TWI665432B - 鏽皮組成判定系統、鏽皮組成判定方法、及程式 - Google Patents

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Abstract

鏽皮組成判定裝置在藉由輻射溫度計所測量到之鋼材的溫度之差的絕對値為規定之溫度以上時，會判定在鏽皮的最表層上生成有Fe2 O3 ，並非如此時，會判定在鏽皮的最表層上未生成有Fe2 O3 。

Description

鏽皮組成判定系統、鏽皮組成判定方法、及程式
發明領域 本發明是有關於一種鏽皮(scale)組成判定系統、鏽皮組成判定方法、及程式，尤其是適合用於判定在鋼材之表面上所生成的鏽皮之組成的發明。
發明背景 將鋼材加熱後，在表面上會形成鏽皮(鐵氧化物的皮膜)。在鋼材之表面上所生成的鏽皮中，有單層鏽皮、及複層鏽皮。所謂的單層鏽皮是僅由方鐵礦(FeO)所構成的鏽皮。所謂的複層鏽皮是由赤鐵礦(Fe2 O3 )、磁鐵礦(Fe3 O4 )、及方鐵礦(FeO)所構成的鏽皮。在複層鏽皮中，從表層起依序配置赤鐵礦(Fe2 O3 )、磁鐵礦(Fe3 O4 )、及方鐵礦(FeO)。如專利文獻1所記載，會成為單層鏽皮及複層鏽皮中的何種鏽皮，是依據鋼材的溫度或鋼材周圍的環境氣體中之氧氣濃度等所決定。又，鏽皮的密著性與其組成有關。例如，在熱軋程序中，若在鏽皮的最表層上存在Fe2 O3 的話，因起泡(blistering)等而產生之鏽皮的剝離發生頻率便會飛躍性地提升。
在熱軋程序中，若鏽皮剝離的話，在之後的軋延中，已剝離的鏽皮會被壓入鋼材，因此會有在鋼材之表面上形成瑕疵的疑慮。又，即便在已剝離的鏽皮未被壓入鋼材的情況下，酸洗後，也會有在鋼材之表面上產生鏽皮之模樣的疑慮。因此，期望能判別鏽皮的組成，並將該結果活用於作業。
作為判別鏽皮之組成的手法，可以想得到的是X射線繞射量測。在X射線繞射量測中，會製作將鏽皮正在成長之鋼材切斷成數cm左右的大小之試驗片，並測量此試驗片的X射線繞射圖譜。由於鏽皮的晶體結構，會得到不同的X射線繞射圖譜。因此，從X射線繞射圖譜能夠判別在鏽皮的最表層上是否有Fe2 O3 (亦即，是前述之單層鏽皮，或是複層鏽皮)。
然而，在X射線繞射量測中，有必要切斷鋼材來製作試驗片。又，只能夠在鋼材冷卻後來測量X射線繞射圖譜。因此，無法線上(即時)判別在作業中之鋼材的表面上所生成之鏽皮的組成。
因此，在專利文獻1所記載的技術中，會藉由鋼材之表面的氧化速率決定過程是在對鋼板之表面的氧化膜供給氧分子的過程、及鐵原子在鋼材之表面氧化的過程當中的哪一個過程被決定速率，來判別在鏽皮的最表層上是否有Fe2 O3 。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2012-93177號公報 非專利文獻
非專利文獻1：齋藤安俊、阿竹徹、丸山俊夫編譯、「金屬的高溫氧化」、内田老鶴圃、p.32~p.34、2013年
發明概要 發明欲解決之課題 然而，在專利文獻1所記載的技術中，為了判別在鋼材之表面的氧化速率決定過程，有必要使用模型公式。因此，判別的精度會仰賴於模型公式的精度。又，有必要假設初期之氧化層的厚度。另外，有必要將複數個模型常數設定於模型公式中。因此，有必要精度良好地決定模型常數。因此，存在有：精度良好且線上(即時)判別在作業中之鋼材的表面上所生成之鏽皮的組成並不容易的問題點。
本發明是有鑑於以上之問題點而作成的發明，其目的在於構造成能夠線上且精度良好地判別在作業中之鋼材的表面上所生成之鏽皮的組成。 用以解決課題之手段
本發明之鏽皮組成判定系統的第1例是判定在鋼材之表面上所生成的鏽皮之組成的鏽皮組成判定系統，其特徵在於：具有：測量機構，藉由輻射測溫法來測量相互不同之2個波長中的前述鋼材之溫度；及判定機構，依據藉由前述測量機構所測量到之前述鋼材的溫度之差，來判定在前述鏽皮的最表層上是否生成有赤鐵礦(Fe2 O3 )，又，前述2個波長當中第1波長中的赤鐵礦曲線與第2波長中的前述赤鐵礦曲線間之交點中的赤鐵礦之厚度是被決定成：會高於作為在前述鏽皮之最表層上所生成的赤鐵礦之厚度所設想的厚度之上限值，且，前述赤鐵礦曲線是顯示赤鐵礦的厚度與赤鐵礦的溫度間之關係的曲線。 本發明之鏽皮組成判定系統的第2例是判定在鋼材之表面上所生成的鏽皮之組成的鏽皮組成判定系統，其特徵在於：具有：測量機構，藉由輻射測溫法來測量相互不同之N個波長中的前述鋼材之溫度；及判定機構，依據藉由前述測量機構所測量到之前述鋼材的溫度當中2個溫度之差，來判定在前述鏽皮的最表層上是否生成有赤鐵礦(Fe2 O3 )，又，前述N個波長是被決定成：在所設想之赤鐵礦(Fe2 O3 )的厚度之範圍内，不存在會使前述N個波長中之赤鐵礦曲線全部交會之交點，前述赤鐵礦曲線是顯示赤鐵礦的厚度與赤鐵礦的溫度間之關係的曲線，且，前述N是3以上的整數。
本發明之鏽皮組成判定方法的第1例是判定在鋼材之表面上所生成的鏽皮之組成的鏽皮組成判定方法，其特徵在於：具有：測量程序，藉由輻射測溫法來測量相互不同之2個波長中的前述鋼材之溫度；及判定程序，依據藉由前述測量程序所測量到之前述鋼材的溫度之差，來判定在前述鏽皮的最表層上是否生成有赤鐵礦(Fe2 O3 )，又，前述2個波長當中第1波長中的赤鐵礦曲線與第2波長中的前述赤鐵礦曲線間之交點中的赤鐵礦之厚度是被決定成：會高於作為在前述鏽皮之最表層上所生成的赤鐵礦之厚度所設想的厚度之上限值，且，前述赤鐵礦曲線是顯示赤鐵礦的厚度與赤鐵礦的溫度間之關係的曲線。 本發明之鏽皮組成判定方法的第2例是判定在鋼材之表面上所生成的鏽皮之組成的鏽皮組成判定方法，其特徵在於：具有：測量程序，藉由輻射測溫法來測量相互不同之N個波長中的前述鋼材之溫度；及判定程序，依據藉由前述測量程序所測量到之前述鋼材的溫度當中2個溫度之差，來判定在前述鏽皮的最表層上是否生成有赤鐵礦(Fe2 O3 )，又，前述N個波長是被決定成：在所設想之赤鐵礦(Fe2 O3 )的厚度之範圍内，不存在會使前述N個波長中之赤鐵礦曲線全部交會之交點，前述赤鐵礦曲線是顯示赤鐵礦的厚度與赤鐵礦的溫度間之關係的曲線，且，前述N是3以上的整數。
本發明之程式的第1例是用於使電腦執行組成判定的程式，該組成判定是判定在鋼材之表面上所生成的鏽皮之組成，其特徵在於：會使電腦執行：取得程序，取得藉由輻射測溫法所測量到之相互不同之2個波長中的前述鋼材之溫度；及判定程序，依據前述取得程序所取得之前述鋼材的溫度之差，來判定在前述鏽皮的最表層上是否生成有赤鐵礦(Fe2 O3 )，又，前述2個波長當中第1波長中的赤鐵礦曲線與第2波長中的前述赤鐵礦曲線間之交點中的赤鐵礦之厚度是被決定成：會高於作為在前述鏽皮之最表層上所生成的赤鐵礦之厚度所設想的厚度之上限值，且，前述赤鐵礦曲線是顯示赤鐵礦的厚度與赤鐵礦的溫度間之關係的曲線。 本發明之程式的第2例是用於使電腦執行組成判定的程式，該組成判定是判定在鋼材之表面上所生成的鏽皮之組成的程式，其特徵在於：會使電腦執行：取得程序，取得藉由輻射測溫法所測量到之相互不同之N個波長中的前述鋼材之溫度；及判定程序，依據前述取得程序所取得之前述鋼材的溫度當中2個溫度之差，來判定在前述鏽皮的最表層上是否生成有赤鐵礦(Fe2 O3 )，又，前述N個波長是被決定成：在所設想之赤鐵礦(Fe2 O3 )的厚度之範圍内，不存在會使前述N個波長中之赤鐵礦曲線全部交會之交點，前述赤鐵礦曲線是顯示赤鐵礦的厚度與赤鐵礦的溫度間之關係的曲線，且，前述N是3以上的整數。
