JPH0368850A - 鋼材のＳｉ濃度測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、Ｓｉ濃度が問題になるようなｊｉ４４４の製
造、特にオンラインによる　６．５％鋼板の製造におい
て、鋼板のＳｉ濃度を連続して測定する方法及び装置に
関するものである。

［従来の技術］ 従来は、鋼板の磁気特性、したがってＳｉ濃度の７ｉｐ
＋定方法としてＪＩＳ　Ｃ＝２５５０で規定されている
エプスタイン試験法があるが、試料の採取を必要とする
オフライン試験であるため、Ａ１１Ｊ定値を製造ライン
に迅速に反映させることが困難であった。

また、オンラインで磁気特性をａｌｌｌ定する装置とし
て、例えば、特開昭４９−６９９１号公報によって知ら
れているように、移動する鋼板を覆うように角筒状の鉄
心コアを設け、励磁コイルと検出コイルにより起磁力と
磁束密度の関係を示したＢ−Ｈカーブを作成し、最大透
磁率や保磁力等を求める方法が実施されている。

しかしながら、このような方法で磁気特性を求める場合
には、あらかじめＢ−Ｈカーブを作成し、それに基づい
て最大透磁率等を求めなければならず、高価な演算装置
を必要とするという問題があった。

また、鋼板の製造ラインの操業条件を決定するためには
、板幅方向の磁気特性の分布を７ｉｐ＋定することが必
要であるが、この方法では、検出ヘッドが鋼板全体を覆
う構造になっているため、鋼板の局所的な磁気特性を測
定することは不可能であった。

そこで、本発明の発明者等は、低周波励磁コイルが巻か
れたＵ字形コアの両脚部に互いに逆極性となるように高
周波励磁コイルを巻装し、両脚部の間に検出コイルを設
けた検出ヘッドをＳｉ濃度の高い鋼材に近接して設置し
、検出コイルの出力を振幅検波したのち微分した出力の
ピーク値、又は上記の振幅検波した出力のピーク値を検
波し、この検波出力により鋼材の磁気特性を測定する方
法を開発し、特願平１−１３２６７１号として特許出願
した。

［発明か解決しようとする課題］ 上記の方法は、鋼材の磁気特性をオンランで測定できる
、鋼材の局所的な磁気特性を測定できるなど、鋼材の品
質保証の面できわめて有効である。

しかしながら、鋼材の最大透磁率がＳｉ濃度６６５％付
近で最大値を示すため、磁気測定の出力値とＳｉ濃度と
の関係は、第９図に示すように出力値はＳｉ濃度６．５
％付近で最大となり上に凸な特性となる。このため、磁
気特性の出力値とＳｉ濃度との関係が１：］とならず、
これらからＳｔ濃度を推定することは困難であった。

本発明は、上記の課題を解決すべくなされたもので、Ｓ
ｉ鋼板の電気抵抗とＳｉ濃度とが、Ｓｉ濃度が１０％以
下では１：１の関係にあることに着目し、鋼板の電気抵
抗を鋼板移動中に測定することにより、オンラインで鋼
板のＳｉ濃度を容易に測定することのできる方法及び装
置を得ることを目的としたものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係る鋼材のＳｉ濃度測定方法は、（１）少なく
とも一対の通電用電極と一対の電圧測定用電極とを被ａ
ｌ定鋼材に接触して追従させ、前記通電用電極に通電し
て電圧Ａｐｊ定用重用電極り被測定鋼材の電気抵抗を測
定し、その抵抗値から前記披７１Ｐ＋定鋼材のＳｉ濃度
を算出する方法。

（２〉上記（１）において、通電用電極及び電圧測定用
電極は針状に形成され、移動中の鋼材に一定圧力でそれ
ぞれ１点に接触して追従する方法。

（３）、上記（１）又は（２）において、前記１１１１
１定された抵抗値は、同時に測定した通電電流値で正規
化すると共に、同峙に測定した鋼材の板厚値と温度値に
より補正し、抵抗値と鋼材のＳｉ濃度との関係から被測
定鋼材のＳｉ濃度を算出する方法。及び、 （４）上記〈１）〜（３）の何れかにおいて、あらかじ
め鋼材のエツジ効果の補正１Ｉｉｌ線を演算装置に記憶
させておき、エツジ部付近の抵抗値を補正して披ａｐ＋
定鋼材の幅方向の５ｉ７濃度を測定する方法に関するも
のである。

