JPH1180831A - Method for preventing coloring of sheet material passing through reducing atmospheric furnace and device therefor - Google Patents

Method for preventing coloring of sheet material passing through reducing atmospheric furnace and device therefor

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Publication number
JPH1180831A
JPH1180831A JP24573797A JP24573797A JPH1180831A JP H1180831 A JPH1180831 A JP H1180831A JP 24573797 A JP24573797 A JP 24573797A JP 24573797 A JP24573797 A JP 24573797A JP H1180831 A JPH1180831 A JP H1180831A
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JP
Japan
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value
refining device
reducing atmosphere
furnace
circulation amount
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP24573797A
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Japanese (ja)
Inventor
Naotoshi Takeuchi
直利 竹内
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Nippon Steel Nisshin Co Ltd
Original Assignee
Nisshin Steel Co Ltd
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Publication date
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  • Spectrometry And Color Measurement (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suitably adjust the coloring of surface of a metallic material passing through a reduction atmospheric furnace and to reduce the running cost for adjusting the atmosphere. SOLUTION: A color difference meter 5 is arranged at the outlet side of a bright annealing furnace 2 passing a stainless steel sheet 1. A control device 6 adjusts the circulating quantity of a refining device 4 and the H2 concn. supplied from a reducing gas supplying device 3 so that a (b) valve showing the difference to a reference value with a Lab color specification system in the outlets detected with the color-difference meter 5 becomes a prescribed control range in the negative range. When the (b) value becomes less than the lower limit value in the control range, the circulating quantity of the refining device 4 rising the H2 concn., is increased. When the (b) value exceeds the upper limit value of the control range, the circulating quantity of the refining device 4 is lowered.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ステンレス鋼など
の金属材を、熱処理などのために還元雰囲気炉に通板す
る際に、金属材表面が着色することを防止するための還
元雰囲気炉通板材の着色防止方法および装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reducing atmosphere furnace for passing a metal material such as stainless steel through a reducing atmosphere furnace for heat treatment or the like to prevent the surface of the metal material from being colored. The present invention relates to a method and an apparatus for preventing coloring of a plate material.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、たとえばステンレス鋼板をB
A材として得るための光輝焼鈍などの熱処理には、還元
雰囲気炉が用いられている。還元雰囲気炉内では、金属
材の酸化を防ぎながら加熱し、焼鈍などの熱処理を行
い、常温付近まで冷却する。金属材を連続的に通板する
還元雰囲気炉では、特に金属材の入側と出側とを完全に
気密封止することができず、周囲から酸素や水分を含む
空気が侵入する。酸素あるいは水分に含まれる酸素成分
は、加熱された金属材表面を酸化してしまうので、還元
雰囲気として乾いた水素ガスが供給され、また一旦形成
された還元雰囲気はリファイニング装置に循環されて、
酸素および水分が除去される。還元雰囲気には、水素ガ
スばかりではなく窒素ガスも混合される。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a stainless steel plate
A reducing atmosphere furnace is used for heat treatment such as bright annealing for obtaining material A. In a reducing atmosphere furnace, heating is performed while preventing oxidation of the metal material, heat treatment such as annealing is performed, and the metal material is cooled to around room temperature. In a reducing atmosphere furnace in which a metal material is continuously passed, the inlet and the outlet of the metal material cannot be completely hermetically sealed, and air containing oxygen and moisture enters from the surroundings. Since the oxygen component contained in oxygen or moisture oxidizes the heated metal material surface, a dry hydrogen gas is supplied as a reducing atmosphere, and the once formed reducing atmosphere is circulated to a refining device,
Oxygen and moisture are removed. In the reducing atmosphere, not only hydrogen gas but also nitrogen gas is mixed.

【0003】還元雰囲気炉内で酸化反応が生じると、金
属材の表面には酸化被膜が形成されて着色が発生する。
酸化が生じないように還元反応を進めすぎると、金属材
の表面が窒化し、表面に写る像の細部が見にくくなって
解像度が低下する。解像度が低下しない程度の窒化が生
じた場合であっても、金属材に対して後で化学発色処理
などを施すと、表面の溶解速度がばらつき、光沢の高い
化学発色処理鋼板などを得ることができなくなる。
[0003] When an oxidation reaction occurs in a reducing atmosphere furnace, an oxide film is formed on the surface of the metal material, and coloring occurs.
If the reduction reaction proceeds excessively so as not to cause oxidation, the surface of the metal material is nitrided, and the details of the image on the surface become difficult to see, resulting in a reduction in resolution. Even when nitriding occurs to the extent that the resolution does not decrease, if the metal material is subjected to a chemical coloring process or the like later, the dissolution rate of the surface varies, and it is possible to obtain a chemically glossed steel plate with high gloss. become unable.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】還元雰囲気炉内での金
属材表面の酸化によって生じる着色は、金属材料の成分
や表面の状態によって変動する。着色状態を目視して判
定する限り、微妙な判定を行うことができず、着色に影
響する水分濃度を下げるリファイニング装置の循環量
は、常に最大能力Max.の状態で運転することとな
る。リファイニング装置で水分を除去するためには、定
期的に乾燥剤を投入する必要がある。また、還元雰囲気
を循環させるための動力費も必要となる。このためリフ
ァイニング装置の循環量を常にMax.の状態で運転す
ると、ランニングコストが上昇してしまう。しかもこの
ような場合には、通板される金属材料の表面状態は過剰
品質となり、処理コストが高くなってしまう。
The coloring caused by the oxidation of the surface of a metal material in a reducing atmosphere furnace varies depending on the components of the metal material and the state of the surface. As long as the state of coloring is visually determined, a delicate determination cannot be made, and the circulation amount of the refining device that lowers the moisture concentration that affects coloring always has the maximum capacity Max. It will drive in the state of. In order to remove water with a refining device, it is necessary to periodically supply a desiccant. Also, a power cost for circulating the reducing atmosphere is required. Therefore, the circulation amount of the refining device is always set to Max. If the vehicle is operated in the state described above, the running cost will increase. Moreover, in such a case, the surface condition of the metal material to be passed becomes excessive quality, and the processing cost increases.