用以實施發明之形態 以下，一邊參照圖式，一邊說明本發明之實施形態。 (第1實施形態) 首先，說明第1實施形態。 ＜熱軋作業線之構成的概略＞ 圖1是顯示熱軋作業線之概略構成的一例的圖，該熱軋作業線是鏽皮組成判定裝置10之適用對象的一例。
在圖1中，熱軋作業線具有：加熱爐11、去鏽器12a~12f、寬度方向軋延機13、粗軋延機14、精軋延機15、冷卻裝置(輸出檯(runout table))16、及捲取裝置(捲取機(coiler))17。 加熱爐11會加熱扁胚(鋼材)S。 去鏽器12a~12f會去除在鋼材之表面上所生成的鏽皮。鏽皮的厚度是例如10[μm]~100[μm]。去鏽器12a~12f會藉由例如將加壓水噴灑在鋼材的表面上，來進行去鏽(鏽皮的去除)。再者，由於鋼材是高溫，所以即便將鏽皮去除，鋼材也會立即再氧化。因此，鋼材會在鏽皮總是存在於表面的狀態下被軋延。
寬度方向軋延機13會將以加熱爐11所加熱過的扁胚S在寬度方向上軋延。 粗軋延機14會將以寬度方向軋延機13在寬度方向上被軋延過的扁胚S從上下方向軋延而形成為粗棒。在圖1所示的例子中，粗軋延機14具有：軋台14a，僅由工作輥(work roll)所構成；及軋台14b~14e，具有工作輥與支承輥(back-up roll)。
精軋延機15會將以粗軋延機14所製造出的粗棒進一步連續地進行熱精軋至規定的厚度。在圖1所示的例子中，精軋延機15具有7個軋台15a~15g。 冷卻裝置16會將藉由精軋延機15進行過熱精軋的熱軋鋼板H藉由冷卻水來冷卻。 捲取裝置17會將藉由冷卻裝置16所冷卻過的熱軋鋼板H捲取成旋管狀。
另外，熱軋作業線能夠以周知的技術來實現，並非限定於圖1所示的構成。例如，精軋延機15的7個軋台15a~15g當中，亦可在上游側的軋台之間(例如軋台15a、15b之間及軋台15b、15c之間)配置去鏽器。
在本實施形態中，對於熱軋作業線，至少會配置1個以2個輻射溫度計為一組的輻射溫度計組。輻射溫度計會藉由輻射測溫法，以非接觸的方式來測量鋼材的溫度。
在圖1所示的例子中，顯示在去鏽器12b與軋台14b之間的區域配置一組輻射溫度計20a、20b之情況。軋台14b是具有工作輥與支承輥之軋台當中設置於最上游的軋台。
圖2所示的鏽皮組成判定裝置10會輸入以輻射溫度計20a、20b所測量到之鋼材SM的溫度。鏽皮組成判定裝置10會依據已輸入之鋼材SM的溫度，來判定在該鋼材SM的表面上，生成有單層鏽皮及複層鏽皮中的何種鏽皮SC。如前述般，單層鏽皮是僅由FeO所構成的鏽皮。複層鏽皮是由赤鐵礦(Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、及方鐵礦(FeO)所構成的鏽皮。在複層鏽皮中，從表層起依序配置赤鐵礦(Fe2O3)、磁鐵礦(Fe3O4)、及方鐵礦(FeO)。
圖2是顯示鏽皮組成判定系統之構成的一例的圖。在圖2中，顯示輻射溫度計20a、20b之配置、與鏽皮組成判定裝置10之功能性構成的一例。
<輻射溫度計20a、20b>
首先，針對輻射溫度計20a、20b之配置的一例進行說明。在圖2中，是舉附加在鋼材SM附近的箭號之方向為鋼材SM的搬送方向的情況為例子來顯示。又，設定為在鋼材SM的表面上生成有鏽皮SC。
在圖2，是將輻射溫度計20a、20b配置成：輻射溫度計20a、20b之軸(受光透鏡的光軸)與鋼材SM(之表面)的通過位置間之交點會大致一致。再者，在圖2中，是舉在鋼材SM的搬送方向上排列輻射溫度計20a、20b的情況為例子來顯示。然而，只要是構成為輻射計20a、20b 之軸(受光透鏡的光軸)與鋼材SM(之表面)的通過位置間之交點會大致一致的話，便不需將輻射溫度計20a、20b這樣地配置。例如，亦可在鋼材SM的寬度方向上排列輻射溫度計20a、20b。
接著，針對在輻射溫度計20a、20b中所檢測之波長的一例進行說明。
在輻射溫度計20a、20b與鋼材SM之間的區域(環境氣體)中，有水蒸氣(H2O)或二氧化碳(CO2)等的氣體。在從鏽皮SC所發射的光(紅外線)中，有會被此氣體所吸收的波長帶域。
本發明者們調查了在熱軋程序的環境下，從測量對象到輻射溫度計為止之光程中的輻射光之衰減的有無、與以該輻射溫度計檢測的波長λ間的關係。其結果，本發明者們確認了如下情況，即，若從以下(a1)~(c1)之波長帶域的任一者中來選擇以輻射溫度計20a、20b檢測的波長λ的話，輻射溫度計20a、20b能夠在不受環境氣體中的氣體太大影響的情況下，來測量分光輻射亮度。亦即，會從(a1)0.6[μm]~1.6[μm]、(b1)3.3[μm]~5.0[μm]、及(c1)8.0[μm]~14.0[μm]的波長帶域之中，選擇以輻射溫度計20a、20b檢測的波長λ。像這樣進行的話，輻射溫度計20a、20b能夠在不受環境氣體中的氣體太大影響的情況下，來測量分光輻射亮度。再者，分光輻射亮度是波長λ[μm]中的每單位波長、每單位面積、每單位立體角的輻射通量[W‧μm-1‧sr-1‧m-2]。又，以輻射溫度計20a、20b各自檢測的波長λ是設為從相互不同的波長帶域所選擇者。例如從(a1)的波長帶域來選擇以輻射溫度計20a量測的波長λ時，就會從(b1)或(c1)的其中任一者來選擇以輻射溫度計20b量測的波長λ。
在此，前述(a1)的下限值是從在輻射溫度計中能夠測量分光輻射亮度之波長λ的下限值(測量對象之鋼材SM的溫度之下限值)來決定。此能夠測量分光輻射亮度之波長λ的下限值是因應於測量對象之鋼材SM的溫度來決定。例如，作為測量對象之鋼材SM的溫度，在要測量900[℃]以上的溫度時，在輻射溫度計中能夠測量分光輻射亮度之波長λ的下限值會成為0.6[μm]。因此，在此是將(a1)的下限值設為0.6[μm]。又，在將測量對象之鋼材SM的溫度之下限值設為600[℃]時，前述(a1)的下限值會成為0.9[μm]。又，(c1)的上限值是從輻射溫度計中之光檢測元件的性能(長波長之紅外線的檢測能力)之限制來決定。
接著，本發明者們在屬於前述(a1)~(c1)的波長帶域之波長λ中，進行了以下的檢討。 圖3是顯示鋼材SM的溫度的測量值、與單層鏽皮的厚度間之關係的一例的圖。如圖3所示，在此，是舉溫度為900[℃]的鋼材SM為例子來檢討。
