WO2019069832A1 - めっき密着性評価装置、めっき密着性評価方法、合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

めっき密着性評価装置、めっき密着性評価方法、合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 Download PDF

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Abstract

Γ・Γ１相の生成量をより正確に測定して、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性をより正確に評価することが可能な、めっき密着性評価装置、めっき密着性評価方法、合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供する。 【課題】本発明に係るめっき密着性評価装置は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板について、Ｘ線回折法によりΓ・Γ１相のＸ線回折強度を測定するＸ線回折強度測定部と、測定された前記Γ・Γ１相のＸ線回折強度と、亜鉛めっき目付量と、に基づいて前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性を評価する評価部と、を備える。

Description

めっき密着性評価装置、めっき密着性評価方法、合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法
　本発明は、めっき密着性評価装置、めっき密着性評価方法、合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関する。
　合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、高い耐食性や加工性を有しており、建築外装用途や自動車用途として広く使用されている。合金化溶融亜鉛めっき鋼板の高い耐食性を長期にわたって維持するためには、めっきの剥離を抑制することが重要である。合金化溶融亜鉛めっきは、Ｆｅ－Ｚｎ系合金相で構成されており、かかるＦｅ－Ｚｎ系合金相には、Ｆｅ濃度の高い相から順に、Γ・Γ１相、δ１相、ζ相及びη相がある。合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、これらのうちδ１相を主体としているが、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の品質特性は、めっき層中のΓ・Γ１相及びζ相の付着量に影響を受け、特にめっき密着性は、Γ・Γ１相の生成量に左右されることが知られている。したがって、めっき密着性の評価に際しては、Γ・Γ１相の存在量を定量評価することが求められる。
　以下の特許文献１には、品質特性に影響を与えるΓ相及びζ相の付着量を適正に管理することに着目し、多層膜ミラーにより平行化したＸ線をめっき層に照射し、めっき層に含まれる合金相で回折されるＸ線を測定することで、オンラインでめっきΓ相及びζ相の付着量を測定する装置が開示されている。
　以下の特許文献２では、Ｘ線回折法を用い、結晶格子面間隔が１．５Å以上に相当するような低角度の回折角範囲におけるピークを測定することで、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性に影響するΓ・Γ１相の厚さを精度よく測定する方法が開示されている。
特開２００２－１６８８１１号公報 国際公開第２０１５／０５９８３５号
　しかし、特許文献１に記載の技術では、コイル全長にわたる測定結果を稼働条件に対して迅速にフィードバックできるような、精度の高い測定をすることができない。
　また、上記の特許文献２に記載される技術においては、Γ・Γ１相に入射するＸ線回折強度が他の合金相により減衰することが考慮されておらず、めっき層の厚みが変化したときには合金相の付着量の測定結果に誤差が重畳してしまうことが、本発明者らにより明らかになった。
　Ｆｅ濃度が高いΓ・Γ１相は、母材からめっき層へＦｅが拡散することで母材とめっき層の界面近傍に生成する。そのため、Ｘ線回折法によりΓ・Γ１相を測定しようとすると、外部からめっき層に入射するＸ線がΓ・Γ１相に到達するまでに他の合金相により減衰し、Γ・Γ１相で回折されるＸ線回折強度は小さくなる。つまり、亜鉛めっき目付量の増減により他の合金相の生成量が変化することでＸ線の減衰量も変化するため、たとえΓ・Γ１相の生成量が等しい場合であっても、亜鉛めっき目付量が変化するとΓ・Γ１相のＸ線回折強度が変化してしまう。その結果、亜鉛めっき目付量が変化する場合、上記特許文献２に開示されている方法を使用したとしても、Ｘ線回折法を用いたΓ・Γ１相の生成量を正確に評価することはできず、低めっき密着性材の出荷や、かかる鋼材を防止するための生産性を落とした操業が避けられないものとなると考えられる。
　そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、Γ・Γ１相の生成量をより正確に測定して、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性をより正確に評価することが可能な、めっき密着性評価装置、めっき密着性評価方法、合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備及び合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供することにある。
　上記課題を解決するための本願発明の要旨は以下の通りである。
（１）　合金化溶融亜鉛めっき鋼板について、Ｘ線回折法によりΓ・Γ１相のＸ線回折強度を測定するＸ線回折強度測定部と、
　測定された前記Γ・Γ１相のＸ線回折強度と、前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板の亜鉛めっき目付量と、に基づいて前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性を評価する評価部と、
　を備える、めっき密着性評価装置。
（２）　前記評価部において、さらに、前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板についてのΓ・Γ１相のＸ線回折強度と亜鉛めっき目付量との関係を示す関係式に基づいて、めっき密着性を評価する、（１）に記載のめっき密着性評価装置。
（３）　前記亜鉛めっき目付量と前記Γ・Γ１相のＸ線回折強度とを座標軸として規定される座標平面において、前記関係式は、前記座標平面を複数の領域に区分し、
　前記評価部は、測定された前記Γ・Γ１相のＸ線回折強度と前記亜鉛めっき目付量とで定まる座標が属する前記座標平面の前記領域に基づいて、前記めっき密着性を評価する、（２）に記載のめっき密着性評価装置。
（４）　前記Γ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数と、前記亜鉛めっき目付量と、が負の相関を有する、（２）又は（３）に記載のめっき密着性評価装置。
（５）　前記Ｘ線回折強度測定部は、
　Ｘ線を出射するＸ線管球と、
　前記Ｘ線管球から出射された前記Ｘ線を前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板に照射させる光学系と、
　結晶格子面間隔が１．５Å以上に相当する回折Ｘ線を検出する位置に設置された検出器と、
　を備え、
　前記Ｘ線管球における前記Ｘ線の出射ビーム強度が２０Ｗ／ｍｍ２以上に、前記光学系における前記Ｘ線の幅方向利得が０．１５以上に、それぞれ設定される、（１）～（４）の何れか１項に記載のめっき密着性評価装置。
（６）　合金化溶融亜鉛めっき鋼板について、Ｘ線回折法によりΓ・Γ１相のＸ線回折強度を測定することと、
　測定された前記Γ・Γ１相のＸ線回折強度と、亜鉛めっき目付量と、に基づいて前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性を評価することと、を有するめっき密着性評価方法。
（７）　鋼板に対して亜鉛をめっきする亜鉛めっき浴と、亜鉛めっきされた鋼板の亜鉛めっき層を合金化し、合金化溶融亜鉛めっき鋼板とする合金化炉と、を備える合金化溶融亜鉛めっき装置と、
　前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性を評価するめっき密着性評価装置と、
　を備え、
　前記めっき密着性評価装置は、
　前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板について、Ｘ線回折法によりΓ・Γ１相のＸ線回折強度を測定するＸ線回折強度測定部と、
　測定された前記Γ・Γ１相のＸ線回折強度と、亜鉛めっき目付量と、に基づいて前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性を評価する評価部と、
　を備える、合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備。
（８）　合金化溶融亜鉛めっき装置により、鋼板に対して亜鉛をめっきし、亜鉛めっきされた前記鋼板の亜鉛めっき層を合金化して合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得ることと、
