JPH0933464A - 鋼板の表面スケール測定方法及び材質測定方法 - Google Patents
鋼板の表面スケール測定方法及び材質測定方法Info
- Publication number
- JPH0933464A JPH0933464A JP7185195A JP18519595A JPH0933464A JP H0933464 A JPH0933464 A JP H0933464A JP 7185195 A JP7185195 A JP 7185195A JP 18519595 A JP18519595 A JP 18519595A JP H0933464 A JPH0933464 A JP H0933464A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel sheet
- temperature
- emissivity
- wavelength
- scale
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 焼鈍後のステンレス鋼板のスケール厚さと共
に、結晶粒径や硬度をオンラインで連続的に測定する。 【構成】 焼鈍炉３内において、鋼板２の表面から放射
される赤外放射光を検出し、該放射光に基づいて鋼板材
質を測定する鋼板の材質測定方法であって、スケール厚
さが変化しても放射率が略同一値となる波長λ1 におけ
る輝度温度Ｓ1 と、スケール厚さの変化に対して放射率
が変化する波長λ2 における輝度温度Ｓ2とを測定装置
１で測定し、予め求めた前者のλ1 におけるε1 とＳ1
に基づいて鋼板の均熱温度を算出し、該均熱温度及び後
者のＳ2 とに基づいてλ2 におけるε2 を算出し、該ε
2 に基づいてスケールの厚さを求め、該スケール厚みと
前記均熱温度とに基づいて所定の鋼板温度から前記均熱
温度に到達するまでの均熱時間を算出し、該均熱時間と
前記鋼板の均熱温度に基づいて鋼板の材質を測定する。
に、結晶粒径や硬度をオンラインで連続的に測定する。 【構成】 焼鈍炉３内において、鋼板２の表面から放射
される赤外放射光を検出し、該放射光に基づいて鋼板材
質を測定する鋼板の材質測定方法であって、スケール厚
さが変化しても放射率が略同一値となる波長λ1 におけ
る輝度温度Ｓ1 と、スケール厚さの変化に対して放射率
が変化する波長λ2 における輝度温度Ｓ2とを測定装置
１で測定し、予め求めた前者のλ1 におけるε1 とＳ1
に基づいて鋼板の均熱温度を算出し、該均熱温度及び後
者のＳ2 とに基づいてλ2 におけるε2 を算出し、該ε
2 に基づいてスケールの厚さを求め、該スケール厚みと
前記均熱温度とに基づいて所定の鋼板温度から前記均熱
温度に到達するまでの均熱時間を算出し、該均熱時間と
前記鋼板の均熱温度に基づいて鋼板の材質を測定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鋼板の表面スケー
ル測定方法及び材質測定方法、特に焼鈍後のステンレス
鋼板について、その表面に形成されるスケールの厚さ、
及び結晶粒径や硬度の材質をオンラインで連続的に測定
する際に適用して好適な、鋼板の表面スケール測定方法
及び材質測定方法に関する。
ル測定方法及び材質測定方法、特に焼鈍後のステンレス
鋼板について、その表面に形成されるスケールの厚さ、
及び結晶粒径や硬度の材質をオンラインで連続的に測定
する際に適用して好適な、鋼板の表面スケール測定方法
及び材質測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ステンレス鋼板の結晶粒を成長させ、機
械的強度等の材質特性を得るために、焼鈍処理が施さ
れ、その際に鋼板表面上に形成される、主として酸化物
からなるスケールを取り去るための酸洗処理が引き続き
行われる。これらの処理が連続して行われる工程は、一
般にＣＡＰ（Ｃold Ａnealing and Ｐickling ）ライン
と呼ばれている。
械的強度等の材質特性を得るために、焼鈍処理が施さ
れ、その際に鋼板表面上に形成される、主として酸化物
からなるスケールを取り去るための酸洗処理が引き続き
行われる。これらの処理が連続して行われる工程は、一
般にＣＡＰ（Ｃold Ａnealing and Ｐickling ）ライン
と呼ばれている。
【０００３】この焼鈍工程では、板温の昇温パターンを
適切に管理して、目標となる材質特性を得る必要があ
り、そのために焼鈍炉での板の最高到達温度（均熱温
度）Ｔss［℃］と、ある温度からＴssへ到達するまでの
時間（均熱時間）Ｔs を調整するように、炉温制御がな
されている。
適切に管理して、目標となる材質特性を得る必要があ
り、そのために焼鈍炉での板の最高到達温度（均熱温
度）Ｔss［℃］と、ある温度からＴssへ到達するまでの
時間（均熱時間）Ｔs を調整するように、炉温制御がな
されている。
【０００４】本来、板温度を高精度に測定して板温制御
を実施することが望ましいが、炉内では表面に酸化スケ
ールが成長し、その成長程度、例えばスケール厚さの違
いにより、鋼板の放射率が変るために、放射率を固定し
た従来の放射温度計や二色温度計では、正確な板温を測
定できないことから、その代替として、上述した炉温制
御が行われている。
を実施することが望ましいが、炉内では表面に酸化スケ
ールが成長し、その成長程度、例えばスケール厚さの違
いにより、鋼板の放射率が変るために、放射率を固定し
た従来の放射温度計や二色温度計では、正確な板温を測
定できないことから、その代替として、上述した炉温制
御が行われている。
【０００５】このような炉温制御による焼鈍工程では、
焼鈍される鋼板の板厚や板幅等の寸法の違い、鋼板成分
の違い等により、同じ炉温下においても形成されるスケ
ールの厚さが異なったものとなり、次工程で酸洗する際
には、酸洗後のスケール残りの発生をなくすために、鋼
板の走行速度を抑制する傾向にあった。従って、生産能
率を阻害したり、スケールの性状によっては、酸洗が不
充分であるためにスケール残りが生じて、ステンレス鋼
板の表面品質特性の悪化、例えば光沢不良を発生させる
ことにもなっていた。
焼鈍される鋼板の板厚や板幅等の寸法の違い、鋼板成分
の違い等により、同じ炉温下においても形成されるスケ
ールの厚さが異なったものとなり、次工程で酸洗する際
には、酸洗後のスケール残りの発生をなくすために、鋼
板の走行速度を抑制する傾向にあった。従って、生産能
率を阻害したり、スケールの性状によっては、酸洗が不
充分であるためにスケール残りが生じて、ステンレス鋼
板の表面品質特性の悪化、例えば光沢不良を発生させる
ことにもなっていた。
【０００６】このような意味合いからも焼鈍後の鋼板の
形成されているスケールの厚さを正確に測定することが
極めて重要であるが、従来から、表面のスケール厚さを
非破壊で測定する手段はなく、表面分析装置による破壊
試験により、相対的なスケール厚さを求めたり、スケー
ル部の断面を光学顕微鏡で観察して厚さを測定すること
が行われていたに過ぎない。
形成されているスケールの厚さを正確に測定することが
極めて重要であるが、従来から、表面のスケール厚さを
非破壊で測定する手段はなく、表面分析装置による破壊
試験により、相対的なスケール厚さを求めたり、スケー
ル部の断面を光学顕微鏡で観察して厚さを測定すること
が行われていたに過ぎない。
【０００７】ＣＡＰラインでのスケール厚さを測定する
技術に直接関係するものではないが、表面の酸化物をオ
ンラインで測定するのに好適な技術としては、特公昭６
２−３４０９３に開示されている、鋼板等の被測定体の
除錆度を測定するために、５５０ｎｍ付近の波長帯域を
有する光を被測定体表面で反射させ、上記波長帯域にお
ける反射光の光量を測定し、被測定体表面の赤錆と黒皮
を、各々同程度の検出感度で検出する方法が参考とな
る。
技術に直接関係するものではないが、表面の酸化物をオ
ンラインで測定するのに好適な技術としては、特公昭６
２−３４０９３に開示されている、鋼板等の被測定体の
除錆度を測定するために、５５０ｎｍ付近の波長帯域を
有する光を被測定体表面で反射させ、上記波長帯域にお
ける反射光の光量を測定し、被測定体表面の赤錆と黒皮
を、各々同程度の検出感度で検出する方法が参考とな
る。
【０００８】又、ステレンス鋼板の品質特性を決定する
要因として、結晶粒度が重要であることから、オンライ
