JPH03262957A - 鋼材の変態率測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、例えば熱間圧延あるいは熱処理ラインにおい
て、鋼材の変態率をオンラインで測定するための装置に
関する。

［従来の技術］ 熱間圧延あるいは熱処理ラインなどにおいては、オンラ
インで処理対象である鋼材の変態率ηが計測できれば、
材質予測により冷却パターンを変化させ材質を自由に造
り分けることができる。ここで、変態率ηは、 として与えられるものである。

そこで、鋼材の変態率を測定する装置としては、従来、
特開昭５９−１８８５０８号公報や特開昭５９−１５５
７５２号公報に開示されたようなものがある。

前者の従来装置では、鋼材の一方の側に励磁コイルを置
き、このコイルを交流励磁することによって交番磁束を
発生させる。鋼材の同一側に励磁コイルからの距離が互
いに異なる位置に２個以上の検出コイルを置く。各検出
コイルにおける鎖交磁束量の違いによって生じる検出信
号の差異に基づいて、鋼材の変態量および平坦性を求め
ている。

ただし、各検出コイルは励磁コイルから２００国以内の
範囲に配置し、各検出コイルは相互に２０１１Ｉｎ以上
離して配置する。また、励磁電流の周波数は５Ｈｚ−１
０ｋＨｚ程度とし、励磁コイル、検出コイルのうち少な
くとも１個はコアをそなえて構成されている。

また、後者の従来装置では、被測定材である鋼材が回路
の一部となるように一部を切り欠いた磁気回路と、この
磁気回路に設けた励磁装置と、発信磁束の強度を検出す
る磁束検出器と、演算装置とがそなえられ、この演算装
置において、磁束検出器からの発信磁束強度検出信号、
別途入力される温度信号、材料信号、板厚信号、加工条
件信号と、予め記憶されている変態量と発信磁束強度と
の関係とに基づいて、変態量が演算・出力されるように
なっている。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、前者の従来装置では、平坦性および鋼材の変
態率の検量線が必要である。しかし、変態率を測定する
には、予め鋼材の加工条件、成分。

板速（処理速度）などの情報も必要になり、それぞれの
条件での検量線を求めるのは、非常に困難で且つ正確性
に欠ける。

また、後者の従来装置では、温度信号、材料信号、板厚
信号、加工条件信号を演算装置に予め入力する必要があ
る。しかし、これらの信号を個別に精度よく抽出するこ
とは非常に困難である。また、それらを合成して変態量
を算出することも困難で手間のかかる作業である。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、
鋼材の変態率を簡易に且つ精度よく測定できるようにし
た装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の鋼材の変態率測定
装置（請求項１）は、鋼材が磁気回路の一部となるよう
に形成されコア長は等しいが両極間の距離の異なる複数
の門型フェライトコアと、各門型フェライトコアと前記
鋼材の一部とからなる各磁気回路に磁束を発生させるた
めの磁束発生器と、前記の各門型フェライトコアの磁束
を検出するための磁束検出器と、該磁束検出器からの検
出結果に基づいて前記鋼材の変態率を演算する演算装置
とをそなえたことを特徴としている。

また、本発明の鋼材の変態率測定装置（請求項２）は、
鋼材と同じ板厚信号、加工条件信号、温度信号、材料信
号を得ることのできる校正板と、該校正板を前記鋼材と
同温に加熱するためのヒータと、前記校正板を前記鋼材
と同じ速度で移動させる移動手段と、前記の鋼材および
校正板が磁気回路の一部となるように形成された門型フ
ェライトコアと、該門型フェライトコアと前記の鋼材。

校正板の一部とからなる磁気回路に磁束を発生させるた
めの磁束発生器と、前記の鋼材および校正板を通った磁
束をそれぞれ検出するための磁束検出器と、該磁束検出
器からの検出結果に基づいて前記鋼材の変態率を演算す
る演算装置とをそなえたことを特徴としている。

［作　　　用］ 上述した請求項１記載の本発明の装置では、磁束発生器
により、各門型フェライトコアと鋼材の一部とからなる
磁気回路に磁束が通され、その磁束は、フェライトコア
、鋼材を通り磁束検出器にて検出される。このときの磁
束量は、鋼材の変態量に関係しており、演算装置におい
て、磁束検出器からの検出結果（磁束量）に基づき演算
を行なうことによって鋼材の変態率が測定される。

