JPS582725A - 金属ストリツプのオンラインｘ線解析装置 - 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】 この発明は、金属ストリップのオンラインＸ線解析装置
に関し、とくに金属ス）リップの幅方向にわたるＸ線解
析をオンラインで有利に実現しようとするものである。

従来から金属ス）　ＩＪツブの厚みや成分組成などのオ
ンライン測定法としてＸ線回折法が用いられ。

また最近では合金化亜鉛めっき鋼板につき、その合金化
度のオンライン測定にも利用されている。

ところで合金化亜鉛めっき鋼板は、合金化度の度合いに
よってその特性が大きく変わるため、操業中における合
金化度の制御には厳密さが要求され、そのためには合金
化度の精度よい測定か必須となる。

この合金化度は合金層中のａ０相（Ｆ　＠Ｚ　ｎ？　）
やＣ相（Ｆ・ｚｎよ、）などからの回折ｘＩＩ強度を測
定して判定されるが、従来の測定法で扛被検体の厚み変
動やばたつきに基因したＸ線光学系の乱れを避けること
ができず、満足いく回折強度が得られなかったために、
精度の点に問題があつ良。

この点発明者らは先に特願昭１！　−／≦２０！Ｊ号明
細書において開示し九ように、円周溝を有するガイドロ
ールの採用により被検体の厚み変動やばたつきに基因し
たＸＭＩ光学系の乱れを解消するとともに、Ｘｌｓ光学
系における集中法を有効に適用して回折Ｘ線の強度を向
上させ、精度よくＸ線解析ができる装置を一発した０ ここに集中法とは、第１図に示したようにある円弧ムＢ
に沿うわん曲試料に対し、咳円弧ムＢを含む円００円周
上の一点Ｓから発散Ｘ線を照射して該照射域の特定格子
面におけるｘ１１回折を考えた場合、入射Ｘ線と回折Ｘ
線とのなす角すなわち回折角はいずれもプ２ッグの条件
コ＋１ｓｉｎ＃ｍｎλ（ｄ：格子面間隔、０ニブラッグ
角、λ：波長）を満たす一〇において一定であるので、
各回折Ｘ線は／１００−２＃を円周角として円０の周上
の一点Ｆに収れんすることの利用を意味し、円０は焦点
円と呼ばれる０ ここで上記の集中法を利用したｘＩｓ解析装置を合金化
亜鉛めっき鋼板の製造工程に組み込んだ場合を第２図に
示し、合金化度の測定要領について説明する。

情延後コイルに巻取ったストリップｌはペイオ７リール
コにて巻戻し、焼鈍炉Ｊにて狭面の油脂を焼き払うとと
もに軟化焼鈍させ、引続きめつきに適切な温度まで冷却
保持したのち非酸化性雰囲気に保ったスナウト部ダを経
由させてめつき槽ｊ内のめつき浴≦中に導き、ここで亜
鉛めっきを施す。ついで亜鉛めっきな施したストリップ
ｌを上方へ引揚げてワイピング装置７により過剰の付着
亜鉛を払拭除去して所定の付着量としたのち合金化処理
炉９へ送り、ここで亜鉛めっき層を主としてａ１相（Ｆ
　ｅＺｎ　ｑ　）からなる鉄・亜鉛合金層に変える０そ
してこの層の合金化度を破線で囲ったｘ４Ｉ解析装置ム
によって測定するのであるＯ Ｘ＠Ｘ線解析装置ム細を示す第３図および第参図におい
て、１０はガイドロール、／／ＦＩＸ線管球、１２はＸ
ｌｌ検出器であり、ガイドロール１０の中央部には円周
溝ｇが設けであるＯストリップｌはディフレクタロール
６１．　（Ｌ２を介してガイドロール１０の外周に沿っ
てわん自走行させるが、このときストリップｌの幅中央
部にはガイドロール１０との闇で円周溝ｇの幅でその深
さに対応するすき開力Ｓ生じる。このすき間を入射ｘｌ
ｓおよび回折！４１０光路としてＸ４１回折を竹うので
ある。このときＸ＠管球とｘ４Ｉ検出＃ｓ＃′ｉ前周第
１図において説明した集中法を満足するようにガイドロ
ール１０に沿ってわん自走行する金属ス）　Ｑツブのわ
ん曲部と共通の円弧を含む焦点円の半径を対称軸とし九
対称配置としてＸ線の入射および回折Ｘ＠の受光を行う
ようにする。そして得られた測定値に従い合金化処理条
件をフィードバック制御して適切な合金化度となるよう
にするのである０な訃第−図中番号１３はスキンパスミ
ル、ｌダは化成処理装置、ｌｊはテンシロンリールであ
る。