ンで結晶粒径を測定することが望まれており、そのため
の装置として超音波の後方散乱波の強度値から結晶粒径
を推定するものが、次の文献に提案されている。“Ｔhe
Ｄevelopment and Ｍarketing of Ｎew Ｔechnolog
y for the Ｉnspection of Ｒolled Ｓtrip”ＢＮ
Ｆ ６th Ｉnternational Ｃonference 。
要因として、結晶粒度が重要であることから、オンライ
ンで結晶粒径を測定することが望まれており、そのため
の装置として超音波の後方散乱波の強度値から結晶粒径
を推定するものが、次の文献に提案されている。“Ｔhe
Ｄevelopment and Ｍarketing of Ｎew Ｔechnolog
y for the Ｉnspection of Ｒolled Ｓtrip”ＢＮ
Ｆ ６th Ｉnternational Ｃonference 。
【０００９】又、結晶粒径を測定する他の技術として
は、超音波の後方散乱ノイズを周波数分析し、特定の周
波数領域での後方散乱ノイズ強度の積分値と結晶粒径と
の関係を利用する方法が特開平４−９５８７０に開示さ
れている。又、被測定鋼板の保磁力を測定し、その測定
値と既知の結晶粒径を有する鋼板での保磁力との相対比
から測定対象鋼板の結晶粒径を求める方法が特開平６−
２１３８７２に提案されている。更に、Ｘ線回折測定に
より、回折Ｘ線強度の計数率の変動幅から結晶粒径を推
定するオンライン測定方法が特開平５−１４２１６８に
開示されている。これらの結晶粒径を推定する手法は全
て、従来の顕微鏡観察による破壊試験に代わる非破壊試
験方法であるため、連続測定を行う際に有効に適用でき
ればオンライン測定に好適である。
は、超音波の後方散乱ノイズを周波数分析し、特定の周
波数領域での後方散乱ノイズ強度の積分値と結晶粒径と
の関係を利用する方法が特開平４−９５８７０に開示さ
れている。又、被測定鋼板の保磁力を測定し、その測定
値と既知の結晶粒径を有する鋼板での保磁力との相対比
から測定対象鋼板の結晶粒径を求める方法が特開平６−
２１３８７２に提案されている。更に、Ｘ線回折測定に
より、回折Ｘ線強度の計数率の変動幅から結晶粒径を推
定するオンライン測定方法が特開平５−１４２１６８に
開示されている。これらの結晶粒径を推定する手法は全
て、従来の顕微鏡観察による破壊試験に代わる非破壊試
験方法であるため、連続測定を行う際に有効に適用でき
ればオンライン測定に好適である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
公昭６２−３４０９３に開示されている測定方法は、表
面スケールを除去する、例えばショットブラスト装置等
により、機械的に鋼板の表面を除錆処理した後のスケー
ル残りの状態を定量的に評価するものであり、スケール
の組成としても、鉄の酸化物を対象とするものである。
又、この方法は、斜めの方向から光を照射して、その反
射光を正面で受光するので、これらの先行技術の対象の
ように、拡散反射の多い鋼板を測定する場合には良い
が、ステンレス鋼板のスケールのように、光沢性が高
く、拡散反射成分の少ない表面を測定する際には、反射
光量が弱くなり、測定感度が劣るという問題点も有す
る。
公昭６２−３４０９３に開示されている測定方法は、表
面スケールを除去する、例えばショットブラスト装置等
により、機械的に鋼板の表面を除錆処理した後のスケー
ル残りの状態を定量的に評価するものであり、スケール
の組成としても、鉄の酸化物を対象とするものである。
又、この方法は、斜めの方向から光を照射して、その反
射光を正面で受光するので、これらの先行技術の対象の
ように、拡散反射の多い鋼板を測定する場合には良い
が、ステンレス鋼板のスケールのように、光沢性が高
く、拡散反射成分の少ない表面を測定する際には、反射
光量が弱くなり、測定感度が劣るという問題点も有す
る。
【００１１】更に、上記特公昭６２−３４０９３の方法
では、使用波長を５５０ｎｍ付近と限定しているが、Ｃ
ＡＰラインで生じるスケールは、主として、鋼板の成分
でもある、ＣｒやＭｎ、Ｎｉ、Ｓｉ等の酸化物を主成分
としており、分光反射スペクトル解析等の結果によれ
ば、可視波長域よりも、紫外又は赤外域に吸収が大きく
なることから、その特性を利用した測定が好ましい。従
って、５５０ｎｍの緑色光や白色光全体を用いた反射測
定は、ＣＡＰラインでのスケール厚さ測定には適さず、
高感度なスケール厚さの測定は困難であった。
では、使用波長を５５０ｎｍ付近と限定しているが、Ｃ
ＡＰラインで生じるスケールは、主として、鋼板の成分
でもある、ＣｒやＭｎ、Ｎｉ、Ｓｉ等の酸化物を主成分
としており、分光反射スペクトル解析等の結果によれ
ば、可視波長域よりも、紫外又は赤外域に吸収が大きく
なることから、その特性を利用した測定が好ましい。従
って、５５０ｎｍの緑色光や白色光全体を用いた反射測
定は、ＣＡＰラインでのスケール厚さ測定には適さず、
高感度なスケール厚さの測定は困難であった。
【００１２】又、前述した鋼板の材質測定の場合は、前
記文献に提案されている超音波後方散乱波の強度から結
晶粒径を測定する方法には、鋼板のパスライン変動や表
面のスケール性状等の影響を受け易いため、結晶粒径の
測定精度は約±１０μｍ程度と悪く、実用化には至って
ないという問題がある。
記文献に提案されている超音波後方散乱波の強度から結
晶粒径を測定する方法には、鋼板のパスライン変動や表
面のスケール性状等の影響を受け易いため、結晶粒径の
測定精度は約±１０μｍ程度と悪く、実用化には至って
ないという問題がある。
【００１３】又、特開平４−９５８７０に開示されてい
る方法には、超音波探触子を被測定物上に載置させるた
めに鋼板が走行しているときには測定できず、更に、測
定場所がずれると測定誤差が大きくなるという問題があ
る。
る方法には、超音波探触子を被測定物上に載置させるた
めに鋼板が走行しているときには測定できず、更に、測
定場所がずれると測定誤差が大きくなるという問題があ
る。
【００１４】又、特開平６−２１３８７２に開示されて
いる保磁力を利用する方法では、測定対象と検出ヘッド
間の距離を高精度に制御する必要があるため、オンライ
ン測定に適用する際に運用上の問題がある。
いる保磁力を利用する方法では、測定対象と検出ヘッド
間の距離を高精度に制御する必要があるため、オンライ
ン測定に適用する際に運用上の問題がある。
【００１５】更に、Ｘ線回折を利用する特開平５−１４
２１６８に提案されている方法は、Ｘ線を使用するため
に装置管理が容易ではなく、その上高価であるという欠
点を有している。
２１６８に提案されている方法は、Ｘ線を使用するため
に装置管理が容易ではなく、その上高価であるという欠
点を有している。
【００１６】以上のように、結晶粒径を測定する多くの
方法が提案されているが、それぞれに問題があり、実用
化されていないのが実状である。
方法が提案されているが、それぞれに問題があり、実用
化されていないのが実状である。
【００１７】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
くなされたもので、特に、ステンレス鋼板等の鋼材の焼
鈍後のＣｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｉ等の酸化スケール厚さ
を、非破壊で高精度に測定可能とする技術を提供するこ
とを第１課題とする。
くなされたもので、特に、ステンレス鋼板等の鋼材の焼
鈍後のＣｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｓｉ等の酸化スケール厚さ
を、非破壊で高精度に測定可能とする技術を提供するこ
とを第１課題とする。
【００１８】本発明は、又、鋼板の焼鈍状態を全体的に
把握し、対象鋼板の結晶粒径等の材質特性をオンライン
で測定し、鋼板品質を総合的に評価することができる技
術を提供することを第２課題とする。
把握し、対象鋼板の結晶粒径等の材質特性をオンライン
で測定し、鋼板品質を総合的に評価することができる技
術を提供することを第２課題とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、鋼板
の表面から放射される赤外放射光を検出し、該放射光に
