JP2873125B2 - めっき付着量の測定方法および装置 - Google Patents

めっき付着量の測定方法および装置

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JP2873125B2
JP2873125B2 JP1263392A JP1263392A JP2873125B2 JP 2873125 B2 JP2873125 B2 JP 2873125B2 JP 1263392 A JP1263392 A JP 1263392A JP 1263392 A JP1263392 A JP 1263392A JP 2873125 B2 JP2873125 B2 JP 2873125B2
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義信 栗栖
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鋼板などを下地として
アルミニウムなどをめっき層として付着させるときのめ
っき付着量の測定方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、鋼板上にめっき層として付着
されるアルミニウムなどの付着量の測定は、鋼板にX線
を照射し、鋼板から発生される蛍光X線の強度を測定し
て行っている。蛍光X線は、めっき層を透過する間に、
めっき付着量に対応して減衰されるので、めっき層を介
して鋼板に照射するX線の強度を一定としたとき、蛍光
X線の検出強度はめっき層の厚みに対応している。蛍光
X線の強度とめっき付着量との関係を表す検量線を予め
決定しておくことによって、蛍光X線強度からめっき付
着量を求めることができる。アルミニウム付着量は、耐
食性や高温強度などの特性に大きな影響を与える。
【0003】アルミニウムからの蛍光X線が直接測定可
能であれば、鋼板中の特定金属の成分量の変化の影響は
受けないけれども、アルミニウムからの蛍光X線強度は
非常に弱いので、充分な精度で測定することはできな
い。しかし、蛍光X線強度による付着量測定は、非破壊
的にかつ迅速に行うことができるので、特に連続しため
っき処理工程などにおけるオンライン測定には適してい
る。
【0004】しかしながら、めっきの下地がステンレス
などのときは、下地鋼板内部に含まれるクロムCrや、
ニッケルNiなどの特定金属の元素によって鉄Feから
の蛍光X線が減衰され、めっき付着量を正確に測定する
ことができない。この問題に対処するため、ステンレス
上にめっきされているアルミニウム付着量が予め判って
いる標準的なサンプルからの蛍光X線強度に基づいて、
検出された蛍光X線強度からアルミニウム付着量を求め
る際の補正を行っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来からの標準サンプ
ルを使用して蛍光X線強度から求められるめっき付着量
を補正する方法においては、鋼板中の特定金属の成分量
が予め定める仕様の範囲内で変動したときであっても、
測定誤差が大きくなり、めっき付着量を正確に求めるこ
とができない。たとえば、クロムやニッケルなどの成分
量が、数%変化したときであっても、蛍光X線のエネル
ギ強度は数10%変化して、大きな付着量誤差を生じる
恐れがある。ステンレス鋼中のクロム量やニッケル量
は、たとえば日本工業規格(略称「JIS」)において
もある程度の範囲での変動が許容されており、また、同
一のインゴットからの鋼材であっても、全体が均一組成
とは限らない。部分的な組成の変化によって蛍光X線強
度も変化し、アルミニウム付着量の変化との区別をつけ
ることが困難となる。このように、ステンレス鋼などに
アルミニウムなどを付着させて、めっき層を形成すると
きには、迅速かつ正確に付着量を測定することが困難で
あり、連続的なめっき装置などで付着量を自動制御する
ことが困難であり、品質保証もできない。
【0006】本発明の目的は、付着量をオンラインで正
確に測定することができ、めっき工程の自動制御や品質
保証が容易なめっき付着量の測定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、鋼板から発生
する蛍光X線がめっき層を透過する際の減衰量によって
めっき付着量を測定する方法において、めっき手段の入
側で、鋼板中の特定金属の成分量を測定し、その成分量
に対応してめっき付着量に対する蛍光X線のエネルギ強
度の変化を表す検量線を決定し、めっき手段の出側で、
蛍光X線のエネルギ強度を検出し、鋼板の対応する部分
についてめっき手段の入側で決定されている検量線から
めっき付着量を求めることを特徴とするめっき付着量の
測定方法である。
【0008】また本発明は、めっき手段の入側で、蛍光
X線強度を検出して鋼板中の特定金属の成分量を測定