また、上述した請求項２記載の本発明の装置では、鋼材
と同じ条件信号を得ることのできる校正板を、ヒータに
より鋼材と同温に加熱するとともに、移動手段により鋼
材と同じ速度で移動させながら、磁束発生器により、鋼
材および校正板に磁束を通す。このとき、鋼材における
フェライト量が校正板のものと異なると、その差に応じ
て鋼材。

校正板それぞれを通り抜ける磁束量が異なってくる。こ
れを磁束検出器により検出し、その検出結果（磁束量）
に基づき、演算装置において鋼材の変態率が算出される
。

［発明の実施例コ 以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
第１図は本発明の第１実施例としての鋼材の変態率測定
装置（請求項１記載の装置に基づく）を示す構成図であ
り、この第１図において、１は被測定対象の鋼材、２ａ
、２ｂはそれぞれ門型フェライトコアで、各門型フェラ
イトコア２ａ。

２ｂは、鋼材１が磁気回路の一部となるように形成され
、コア長ａは互いに等しいが１両極間の距離Ｑ１．Ｑ２
の異なるものであり、十分に離して配置されている。ま
た、３ａ、３ｂはそれぞれ各門型フェライトコア２ａ、
２ｂと鋼材ｌの一部とからなる各磁気回路に磁束を発生
させる磁束発生器。

４ａ、４ｂはそれぞれ各門型フェライトコア２ａ。

２ｂの磁束を検出する磁束検出器、５は磁束発生器３ａ
、３ｂを動作させるための信号を発生する信号発生器、
６は磁束検出器４ａ、４ｂからの検出結果に基づいて後
述する式により鋼材１の変態率を演算する演算装置であ
る。

なお、磁束発生器３ａ、３ｂとしては永久磁石。

コイルなどが、磁束検出器４ａ、４ｂとしてはコイル、
ホール素子、ガウスメータなどが、信号発生器５として
は発振器、パワーアンプなどが用いられる。また、演算
装置６の前段には、各磁束検出器４ａ、４ｂからの信号
を受けるフィルタやロックインアンプなどを配置しても
よい。

ここで、本実施例の演算装置６にて用いられる演算式に
ついて説明する。第１図に示す門型フェライトコア２ａ
、２ｂの磁気抵抗をそれぞれＲｏｌ。

Ｒ１１２とすると、それぞれの値は、 となり、これらを（３）式に代入すると、φ、　　φ２
　　Ｖｍ−ｔ・μ工 となり、この（４）式より、鋼材１の変態量ｔが下記（
５）式から演算される。

となる。ここで、μ０は空気中の透磁率、μ工は鋼材１
のフェライトの透磁率、μＦはフェライトコア２ａ、２
ｂの透磁率、Ｓはフェライトコア２ａ。

２ｂの断面積、ｔは鋼材１の変態量、ｇは門型フェライ
トコア２ａ、２ｂと鋼材１との距ｌ（この距離ｇは距離
ｆＡ、、　Ｑ、に比べて十分に小さい）である、比例定
数をＫとして（１）　、　（２）式の差を求めると、 Ｒ１、Ｒｍ□＝　　　　　　（Ｑ　Ｌ　　ｎ　ｚ）　　
　　−（３）ｔ０μ工 となる。磁束発生器３ａ、３ｂによる起磁力をＶ、とす
ると、磁束検出器４ａ、４ｂによる検出磁束φ、、　’
ｌ’ｚはそれぞれＶｍ／Ｒａｚ、Ｖｍ／Ｒ＋ａ２であり
、従って、　ＲＩｌｔ＝Ｖｌｌ／φｌ　＊　Ｒｌｌｚ　
＝　Ｖ　ｍ　／φ２■１μＩ　φ２−φ１ 上述の構成により、第１実施例の装置は次のように動作
する。つまり、信号発生器５で発生された信号は、磁束
発生器３ａ、３ｂによって磁束に変換され、この磁束発
生器３ａ、３ｂにより、各門型フェライトコア２ａ、２
ｂと鋼材１の一部とからなる磁気回路に磁束が通され、
その磁束は。