基づいて鋼板に形成されている表面スケールの厚さを測
定する鋼板の表面スケール測定方法であって、スケール
厚さが変化しても放射率が略同一値である波長λ1 にお
ける輝度温度Ｓ1 と、スケール厚さの変化に対して放射
率が変化する波長λ2 における輝度温度Ｓ2 とを測定
し、予め求めた前者の波長λ1 における放射率ε1 及び
前者の輝度温度Ｓ1 に基づいて鋼板温度を算出し、該鋼
板温度及び後者の輝度温度Ｓ2 とに基づいて波長λ2 に
おける放射率ε2 を算出し、該放射率ε2 に基づいてス
ケールの厚さを求めることにより、前記第１の課題を解
決したものである。
の表面から放射される赤外放射光を検出し、該放射光に
基づいて鋼板に形成されている表面スケールの厚さを測
定する鋼板の表面スケール測定方法であって、スケール
厚さが変化しても放射率が略同一値である波長λ1 にお
ける輝度温度Ｓ1 と、スケール厚さの変化に対して放射
率が変化する波長λ2 における輝度温度Ｓ2 とを測定
し、予め求めた前者の波長λ1 における放射率ε1 及び
前者の輝度温度Ｓ1 に基づいて鋼板温度を算出し、該鋼
板温度及び後者の輝度温度Ｓ2 とに基づいて波長λ2 に
おける放射率ε2 を算出し、該放射率ε2 に基づいてス
ケールの厚さを求めることにより、前記第１の課題を解
決したものである。
【００２０】請求項２の発明は、請求項１において、鋼
板がステンレス鋼板であり、スケール厚さが変化しても
放射率が略同一値となる波長λ1 が１２〜２０μｍの範
囲であり、スケール厚さの変化に対して放射率が変化す
る波長λ2 が２．５〜４μｍの範囲であるようにしたも
のである。
板がステンレス鋼板であり、スケール厚さが変化しても
放射率が略同一値となる波長λ1 が１２〜２０μｍの範
囲であり、スケール厚さの変化に対して放射率が変化す
る波長λ2 が２．５〜４μｍの範囲であるようにしたも
のである。
【００２１】請求項３の発明は、焼鈍炉内において、鋼
板の表面から放射される赤外放射光を検出し、該放射光
に基づいて鋼板材質を測定する鋼板の材質測定方法であ
って、スケール厚さが変化しても放射率が略同一値とな
る波長λ1 における輝度温度Ｓ1 と、スケール厚さの変
化に対して放射率が変化する波長λ2 における輝度温度
Ｓ2 とを測定し、予め求めた前者の波長λ1 における放
射率ε1 及び前者の輝度温度Ｓ1 に基づいて鋼板の均熱
温度を算出し、該鋼板の均熱温度及び後者の輝度温度Ｓ
2 とに基づいて波長λ2 における放射率ε2 を算出し、
該放射率ε2 に基づいてスケールの厚さを求め、該スケ
ール厚みと前記鋼板の均熱温度とに基づいて所定の鋼板
温度から前記鋼板の均熱温度に到達するまでの均熱時間
を算出し、該均熱時間と前記鋼板の均熱温度に基づいて
鋼板の材質を測定することにより、前記第２の課題を解
決したものである。
板の表面から放射される赤外放射光を検出し、該放射光
に基づいて鋼板材質を測定する鋼板の材質測定方法であ
って、スケール厚さが変化しても放射率が略同一値とな
る波長λ1 における輝度温度Ｓ1 と、スケール厚さの変
化に対して放射率が変化する波長λ2 における輝度温度
Ｓ2 とを測定し、予め求めた前者の波長λ1 における放
射率ε1 及び前者の輝度温度Ｓ1 に基づいて鋼板の均熱
温度を算出し、該鋼板の均熱温度及び後者の輝度温度Ｓ
2 とに基づいて波長λ2 における放射率ε2 を算出し、
該放射率ε2 に基づいてスケールの厚さを求め、該スケ
ール厚みと前記鋼板の均熱温度とに基づいて所定の鋼板
温度から前記鋼板の均熱温度に到達するまでの均熱時間
を算出し、該均熱時間と前記鋼板の均熱温度に基づいて
鋼板の材質を測定することにより、前記第２の課題を解
決したものである。
【００２２】請求項４の発明は、請求項３において、鋼
板がステンレス鋼板であり、スケール厚さが変化しても
放射率が略同一値となる波長λ1 が１２〜２０μｍの範
囲であり、スケール厚さの変化に対して放射率が変化す
る波長λ2 が２．５〜４μｍの範囲であるようにしたも
のである。
板がステンレス鋼板であり、スケール厚さが変化しても
放射率が略同一値となる波長λ1 が１２〜２０μｍの範
囲であり、スケール厚さの変化に対して放射率が変化す
る波長λ2 が２．５〜４μｍの範囲であるようにしたも
のである。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下に本発明の基本原理について
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００２４】まず、請求項１の発明を説明するに当り、
測定対象の一例として、ステンレス鋼板のうちの一種で
あるオーステナイト系ステンレス鋼板（以下ＳＵＳ３０
４と称する）を取り上げる。この鋼板の特徴としては、
その成分に約１８％のＣｒと、約８％のＮｉが含まれる
ことが挙げられる。このＣｒ、Ｎｉの量と、その他の含
有成分であるＣ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎの量等の成分バランス
から、材料特性の異なる亜鋼種が複数存在する。
測定対象の一例として、ステンレス鋼板のうちの一種で
あるオーステナイト系ステンレス鋼板（以下ＳＵＳ３０
４と称する）を取り上げる。この鋼板の特徴としては、
その成分に約１８％のＣｒと、約８％のＮｉが含まれる
ことが挙げられる。このＣｒ、Ｎｉの量と、その他の含
有成分であるＣ、Ｎ、Ｓｉ、Ｍｎの量等の成分バランス
から、材料特性の異なる亜鋼種が複数存在する。
【００２５】これら鋼板に含まれる化学成分を表わす指
標として、各構成元素の割合値を用いてオーステナイト
安定度を定量的に表現する値であるＭ値を、次の（１）
式で定義することができる。この（１）式でｆ１は一定
の関数形であり、各変数は化学成分のmass％値を用いて
いる。
標として、各構成元素の割合値を用いてオーステナイト
安定度を定量的に表現する値であるＭ値を、次の（１）
式で定義することができる。この（１）式でｆ１は一定
の関数形であり、各変数は化学成分のmass％値を用いて
いる。
【００２６】 Ｍ＝ｆ１（％Ｃ，％Ｎ，％Ｓｉ，％Ｍｎ，％Ｃｒ， ％Ｎｉ，％Ｃｕ，％Ｍｏ，％Ｎｄ） …（１）
【００２７】又、鋼板は、仕上焼鈍の前工程である冷間
圧延工程において圧下され、歪みエネルギを蓄えること
になるので、そのエネルギが焼鈍時の結晶粒の再結晶過
程に影響を及ぼす。そこで、圧下を表わす指標として、
冷間圧延前の板厚Ｈと圧延後の板厚ｈを用いて次の（１
０）式に示される冷間圧下率Ｒ［％］を定義する。
圧延工程において圧下され、歪みエネルギを蓄えること
になるので、そのエネルギが焼鈍時の結晶粒の再結晶過
程に影響を及ぼす。そこで、圧下を表わす指標として、
冷間圧延前の板厚Ｈと圧延後の板厚ｈを用いて次の（１
０）式に示される冷間圧下率Ｒ［％］を定義する。
【００２８】 Ｒ＝［（Ｈ−ｈ）／Ｈ］×１００ …（２）
【００２９】上述したＭ値とＲ値の２つは、焼鈍前の鋼
板の材質を決定する上で主要な指標であると言える。
板の材質を決定する上で主要な指標であると言える。
【００３０】各種の焼鈍条件下、即ち板の異なる最高到
達温度（均熱温度）Ｔss［℃］（１０５０〜１１５０
℃）、ある温度からＴssに到達するまでの時間（均熱時
間）Ｔs ［sec ］（１５〜６５sec ）で製造されたＳＵ
Ｓ３０４のスケールを、各種表面分析装置、例えばＧＤ
Ｓ（グロー放電発光分析装置）やＸ線回折装置、更に、
被膜の光学特性（例えば屈折率）を測定する分光エリプ
ソメータや、反射特性を測定する分光器により測定した
結果、以下の点が明らかにされた。
達温度（均熱温度）Ｔss［℃］（１０５０〜１１５０
℃）、ある温度からＴssに到達するまでの時間（均熱時
間）Ｔs ［sec ］（１５〜６５sec ）で製造されたＳＵ
Ｓ３０４のスケールを、各種表面分析装置、例えばＧＤ
Ｓ（グロー放電発光分析装置）やＸ線回折装置、更に、
被膜の光学特性（例えば屈折率）を測定する分光エリプ
ソメータや、反射特性を測定する分光器により測定した
結果、以下の点が明らかにされた。
【００３１】１）スケールは、主としてＣｒやＭｎ、Ｆ
ｅ等の酸化物から構成される。 ２）スケール層内に複数の層が存在するが、その膜厚は
主としてＣｒ2 Ｏ3 層の厚さで代表され、その膜厚値は
０．１〜０．５μｍである。 ３）紫外から可視の短波長域及び、近赤外から中赤外の
