搜索
材质补偿在ZPSS热轧工厂测厚仪中的应用陈刚设备部热轧设备科张家港浦项不锈钢有限公司摘要：本文介绍了材质补偿技术的应用及测厚仪的工作原理，材质补偿在完善不锈钢测量精度发挥的作用作了详细的阐述。关键词：材质补偿测厚仪精度Abstract:：ThepaperintroducesmaterialcompensationofZPSSHSMspecialthicknessgauge,andit’sdetailedworkprincipleandparametersofhardwareandsoftwareofthethicknessgauge.Keyword:materialcompensationofZPSSHSMspecialthicknessgauge前言ZPSS热轧精轧区域安装了两台测厚仪（日本东芝），在实际压延中，两台测厚仪参与了板坯由厚到薄的压延过程，通过给轧机控制系统提供板坯厚度数据，直接参与轧机控制系统中自动厚度控制，压延中测厚仪将测量偏差以FF（前馈控制方式）&BF（后馈控制方式）传送给AGC控制系统，通过AGC控制轧机的rollforce/rollgap,使产品的厚度偏差达到理想。一、X射线测厚仪的组成原理以及技术特点1、测厚仪组成TOSGAGE6522SA测厚仪的典型平面布置图1：测厚仪主要由主控制柜、接线箱、报警灯、C型架等部分组成1.1、C型架C型架位于轧线精轧机组前，包括机械部分、探头、放射源、接收源等；X射线探测头，高压源均由国外进口，分辨率高，响应时间短，使测量数据更精确，保证了产品质量的稳定性和可靠性。机械部分由一个C型框架、一个驱动气缸、前后限位等组成，在C型框架下部里面，有一个控制、校准用电磁线圈及其辅助机构，通过CRT触摸屏的软件控制按钮可以驱动气缸进行测量、校准、屏蔽等操作。放射源在C型架的下臂内的一个发生器中，并在上面开了一个快门，用来控制放射线的通断。位于源盒正上方，C型架上臂的圆柱体里面装有探测用的射线探测器、电离室和前置放大电路。1.2、主控制柜主控制柜里有工控机，触摸显示器以及接线柜的总电缆终端、模拟和数字输入输出模块、高速计数器和以太网模块等。计算机通过多功能数据采集板获取厚度、长度脉冲、和探头温度等模拟信号和气缸位置等数字信号，进行计算输出、厚度显示、机械控制等，以及给轧机AGC系统一个厚度偏差信号。可利用历史数据对模型参数进行自适应及优化；利用实测数据对模型进行离线调试，对实测数据进行同步、抓拍扫描处理，对中浪及边浪具有良好的控制效果。1.3、对于X射线，在其穿透被测材料后，射线强度I的衰减规律为I=I0euh式中I0———入射射线强度；μ———吸收系数；h———被测材料的厚度。当μ和I0一定时，I仅仅是板厚h的函数，所以测出I就可以知道厚度h。X射线测厚仪原理是根据X射线穿透被测物时的强度衰减来进行转换测量厚度的，即测量被测钢板所吸收的X射线量，根据该X射线的能量值，确定被测件的厚度。由X射线探测头将接收到的信号转换为电信号，经过前置放大器放大，再由专用测厚仪操作系统转换为显示给人们以直观的实际厚度信号。X射线源辐射强度的大小，与X射线管的发射强度和被测钢板所吸收的X射线强度相关。一个在系统量程范围内的给定厚度，为了确定其所需的X射线能量值，可利用X射线检测仪进行校准。在检测任一特殊厚度时，系统将设定X射线的能量值，使检测能够顺利完成。在厚度一定的情况下，X射线的能量值为常量。当安全快门打开，X射线将从X射线源和探头之间的被测钢板中通过，被测钢板将一部分能量吸收，剩余的X射线被位于X射线源正上方的探头接收，探头将所接收的X射线转换为与之大小相关的输出电压。如果改变被测钢板的厚度，则所吸收的X射线量也将改变，这将使探头所接收的X射线量发生变化，检测信号也随之发生相应的变化。1.4、X射线测厚仪是由电源单元工作向测厚仪内部的Generator供电，以100kv,110kv,120kv,130kv,140kv,150kv不同的电压等级向Generator供电（不同的电压等级有不同的设定厚度决定即setup)。Generator内部tube（即球管）的灯丝在高电压情况下产生发射电子流。电子流定向轰击方向固定的特殊金属铯，铯在受到强度不同的电子流轰击后产生强度不同的X-RAY。我们就是利用不同强度的X-RAY在测厚方面进行利用的。X-RAY与г射线一样也具备很强的穿透力，正是因为X-RAY具备穿透物体的能力又没有г射线源那麽强的电离辐射。基于这一点测厚仪安全的利用了X-RAY的穿透特性。为了设备能时时保持较高的精度，有样板箱内部的九块内部样板组成不同测量区间中七个不同厚度点。测厚仪对每个区间进行测量得出calibrationpoint基准电流（精度）。而calibration是对相应区间中7个测量点中的NO.1,NO.4,NO.7进行测量得出三点精度曲线，其他没有被选中测量的测量点全部向此精度曲线靠拢。而在压延过程中每一个coilersetupdata发送至测厚仪后，入口与出口测厚仪同时开始进行自动calibration就是三点精度时时校验。HSGTubeRSG100HSGTubeRSG100RSG100HSGTubeC-frameCentralstationLocalhousingX-rayconrolcubicleMesskammerHighvoltagecable,maximumlenght35mConnectioncableRSG-HSG,maximumlenght100mSerialinterfaceRSG-Centralstation,Lenght100mpossible123Arrangementofthecomponentsofax-raysystem二、测厚仪测量不锈钢时精度存在的问题测厚仪Precisionbasic是由Standardchanger内部的纯铁sample决定的，在我们日常维护整备中使用外部的纯铁calibrationsample来进行常规精度调整，我们的生产线压延的是不锈钢，x-ray穿透纯铁sample和穿透不锈钢后的强度是有很大区别的，同样的强度的x-ray穿透纯铁sample和穿透不锈钢得出的结果是不锈钢偏厚或偏薄±500um.