し、めっき付着量に対する蛍光X線のエネルギ強度の変
化を表す検量線を決定することを特徴とする。
【0009】また本発明は、鋼板上にめっき手段によっ
て付着されためっき付着量を蛍光X線の減衰量に基づい
て測定する装置において、めっき手段の入側に配置さ
れ、鋼板中の特定金属の成分量を測定し、成分量に対応
してめっき付着量に対する蛍光X線のエネルギ強度の変
化を表す検量線を決定する検量線決定手段と、めっき手
段の出側に配置され、検量線決定手段からの出力に応答
し、めっき層を透過する鋼板からの蛍光X線のエネルギ
強度を検出し、鋼板の対応する部分についてめっき手段
の入側で決定されている検量線に従ってめっき付着量を
測定する測定手段とを含むことを特徴とするめっき付着
量の測定装置である。
【0010】
【作用】本発明に従えば、めっき手段の入側で、鋼材に
含有する特定金属の成分量に対応してめっき付着量とエ
ネルギ強度の変化との関係を表す検量線を決定する。め
っき手段の出側では、蛍光X線のエネルギ強度を検出し
て、鋼板の対応する部分についてめっき手段の入側で決
定された蛍光X線のエネルギ強度とめっき付着量との関
係を表す検量線からめっき付着量を求める。鋼板中の特
定金属の成分量に対応して検量線が予め決定されている
ので、正確なめっき付着量を求めることができる。
【0011】また本発明に従えば、めっき手段の入側で
蛍光X線強度を検出し、めっき付着量に対するエネルギ
強度の変化を表す検量線を決定する。これによって、単
に素材の特定金属成分量に対応して検量線を決定すると
きよりも正確に検量線を決定することができる。
【0012】また本発明に従えば、鋼板上にめっき手段
によって付着されるめっき付着量の測定装置は、検量線
決定手段と測定手段とを含む。検量線決定手段は、鋼板
中の特定金属の成分量を測定してめっき付着量に対する
エネルギ強度の変化を表す検量線を決定する。測定手段
は、めっき手段の出側に配置され、検量線決定手段から
の出力に応答して、めっき層を透過する鋼板からの蛍光
X線のエネルギ強度を検出する。この検出強度は、鋼板
の対応する部分についてめっき手段の入側で決定されて
いる検量線に従うので、めっき付着量を容易に求めるこ
とができる。
【0013】
【実施例】図1は、本発明を実施する連続アルミニウム
めっき装置の構成を示す。下地金属であるステンレス鋼
板の原板1は、1または複数のペイオフリール2から供
給され、剪断機3によって切断され、溶接機4によって
連続的に送り出される。送り出された原板1は、ルーパ
5および前処理装置6を経由して原板測定用X線装置7
まで搬送される。原板測定用X線装置7は、原板1から
の蛍光X線量をエネルギ強度によって測定する。
【0014】原板1は、さらに焼鈍炉8を経てめっき槽
9に導かれる。めっき槽9では、溶融したアルミニウム
が付着し、ガスワイピング装置10によって付着量が調
整される。アルミニウムが付着した原板は、冷却装置1
1,12,13を経て水洗装置14に導かれる。水洗装
置14から出ると、付着量測定用X線装置15によって
アルミニウム付着量が測定される。
【0015】付着量測定用X線装置15には、裏面用め
っき付着量計16が測定用ロール17に対向して設けら
れ、表面用めっき付着量計18が測定用ロール19に対
向して設けられる。
【0016】めっき付着量制御盤20は、ラインL1を
介して、原板測定用X線装置7からの蛍光X線強度信号
を受信し、検量線を決定して順次ストアする。原板1の
搬送速度は、ライン制御装置21からラインL2を介し
てめっき付着量制御盤20に与えられるラインスピード
信号によって求められる。
【0017】ガスワイピング装置10によるめっき付着
量の制御は、中央処理装置(以下、「CPU」と略称す
る。)22によって行われる。CPU22による制御
は、めっき付着量制御盤20からの実績値によって行わ
れる。めっき付着量制御盤20は、ラインスピード信号
に基づいて、原板測定用X線装置7が測定した原板1に
対応する部分が付着量測定用X線装置15に達するタイ
ミングを計って、ストアされた検量線を対応させるトラ
ッキングを行う。裏面用めっき付着量計16および表面
用めっき付着量計18からは、ラインL3およびライン
L4を介してめっき付着量制御盤20に信号がそれぞれ
与えられる。めっき付着量制御盤20は、対応する検量
線に基づきめっき付着量を測定する。測定された付着量
の実績値に基づき、CPU22はガスワイピング装置1
0を制御する。
【0018】めっき付着量制御盤20には、プロセスコ
ンピュータ23またはビジネスコンピュータ24からラ
インL5を介して、原板1の素材組成である転炉出湯組
成、すなわちレードル分析値が与えられる場合もある。
プロセスコンピュータ23は、めっき装置全体のプロセ
スを制御し、ビジネスコンピュータ24は、めっき装置
