JPH07128295A

JPH07128295A - 鋼板の結晶粒径測定方法

Info

Publication number: JPH07128295A
Application number: JP26250293A
Authority: JP
Inventors: Toshiyuki Yanai; 敏志柳井; Akio Arai; 明男新井; Akio Suzuki; 紀生鈴木; Katsuya Takaoka; 克也高岡
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1993-10-20
Filing date: 1993-10-20
Publication date: 1995-05-19

Abstract

(57)【要約】【目的】被測定鋼板が搬送中であっても、搬送にとも
なう鋼板の振動に起因する測定誤差を生じることなくそ
の鋼板の結晶粒径を間接測定することができるようにす
る。【構成】コアに鋼板磁化用の励磁コイルと磁化状態検
出用の検出コイルとを施してなる磁気センサを、被測定
鋼板上にこれと間隔（リフトオフ）を有して位置させ、
その磁気センサの励磁コイルを渦電流損の顕著な４００
Ｈｚの高周波数とヒステリシス損の顕著な５０Ｈｚの低
周波数との二つの励磁周波数を使用して励磁する。この
高周波数励磁及び低周波数励磁における検出コイルの各
インピーダンス値を用いてリフトオフや渦電流による影
響を除去した評価値を求め、被測定鋼板の保磁力に相当
する値を表すこの評価値に基づいて被測定鋼板の結晶粒
径を間接測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、鋼板製造工程におけ
る搬送中の鋼板の結晶粒径を、鋼板上にこれと間隔を有
して位置される磁気センサを用いてその鋼板の保磁力に
相当する値を求めることで間接測定するに際し、搬送に
ともなう鋼板の振動に起因する測定誤差を生じることな
くその鋼板の結晶粒径を間接測定できるようにした、鋼
板の結晶粒径測定方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】製鉄所の鋼板製造ラインでは、連続的に
搬送されている熱延鋼板や冷延鋼板等の鋼板の機械的性
質をその鋼板全長にわたってオンラインにて正確に推定
できるようにすることが要望されている。鋼板の機械的
性質を推定する重要なパラメータの一つに鋼板の結晶粒
径があり、この結晶粒径の逆数は、鋼板の保磁力に比例
する関係にあることが知られている。

【０００３】そこで、本発明者らの一部の者は、後述す
る非接触式の磁気センサを用いて鋼板の保磁力に相当す
る値を求め、その保磁力相当値が前述したように結晶粒
径の逆数に比例する関係にあることを利用してその鋼板
の結晶粒径を求めることで、非破壊にて結晶粒径の間接
測定を行うようにした方法について、先に文献に開示し
ている（第３１回計測自動制御学会学術講演予稿集，６
５５〜６５６頁，１９９２年）。

【０００４】図９は、従来の結晶粒径測定方法の実施に
際して鋼板の保磁力相当値を求めるために用いられる装
置の一例を示す構成説明図であり、図１０は図９に示す
装置の動作説明のための図である。図９において、１は
被測定鋼板の上方にその鋼板に対し間隙を有して位置さ
れる磁気センサである。この磁気センサ１は、Ｕ字型コ
ア２の両脚部の各々にコイルを施して、交流の励磁電流
が流されることで磁束が、交互に、一方のコア脚部磁極
面から出て被測定鋼板中を通って他方のコア脚部磁極面
へ入るように前記コイルを直列に接続して励磁コイル３
ａ，３ｂとし、さらにコア中央部に検出コイル４を施し
てなるものである。なお、磁気センサと被測定鋼板との
間隔距離は、リフトオフと呼ばれている。

【０００５】５は信号発生器である。この信号発生器５
は、電流増幅器（図示省略）および励磁電流検出用のシ
ャント抵抗６を介して、励磁コイル３ａ，３ｂに正弦波
の励磁電流を流すためのものであり、励磁電流の周波数
は、この例では５０Ｈｚである。７は信号処理ユニット
であり、信号処理ユニット７は、磁気センサ１の検出コ
イル４に誘起された電圧とシャント抵抗６にて検出され
た励磁電流とを入力として、後述する信号処理を行うこ
とで被測定鋼板の保磁力相当値を検出するものである。