赤外波長域にスケール膜による吸収特性を有する。 ４）鋼板を加熱して、約８００〜１１００℃の板温で放
射率を測定したところ、遠赤外領域（λ＝１２〜２０μ
ｍ）では表面のスケール厚さによらず、放射率が変動せ
ずほぼ一定であるのに対して、中赤外領域（λ＝２．５
〜４μｍ）ではスケール厚さに応じて放射率が変化す
る。ここで放射率は同じ温度の黒体からの輝度との相対
値で定義される。 ５）ＧＤＳ法によりスケールをスパッタリングする際、
スケール被膜と地鉄との界面に濃化する元素、例えばＳ
ｉに着目して、該Ｓｉの発光強度のピーク値に達するま
でのスパッタリング時間からスケール膜厚を定量評価す
ることができる。
ｅ等の酸化物から構成される。 ２）スケール層内に複数の層が存在するが、その膜厚は
主としてＣｒ2 Ｏ3 層の厚さで代表され、その膜厚値は
０．１〜０．５μｍである。 ３）紫外から可視の短波長域及び、近赤外から中赤外の
赤外波長域にスケール膜による吸収特性を有する。 ４）鋼板を加熱して、約８００〜１１００℃の板温で放
射率を測定したところ、遠赤外領域（λ＝１２〜２０μ
ｍ）では表面のスケール厚さによらず、放射率が変動せ
ずほぼ一定であるのに対して、中赤外領域（λ＝２．５
〜４μｍ）ではスケール厚さに応じて放射率が変化す
る。ここで放射率は同じ温度の黒体からの輝度との相対
値で定義される。 ５）ＧＤＳ法によりスケールをスパッタリングする際、
スケール被膜と地鉄との界面に濃化する元素、例えばＳ
ｉに着目して、該Ｓｉの発光強度のピーク値に達するま
でのスパッタリング時間からスケール膜厚を定量評価す
ることができる。
【００３２】一般に、放射温度計を用いて放射測温を実
施する際には、測定対象物の温度Ｔ［Ｋ］、輝度温度Ｓ
［Ｋ］、放射率ε、測定波長λ［μｍ］等の間には次の
（３）式の関係がある。
施する際には、測定対象物の温度Ｔ［Ｋ］、輝度温度Ｓ
［Ｋ］、放射率ε、測定波長λ［μｍ］等の間には次の
（３）式の関係がある。
【００３３】 Ｔ［Ｋ］＝（Ｃ2 ／λ） ÷ｌｎ［ε｛exp （Ｃ2 ／（λ・Ｓ））−１｝＋１］ …（３） ここで、Ｃ２はＰlankの第２定数である。 Ｃ２＝１．４３８８×１０4 ［μｍ・Ｋ］ …（４）
【００３４】今、前記４）に示した知見を基にして、遠
赤外領域のうちの波長を選び（λ＝λ1 とする）、予め
ＳＵＳ３０４の放射率ε1 を測定しておき、その値を設
定しておけば、λ＝λ1 での輝度温度Ｓ１を測定するこ
とにより、ＳＵＳ３０４鋼板の均熱板温Ｔssを、前記
（３）式から導いた次の（５）式で求めることができ
る。
赤外領域のうちの波長を選び（λ＝λ1 とする）、予め
ＳＵＳ３０４の放射率ε1 を測定しておき、その値を設
定しておけば、λ＝λ1 での輝度温度Ｓ１を測定するこ
とにより、ＳＵＳ３０４鋼板の均熱板温Ｔssを、前記
（３）式から導いた次の（５）式で求めることができ
る。
【００３５】 Ｔss［℃］＝（Ｃ2 ／λ1 ） ÷ｌｎ［ε1 ｛exp （Ｃ2 ／（λ1 ・Ｓ1 ））−１｝＋１］ −２７３ ＝ｆ3 （ε1 ，Ｓ1 ） …（５）
【００３６】このようにして、均熱板温度Ｔssを求める
と同時に、次に同じく前記４）の知見から、中赤外領域
のうちの波長を選び（λ＝λ2 とする）、λ＝λ2 での
輝度温度Ｓ2 を測定することにより、該波長λ2 での放
射率ε2 は、前記（３）式より導いた次の（６）式に前
記Ｔss及びＳ2 を代入することにより求められることに
なる。
と同時に、次に同じく前記４）の知見から、中赤外領域
のうちの波長を選び（λ＝λ2 とする）、λ＝λ2 での
輝度温度Ｓ2 を測定することにより、該波長λ2 での放
射率ε2 は、前記（３）式より導いた次の（６）式に前
記Ｔss及びＳ2 を代入することにより求められることに
なる。
【００３７】 ε2 ＝［exp ｛Ｃ2 ／（λ2 （Ｔss＋２７３））｝−１］ ÷［exp ｛Ｃ2 ／（λ2 ・Ｓ2 ）｝−１］ ＝ｆ4 （Ｓ2 ，Ｔss） …（６）
【００３８】このようにして求められた波長λ2 におけ
る放射率ε2 と、鋼板のスケール厚みｄsc［μｍ］との
関係を調べ、更に鋼板の成分元素量を示すＭ値の影響も
合わせて回帰式を作成して、次の（７）式に示す関係を
得た。
る放射率ε2 と、鋼板のスケール厚みｄsc［μｍ］との
関係を調べ、更に鋼板の成分元素量を示すＭ値の影響も
合わせて回帰式を作成して、次の（７）式に示す関係を
得た。
【００３９】 ｄsc＝ｆ5 （ε2 ，Ｍ）＝Ａ5 ・ε2 ＋Ｂ5 …（７）
【００４０】ここでＡ5 ，Ｂ5 はＭの関数であり、それ
ぞれ次の（７Ａ）、（７Ｂ）式で与えられる。
ぞれ次の（７Ａ）、（７Ｂ）式で与えられる。
【００４１】 Ａ5 ＝Ａ51×Ｍ＋Ａ52 …（７Ａ） Ｂ5 ＝Ｂ51×Ｍ＋Ｂ52 …（７Ｂ） ここで、Ａ51、Ａ52、Ｂ51、Ｂ52は定数である。
【００４２】以上より、予めＭ及びε1 の値を求めてお
き、前記（５）〜（７）式を用いることにより、２波長
での輝度温度Ｓ1 、Ｓ2 を測定することで均熱温度Ｔss
及びスケール厚みｄscを算出することができる。
き、前記（５）〜（７）式を用いることにより、２波長
での輝度温度Ｓ1 、Ｓ2 を測定することで均熱温度Ｔss
及びスケール厚みｄscを算出することができる。
【００４３】従って、焼鈍中に板温とスケール厚みの同
時測定が可能となり、板温制御とスケール厚み管理によ
る焼鈍状況の把握により、焼鈍条件の適正化と鋼板品質
管理の向上を図ることができる。
時測定が可能となり、板温制御とスケール厚み管理によ
る焼鈍状況の把握により、焼鈍条件の適正化と鋼板品質
管理の向上を図ることができる。
【００４４】ここで、前記４）の知見に示したスケール
厚さが変化しても放射率が略同一値である波長λ1 及び
スケール厚さの変化に応じて放射率が変化する波長λ2
の好適な範囲について説明する。
厚さが変化しても放射率が略同一値である波長λ1 及び
スケール厚さの変化に応じて放射率が変化する波長λ2
の好適な範囲について説明する。
【００４５】（１）λ1 を変えながら放射率ε1 を測定
し、その測定値を用いて板温Ｔを算出した結果、その実
測値からの誤差ΔＴの２σ（σ：標準偏差）と波長との
間に図１の関係があった。そこで、温度制御上ΔＴの２
σ＝±１０℃が十分な精度であることから、ΔＴの２σ
≦１０℃となる条件で波長を制限し、好適な範囲をλ1
＝１２〜２０μｍとした。
し、その測定値を用いて板温Ｔを算出した結果、その実
測値からの誤差ΔＴの２σ（σ：標準偏差）と波長との
間に図１の関係があった。そこで、温度制御上ΔＴの２
σ＝±１０℃が十分な精度であることから、ΔＴの２σ
≦１０℃となる条件で波長を制限し、好適な範囲をλ1
＝１２〜２０μｍとした。
【００４６】（２）λ2 は、図２に示すように、ΔＴの
２σ≦１０℃になる条件下（λ1 ＝１〜２０μｍ）に
て、品質管理上Δｄscの２σ＝０．０４μｍが十分な精
度であることから、スケール厚さｄscの推定誤差Δｄsc
の２σ≦０．０４μｍになる条件で制限し、その好適な
範囲をλ2 ＝２．５〜４μｍとした。
２σ≦１０℃になる条件下（λ1 ＝１〜２０μｍ）に
て、品質管理上Δｄscの２σ＝０．０４μｍが十分な精
度であることから、スケール厚さｄscの推定誤差Δｄsc
の２σ≦０．０４μｍになる条件で制限し、その好適な
範囲をλ2 ＝２．５〜４μｍとした。
【００４７】次に、請求項３の発明について詳述する。
この発明は、各種条件により圧延、焼鈍された成分系の
異なる複数種類のステンレス鋼板について、スケール厚
さ、放射率、均熱温度（板温）、均熱時間等を調べ、そ
れぞれの値と結晶粒径、硬度等の材質特性との間に一定
の関係があることを知見してなされたものである。
この発明は、各種条件により圧延、焼鈍された成分系の
異なる複数種類のステンレス鋼板について、スケール厚
さ、放射率、均熱温度（板温）、均熱時間等を調べ、そ
れぞれの値と結晶粒径、硬度等の材質特性との間に一定
の関係があることを知見してなされたものである。
【００４８】まず、均熱時間の推定方法について説明す
る。各種の均熱温度Ｔss、均熱時間Ｔs の条件下で焼鈍
処理されたＳＵＳ３０４を使用し、各鋼板のスケール厚
みｄsc測定値とＴss、Ｔs 等との関係を調べ、更にスケ
ールの酸化増量、酸化速度定数及びその温度依存性等の
関係を速度論的に解析したところ、次の（８）式の関係