如圖3所示，可知藉由將因應於波長λ之FeO的分光發射率εw 設定於輻射溫度計中，在單層鏽皮(FeO)的溫度方面，無關乎單層鏽皮(FeO)的厚度，恆定溫度會藉由輻射溫度計被測量而作為測量值。又，可知在單層鏽皮(FeO)的溫度方面，無乎波長λ，相同值的溫度會藉由輻射溫度計被測量。這是因為FeO是不透明，分光發射率不會依其厚度而變化的緣故。再者，FeO的分光發射率εw 能夠藉由實驗性地測量，或是參照光學常數資料庫來求出。
又，本發明者們在屬於(a1)、(b1)、(c1)各自的波長帶域之各波長λ中，調查了在表面上具有複層鏽皮之鋼材SM的溫度、與該複層鏽皮之最表層上的Fe2 O3 之厚度間的關係。如前述般，波長λ是以輻射溫度計檢測的波長。 將各波長λ中之在表面上具有複層鏽皮之鋼材SM的溫度的測量值、與該複層鏽皮之最表層上的Fe2 O3 之厚度間的關係之一例顯示於圖4。如前述般，在複層鏽皮之最表層上存在Fe2 O3 。在圖4中，所謂的Fe2 O3 厚是意指在複層鏽皮之最表層上的Fe2 O3 之厚度。又，在導出各波長λ中之鋼材的溫度時，使用了該波長λ中之前述的FeO之分光發射率εw 。
在圖4中，曲線401、402、403顯示在波長λ各自屬於(a1)、(b1)、(c1)之波長帶域時，鋼材SM的溫度的測量值、與Fe2 O3 厚(複層鏽皮之最表層上的Fe2 O3 之厚度)間的關係。在本實施形態中，會將像這樣顯示各波長λ中之鋼材SM的溫度的測量值與赤鐵礦(Fe2 O3 厚)間的關係之曲線，因應需要而稱為「赤鐵礦曲線」。
如圖4所示，在表面上具有複層鏽皮之鋼材SM的溫度之輻射溫度計測量值，會依據Fe2 O3 的厚度而不同。這可以想作是，由於Fe2 O3 所造成之光的干渉之影響，Fe2 O3 的分光發射率會依據Fe2 O3 的厚度而變化，又，該波形(顯示分光發射率與Fe2 O3 的厚度間的關係之波形)也會依據波長λ而不同的緣故。再者，由於Fe2 O3 所造成之光的干渉之影響，Fe2 O3 的分光發射率會依據Fe2 O3 的厚度而變化，如此現象本身已被記載於專利文獻1中。在本實施形態中，會利用如下嶄新知識，即，Fe2 O3 的厚度所造成之分光發射率的變化會依據波長而不同。
從圖4所示的結果可知，在Fe2 O3 的厚度為至少1.5[μm]以下時，不會有赤鐵礦曲線401、402、403全部在1點交會的情況。因此在Fe2 O3 的厚度為至少1.5[μm]以下時，至少存在1個赤鐵礦曲線401、402、403當中之2個曲線的組合，且相互不交會之2個曲線的組合。具體來說，從圖4可知以下之(a2)~(c2)的內容。
(a2)在Fe2 O3 的厚度為1.5[μm]以下時，赤鐵礦曲線401與赤鐵礦曲線403不會交會。 (b2)在Fe2 O3 的厚度為未達0.86[μm]時，赤鐵礦曲線401與赤鐵礦曲線402不會交會，且，赤鐵礦曲線401與赤鐵礦曲線403不會交會。 (c2)在Fe2 O3 的厚度為未達0.29[μm]時，任一赤鐵礦曲線401~403都不會交會。
再者，在鏽皮SC之最表層上所生成的Fe2 O3 之厚度能夠如以下進行來求出。首先，使用去鏽所造成之鏽皮去除時的鋼材SM之溫度與之後的經過時間，從周知的鏽皮厚度計算式來求出鏽皮SC整體之厚度。鏽皮厚度計算式是從溫度與時間的函數來求出鏽皮SC整體之厚度的式子。並且，求出鏽皮SC整體之厚度的1[%]之厚度，來作為設想會在熱軋作業線中被生成的Fe2 O3 之厚度。在本實施形態中，是舉像這樣進行來推定Fe2 O3 之厚度的情況為例子來進行說明。在以下的說明中，會將像這樣進行所推定之Fe2 O3 的厚度，因應需要而稱為Fe2 O3 的推定厚度。再者，亦可藉由進行鏽皮生成的實驗室實驗，來求出Fe2 O3 的推定厚度，該實驗室實驗是設想了實際的溫度歷程。在本實施形態中所設想之鋼材SM的溫度(600[℃]~1200[℃])之範圍內，在鏽皮SC之最表層上所生成的Fe2 O3 之推定厚度最厚時為0.50[μm]。在正通過精軋延機15的鋼材SM中，在鏽皮SC之最表層上所生成的Fe2 O3 之厚度最厚時為0.18[μm]。
在本實施形態中所設想之鋼材SM的溫度(600[℃]~1200[℃])之範圍內，顯示以上之「Fe2 O3 的推定厚度、與相互不交會之2個赤鐵礦曲線的組合間之關係」的(a2)~(c2)，與前述(a1)~(c1)的波長帶域之其他波長的組合也是同樣的。然而，在其他波長的組合中，赤鐵礦曲線401、402、403各自的交會點，與上述之圖4、及(a2)~(c2)中所例示的交點不同。
例如，前述(a2)的說明中之Fe2 O3 的推定厚度之上限是從第1赤鐵礦曲線與第2赤鐵礦曲線間的交點所算出，該第1赤鐵礦曲線是由從(a1)之波長帶域中所選擇的波長λ所求出的赤鐵礦曲線，該第2赤鐵礦曲線是由從(a2)之波長帶域中所選擇的波長λ所求出的赤鐵礦曲線。 並且，會在作為Fe2 O3 的推定厚度的1.5[μm]及從第1赤鐵礦曲線與第2赤鐵礦曲線間的交點所算出之厚度當中，以大的厚度作為第1厚度，並以最小的厚度作為第2厚度。
在第1厚度與第2厚度之間有落差時，會將較小厚度的第2厚度作為(a2)之「赤鐵礦曲線401與赤鐵礦曲線403不會交會」的情況之上限來採用。
同樣地，(b2)之「赤鐵礦曲線401與赤鐵礦曲線402不會交會，赤鐵礦曲線401與赤鐵礦曲線403不會交會」的區域之上限(在圖4所示的例子中為0.86[μm])，也會因應於已選擇的波長λ來算出各赤鐵礦曲線401~403而採用。
關於(c2)之「任一赤鐵礦曲線401~403都不會交會」的區域也是同樣地，只要從赤鐵礦曲線402與赤鐵礦曲線403的交點，來決定該上限(在圖4所示的例子中為0.29[μm])即可。再者，如前述般，在本實施形態中，在熱軋作業線中，是設想成會搬送溫度為600[℃]~1200[℃]之範圍的鋼材SM。在這種溫度範圍內，替代(a2)中之上限1.5[μm]所採用的Fe2 O3 之厚度，相對於1.5[μm]不會有大幅變化的情況。關於(b2)~(c2)之說明中的Fe2 O3 之厚度也是同樣地，不會有從圖4所示的上限及下限大幅變化的情況。
從以上幾點，可說出以下(a3)~(c3)的內容。 (a3)在Fe2 O3 的推定厚度為未達1.5[μm](或是如前述般進行，比1.5[μm]更小之Fe2 O3 的第2厚度)時，會從前述(a1)及(c1)的波長帶域中各自選擇1個波長λ。像這樣進行的話，在該等之波長λ中藉由輻射溫度計20a、20b所測量的第1溫度與第2溫度之間有落差時，能夠判定在鏽皮SC的最表層上有Fe2 O3 ，又，如圖3所示般，在第1溫度與第2溫度之間沒有落差時，FeO會存在於最表層上，所以能夠判定沒有Fe2 O3 。
(b3)Fe2 O3 的推定厚度為未達0.86[μm](或是如前述般進行，取代0.86[μm]所採用之Fe2 O3 的厚度)時，會採用下列任一方，即，從前述(a1)及(c1)的波長帶域中各自選擇1個波長λ、及從前述(a1)及(b1)的波長帶域中各自選擇1個波長λ。像這樣進行的話，在該等之波長λ中藉由輻射溫度計20a、20b所測量之溫度的落差存在時，能夠判定在鏽皮SC的最表層上有Fe2 O3 ，在沒有落差時，能夠判定沒有Fe2 O3 。
(c3)在Fe2 O3 的推定厚度為未達0.29[μm](或是如前述般進行，取代0.29[μm]所採用之Fe2 O3 的厚度)時，會從前述(a1)~(c1)中任2個波長帶域中各自選擇1個波長λ。像這樣進行的話，在該等之波長λ中藉由輻射溫度計20a、20b所測量之溫度的落差存在時，能夠判定在鏽皮SC的最表層上有Fe2 O3 ，在沒有落差時，能夠判定沒有Fe2O3。
如以上般，會因應於成為判定之對象的Fe2O3之推定厚度的上限值(第2厚度)，來從前述(a1)~(c1)的波長帶域中選擇2個波長帶域。在此，所謂成為判定之對象的Fe2O3之推定厚度的上限值是作為鏽皮SC之最表層上的Fe2O3之推定厚度所設想的厚度之最大值，該鏽皮SC是生成於在熱軋作業線上被進行熱軋之鋼材SM的表面上。並且，會將相互不同的波長λ(第1波長λ與第2波長λ)設為測量對象的波長，該等波長λ是從選自於(a1)~(c1)的波長帶域中的2個波長帶域中，各自選擇了1個的波長。在此各波長的測量中，會分別使用輻射溫度計20a、20b。並且，會將所選擇之波長λ中的FeO的分光發射率設定於輻射溫度計20a、20b。像這樣進行來構成輻射溫度計20a、20b。如此一來，只要在藉由對應於第1波長之輻射溫度計20a所測量的鋼材溫度之測量值(第1鋼材溫度)、與藉由對應於第2波長之輻射溫度計20b所測量的鋼材溫度之測量值(第2鋼材溫度)之間有落差的話，便會判定在鋼材SM之表面上所生成的鏽皮SC之最表層上生成有Fe2O3。相對於此，若第1鋼材溫度與第2鋼材溫度之間沒有落差的話，鏽皮SC的最表層便會是FeO，而能夠判定未生成有Fe2O3。
然而，在實際的輻射溫度計中，由於在測量中會產生偏差(有公差等)，所以即便鏽皮SC的最表層是FeO，也會有第1鋼材溫度與第2鋼材溫度不完全一致的情 況。因此，較理想的是，若是藉由輻射溫度計20a、20b所測量之第1鋼材溫度與第2鋼材溫度間的差之絕對值為規定的值以上的話，會判定在鋼材SM之表面上所生成的鏽皮SC之最表層上生成有Fe2O3，否則就會判定未生成有Fe2O3。例如，在溫度的偏差為±10[℃]時，能夠採用20[℃]來作為第1鋼材溫度與第2鋼材溫度間之差的絕對值。
圖5是顯示Fe2O3被生成的時間、與鋼材SM的溫度間之關係的一例的圖。
圖5中的溫度是顯示已被去鏽時之鋼材SM的溫度。在此，分別導出了在已被去鏽時之鋼材SM的溫度為1000[℃]、1050[℃]、1100[℃]、1150[℃]、1200[℃]時，從進行去鏽到鋼材SM之表面上所生成的鏽皮SC之最表層上的Fe2O3之厚度成為1.5[μm]為止的時間。該值是圖5所示的圖表。再者，由於使用於導出的式子已記載於非專利文獻1，在此省略其詳細的說明。又，在此，Fe2O3的厚度假設為鏽皮SC之厚度的1[%]。
將從進行去鏽到鏽皮SC之最表層上所生成的Fe2O3之厚度成為1.5[μm]為止的時間設為tB[秒]，且以三次方程來加以近似的話，就會成為以下的(1)式。在此，Ts是鋼材SM的溫度[℃]。
tB=-2.978×10-5×Ts 3+1.069×10-1×Ts 2-1.281×102×Ts+5.128×104‧‧‧(1)
如同一邊參照圖4一邊說明過般，若Fe2O3的推定厚度為1.5[μm]以下的話，如前述般進行，藉由決定以輻射溫度計20a、20b檢測的波長λ、與設定於輻射溫度計20a、20b的分光發射率，就能夠判定在鏽皮SC的最表層上是否生成有Fe2 O3 (參照前述的(a3)~(c3))。並且，在實際的熱軋程序中，去鏽被進行的時間間隔大多會以比(1)式所示之時間tB 更短的時間被進行。因此，能夠將如前述般進行來判定在鏽皮SC的最表層上是否生成有Fe2 O3 的手法，在熱軋作業線當中，適用於去鏽被進行的時間間隔比(1)式所示之時間tB 更短的位置。
然而，朝精軋延機15更下游側搬送中的鋼材SM中，由於溫度已變低、被連續軋延、及被噴灑冷卻水，所以在鏽皮SC之最表層上所生成的Fe2 O3 之厚度最厚時為0.1[μm]。因此，在比精軋延機15更下游側中，能夠無關乎(1)式所示的時間tB ，來決定配置輻射溫度計20a、20b的場所。
＜鏽皮組成判定裝置10＞ 接著，針對鏽皮組成判定裝置10之詳細的一例進行說明。鏽皮組成判定裝置10的硬體能夠藉由例如使用資訊處理裝置或專用的硬體來實現，該資訊處理裝置具備CPU、ROM、RAM、HDD、及各種介面。
圖6是說明鏽皮組成判定裝置10之動作的一例的流程圖。一邊參照圖2及圖6，一邊說明鏽皮組成判定裝置10之功能的一例。再者，每當藉由輻射溫度計20a、20b來檢測鋼材SM的溫度時，圖6的流程圖就會被執行。
在步驟S601中，溫度取得部201會取得以輻射溫度計20a、20b所測量到之鋼材SM的溫度。 接著，在步驟S602中，判定部202會判定在步驟S601中所取得之鋼材SM的溫度之差的絕對值是否為規定的溫度以上。規定的溫度是在開始圖6之流程圖的執行前，便已被設定於鏽皮組成判定裝置10。又，如前述般，例如，溫度的偏差為±10[℃]時，能夠採用20[℃]來作為規定的值。
此判定的結果，在鋼材SM的溫度之差的絕對值為規定的溫度以上時，會判斷在鏽皮SC的最表層上生成有Fe2 O3 (亦即，會判斷在鋼材SM的表面上生成有複層鏽皮)。因此，在步驟S603中，輸出部203會輸出顯示在鏽皮SC之最表層上生成有Fe2 O3 (在鋼材SM的表面上生成有複層鏽皮)的資訊。並且，結束依據圖6之流程圖的處理。
另一方面，在鋼材SM的溫度之差的絕對值並非規定的溫度以上時，會判斷在鏽皮SC的最表層上未生成有Fe2 O3 (亦即，會判斷在鋼材SM的表面上生成有單層鏽皮)。因此，在步驟S604中，輸出部203會輸出顯示在鏽皮SC之最表層上未生成有Fe2 O3 (在鋼材SM的表面上生成有單層鏽皮)的資訊。並且，結束依據圖6之流程圖的處理。
再者，作為以輸出部203所進行之前述資訊的輸出形態，例如能夠採用下列至少其中任一個，即，對電腦顯示器的顯示、對外部裝置的發送、及對鏽皮組成判定裝置10的内部或外部之記憶媒體的記憶。
圖7是顯示鏽皮組成判定裝置10的硬體之構成的一例的圖。 在圖7中，鏽皮組成判定裝置10具有：CPU701、主記憶裝置702、輔助記憶裝置703、通訊電路704、訊號處理電路705、圖像處理電路706、I/F電路707、使用者介面708、顯示器709、及匯流排710。
CPU701會總括控制鏽皮組成判定裝置10整體。CPU701會將主記憶裝置702作為工作區(work area)使用，而執行在輔助記憶裝置703中所記憶的程式。主記憶裝置702會暫時性地收容資料。輔助記憶裝置703除了藉由CPU701所執行的程式外，還會記憶各種資料。輔助記憶裝置703會記憶前述之規定的溫度等，對於圖6所示之流程圖的處理所需的資訊。
通訊電路704是用於進行與鏽皮組成判定裝置10之外部間的通訊之電路。 訊號處理電路705會針對以通訊電路704所接收到的訊號、或是遵從以CPU701進行之控制所輸入的訊號，進行各種訊號處理。溫度取得部201例如會藉由使用CPU701、通訊電路704、及訊號處理電路705，來發揮其功能。又，判定部202例如會藉由使用CPU701及訊號處理電路705，來發揮其功能。
圖像處理電路706會針對遵從以CPU701進行之控制所輸入的訊號，進行各種圖像處理。此進行過圖像處理的訊號會被輸出至顯示器709。 使用者介面708是操作人員對於鏽皮組成判定裝置10進行指示的部分。使用者介面708例如具有按鍵、開關、及刻度盤等。又，使用者介面708亦可具有使用了顯示器709的圖形化使用者介面。
顯示器709會顯示依據從圖像處理電路706所輸出之訊號的圖像。I/F電路707會在與連接於I/F電路707的裝置之間進行資料的傳遞。在圖7中，作為連接於I/F電路707的裝置，是顯示使用者介面708及顯示器709。然而，連接於I/F電路707的裝置並不限定於這些。例如，亦可將可移型的記憶媒體連接於I/F電路707。又，使用者介面708的至少一部分及顯示器709亦可在鏽皮組成判定裝置10的外部。 輸出部203例如會藉由使用通訊電路704及訊號處理電路705、圖像處理電路706、I/F電路707、及顯示器709之至少其中任一者，來發揮其功能。
再者，CPU701、主記憶裝置702、輔助記憶裝置703、訊號處理電路705、圖像處理電路706、及I/F電路707會連接於匯流排710。這些構成要素間的通訊會透過匯流排710來進行。又，只要能夠實現前述之鏽皮組成判定裝置10的功能的話，鏽皮組成判定裝置10的硬體就不限定於圖7所示的裝置。
如以上般，在本實施形態中，鏽皮組成判定裝置10在藉由輻射溫度計20a、20b所測量到之鋼材SM的溫度之差的絕對值為規定之溫度以上時，會判定在鏽皮SC的最表層上生成有Fe2 O3 ，並非如此時，會判定在鏽皮SC的最表層上未生成有Fe2 O3 。此時，關於在以輻射溫度計20a、20b所進行的測量中，從不受環境氣體中之氣體影響的波長帶域中所選擇之各個波長λ，會事前預先求出赤鐵礦曲線。在本實施形態中，赤鐵礦曲線是顯示以設定了FeO之分光發射率的輻射溫度計所測量到之鋼材SM的溫度(Fe2 O3 的溫度)、與Fe2 O3 之厚度間的關係之曲線。並且，會求出波長λ的群組，該波長λ是會使測量對象之Fe2 O3 的厚度之上限值成為未達該等曲線的交點之Fe2 O3 的厚度的波長。並且，會將以輻射溫度計20a、20b檢測的波長λ、及設定於輻射溫度計20a、20b的分光發射率各自設為所求出之波長λ、及該波長λ中之FeO的分光發射率。因此，藉由進行2個輻射測溫，能夠線上且正確地判別在作業中的鋼材SM之表面上所生成的鏽皮SC是單層鏽皮或是複層鏽皮。藉此，例如能夠迅速且正確地進行作業上的管理，或是使鏽皮SC之組成的判別結果迅速且正確地反映於作業中。
＜變形例＞ [變形例1] 在本實施形態中，是舉使用2個輻射溫度計20a、20b的情況為例子進行了說明。然而，只要是構成為會以2個不同的波長來測量以輻射測溫法所得到的溫度的話，就並非一定需要如此構成。例如，亦可使用雙色溫度計中之光學系統的部分來作為1台輻射溫度計。若具體地說明，例如，將從同一個受光透鏡入光的光藉由半反射鏡(half mirror)分成2道。並且，使已分光的光通過2個波長選擇濾光器其中任一者，該等波長選擇濾光器僅容相互不同之波長的光通過。針對已通過此波長選擇濾光器的光，藉由輻射測溫法來測量溫度。像這樣進行的話，便能夠圖求輻射溫度計的省空間化。
[變形例2] 在本實施形態中，是舉在去鏽器12b與軋台14b之間的區域設置一組輻射溫度計20a、20b的情況為例子來顯示，該軋台14b是具有工作輥與支承輥之軋台當中設置於最上游的軋台。然而，只要是熱軋程序之比最上游的去鏽器12a更下游側的場所的話(只要有在測量從加熱爐11被抽出，且至少進行過1次去鏽之鋼板的溫度的話)，配置輻射溫度計組的場所就不限定於此場所。例如，能夠在去鏽器與相對於該去鏽器在下游側中位於最近之位置的軋台之間的場所，配置輻射溫度計組。又，亦可在這種場所的複數個位置，分別配置輻射溫度計組(亦即，亦可配置複數個輻射溫度計組)。此時，鏽皮組成判定裝置10會對於各個輻射溫度計組，進行圖6所示的流程圖，在輻射溫度計組所配置的各個場所中，判定在鏽皮SC之最表層上是否生成有Fe2 O3 。
[變形例3] 在本實施形態中，在設定於輻射溫度計20a、20b的分光發射率方面，是舉設定FeO之分光發射率的情況為例子進行了說明，該FeO之分光發射率是因應於以輻射溫度計20a、20b檢測之波長λ的分光發射率。但是，並不一定需要如此構成。例如，亦可無關乎波長λ而設定相同值，來作為輻射溫度計20a、20b的分光發射率(例如，亦可在任一波長λ中皆設為0.78，或是設為初期設定值)。如此構成時，與本来的FeO之分光發射率不同的分光發射率會被設定於輻射溫度計20a、20b。因此，藉由輻射溫度計20a、20b所測量的溫度也會相應地變化。因此，會也考量到此溫度之變化的程度，來決定規定之值的大小，該規定之值是會與藉由輻射溫度計20a、20b所測量之溫度的差之絕對值相比較的值。
[變形例4] 在本實施形態中，是舉將鏽皮組成判定裝置10適用於薄板之熱軋作業線的情況為例子進行了說明。然而，鏽皮組成判定裝置10的適用對象並不限定於薄板之熱軋作業線。此時，在前述(a1)~(c1)中規定的波長範圍之内容會成為因應於鏽皮組成判定裝置10之適用對象的內容。又，像是Fe2 O3 的厚度等，在前述(a3)~(c3)中規定的内容也會成為因應於鏽皮組成判定裝置10之適用對象的內容。然而，在此時，也如圖4所示的曲線401、403，會將2個曲線之交點的Fe2 O3 之厚度高於測量對象的Fe2 O3 之厚度上限值的2個波長λ設為以輻射溫度計20a、20b檢測的波長λ，該2個曲線是顯示在相互不同之2個波長λ中藉由輻射測溫法所得到的鋼材SM之溫度(Fe2 O3 的溫度)與Fe2 O3 之厚度間的關係。作為鏽皮組成判定裝置10的其他適用對象，例如可以舉專利文獻1中所記載的加熱爐。
[變形例5] 在本實施形態中，是舉以輻射溫度計20a、20b來測量溫度的情況為例子進行了說明。然而，並非一定需要連溫度都得用輻射溫度計20a、20b來求出。例如，亦可藉由輻射計檢測分光輻射亮度，並依據所檢測到的分光輻射亮度，以鏽皮組成判定裝置10來測量(導出)溫度。若溫度計無破損的疑慮，亦可使用接觸式的溫度計。
(第2實施形態) 其次, 針對第2實施形態進行說明。在第1實施形態中，是舉使用2個輻射溫度計20a、20b的情況為例子進行了說明。相對於此，在本實施形態中，針對使用3個以上之輻射溫度計的情況進行說明。像這樣，本實施形態與第1實施形態之間，主要不同在於：輻射溫度計的數量不同、及由於輻射溫度計的數量不同所影響到的鏽皮組成判定裝置10之處理的一部分。因此，在本實施形態的說明中，關於與第1實施形態為相同的部分，會附加與已附於圖1~圖7之符號相同的符號等而省略詳細的說明。
圖8是顯示鏽皮組成判定系統之構成的一例的圖。在圖8中，顯示輻射溫度計20a、20b、20c之配置、與鏽皮組成判定裝置10之功能性構成的一例。圖8是與圖2對應的圖。 ＜輻射溫度計20a、20b、20c＞ 首先，針對輻射溫度計20a、20b、20c之配置的一例進行說明。在圖8中，是將輻射溫度計20a、20b、20c配置成：輻射溫度計20a、20b、20c之軸(受光透鏡的光軸)與鋼材SM(之表面)的通過位置間之交點會大致一致。再者，在圖8中，是舉在鋼材SM的搬送方向上排列輻射溫度計20a、20b、20c的情況為例子來顯示。然而，只要是構成為輻射計20a、20b、20c之軸(受光透鏡的光軸)與鋼材SM(之表面)的通過位置間之交點會大致一致的話，便不需將輻射溫度計20a、20b、20c這樣地配置。例如，亦可在鋼材SM的寬度方向上排列輻射溫度計20a、20b、20c。
接著，針對在輻射溫度計20a、20b、20c中所檢測之波長的一例進行說明。
輻射溫度計20a是將從(a1)的波長帶域中所選擇的波長λ設成測量對象之波長的輻射溫度計，該(a1)的波長帶域已在第1實施形態中說明過。輻射溫度計20b是將從(b1)的波長帶域中所選擇的波長λ設成測量對象之波長的輻射溫度計，該(b1)的波長帶域已在第1實施形態中說明過。輻射溫度計20c是將從(c1)的波長帶域中所選擇的波長λ設成測量對象之波長的輻射溫度計，該(c1)的波長帶域已在第1實施形態中說明過。
又，會將因應於波長λ之FeO的分光發射率εw設定於輻射溫度計20a、20b、20c。
藉由使用如以上的輻射溫度計20a、20b、20c，能夠得到圖4的赤鐵礦曲線401、402、403，來作為在表面上具有複層鏽皮之鋼材SM的溫度、與該複層鏽皮之最表層 上的Fe2O3之厚度間的關係之一例。
在圖4所示的例子中，只要複層鏽皮之最表層上的Fe2O3之厚度為1.5[μm]以下的話，便不存在曲線401、402、403全部交會的交點。因此，藉由輻射溫度計20a、20b、20c所測量之溫度當中的2個溫度之複數種組合當中，在至少其中1種組合中的溫度會產生落差。藉此，在藉由輻射溫度計20a、20b、20c所測量之溫度當中的2個溫度之複數種組合當中，在至少其中1種組合中的溫度有落差時，能夠判定在鏽皮SC的最表層上有Fe2O3，在全部的組合中沒有落差時，能夠判定沒有Fe2O3。像這樣進行的話，便能夠擴大判定對象之Fe2O3的推定厚度之範圍。又，也變得不需要依據Fe2O3的推定厚度，來替換輻射溫度計。
然而，如在第1實施形態中說明過般，在實際的輻射溫度計中，在測量中會產生偏差(有公差等)。因此，較理想的是，若是藉由輻射溫度計20a、20b、20c所測量之溫度當中的2個溫度之複數種組合當中，在至少其中1種組合中之溫度的差之絕對值為規定的值以上的話，會判定在鋼材SM之表面所生成的鏽皮SC之最表層上生成有Fe2O3，否則就會判定未生成有Fe2O3。例如，溫度的偏差為±10[℃]時，能夠採用20[℃]來作為規定的值。
又，配置輻射溫度計20a、20b、20c的位置與在第1實施形態中說明過的位置是相同的。
<鏽皮組成判定裝置10>
鏽皮組成判定裝置10的構成與第1實施形態的鏽皮組成判定裝置10是相同的。一邊參照圖6的流程圖，一邊說明本實施形態之鏽皮組成判定裝置10之功能的一例。再者，每當藉由輻射溫度計20a、20b、20c來檢測鋼材SM的溫度時，圖6的流程圖就會被執行。
在步驟S601中，溫度取得部201會取得以輻射溫度計20a、20b、20c所測量到之鋼材SM的溫度。 接著，在步驟S602中，判定部202會判定在步驟S601中所取得之鋼材SM的溫度當中的2個溫度之複數種組合當中，至少其中1種組合中之溫度的差之絕對值是否為規定的溫度以上。
此判定的結果，在步驟S601中所取得之鋼材SM的溫度當中的2個溫度之複數種組合當中，至少其中1種組合中之溫度的差之絕對值為規定的溫度以上時，會判斷在鏽皮SC的最表層上生成有Fe2 O3 (亦即，會判斷在鋼材SM的表面上生成有複層鏽皮)。因此，在步驟S603中，輸出部203會輸出顯示在鏽皮SC的最表層上生成有Fe2 O3 (在鋼材SM的表面上生成有複層鏽皮)的資訊。並且，結束依據圖6之流程圖的處理。
另一方面，在步驟S601中所取得之鋼材SM的溫度當中的2個溫度之複數種組合當中，至少其中1種組合中之溫度的差之絕對值並非規定的溫度以上時，會判斷在鏽皮SC的最表層上未生成有Fe2 O3 (亦即，會判斷在鋼材SM的表面上生成有單層鏽皮)。因此，在步驟S604中，輸出部203會輸出顯示在鏽皮SC的最表層上未生成有Fe2 O3 (在鋼材SM的表面上生成有單層鏽皮)的資訊。並且，結束依據圖6之流程圖的處理。
在圖4所示的例子中，不存在曲線401、402、403全部交會的交點。然而，例如，依據鏽皮組成判定裝置10的適用對象，有可能會產生3個曲線交會的交點，該3個曲線是顯示鋼材SM的溫度、與該複層鏽皮之最表層上的Fe2 O3 之厚度間的關係。因此，與第1實施形態同樣地，會事前確認不會產生這種交點。具體來說，會如以下般進行。
將從(a1)之波長帶域中所選擇的波長λ設為輻射溫度計20a中的測量波長。又，將因應於此波長λ之FeO的分光發射率設定於輻射溫度計20a。將從(b1)之波長帶域中所選擇的波長λ設為輻射溫度計20b中的測量波長。又，將因應於此波長λ之FeO的分光發射率設定於輻射溫度計20b。將從(c1)之波長帶域中所選擇的波長λ設為輻射溫度計20c中的測量波長。又，將因應於此波長λ之FeO的分光發射率設定於輻射溫度計20c。
分別製作赤鐵礦曲線，顯示出用以上之輻射溫度計20a、20b、20c所測量的鋼材SM之溫度(Fe2 O3 的溫度)、與Fe2 O3 之推定厚度間的關係。並且，判定在Fe2 O3 之推定厚度的範圍内，是否存在3個赤鐵礦曲線交會的交點。有存在3個赤鐵礦曲線交會的交點時，會變更輻射溫度計20a、20b、20c中的測量波長之至少1個。接著，與前述同樣地，判定在Fe2 O3 之推定厚度的範圍内，是否存在3個赤鐵礦曲線交會的交點。進行以上的程序，直到在Fe2 O3 之推定厚度的範圍内，變得沒有3個赤鐵礦曲線交會的交點為止。並且，在Fe2 O3 之推定厚度的範圍内，沒有3個赤鐵礦曲線交會的交點時，會採用在製作該3個赤鐵礦曲線時之輻射溫度計20a、20b、20c的測量波長。
如以上般，在本實施形態中，鏽皮組成判定裝置10在藉由輻射溫度計20a、20b、20c所測量到之鋼材SM的溫度當中的2個溫度之複數種組合當中，至少其中1種組合中之溫度的差之絕對値為規定的溫度以上時，會判定在鏽皮SC的最表層上生成有Fe2 O3 ，並非如此時，會判定在鏽皮SC的最表層上未生成有Fe2 O3 。因此，除了在第1實施形態中已說明過的效果外，還能夠得到以下的效果。亦即，能夠擴大判定對象之Fe2 O3 的推定厚度之範圍。又，也變得不需要依據所設想之Fe2 O3 的推定厚度，來替換輻射溫度計。
在第1實施形態中，輻射溫度計的數量為2個。相對於此，在本實施形態中，輻射溫度計的數量為3個。因此，第1實施形態能夠比第2實施形態更低價地構成系統。又，第1實施形態能夠比第2實施形態更縮減輻射溫度計的設置空間。另一方面，在第2實施形態中，即便在所設想之Fe2 O3 的推定厚度被變更時，也能夠確實地判定在鏽皮SC的最表層上是否有Fe2 O3 。例如，能夠考慮以上的點，來決定要採用第1實施形態及第2實施形態當中的何種形態。
＜變形例＞ [變形例6] 在本實施形態中，是舉以輻射溫度計檢測之波長λ的數量為3個的情況為例子進行了說明。然而，以輻射溫度計檢測之波長λ的數量亦可為3個以上。例如，亦可從已在第1實施形態說明過之(a1)、(b1)、及(c1)的波長帶域當中的2個以上的波長帶域中，選擇以輻射溫度計檢測的波長λ。然而，此時會選擇總計3個以上的波長。像這樣，亦可不從(a1)、(b1)、及(c1)的所有波長帶域選擇波長λ。
又，即便在以輻射溫度計檢測之波長λ的數量為2個時，也能夠採用本實施形態的手法。此時，是以不存在會使2個曲線全部交會之交點的方式來選擇以2個輻射溫度計檢測的波長λ，該2個曲線是顯示以2個輻射溫度計所測量之鋼材SM的溫度(Fe2 O3 的溫度)、與Fe2 O3 的厚度間的關係。在圖4所示的例子中，選擇赤鐵礦曲線401、403一事便是對應於此。例如，亦可從(a1)、(b1)、及(c1)的波長帶域當中的2個波長帶域中，選擇總計2個波長來作為以輻射溫度計檢測的波長λ。 由於以上內容，在使用(a1)、(b1)、及(c1)的波長帶域時，以輻射溫度計檢測的波長λ會成為(a1)、(b1)、及(c1)的波長帶域當中的2個以上之波長帶域的波長。
若將以上內容一般化的話，是以在Fe2 O3 之推定厚度的範圍内，不存在會使N個赤鐵礦曲線全部交會之交點的方式來選擇以N個輻射溫度計檢測的波長λ，該N個赤鐵礦曲線是顯示以N個輻射溫度計所測量之鋼材SM的溫度(Fe2 O3 的溫度)、與Fe2 O3 的厚度間的關係。 具體來說，是將N個波長設成第1波長至第N波長，並將選自於該等第1波長至第N波長的1個波長設成第n波長(將第1波長至第N波長依序選擇1個，作為第n波長)。如此一來，第n波長中的前述赤鐵礦曲線會成為顯示赤鐵礦的厚度與赤鐵礦的溫度間之關係的曲線，該赤鐵礦的溫度是以分光發射率為方鐵礦(FeO)的分光發射率作為前提，在該第n波長中藉由輻射測溫法所得到的溫度。在此，第1波長至第N波長是被決定成：在所設想之赤鐵礦(Fe2 O3 )的厚度之範圍内，不存在會使第1波長至第N波長中之赤鐵礦曲線全部交會之交點。並且，會將分光發射率作為該第n波長中之方鐵礦的分光發射率，藉由輻射測溫法來測量該第n波長中之前述鋼材的溫度。針對第1波長至第N波長各自進行這種測量。 在以上的說明中，N為3以上的整數是較理想的，但亦可為2以上的整數。
[變形例7] 在本實施形態中，也能夠採用在第1實施形態中說明過的變形例。
[其他的變形例] 再者，以上所說明之本發明的實施形態能夠藉由電腦執行程式來實現。又，記錄有前述程式且電腦能夠讀取的記錄媒體及前述程式等的電腦程式產品也能夠作為本發明的實施形態來適用。作為記錄媒體，例如能夠使用軟性磁碟、硬碟、光碟、磁光碟、CD-ROM、磁帶、不變性記憶卡、ROM等。 又，以上所說明之本發明的實施形態都僅是表示實施本發明時之具體化的例子，並非是要藉由此等來限定性地解釋本發明之技術性範圍者。即，本發明可在不脫離其技術思想或是其主要特徵之情形下，以各種形式來加以實施。 産業上之可利用性
本發明能夠利用於製造鋼材等。
10‧‧‧鏽皮組成判定裝置
11‧‧‧加熱爐
12a~12f‧‧‧去鏽器
13‧‧‧寬度方向軋延機
14‧‧‧粗軋延機
14a~14e‧‧‧軋台
15‧‧‧精軋延機
15a~15g‧‧‧軋台
16‧‧‧冷卻裝置
17‧‧‧捲取裝置
20a、20b、20c‧‧‧輻射溫度計
201‧‧‧溫度取得部
202‧‧‧判定部
203‧‧‧輸出部
401、402、403‧‧‧赤鐵礦曲線
701‧‧‧CPU
702‧‧‧主記憶裝置
703‧‧‧輔助記憶裝置
704‧‧‧通訊電路
705‧‧‧訊號處理電路
706‧‧‧圖像處理電路
707‧‧‧I/F電路
708‧‧‧使用者介面
709‧‧‧顯示器
710‧‧‧匯流排
a1、b1、c1‧‧‧波長帶域
H‧‧‧熱軋鋼板
S‧‧‧扁胚
SC‧‧‧鏽皮
SM‧‧‧鋼材
S601~S604‧‧‧步驟
圖1是顯示熱軋作業線之概略構成的一例的圖。 圖2是顯示鏽皮組成判定系統之構成的第1例的圖。 圖3是顯示鋼材的溫度、與單層鏽皮的厚度間之關係的一例的圖。 圖4是顯示鋼材的溫度、與複層鏽皮之最表層上的Fe2 O3 的厚度間之關係的一例的圖。 圖5是顯示Fe2 O3 被生成的時間、與鋼材SM的溫度間之關係的一例的圖。 圖6是說明鏽皮組成判定裝置之動作的一例的流程圖。 圖7是顯示鏽皮組成判定裝置的硬體之構成的一例的圖。 圖8是顯示鏽皮組成判定系統之構成的第2例的圖。

Claims (17)

  1. 一種鏽皮組成判定系統，是判定在鋼材之表面上所生成的鏽皮之組成的鏽皮組成判定系統，其特徵在於： 具有： 測量機構，藉由輻射測溫法來測量相互不同之2個波長中的前述鋼材之溫度；及 判定機構，依據藉由前述測量機構所測量到之前述鋼材的溫度之差，來判定在前述鏽皮的最表層上是否生成有赤鐵礦(Fe2O3)， 又，前述2個波長當中第1波長中的赤鐵礦曲線與第2波長中的前述赤鐵礦曲線之交點的赤鐵礦厚度是被決定成：會高於作為在前述鏽皮之最表層上所生成的赤鐵礦之厚度所設想的厚度之上限值， 且，前述赤鐵礦曲線是顯示赤鐵礦的厚度與赤鐵礦的溫度間之關係的曲線。
  2. 如請求項1之鏽皮組成判定系統，其中前述第1波長中的前述赤鐵礦曲線是顯示赤鐵礦的厚度與赤鐵礦的溫度間之關係的曲線，該赤鐵礦的溫度是以分光發射率為方鐵礦(FeO)的分光發射率作為前提，在前述第1波長中藉由輻射測溫法所得到的溫度， 前述第2波長中的前述赤鐵礦曲線是顯示赤鐵礦的厚度與赤鐵礦的溫度間之關係的曲線，該赤鐵礦的溫度是以分光發射率為方鐵礦(FeO)的分光發射率作為前提，在前述第2波長中藉由輻射測溫法所得到的溫度， 且，前述測量機構會進行：將分光發射率作為前述第1波長中之方鐵礦的分光發射率，藉由輻射測溫法來測量前述第1波長中之前述鋼材的溫度、及將分光發射率作為前述第2波長中之方鐵礦的分光發射率，藉由輻射測溫法來測量前述第2波長中之前述鋼材的溫度。
  3. 如請求項1或2之鏽皮組成判定系統，其中前述判定機構在藉由前述測量機構所測量到之前述鋼材的溫度之差的絕對值為規定的值以上時，會判定在前述鏽皮的最表層上生成有赤鐵礦，並非如此時，會判定在前述鏽皮的最表層上未生成有赤鐵礦。
  4. 如請求項1或2之鏽皮組成判定系統，其中作為前述溫度之測量對象的前述鋼材是在熱軋程序中的加熱爐中被抽出，且至少進行過1次去鏽後的鋼材。
  5. 如請求項4之鏽皮組成判定系統，其中前述2個波長是0.6[μm]~1.6[μm]之範圍内的波長、3.3[μm]~5.0[μm]之範圍内的波長、及8.0[μm]~14.0[μm]之範圍内的波長其中任兩個。
  6. 如請求項1或2之鏽皮組成判定系統，其中前述測量機構具有：受光透鏡；分光機構，將透過前述受光透鏡入光的光分光成2個；及抽出機構，從藉由前述分光機構所分光過的光抽出前述2個波長的光，且，會藉由輻射測溫法來測量藉由前述抽出機構所抽出之前述2個波長中的前述鋼材之溫度。
  7. 一種鏽皮組成判定系統，是判定在鋼材之表面上所生成的鏽皮之組成的鏽皮組成判定系統，其特徵在於： 具有： 測量機構，藉由輻射測溫法來測量相互不同之N個波長中的前述鋼材之溫度；及 判定機構，依據藉由前述測量機構所測量到之前述鋼材的溫度當中2個溫度之差，來判定在前述鏽皮的最表層上是否生成有赤鐵礦(Fe2O3)， 又，前述N個波長是被決定成：在所設想之赤鐵礦(Fe2O3)的厚度之範圍内，不存在會使前述N個波長中之赤鐵礦曲線全部交會之交點， 前述赤鐵礦曲線是顯示赤鐵礦的厚度與赤鐵礦的溫度間之關係的曲線， 且，前述N是3以上的整數。
  8. 如請求項7之鏽皮組成判定系統，其中前述N個波長是第1波長至第N波長， 將1個個從前述第1波長至第N波長所選擇的波長設成第n波長， 前述第n波長中的前述赤鐵礦曲線是顯示赤鐵礦的厚度與赤鐵礦的溫度間之關係的曲線，該赤鐵礦的溫度是以分光發射率為方鐵礦(FeO)的分光發射率作為前提，在前述第n波長中藉由輻射測溫法所得到的溫度， 前述測量機構會將分光發射率作為前述第n波長中之方鐵礦的分光發射率，藉由輻射測溫法來測量前述第n波長中之前述鋼材的溫度， 前述第1波長至第N波長是被決定成：在所設想之赤鐵礦(Fe2O3)的厚度之範圍内，不存在會使前述第1波長至第N波長中之赤鐵礦曲線全部交會之交點。
  9. 如請求項7或8之鏽皮組成判定系統，其中前述判定機構在藉由前述測量機構所測量到之前述鋼材的溫度當中2個溫度之組合當中，至少其中1種組合中之溫度的差之絕對值為規定的值以上時，會判定在前述鏽皮的最表層上生成有赤鐵礦，並非如此時，會判定在前述鏽皮的最表層上未生成有赤鐵礦。
  10. 如請求項7或8之鏽皮組成判定系統，其中作為前述溫度之測量對象的前述鋼材是在熱軋程序中的加熱爐中被抽出，且至少進行過1次去鏽後的鋼材。
  11. 如請求項10之鏽皮組成判定系統，其中前述N個波長是0.6[μm]~1.6[μm]之範圍内的波長、3.3[μm]~5.0[μm]之範圍内的波長、及8.0[μm]~14.0[μm]之範圍内的波長當中，任兩個以上範圍內的波長。
  12. 如請求項7或8之鏽皮組成判定系統，其中前述測量機構具有：受光透鏡；分光機構，將透過前述受光透鏡入光的光分光成N個；及抽出機構，從藉由前述分光機構所分光過的光抽出前述N個波長的光，且，會藉由輻射測溫法來測量藉由前述抽出機構所抽出之前述N個波長中的前述鋼材之溫度。
  13. 如請求項7或8之鏽皮組成判定系統，其中前述N是3以上的整數。
  14. 一種鏽皮組成判定方法，是判定在鋼材之表面上所生成的鏽皮之組成的鏽皮組成判定方法，其特徵在於： 具有： 測量程序，藉由輻射測溫法來測量相互不同之2個波長中的前述鋼材之溫度；及 判定程序，依據藉由前述測量程序所測量到之前述鋼材的溫度之差，來判定在前述鏽皮的最表層上是否生成有赤鐵礦(Fe2O3)， 又，前述2個波長當中第1波長中的赤鐵礦曲線與第2波長中的前述赤鐵礦曲線之交點的赤鐵礦厚度是被決定成：會高於作為在前述鏽皮之最表層上所生成的赤鐵礦之厚度所設想的厚度之上限值， 且，前述赤鐵礦曲線是顯示赤鐵礦的厚度與赤鐵礦的溫度間之關係的曲線。
  15. 一種鏽皮組成判定方法，是判定在鋼材之表面上所生成的鏽皮之組成的鏽皮組成判定方法，其特徵在於： 具有： 測量程序，藉由輻射測溫法來測量相互不同之N個波長中的前述鋼材之溫度；及 判定程序，依據藉由前述測量程序所測量到之前述鋼材的溫度當中2個溫度之差，來判定在前述鏽皮的最表層上是否生成有赤鐵礦(Fe2O3)， 又，前述N個波長是被決定成：在所設想之赤鐵礦(Fe2O3)的厚度之範圍内，不存在會使前述N個波長中之赤鐵礦曲線全部交會之交點， 前述赤鐵礦曲線是顯示赤鐵礦的厚度與赤鐵礦的溫度間之關係的曲線， 且，前述N是3以上的整數。
  16. 一種程式，是用於使電腦執行組成判定的程式，該組成判定是判定在鋼材之表面上所生成的鏽皮之組成，其特徵在於： 會使電腦執行： 取得程序，取得藉由輻射測溫法所測量到之相互不同之2個波長中的前述鋼材之溫度；及 判定程序，依據前述取得程序所取得之前述鋼材的溫度之差，來判定在前述鏽皮的最表層上是否生成有赤鐵礦(Fe2O3)， 又，前述2個波長當中第1波長中的赤鐵礦曲線與第2波長中的前述赤鐵礦曲線之交點的赤鐵礦厚度是被決定成：會高於作為在前述鏽皮之最表層上所生成的赤鐵礦之厚度所設想的厚度之上限值， 且，前述赤鐵礦曲線是顯示赤鐵礦的厚度與赤鐵礦的溫度間之關係的曲線。
  17. 一種程式，是用於使電腦執行組成判定的程式，該組成判定是判定在鋼材之表面上所生成的鏽皮之組成，其特徵在於： 會使電腦執行： 取得程序，取得藉由輻射測溫法所測量到之相互不同之N個波長中的前述鋼材之溫度；及 判定程序，依據前述取得程序所取得之前述鋼材的溫度當中2個溫度之差，來判定在前述鏽皮的最表層上是否生成有赤鐵礦(Fe2O3)， 又，前述N個波長是被決定成：在所設想之赤鐵礦(Fe2O3)的厚度之範圍內，不存在會使前述N個波長中之赤鐵礦曲線全部交會之交點， 前述赤鐵礦曲線是顯示赤鐵礦的厚度與赤鐵礦的溫度間之關係的曲線， 且，前述N是3以上的整數。
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