【0005】特に、鋼板の表面を化学的に処理して発色
させる前提で光輝焼鈍を行う場合には、解像度が重要で
あり、しかも発色する色のばらつきが少なく光沢の高い
表面状態を得る必要がある。そのような表面状態を目視
による管理のみで得ることは非常に困難である。
In particular, when bright annealing is performed on the premise that the surface of a steel sheet is chemically treated to form a color, the resolution is important, and it is necessary to obtain a surface state with little variation in the color to be developed and high gloss. is there. It is very difficult to obtain such a surface condition only by visual control.

【0006】本発明の目的は、表面の酸化による発色状
態を所望の範囲内に収め、ランニングコストの低減を図
ることができる還元雰囲気炉通板材の着色防止方法およ
び装置を提供することである。
It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus for preventing coloring of a passing plate material in a reducing atmosphere furnace, which can reduce the running cost by keeping the coloring state due to oxidation of the surface within a desired range.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、水素ガスおよ
び窒素ガスを含む還元雰囲気内に金属材料の板材を通板
しながら加熱・冷却し、還元雰囲気はリファイニング装
置に循環させて酸素および水分を除去するような還元雰
囲気炉で、通板材の着色を防止する方法であって、還元
雰囲気炉からの通板材の出側に、Lab表色系での基準
との差を示す色素信号としてb値を含む出力を導出する
色差計を設けておき、色差計からのb値が予め定める負
の値の管理範囲内となるように、リファイニング装置循
環量と水素ガス濃度とを調整することを特徴とする還元
雰囲気炉通板材の着色防止方法である。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, heating and cooling are performed while a metal material plate is passed through a reducing atmosphere containing hydrogen gas and nitrogen gas, and the reducing atmosphere is circulated through a refining device to reduce oxygen and oxygen. In a reducing atmosphere furnace for removing moisture, a method of preventing coloring of the passing material is provided, as a dye signal indicating a difference from a reference in the Lab color system on the exit side of the passing material from the reducing atmosphere furnace. Provide a color difference meter that derives an output including the b value, and adjust the refining device circulation amount and the hydrogen gas concentration so that the b value from the color difference meter falls within a predetermined negative value management range. This is a method for preventing coloring of a sheet material passed through a reducing atmosphere furnace.

【0008】本発明に従えば、還元雰囲気炉からの通板
材の出側に色差計を設けて、金属材の表面の着色状態を
定量的に検出し、検出結果に従ってLab表色系による
基準との差を示す色差信号のうちのb値が予め定める負
の値の管理範囲内となるように、リファイニング装置循
環量と水素ガス濃度とを調整する。b値は値が小さいほ
ど、すなわち絶対値が大きいほど青味が強くなることが
知られている。b値が予め定める管理範囲内となるよう
にリファイニング装置循環量あるいは水素ガス濃度を調
整するので、酸化によって表面の着色の程度が顕著にな
ることを防ぎ、かつ窒化によって解像不良となることも
防ぐことができる。
According to the present invention, a color difference meter is provided on the exit side of the sheet passing material from the reducing atmosphere furnace to quantitatively detect the coloring state of the surface of the metal material. Of the refining device and the hydrogen gas concentration are adjusted so that the b value of the color difference signal indicating the difference between the two falls within a predetermined negative value management range. It is known that the b value becomes smaller, that is, the bluish color becomes stronger as the absolute value becomes larger. The circulation amount of the refining device or the hydrogen gas concentration is adjusted so that the b value is within a predetermined control range, so that the degree of coloring of the surface due to oxidation is prevented from becoming remarkable, and the resolution becomes poor due to nitriding. Can also be prevented.

【0009】また本発明は、前記b値が前記管理範囲の
下限未満となるとき、前記リファイニング装置循環量を
増加させ、または前記水素ガス濃度を上げることを特徴
とする。
Further, the present invention is characterized in that when the b value is less than the lower limit of the control range, the circulation amount of the refining device is increased or the hydrogen gas concentration is increased.