を得た。ここで、Ａ６、Ｂ６は定数である。
る。各種の均熱温度Ｔss、均熱時間Ｔs の条件下で焼鈍
処理されたＳＵＳ３０４を使用し、各鋼板のスケール厚
みｄsc測定値とＴss、Ｔs 等との関係を調べ、更にスケ
ールの酸化増量、酸化速度定数及びその温度依存性等の
関係を速度論的に解析したところ、次の（８）式の関係
を得た。ここで、Ａ６、Ｂ６は定数である。
【００４９】 Ｔs ＝ｆ６（Ｔss，ｄsc） ＝Ａ6 exp ｛Ｂ6 ／（Ｔss＋２７３）｝・ｄsc2 …（８）
【００５０】上記（８）式のＴs は、一般にある温度Ｔ
soから最高温度（均熱温度）Ｔssへ至るまでの時間と定
義されるが、ＣＡＰラインでは、板温計の設置台数に限
りがあり、又精度的にも問題があるので、Ｔsoにどの時
点で到達したかは不明である。そのためにＴs を実測す
ることは困難であるが、上記（８）式に前記Ｔss、ｄsc
を代入することによりＴs が推定可能となる。
soから最高温度（均熱温度）Ｔssへ至るまでの時間と定
義されるが、ＣＡＰラインでは、板温計の設置台数に限
りがあり、又精度的にも問題があるので、Ｔsoにどの時
点で到達したかは不明である。そのためにＴs を実測す
ることは困難であるが、上記（８）式に前記Ｔss、ｄsc
を代入することによりＴs が推定可能となる。
【００５１】次に、鋼板の材質、即ち結晶粒径や硬度を
推定する方法について説明する。各種条件で焼鈍された
前記ＳＵＳ３０４鋼板の結晶粒径ｄ［μｍ］やビッカー
ス硬度Ｈｖ［−］を実測し、焼鈍条件Ｔss、Ｔs や焼鈍
前の鋼板の特性を表わす指標である前記Ｍ値、Ｒ値等と
の関係を調査し、更に結晶粒の成長を熱活性化過程とし
て取り扱うことにより、結晶粒径ｄ及びビッカース硬度
Ｈｖを表わす関係式として次の（９）、（１０）式を得
た。又、具体的な関数式として（９Ａ）式を得た。な
お、この（９Ａ）式における係数Ａ、Ｂ、Ｃは、上記
Ｍ、Ｒの関数である。
推定する方法について説明する。各種条件で焼鈍された
前記ＳＵＳ３０４鋼板の結晶粒径ｄ［μｍ］やビッカー
ス硬度Ｈｖ［−］を実測し、焼鈍条件Ｔss、Ｔs や焼鈍
前の鋼板の特性を表わす指標である前記Ｍ値、Ｒ値等と
の関係を調査し、更に結晶粒の成長を熱活性化過程とし
て取り扱うことにより、結晶粒径ｄ及びビッカース硬度
Ｈｖを表わす関係式として次の（９）、（１０）式を得
た。又、具体的な関数式として（９Ａ）式を得た。な
お、この（９Ａ）式における係数Ａ、Ｂ、Ｃは、上記
Ｍ、Ｒの関数である。
【００５２】 ｄ＝ｆ７（Ｔss，Ｔs ，Ｍ，Ｒ） ＝Ａ7 exp ｛−Ｂ7 ／（Ｔss＋２７３）｝・Ｔs ＋Ｃ7 …（９） Ｈｖ＝ｆ８（Ｔss，Ｔs ，Ｍ，Ｒ） ＝Ａ8 ［Ａ7 exp ｛−Ｂ7 ／（Ｔss＋２７３）｝ ・Ｔs ＋Ｃ7 ］-1/2＋Ｂ8 …（１０）
【００５３】上記（９）、（１０）式の係数Ａ7 、Ｂ7
、Ｃ7 、Ａ8 及びＢ8 、はそれぞれＭ、Ｒの関数で以
下の式で与えられる。
、Ｃ7 、Ａ8 及びＢ8 、はそれぞれＭ、Ｒの関数で以
下の式で与えられる。
【００５４】 Ａ7 ＝exp （Ａ71×Ｍ＋Ａ72×Ｒ＋Ａ73） …（９Ａ） Ｂ7 ＝Ｂ71×Ｍ＋Ｂ72×Ｒ＋Ｂ７３ …（９Ｂ） Ｃ7 ＝Ｃ71×Ｒ＋Ｃ72 …（９Ｃ） Ａ8 ＝Ａ81×Ｍ＋Ａ82 …（１０Ａ） Ｂ8 ＝Ｂ81×Ｍ＋Ｂ82 …（１０Ｂ） ここで、Ａ71、Ａ72、Ａ73、Ｂ71、Ｂ72、Ｂ73、Ｃ71、
Ｃ72、Ａ81、Ａ82、Ｂ81、Ｂ82は定数である。
Ｃ72、Ａ81、Ａ82、Ｂ81、Ｂ82は定数である。
【００５５】以上述べたように、（３）〜（１０）式を
用いることにより、輝度温度を２つの異なる波長帯で同
時にオンライン測定し、予め得られている関係式ｆｉ
（ｉ＝５，６，７，８）や測定対象鋼板の焼鈍前の特性
である化学成分や冷間圧下率情報を元にして、焼鈍中の
板温、スケール厚みばかりでなく、焼鈍後の鋼板の結晶
粒径や硬度等の材質特性を連続的に推定することが可能
になる。
用いることにより、輝度温度を２つの異なる波長帯で同
時にオンライン測定し、予め得られている関係式ｆｉ
（ｉ＝５，６，７，８）や測定対象鋼板の焼鈍前の特性
である化学成分や冷間圧下率情報を元にして、焼鈍中の
板温、スケール厚みばかりでなく、焼鈍後の鋼板の結晶
粒径や硬度等の材質特性を連続的に推定することが可能
になる。
【００５６】以下、図面を参照して、より具体的な実施
の形態の例を詳細に説明する。
の形態の例を詳細に説明する。
【００５７】図３は、本発明に係る一実施形態に適用さ
れるＣＡＰラインの概略構成を示す配置図である。
れるＣＡＰラインの概略構成を示す配置図である。
【００５８】上記ＣＡＰラインでは、２つの異なる波長
帯域から、それぞれの中心波長がλ1 ＝１６μｍ、λ2
＝３μｍを利用して、輝度温度を測定する赤外放射輝度
測定装置１が所定位置に設置されている。そして、測定
対象であるステンレス鋼板２は、焼鈍炉３の中を走行
し、その輝度温度が水冷管４を通して赤外放射輝度測定
装置１により測定されるようになっている。上記水冷管
４は、炉３内で鋼板２の近傍にまで延ばされて設置され
ているので、上記輝度測定装置１により測定する際に炉
壁等からの背光雑音の影響を小さくすることができる。
帯域から、それぞれの中心波長がλ1 ＝１６μｍ、λ2
＝３μｍを利用して、輝度温度を測定する赤外放射輝度
測定装置１が所定位置に設置されている。そして、測定
対象であるステンレス鋼板２は、焼鈍炉３の中を走行
し、その輝度温度が水冷管４を通して赤外放射輝度測定
装置１により測定されるようになっている。上記水冷管
４は、炉３内で鋼板２の近傍にまで延ばされて設置され
ているので、上記輝度測定装置１により測定する際に炉
壁等からの背光雑音の影響を小さくすることができる。
【００５９】赤外放射輝度測定装置１は、２つの異なる
波長λ1 とλ2 での輝度温度Ｓ1 、Ｓ2 を連続的に測定
するため、図４に示すように、２つの光学式バンドパス
フィルタ５及び６が取付けられているチョッパ７を有
し、そのチョッパ７をモータ８により回転させて、赤外
検出素子の一種である焦電素子９により２波長での輝度
温度を交互に連続的に測定する。鋼板までの測定距離Ｌ
と測定面積は、凹面ミラー１０の焦点距離ｆと、筐体１
１内に装着されたアパーチャ１２の有効径、及び、凹面
ミラー１０と焦電素子９の間の距離ｌ等の値により規定
される。又、チョッパ７の回転数は、焦電素子９の時定
数を考慮して決定され、回転制御装置１３により安定制
御される。又、Ｓ／Ｎ向上のためにロックイン増幅器１
４により位相検波増幅されて、Ｓ1 、Ｓ2 の値が信号処
理装置１５へ転送される。
波長λ1 とλ2 での輝度温度Ｓ1 、Ｓ2 を連続的に測定
するため、図４に示すように、２つの光学式バンドパス
フィルタ５及び６が取付けられているチョッパ７を有
し、そのチョッパ７をモータ８により回転させて、赤外
検出素子の一種である焦電素子９により２波長での輝度
温度を交互に連続的に測定する。鋼板までの測定距離Ｌ
と測定面積は、凹面ミラー１０の焦点距離ｆと、筐体１
１内に装着されたアパーチャ１２の有効径、及び、凹面
ミラー１０と焦電素子９の間の距離ｌ等の値により規定
される。又、チョッパ７の回転数は、焦電素子９の時定
数を考慮して決定され、回転制御装置１３により安定制
御される。又、Ｓ／Ｎ向上のためにロックイン増幅器１
４により位相検波増幅されて、Ｓ1 、Ｓ2 の値が信号処
理装置１５へ転送される。
【００６０】図５は、スケール厚さの分析値と、２つの
波長λ2 ＝３μｍ、λ1 ＝１６μｍでの放射率との関係
を示す図である。これにより、遠赤外領域では放射率ε
1 （λ＝λ1 ＝１６μｍ）がほぼ一定であるのに対し
て、中赤外領域では放射率ε2（λ＝λ2 ＝３μｍ）で
はスケール厚さｄscと一定の関係が有り、この関係を前
記（７）式に示す関係式ｆ5 として用いることができ
る。但し、この場合はＭ値が一定であるので、異なるＭ
値を有するステンレス鋼板の場合は、ｄscと、Ｓ2、Ｍ
の関係は回帰式により別に求めておけば良い。
波長λ2 ＝３μｍ、λ1 ＝１６μｍでの放射率との関係
を示す図である。これにより、遠赤外領域では放射率ε
1 （λ＝λ1 ＝１６μｍ）がほぼ一定であるのに対し
て、中赤外領域では放射率ε2（λ＝λ2 ＝３μｍ）で
はスケール厚さｄscと一定の関係が有り、この関係を前
記（７）式に示す関係式ｆ5 として用いることができ
