[发明专利]用于确定金属产品微观结构的设备和方法以及冶金系统

说明书

本发明涉及一种用于在冶金生产金属产品(2)期间确定该金属产品(2)的微观结构的设备(1)，包括至少一个X射线源(3)、至少一个X射线探测器(4)和至少一个容纳室(5,7)，其内部布置有X射线源(3)和/或X射线探测器(4)并且其包括至少一个X射线能穿透的窗体(6,8)。所述设备(1)包括至少一个用于主动冷却容纳室(5,7)的冷却装置(9)，以便在金属产品(2)的冶金生产期间能够可靠地确定其微观结构。

技术领域

本发明涉及一种用于在冶金生产金属产品期间确定该金属产品的微观结构的设备，包括至少一个X射线源、至少一个X射线探测器和至少一个优选封闭的容纳室，其内部布置有X射线源和/或X射线探测器并且其包括至少一个X射线能穿透的窗体。

此外，本发明涉及一种用于生产金属产品的冶金系统，包括至少一个用于控制和/或调节至少一个设备组件的操作的系统电子器件，其用于能执行至少一个冶金工艺步骤。

另外，本发明涉及一种通过使用至少一个X射线源和至少一个X射线探测器在冶金生产金属产品期间确定该金属产品的微观结构。

背景技术

冶金生产的金属产品的最终机械性质属于这类金属产品的基本质量标准。金属产品的微观结构是这些机械性质的决定因素之一。

目前，严格遵循一种成熟的方案来生产冶金产品，该方案说明了重要的各种测量参数值。常规测量技术检测参数，如金属产品的温度、带速、轧制力等，这些参数在一定程度上关系到金属产品的微观结构。规则的制程变动可以改变测量的参数与金属产品的微观结构之间的关系，这样金属产品就不能再获得所需的微观结构，从而无法获得所需的机械性质。例如，在生产双相钢期间，从化学组成中较小的偏差就会改变退火过程中获得奥氏体与铁素体理想比例所需要的必要温度分布，这就导致金属产品过硬和/或过脆或过软。

如果在生产金属产品期间能获得关于该金属产品的微观结构和机械性质的更多信息，则可改进冶金生产工艺。例如，这可以通过使用给定的可测参数来实现，如金属产品的温度、金属产品的化学组成、轧制力等，从而计算与金属产品的微观结构和/或机械性质密切相关的一个或多个参数。但缺陷在于，这就需要必须进行大量开发工作的工艺模型。

作为替代方案，可以使用在线测量技术来测量与金属产品的微观结构密切相关的参数。这同样要求甚高，因为需在生产设施的严苛环境中进行无损、连续、稳健且精确的测量。

一种检测金属产品微观结构的可行技术为X射线衍射。在该技术中，使用X射线辐照金属产品，根据布拉格方程，该X射线在金属产品的晶体结构的晶格面上衍射。X射线探测器检测衍射的X射线随衍射角变化的强度。可以使用这些数据来获得描述受辐照金属产品的微观结构的参数，如其结晶度、相组成、粒度、内部和外部机械应力以及金属结构。然而，这种在线技术并未广泛使用，因为所使用的测量仪器可能会受到工业设施环境中的热量或辐射损害。

借助X射线衍射来测量金属带性质的测量布置例如参阅JP61010749A、JP03817812B2和JP56001341A、DE3825830C2、EP0352423B1。

发明内容

本发明的目的是能够在金属产品的冶金生产期间可靠地确定该金属产品的微观结构。

本发明用以达成上述目的的解决方案为独立权利要求。在下文的描述、从属权利要求和附图中给出有利的实施方案，其中这些实施方案能够相应以单独方式或以这些实施方案中至少两种的不同组合表示本发明的改进方面，尤其是优选或有利方面。就此而言，即使下文在个别情况下并未明确指出，所述设备和冶金系统的实施方案也可对应于所述方法的实施方案，反之亦然。

根据本发明的用于在冶金生产金属产品期间确定该金属产品的微观结构的设备包括至少一个X射线源、至少一个X射线探测器和至少一个优选封闭的容纳室，其内部布置有X射线源和/或X射线探测器并且其包括至少一个X射线能穿透的窗体，并且所述设备包括至少一个用于主动冷却容纳室的冷却装置。