JP3166569B2 - 鋼材表面に生じた異常部の発生原因検出方法 - Google Patents
鋼材表面に生じた異常部の発生原因検出方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、鋼材の表面に生じた
異常部の発生原因を、迅速且つ適確に検出するための方
法に関するものである。
異常部の発生原因を、迅速且つ適確に検出するための方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】鋼材の表面には、機械的に発生した疵の
ほかに、鋼中の介在物、連続鋳造時に鋳型内溶鋼に添加
されたパウダー、煉瓦屑等の混入、または、スケールの
未脱離等が原因となって、「へげ疵」と呼ばれている異
常部が発生することがある。このような異常部の発生を
防止するためには、その発生原因を迅速適確に検出し、
これを速やかに除去することが必要である。
ほかに、鋼中の介在物、連続鋳造時に鋳型内溶鋼に添加
されたパウダー、煉瓦屑等の混入、または、スケールの
未脱離等が原因となって、「へげ疵」と呼ばれている異
常部が発生することがある。このような異常部の発生を
防止するためには、その発生原因を迅速適確に検出し、
これを速やかに除去することが必要である。
【０００３】鋼材表面に発生した上記異常部は、鋼中に
存在する非金属介在物等の異物が、圧延によって鋼材の
表面に達し、圧延方向に線状に伸びた状態になる。この
ような線状異常部の発生原因は、異常部の成分組成とそ
の周辺の正常部の成分組成との相違を調べることによ
り、知ることができる。
存在する非金属介在物等の異物が、圧延によって鋼材の
表面に達し、圧延方向に線状に伸びた状態になる。この
ような線状異常部の発生原因は、異常部の成分組成とそ
の周辺の正常部の成分組成との相違を調べることによ
り、知ることができる。
【０００４】即ち、鋼材の圧延方向に線状に伸びた異常
部および異常部周辺を横切るように鋼材表面の線分析を
行い、異常部周辺の正常部と比較して、異常部における
CaおよびAl等の介在物元素のみが高濃度に検出されたと
きには、異常部の発生原因は、 Al2O3・Ca0 複合介在物
に起因していると推定することができる。これに対し
て、異なる濃度の成分が検出されなかったときには、ス
ケールの未脱離や圧延に起因する異常であると推定する
ことができ、当該起因が除去されるはずの工程または混
入するおそれのある工程を調査することにより、異常を
除去することができる。
部および異常部周辺を横切るように鋼材表面の線分析を
行い、異常部周辺の正常部と比較して、異常部における
CaおよびAl等の介在物元素のみが高濃度に検出されたと
きには、異常部の発生原因は、 Al2O3・Ca0 複合介在物
に起因していると推定することができる。これに対し
て、異なる濃度の成分が検出されなかったときには、ス
ケールの未脱離や圧延に起因する異常であると推定する
ことができ、当該起因が除去されるはずの工程または混
入するおそれのある工程を調査することにより、異常を
除去することができる。
【０００５】上述した線分析の手段として、従来、電子
線照射蛍光Ｘ線分析（XMA)や電子顕微鏡観察が行われて
いた。しかしながら、このような手段は、分析装置に試
料を組み込むための試料の切断加工や、観察のための試
料の表面調整等のような前処理を必要とするので、分析
結果を得るまでに長時間を要し、更に、電子顕微鏡観察
の場合には、ミクロ観察となるために、視野外に存在す
る介在物等（以下、起因物という）を見落とすことが避
けられなかった。
線照射蛍光Ｘ線分析（XMA)や電子顕微鏡観察が行われて
いた。しかしながら、このような手段は、分析装置に試
料を組み込むための試料の切断加工や、観察のための試
料の表面調整等のような前処理を必要とするので、分析
結果を得るまでに長時間を要し、更に、電子顕微鏡観察
の場合には、ミクロ観察となるために、視野外に存在す
る介在物等（以下、起因物という）を見落とすことが避
けられなかった。
【０００６】上述した問題を解決する手段として、放電
発光分光分析法が提案されており、例えば、特開昭62-1
62947 号公報には、鋼材表面を、その正常部から異常部
に向けて連続的に放電走査し、得られた発光スペクトル
の強度を正常部と異常部とで対比することにより検出す
る方法（以下、先行技術という）が開示されている。
発光分光分析法が提案されており、例えば、特開昭62-1
62947 号公報には、鋼材表面を、その正常部から異常部
に向けて連続的に放電走査し、得られた発光スペクトル
の強度を正常部と異常部とで対比することにより検出す
る方法（以下、先行技術という）が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】先行技術の放電発光分
光分析法には、次のような問題がある。即ち、放電は、
走査する電極と鋼材表面との間に生ずるが、鋼材表面の
導電性やその表面形状によっては、放電発光分光分析で
は、正確な成分把握が困難である。更に、放電によっ
て、鋼材表層の元素は励起されても、表面から数１０μ
m 程度の深さの位置の元素は励起されず、従って、その
異常発生原因を検出することができない。更に、放電面
積が大きく、位置分解能が劣るために、幅の狭い線状異
常部およびその発生原因を検出することができない。
光分析法には、次のような問題がある。即ち、放電は、
走査する電極と鋼材表面との間に生ずるが、鋼材表面の
導電性やその表面形状によっては、放電発光分光分析で
は、正確な成分把握が困難である。更に、放電によっ
て、鋼材表層の元素は励起されても、表面から数１０μ