【０００６】次に前記装置を用いて行われる鋼板の保磁
力相当値の検出方法について説明する。レーリーループ
領域でのＢ−Ｈ曲線（磁束密度Ｂと磁場Ｈとの関係を表
す磁化曲線）は、磁束密度のゼロクロス付近で勾配が最
も急になっている。また、励磁コイル３ａ，３ｂには正
弦波の励磁電流が流されるので、磁場強さのゼロ付近で
は磁場の強さは時間に比例して変化する。保磁力は、磁
束密度がゼロクロスする時の磁場の強さである。そこ
で、磁束密度の時間微分である検出コイル４の出力（図
１０の（ａ）参照）がピーク値をとった時点を検知し、
図１０の（ｂ）に示すように、その時点の励磁電流値を
検出して鋼板の保磁力に相当する値を求めるようになさ
れている。

【０００７】そして、予め、複数のサンプル用鋼板の各
々についてその結晶粒径を実測するとともに、前述した
方法により保磁力相当値を求めて、熱延鋼板等の測定対
象鋼板における鋼板の保磁力相当値と結晶粒径の逆数と
の比例直線関係を表す実験式（回帰式）を作成してお
く。しかる後、結晶粒径が未知の被測定鋼板について前
述した方法によりその保磁力相当値を求め、求めた保磁
力相当値を前記実験式に代入してその被測定鋼板の結晶
粒径を算出し、これによってその被測定鋼板の結晶粒径
を間接測定するようになされている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、搬送中の鋼
板についてその結晶粒径測定を実施する過程において、
前述した従来の方法では、後述する原因により鋼板の保
磁力相当値に測定誤差が生じるため、結晶粒径の測定結
果に比較的大きな誤差が生じるという問題点があること
が判明した。

【０００９】すなわち、鋼板の搬送にともなうその鋼板
の振動に起因してリフトオフ（磁気センサと鋼板との間
隔距離）が変化すると、鋼板中の磁束が増減することに
よって鋼板に誘起される渦電流に増減変動が生じる。渦
電流は磁気センサの励磁電流に対し位相が９０度異なる
電圧を検出コイルに誘起するものであり、この渦電流の
増減変動により励磁電流に対して検出コイルの出力電圧
（誘起電圧）の位相が変化することが、従来方法におけ
る鋼板の保磁力相当値に誤差が含まれる原因となってい
る。

【００１０】図１１は、従来方法における鋼板振動によ
るリフトオフの変化と測定された保磁力相当値との関係
を示す図である。同図には、磁気センサに対して鋼板を
間隔０．３ｍｍで静置させた状態を基準として鋼板を振
動させた時に、変位計によって測定されたリフトオフの
時間的変化、測定された保磁力相当値の時間的変化、及
びリフトオフの時間微分の時間的変化を示している。同
図では、測定された保磁力相当値の変化は、リフトオフ
の時間微分の変化と良く対応しており、このことは前述
したように、鋼板の搬送にともなうその鋼板の振動に起
因してリフトオフが変化し、これにより鋼板中の磁束が
増減変化することで渦電流に増減変動が生じ、このため
に励磁電流に対して検出コイル誘起電圧の位相が変化す
ることで、鋼板の保磁力相当値に誤差が生じることを示
している。

