JPH08145953A - 鋼板の結晶粒径測定装置およびその方法 - Google Patents
鋼板の結晶粒径測定装置およびその方法Info
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- JPH08145953A JPH08145953A JP28307894A JP28307894A JPH08145953A JP H08145953 A JPH08145953 A JP H08145953A JP 28307894 A JP28307894 A JP 28307894A JP 28307894 A JP28307894 A JP 28307894A JP H08145953 A JPH08145953 A JP H08145953A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】オンラインで、空間分解能を高くして、微細な
結晶粒からの漏れ磁場を測定し、鋼板の結晶粒径を測定
するための装置およびその方法を得る。 【構成】鋼板の圧延方向に磁化する磁化器と、鋼板の表
面直上に圧延直交方向へ延伸配列した磁気光学素子列
と、前記磁気光学素子列に対し直線偏光を圧延直交方向
に走査する機構を有する光源と、前記磁気光学素子列か
らの反射光を検出する検光子および光検出器と、検出信
号から漏れ磁場および結晶粒径を演算・記憶する演算手
段とを備る。なお、前記光源からの光の断面形状は鋼板
の圧延方向長さより圧延直交方向幅の方が長いことが望
ましい。
結晶粒からの漏れ磁場を測定し、鋼板の結晶粒径を測定
するための装置およびその方法を得る。 【構成】鋼板の圧延方向に磁化する磁化器と、鋼板の表
面直上に圧延直交方向へ延伸配列した磁気光学素子列
と、前記磁気光学素子列に対し直線偏光を圧延直交方向
に走査する機構を有する光源と、前記磁気光学素子列か
らの反射光を検出する検光子および光検出器と、検出信
号から漏れ磁場および結晶粒径を演算・記憶する演算手
段とを備る。なお、前記光源からの光の断面形状は鋼板
の圧延方向長さより圧延直交方向幅の方が長いことが望
ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高速で移動する鋼板の
特に圧延方向の結晶粒径の板幅方向分布をオンラインで
測定するための結晶粒径測定装置およびその方法に関す
る。
特に圧延方向の結晶粒径の板幅方向分布をオンラインで
測定するための結晶粒径測定装置およびその方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】鋼板の結晶粒径は、機械特性や電磁気特
性を決定する要因の一つである。特に方向性電磁鋼板の
場合、結晶粒は鋼板の圧延方向に延伸しており粒径、特
に圧延方向の粒の長さをオンラインで評価することは品
質保証・品質管理上重要である。
性を決定する要因の一つである。特に方向性電磁鋼板の
場合、結晶粒は鋼板の圧延方向に延伸しており粒径、特
に圧延方向の粒の長さをオンラインで評価することは品
質保証・品質管理上重要である。
【０００３】鋼板内の磁気特性差を検出することで結晶
粒径を測定する方法としては、特開昭５３−９０９８７
号公報に図４に示すようなホール素子３を磁化コイル２
で磁化された鋼板１に近接させて粒界からの漏れ磁場を
磁束計４で測定し粒径を求める方法が提案されている。
粒径を測定する方法としては、特開昭５３−９０９８７
号公報に図４に示すようなホール素子３を磁化コイル２
で磁化された鋼板１に近接させて粒界からの漏れ磁場を
磁束計４で測定し粒径を求める方法が提案されている。
【０００４】また、特開昭５９−１８０５５号公報には
磁性流体を満たしたセルを鋼板に近接させ、漏れ磁場を
観測し粒径を求める方法も提案されている。
磁性流体を満たしたセルを鋼板に近接させ、漏れ磁場を
観測し粒径を求める方法も提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ホール
素子で粒界からの漏れ磁場を測定する場合、ホール素子
が有限の大きさ（最小のものでも数ｍｍ角）を持つた
め、ホール素子の大きさより小さな粒径では平均化され
た出力が観測されてしまう。
素子で粒界からの漏れ磁場を測定する場合、ホール素子
が有限の大きさ（最小のものでも数ｍｍ角）を持つた
め、ホール素子の大きさより小さな粒径では平均化され
た出力が観測されてしまう。
【０００６】一方、磁性流体を使用する場合、磁性流体
中の磁性粒子の大きさが結晶粒に比べ十分小さいため空
間分解能に関しては問題ないが、特開昭５９−１８０５
５号公報に明示のように鋼板を一次停止させる必要があ
り、オンラインで測定する上では問題があった。
中の磁性粒子の大きさが結晶粒に比べ十分小さいため空
