JP4580792B2 - Material analysis method, material stabilization method and material stabilization apparatus for metal materials - Google Patents

Material analysis method, material stabilization method and material stabilization apparatus for metal materials Download PDF

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Description

本発明は、複数の処理工程を経て製造される板材、棒材、線材、押出し材等の金属材料について、処理工程から出力された段階での材質を安定化させるのに好適な材質分析方法および材質安定化方法並びに材質安定化装置に関するものである。   The present invention relates to a metal material analysis method suitable for stabilizing a material at a stage outputted from a processing step, for a metal material such as a plate material, a bar material, a wire rod, and an extruded material manufactured through a plurality of processing steps, and The present invention relates to a material stabilization method and a material stabilization device.

従来、燃費の向上や軽量化を図ることを目的として、自動車用の鉄鋼材料やアルミ合金等の構造材料について高強度化が行われている。   2. Description of the Related Art Conventionally, for the purpose of improving fuel efficiency and reducing weight, structural materials such as automobile steel materials and aluminum alloys have been increased in strength.

上記構造材料の素材となる鋼板を製造するラインでは、温度、荷重等の処理条件をモニタリングする管理ポイントが要所に設けられており、各管理ポイントに備えられた複数のセンサによって検出される処理条件を管理することで従来から材質の安定化が図られている(例えば、特許文献1参照)。   In the line that manufactures the steel sheet that is the material of the structural material, management points for monitoring processing conditions such as temperature, load, etc. are provided at important points, and processing detected by a plurality of sensors provided at each management point. The material has been conventionally stabilized by managing the conditions (see, for example, Patent Document 1).

ところが、構造材料の製造設備は、もともと比較的低強度の材料を製造することを前提として設計されていることが多く、その製造ラインを高強度材料仕様として使用する場合、新たに高強度材料に適切な操業条件を見い出さなければならない。   However, in many cases, structural material manufacturing equipment was originally designed on the assumption that relatively low-strength materials were manufactured, and when the production line was used as a high-strength material specification, a new high-strength material was added. Appropriate operating conditions must be found.

このように材料の仕様を変更するような場合には適切な操業条件を決定するまでに試行錯誤が行われ、多大な時間が費やされることになる。また、製造ライン上で試行錯誤を行った場合、製品仕様を満足しないものが製造されることも避けられず、規格外の製品は廃棄処分となるためコストも高くなる。   In the case of changing the material specifications in this way, trial and error is performed until an appropriate operating condition is determined, and a great deal of time is consumed. In addition, when trial and error is performed on the production line, it is inevitable that products that do not satisfy the product specifications are manufactured, and non-standard products are disposed of and disposed of, resulting in high costs.

処理条件の管理は上記したように従来から行われており所定の製品仕様を満足し得るレベルまで到達しているが、それ以上に精度の高い管理を行うためには試行錯誤で適切な操業条件を見い出すという作業が必要になる。なぜなら、製造ラインでは製品の材質に影響を与える様々な変動因子があり、しかも、これらの変動因子が相互に影響し合って材質に影響を与えているという複雑な事情があるからである。
特許第2509481号公報
As described above, management of processing conditions has been performed conventionally and has reached a level that satisfies the specified product specifications, but in order to perform management with higher accuracy than that, appropriate operating conditions can be obtained through trial and error. The work of finding out is necessary. This is because there are various variable factors that affect the material quality of the product in the production line, and there is a complicated situation in which these variable factors influence each other and affect the material.
Japanese Patent No. 2509481

例えば、製品の材質に影響を与える複数の変動因子のうちの1変動因子について条件を3段階に変えて実機による製造実験を行った場合、他の変動因子が一定であれば、1変動因子によって材質が受ける影響を把握することができる。しかしながら、実際は他の変動因子が常に一定であることは限らない。   For example, when a manufacturing experiment using an actual machine is performed by changing the conditions for one variable factor among a plurality of variable factors affecting the material of a product in three stages, if the other variable factors are constant, It is possible to grasp the influence of the material. However, in practice, other variable factors are not always constant.

また、製造ライン上に配置されている各種センサによって測定される鋼板の温度や荷重は、例えば加熱工程においては鋼板が高温でしかも高速で走行しているため測定誤差が含まれる。そのため信頼性を高めるのに多数の測定結果が必要となり、測定結果の多いことも分析を困難にしている。   Further, the temperature and load of the steel plate measured by various sensors arranged on the production line include a measurement error because the steel plate travels at a high temperature and at a high speed in the heating process, for example. Therefore, a large number of measurement results are required to increase reliability, and the large number of measurement results also makes analysis difficult.