　前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板について、Ｘ線回折法によりΓ・Γ１相のＸ線回折強度を測定し、測定された前記Γ・Γ１相のＸ線回折強度と、亜鉛めっき目付量と、に基づいて前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板の前記めっき密着性を評価することと、
　を有する、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
　以上説明したように本発明によれば、Γ・Γ１相の生成量をより正確に測定して、めっき密着性をより正確に評価することが可能となる。
めっき目付量と、Γ・Γ１相のＸ線回折強度との関係の一例を示したグラフである。 亜鉛めっき目付量と、Γ・Γ１相のＸ線回折強度と、を座標軸として規定される座標平面を模式的に示すグラフの一例である。 亜鉛めっき目付量と、Γ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数と、を座標軸として規定される座標平面を模式的に示すグラフの一例である。 同実施形態に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備の概略を示した説明図である。 同実施形態に係るめっき密着性評価装置の構成の一例を示した説明図である。 同実施形態に係るめっき密着性の評価方法の流れを示した流れ図である。 亜鉛めっき目付量と、Γ・Γ１相のＸ線回折強度と、を座標軸として規定される座標平面を模式的に示すグラフの他の例である。 亜鉛めっき目付量と、Γ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数と、を座標軸として規定される座標平面を模式的に示すグラフの他の例である。 同実施形態に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法の流れの一例を示した流れ図である。 同実施形態に係る合金化溶融亜鉛めっき製造設備が備える制御装置のハードウェア構成の一例を示したブロック図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
＜本発明者らによる検討＞
　まず、本発明の好適な実施形態の説明に先立ち、本発明に至るまでの本発明者らの検討について詳述する。図１は、以下の本発明の検証により得られた結果を示したグラフ図であり、横軸を亜鉛めっき目付量、縦軸をΓ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数としている。
　本発明者らは、上記のような課題を解決するために検討を行った結果、亜鉛めっき目付量の差異による測定精度の低下を考慮した上で、Γ・Γ１相のＸ線回折強度とめっき密着性との間に何かしらの相関を見出すことができれば、めっき密着性の評価が可能となるのではないかとの着想を得た。そこで、本発明者らは、まず、亜鉛めっき付着量を変化させて、合金化溶融亜鉛めっき鋼板におけるΓ・Γ１相のＸ線回折強度を測定し、亜鉛めっき付着量と、Γ・Γ１相のＸ線回折強度との関連を検証した。さらに、本発明者らは、Γ・Γ１相のＸ線回折強度を測定した合金化溶融亜鉛めっき鋼板に対して、めっき密着性試験を行った。なお、Γ・Γ１相の回折Ｘ線の測定方法は、後述するような方法で行った。
　ここで、本発明者らは、Γ・Γ１相のＸ線回折強度を測定した合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性を、次のような方法で評価した。まず、合金化溶融亜鉛めっき層が形成された鋼板から直径６０ｍｍの円形の試験片を打ち抜き、金型を用いて円筒カップにプレス成形した。用いた金型は、ポンチの直径が３０ｍｍであり、ダイスの肩半径が３ｍｍである。プレス成型した円筒カップ側壁外面に対して粘着テープを張り付け、粘着テープをはがした際に粘着テープに付着しているめっき剥離重量を測定した。
　めっき剥離重量が、１５ｍｇ未満の場合をより良好、１５ｍｇ以上２５ｍｇ未満の場合を良好、２５ｍｇ以上３５ｍｇ未満の場合をやや不良、３５以上の場合を不良とした。かかる評価の結果がより良好、良好もしくはやや不良でであったものを、図１においては合格材（めっき密着性合格）と、評価結果が不良であったものを不合格材（めっき密着性不合格）として記載した。
