DE69223531T2

DE69223531T2 - Verfahren zur zerstörungsfreien on-line-Messung einer Charakteristik eines kontinuierlich hergestellten Produktes und entsprechende Vorrichtung

Info

Publication number: DE69223531T2
Application number: DE69223531T
Authority: DE
Inventors: Marc Friedrich; Jean-Lou Lebrun; Jean-Jacques Marez; Herve Pierre Michaud
Original assignee: Lorraine de Laminage Continu SA SOLLAC
Current assignee: Sollac SA
Priority date: 1991-02-19
Filing date: 1992-02-18
Publication date: 1998-04-16
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: EP0500453A1; FR2672997B1; JPH05107124A; FR2672997A1; KR920016827A; ES2112890T3; EP0500453B1; ATE161206T1; JP3217843B2; DE69223531D1; CA2060990A1; US5373545A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die kontinuierliche Herstellung eines in Band-, Profil-, Draht- oder dergleichen Form abgezogenes Produkts, wie etwa eines metallurgischen Produkts.
Insbesondere betrifft sie die zerstörungsfreie rasche Ermittlung oder Messung einer kontinuierlich schwierig meßbaren Eigenschaft eines derartigen Produkts im Verlaufe seiner Herstellung mit dem Ziel, eine Qualitätskontrolle zu bewirken oder der Herstellungsprozeß mit dem Ziel zu regeln, die schwierig meßbare Eigenschaft zu steuern.
Während der Herstellung derartiger Produkte ist es erforderlich, im Hinblick auf eine Steuerung oder Regelung, die schwierig kontinuierlich meßbaren Eigenschaften zu messen. Dies ist insbesondere der Fall für beispielsweise die Ebenheit oder die Elastizitätsgrenze. Üblicherweise ist der Fachmann zur Durchführung einer Messung dieser Eigenschaften angehalten, die Proben für das Produkt zu entnehmen und Messungen außerhalb der Fertigungsstrecke durchzuführen, und zwar in unterschiedlicher Weise. Diese Vorgehensweise hat mehrere Nachteile, und zwar unter anderem:
- Die Notwendigkeit, eine Probe zu entnehmen und damit diese Probe zu zerschneiden, wodurch der kontinuierliche Charakter der Herstellung unterbrochen ist;
- die Unmöglichkeit, die Regelung kontinuierlich durchzuführen.
Aus der den nächstkommenden Stand der Technik bildenden EP-A-0 145 547 ist eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Mes sung der Längsspannung eines Bands am Ausgang eines Walzwerks bekannt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese Nachteile zu überwinden und es zu ermöglichen, auf der Fertigungsstrecke in zerstörungsfreier und rascher Weise eine schwierig kontinuierlich meßbare Eigenschaft eines Produkts zu messen, das kontinuierlich in Band-, Profil- oder dergleichen Form hergestellt wird, wie etwa ein metallurgisches Produkt. Gekennzeichnet ist die Erfindung durch die Kombination der Merkmale gemäß Anspruch 1.
Wenn die zweite kontinuierlich meßbare Eigenschaft einen an sich bekannten Wert aufweist, und zwar entweder vor oder nach der Zone, sind die Messungen der zweiten Eigenschaft entweder vor oder nach dieser Zone nicht mehr erforderlich, und das Verfahren kann dadurch ausgeführt werden, daß lediglich eine Messung der zweiten Eigenschaft in dieser Zone durchgeführt wird.
Es können zwei Messungen der zweiten Eigenschaft an zwei unterschiedlichen Punkten besagter Zone ausgeführt werden, und gegebenenfalls an zwei unterschiedlichen Punkten, die entweder vor oder nach der Zone angeordnet sind, wobei die Meßpunkte, die in der Zone angeordnet sind, und die außerhalb dieser Zone angeordnet sind, derart sind, daß beim Vorbeilauf des Produkts die in der Zone und außerhalb derselben angeordneten Messungen einander zugeordnet sind. Im Fall eines Bandes können diese Punkte einerseits Punkte sein, die in der Vorbeilaufachse des Bands angeordnet sind, und andererseits Punkte, die auf einer Linie parallel zu dieser Achse, jedoch versetzt zu dieser angeordnet sind.