【0010】本発明に従えば、b値が管理範囲の下限未
満となって、酸化による着色の程度が甚だしくなると、
リファイニング装置循環量を増加させて還元雰囲気中か
ら酸素ガスおよび水分を除去するリファイニング装置へ
の循環量を増大し、金属材の表面を酸化させる酸素や水
分の含有量を減らして金属材表面の酸化を抑制し、b値
が管理範囲内に収まるように調整することができる。
According to the present invention, when the value of b is less than the lower limit of the control range and the degree of coloring by oxidation becomes excessive,
Increases the amount of circulation to the refining device to remove oxygen gas and moisture from the reducing atmosphere by increasing the circulation amount of the refining device and reduces the content of oxygen and moisture to oxidize the surface of the metal material and reduces the metal material surface Can be controlled so that the b value falls within the control range.

【0011】また本発明は、前記b値が前記管理範囲の
上限を超えるとき、前記リファイニング装置循環量を減
少させることを特徴とする。
Further, the present invention is characterized in that when the b value exceeds the upper limit of the management range, the circulation amount of the refining device is reduced.

【0012】本発明に従えば、b値が管理範囲の上限を
超えるときには金属材の表面が窒化しやすくなり、解像
度が低下したり後工程での化学発色状態や光沢のばらつ
きが大きくなる。リファイニング装置循環量を減少させ
れば、窒化が抑制され、金属材表面の解像度が低下する
ことなく、後工程で化学発色を行う場合のばらつきも小
さくすることができる。b値が管理範囲の上限を超える
ときには水素ガス濃度を低下させてもb値が管理範囲内
に入るように調整することはできるけれども、水素ガス
濃度が低下すれば窒素ガス濃度が上昇し、窒化が生じや
すくなる。リファイニング装置の循環量を減らしてb値
が管理範囲内に入るように調整することによって、リフ
ァイニング装置のランニングコストも低下させることが
できる。
According to the present invention, when the value of b exceeds the upper limit of the control range, the surface of the metal material is apt to be nitrided, so that the resolution is reduced and the variation in the state of chemical coloring and gloss in the subsequent process is increased. If the amount of circulation in the refining device is reduced, nitriding is suppressed, and the variation in the case where chemical coloring is performed in a subsequent step can be reduced without lowering the resolution of the metal material surface. When the b value exceeds the upper limit of the control range, it is possible to adjust the b value to be within the control range even if the hydrogen gas concentration is reduced. However, when the hydrogen gas concentration decreases, the nitrogen gas concentration increases, and the nitridation increases. Is more likely to occur. The running cost of the refining device can be reduced by reducing the circulation amount of the refining device and adjusting the b value to be within the management range.

【0013】さらに本発明は、水素ガスおよび窒素ガス
を含む還元雰囲気内に金属材料の板材を通板しながら加
熱・冷却し、還元雰囲気はリファイニング装置に循環さ
せて酸素および水分を除去するような還元雰囲気炉で、
通板材の着色を防止する装置であって、還元雰囲気炉か
らの通板材の出側に設けられ、Lab表色系での基準と
の差を示す色差信号としてb値を含む出力を導出する色
差計と、色差計からのb値が予め定める負の値の管理範
囲内となるように、リファイニング装置循環量と水素ガ
ス濃度とを制御する制御装置とを含むことを特徴とする
還元雰囲気炉通板材の着色防止装置である。
Further, the present invention is directed to heating and cooling a metal material plate while passing it through a reducing atmosphere containing hydrogen gas and nitrogen gas, and circulating the reducing atmosphere to a refining device to remove oxygen and moisture. In a reducing atmosphere furnace,
An apparatus for preventing coloring of a sheet passing material, which is provided on the outlet side of the sheet passing material from a reducing atmosphere furnace and derives an output including a b value as a color difference signal indicating a difference from a reference in a Lab color system. A reducing atmosphere furnace, comprising: a control device for controlling a refining device circulation amount and a hydrogen gas concentration so that the b value from the color difference meter falls within a predetermined negative value management range. This is a device for preventing coloring of a passing plate material.

