BR112019016687A2 - sistema de determinação de composição de incrustação, método de determinação de composição de incrustação e programa - Google Patents

Abstract

na presente invenção, caso a emissividade espectral em um comprimento de onda e/ou outro comprimento de onda medidos por meio de um radiômetro de medição de emissividade espectral (21a, 21b) não esteja em uma faixa prescrita que inclui a emissividade de feo no um comprimento de onda ou no outro comprimento de onda, então um dispositivo de determinação de composição de incrustação (10) determina que fe2o3 foi gerado na camada mais externa de uma incrustação (sc), e determina, caso contrário, que fe2o3 não foi gerado na camada mais externa da incrustação (sc).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SISTEMA DE DETERMINAÇÃO DE COMPOSIÇÃO DE INCRUSTAÇÃO, MÉTODO DE DETERMINAÇÃO DE COMPOSIÇÃO DE INCRUSTAÇÃO E PROGRAMA.

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção refere-se a um sistema de determinação de composição de incrustação, um método de determinação de composição de incrustação e um programa, e é adequadamente usado para determinar a composição de uma incrustação gerada em uma superfície de um material de aço, em particular.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[002] Conforme descrito na Literatura de Patente 1, quando um material de aço é aquecido, uma incrustação (camada de óxido de ferro) é gerada em sua superfície. Em uma etapa de laminação a quente, o material de aço, por exemplo, o material de aço vermelho quente a 600 [Ό] a 1.200 [Ό] é extraído por laminadores en quanto são transportados em uma linha. Dessa forma, na superfície do material de aço durante laminação a quente, uma incrustação é sempre gerada. Como para a incrustação, existem três tipos de composição de wustite (FeO), magnetita (FeaCXi) e hematite (FezOa).

[003] A adesividade de uma incrustação tem algo a fazer com sua composição. Uma incrustação de múltiplas camadas que tem FeaOa gerada na camada mais externa de uma incrustação é provavelmente para esfoliar. Por outro lado, uma incrustação de camada única que tem uma composição de incrustação de apenas FeO é alta em adesividade.

[004] Dessa forma, a incrustação que é provavelmente para esfoliar quando passa através de uma incrustação que remove o dispositivo chamado de um desincrustador é preferida. Por outro lado, quando um padrão que resulta a partir de exfoliação irregular da incrustação

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2/38 se torna um problema em termos de qualidade da superfície, a incrustação está, de preferência, em contato próximo com o material de aço. Dessa forma, é desejado determinar a composição da incrustação e usar um resultado de determinação para operação.

[005] Como um método de determinação da composição de uma incrustação, medição de difração de raios X é considerada. Na medição de difração de raios X, um corpo de prova obtido cortando-se um material de aço com uma incrustação de crescimento no mesmo em um tamanho de cerca de vários centímetros é fabricado e um padrão de difração de raios X desse corpo de prova é medido. Os diferentes padrões de difração de raios X de acordo com uma estrutura de cristal da incrustação são obtidos. Dessa forma, o padrão de difração de raios X torna possível determinar se FezOa está presente ou não na camada mais externa da incrustação (a saber, a incrustação é a incrustação anteriormente descrita de camada única ou incrustação de múltiplas camadas).

[006] No entanto, a medição de difração de raios X exige fabricação de um corpo de prova cortando-se o material de aço. Além disso, o padrão de difração de raios X pode ser medido apenas após o material de aço ser resfriado. Dessa forma, é impossível determinar a composição de uma incrustação gerada na superfície do material de aço durante operação em linha (em tempo real).

[007] Dessa forma, a técnica descrita na Literatura de Patente 1 determina se FeaOa está presente ou não na camada mais externa de uma incrustação determinando-se que um processo de fornecimento de molécula de oxigênio para um filme de óxido na superfície de uma lâmina de aço ou um processo de átomos de ferro que oxida na superfície de um material de aço determina a taxa de um processo de determinação de taxa de oxidação na superfície do material de aço.

LISTA DE CITAÇÃO

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LITERATURA DE PATENTE

[008] Literatura de Patente 1: Publicação de Patente aberta a inspeção pública número JP 2012-93177

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA DA TÉCNICA

[009] No entanto, a técnica descrita na Literatura de Patente 1 precisa usar uma equação modelo para determinar o processo de determinação de taxa de oxidação na superfície do material de aço. Dessa forma, a precisão de determinação confia na precisão da equação modelo. Adicionalmente, em uma linha de laminação a quente, desincrustadores pulverizam água de alta pressão na lâmina de aço. Consequentemente, água ou vapor d'água está parcialmente presente na superfície da lâmina de aço na linha de laminação a quente. Portanto, existe um caso que um processo de fornecimento de oxigênio necessário para o cálculo do modelo não é confirmado corretamente. Conforme acima, a técnica descrita na Literatura de Patente 1 causa um problema que não é fácil para determinar com precisão a composição de uma incrustação gerada na superfície do material de aço durante operação em linha (em tempo real).

[0010] A presente invenção foi produzida em consideração aos problemas acima e um objeto da mesma deve ter capacidade para determinar com precisão a composição de uma incrustação gerada na superfície de um material de aço durante operação em linha.

SOLUÇÃO PARA O PROBLEMA

[0011] Um sistema de determinação de composição de incrustação da presente invenção é um sistema de determinação de composição de incrustação que determina uma composição de uma incrustação gerada em uma superfície de um material de aço, sendo que o sistema de determinação de composição de incrustação inclui: um meio de detecção que detecta brilho espectral do material de aço em

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4/38 cada um dentre uma pluralidade de comprimentos de onda; um meio de aquisição de temperatura que adquire uma temperatura do material de aço; um meio de cálculo de emissividade espectral que calcula emissividade espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda com base na temperatura do material de aço adquirida pelo meio de aquisição de temperatura e o brilho espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, em que o brilho espectral é calculado pelo meio de detecção; e um meio de determinação que determina se hematite (FezOa) foi ou não gerada em uma camada mais externa da incrustação com base na emissividade espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, em que a emissividade espectral é calculada pelo meio de cálculo de emissividade espectral, em que o meio de determinação determina que a hematite (FezOa) foi gerada na camada mais externa da incrustação no caso em que pelo menos uma dentre as emissividades espectrais do material de aço em uma pluralidade dos comprimentos de onda está fora de uma faixa predeterminada definida em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, e determina que a hematite (FezOa) não foi gerada na camada mais externa da incrustação no caso em que todas dentre as emissividades espectrais do material de aço em uma pluralidade dos comprimentos de onda está dentro da faixa predeterminada definida de em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, na faixa predeterminada definida no comprimento de onda, emissividade espectral de wustite (FeO) no comprimento de onda correspondente está incluída, uma pluralidade dos comprimentos de onda são determinados usando-se a relação entre a emissividade espectral da hematite, em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda e uma espessura da hematite dentro de uma faixa assumida como a espessura da hematite, e uma plurali

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5/38 dade dos comprimentos de onda são determinados para tornar a emissividade espectral da hematite em pelo menos um comprimento de onda de uma pluralidade dos comprimentos de onda caem fora da faixa predeterminada definida no comprimento de onda correspondente em qualquer espessura da hematite na relação.

[0012] Um método de determinação de composição de incrustação da presente invenção é um método de determinação de composição de incrustação que determina uma composição de uma incrustação gerada em uma superfície de um material de aço, sendo que o método de determinação de composição de incrustação inclui: uma etapa de detecção que detecta brilho espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade de comprimentos de onda; uma etapa de aquisição de temperatura que adquire uma temperatura do material de aço; uma etapa de cálculo de emissividade espectral que calcula emissividade espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda com base na temperatura do material de aço adquirida pelo etapa de aquisição de temperatura e o brilho espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, em que o brilho espectral é calculado pelo etapa de detecção; e uma etapa de determinação que determina se hematite (FezCb) foi ou não gerada em uma camada mais externa da incrustação com base na emissividade espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, em que a emissividade espectral é calculada pelo etapa de cálculo de emissividade espectral, em que a etapa de determinação determina que a hematite (FezCb) foi gerada na camada mais externa da incrustação no caso em que pelo menos uma dentre as emissividades espectrais do material de aço em uma pluralidade dos comprimentos de onda está fora de uma faixa predeterminada definida em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, e determina que a

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6/38 hematite (FezCh) não foi gerada na camada mais externa da incrustação no caso em que todas dentre as emissividades espectrais do material de aço em uma pluralidade dos comprimentos de onda está dentro da faixa predeterminada definida em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, na faixa predeterminada definida no comprimento de onda, emissividade espectral de wustite (FeO) no comprimento de onda correspondente está incluída, uma pluralidade dos comprimentos de onda são determinados usando-se a relação entre a emissividade espectral da hematite, em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda e uma espessura da hematite dentro de uma faixa assumida como a espessura da hematite, e uma pluralidade dos comprimentos de onda são determinados para tornar a emissividade espectral da hematite em pelo menos um comprimento de onda de uma pluralidade dos comprimentos de onda caem fora da faixa predeterminada definida no comprimento de onda correspondente em qualquer espessura da hematite na relação.