Die Erfindung erlaubt es damit, eine kontinuierliche Steuerung eines Produkts am Ausgang bzw. Ende eines kontinuierlichen Behandlungs- bzw. Verarbeitungsprozesses derart zu regeln, daß eine physikalische Eigenschaft des Produkts gesteuert wird.
Außerdem erlaubt die Erfindung eine Realisierung der Regelung einer Eigenschaft eines Produkts in Form eines Bands, eines Profils, eines Drahts oder dergleichen kontinuierlich hergestellt in einer Behandlungs- bzw. Verabeitungsanlage.
Die Erfindung betrifft insbesondere, jedoch nicht ausschießlich die Steuerung und/oder die Regelung der globalen Planheit des Wälzprodukts, wie etwa eines Stahlbands, das einem Planiervorgang in einer Planieranlage unterworfen ist. In diesem Fall handelt es sich bei der zweiten Eigenschaft um die künstlichen Spannungen in zumindest einer Zone des Bands, und ausgehend von dieser Messung werden die Werte ermittelt, die für die Abweichung von der Planheit repräsentativ sind (Wölbungen und/oder Wellungen), welche das Produkt bei Abwesenheit einer Spannung aufweist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die künstlichen Spannungen des Produkts durch die Messung einer charakteristischen Größe der Röntgenstrahlbeugung, die für die Spannung bzw. Belastung repräsentativ ist, ermittelt.
Gemäß dieser Ausführungsform wird der Bragg-Winkel auf beiden Seiten bzw. Oberflächen des Produkts gemessen und ein differentieller Wert des Bragg-Winkels wird ermittelt.
Die Erfindung hat außerdem eine Vorrichtung gemäß Anspruch 13 zum Ausführen des vorstehend genannten Verfahrens zum Gegenstand.
Bei einer zweiten Vorrichtung gemäß Anspruch 14 werden lineare Röntgenstrahldetektoren verwendet, um den Bragg-Winkel zu messen.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Korrektur der Messung, um Verschiebungen bzw. Versetzungen des Produkts im Verlaufe der Messung zu berücksichtigen.
Die vorliegende Erfindung läßt sich besser durch die folgende Beschreibung verstehen, die lediglich beispielhaft erfolgt und sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht; in diesen zeigen:
Figuren 1 und 2 Schemata zur Erläuterung des allgemeinen Prinzips der Erfindung,
Figuren 3 und 4 Schemata zur Erläuterung der Erfindung unter Anwendung auf die Messung von Abweichungen von der Planheit eines Blechs, wobei die Messung stromaufwärts von einer Planierungsanlage unter Spannung erfolgt,
Figur 5 ein vereinfachtes Schema einer Vorrichtung,
Figur 6 eine Einzelansicht einer Meßvorrichtung,
Figur 7 eine Kurve des Belastungs- bzw. Spannungsdifferentials als Funktion des Werts der Restwölbung,
Figur 8 eine Kurve des Bragg-Winkeldifferentials für dieselben Wölbungswerte,
Figur 9 das Schema einer Bragg-Winkel-Meßvorrichtung mit einer Vorrichtung zur Korrektur von Positionen des Blechs, und
Figur 10 ein Prinzipschema einer linearen Röntgenstrahldetektorvorrichtung zur Erfassung von Spannungen auf Grundlage der Bragg-Winkelmessung mit einem "Omega"-Aufbau für zwei Einfallswinkelwerte Ψ.
Unter Bezugnahme auf Figur 1 wird ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines von links nach rechts vorbeilaufenden Produkts erläutert.
Im Punkt A tritt das Produkt des kontinuierlichen Herstellungsprozesses mit einem ersten Merkmal X aus, das einen Wert aufweist, der gesteuert werden muß, jedoch nicht kontinuierlich meßbar ist; außerdem tritt es mit einem zweiten Merkmal Y aus, das einen Wert aufweist, der kontinuierlich meßbar -ist.