【0014】本発明に従えば、還元雰囲気炉内で加熱・
冷却される金属材の出側に色差計を設け、Lab表色系
による基準との差を示す出力を導出させる。出力される
色差信号のうちのb値が負の値で予め定める管理範囲内
となるように、制御装置はリファイニング装置循環量ま
たは水素ガス濃度を調整する。色差計の出力のうちのb
値が負の値で予め定める管理範囲内に収まるようにリフ
ァイニング装置循環量および水素ガス濃度を制御するこ
とによって、表面の着色状態を適正な範囲に収め、過剰
品質によるランニングコストの上昇を抑制することがで
きる。
According to the present invention, heating in a reducing atmosphere furnace
A color difference meter is provided on the outlet side of the metal material to be cooled, and an output indicating a difference from a reference in the Lab color system is derived. The control device adjusts the refining device circulation amount or the hydrogen gas concentration so that the b value of the output color difference signal is a negative value and falls within a predetermined management range. B of the output of the color difference meter
By controlling the refining unit circulation amount and hydrogen gas concentration so that the value falls within the predetermined control range with a negative value, the coloring state of the surface is kept in an appropriate range and the running cost increase due to excessive quality is suppressed. can do.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の実施の一形態と
しての還元雰囲気炉通板材の着色防止装置の概略的な構
成を示す。ステンレス鋼帯1は、冷間圧延されたストリ
ップとして、表面の光沢を保ったままの状態で焼鈍する
ために、光輝焼鈍炉2に通板される。光輝焼鈍炉2内の
雰囲気を還元性に保つため、還元ガス供給装置3から水
素(H2)および窒素(N2)を混合した還元ガスが供給
される。光輝焼鈍炉2内には、通板されるステンレス鋼
帯1の表面に吸着されている酸素や水分が持込まれ、ま
た出入口から空気中の酸素や水分が侵入する。リファイ
ニング装置4は、光輝焼鈍炉2内の炉内ガスから酸素や
水分を除去し、再利用を図る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a schematic configuration of an apparatus for preventing coloring of a passing material in a reducing atmosphere furnace as one embodiment of the present invention. The stainless steel strip 1 is passed through a bright annealing furnace 2 as a cold-rolled strip in order to anneal while maintaining the surface gloss. In order to keep the atmosphere in the bright annealing furnace 2 reducible, a reducing gas mixture of hydrogen (H 2 ) and nitrogen (N 2 ) is supplied from a reducing gas supply device 3. Oxygen and moisture adsorbed on the surface of the stainless steel strip 1 to be passed are brought into the bright annealing furnace 2, and oxygen and moisture in the air enter from the entrance and exit. The refining device 4 removes oxygen and moisture from the furnace gas in the bright annealing furnace 2 for reuse.

【0016】本実施形態では、ステンレス鋼帯1がBA
材として光輝焼鈍炉2から出る部分に、色差計5を設置
し、色差計5の検出出力に基づいて制御装置6がリファ
イニング装置4の循環量と還元ガス供給装置3での水素
ガス濃度とを調整する。リファイニング装置4によって
酸素および水分が除去される炉内ガスの循環量の調整
は、循環量制御装置7によって行われる。還元ガス供給
装置3に供給する水素および窒素ガスは、H2タンク8
およびN2タンク9からそれぞれ供給され、バッファタ
ンク10内で混合される。
In this embodiment, the stainless steel strip 1 is made of BA
A color difference meter 5 is installed in a portion coming out of the bright annealing furnace 2 as a material, and based on a detection output of the color difference meter 5, the control device 6 controls a circulation amount of the refining device 4 and a hydrogen gas concentration in the reducing gas supply device 3. To adjust. The circulation amount of the in-furnace gas from which oxygen and moisture are removed by the refining device 4 is adjusted by the circulation amount control device 7. The hydrogen and nitrogen gas supplied to the reducing gas supply device 3 are supplied to the H 2 tank 8
And N 2 tank 9, respectively, and mixed in buffer tank 10.

【0017】光輝焼鈍炉2内は、加熱帯11、徐冷帯1
2および冷却帯13に区分される。リファイニング装置
4は、炉内ガス吸入管14を介して、加熱帯11へのス
テンレス鋼帯1の入側で炉内ガスを吸入し、循環量制御
装置7を介して循環ガス供給管15に、酸素と水分とを
除去した炉内ガスを循環させる。バッファタンク10か
ら供給される還元ガスは、循環ガス供給管15に循環す
る循環ガスと混合され、還元ガス供給管16から光輝焼
鈍炉2の徐冷帯12および冷却帯13に供給される。
The bright annealing furnace 2 has a heating zone 11 and a slow cooling zone 1.
2 and a cooling zone 13. The refining device 4 sucks in-furnace gas at the entrance side of the stainless steel strip 1 to the heating zone 11 via the in-furnace gas suction pipe 14, and sends the gas to the circulating gas supply pipe 15 via the circulating amount control device 7. Then, the furnace gas from which oxygen and moisture have been removed is circulated. The reducing gas supplied from the buffer tank 10 is mixed with the circulating gas circulating in the circulating gas supply pipe 15 and supplied from the reducing gas supply pipe 16 to the slow cooling zone 12 and the cooling zone 13 of the bright annealing furnace 2.