【００１１】この発明は、前記従来の問題点を解消する
ためになされたものであって、搬送中の鋼板の結晶粒径
を、鋼板上にこれと間隔を有して位置される磁気センサ
を用いてその鋼板の保磁力に相当する値を求めることで
間接測定するに際し、搬送にともなう鋼板の振動に起因
する測定誤差を生じることなくその鋼板の結晶粒径を間
接測定することができる、鋼板の結晶粒径測定方法の提
供を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、この発明による鋼板の結晶粒径測定方法は、予
め、複数のサンプル用鋼板の各々についてその結晶粒径
を実測するとともに、下記（イ）〜（ハ）の手順により
その鋼板の保磁力に相当する値を表す評価値を求めて、
熱延鋼板等の測定対象鋼板における鋼板の評価値と結晶
粒径との関係を表す実験式を作成しておき、しかる後、
結晶粒径が未知の被測定鋼板について下記（イ）〜
（ハ）の手順によりその評価値を求め、求めた評価値と
前記実験式とからその被測定鋼板の結晶粒径を求めて間
接測定することを特徴とする。（イ）コアに鋼板磁化用の励磁コイルと磁化状態検出
用の検出コイルとを施してなる磁気センサを、鋼板の上
にこれと間隔を有して位置させ、励磁コイルに渦電流損
の顕著な高周波数の励磁電流を流し、この高周波数励磁
における検出コイルの正規化インピーダンス値を求める
とともに、励磁コイルにヒステリシス損の顕著な低周波
数の励磁電流を流し、この低周波数励磁における検出コ
イルの正規化インピーダンス値を求めること、（ロ）
前記高周波数励磁における検出コイルの正規化インピー
ダンス値に基づいて、その鋼板の保磁力がゼロと仮定し
た場合の、インピーダンス平面上において虚軸上に中心
点を有し半円をなす検出コイルのインピーダンス半円軌
跡を求めること、（ハ）前記インピーダンス半円軌跡
の上半分部分が前記低周波数励磁における検出コイルの
正規化インピーダンス値の点を通るようにした歪み円弧
軌跡が虚軸と交わる点と前記インピーダンス半円軌跡の
虚軸と交わる反原点側交点との間隔値を求め、この間隔
値を前記インピーダンス半円軌跡の半径で正規化した値
を評価値として求めること。

【００１３】

【作用】この発明による鋼板の結晶粒径測定方法による
と、コアに鋼板磁化用の励磁コイルと磁化状態検出用の
検出コイルとを施してなる磁気センサを、被測定鋼板上
にこれと間隔（リフトオフ）を有して位置させ、その磁
気センサの励磁コイルを渦電流損の顕著な高周波数とヒ
ステリシス損の顕著な低周波数との二つの励磁周波数を
使用して励磁し、この高周波数励磁及び低周波数励磁に
おける検出コイルの各インピーダンス値を用いてリフト
オフや渦電流による影響を除去した評価値を求め、被測
定鋼板の保磁力に相当する値を表すこの評価値に基づい
て被測定鋼板の結晶粒径を間接測定するという構成によ
り、被測定鋼板が搬送中であっても、搬送にともなう鋼
板の振動に起因する測定誤差を生じることなくその鋼板
の結晶粒径を間接測定することができる。

【００１４】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明の実施例を説
明する。まず、この発明による方法の原理を説明する。
図１はこの発明による方法の実施に用いられる磁気セン
サの構成説明図、図２は磁気センサの検出コイルのイン
ピーダンスの測定に使用する装置の基本構成を示すブロ
ック図である。なお、図１に示す磁気センサについて
は、前述した図９に示すそれと同じであるからその説明
を省略する。

【００１５】鋼板の上に間隔を有して位置させた磁気セ
ンサ１の検出コイル４のインピーダンスの測定に使用す
る装置は、図２に示すように、信号発生器１１から正弦
波信号を電流増幅器１２を介して励磁コイル３ａ，３ｂ
に入力して励磁電流を流し、２位相ロックインアンプ１
３に、検出コイル４の出力を入力するとともに信号発生
器１１から参照信号（前記正弦波信号と同位相の信号）
を入力することにより、２位相ロックインアンプ１３の
Ｘ出力（参照信号と同相の成分）として、検出コイル４
のインダクタンス成分を出力し、その値をデジタルボル
トメータ１４によって測定表示する一方、２位相ロック
インアンプ１３のＹ出力（参照信号より９０度位相の遅
れた成分）として、検出コイル４の抵抗成分を出力し、
その値をデジタルボルトメータ１５によって測定表示す
るようにしたものである。