m 程度の深さの位置の元素は励起されず、従って、その
異常発生原因を検出することができない。更に、放電面
積が大きく、位置分解能が劣るために、幅の狭い線状異
常部およびその発生原因を検出することができない。
【０００８】従って、この発明の目的は、上述した問題
を解決し、鋼材表面の導電性やその表面形状に影響され
ることなく、鋼材の表面に生じた異常部の発生原因を、
迅速且つ適確にに検出することができ、鋼材表面から深
い位置に存在する起因物も検出が可能で、位置分解能に
優れ、一定の方向に関してその成分変化を把握する線分
析を適確に行うことができる方法を提供することにあ
る。
を解決し、鋼材表面の導電性やその表面形状に影響され
ることなく、鋼材の表面に生じた異常部の発生原因を、
迅速且つ適確にに検出することができ、鋼材表面から深
い位置に存在する起因物も検出が可能で、位置分解能に
優れ、一定の方向に関してその成分変化を把握する線分
析を適確に行うことができる方法を提供することにあ
る。
【０００９】この発明の請求項１に記載の方法は、パル
スレーザー光を、鋼材表面の異常部および異常部周辺
に、その照射点におけるパルスエネルギー密度が１０ｋ
Ｗ／ｍｍ2以上、１００ＭＷ／ｍｍ2以下の範囲内となる
ように集光して照射し、前記照射点を、前記異常部およ
び異常部周辺を横切ってジクザグ状の軌跡により２ｍｍ
以上の線幅として移動させ、その移動範囲の鋼材成分を
パルスレーザー光により蒸発させることによって、前記
鋼材表面の異常部および異常部周辺から試料を採取し、
このようにして採取された試料の成分を連続的に線分析
することによって、前記鋼材の表面に生じた異常部の発
生原因を検出することに特徴を有するものである。
スレーザー光を、鋼材表面の異常部および異常部周辺
に、その照射点におけるパルスエネルギー密度が１０ｋ
Ｗ／ｍｍ2以上、１００ＭＷ／ｍｍ2以下の範囲内となる
ように集光して照射し、前記照射点を、前記異常部およ
び異常部周辺を横切ってジクザグ状の軌跡により２ｍｍ
以上の線幅として移動させ、その移動範囲の鋼材成分を
パルスレーザー光により蒸発させることによって、前記
鋼材表面の異常部および異常部周辺から試料を採取し、
このようにして採取された試料の成分を連続的に線分析
することによって、前記鋼材の表面に生じた異常部の発
生原因を検出することに特徴を有するものである。
【００１０】この発明の請求項２に記載の方法は、前記
鋼材表面の異常部および異常部周辺からの前記試料の採
取深さを、２０〜２００μｍの範囲内とすることに特徴
を有するものである。
鋼材表面の異常部および異常部周辺からの前記試料の採
取深さを、２０〜２００μｍの範囲内とすることに特徴
を有するものである。
【００１１】
【作用】パルスレーザー光を集光して、鋼材の表面に照
射すると、集光点におけるエネルギー密度が非常に大き
くなるので、集光点の試料は蒸発して飛散する。この現
象は、鋼材に限らず、セラミックスのような沸点の高い
物質でも同様に生ずる。従って、鋼材表面に非導電性の
起因物が密集している場合てもエネルギーを投入するこ
とができ、その試料を確実に採取することができる。ま
た、レーザー光の照射点は、光の進行方向によって決ま
り、放電点のように、鋼材の表面形状に左右されること
はない。
射すると、集光点におけるエネルギー密度が非常に大き
くなるので、集光点の試料は蒸発して飛散する。この現
象は、鋼材に限らず、セラミックスのような沸点の高い
物質でも同様に生ずる。従って、鋼材表面に非導電性の
起因物が密集している場合てもエネルギーを投入するこ
とができ、その試料を確実に採取することができる。ま
た、レーザー光の照射点は、光の進行方向によって決ま
り、放電点のように、鋼材の表面形状に左右されること
はない。
【００１２】異常部の発生原因を推定する根拠となる成
分として、Na，Ca，Al，Mg，Si等があるが、これらの成
分は、酸化物、窒化物または炭化物等のような化合物の
形態で存在することが多く、従って、沸点が高い化合物
を分解または蒸発させるためには、照射点におけるパル
スエネルギー密度を１０KW/mm2以上の高密度にすること
が必要である。
分として、Na，Ca，Al，Mg，Si等があるが、これらの成
分は、酸化物、窒化物または炭化物等のような化合物の
形態で存在することが多く、従って、沸点が高い化合物
を分解または蒸発させるためには、照射点におけるパル
スエネルギー密度を１０KW/mm2以上の高密度にすること
が必要である。
【００１３】照射点におけるレーザー光のパルスエネル
ギー密度が大きいほど、鋼材成分の蒸発量は増加する
が、パルスエネルギー密度が１００MW/mm2を超えて過大
になると、レーザー光が鋼材表面に到達する前に、雰囲
気を電離してプラズマを発生させるいわゆるブレークダ
ウン現象が生ずる。このようなブレークダウン現象が生
ずると、レーザー光のエネルギーが雰囲気によって消費
され、鋼材には投入されず、従って、鋼材表面から試料
を採取することが不可能になる。従って、照射点におけ
るパルスエネルギー密度は、１００MW/mm2以下に抑制す
ることが必要である。
ギー密度が大きいほど、鋼材成分の蒸発量は増加する
が、パルスエネルギー密度が１００MW/mm2を超えて過大
になると、レーザー光が鋼材表面に到達する前に、雰囲
気を電離してプラズマを発生させるいわゆるブレークダ
ウン現象が生ずる。このようなブレークダウン現象が生
ずると、レーザー光のエネルギーが雰囲気によって消費
され、鋼材には投入されず、従って、鋼材表面から試料
を採取することが不可能になる。従って、照射点におけ
るパルスエネルギー密度は、１００MW/mm2以下に抑制す
