JP6881348B2 - 鋼板の磁気変態率測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、焼鈍炉中の鋼板の磁気変態率測定装置に関するものであり、特に連続焼鈍炉中の鋼板の磁気変態率測定装置に関するものである。

鋼板を高強度・高加工性にするために、鋼板の組織を特定のオーステナイト相（γ相）とフェライト相（α相）の比率にした状態で冷却することが行われている。冷却開始点における各相の比率を把握することは、鋼板の特性を適切に造り込むために有益である。各相の比率を把握するための方法として、磁気検出器、すなわち磁気変態率を測定する装置（磁気変態率測定装置）を用いる方法が知られている（特許文献１、２）。磁気変態率測定装置は、磁場を発生する駆動コイルと、鋼板を透過した磁場を測定する検出コイル（特許文献１）あるいは鋼板で反射した磁場を測定する検出コイル（特許文献２）から構成されている。

特開昭５６−８２４４３号公報 特開昭５９−１８８５０８号公報

鋼の相の比率すなわち変態率を測定することは、従来の技術で述べられているように熱間圧延において有益であるとともに、高強度冷延鋼板の焼鈍過程でも重要となる。かかる焼鈍過程でも、変態率の測定方法として、従来の技術と同じ方法を適用することができると考えられる。

しかし、特許文献１のような方法では、Ｕ字鉄心で構成された磁極に巻回された励磁コイルと、磁束検出器とを鋼板を挟んで配置して、前記励磁コイルと磁束検出器との距離を小さくしなければならないという問題があった。そのため、特許文献１のような方法を焼鈍炉内の鋼板に適用しようとする場合には、９００℃程度までの高温で焼鈍を行う焼鈍炉の中に、鋼板に近接して励磁コイル、検出器等の測定装置を設置しなければならず、装置の冷却が必要で、長期間にわたり安定して炉内へ測定装置を設置することは困難であった。

また、縦型の焼鈍炉のように搬送ロールによって鋼板が上下方向に何度も移送される場合、搬送ロールの磁気的影響を小さくするため、測定装置を炉の高さ方向の中途の位置に設置することが必要となるが、特許文献２のような方法では、重い鉄心を有する測定装置を高温の炉内で支えるために、断面積の大きな部材を必要とし、焼鈍炉の加熱や冷却の妨げとなるほか、高温で焼鈍を行う焼鈍炉の中に測定装置を設置しなければならず、装置の冷却が必要で、長期間にわたり安定して炉内へ測定装置を設置することは困難であった。

また、上記いずれの測定装置も小型であるため、鋼板の幅方向の一部の変態率を測定しており、鋼板の全幅にわたる変態率を測定するものではなかった。そして、上記の測定装置を用いて鋼板の全幅にわたる変態率を測定するためには多数の測定装置を板幅方向に並べて設置する必要があるが、測定装置をこのように設置することは、装置が重く固定が困難となるため不可能であった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、焼鈍炉内の鋼板の磁気変態率を測定するのに好適な鋼板の磁気変態率測定装置を提供することを目的とする。
なお、以下、本発明の鋼板の磁気変態率測定装置を、単に「磁気変態率測定装置」ともいう。

本発明は、前記課題を解決するために、鋼板を幅方向に横断する経路を有する駆動コイルを空芯コイルで構成し、そのコイル面（周回面）の法線が鋼板の長手方向に沿うように配置し、かつ、受信コイルを空芯コイルで構成し、駆動コイルに流した交流電気信号によって電波を発し、鋼板によって反射された電波を受信できるように受信コイルを受信コイルのコイル面が鋼板面に沿うように配置したものである。なお、本明細書において、「鋼板面」とは、鋼板表面のうち、板幅と長手方向を含む面（すなわち側面ではない面）を意味する。

上記構成において、駆動コイルは略長方形の周回経路を有することが好ましい。また、駆動コイルと受信コイルとを、駆動コイルの短辺の長さ以上離して配置することが好ましい。