Stromabwärts vom Punkt A wird das Produkt in einen Referenzzustand, wie etwa am Punkt B überführt, in welchem das erste Merkmal einen an sich bekannten Wert X&sub0; und das zweite Merkmal einen meßbaren Wert Y&sub0; aufweist, indem ein mechanischer Prozeß zum Einwirken gebracht wird, und zwar entweder thermisch, magnetisch, elektrisch oder von anderer Natur, wobei der Prozeß gleichzeitig auf die Merkmale X und Y einwirkt.
Stromabwärts von diesem Prozeß kommt das Produkt erneut "frei" und das erste Merkmal nimmt erneut einen Wert X' und das zweite Merkmal einen Wert Y' ein.
Wie in Figur 2 gezeigt, sind die ersten und zweiten Merkmale untereinander korreliert, wenn der Prozeß zur Ausübung gebracht wird. Drei Fälle sind in der Figur dargestellt, die Kurve C1 entspricht einem umkehrbaren Prozeß und X variiert regelmäßig mit Y.
Die Kurve C3 weist einen Prozeß, der eine Sättigungswirkung darstellt, und die Kurve stellt einen vertikalen Teil auf, wenn der Prozeß einen Wert X auf einen Wert Xa geführt hat. Außerdem existieren Schwellenprozesse, in welchen die Kurve X = f(Y) zunächst einen horizontalen Teil darstellt, bis zu einem Teil, wo X eine Variable von Y ist. Derartige Prozesse können im Rahmen der vorliegenden Erfindung genutzt werden.
Die Kurve C2 entspricht der Verhaltensweise des Produkts am Ausgang bzw. am Ende des Prozesses. Diese Kurve ist identisch mit der Kurve C1, wenn keine Irreversibilität bzw. Umkehrbarkeit vorliegt; sie entspricht jedoch beispielsweise dem nichtvertikalen Teil der Kurve 3, wenn der Prozeß teilweise irreversibel ist, was zu einer Sättigungswirkung führt. Ein Beispiel derartiger Kurven entspricht dem Planierungsphänomen von gewölbten Blechen. Wenn X der Durchbiegung entspricht und Y der Abweichung der Spannungen zwischen den Ober- und Unterseiten der Achse dieser Bleche (oder Bänder) und wenn außerdem der Prozeß darin besteht, das Blech flach zu drücken, können zwei Fälle auftreten:
- Wenn die anfängliche Durchbiegung schwach ist, führt das Flachdrücken lediglich zu elastischen Verformungen, wobei der Prozeß reversibel ist, und um X und Y zu verbinden, könnte eine Kurve vom Typ C1 verwendet werden, und die Kurve vom Typ C2 wäre identisch zur Kurve vom Typ C1;
- wenn die anfängliche Durchbiegung sehr ausgeprägt ist, liegt eine plastische Verformung vor und beim Übergang des Punkts A (vor dem Prozeß) zum Punkt B, sind X und Y durch eine Beziehung entsprechend der Kurve vom C3 am Ende des Prozesses verbunden, und um von B nach C zu gelangen sind X und Y durch eine Kurve vom Typ C2 verbunden, wie in Figur 2 gezeigt.
Ausgehend von dieser Figur 2 wird deutlich, daß, wenn X&sub0; bekannt ist, wenn Y&sub0; gemessen wird und entweder Y (bei A) oder Y' (bei B) ist, X (bei A) ermittelt werden kann, wenn keine Sättigung vorliegt und in sämtlichen Fällen X' (bei C).
Mit zumindest einer Messung des zweiten Merkmals in der Zone des Punkt B und zumindest einer Messung entweder vorher (bei A) oder nachher (bei C), kann die erste Größe entweder bei A oder bei B und damit am Ende bzw. am Austritt der Fertigungsstrecke gemessen werden.
Im übrigen genügt es, die zweite Größe bei C zu kennen, um das Produkt zu steuern oder die Fertigungsstrecke zu regeln, da es sich um das Produkt handelt, das stromabwärts vom Prozeß hergestellt werden wird.