ることが必要である。
【００１４】上述した理由により、この発明において
は、パルスレーザー光を、鋼材表面の異常部および異常
部周辺に、その照射点におけるパルスエネルギー密度が
１０KW/mm2以上、１００MW/mm2以下の範囲内となるよう
に集光して照射することが重要である。
は、パルスレーザー光を、鋼材表面の異常部および異常
部周辺に、その照射点におけるパルスエネルギー密度が
１０KW/mm2以上、１００MW/mm2以下の範囲内となるよう
に集光して照射することが重要である。
【００１５】上記パルスエネルギー密度で集光されたパ
ルスレーザー光の照射点を移動させ、鋼材の正常部と異
常部との境界を通過させると、通過点において採取され
た蒸発物は、次のように変化する。即ち、正常部の成分
が蒸発した後、異常部の成分が蒸発する。または、前記
異常部の成分が蒸発した後、再び正常部の成分が蒸発す
る。従って、この正常部および異常部からの蒸発物を採
取し、これを測定器に搬送してその成分を連続的に分析
することにより、パルスレーザー光の照射点位置に対応
した成分濃度が得られ、異常部で濃度が急変する成分が
あれば、その成分が異常の発生原因と深い関係にあるこ
とが判明する。
ルスレーザー光の照射点を移動させ、鋼材の正常部と異
常部との境界を通過させると、通過点において採取され
た蒸発物は、次のように変化する。即ち、正常部の成分
が蒸発した後、異常部の成分が蒸発する。または、前記
異常部の成分が蒸発した後、再び正常部の成分が蒸発す
る。従って、この正常部および異常部からの蒸発物を採
取し、これを測定器に搬送してその成分を連続的に分析
することにより、パルスレーザー光の照射点位置に対応
した成分濃度が得られ、異常部で濃度が急変する成分が
あれば、その成分が異常の発生原因と深い関係にあるこ
とが判明する。
【００１６】鋼材中の起因物は、異常部の全体にわたり
均一に存在するとは限らず、点在する場合がある。従っ
て、線分析の線幅が小さい場合には、点在する起因物を
見逃す場合があり、このような見逃しは、異常原因の推
定を誤ることになる。特に、異常部が細い線状の場合に
は、これを見逃すおそれが多い。
均一に存在するとは限らず、点在する場合がある。従っ
て、線分析の線幅が小さい場合には、点在する起因物を
見逃す場合があり、このような見逃しは、異常原因の推
定を誤ることになる。特に、異常部が細い線状の場合に
は、これを見逃すおそれが多い。
【００１７】上述した細い線状異常部を見逃すことなく
これを適確に検出するためには、線分析の線幅を広げれ
ばよい。図１および図２は、線幅と点在する起因物の位
置との関係を示す説明図である。図１に示すように、線
状異常部１を横切る線分析の線幅２が小さい場合には、
照射点は、起因物３を通らず、従って、原因成分を採取
することができない。
これを適確に検出するためには、線分析の線幅を広げれ
ばよい。図１および図２は、線幅と点在する起因物の位
置との関係を示す説明図である。図１に示すように、線
状異常部１を横切る線分析の線幅２が小さい場合には、
照射点は、起因物３を通らず、従って、原因成分を採取
することができない。
【００１８】これに対して、図２に示すように、線分析
の線幅２を広げれば、起因物３を確実に採取することが
できる。本発明者等による多くの試験の結果、線分析の
線幅２を２mm以上とすれば、起因物の採取が確実になる
ことが判明した。従って、線分析の線幅２は、２mm以上
とすることが好ましい。前記線幅の好ましい上限は１０
mmである。線幅が１０mmを超えると、分析時間が長くな
って、作業効率上問題が生ずる。
の線幅２を広げれば、起因物３を確実に採取することが
できる。本発明者等による多くの試験の結果、線分析の
線幅２を２mm以上とすれば、起因物の採取が確実になる
ことが判明した。従って、線分析の線幅２は、２mm以上
とすることが好ましい。前記線幅の好ましい上限は１０
mmである。線幅が１０mmを超えると、分析時間が長くな
って、作業効率上問題が生ずる。
【００１９】このように、線幅を広くするためには、必
ずしも照射点の径即ちビーム径を大きくする必要はな
く、ビーム径は小さくても、図２に示すように、ビーム
をジグザグ状の軌跡４を辿らせて移動し照射してもよ
い。この場合、ジグザグの折り返し点における角度が小
さいほど、位置分解能が高くなるので、まばらに点在す
る起因物でもこれを捕捉することができる。
ずしも照射点の径即ちビーム径を大きくする必要はな
く、ビーム径は小さくても、図２に示すように、ビーム
をジグザグ状の軌跡４を辿らせて移動し照射してもよ
い。この場合、ジグザグの折り返し点における角度が小
さいほど、位置分解能が高くなるので、まばらに点在す
る起因物でもこれを捕捉することができる。
【００２０】起因物の存在状態について注意しなければ
ならないのは、起因物が介在物の場合には、鋼材の表面
に達していない線状異常部が存在することである。即
ち、極めて薄く圧延された鋼板の場合には、表面から比
較的浅い位置に介在物が存在するが、肉厚が比較的厚い
鋼板の場合には、表面から２０〜２００μm の深さの間
に介在物が分布する傾向がある。
ならないのは、起因物が介在物の場合には、鋼材の表面
に達していない線状異常部が存在することである。即
ち、極めて薄く圧延された鋼板の場合には、表面から比
較的浅い位置に介在物が存在するが、肉厚が比較的厚い
鋼板の場合には、表面から２０〜２００μm の深さの間
に介在物が分布する傾向がある。
【００２１】図３は、鋼材に対する試料採取深さが表面
から３０μm の深さの場合の検出強度曲線（鉄元素との
強度比をいう。以下同じ。）の例であり、図４は、上記
試料採取深さが表面から１０μm の深さの場合の検出強