本発明は以上のような従来の材質管理方法における課題を考慮してなされたものであり、第一の目的は、処理工程に配設されている各種センサから検出される多数の処理条件データから材質に影響を与える変動因子を効率良く特定し、処理条件における調整項目として選択することができる金属材料の材質分析方法を提供することにあり、第二の目的は、その材質分析方法を用い、処理工程から出力された段階での材質を安定化させる材質安定化方法並びに材質安定化装置を提供することにある。   The present invention has been made in consideration of the problems in the conventional material management method as described above, and the first object is from a lot of processing condition data detected from various sensors arranged in the processing process. It is to provide a material analysis method for a metal material that can efficiently identify a variable factor that affects the material and can be selected as an adjustment item in the processing conditions. The second purpose is to use the material analysis method, An object of the present invention is to provide a material stabilization method and a material stabilization device for stabilizing a material at a stage outputted from a processing step.

本発明は、複数の処理工程を経て製造される金属材料を分析する方法において、各処理工程に配設されている検出手段によって検出された処理条件データに基づき、処理条件を構成している各因子を抽出し、その各因子と、各処理工程から出力された段階でサンプリングされ試験されることにより得られる延性および/または強度としての材料特性との散布図を作成し、各散布図における因子について数値の幅を所定の間隔に分割して階層化し、その階層内で材料特性の値の平均値を算出し、算出された平均値に基づいて改めて各因子と材料特性との相関の有無を判別し、相関の認められた因子を抽出し材質に影響を与える因子として特定する金属材料の材質分析方法を要旨とする。 The present invention is a method for analyzing a metallic material is produced through a plurality of processing steps, based on the processing condition data detected by the detecting means disposed on the respective processing steps constitute a process condition Extract each factor and create a scatter plot of each factor and the material properties as ductility and / or strength obtained by sampling and testing at the stage output from each processing step . Divide the numerical value range into a certain interval for the factor and stratify it, calculate the average value of the material property value within that layer, and check whether there is a correlation between each factor and the material property based on the calculated average value The gist is a material analysis method for a metal material, in which a factor having a correlation is extracted and specified as a factor that affects the material.

本発明の材質分析方法において、上記因子として、各処理工程に配設されている検出手段によって測定される温度,荷重,応力等のプロセス因子、製品の成分分析値等の成分因子、および前工程によって影響を受ける前工程因子が含まれる。   In the material analysis method of the present invention, as the above-mentioned factors, process factors such as temperature, load, stress, etc. measured by detection means arranged in each processing step, component factors such as product component analysis values, and the previous step Includes pre-process factors that are affected by.

本発明は、複数の処理工程を経て製造される金属材料について各々の処理工程によって製造された段階での材質を安定化させる金属材料の安定化方法において、上記材質分析方法によって抽出した因子を相関度の高い順に記憶し、次回の処理条件における調整項目としてプロセスコンピュータに入力するとともに、設定した後に延性および/または強度が規定されている合格値以上の値を得られなかった場合に、相関度の高い因子から順番に因子を調整項目としてプロセスコンピュータに入力する金属材料の材質安定化方法を要旨とする。 The present invention correlates factors extracted by the material analysis method in a metal material stabilization method for stabilizing a material at a stage manufactured by each processing step for a metal material manufactured through a plurality of processing steps. The degree of correlation when the values are stored in descending order, entered into the process computer as adjustment items for the next processing condition, and after setting, a value exceeding the specified passability for ductility and / or strength is not obtained. The gist of the method is to stabilize the material of the metal material, which is input to the process computer as adjustment items in order from the highest to the lowest.

本発明は、複数の処理工程を経て製造される金属材料について各処理工程毎に処理条件を検知する検出手段と、これらの検出手段によって検出された処理条件データが与えられる材質安定化装置とを有し、この材質安定化装置は、検出手段によって検出された処理条件データを蓄積する処理条件データ蓄積部と、この処理条件データ蓄積部に蓄積された処理条件データから得られる処理条件を構成している各因子と、各処理工程から出力された段階でサンプリングされ試験されることにより得られる延性および/または強度としての材料特性との散布図を作成する散布図作成部と、各散布図における因子について数値の幅を所定の間隔に分割して階層化する階層化処理部と、その階層内で材料特性の値の平均値を求め、その平均値に基づいて相関式を算出する相関式算出部と、有意性のある上記相関式に基づいて、相関の認められた因子を抽出するとともに、その抽出した因子を材質に影響を与える因子として次回の処理条件における調整項目に設定する設定部とを備えてなる金属材料の材質安定化装置を要旨とする。 The present invention includes a detecting means for detecting a processing condition for each processing step for a metal material manufactured through a plurality of processing steps, and a material stabilizing device to which processing condition data detected by these detecting means is given. The material stabilizing device comprises a processing condition data storage unit for storing processing condition data detected by the detecting means, and processing conditions obtained from the processing condition data stored in the processing condition data storage unit. A scatter plot creation unit that creates a scatter plot of each factor being measured and material properties as ductility and / or strength obtained by sampling and testing at the stage output from each processing step, The hierarchization processing unit that divides the numerical value width into predetermined intervals for the factor, and calculates the average value of the material property values within the hierarchy, and based on the average value A correlation equation calculator for calculating the related expression, based on the correlation equation with a significance extracts the factor recognized correlated, in the next processing conditions the extracted factors as a factor affecting the material The gist of the present invention is a metal material stabilization device including a setting unit for setting an adjustment item.