上記構成において、受信コイルを、駆動コイルの２つの短辺の中央を結ぶ線分を基準として鋼板の進行方向側又は前記進行方向の反対側に配置することが好ましい。

上記構成において、受信コイルを鋼板の近傍に配置することが好ましい。

また、受信コイルと鋼板との距離を１００ｍｍ以内とし、駆動コイルを、鋼板の無い状態や非磁性鋼板を配した状態等の特定の基準状態で受信コイルの信号が小さくなるように、好ましくは前記信号がゼロになるように、傾角を持たせて配置してもよい。

また、上記構成において、受信コイルは鋼板の板幅方向に移動可能であることが好ましい。また、受信コイルを、鋼板の板幅方向に複数配置し、板幅方向の磁気変態率分布が測定できるようにしてもよい。

また、上記構成において、受信コイルの信号を位相成分に分離し、鋼板の磁気変態率とともに電気抵抗率を各々測定可能とすることもできる。

すなわち、本発明は以下の構成を有する。
［１］焼鈍炉内の鋼板の磁気変態率を測定する鋼板の磁気変態率測定装置であって、
コイルに流した交流電気信号によって交流磁場を発生する駆動コイルと、
前記駆動コイルが発生した交流磁場であって、鋼板の性質により変動した交流磁場を受信する受信コイルと、を備え、
前記駆動コイルを、鋼板を幅方向に横断する経路を有する空芯コイルで構成し、かつ、当該駆動コイルのコイル面の法線が鋼板の長手方向に沿うように配置し、
前記受信コイルを、空芯コイルで構成し、かつ、当該受信コイルのコイル面が鋼板面に沿うように配置したことを特徴とする、鋼板の磁気変態率測定装置。
［２］駆動コイルは、略長方形の周回経路を有することを特徴とする、［１］に記載の鋼板の磁気変態率測定装置。
［３］受信コイルと駆動コイルとを駆動コイルの短辺の長さ以上離して配置したことを特徴とする、［２］に記載の鋼板の磁気変態率測定装置。
［４］受信コイルを、駆動コイルの２つの短辺の中央を結ぶ線分を基準として鋼板の進行方向側又は前記進行方向の反対側に配置したことを特徴とする、［２］または［３］に記載の鋼板の磁気変態率測定装置。
［５］受信コイルと鋼板との距離を１００ｍｍ以内としたことを特徴とする、［１］〜［４］のいずれかに記載の鋼板の磁気変態率測定装置。
［６］受信コイルと鋼板との距離を１００ｍｍ以内とし、
受信コイルが受信する、前記駆動コイルが発生した交流磁場であって、鋼板の性質により変動した交流磁場以外の信号が小さくなるように、駆動コイルを当該駆動コイルのコイル面を鋼板の垂直面から傾角を持たせて配置したことを特徴とする、［１］〜［５］のいずれかに記載の鋼板の磁気変態率測定装置。
［７］受信コイルを、鋼板の板幅方向に移動可能としたことを特徴とする、［１］〜［６］のいずれかに記載の鋼板の磁気変態率測定装置。
［８］受信コイルを、鋼板の板幅方向に複数配置したことを特徴とする、［１］〜［７］のいずれかに記載の鋼板の磁気変態率測定装置。
［９］駆動コイルと受信コイルを、縦型焼鈍炉の高さ方向の中途の位置に配置したことを特徴とする、［１］〜［８］のいずれかに記載の鋼板の磁気変態率測定装置。
［１０］受信コイルが受信した信号と予め測定した基準信号とを比較することによって、鋼板の磁気変態率を測定することを特徴とする、［１］〜［９］のいずれかに記載の鋼板の磁気変態率測定装置。
［１１］受信コイルが受信した信号を位相成分に分離し、鋼板の磁気変態率とともに電気抵抗率を測定することを特徴とする、［１］〜［１０］のいずれかに記載の鋼板の磁気変態率測定装置。

本発明によれば、焼鈍炉内の鋼板の磁気変動率を測定するのに好適な鋼板の磁気変動率測定装置を提供することができる。

本発明は、焼鈍炉内の鋼板の磁気変態率を容易に測定するために、駆動コイル（励起コイル）と受信コイルとを鉄芯を用いない空芯コイルとし、駆動コイルは鋼板を幅方向に横断する経路を有するものとしたので、容易に磁気変動率測定装置を焼鈍炉に設置できる。