度曲線の例である。図３と図４とを比較すれば明らかな
ように、試料採取深さが表面から３０μm の図３の場合
には、線の長さが０．９mmの付近に大きい検出強度が現
れ、顕著な濃度変化が示されている。これに対し、試料
採取深さが表面から１０μm の図４の場合には、図３の
ような検出強度の変化は現れず、原因となる成分を検出
することができない。従って、このような位置にある線
状異常部は、表面から２０μm 未満の深さから試料を採
取した場合には、その検出的中率が低下する。
から３０μm の深さの場合の検出強度曲線（鉄元素との
強度比をいう。以下同じ。）の例であり、図４は、上記
試料採取深さが表面から１０μm の深さの場合の検出強
度曲線の例である。図３と図４とを比較すれば明らかな
ように、試料採取深さが表面から３０μm の図３の場合
には、線の長さが０．９mmの付近に大きい検出強度が現
れ、顕著な濃度変化が示されている。これに対し、試料
採取深さが表面から１０μm の図４の場合には、図３の
ような検出強度の変化は現れず、原因となる成分を検出
することができない。従って、このような位置にある線
状異常部は、表面から２０μm 未満の深さから試料を採
取した場合には、その検出的中率が低下する。
【００２２】逆に、鋼材表面から２００μm を超える深
さから試料を採取した場合には、原因となる成分の濃度
が薄まるので、検出感度が低下する。図５は、試料採取
深さが１５０μm の場合の例であり、図６は、試料採取
深さが２３０μm の場合の例である。試料採取深さが１
５０μm の図５の場合には、線の長さが０．９mmの付近
に大きい検出強度が現れ、顕著な濃度変化を示している
のに対し、試料採取深さが２３０μm の図６の場合に
は、図５の場合よりも顕著性が低下している。
さから試料を採取した場合には、原因となる成分の濃度
が薄まるので、検出感度が低下する。図５は、試料採取
深さが１５０μm の場合の例であり、図６は、試料採取
深さが２３０μm の場合の例である。試料採取深さが１
５０μm の図５の場合には、線の長さが０．９mmの付近
に大きい検出強度が現れ、顕著な濃度変化を示している
のに対し、試料採取深さが２３０μm の図６の場合に
は、図５の場合よりも顕著性が低下している。
【００２３】肉厚が極めて薄い鋼板の場合には、照射さ
れたレーザー光が鋼板を貫通し、鋼板下方の別の材料に
到達してこれを検出するおそれが生ずる。従って、レー
ザー光の照射に当たっては、その照射深さを考慮する必
要がある。一般に、レーザー光の照射深さは、測定すべ
き鋼材の厚さの半分であれば十分である。パルスレーザ
ー光の場合には、このような照射深さ即ち試料の採取深
さの制御を容易に行うことができる。
れたレーザー光が鋼板を貫通し、鋼板下方の別の材料に
到達してこれを検出するおそれが生ずる。従って、レー
ザー光の照射に当たっては、その照射深さを考慮する必
要がある。一般に、レーザー光の照射深さは、測定すべ
き鋼材の厚さの半分であれば十分である。パルスレーザ
ー光の場合には、このような照射深さ即ち試料の採取深
さの制御を容易に行うことができる。
【００２４】レーザー光が鋼材を蒸発させる量は、鋼材
に投入されるレーザー光のエネルギー量によって決ま
り、照射深さは、単位面積に投入されるレーザー光のエ
ネルギー量によって決まる。投入エネルギー量は、平均
出力と照射時間との積であり、照射面積は、線幅と線の
進んだ距離の積である。従って、レーザー光の照射深さ
は、平均出力と照射時間との積を、線幅と線の進んだ距
離との積で除した値で決まる。また、線方向に進んだ距
離は、線速度と照射時間との積であるから、レーザー光
の照射深さは、下記(1) 式により、平均出力を線幅と線
速度との積で除した値によって定まる。 （照射深さ）∝平均出力×時間／（線幅×進んだ距離）＝平均出力／（線幅× 線速度）──────(1)
に投入されるレーザー光のエネルギー量によって決ま
り、照射深さは、単位面積に投入されるレーザー光のエ
ネルギー量によって決まる。投入エネルギー量は、平均
出力と照射時間との積であり、照射面積は、線幅と線の
進んだ距離の積である。従って、レーザー光の照射深さ
は、平均出力と照射時間との積を、線幅と線の進んだ距
離との積で除した値で決まる。また、線方向に進んだ距
離は、線速度と照射時間との積であるから、レーザー光
の照射深さは、下記(1) 式により、平均出力を線幅と線
速度との積で除した値によって定まる。 （照射深さ）∝平均出力×時間／（線幅×進んだ距離）＝平均出力／（線幅× 線速度）──────(1)
【００２５】即ち、平均出力が同じであれば、線速度が
速くなるほど採取深さは浅くなり、線速度が遅くなるほ
ど採取深さは深くなる。また、線速度が同じであれば、
平均出力が大きいほど採取深さは深くなる。更に、最適
な照射深さおよび線速度下において、平均出力を大にし
て線幅を広げ、位置分解能を高めることもできる。な
お、照射点の移動は、レーザー発振器を固定したまま、
光学系の操作により制御することができる。
速くなるほど採取深さは浅くなり、線速度が遅くなるほ
ど採取深さは深くなる。また、線速度が同じであれば、
平均出力が大きいほど採取深さは深くなる。更に、最適
な照射深さおよび線速度下において、平均出力を大にし
て線幅を広げ、位置分解能を高めることもできる。な
お、照射点の移動は、レーザー発振器を固定したまま、
光学系の操作により制御することができる。
【００２６】
【実施例】次に、この発明を実施例によって更に説明す
る。鋼板の表面に生じた多数の異常部について、この発
明の方法により線分析試験を行い、その分析結果を評価