Figur 3 zeigt einen Abschnitt des Stahlblechs mit einer Dicke bzw. Stärke h nach der Planierung unter Zug, der keinerlei Belastung unterworfen ist, und der damit naturgemäß eine Wölbung mit einer Krümmung p aufweist. Die Krümmung 1 gibt die Veränderungen der Belastungen bzw. Spannungen entsprechend der Dicke wieder.
Wenn das Blech keinerlei Belastung ausgesetzt ist:
- Ist das Integral der Spannungen in der Dicke Null (die Summe der äußeren Zugkräfte ist Null)
xdx = 0
- ist das Integral des Produkts der Spannungen durch den Abstand zu einer Seite in der Stärke Null (Moment Null)
xdx = 0
Figur 4 zeigt dieselbe Probe, die durch ein Moment P belastet ist, um sie plan zu machen. Unter diesen Bedingungen gilt:
x = 0 externe Belastungskräfte werden Null und
xdx = M erforderliches Moment zur Planierung.
Wenn A und B die Spannungen auf der Oberfläche in einem Anfangszustand (gewölbt) sind, und 'A und 'B die Spannungen auf der Oberfläche im Endzustand (planiert) sind, zeigt eine einfache mechanische Berechnung, daß ( 'A - 'A) - ( 'B - 'B) proportional zum Moment M ist, und die anfängliche Wölbung kann damit berechnet werden, wenn keine Plastifikation stattgefunden hat oder wenn eine Plastifikation der restlichen elastischen Wölbung stattgefunden hat, die erneut auftritt, wenn die Einwirkungen zum Planieren bzw. Flachdrücken aufgehoben werden. Damit befindet man sich im allgemeinsten Fall des Verfahrens, wie es weiter oben erläutert ist.
Figur 5 zeigt schematisch ein laminiertes Blech 2 im Vorbeilauf von rechts nach links in der Figur in der durch die Pfeile bezeichneten Richtung. Bei ihrem Durchlauf durch eine Anlage zur Planierung unter Zug, wird dieses Blech gespannt gehalten und läuft vor einer Vorrichtung 3 zur Ermittlung der künstlichen Spannungen durch Bragg-Winkelmessung mittels Röntgenstrahlbeugung auf jeder seiner Oberflächen vorbei. Die durch die Meßvorrichtung 3 gemessenen Spannungswerte werden zu einem Rechner 4 übertragen, der die Werte der Wölbungsoder Verwellungsverformungen berechnet, die vom Blech 2 eingenommen werden, wenn es entspannt wird, d.h. wenn es von jeglicher externen Spannung freikommt. Diese Werte werden mit vorbestimmten Werten verglichen, die durch den Nutzer gewählt sind und eine bestimmte Planheitsqualität festlegen, oder mit speziellen Blechen, die gewünschte Verformungen aufweisen. Wenn die für die Verformungen berechneten Werte reservierten Kriterien nicht entsprechen, erzeugt der Rechner 4 Regelsignale, welche zu der unter Spannung arbeitenden Planierungsanlage 5 übertragen werden, die stromaufwärts angeordnet ist, bis das Blech in korrekter Weise behandelt ist.
Die Bestimmung der künstlichen Spannungen A, B auf jeder Oberfläche bzw. Seite des Bands bei der Bewegung erfolgt durch Röntgenstrahlbeugung gemäß weit verbreitet veröffentlichten und beschriebenen Grundprinzipien, beispielsweise im Artikel von G. Maeder "Aktuelle Fortschritte bei der Bestimmung von Spannungen durch Röntgenstrahlbeugung", der in der Zeitschrift "Materiaux et techniques", September-Oktober 1988 auf den Seiten 5 bis 12 erschienen ist.
Dieses Verfahren erfordert die Untersuchung der Verschiebung bzw. Versetzung und der Form eines Beugungsspitzenwerts entsprechend einer speziellen Familie von Kristallebenen. Unterschiedliche Orientierungen unter bezug auf das Band sind zu berücksichtigen, und zwar folgend einer gemeinsamen Erzeugenden, um einen Wert für die Spannungen zu halten, oder folgend mehreren Erzeugenden für einen vollständigen Tensor.