【0018】光輝焼鈍炉2内では、加熱帯11に複数の
ヒータ17および断熱層18が設けられ、ステンレス鋼
帯1を焼鈍に必要な温度まで加熱する。徐冷帯12で
は、ステンレス鋼帯1の表面に還元ガス供給管16から
供給される還元ガスを吹付けて徐冷する。冷却帯13で
は、複数の冷却ユニット19を介して還元ガス供給管1
6から供給される還元ガスをステンレス鋼帯1の表面に
吹付け、徐冷帯12よりも急速に冷却する。ステンレス
鋼帯1は、光輝焼鈍炉2の出側に設けられるシール装置
20を介して炉外に排出される。冷却帯13では、ステ
ンレス鋼帯1が炉外に排出されても、空気中の酸素など
によってステンレス鋼帯1が新たに酸化されない程度の
温度になるまで冷却する。
In the bright annealing furnace 2, a plurality of heaters 17 and a heat insulating layer 18 are provided in the heating zone 11 to heat the stainless steel strip 1 to a temperature required for annealing. In the slow cooling zone 12, the surface of the stainless steel strip 1 is gradually cooled by spraying the reducing gas supplied from the reducing gas supply pipe 16. In the cooling zone 13, the reducing gas supply pipe 1 is passed through a plurality of cooling units 19.
The reducing gas supplied from 6 is sprayed on the surface of the stainless steel strip 1 and cooled more rapidly than the slow cooling zone 12. The stainless steel strip 1 is discharged out of the bright annealing furnace 2 through a sealing device 20 provided on the exit side of the furnace. In the cooling zone 13, even if the stainless steel strip 1 is discharged out of the furnace, the stainless steel strip 1 is cooled to a temperature at which the stainless steel strip 1 is not newly oxidized by oxygen in the air.

【0019】色差計5は、ステンレス鋼帯1の表面の色
差を検出し、制御装置6は色差が所定の管理範囲内に収
まるように、循環量制御装置7内の流量制御弁21や、
還元ガス供給装置3内の流量制御弁22,23,24に
よって、リファイニング装置4の循環量または水素ガス
濃度を調整する。リファイニング装置4の循環量は、流
量計25によって検出される。水素ガス濃度は、H2
度計26によって検出される。制御装置6は、流量計2
5およびH2濃度計26の検出出力に基づき、予め設定
されるプログラムに従って、循環量およびH2濃度の調
整を行う。光輝焼鈍炉2内の雰囲気が適正に保たれてい
るか否かは、定期的に雰囲気をサンプリングして、デュ
ーカップ27などを用いて、露点を計測することによっ
ても確認される。
The color difference meter 5 detects the color difference on the surface of the stainless steel strip 1, and the control device 6 controls the flow rate control valve 21 in the circulation amount control device 7 so that the color difference falls within a predetermined management range.
The circulation amount or the hydrogen gas concentration of the refining device 4 is adjusted by the flow control valves 22, 23, 24 in the reducing gas supply device 3. The amount of circulation of the refining device 4 is detected by the flow meter 25. The hydrogen gas concentration is detected by the H 2 concentration meter 26. The control device 6 includes the flow meter 2
The circulation amount and the H 2 concentration are adjusted in accordance with a program set in advance based on the detection output of the H 2 concentration meter 5 and the H 2 concentration meter 26. Whether or not the atmosphere in the bright annealing furnace 2 is properly maintained is also confirmed by periodically sampling the atmosphere and measuring the dew point using the Dew cup 27 or the like.

【0020】図2は、色差計5として、ミノルタ株式会
社製の分光測色計のCM−2002を用いて、SUS3
04のステンレス鋼帯1について、b値で管理を行う例
を示す。後述するように、b値は負の値の範囲では「青
色さ」の程度を示すと考えられ、bの上限をbmaxと
し、bの下限をbminとし、bmaxからbminま
での管理範囲を制御範囲として、その中央値を制御目標
として制御する。b値が、上限bmaxを超えると、窒
化による解像不良が生じる。b値が下限bmin未満と
なると、酸化による着色が生じる。b値が制御範囲内で
あるときには製品採取が可能となる。
FIG. 2 shows a SUS3 using a spectrophotometer CM-2002 manufactured by Minolta Co., Ltd. as the color difference meter 5.
An example in which the stainless steel strip No. 04 is managed by the b value will be described. As described later, the b value is considered to indicate the degree of “blueness” in a negative value range, and the upper limit of b is set to bmax, the lower limit of b is set to bmin, and the management range from bmax to bmin is set to the control range. And the central value is controlled as the control target. If the b value exceeds the upper limit bmax, poor resolution occurs due to nitriding. When the b value is less than the lower limit bmin, coloring due to oxidation occurs. When the b value is within the control range, the product can be sampled.

【0021】図3は、図2のb値を含むクロマチックネ
ス指数と色との関係を示す。クロマチックネス指数とし
ては、b値とともにa値があり、色相と彩度とをa値と
b値とで表す。色相は、tan-1(b/a)で表され、
彩度は√(a2+b2)で表わされる。b値は正のとき黄
色、負のとき青色の度合を表している。このようなaお
よびb値は、ハンター(Hunter)のLab表色系
による基準との差を表わすものとして、たとえばJIS
Z 8730−1980の色差表示方法などの規格で
も採用されている。このようなクロマチックネス指数を
用いて雰囲気を調整することによって、目視よりも正確
に再現性よく雰囲気の調整を行い、かつ過剰品質を避け
てランニングコストを低減することができる。
FIG. 3 shows the relationship between the chromaticity index including the b value in FIG. 2 and the color. As the chromaticity index, there is an a value together with a b value, and hue and saturation are represented by an a value and a b value. Hue is represented by tan -1 (b / a),
Saturation is represented by √ (a 2 + b 2 ). The b value indicates the degree of yellow when positive and the degree of blue when negative. Such a and b values represent a difference from a standard according to the Hunter's Lab color system, for example, JIS.
It is also adopted in standards such as the color difference display method of Z 8730-1980. By adjusting the atmosphere using such a chromaticity index, the atmosphere can be adjusted more accurately and reproducibly than visually, and the running cost can be reduced by avoiding excessive quality.