[0013] Um programa da presente invenção é um programa para fazer com que um computador execute a determinação de uma composição de uma incrustação gerada em uma superfície de um material de aço, sendo que o programa faz com que um computador execute: uma emissividade espectral que calcula a etapa de cálculo de emissividade espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade de comprimentos de onda com base em uma temperatura do material de aço e brilho espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda; e uma etapa de determinação que determina se hematite (FezCb) foi ou não gerada em uma camada mais externa da incrustação com base na emissividade espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, em que a emissividade espectral é calculada pelo etapa de cálculo de emissividade espectral, em que a etapa de

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7/38 determinação determina que a hematite (FezCh) foi gerada na camada mais externa da incrustação no caso em que pelo menos uma dentre as emissividades espectrais do material de aço em uma pluralidade dos comprimentos de onda está fora de uma faixa predeterminada definida em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, e determina que a hematite (FezCb) não foi gerada na camada mais externa da incrustação no caso em que todas dentre as emissividades espectrais do material de aço em uma pluralidade dos comprimentos de onda está dentro da faixa predeterminada definida em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, na faixa predeterminada definida no comprimento de onda, emissividade espectral de wustite (FeO) no comprimento de onda correspondente está incluída, uma pluralidade dos comprimentos de onda são determinados usandose a relação entre a emissividade espectral da hematite, em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda e uma espessura da hematite dentro de uma faixa assumida como a espessura da hematite, e uma pluralidade dos comprimentos de onda são determinados para tornar a emissividade espectral da hematite em pelo menos um comprimento de onda de uma pluralidade dos comprimentos de onda caem fora da faixa predeterminada definida no comprimento de onda correspondente em qualquer espessura da hematite na relação.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0014] [Figura 1] A Figura 1 é uma vista que ilustra um exemplo de uma configuração esquemática de uma linha de laminação a quente.

[0015] [Figura 2] A Figura 2 é uma vista que ilustra um exemplo de uma configuração de um sistema de determinação de composição de incrustação.

[0016] [Figura 3A] A Figura 3A é uma vista que ilustra um exemplo da relação entre uma espessura de uma incrustação de camada única e emissividade espectral.

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[0017] [Figura 3B] A Figura 3B é uma vista que ilustra um exemplo da relação entre uma espessura de FezCh gerada na camada mais externa de uma incrustação de múltiplas camadas e emissividade espectral.

[0018] [Figura 4A] A Figura 4A é uma vista que ilustra a diferença entre emissividade espectral da incrustação de camada única e emissividade espectral da incrustação de múltiplas camadas em um comprimento de onda A.

[0019] [Figura 4B] A Figura 4B é uma vista que ilustra a diferença entre emissividade espectral da incrustação de camada única e emissividade espectral da incrustação de múltiplas camadas em um comprimento de onda B.

[0020] [Figura 5] A Figura 5 é uma vista que ilustra um exemplo da relação entre brilho espectral de um corpo negro e um comprimento de onda.

[0021] [Figura 6A] A Figura 6A é uma vista que ilustra um exemplo da relação entre uma espessura de FezCh gerada na camada mais externa da incrustação de múltiplas camadas e emissividade espectral de Fe2Ü3 no comprimento de onda A.

[0022] [Figura 6B] A Figura 6B é uma vista que ilustra um exemplo da relação entre uma espessura de FezCh gerada na camada mais externa da incrustação de múltiplas camadas e emissividade espectral de Fe2Ü3 no comprimento de onda B.

[0023] [Figura 7] A Figura 7 é um fluxograma que explica um exemplo de uma operação de um dispositivo de determinação de composição de incrustação.

[0024] [Figura 8] A Figura 8 é um diagrama que ilustra um exemplo de uma configuração de hardware do dispositivo de determinação de composição de incrustação.

DECRIÇÃO DAS MODALIDADES

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[0025] Mais adiante neste documento, será explicado uma modalidade da presente invenção com referência aos desenhos.

CONTORNO DE UMA CONFIGURAÇÃO DE UMA LINHA DE LAMINAÇÃO A QUENTE

[0026] A Figura 1 é uma vista que ilustra um exemplo de uma configuração esquemática de uma linha de laminação a quente que é um exemplo de um destino de aplicação de um dispositivo de determinação de composição de incrustação 10.

[0027] Na Figura 1, a linha de laminação a quente tem um forno de aquecimento 11, desincrustadores 12a a 12f, um moinho de direção de largura 13, um moinho de desbaste 14, um moinho de acabamento 15, um dispositivo de resfriamento (tabela de desgaste) 16, e um dispositivo de enrolamento (enrolador) 17.

[0028] O forno de aquecimento 11 aquece uma placa (material de aço) S.

[0029] Os desincrustadores 12a a 12f removem uma incrustação gerada na superfície do material de aço. A espessura da incrustação é 10 [pm] a 100 [pm], por exemplo. Os desincrustadores 12a a 12f pulverizam, por exemplo, água pressurizada na superfície do material de aço, realizando assim desincrustação (remoção da incrustação). Consequentemente, o material de aço é alto em temperatura, de modo que o material de aço é imediatamente novamente oxidado mesmo que a incrustação seja removida. Dessa forma, o material de aço é laminado em um estado em que uma incrustação está sempre presente na superfície.

[0030] O moinho de direção de largura 13 lamina a placa S aquecida no forno de aquecimento 11 na direção de largura.

[0031] O moinho de desbaste 14 lamina verticalmente a placa S laminada na direção de largura pelo moinho de direção de largura 13 para produzir uma barra áspera. No exemplo ilustrado na Figura 1, o

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10/38 moinho de desbaste 14 tem um suporte de laminação 14a composto apenas por rolos de trabalho e suportes de laminação 14b a 14e que têm rolos de trabalho e rolos de reserva.

[0032] O moinho de acabamento 15 que continuamente ainda finaliza a quente, lamina a barra áspera fabricada pelo moinho de desbaste 14 até uma espessura predeterminada. No exemplo ilustrado na Figura 1, o moinho de acabamento 15 tem sete suportes de laminação 15a a 15g.

[0033] O dispositivo de resfriamento 16 resfria uma lâmina de aço laminada a quente H de acabamento quente laminado pelo moinho de acabamento 15 por água de resfriamento.

[0034] O dispositivo de enrolamento 17 enrola a lâmina de aço laminada a quente H resfriada pelo dispositivo de resfriamento 16 em um formato de bobina.

[0035] Consequentemente, a linha de laminação a quente pode ser fabricada por uma técnica bem conhecida e não está limitada à configuração ilustrada na Figura 1. O desincrustador pode estar disposto entre os suportes de laminagem a montante (por exemplo, entre os suportes de laminação 15a e 15b e entre os suportes de laminação 15b e 15c) fora dos sete suportes de laminação 15a a 15g do moinho de acabamento 15, por exemplo.

[0036] Nessa modalidade, pelo menos um conjunto de radiômetros, que é um conjunto composto por três radiômetros, está disposto na linha de laminação a quente. Adicionalmente, os três radiômetros detectam cada um o brilho espectral do material de aço de uma maneira sem contato. No entanto, um dos três radiômetros é um radiômetro a ser usado para medir a temperatura do material de aço por termometria de radiação. Os outros dois radiômetros restantes são radiômetros a serem usados para medir a emissividade espectral do material de aço.

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[0037] O brilho espectral l_b(Â, T) emitido por um corpo negro com a temperatura absoluta T é expressa por (1) Equação abaixo pela lei de Planck da radiação de corpos negros. Consequentemente, o brilho espectral é um fluxo radiante [W · μιττ¹ · sr¹ · rrr²] por unidade de comprimento de onda, por unidade de área, e por unidade de ângulo sólido em um comprimento de onda λ [pm].

EQUAÇÃO MATEMÁTICA 1

[0038] Aqui, Ci e C2 são a primeira constante e a segunda constante para a fórmula de Planck da radiação de corpos negros respectivamente.

[0039] (1) A equação representa o brilho espectral do corpo negro que é um radiador ideal. O brilho espectral Ι_(λ, T) de um objeto real é menor que o brilho espectral l_b(Â, T) do corpo negro na mesma temperatura. Dessa forma, a emissividade espectral ε(λ, T) de um objeto a ser medido é definida pela (2) equação abaixo.

EQUAÇÃO MATEMÁTICA 2 ^ε(Α·^τ>-ζΌΠΪ

[0040] Para medir a emissividade espectral ε(λ, T) conforme acima, o brilho espectral Ι_(λ, T) do objeto a ser medido é medido. Adicionalmente, a temperatura T do objeto a ser medido é obtida de algum modo. Então, o cálculo da (2) equação é realizado com uso do brilho espectral Ι_(λ, T) do objeto a ser medido e a temperatura T do objeto a ser medido.