した。分析試験を行った鋼板は、０．２mmから２mmの厚
さのものについて行った。
る。鋼板の表面に生じた多数の異常部について、この発
明の方法により線分析試験を行い、その分析結果を評価
した。分析試験を行った鋼板は、０．２mmから２mmの厚
さのものについて行った。
【００２７】レーザー発振器として、Ｑスイッチパルス
ＹＡＧレーザーを使用し、発振器から発振されたレーザ
ー光を、反射鏡によって方向変換し、集光レンズを通し
て鋼材の表面に向かわせ、集光されたビームを鋼材表面
に照射した。線の進行は、集光レンズを、進行方向に移
動させることによって行い、照射点にジグザグ軌道を生
じさせる場合には、反射鏡の角度を変化させて線の幅方
向に振らせた。なお、線幅は、反射鏡の角度変化の最大
幅によって定めた。
ＹＡＧレーザーを使用し、発振器から発振されたレーザ
ー光を、反射鏡によって方向変換し、集光レンズを通し
て鋼材の表面に向かわせ、集光されたビームを鋼材表面
に照射した。線の進行は、集光レンズを、進行方向に移
動させることによって行い、照射点にジグザグ軌道を生
じさせる場合には、反射鏡の角度を変化させて線の幅方
向に振らせた。なお、線幅は、反射鏡の角度変化の最大
幅によって定めた。
【００２８】レーザー光の照射による鋼板表面からの試
料の採取は、プローブを鋼板の表面上に密着させて被
せ、プローブ内にアルゴンガスを導入して不活性雰囲気
となし、蒸発物を含んだガスを成分測定器に導いて行っ
た。なお、プローブの天井は、石英ガラスとなし、レー
ザー光が十分に透過し得るようになした。
料の採取は、プローブを鋼板の表面上に密着させて被
せ、プローブ内にアルゴンガスを導入して不活性雰囲気
となし、蒸発物を含んだガスを成分測定器に導いて行っ
た。なお、プローブの天井は、石英ガラスとなし、レー
ザー光が十分に透過し得るようになした。
【００２９】測定器として、高周波誘導結合プラズマ発
光分光分析装置（ＩＣＰ）を使用した。なお、原因成分
が予想される場合には、上記ＩＣＰ装置に限らず、原子
吸光分析装置を使用することができ、また、原因成分量
が少ない場合には、質量分析装置を使用することもでき
る。
光分光分析装置（ＩＣＰ）を使用した。なお、原因成分
が予想される場合には、上記ＩＣＰ装置に限らず、原子
吸光分析装置を使用することができ、また、原因成分量
が少ない場合には、質量分析装置を使用することもでき
る。
【００３０】上述した方法により、鋼板に対し、本発明
の範囲内の条件で各種のパルスエネルギー密度により、
線分析の線速度、線幅、深さ等を変えレーザー光を照射
して分析を行い、その分析結果を評価した。表１に、本
発明の方法による試験例Ｎｏ.１〜７、９、１０、およ
び、本発明の範囲外の方法による比較試験例Ｎｏ.１、
２並びに従来法（放電発光分光分析）による試験例にお
ける、レーザー光照射条件、線分析条件、および、分析
の評価結果等を示す。
の範囲内の条件で各種のパルスエネルギー密度により、
線分析の線速度、線幅、深さ等を変えレーザー光を照射
して分析を行い、その分析結果を評価した。表１に、本
発明の方法による試験例Ｎｏ.１〜７、９、１０、およ
び、本発明の範囲外の方法による比較試験例Ｎｏ.１、
２並びに従来法（放電発光分光分析）による試験例にお
ける、レーザー光照射条件、線分析条件、および、分析
の評価結果等を示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】分析の評価結果は、電子線照射蛍光Ｘ線分
析（ＸＭＡ）により原因成分が確認された異常部につい
て線分析し、下記に基づいて評価した。 的中率：（本発明方法で異常成分が確認されたサンプル
の数）／（従来のＸＭＡで異常成分が確認されたサンプ
ルの数） 的中率の評価基準： ◎：平均的中率が９０％以上の場合 ○：平均的中率が８０％以上、９０％未満の場合 □：平均的中率が７０％以上、８０％未満の場合 ×：平均的中率が７０％未満の場合
析（ＸＭＡ）により原因成分が確認された異常部につい
て線分析し、下記に基づいて評価した。 的中率：（本発明方法で異常成分が確認されたサンプル
の数）／（従来のＸＭＡで異常成分が確認されたサンプ
ルの数） 的中率の評価基準： ◎：平均的中率が９０％以上の場合 ○：平均的中率が８０％以上、９０％未満の場合 □：平均的中率が７０％以上、８０％未満の場合 ×：平均的中率が７０％未満の場合
【００３３】表１から明らかなように、本発明試験例の
場合には、何れも７０％以上の的中率が得られ、特に、
線幅が２ｍｍ以上で深さが２０〜２００μｍの試験例Ｎ
ｏ.１〜７の場合には、９０％以上の的中率が得られ
た。深さが２０μｍより浅い試験例Ｎｏ.９および深さ
が２００μｍよりも深い試験例Ｎｏ.１０の場合には、
的中率が７０〜８０％であった。
場合には、何れも７０％以上の的中率が得られ、特に、
線幅が２ｍｍ以上で深さが２０〜２００μｍの試験例Ｎ
ｏ.１〜７の場合には、９０％以上の的中率が得られ
た。深さが２０μｍより浅い試験例Ｎｏ.９および深さ
が２００μｍよりも深い試験例Ｎｏ.１０の場合には、
的中率が７０〜８０％であった。
【００３４】パルスエネルギー密度が本発明の範囲を外
れて小さい比較試験例No. １においては、殆ど蒸発試料
が得られず、パルスエネルギー密度が本発明の範囲を外
れて大きい比較試験例No. ２においては、ブレークダウ
ン現象が発生して、同じく蒸発試料が得られず、何れ
も、原因成分を検出することができなかった。また、従
来法による試験例の場合には、細い異常部および深い部
分に分布する介在物を検出することができず、的中率は
７０％に満たなかった。
れて小さい比較試験例No. １においては、殆ど蒸発試料
