JPH1180831A - 還元雰囲気炉通板材の着色防止方法および装置 - Google Patents
還元雰囲気炉通板材の着色防止方法および装置Info
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- JPH1180831A JPH1180831A JP24573797A JP24573797A JPH1180831A JP H1180831 A JPH1180831 A JP H1180831A JP 24573797 A JP24573797 A JP 24573797A JP 24573797 A JP24573797 A JP 24573797A JP H1180831 A JPH1180831 A JP H1180831A
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- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 還元雰囲気炉に通板する金属材の表面の着色
を適正に調整し、雰囲気調整のためのランニングコスト
の低減を図る。 【解決手段】 ステンレス鋼帯１を通板する光輝焼鈍炉
２の出側には色差計５が設けられる。制御装置６は色差
計５が検出する出力のうち、Ｌａｂ表色系による基準と
の差を示すｂ値が負の範囲で所定の管理範囲内となるよ
うに、リファイング装置４の循環量と還元ガス供給装置
３から供給されるＨ2濃度とを調整する。ｂ値が管理範
囲の下限値未満となるときには、Ｈ2濃度を高めるかリ
ファイング装置４の循環量を増加させる。ｂ値が管理範
囲の上限値を超えるときには、リファイング装置４の循
環量を低下させる。
を適正に調整し、雰囲気調整のためのランニングコスト
の低減を図る。 【解決手段】 ステンレス鋼帯１を通板する光輝焼鈍炉
２の出側には色差計５が設けられる。制御装置６は色差
計５が検出する出力のうち、Ｌａｂ表色系による基準と
の差を示すｂ値が負の範囲で所定の管理範囲内となるよ
うに、リファイング装置４の循環量と還元ガス供給装置
３から供給されるＨ2濃度とを調整する。ｂ値が管理範
囲の下限値未満となるときには、Ｈ2濃度を高めるかリ
ファイング装置４の循環量を増加させる。ｂ値が管理範
囲の上限値を超えるときには、リファイング装置４の循
環量を低下させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス鋼など
の金属材を、熱処理などのために還元雰囲気炉に通板す
る際に、金属材表面が着色することを防止するための還
元雰囲気炉通板材の着色防止方法および装置に関する。
の金属材を、熱処理などのために還元雰囲気炉に通板す
る際に、金属材表面が着色することを防止するための還
元雰囲気炉通板材の着色防止方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、たとえばステンレス鋼板をＢ
Ａ材として得るための光輝焼鈍などの熱処理には、還元
雰囲気炉が用いられている。還元雰囲気炉内では、金属
材の酸化を防ぎながら加熱し、焼鈍などの熱処理を行
い、常温付近まで冷却する。金属材を連続的に通板する
還元雰囲気炉では、特に金属材の入側と出側とを完全に
気密封止することができず、周囲から酸素や水分を含む
空気が侵入する。酸素あるいは水分に含まれる酸素成分
は、加熱された金属材表面を酸化してしまうので、還元
雰囲気として乾いた水素ガスが供給され、また一旦形成
された還元雰囲気はリファイニング装置に循環されて、
酸素および水分が除去される。還元雰囲気には、水素ガ
スばかりではなく窒素ガスも混合される。
Ａ材として得るための光輝焼鈍などの熱処理には、還元
雰囲気炉が用いられている。還元雰囲気炉内では、金属
材の酸化を防ぎながら加熱し、焼鈍などの熱処理を行
い、常温付近まで冷却する。金属材を連続的に通板する
還元雰囲気炉では、特に金属材の入側と出側とを完全に
気密封止することができず、周囲から酸素や水分を含む
空気が侵入する。酸素あるいは水分に含まれる酸素成分
は、加熱された金属材表面を酸化してしまうので、還元
雰囲気として乾いた水素ガスが供給され、また一旦形成
された還元雰囲気はリファイニング装置に循環されて、
酸素および水分が除去される。還元雰囲気には、水素ガ
スばかりではなく窒素ガスも混合される。
【０００３】還元雰囲気炉内で酸化反応が生じると、金
属材の表面には酸化被膜が形成されて着色が発生する。
酸化が生じないように還元反応を進めすぎると、金属材
の表面が窒化し、表面に写る像の細部が見にくくなって
解像度が低下する。解像度が低下しない程度の窒化が生
じた場合であっても、金属材に対して後で化学発色処理
などを施すと、表面の溶解速度がばらつき、光沢の高い
化学発色処理鋼板などを得ることができなくなる。
属材の表面には酸化被膜が形成されて着色が発生する。
酸化が生じないように還元反応を進めすぎると、金属材
の表面が窒化し、表面に写る像の細部が見にくくなって
解像度が低下する。解像度が低下しない程度の窒化が生