【0022】図4は、図1のリファイング装置4の循環
量を、循環量制御装置7で0〜350Nm3/Hの範囲
で変化させたとき、SUS304のステンレス鋼帯1の
表面が窒化するか否かの実験結果の一例を示す。上限b
maxを超えると窒化による不合格が発生し、上限bm
ax以下であれば合格となる。H2濃度は80%であ
る。b値が上限bmaxを超えるときには、リファイン
グ装置循環量を減少させることによって、窒化による不
合格が解消されることが判る。H2濃度を低下させても
酸化は進行すると考えられるけれども、H2濃度を下げ
るとN2分圧が高くなるため、さらに窒化が進むのでH2
濃度は下げるべきではない。H2濃度を75%未満とし
ても、窒化の問題は生じるので、75%以上の範囲で管
理すべきことが判明している。
FIG. 4 shows that the surface of the stainless steel strip 1 of SUS304 is nitrided when the circulation amount of the refining device 4 of FIG. 1 is changed in the range of 0 to 350 Nm 3 / H by the circulation amount control device 7. An example of an experimental result as to whether or not is shown is shown. Upper limit b
If it exceeds max, rejection due to nitridation occurs and the upper limit bm
If it is less than or equal to ax, it passes. The H 2 concentration is 80%. When the b value exceeds the upper limit bmax, it is understood that rejection due to nitriding is eliminated by reducing the refining device circulation amount. Varying lowering the concentration of H 2 is considered the oxidation proceeds, for lowering the concentration of H 2 N 2 partial pressure is high, so further nitride advances H 2
The concentration should not be reduced. Even if the H 2 concentration is less than 75%, the problem of nitriding occurs, so it has been found that the concentration should be controlled within the range of 75% or more.

【0023】図4では、通板材がSUS304のステン
レス鋼帯1で、H2濃度が80%でリファイング装置循
環量が350Nm3/Hのときに、b値が上限bmax
を超えていることが判明している。徐々にリファイング
装置循環量を下げていって、50Nm3/Hまで下げた
時点では、b値が上限bmaxより小さくなり、窒化組
織がなくなっている。
In FIG. 4, when the passing material is a stainless steel strip 1 of SUS304, the H 2 concentration is 80%, and the circulating amount of the refining device is 350 Nm 3 / H, the b value is the upper limit bmax.
Has been found to exceed. When the circulation amount of the refining device is gradually reduced to 50 Nm 3 / H, the b value becomes smaller than the upper limit bmax, and the nitrided structure disappears.

【0024】図5は、SUS304のステンレス鋼帯1
を通板し、試料Aに対してH2濃度を75%とした状態
でリファイング装置循環量を0から増加させるときの状
態を(a)で示し、試料Bに対してリファイング装置循
環量が350Nm3/HでH2濃度を75%から100%
まで上昇させるときの変化を(b)で示す。試料Aで
は、(a)に示すように、リファイング装置循環量が0
のときに下限値bmin未満であっても、リファイング
装置循環量を200Nm3/H以上に増加させれば、b
値はbmin以上となり、着色は解消される。なお、試
料Bのように、リファイング装置循環量が0のときに、
さらにb値の値が小さいと、最大限の循環量350Nm
3/Hまでリファイング装置循環量を増大させても、b
値は下限値bmin未満となって着色による不合格の状
態は改善されない。(b)に示すように、さらにH2
度を上昇させると、90%以上で下限値bmin以上と
なり、合格するようになる。
FIG. 5 shows a stainless steel strip 1 of SUS304.
(A) shows a state where the refining device circulation amount is increased from 0 in a state where the H 2 concentration is set to 75% with respect to the sample A, and the refining device circulation amount with respect to the sample B. Is 350Nm 3 / H and the H 2 concentration is 75% to 100%
The change at the time of ascending is shown by (b). In sample A, as shown in FIG.
When the refining device circulation amount is increased to 200 Nm 3 / H or more even if the refining device circulation amount is
The value becomes bmin or more, and the coloring is eliminated. In addition, when the refining device circulation amount is 0 as in Sample B,
Further, when the value of the b value is small, the maximum circulation amount is 350 Nm.
Even if the refining device circulation amount is increased to 3 / H, b
The value is less than the lower limit bmin, and the state of rejection due to coloring is not improved. As shown in (b), when the H 2 concentration is further increased, the lower limit value bmin is exceeded at 90% or more, and the sample passes.