かくして上記のＸ線光学系においては、被検体の測定レ
ベルの変動はなく集中法の条件が完全に満足されてすべ
ての回折Ｘｉ＠ｌはＸｌｌ検出器に収れんするのでその
回折強度蝶従来に比べ格段に高くなり従って測定精度は
大幅に向上したのである＠しかしながら上記のｘＩｓ解
析装置において溝付ガイドロールはその溝の位置が固定
されているため、ストリップの幅方向においては特定部
分のみしかＸ線回折用の被検体とすることができない。

従ってたとえば上述の合金化亜鉛めっき鋼板の製造を例
にとれば、合金化炉内部の熱量の不均一などのためにス
）リップの両縁部および中央部で合金化度に差を生じる
ことがあるが、この点について祉対処することができな
かった０ この九め金属ス）　ＩＪツブのＸＪ１１回折において、
骸金属ス）　ＩＪツブの幅方向全体を被検体としてＸ線
回折を実施できるようなＸ線解析装置の開発が要望され
ていたのである。

この発明は上記の要請に有利に応じるものでも前記した
集中法に従うＸ線回折に支障をき九すことなしにスジリ
ップの幅方向全体にわたるＩ＄１回折測定を効果的に実
施することができ′る金属ストリップのオンラインＸ＠
解析装置を提案するものである０ すなわちこの発明は、らせん溝を外周に刻んだロール胴
の円弧表面に沿わせて金属ストリップのわん自走行を導
くガイドロールと、＃９−ル胴と接する金属ストリップ
のらせん溝に面するわん曲部を被検体とし、該らせん溝
を照射Ｘ＠および回折ｘＭの光路としてＸ線光学系にお
ける集中法を満足する位置に配置したｘｍ陣およびＸ線
検出器、ならひに該ｘ！Ｉ源およびＸ線検出器を被検体
に対する位置関係は保持したｔまガイドルールの軸心に
沿って横移動させる手段とからなる金属ストリップのオ
ンラインＸＭ解析装置である。

この発明でＸ＠解析とは、前述した被検体の厚み測定、
へ成分組成の分析および合金化亜鉛めっき鋼板における
合金化度の測定などのほか、めっき後の処理によって基
地とめつき層との間に両者の構成元素を成分とする合金
層が生成および／または発達するような工程を経て得ら
れる製品、たとえばり７０−処理を施した電気めっきぶ
りきにおける合金化度の測定や、帯鋼Ｉ１Ｍ造工程中に
直接焼入れなどの熱地理を施したのちの残留オーステナ
イト量の定量、さらにはフェライト、マルテンサイトコ
相混合鋼板における両相の体積比の測定などを含む。

以下この発明の好適実施例について説明する。

なお好適例の構成要素のうち前掲第３〜亭図に示した解
析装置のそれと一致するものは同一の番号を付して表わ
した。

第５図に番号１６でこの発明に係るガイドロールを示し
、このガイドロール１６は取付け７ランジｎを介してロ
ーヤルシャフト／Ｉに固定するＯ１９はロールシャ７）
／Ｉを両端で支持する軸受であるＯそしてＸがガイドロ
ールｌ乙の外周に刻んだらせん溝であり、このらせん溝
〃の幅と深遥に対応して生じたすき間ｇ′を照射および
回折ＸＳの光路としてＸＩＩＡ回折を行うことは、前掲
した特願昭ｊｊ　−／４Ｊ６ｊコ号明細書に開示した要
領と同じであるＯただこのらせん溝付ガイドロールｌ≦
を用いる場合は、Ｘ線源／／およびＸ線検出器／２の配
置例を第を図に示したように、Ｘ線源１１％Ｘ線照射域
およびＸ線検出器１２の王者ｔ−含む平面（以下配置面
という）は、ロール軸に対して垂直には交差せず、照射
および回折Ｘ線がらせん溝Ｘ内を進付し得るようにり−
１ ド角βに応じて幾分傾いている。従って厳密な意味では
王者は焦点円の円周上にあるとはいえないが、この点リ
ード角βがｊ０程度であれば真際上の問題はないことが
発明者らによって確められているＯ 第７ｇ：Ｊ、第１図に示したところにおいて２／は送り
カム機構をそなえた腕木支持部材、刀はロール軸方向と
平行にさしわたしたガイドロール、ｎ。