【００１６】このような装置を使用し、被測定鋼板の上
に間隔を有して磁気センサ１を位置させ、そのときに測
定された検出コイル４の抵抗成分をＷ_x、インダクタン
ス成分をＷ_yとし、磁気センサ１を被測定鋼板より遠ざ
けて被測定鋼板のない状態で位置させ、そのときに測定
された検出コイル４の抵抗成分をＷ_0x、インダクタンス
成分をＷ_0yとすると、被測定鋼板の上に間隔を有して磁
気センサ１を位置させた場合に測定された検出コイル４
のインピーダンスを、下式により正規し、正規化インピ
ーダンスとして用いるようにしている。抵抗成分（実数成分）＝（Ｗ_x−Ｗ_0x）／Ｗ_0y インダクタンス成分＝Ｗ_y／Ｗ_0y

【００１７】さてはじめに、結晶粒径が同一の鋼板を測
定サンプルとし、その鋼板の上に磁気センサ１をリフト
オフを４段階に変化させて位置させ、各リフトオフにお
いて磁気センサ１の励磁コイル３ａ，３ｂに流す励磁電
流の周波数を変化させた場合の磁気センサ１の検出コイ
ル４の正規化インピーダンスを測定した。その測定結果
を図３に示す。図３は、リフトオフを０．３，０．４，
０．５，１．０ｍｍの４段階に変化させる一方、各リフ
トオフにおいて励磁電流の周波数を１２．５，２５，５
０，１００，２００，３００，４００，１０００，２０
００Ｈｚに変化させて検出コイル４の正規化インピーダ
ンスを測定し、横軸を実軸とし縦軸を虚軸とするインピ
ーダンス平面上にその測定値をプロットして、検出コイ
ル４のインピーダンス軌跡（インピーダンス曲線）を示
したものである。図３中に、励磁電流の周波数を低周波
数から高周波数へ変化させることによる正規化インピー
ダンスの変化を実線矢印で示し、リフトオフを大きくす
ることによる正規化インピーダンスの変化を破線矢印で
示す。なお、図３より、リフトオフの大小によらず、各
インピーダンス軌跡は虚軸上において原点の近くの同一
点に交わることがわかる。

【００１８】次に、結晶粒径が大きく保磁力が小さい鋼
板と、結晶粒径が小さく保磁力が大きい鋼板とを測定サ
ンプルとし、リフトオフを一定の０．３ｍｍに設定し、
磁気センサ１の励磁コイル３ａ，３ｂに流す励磁電流の
周波数を変化させた場合の検出コイル４の正規化インピ
ーダンスを測定した。励磁電流の各周波数は、１２．
５，２５，５０，１００，２００，３００，４００，２
０００Ｈｚとした。その測定結果を図４に示す。

【００１９】図４から理解されるように、４００〜２０
００Ｈｚのような渦電流損の顕著な（渦電流による影響
の顕著な）高周波数励磁領域では、検出コイル４のイン
ピーダンス軌跡は、渦電流による減磁効果のために外部
磁場が小さくなることから、各鋼板における保磁力がゼ
ロと仮定した場合のインピーダンス軌跡（虚軸上に中心
点を持つ半円）に一致するようになる。

【００２０】これに対して１２．５〜１００Ｈｚのよう
なヒステリシス損の顕著な（ヒステリシスによる影響の
顕著な）低周波数励磁領域では、検出コイル４のインピ
ーダンス軌跡は、保磁力がゼロと仮定した場合の前記イ
ンピーダンス半円軌跡（インピーダンス半円曲線）の上
半分を虚軸方向に引き伸ばしたものとなり、保磁力が大
きい鋼板でのインピーダンスは、前記インピーダンス半
円軌跡からの歪み量（引き伸ばし量）が大きくなってい
る。これは、直流に近い低周波数の励磁では、検出コイ
ル４のインピーダンスは、鋼板の最大透磁率μ_maxで定
められる値となり、レーリーループ領域ではこの最大透
磁率μ_maxが、μ_max＝χ_a＋２ηＨで表されるよう
に、保磁力を決定するレーリー定数ηと磁場の強さＨと
の積に比例するものとなるためである。なお、χ_aは初
透磁率である。