また、駆動コイルは、当該駆動コイルのコイル面の法線が鋼板の長手方向に沿うようにして、受信コイルは、当該受信コイルのコイル面が鋼板面に沿うようにして、駆動コイルと受信コイルのコイル面同士がほぼ直交するようにしたので、鋼板からの反射信号を明瞭に測定できる。

第６図は、駆動コイルによって生じる鋼板の磁化の様子を示す参考図である。仮に駆動コイルを、駆動コイルの法線が鋼板面と略垂直（駆動コイルのコイル面を鋼板と略平行）とすると、鋼板の磁化が鋼板の板厚分発生することになる。しかし、本発明では、上記のように、駆動コイルを、駆動コイルの法線が鋼板の長手方向に沿うように配置したことで、鋼板の長手方向長距離にわたって鋼板を磁化することができる。これにより、駆動コイルを駆動コイルの法線が鋼板面と略垂直となるように配置するよりも、鋼板が磁化する体積を増やすことができ、鋼板が発する磁束も大きくなり、ひいては受信コイルに発生する信号も大きくなり、受信コイルを空芯コイルで構成しても受信感度を満たすことができる。また、鋼板の長手方向長距離にわたって鋼板が磁化することで反射強度のピークが駆動コイルから離れて発生する（鋼板中のＳ極、Ｎ極相当部分が離れた箇所に発生する）ため、受信コイルと駆動コイルとの距離を離すことができ、駆動コイルから受信コイルへ直接電波が混入することを抑制することができる。

また、駆動コイルは、当該駆動コイルのコイル面の法線が鋼板の長手方向に沿うようにして、受信コイルは、当該受信コイルのコイル面が鋼板面に沿うようにして、駆動コイルと受信コイルのコイル面同士が略直交するように配置したため、鋼板が発する磁束を大きく、かつ、受信コイルの受信感度を高くすることができ、駆動コイルと受信コイルを空芯コイルで構成しても受信感度を満たすことができる。

特に受信コイルは、駆動コイルの２つの短辺の中央を結ぶ線分を基準として鋼板の進行方向側又は前記進行方向の反対側（略長方形に巻いた駆動コイルの短辺中央の鋼板搬送方向延長線上近傍）に配置することで、駆動コイルのコイル面と受信コイルのコイル面がほぼ直交し駆動コイルの電波によって発生する不要な信号を小さく（好ましくは前記不要な信号をゼロに）することで、鋼板からの信号を明瞭に測定できる。ここで、駆動コイルの２つの短辺の中央を結ぶ線分を基準として鋼板の進行方向側又は前記進行方向の反対側とは、受信コイルを駆動コイルの短辺中央の鋼板搬送方向延長線上に厳密に配置する位置に限られず、鋼板からの信号を明瞭に測定できる範囲内で位置誤差を許容してよい。

受信コイルの位置を駆動コイルから離れた位置に配置可能とすることで、駆動コイルの電磁波に起因した鋼板からの反射電波が強い場所に受信コイルを置くことができ、強い信号を測定できる。また、受信コイルが駆動コイルから離れることで駆動コイルによって発生する不要な信号も小さくなり、さらに受信コイルを反射電波が強い鋼板寄りに移動可能とすることで、駆動コイルによって発生する不要な信号の影響を小さくしつつ、強い反射電波の信号を測定できる。

また、受信コイルを鋼板に近付けた際に、駆動コイルのコイル面を鋼板の垂直面（鋼板に対して垂直な方向）から少し傾けることで駆動コイルが受信コイルに発生させる不要な信号を小さく（好ましくは前記不要な信号をゼロに）することができる。受信コイルを鋼板に近付ければ鋼板の磁化による信号変化を明瞭に測定でき、磁気変態率測定装置としての機能をより高めることが可能となる。

さらに、受信コイルに鋼板からの反射電波で発生する信号を、駆動コイルの信号に同期した信号と、９０°位相のずれた信号とに分けることで鋼板の磁気変態率（磁化及び変態率）とともに鋼板の電気抵抗率をそれぞれ測定することが可能となる。