また、上記方法を実施するための装置は、（５）少なく
とも一対の通電用電極と一対の電圧測定用電極とを有す
る検出手段と、前記通電用電極に通電する手段、該通電
電流の電圧を検出する手段及び該電圧を増幅して出力す
る手段と、前記電圧ｄＰｊ定用重用電極出した電圧を増
幅して出力する手段とを備えた装置。

（６）上記〈５〉の装置において、下面に少なくとも各
一対の通電用電極と電圧ＪＩＩＪ定用電極用電極度検出
用センサが設けられた電極部と、該電極部の外周に設け
られた非滑動部材とを有する検出ヘッドを備えたもの、
及び （７）上記（５）又は（６）の装置において、駆動源に
駆動されて上下に摺動する支持部材と、検出ヘッドか連
結され前記支持部材に支持されて水車方向に移動する可
動部材と、該可動部材の前進限及び後退限を検出する手
段と、前記可動部材が自由状態のときは該可動部材を後
退限に位置させる手段とからなる検出ヘッド駆動装置を
備えたものである。

［作用］ 通電用電極と電圧ｉＰＪ定用重用電極なる４探針が一定
圧力で被測定鋼材に接触し、これら電極を含む検出ヘッ
ドが被測定鋼材に追従して移動することにより、被ａｐ
ｌ定鋼材の抵抗値をオンラインでδＩＩＪ定し、これに
よりＳｉ濃度を７１ＰＩ定する。

また、通電電流値を測定して抵抗値を正規化し、さらに
彼／ＩｐＪ定鋼材の板厚値及び温度値により被測定鋼材
の抵抗値が変化するので、それぞれをＪｌ１１定して補
正すうろことにより、被測定鋼材のＳ　ｉ　ａＦＪ度を
高精度で７１１１Ｊ定することができる。

さらに、被測定鋼材のエツジ効果を補正することにより
、幅方向のＳｉ濃度を正確に測定することができる。

［実施例］ 第１図は本発明実施例の原理的構成図である。

図において、１は被測定鋼板で、摩擦係数の小さいテフ
ロン（商標）製テーブル２の上に滑動可能に載置されて
いる。３は検出ヘッドで、通電用電極４ａ、４ｂと電圧
測定用電極５ａ、５ｂからなる４探針を備えており、こ
れら電極４ａ、４ｂ、５ａ、５ｂは被測定Ｍ　＋Ｊ’　
１に接触している。６は定電圧電源、７はシャント抵抗
、８，９は増幅器である。

上記のような装置において、通電用電極４ａ、４ｂ間に
電源７より電流Ｉを流すと、この電流Ｉに対応した電圧
がシャント抵抗７から取出され、増幅器８で増幅されて
例えばモニタへ出力する。一方、電圧測定用電極５ａ、
５ｂは画電極５ａ、５ｂ間の電圧を険出し、増幅器９で
増福して出力する。

いま、被７Ｉｐｊ定鋼板１が無限平面でかつ−様な鋼板
であるとした場合、電極４ａ、５ａ聞及び４ｂ、５ｂ間
の距離をそれぞれρ、電極５ａ、５ｂ間の距離をＬとす
ると、被測定鋼板１の抵抗値ρは次式で与えられる。な
お、ｔは被ＡＰＩ定鋼板１の厚さである。

ρとＶは正比例するので、電流Ｉに対応した電圧を出力
Ｏで正規化することにより、出力０１から鋼板１の抵抗
値を測定することができる。

第２図はＳｉ濃度と電気比抵抗との関係を示す線図であ
る。図から明らかなように、Ｓ　ｉ　１９度１０％以下
では明らかにＳｉ濃度と電気比抵抗との間には１：１の
関係があり、鋼板１の電気抵抗を測定することにより、
６．５％付近のＳｉ濃度を測定することができる。なお
、本発明装置は定電流ａａ＋定なので、Ｖ−ＲＩで求め
られる抵抗値と物質固有の比抵抗値とは等価である。