[0041] No exemplo ilustrado na Figura 1, o caso em que um conjunto de radiômetros 20, 21a e 21b está disposto em uma região entre o desincrustador 12b e o suporte de laminação 14b é ilustrado. O suporte de laminação 14b é um suporte de laminação fornecido no lado mais a montante fora dos suportes de laminação que têm rolos de tra

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12/38 balho e rolos de reserva. Aqui, o radiômetro 20 é definido para ser um radiômetro a ser usado para medir a temperatura do material de aço. Adicionalmente, os radiômetros 21a, 21b são definidos para serem radiômetros a serem usados para medir a emissividade espectral do material de aço.

[0042] A Figura 2 é uma vista que ilustra um exemplo de uma configuração de um sistema de determinação de composição de incrustação. Na Figura 2, exemplos da disposição dos radiômetros 20, 21a e 21b e uma configuração funcional do dispositivo de determinação de composição de incrustação 10 são ilustrados.

RADIÔMETROS 20, 21A E 21B

[0043] Primeiro, será explicado um exemplo da disposição dos radiômetros 20, 21a e 21b. Na Figura 2, o caso em que a direção de uma linha de seta fixada ao lado de um material de aço SM é a direção de transporte do material de aço SM será explicado como um exemplo. Adicionalmente, é definido que uma incrustação SC é gerada na superfície do material de aço SM.

[0044] Na Figura 2, os radiômetros 20, 21a e 21b estão dispostos de modo que pontos de interseção entre (a superfície de) o material de aço SM e posições passantes dos eixos geométricos dos radiômetros 20, 21a e 21b (eixos geométricos ópticos de lentes de recepção de luz) substancialmente coincidem. Consequentemente, na Figura 2, o caso em que os radiômetros 20, 21a e 21b estão alinhados na direção de transporte do material de aço SM é ilustrada como um exemplo. No entanto, os radiômetros 20, 21a e 21b não necessitam estar dispostos dessa maneira desde que os pontos de interseção entre (a superfície de) o material de aço SM e as posições passantes dos eixos geométricos dos radiômetros 20, 21a e 21b (os eixos geométricos ópticos das lentes de recepção de luz) substancialmente coincidem. Por exemplo, os radiômetros 20, 21a e 21b podem ser alinhados na direção de lar

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13/38 gura do material de aço SM.

[0045] Na seguinte explicação, o radiômetro 20 a ser usado para medir a temperatura do material de aço é denominado um radiômetro para medição de temperatura 20 conforme necessário. Adicionalmente, os radiômetros 21a e 21b a serem usados para medir a emissividade espectral do material de aço são denominados radiômetros para medição de emissividade espectral 21a e 21b conforme necessário.

[0046] Então, será explicado um exemplo de um comprimento de onda a ser detectado no radiômetro para medição de temperatura 20 e os radiômetros para medição de emissividade espectral 21a e 21b. Consequentemente, esse comprimento de onda detectado corresponde ao comprimento de onda λ na (1) equação e na (2) equação.

[0047] Comprimentos de onda que podem ser medidos pelo radiômetro para medição de temperatura 20 e os radiômetros para medição de emissividade espectral 21a e 21b caem dentro de uma banda com pouca absorção por dióxido de carbono ou vapor d'água na atmosfera em uma região de 0,6 [pm] a 14,0 [pm] em geral.

[0048] Esse valor de limite inferior de 0,6 [pm] é determinado pelo valor de limite inferior de um comprimento de onda em que o radiômetro pode medir o brilho espectral. O valor de limite inferior desse comprimento de onda que permite medição do brilho espectral é determinado de acordo com a temperatura do material de aço SM que é um objeto a ser medido. Quando a medição da temperatura é igual ou maior que 900 [Ό] conforme a temperatura do materi al de aço SM é um objeto a ser medido, por exemplo, o valor de limite inferior do comprimento de onda em que o radiômetro pode medir os resultados de brilho espectral em 0,6 [pm]. Adicionalmente, quando o valor de limite inferior da temperatura do material de aço SM que é objeto a ser medido é definido a 600 [Ό], o valor de limite infer ior do comprimento de onda detectado resulta em 0,9 [pm].

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[0049] Adicionalmente, o valor de limite superior do comprimento de onda que é 14,0 [pm] é determinado limitando-se desempenho de um detector óptico no radiômetro (desempenho de detecção de radiação de comprimento de onda longa infravermelha).

[0050] Consequentemente, uma faixa da temperatura do material de aço SM assumida nessa modalidade é 600 [Ό] a 1.200 [O].

[0051] Conforme acima, nessa modalidade, o comprimento de onda detectado do radiômetro para medição de temperatura 20 e os radiômetros para medição de emissividade espectral 21a e 21b é, de preferência, selecionado a partir de dentro da faixa de 0,6 [pm] a 14,0 [pm],

[0052] Aqui, será explicado a estrutura de composição da incrustação SC. Conforme foi descrito na Literatura de Patente 1, por exemplo, foi conhecido que conforme a incrustação é óxido de ferro, existem uma incrustação de camada única e uma incrustação de múltiplas camadas. A incrustação de camada única é composta apenas de wustite (FeO). A incrustação de múltiplas camadas é composta de wustite (FeO), magnetita (FeaCXi) e hematite (FeaOa). Na incrustação de múltiplas camadas, camadas de wustite (FeO), magnetita (FeaO^ e hematite (FeaOa) na ordem a partir do lado de ferro de base são geradas em uma razão de espessura de cerca de 94: 5: 1. Cada uma de FeO, FeaO4e FeaOa têm um índice de refração peculiar e coeficiente de atenuação, de modo que seja esperado que a emissividade espectral que é uma das propriedades ópticas se diferencie entre a incrustação de camada única e a incrustação de múltiplas camadas. Dessa forma, os presente inventores examinaram cada emissividade espectral da incrustação de camada única (a incrustação SC composta apenas de FeO) e a incrustação de múltiplas camadas (a incrustação SC em uma estrutura sanduíche de FeaOa, FeaO4e FeO em ordem a partir de uma camada de superfície) em dois comprimentos de onda de um compri

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15/38 mento de onda detectado determinado em uma região de 3,3 [pm] a 5,0 [pm] (esse comprimento de onda é denominado um comprimento de onda A mais adiante nesse documento) e o outro comprimento de onda determinado em uma região de 8,0 [pm] a 14,0 [pm] (esse comprimento de onda é denominado um comprimento de onda B mais adiante nesse documento).

[0053] A emissividade espectral foi revelada experimentalmente como se segue.

[0054] Uma amostra de material de aço com um termopar soldado no mesmo é aquecida em uma câmara, e em um estado em que a amostra de material de aço é mantida em uma temperatura predeterminada, brilho térmico da amostra de material de aço é medido por um radiômetro. Uma saída Ι_(λ, T) do radiômetro obtida dessa maneira é lida. Entretanto, uma temperatura indicada do termopar é substituída na (1) equação para calcular l_b(Â, T). Então, a emissividade espectral ε(λ, T) é revelada a partir de Ι_(λ, T) e l_b(Â, T) com base em (2) equação. Nessa ocasião, a incrustação de camada única e a incrustação de múltiplas camadas são formadas separadamente ajustando-se a atmosfera na câmara, e então a emissividade espectral de cada estrutura incrustação é obtida.

[0055] A Figura 3A é uma vista que ilustra um exemplo da relação entre uma espessura da incrustação de camada única (FeO) e a emissividade espectral. A Figura 3B é uma vista que ilustra um exemplo da relação entre uma espessura de FezCh gerada na camada mais externa da incrustação de múltiplas camadas e a emissividade espectral. Na Figura 3A, a espessura de FeO significa (toda) a espessura da incrustação de camada única. Na Figura 3B, a espessura de FezOa significa a espessura de FeaOa gerada na camada mais externa da incrustação de múltiplas camadas. Conforme descrito anteriormente, a espessura de FeaOa gerada na camada mais externa da incrustação

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16/38 de múltiplas camadas é cerca de um centésimo da espessura de toda a incrustação.

[0056] Conforme ilustrado na Figura 3A, a emissividade espectral da incrustação de camada única indica um valor estável tanto no comprimento de onda A quanto no comprimento de onda B independentemente da espessura da incrustação de camada única. Isso se deve ao fato de que a FeO é opaca. Por outro lado, conforme ilustrado na Figura 3B, a emissividade espectral da incrustação de múltiplas camadas varia periodicamente conforme a espessura de FezCb altera (a saber, FezOa cresce). O período é mais longo que o comprimento de onda é longo. Consequentemente, a Literatura de Patente 1 descreve os resultados de uma simulação em que a emissividade espectral da incrustação de múltiplas camadas varia de acordo com a espessura de FezOa no comprimento de onda de 3,9 [pm].

[0057] Toda a espessura da incrustação de múltiplas camadas é maior que o comprimento de onda, mas pode ser observado que FezOa tem transparência e FeaO4 é opaca. Portanto, conforme também descrito na Literatura de Patente 1, um fenômeno de interferência óptica em FezOa que tem uma espessura fina contribui para a emissividade espectral. Portanto, a emissividade espectral da incrustação de múltiplas camadas varia periodicamente de acordo com a espessura de FezOa.