【００２１】したがって、前記歪み量は保磁力に相当す
る値を表すものであり、渦電流損の顕著な例えば４００
Ｈｚのような高周波数励磁における検出コイル４の正規
化インピーダンス値に基づいて、測定すべき鋼板の保磁
力がゼロと仮定した場合のインピーダンス半円軌跡を求
め、ヒステリシス損の顕著な例えば５０Ｈｚのような低
周波数励磁における検出コイル４の正規化インピーダン
ス値に基づいて前記インピーダンス半円軌跡からの歪み
量を得、この歪み量をリフトオフや渦電流による影響が
除去されるように定量化してなる評価値を求め、結晶粒
径の逆数と評価値との間には比例直線関係があることを
利用することにより、搬送にともなう鋼板の振動に起因
する測定誤差を生じることなくその鋼板の結晶粒径を間
接測定することができることになる。

【００２２】以下、鋼板の保磁力に相当する値を表す前
記評価値を求める手順について、図５を参照しつつ説明
する。まず、鋼板の上にこれと間隔を有して磁気センサ
１を位置させ、励磁コイル３ａ，３ｂに渦電流による影
響の顕著な例えば４００Ｈｚのような高周波数の励磁電
流を流し、この高周波数励磁における検出コイル４の正
規化インピーダンス値Ｍ_HFを求めるとともに、励磁コイ
ル３ａ，３ｂにヒステリシスによる影響の顕著な例えば
５０Ｈｚのような低周波数の励磁電流を流し、この低周
波数励磁における検出コイル４の正規化インピーダンス
値Ｍ_LFを求める。

【００２３】前記図３に示すような、リフトオフを変化
させた場合の各インピーダンス軌跡の測定データから外
挿法により、鋼板の保磁力がゼロと仮定した場合の、検
出コイル４のインピーダンス半円軌跡αがインピーダン
ス平面上において虚軸と交わる原点側の交点ａを求めて
おき、この交点ａと、前記高周波数励磁における正規化
インピーダンス値Ｍ_HFとから、虚軸上に中心点を有し半
径Ｒの半円をなすインピーダンス半円軌跡αを求める。

【００２４】次に、インピーダンス平面上において、検
出コイル４の前記インピーダンス半円軌跡αの上半分
を、低周波数励磁における検出コイル４の前記正規化イ
ンピーダンスの値Ｍ_LFを通るように引き伸ばした場合
に、その引き伸ばされた上半分部分の歪み円弧軌跡βが
虚軸と交わる点と前記インピーダンス半円軌跡αの虚軸
と交わる反原点側交点との間隔値ΔＨを求め、この間隔
値ΔＨを前記インピーダンス半円軌跡αの半径Ｒで除し
て正規化した値を評価値として求める。

【００２５】より詳しくは、インピーダンス平面上にお
いて、低周波数励磁における検出コイル４の正規化イン
ピーダンス値Ｍ_LFの点を通り虚軸に平行な直線がインピ
ーダンス半円軌跡αと交わる点を求め、これを点Ｙ_Eと
する。また、インピーダンス半円軌跡αの中心点を通り
実軸に平行な直線への前記Ｙ_E点からの長さを求め、こ
れをＫ₁とし、インピーダンス半円軌跡αの中心点を通
り実軸に平行な直線への前記正規化インピーダンス値Ｍ
_LFの点からの長さを求め、これをＫ₂とする。そして、
インピーダンス半円軌跡αの中心点から前記歪み円弧軌
跡βが虚軸と交わるｂ点までの長さＨ₁は、Ｈ₁＝Ｒ・
（Ｋ₂／Ｋ₁）で求められることから、歪み円弧軌跡β
が虚軸と交わるｂ点とインピーダンス半円軌跡αの虚軸
と交わる反原点側交点との間隔値ΔＨは、ΔＨ＝Ｈ₁−
Ｒで求められる。このΔＨをインピーダンス半円軌跡α
の半径Ｒで除して正規化し、鋼板の保磁力に相当する値
を表す評価値を、評価値＝ΔＨ／Ｒとして求めるように
している。