間分解能に関しては問題ないが、特開昭５９−１８０５
５号公報に明示のように鋼板を一次停止させる必要があ
り、オンラインで測定する上では問題があった。
【０００７】本発明の目的は、オンラインで、空間分解
能を高くして、より微細な結晶粒からの漏れ磁場を測定
し、鋼板の結晶粒径を測定するための装置およびその方
法を提供することにある。
能を高くして、より微細な結晶粒からの漏れ磁場を測定
し、鋼板の結晶粒径を測定するための装置およびその方
法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明請求項１に係る鋼
板の結晶粒径測定装置は、移動する鋼板内の磁気特性差
から該鋼板の結晶粒径を測定するものであって、鋼板の
圧延方向に磁化する磁化器と、鋼板の表面直上に圧延直
交方向へ延伸配列した磁気光学素子列と、前記磁気光学
素子列に対し直線偏光を圧延直交方向に走査する機構を
有する光源と、前記磁気光学素子列からの反射光を検出
する検光子および光検出器からなる集光検出器と、該集
光検出器による検出信号をＡ／Ｄ変換後に漏れ磁場およ
び結晶粒径を演算・記憶する演算手段とを備えることを
要旨とする。
板の結晶粒径測定装置は、移動する鋼板内の磁気特性差
から該鋼板の結晶粒径を測定するものであって、鋼板の
圧延方向に磁化する磁化器と、鋼板の表面直上に圧延直
交方向へ延伸配列した磁気光学素子列と、前記磁気光学
素子列に対し直線偏光を圧延直交方向に走査する機構を
有する光源と、前記磁気光学素子列からの反射光を検出
する検光子および光検出器からなる集光検出器と、該集
光検出器による検出信号をＡ／Ｄ変換後に漏れ磁場およ
び結晶粒径を演算・記憶する演算手段とを備えることを
要旨とする。
【０００９】本発明請求項２に係る鋼板の結晶粒径測定
方法は、請求項１の結晶粒径測定装置を用い、直線偏光
光源を鋼板の圧延方向に横長に絞ること、すなわち走査
光源の断面形状を鋼板の圧延方向長さより圧延直交方向
幅の方を長くすることを要旨とする。
方法は、請求項１の結晶粒径測定装置を用い、直線偏光
光源を鋼板の圧延方向に横長に絞ること、すなわち走査
光源の断面形状を鋼板の圧延方向長さより圧延直交方向
幅の方を長くすることを要旨とする。
【００１０】
【作用】磁気光学素子はファラデー効果を利用して、磁
場を偏光の回転として検出するための感磁素子である。
強磁性磁気光学素子は迷路状磁区構造を持ち、鋼板粒界
からの漏れ磁場が磁区に転写され、これを光に変換し検
出する。磁区の幅は数μｍ〜数１０μｍであるため、少
なくとも同等の大きさの結晶粒径まで識別可能である。
以下、図１に示す実施例に基づき説明を進める。
場を偏光の回転として検出するための感磁素子である。
強磁性磁気光学素子は迷路状磁区構造を持ち、鋼板粒界
からの漏れ磁場が磁区に転写され、これを光に変換し検
出する。磁区の幅は数μｍ〜数１０μｍであるため、少
なくとも同等の大きさの結晶粒径まで識別可能である。
以下、図１に示す実施例に基づき説明を進める。
【００１１】磁気光学素子列１０は鋼板１の圧延直交方
向に平行に、かつ鋼板直上０．１ｍｍ〜０．５ｍｍに近
接配置されている。この磁気光学素子列１０にレーザ光
に代表される直線偏光が走査的に照射される。磁気光学
素子列１０の鋼板１に相対する面には反射膜が存在し、
上述の光は磁気光学素子１０を透過した後、反射膜で反
射されて、検光子を前面に配した集光器１３および光検
出器１４からなる集光検出器１６に入る。ここで鋼板１
を圧延方向に磁化器２により強く磁化すれば、図２
（ａ）に示すように結晶粒界から漏れ磁場が発生し、漏
れ磁場が磁気光学素子１０の磁区分布を変化させ、ファ
ラデー効果により上述の直線偏光が回転する。偏光面の
回転は検光子１３を透過することにより、光強度に変換
され光検出器１４で図２（ｂ）のように検出される。こ
こで、ｉはｉ番目の走査を示す。
向に平行に、かつ鋼板直上０．１ｍｍ〜０．５ｍｍに近
接配置されている。この磁気光学素子列１０にレーザ光
に代表される直線偏光が走査的に照射される。磁気光学
素子列１０の鋼板１に相対する面には反射膜が存在し、
上述の光は磁気光学素子１０を透過した後、反射膜で反
射されて、検光子を前面に配した集光器１３および光検
出器１４からなる集光検出器１６に入る。ここで鋼板１
を圧延方向に磁化器２により強く磁化すれば、図２
（ａ）に示すように結晶粒界から漏れ磁場が発生し、漏
れ磁場が磁気光学素子１０の磁区分布を変化させ、ファ
ラデー効果により上述の直線偏光が回転する。偏光面の
回転は検光子１３を透過することにより、光強度に変換
され光検出器１４で図２（ｂ）のように検出される。こ
こで、ｉはｉ番目の走査を示す。
【００１２】粒界からの漏れ磁場は、印加された磁場方
向に直交する粒界でのみ発生するため、鋼板の一定長毎