じた場合であっても、金属材に対して後で化学発色処理
などを施すと、表面の溶解速度がばらつき、光沢の高い
化学発色処理鋼板などを得ることができなくなる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】還元雰囲気炉内での金
属材表面の酸化によって生じる着色は、金属材料の成分
や表面の状態によって変動する。着色状態を目視して判
定する限り、微妙な判定を行うことができず、着色に影
響する水分濃度を下げるリファイニング装置の循環量
は、常に最大能力Ｍａｘ．の状態で運転することとな
る。リファイニング装置で水分を除去するためには、定
期的に乾燥剤を投入する必要がある。また、還元雰囲気
を循環させるための動力費も必要となる。このためリフ
ァイニング装置の循環量を常にＭａｘ．の状態で運転す
ると、ランニングコストが上昇してしまう。しかもこの
ような場合には、通板される金属材料の表面状態は過剰
品質となり、処理コストが高くなってしまう。
属材表面の酸化によって生じる着色は、金属材料の成分
や表面の状態によって変動する。着色状態を目視して判
定する限り、微妙な判定を行うことができず、着色に影
響する水分濃度を下げるリファイニング装置の循環量
は、常に最大能力Ｍａｘ．の状態で運転することとな
る。リファイニング装置で水分を除去するためには、定
期的に乾燥剤を投入する必要がある。また、還元雰囲気
を循環させるための動力費も必要となる。このためリフ
ァイニング装置の循環量を常にＭａｘ．の状態で運転す
ると、ランニングコストが上昇してしまう。しかもこの
ような場合には、通板される金属材料の表面状態は過剰
品質となり、処理コストが高くなってしまう。
【０００５】特に、鋼板の表面を化学的に処理して発色
させる前提で光輝焼鈍を行う場合には、解像度が重要で
あり、しかも発色する色のばらつきが少なく光沢の高い
表面状態を得る必要がある。そのような表面状態を目視
による管理のみで得ることは非常に困難である。
させる前提で光輝焼鈍を行う場合には、解像度が重要で
あり、しかも発色する色のばらつきが少なく光沢の高い
表面状態を得る必要がある。そのような表面状態を目視
による管理のみで得ることは非常に困難である。
【０００６】本発明の目的は、表面の酸化による発色状
態を所望の範囲内に収め、ランニングコストの低減を図
ることができる還元雰囲気炉通板材の着色防止方法およ
び装置を提供することである。
態を所望の範囲内に収め、ランニングコストの低減を図
ることができる還元雰囲気炉通板材の着色防止方法およ
び装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、水素ガスおよ
び窒素ガスを含む還元雰囲気内に金属材料の板材を通板
しながら加熱・冷却し、還元雰囲気はリファイニング装
置に循環させて酸素および水分を除去するような還元雰
囲気炉で、通板材の着色を防止する方法であって、還元
雰囲気炉からの通板材の出側に、Ｌａｂ表色系での基準
との差を示す色素信号としてｂ値を含む出力を導出する
色差計を設けておき、色差計からのｂ値が予め定める負
の値の管理範囲内となるように、リファイニング装置循
環量と水素ガス濃度とを調整することを特徴とする還元
雰囲気炉通板材の着色防止方法である。
び窒素ガスを含む還元雰囲気内に金属材料の板材を通板
しながら加熱・冷却し、還元雰囲気はリファイニング装
置に循環させて酸素および水分を除去するような還元雰
囲気炉で、通板材の着色を防止する方法であって、還元
雰囲気炉からの通板材の出側に、Ｌａｂ表色系での基準
との差を示す色素信号としてｂ値を含む出力を導出する
色差計を設けておき、色差計からのｂ値が予め定める負
の値の管理範囲内となるように、リファイニング装置循
環量と水素ガス濃度とを調整することを特徴とする還元
雰囲気炉通板材の着色防止方法である。
【０００８】本発明に従えば、還元雰囲気炉からの通板
材の出側に色差計を設けて、金属材の表面の着色状態を
定量的に検出し、検出結果に従ってＬａｂ表色系による
基準との差を示す色差信号のうちのｂ値が予め定める負
の値の管理範囲内となるように、リファイニング装置循
環量と水素ガス濃度とを調整する。ｂ値は値が小さいほ
ど、すなわち絶対値が大きいほど青味が強くなることが
知られている。ｂ値が予め定める管理範囲内となるよう
にリファイニング装置循環量あるいは水素ガス濃度を調
整するので、酸化によって表面の着色の程度が顕著にな
ることを防ぎ、かつ窒化によって解像不良となることも
防ぐことができる。
材の出側に色差計を設けて、金属材の表面の着色状態を
定量的に検出し、検出結果に従ってＬａｂ表色系による
基準との差を示す色差信号のうちのｂ値が予め定める負
の値の管理範囲内となるように、リファイニング装置循
環量と水素ガス濃度とを調整する。ｂ値は値が小さいほ
ど、すなわち絶対値が大きいほど青味が強くなることが
知られている。ｂ値が予め定める管理範囲内となるよう
にリファイニング装置循環量あるいは水素ガス濃度を調
整するので、酸化によって表面の着色の程度が顕著にな