　上記めっき密着性試験の結果、Γ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数が６．１未満の範囲に属する合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、めっき密着性が合格であると判定された。また、Γ・Γ１相のＸ線回折強度が６．１以上６．３未満の範囲に属する合金化溶融亜鉛めっき鋼板では、めっき密着性が合格になるものと、不合格になるものとが混在していた。さらに、Γ・Γ１相のＸ線回折強度が６．３以上の範囲に属する合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、めっき密着性が不合格であると判定された。
　Γ・Γ１相のＸ線回折強度が６．１以上６．３未満である範囲について詳細に検討すると、亜鉛めっき目付量が４０ｇ／ｍ２以下において、Γ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数が６．２以上では、めっき密着性は合格となっている。その一方、亜鉛めっき目付量が４５ｇ／ｍ２より大きい範囲では、Γ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数が６．２以下であっても、めっき密着性が不合格となったものが存在している。つまり、亜鉛めっき目付量が大きくなるにつれて、Γ・Γ１相のＸ線回折強度が小さい値で、めっき密着性が不合格となる傾向がある。この傾向は、図１に模式的に示したように、めっき付着性の合否の境界が、傾きが負となるような直線となる関係式で定められることを示唆している。
　本発明者らは、かかる検証により、Γ・Γ１相のＸ線回折強度が同程度であっても、亜鉛めっき目付量が大きくなると、めっき密着性が低下する傾向があることを見出した。かかる傾向について、本発明者らは次のように推察している。
　合金化溶融亜鉛めっきを形成する相には、上記のように、Ｆｅ濃度の高い相から順に、Γ・Γ１相（Ｆｅ３Ｚｎ１０、Ｆｅ５Ｚｎ２１）、δ１相（ＦｅＺｎ７）、ζ相（ＦｅＺｎ１３）及びη相（Ｚｎ）が存在する。これら合金相は、鋼板が亜鉛めっきされ、ワイピングにより目付が切られた後に、合金化炉での加熱により形成する。合金化炉での加熱によって生じる鉄と亜鉛との相互拡散により相変化が起こるため、めっき層の厚み方向における各合金相の生成位置は、鋼板側から順に、Γ・Γ１相、δ１相、ζ相及びη相となり、これらの合金相間で生成位置が入れ替わることは無く、また、相分離するために、隣接相は混在しない。
　例えば、合金化時間が長くなるにつれて、めっき層に含まれる相は、η相のみ→η相＋ζ相の２相→η相＋ζ相＋δ１相の３相→η相＋ζ相＋δ１相＋Γ・Γ１相の４相→ζ相＋δ１相＋Γ・Γ１相の３相→δ１相＋Γ・Γ１相の２相のように変化する。めっき厚みや加熱条件によって、合金化の途中に存在する合金相は異なり、η相やζ相が、Γ・Γ１相の生成よりも早く消失する場合もある。
　上記のように、Γ・Γ１相は、めっきと鋼板との界面に生じ、製品である合金化溶融亜鉛めっき鋼板では、めっき表面側にδ１相が生じる。このΓ・Γ１相及びδ１相の厚みについて、Γ・Γ１相は０～０．５μｍであるのに対し、δ１相は５～３０μｍであり、これら２相の厚みには大きな違いがある。
　Ｘ線回折法でΓ・Γ１相を測定する際、めっき表面側にＸ線管球と、検出器と、を設置して測定が行われるため、Ｘ線は必ずδ１相を通過することになる。上記のように、δ１相の厚みはΓ・Γ１相の厚みと比較して著しく大きいため、Γ・Γ１相のＸ線回折強度はδ１相の厚みの影響を大きく受ける。そして、Γ・Γ１相の生成量が一定である場合、δ１相の厚み（すなわち、亜鉛めっき目付量）が大きくなると、検出されるΓ・Γ１相のＸ線強度は小さくなる。したがって、亜鉛めっき目付量が大きい合金化溶融亜鉛めっき鋼板におけるΓ・Γ１相のＸ線回折強度と、亜鉛めっき目付量が小さい合金化溶融亜鉛めっき鋼板におけるΓ・Γ１相のＸ線回折強度と、が同程度である場合、亜鉛めっき目付量が大きいものの方がΓ・Γ１相の生成量が多く、めっき密着性は低いと判断することができる。
　本発明者らは、かかる傾向から、亜鉛めっき目付量とΓ・Γ１相のＸ線回折強度とを用いて、溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性を評価することができることを見出した。
　図２は、亜鉛めっき目付量と、Γ・Γ１相のＸ線回折強度と、を座標軸として規定される座標平面（以下、「特徴量平面」ともいう）を模式的に示すグラフの一例である。図１で示されるように、亜鉛めっき目付量が大きい合金化溶融亜鉛めっき鋼板におけるΓ・Γ１相のＸ線回折強度と、亜鉛めっき目付量が小さい合金化溶融亜鉛めっき鋼板におけるΓ・Γ１相のＸ線回折強度と、が同程度である場合は、亜鉛めっき目付量が大きいものの方がめっき密着性は低い。したがって、図２のように、亜鉛めっき目付量と、Γ・Γ１相のＸ線回折強度とで規定される特徴量平面は、ある境界４１０により、かかる平面で規定される領域を、めっき密着性が合格となる領域（以下、「めっき密着性合格領域」と称する。）ＲＡ１と、めっき密着性が不合格となる領域（以下、「めっき密着性不合格領域」と称する。）ＲＢ１と、に区分されると考えることができる。