を含む工場全体の生産管理などを行う。
【0019】図2は、本発明の一実施例による原板測定
用X線装置7の構成を示す。X線発生装置25から原板
1にX線が照射されると、原板1からは蛍光X線が発生
する。発生する蛍光X線は、原板1内の成分元素毎に異
なる波長の特性X線を含む。異なる波長の特性X線は、
分光装置26によって分けられ、波長毎に異なった角度
で回折する。この回折された特性X線は、検出装置2
7,28,29によって検出される。検出装置27,2
8,29は、ニッケルNi、クロムCr、鉄Feをそれ
ぞれ検出する。このようにして、成分元素、ニッケル、
クロムおよび鉄の特性X線強度が測定され、予め測定さ
れている標準サンプルと比較して、原板1の組成を知る
ことができる。原板1の組成が求められると、予め実験
的に求められている検量線を選択し、または補間して検
量線が決定される。
【0020】図3は、本発明の他の実施例によるめっき
付着量測定に関連する構成を示す。めっき付着量制御盤
20内には、制御回路30が含まれる。制御回路30内
には、データファイル31および付着量演算回路32が
含まれる。ラインL1を介して、原板測定用X線装置7
から与えられるX線強度信号と、ラインL2を介してラ
イン制御装置22から与えられるラインスピード信号
は、データファイル31を参照するために用いられる。
データファイル31には、予め原板測定用X線装置7か
ら付着量測定用X線装置15までの搬送距離や、予め実
験的に求めてある複数の検量線データがストアされてい
る。原板測定用X線装置7からのX線強度は検量線を決
定する。付着量演算回路32は、原板測定用X線装置7
で測定したX線強度をラインスピード信号に基づいてト
ラッキングし、めっき付着計16,18からの出力を補
正する。
【0021】図4は、原板1に対する蛍光X線のエネル
ギ強度測定のための構成を示す。X線発生装置25から
原板1をX線で照射し、原板1からの蛍光X線のエネル
ギ強度を検出装置27によって検出する。図3図示のデ
ータファイル31内には、予め実験的に定められる代表
的な組成の下地に対してアルミニウム付着量とエネルギ
強度との関係が検量線としてストアされている。この検
量線は、図5に示すように、大略的に指数関数的な変化
を示す。めっき付着量が0、すなわち検量線が縦軸と交
わる点の値は、下地金属の組成によって異なる。レード
ル分析値の組成,に対応する検量線の縦軸との交点
における蛍光X線強度の値と、原板測定用蛍光X線装置
7からの測定値との差は、分析値に対して実際が異なる
ことによるものと考えられている。
【0022】蛍光X線のエネルギ強度は、次の数1の式
に従うことが判明している。
【0023】
【数1】 I=(Ip×C−Ib)×{P1×exp(−μ1x)+ P2 × exp(−μ2x)+ … +Pn × exp(−μnx)} ここで、Iはめっき付着量計16,18の蛍光X線のエ
ネルギ強度を示し、Ipは、原板測定用のX線装置7か
らの蛍光X線強度を示す。Cは、実験によって求める係
数を示す。Ibはバックグランドノイズの強度を示す。
P1,P2,…,Pnは、レードル分析値に従う各元素
の成分比を示す。μ1,…,μnは、各元素の吸収係数を
示す。xは、めっき付着量を示す。
【0024】以上の実施例においては、ステンレス鋼板
にアルミニウムを溶融めっきする場合について示してい
るけれども、他の下地鋼板に異なるめっき層を付着させ
る場合であってもよいことは勿論である。ステンレス鋼
に対するアルミニウムめっきの場合においては、クロム
の数%の変化によって、実際には80g/m2のアルミ
ニウム付着量が、120g/m2として測定される実験
例もある。蛍光X線強度に影響する元素としては、鉄の
原子番号に近いクロムやニッケルの他に、モリブデンM
oなどがある。また、めっきする材料としても、純粋な
アルミニウムばかりではなく、アルミニウムと亜鉛との
合金であるガルバリウムなどであってもよいことは勿論
である。また、めっき槽9におけるアルミニウムの付着
は、溶融めっき法によって行っているけれども、電気め
っき法についても同様に付着量を測定することができる
ことは勿論である。
【0025】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、めっき手
段の入側で、鋼板中の特定金属の成分量を測定して、成
分量に対応する検量線を決定することによって、めっき
手段の出側で、蛍光X線のエネルギ強度検出によるめっ
き付着量測定を迅速かつ正確に行うことができる。
【0026】また本発明によれば、めっき手段の入側
で、蛍光X線強度を検出して鋼板中の特定金属の成分量
に対応して検量線を決定し、めっき手段の出側での蛍光
X線のエネルギ強度検出位置からめっき付着量を迅速か
つ正確に測定することができる。
【0027】さらに本発明によれば、めっき付着量の測