ａＦｉ腕木、セしてＢは腕木のぐらつき防止のためのレ
ールであり、これらによって移動手段を構成する◇Ｘ＠
源ｌｌおよびＸ線検出器１２は腕木２７．ＪＰによって
所定の位置に固定し、この状態のｔｔ腕木支持部材ｌの
送りカム機構（図示せず）によってロール軸方向へ千竹
移動できるようになっているＯ かくして実際のオンラインＸ＃解析において、ガイドロ
ール１４の回転に伴うらせん溝の動きに同調させてＸ　
＠　＠ｌ　／／およびＸ線検出器１２を、被検体に対す
る位置関係は保持したままガイドロールｌ≦の軸心に沿
って横移動させること辷より、ストリップの全幅にわ九
るｘｌｓ回折が実現できるのであるＯ 第１図においてｈ　、　Ｍ’Ｂそれぞ１ｒＬＸ線源／／
およびＸ線検出器１２の移動装置で、ストリップの一端
から他端までの走査終了後ｓＸ＠＠ｕおよびＸ線検出器
１２を原位置に復帰させる際、これらを適当な距離だけ
後方へ退避させてガイドロール１６の田−ル胴との接触
を防止すると共に、原位置復帰の後には所定位置への前
進を司る。

なおらせん溝のリードは、ストリップの通板速度に対す
る幅方向への走査速度の比とガイドロール１４の半径と
によって決定されるが、このリードがあまり大きいと、
配置面のロール軸に対する傾きが大きくなって集中法の
適用が事実上不可能になるので、適当なリードを選択す
る必要がある。

次にこの発明を、合金化亜鉛めっき鋼板の合金化度の測
定に適用した場合について具体的に説明する。

照射Ｘ＠としては波長λ−コ、コ９１人のＯｒＫα特性
Ｘ特性Ｘｌ−、合金層中δ、相の（１０／）面（格子面
間隔ｄ−Ｊ、／＃λ）からの回折Ｘ線を測定した。この
ときのブラッグ角０はＪ２．３Ｓ０で、従ってＸ線源と
ｘｇ検出器との開き角αはｌコ９．４！０である。

またガイドルールの半径はｒ−ｚｏｏ−とし、ライン速
度ｖ−ｔｏｏｍ／ｒｎ１ｎ　ｓストリップ一方向への走
査速度ｖ−Ａｍ／ｍｉｎ、走査輻Ｗ−７２００ｍ１１１
とした。このときのらせん溝のリードｌはｌ−／ＩＩ■
（ノー２”ｖ　’であり、溝の深さｄｇ−ｌＯＯＩＩｓ
、溝の幅ｗｇ−４０−とし氾上記のような寸法、形状の
ガイドロールにおいて配置面のロール軸と垂直な面に対
する傾きをｌ１０１デとし、かつブラッグの条件を満足
する所定の角度位置にＸ線源およびＸ線検出器をｉ置し
、被検体表面に向って１０ｍ幅のＸ線束をスリットの開
き角φ−１０で照射した、 照射Ｘ＠および回折Ｘ線ともらせん溝の側壁によって進
路をさえぎられることなく１また集中法からの乱れもほ
とんどなくて高感度で精度よいｓ宛を行うことができた
。

以上述べたようにこの発明によれば、金属ストリップの
幅方向にわたるＸ線解析が、オンラインで精度よくしか
も迅速に達成でき有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図はＸ線光学系における集中法の説明図、第一図は
合金化亜鉛めっき鋼板の製造工程図、第３図および第参
図は従来のｘＷｓ解析装置管適用した通板ラインの側面
図および断面図、第ｊ図扛この発明に係るらせん溝付ガ
イドロールの正面図。 第１図はらせん溝へのＸ線源およびＸ線検出器の配置例
を示した図、第７図および第１図はこの発明の好遍夫施
例の平面図および側面図であるＯ／／・・・Ｘ線源、／
２・・・ｘＩａ検出器、／≦・・・ガイドロール、〃・
・・らせん溝、２／・・・送りカム機構をそなえた腕木
支持部材、ｎ・・・ガイドレール、２７．２１・・・腕
木。 Ｂ・・・レール、ム、ム′・・・移動装置。 １ト １゛ 特許出願人　川崎製鉄株式金社 第８図 第４図 第５１ 第６図 第７図 ４ 第８図 １２８

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｌ　らせん溝を外周に刻んだロール胴の円弧表面に扮わ
   せて金属ストリップのわん自走行を導くガイドロールと
   、該ロール胴と接する金属ストリップのらせん溝に面す
   るわん曲部を被検体とし、該らせん溝を照射ｘＩＩおよ
   び回折Ｘｌｌの光路としてｘ１ｍ光学系における集中法
   を満足する位置に配電し一７’ｊＸＭ源およびＸ線検出
   器、ならびに該Ｘ線源およびｘＩｓ検出器を被検体に対
   する位置間係は保持したままガイドロールの軸心に沿っ
   て横移動させる手段とからなる金属ストリップのオンラ
   インＸ線解析装置。