　ここで、めっき密着性合格領域ＲＡ１に属する全ての合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、めっき密着性が合格となる。一方、めっき密着性合格領域ＲＢ１に属する合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、めっき密着性に不良が生じる。つまり、亜鉛めっき目付量がｍＡ１であり、Γ・Γ１相のＸ線回折強度がＩＡ１である合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、図２に示した特徴量平面において、座標Ａ１で表される点に対応するが、かかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、めっき密着性を合格と評価することができ、亜鉛めっき目付量がｍＢ１であり、Γ・Γ１相のＸ線回折強度がＩＢ１である合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、図２に示した特徴量平面において、座標Ｂ１で表される点に対応するが、かかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、めっき密着性を不合格と評価することができる。
　ここで、上記境界４１０は、図２に模式的に示したように、任意の形状を有する曲線として捉えることができ、任意の非線形関数や線形関数の線形結合として定式化することが可能であると考えられる。このような境界４１０の具体的な表現については、例えば図１に示したような操業データの集合を、線形又は非線形の最小二乗法等といった公知の統計処理により解析することで、特定することが可能である。
　さらに、本発明者らは、上記検討で得られた傾向についてさらに検討を進めた。図３は、亜鉛めっき目付量と、Γ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数と、を座標軸として規定される座標平面（特徴量平面）を模式的に示すグラフの一例である。図３では、縦軸をΓ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数とし、横軸を亜鉛めっき目付量とした特徴量平面を図示している。本発明者らは、さらに検討を進めた結果、めっき密着性合格領域と、めっき密着性不合格領域とに区分する境界を、亜鉛めっき目付量およびΓ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数との関係式で定めることができることを見出した。つまり、図３に示すように、亜鉛めっき目付量と、Γ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数とを座標軸として規定される座標平面（特徴量平面）において、めっき密着性が合格となる領域と、不合格となる領域とを区分する境界が、Γ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数と、前記亜鉛めっき目付量と、が負の相関を有し、この負の関係を反映した関係式で表すことが可能であることを見出した。
　既に、過去の知見（川辺順次，藤永忠男，木村肇，押場和也，安部忠廣，高橋俊雄：川崎製鉄技報，１８（１９８６）２，１２９－１３５）により、合金化溶融亜鉛めっき鋼板に関して、母材鋼板α―Ｆｅ（２００）のＸ線回折強度は、亜鉛めっき目付量が増加するにしたがって指数関数的に小さくなることは知られていた。本発明者らは、かかる知見を参考に、めっき層のΓ・Γ１相のＸ線回折強度に適用させたところ、Γ・Γ１相の厚みが同一の場合、亜鉛めっき目付量が増加するにつれて、Γ・Γ１相のＸ線回折強度も同様に指数関数的に小さくなることを見出した。
　本発明者らが推察するに、Γ・Γ１相が同じ厚みで、亜鉛めっき目付量が異なる合金化溶融亜鉛めっき鋼板のＸ線回折強度は、亜鉛めっき目付量と、Γ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数とを座標軸として規定される座標平面において、負の相関を有するように、本実施形態では負の傾きをもつ直線上に、プロットされることになる。また、亜鉛めっき目付量は異なるが、同じ厚みのΓ・Γ１相を持つ場合、めっき密着性試験における剥離挙動は、似たような挙動を示すと考えられる。そのため、上記平面において、めっき密着性の合否評価の基準となる境界は、負の傾きとなる。つまり、Γ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数と、前記亜鉛めっき目付量と、が負の傾きを有する関係式で、上記境界が定められる。本実施形態においては、めっき密着性評価の基準となる境界は、図３における境界４２０のような直線で描くことが可能であり、二つの特徴量、すなわち亜鉛めっき目付量と、Γ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数と、を座標軸として規定される座標平面（以下、「特徴量平面」ともいう）は、上記関係式の境界により、複数の領域、例えばめっき密着性合格領域ＲＡ２と、めっき密着性不合格領域ＲＢ２とに区分されることができる。
