СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ЛЕНТЫ Российский патент 2003 года по МПК C23F1/00 

Изобретение относится к способу или, соответственно, устройству для травления металлической ленты, в частности катаной ленты, посредством травильной установки, через которую проходит металлическая лента и в которой металлическую ленту протравливают травильным раствором, причем результат травления зависит от параметров травления. Для очистки металлических лент, в частности для удаления остатков окалины на катаных лентах, их протравливают травильным раствором, в основном кислотой, в травильной установке. Количество, снимаемое за счет травления, зависит от параметров травления. Ими являются, например, температура травильного раствора, скорость, с которой металлическая лента проходит через травильную установку, содержание кислоты в травильном растворе, содержание металла в травильном растворе, в частности содержание железа в травильном растворе, параметры ленты, как, например, материал и геометрические размеры, и давление турбулентности травильного раствора. Эти параметры травления можно регулировать таким образом, чтобы с металлической ленты снималось по возможности желаемое количество материала. Отклонения от желаемого оптимального значения связаны с высокими расходами. Если снимается слишком много материала, то есть, например, не только слой окалины с катаной ленты, но и также металл с поверхности катаной ленты, то содержание металла или, соответственно, железа в травильном растворе несоразмерно повышается. Так как очистка травильного раствора является трудоемкой и дорогой, слишком большой съем является нежелательным. Кроме того, слишком большой съем может привести к повреждениям металлической ленты. Если в противоположность этому остается слишком много материала, в частности слишком много окалины на металлической ленте, то ее нужно еще раз пропускать через травильную установку. Эта дополнительная рабочая операция является трудоемкой и дорогой.

Настройка параметров травления для достижения возможно хороших результатов травления производится, как известно, оператором травильной установки. Однако это приводит к колебаниям в результате травления. Под результатом травления следует понимать, например, количество снятого материала или количество остающейся на металлической ленте окалины.

Известен способ травления стальной проволоки, включающий пропускание проволоки через травильную установку с травильным раствором и изменение температуры травильного раствора (SU 138455, C 23 F 1/08, 1957).

Кроме того, известно устройство для травления металлической ленты, содержащее травильную установку, через которую проходит лента и в которой ее протравливают травильным раствором, и измерительный прибор (DE 19403326, C 23 F 1/00, 1972).

Задачей изобретения является создание способа и устройства для его осуществления, предназначенных для травления металлической ленты, посредством которых улучшается результат травления, а также уменьшаются расходы на травление металлической ленты.

Эта задача решается в способе травления металлической ленты, в частности катаной ленты, включающей пропускание металлической ленты через травильную установку с травильным раствором и изменение температуры травильного раствора, за счет того, что определяют качество травления металлической ленты, в зависимости от которого автоматически изменяют, по меньшей мере, один из параметров травления, в качестве которых применяют температуру (Т_z) травильного раствора при впуске, температуру (Т_A) при выпуске, скорость (V) металлической ленты, параметр кислотности (c_s) травильного раствора, концентрацию железа (c_Fe) и давление турбулентности (р) травильного раствора в травильной установке для улучшения качества травления.

Согласно предпочтительной форме выполнения качество травления определяют путем измерения дефектов и/или непротравленных мест на металлической ленте, при этом дефекты и/или непротравленные места на металлической ленте классифицируют и подсчитывают.

Дефекты и/или непротравленные места на металлической ленте классифицируют и подсчитывают относительно их величины и/или формы.

Согласно предпочтительной форме выполнения автоматически изменяют, по меньшей мере, один из параметров травления Т_z, Т_A, v, c_s, c_Fe, p в зависимости от дефектов и/или непротравленных мест на металлической ленте для улучшения качества травления посредством интепретатора нечеткой логики, посредством нейронной сети или посредством нейронного интерпретатора нечеткой логики.

Кроме того, является предпочтительным, что автоматически изменяют, по меньшей мере, один из параметров травления Т_z, Т_A, v, с_s, c_Fe, p в зависимости от классификации дефектов и/или непротравленных мест на металлической ленте для улучшения качества травления посредством интепретатора нечеткой логики, посредством нейронной сети или посредством нейронного интерпретатора нечеткой логики, посредством нейронной сети или посредством нейронного интерпретатора нечеткой логики.