【００２６】このようにして求めた評価値は、間隔値Δ
Ｈを鋼板の保磁力がゼロと仮定した場合のインピーダン
ス半円軌跡αの半径Ｒで除して正規化するようにしたも
のであるから、リフトオフによりその値が変動するよう
なことがなく、また、前記間隔値ΔＨを、インピーダン
ス平面上において直流励磁した場合における値（図５の
ｂ点）を外挿することで求めるようにしたものであるか
ら、渦電流による影響を除去したものとなる。以上、こ
の発明による方法の原理について説明した。なお、前記
高周波数と低周波数との二つの励磁電流周波数のうち、
高周波数励磁での周波数の値は、インピーダンス平面上
においてその周波数による検出コイルの正規化インピー
ダンス値が、鋼板の保磁力がゼロと仮定した場合の検出
コイルのインピーダンス半円軌跡を推定する精度が悪く
なることを回避する観点から、虚軸より離れている必要
があり、また、保磁力による影響を無視し得る観点か
ら、前記半円の中心を通り虚軸に垂直な線と前記半円と
の交点よりも原点側に位置するようなものを選定する必
要がある。さらにリフトオフが大きくなると、インピー
ダンス平面上においてその周波数による正規化インピー
ダンス値が低周波数側に移行することも考慮して選定す
る必要がある。このことから、この発明の実施例では高
周波数励磁での周波数値を４００Ｈｚに選定している。
一方、低周波数励磁での周波数の値は、保磁力による影
響が顕著となるように直流に近い低周波数であることが
好ましいが、そうすると測定時間が長くなることになる
ので、この両者のバランスを勘案して実施例では５０Ｈ
ｚとしている。

【００２７】図６はこの発明による方法を実施するため
の結晶粒径測定装置の一実施例を示すブロック図であ
る。同図に示すように、結晶粒径測定装置は、信号発生
器２１から渦電流損の顕著な高周波数として周波数４０
０Ｈｚの正弦波信号を、電流増幅器２２を介して磁気セ
ンサ１の励磁コイル３ａ，３ｂに入力して励磁電流を流
し、高周波数励磁用の２位相ロックインアンプ２３Ａ
に、検出コイル４の出力を入力するとともに信号発生器
２１から周波数４００Ｈｚの参照信号（矩形波であって
前記正弦波信号と同位相の信号）を入力することによ
り、２位相ロックインアンプ２３ＡのＸ出力（参照信号
と同相の成分）として、周波数４００Ｈｚの高い励磁周
波数に対しての検出コイル４のインダクタンス成分を出
力し、その出力をデジタルボルトメータ２４Ａにて表示
させるとともにＡ／Ｄ変換してプログラムされた例えば
パソコンの如きコンピュータ２６に入力する一方、２位
相ロックインアンプ２３ＡのＹ出力（参照信号より９０
度位相の遅れた成分）として、前記周波数４００Ｈｚに
対しての検出コイル４の抵抗成分を出力し、その出力を
デジタルボルトメータ２５Ａにて表示させるとともにＡ
／Ｄ変換してコンピュータ２６に入力するように構成さ
れている。さらにこの結晶粒径測定装置は、前記信号発
生器２１からヒステリシス損の顕著な低周波数として周
波数５０Ｈｚの正弦波信号を、前記電流増幅器２２を介
して励磁コイル３ａ，３ｂに入力して励磁電流を流し、
低周波数励磁用の２位相ロックインアンプ２３Ｂに、検
出コイル４の出力を入力するとともに信号発生器２１か
ら周波数５０Ｈｚの参照信号を入力することにより、２
位相ロックインアンプ２３ＢのＸ出力として、周波数５
０Ｈｚの低い励磁周波数に対しての検出コイル４のイン
ダクタンス成分を出力し、その出力をデジタルボルトメ
ータ２４Ｂにて表示させるとともにＡ／Ｄ変換して前記
コンピュータ２６に入力する一方、２位相ロックインア
ンプ２３ＢのＹ出力として、前記周波数５０Ｈｚに対し
ての検出コイル４の抵抗成分を出力し、その出力をデジ
タルボルトメータ２５Ｂにて表示させるとともにＡ／Ｄ
変換してコンピュータ２６に入力するように構成されて
いる。

