钢产品的温度的估计制造技术

本发明专利技术涉及一种用于估计钢产品的温度的方法，该方法包括：校准步骤，其中，针对若干测量条件记录范围从0.9μm至2.1μm的5个波长处的强度以及计算光谱衰减系数；测量步骤，其中，记录所述5个波长处的强度以及针对若干温度计算光谱衰减系数；以及比较步骤，其中，执行概率测试以估计钢产品温度。测试以估计钢产品温度。测试以估计钢产品温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】钢产品的温度的估计
[0001]本专利技术涉及用于估计正在经受冷却处理的钢产品的温度的方法。当所述钢产品上存在水时，本方法特别有利。例如，在炼钢中，所要求保护的方法可以在连续铸造的二次冷却过程期间或在热轧机的输出辊道中应用。
[0002]在钢带的制造期间，从其铸造到其卷取，钢经受若干冷却操作。这些操作通常包含将水喷涂到钢上。这可能会导致在带表面上形成水膜。
[0003]冷却操作通常涉及调节冷却功率的模型。这些模型以带温度作为输入数据。因此，为了可靠地掌握冷却，在冷却操作期间精确地知道温度是关键。
[0004]通常使用测量辐射强度的高温计来测量钢产品温度。然而，测量的辐射的强度受产品与高温计之间的介质(诸如，产品上的水层)的存在的影响。例如，当钢表面和环境没有任何干扰时，其精度为大约
±
10℃。当钢表面上有水时或当钢与高温计之间有雾时，测量误差可能高达100℃。当钢上有水并且钢与高温计之间有雾时，测量误差可能高达200℃。
[0005]因此，需要提高当钢上有水和/或带与测量装置之间有雾时测量钢温度的准确性。
[0006]EP 2889594公开了在利用水的冷却过程中准确地测量钢材料的表面温度的方法。0.7μm至0.9μm、1.0μm至1.2μm和1.6μm至1.8μm的波段中的辐射被记录。为了测量钢温度，使用了高温计。此外，光学玻璃被放置在高温计与钢之间，并且被放置在距离钢的确定空间处。光学玻璃也被定位成使得在冷却过程期间，冷却水进入钢材料与光学玻璃之间的空间，以便具有稳定的表面张力。因此，光学玻璃与钢之间的介质是已知的。然后使用和钢材料与光学玻璃之间的间隙有联系的系数对测量的辐射强度进行校正。这允许减少由水对辐射能量的吸收或散射引起的温度测量误差。
[0007]本专利技术的目的是提供提高钢带在冷却操作期间的温度测量的准确性的方法。
[0008]该目的通过提供根据权利要求1至12中任一项所述的方法来实现。
[0009]根据本专利技术的以下详细描述，其他特性和优点将变得明显。
[0010]图1示出了所要求保护的方法的步骤A.i.至B.ii.的实施方式。
[0011]图2示出了水的根据波长的吸收光谱的实施方式。
[0012]图3示出了水蒸气的根据波长的吸收光谱的实施方式。
[0013]图4示出了在校准步骤中计算的若干光谱衰减系数C
CALIB
的实施方式。
[0014]图5示出了由热电偶测量的和由所要求保护的方法估计的钢带温度的比较结果。
[0015]本专利技术涉及用于估计具有从300℃至1600℃的温度的钢产品的温度T
REAL
的方法，该方法包括：
[0016]A.校准步骤，其包括以下步骤：
[0017]i.借助于传感器测量由具有已知温度(T
REF
)的参考物在测量条件下发射的辐射在范围从0.9μm至2.1μm的5个波长(λ)处的强度(I)，其中，一个波长从0.9μm至1.35μm，一个波长从1.35μm至1.55μm，一个波长从1.55μm至1.85μm，一个波长从1.85μm至2.05μm，以及一个波长从2.05μm至2.1μm，测量条件是由所述参考物的发射率(ε
REF
)和所述参考物与所述传感器之间的介质的透射率(α
REF
)所表征的，其中，所述参考物是钢产品，
[0018]ii.使用所述5个波长处的所述测量强度(I)来计算光谱衰减系数C
CALIB
，
[0019][0020]其中，P(λ,T
REF
)是基于普朗克定律(Planck Law)由处于热平衡的黑体(black body)在波长(λ)和在温度(T
REF
)处发射的电磁辐射的谱密度，
[0021]iii.对于参考物发射率(ε
REF
)和所述参考物与所述传感器之间的介质的透射率(α
REF
)的N
CALIB
个不同组合重复步骤i.和ii.，以得到N
CALIB
个光谱衰减系数，N
CALIB
是大于2的整数，