ところが、抵抗値ρは板厚ｔによっても変化するので、
水抵抗ａｐｊ定に際しては、オンラインで鋼板１の板厚
ｔをｄｐｊ定して出力０１を補正する。さらに、抵抗値
ρは鋼板ｌの温度によっても変化するので、同時に鋼板
１の温度を測定して出力０１の補正を行なうが、Ｓｉ濃
度が６．５％付近では抵抗の温度係数は第３図に示すよ
うにほぼ４　Ｘ　１０−’一定なので、この値を用いて
補正することができる。

第４図に板厚ｔおよび温度を補正した後の鋼板１の抵抗
値とＳｉ濃度との関係を示す。図から明らかなように、
本発明によれば６．５％Ｓｉ鋼材のＳｉ濃度を正確に測
定することができる。

第５図（ａ）は本発明に係る検出ヘッドの実施例の概要
を示す平面図、（ｂ）は縦断面図、第６図は電極の配置
例を示す拡大底面図である。両図において、１０は例え
ばガラスエポキシ樹脂等からなる検出ヘッド３の電極部
で、電極４ａ〜５ｂ２と、温度測定用サーミスタ１１が
取付けられている。電極４ａ〜５ｂ２を電極部ｌＯの幅
方向に３系列並設したのは、１４、Ｅｌの幅方向のＳｉ
濃度の分布を測定するためである。１２は検出ヘッド３
の下面外周に装着されたすべり止めゴム、１３は後述の
検出ヘッド駆動装置への連結部、１４はコネクタである
。

上記のように構成した検出ヘッド３は、自重により一定
圧力で鋼板１上に載置され、各電極が鋼板１に接触した
状態ですべり止めゴム１２により鋼板１に密着し、移動
中の鋼板１に追従して移動する。

第７図は検出ヘッド駆動装置の実施例を示す説明図であ
る。２１はフレームで、下部に設けた案内部２２には逆
Ｔ字状の支持部材２６の脚部２７が上下に摺動可能に連
結されており、この支持部材２Ｂはフレーム２１に取付
けられた油圧シリンダ２５の如き駆動源のアクチエータ
に、プーリ２４に掛けられたワイヤ２３により連結され
ている。２９は支持部材２６の腕部２８に水平に取付け
られた案内棒で、可動部材３０が摺動可能に装着されて
おり、この可動部材３０にはプーリ３３．３４に掛けら
れたワイヤ３２の一端が固定され、ワイヤ３２の他端に
は復帰用ウェイト３５が取付けられている。３１は可動
部材３０に設けられた検出ヘッド３の連結部である。３
６は可動部材３１の前進限を検出する例えばマイクロス
イッチの如き検出器、３７は可動部材３１の後退限を検
出する例えばマイクロスイッチの如き検出器である。な
お、この検出器３６．３７には近接スイッチその他の手
段を用いてもよい。

次に、上記のように構成した検出ヘッド駆動装置２０の
作用を説明する。先ず、連結部３１に検出ヘッド３を連
結する。ついで油圧シリンダ２５のアクチエータを後退
させて、支持部材２６を上限位置まで上昇させる。この
とき、可動部材３１は自由状態になるため復帰用ウェイ
ト３５により後退させられ、後退限に位置している。測
定開始で支持部材２Ｂ、したがって検出ヘッド３を下降
させる。支持部材２６が下限位置に到達して検出ヘッド
３が移動中の鋼板１に接すると、各電極が鋼板１に接触
し、検出ヘッド３は鋼板１の移動に追従して前進する。

可動部材２６が前進限の検出器３６に接すると、支持部
材２６は油圧シリンダ２５により上昇を始め、検出ヘッ
ド３が鋼材１から離れると復帰用ウェイト３５により後
退し、初期状態に戻る。このような動作をくり返して行
ない、検出ヘッド３が鋼板１に接している間に抵抗ＪＦ
Ｉ定と温度測定を行なう。

ところで、本発明装置により鋼板１のエツジ付近に電極
を位置させて電圧の測定を行なうと、第８図に示すよう
に鋼板のエツジ効果によりエツジ付近の電圧が他の部分
より高い値を示す。そこで本発明においては補正曲線を
あらかじめ演算装置に記憶させておき、エツジ付近の；
Ｉｐ＋定値を補正してＳｉ濃度を算出するようにした。