ることを防ぎ、かつ窒化によって解像不良となることも
防ぐことができる。
【０００９】また本発明は、前記ｂ値が前記管理範囲の
下限未満となるとき、前記リファイニング装置循環量を
増加させ、または前記水素ガス濃度を上げることを特徴
とする。
下限未満となるとき、前記リファイニング装置循環量を
増加させ、または前記水素ガス濃度を上げることを特徴
とする。
【００１０】本発明に従えば、ｂ値が管理範囲の下限未
満となって、酸化による着色の程度が甚だしくなると、
リファイニング装置循環量を増加させて還元雰囲気中か
ら酸素ガスおよび水分を除去するリファイニング装置へ
の循環量を増大し、金属材の表面を酸化させる酸素や水
分の含有量を減らして金属材表面の酸化を抑制し、ｂ値
が管理範囲内に収まるように調整することができる。
満となって、酸化による着色の程度が甚だしくなると、
リファイニング装置循環量を増加させて還元雰囲気中か
ら酸素ガスおよび水分を除去するリファイニング装置へ
の循環量を増大し、金属材の表面を酸化させる酸素や水
分の含有量を減らして金属材表面の酸化を抑制し、ｂ値
が管理範囲内に収まるように調整することができる。
【００１１】また本発明は、前記ｂ値が前記管理範囲の
上限を超えるとき、前記リファイニング装置循環量を減
少させることを特徴とする。
上限を超えるとき、前記リファイニング装置循環量を減
少させることを特徴とする。
【００１２】本発明に従えば、ｂ値が管理範囲の上限を
超えるときには金属材の表面が窒化しやすくなり、解像
度が低下したり後工程での化学発色状態や光沢のばらつ
きが大きくなる。リファイニング装置循環量を減少させ
れば、窒化が抑制され、金属材表面の解像度が低下する
ことなく、後工程で化学発色を行う場合のばらつきも小
さくすることができる。ｂ値が管理範囲の上限を超える
ときには水素ガス濃度を低下させてもｂ値が管理範囲内
に入るように調整することはできるけれども、水素ガス
濃度が低下すれば窒素ガス濃度が上昇し、窒化が生じや
すくなる。リファイニング装置の循環量を減らしてｂ値
が管理範囲内に入るように調整することによって、リフ
ァイニング装置のランニングコストも低下させることが
できる。
超えるときには金属材の表面が窒化しやすくなり、解像
度が低下したり後工程での化学発色状態や光沢のばらつ
きが大きくなる。リファイニング装置循環量を減少させ
れば、窒化が抑制され、金属材表面の解像度が低下する
ことなく、後工程で化学発色を行う場合のばらつきも小
さくすることができる。ｂ値が管理範囲の上限を超える
ときには水素ガス濃度を低下させてもｂ値が管理範囲内
に入るように調整することはできるけれども、水素ガス
濃度が低下すれば窒素ガス濃度が上昇し、窒化が生じや
すくなる。リファイニング装置の循環量を減らしてｂ値
が管理範囲内に入るように調整することによって、リフ
ァイニング装置のランニングコストも低下させることが
できる。
【００１３】さらに本発明は、水素ガスおよび窒素ガス
を含む還元雰囲気内に金属材料の板材を通板しながら加
熱・冷却し、還元雰囲気はリファイニング装置に循環さ
せて酸素および水分を除去するような還元雰囲気炉で、
通板材の着色を防止する装置であって、還元雰囲気炉か
らの通板材の出側に設けられ、Ｌａｂ表色系での基準と
の差を示す色差信号としてｂ値を含む出力を導出する色
差計と、色差計からのｂ値が予め定める負の値の管理範
囲内となるように、リファイニング装置循環量と水素ガ
ス濃度とを制御する制御装置とを含むことを特徴とする
還元雰囲気炉通板材の着色防止装置である。
を含む還元雰囲気内に金属材料の板材を通板しながら加
熱・冷却し、還元雰囲気はリファイニング装置に循環さ
せて酸素および水分を除去するような還元雰囲気炉で、
通板材の着色を防止する装置であって、還元雰囲気炉か
らの通板材の出側に設けられ、Ｌａｂ表色系での基準と
の差を示す色差信号としてｂ値を含む出力を導出する色
差計と、色差計からのｂ値が予め定める負の値の管理範
囲内となるように、リファイニング装置循環量と水素ガ
ス濃度とを制御する制御装置とを含むことを特徴とする
還元雰囲気炉通板材の着色防止装置である。
【００１４】本発明に従えば、還元雰囲気炉内で加熱・
冷却される金属材の出側に色差計を設け、Ｌａｂ表色系
による基準との差を示す出力を導出させる。出力される
色差信号のうちのｂ値が負の値で予め定める管理範囲内
となるように、制御装置はリファイニング装置循環量ま
たは水素ガス濃度を調整する。色差計の出力のうちのｂ
値が負の値で予め定める管理範囲内に収まるようにリフ
ァイニング装置循環量および水素ガス濃度を制御するこ
とによって、表面の着色状態を適正な範囲に収め、過剰
品質によるランニングコストの上昇を抑制することがで
きる。
冷却される金属材の出側に色差計を設け、Ｌａｂ表色系
による基準との差を示す出力を導出させる。出力される
色差信号のうちのｂ値が負の値で予め定める管理範囲内
となるように、制御装置はリファイニング装置循環量ま
たは水素ガス濃度を調整する。色差計の出力のうちのｂ
値が負の値で予め定める管理範囲内に収まるようにリフ