本発明の材質安定化装置において、上記抽出した因子を相関度の高い順に記憶する抽出因子記憶部をさらに有するとともに、上記設定部は、次回の処理条件における調整項目として因子を設定した後に延性および/または強度が規定されている合格値以上の値を得られなかった場合に、相関度の高い因子から順番に調整項目に設定するように構成することができる。 In the material stabilization device of the present invention, the apparatus further includes an extraction factor storage unit that stores the extracted factors in descending order of correlation, and the setting unit sets ductility after setting the factor as an adjustment item in the next processing condition. In the case where a value equal to or higher than the pass value for which the strength is defined cannot be obtained, the adjustment items can be set in order from a factor having a high degree of correlation.

上記材質安定化装置における上記因子として、各処理工程に配設されている検出手段によって測定される温度,荷重,応力等のプロセス因子、製品の成分分析値等の成分因子、および前工程によって影響を受ける前工程因子が含まれる。   The above factors in the material stabilization device are affected by process factors such as temperature, load, stress, etc. measured by detection means arranged in each processing step, component factors such as product component analysis values, and previous steps. Includes pre-process factors.

本発明の材質分析方法によれば、処理工程に配設された検出手段から出力されている以前の多数の因子を統計処理することによって材質に影響を与える因子を効率良く特定することができる。   According to the material analysis method of the present invention, it is possible to efficiently specify a factor that affects a material by statistically processing a number of previous factors output from the detection means arranged in the processing step.

本発明の材質安定化方法によれば、材質に影響を与える因子を、処理条件における調整項目としてプロセスコンピュータに入力するとともに、設定した後に所望の特性が得られなかった場合に、相関度の高い因子から順番に因子を調整項目としてプロセスコンピュータに入力するようにしたため、目標とする材質を得るまでに要する試行期間を大幅に短縮することができる。   According to the material stabilization method of the present invention, factors that affect the material are input to the process computer as adjustment items in the processing conditions, and when a desired characteristic is not obtained after setting, the degree of correlation is high. Since the factors are input to the process computer as adjustment items in order from the factors, the trial period required to obtain the target material can be greatly shortened.

本発明の材質安定化装置によれば、処理工程から出力された段階での材質を安定化させることができるため、特性にばらつきのない金属材料を製造することができ、特に高強度材料に好適な金属材料を製造することができる。   According to the material stabilization device of the present invention, since the material at the stage of output from the processing process can be stabilized, it is possible to produce a metal material having no variation in characteristics, particularly suitable for a high-strength material. Metal materials can be manufactured.

以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.

図1は、金属材料としての鋼板を製造するラインにおいて、そのラインの中の一つの処理工程として連続式亜鉛めっき設備を示したものである。   FIG. 1 shows a continuous galvanizing facility as one processing step in a line for manufacturing a steel plate as a metal material.

同図において、払い出しリール1から連続的に巻き解かれる鋼板2は、入側洗浄装置3によって表面が洗浄され、予熱炉4に送られ、次に加熱炉5にて鋼板表面の酸化鉄の還元が行なわれる。次いで鋼板は徐冷炉6、調整炉7を経て溶融亜鉛ポット8に浸漬される。   In the figure, the surface of a steel plate 2 that is continuously unwound from the pay-out reel 1 is cleaned by an inlet side cleaning device 3 and sent to a preheating furnace 4, and then reduced by iron oxide on the surface of the steel plate in a heating furnace 5. Is done. Next, the steel sheet is immersed in a molten zinc pot 8 through a slow cooling furnace 6 and a regulating furnace 7.

亜鉛浴を通過した鋼板は上方に引き上げられ、合金化炉9で合金化処理され、鋼板表面に亜鉛めっき層が強固に密着する。   The steel plate that has passed through the zinc bath is pulled upward and alloyed in the alloying furnace 9, and the galvanized layer adheres firmly to the steel plate surface.

次いで亜鉛めっき鋼板は冷却装置10で冷却され、乾燥された後、巻取リール11に巻き取られる。   Next, the galvanized steel sheet is cooled by the cooling device 10, dried, and then wound on the take-up reel 11.

このような亜鉛めっき設備においては、めっき前、めっき処理中、めっき後の各処理温度によって鋼板の材質が変化する。   In such a galvanizing facility, the material of the steel sheet changes depending on each processing temperature before plating, during plating processing, and after plating.

具体的には、加熱炉5における加熱温度によって鋼板の材質が変化し、溶融亜鉛ポット8の亜鉛浴温度によっても材質が変化し、さらには、合金化炉9における合金化温度によっても材質が変化する。   Specifically, the material of the steel sheet changes depending on the heating temperature in the heating furnace 5, the material also changes depending on the zinc bath temperature of the molten zinc pot 8, and the material also changes depending on the alloying temperature in the alloying furnace 9. To do.

このような亜鉛めっき設備における処理条件をモニタリングする方法として、図2に示すような散布図が従来から作成されている。   As a method for monitoring processing conditions in such a galvanizing facility, a scatter diagram as shown in FIG. 2 has been conventionally created.