定装置には、めっき手段の入側に検量線決定手段が設け
られ、めっき付着量の出側に設けられる測定手段が検出
する蛍光X線強度からめっき付着量を求めるための検量
線を決定することができるので、正確かつ迅速な測定を
行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施をするためのめっき装置の構成を
示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例による検量線決定方法を示す
図である。
【図3】図1図示のめっき付着量制御盤20に関連する
構成を示すブロック図である。
【図4】図3図示のめっき付着量制御盤20による検量
線決定動作を示す図である。
【図5】検量線を示すグラフである。
【符号の説明】
1 原板 5 ルーパ 7 原板測定用X線装置 9 めっき槽 10 ガスワイピング装置 14 水洗装置 15 付着量測定用X線装置 16 裏面用めっき付着量計 18 表面用めっき付着量計 20 めっき付着量制御盤 21 ライン制御装置 22 CPU 23 プロセスコンピュータ 24 ビジネスコンピュータ 25 X線発生装置 26 分光装置 27〜29 検出装置 30 制御回路 31 データファイル 32 付着量演算回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−207955(JP,A) 特開 昭52−77757(JP,A) 特開 平2−302654(JP,A) 細川好則,「特集 プロセスにおける 多目的分析装置活用の可能性 エネルギ ー分散型蛍光X線法によるオンライン元 素分析システム」,「計装」,1986,V OL.29,NO,12,pp.51−56 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 23/00 - 23/227

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板から発生する蛍光X線がめっき層を
    透過する際の減衰量によってめっき付着量を測定する方
    法において、 めっき手段の入側で、鋼板中の特定金属の成分量を測定
    し、その成分量に対応してめっき付着量に対する蛍光X
    線のエネルギ強度の変化を表す検量線を決定し、 めっき手段の出側で、蛍光X線のエネルギ強度を検出
    し、鋼板の対応する部分についてめっき手段の入側で決
    定されている検量線からめっき付着量を求めることを特
    徴とするめっき付着量の測定方法。
  2. 【請求項2】 めっき手段の入側で、蛍光X線強度を検
    出して鋼板中の特定金属の成分量を測定し、めっき付着
    量に対する蛍光X線のエネルギ強度の変化を表す検量線
    を決定することを特徴とする請求項1記載のめっき付着
    量の測定方法。
  3. 【請求項3】 鋼板上にめっき手段によって付着された
    めっき付着量を蛍光X線の減衰量に基づいて測定する装
    置において、 めっき手段の入側に配置され、鋼板中の特定金属の成分
    量を測定し、成分量に対応してめっき付着量に対する蛍
    光X線のエネルギ強度の変化を表す検量線を決定する検
    量線決定手段と、 めっき手段の出側に配置され、検量線決定手段からの出
    力に応答し、めっき層を透過する鋼板からの蛍光X線の
    エネルギ強度を検出し、鋼板の対応する部分についてめ
    っき手段の入側で決定されている検量線に従ってめっき
    付着量を測定する測定手段とを含むことを特徴とするめ
    っき付着量の測定装置。
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JP4736440B2 (ja) * 2005-01-25 2011-07-27 Jfeスチール株式会社 金属帯の表面処理皮膜付着量の測定装置及び測定方法
JP5034270B2 (ja) * 2006-03-06 2012-09-26 富士通株式会社 標準メッキ膜試料およびメッキ膜検査方法
CN114047213A (zh) * 2021-11-17 2022-02-15 马鞍山钢铁股份有限公司 一种x射线荧光法测定锌层重量的方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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細川好則,「特集 プロセスにおける多目的分析装置活用の可能性 エネルギー分散型蛍光X線法によるオンライン元素分析システム」,「計装」,1986,VOL.29,NO,12,pp.51−56

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