ァイニング装置循環量および水素ガス濃度を制御するこ
とによって、表面の着色状態を適正な範囲に収め、過剰
品質によるランニングコストの上昇を抑制することがで
きる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態と
しての還元雰囲気炉通板材の着色防止装置の概略的な構
成を示す。ステンレス鋼帯１は、冷間圧延されたストリ
ップとして、表面の光沢を保ったままの状態で焼鈍する
ために、光輝焼鈍炉２に通板される。光輝焼鈍炉２内の
雰囲気を還元性に保つため、還元ガス供給装置３から水
素（Ｈ2）および窒素（Ｎ2）を混合した還元ガスが供給
される。光輝焼鈍炉２内には、通板されるステンレス鋼
帯１の表面に吸着されている酸素や水分が持込まれ、ま
た出入口から空気中の酸素や水分が侵入する。リファイ
ニング装置４は、光輝焼鈍炉２内の炉内ガスから酸素や
水分を除去し、再利用を図る。
しての還元雰囲気炉通板材の着色防止装置の概略的な構
成を示す。ステンレス鋼帯１は、冷間圧延されたストリ
ップとして、表面の光沢を保ったままの状態で焼鈍する
ために、光輝焼鈍炉２に通板される。光輝焼鈍炉２内の
雰囲気を還元性に保つため、還元ガス供給装置３から水
素（Ｈ2）および窒素（Ｎ2）を混合した還元ガスが供給
される。光輝焼鈍炉２内には、通板されるステンレス鋼
帯１の表面に吸着されている酸素や水分が持込まれ、ま
た出入口から空気中の酸素や水分が侵入する。リファイ
ニング装置４は、光輝焼鈍炉２内の炉内ガスから酸素や
水分を除去し、再利用を図る。
【００１６】本実施形態では、ステンレス鋼帯１がＢＡ
材として光輝焼鈍炉２から出る部分に、色差計５を設置
し、色差計５の検出出力に基づいて制御装置６がリファ
イニング装置４の循環量と還元ガス供給装置３での水素
ガス濃度とを調整する。リファイニング装置４によって
酸素および水分が除去される炉内ガスの循環量の調整
は、循環量制御装置７によって行われる。還元ガス供給
装置３に供給する水素および窒素ガスは、Ｈ2タンク８
およびＮ2タンク９からそれぞれ供給され、バッファタ
ンク１０内で混合される。
材として光輝焼鈍炉２から出る部分に、色差計５を設置
し、色差計５の検出出力に基づいて制御装置６がリファ
イニング装置４の循環量と還元ガス供給装置３での水素
ガス濃度とを調整する。リファイニング装置４によって
酸素および水分が除去される炉内ガスの循環量の調整
は、循環量制御装置７によって行われる。還元ガス供給
装置３に供給する水素および窒素ガスは、Ｈ2タンク８
およびＮ2タンク９からそれぞれ供給され、バッファタ
ンク１０内で混合される。
【００１７】光輝焼鈍炉２内は、加熱帯１１、徐冷帯１
２および冷却帯１３に区分される。リファイニング装置
４は、炉内ガス吸入管１４を介して、加熱帯１１へのス
テンレス鋼帯１の入側で炉内ガスを吸入し、循環量制御
装置７を介して循環ガス供給管１５に、酸素と水分とを
除去した炉内ガスを循環させる。バッファタンク１０か
ら供給される還元ガスは、循環ガス供給管１５に循環す
る循環ガスと混合され、還元ガス供給管１６から光輝焼
鈍炉２の徐冷帯１２および冷却帯１３に供給される。
２および冷却帯１３に区分される。リファイニング装置
４は、炉内ガス吸入管１４を介して、加熱帯１１へのス
テンレス鋼帯１の入側で炉内ガスを吸入し、循環量制御
装置７を介して循環ガス供給管１５に、酸素と水分とを
除去した炉内ガスを循環させる。バッファタンク１０か
ら供給される還元ガスは、循環ガス供給管１５に循環す
る循環ガスと混合され、還元ガス供給管１６から光輝焼
鈍炉２の徐冷帯１２および冷却帯１３に供給される。
【００１８】光輝焼鈍炉２内では、加熱帯１１に複数の
ヒータ１７および断熱層１８が設けられ、ステンレス鋼
帯１を焼鈍に必要な温度まで加熱する。徐冷帯１２で
は、ステンレス鋼帯１の表面に還元ガス供給管１６から
供給される還元ガスを吹付けて徐冷する。冷却帯１３で
は、複数の冷却ユニット１９を介して還元ガス供給管１
６から供給される還元ガスをステンレス鋼帯１の表面に
吹付け、徐冷帯１２よりも急速に冷却する。ステンレス
鋼帯１は、光輝焼鈍炉２の出側に設けられるシール装置
２０を介して炉外に排出される。冷却帯１３では、ステ
ンレス鋼帯１が炉外に排出されても、空気中の酸素など
によってステンレス鋼帯１が新たに酸化されない程度の
温度になるまで冷却する。
ヒータ１７および断熱層１８が設けられ、ステンレス鋼
帯１を焼鈍に必要な温度まで加熱する。徐冷帯１２で
は、ステンレス鋼帯１の表面に還元ガス供給管１６から
供給される還元ガスを吹付けて徐冷する。冷却帯１３で
は、複数の冷却ユニット１９を介して還元ガス供給管１
６から供給される還元ガスをステンレス鋼帯１の表面に
吹付け、徐冷帯１２よりも急速に冷却する。ステンレス
鋼帯１は、光輝焼鈍炉２の出側に設けられるシール装置
２０を介して炉外に排出される。冷却帯１３では、ステ
ンレス鋼帯１が炉外に排出されても、空気中の酸素など
によってステンレス鋼帯１が新たに酸化されない程度の
温度になるまで冷却する。
