一種鋅鐵合金標準樣板的製作方法
2023-05-22 03:41:01 1
專利名稱：一種鋅鐵合金標準樣板的製作方法
技術領域：
本發明涉及合金化熱鍍鋅產品的製作方法，具體地說，本發明涉及一種鋅鐵合金標準樣板的製作方法。
背景技術：
熱鍍鋅產品主要分為鋅鐵合金產品(GA)和純鋅產品(GI)兩大類。鋅鐵合金化熱鍍鋅板是將鋼板在熱鍍鋅後再加熱，保溫一定時間，通過基板中的鐵與鍍層中的鋅相互擴散，形成鋅-鐵合金層，該鍍層使得鋅鐵合金產品具有更好的焊接和衝壓性能，能更廣泛地應用於高端汽車板的生產中。因此，在熱鍍鋅線上所有的控制過程中，鍍層厚度控制成為了一個非常重要的部分，其控制精度的優劣將直接影響熱鍍鋅板的質量，測量設備精度的不準確將會不可避免地引起鋅層厚度上的偏差，從而使得鋅層過薄或過厚，最終導致鍍鋅產品質量下降。
另一方面，鐵含量對於熱鍍鋅產品的質量也極為重要。目前設備供應商僅可以提供純鋅標準樣板，但是無法提供合金化標準樣板，因為純鋅標準樣板可以通過貼鋅膜的方式進行製造，而合金化的標準樣板無法通過貼膜的方式進行製造，因此，鋅鐵合金層鐵含量的測量也成為了一大技術難題，關鍵在於缺少能夠為鋅鐵合金測量設備——在線塗層測厚儀進行標定的標準樣板，導致鐵合金測量不夠準確，這樣在生產過程中鐵含量將無法準確控制。鐵含量控制不好，容易出現嚴重的衝壓粉化及白邊的質量問題。目前生產上主要採用化學分析的方法對鋅鐵合金進行破壞分析，但是時間周期比較長(約兩小時)，所以無法保證實時控制的準確性。
為了解決上述問題，本發明者提供了一套可以覆蓋全部工藝範圍，並有準確數據的標準合金化樣板，從而實現鋅層測厚儀可以實時、快速、準確地測量合金化產品中的鋅層及鐵含量，保證合金化產品的質量。
因此，本發明的目的在於提供一種鋅鐵合金標準樣板的製作方法。
發明內容
本發明提供了一種鋅鐵合金標準樣板的製作方法，該製作方法包括以下步驟 (1)取樣將帶鋼進行熱鍍鋅，按氣刀壓力200～650mbar、氣刀功率20～70分別從小到大取值，交叉組合，採集到覆蓋全部工藝範圍的各個規格樣板，每個規格生產100～150m米，生產後將各個規格的帶鋼送到精整橫切機進行裁剪，要求最終目標樣板大小為200*200mm； (2)均勻性測試採用X射線螢光分析儀對200*200mm的樣板表面進行掃描，選出鋅層均勻性<1g/m2，鐵含量均勻性<0.5％的樣板，共3套，每套24個規格； (3)基準曲線製作採用X射線螢光分析儀對第一套樣板進行測量，記錄樣板電壓，再對該套樣板進行破壞性化學分析，得到樣板塗層真實值，利用最小二乘法擬合出在線塗層測厚儀的測量基準曲線； (4)定值對另一套樣板進行X射線螢光分析及破壞性化學分析，以確定所述基準曲線的準確度，再以確定後的曲線對第三套樣板進行測量，得到標準樣板。
在一個優選實施方式中，在所述步驟(1)中，熱鍍鋅的工藝參數設為氣刀高度300mm，氣刀距離8.5mm/8.5mm，機組速度80m/min，鋅鍋溫度460℃。
在一個優選實施方式中，在所述步驟(1)的裁剪過程中，於帶鋼生產的縱向方向50～75m處進行樣板裁剪，每種規格留用6～8塊200*200mm的樣板。
在一個優選實施方式中，在所述步驟(3)中，採用的擬合函數為最小二乘法的對數函數，公式如下所示 其中μ被測材料的吸收係數； W樣板塗層真實值； I樣板測量電壓； I∞塗層重量為無窮大時的電壓值； I0塗層重量為零時的電壓值。
在一個優選實施方式中，在所述步驟(4)中，基準曲線的準確度滿足鋅層重量<1g/m2，鐵含量<0.5％。