これにより鋼板１の全幅方向に亘って正確に８１濃度を
ＡＰＩ定することができる（第８図は厚さ０．２１開の
鋼板の幅方向の電圧を測定したものである）。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明は長平方向に移
動する被測定鋼材のＳｉ濃度をオンラインで測定するこ
とができ、また、生産ラインにおける被測定鋼材の幅方
向のＳｉ濃度の分布もエツジ効果を校正することにより
正確に測定することができる。このため、操業条件の決
定、品質保証等に対して高い効果が得られ、生産性を向
上させることができる等、実施による効果大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の原理的構成図、第２図は珪素鉄
のＳｉ濃度と電気比抵抗との関係を示す線図、第３図は
珪素鉄のＳｉ濃度と平均温度係数との関係を示す線図、
第４図は本発明によって検出した抵抗値とＳｉ濃度との
関係を示す線図、第５図（ａ）は本発明に係る検出ヘッ
ドの実施例の平面図、（ｂ）はその縦断面図、第６図は
電極の配置例を示す検出ヘッドの底面図、第７図は検出
ヘッド駆動装置の実施例の正面図、第８図は鋼板のエツ
ジ効果を示す線図、第９図は従来の磁気ａＰ１定出力と
Ｓｉ濃度との関係を示す線図である。 １：被測定鋼板、３：検出ヘッド、４ａ、４ｂ　：通電
用電極、５ａ、５ｂ　：電圧測定用電極、６：電源、７
：シャント抵抗、８，９：増幅器、１０：電極部、１１
：サーミスタ、１２：すベリ止め用ゴム、２０：検出ヘ
ッド駆動装置、２５：油圧シリンダ、２６：支持部材、
３０：可動部材、３５：復帰用ウェイト、３６：前進限
検出用マイクロスイッチ、３７：後退限検出用マイクロ
スイッチ。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）長手方向に移動している鋼材のＳｉ濃度を測定す
   る方法において、 少なくとも一対の通電用電極と一対の電圧測定用電極と
   を被測定鋼材に接触して追従させ、前記通電用電極に通
   電して電圧測定用電極により被測定鋼材の電気抵抗を測
   定し、その抵抗値から前記被測定鋼材のＳｉ濃度を算出
   することを特徴とする鋼材のＳｉ濃度測定方法。
2. （２）通電用電極及び電圧測定用電極は針状に形成され
   、移動中の鋼材に一定圧力でそれぞれ１点に接触して追
   従することを特徴とする請求項１記載の鋼材のＳｉ濃度
   測定方法。
3. （３）前記測定された抵抗値は、同時に測定した通電電
   流値で正規化すると共に、同時に測定した鋼材の板厚値
   と温度値とにより補正し、抵抗値と鋼材のＳｉ濃度との
   関係から被測定鋼材のＳｉ濃度を算出することを特徴と
   する請求項１又は２記載の鋼材のＳｉ濃度測定方法。
4. （４）あらかじめ鋼材のエッジ効果の補正曲線を演算装
   置に記憶させておき、エッジ部付近の抵抗値を補正して
   被測定鋼材の幅方向のＳｉ濃度を測定することを特徴と
   する請求項１、２、３の何れかに記載の鋼材のＳｉ濃度
   測定方法。
5. （５）長手方向に移動している鋼材のＳｉ濃度を測定す
   る装置において、 少なくとも一対の通電用電極と一対の電圧測定用電極と
   を有する検出手段と、 前記通電用電極に通電する手段、該通電電流の電圧を検
   出する手段及び該電圧を増幅して出力する手段と、 前記電圧測定用電極で検出した電圧を増幅して出力する
   手段とを備えたことを特徴とする鋼材のＳｉ濃度測定装
   置。
6. （６）下面に少なくとも各一対の通電用電極と電圧測定
   用電極及び温度検出用センサが設けられた電極部と、該
   電極部の外周に設けられた非滑動部材とを有する検出ヘ
   ッドを備えたことを特徴とする請求項５記載の鋼材のＳ
   ｉ濃度測定装置。
7. （７）駆動源に駆動されて上下に摺動する支持部材と、
   検出ヘッドが連結され前記支持部材に支持されて水平方
   向に移動する可動部材と、該可動部材の前進限及び後退
   限を検出する手段と、前記可動部材が自由状態のときは
   該可動部材を後退限に位置させる手段とからなる検出ヘ
   ッド駆動装置を備えたことを特徴とする請求項５又は６
   記載の鋼材のＳｉ濃度測定装置。