【0025】図6は、リファイング装置循環量を0とし
たときのH2濃度と窒化との関係を示す。H2濃度が75
%未満の状態では、b値は上限値bmaxを超えて、窒
化による不合格の状態となる。H2濃度が75%となる
と、窒化組織は発生しなくなっていることが判明してい
る。次の表1は、本実施形態による効果を、実施前の状
態を基準として示す。
FIG. 6 shows the relationship between the H 2 concentration and the nitriding when the circulating amount of the refining device is set to zero. H 2 concentration of 75
%, The b value exceeds the upper limit bmax, and the state is rejected due to nitriding. It has been found that when the H 2 concentration reaches 75%, no nitrided structure is generated. Table 1 below shows the effects of the present embodiment based on the state before the implementation.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】本実施形態によれば、b値を下限値bmi
n以上にすることによって、着色による品質異常の発生
数を80%低減している。b値を、上限値bmax以下
にすることによって、窒化による解像不良および化学発
色時の品質異常を、それぞれ96%および72%低減し
ている。またリファイング装置循環量の低減によって、
常に最大能力で稼動させるのに近い実施前よりも44%
のランニングコストダウンを図ることが可能となる。
According to the present embodiment, the b value is set to the lower limit value bmi.
By setting n or more, the number of occurrences of quality abnormalities due to coloring is reduced by 80%. By setting the b value to be equal to or less than the upper limit value bmax, poor resolution due to nitriding and abnormal quality during chemical coloring are reduced by 96% and 72%, respectively. In addition, by reducing the amount of circulating refining equipment,
44% lower than before implementation, which is always near maximum capacity
Running cost can be reduced.

【0028】なお、以上の実施形態では、SUS304
のステンレス鋼帯1の光輝焼鈍について説明しているけ
れども、他の金属材の熱処理に関しても同様の効果が得
られる。特に鋼板では、材料の成分や表面の状態によっ
て酸化被膜の着色状態が変動しやすく、目視による管理
は困難であるけれども、本実施形態では色差計を用いて
適切な管理を行うことができる。
In the above embodiment, SUS304
Although the bright annealing of the stainless steel strip 1 described above is described, the same effect can be obtained with respect to the heat treatment of other metal materials. In particular, in the case of a steel sheet, although the coloring state of the oxide film easily changes depending on the composition of the material and the state of the surface, and it is difficult to perform visual management, in the present embodiment, appropriate management can be performed using a color difference meter.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、還元雰囲
気炉から出てくる金属材の表面の色を色差計で計測し、
計測出力のうちのb値が負の値で予め設定される管理範
囲内となるようにリファイニング装置循環量と水素ガス
濃度とを調整するので、目視による場合のようなばらつ
きを避けて確実に着色状態の揃った金属材料を得ること
ができる。リファイニング装置を常に最大能力の状態で
稼動させる必要がなくなるので、ランニングコストも低
減することができる。
As described above, according to the present invention, the color of the surface of a metal material coming out of a reducing atmosphere furnace is measured by a color difference meter,
Since the refining device circulating amount and the hydrogen gas concentration are adjusted so that the b value of the measurement output is within a control range set in advance as a negative value, it is ensured to avoid variations as in the case of visual observation. A metal material having a uniform colored state can be obtained. Since it is not necessary to always operate the refining device at the maximum capacity, the running cost can be reduced.

【0030】また本発明によれば、b値が管理範囲の下
限未満となるときには、リファイニング装置循環量を増
加させ、あるいは水素ガス濃度を上げて還元雰囲気の還
元能力を高め、b値が管理範囲内となるように調整する
ことができる。
According to the present invention, when the b value is less than the lower limit of the control range, the refining device circulation amount is increased, or the hydrogen gas concentration is increased to increase the reducing ability of the reducing atmosphere, and the b value is controlled. It can be adjusted to be within the range.

【0031】また本発明によれば、b値が管理範囲の上
限を超えるときには、水素ガス濃度を低下させると相対
的に窒素ガス濃度が上昇し、窒化が生じやすくなるの
で、水素ガス濃度を下げないで、リファイニング装置循
環量を減少させて過剰な還元作用を抑制し、金属材表面
の品質を保ったままランニングコストの低減を図ること
ができる。
Further, according to the present invention, when the b value exceeds the upper limit of the control range, when the hydrogen gas concentration is decreased, the nitrogen gas concentration relatively increases, and nitridation easily occurs. Instead, it is possible to reduce the circulation amount of the refining device, suppress the excessive reducing action, and reduce the running cost while maintaining the quality of the metal material surface.

【0032】さらに本発明によれば、色差計で金属材表
面の着色異常による品質不良の発生を低減し、窒化によ
る解像不良および化学発色時の品質異常を低減し、ラン
ニングコストの低下を図ることができる。
Further, according to the present invention, it is possible to reduce the occurrence of defective quality due to abnormal coloring of the surface of the metal material by the color difference meter, reduce the defective resolution due to nitriding and the abnormal quality during chemical coloring, and reduce the running cost. be able to.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の一形態の概略的な構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an embodiment of the present invention.