同図において、横軸は溶融亜鉛ポット8に入る前の加熱温度を示しており、縦軸は延性(穴拡げ性λ)を示している。   In the figure, the horizontal axis represents the heating temperature before entering the molten zinc pot 8, and the vertical axis represents ductility (hole expansibility λ).

上記鋼板温度は、亜鉛めっき処理前の加熱炉5における管理ポイントに配設されている複数の温度センサによって検出されるようになっており、また、延性は亜鉛めっき設備から出力される段階でサンプリングされた鋼板を測定することによって求められる。   The steel sheet temperature is detected by a plurality of temperature sensors arranged at control points in the heating furnace 5 before the galvanizing treatment, and the ductility is sampled at the stage of being output from the galvanizing equipment. It is calculated | required by measuring the obtained steel plate.

したがって上記散布図を分析すれば、変動因子としての加熱温度と金属材料特性である延性との相関関係を解析することができる。   Therefore, by analyzing the scatter diagram, it is possible to analyze the correlation between the heating temperature as a variation factor and the ductility which is a metal material characteristic.

なお、測定の信頼性を高めるため延性データは散布図中に多数プロットされる。これは、例えば高速で走行する鋼板の表面温度を非接触で測定する場合、センサを介して測定される測定温度と実際の鋼板温度との間に測定誤差が含まれることは避けられないからであり、絶えず変動する環境条件の中ではそれらの温度間で相関を求めることも現実的には不可能である。そこで、プロット数を増やして散布図を作成し、全体として傾向を把握するという手法が従来から採られている。   Note that a large number of ductility data is plotted in the scatter diagram in order to increase the reliability of the measurement. This is because, for example, when measuring the surface temperature of a steel plate traveling at high speed without contact, it is inevitable that a measurement error is included between the measured temperature measured via the sensor and the actual steel plate temperature. It is practically impossible to obtain a correlation between these temperatures under constantly changing environmental conditions. In view of this, a technique of creating a scatter diagram by increasing the number of plots and grasping the trend as a whole has been conventionally employed.

例えば図3の(a)や(b)に示す散布図のように変動因子と特性の間に明かな相関があるような場合には変動因子を調整することによって材料の特性も制御することができる。   For example, when there is a clear correlation between the variation factor and the characteristics as in the scatter diagrams shown in FIGS. 3A and 3B, the characteristics of the material can be controlled by adjusting the variation factors. it can.

図3の(a)や(b)に示す散布図では、プロットした点の全体に右下がりの傾向が見られ、変動因子の値を大きくする(X軸上で右)ことで特性値を小さく(Y軸上で下)することができる。   In the scatter plots shown in Fig. 3 (a) and (b), there is a tendency for the whole plotted point to fall to the right, and the characteristic value is reduced by increasing the value of the variable factor (right on the X axis). (Down on the Y axis).

このような場合、本発明の材質分析方法を適用するまでもなく散布図から材質を支配している変動因子を特定することができ、その変動因子を処理条件の調整項目として選択することで材料の特性を制御することができる。   In such a case, it is possible to identify the variation factor governing the material from the scatter diagram without applying the material analysis method of the present invention, and select the variation factor as an adjustment item for the processing condition to select the material. It is possible to control the characteristics.

ところが、図3の(c)に示されるような散布図が得られた場合、変動因子と特性との間に相関関係があるかどうかを判断することは不可能になる。従来の解析手法によると、縦軸方向に分散した特異点(他のプロット点に比べて大きく外れた点)があると、その特異点の存在によって散布図が縦軸方向に幅広く分散してしまい傾向の有無を判断することができなくなる。   However, when a scatter diagram as shown in FIG. 3C is obtained, it is impossible to determine whether or not there is a correlation between the variation factor and the characteristic. According to the conventional analysis method, if there are singular points distributed in the vertical axis direction (points that deviate significantly compared to other plot points), the scatter diagram is widely dispersed in the vertical axis direction due to the existence of the singular points. It becomes impossible to judge whether or not there is a tendency.

本発明はこのように、散布図による単純な解析では変動因子の抽出が困難であるような場合であっても、材質に影響を与える変動因子を特定できるようにするものである。   As described above, the present invention makes it possible to identify a variation factor that affects a material even when it is difficult to extract a variation factor by a simple analysis using a scatter diagram.

図4は本発明の材質分析装置の基本構成をブロック図で示したものである。   FIG. 4 is a block diagram showing the basic configuration of the material analyzing apparatus of the present invention.

なお、説明を簡単にするため、同図では各製造ラインで測定されるプロセス因子データと成分因子データと前工程因子データとをそれぞれ一つ代表的に選択している。   In order to simplify the explanation, one process factor data, one component factor data, and one previous process factor data measured in each production line are representatively selected.