Figur 6 zeigt im einzelnen die Meßvorrichtung 3. Eine Quelle 3 für Röntgenstrahlen X richtet ihre Strahlen auf eine Zone 12 von einer der Oberflächen bzw. Seiten des Blechs 2; die gebeugte Strahlung wird durch einen Detektor 13 empfangen, der unter einer zu derjenigen vom Detektor 11 in bezug auf das Blech 1 unterschiedlichen Orientierung angeordnet ist, wobei die Achsen der Quelle 11 und des Detektors 13 untereinander einen Winkel von π-20 festlegen. Die Orientierung des Meßaufbaus, gebildet durch die Quelle 11 und den Detektor 13 in bezug auf das Blech 2 ist gleich Ψ, wobei dies der Winkel ist, der die Winkelteilende des Winkels zwischen den Achsen der Quelle 11 und des Detektors 13 mit der Normalen des Blechs 10 am Einfallspunkt der Strahlung von der Quelle 11 auf das Blech bildet. Der Wert der Winkelabweichung π-20 wird als Funktion der Kristallebene des Metalls gewählt, das als Verformungsvorlage verwendet wird. Der Wert des Winkels Ψ ist durch die Meßbedingungen festgelegt.
Für eine ausreichende und rasche Bestimmung der Wölbung werden die Bragg-Winkelversetzungen- bzw. verschiebungen und die Intensitäten zwischen den zwei Seiten bzw. Oberflächen verglichen. Dieser Vergleich kann mit den Vorrichtungen 11', 13', 21' und 23' von Figur 6 durchgeführt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden Messungen entlang mehreren Orientierungswinkeln realisiert.
Bei einer ersten Ausführungsform erfolgt dies durch Verwenden mehrerer Sender-Empfängeraufbauten 11, 13 und 11', 13', die sich entlang den unterschiedlichen Orientierungswinkeln Ψ und Ψ' bewegen. Aus diesen Messungen kann für jede Seite eine Erfassung der Spannungen und der mikrostrukturellen Zustände abgeleitet werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein einziger Sender-Empfängeraufbau verwendet, der unter einer variablen Orientierung in bezug auf die Seite bzw. Oberfläche des Produkts angebracht ist.
Vorteilhafterweise wird eine symmetrische Messung auf der Seite in Gegenüberlage zu dem Blech 2 mittels Paaren von Sendem und Detektoren 21, 23, 21, und 23' realisiert.
Diese Mittel erlauben eine rasche Erfassung von Daten, die durch mehr oder weniger ausgearbeitete Algorithmen entsprechend dem erwünschten Informationstyp durchgeführt wird. Folgendes muß zumindest bereitgestellt werden:
- Für eine sofortige Ermittlung der Wölbung: Ein einfacher Vergleich der Winkelverschiebung von einer Seite zur anderen mit gemessenen Intensitäten entsprechend einer oder mehreren Orienierungen (im Minimum);
- für eine feine Charakterisierung der künstlichen Verformung auf jeder Seite: Die Berechnung der Spannungen und die Beschreibung der Form von Beugungsspitzenwerten (obligatorisch) folgend mehreren Orientierungen.
In dem Fall, daß eine differentielle Messung durchgeführt wird, d.h. wenn symmetrische Meßvorrichtungen vorgesehen werden, die jeweils die Zonen auf gegenüberliegenden Seiten des Blechs 2 messen, kann eine Beziehung aufgestellt werden, welche den Krümmungsradius der Verformung oder ihre Durchbiegung F mit dem differentiellen Wert der Spannungen verbindet, die zwischen den Seiten vorliegen.
Wenn davon ausgegangen wird, daß eine anfängliche symmetrische Verteilung der Spannungen vorliegt, wobei A= B, erlaubt die direkte Messung Δ = 'A- 'B die Berechnung der Durchbiegung durch die Beziehung:
F =Δ L²/8 Eh,
wobei Δ in Pa ausgedrückt ist; L die Länge der Verformung in mm darstellt; E den Elastizitätsmodul in Pa darstellt und h die Stärke des Blechs in mm darstellt.