在本發明中，取樣的關鍵在於採集到整個生產工藝範圍的樣板，一般合金化生產的鋅層範圍在40-70g/m2，鐵含量在8-12％以內，尤其是對極限規格的採集，樣板數量越多，則基準曲線的擬合就越精確。因此，為達到最理想化的穩定生產狀態，要求機組速度、鋅鍋溫度、氣刀高度、氣刀距離設為定值，在此情況下，氣刀壓力為200-650mbar，氣刀功率為20-70(氣刀壓力和功率的極限值為每條機組設計時的保證值)，為覆蓋該範圍，確保可以取到整個生產工藝範圍的產品規格，按照均值理論分別設置氣刀壓力及功率的數值，交叉組合，這樣可以保證鋅鐵合金的鐵含量可以覆蓋14％以內的所有樣板，(正常生產中要求合金化產品的鐵含量必須控制在8-14％以內)。氣刀壓力和功率從小到大逐步變化， 本發明的有益效果為按本發明製作方法得到的標準合金化樣板可覆蓋整個工藝範圍、並有準確數據，該樣板可用於在線塗層測厚儀的標定，從而使合金化產品的鋅耗下降了1.1g/m2，鐵含量的測量精度提高到了±0.5％，滿足鋅鐵合金高精度生產的要求，改善了產品質量，成功地應用到寶日汽車板1#熱鍍鋅機組。
圖1為本發明實施例擬合的在線塗層測厚儀的測量基準曲線。
具體實施例方式 以下用實施例結合附圖對本發明作更詳細的描述。這些實施例僅僅是對本發明最佳實施方式的描述，並不對本發明的範圍有任何限制。
實施例 (1)取樣帶鋼鋼種採用DC56，鋼種規格為0.65×1100mm。將該鋼種進行熱鍍鋅，工藝參數設為氣刀高度300mm、氣刀距離8.5mm/8.5mm、機組速度80m/min、鋅鍋溫度460℃，在此情況下，氣刀壓力為200-650mbar，氣刀功率為20-70，等比例取氣刀壓力值為200mbar、350mbar、500mbar、650mbar，取氣刀功率值為20、30、40、50、60、70，按表1所示制定取樣表格，可採集到24種規格的樣板，每個規格生產100～150m米，生產後將各個規格的帶鋼送到精整橫切機進行裁剪，每個規格留用六塊，要求最終目標樣板大小為200*200mm。
表1 樣板取樣制定表
(2)均勻性測試採用THERMO公司實驗室的高精度掃描X射線螢光分析儀對24種規格，總計144塊的200*200mm樣板表面進行掃描，選出鋅層均勻性<1g/m2，鐵含量均勻性<0.5％的樣板。以K9-1樣板為例，沿X軸方向掃描，鋅層的最大值為53.6g/m2，最小值為52.8g/m2，鐵含量最大值為10.6％，最小值為10.2％，其均勻性完全滿足現場要求。從144塊樣板中選出三套(每套24個規格)均勻性較好的樣板。
(3)基準曲線製作將第一套樣板放在高精度掃描X射線螢光分析儀上進行測量，記錄樣板的電壓，再將該套樣板送到實驗室進行破壞性化學分析，得到該套樣板塗層真實值。然後尋找測量電壓(變量A)與鋅層真實值(變量B)之間的關係，利用最小二乘法擬合出在線塗層測厚儀的測量曲線，針對塗層變化特性與應用經驗，使用的擬合函數為最小二乘法的對數函數，其公式如下 其中μ被測材料的吸收係數； W樣板塗層重量(測量真實值)； I測量的X射線強度(測量電壓)； I∞塗層重量為無窮大時的射線強度(校正時快門關閉時的電壓值)； I0塗層重量為零時的射線強度(校正時快門打開時的電壓值)。
該曲線擬合結束後，即使各測量點統計均方差均為最小，記錄該曲線的數據，從而得出鋅層測量基準曲線，如圖1所示。