の漏れ磁場の圧延方向積分値（加算値）を観測すれば、
図２（ｃ）のように鋼板圧延方向の結晶粒の数あるいは
長さを測定することとなる。
向に直交する粒界でのみ発生するため、鋼板の一定長毎
の漏れ磁場の圧延方向積分値（加算値）を観測すれば、
図２（ｃ）のように鋼板圧延方向の結晶粒の数あるいは
長さを測定することとなる。
【００１３】方向性電磁鋼板の場合には、圧延直交方向
の粒径、即ち結晶粒の幅は概略一定であるから、その磁
気特性は圧延方向の粒径、即ち結晶粒の長さと高い相関
を持つ。従って、本発明のように漏れ磁場の圧延方向積
分値を観測すれば、結晶粒数から結晶粒径への変換、な
らびに結晶粒径から鋼板の磁気特性への変換も自由に行
なえ、諸々の磁気特性の推定が可能となる。
の粒径、即ち結晶粒の幅は概略一定であるから、その磁
気特性は圧延方向の粒径、即ち結晶粒の長さと高い相関
を持つ。従って、本発明のように漏れ磁場の圧延方向積
分値を観測すれば、結晶粒数から結晶粒径への変換、な
らびに結晶粒径から鋼板の磁気特性への変換も自由に行
なえ、諸々の磁気特性の推定が可能となる。
【００１４】さらに、結晶粒長さを高精度で観測するに
は、照射直線偏光のビーム形状を圧延方向に絞ること、
すなわち走査光源の断面形状が鋼板の圧延方向長さより
圧延直交方向幅の方が長いことが望ましい。
は、照射直線偏光のビーム形状を圧延方向に絞ること、
すなわち走査光源の断面形状が鋼板の圧延方向長さより
圧延直交方向幅の方が長いことが望ましい。
【００１５】例えば、事例として多い、図５に示すよう
な幅方向（圧延直交方向）に延伸した欠陥が存在した場
合、圧延方向に磁化しているため、欠陥からの漏れ磁場
は幅方向に連続しているのに対し、結晶粒からの漏れ磁
場は幅方向には不連続となる。このとき、図６に示すよ
うに、走査ビームの形状により検出信号波形に次の通り
大きな差異が生じる。
な幅方向（圧延直交方向）に延伸した欠陥が存在した場
合、圧延方向に磁化しているため、欠陥からの漏れ磁場
は幅方向に連続しているのに対し、結晶粒からの漏れ磁
場は幅方向には不連続となる。このとき、図６に示すよ
うに、走査ビームの形状により検出信号波形に次の通り
大きな差異が生じる。
【００１６】（１）点状ビームの場合 図６（ｂ）に示すように、ビーム断面積が小さいため磁
気光学素子の磁区ノイズが顕在化し、結晶粒信号との弁
別がつきにくい。
気光学素子の磁区ノイズが顕在化し、結晶粒信号との弁
別がつきにくい。
【００１７】（２）圧延方向に縦長ビームの場合 図６（ｃ）に示すように、前記磁区ノイズは低減する
が、欠陥部信号の立上り／立下りの周波数と結晶粒信号
の周波数とが概略同じとなるため、分離が困難となる。
が、欠陥部信号の立上り／立下りの周波数と結晶粒信号
の周波数とが概略同じとなるため、分離が困難となる。
【００１８】（３）本発明方法による圧延方向に横長ビ
ームの場合 図６（ａ）に示すように、欠陥部信号の周波数を低く
し、結晶粒信号の周波数との差を大きくでき、欠陥信号
との弁別がつき易くなる。
ームの場合 図６（ａ）に示すように、欠陥部信号の周波数を低く
し、結晶粒信号の周波数との差を大きくでき、欠陥信号
との弁別がつき易くなる。
【００１９】以上のように、ビームを圧延方向に横長に
絞ることによって鋼板の欠陥等の影響を排除し、より微
細な粒界からの漏れ磁場の検出が可能となる。
絞ることによって鋼板の欠陥等の影響を排除し、より微
細な粒界からの漏れ磁場の検出が可能となる。
【００２０】また、鋼板速度に応じて測定ピッチを同等
にするため、積分区間（加算回数）を自動的に変更する
ことが望ましい。
にするため、積分区間（加算回数）を自動的に変更する
ことが望ましい。
【００２１】なお、磁化器としては、図１に示すような
ロール内格納型のものに限らず、図４に示すような貫通
型のものを用いてもよいことは言うまでもない。
ロール内格納型のものに限らず、図４に示すような貫通
型のものを用いてもよいことは言うまでもない。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１の装置構成図
に基づき詳細に説明する。
に基づき詳細に説明する。
【００２３】測定対象の鋼板１を移動させるためのロー
ル５０内に鋼板１の圧延方向に磁化する磁化器２を格納
した。鋼板表面直上に磁気光学素子列１０を鋼板の圧延
直交方向（板幅方向）に平行に配置した。直線偏光光源
としてレーザビーム発生装置１１を用い、これを走査器
１２で前記磁気光学素子列１０に向け走査させた。前記
磁気光学素子列１０からの反射光を受光する位置（磁気
光学素子列１０と平行）に検光子１３および光検出器１
４からなる集光器１６を配した。光検出器１４からの検
出信号は増幅器およびフィルタ２０ならびにＡ／Ｄ変換
器２１で整備の上、コンピュータ２２に取り込み、前述