Es liegt demnach der spezielle Fall des allgemeinen Verfahrens vor, bei welchem, wobei der Zustand vor und nach dem Prozeß an sich bekannt ist, eine einzige Meßzone ausreicht.
Dies erlaubt es, den Krümmungsradius in mm zu erhalten.
= E h/Δ
Von der Hypothese einer Symmetrie der anfänglichen Spannungen kann abgegangen werden, indem vor oder nach der Planierungsvorrichtung eine zweite Vorrichtung zum Messen von Spannungen angeordnet bzw. eingeführt wird, wobei es sich hierbei um den allgemeinsten Fall handelt.
Wenn die anfängliche Wölbung schwach ist, handelt es sich bei dem Planieren um einen rein elastischen und reversiblen Vorgang. Demnach liegt der Fall der Kurve C1 von Figur 2 vor. Die zweite Meßvorrichtung kann vor oder nach der Planierungsvorrichtung angeordnet werden.
Wenn die anfängliche Wölbung starkt ausgeprägt ist, liegt im Laufe des Planierens eine plastische Verformung vor und man erhält einen Prozeß mit einer Sättigung, die durch die Kurven vom Typ C3 und C2 von Figur 2 charakterisiert ist. In diesem Fall ist es bevorzugt, die zweite Meßvorrichtung nach dem Planierungsprozeß und nicht vor ihm anzuordnen. Text fehl des Blechs realisiert. Wie aus Figur 8 hervorgeht, welche die differentielle Bragg-Winkelmessung für dasselbe Blechprofil wie von Figur 7 zeigt, liefert die differentielle Bragg-Winkelmessung außerdem eine Messung, die für Störungen der Planheit des Blechs repräsentativ ist.
Vorteilhafterweise wird die Bragg-Winkelmessung mit einem Orientierungswinkel des Meßaufbaus zwischen 35 und 60º realisiert, wobei es sich hier um einen Wert handelt, für welchen die Empfindlichkeit der differentiellen Bragg-Winkelmessung besonders hoch und die Beugungsintensität stark ist.
Um die Meßschnelligkeit zu verbessern, kann vorteilhafterweise ein linearer Detektor verwendet werden, beispielsweise ein linearer Detektor mit 220 Kanälen, die einen Beugungsspitzenwert in einer Winkelebene von 20º festlegen. Ein derartiger Detektor vermag außerdem die Präzision zu verbessern; demnach kann eine Präzision von 0,03º bezüglich der Position des Beugungsspitzenwerts beispielsweise erhalten werden, wobei die Messung in zehn Sekunden erfolgt. Diese Präzision erbringt eine Ermittlung der Wölbung nahe an 1,5 cm.
Die differentielle Bragg-Winkelmessung mit derartigen linearen Detektoren ist relativ emfindlich für Höhenabweichungen des Blechs. Beispielsweise ist eine statische Messung verwirklicht worden, indem Schläge mit einer Amplitude von 2 mm und einer Frequenz von 3 Hz realisiert wurden, und wobei ein Präzisionsverlust in der Größenordnung von 0,01º festgestellt wurde. Um die Präzision der Messung zu verbessern, sieht die Erfindung vor, die Variationen der Position des Blechs in der Meßzone in Echtzeit zu messen und eine entsprechende Korrektur der differentiellen Bragg-Winkelmessung durchzuführen.
In Figur 9 ist schematisch eine Vorrichtung dieser Art gezeigt; dabei sind das Blech 2 und die zwei Sender-Empfängeraufbauten beidseits des Blechs dargestellt, d.h. aus den zwei Sendern 31 und 32 und den zwei linearen Empfängern bzw. Detektoren 33 und 34.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung wird in der Meßzone 12 eine Meßvorrichtung für die Position des Blechs angeordnet, die beispielsweise aus einem kapazitiven Fühler 35 besteht, der mit einer Meßvorrichtung 36 verbunden ist, die den Höhenwert des Blechs 2 in bezug auf eine mittlere Position liefert. Die durch die zwei Detektoren 33 und 34 und die Messung, die durch die Meßvorrichtung 36 bereitgestellt wird, gelieferten Messungen, werden zu einem Rechner 37 übertragen, der am Ausgang einen korrigierten Wert für den differentiellen Bragg-Winkel liefert.