[0058] Consequentemente, é separadamente confirmado que o comportamento da emissividade espectral responsiva à espessura de FezOa gerada na camada mais externa da incrustação de múltiplas camadas não altera consideravelmente dentro da faixa de comprimento de onda A ou de comprimento de onda B (3,3 [pm] a 5,0 [pm] ou 8,0 [pm] a 14,0 [pm]). Aqui, o comportamento da emissividade espectral responsiva à espessura de FezOa da camada de superfície da incrustação de múltiplas camadas significa o comportamento, por exemplo,

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17/38 em que espessura o valor da emissividade espectral forma uma montanha ou um vale, se a emissividade espectral variar monotonamente, se a emissividade espectral tiver o valor extremo ou se o valor da emissividade espectral for convexa para cima ou convexa para baixo, e significa o comportamento em uma correspondência entre a espessura de FezOa gerada na camada mais externa da incrustação de múltiplas camadas e a emissividade espectral.

[0059] Quando a espessura de toda a incrustação SC é assumida para ser até 100 [pm] (nesse caso, a espessura de Fe2Ü3 se torna cerca de até 1 [pm]), conforme é revelada a partir da Figura 3A e da Figura 3B, no caso em que a emissividade espectral em um único comprimento de onda é observado, a emissividade espectral de Fe2Ü3 tem uma região de espessura similar àquela da emissividade espectral de FeO. Por exemplo, quando a espessura de Fe20s está próxima de 0,8 [pm], a emissividade espectral de Fe20s no comprimento de onda A resulta em perto de 0,75, que é igual à emissividade espectral de FeO (consequentemente, uma centuplicação da espessura de Fe20s é definida em (toda) a espessura da incrustação de múltiplas camadas). Consequentemente, quando a emissividade espectral é medida em um único comprimento de onda, existe uma região de espessura em que a emissividade espectral cai para determinar se Fe20s está ou não presente na camada mais externa da incrustação SC (a saber, se a incrustação SC é a incrustação de camada única ou a incrustação de múltiplas camadas). Portanto, os presentes inventores chegaram a empregar o seguinte método nessa modalidade de modo a ter capacidade para determinar se a incrustação SC é a incrustação de camada única ou a incrustação de múltiplas camadas em qualquer região de espessura.

[0060] Ou seja, dois comprimentos de onda são selecionados de modo a produzir a emissividade espectral de Fe20s pelo menos um

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18/38 dentre esses dois comprimentos de onda claramente difere a partir da emissividade espectral de FeO dentro de uma faixa de espessura assumida como a espessura de FezOa. Isso é um dentre seus recursos técnicos dessa modalidade. Adicionalmente, a emissividade espectral de FezOa varia de acordo com a espessura de FeaCh. Portanto, a medição é realizada em uma pluralidade de comprimentos de onda de modo a evitar a emissividade espectral a partir de se tornar um valor similar de acordo com a espessura de Fe20s. Isso também é um dentre seus recursos técnicos dessa modalidade. Isso será explicado concretamente com referência à Figura 4A e à Figura 4B.

[0061] A Figura 4A é uma vista que ilustra a relação entre uma espessura de Fe2Ü3 formada na camada mais externa da incrustação de múltiplas camadas e a emissividade espectral de FeO e a emissividade espectral de Fe2Ü3 no comprimento de onda A que é extraído a partir da Figura 3A e da Figura 3B. A Figura 4B é uma vista que ilustra a relação entre uma espessura de Fe2Ü3 formada na camada mais externa da incrustação de múltiplas camadas e a emissividade espectral de FeO e a emissividade espectral de Fe20s no comprimento de onda A que é extraído a partir da Figura 3A e da Figura 3B. Consequentemente, conforme ilustrado na Figura 3A e A Figura 3B, a emissividade espectral de FeO é fixada independentemente da espessura da incrustação SC. Por outro lado, a emissividade espectral da incrustação de múltiplas camadas varia periodicamente de acordo com a espessura de Fe20s. Na Figura 4A e na Figura 4B, a espessura de camada significa o que se segue. Ou seja, a espessura de camada corresponde à (toda) espessura da incrustação de camada única com relação à emissividade espectral de FeO. A espessura de camada corresponde à espessura de Fe20s gerada na camada mais externa da incrustação de múltiplas camadas com relação à emissividade espectral de Fe20s.

[0062] No comprimento de onda A ilustrado na Figura 4A, confor

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19/38 me um exemplo, uma primeira faixa predeterminada (consulte a região cinza no desenho) é definida na faixa da emissividade espectral que é cerca de 0,7 a 0,8. Então, desde que a emissividade espectral medida esteja dentro dessa faixa predeterminada (consulte a região cinza no desenho), a incrustação SC é determinada para ser FeO. Ao fazer isso, a emissividade espectral medida resulta em um valor que cai fora da primeira faixa predeterminada supracitada no caso da incrustação SC, que é um objeto a ser medido, que é a incrustação de múltiplas camadas desde que a espessura de FezCb gerada na camada mais externa da incrustação de múltiplas camadas seja 0,6 [pm] ou menos. Isso permite que a incrustação de múltiplas camadas e a incrustação de camada única sejam distinguidas uma da outra.

[0063] Ao mesmo tempo, no comprimento de onda B ilustrado na Figura 4B, separadamente a partir da primeira faixa predeterminada no caso do comprimento de onda A ilustrado na Figura 4A, conforme um exemplo, uma segunda faixa predeterminada (consulte a região cinza no desenho) é definida na faixa da emissividade espectral que é cerca de 0,6 a 0,7. Então, desde que a emissividade espectral medida esteja dentro da segunda faixa predeterminada, a incrustação SC é determinada para ser FeO. Ao fazer isso, a emissividade espectral medida resulta em um valor que cai fora da segunda faixa predeterminada supracitada no caso da incrustação SC, que é um objeto a ser medido, que é a incrustação de múltiplas camadas desde que a espessura de FezOa gerada na camada mais externa da incrustação de múltiplas camadas seja 0,2 [pm] ou mais. Isso permite que a incrustação de múltiplas camadas e a incrustação de camada única sejam distinguidas uma da outra.

[0064] Consequentemente, a primeira faixa predeterminada supracitada pode ser uma faixa que inclui a emissividade espectral de FeO no comprimento de onda A. Adicionalmente, a segunda faixa prede

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20/38 terminada supracitada pode ser uma faixa que inclui a emissividade espectral de FeO no comprimento de onda B. O valor de limite superior e o valor de limite inferior da primeira faixa predeterminada supracitada e o valor de limite superior e o valor de limite inferior da segunda faixa predeterminada supracitada em que cada um pode ser definido apropriadamente em consideração a erros de medição (tolerância do radiômetro), e assim por diante.

[0065] Ao mesmo tempo, a Figura 4A revela que no caso em que a espessura de FezCh gerada na camada mais externa da incrustação de múltiplas camadas excede 0,6 [pm], a emissividade espectral no comprimento de onda A resulta em um valor que cai dentro da primeira faixa predeterminada supracitada mesmo se a incrustação SC que é um objeto a ser medido for tanto a incrustação de camada única quanto a incrustação de múltiplas camadas. Adicionalmente, a Figura 4B revela que no caso em que a espessura de FezCh gerada na camada mais externa da incrustação de múltiplas camadas fica abaixo de 0,2 [pm], a emissividade espectral no comprimento de onda B resulta em um valor que cai dentro da primeira faixa predeterminada supracitada mesmo se a incrustação SC que é um objeto a ser medido for tanto a incrustação de camada única quanto a incrustação de múltiplas camadas.

[0066] Dessa forma, nessa modalidade, a determinação no caso de uso do comprimento de onda A e a determinação no caso de uso do comprimento de onda B são combinadas. Fazer isso torna possível complementar as faixas em que a determinação é impossível em cada um dentre os comprimentos de onda A e B independentemente. Dessa forma, é possível distinguir a incrustação de múltiplas camadas e a incrustação de camada única uma da outra independentemente da espessura de Fe2Ü3 gerada na camada mais externa da incrustação de múltiplas camadas. Ou seja, conforme é revelado a partir da Figura 4A

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21/38 e da Figura 4B, quando pelo menos uma dentre a determinação de que a emissividade espectral no comprimento de onda A está fora da primeira faixa predeterminada supracitada e a determinação de que a emissividade espectral no comprimento de onda B está fora da segunda faixa predeterminada supracitada é produzida, é possível determinar que Fe2Ü3 está presente na camada mais externa da incrustação SC (ou seja, a incrustação SC é a incrustação de múltiplas camadas). Por outro lado, quando a determinação de que a emissividade espectral no comprimento de onda A está dentro da primeira faixa predeterminada supracitada e a determinação de que a emissividade espectral no comprimento de onda B está dentro da segunda faixa predeterminada supracitada são ambas produzidas, é possível determinar que FezOa não está presente na camada mais externa da incrustação SC (ou seja, a incrustação SC é a incrustação de camada única).