フェライトコア２ａ、２ｂ、鋼材ｌを通り磁束検出器４
ａ、４ｂにて検出される。

このときの磁束量は、前記（４）式に示した通り、鋼材
１の変態量ｔに関係しており、演算装置ｉ６において、
磁束検出器３ａ、３ｂからの検出磁束量φ１．φ２を、
前記（５）式に代入して演算を行なうことによって鋼材
１の変態率（変態量）が測定される。なお、演算装Ｗ６
には、板厚、材質、成分。

板速度等の条件が予め入力されている。

このように、本実施例の装置によれば、各コア２ａ、２
ｂを通る磁束を磁束検出器４ａ、４ｂにて検出し、その
検出結果に基づいて鋼材１の変態率が演算され、鋼材１
のバタツキの影響がなくなり、鋼材１の変態率を簡易に
且つ極めて精度よく測定できるのである。

第２図は本発明の第２実施例としての鋼材の変態率測定
装置を示す構成図であり、本実施例の装置も、請求項１
記載の装置に基づくもので、基本的には、第１実施例の
装置とほぼ同様に構成されている。第１実施例において
２つに分離してそなえられた門型フェライトコア２ａ、
２ｂを、この第２実施例では、第２図に示すように、一
体の門型フェライトコア２としてそなえ、磁束発生器３
を１台そなえれば済むように構成されている。

このような構成により、本実施例の装置でも、第１実施
例と同様の作用効果が得られるほか、この第２実施例で
は、より装置構成を簡素にすることができる。

次に、第３，４図により本発明の第３実施例としての鋼
材の変態率測定装置（請求項２記載の装置に基づく）に
ついて説明すると、第３図はその構成図、第４図は本実
施例における変態率と検出信号との関係を示すグラフで
ある。

第３図において、７は鋼材ｌと同じ板厚信号。

加工条件信号、温度信号、材料信号を得ることのできる
校正板、８はこの校正板７を鋼材１と同温に加熱するヒ
ータ、９は校正板７を鋼材１と同じ速度で移動させる移
動装置、１０は鋼材ｌおよび校正板７が磁気回路の一部
となるように形成された門型フェライトコア、１１はこ
の門型フェライトコア１０と鋼材１２校正板７の一部と
からなる磁気回路に磁束を発生させる磁束発生器、１２
ａ。

１２ｂはそれぞれ鋼材１および校正板７を通った磁束を
検出する磁束検出器、１３は磁束発生器１１を動作させ
るための信号を発生する信号発生器、１４は磁束検出器
１２ａ、１２ｂからの検出結果を信号処理装置１５を介
して受けその検出結果に基づいて鋼材１の変態率を演算
する演算装置である。

なお、磁束発生器１１．磁束検出器１２ａ。

１２ｂ、信号発生器１３としては第１実施例と同様のも
のが用いられるほか、移動装Ｍ９としては、モータによ
り回転駆動されるピンチロールなどが用いられる。

上述の構成により、鋼材１と同じ条件信号を得ることの
できる校正板７を用意し、この校正板７を移動装置９に
より鋼材１と同じ速度で移動させるとともに、ヒータ８
により校正板７を鋼材１と同温に加熱する。

一方、第１実施例とほぼ同様に、信号発生器１３で発生
された信号は、磁束発生器１１によって磁束に変換され
、この磁束発生器１１により、門型フェライトコア１０
と鋼材１２校正板７の一部とからなる磁気回路に磁束が
通され、その磁束は、鋼材１および校正板７を通り磁束
検出器１２ａ、１２ｂにてそれぞれ検出される。

ここで、鋼材１におけるフェライト量と校正板７におけ
るフェライト量とが等しい場合、磁束検出器１２ａ、１
２ｂによりそれぞれ検出される磁束量は等しくなるが、
鋼材１におけるフェライト量が校正板７のものと異なる
と、その差に応じて鋼材ｌ２校正板７のそれぞれを通り
抜ける磁束量が異なってくる。これを磁束検出器１２ａ
、１２ｂにより検出し、その検出結果（磁束量）に基づ
き、演算装置１４において鋼材１の変態率が算出される
。なお、検出信号と変態率ηとの間には第４図に示すよ
うな関係がある。