の演算処理および表示器２３による測定結果の表示を行
った。また、レーザビームの走査端を検出する位置に光
電素子１５を設け、走査回数カウンタ２４を通じて走査
情報をコンピュータ２２に送信し、これにより積分範囲
のリセットおよびピッチコントロールを行わせた。
ル５０内に鋼板１の圧延方向に磁化する磁化器２を格納
した。鋼板表面直上に磁気光学素子列１０を鋼板の圧延
直交方向（板幅方向）に平行に配置した。直線偏光光源
としてレーザビーム発生装置１１を用い、これを走査器
１２で前記磁気光学素子列１０に向け走査させた。前記
磁気光学素子列１０からの反射光を受光する位置（磁気
光学素子列１０と平行）に検光子１３および光検出器１
４からなる集光器１６を配した。光検出器１４からの検
出信号は増幅器およびフィルタ２０ならびにＡ／Ｄ変換
器２１で整備の上、コンピュータ２２に取り込み、前述
の演算処理および表示器２３による測定結果の表示を行
った。また、レーザビームの走査端を検出する位置に光
電素子１５を設け、走査回数カウンタ２４を通じて走査
情報をコンピュータ２２に送信し、これにより積分範囲
のリセットおよびピッチコントロールを行わせた。
【００２４】また、前記レーザービーム発生装置の前面
にシリンドリカルレンズを配し、ビームを圧延方向に絞
り込んだ。
にシリンドリカルレンズを配し、ビームを圧延方向に絞
り込んだ。
【００２５】鋼板製造ライン上に図１の装置を設置し
て、電磁鋼板（板幅１５００ｍｍ，板厚０．３５ｍｍ）
の結晶粒径分布を測定した結果を次に示す。
て、電磁鋼板（板幅１５００ｍｍ，板厚０．３５ｍｍ）
の結晶粒径分布を測定した結果を次に示す。
【００２６】直線偏光の走査周波数を３ｋＨz で、鋼板
速度１８０ｍ／ｍｉｎとし、圧延方向に１ｍｍピッチで
測定した。周期１００回分（鋼板１００ｍｍ長さ）を加
算し、鋼板幅方向の結晶粒数を算出すると、図３のよう
になり、オフラインでの従来の顕微鏡ミクロ測定法によ
る測定の分布傾向とよく一致した。
速度１８０ｍ／ｍｉｎとし、圧延方向に１ｍｍピッチで
測定した。周期１００回分（鋼板１００ｍｍ長さ）を加
算し、鋼板幅方向の結晶粒数を算出すると、図３のよう
になり、オフラインでの従来の顕微鏡ミクロ測定法によ
る測定の分布傾向とよく一致した。
【００２７】
【発明の効果】本発明の装置および方法によれば、鋼板
板幅方向の結晶粒径分布を高分解能でオンラインで高速
に測定することが可能である。
板幅方向の結晶粒径分布を高分解能でオンラインで高速
に測定することが可能である。
【００２８】また、鋼板の結晶粒径と相関のある磁気特
性および機械特性の測定も可能である。
性および機械特性の測定も可能である。
【図１】本発明の一実施例の装置構成図である。
【図２】本発明の装置による結晶粒径測定の手法を説明
する図である。
する図である。
【図３】本発明の一実施例の装置で測定した、鋼板の板
幅方向の１００ｍｍ当たりの結晶粒数分布のプロフィー
ル例である。
幅方向の１００ｍｍ当たりの結晶粒数分布のプロフィー
ル例である。
【図４】従来のホール素子による結晶粒径測定装置の構
成図である。
成図である。
【図５】欠陥が存在した場合の漏れ磁場の状態を示す概
念図である。
念図である。
【図６】直線偏光光源のビーム断面形状と検出信号波形
との関係を示すチャート図である。
との関係を示すチャート図である。
１ 鋼板 ２ 磁化器 ３ ホール素子 ４ 磁束計 １０ 磁気光学素子列 １１ レーザビーム発生装置 １２ 走査器 １３ 集光器 １４ 光検出器 １５ 光電素子 １６ 集光検出器 ２２ コンピュータ（演算機） ５０ ロール
Claims (2)
- 【請求項１】鋼板の圧延方向に磁化する磁化器と、鋼板
の表面直上に圧延直交方向へ配列した磁気光学素子列
と、前記磁気光学素子列に対し直線偏光を圧延直交方向
に走査する機構を有する光源と、前記磁気光学素子列か
らの反射光を検出する集光検出器と、該集光検出器によ
る検出信号に基づき漏れ磁場および結晶粒径を演算・記
憶する演算手段とを具備することを特徴とする鋼板の結
晶粒径測定装置。 - 【請求項２】請求項１の結晶粒径測定装置を用いる鋼板
の結晶粒度測定方法であって、直線偏光光源を鋼板の圧
延方向に横長に絞ることを特徴とする鋼板の結晶粒径測
定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28307894A JPH08145953A (ja) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | 鋼板の結晶粒径測定装置およびその方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28307894A JPH08145953A (ja) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | 鋼板の結晶粒径測定装置およびその方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08145953A true JPH08145953A (ja) | 1996-06-07 |