Согласно еще одной предпочтительной форме выполнения способа для тренировки нейронной сети или нейронного интерпретатора нечеткой логики параметры правления (Т_z, Т_A, v, с_s, с_Fe, р) настраивают оператором травильной установки и определенные оператором параметры травления (Т_z ^*B, Т_A ^*B), сравнивают с определенными нейронной сетью или нейронным интепретатором нечеткой логики параметрами травления (T_z*, Т_A*), нейронную сеть или нейронный интерпретатор нечеткой логики тренируют в смысле уменьшения отклонения между параметрами травления (T_z ^*B, Т_A ^*B), определенными оператором и параметрами травления (T_z*, Т_A*), определенными нейронной сетью или нейронным интерпретатором нечеткой логики.

Вышеуказанная задача решается также в устройстве травления металлической ленты, содержащем травильную установку, через которую проходит металлическая лента и в которой металлическую ленту протравливают травильным раствором, и измерительный прибор, за счет того, что в качестве измерительного прибора использован измерительный прибор для измерения дефектов на металлической ленте или, соответственно, непротравленных мест подлежащего протравливанию материала на металлической ленте. При этом устройство может быть снабжено классификатором для классификации и подсчета дефектов на металлической ленте или, соответственно, непротравленных мест подлежащего протравливанию материала на металлической ленте.

В процессе травления согласно изобретению измеряют результат травления и в зависимости от него автоматически изменяют по меньшей мере один параметр травления в смысле улучшения результата травления. Автоматическое изменение позволяет отказаться от настройки соответствующего параметра травления оператором. Таким образом достигается постоянный и лучший результат травления. Кроме того, экономится соответствующий обслуживающий персонал. В качестве подлежащего настройке параметра травления можно рассматривать предпочтительно температуру травильного раствора в травильной установке, которую определяют, например, из температуры травильного раствора при впуске в травильную установку и из температуры травильного раствора при выпуске из травильной установки, скорость металлической ленты, параметр кислотности травильного раствора, концентрацию железа в травильном растворе, давление турбулентности травильного раствора в травильной установке, а также такие свойства металлической ленты, как ее материал и ее геометрические размеры. Особенно подходящим для автоматической настройки параметром травления при этом является температура травильного раствора. Так как температура травильного раствора в травильной установке является трудно измеримой и трудно регулируемой, предпочтительным образом вместо температуры травильного раствора в травильной установке используют температуру впуска травильного раствора в травильную установку и температуру выпуска травильного раствора из травильной установки или обе температуры.

Предпочтительным образом результат травления измеряют путем измерения дефектов и/или непротравленных мест на металлической ленте. Дефекты и/или непротравленные места при этом предпочтительным образом классифицируют и считают. Классификацию дефектов и/или непротравленных мест предпочтительным образом производят относительно их величины и/или их формы. Классифицированные и подсчитанные таким образом дефекты и/или не протравленные места предпочтительным образом оценивают. Оценку производят посредством интерпретатора нечеткой логики, посредством нейронной сети или посредством нейронного интерпретатора нечеткой логики. Результаты измерений, однако, можно также оценивать посредством интерпретатора нечеткой логики, посредством нейронной сети или посредством нейронного интерпретатора нечеткой логики непосредственно, то есть неклассифицированно, однако, косвенная оценка, то есть оценка классифицированных и подсчитанных дефектов и/или непротравленных мест, является более предпочтительной. Результат оценки посредством интерпретатора нечеткой логики, посредством нейронной сети или посредством нейронного интерпретатора нечеткой логики являются заданными значениями для по меньшей мере одного параметра травления.

Дальнейшие преимущества следуют из следующего описания примеров выполнения. В частности, на чертежах показано:
Фиг.1 - работающая согласно изобретению травильная установка,
Фиг.2 - устройство для тренировки интерпретатора.