　例えば、亜鉛めっき目付量がｍＡ２であり、Γ・Γ１相のＸ線回折強度がＩＡ２である合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、図３に示した特徴量平面において、座標Ａ２に対応するが、かかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性は、合格であると評価される。また、亜鉛めっき目付量がｍＢ２であり、Γ・Γ１相のＸ線回折強度がＩＢ２である合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、図３に示した特徴量平面において、座標Ｂ２に対応するが、かかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性は、不合格であると評価される。
　例えば図１に示した例を公知の統計処理により解析した場合、かかる境界４２０を表す直線は、例えば、（ｌｎＹ）＝－０．０２６×Ｘ＋７．３５で表される。ここで、かかる式において、Ｘは、亜鉛めっき目付量［ｇ／ｍ２］であり、ｌｎＹは、Γ・Γ１相のＸ線回折強度［ｃｐｓ］の自然対数である。
＜合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備１の構成＞
　次に、本発明の実施形態に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備１の構成の一例について、詳細に説明する。図４は、同実施形態に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備の概略を示した説明図である。
　合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備１は、例えば図４に示したように、合金化溶融亜鉛めっき装置１０と、制御装置２０と、めっき密着性評価装置３０と、を備える。
　合金化溶融亜鉛めっき装置１０は、鋼板Ｓを搬送する搬送ライン１０２と、溶融亜鉛めっき浴１０４と、ガスワイピング装置１０６と、合金化炉１０８と、ターンダウンロール１１０と、シンクロール１１２と、トップロール１１４と、を備える。
　ターンダウンロール１１０により搬送方向が下向きに変えられ、溶融亜鉛めっき浴１０４に連続的に浸漬される。かかる溶融亜鉛めっき浴１０４の内部には、シンクロール１１２が設けられている。シンクロール１１２は、鋼板Ｓの幅方向に平行な回転軸を有しており、シンクロール１１２の外周面の幅は、鋼板Ｓの幅以上となっている。かかるシンクロール１１２により、鋼板Ｓの搬送方向が上向きに変えられる。
　ガスワイピング装置１０６は、溶融亜鉛めっき浴１０４から導出される鋼板Ｓの両面に対してガスを吹き付けることにより、鋼板Ｓの表面に付着した溶融亜鉛めっきの一部を掻き落とす。これにより、鋼板Ｓの表面の溶融亜鉛めっきの付着量が調整される。
　その後、鋼板Ｓは垂直に引き上げられながら、合金化炉１０８で合金化処理される。かかる合金化炉１０８は、鋼板Ｓの入り側から順に、加熱帯、保熱帯、冷却帯という３つの部分から構成されている。かかる合金化炉１０８では、まず、加熱帯によって鋼板Ｓの板温が略均一となるように加熱が行われた後、保熱帯にて合金化時間を確保することで、鋼板Ｓの表面に形成された溶融亜鉛めっき層が合金化されて合金化層となり、冷却帯にて冷却される。かかる合金化処理によって、鋼板Ｓは、合金化溶融亜鉛めっき鋼板となる。
　ここで、材料となる鋼板Ｓは、特に限定されず、例えば、軟鋼、低炭素鋼や極低炭素鋼のような、Ｍｎ、Ｐ、Ｓｉが少ない鋼種、高張力鋼などを用いることができる。
　制御装置２０は、合金化溶融亜鉛めっき装置１０の稼働条件（例えば、搬送ライン１０２の速度、亜鉛めっき浴１０４の設定温度、ガスワイピング装置１０６の設定、合金化炉１０８の設定温度等）を制御する。また、制御装置２０は、以下のめっき密着性評価装置３０と通信可能に構成されており、めっき密着性評価装置３０から受信する評価結果に応じて、合金化溶融亜鉛めっき装置１０の稼働条件を適宜変更する。なお、制御装置２０のハードウェア構成については、後述する。
