[发明专利]一种用于在连续热镀锌机组中测量锌层厚度的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及热镀锌工艺，更具体地，是一种用于在连续热镀锌机组中测量锌层厚度的装置和方法。

背景技术

通常，带钢在出厂前会进行镀锌处理，以增强抗腐蚀性和外观美观程度。在冷轧连续热镀锌工艺中，通常利用镀锌机组来完成镀锌流程。具体地，参见图1，是常用的镀锌机组进行镀锌操作的示意图。如图所示，带钢1通过退火炉2经退火处理后，经由带有张力辊3的炉鼻子4进入具有沉没辊6的锌锅5内，在锌锅5中熔融的金属锌吸附在退火后的带钢1表面上，然后，气刀7对带钢表面的单位面积锌层重量进行控制。镀锌后的带钢先后通过镀后冷却设备8、10、12以及顶辊9、11后，经转向辊13进入带有沉没辊15的水淬槽14内冷却至后处理工艺温度，然后再依次经纠偏辊16、17、转向辊18和张力辊20后输出。

单位面积的锌层重量，简称锌层重量，在本行业内也常用锌层厚度来表示，是镀锌操作中的主要控制指标。在带钢出厂时，锌层重量需不低于特定的预定值(目标镀锌重量)，以保证带钢产品的质量。另一方面，现有的控制手段中，对锌层重量尚不能实现精确控制。因此，为确保出厂产品合格，带刚表面所镀的锌层重量，往往会大于目标镀锌重量。这造成了锌耗的增加以及生产成本的提高。

锌层厚度的控制和调节，主要通过对气刀各参数的控制而实现。例如气刀倾角(即气刀喷射方向相对于带钢表面的角度)，气刀高度(即气刀在垂直方向上距离锌锅5的液面的距离)、气刀间距(即气刀在水平方向上距离带钢的距离)以及气刀压力(即气刀内部喷吹介质的压力)等。在实际生产过程中，气刀倾角一般适合于在离线状态下调整。因此，作为在线控制手段，气刀高度、气刀间距和气刀压力是作为锌层厚度控制的主要目标参数。

目前，冷轧连续热镀锌机组普遍采用基于工艺表格的控制方法，并结合操作人员的手动干预，来控制锌层重量。锌层的实际重量，通过安装在转向辊18后的锌层测厚仪19进行测量。工艺人员事先给出对应于不同机组速度和目标镀锌重量的控制表格。对应于该控制表格，工艺人员根据由锌层测厚仪19测得的实际锌层重量，对气刀高度、气刀间距和气刀压力等控制参数进行调节。但是，利用该控制方法，由于工艺表格数据的优化依赖于经验的积累，并且难以反映现场工艺状况的实时变化，同时现场操作人员的水平参差不齐，因此该方法的控制精度较低，导致实际生产中锌层重量往往偏上限控制，因此锌耗较高。

针对上述问题，公开号为CN1610763A，发明名称为“在连续镀锌处理中控制钢带上的镀层重量的装置”的中国专利申请，提出针对目标镀锌重量的变化建立数学模型，通过数学模型的计算，设定对气刀各参数的控质量。同时，通过锌层测厚仪的测量值，进行数学模型的自适应，以提高设定计算的精度。然而，在现场生产实践中，锌层测厚仪的安装位置与气刀之间的带钢间距往往长达120米以上，按照80米/分钟的机组运行速度计算，锌层重量测量值于对应的各项气刀控制参数之间存在有至少1.5分钟的纯滞后，也就是说，在同一时刻采集到的多个数据之间不存在直接控制意义上的输入输出关系。由于上述方法简单采用了基于时间周期的自适应方法，而忽视了锌层测厚仪与对应气刀各项控制参数的滞后特性，因此，导致了其自适应的效果并不能反应操作中的真实情况。所以，对实际锌层重量仍不能达到精确控制的目的。

因此，需要一种新的对锌层厚度进行测量的方法和装置，来克服上述缺陷。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种用于在连续热镀锌机组中测量锌层厚度的装置和方法，以准确反映气刀各控制参数在特定时刻的准确情况，从而解决上述锌层重量测量值与对应气刀各控制参数的滞后性所带来的预测模型仍无法对锌层重量进行精确控制的问题。

在本发明的一个方面，提供了一种用于在连续热镀锌机组中测量锌层厚度的装置，所述连续热镀锌机组包括用于对带钢进行镀锌处理的气刀，以及镀后冷却后用于输出带钢的转向辊和张力辊。所述测量锌层厚度的装置包括：

长度编码器，其设置于所述张力辊上，用于对所述带钢的长度进行计数；

锌层测厚仪，其设置于所述转向辊之后，用于对锌层的厚度进行测量；

带钢长度监控装置，其分别与所述长度编码器和锌层测厚仪相连接；以及

锌层控制参数存储装置，其与所述带钢长度监控装置相连接；

其中，所述带钢长度监控装置用于在每个长度周期内，接收由所述长度编码器输出的长度计数值和所述锌层测厚仪输出的锌层厚度值，并利用接收到的所述长度计数值对所述长度计数值对应的长度周期内的锌层厚度值进行标记。