鋼板を製造するラインの処理工程には、連続焼鈍炉、連続めっきライン、バッチ焼鈍炉、熱間圧延設備、冷間圧延設備、押出し設備等の各製造設備が配置されており、各製造設備の管理ポイント毎に温度、荷重或いは応力(プロセス因子)等の処理条件をモニタリングするためのセンサが設けられている。   In the processing process of the line that manufactures steel sheets, each manufacturing equipment such as continuous annealing furnace, continuous plating line, batch annealing furnace, hot rolling equipment, cold rolling equipment, extrusion equipment is arranged. A sensor for monitoring processing conditions such as temperature, load or stress (process factor) is provided for each management point.

例えば、表面処理ラインでは、亜鉛めっき処理前の還元炉5における管理ポイントに複数の温度センサSa1〜Sanが設けられており、これらの複数の温度センサSa1〜Sanから出力される加熱温度信号はセンサ位置を表す位置情報が付加され、材質安定化装置20のプロセス因子データ蓄積部20aに与えられる。   For example, in the surface treatment line, a plurality of temperature sensors Sa1 to San are provided at the management point in the reduction furnace 5 before the galvanizing treatment, and the heating temperature signals output from the plurality of temperature sensors Sa1 to San are sensors. Position information representing the position is added and given to the process factor data storage unit 20a of the material stabilizing device 20.

プロセス因子データ蓄積部20aは、位置情報と対応する位置インデックスを有し、与えられた位置情報に該当する位置インデックスに加熱温度データを順次蓄積する。   The process factor data accumulation unit 20a has a position index corresponding to the position information, and sequentially accumulates the heating temperature data at the position index corresponding to the given position information.

また、製品の成分分析値、例えば鋼材中のC、Si、Mn、P、S等の成分濃度を示す成分因子データはセンサSb1〜Sbnによって検出され成分因子データ蓄積部20bに順次蓄積される。   In addition, component factor data indicating the component analysis values of the product, for example, component concentrations such as C, Si, Mn, P, and S in the steel material are detected by the sensors Sb1 to Sbn and sequentially stored in the component factor data storage unit 20b.

さらに、熱間圧延等の前工程因子データはセンサSc1〜Scnによって検出され前工程因子データ蓄積部20cに順次蓄積される。   Further, pre-process factor data such as hot rolling is detected by the sensors Sc1 to Scn and sequentially stored in the pre-process factor data storage unit 20c.

上記各データ蓄積部20a,20b,20cは処理条件データを蓄積する処理条件データ蓄積部として機能する。   Each of the data storage units 20a, 20b, and 20c functions as a processing condition data storage unit that stores processing condition data.

以前の処理条件データとして予め設定された期間にわたって各変動因子データがプロセス因子データ蓄積部20a、成分因子データ蓄積部20b、前工程因子データ蓄積部20cにそれぞれ蓄積されると、散布図作成部20dは管理ポイント毎に散布図を作成する。例えば図2に示したような加熱温度と延性の相関について散布図を作成する。ただし、延性は、ある処理工程から出力された段階でサンプリングされた鋼板を試験した結果として得られるものとする。   When each variation factor data is accumulated in the process factor data accumulating unit 20a, component factor data accumulating unit 20b, and previous process factor data accumulating unit 20c over a period preset as previous processing condition data, the scatter diagram creating unit 20d Creates a scatter plot for each control point. For example, a scatter diagram is created for the correlation between the heating temperature and ductility as shown in FIG. However, ductility shall be obtained as a result of testing the steel plate sampled in the stage output from a certain process process.

散布図作成部20dによって散布図が作成されると、次いで階層化処理部20eは、図2に示した変動因子(加熱温度)の横軸を適当な間隔に分割し階層化する。   When the scatter diagram is created by the scatter diagram creation unit 20d, the hierarchization processing unit 20e then divides the horizontal axis of the variation factor (heating temperature) shown in FIG.

なお、階層化するにあたっては各階層内で十分なサンプル数nが確保できるように階層の数を決定する。具体的には本実施形態では22階層、サンプル数nを5点以上とした。次いで階層化処理部20eは各階層内での平均値を求める。   When hierarchizing, the number of hierarchies is determined so that a sufficient number of samples n can be secured in each hierarchy. Specifically, in this embodiment, 22 layers and the number of samples n are 5 or more. Next, the hierarchization processing unit 20e calculates an average value in each hierarchy.

図5は図2に示した散布図を階層化したものである。   FIG. 5 is a hierarchy of the scatter diagram shown in FIG.

図中×印は階層化内のプロット点を示しており、Aは各階層内のプロット点の値を平均した平均値を示している。これらの平均値は各階層での材質の期待値となる。   In the figure, x indicates a plot point in the hierarchy, and A indicates an average value obtained by averaging the values of the plot points in each hierarchy. These average values are the expected values of the material at each level.

図6〜図8は各管理ポイント毎に測定された因子データを階層化処理部20eによって階層化処理した具体例を示したものである。   6 to 8 show specific examples in which the factor data measured for each management point is hierarchized by the hierarchization processing unit 20e.