[0067] Ou seja, se a determinação ilustrada na Figura 4A é apenas produzida, é impossível determinar se a incrustação SC é a incrustação de múltiplas camadas ou a incrustação de camada única no caso em que a espessura de Fe2Ü3 gerada na camada mais externa da incrustação SC excede 0,6 [pm]. Por outro lado, se a determinação ilustrada na Figura 4B é apenas produzida, é impossível determinar se a incrustação SC é a incrustação de múltiplas camadas ou a incrustação de camada única no caso em que a espessura de Fe2Ü3 gerada na camada mais externa da incrustação SC fica abaixo de 0,2 [pm]. Dessa forma, a combinação dessas determinações revela que no caso em que FezOa foi gerada na camada mais externa da incrustação SC, o valor da emissividade espectral cai fora da primeira faixa predeterminada supracitada ou a segunda faixa predeterminada supracitada em pelo menos uma dentre a determinação no comprimento de onda A e a determinação no comprimento de onda B. Consequentemente, se torna possível determinar facilmente se a incrustação SC é a incrusta

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22/38 ção de múltiplas camadas ou a incrustação de camada única independentemente da espessura de FeaCh gerada na camada mais externa da incrustação de múltiplas camadas.

[0068] Conforme acima, os comprimentos de onda A e B são determinados para produzir a emissividade espectral de FeaCb em pelo menos um dentre o comprimento de onda A e o comprimento de onda B cai fora de uma faixa predeterminada definida no comprimento de onda correspondente em qualquer espessura de FeaOa. Aqui, a faixa predeterminada definida no comprimento de onda A é a primeira faixa predeterminada supracitada. A faixa predeterminada definida no comprimento de onda B é a segunda faixa predeterminada supracitada. Consequentemente, na Figura 4A e na Figura 4B, o caso em que a faixa de 0,0 [pm] a 1,0 [pm] é assumida como a espessura de FeaCb é ilustrada conforme um exemplo. A faixa da espessura de FeaCh é revelada conforme seguinte, por exemplo. Primeiro, usando-se a temperatura do material de aço SM quando a incrustação é removida desincrustando-se e um tempo decorrido depois disso, a faixa da espessura de toda a incrustação SC é revelada a partir de uma equação de espessura de incrustação bem conhecida. A equação de espessura de incrustação é uma equação para encontrar toda a espessura da incrustação SC a partir de uma função de temperatura e tempo. Então, conforme a faixa da espessura de FeaOa assumida para ser gerada na linha de laminação a quente, as espessuras de 1 [%] do valor de limite superior e o valor de limite inferior da faixa de toda a espessura da incrustação SC são reveladas. Adicionalmente, a faixa da espessura de FezOa pode ser revelada realizando-se um experimento de laboratório de geração de incrustação que assume história de temperatura real, por exemplo.

[0069] A seguir, será explicado um exemplo de um método de medição da temperatura T do material de aço SM necessariamente para

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23/38 encontrar a emissividade espectral.

[0070] Não é prático usar um termômetro de tipo de contato como um termopar no tempo de medição em linha na linha de laminação a quente ilustrada na Figura 1. Isso se deve ao fato de que o termômetro é sujeito a ser quebrado. Dessa forma, nessa modalidade, a temperatura do material de aço SM é medida por termometria de radiação. No tempo de medição de temperatura de radiação, a emissividade espectral é desejada já ser conhecida e fixada. No entanto, para incrustação SC é esperada que a emissividade espectral varie em qualquer banda de comprimento de onda devido à composição ou interferência óptica. Dessa forma, nessa modalidade, a medição de temperatura de radiação é realizada em uma banda de comprimento de onda curta. Por outro lado, a emissividade espectral é medida em uma banda de comprimento de onda longa infravermelha.

[0071] Essa razão será explicada da seguinte forma. A Figura 5 é uma vista que ilustra um exemplo da relação entre o brilho espectral l_b(Â, T) do corpo negro e um comprimento de onda. Na Figura 5, as relações no caso da temperatura T do corpo negro = 700 [Ό] e 900 [Ό] são ilustradas conforme um exemplo. As curvas ilustradas na Figura 5 são calculadas a partir de uma fórmula teórica de radiação de corpo negro (lei de Planck de radiação).

[0072] Conforme é claro a partir da Figura 5, a alteração no brilho espectral de acordo com a temperatura T é maior em uma região de comprimento de onda curta que na região próxima de cerca de 2 [pm]. Consequentemente, na região de comprimento de onda curta, a medição de temperatura relativamente robusta contra a variação na emissividade espectral é permitida, que é adequada para a medição de temperatura. Por outro lado, conforme é claro a partir da Figura 5, a alteração no brilho espectral de acordo com a temperatura T é menor em uma região de comprimento de onda longa que na região próxima de

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24/38 cerca de 4 [pm]. Consequentemente, na região de comprimento de onda longa, a medição relativamente robusta contra a variação na temperatura é permitida, que é adequada para a medição de emissividade espectral.

[0073] Conforme o radiômetro para medição de temperatura no comprimento de onda curta, os comprimentos de onda de 0,65 [pm], 0,9 [pm] e 1,55 [pm] são principalmente usados como o comprimento de onda detectado geralmente. Um comprimento de onda menor detectado produz o erro medição de temperatura causado pela variação em menor emissividade. No entanto, o radiômetro com o comprimento de onda detectado que é 0,65 [pm] é limitado à medição de temperatura de um objeto a ser medido em uma alta temperatura de cerca de 900 [Ό] ou mais. Portanto, o caso de uso do radiôm etro com o comprimento de onda detectado de 0,9 [pm] será explicado aqui conforme um exemplo.

[0074] O segundo foi realizado para confirmar que a variação na emissividade espectral no comprimento de onda λ = 0,9 [pm] em que a medição de temperatura de radiação é realizada não evita a medição das emissividades espectrais no comprimento de onda A e o comprimento de onda B. Consequentemente, a variação na emissividade espectral significa a diferença entre a emissividade espectral definida quando realiza a medição de temperatura de radiação e a emissividade espectral real.

[0075] Quando a emissividade espectral de FeO no comprimento de onda de 0,9 [pm] foi revelada experimentalmente, o resultado foi de cerca de 0,78 de maneira estável. Por outro lado, quando a emissividade espectral de FezOa nesse comprimento de onda foi medido, o resultado variado de maneira instável em uma faixa de 0,78 ± 0,07. Essa variação na emissividade espectral de FezOa é inferida para ser causada por um fenômeno de interferência óptica em uma película de

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FezOa (em uma camada). Quando a emissividade espectral do radiômetro é definida a 0,78 e a temperatura do objeto a ser medido com a temperatura T = 900Ό é medida, um erro de medição de temperatura de cerca de ± 8 [Ό] é gerado pela variação na emissividade espectral de ±0,07.

[0076] Com referência à Figura 6A e à Figura 6B, será explicado um efeito do erro de medição de temperatura na emissividade espectral de FeaOa. A Figura 6A é uma vista que ilustra um exemplo da relação entre uma espessura de FeaOa gerada na camada mais externa da incrustação de múltiplas camadas e a emissividade espectral de FezOa no comprimento de onda A. A Figura 6B é uma vista que ilustra um exemplo da relação entre uma espessura de FeaOa gerada na camada mais externa da incrustação de múltiplas camadas e a emissividade espectral de FeaOa no comprimento de onda B. Na Figura 6A e A Figura 6B, a espessura de FeaOa significa a espessura de FeaOa gerada na camada mais externa da incrustação de múltiplas camadas.

[0077] Na Figura 6A e na Figura 6B, as curvas indicadas por uma linha contínua são as mesmas ilustradas na Figura 4A e na Figura 4B. Devido ao erro de medição de temperatura anteriormente descrito de ± 8 [Ό], a incerteza em uma faixa de curva indicada por uma linha pontilhada em ambas Figura 6A e Figura 6B é gerada em relação a essa curva indicada por uma linha contínua em termos da emissividade espectral. Nenhum problema é causado em termos da determinação anteriormente descrita da composição da incrustação mesmo se tal incerteza da medição de temperatura é gerada. Ou seja, conforme descrito anteriormente, é determinado se a emissividade espectral no comprimento de onda A e a emissividade espectral no comprimento de onda B caem ou não dentro da primeira faixa predeterminada supracitada e da segunda faixa predeterminada supracitada (as regiões cinzas ilustradas na Figura 4A e na Figura 4B) respectivamente. Nessa

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26/38 ocasião, mesmo se a incerteza em uma faixa de curva indicada por uma linha pontilhada em ambas Figura 6A e Figura 6B for gerada, pelo menos um dentre o fato de que a emissividade espectral no comprimento de onda A cai fora da primeira faixa predeterminada supracitada e o fato de que a emissividade espectral no comprimento de onda B cai fora da segunda faixa predeterminada supracitada ocorre desde que a camada mais externa da incrustação SC seja FezOa.

[0078] A partir do acima exposto, nesta modalidade, o comprimento de onda detectado acima do radiômetro para medição de temperatura 20 é, de preferência, definido a 0,9 [pm], nessa modalidade. Conforme um detector no radiômetro para medição de temperatura 20 for o brilho espectral, é preferido usar um detector de silício, por exemplo. Adicionalmente, conforme descrito anteriormente, a emissividade espectral de Fe2Ü3 no comprimento de onda λ = 0,9 [pm] varia na faixa de 0,78 ± 0,07. Dessa forma, nessa modalidade, conforme a emissividade espectral £th é usada para calcular a temperatura T do material de aço SM, com uso de 0,78 é considerada.