る。但し、この場合はＭ値が一定であるので、異なるＭ
値を有するステンレス鋼板の場合は、ｄscと、Ｓ2、Ｍ
の関係は回帰式により別に求めておけば良い。
【００６１】信号処理装置１５には、予め求めたε1 の
値が設定されており、転送された前記輝度温度測定値Ｓ
1 から前記（５）式の関数ｆ3 を用いてＴssが求めら
れ、このＴssと前記Ｓ2 とから前記（６）式の関数ｆ4
によりε2 が得られる。前記（１）、（２）式に示す
Ｍ、Ｒの値は、上位計算機１６から信号処理装置１５へ
送られて記憶されており、求められたＳ2 とＭの値とか
ら、前記（７）式の関数ｆ5 を用いてｄscが算出された
後、先に得られているＴssとｄscとから、前記（８）式
の関数ｆ6 を用いてＴs の値が算出される。更に、この
Ｔs とＴss、Ｍ、Ｒ等の値とから関数ｆ7 、ｆ8 を用い
て、最終的に結晶粒計ｄや硬度Ｈｖの値が推定されるこ
とになる。
値が設定されており、転送された前記輝度温度測定値Ｓ
1 から前記（５）式の関数ｆ3 を用いてＴssが求めら
れ、このＴssと前記Ｓ2 とから前記（６）式の関数ｆ4
によりε2 が得られる。前記（１）、（２）式に示す
Ｍ、Ｒの値は、上位計算機１６から信号処理装置１５へ
送られて記憶されており、求められたＳ2 とＭの値とか
ら、前記（７）式の関数ｆ5 を用いてｄscが算出された
後、先に得られているＴssとｄscとから、前記（８）式
の関数ｆ6 を用いてＴs の値が算出される。更に、この
Ｔs とＴss、Ｍ、Ｒ等の値とから関数ｆ7 、ｆ8 を用い
て、最終的に結晶粒計ｄや硬度Ｈｖの値が推定されるこ
とになる。
【００６２】表１に、本実施形態を満足する波長を用い
て、ＳＵＳ３０４の異なる亜鉛種の２鋼板（ＡとＢ）に
ついて、スケール厚みｄscと硬度Ｈｖ、結晶粒計ｄの測
定結果を示した。
て、ＳＵＳ３０４の異なる亜鉛種の２鋼板（ＡとＢ）に
ついて、スケール厚みｄscと硬度Ｈｖ、結晶粒計ｄの測
定結果を示した。
【００６３】
【表１】
【００６４】上記表１に表されるように、スケール厚
は、誤差Δｄscの２σ（σ：標準偏差）が０．０４μｍ
以内、推定された結晶粒径ｄの値と顕微鏡を用いて実測
された結晶粒径の値との誤差Δｄの２σは、約±５μｍ
以内、推定されたＨｖとオフラインにてビッカース硬度
計にて測定した硬度との誤差の２σは２０Ｈｖ以内であ
った。
は、誤差Δｄscの２σ（σ：標準偏差）が０．０４μｍ
以内、推定された結晶粒径ｄの値と顕微鏡を用いて実測
された結晶粒径の値との誤差Δｄの２σは、約±５μｍ
以内、推定されたＨｖとオフラインにてビッカース硬度
計にて測定した硬度との誤差の２σは２０Ｈｖ以内であ
った。
【００６５】算出されたＴss、ｄsc、ｄ、Ｈｖ等の値
は、出力装置１７に出力されると共に、上位計算機１６
へ転送され、操業監視や品質管理のために活用されると
共に、炉温設定や板速等プロセス状態量を変更するため
のアクチュエータ１８へ送られて、焼鈍の最適化が図ら
れる。
は、出力装置１７に出力されると共に、上位計算機１６
へ転送され、操業監視や品質管理のために活用されると
共に、炉温設定や板速等プロセス状態量を変更するため
のアクチュエータ１８へ送られて、焼鈍の最適化が図ら
れる。
【００６６】測定、処理、出力等を行う全体システムの
ブロック図を図４に示す。又、信号処理装置１５内で各
パラメータが算出されるフローを図５に示す。
ブロック図を図４に示す。又、信号処理装置１５内で各
パラメータが算出されるフローを図５に示す。
【００６７】以上に述べた各パラメータを変換して演算
するための関係式ｆｉ（ｉ＝５，６，７，８）は、予め
オフラインで焼鈍実験を行い最適な形に決定することに
なるが、より精度を高めるためには実操業データを用い
て決定すれば良い。
するための関係式ｆｉ（ｉ＝５，６，７，８）は、予め
オフラインで焼鈍実験を行い最適な形に決定することに
なるが、より精度を高めるためには実操業データを用い
て決定すれば良い。
【００６８】本発明の方式は、別の種類のステンレス鋼
板、例えばフェライト系の鋼板ＳＵＳ４３０にも適用可
能であり、その場合には化学成分を表わす指標や設定放
射率、関数形ｆｉ（ｉ＝５，６，７，８）等を別に置き
換えれば良く、上位計算機からの設定により処理するこ
とも可能である。
板、例えばフェライト系の鋼板ＳＵＳ４３０にも適用可
能であり、その場合には化学成分を表わす指標や設定放
射率、関数形ｆｉ（ｉ＝５，６，７，８）等を別に置き
換えれば良く、上位計算機からの設定により処理するこ
とも可能である。
【００６９】以上詳述した如く、本実施形態によれば、
焼鈍後の板温やスケール厚さをオンラインで測定できる
と共に、これらの値を使用して、焼鈍後の材質特性、例
えば結晶粒径、硬度等をオンラインで測定可能になるの
で、品質の良否を迅速に把握して品質保証体制を構築可
能になるばかりでなく、炉温設定や板速度を変更する制
御系にフィードバックして焼鈍の安定化を図り、均質な
鋼板製造へ寄与することができる。
焼鈍後の板温やスケール厚さをオンラインで測定できる
と共に、これらの値を使用して、焼鈍後の材質特性、例
えば結晶粒径、硬度等をオンラインで測定可能になるの
で、品質の良否を迅速に把握して品質保証体制を構築可
能になるばかりでなく、炉温設定や板速度を変更する制
御系にフィードバックして焼鈍の安定化を図り、均質な
鋼板製造へ寄与することができる。
【００７０】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明の表面スケ
ール測定方法によれば、酸化スケール厚さを非破壊で高
精度に測定することができる。
ール測定方法によれば、酸化スケール厚さを非破壊で高
精度に測定することができる。
【００７１】又、本発明の材質測定方法によれば、焼鈍
後のステンレス鋼板の結晶粒径や硬度をオンラインで連
続的に測定することができる。
後のステンレス鋼板の結晶粒径や硬度をオンラインで連
続的に測定することができる。
【図１】波長λ1 の制限根拠を説明するための線図
【図２】波長λ2 の制限根拠を説明するための線図
【図３】ＣＡＰにおける測定装置の配置状態を示す説明
図
図
【図４】測定装置と演算処理系の概略構成を示す説明図
【図５】スケール厚さと放射率との関係を示す線図
【図６】測定、処理、出力等を行う全体システムを示す
ブロック図
ブロック図
【図７】測定装置を構成する信号処理装置等で各パラメ
ータが算出されるフローを示す説明図
ータが算出されるフローを示す説明図
１…赤外放射輝度測定装置 ２…ステンレス鋼板 ３…焼鈍炉 ４…水冷管 ５、６…光学式バンドパスフィルタ ７…チョッパ ８…モータ ９…焦電素子 １０…凹面ミラー １１…筐体 １２…アパーチャ １３…回転制御装置 １４…ロックイン増幅器 １５…信号処理装置 １６…上位計算機 １７…出力装置 １８…アクチュエータ
Claims (4)
- 【請求項１】鋼板の表面から放射される赤外放射光を検
出し、該放射光に基づいて鋼板に形成されている表面ス
ケールの厚さを測定する鋼板の表面スケール測定方法で
あって、 スケール厚さが変化しても放射率が略同一値である波長
λ1 における輝度温度Ｓ1 と、スケール厚さの変化に対
して放射率が変化する波長λ2 における輝度温度Ｓ2 と
を測定し、 予め求めた前者の波長λ1 における放射率ε1 及び前者
の輝度温度Ｓ1 に基づいて鋼板温度を算出し、 該鋼板温度及び後者の輝度温度Ｓ2 とに基づいて波長λ
2 における放射率ε2を算出し、 該放射率ε2 に基づいてスケールの厚さを求めることを
特徴とする鋼板の表面スケール測定方法。 - 【請求項２】請求項１において、 鋼板がステンレス鋼板であり、スケール厚さが変化して
も放射率が略同一値となる波長λ1 が１２〜２０μｍの
範囲であり、スケール厚さの変化に対して放射率が変化
する波長λ2 が２．５〜４μｍの範囲であることを特徴
とする鋼板の表面スケール測定方法。 - 【請求項３】焼鈍炉内において、鋼板の表面から放射さ
れる赤外放射光を検出し、該放射光に基づいて鋼板材質
を測定する鋼板の材質測定方法であって、 スケール厚さが変化しても放射率が略同一値となる波長
λ1 における輝度温度Ｓ1 と、スケール厚さの変化に対
して放射率が変化する波長λ2 における輝度温度Ｓ2 と
を測定し、 予め求めた前者の波長λ1 における放射率ε1 及び前者