このように、本実施例の装置によれば、鋼材ｌおよび校
正板７を通過する磁束量を、磁束検出器１２ａ、１２ｂ
にて検出し、その検出結果に基づいて鋼材１の変態率が
演算され、従来のごとく個別に信号を抽出するあるいは
信号を合成するという手間が省け、鋼材１の変態率を簡
易に且つ極めて精度よく測定できる。

第５図は本発明の第４実施例としての鋼材の変態率測定
装置を示す構成図であり、本実施例の装置も、請求項２
記載の装置に基づくもので、基本的には、第３実施例の
装置とほぼ同様に構成されている。第３実施例において
磁束発生側と磁束検出側とが２つに分離されていたのを
、この第４実施例では、第５図に示すように、一体の門
型フェライトコア１０ａに、磁束発生器１１および磁束
検出器１２ａ、１２ｂをそなえて構成されている。

このような構成により１本実施例の装置でも、第３実施
例と同様の作用効果が得られる。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の鋼材の変態率測定装置（
請求項１）によれば、コア長は等しいが両極間の距離の
異なる複数の門型フェライトコアを通る磁束を磁束検出
器にて検出し、その検出結果に基づいて鋼材の変態率を
演算するように構成したので、鋼材のバタツキの影響が
なくなり、鋼材の変態率を簡易に且つ極めて精度よく測
定できる効果がある。

また、請求項２記載の装置によれば、鋼材および校正板
を通過する磁束量を、磁束検出器にて検出し、その検出
結果に基づいて鋼材の変態率を演算するように構成した
ので、従来のごとく個別に信号を抽出するあるいは信号
を合成するという手間が省け、鋼材の変態率を簡易に且
つ極めて精度よく測定できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例としての鋼材の変態率測定
装置を示す構成図、第２図は本発明の第２実施例として
の鋼材の変態率測定装置を示す構成図、第３，４図は本
発明の第３実施例としての鋼材の変態率測定装置を示す
もので、第３図はその構成図、第４図は本実施例におけ
る変態率と検出信号との関係を示すグラフであり、第５
図は本発明の第４実施例としての鋼材の変態率測定装置
を示す構成図である。 図において、１−鋼材、２，２ａ、２ｂ−門型フェライ
トコア、３，３ａ、３ｂ−磁束発生器、４ａ、４ｂ−−
一磁束検出器、５−信号発生器、６演算装置、７−校正
板、８−ヒータ、９−移動装置、１０，１０ａ−門型フ
ェライトコア、１１磁束発生器、１２ａ、１２ｂ−磁束
検出器、１３−信号発生器、１４−演算装置、１５−信
号処理装置。 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被測定対象の鋼材が磁気回路の一部となるように
   形成されコア長は等しいが両極間の距離の異なる複数の
   門型フェライトコアと、これらの各門型フェライトコア
   と前記鋼材の一部とからなる各磁気回路に磁束を発生さ
   せるための磁束発生器と、前記の各門型フェライトコア
   の磁束を検出するための磁束検出器と、該磁束検出器か
   らの検出結果に基づいて前記鋼材の変態率を演算する演
   算装置とがそなえられたことを特徴とする鋼材の変態率
   測定装置。
2. （２）被測定対象の鋼材と同じ板厚信号、加工条件信号
   、温度信号、材料信号を得ることのできる校正板と、該
   校正板を前記鋼材と同温に加熱するためのヒータと、前
   記校正板を前記鋼材と同じ速度で移動させる移動手段と
   、前記の鋼材および校正板が磁気回路の一部となるよう
   に形成された門型フェライトコアと、該門型フェライト
   コアと前記の鋼材、校正板の一部とからなる磁気回路に
   磁束を発生させるための磁束発生器と、前記の鋼材およ
   び校正板を通った磁束をそれぞれ検出するための磁束検
   出器と、該磁束検出器からの検出結果に基づいて前記鋼
   材の変態率を演算する演算装置とがそなえられたことを
   特徴とする鋼材の変態率測定装置。