が得られず、パルスエネルギー密度が本発明の範囲を外
れて大きい比較試験例No. ２においては、ブレークダウ
ン現象が発生して、同じく蒸発試料が得られず、何れ
も、原因成分を検出することができなかった。また、従
来法による試験例の場合には、細い異常部および深い部
分に分布する介在物を検出することができず、的中率は
７０％に満たなかった。
【００３５】図７に、上記本発明試験例No. ３の場合の
Alの検出強度曲線を示し、図８に、上記従来法による試
験例の場合のAlの検出強度曲線を示す。図７と図８とを
比較すれば明らかなように、図７の本発明試験例No. ３
の場合には、長さ０．９mm付近に顕著に大きい強度を示
す山が現出しているのに対し、図８の従来法による試験
例の場合には、長さ２〜３mm付近に現れる筈の山が見ら
れず、Alは検出されていない。なお、この発明の線分析
においては、１回の測定に要する時間が数分乃至数１０
分であり、迅速分析として十分に評価することができ
た。
Alの検出強度曲線を示し、図８に、上記従来法による試
験例の場合のAlの検出強度曲線を示す。図７と図８とを
比較すれば明らかなように、図７の本発明試験例No. ３
の場合には、長さ０．９mm付近に顕著に大きい強度を示
す山が現出しているのに対し、図８の従来法による試験
例の場合には、長さ２〜３mm付近に現れる筈の山が見ら
れず、Alは検出されていない。なお、この発明の線分析
においては、１回の測定に要する時間が数分乃至数１０
分であり、迅速分析として十分に評価することができ
た。
【００３６】
【発明の効果】以上述べたように、この発明の方法によ
れば、鋼材の表面に生じた異常部の発生原因を、鋼材表
面の導電性やその表面形状に影響されることなく、迅速
適確に検出することができ、表面から深い位置に存在す
る起因物の検出が可能で、位置分解能に優れ、鋼材中に
埋もれている介在物や細い異常部に点在する起因物も見
落とすことがない等、多くの工業上有用な効果がもたら
される。
れば、鋼材の表面に生じた異常部の発生原因を、鋼材表
面の導電性やその表面形状に影響されることなく、迅速
適確に検出することができ、表面から深い位置に存在す
る起因物の検出が可能で、位置分解能に優れ、鋼材中に
埋もれている介在物や細い異常部に点在する起因物も見
落とすことがない等、多くの工業上有用な効果がもたら
される。
【図１】線幅と点在する起因物の位置との関係を示す、
線分析の線の幅が小さい場合の説明図である。
線分析の線の幅が小さい場合の説明図である。
【図２】線幅と点在する起因物の位置との関係を示す、
線分析の線の幅が大きい場合の説明図である。
線分析の線の幅が大きい場合の説明図である。
【図３】鋼材に対する試料採取深さが表面から３０μm
の深さの場合の検出強度曲線の例を示す図である。
の深さの場合の検出強度曲線の例を示す図である。
【図４】鋼材に対する試料採取深さが表面から１０μm
の深さの場合の検出強度曲線の例を示す図である。
の深さの場合の検出強度曲線の例を示す図である。
【図５】鋼材に対する試料採取深さが表面から１５０μ
m の深さの場合の検出強度曲線の例を示す図である。
m の深さの場合の検出強度曲線の例を示す図である。
【図６】鋼材に対する試料採取深さが表面から２３０μ
m の深さの場合の検出強度曲線の例を示す図である。
m の深さの場合の検出強度曲線の例を示す図である。
【図７】本発明法による試験例No. ３の場合のAlの検出
強度曲線を示す図である。
強度曲線を示す図である。
【図８】従来法による試験例の場合のAlの検出強度曲線
を示す図である。
を示す図である。
１ 異常部 ２ 線幅 ３ 起因物 ４ 軌跡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂下 明子 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 石橋 耀一 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−201551（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−128237（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−72047（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 1/22 G01N 1/28
Claims (2)
- 【請求項１】パルスレーザー光を、鋼材表面の異常部お
よび異常部周辺に、その照射点におけるパルスエネルギ
ー密度が１０ｋＷ／ｍｍ2以上、１００ＭＷ／ｍｍ2以下
の範囲内となるように集光して照射し、前記照射点を、
前記異常部および異常部周辺を横切ってジクザグ状の軌
跡により２ｍｍ以上の線幅として移動させ、その移動範
囲の鋼材成分をパルスレーザー光により蒸発させること
によって、前記鋼材表面の異常部および異常部周辺から
試料を採取し、このようにして採取された試料の成分を
連続的に線分析することによって、前記鋼材の表面に生
じた異常部の発生原因を検出することを特徴とする、鋼
材表面に生じた異常部の発生原因検出方法。 - 【請求項２】前記鋼材表面の異常部および異常部周辺か
らの前記試料の採取深さを、２０〜２００μｍの範囲内
とする、請求項１記載の方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17023995A JP3166569B2 (ja) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | 鋼材表面に生じた異常部の発生原因検出方法 |