の輝度温度Ｓ1 に基づいて鋼板の均熱温度を算出し、 該鋼板の均熱温度及び後者の輝度温度Ｓ2 とに基づいて
波長λ2 における放射率ε2 を算出し、 該放射率ε2 に基づいてスケールの厚さを求め、該スケ
ール厚みと前記鋼板の均熱温度とに基づいて所定の鋼板
温度から前記鋼板の均熱温度に到達するまでの均熱時間
を算出し、 該均熱時間と前記鋼板の均熱温度に基づいて鋼板の材質
を測定することを特徴とする鋼板の材質測定方法。 - 【請求項４】請求項３において、 鋼板がステンレス鋼板であり、スケール厚さが変化して
も放射率が略同一値となる波長λ1 が１２〜２０μｍの
範囲であり、スケール厚さの変化に対して放射率が変化
する波長λ2 が２．５〜４μｍの範囲であることを特徴
とする鋼板の材質測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7185195A JPH0933464A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 鋼板の表面スケール測定方法及び材質測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7185195A JPH0933464A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 鋼板の表面スケール測定方法及び材質測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0933464A true JPH0933464A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16166529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7185195A Pending JPH0933464A (ja) | 1995-07-21 | 1995-07-21 | 鋼板の表面スケール測定方法及び材質測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0933464A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007096929A3 (en) * | 2006-02-24 | 2007-11-08 | Consiglio Nazionale Ricerche | Optical method for evaluating the surface-hardening of a metallic or a metal-containing material |
| JP2012093177A (ja) * | 2010-10-26 | 2012-05-17 | Nippon Steel Corp | 炉内における鋼材の表面温度測定方法および表面温度測定装置 |
| JP2013036850A (ja) * | 2011-08-08 | 2013-02-21 | Midori Seimitsu:Kk | 熱間鋼材表面疵の検査方法及び検査装置 |
| WO2018199187A1 (ja) * | 2017-04-25 | 2018-11-01 | 新日鐵住金株式会社 | スケール組成判定システム、スケール組成判定方法、およびプログラム |
| KR20190113883A (ko) * | 2017-04-25 | 2019-10-08 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 스케일 조성 판정 시스템, 스케일 조성 판정 방법, 및 프로그램 |
| CN112716293A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-04-30 | 上海朴道水汇环保科技股份有限公司 | 一种检测饮水机加热热胆水垢的方法及系统 |
| CN112823270A (zh) * | 2018-11-09 | 2021-05-18 | 株式会社神户制钢所 | 氧化膜厚测量装置以及该方法 |
| WO2022079478A1 (en) | 2020-10-16 | 2022-04-21 | Arcelormittal | Method for estimating the temperature and the oxide thickness of a steel strip |
| RU2806259C1 (ru) * | 2020-10-16 | 2023-10-30 | Арселормиттал | Способ оценки температуры и толщины оксида полосовой стали |
| CN120352043A (zh) * | 2024-12-30 | 2025-07-22 | 西安铁路信号有限责任公司 | 一种分析304不锈钢及其制件所经历最高温度的方法 |
-
1995
- 1995-07-21 JP JP7185195A patent/JPH0933464A/ja active Pending
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007096929A3 (en) * | 2006-02-24 | 2007-11-08 | Consiglio Nazionale Ricerche | Optical method for evaluating the surface-hardening of a metallic or a metal-containing material |
| JP2012093177A (ja) * | 2010-10-26 | 2012-05-17 | Nippon Steel Corp | 炉内における鋼材の表面温度測定方法および表面温度測定装置 |
| JP2013036850A (ja) * | 2011-08-08 | 2013-02-21 | Midori Seimitsu:Kk | 熱間鋼材表面疵の検査方法及び検査装置 |
| EP3617693A4 (en) * | 2017-04-25 | 2021-01-27 | Nippon Steel Corporation | BOILER COMPOSITION DETERMINATION SYSTEM, BOILER COMPOSITION DETERMINATION PROCEDURE AND PROGRAM |
| US11454542B2 (en) | 2017-04-25 | 2022-09-27 | Nippon Steel Corporation | Scale composition determination system, scale composition determination method, and program |
| CN110312927A (zh) * | 2017-04-25 | 2019-10-08 | 日本制铁株式会社 | 氧化皮组成判定系统、氧化皮组成判定方法以及程序 |
| KR20190113883A (ko) * | 2017-04-25 | 2019-10-08 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 스케일 조성 판정 시스템, 스케일 조성 판정 방법, 및 프로그램 |
| KR20190123766A (ko) * | 2017-04-25 | 2019-11-01 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 스케일 조성 판정 시스템, 스케일 조성 판정 방법, 및 컴퓨터 판독 가능한 기억 매체 |
| WO2018199187A1 (ja) * | 2017-04-25 | 2018-11-01 | 新日鐵住金株式会社 | スケール組成判定システム、スケール組成判定方法、およびプログラム |
| US11474032B2 (en) | 2017-04-25 | 2022-10-18 | Nippon Steel Corporation | Scale composition determination system, scale composition determination method, and program |