【００１９】色差計５は、ステンレス鋼帯１の表面の色
差を検出し、制御装置６は色差が所定の管理範囲内に収
まるように、循環量制御装置７内の流量制御弁２１や、
還元ガス供給装置３内の流量制御弁２２，２３，２４に
よって、リファイニング装置４の循環量または水素ガス
濃度を調整する。リファイニング装置４の循環量は、流
量計２５によって検出される。水素ガス濃度は、Ｈ2濃
度計２６によって検出される。制御装置６は、流量計２
５およびＨ2濃度計２６の検出出力に基づき、予め設定
されるプログラムに従って、循環量およびＨ2濃度の調
整を行う。光輝焼鈍炉２内の雰囲気が適正に保たれてい
るか否かは、定期的に雰囲気をサンプリングして、デュ
ーカップ２７などを用いて、露点を計測することによっ
ても確認される。
差を検出し、制御装置６は色差が所定の管理範囲内に収
まるように、循環量制御装置７内の流量制御弁２１や、
還元ガス供給装置３内の流量制御弁２２，２３，２４に
よって、リファイニング装置４の循環量または水素ガス
濃度を調整する。リファイニング装置４の循環量は、流
量計２５によって検出される。水素ガス濃度は、Ｈ2濃
度計２６によって検出される。制御装置６は、流量計２
５およびＨ2濃度計２６の検出出力に基づき、予め設定
されるプログラムに従って、循環量およびＨ2濃度の調
整を行う。光輝焼鈍炉２内の雰囲気が適正に保たれてい
るか否かは、定期的に雰囲気をサンプリングして、デュ
ーカップ２７などを用いて、露点を計測することによっ
ても確認される。
【００２０】図２は、色差計５として、ミノルタ株式会
社製の分光測色計のＣＭ−２００２を用いて、ＳＵＳ３
０４のステンレス鋼帯１について、ｂ値で管理を行う例
を示す。後述するように、ｂ値は負の値の範囲では「青
色さ」の程度を示すと考えられ、ｂの上限をｂｍａｘと
し、ｂの下限をｂｍｉｎとし、ｂｍａｘからｂｍｉｎま
での管理範囲を制御範囲として、その中央値を制御目標
として制御する。ｂ値が、上限ｂｍａｘを超えると、窒
化による解像不良が生じる。ｂ値が下限ｂｍｉｎ未満と
なると、酸化による着色が生じる。ｂ値が制御範囲内で
あるときには製品採取が可能となる。
社製の分光測色計のＣＭ−２００２を用いて、ＳＵＳ３
０４のステンレス鋼帯１について、ｂ値で管理を行う例
を示す。後述するように、ｂ値は負の値の範囲では「青
色さ」の程度を示すと考えられ、ｂの上限をｂｍａｘと
し、ｂの下限をｂｍｉｎとし、ｂｍａｘからｂｍｉｎま
での管理範囲を制御範囲として、その中央値を制御目標
として制御する。ｂ値が、上限ｂｍａｘを超えると、窒
化による解像不良が生じる。ｂ値が下限ｂｍｉｎ未満と
なると、酸化による着色が生じる。ｂ値が制御範囲内で
あるときには製品採取が可能となる。
【００２１】図３は、図２のｂ値を含むクロマチックネ
ス指数と色との関係を示す。クロマチックネス指数とし
ては、ｂ値とともにａ値があり、色相と彩度とをａ値と
ｂ値とで表す。色相は、ｔａｎ-1（ｂ／ａ）で表され、
彩度は√（ａ2＋ｂ2）で表わされる。ｂ値は正のとき黄
色、負のとき青色の度合を表している。このようなａお
よびｂ値は、ハンター（Ｈｕｎｔｅｒ）のＬａｂ表色系
による基準との差を表わすものとして、たとえばＪＩＳ
Ｚ ８７３０−１９８０の色差表示方法などの規格で
も採用されている。このようなクロマチックネス指数を
用いて雰囲気を調整することによって、目視よりも正確
に再現性よく雰囲気の調整を行い、かつ過剰品質を避け
てランニングコストを低減することができる。
ス指数と色との関係を示す。クロマチックネス指数とし
ては、ｂ値とともにａ値があり、色相と彩度とをａ値と
ｂ値とで表す。色相は、ｔａｎ-1（ｂ／ａ）で表され、
彩度は√（ａ2＋ｂ2）で表わされる。ｂ値は正のとき黄
色、負のとき青色の度合を表している。このようなａお
よびｂ値は、ハンター（Ｈｕｎｔｅｒ）のＬａｂ表色系
による基準との差を表わすものとして、たとえばＪＩＳ
Ｚ ８７３０−１９８０の色差表示方法などの規格で
も採用されている。このようなクロマチックネス指数を
用いて雰囲気を調整することによって、目視よりも正確
に再現性よく雰囲気の調整を行い、かつ過剰品質を避け
てランニングコストを低減することができる。
【００２２】図４は、図１のリファイング装置４の循環
量を、循環量制御装置７で０〜３５０Ｎｍ3／Ｈの範囲
で変化させたとき、ＳＵＳ３０４のステンレス鋼帯１の
表面が窒化するか否かの実験結果の一例を示す。上限ｂ
ｍａｘを超えると窒化による不合格が発生し、上限ｂｍ
ａｘ以下であれば合格となる。Ｈ2濃度は８０％であ
る。ｂ値が上限ｂｍａｘを超えるときには、リファイン
グ装置循環量を減少させることによって、窒化による不
合格が解消されることが判る。Ｈ2濃度を低下させても
酸化は進行すると考えられるけれども、Ｈ2濃度を下げ
るとＮ2分圧が高くなるため、さらに窒化が進むのでＨ2
濃度は下げるべきではない。Ｈ2濃度を７５％未満とし
ても、窒化の問題は生じるので、７５％以上の範囲で管
理すべきことが判明している。
量を、循環量制御装置７で０〜３５０Ｎｍ3／Ｈの範囲