【００２８】前記コンピュータ２６は、入力として、高
周波数励磁用の２位相ロックインアンプ２３Ａから励磁
周波数４００Ｈｚに対しての検出コイル４のインピーダ
ンスを表す信号と、低周波数励磁用の２位相ロックイン
アンプ２３Ｂから励磁周波数５０Ｈｚに対しての検出コ
イル４のインピーダンスを表す信号とが入力され、これ
らの入力を用いて結晶粒径が未知の被測定鋼板の評価値
を前述した手順に従って算出し、その求めた評価値を、
熱延鋼板等の測定対象鋼板における鋼板の評価値と結晶
粒径の逆数との比例直線関係を表す予め入力されている
実験式に代入することにより、その被測定鋼板の結晶粒
径を求めてＣＲＴディスプレイ２７及びプリンタ２８に
出力するものである。

【００２９】図７は熱延鋼板における鋼板の評価値と実
測結晶粒径の逆数との関係を示す図である。同図に示す
結果は、鋼中の炭素値と熱処理条件とを変えて、結晶粒
径の異なる１５種類のサンプル用の熱延鋼板を作製し、
それらの評価値を前述した手順に従って求めたものであ
る。なお、静止させた状態のサンプル用鋼板と磁気セン
サ１とのリフトオフは、０．３ｍｍに設定した。同図か
ら、結晶粒径の逆数と評価値との間には比例直線関係が
あり、回帰分析によって直線回帰関係を有する実験式
（回帰式）で表せることがわかる。したがって、前記結
晶粒径測定装置のコンピュータ２６に、予め、熱延鋼板
等の測定対象鋼板おける鋼板の評価値と結晶粒径の逆数
との比例直線関係を表す実験式を入力しておき、結晶粒
径が未知の被測定鋼板の評価値を、前記結晶粒径測定装
置を用いて前述した手順に従って求め、その求めた評価
値を前記実験式に代入することにより、その被測定鋼板
の結晶粒径を間接測定することができ、しかも、鋼板の
保磁力に相当する値を表す評価値は、前述したようにリ
フトオフや渦電流による影響を除去したものであるか
ら、被測定鋼板が搬送中であっても、搬送にともなう鋼
板の振動に起因する測定誤差を生じることなくその鋼板
の結晶粒径を間接測定できることになる。

【００３０】図８は被測定鋼板に実験的に振動を与えた
時の鋼板の評価値の測定例を示す図である。同図から、
磁気センサと被測定鋼板との間隔距離であるリフトオフ
が被測定鋼板の振動によって変化しても、その鋼板の評
価値の測定結果に測定誤差が生じないことが理解でき、
これにより、被測定鋼板が搬送中であっても、搬送にと
もなう鋼板の振動に起因する測定誤差を生じることなく
その鋼板の結晶粒径を間接測定できることがわかる。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明より理解されるように、この
発明による鋼板の結晶粒径測定方法によると、被測定鋼
板が搬送中であっても、搬送にともなう鋼板の振動に起
因する測定誤差を生じることなくその鋼板の結晶粒径を
間接測定することができ、これにより、鋼板製造ライン
において連続的に搬送されている鋼板の機械的性質を鋼
板全長にわたって非破壊式でもってオンラインにて正確
に推定することによる鋼板の品質管理の向上、ひいては
鋼板品質の向上に寄与し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による方法の実施に用いられる磁気セ
ンサの構成説明図である。