| JP6424998B1 (ja) * | 2017-04-25 | 2018-11-21 | 新日鐵住金株式会社 | スケール組成判定システム、スケール組成判定方法、およびプログラム |
| US11029212B2 (en) | 2017-04-25 | 2021-06-08 | Nippon Steel Corporation | Scale composition determination system, scale composition determination method, and program |
| CN112823270A (zh) * | 2018-11-09 | 2021-05-18 | 株式会社神户制钢所 | 氧化膜厚测量装置以及该方法 |
| WO2022079680A1 (en) | 2020-10-16 | 2022-04-21 | Arcelormittal | Method for estimating the temperature and the oxide thickness of a steel strip |
| WO2022079478A1 (en) | 2020-10-16 | 2022-04-21 | Arcelormittal | Method for estimating the temperature and the oxide thickness of a steel strip |
| RU2806259C1 (ru) * | 2020-10-16 | 2023-10-30 | Арселормиттал | Способ оценки температуры и толщины оксида полосовой стали |
| CN112716293A (zh) * | 2021-01-27 | 2021-04-30 | 上海朴道水汇环保科技股份有限公司 | 一种检测饮水机加热热胆水垢的方法及系统 |
| CN112716293B (zh) * | 2021-01-27 | 2022-12-06 | 上海朴道水汇环保科技股份有限公司 | 一种检测饮水机加热热胆水垢的方法及系统 |
| CN120352043A (zh) * | 2024-12-30 | 2025-07-22 | 西安铁路信号有限责任公司 | 一种分析304不锈钢及其制件所经历最高温度的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20100219567A1 (en) | Process line control apparatus and method for controlling process line | |
| TWI360654B (en) | Apparatus and method for measuring material qualit | |
| RU2702818C2 (ru) | Способ изготовления стальной продукции, включающий стадию получения характеристик слоя оксидов на движущейся стальной подложке | |
| JPH0623672B2 (ja) | 表面状態が変化する物体に対する放射測温法及び放射測温装置 | |
| JPH0933464A (ja) | 鋼板の表面スケール測定方法及び材質測定方法 | |
| RU2083961C1 (ru) | Способ измерения температуры и коэффициента излучения поверхности | |
| JPH0933517A (ja) | 鋼板の材質計測方法 | |
| Delgado et al. | Distinction strategies based on discriminant function analysis for particular steel grades at elevated temperature using stand-off LIBS | |
| Zhu et al. | Spectral emissivity model of steel 309S during the growth of oxide layer at 800–1100 K | |
| Cabalin et al. | Time-resolved laser-induced plasma spectrometry for determination of minor elements in steelmaking process samples | |
| Sdvizhenskii et al. | Superheated pig iron elemental analysis by LIBS | |
| Lu et al. | In suit monitoring of solidification mode, porosity and clad height during laser metal deposition of AISI 316 stainless steel | |
| JPH10206125A (ja) | 酸化膜厚さ測定装置及び測定方法 | |
| JPH07270130A (ja) | 酸化膜厚さ測定方法 | |
| CN116569007B (zh) | 钢产品的温度的估计 | |
| JPH0626945A (ja) | 残留応力の測定方法及び該方法に使用する測定装置 | |
| Shi et al. | Emissivity model of steel 316l at 800–1100 K during oxide layer growth on the specimen surface | |
| JPH06222053A (ja) | フェライト系耐熱鋼の劣化診断方法 | |
| JPH08219891A (ja) | 鋼板の表面性状測定方法及び鋼板温度測定方法 | |
| Suleiman et al. | Effect of dew point on the evolving spectral emissivity of advanced high strength steel during intercritical annealing | |
| Suleiman et al. | Impact of evolving spectral emissivity on pyrometry during intercritical annealing | |
| Dzhudzhev et al. | Testing of Automaticized System for complex non-destructive study of metallic materials | |
| JP2823645B2 (ja) | 加熱炉における炉温制御方法 | |
| JPH08254502A (ja) | 鋼材のスケール性状測定方法及び装置 | |
| RU2816834C1 (ru) | Определение температуры стального изделия |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20050630 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080715 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090715 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 5 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100715 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100715 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 6 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110715 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |