TW201930866A - 鍍敷附著性評價裝置、鍍敷附著性評價方法、合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備及合金化熔融鍍鋅鋼板之製造方法 - Google Patents

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Abstract

[摘要]提供一種鍍敷附著性評價裝置、鍍敷附著性評價方法、合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備及合金化熔融鍍鋅鋼板之製造方法,其可更加正確地測定Γ與Γ1相的生成量,並可更加正確地評價合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性。
[課題]本發明之鍍敷附著性評價裝置具備:X射線繞射強度測定部,針對合金化熔融鍍鋅鋼板,藉由X射線繞射法來測定Γ與Γ1相的X射線繞射強度;及評價部,依據所測定出的前述Γ與Γ1相的X射線繞射強度、及鍍鋅單位面積重量,來評價前述合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性。

Description

鍍敷附著性評價裝置、鍍敷附著性評價方法、合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備及合金化熔融鍍鋅鋼板之製造方法
發明領域
本發明是有關於一種鍍敷附著性評價裝置、鍍敷附著性評價方法、合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備及合金化熔融鍍鋅鋼板之製造方法。
發明背景
合金化熔融鍍鋅鋼板具有較高的耐蝕性或加工性,而作為建築外部裝飾用途或汽車用途被廣泛地使用。為了歷經長期仍維持合金化熔融鍍鋅鋼板之較高的耐蝕性,抑制鍍敷的剝離是很重要的。合金化熔融鍍鋅是以Fe-Zn系合金相所構成,在所述的Fe-Zn系合金相中,是自Fe濃度較高之相開始而依序有Γ與Γ1相、δ1相、ζ相、及η相。雖然合金化熔融鍍鋅鋼板在這些相之中是以δ1相為主體,但是已知有下述情形:合金化熔融鍍鋅鋼板的品質特性,會受到鍍敷層中的Γ與Γ1相及ζ相的附著量影響,特別是鍍敷附著性會受到Γ與Γ1相的生成量所左右。從而,在鍍敷附著性的評價時,會要求對Γ與Γ1相的存在量進行定量評價。
在以下的專利文獻1中揭示有下述之裝置:關注於適當地管理對品質特性造成影響的Γ相及ζ相的附著量,將已藉由多層膜鏡而平行化之X射線照射於鍍敷層,並測定因鍍敷層所包含的合金相而繞射之X射線,藉此在產線上(online)測定鍍敷Γ相及ζ相的附著量。
在以下的專利文獻2中揭示有下述之方法:利用X射線繞射法,測定晶格面間隔為相當於1.5Å以上之類的低角度的繞射角範圍中的峰值,藉此精度良好地測定對合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性造成影響的Γ與Γ1相的厚度。
先前技術文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開2002-168811號公報
專利文獻2:國際公開第2015/059835號公報
發明概要
發明欲解決之課題
但是,在專利文獻1所記載的技術中,並無法進行可以對運作條件迅速地反饋涵蓋線卷(coil)全長的測定結果之類的精度較高的測定。
又,已由本案發明人們所清楚得知的是,在上述之專利文獻2所記載的技術中,並未考慮到入射至Γ與Γ1相的X射線繞射強度因其他合金相而衰減的情形,在鍍敷層的厚度已變化時會導致於合金相的附著量的測定結果中重疊誤差的情形。
Fe濃度較高的Γ與Γ1相會因Fe從母材往鍍敷層擴散,而生成於母材與鍍敷層的界面附近。因此,若欲藉由X射線繞射法來測定Γ與Γ1相,會讓從外部入射至鍍敷層的X射線在到達Γ與Γ1相之前因其他合金相而衰減,使得在Γ與Γ1相中繞射的X射線繞射強度變小。亦即,因為藉由鍍鋅單位面積重量的增減而使其他合金相的生成量變化,藉此讓X射線的衰減量也產生變化,所以即使在Γ與Γ1相的生成量為相等的情況下,若鍍鋅單位面積重量變化時會導致Γ與Γ1相的X射線繞射強度也產生變化。其結果,可考慮為在鍍鋅單位面積重量變化的情況下,即便使用已揭示於上述專利文獻2的方法,仍然無法利用X射線繞射法來正確地評價Γ與Γ1相的生成量,而變得無法避免下述事項:低鍍鋅附著性材的出貨、或為了防止所述的鋼材之降低了生產性的作業。
於是,本發明是有鑒於上述問題而完成的發明,本發明的目的在於提供一種鍍敷附著性評價裝置、鍍敷附著性評價方法、合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備及合金化熔融鍍鋅鋼板之製造方法,其可更加正確地測定Γ與Γ1相的生成量,並可更加正確地評價合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性。
用以解決課題之手段
用於解決上述課題之本案發明的主旨如以下所述。
(1)一種鍍敷附著性評價裝置,具備:
X射線繞射強度測定部,針對合金化熔融鍍鋅鋼板,藉由X射線繞射法來測定Γ與Γ1相的X射線繞射強度;及
評價部,依據所測定的前述Γ與Γ1相的X射線繞射強度、以及前述合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍鋅單位面積重量,來評價前述合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性。
(2)如(1)所記載之鍍敷附著性評價裝置,其中在前述評價部中,更進一步地依據關係式來評價鍍敷附著性,其中前述關係式是顯示針對前述合金化熔融鍍鋅鋼板的Γ與Γ1相的X射線繞射強度及鍍鋅單位面積重量的關係之關係式。
(3)如(2)所記載之鍍敷附著性評價裝置,其中在將前述鍍鋅單位面積重量及前述Γ與Γ1相的X射線繞射強度規定作為座標軸的座標平面中,前述關係式是將前述座標平面區分成複數個區域,
前述評價部是依據以所測定出的前述Γ與Γ1相的X射線繞射強度與前述鍍鋅單位面積重量而決定的座標所屬的前述座標平面之前述區域,來評價前述鍍敷附著性。
(4)如(2)或(3)所記載之鍍敷附著性評價裝置,其中前述Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數、及前述鍍鋅單位面積重量具有負相關。
(5)如(1)至(4)中任一項所記載之鍍敷附著性評價裝置,其中前述X射線繞射強度測定部具備:
X射線管球,出射X射線;
光學系統,使從前述X射線管球出射的前述X射線照射於前述合金化熔融鍍鋅鋼板;及
檢測器,設置於可檢測晶格面間隔為相當於1.5Å以上的繞射X射線之位置,
分別將前述X射線管球中的前述X射線的出射光束強度設定為20W/mm2 以上,將前述光學系統中的前述X射線的寬度方向增益設定為0.15以上。
(6)一種鍍敷附著性評價方法,具有:
針對合金化熔融鍍鋅鋼板,藉由X射線繞射法來測定Γ與Γ1相的X射線繞射強度;及
依據所測定出的前述Γ與Γ1相的X射線繞射強度、及鍍鋅單位面積重量,來評價前述合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性。
(7)一種合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備,具備:
合金化熔融鍍鋅裝置,具備對鋼板鍍鋅的鍍鋅浴、以及將已鍍鋅的鋼板之鍍鋅層合金化,以形成合金化熔融鍍鋅鋼板的合金化爐;及
鍍敷附著性評價裝置,評價前述合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性,
前述鍍敷附著性評價裝置具備:
X射線繞射強度測定部,針對前述合金化熔融鍍鋅鋼板,藉由X射線繞射法來測定Γ與Γ1相的X射線繞射強度;及
評價部,依據所測定出的前述Γ與Γ1相的X射線繞射強度、及鍍鋅單位面積重量,來評價前述合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性。
(8)一種合金化熔融鍍鋅鋼板之製造方法,具有:
藉由合金化熔融鍍鋅裝置,對鋼板鍍鋅,且將已鍍鋅的前述鋼板的鍍鋅層合金化,以得到合金化熔融鍍鋅鋼板;及
針對前述合金化熔融鍍鋅鋼板,藉由X射線繞射法來測定Γ與Γ1相的X射線繞射強度,並依據所測定出的前述Γ與Γ1相的X射線繞射強度、及鍍鋅單位面積重量,來評價前述合金化熔融鍍鋅鋼板的前述鍍敷附著性。
發明效果
如以上所說明,根據本發明,變得可更加正確地測定Γ與Γ1相的生成量,而可更加正確地評價鍍敷附著性。
用以實施發明之形態
以下,參照附圖並且針對本發明的較佳的實施形態詳細地說明。再者,在本說明書及圖式中,對於實質上具有相同的功能構成的構成要素會賦予相同的符號,藉此省略重複說明。
<由本案發明人們所進行的檢討>
首先,在說明本發明之較佳的實施形態之前,針對到完成本發明之前的本案發明人們的檢討詳細敘述。圖1是顯示藉由以下之本發明的驗證而得到的結果之圖表,且是將橫軸設為鍍鋅單位面積重量,將縱軸設為Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數。
本案發明人們為了解決如上述的課題而進行檢討的結果得到了以下的構思:考慮了由鍍鋅單位面積重量的差異所造成之測定精度的降低後,只要能夠在Γ與Γ1相的X射線繞射強度與鍍敷附著性之間發現某種相關性,或許就變得可進行鍍敷附著性的評價。於是,本案發明人們首先是使鍍鋅附著量變化,並測定合金化熔融鍍鋅鋼板中的Γ與Γ1相的X射線繞射強度,以驗證鍍鋅附著量、及Γ與Γ1相的X射線繞射強度的關連。此外,本案發明人們是對已測定Γ與Γ1相的X射線繞射強度的合金化熔融鍍鋅鋼板,進行鍍敷附著性試驗。再者,Γ與Γ1相的繞射X射線的測定方法是以如後述之方法來進行。
在此,本案發明人們是以如以下的方法來評價已測定了Γ與Γ1相的X射線繞射強度的合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性。首先,從形成有合金化熔融鍍鋅層的鋼板沖切出直徑60mm的圓形的試驗片,並使用模具來壓製成形為圓筒杯。所使用的模具之沖頭的直徑為30mm,壓鑄模(dies)的肩半徑為3mm。對已壓製成型的圓筒杯側壁外表面貼附黏著膠帶,並對撕下黏著膠帶時附著於黏著膠帶的鍍敷剝離重量進行測定。
將鍍敷剝離重量小於15mg的情況設為較良好,將15mg以上且小於25mg的情況設為良好,將25mg以上且小於35mg的情況設為稍微不良,且將35以上的情況設為不良。將所述的評價的結果為較良好、良好、或稍微不良者,在圖1中記載為合格材(鍍敷附著性合格),將評價結果為不良者記載為不合格材(鍍敷附著性不合格)。
上述鍍敷附著性試驗的結果,將Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數為屬於小於6.1的範圍之合金化熔融鍍鋅鋼板,判定為鍍敷附著性為合格。又,在Γ與Γ1相的X射線繞射強度為屬於6.1以上且小於6.3的範圍之合金化熔融鍍鋅鋼板中,混合存在有鍍敷附著性成為合格者及成為不合格者。此外,將Γ與Γ1相的X射線繞射強度為屬於6.3以上的範圍之合金化熔融鍍鋅鋼板,判定為鍍敷附著性為不合格。
當針對Γ與Γ1相的X射線繞射強度為6.1以上且小於6.3的範圍詳細地檢討時,在鍍鋅單位面積重量為40g/m2 以下中,若Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數為6.2以上,則鍍敷附著性會成為合格。另一方面,在鍍鋅單位面積重量為比45g/m2 更大的範圍中,即使Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數為6.2以下,仍然存在有鍍敷附著性成為不合格者。亦即,隨著鍍鋅單位面積重量變大,在Γ與Γ1相的X射線繞射強度為較小的值中,有鍍敷附著性成為不合格的傾向。如圖1所示意地顯示地,此傾向是暗示鍍敷附著性的合格與否之邊界為以斜率成為負值之形式的直線的關係式來決定。
本案發明人們藉由所述的驗證而發現到:即使Γ與Γ1相的X射線繞射強度為相同程度,若鍍鋅單位面積重量變大時,會有鍍敷附著性降低的傾向。針對所述的傾向,本案發明人們是如以下地推論。
如上述,形成合金化熔融鍍鋅的相中,從Fe濃度較高的相開始而依序存在有Γ與Γ1相(Fe3 Zn10 、Fe5 Zn21 )、δ1相(FeZn7 )、ζ相(FeZn13 )及η相(Zn)。這些合金相是將鋼板鍍鋅,且藉由擦拭(wiping)來修減單位面積重量後,藉由在合金化爐的加熱而形成。因為藉由因在合金化爐中的加熱而產生的鐵與鋅的相互擴散而引發相變化,所以鍍敷層的厚度方向中的各合金相的生成位置,是從鋼板側開始而依序成為Γ與Γ1相、δ1相、ζ相、及η相,且不會有在這些合金相間調換生成位置的情形,又,因為是形成相分離,所以相鄰相不會混合存在。
例如,隨著合金化時間變長,包含於鍍敷層之相會以下述的形式進行變化:僅有η相→η相+ζ相之2相→η相+ζ相+δ1相之3相→η相+ζ相+δ1相+Γ與Γ1相之4相→ζ相+δ1相+Γ與Γ1相之3相→δ1相+Γ與Γ1相之2相。依照鍍敷厚度或加熱條件,存在於合金化的途中之合金相是不同的,且也有η相或ζ相比Γ與Γ1相的生成更早消失之情況。
如上述,Γ與Γ1相是生成於鍍敷與鋼板的界面,在製品即合金化熔融鍍鋅鋼板中,是在鍍敷表面側會生成δ1相。關於該Γ與Γ1相及δ1相的厚度,相對於Γ與Γ1相為0~0.5μm,δ1相為5~30μm,在其等2相的厚度上有很大的不同。
因為以X射線繞射法來測定Γ與Γ1相時,是在鍍敷表面側設置X射線管球與檢測器來進行測定,所以成為X射線一定會通過δ1相。如上述,因為δ1相的厚度和Γ與Γ1相的厚度相比較是顯著地較大,所以Γ與Γ1相的X射線繞射強度會大幅地受到δ1相的厚度之影響。並且,在Γ與Γ1相的生成量為一定的情況下,當δ1相的厚度(亦即,鍍鋅單位面積重量)變大時,所檢測的Γ與Γ1相的X射線強度會變小。從而,鍍鋅單位面積重量較大的合金化熔融鍍鋅鋼板中的Γ與Γ1相的X射線繞射強度、以及鍍鋅單位面積重量較小的合金化熔融鍍鋅鋼板中的Γ與Γ1相的X射線繞射強度為相同程度的情況下,可以判斷為:鍍鋅單位面積重量較大者為Γ與Γ1相的生成量較多,且鍍敷附著性會較低。
本案發明人們發現到可從所述的傾向,並利用鍍鋅單位面積重量及Γ與Γ1相的X射線繞射強度,來評價熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性。
圖2是示意地顯示將鍍鋅單位面積重量及Γ與Γ1相的X射線繞射強度規定作為座標軸的座標平面(以下也稱為「特徵量平面」)之圖表的一例。如在圖1所示,鍍鋅單位面積重量較大的合金化熔融鍍鋅鋼板中的Γ與Γ1相的X射線繞射強度、以及鍍鋅單位面積重量較小的合金化熔融鍍鋅鋼板中的Γ與Γ1相的X射線繞射強度為相同程度的情況下,鍍鋅單位面積重量較大者為鍍敷附著性較低。從而,如圖2所示,可以考慮為:以鍍鋅單位面積重量、及Γ與Γ1相的X射線繞射強度所規定的特徵量平面,是藉由某個邊界410,而將以所述的平面所規定的區域區分成鍍敷附著性為合格的區域(以下稱為「鍍敷附著性合格區域」)RA1 、及鍍敷附著性為不合格的區域(以下稱為「鍍敷附著性不合格區域」)RB1
在此,屬於鍍敷附著性合格區域RA1 的全部合金化熔融鍍鋅鋼板,是鍍敷附著性成為合格。另一方面,屬於鍍敷附著性合格區域RB1 的合金化熔融鍍鋅鋼板,是在鍍敷附著性上產生不良。亦即,鍍鋅單位面積重量為mA1 ,且Γ與Γ1相的X射線繞射強度為IA1 的合金化熔融鍍鋅鋼板,在圖2所示的特徵量平面中,是對應於座標A1 所表示的點,所述的合金化熔融鍍鋅鋼板可以將鍍敷附著性評價為合格,鍍鋅單位面積重量為mB1 ,且Γ與Γ1相的X射線繞射強度為IB1 的合金化熔融鍍鋅鋼板,在圖2所示的特徵量平面中,是對應於座標B1 所表示的點,所述的合金化熔融鍍鋅鋼板可以將鍍敷附著性評價為不合格。
在此,如圖2所示意地顯示地,可考慮為:可以將上述邊界410作為具有任意的形狀的曲線來掌握,且可作為任意的非線性函數或線性函數的線性組合來進行公式化。針對像這樣的邊界410的具體的表現,可進行例如藉由線性或非線性的最小平方法等之公知的統計處理來解析如圖1所示的作業資料之集合,並藉此來進行特定。
此外,本案發明人們針對在上述檢討中所得到的傾向進一步進行了檢討。圖3是示意地顯示將鍍鋅單位面積重量、及Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數規定作為座標軸的座標平面(特徵量平面)之圖表的一例。在圖3中圖示有特徵量平面,前述特徵量平面是將縱軸設為Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數,且將橫軸設為鍍鋅單位面積重量。本案發明人們進一步進行了檢討的結果,發現到:可以藉由鍍鋅單位面積重量及Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數的關係式來決定區分成鍍敷附著性合格區域、及鍍敷附著性不合格區域的邊界。亦即,如圖3所示,發現到下述情形:在將鍍鋅單位面積重量、及Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數規定作為座標軸的座標平面(特徵量平面)中,區分鍍敷附著性為合格的區域、及不合格區域之邊界,為Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數、及前述鍍鋅單位面積重量具有負相關,而可做到以反映了此負的關係之關係式來表示。
藉由過去的知識見解(川邊順次、藤永忠男、木村肇、押場和也、安部忠廣、高橋俊雄:川崎製鐵技報,18(1986)2,129-135),已經可得知下述情形:關於合金化熔融鍍鋅鋼板,母材鋼板α―Fe(200)的X射線繞射強度會隨著鍍鋅單位面積重量增加而以指數函數式的方式變小。本案發明人們是以參考所述的知識見解的方式,來應用於鍍敷層的Γ與Γ1相的X射線繞射強度時,發現到下述情形:在Γ與Γ1相的厚度為相同的情況下,隨著鍍鋅單位面積重量增加,Γ與Γ1相的X射線繞射強度也同樣地以指數函數的方式變小。
如本案發明人們所推論,Γ與Γ1相為相同厚度,且鍍鋅單位面積重量不同的合金化熔融鍍鋅鋼板的X射線繞射強度,在本實施形態中,是在將鍍鋅單位面積重量、及Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數規定作為座標軸的座標平面中,以具有負相關的方式,而形成為繪製在具有負的斜率之直線上。又,在雖然鍍鋅單位面積重量不同,但卻具有相同厚度的Γ與Γ1相的情況下,可將鍍敷附著性試驗中的剝離行為考慮為顯示相似的行為。因此,在上述平面中,成為鍍敷附著性的合格與否評價的基準之邊界會成為負的斜率。亦即,可將上述邊界以Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數、及前述鍍鋅單位面積重量為具有負的斜率之關係式來決定。在本實施形態中,成為鍍敷附著性評價的基準之邊界,可做到以如圖3中的邊界420之直線來描繪,且將二個特徵量,亦即鍍鋅單位面積重量、及Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數規定作為座標軸的座標平面(以下也稱為「特徵量平面」),可以藉由上述關係式的邊界,而區分成複數個區域,例如鍍敷附著性合格區域RA2 、及鍍敷附著性不合格區域RB2
例如,鍍鋅單位面積重量為mA2 ,且Γ與Γ1相的X射線繞射強度為IA2 的合金化熔融鍍鋅鋼板,在圖3所示的特徵量平面中,是對應於座標A2 ,可將所述的合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性評價為合格。又,鍍鋅單位面積重量為mB2 ,且Γ與Γ1相的X射線繞射強度為IB2 的合金化熔融鍍鋅鋼板,在圖3所示的特徵量平面中,是對應於座標B2 ,可將所述的合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性評價為不合格。
藉由公知的統計處理來解析例如圖1所示的例子之情況下,是將表示所述的邊界420的直線以例如(lnY)=-0.026×X+7.35來表示。在此,在所述之式中,X為鍍鋅單位面積重量[g/m2 ],lnY為Γ與Γ1相的X射線繞射強度[cps]的自然對數。
<合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備1的構成>
接著,詳細地說明本發明的實施形態之合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備1的構成之一例。圖4是顯示該實施形態之合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備之概略的說明圖。
如例如圖4所示,合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備1具備合金化熔融鍍鋅裝置10、控制裝置20、及鍍敷附著性評價裝置30。
合金化熔融鍍鋅裝置10具備搬送鋼板S的搬送路線102、熔融鍍鋅浴104、氣體擦拭裝置106、合金化爐108、下彎輥(turn down roll)110、沈沒輥(sink roll)112、及頂輥(top roll)114。
可藉由下彎輥110將搬送方向改變為向下,而連續地浸漬於熔融鍍鋅浴104中。於所述的熔融鍍鋅浴104的內部設置有沈沒輥112。沈沒輥112具有平行於鋼板S的寬度方向的旋轉軸,沈沒輥112的外周面的寬度是成為鋼板S的寬度以上。藉由所述的沈沒輥112,可將鋼板S的搬送方向改變為向上。
氣體擦拭裝置106是對從熔融鍍鋅浴104導出的鋼板S的兩面噴附氣體,藉此將附著於鋼板S的表面的熔融鍍鋅的一部分刮落。藉此,即可調整鋼板S的表面的熔融鍍鋅之附著量。
之後,一邊垂直地拉起鋼板S,一邊在合金化爐108中進行合金化處理。所述的合金化爐108是從鋼板S的進入側開始依序由加熱帶、保熱帶、及冷卻帶之3個部分所構成。在所述的合金化爐108中,首先,是藉由加熱帶進行加熱以使鋼板S的板溫成為大致均一後,在保熱帶中確保合金化時間,藉此將形成在鋼板S的表面的熔融鍍鋅層合金化而成為合金化層,並在冷卻帶中進行冷卻。藉由所述的合金化處理,鋼板S即成為合金化熔融鍍鋅鋼板。
在此,成為材料的鋼板S並沒有特別限定,可以使用例如軟鋼、低碳鋼、或極低碳鋼之類的Mn、P、Si較少的鋼種、高強度鋼等。
控制裝置20是控制合金化熔融鍍鋅裝置10的運作條件(例如,搬送路線102的速度、鍍鋅浴104的設定溫度、氣體擦拭裝置106的設定、合金化爐108的設定溫度等)。又,控制裝置20是構成為可和以下的鍍敷附著性評價裝置30進行通訊,且可因應於從鍍敷附著性評價裝置30接收的評價結果,來適當地變更合金化熔融鍍鋅裝置10的運作條件。再者,關於控制裝置20的硬體構成將於後文敘述。
在合金化爐108的出側以後的任意位置上可設置有鍍敷附著性評價裝置30。在圖4中,是作為重視作業回應性的情況,而設置於頂輥114的前段。鍍敷附著性評價裝置30是對從合金化爐108的內部搬送出來的合金化熔融鍍鋅鋼板照射規定的X射線,以評價合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性。又,鍍敷附著性評價裝置30可和控制裝置20進行通訊,且可因應需要而將鍍敷附著性的評價結果輸出至控制裝置20。
<鍍敷附著性評價裝置30的構成>
接著,詳細地說明鍍敷附著性評價裝置30的構成之一例。圖5是顯示該實施形態之鍍敷附著性評價裝置30的構成之說明圖。
如前文所提到地,鍍敷附著性評價裝置30是對從合金化爐108的內部搬送出來的合金化熔融鍍鋅鋼板照射X射線,以評價合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性之裝置。如圖5所示意地顯示地,所述的鍍敷附著性評價裝置30主要具備X射線繞射強度測定部310及演算處理部350。
(X射線繞射強度測定部310)
X射線繞射強度測定部310是藉由X射線繞射法針對合金化熔融鍍鋅鋼板S來測定Γ與Γ1相的X射線繞射強度。具體而言,X射線繞射強度測定部310是對合金化熔融鍍鋅鋼板S照射X射線,並測定藉由合金化熔融鍍鋅鋼板S而繞射的X射線的強度(繞射強度)。在此,作為本實施形態之X射線繞射強度測定部310,可照原樣利用例如上述專利文獻2所揭示的測定裝置。於X射線繞射強度測定部310中,因為可照原樣適用上述專利文獻2所揭示的測定裝置之構成,所以在以下,是針對X射線繞射強度測定部310來簡單地進行說明。
如圖5所示意地顯示地,所述的X射線繞射強度測定部310具備X射線管球311、入射光學系統313、光接收光學系統315、及檢測器317。在本實施形態之X射線繞射強度測定部310中,作為照射於合金化熔融鍍鋅鋼板S的X射線,是使用於產線上測定時不易受到鋼板振動的影響之平行光束。適用於鍍敷附著性評價裝置30的X射線繞射法,是照射特性X射線,且測定在特定的繞射角上的反射強度之方法,可分類為適用於多晶體試料的德拜謝樂法(Debye‐Scherrer method)。
X射線管球311會出射X射線。X射線管球311是例如藉由使電流流動於燈絲而產生熱電子,且以數十kV的高電壓來加速此熱電子並使其碰撞金屬靶,藉此產生X射線,並通過鈹窗(beryllium window)來取出所產生的X射線。X射線管球311的金屬靶可考慮由試料所進行之X射線的吸收或測定精度來選擇,且可使用Cu、Cr、Fe、Co、Mo、W等。在此之中,由於Cu、Cr、Co的通用性較優異因而特別理想。所產生的X射線因為除了設為目的之Kα射線之外,還包含有Kβ射線或白色X射線成分,所以必須去除這些成分來進行單色化。X射線光束的單色化是藉由以下方法來進行:在光接收狹縫之前插入以金屬箔製成的Kβ過濾器、或者使用單色器(monochromator)。此外,亦可和脈高分析器組合、或採用由X射線準直器(collimator)所構成的準直系統。
入射光學系統313是用於使從X射線管球311所出射的X射線照射至行走於搬送路線上的合金化熔融鍍鋅鋼板S的光學系統。入射光學系統313可作為用於將X射線設為平行光束的平行光束光學系統來發揮功能,而可單獨使用平行狹縫(Soller slit)、使用多層膜反射鏡及平行狹縫的組合、單獨使用分光晶體、使用平行狹縫及分光晶體的組合等。
在本實施形態中可使用的光接收光學系統315,是可將藉由合金化熔融鍍鋅鋼板S而繞射的X射線(繞射X射線),往後述之檢測器317導光的光學系統。繞射X射線是透過設置為光接收光學系統315的光接收狹縫來聚集光線。較理想的是,光接收光學系統315更具有平行狹縫與散射狹縫。
在此,在圖5中,雖然入射光學系統313及光接收光學系統315是各自利用1片凸透鏡來圖示,但是本實施形態並不限定於圖示的態樣,亦可將入射光學系統313及光接收光學系統315以任意的複數個光學元件來構成。
作為檢測器317,可使用由X射線所進行之以氣體來進行電離之比例計數管、對電離利用了固體的發光作用的閃爍計數管、以半導體元件來進行的半導體檢測器等。檢測器317是測定來自合金化熔融鍍鋅鋼板S的繞射X射線的強度,且將所得到的測定結果輸出至後述之演算處理部350。
X射線繞射強度測定部310所具備的檢測器317是設置成可檢測峰值,前述峰值是晶格面間隔為相當於1.5Å以上的低角度之繞射角範圍中的值。在此,為了針對合金化熔融鍍鋅鋼板中的Γ與Γ1相來測定,而將在本實施形態中可以使用的繞射角2θ顯示在以下之表1。可以藉由關注於如以下之表1所示的例如5個種類的晶格面間隔,來測定在Γ與Γ1相中繞射的X射線的強度。
又,較理想的是,X射線繞射強度測定部310針對上述專利文獻2所揭示的「出射光束亮度」及「寬度方向增益」的2個參數,也是具有同樣的值。亦即,在X射線繞射強度測定部310中,較理想的是將X射線管球311、入射光學系統313、及光接收光學系統315設計成使出射光束亮度為20W/mm2 以上,且寬度方向增益為0.15以上。藉此,X射線繞射強度測定部310能夠以較佳的靈敏度來檢測設為目的之繞射峰值(亦即,在Γ與Γ1相中繞射的X射線的繞射峰值)。
[表1]
又,X射線繞射強度測定部310亦可除了如上述之Γ與Γ1相的X射線繞射強度的測定功能之外,還具有測定合金化熔融鍍鋅鋼板中的鍍鋅單位面積重量之單位面積重量測定功能。
(演算處理部350)
接著,詳細地說明本實施形態之鍍敷附著性評價裝置30所具備的演算處理部350。演算處理部350是控制X射線繞射強度測定部310中的測定處理。又,演算處理部350是依據由X射線繞射強度測定部310所測定之Γ與Γ1相的X射線繞射強度,而以即時的方式來評價正在搬送的合金化熔融鍍鋅鋼板S的鍍敷附著性。
如圖5所示意地顯示地,所述的演算處理部350主要具備測定控制部351、資料取得部353、儲存部355、評價部357、評價結果輸出部359、及顯示控制部361。
測定控制部351是統合地控制X射線繞射強度測定部310的功能,例如可以控制X射線管球311的管電流或加速電壓、檢測器317的位置等。此時,測定控制部351可以參照例如儲存部355中所記錄之各種有關於測定控制的資訊,而將X射線繞射強度測定部310適當地控制成所期望的狀態。
資料取得部353是從X射線繞射強度測定部310取得藉由該X射線繞射強度測定部310所檢測出的Γ與Γ1相的繞射強度的測定資料,並輸出至後述的評價部357。又,資料取得部353亦可將已取得之Γ與Γ1相的繞射強度的測定資料,作為履歷資訊而保存於儲存部355等。
儲存部355是本實施形態之合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備1所具備的儲存裝置之一例。可於儲存部355中適當地保存用於鍍敷附著性的評價的資訊、用於鍍敷附著性評價裝置30或合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備1本身的控制的資訊。例如,於儲存部355可保存有如在圖2及圖3所說明之在鍍敷附著性的評價上所使用的關係式(亦即,表示於圖2或圖3所示的邊界之關係式)。
亦即,於儲存部355中可保存有顯示邊界410的關係式、或顯示邊界420的關係式,其中前述邊界410是在如圖2所示之將鍍鋅單位面積重量、及Γ與Γ1相的X射線繞射強度規定作為座標軸的座標平面(特徵量平面)中,藉由公知的統計處理來解析作業資料的集合而特定出的邊界,前述邊界420是在如圖3所示之將鍍鋅單位面積重量、及Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數規定作為座標軸的座標平面(特徵量平面)中所特定出的邊界。
又,於儲存部355中亦可保存有測定控制部351控制X射線繞射強度測定部310時所利用的各種資料庫或程式等。又,於儲存部355中亦可保存有在評價部357中的鍍敷附著性評價結果、或以X射線繞射強度測定部310所測定出的Γ與Γ1相的X射線繞射強度。又,於儲存部355中可適當地保存本實施形態之合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備1進行某種處理時產生有進行保存之必要的各種參數或處理的中途過程等、或者各種資料庫等。合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備1所具備的各處理部可自由地對儲存部355進行讀寫。
評價部357是依據合金化熔融鍍鋅鋼板S的鍍鋅單位面積重量、及從資料取得部353所輸出的Γ與Γ1相的繞射強度,來評價合金化熔融鍍鋅鋼板S的鍍敷附著性。較理想的是,評價部357除了上述之鍍鋅單位面積重量、及Γ與Γ1相的繞射強度之外,還依據合金化熔融鍍鋅鋼板S的Γ與Γ1相的X射線繞射強度及鍍鋅單位面積重量的關係式,來評價合金化熔融鍍鋅鋼板S的鍍敷附著性。
具體而言,評價部357是依據例如儲存部355所保存之在鍍敷附著性的評價上所使用的關係式、從例如控制裝置20或鍍鋅單位面積重量的測定裝置(未圖式)等所取得之合金化熔融鍍鋅鋼板中的鍍敷單位面積重量的資訊、及從資料取得部353所輸出之Γ與Γ1相的繞射強度的資訊,並依照如在圖2及圖3中所說明的方法,來進行所搬送的合金化熔融鍍鋅鋼板S之有關於鍍敷附著性的評價。
更詳細而言,評價部357是依據與鍍敷單位面積重量、以及Γ與Γ1相的繞射強度相對應的點,為屬於如圖2或圖3所示之特徵量平面的哪一個區域,來評價(判定)所搬送的合金化熔融鍍鋅鋼板S的鍍敷附著性。在例如利用如圖2所示之將鍍鋅單位面積重量、及Γ與Γ1相的X射線繞射強度規定作為座標軸的座標平面(特徵量平面)的情況下,評價部357在與鍍鋅單位面積重量、以及Γ與Γ1相的繞射強度相對應的點為包含於「鍍敷附著性合格區域RA1 」的情況下,是判定為所關注的合金化熔融鍍鋅鋼板S的鍍敷附著性是「合格」的。
又,評價部357在與鍍鋅單位面積重量、以及Γ與Γ1相的繞射強度相對應的點,在前述之圖2之特徵量平面中為包含於「鍍敷附著性不合格區域RB1 」的情況下,是判定為所關注的合金化熔融鍍鋅鋼板S的鍍敷附著性是「不合格」的。具體而言,是藉由與鍍敷單位面積重量、以及Γ與Γ1相的繞射強度相對應的點,在前述之特徵量平面中為位於邊界410的上下的哪一邊,來判定鍍敷附著性的合格與否。
又,利用如圖3所示之將鍍鋅單位面積重量、及Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數規定作為座標軸的座標平面(特徵量平面)的情況下,評價部357在與鍍鋅單位面積重量、以及Γ與Γ1相的繞射強度的自然對數相對應的點,為包含於圖3中的「鍍敷附著性合格區域RA2 」的情況下,判定為鍍敷鋼板S的鍍敷附著性是「合格」的,為包含於「鍍敷附著性不合格區域RB2 」的情況下,則判定為「不合格」。具體而言,是藉由與鍍敷單位面積重量、以及Γ與Γ1相的繞射強度的自然對數相對應的點,在前述之特徵量平面中位於邊界420的上下的哪一邊,來判定鍍敷附著性的合格與否。
以評價部357所作出的如上述之有關於評價結果的資訊是輸出至評價結果輸出部359。評價結果輸出部359是將所得到之有關於評價結果的資料,和有關於生成該資料的日期時間等之時刻資料建立關連,並輸出至控制合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備1之整體的控制裝置20,或利用印表機等之輸出裝置來輸出作為紙媒體。又,評價結果輸出部359亦可將對應於評價結果的資料作為履歷資訊而保存於儲存部355,亦可輸出至設置於外部的電腦等之各種資訊處理裝置,亦可輸出至各種記錄媒體。又,評價結果輸出部359也能夠因應於需要而和顯示控制部361協作,並且使評價結果顯示於各種顯示畫面中,以使作業人員可以確認評價結果。再者,評價結果輸出部357及顯示控制部361,亦可作為控制裝置20的一個功能來實現,亦可在鍍敷附著性評價裝置的外部獨立來實現。
顯示控制部361是進行將從評價結果輸出部所傳送出之有關於評價結果的資訊,顯示於合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備1所具備的顯示器等之顯示部、或設置於外部的其他裝置的顯示器等之顯示部時的顯示控制。又,顯示控制部361除了有關於評價結果的資訊以外,也可以使顯示部顯示X射線繞射強度測定部310的測定條件等各種資訊。顯示控制部361使顯示部顯示評價結果等,藉此合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備1的作業人員就變得可當場掌握鍍敷附著性評價結果等。
以上,顯示了本實施形態之演算處理部350的功能之一例。演算處理部350的各部分是藉由例如CPU(中央處理單元,Central Processing Unit)、ROM(唯讀記憶體,Read Only Memory)、RAM(隨機存取記憶體,Random Access Memory)、輔助儲存裝置、通訊裝置、輸出裝置、及輸入裝置等而實現。上述之各構成要素亦可利用通用的構件或電路來構成,亦可藉由已專門化為各構成要素的功能之硬體來構成。又,也可以由相同的硬體,例如CPU等來進行各構成要素的全部功能。從而,可因應於實施本實施形態的當時的技術水準,來適當地變更所利用的構成。
以上,一邊參照圖5一邊詳細地說明了本實施形態之鍍敷附著性評價裝置30的構成。
<鍍敷附著性評價方法>
接著,參照圖6並且說明以本實施形態之鍍敷附著性評價裝置30所實施之鍍敷附著性評價方法的流程之一例。圖6是顯示該實施形態之鍍敷附著性的評價方法的流程之流程圖。
如圖6所示意地顯示地,本實施形態之鍍敷附著性評價方法具有X射線繞射強度測定步驟(步驟S101)、以及鍍敷附著性評價步驟(步驟S103)。在X射線繞射強度測定步驟(步驟S101)中,是藉由如上述之X射線繞射強度測定部310來測定Γ與Γ1相的X射線繞射強度。又,在鍍敷附著性評價步驟(步驟S103)中,是藉由如上述之演算處理部350來評價所搬送的合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性。
(X射線繞射強度測定步驟)
在合金化爐中經過合金化處理的鋼板S(亦即,合金化熔融鍍鋅鋼板),是一邊在規定的搬送路線上被搬送,一邊藉由鍍敷附著性評價裝置30的X射線繞射強度測定部310來測定Γ與Γ1相的X射線繞射強度(步驟S101)。
亦即,對於鋼板S,在測定控制部351的控制之下,可從已控制有管電流及加速電壓的X射線管球311出射X射線,且藉由入射光學系統313使入射X射線成為平行光束。已成為平行光束的入射X射線是往鋼板S入射,且在鋼板S所具備的鍍敷層之Γ與Γ1相中繞射。在Γ與Γ1相中繞射的X射線是在以光接收光學系統315聚集光線後,以檢測器317進行檢測。
(鍍敷附著性評價步驟)
在演算處理部350中,是依據在X射線繞射強度測定步驟(步驟S101)中所測定出的Γ與Γ1相的繞射強度、及保存於例如儲存部355的鍍鋅單位面積重量,來評價所搬送的鋼板S的鍍敷附著性。較理想的是,在演算處理部350中,除了上述繞射強度及鍍鋅單位面積重量之外,還依據例如保存於儲存部355之表示特徵量平面中的邊界之關係式,來評價鋼板S的鍍敷附著性。
於鍍敷附著性的評價所使用的關係式,是如例如圖3中的邊界420所示地,以利用直線關係所表示的關係式來決定。藉由此關係式,可將以鍍鋅單位面積重量、及Γ與Γ1相的X射線繞射強度所規定的特徵量平面區分成鍍敷附著性合格區域RA2 、及鍍敷附著性不合格區域RB2 。例如,鍍鋅單位面積重量為mA2 ,且Γ與Γ1相的X射線繞射強度為IA2 的合金化熔融鍍鋅鋼板,是成為在特徵量平面中具有座標A2 ,所述的合金化熔融鍍鋅鋼板會因為座標A2 屬於鍍敷附著性合格區域RA2 ,所以被評價為「鍍敷附著性是合格的」。另一方面,鍍鋅單位面積重量為mB2 ,且Γ與Γ1相的X射線繞射強度為IB2 的合金化熔融鍍鋅鋼板,是成為在特徵量平面中具有座標B2 ,所述的合金化熔融鍍鋅鋼板會因為座標B2 屬於鍍敷附著性不合格區域RB2 ,所以被評價為「鍍敷附著性是不合格的」。
再者,在鍍敷附著性評價上所使用的鍍鋅單位面積重量的資料,亦可使用讓氣體擦拭裝置運轉時的設定值,亦可使用由另外設置的鍍鋅單位面積重量測定裝置(未圖式)所形成的測定結果。在此情況下,藉由將由鍍鋅單位面積重量測定裝置所進行的連續測定、及鍍敷附著性評價合併使用,即會有下述優點:變得可進行鋼板S的長邊方向之連續的附著性管理。
又,如上述之關係式,亦可使用讓鍍敷附著性評價裝置30運作時所設定的關係式,亦可使用依據所得到的作業結果而在任意的時間點所更新的關係式,亦可設為一邊藉由公知的機械學習方法等對所得到的作業結果進行機械學習,一邊隨時更新關係式。藉由更新如上述之關係式,即可更加提升鍍敷附著性的評價精度。
以上,一邊參照圖6一邊簡單地說明了本實施形態之鍍敷附著性的評價方法。
<變形例>
以上,已說明了本實施形態之鍍敷附著性評價裝置、合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備、及鍍敷附著性的評價方法。但是,本發明並不限定於上述之實施形態,且可採用各種變形例。以下,說明本實施形態的幾個變形例。
在上述之實施形態中,雖然是利用一個表示Γ與Γ1相的X射線繞射強度、及鍍鋅單位面積重量的關係之關係式,來將以Γ與Γ1相的X射線繞射強度、及鍍鋅單位面積重量作為座標軸的特徵量平面區分成2個區域,但是本發明並不限定於此,亦可利用複數個關係式來將特徵量平面區分成任意數量的區域。
例如,在此情況下,除了將鍍敷附著性判定為合格的區域、以及將鍍敷附著性判定為不合格的區域之外,亦可設置可能產生將合金化熔融鍍鋅鋼板S的鍍敷附著性評價為良好的情況、以及評價為不良的情況之任一種情況的區域。在像這樣的追加的區域中,變得也可從無法並確實地製造鍍敷附著性為良好的合金化熔融鍍鋅鋼板S的情形中,在合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備1中將運作條件變更成可在將鍍敷附著性判定為合格的區域中來進行製造。以下顯示具體例。
圖7是示意地顯示將鍍鋅單位面積重量、及Γ與Γ1相的X射線繞射強度規定作為座標軸的特徵量平面的其他之一例。上述特徵量平面是藉由第1邊界430及第2邊界440而區分成:鍍敷附著性為不合格的區域即鍍敷附著性不合格區域RC1 、用來變更合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備1的運作條件之區域即運作條件變更區域RD1 、及用來維持合金化熔融鍍鋅裝置10的運作條件之區域即運作條件維持區域RE1 。在此,合金化熔融鍍鋅裝置10可將其運作條件設定成使所製造的合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性不會被評價為不合格。
第1邊界430是鍍敷附著性不合格區域RC1 、及運作條件變更區域RD1 的邊界。鍍敷附著性不合格區域RC1 是將屬於該區域的全部的合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性都評價為不合格的區域。運作條件變更區域RD1 是可能產生將合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性評價為良好的情況、以及評價為不良的情況之任一種情況的區域,且是用來考慮合金化熔融鍍鋅裝置10的運作條件之變更的區域。
第2邊界440是運作條件變更區域RD1 與運作條件維持區域RE1 的邊界。運作條件維持區域RE1 是針對屬於該區域的全部的合金化熔融鍍鋅鋼板,將鍍敷附著性都評價為合格的區域。在測定結果E1 屬於運作條件變更區域RE1 情況下,可將合金化熔融鍍鋅裝置10的運作條件以現狀的狀態原樣維持。
在此,由於第1邊界430與第2邊界440是如上所述地將平面區分成3個,因此第1邊界與第2邊界是以不相交方式決定。
具體而言,例如如圖7所示,鍍鋅單位面積重量為mC1 ,且Γ與Γ1相的X射線繞射強度為IC1 的合金化熔融鍍鋅鋼板,在圖7所示的特徵量平面中,是對應於座標C1 。在此情況下,因為座標C1 屬於鍍敷附著性不合格區域RC1 ,所以是將所述的合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性評價為不合格。
又,鍍鋅單位面積重量為mD1 ,且Γ與Γ1相的X射線繞射強度為ID1 的合金化熔融鍍鋅鋼板,在圖7所示的特徵量平面中,是對應於座標D1 。在此情況下,座標D1 是變得屬於運作條件變更區域RD1 。屬於運作條件變更區域RD1 的合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性雖然不會有被評價為不合格之情形,但是由於合金化熔融鍍鋅裝置10的運作狀態在特徵量平面中是接近於鍍敷附著性不合格區域RC1 ,因此可能會因為某些因素而使運作條件推移到鍍敷附著性成為不合格的區域。因此,在所述的情況下,可考慮合金化熔融鍍鋅裝置10的運作條件之變更。
又,鍍鋅單位面積重量為mE1 ,且Γ與Γ1相的X射線繞射強度為IE1 的合金化熔融鍍鋅鋼板,在圖7所示的特徵量平面中,是對應於座標E1 。屬於運作條件維持區域RE1 的合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性是被評價為合格,而可將合金化熔融鍍鋅裝置10的運作狀態以現狀的狀態原樣維持。
即使在所述的情況下,如圖7所示意地顯示地,仍然可考慮為:可以將第1邊界430及第2邊界440作為具有任意的形狀的曲線來掌握,且可作為任意的非線性函數或線性函數的線性組合來進行公式化。針對像這樣的第1邊界430及第2邊界440的具體的表現,可進行例如藉由線性或非線性的最小平方法等之公知的統計處理來解析如圖1所示的作業資料之集合,而可藉此來進行特定。
圖8是示意地顯示將鍍鋅單位面積重量、及Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數規定作為座標軸的特徵量平面的其他例。上述特徵量平面是藉由第1邊界450與第2邊界460而區分成:鍍敷附著性不合格區域RC2 、運作條件變更區域RD2 、及運作條件維持區域RE2 。藉由如上述之本案發明人們所得到的知識見解,第1邊界450以及第2邊界460可以藉由使Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數、及前述鍍鋅單位面積重量成為直線關係的關係式來決定。將表示第1邊界450的關係式設為第1關係式,且將表示第2邊界460的關係式設為第2關係式。在所述的平面中,可以使用第1關係式以及第2關係式來評價運作條件。
再者,第1關係式及第2關係式亦可使用讓鍍敷附著性評價裝置30運作時所設定的關係式,亦可使用依據所得到的作業結果而在任意的時間點所更新的關係式,亦可設為一邊藉由公知的機械學習方法等對所得到的作業結果進行機械學習,一邊隨時更新關係式。藉由更新第1關係式及第2關係式,即可更加提升鍍敷附著性的評價精度。
即使在所述的情況下,例如如圖8所示意地顯示地,第1邊界450及第2邊界460仍然可以在關注於以鍍鋅單位面積重量、及Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數所規定的特徵量平面之情況下,各自以直線來表示。
在所述的情況下,鍍鋅單位面積重量為mC2 ,且Γ與Γ1相的X射線繞射強度為IC2 的合金化熔融鍍鋅鋼板,在圖8所示的特徵量平面中,是對應於座標C2 。在此情況下,因為座標C2 屬於鍍敷附著性不合格區域RC2 ,所以是將所述的合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性評價為不合格。
又,鍍鋅單位面積重量為mD2 ,且Γ與Γ1相的X射線繞射強度為ID2 的合金化熔融鍍鋅鋼板,在圖8所示的特徵量平面中,是對應於座標D2 。在此情況下,因為座標D2 是變得屬於運作條件變更區域RD2 ,所以可考慮合金化熔融鍍鋅裝置10的運作條件之變更。
又,鍍鋅單位面積重量為mE2 ,且Γ與Γ1相的X射線繞射強度為IE2 的合金化熔融鍍鋅鋼板,在圖8所示的特徵量平面中,是對應於座標E2 。屬於運作條件維持區域RE2 的合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性是被評價為合格,而可將合金化熔融鍍鋅裝置10的運作狀態以現狀的狀態原樣維持。
藉由公知的統計處理來解析例如圖1所示的例子之情況下,是將表示第1邊界450的直線以例如(lnY)=-0.026×X+7.58來表示,並將表示第2邊界460的直線以例如(lnY)=-0.026×X+7.35來表示。在此,在所述之式中,X為鍍鋅單位面積重量[g/m2 ],lnY為Γ與Γ1相的X射線繞射強度[cps]的自然對數。
<合金化熔融鍍鋅鋼板之製造方法>
接著,說明本實施形態之合金化熔融鍍鋅鋼板之製造方法。圖9是顯示本實施形態之合金化熔融鍍鋅鋼板之製造方法的流程之一例的流程圖。如圖9所示,本實施形態之合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備1的運作方法至少包含:合金化熔融鍍鋅處理步驟(步驟S151)、X射線繞射強度測定步驟(步驟S153)、及評價步驟(步驟S155)。
首先,在合金化熔融鍍鋅處理步驟(步驟S151)中,是藉由合金化熔融鍍鋅裝置1對行走於搬送路線上的鋼板鍍鋅,並將已鍍鋅的鋼板的鍍鋅層合金化,以得到合金化熔融鍍鋅鋼板S。在此,作為合金化熔融鍍鋅裝置1,雖然並未特別限定,但是宜使合金化熔融鍍鋅裝置10運作成使所製造的合金化熔融鍍鋅鋼板S的上述評價結果屬於上述之運作條件變更區域。在此情況下,可以在重複進行步驟S151~S155的情況下,參考已經得到的評價結果來設定運作條件。可因應需要而藉由控制裝置20來適當地調整搬送路線102的速度、鍍鋅浴104的設定溫度、氣體擦拭裝置106的設定、合金化爐108的設定溫度等。
接著,在X射線繞射強度測定步驟中,是藉由X射線繞射強度測定部310,針對已在合金化爐中經過合金化處理的鋼板S(亦即,合金化熔融鍍鋅鋼板)來測定Γ與Γ1相的X射線繞射強度(步驟S153)。
亦即,對於鋼板S,在測定控制部351的控制之下,可從已控制有管電流及加速電壓的X射線管球311出射X射線,且藉由入射光學系統313使入射X射線成為平行光束。已成為平行光束的入射X射線是往鋼板S入射,且在鋼板S所具備的鍍敷層之Γ與Γ1相中繞射。在Γ與Γ1相中繞射的X射線是在以光接收光學系統315聚集光線後,以檢測器317進行檢測。
接著,在評價步驟中,是在演算處理部350的評價部357中,實施鍍敷附著性的評價處理(步驟S155)。在所述的評價步驟S155中,是關注於例如,如圖7或圖8所示的特徵量平面,並依據以鍍鋅單位面積重量以及Γ與Γ1相的X射線繞射強度的組合所規定的座標為屬於上述特徵量平面的哪一個區域,來進行評價。
在此,藉由演算處理部350的評價部357,當以鍍鋅單位面積重量以及Γ與Γ1相的X射線繞射強度的組合所規定的座標所屬的區域被特定時,評價部357會判斷所關注的座標是否屬於運作條件變更區域(步驟S157)。所關注的座標不屬於運作條件變更區域(步驟S157-否)而屬於運作條件維持區域的情況下,是原樣維持合金化熔融鍍鋅裝置10的運作條件,而繼續合金化熔融鍍鋅鋼板的製造(步驟S159)。
另一方面,所關注的座標屬於運作條件變更區域的情況下(步驟S157-是),是藉由控制裝置20來變更合金化熔融鍍鋅裝置10的運作條件(步驟S161)。
具體而言,是在上述座標屬於運作條件變更區域時,將運作條件變更指示從鍍敷附著性評價裝置30發送至控制裝置20。並且,藉由控制裝置20來控制合金化熔融鍍鋅裝置10的運作條件,而將搬送路線102的速度、鍍鋅浴104的設定溫度、氣體擦拭裝置106的設定、合金化爐108的設定溫度等變更成如下述的條件:使於鍍鋅的變更後所製造的合金化熔融鍍鋅鋼板的分析結果屬於運作條件維持區域。
更具體而言,是將運作條件變更成例如,搬送路線102的速度之增加、在合金化爐108中的合金化溫度的降低、或在合金化爐108的保熱帶的一部分中進行氣體冷卻等之可消除合金過度的條件。可重複下述之作業:針對在已進行所述的變更的運作狀態下所製造出的合金化熔融鍍鋅鋼板來再次評價鍍敷附著性,且再次的分析結果為屬於運作條件維持區域的情況下即維持運作條件,屬於運作條件變更區域時即再次變更運作條件。
再者,分析結果屬於鍍敷附著性不合格區域的情況下,亦可變更合金化熔融鍍鋅裝置10的運作條件,亦可停止合金化熔融鍍鋅裝置10的運作。
又,在上述之實施形態中,雖然是利用圖7或圖8所示的特徵量平面來進行鍍敷附著性的評價,但是並非限定於此,亦可使用如例如圖2、圖3等所示之利用一個關係式而區分成二個區域的特徵量平面來進行鍍敷附著性的評價。在此情況下,可單純地判定所製造出的合金化熔融鍍鋅的鍍敷附著性之合格與不合格。
以上,一邊參照圖9一邊簡單地說明了本實施形態之合金化熔融鍍鋅鋼板之製造方法。
<硬體構成>
接著,一邊參照圖10一邊詳細地說明本發明的實施形態之合金化熔融鍍鋅裝置10所具備的控制裝置20的硬體構成。圖10是顯示本發明的實施形態之合金化熔融鍍鋅裝置所具備的控制裝置20的硬體構成之方塊圖。
控制裝置20主要具備CPU901、ROM903、及RAM905。又,控制裝置20更具備匯流排907、輸入裝置909、輸出裝置911、儲存裝置913、驅動機915、連接埠917、及通訊裝置919。
CPU901是作為演算處理裝置及控制裝置而發揮功能,並依照已記錄於ROM903、RAM905、儲存裝置913、或可移動記錄媒體921的各種程式,來控制合金化控制裝置100內的動作整體或其一部分。ROM903是儲存CPU901所使用的程式或演算參數等。RAM905是暫時儲存CPU901所使用的程式、或在程式的執行中進行適當變化的參數等。這些元件是藉由CPU匯流排等之內部匯流排所構成的匯流排907而相互地連接。
匯流排907是透過橋接器而連接於PCI(周邊組件互連/介面,Peripheral Component Interconnect/Interface)匯流排等之外部匯流排。
輸入裝置909可為例如滑鼠、鍵盤、觸控面板、按鈕、開關、及操縱桿等使用者操作的操作組件。又,輸入裝置909亦可為利用例如紅外線或其他電波的遙控組件(所謂的遙控器),亦可為對應於控制裝置20的操作的PDA等之外部連接機器923。此外,輸入裝置909是由輸入控制電路等所構成,其中前述輸入控制電路是依據利用例如上述之操作組件並由使用者所輸入的資訊來生成輸入訊號,並輸出至CPU901。控制裝置20的使用者可以藉由操作此輸入裝置909,而對控制裝置20輸入各種資料或指示處理動作。
輸出裝置911是以可將所取得的資訊以視覺或聽覺的方式來對使用者通知之裝置所構成。作為這樣的裝置,有CRT顯示裝置、液晶顯示裝置、電漿顯示裝置、EL顯示裝置、及燈具等之顯示裝置、或喇叭及頭戴耳機等的音頻輸出裝置、或列印裝置、行動電話、傳真機等。輸出裝置911是輸出例如藉由控制裝置20所進行的各種處理而得到的結果。具體而言,顯示裝置是以文字或影像來顯示藉由控制裝置20所進行的各種處理而得到的結果。另一方面,聲音輸出裝置是將由所播放的聲音資料或聲響資料等所形成的音訊訊號轉換成類比訊號而輸出。
儲存裝置913是作為控制裝置20的儲存部之一例而構成的資料保存用的裝置。儲存裝置913是由例如HDD(硬碟,Hard Disk Drive)等之磁性儲存部器件、半導體儲存器件、光儲存器件、或磁光儲存器件等所構成。此儲存裝置913是保存CPU901所執行的程式或各種資料、以及從外部取得的各種資料等。
驅動機915是記錄媒體用讀寫器,可內置或外接於控制裝置20。驅動機915是將記錄於所裝設的磁碟、光碟、磁光碟或半導體記憶體等之可移動記錄媒體921的資訊讀出,並輸出至RAM905。又,驅動機915也可做到將記錄寫入到所裝設的磁碟、光碟、磁光碟或半導體記憶體等之可移動記錄媒體921。可移動記錄媒體921為例如CD媒體、DVD媒體、或Blu-ray(註冊商標)媒體等。又,可移動記錄媒體921亦可是緊密快閃(註冊商標)(CompactFlash:CF)、快閃記憶體、或SD記憶卡(Secure Digital memory card)等。又,可移動記錄媒體921亦可是例如搭載了非接觸型IC晶片的IC卡(Integrated Circuit card)或電子機器等。
連接埠917是用於將機器直接連接於合金化控制裝置100的埠。作為連接埠917的一例,有USB(通用串列匯流排,Universal Serial Bus)埠、IEEE1394埠、SCSI(小型電腦系統介面,Small Computer System Interface)埠、及RS-232C埠等。藉由將外部連接機器923連接於此連接埠917,控制裝置20即可從外部連接機器923直接取得各種資料、或對外部連接機器923提供各種資料。
通訊裝置919是以例如用於連接於通訊網925用的通訊器件等所構成的通訊介面。通訊裝置919為例如有線或無線LAN(區域網路,Local Area Network)、Bluetooth(藍牙,註冊商標)、或WUSB(無線USB,Wireless USB)用的通訊卡等。又,通訊裝置919亦可是光通訊用的路由器、ADSL(非對稱數位用戶線,Asymmetric Digital Subscriber Line)用的路由器、或各種通訊用的數據機等。此通訊裝置919能夠在例如與網際網路或其他通訊機器之間,依據例如TCP/IP等之規定的通訊協定來發送接收訊號等。又,連接於通訊裝置919的通訊網925,是由藉由有線或無線來連接的網路等所構成,亦可為例如網際網路、家庭內LAN、紅外線通訊、無線電波通訊或衛星通訊等。
又,關於本發明的實施形態之鍍敷附著性評價裝置30的演算處理部350,也具有如圖10所示的硬體構成。
以上,顯示了可實現本發明的實施形態之控制裝置20及鍍敷附著性評價裝置30的演算處理部350的功能之硬體構成的一例。上述之各構成要素亦可使用通用的構件來構成,亦可藉由已專門化為各構成要素的功能之硬體來構成。從而,可因應於實施本實施形態的當時的技術水準,來適當地變更所利用的硬體構成。
以上,雖然已參照附圖來詳細地說明本發明之較佳的實施形態,但是本發明並不限定於所述的例子。只要是本發明所屬技術領域中具有通常知識者,在申請專利範圍所記載的技術思想之範疇內,顯然可設想到各種變更例或修正例之情形,關於該等變更例或修正例當然也應被理解為屬於本發明的技術範圍。
1‧‧‧合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備
10‧‧‧合金化熔融鍍鋅裝置
20‧‧‧控制裝置
30‧‧‧鍍敷附著性評價裝置
100‧‧‧合金化控制裝置
102‧‧‧搬送路線
104‧‧‧熔融鍍鋅浴
106‧‧‧氣體擦拭裝置
108‧‧‧合金化爐
110‧‧‧下彎輥
112‧‧‧沈沒輥
114‧‧‧頂輥
310‧‧‧X射線繞射強度測定部
311‧‧‧X射線管球
313‧‧‧入射光學系統
315‧‧‧光接收光學系統
317‧‧‧檢測器
350‧‧‧演算處理部
351‧‧‧測定控制部
353‧‧‧資料取得部
355‧‧‧儲存部
357‧‧‧評價部
359‧‧‧評價結果輸出部
361‧‧‧顯示控制部
410、420‧‧‧邊界
430、450‧‧‧第1邊界
440、460‧‧‧第2邊界
901‧‧‧CPU
903‧‧‧ROM
905‧‧‧RAM
907‧‧‧匯流排
909‧‧‧輸入裝置
911‧‧‧輸出裝置
913‧‧‧儲存裝置
915‧‧‧驅動機
917‧‧‧連接埠
919‧‧‧通訊裝置
921‧‧‧可移動記錄媒體
923‧‧‧外部連接機器
925‧‧‧通訊網
A1、B1、C1、C2、D1、D2、E1、E2‧‧‧座標
RA1、RA2‧‧‧鍍敷附著性合格區域
RB1、RB2、RC1、RC2‧‧‧鍍敷附著性不合格區域
RD1、RD2‧‧‧運作條件變更區域
RE1、RE2‧‧‧運作條件維持區域
S‧‧‧鋼板
S101、S103、S151、S153、S155、S157、S159、S161‧‧‧步驟
圖1是顯示鍍敷單位面積重量、及Γ與Γ1相的X射線繞射強度的關係之一例的圖表。
圖2是示意地顯示將鍍鋅單位面積重量、及Γ與Γ1相的X射線繞射強度規定作為座標軸的座標平面之圖表的一例。
圖3是示意地顯示將鍍鋅單位面積重量、及Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數規定作為座標軸的座標平面之圖表的一例。
圖4是顯示該實施形態之合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備之概略的說明圖。
圖5是顯示該實施形態之鍍敷附著性評價裝置的構成之一例的說明圖。
圖6是顯示該實施形態之鍍敷附著性的評價方法的流程之流程圖。
圖7是示意地顯示將鍍鋅單位面積重量、及Γ與Γ1相的X射線繞射強度規定作為座標軸的座標平面之圖表的其他例。
圖8是示意地顯示將鍍鋅單位面積重量、及Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數規定作為座標軸的座標平面之圖表的其他例。
圖9是顯示該實施形態之合金化熔融鍍鋅鋼板之製造方法的流程之一例的流程圖。
圖10是顯示該實施形態之合金化熔融鍍鋅製造設備所具備之控制裝置的硬體構成之一例的方塊圖。

Claims (8)

  1. 一種鍍敷附著性評價裝置,具備: X射線繞射強度測定部,針對合金化熔融鍍鋅鋼板,藉由X射線繞射法來測定Γ與Γ1相的X射線繞射強度;及 評價部,依據所測定的前述Γ與Γ1相的X射線繞射強度、以及前述合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍鋅單位面積重量,來評價前述合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性。
  2. 如請求項1之鍍敷附著性評價裝置,其中在前述評價部中,進一步地依據關係式來評價鍍敷附著性,其中前述關係式是顯示針對前述合金化熔融鍍鋅鋼板的Γ與Γ1相的X射線繞射強度及鍍鋅單位面積重量的關係之關係式。
  3. 如請求項2之鍍敷附著性評價裝置,其中在將前述鍍鋅單位面積重量及前述Γ與Γ1相的X射線繞射強度規定作為座標軸的座標平面中,前述關係式是將前述座標平面區分成複數個區域, 前述評價部是依據以所測定出的前述Γ與Γ1相的X射線繞射強度與前述鍍鋅單位面積重量而決定的座標所屬的前述座標平面之前述區域,來評價前述鍍敷附著性。
  4. 如請求項2或3之鍍敷附著性評價裝置,其中前述Γ與Γ1相的X射線繞射強度的自然對數、及前述鍍鋅單位面積重量具有負相關。
  5. 如請求項1至4中任一項之鍍敷附著性評價裝置,其中前述X射線繞射強度測定部具備: X射線管球,出射X射線; 光學系統,使從前述X射線管球出射的前述X射線照射於前述合金化熔融鍍鋅鋼板;及 檢測器,設置於可檢測晶格面間隔為相當於1.5Å以上的繞射X射線之位置, 分別將前述X射線管球中的前述X射線的出射光束強度設定為20W/mm2 以上,將前述光學系統中的前述X射線的寬度方向增益設定為0.15以上。
  6. 一種鍍敷附著性評價方法,具有: 針對合金化熔融鍍鋅鋼板,藉由X射線繞射法來測定Γ與Γ1相的X射線繞射強度;及 依據所測定出的前述Γ與Γ1相的X射線繞射強度、及鍍鋅單位面積重量,來評價前述合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性。
  7. 一種合金化熔融鍍鋅鋼板製造設備,具備: 合金化熔融鍍鋅裝置,具備對鋼板鍍鋅的鍍鋅浴、以及將已鍍鋅的鋼板之鍍鋅層合金化,以形成合金化熔融鍍鋅鋼板的合金化爐;及 鍍敷附著性評價裝置,評價前述合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性, 前述鍍敷附著性評價裝置具備: X射線繞射強度測定部,針對前述合金化熔融鍍鋅鋼板,藉由X射線繞射法來測定Γ與Γ1相的X射線繞射強度;及 評價部,依據所測定出的前述Γ與Γ1相的X射線繞射強度、及鍍鋅單位面積重量,來評價前述合金化熔融鍍鋅鋼板的鍍敷附著性。
  8. 一種合金化熔融鍍鋅鋼板之製造方法,具有: 藉由合金化熔融鍍鋅裝置,對鋼板鍍鋅,且將已鍍鋅的前述鋼板的鍍鋅層合金化,以得到合金化熔融鍍鋅鋼板;及 針對前述合金化熔融鍍鋅鋼板,藉由X射線繞射法來測定Γ與Γ1相的X射線繞射強度,並依據所測定出的前述Γ與Γ1相的X射線繞射強度、及鍍鋅單位面積重量,來評價前述合金化熔融鍍鋅鋼板的前述鍍敷附著性。
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