【図2】図1の実施形態の管理範囲を示すグラフであ
る。
FIG. 2 is a graph showing a management range of the embodiment of FIG.

【図3】図2のb値についての考え方を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a concept of a b value in FIG. 2;

【図4】b値の上限付近でのリファイング装置循環量の
変化の影響を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the influence of a change in the refining device circulation amount near the upper limit of the b value.

【図5】b値の下限付近でのリファイング装置循環量お
よびH2濃度の影響をそれぞれ示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the influence of the refining device circulation amount and the H 2 concentration near the lower limit of the b value.

【図6】b値の上限付近でのH2濃度の影響を示すグラ
フである。
FIG. 6 is a graph showing the influence of the H 2 concentration near the upper limit of the b value.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ステンレス鋼帯 2 光輝焼鈍炉 3 還元ガス供給装置 4 リファイング装置 5 色差計 6 制御装置 7 循環量制御装置 8 H2タンク 10 バッファタンク 11 加熱帯 12 徐冷帯 13 冷却帯 20 シール装置 21,22,23,24 流量制御弁 25 流量計 26 H2濃度計1 stainless steel strip 2 bright annealing furnace 3 reduction gas supply device 4 Clarifying device 5 color difference meter 6 controller 7 circulation quantity control device 8 H 2 tank 10 buffer tank 11 heating zone 12 Johiyatai 13 cooling zone 20 sealing device 21, 22, 23 and 24 flow rate control valve 25 flowmeter 26 H 2 concentration meter

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 水素ガスおよび窒素ガスを含む還元雰囲
気内に金属材料の板材を通板しながら加熱・冷却し、還
元雰囲気はリファイニング装置に循環させて酸素および
水分を除去するような還元雰囲気炉で、通板材の着色を
防止する方法であって、 還元雰囲気炉からの通板材の出側に、Lab表色系での
基準との差を示す色素信号としてb値を含む出力を導出
する色差計を設けておき、 色差計からのb値が予め定める負の値の管理範囲内とな
るように、リファイニング装置循環量と水素ガス濃度と
を調整することを特徴とする還元雰囲気炉通板材の着色
防止方法。
1. Heating and cooling while passing a metal material plate into a reducing atmosphere containing hydrogen gas and nitrogen gas, and the reducing atmosphere is circulated through a refining device to remove oxygen and moisture. A method for preventing coloring of a passing material in a furnace, wherein an output including a b value as a dye signal indicating a difference from a reference in a Lab color system is derived on the exit side of the passing material from a reducing atmosphere furnace. A refining device circulation amount and a hydrogen gas concentration are adjusted so that a color difference meter is provided and a b value from the color difference meter is within a predetermined negative value control range. A method for preventing coloration of plate materials.
【請求項2】 前記b値が前記管理範囲の下限未満とな
るとき、 前記リファイニング装置循環量を増加させ、 または前記水素ガス濃度を上げることを特徴とする請求
項1記載の還元雰囲気炉通板材の着色防止方法。
2. The reducing atmosphere furnace according to claim 1, wherein when the b value is less than the lower limit of the control range, the refining device circulation amount is increased or the hydrogen gas concentration is increased. A method for preventing coloration of plate materials.
【請求項3】 前記b値が前記管理範囲の上限を超える
とき、 前記リファイニング装置循環量を減少させることを特徴
とする請求項1または2記載の還元雰囲気炉通板材の着
色防止方法。
3. The method according to claim 1, wherein when the b value exceeds the upper limit of the control range, the circulation amount of the refining device is reduced.
【請求項4】 水素ガスおよび窒素ガスを含む還元雰囲
気内に金属材料の板材を通板しながら加熱・冷却し、還
元雰囲気はリファイニング装置に循環させて酸素および
水分を除去するような還元雰囲気炉で、通板材の着色を
防止する装置であって、 還元雰囲気炉からの通板材の出側に設けられ、Lab表
色系での基準との差を示す色差信号としてb値を含む出
力を導出する色差計と、 色差計からのb値が予め定める負の値の管理範囲内とな
るように、リファイニング装置循環量と水素ガス濃度と
を制御する制御装置とを含むことを特徴とする還元雰囲
気炉通板材の着色防止装置。
4. Heating and cooling while passing a metal material plate into a reducing atmosphere containing hydrogen gas and nitrogen gas, and the reducing atmosphere is circulated through a refining device to remove oxygen and moisture. An apparatus for preventing coloring of a passing material in a furnace, provided on an outlet side of the passing material from a reducing atmosphere furnace, and outputting an output including a b value as a color difference signal indicating a difference from a reference in a Lab color system. A color difference meter to be derived, and a control device for controlling the refining device circulation amount and the hydrogen gas concentration such that the b value from the color difference meter falls within a predetermined negative value management range. Prevention device for coloring of furnace plate material in reducing atmosphere.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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