【図２】磁気センサの検出コイルのインピーダンスの測
定に使用する装置の基本構成を示すブロック図である。

【図３】結晶粒径が同一の鋼板について励磁電流の周波
数とリフトオフを変化させた場合の検出コイルのインピ
ーダンス軌跡を示す図である。

【図４】結晶粒径が大きく保磁力が小さい鋼板と、結晶
粒径が小さく保磁力が大きい鋼板とについて、リフトオ
フを一定に設定して励磁電流の周波数を変化させた場合
の検出コイルのインピーダンス軌跡を示す図である。

【図５】鋼板の評価値を求める手順を説明するための図
である。

【図６】この発明による方法を実施するための結晶粒径
測定装置の一実施例を示すブロック図である。

【図７】熱延鋼板における鋼板の評価値と実測結晶粒径
の逆数との関係を示す図である。

【図８】被測定鋼板に実験的に振動を与えた時の鋼板の
評価値の測定例を示す図である。

【図９】従来の結晶粒径測定方法の実施に際して鋼板の
保磁力相当値を求めるために用いられる装置の一例を示
す構成説明図である。

【図１０】図９に示す装置の動作を説明するための図で
ある。

【図１１】従来方法における鋼板振動によるリフトオフ
の変化と測定された保磁力相当値との関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…磁気センサ２…Ｕ字型コア３ａ，３ｂ…励磁コ
イル４…検出コイル１１，２１…信号発生器１２，
２２…電流増幅器１３，２３Ａ，２３Ｂ，…２位相ロ
ックインアンプ１４，１５，２４Ａ，２４Ｂ，２５
Ａ，２５Ｂ…デジタルボルトメータ２６…コンピュー
タ２７…ＣＲＴディスプレイ２８…プリンタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高岡克也兵庫県神戸市西区高塚台１丁目５番５号株式会社神戸製鋼所神戸総合技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】予め、複数のサンプル用鋼板の各々につ
いてその結晶粒径を実測するとともに、下記（イ）〜
（ハ）の手順によりその鋼板の保磁力に相当する値を表
す評価値を求めて、熱延鋼板等の測定対象鋼板における
鋼板の評価値と結晶粒径との関係を表す実験式を作成し
ておき、しかる後、結晶粒径が未知の被測定鋼板につい
て下記（イ）〜（ハ）の手順によりその評価値を求め、
求めた評価値と前記実験式とからその被測定鋼板の結晶
粒径を求めて間接測定することを特徴とする鋼板の結晶
粒径測定方法。（イ）コアに鋼板磁化用の励磁コイルと磁化状態検出
用の検出コイルとを施してなる磁気センサを、鋼板の上
にこれと間隔を有して位置させ、励磁コイルに渦電流損
の顕著な高周波数の励磁電流を流し、この高周波数励磁
における検出コイルの正規化インピーダンス値を求める
とともに、励磁コイルにヒステリシス損の顕著な低周波
数の励磁電流を流し、この低周波数励磁における検出コ
イルの正規化インピーダンス値を求めること、（ロ）
前記高周波数励磁における検出コイルの正規化インピー
ダンス値に基づいて、その鋼板の保磁力がゼロと仮定し
た場合の、インピーダンス平面上において虚軸上に中心
点を有し半円をなす検出コイルのインピーダンス半円軌
跡を求めること、（ハ）前記インピーダンス半円軌跡
の上半分部分が前記低周波数励磁における検出コイルの
正規化インピーダンス値の点を通るようにした歪み円弧
軌跡が虚軸と交わる点と前記インピーダンス半円軌跡の
虚軸と交わる反原点側交点との間隔値を求め、この間隔
値を前記インピーダンス半円軌跡の半径で正規化した値
を評価値として求めること。