図6のプロセス因子を表すグラフにおいて、各グラフの横軸は温度を示し、縦軸は強度を示している。   In the graph showing the process factors in FIG. 6, the horizontal axis of each graph indicates the temperature, and the vertical axis indicates the intensity.

ある管理ポイントで測定された「温度1」では温度が上昇するにつれて強度が低下する傾向がある。別の管理ポイントで測定された「温度2」についても「温度1」に比べると勾配は緩やかなものの、温度が上昇するにつれて強度が低下する傾向がある。「温度5」については勾配は緩やかなものの、温度が上昇するにつれて強度も上昇する傾向がある。「温度3」、「温度4」、「温度6」については相関関係がなく分析の対象外となる。   At “temperature 1” measured at a certain management point, the strength tends to decrease as the temperature increases. “Temperature 2” measured at another management point also has a gentler slope than “Temperature 1”, but tends to decrease in strength as the temperature increases. Although the gradient for “temperature 5” is gentle, the strength tends to increase as the temperature increases. “Temperature 3”, “Temperature 4”, and “Temperature 6” have no correlation and are excluded from analysis.

また、図7の成分因子を表すグラフにおいて、各グラフの横軸は成分を示し、縦軸は強度を示している。   Moreover, in the graph showing the component factors in FIG. 7, the horizontal axis of each graph indicates the component, and the vertical axis indicates the intensity.

鋼材の成分中、「C」はその濃度が高くなるにつれて強度が高くなる傾向があり、「Mn」は「C」に比べると勾配は緩やかなものの、濃度が高くなるにつれて強度が高くなる傾向がある。「Si」,「P」,「S」では相関関係がなく、分析の対象外となる。   Among the components of steel materials, “C” tends to increase in strength as its concentration increases, and “Mn” tends to increase in strength as the concentration increases, although the gradient is gentler than “C”. is there. “Si”, “P”, and “S” have no correlation and are excluded from analysis.

また、図8の前工程因子を表すグラフにおいて、各グラフの横軸は温度を示し、縦軸は強度を示している。前工程因子のグラフではいずれも相関関係がなく、分析の対象外となる。   Moreover, in the graph showing the pre-process factor of FIG. 8, the horizontal axis of each graph shows temperature, and the vertical axis | shaft has shown intensity | strength. None of the graphs of the pre-process factors have a correlation and are excluded from analysis.

次に、材質分析装置20の相関式算出部20fは上記階層化された各グラフで求められた平均値に基づいて期待直線(回帰直線)を求める。   Next, the correlation equation calculation unit 20f of the material analysis device 20 obtains an expected straight line (regression straight line) based on the average value obtained from each of the hierarchized graphs.

図9は図5で得られた平均値から回帰直線Bを求めた例を示したものである。   FIG. 9 shows an example in which the regression line B is obtained from the average value obtained in FIG.

同図に示す回帰直線Bの傾きθは鋼板の材質に影響を及ぼす感度となる。   The slope θ of the regression line B shown in the figure is a sensitivity that affects the material of the steel sheet.

材質変動因子抽出部20gは、図6〜図8に示した散布図の中から有意性のある回帰直線が求められた変動因子、すなわち相関関係の認められた変動因子を抽出し、抽出された変動因子は抽出因子記憶部20hに記憶される。   The material variation factor extraction unit 20g extracts and extracts a variation factor for which a significant regression line is obtained from the scatter diagrams shown in FIGS. 6 to 8, that is, a variation factor with a recognized correlation. The variation factor is stored in the extraction factor storage unit 20h.

処理条件出力部20iは、抽出因子記憶部20hに記憶されている変動因子について回帰直線の傾きθの大きいものから並び替えて優先順位を付け、並び替えた変動因子のうち優先順位の高い因子(傾きθの大きい変動因子)を、鋼板の材質に影響を与える因子として製造ラインのプロセスコンピュータ21に出力する。   The processing condition output unit 20i rearranges the variation factors stored in the extracted factor storage unit 20h from the ones having the larger slope θ of the regression line and gives priorities, and among the rearranged variation factors, the factors with the highest priority ( The fluctuation factor having a large inclination θ is output to the process computer 21 of the production line as a factor that affects the material of the steel sheet.

上記材質変動因子抽出部20g、抽出因子記憶部20h、処理条件出力部20iは相関の認められた因子を抽出するとともに、その抽出した因子を材質に影響を与える因子として次回の処理条件における調整項目に設定する設定部として機能する。   The material variation factor extraction unit 20g, the extraction factor storage unit 20h, and the processing condition output unit 20i extract a factor in which a correlation is recognized, and use the extracted factor as a factor that affects the material to be adjusted in the next processing condition. Functions as a setting unit for setting to

プロセスコンピュータ21では処理条件出力部20iから出力された変動因子を処理条件における調整項目として選択し、調整することにより、例えば現状の加熱温度を10℃下げるといった調整を行なう。   In the process computer 21, the variation factor output from the processing condition output unit 20 i is selected as an adjustment item in the processing condition and adjusted to adjust the current heating temperature by, for example, 10 ° C.