[0079] Por outro lado, o comprimento de onda detectado do radiômetro para medição de emissividade espectral 21a é definido no comprimento de onda A que cai dentro de uma faixa de 3,3 [pm] a 5,0 [pm]. Adicionalmente, o comprimento de onda detectado do radiômetro para medição de emissividade espectral 21b é definido no comprimento de onda B que cai dentro de uma faixa de 8,0 [pm] a 14,0 [pm]. O radiômetro para medição de emissividade espectral 21a pode ser fabricado fixando-se um filtro óptico a um radiômetro que tem, por exemplo, um detector MCT (HgCdTe) como um detector. Adicionalmente, o radiômetro para medição de emissividade espectral 21b pode ser fabricado fixando-se um filtro óptico a um radiômetro que tem, por exemplo, um detector piroelétrico como um detector. Esses radiômetros (o radiômetro para medição de temperatura 20 e os radiômetros

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27/38 para medição de emissividade espectral 21a e 21b) podem medir de maneira estável a radiação térmica desde que a temperatura de um objeto a ser medido seja 600 [Ό] ou mais.

DISPOSITIVO DE DETERMINAÇÃO DE COMPOSIÇÃO DE INCRUSTAÇÃO 10

[0080] A seguir, será explicado um exemplo de detalhes do dispositivo de determinação de composição de incrustação 10. O hardware do dispositivo de determinação de composição de incrustação 10 pode ser fabricado usando-se um dispositivo de processamento de informações que inclui uma CPU, um ROM, uma RAM, um HDD e várias interfaces ou que usa hardware dedicado, por exemplo.

[0081] A Figura 7 é um fluxograma que explica um exemplo da operação do dispositivo de determinação de composição de incrustação 10. Será explicado um exemplo da função do dispositivo de determinação de composição de incrustação 10 com referência à Figura 2 e à Figura 7. Consequentemente, o fluxograma na Figura 7 é executado sempre que o brilho espectral do material de aço SM é detectado pelo radiômetro para medição de temperatura 20 e os radiômetros para medição de emissividade espectral 21a e 21b.

[0082] Na etapa S701, uma unidade de aquisição de brilho espectral 201 adquire os brilhos espectrais do material de aço SM detectado pelo radiômetro para medição de temperatura 20 e os radiômetros para medição de emissividade espectral 21a e 21b.

[0083] A seguir, na etapa S702, uma unidade de cálculo de temperatura 202 calcula a (3) equação abaixo, para calcular assim a temperatura T do material de aço SM.

EQUAÇÃO MATEMÁTICA 3

[0084] Aqui, àth é o comprimento de onda detectado do radiômetro

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28/38 para medição de temperatura 20. Lth é o brilho espectral do material de aço SM detectado pelo radiômetro para medição de temperatura 20. O brilho espectral Lth do material de aço SM é capturado na etapa S701. Adicionalmente, £th é a emissividade espectral a ser usada quando calcula a temperatura T do material de aço SM. Conforme descrito anteriormente, nessa modalidade, 0,78 pode ser usada como a emissividade espectral £th.

[0085] A seguir, na etapa S703, uma emissividade espectral que calcula a unidade 203 calcula a (4) equação e a (5) equação abaixo, para calcular assim emissividade espectral £a e emissividade espectral £b no comprimento de onda A (Λα na (4) equação) e o comprimento de onda B (àb na (5) equação).

EQUAÇÃO MATEMÁTICA 4 ^{£A 2C}1 ^A 1 ^A*‘ -líM-'

[0086] Aqui, T é a temperatura do material de aço SM calculada na etapa S702. La é o brilho espectral do material de aço SM detectado pelo radiômetro para medição de emissividade espectral 21a. Lb é o brilho espectral do material de aço SM detectado pelo radiômetro para medição de emissividade espectral 21b. Esses brilhos espectrais La e Lb do material de aço SM são capturados na etapa S701.

[0087] A seguir, na etapa S704, uma unidade de determinação 204 determina se a emissividade espectral ea no comprimento de onda A está ou não dentro da primeira faixa predeterminada supracitada. Conforme descrito anteriormente, nessa modalidade, a primeira faixa predeterminada supracitada é a partir de 0,70 a 0,80 (consulte a Figura 4A).

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[0088] Como um resultado dessa determinação, no caso em que a emissividade espectral £a no comprimento de onda A não está dentro da primeira faixa predeterminada supracitada, é determinado que FezOa foi gerada na camada mais externa da incrustação SC (a saber, é determinado que a incrustação de múltiplas camadas foi gerada na superfície do material de aço SM). Então, na etapa S705, uma unidade de entrada 205 emite informações que indicam que FezOa foi gerada na camada mais externa da incrustação SC (a incrustação de múltiplas camadas foi gerada na superfície do material de aço SM). Então, o processamento pelo fluxograma na Figura 7 é finalizado.

[0089] Por outro lado, na etapa S704, no caso em que é determinado que a emissividade espectral £a no comprimento de onda A está dentro da primeira faixa predeterminada supracitada, o processamento procede para a etapa S706. Quando procede para a etapa S706, a unidade de determinação 204 determina se a emissividade espectral £b no comprimento de onda B está ou não dentro da segunda faixa predeterminada supracitada. Conforme descrito anteriormente, nessa modalidade, a segunda faixa predeterminada supracitada é a partir de 0,60 a 0,70 (consulte a Figura 4B).

[0090] Como um resultado dessa determinação, no caso em que a emissividade espectral eb no comprimento de onda B não está dentro da segunda faixa predeterminada supracitada, é determinado que FezOa foi gerada na camada mais externa da incrustação SC (a saber, é determinado que a incrustação de múltiplas camadas foi gerada na superfície do material de aço SM). Então, na etapa S705, a unidade de entrada 205 emite informações que indicam que FezOa foi gerada na camada mais externa da incrustação SC (a incrustação de múltiplas camadas foi gerada na superfície do material de aço SM). Então, o processamento pelo fluxograma na Figura 7 é finalizado.

[0091] Por outro lado, na etapa S706, no caso em que é determi

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30/38 nado que a emissividade espectral £b no comprimento de onda B está dentro da segunda faixa predeterminada supracitada, é determinado que FezOa não foi gerada na camada mais externa da incrustação SC (a saber, é determinado que a incrustação de camada única foi gerada na superfície do material de aço SM). Então, na etapa S707, a unidade de entrada 205 emite informações que indicam que Fe2Ü3 não foi gerada na camada mais externa da incrustação SC (a incrustação de camada única foi gerada na superfície do material de aço SM). Então, o processamento pelo fluxograma na Figura 7 é finalizado.

[0092] Consequentemente, conforme um modo de emissão as informações supracitadas pela unidade de entrada 205, é possível empregar pelo menos um dentre exibir em um visor de computador, transmitir para um dispositivo externo e armazenar em uma mídia de armazenamento interno e externo do dispositivo de determinação de composição de incrustação 10, por exemplo.

[0093] A Figura 8 é um diagrama que ilustra um exemplo de uma configuração do hardware do dispositivo de determinação de composição de incrustação 10.

[0094] Na Figura 8, o dispositivo de determinação de composição de incrustação 10 inclui uma CPU 801, uma memória principal 802, uma memória auxiliar 803, um circuito de comunicação 804, um circuito de processamento de sinal 805, um circuito de processamento de imagem 806, um circuito l/F 807, uma interface de usuário 808, um visor 809 e um barramento 810.

[0095] A CPU 801 controla integralmente a totalidade do dispositivo de determinação de composição de incrustação 10. A CPU 801 usa a memória principal 802 como uma área de trabalho para executar programas armazenadas na memória auxiliar 803. A memória principal 802 armazena dados temporariamente. A memória auxiliar 803 armazena várias partes de dados diferente dos programas a serem execu

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31/38 tados pela CPU 801. A memória auxiliar 803 armazena partes de informações necessárias para o processamento do fluxograma ilustrado na Figura 7, que são a primeira faixa predeterminada anteriormente descrita, segunda faixa predeterminada, e assim por diante.

[0096] O circuito de comunicação 804 é um circuito para realizar comunicação com o exterior do dispositivo de determinação de composição de incrustação 10.

[0097] O circuito de processamento de sinal 805 realiza várias partes de sinal processamento em um sinal recebido no circuito de comunicação 804 e uma entrada de sinal de acordo com o controle pela CPU 801. A unidade de aquisição de brilho espectral 201 exibe sua função usando-se a CPU 801, o circuito de comunicação 804 e o circuito de processamento de sinal 805, por exemplo. Adicionalmente, a unidade de cálculo de temperatura 202, a emissividade espectral que calcula a unidade 203, e a unidade de determinação 204 exibe suas funções usando-se a CPU 801 e o circuito de processamento de sinal 805, por exemplo.