(4)定值在高精度掃描X射線螢光分析儀上建立了精度擬合曲線以後，將挑選出的另外一套樣板放到高精度掃描X射線螢光分析儀上進行測量，可以得出該套樣板的測量值，測量完畢後將該套樣板送至實驗室進行再次破壞性化學分析，以確定該該曲線的準確度是否滿足需求，如果數據不對，則還需要對曲線進行修正，如果化學分析的數據和該曲線測量的數據吻合(即鋅層重量在1g/m2，以內，鐵含量在0.5％以內)，則認為該基準曲線滿足要求。然後用該曲線對第三套樣板進行測量，該測量值即為標準樣板的真實值，該套樣板即為最終的標準樣板，其測量數據見表2。
表2 本發明實施例所得鋅鐵合金標準樣板的鋅鐵含量
本發明鋅鐵合金標準樣板主要作為標準測量器具，用於對現場的在線塗層測厚儀進行標定，標定周期為12個月，將該套所有的樣板放到在線測厚儀上，比較塗層測厚儀上的測量顯示值和真實值之間的差異是否在技術範圍之內，如果這種鋅層重量差別在1g/m2以內，鐵含量在0.5％以內，則說明在線塗層測厚儀的精度是可靠的，如果不在，則需要進行修正或重新製作精度曲線以保證過程的受控。
權利要求
1、一種鋅鐵合金標準樣板的製作方法，其特徵在於，該製作方法包括以下步驟
(1)取樣將帶鋼進行熱鍍鋅，按氣刀壓力200～650mbar、氣刀功率20～70分別從小到大取值，交叉組合，採集到覆蓋全部工藝範圍的各個規格樣板，每個規格生產100～150m米，生產後將各個規格的帶鋼送到精整橫切機進行裁剪，要求最終目標樣板大小為200*200mm；
(2)均勻性測試採用X射線螢光分析儀對200*200mm的樣板表面進行掃描，選出鋅層均勻性<1g/m2，鐵含量均勻性<0.5％的樣板，共3套，每套24個規格；
(3)基準曲線製作採用X射線螢光分析儀對第一套樣板進行測量，記錄樣板電壓，再對該套樣板進行破壞性化學分析，得到樣板塗層真實值，利用最小二乘法擬合出在線塗層測厚儀的測量基準曲線；
(4)定值對另一套樣板進行X射線螢光分析及破壞性化學分析，以確定所述基準曲線的準確度，再以確定後的曲線對第三套樣板進行測量，得到標準樣板。
2、根據權利要求1所述的製作方法，其特徵在於，在所述步驟(1)中，熱鍍鋅的工藝參數設為氣刀高度300mm，氣刀距離8.5mm/8.5mm，機組速度80m/min，鋅鍋溫度460℃。
3、根據權利要求1所述的製作方法，其特徵在於，在所述步驟(1)的裁剪過程中，於帶鋼生產的縱向方向50～75m處進行樣板裁剪，每種規格留用6～8塊200*200mm的樣板。
4、根據權利要求1所述的製作方法，其特徵在於，在所述步驟(3)中，採用的擬合函數為最小二乘法的對數函數，公式如下所示
其中μ被測材料的吸收係數；
W樣板塗層真實值；
I樣板測量電壓；
I∞塗層重量為無窮大時的電壓值；
I0塗層重量為零時的電壓值。
5、根據權利要求1所述的製作方法，其特徵在於，在所述步驟(4)中，基準曲線的準確度滿足鋅層重量<1g/m2，鐵含量<0.5％。
全文摘要
本發明提供了一種鋅鐵合金標準樣板的製作方法。該標準樣板的製作方法包括取樣、均勻性測試、基準曲線製作、定值四個步驟。本發明提供的鋅鐵合金標準樣板覆蓋了全部工藝範圍、給出了準確數據，可用於鋅鐵合金鋅層和鐵含量的在線測量儀表的標定，從而實現在線塗層測厚儀可以實時、快速、準確地測量合金化產品中鋅層及鐵含量，滿足鋅鐵合金高精度生產的要求。
文檔編號G01B21/08GK101520450SQ20081003387
公開日2009年9月2日 申請日期2008年2月26日 優先權日2008年2月26日
發明者玲 李, 李樂榕, 周意俊, 文宇浩, 程國營 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司