この調整によって材質に変化がなく所望する鋼板が得られなかった場合は、プロセスコンピュータ21から処理条件出力部20iに対して変動因子要求指令が与えられ、処理条件出力部20iは優先順位2番目の変動因子を読み出し、鋼板の材質に影響を与える因子として再度、プロセスコンピュータ21に出力する。   When the adjustment does not change the material and the desired steel plate cannot be obtained, the process computer 21 gives a variation factor request command to the processing condition output unit 20i, and the processing condition output unit 20i has the second priority. The variation factor is read out and output to the process computer 21 again as a factor affecting the material of the steel plate.

所望する材質が得られるまで、処理条件出力部20iは優先順位の高いものから順番に変動因子を読み出し、プロセスコンピュータ21に与える。   Until the desired material is obtained, the processing condition output unit 20i reads out the variation factors in order from the one with the highest priority, and gives it to the process computer 21.

図10は材質安定化装置によって得られる効果を示したグラフである。   FIG. 10 is a graph showing the effect obtained by the material stabilizing device.

同図に示すグラフは鋼材の延性の指標を示し、縦軸は頻度を示している。   The graph shown in the figure shows the index of ductility of the steel material, and the vertical axis shows the frequency.

材質安定化を行う前の鋼材はその延性(白抜きで示した棒グラフ)が5.5ポイント(5.5%)の範囲でばらついていたが、本発明の材質安定化を行えばその延性(黒塗りで示した棒グラフ)が3.5ポイント(3.5%)の範囲に収まり、材質安定化を図ることができる。   The steel before the material stabilization had its ductility (bar graph shown in white) varied in the range of 5.5 points (5.5%). However, if the material stabilization of the present invention is performed, the ductility ( The bar graph (shown in black) is within the range of 3.5 points (3.5%), and the material can be stabilized.

本発明に係る材質安定化方法が適用されるめっきラインの構成図である。It is a lineblock diagram of the plating line to which the material stabilization method concerning the present invention is applied. 因子に対する特性をプロットした散布図である。It is a scatter diagram which plotted the characteristic to a factor. (a)〜(c)は散布図における因子と特性との相関関係を示す説明図である。(a)-(c) is explanatory drawing which shows the correlation of the factor and characteristic in a scatter diagram. 材料分析装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of a material analyzer. 図2に示した散布図を階層化したグラフである。It is the graph which hierarchized the scatter diagram shown in FIG. プロセス因子を階層化したグラフである。It is the graph which hierarchized the process factor. 成分因子を階層化したグラフである。It is the graph which hierarchized the component factor. 前工程因子を階層化したグラフである。It is the graph which hierarchized the previous process factor. 階層化したグラフから回帰直線を求めたグラフである。It is the graph which calculated | required the regression line from the hierarchized graph. 材質安定化効果を示すグラフである。It is a graph which shows a material stabilization effect.

符号の説明Explanation of symbols

1 払い出しリール
2 鋼板
3 洗浄装置
4 予熱炉
5 加熱炉
6 除冷炉
7 調整炉
8 溶融亜鉛ポット
9 合金化炉
10 冷却装置
11 巻取リール
20 材質安定化装置
20a プロセス因子データ蓄積部
20b 成分因子データ蓄積部
20c 前工程因子データ蓄積部
20d 散布図作成部
20e 階層化処理部
20f 相関式算出部
20g 材質変動因子抽出部
20h 抽出因子記憶部
20i 処理条件出力部
21 プロセスコンピュータ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Dispensing reel 2 Steel plate 3 Cleaning apparatus 4 Preheating furnace 5 Heating furnace 6 Cooling furnace 7 Conditioning furnace 8 Molten zinc pot 9 Alloying furnace 10 Cooling apparatus 11 Take-up reel 20 Material stabilization apparatus 20a Process factor data storage part 20b Component factor Data accumulation unit 20c Pre-process factor data accumulation unit 20d Scatter diagram creation unit 20e Hierarchization processing unit 20f Correlation equation calculation unit 20g Material variation factor extraction unit 20h Extraction factor storage unit 20i Processing condition output unit 21 Process computer

Claims (6)