[0098] O circuito de processamento de imagem 806 realiza várias partes de processamento de imagem em uma entrada de sinal de acordo com o controle pela CPU 801. O sinal de imagem processada é emitido ao visor 809.

[0099] A interface de usuário 808 é uma parte através da qual um operador dá uma instrução ao dispositivo de determinação de composição de incrustação 10. A interface de usuário 808 inclui, por exemplo, botões, interruptores, mostradores, e assim por diante. Adicionalmente, a interface de usuário 808 pode ter uma interface gráfica de usuário com uso do visor 809.

[00100] O visor 809 exibe uma imagem com base em uma saída de sinal a partir do circuito de processamento de imagem 806. O circuito l/F 807 compartilha dados com dispositivos conectados ao circuito l/F

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807. Na Figura 8, conforme o dispositivo se conecta ao circuito l/F 807, a interface de usuário 808 e o visor 809 são ilustrados. No entanto, o dispositivo conectado ao circuito l/F 807 não é limitado ao mesmo. Por exemplo, uma mídia de armazenamento portátil pode ser conectada ao circuito l/F 807. Adicionalmente, pelo menos uma parte da interface de usuário 808 e o visor 809 pode ser fornecido fora do dispositivo de determinação de composição de incrustação 10.

[00101] A unidade de entrada 205 exibe sua função usando-se pelo menos um dentre um par do circuito de comunicação 804 e o circuito de processamento de sinal 805 e um par do circuito de processamento de imagem 806, o circuito l/F 807, e o visor 809, por exemplo.

[00102] Consequentemente, a CPU 801, a memória principal 802, a memória auxiliar 803, o circuito de processamento de sinal 805, o circuito de processamento de imagem 806 e o circuito l/F 807 estão conectados ao barramento 810. Comunicações entre esses componentes são realizadas através do barramento 810. Adicionalmente, o hardware do dispositivo de determinação de composição de incrustação 10 não é limitado ao ilustrado na Figura 8 desde que as funções anteriormente descritas do dispositivo de determinação de composição de incrustação 10 possam ser alcançadas.

[00103] Nessa modalidade conforme acima, o dispositivo de determinação de composição de incrustação 10 determina que FezOa foi gerada na camada mais externa da incrustação SC no caso em que pelo menos uma dentre a emissividade espectral no comprimento de onda A e a emissividade espectral no comprimento de onda B que são medidas pelos radiômetros para medição de emissividade espectral 21a e 21b não está dentro de uma faixa predeterminada definida em cada um dentre o comprimento de onda A e o comprimento de onda B, e determina que FezCb não foi gerada na camada mais externa da incrustação SC no caso em que toda a emissividade espectral no com

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33/38 primento de onda A e a emissividade espectral no comprimento de onda B que são medidas pelos radiômetros para medição de emissividade espectral 21a e 21b está dentro de uma faixa predeterminada definida em cada um dentre o comprimento de onda A e o comprimento de onda B. Aqui, nas faixas predeterminadas definidas no comprimento de onda A e o comprimento de onda B respectivamente (a primeira faixa predeterminada supracitada e a segunda faixa predeterminada supracitada), a emissividade espectral de FeO no comprimento de onda A e a emissividade espectral de FeO no comprimento de onda B são incluídas. Consequentemente, os brilhos espectrais nos comprimentos de onda diferentes são detectados, tornando assim possível determinar com precisão se a incrustação SC gerada na superfície do material de aço SM durante operação é a incrustação de camada única ou a incrustação de múltiplas camadas em linha. Isso torna possível realizar gerenciamento operacional rapidamente e com precisão e refletir um resultado de determinação da composição da incrustação SC na operação rapidamente e com precisão, por exemplo.

EXEMPLO MODIFICADO EXEMPLO MODIFICADO 1

[00104] Nessa modalidade, o caso em que o comprimento de onda detectado do radiômetro para medição de temperatura 20 é 0,9 [pm] foi explicado como um exemplo. No entanto, conforme o comprimento de onda detectado do radiômetro para medição de temperatura 20, um comprimento de onda de 2,0 [pm] ou menos pode ser empregado com base nos resultados ilustrados na Figura 5. Consequentemente, o mesmo que foi explicado com referência à Figura 6A e à Figura 6B pode ser dito mesmo se o comprimento de onda detectado do radiômetro para medição de temperatura 20 for definido em 1,6 [pm], por exemplo. Ou seja, mesmo quando a incerteza é gerada nas emissividades espectrais medidas pelos radiômetros para medição de emissi

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34/38 vidade espectral 21a e 21b devido ao erro de medição de temperatura pelo radiômetro para medição de temperatura 20, a emissividade espectral de Fe2Ü3 em pelo menos um dentre os comprimentos de onda cai fora da faixa predeterminada supracitada definida no comprimento de onda correspondente. Adicionalmente, conforme nessa modalidade, quando o número de comprimentos de onda para encontrar a emissividade espectral é definido em dois, é possível reduzir o número de radiômetros. Adicionalmente, é possível simplificar o processamento. No entanto, o número de comprimentos de onda para encontrar a emissividade espectral pode ser três ou mais. Mesmo nesse caso, conforme ilustrado na Figura 4A e na Figura 4B, uma pluralidade de comprimentos de onda e faixas predeterminadas correspondentes são determinadas para produzir a emissividade espectral de Fe2Ü3 em pelo menos um comprimento de onda fora de uma pluralidade dos comprimentos de onda cai fora da faixa predeterminada definida no comprimento de onda correspondente dentro de uma faixa da espessura assumida como a espessura de Fe20s. Conforme descrito anteriormente, é projetado de modo que em uma faixa predeterminada definida em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, a emissividade espectral de FeO no comprimento de onda correspondente seja incluída.

EXEMPLO MODIFICADO 2

[00105] Nessa modalidade, o caso de uso dos três radiômetros 20, 21a e 21b foi explicado como um exemplo. No entanto, essa modalidade não precisa necessariamente ser configurada dessa maneira desde que sejam projetados brilhos espectrais em pelo menos três comprimentos de onda diferentes. Por exemplo, a luz que entrou através da mesma luz que coleta lentes é dividida em três por metades de espelhos. Então, a luz dividida é produzida para passar através de um dentre três comprimento de onda que seleciona filtros através dos

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35/38 quais apenas luzes com comprimentos de onda diferentes a partir de uma outra passagem. O brilho espectral da luz que passou através do comprimento de onda que seleciona o filtro é detectado. Dessa maneira, a economia de espaço dos radiômetros pode ser alcançada.

EXEMPLO MODIFICADO 3

[00106] Nessa modalidade, o caso em que um conjunto dos radiômetros 20, 21a e 21b está disposto em uma região entre o desincrustador 12b e o suporte de laminação 14b fornecido no lado mais a montante fora dos suportes de laminação que têm rolos de trabalho e rolos de reserva foi explicado como um exemplo. No entanto, o local em que um conjunto dos radiômetros está disposto não é limitado a esse local desde que seja um local no lado a jusante a partir do desincrustador 12a no lado mais a montante no processo de laminação a quente (a temperatura da lâmina de aço, que foi extraída a partir do forno de aquecimento 11 a ser submetida a desincrustação pelo menos um tempo, é medida). É possível dispor um conjunto de radiômetros em um local entre um desincrustador e um suporte de laminação localizados mais próximo ao desincrustador no lado a jusante, por exemplo. Adicionalmente, cada conjunto de radiômetros pode estar disposto em uma pluralidade de localizações em um tal local (ou seja, uma pluralidade de conjuntos de radiômetros pode estar disposta). Nesse caso, o dispositivo de determinação de composição de incrustação 10 realiza o processamento pelo fluxograma ilustrado na Figura 7 com uso de cada um dentre os conjuntos de radiômetros e determina se FezCh foi ou não gerada na camada mais externa da incrustação SC em cada local em que o conjunto de radiômetros está disposto.

EXEMPLO MODIFICADO 4

[00107] Nessa modalidade, o caso em que o dispositivo de determinação de composição de incrustação 10 é aplicado a linha de laminação a quente foi explicado como um exemplo. No entanto, o destino

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36/38 de aplicação do dispositivo de determinação de composição de incrustação 10 não é limitado à linha de laminação a quente. O dispositivo de determinação de composição de incrustação 10 pode ser aplicado ao forno de aquecimento descrito na Literatura de Patente 1, por exemplo. Mesmo nesse caso, conforme ilustrado na Figura 4A e na Figura 4B, uma pluralidade de comprimentos de onda e faixas predeterminadas correspondentes são determinadas para produzir a emissividade espectral de FezCb em pelo menos um comprimento de onda fora de uma pluralidade dos comprimentos de onda cai fora da faixa predeterminada definida no comprimento de onda correspondente dentro de uma faixa da espessura assumida como a espessura de FezOa. Conforme descrito anteriormente, é projetado de modo que em uma faixa predeterminada definida em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, a emissividade espectral de FeO no comprimento de onda correspondente seja incluída.