本発明の磁気変態率測定装置の一実施形態を示す外観図である。 図１の磁気変態率測定装置の駆動コイルと受信コイルが配置された領域を拡大して示す拡大図である。 図１の磁気変態率測定装置の側面図（縦方向の切断部端面図）である。 本発明の磁気変態率測定装置の他の実施形態の一例を示す側面図（縦方向の切断部端面図）である。 本発明の磁気変態率測定装置の他の実施形態の一例を示す側面図（縦方向の切断部端面図）である。 駆動コイルによって生じる鋼板の磁化の様子を示す参考図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態の一例について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

本発明の一実施形態では、駆動コイルと受信コイルとを鉄芯を用いない耐熱性の電線を巻いた空芯コイルとし、駆動コイルはセラミックパイプ等の中に電線を通し、受信コイルはセラミックパイプ等を用いて炉中に設置する。これにより格段に耐久性に優れたものとすることができる。

また、駆動コイルは鋼板面に対して直角な方向に周回面を持つようにする。これにより、駆動コイルにより発生する磁場の方向が、駆動コイル面中央で鋼板と平行になるようにしたので、受信コイルを貫く駆動コイルが発した磁束（電波）が小さくなり、受信コイルに発生する駆動コイルからの不要な信号が減り、鋼板からの反射信号が明瞭になる。

特に、受信コイルを駆動コイルの２つの短辺の中央を結ぶ線分を基準として鋼板の進行方向側又は前記進行方向の反対側（駆動コイルの短辺中央の板搬送方向延長線上近傍）に配置することで、駆動コイルから出た電波（磁束）は受信コイルの面と直交し、駆動コイルの電波によって発生する不要な信号がゼロとなって、鋼板からの信号を明瞭に測定できるようになる。

受信コイルを駆動コイルから離れた位置に配置とすることで、鋼板から反射する電波（磁力線）が強い場所に受信コイルを置くことができ、鋼板からの反射電波の信号を明瞭に測定できるようになる。

また、受信コイルを駆動コイルから離して配置することで、駆動コイルによって受信コイルに発生する信号（ノイズ）が小さくなるため、受信コイルを鋼板に近付けて配置して鋼板からの反射電波の信号を大きく測定することで、ノイズの相対強度を下げつつ、反射電波の信号を明瞭に測定できるようになる。

受信コイルを鋼板に近付ければ鋼板からの反射電波による信号は大きいが、受信コイルを鋼板に近付けた際に、駆動コイルのコイル面が鋼板面に対して垂直であると駆動コイルから発した磁束（電波）によって受信コイルに信号が発生し測定の外乱になる。しかし、駆動コイルのコイル面を鋼板の垂直面から少し傾けて配置することで、受信コイルの外乱信号を小さく（好ましくはゼロに）することができ、鋼板からの反射電波による信号のみを測定できるようになる。また、受信コイルを鋼板に近付けることで鋼板からの反射電波による信号はより大きくなる。

受信コイルに鋼板からの反射電波で発生する信号は、鋼板の磁化とともに、電気抵抗の影響を含んでおり、受信コイルの信号を、駆動コイルの信号に同期した信号と９０°位相のずれた信号に分けることで鋼板の磁化及び変態率とともに鋼板の電気抵抗率を測定することができるようになる。

以下に、本発明のより具体的な実施形態の一例について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

第１図は、本発明の鋼板の磁気変態率測定装置の一実施形態（第１の実施形態）を示す外観図であり、第２図は、その駆動コイルと受信コイルが配置された領域を拡大して示した拡大図である。

第１図に示すように、鋼板１は焼鈍炉（連続縦型焼鈍炉）２によって焼鈍される。鋼板１は炉内に設置された通板用ロール３によって方向を変えることで十分な炉内滞在時間で焼鈍される。

第１図に示すように、本実施形態の磁気変態率測定装置は、駆動コイル４と、駆動コイル４に交流電流を供給する電源９と、受信コイル６と、受信コイル６が受信した信号を測定する電圧計１０を備える。