　合金化炉１０８の出側以降の任意の位置には、めっき密着性評価装置３０が設けられている。図４では操業応答性を重視した場合として、トップロール１１４の前段に設置した。めっき密着性評価装置３０は、合金化炉１０８の内部から搬送される合金化溶融亜鉛めっき鋼板に対して所定のＸ線を照射して、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性を評価する。また、めっき密着性評価装置３０は、制御装置２０と通信可能であり、必要に応じてめっき密着性の評価結果を制御装置２０に出力する。
＜めっき密着性評価装置３０の構成＞
　次に、めっき密着性評価装置３０の構成の一例について、詳細に説明する。図５は、同実施形態に係るめっき密着性評価装置３０の構成を示した説明図である。
　めっき密着性評価装置３０は、先だって言及したように、合金化炉１０８の内部から搬送された合金化溶融亜鉛めっき鋼板に対してＸ線を照射して、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性を評価する装置である。かかるめっき密着性評価装置３０は、図５に模式的に示したように、Ｘ線回折強度測定部３１０と、演算処理部３５０と、を主に備える。
（Ｘ線回折強度測定部３１０）
　Ｘ線回折強度測定部３１０は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板ＳについてＸ線回折法によりΓ・Γ１相のＸ線回折強度を測定する。具体的には、Ｘ線回折強度測定部３１０は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板Ｓに対してＸ線を照射し、合金化溶融亜鉛めっき鋼板Ｓによって回折されたＸ線の強度（回折強度）を測定する。ここで、本実施形態に係るＸ線回折強度測定部３１０としては、例えば上記特許文献２に開示されている測定装置をそのまま利用することが可能である。Ｘ線回折強度測定部３１０には、上記特許文献２に開示されている測定装置の構成をそのまま適用することが可能であるため、以下では、Ｘ線回折強度測定部３１０について、簡単に説明を行う。　
かかるＸ線回折強度測定部３１０は、図５に模式的に示したように、Ｘ線管球３１１と、入射光学系３１３と、受光光学系３１５と、検出器３１７と、を備える。本実施形態に係るＸ線回折強度測定部３１０では、合金化溶融亜鉛めっき鋼板Ｓに照射されるＸ線として、オンライン測定時に鋼板振動の影響を受けにくい平行ビームを使用する。めっき密着性評価装置３０に適用するＸ線回折法は、特性Ｘ線を照射して、特定の回折角での反射強度を測定するものであり、多結晶体試料に適用するデバイシェラー法に分類される。
　Ｘ線管球３１１は、Ｘ線を出射する。Ｘ線管球３１１は、例えば、フィラメントに電流を流すことにより熱電子を発生させ、この熱電子を数十ｋＶの高電圧で加速して金属ターゲットに衝突させることでＸ線を発生させ、発生したＸ線を、ベリリウム窓を通して取り出すものである。Ｘ線管球３１１の金属ターゲットは、試料によるＸ線の吸収や測定精度を考慮して選択され、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｗ等が使用される。この中では、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｃｏが汎用性に優れることから特に好ましい。発生するＸ線は、目的とするＫα線の他に、Ｋβ線や白色Ｘ線成分が含まれるため、これらの成分を除去して単色化する必要がある。Ｘ線ビームの単色化は、金属箔でつくられたＫβフィルターを受光スリットの前に挿入するか、または、モノクロメータを用いることにより行う。さらには、波高分析器と組み合わせたり、Ｘ線コリメーターによるコリメーションシステムを採用したりしても良い。
　入射光学系３１３は、Ｘ線管球３１１から出射されたＸ線を、搬送ライン上を走行する合金化溶融亜鉛めっき鋼板Ｓに照射させるための光学系である。入射光学系３１３は、Ｘ線を平行ビームとするための平行ビーム光学系として機能し、ソーラースリット単独、多層膜反射ミラー及びソーラースリットの組み合わせ、分光結晶単独、ソーラースリットと分光結晶との組み合わせ等が使用される。
　本実施形態において使用可能な受光光学系３１５は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板Ｓにより回折されたＸ線（回折Ｘ線）を、後述する検出器３１７へと導光する光学系である。回折Ｘ線は、受光光学系３１５として設けられた受光スリットを介して集光される。受光光学系３１５は、さらに、ソーラースリットと散乱スリットとを有することが好ましい。
　ここで、図５において、入射光学系３１３及び受光光学系３１５は、それぞれ１枚の凸レンズを用いて図示されているが、本実施形態は図示の態様に限定されず、入射光学系３１３及び受光光学系３１５は、任意の複数の光学素子で構成されていてもよい。