Family
ID=17660931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28307894A Pending JPH08145953A (ja) | 1994-11-17 | 1994-11-17 | 鋼板の結晶粒径測定装置およびその方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08145953A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10203738A1 (de) * | 2002-01-31 | 2003-09-11 | Axyntec Duennschichttechnik Gm | Messvorrichtung und Verfahren zur Messung der Flussdichteverteilung in einer bandförmigen, supraleitenden Probe |
| WO2020130645A1 (ko) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | 주식회사 포스코 | 방향성 전기강판 및 그의 제조 방법 |
| EP3761020A1 (en) * | 2019-07-03 | 2021-01-06 | ABB Power Grids Switzerland AG | Non-destructive analysis of electrical steel using a trained algorithm for material property estimation |
| CN112213381A (zh) * | 2020-09-22 | 2021-01-12 | 湖北理工学院 | 大晶粒铁基薄板金相组织的无损检测方法、系统及介质 |
-
1994
- 1994-11-17 JP JP28307894A patent/JPH08145953A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10203738A1 (de) * | 2002-01-31 | 2003-09-11 | Axyntec Duennschichttechnik Gm | Messvorrichtung und Verfahren zur Messung der Flussdichteverteilung in einer bandförmigen, supraleitenden Probe |
| DE10203738B4 (de) * | 2002-01-31 | 2004-01-15 | AxynTeC Dünnschichttechnik GmbH | Messvorrichtung und Verfahren zur Messung der Flussdichteverteilung in einer bandförmigen, supraleitenden Probe |
| WO2020130645A1 (ko) * | 2018-12-19 | 2020-06-25 | 주식회사 포스코 | 방향성 전기강판 및 그의 제조 방법 |
| KR20200076508A (ko) * | 2018-12-19 | 2020-06-29 | 주식회사 포스코 | 방향성 전기강판 및 그의 제조 방법 |
| JP2022515236A (ja) * | 2018-12-19 | 2022-02-17 | ポスコ | 方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| EP3761020A1 (en) * | 2019-07-03 | 2021-01-06 | ABB Power Grids Switzerland AG | Non-destructive analysis of electrical steel using a trained algorithm for material property estimation |
| CN112213381A (zh) * | 2020-09-22 | 2021-01-12 | 湖北理工学院 | 大晶粒铁基薄板金相组织的无损检测方法、系统及介质 |
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