駆動コイル４は空芯コイルで構成される。本実施形態において、駆動コイル４は、耐熱電線を焼鈍炉２の炉幅方向に貫通するセラミックパイプ５を通して構成され、焼鈍炉２の高さ方向の中途の位置に固定されている。

駆動コイル４は、導線が略長方形に巻かれ、略長方形の周回経路を有するように構成されている。ここで略長方形とは、対向する１組の短辺と１組の長辺とを有する形状をいい、長方形のほか、角が丸みを帯びた形状や辺の一部が湾曲した形状等も含む。そして、駆動コイル４は、その長辺が鋼板１を幅方向に横断するように配置されている。

第２図に示すように、駆動コイル４は、駆動コイル４のコイル面４ａの法線Ｎが鋼板１の長手方向に沿うように配置されている。なお、駆動コイル４は、前記法線Ｎが鋼板１の長手方向と平行になるように配置されることが好ましいが、必ずしもこれに限定されない。駆動コイル４は、例えば後述する実施形態のように、受信コイル６が受信する鋼板１からの反射電波以外の信号を小さくするように、法線Ｎを鋼板１の長手方向から傾角を持たせて（駆動コイル４のコイル面４ａを鋼板の垂直面から傾角を持たせて）配置してもよい。この際、例えば、前記法線Ｎを鋼板１の長手方向から（駆動コイル４のコイル面４ａを鋼板の垂直面から）−２５°〜＋２５°、好ましくは−１０°〜＋１０°の傾角を持たせて配置することができる。

受信コイル６は空芯コイルで構成され、駆動コイル４が発した電波が鋼板によって反射された電波を受信可能な位置に配置される。第１図に示すように、本実施形態において、受信コイル６は、後端が焼鈍炉２の炉体から突き出したセラミックパイプ７の先端に設けられたセラミック突起を周回させて構成され駆動コイル４の上方の位置に固定されている。セラミックパイプ７は、任意の受信コイル移動手段８によって焼鈍炉２の炉幅方向に移動可能とされ、受信コイル６を鋼板１の板幅方向に測定位置を変えて磁気変態率を測定できるようにされている。本発明においては、上記のとおり、駆動コイル４、受信コイル６を、鉄芯を用いずに耐熱電線を巻回した空芯コイルで構成したため、従来型の鉄心付コイルよりも軽く、炉の側壁や天井から鉄骨等を使って固定していた従来型の鉄心付コイルよりも設置が容易であり、炉の高さ方向の中途の位置に容易に設置が可能である。

第２図に示すように、受信コイル６は、受信コイル６のコイル面６ａが鋼板面に沿うように配置されている。なお、受信コイル６は、鋼板１からの反射電波の受信強度を高められる点からコイル面６ａが鋼板面と平行になるように配置されることが好ましいが、必ずしもこれに限定されない。受信コイル６を、鋼板１からの反射電波の信号を検出可能な範囲において傾角を持たせて配置してもよい。例えば、受信コイル６のコイル面６ａを鋼板面から−２５°〜＋２５°、好ましくは−１０°〜＋１０°の傾角を持たせて配置することができる。

駆動コイル４は、電源９から供給される交流電気信号によって電波を発する（駆動コイル４は、電源９から供給される交流電気信号によって交流磁場を発生する）。受信コイル６は、駆動コイル４が発した電波が鋼板１で反射された電波（反射電波）を受信する（受信コイル６は、駆動コイル４が発生した交流磁場であって、鋼板１の性質により変動した交流磁場を受信する）。そして、前記受信することで受信コイル６に生じた信号を、電圧計１０で測定する。

鋼板１の磁気変態率は、予め鋼板１の一定温度における平衡状態の磁化における信号を測定しておき、その信号を基準信号として、受信コイル６に生じた信号と基準信号との比率によって、鋼板１の変態した割合を算出することができる。

焼鈍炉２が定常状態で運転されていれば、磁気変態率測定装置が設置された位置での鋼板温度は予め測定しておけば既知であるので、磁気変態率測定装置の測定結果から鋼板１の磁気変態率がわかる。