で変化させたとき、ＳＵＳ３０４のステンレス鋼帯１の
表面が窒化するか否かの実験結果の一例を示す。上限ｂ
ｍａｘを超えると窒化による不合格が発生し、上限ｂｍ
ａｘ以下であれば合格となる。Ｈ2濃度は８０％であ
る。ｂ値が上限ｂｍａｘを超えるときには、リファイン
グ装置循環量を減少させることによって、窒化による不
合格が解消されることが判る。Ｈ2濃度を低下させても
酸化は進行すると考えられるけれども、Ｈ2濃度を下げ
るとＮ2分圧が高くなるため、さらに窒化が進むのでＨ2
濃度は下げるべきではない。Ｈ2濃度を７５％未満とし
ても、窒化の問題は生じるので、７５％以上の範囲で管
理すべきことが判明している。
【００２３】図４では、通板材がＳＵＳ３０４のステン
レス鋼帯１で、Ｈ2濃度が８０％でリファイング装置循
環量が３５０Ｎｍ3／Ｈのときに、ｂ値が上限ｂｍａｘ
を超えていることが判明している。徐々にリファイング
装置循環量を下げていって、５０Ｎｍ3／Ｈまで下げた
時点では、ｂ値が上限ｂｍａｘより小さくなり、窒化組
織がなくなっている。
レス鋼帯１で、Ｈ2濃度が８０％でリファイング装置循
環量が３５０Ｎｍ3／Ｈのときに、ｂ値が上限ｂｍａｘ
を超えていることが判明している。徐々にリファイング
装置循環量を下げていって、５０Ｎｍ3／Ｈまで下げた
時点では、ｂ値が上限ｂｍａｘより小さくなり、窒化組
織がなくなっている。
【００２４】図５は、ＳＵＳ３０４のステンレス鋼帯１
を通板し、試料Ａに対してＨ2濃度を７５％とした状態
でリファイング装置循環量を０から増加させるときの状
態を（ａ）で示し、試料Ｂに対してリファイング装置循
環量が３５０Ｎｍ3／ＨでＨ2濃度を７５％から１００％
まで上昇させるときの変化を（ｂ）で示す。試料Ａで
は、（ａ）に示すように、リファイング装置循環量が０
のときに下限値ｂｍｉｎ未満であっても、リファイング
装置循環量を２００Ｎｍ3／Ｈ以上に増加させれば、ｂ
値はｂｍｉｎ以上となり、着色は解消される。なお、試
料Ｂのように、リファイング装置循環量が０のときに、
さらにｂ値の値が小さいと、最大限の循環量３５０Ｎｍ
3／Ｈまでリファイング装置循環量を増大させても、ｂ
値は下限値ｂｍｉｎ未満となって着色による不合格の状
態は改善されない。（ｂ）に示すように、さらにＨ2濃
度を上昇させると、９０％以上で下限値ｂｍｉｎ以上と
なり、合格するようになる。
を通板し、試料Ａに対してＨ2濃度を７５％とした状態
でリファイング装置循環量を０から増加させるときの状
態を（ａ）で示し、試料Ｂに対してリファイング装置循
環量が３５０Ｎｍ3／ＨでＨ2濃度を７５％から１００％
まで上昇させるときの変化を（ｂ）で示す。試料Ａで
は、（ａ）に示すように、リファイング装置循環量が０
のときに下限値ｂｍｉｎ未満であっても、リファイング
装置循環量を２００Ｎｍ3／Ｈ以上に増加させれば、ｂ
値はｂｍｉｎ以上となり、着色は解消される。なお、試
料Ｂのように、リファイング装置循環量が０のときに、
さらにｂ値の値が小さいと、最大限の循環量３５０Ｎｍ
3／Ｈまでリファイング装置循環量を増大させても、ｂ
値は下限値ｂｍｉｎ未満となって着色による不合格の状
態は改善されない。（ｂ）に示すように、さらにＨ2濃
度を上昇させると、９０％以上で下限値ｂｍｉｎ以上と
なり、合格するようになる。
【００２５】図６は、リファイング装置循環量を０とし
たときのＨ2濃度と窒化との関係を示す。Ｈ2濃度が７５
％未満の状態では、ｂ値は上限値ｂｍａｘを超えて、窒
化による不合格の状態となる。Ｈ2濃度が７５％となる
と、窒化組織は発生しなくなっていることが判明してい
る。次の表１は、本実施形態による効果を、実施前の状
態を基準として示す。
たときのＨ2濃度と窒化との関係を示す。Ｈ2濃度が７５
％未満の状態では、ｂ値は上限値ｂｍａｘを超えて、窒
化による不合格の状態となる。Ｈ2濃度が７５％となる
と、窒化組織は発生しなくなっていることが判明してい
る。次の表１は、本実施形態による効果を、実施前の状
態を基準として示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】本実施形態によれば、ｂ値を下限値ｂｍｉ
ｎ以上にすることによって、着色による品質異常の発生
数を８０％低減している。ｂ値を、上限値ｂｍａｘ以下
にすることによって、窒化による解像不良および化学発
色時の品質異常を、それぞれ９６％および７２％低減し
ている。またリファイング装置循環量の低減によって、
常に最大能力で稼動させるのに近い実施前よりも４４％
のランニングコストダウンを図ることが可能となる。
ｎ以上にすることによって、着色による品質異常の発生
数を８０％低減している。ｂ値を、上限値ｂｍａｘ以下
にすることによって、窒化による解像不良および化学発
色時の品質異常を、それぞれ９６％および７２％低減し
ている。またリファイング装置循環量の低減によって、
常に最大能力で稼動させるのに近い実施前よりも４４％
のランニングコストダウンを図ることが可能となる。
【００２８】なお、以上の実施形態では、ＳＵＳ３０４