| US08/722,276 US5784153A (en) | 1995-06-12 | 1996-06-12 | Method for detecting cause of abnormal portion present on surface of steel product |
| DE69629653T DE69629653T2 (de) | 1995-06-12 | 1996-06-12 | Methode zur bestimmung der ursache von defekten auf stahloberflächen |
| PCT/JP1996/001585 WO1996042005A1 (fr) | 1995-06-12 | 1996-06-12 | Procede permettant de determiner la cause de defauts presents sur une surface d'acier |
| CN96190161A CN1099586C (zh) | 1995-06-12 | 1996-06-12 | 钢材表面存在异常部分产生原因的检测方法 |
| EP96917647A EP0780677B1 (en) | 1995-06-12 | 1996-06-12 | Method of determining cause of defects on steel material surface |
| KR1019960705346A KR0165946B1 (ko) | 1995-06-12 | 1996-06-12 | 강재의 표면상에 존재하는 이상부의 원인 검출방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17023995A JP3166569B2 (ja) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | 鋼材表面に生じた異常部の発生原因検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08338792A JPH08338792A (ja) | 1996-12-24 |
| JP3166569B2 true JP3166569B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=15901255
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17023995A Expired - Fee Related JP3166569B2 (ja) | 1995-06-12 | 1995-06-12 | 鋼材表面に生じた異常部の発生原因検出方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5784153A (ja) |
| EP (1) | EP0780677B1 (ja) |
| JP (1) | JP3166569B2 (ja) |
| KR (1) | KR0165946B1 (ja) |
| CN (1) | CN1099586C (ja) |
| DE (1) | DE69629653T2 (ja) |
| WO (1) | WO1996042005A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101529303B1 (ko) | 2014-07-16 | 2015-06-17 | 탁태문 | 비데 장치 |
| KR102331569B1 (ko) * | 2020-04-03 | 2021-11-25 | 송순영 | 이동형 사용자 기립 보조 장치 |
| KR102337775B1 (ko) * | 2020-04-03 | 2021-12-09 | 전남대학교산학협력단 | 노인 넘어짐 예방을 위한 화장실 자세 보조 및 응급알람 시스템 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999056110A1 (fr) | 1998-04-28 | 1999-11-04 | Kawasaki Steel Corporation | Procede d'analyse de l'oxygene et de l'oxyde contenus dans une matiere metallique |
| US7027142B2 (en) * | 2002-05-06 | 2006-04-11 | Applied Materials, Israel, Ltd. | Optical technique for detecting buried defects in opaque films |
| EP1582862A1 (de) * | 2004-04-01 | 2005-10-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines betriebsbeanspruchten Bauteils |
| JP4630978B2 (ja) * | 2006-03-31 | 2011-02-09 | 福井県 | 多層薄膜の分析方法ならびに装置 |
| DE102010032792A1 (de) * | 2010-07-28 | 2012-02-02 | Hüttenwerke Krupp Mannesmann GmbH | Verfahren zur Reinheitsgradbestimmung von Metallen |