なお、様々な焼鈍条件での鋼板１の磁気変態率を測定するためには、鋼板１の温度を測定する温度計１１を併設しておけば良い（第１図）。

焼鈍条件は製品の材質を決定するから、焼鈍炉内において鋼板の磁気変態率を測定することで、適切に炉内温度や鋼板１の通板速度を制御することが可能となり、鋼板１の歩留り改善に有益である。

また、焼鈍炉２には、図示しない炉内冷却装置が備わっており、冷却によって鋼板を非平衡な変態状態にすることで高強度鋼板を製造する機能もあり、炉内で鋼板の磁気変態率を知ることは高強度鋼板の製造でも必要である。

次に、第３図を用いて、駆動コイル４と受信コイル６の詳細な構成を説明する。第３図は、第１図の磁気変態率測定装置の側面図（縦方向の切断部端面図）である。

本実施形態の磁気変態率測定装置の駆動コイル４は鋼板１に対して垂直（水平）な方向に周回するコイルで、短辺がＨｄであり鋼板１からは水平方向にＨ離れている。受信コイル６は、駆動コイル４の短辺Ｈｄの中央から垂直かつ鋼板の進行方向側又は前記進行方向の反対側にＬ離れた位置に配置されている。受信コイル６は、長さＬｃで幅Ｗ（第２図参照）を有している。

第３図に示すように、駆動コイル４のコイル面４ａと、受信コイル６のコイル面６ａとは、ほぼ直交させることが好ましい。本実施形態では、受信コイル６は、駆動コイル４の２つの短辺の中央を結ぶ線分Ｔ（第２図参照）の上方に配置されている。ただし、この配置に限定されず、例えば、後述する実施形態のように、受信コイル６と鋼板１との距離、受信コイル６が受信する駆動コイル４からの不要な電波の影響等を考慮し、両者のなす角度を適宜に調整することができる。

第３図に示すように、駆動コイル４に、電源９から交流電流を流すことで、駆動コイル４の発生する磁力線１００の方向に電波１０２が発生する。なお、電波は第３図の上方にも放射されるが略記している。

電波が鋼板１に到達すると鋼板１の磁性と電気抵抗に応じて電気が鋼板１に流れて磁束１０１が発生し、鋼板１からの反射電波が磁束１０１の方向に進行する。この電波が受信コイル６を横切ると電圧が発生する。この電圧による信号は、鋼板１の電磁気的状態によって変化し、その鋼板温度での磁気変態率（フェライト率）が大きければ信号が大きく、小さければ信号が小さくなるので、別途構成した信号値（基準信号等）と比較することで鋼板１の磁気変態率を知ることができる。

第４図は、本発明の他の実施形態（第２の実施形態）を示す側面図（縦方向の切断部端面図）である。ただし、受信コイル固定用セラミックパイプ７等については記載を省略している。

本実施形態では、鋼板１と受信コイル６との距離Ｈｃを小さくして鋼板１からの反射電波をより強く測定できるようにしている。

第５図は、本発明の他の実施形態（第３の実施形態）を示す側面図（縦方向の切断部端面図）である。ただし、受信コイル固定用セラミックパイプ７等については記載を省略している。

駆動コイル４からの電波が受信コイル６入るとノイズ信号が発生してしまうが、本実施形態では、駆動コイル４を傾け、受信コイル６のコイル面６ａと、駆動コイル４の発する電波の進行方向を平行にすることで、受信コイル６（コイル面６ａ）を貫く駆動コイル４による電波とノイズを無くすものである。

第５図に示すように、本実施形態では、駆動コイル４のコイル面４ａを、鋼板の垂直面（水平方向）からθの傾角を持たせて配置している。なお、θの範囲は、上述のとおり、−２５°〜＋２５°、好ましくは−１０°〜＋１０°とすることができる。

かかる構成によれば、駆動コイル４からの不要な電波の影響を低減しつつ、受信コイル６を鋼板１に近付けて配置することで鋼板１からの反射電波の信号を大きく測定でき、鋼板１の反射電波の信号を明瞭に測定できる。