Figur 10 zeigt das Prinzipschema einer Ausführungsvariante der Erfindung unter Verwendung der linearen Detektoren, demnach ein Omega-Aufbau der Sender-Detektormeßaufbauten verwendet wird; ein derartiger Aufbau erlaubt in bezug auf einen Ψ-Aufbau eine Teilung der Empfindlichkeit bezüglich der Höhenabweichungen durch vier und eine Integration der differentiellen Messung von Spannungen für eine größere Dicke bzw. Stärke.
Außerdem kann eine Vorrichtung erhalten werden, die es erlaubt, eine Variation bzw. Anderung der Wölbung bezogen auf die Linie bzw. Fertigungsstrecke in der Größenordnung von 3 mm zu erhalten, da außerdem die Empfindlichkeit proportional zum Inversen des Abstands der Fühler zu dem Blech ist, wenn der Abstand derselben zum Blech vergrößert wird.
Die Erfindung erlaubt es, in einfacher Weise die Steuerung der Planheit von Walzprodukten zu realisieren, die einer Planierung unter Spannung ausgesetzt sind. Dies erlaubt das Bereitstellen ausreichend planer Bleche oder solcher mit vorbestimmten Krümmungseigenschaften.
Unter Verwendung von feststehenden linearen Detektoren kann insbesondere eine ausreichend schnelle Ansprechzeit erhalten werden, um eine Regulierung zu realisieren.

Claims

1. Verfahren zur zerstörungsfreien Ermittlung oder zur Online-Messung von zumindest einer schwer meßbaren physikalischen oder geometrischen Eigenschaft (X) eines Produkts (2), das kontinuierlich in Band-, Profil-, Draht- oder dergleichen Form hergestellt wird, wie etwa eines metallurgischen Produkts, aufweisend die Schritte:

- Messen künstlicher Spannungen als ein zweites physikalisches oder geometrisches Merkmal (Y) des Produkts, die problemlos kontinuierlich meßbar sind, und deren Schwankungen bzw. Variationen in an sich bekannter Weise mit denjenigen der ersten Eigenschaft (X) korreliert sind, wobei die erste Eigenschaft die Planheit des Produkts ist;

- Modifizieren der Planheit (X) derart, daß sie in einen bekannten vorbestimmten Referenzzustand (X&sub0;) überführt wird, durch ein Mittel, das auf das Produkt (2) in einer bestimmten Zone (B) der Fertigungsstrecke einwirkt,

- Durchführen einer ersten Messung der künstlichen Spannungen (Y) in der Zone (B), und gegebenenfalls entweder vor oder nach dieser Zone einer zweiten Messung der künstlichen Spannungen (Y), wenn sie keine an sich bekannten Werte außerhalb der Zone aufweisen,

- Ausführen einer Verarbeitung der ersten und zweiten Messungen, um eine Variation bzw. Veränderung der Ebenheit in bezug auf den Referenzzustand zu ermitteln, wodurch die Planheit entweder vor oder nach der Zone ermittelt werden kann, und zwar wenn die zweite Messung vor oder nach dieser Zone erfolgt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn, die künstlichen Spannungen an sich bekannte Werte aufweisen, vor oder nach der Zone entsprechend dem Referenzzustand (X&sub0;) der Planheit ausschließlich eine erste Messung künstlicher Spannungen (Y) in dieser Zone durchgeführt werden, wobei die Verarbeitung ausschließlich für die erste Messung durchgeführt wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Messungen der künstlichen Spannungen (Y) an zwei unterschiedlichen Punkten der Meßzone (B) durchgeführt werden, und daß zumindest eine Verarbeitung an jeder der zwei Messungen durchgeführt wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Messungen der künstlichen Spannungen an zwei unterschiedlichen Punkten der Meßzone (B) durchgeführt werden, und daß jede der Messungen Gegenstand einer angepaßten Verarbeitung bildet, und daß die durch die Verarbeitungen erhaltenen Ergebnisse verarbeitet werden, um die Variation bzw. Schwankung der Planheit zu charakterisieren.