[0022]B.测量步骤，其包括以下步骤：
[0023]i.测量由所述钢产品发射的辐射在所述范围从0.9μm至2.1μm的5个波长(λ)处的强度I，
[0024]ii.针对范围从300℃至1600℃的N
T
个温度(Tj)和针对所述5个波长来计算N
T
个光谱衰减系数C
计算
Tj，N
T
是从2至1300的整数，
[0025][0026]其中，
[0027]‑
P(λ,T
J
)是基于普朗克定律由处于热平衡的黑体在波长λ和在温度T
J
处发射的电磁辐射的谱密度，
[0028]C.比较步骤，其包括以下步骤，
[0029]i.执行用于在C
CALIB
之中发现最可能的C
计算
Tj的概率测试，
[0030]ii.将所述钢产品的温度T
REAL
估计为等于所述最可能的C
计算
T
J
的温度T
J
。
[0031]该过程的步骤如图1中所示。
[0032]钢产品可以是任何类型的产品，诸如带、箍或板坯。钢产品的温度是未知的，然而，根据其中执行测量的过程步骤，本领域的技术人员知道温度应该在的范围。例如，在热轧之后的钢带的冷却处理中，钢带的温度一般包括在300℃和1100℃之间。
[0033]在校准步骤A.i.中，可以通过任何合适的手段测量由参考钢产品发射的辐射的强度。这些强度优选地由高光谱摄像装置测量。
[0034]在校准步骤A.i.中，参考钢产品优选地具有与使其温度被估计的钢产品类似的成分。甚至更优选地，参考钢产品具有与被分析的钢产品相同的品级。
[0035]在校准步骤A.i.中，可以通过任何手段测量参考钢产品的温度。优选地，使用热电偶测量该温度。
[0036]在校准步骤A.ii.中，可以通过在测量温度处将每个记录的强度I除以P(λ,Tj)来计算光谱衰减系数C
CALIB
。
[0037]步骤A.i.和A.ii.被重复了N
CALIB
次，每次对应于新的测量条件。测量条件由参考物发射率(ε
REF
)和参考物与传感器之间的介质的透射率(α
REF
)的组合来限定。这允许对于不同的测量条件得到各种C
CALIB
。N
CALIB
越大，估计的准确性就越大。
[0038]换言之，校准步骤A.的步骤i.和ii.是针对钢产品发射率(ε
REF
)和测量条件透射率(α
REF
)的各种组合而重复的。ε
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于估计具有从300℃至1600℃的温度的钢产品的温度T
REAL
的方法，所述方法包括：A.校准步骤，其包括以下步骤：i.借助于传感器测量由具有已知温度(T
REF
)的参考物在测量条件下发射的辐射在范围从0.9μm至2.1μm的5个波长(λ)处的强度(I)，其中，一个波长从0.9μm至1.35μm，一个波长从1.35μm至1.55μm，一个波长从1.55μm至1.85μm，一个波长从1.85μm至2.05μm，以及一个波长从2.05μm至2.1μm，所述测量条件是由所述参考物的发射率(ε
REF
)和所述参考物与所述传感器之间的介质的透射率(α
REF
)所表征的，其中，所述参考物是钢产品，ii.使用所述5个波长处的所述测量强度(I)来计算光谱衰减系数C
CALIB
，其中，P(λ,T
REF
)是基于普朗克定律由处于热平衡的黑体在波长(λ)和在温度(T
REF
)处发射的电磁辐射的谱密度，iii.对于参考物发射率(ε
REF
)和所述参考物与所述传感器之间的介质的透射率(α
REF
)的N
CALIB
个不同组合重复所述步骤i.和ii.，以得到N
CALIB
个光谱衰减系数，N
CALIB
是大于2的整数，B.测量步骤，其包括以下步骤：i.测量由所述钢产品发射的辐射在所述范围从0.9μm至2.1μm的5个波长(λ)处的强度I，ii.针对范围从300℃至1600℃的N
T
个温度(Tj)和针对所述5个波长来计算N
T
个光谱衰减系数C
计算
Tj，N
T
是从2至1300的整数，其中，
‑
P(λ,T
J
)是基于普朗克定律由处于热平衡的黑体在波长λ和在温度T
J
处发射的电磁辐射的谱密度，C.比较步骤，其包括以下步骤：i.执行用于在所述C
CALIB
之中发现最可能的C
计算
Tj的概率测试，ii.将所述钢产品的温度T
REAL
估计为等于所述最可能的C
计算
T
J
的温度T
J

【专利技术属性】
技术研发人员：诺埃勒，
申请(专利权)人：安赛乐米塔尔公司，
类型：发明
国别省市：