表１に、本発明例の磁気変態率測定装置の構成と、かかる構成により得られた信号（ノイズ信号比）を示す。なお、本発明の磁気変態率測定装置は、以下の発明例に限定されるものではない。

本発明のように駆動コイル４が電波を発していると、その電波が直接受信コイル６に入り、その信号がノイズとなって測定精度を低下させるため、受信コイル６の信号を駆動コイル４の電圧信号Ｖｄと鋼板からの反射電波の信号Ｖｃに分け、その比率Ｖｄ÷Ｖｃでノイズと信号の比率として性能の指標とした。このノイズ信号比率が小さい程、必要な鋼板からの信号Ｖｃが大きく、優れた特性であることになる。

表１中、発明例１の磁気変動率測定装置は、上記第１の実施形態において、Ｈ、Ｈｄ、Ｈｃ、Ｌｃ、Ｌ、Ｗ、駆動コイルの巻数、受信コイルの巻数を、それぞれ表１に示す値としたものである。

また、表１中、従来例１の磁気変動率測定装置は、特許文献２の第２図の磁気変態率測定装置である。なお、従来例１の磁気変動率測定装置は、発明例１の磁気変動率測定装置を設置した位置と同じ位置に設置した。

その結果、従来例１では、磁気変態率測定装置の重量と炉内が高温であることが影響し、２週間で支柱がやや曲がり、冷却水配管からの漏水によって測定が維持できなかった。これに対して発明例１の磁気変態率測定装置は３カ月を経ても問題を生じなかった。

また、従来例１の磁気変態率測定装置は断熱材と冷却配管で占有体積が大きく板幅中央一ヵ所にしか設置できなかったが、発明例１の磁気変態率測定装置では板幅方向に受信コイルを移動させることで鋼板１の幅方向の全幅にわたる磁気変態率を測定することができた。

発明例１の磁気変態率測定装置を備える前の高強度鋼板の製造において製品歩留りは、８５％であったが、発明例１の磁気変態率測定装置を設置して磁気変態率を測定し、焼鈍温度設定と通板速度を制御することで製品歩留りは９９％となった。

なお、本発明では、受信コイルは軽量であるから受信コイルを鋼板の幅方向に複数設置して鋼板の幅方向の磁気変態率の分布を同時に測定しても良い。

表１中、発明例２の磁気変態率測定装置は、駆動コイル４と受信コイル６の距離Ｌを３００ｍｍとしたものである。

第６図で示した通り、反射電波のピークは鋼板の磁化に沿って遠方に生じるが、駆動コイル４と受信コイル６の距離が大きくなり過ぎると、鋼板からの反射電波のピークを通り過ぎてしまう。したがって駆動コイル４からの電波が弱くなり反射電波が小さくなるため、ノイズ信号比率が若干大きくなるが十分に磁気変態率を測定できた。

表１中、発明例３、４は、発明例１よりもＬを小さくし、駆動コイル４と受信コイル６を近付けたものである。駆動コイル４と受信コイル６の距離が近くなると駆動コイル４からのノイズ信号が大きくなる傾向となる。これは反射電波のピークより近くに受信コイル６が設置されて反射電波の大きさが十分ではなかったためと推定される。反射波の空間的広がり（減衰）は駆動コイル４と鋼板１の位置関係により、Ｈｄが大きくなる程反射電波のピークは遠方に生じる傾向にあるため、反射電波のピーク近傍に受信コイルを設置するにはＬ÷Ｈｄが適切な寸法指標である。なお、Ｌ÷Ｈｄは１以上が好ましい。すなわち、受信コイル６と駆動コイル４との距離Ｌは、駆動コイル４の短辺Ｈｄの長さ以上であることが好ましい。

表１中、発明例５の磁気変動率測定装置は、上記第２の実施形態において、Ｈ、Ｈｄ、Ｈｃ、Ｌｃ、Ｌ、Ｗ、駆動コイルの巻数、受信コイルの巻数を、それぞれ表１に示す値としたものである。すなわち、発明例５は、鋼板１と受信コイル６との距離Ｈｃを１００ｍｍとし、鋼板１と受信コイル６とを近づけて配置したものである。この構成で、鋼板１からの反射電波の信号を大きく測定でき、かつノイズ信号比率は十分に小さく発明例１、２と同程度の性能を有した。