のステンレス鋼帯１の光輝焼鈍について説明しているけ
れども、他の金属材の熱処理に関しても同様の効果が得
られる。特に鋼板では、材料の成分や表面の状態によっ
て酸化被膜の着色状態が変動しやすく、目視による管理
は困難であるけれども、本実施形態では色差計を用いて
適切な管理を行うことができる。
のステンレス鋼帯１の光輝焼鈍について説明しているけ
れども、他の金属材の熱処理に関しても同様の効果が得
られる。特に鋼板では、材料の成分や表面の状態によっ
て酸化被膜の着色状態が変動しやすく、目視による管理
は困難であるけれども、本実施形態では色差計を用いて
適切な管理を行うことができる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、還元雰囲
気炉から出てくる金属材の表面の色を色差計で計測し、
計測出力のうちのｂ値が負の値で予め設定される管理範
囲内となるようにリファイニング装置循環量と水素ガス
濃度とを調整するので、目視による場合のようなばらつ
きを避けて確実に着色状態の揃った金属材料を得ること
ができる。リファイニング装置を常に最大能力の状態で
稼動させる必要がなくなるので、ランニングコストも低
減することができる。
気炉から出てくる金属材の表面の色を色差計で計測し、
計測出力のうちのｂ値が負の値で予め設定される管理範
囲内となるようにリファイニング装置循環量と水素ガス
濃度とを調整するので、目視による場合のようなばらつ
きを避けて確実に着色状態の揃った金属材料を得ること
ができる。リファイニング装置を常に最大能力の状態で
稼動させる必要がなくなるので、ランニングコストも低
減することができる。
【００３０】また本発明によれば、ｂ値が管理範囲の下
限未満となるときには、リファイニング装置循環量を増
加させ、あるいは水素ガス濃度を上げて還元雰囲気の還
元能力を高め、ｂ値が管理範囲内となるように調整する
ことができる。
限未満となるときには、リファイニング装置循環量を増
加させ、あるいは水素ガス濃度を上げて還元雰囲気の還
元能力を高め、ｂ値が管理範囲内となるように調整する
ことができる。
【００３１】また本発明によれば、ｂ値が管理範囲の上
限を超えるときには、水素ガス濃度を低下させると相対
的に窒素ガス濃度が上昇し、窒化が生じやすくなるの
で、水素ガス濃度を下げないで、リファイニング装置循
環量を減少させて過剰な還元作用を抑制し、金属材表面
の品質を保ったままランニングコストの低減を図ること
ができる。
限を超えるときには、水素ガス濃度を低下させると相対
的に窒素ガス濃度が上昇し、窒化が生じやすくなるの
で、水素ガス濃度を下げないで、リファイニング装置循
環量を減少させて過剰な還元作用を抑制し、金属材表面
の品質を保ったままランニングコストの低減を図ること
ができる。
【００３２】さらに本発明によれば、色差計で金属材表
面の着色異常による品質不良の発生を低減し、窒化によ
る解像不良および化学発色時の品質異常を低減し、ラン
ニングコストの低下を図ることができる。
面の着色異常による品質不良の発生を低減し、窒化によ
る解像不良および化学発色時の品質異常を低減し、ラン
ニングコストの低下を図ることができる。
【図１】本発明の実施の一形態の概略的な構成を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】図１の実施形態の管理範囲を示すグラフであ
る。
る。
【図３】図２のｂ値についての考え方を示す図である。
【図４】ｂ値の上限付近でのリファイング装置循環量の
変化の影響を示すグラフである。
変化の影響を示すグラフである。
【図５】ｂ値の下限付近でのリファイング装置循環量お
よびＨ2濃度の影響をそれぞれ示すグラフである。
よびＨ2濃度の影響をそれぞれ示すグラフである。
【図６】ｂ値の上限付近でのＨ2濃度の影響を示すグラ
フである。
フである。
１ ステンレス鋼帯 ２ 光輝焼鈍炉 ３ 還元ガス供給装置 ４ リファイング装置 ５ 色差計 ６ 制御装置 ７ 循環量制御装置 ８ Ｈ2タンク １０ バッファタンク １１ 加熱帯 １２ 徐冷帯 １３ 冷却帯 ２０ シール装置 ２１，２２，２３，２４ 流量制御弁 ２５ 流量計 ２６ Ｈ2濃度計
Claims (4)
- 【請求項１】 水素ガスおよび窒素ガスを含む還元雰囲
気内に金属材料の板材を通板しながら加熱・冷却し、還
元雰囲気はリファイニング装置に循環させて酸素および
水分を除去するような還元雰囲気炉で、通板材の着色を
防止する方法であって、 還元雰囲気炉からの通板材の出側に、Ｌａｂ表色系での
基準との差を示す色素信号としてｂ値を含む出力を導出
する色差計を設けておき、 色差計からのｂ値が予め定める負の値の管理範囲内とな
るように、リファイニング装置循環量と水素ガス濃度と
を調整することを特徴とする還元雰囲気炉通板材の着色
防止方法。 - 【請求項２】 前記ｂ値が前記管理範囲の下限未満とな
るとき、 前記リファイニング装置循環量を増加させ、 または前記水素ガス濃度を上げることを特徴とする請求
項１記載の還元雰囲気炉通板材の着色防止方法。 - 【請求項３】 前記ｂ値が前記管理範囲の上限を超える