| CN103778445B (zh) * | 2014-01-21 | 2017-02-01 | 武汉科技大学 | 一种冷轧带钢表面缺陷原因分析方法及系统 |
| RU2579546C1 (ru) * | 2014-12-30 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" (ИГХТУ) | Способ обнаружения механических дефектов на поверхности твердых материалов |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3602595A (en) * | 1968-05-20 | 1971-08-31 | Applied Res Lab | Method of and apparatus for generating aerosols by electric arc |
| US3791743A (en) * | 1973-03-21 | 1974-02-12 | Bethlehem Steel Corp | Portable flame photometer and sampling probe |
| GB8322709D0 (en) * | 1983-08-24 | 1983-09-28 | British Steel Corp | Analysis of materials |
| US4615225A (en) * | 1985-03-13 | 1986-10-07 | Allied Corporation | In-situ analysis of a liquid conductive material |
| JPH0629857B2 (ja) * | 1986-01-13 | 1994-04-20 | 新日本製鐵株式会社 | 鋼材の表面疵要因判定法 |
| JPH03118440A (ja) * | 1989-09-29 | 1991-05-21 | Yokogawa Electric Corp | レーザ装置を有する元素分析装置 |
| DE4004627C2 (de) * | 1990-02-15 | 1994-03-31 | Krupp Ag Hoesch Krupp | Verfahren zur Bestimmung von Materialeigenschaften polymerer Werkstoffe und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
| JP2870364B2 (ja) * | 1993-06-29 | 1999-03-17 | 日本鋼管株式会社 | レーザー気化分析方法及び装置 |
| US5537206A (en) * | 1993-11-02 | 1996-07-16 | Nkk Corporation | Method for analyzing steel and apparatus therefor |
| JP3039231B2 (ja) * | 1993-11-02 | 2000-05-08 | 日本鋼管株式会社 | 鋼成分迅速分析方法及び装置 |
-
1995
- 1995-06-12 JP JP17023995A patent/JP3166569B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-06-12 EP EP96917647A patent/EP0780677B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-12 DE DE69629653T patent/DE69629653T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-12 CN CN96190161A patent/CN1099586C/zh not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-12 WO PCT/JP1996/001585 patent/WO1996042005A1/ja active IP Right Grant
- 1996-06-12 US US08/722,276 patent/US5784153A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-12 KR KR1019960705346A patent/KR0165946B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| KR102331569B1 (ko) * | 2020-04-03 | 2021-11-25 | 송순영 | 이동형 사용자 기립 보조 장치 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08338792A (ja) | 1996-12-24 |
| EP0780677B1 (en) | 2003-08-27 |
| KR0165946B1 (ko) | 1999-03-30 |
| WO1996042005A1 (fr) | 1996-12-27 |
| CN1099586C (zh) | 2003-01-22 |
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| EP0780677A4 (en) | 2000-01-05 |
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