На Фиг.1 ссылочная позиция 1 обозначает травильную установку, через которую проходит металлическая лента 2 в направлении обозначенной ссылочной позицией 3 стрелки. Металлическую ленту 2 протравливают в травильной установке 1 травильным раствором. Травильный раствор подают к травильной установке 1 через подводящие трубопроводы 18, 19 и теплообменник 10 из бака травильного раствора 13. Для протравливания травильный раствор разбрызгивают из сопел 6, 7 на металлическую ленту 2. Стекающий травильный раствор улавливают и подводят через трубопровод 20 к баку травильного раствора 13.

Теплообменник 10 служит для подогрева травильного раствора. Для этого к теплообменнику 10 по паропроводу 16 подводят пар из парогенератора 12. Количество пара при этом является настраиваемым через клапан 11. В теплообменнике 10 пар конденсируется. Полученную таким образом воду подводят через трубопровод конденсата 17 к парогенератору 12.

Результат травления, то есть количество снятого материала или количество оставшегося на металлической ленте 2 материала, то есть окалины, зависит от параметров травления. Этими параметрами травления могут быть, например, температура травильного раствора в травильной установке 1, скорость v металлической ленты 2, параметр кислотности c_s травильного раствора, концентрация железа с_Fe в травильном растворе, давление турбулентности р травильного раствора в травильной установке 1, а также такие свойства В металлической ленты, как ее материал и ее геометрические размеры. В настоящем примере выполнения воздействие оказывают только на один параметр травления - температуру травильного раствора. Это является особенно предпочтительной формой выполнения, однако, результат травления еще больше улучшается, если аналогичным образом настраивают и другие параметры травления.

Температуру Т_z травильного раствора при впуске или, соответственно, температуру Т_A травильного раствора при выпуске из травильной установки измеряют приборами для измерения температуры 9 или, соответственно, 8.

Результат травления измеряют посредством оптического измерительного прибора 4. Сигнал измерительного прибора 4 подводят к классификатору 5, в котором классифицируют и считают дефекты на металлической ленте или, соответственно, непротравленные места, например окалину. Дефекты или, соответственно, места неснятого материала можно классифицировать, например, по категориям дефектов "дырка", "темное пятно", "светлое пятно", "длинные темные полосы", "длинные светлые полосы", "короткие темные полосы" и "короткие светлые полосы" соответственно таблице.

Повторяемости отдельных категорий дефектов подводят к интерпретатору 15. Он определяет из повторяемостей категорий дефектов, из температуры Т_A травильного раствора при выпуске, из температуры T_z травильного раствора при впуске, скорости v металлической ленты 2, параметра кислотности c_s травильного раствора, концентрации железа с_Fe в травильном растворе, давления турбулентности р травильного раствора, а также свойств В металлической ленты 2, заданное значение T_z ^* для температуры травильного раствора на впуске.

Интерпретатор 15 предпочтительным образом выполнен в виде интерпретатора нечеткой логики, в виде нейронной сети или в виде нейронного интерпретатора нечеткой логики. В качестве нейронного интерпретатора нечеткой логики предпочтительным образом при этом является пригодной нейронная система нечеткой логики согласно статьи "Neuro-Fuzzy", H.-P. Preub, V. Tresp, Отчеты Союза немецких инженеров 113, ISBN 3-18-091113-1, 1994, стр. 89-122.

Заданные значения T_z ^* для температуры травильного раствора при впуске подводят к регулятору 14, который устанавливает клапан 11 в зависимости от температуры T_z травильного раствора при впуске и заданного значения T_z ^* температуры травильного раствора при впуске.