複数の処理工程を経て製造される金属材料を分析する方法において、
各処理工程に配設されている検出手段によって検出された処理条件データに基づき、処理条件を構成している各因子を抽出し、
その各因子と、各処理工程から出力された段階でサンプリングされ試験されることにより得られる延性および/または強度としての材料特性との散布図を作成し、
各散布図における上記因子について数値の幅を所定の間隔に分割して階層化し、
その階層内で材料特性の値の平均値を算出し、
算出された上記平均値に基づいて改めて各因子と上記材料特性との相関の有無を判別し、
相関の認められた因子を抽出し材質に影響を与える因子として特定することを特徴とする金属材料の材質分析方法。
In a method of analyzing a metal material manufactured through a plurality of processing steps,
Based on the processing condition data detected by the detection means are arranged in each processing step, we extract each factor constituting the processing conditions,
Create a scatter plot of each factor and material properties as ductility and / or strength obtained by sampling and testing at the stage output from each processing step ,
Divide the numerical values for the above factors in each scatterplot into predetermined intervals and stratify them,
Calculate the average value of the material properties within that hierarchy,
Based on the calculated average value, again determine the presence or absence of correlation between each factor and the material properties ,
A material analysis method for a metal material, characterized in that a factor with a correlation is extracted and specified as a factor that affects the material.
上記因子として、各処理工程に配設されている上記検出手段によって測定される温度,荷重,応力のプロセス因子、製品の成分分析値の成分因子、および前工程によって影響を受ける前工程因子が含まれる請求項1記載の金属材料の材質分析方法。 As the agent, the temperature measured by said detection means are arranged in each processing step, load, process factors of stress, a step factor before the affected component factors component analysis values of the product, and the previous step The material analysis method of the metal material of Claim 1 contained. 複数の処理工程を経て製造される金属材料について上記各々の処理工程によって製造された段階での材質を安定化させる金属材料の安定化方法において、
請求項1または2の材質分析方法によって抽出した因子を相関度の高い順に記憶し、次回の処理条件における調整項目としてプロセスコンピュータに入力するとともに、設定した後に延性および/または強度が規定されている合格値以上の値を得られなかった場合に、相関度の高い因子から順番に上記因子を調整項目として上記プロセスコンピュータに入力することを特徴とする金属材料の材質安定化方法。
In the metal material stabilization method of stabilizing the material at the stage manufactured by each of the above-described processing steps for the metal material manufactured through a plurality of processing steps,
The factors extracted by the material analysis method according to claim 1 or 2 are stored in the descending order of correlation, and are input to the process computer as adjustment items in the next processing condition, and after setting, ductility and / or strength are defined. A method for stabilizing a material of a metal material, comprising: inputting a factor as an adjustment item to the process computer in order from a factor having a high degree of correlation when a value equal to or higher than a pass value is not obtained.
複数の処理工程を経て製造される金属材料について各処理工程毎に処理条件を検知する検出手段と、これらの検出手段によって検出された処理条件データが与えられる材質安定化装置とを有し、
この材質安定化装置は、上記検出手段によって検出された処理条件データを蓄積する処理条件データ蓄積部と、
この処理条件データ蓄積部に蓄積された処理条件データから得られる処理条件を構成している各因子と、各処理工程から出力された段階でサンプリングされ試験されることにより得られる延性および/または強度としての材料特性との散布図を作成する散布図作成部と、
各散布図における上記因子について数値の幅を所定の間隔に分割して階層化する階層化処理部と、
その階層内で材料特性の値の平均値を求め、その平均値に基づいて相関式を算出する相関式算出部と、
有意性のある上記相関式に基づいて、相関の認められた因子を抽出するとともに、その抽出した因子を材質に影響を与える因子として次回の処理条件における調整項目に設定する設定部とを備えてなることを特徴とする金属材料の材質安定化装置。
A detection means for detecting a processing condition for each processing step for a metal material manufactured through a plurality of processing steps, and a material stabilization device to which processing condition data detected by these detection means is given,
The material stabilizing device includes a processing condition data storage unit that stores processing condition data detected by the detection unit,
Each factor constituting the processing condition obtained from the processing condition data stored in the processing condition data storage unit, and ductility and / or strength obtained by sampling and testing at the stage output from each processing step A scatter plot creation unit that creates a scatter plot with material properties as
A hierarchization processing unit that divides a numerical value into a predetermined interval and hierarchizes the above factors in each scatter diagram;
A correlation equation calculation unit that calculates an average value of material property values within the hierarchy and calculates a correlation equation based on the average value;
Based on the above significant correlation equation, a factor with a correlation is extracted, and a setting unit that sets the extracted factor as a factor affecting the material in an adjustment item in the next processing condition is provided. A material stabilization device for a metal material, characterized in that
上記抽出した因子を相関度の高い順に記憶する抽出因子記憶部をさらに有するとともに、上記設定部は、次回の処理条件における調整項目として上記因子を設定した後に延性および/または強度が規定されている合格値以上の値を得られなかった場合に、相関度の高い因子から順番に調整項目に設定するように構成されている請求項4記載の金属材料の材質安定化装置。 In addition to having an extracted factor storage unit that stores the extracted factors in descending order of correlation, the setting unit defines ductility and / or strength after setting the factor as an adjustment item in the next processing condition . The material stabilization device for a metal material according to claim 4, wherein when a value equal to or higher than the pass value is not obtained, the adjustment item is set in order from a factor having a high degree of correlation. 上記因子として、各処理工程に配設されている上記検出手段によって測定される温度,荷重,応力のプロセス因子、製品の成分分析値の成分因子、および前工程によって影響を受ける前工程因子が含まれる請求項4または5記載の金属材料の材質安定化装置。 As the agent, the temperature measured by said detection means are arranged in each processing step, load, process factors of stress, a step factor before the affected component factors component analysis values of the product, and the previous step The material stabilization apparatus of the metal material of Claim 4 or 5 contained.
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