とき、 前記リファイニング装置循環量を減少させることを特徴
とする請求項１または２記載の還元雰囲気炉通板材の着
色防止方法。 - 【請求項４】 水素ガスおよび窒素ガスを含む還元雰囲
気内に金属材料の板材を通板しながら加熱・冷却し、還
元雰囲気はリファイニング装置に循環させて酸素および
水分を除去するような還元雰囲気炉で、通板材の着色を
防止する装置であって、 還元雰囲気炉からの通板材の出側に設けられ、Ｌａｂ表
色系での基準との差を示す色差信号としてｂ値を含む出
力を導出する色差計と、 色差計からのｂ値が予め定める負の値の管理範囲内とな
るように、リファイニング装置循環量と水素ガス濃度と
を制御する制御装置とを含むことを特徴とする還元雰囲
気炉通板材の着色防止装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24573797A JPH1180831A (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | 還元雰囲気炉通板材の着色防止方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24573797A JPH1180831A (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | 還元雰囲気炉通板材の着色防止方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1180831A true JPH1180831A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17138059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24573797A Withdrawn JPH1180831A (ja) | 1997-09-10 | 1997-09-10 | 還元雰囲気炉通板材の着色防止方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1180831A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009534532A (ja) * | 2006-04-20 | 2009-09-24 | エイチ２ジーイーエヌ・イノベーションズ・インコーポレイテッド | 雰囲気再循環方法及びシステム |
| WO2013146520A1 (ja) | 2012-03-27 | 2013-10-03 | 関東冶金工業株式会社 | 熱処理方法および熱処理装置、並びに熱処理システム |
| CN104334753A (zh) * | 2012-05-24 | 2015-02-04 | 杰富意钢铁株式会社 | 钢带的连续退火炉、钢带的连续退火方法、连续熔融镀锌设备以及熔融镀锌钢带的制造方法 |
| JP2017524807A (ja) * | 2014-05-30 | 2017-08-31 | 宝山鋼鉄股▲分▼有限公司 | 酸洗いフリー連続焼鈍炉還元ガス循環再生利用系統およびその利用方法 |
-
1997
- 1997-09-10 JP JP24573797A patent/JPH1180831A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009534532A (ja) * | 2006-04-20 | 2009-09-24 | エイチ２ジーイーエヌ・イノベーションズ・インコーポレイテッド | 雰囲気再循環方法及びシステム |
| WO2013146520A1 (ja) | 2012-03-27 | 2013-10-03 | 関東冶金工業株式会社 | 熱処理方法および熱処理装置、並びに熱処理システム |
| US9581389B2 (en) | 2012-03-27 | 2017-02-28 | Kanto Yakin Kogyo Co., Ltd. | Method for heat treatment, heat treatment apparatus, and heat treatment system |
| CN104334753A (zh) * | 2012-05-24 | 2015-02-04 | 杰富意钢铁株式会社 | 钢带的连续退火炉、钢带的连续退火方法、连续熔融镀锌设备以及熔融镀锌钢带的制造方法 |
| CN104334753B (zh) * | 2012-05-24 | 2016-05-18 | 杰富意钢铁株式会社 | 钢带的连续退火方法以及熔融镀锌钢带的制造方法 |
| JP2017524807A (ja) * | 2014-05-30 | 2017-08-31 | 宝山鋼鉄股▲分▼有限公司 | 酸洗いフリー連続焼鈍炉還元ガス循環再生利用系統およびその利用方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041207 |