EXEMPLO MODIFICADO 5

[00108] Nessa modalidade, o caso de medição da temperatura do material de aço SM usando-se o radiômetro 20 foi explicado como um exemplo. No entanto, não é necessário encontrar a temperatura do material de aço SM usando-se o radiômetro 20. A temperatura do material de aço SM pode ser calculada em linha realizando-se um cálculo de transferência de calor, por exemplo. Adicionalmente, no caso em que a temperatura do material de aço SM pode ser obtida com precisão a partir do desempenho de operação passada, a temperatura obtida do material de aço SM pode ser usada. A menos que exista um risco de danos em um termômetro, um termômetro de tipo de contato pode ser usado.

EXEMPLO MODIFICADO 6

[00109] Desde que seja determinado se ou não as emissividades espectrais em uma pluralidade de comprimentos de onda estão dentro

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37/38 de faixas predeterminadas definidas em uma pluralidade dos comprimentos de onda respectivamente como nessa modalidade, é preferido devido a ser possível determinar se ou não FezOa foi gerada na camada mais externa da incrustação SC independentemente da temperatura do material de aço fácil e altamente com precisão. No entanto, as emissividades espectrais não precisam necessariamente serem reveladas sob tal condição que a temperatura do material de aço é mantida a uma temperatura predeterminada substancialmente fixada. Nesse caso, por exemplo, é apenas necessário determinar se ou não os brilhos espectrais em uma pluralidade de comprimentos de onda estão dentro de faixas predeterminadas definidas em uma pluralidade dos comprimentos de onda respectivamente. Nesse caso também, da mesma maneira como na explicação feita com referência à Figura 4A e à Figura 4B, uma pluralidade de comprimentos de onda e faixas predeterminadas correspondentes são determinadas para produzir o brilho espectral de FezCh em pelo menos um comprimento de onda fora de uma pluralidade dos comprimentos de onda cai fora da faixa predeterminada definida no comprimento de onda correspondente dentro de uma faixa da espessura assumida como a espessura de FezOa. Adicionalmente, é projetado de modo que em uma faixa predeterminada definida em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, o brilho espectral de FeO no comprimento de onda correspondente seja incluído.

OUTROS EXEMPLOS MODIFICADOS

[00110] Consequentemente, a modalidade acima explicada da presente invenção pode ser implementada fazendo-se com que um computador execute um programa. Adicionalmente, uma mídia de registro legível por computador em que o programa supracitado é registrado e um produto de programa de computador como o programa supracitado também são aplicáveis conforme a modalidade da presente invenção.

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Conforme a mídia de registro, por exemplo, um disco flexível, um disco rígido, um disco óptico, um disco óptico magnético, um CD-ROM, uma fita magnética, um cartão de memória não volátil, um ROM, ou similares podem ser usados.

[00111] Deve ser observado que as modalidades acima ilustram meramente exemplos concretos de implementação da presente invenção e o escopo técnico da presente invenção não deve ser interpretado de uma maneira restritiva por essas modalidades. Ou seja, a presente invenção pode ser implementada de várias formas sem que se afaste do espírito técnico ou recursos principais da mesma.

APLICABILIDADE INDUSTRIAL

[00112] A presente invenção pode ser utilizada para fabricar um material de aço, e assim por diante.

Claims (5)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Sistema de determinação de composição de incrustação que determina uma composição de uma incrustação gerada em uma superfície de um material de aço, caracterizado pelo fato de que compreende:

   um meio de detecção que detecta brilho espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade de comprimentos de onda;

   um meio de aquisição de temperatura que adquire uma temperatura do material de aço;

   um meio de cálculo de emissividade espectral que calcula emissividade espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda com base na temperatura do material de aço adquirida pelo meio de aquisição de temperatura e o brilho espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, em que o brilho espectral é calculado pelo meio de detecção; e um meio de determinação que determina se foi ou não gerada hematite (FezCh) em uma camada mais externa da incrustação com base na emissividade espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, em que a emissividade espectral é calculada pelo meio de cálculo de emissividade espectral, em que o meio de determinação determina que a hematite (FezCh) foi gerada na camada mais externa da incrustação no caso em que pelo menos uma dentre as emissividades espectrais do material de aço em uma pluralidade dos comprimentos de onda está fora de uma faixa predeterminada definida em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, e determina que a hematite (FezCb) não foi gerada na camada mais externa da incrustação no caso em que todas

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2. 2/5 dentre as emissividades espectrais do material de aço em uma pluralidade dos comprimentos de onda está dentro da faixa predeterminada definida em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, em que, na faixa predeterminada definida no comprimento de onda, emissividade espectral de wustite (FeO) no comprimento de onda correspondente está inclusa, uma pluralidade dos comprimentos de onda é determinada usando-se a relação entre a emissividade espectral da hematite em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda e uma espessura da hematite dentro de uma faixa assumido como a espessura da hematite, e uma pluralidade dos comprimentos de onda é determinada para tornar a emissividade espectral da hematite em pelo menos um comprimento de onda de uma pluralidade dos comprimentos de onda cai fora da faixa predeterminada definida no comprimento de onda correspondente em qualquer espessura da hematite na relação.

   2. Sistema de determinação de composição de incrustação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade dos comprimentos de onda inclui um comprimento de onda selecionado a partir de uma banda de comprimento de onda de 3,3 [pm] a 5,0 [pm] e um comprimento de onda selecionado a partir de uma banda de comprimento de onda de 8,0 [pm] a 14,0 [pm],
3. 3. Método de determinação de composição de incrustação que determina uma composição de uma incrustação gerada em uma superfície de um material de aço, caracterizado pelo fato de que compreende:

   uma etapa de detecção que detecta brilho espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade de comprimentos de

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   3/5 onda;

   uma etapa de aquisição de temperatura que adquire uma temperatura do material de aço;

   uma emissividade espectral que calcula etapas de cálculo de emissividade espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda com base na temperatura do material de aço adquirido pele etapa de aquisição de temperatura e o brilho espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, em que o brilho espectral é calculado pela etapa de detecção; e uma etapa de determinação que determina se foi ou não gerada hematite (FezCb) em uma camada mais externa da incrustação com base na emissividade espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, em que a emissividade espectral é calculada pela etapa de cálculo de emissividade espectral, em que a etapa de determinação determina que a hematite (FezCh) foi gerada na camada mais externa da incrustação no caso em que pelo menos uma dentre as emissividades espectrais do material de aço em uma pluralidade dos comprimentos de onda está fora de uma faixa predeterminada definida em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, e determina que a hematite (FezCb) não foi gerada na camada mais externa da incrustação no caso em que todas dentre as emissividades espectrais do material de aço em uma pluralidade dos comprimentos de onda está dentro da faixa predeterminada definida em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, na faixa predeterminada definida no comprimento de onda, emissividade espectral de wustite (FeO) no comprimento de onda correspondente está inclusa,

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4. 4/5 uma pluralidade dos comprimentos de onda é determinada usando-se a relação entre a emissividade espectral da hematite em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda e uma espessura da hematite dentro de uma faixa assumido como a espessura da hematite, e uma pluralidade dos comprimentos de onda é determinada para tornar a emissividade espectral da hematite em pelo menos um comprimento de onda de uma pluralidade dos comprimentos de onda cai fora da faixa predeterminada definida no comprimento de onda em qualquer espessura da hematite na relação.

   4. Mídia legível por computador que registra um programa, executável por um processador de computador que inclui conjunto de circuitos de processamento para fazer com que um computador execute a determinação de uma composição de uma incrustação gerada em uma superfície de um material de aço, caracterizada pelo fato de que faz com que um computador execute:

   uma emissividade espectral que calcula etapas de cálculo de emissividade espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade de comprimentos de onda com base em uma temperatura do material de aço e brilho espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda; e uma etapa de determinação que determina se foi ou não gerada hematite (FezCb) em uma camada mais externa da incrustação com base na emissividade espectral do material de aço em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, em que a emissividade espectral é calculada pela etapa de cálculo de emissividade espectral, em que a etapa de determinação determina que a hematite (FezCh) foi gerada na camada mais externa da incrustação no caso em que pelo menos uma dentre as emissividades espectrais do material de

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5. 5/5 aço em uma pluralidade dos comprimentos de onda está fora de uma faixa predeterminada definida em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, e determina que a hematite (FezCb) não foi gerada na camada mais externa da incrustação no caso em que todas dentre as emissividades espectrais do material de aço em uma pluralidade dos comprimentos de onda está dentro da faixa predeterminada definida em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda, na faixa predeterminada definida no comprimento de onda, emissividade espectral de wustite (FeO) no comprimento de onda correspondente está inclusa, uma pluralidade dos comprimentos de onda é determinada usando-se a relação entre a emissividade espectral da hematite em cada um dentre uma pluralidade dos comprimentos de onda e uma espessura da hematite dentro de uma faixa assumido como a espessura da hematite, e uma pluralidade dos comprimentos de onda é determinada para tornar a emissividade espectral da hematite em pelo menos um comprimento de onda de uma pluralidade dos comprimentos de onda cai fora da faixa predeterminada definida no comprimento de onda em qualquer espessura da hematite na relação.