并且不同厚度x-ray穿透强度也是不一样的，对此我们必须对不锈钢的特性进行材质补偿，使之更切合与我们生产的产品品质。此外，随着设备使用时间的增加，有以下几种情况促使我们必须对不锈钢的特性进行材质补偿：1）设备在运行过程中的状态不是恒定不变，设备状态是由故障和相对稳定的波动组成，不同时期设备性能特性不同；2）整备活动的影响，比如重要备件交换测试，氮气压力的下降，cover的磨损与更换等，会影响设备性能特性，以前使用的参数继续使用的话，不能达到预期的产品品质要求；3）软件的处理能力变化，与之相关的设备性能升级，原有的软件不能最大化的提供设备性能的升级，或者与设备硬件产生冲突，不能更好的为设备提供软件平台。所以材质补偿数据同时也反映了不同时期设备不同的工作状态，不同的设备状态用同一补偿数据是不对的。三、解决措施1）取样从我公司生产的各种材质不同的不锈钢中取平整光滑的,尺寸100*100mm同系列的取样，取各种不同厚度的样板。2）测量手工测量，用千分尺对不同材质和不同厚度的不锈钢进行测量，并作出钢种和厚度的标签，使用测厚仪测量测量周期（6—12月）。取决于客户的反映周期（销售，技术，APL，STS）整理数据清单。TYPETHICKNESSCOMPENSATION（%）REMARK20060721200607232007110120071026200806252008619MG(%)TG（%）MG(%)TG（%）MG(%)TG（%）3043.06-3.09-3.07-3.01-3.04-2.9-2.93.678-1.87-1.99-1.85-2-1.81-24.365-1.51-1.54-1.49-1.58-1.39-1.535.09-2.2-2.03-2.14-2.22-2.09-2.195.261-1.67-1.69-1.62-1.74-1.56-1.686.159-1.44-1.6-1.43-1.49-1.36-1.418.015-1.42-1.46-1.36-1.54-1.31-1.439.705-1.63-1.65-1.64-1.67-1.61-1.6611.851-1.18-1.085-1.15-1.07-1.12-1.0913.808-0.97-0.85-0.97-0.85-0.96-0.9304L3.651-2.35-2.5-2.35-2.71-2.29-2.365.709-1.83-2-1.81-1.95-1.78-1.897.717-1.06-1.19-1.1-1.13-1.04-1.14309S5.653-1.24-1.37-1.21-1.33-1.2-1.3310S6.04-0.54-0.62-0.48-0.58-0.42-0.5131614.4863.583.713.513.633.643.75.3244.714.74.814.654.834.72316L3.8444.664.594.634.614.74.664.77844.244.684.774.453.565.8424.744.664.634.684.8294.657.6884.224.24.24.164.254.239.5744.194.214.24.154.24.29.8514.724.664.744.694.674.59.9714.234.644.224.594.224.47.2975.695.645.695.635.75.7317L3.4777.257.0747.267.237.367.284.9377.627.57.677.597.77.74.9617.677.727.737.667.777.73213.499-1.84-1.91-1.86-1.94-1.77-1.95.065-1.3-1.43-1.28-1.32-1.22-1.46.065-1.25-1.319-1.35-1.34-1.17-1.58.042-1.2-1.27-1.23-1.3-1.15-1.2511.821-0.73-0.618-0.69-0.65-6.67-6.63295.13.163.093.193.093.233.15.0853.443.413.563.363.553.56.0563.233.293.283.233.373.36.0523.263.23.323.153.393.3329LD5.268-1.73-1.855.261-1.58-1.66-1.57-1.7-1.55-1.7329J3L43.43.23.433.33.483.44093.06-2.32-2.39-2.36-2.38-2.26-2.43.467-4.28-4.5-4.29-4.36-4.215-4.324.08-3.45-3.72-3.77-3.85-3.65-3.75410L3.128-5.57-5.79-5.58-5.6-5.5-5.63.232-4.94-5.1-4.98-5.06-4.9-53.508-4.98-5.22-5.03-5.08-5-5.083.511-4.95-5.22-4.98-5.08-4.95-5.084.025-4.66-4.8-4.65-4.71-4.55-4.71ZP21024.44-3.81-3.8-3.712008.1.75.435-4.11-4.03-3.6072008.1.73）补偿测厚仪样板箱样板是纯铁制造，材料的吸收率和穿透率是恒定的，所以以他的校验结果来测量不同材料的带钢，一定是有误差的，这就是我们要进行材料补偿的原因，在实际操作过程中，我们要确定的是-材料补偿系数。假设我们的300系列不锈钢，在常温下用千分尺对一块不锈钢进行多点测量求一平均厚度作为我们的实际厚度，然后将不锈钢样板箱在C型架中间进行测量得出MG304-4-3