Фиг.2 показывает устройство, подобное Фиг.1. Однако регулятору 14 задают заданное значение T_z ^*B оператором 21. Заданное значение T_z ^* температуры травильного раствора при впуске, которое определяют интерпретатором 15, не входит в регулятор 14. Устройство согласно Фиг.2 содержит алгоритм обучения 23, посредством которого интерпретатор 15 определяет заданное значение T_z ^* в зависимости от заданного значения T_z ^* температуры травильного раствора при впуске, которое определяют интерпретатором 15, от заданного значения T_z ^*B температуры травильного раствора при впуске, которое определяют оператором 21, а также в зависимости от других параметров травления: температуры T_z травильного раствора при впуске, температуры Т_а травильного раствора при выпуске, скорости v металлической ленты 2, параметра кислотности c_s травильного раствора, концентрации железа c_Fe в травильном растворе, давления турбулентности р травильного раствора в травильной установке, а также свойств В металлической ленты 2.

Изобретение относится к области получения металлических поверхностей с заданными характеристиками. Технический результат - улучшение качества травления и уменьшение расходов. Согласно способу для травления металлической ленты, в частности катаной, ее пропускают через травильную установку, в которой металлическую ленту протравливают травильным раствором. Причем результат травления является зависимым от параметров травления. Результат травления измеряют и по меньшей мере один параметр травления в зависимости от измерения результата травления автоматически изменяют для улучшения результата травления. Устройство для реализации способа содержит измерительный прибор для измерения дефектов на металлической ленте или непротравленных мест подлежащего протравливанию материала на ленте. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

1. Способ травления металлической ленты, в частности катаной ленты, включающий пропускание металлической ленты через травильную установку с травильным раствором и изменение температуры травильного раствора, отличающийся тем, что определяют качество травления металлической ленты, в зависимости от которого автоматически изменяют по меньшей мере один из параметров травления, в качестве которых применяют температуру (Т_z) травильного раствора при впуске, температуру (Т_А) при выпуске, скорость (V) металлической ленты, параметр кислотности (с_s) травильного раствора, концентрацию железа (с_Fe) и давление турбулентности (р) травильного раствора в травильной установке для улучшения качества травления. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что качество травления определяют путем измерения дефектов и/или непротравленных мест на металлической ленте. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что дефекты и/или непротравленные места на металлической ленте классифицируют и подсчитывают. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что дефекты и/или непротравленные места на металлической ленте классифицируют и подсчитывают относительно их величины и/или формы. 5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что автоматически изменяют по меньшей мере один из параметров травления Т_z, Т_А, v, с_s, с_Fe, р в зависимости от дефектов и/или непротравленных мест на металлической ленте для улучшения качества травления посредством интерпретатора нечеткой логики, посредством нейронной сети или посредством нейронного интерпретатора нечеткой логики. 6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что автоматически изменяют по меньшей мере один из параметров травления Т_z, Т_А, v, с_s, с_Fe, р в зависимости от классификации дефектов и/или непротравленных мест на металлической ленте для улучшения качества травления посредством интерпретатора нечеткой логики, посредством нейронной сети или посредством нейронного интерпретатора нечеткой логики. 7. Способ по п.5 или 6, отличающийся тем, что для тренировки нейронной сети или нейронного интерпретатора нечеткой логики параметры правления (Т_z, Т_А, v, с_s, с_Fe, р) настраивают оператором травильной установки и определенные оператором параметры травления (Т_z ^*B, Т_А ^*B) сравнивают с определенными нейронной сетью или нейронным интерпретатором нечеткой логики параметрами травления (Т_z ^*, Т_А ^*), нейронную сеть или нейронный интерпретатор нечеткой логики тренируют в смысле уменьшения отклонения между параметрами травления (Т_z ^*B, Т_А ^*B), определенными оператором, и параметрами травления (Т_z ^*, Т_А ^*), определенными нейронной сетью или нейронным интерпретатором нечеткой логики. 8. Устройство травления металлической ленты, содержащее травильную установку, через которую проходит металлическая лента и в которой металлическую ленту протравливают травильным раствором, и измерительный прибор, отличающееся тем, что в качестве измерительного прибора использован измерительный прибор для измерения дефектов на металлической ленте или, соответственно, непротравленных мест подлежащего протравливанию материала на металлической ленте. 9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что оно снабжено классификатором для классификации и подсчета дефектов на металлической ленте или, соответственно, непротравленных мест подлежащего протравливанию материала на металлической ленте.