5. Verfahren zum kontinuierlichen Steuern eines Produkts in Band-, Profil- oder Draht- oder dergleichen Form am Ende eines kontinuierlichen Verarbeitungsprozesses, dadurch gekennzeichnet, daß die Planheit des Produkts unter Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 ermittelt wird.

6. Verfahren zum Regeln einer kontinuierlichen Verarbeitungsanlage für ein Produkt in Band-, Profil-, Drahtoder dergleichen Form, das dazu bestimmt ist, die Planheit des Produkts zu regeln, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren gemäß Anspruch 5 angewendet wird, um ein Steuersignal für die kontinuierliche Verarbeitungsanlage zu erzeugen.

7. Verfahren zum Steuern und/oder Regeln der globalen Planheit eines Walzprodukts, wie etwa eines Stahlbands, das einem Planiervorgang unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die künstlichen Spannungen (a) des Produkts gemessen werden, indem das Verfahren gemäß Anspruch 1 angewendet wird, wobei der Prozeß zum Bereitstellen der Referenz das Planieren des Bands ist, und daß ein Wert ermittelt wird, der für die Wölbung oder die Wellung repräsentativ ist, und zwar ausgehend von diesen Messungen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung auf zwei Oberflächen des Wälzprodukts in derselben Zone (12) entsprechend dem Bezugszustand für die Planheit ausgeführt wird, und daß ein differentieller Wert für die Spannung ermittelt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung entlang mehreren Winkelorientierungen in derselben Zone (12) entsprechend dem Referenzzustand (X&sub0;) der Planheit durchgeführt wird.

Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die künstlichen Spannungen (a) ermittelt werden, indem zumindest eine signifikante Größe der Röntgenstrahlbeugung gemessen wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bragg-Winkel auf beiden Seiten bzw. Oberflächen des Produkts gemessen wird, und daß ein differentieller Wert des Bragg-Winkels erfaßt wird, der für die differentiellen Spannungen auf den zwei Oberflächen repräsentativ ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwankungen bzw. Variationen der Position des Wälzprodukts in der Zone (12) gemessen werden, und daß eine Korrektur der gemessenen Werte des Bragg-Winkels für die zwei Oberflächen durchgeführt wird.

13. Vorrichtung zum Messen der Planheit eines Produkts, das kontinuierlich in Bandform hergestellt wird, und insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 12 bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zum Planieren des Produkts (2) aufweist, um es in einen Referenzzustand zu überführen, und zwar aus einer bestimmten Zone (B) der Fertigungsstrecke, Mittel zum Messen der künstlichen Spannungen eines Produkts (2), das kontinuierlich in Bandform in dieser Zone hergestellt wird, gegebenenfalls zweite Mittel zum Messen der künstlichen Spannungen entweder vor oder nach der Zone (B), wenn die künstlichen Spannungen außerhalb der Zone keine bekannten Werte haben, und Mittel zum Verarbeiten der Werte der künstlichen Spannungen innerhalb sowie außerhalb der Zone (B) im Hinblick auf die Ermittlung einer Schwankung bzw. Variation der künstlichen Spannungen in bezug auf den Referenzzustand und damit einer Variation bzw. Schwankung der Planheit des Produkts, wobei die Mittel zum Messen der künstlichen Spannungen einen Sollers-Schlitzdetektor aufweisen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Sollers- Schlitzdetektor durch lineare Röntgendetektoren ersetzt ist, um einen differentiellen Wert des Bragg-Winkels zu messen, der für das Differential der Spannungen auf den zwei Oberflächen des Produkts repräsentativ ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau aus der Röntgenstrahlquelle (11, 11', 21, 21') und dem Detektor (13, 13', 23, 23') mit variabler Orientierung in bezug auf die Oberfläche des Produkts (2) angebracht ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere Quellen-Detektorenaufbauten (11, 13; 11', 13'; 21, 23; 21', 23') aufweist, die in feststehender Weise mit unterschiedlicher Orientierung angeordnet sind.