個分量。
[0016]有利地，在至少兩個不同的位置處分別測量從軋件衍射的X光射線的強度，并且通過比較作為結(jié)構(gòu)參數(shù)的實際值的所測量的強度至少確定存在于軋件中的相的那個分量。如果應(yīng)用能夠檢測足夠大的角度范圍的X光檢測器或者如果反射或沿至少兩個方向衍射的X光射線位于足夠小的角度范圍中，那么應(yīng)用具有相應(yīng)大的接收面積的X光檢測器是足夠的。然而提出使用兩個或更多布置在不同位置處的X光檢測器。所測量的強度的比較在此能夠例如通過形成差或者通過確定最大強度之比來實現(xiàn)。如果例如在軋件中存在兩個不同的相，那么將兩個X光檢測器布置在對于各自的相所預(yù)期出現(xiàn)反射的兩個位置處。從這兩個反射相互的最大強度之比例中能夠確定關(guān)于相的相互的比例的結(jié)論，并且進而確定軋件中的相應(yīng)的相的那個分量。因此，根據(jù)衍射的X光射線的相對強度確定相的那個分量。由此可行的是，同時確定多個相，并且進而在事先標定之后定量地檢測軋件的組織結(jié)構(gòu)。
[0017]在該方法的另一個有利的設(shè)計方案中，通過將從軋件沿該至少一個預(yù)定方向衍射的X光射線的所測量的強度分布與預(yù)期的強度分布進行比較來確定結(jié)構(gòu)參數(shù)的實際值。由于在測量溫度波動和微結(jié)構(gòu)波動以及軋件的多晶特性期間軋件的運動，對于反射而言沒有得到強度的各個峰值，而是得到在小的角度范圍之上膨脹的強度分布。例如，較小