表１中、発明例６の磁気変動率測定装置は、上記第３の実施形態において、Ｈ、Ｈｄ、Ｈｃ、Ｌｃ、Ｌ、Ｗ、駆動コイルの巻数、受信コイルの巻数を、それぞれ表１に示す値とし、かつ、駆動コイル４のコイル面４ａを、鋼板の垂直面（水平方向）から１１°の傾角を持たせて配置した例である。この構成で、鋼板１からの反射電波の信号を大きく測定でき、かつ発明例５からさらにノイズ信号比率を小さくすることができた。

なお、発明例２〜６の磁気変態率測定装置を発明例１の磁気変動率測定装置と同じ位置に設置したところ、発明例２〜６の磁気変態率測定装置は、発明例１の磁気変態率測定装置と同様に、設置してから３カ月を経ても測定を維持できた。

１ 鋼板
２ 焼鈍炉
３ 通板用ロール
４ 駆動コイル
５ 駆動コイル固定用セラミックパイプ
６ 受信コイル
７ 受信コイル固定用セラミックパイプ
８ 受信コイル移動手段
９ 電源
１０ 電圧計
１１ 温度計
１００ 駆動コイルの発する磁束（磁力線）
１０１ 鋼板の発する磁束（磁力線）
１０２ 電波

Claims (11)

1. 焼鈍炉内の鋼板の磁気変態率を測定する鋼板の磁気変態率測定装置であって、
   コイルに流した交流電気信号によって交流磁場を発生する駆動コイルと、
   前記駆動コイルが発生した交流磁場であって、鋼板の性質により変動した交流磁場を受信する受信コイルと、を備え、
   前記駆動コイルを、鋼板を幅方向に横断する経路を有する空芯コイルで構成し、かつ、当該駆動コイルのコイル面の法線が鋼板の長手方向に沿うように配置し、
   前記受信コイルを、空芯コイルで構成し、かつ、当該受信コイルのコイル面が鋼板面に沿うように配置したことを特徴とする、鋼板の磁気変態率測定装置。
2. 駆動コイルは、略長方形の周回経路を有することを特徴とする、請求項１に記載の鋼板の磁気変態率測定装置。
3. 受信コイルと駆動コイルとを駆動コイルの短辺の長さ以上離して配置したことを特徴とする、請求項２に記載の鋼板の磁気変態率測定装置。
4. 受信コイルを、駆動コイルの２つの短辺の中央を結ぶ線分を基準として鋼板の進行方向側又は前記進行方向の反対側に配置したことを特徴とする、請求項２または３に記載の鋼板の磁気変態率測定装置。
5. 受信コイルと鋼板との距離を１００ｍｍ以内としたことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の鋼板の磁気変態率測定装置。
6. 受信コイルと鋼板との距離を１００ｍｍ以内とし、
   受信コイルが受信する、前記駆動コイルが発生した交流磁場であって、鋼板の性質により変動した交流磁場以外の信号が小さくなるように、駆動コイルを当該駆動コイルのコイル面を鋼板の垂直面から傾角を持たせて配置したことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の鋼板の磁気変態率測定装置。
7. 受信コイルを、鋼板の板幅方向に移動可能としたことを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の鋼板の磁気変態率測定装置。
8. 受信コイルを、鋼板の板幅方向に複数配置したことを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の鋼板の磁気変態率測定装置。
9. 駆動コイルと受信コイルを、縦型焼鈍炉の高さ方向の中途の位置に配置したことを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の鋼板の磁気変態率測定装置。
10. 受信コイルが受信した信号と予め測定した基準信号とを比較することによって、鋼板の磁気変態率を測定することを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の鋼板の磁気変態率測定装置。
11. 受信コイルが受信した信号を位相成分に分離し、鋼板の磁気変態率とともに鋼板の電気抵抗率を測定することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の鋼板の磁気変態率測定装置。

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