　検出器３１７としては、Ｘ線による電離をガスで行う比例計数管、電離を固体の発光作用を利用したシンチレーション計数管、半導体素子で行う半導体検出器等が使用される。検出器３１７は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板Ｓからの回折Ｘ線の強度を測定して、得られた測定結果を、後述する演算処理部３５０に出力する。
　Ｘ線回折強度測定部３１０が備える検出器３１７は、結晶格子面間隔が１．５Å以上に相当する低角度の回折角範囲におけるピークを検出するように設置される。ここで、合金化溶融亜鉛めっき鋼板におけるΓ・Γ１相について測定するために、本実施形態において用いることができる回折角２θを、以下の表１に示す。以下の表１に示したような、例えば５種類の結晶光子面間隔に着目することで、Γ・Γ１相で回折されたＸ線の強度を測定することができる。
　また、Ｘ線回折強度測定部３１０は、上記特許文献２に開示されている「出射ビーム輝度」及び「幅方向利得」の２つのパラメータについても、同様の値を有していることが好ましい。すなわち、Ｘ線回折強度測定部３１０では、好ましくは、出射ビーム輝度が２０Ｗ／ｍｍ２以上であり、幅方向利得が０．１５以上であるように、Ｘ線管球３１１、入射光学系３１３及び受光光学系３１５が設計される。これにより、Ｘ線回折強度測定部３１０は、目的とする回折ピーク（すなわち、Γ・Γ１相で回折されたＸ線の回折ピーク）を感度よく検出することができる。
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　また、Ｘ線回折強度測定部３１０は、上記のようなΓ・Γ１相のＸ線回折強度の測定機能に加えて、合金化溶融亜鉛めっき鋼板における亜鉛めっき目付量を測定する目付量測定機能を有していてもよい。
（演算処理部３５０）
　次に、本実施形態に係るめっき密着性評価装置３０が備える演算処理部３５０について、詳細に説明する。演算処理部３５０は、Ｘ線回折強度測定部３１０における測定処理を制御する。また、演算処理部３５０は、Ｘ線回折強度測定部３１０によって測定されたΓ・Γ１相のＸ線回折強度に基づき、搬送されている合金化溶融亜鉛めっき鋼板Ｓのめっき密着性をリアルタイムで評価する。
　かかる演算処理部３５０は、図５に模式的に示したように、測定制御部３５１と、データ取得部３５３と、記憶部３５５と、評価部３５７と、評価結果出力部３５９と、表示制御部３６１と、を主に備える。
　測定制御部３５１は、Ｘ線回折強度測定部３１０の機能を統括的に制御し、例えば、Ｘ線管球３１１の管電流や加速電圧、検出器３１７の位置等を制御することができる。この際、測定制御部３５１は、例えば記憶部３５５に記録されている各種の測定制御に関する情報を参照して、Ｘ線回折強度測定部３１０を所望の状態となるように適切に制御することができる。
　データ取得部３５３は、Ｘ線回折強度測定部３１０から、当該Ｘ線回折強度測定部３１０により検出されたΓ・Γ１相の回折強度の測定データを取得して、後述する評価部３５７に出力する。また、データ取得部３５３は、取得したΓ・Γ１相の回折強度の測定データを、記憶部３５５等に履歴情報として格納してもよい。
　記憶部３５５は、本実施形態に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備１が備える記憶装置の一例である。記憶部３５５には、めっき密着性の評価のための情報や、めっき密着性評価装置３０あるいは合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備１自体の制御のための情報が適宜保存される。例えば、記憶部３５５には、図２及び図３で説明したような、めっき密着性の評価に用いられる関係式（すなわち、図２や図３に示した境界を表す関係式）が格納されている。
　すなわち記憶部３５５には、図２に示したような、亜鉛めっき目付量と、Γ・Γ１相のＸ線回折強度と、を座標軸として規定される座標平面（特徴量平面）において、操業データの集合を公知の統計処理により解析することで特定した境界４１０を示す関係式や、図３に示したような、亜鉛めっき目付量と、Γ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数と、を座標軸として規定される座標平面（特徴量平面）において特定した境界４２０を示す関係式が格納されている。
　また、記憶部３５５には、測定制御部３５１がＸ線回折強度測定部３１０を制御する際に利用する各種のデータベースやプログラム等が格納されていてもよい。また、記憶部３５５には、評価部３５７でのめっき密着性評価結果や、Ｘ線回折強度測定部３１０で測定された、Γ・Γ１相のＸ線回折強度が格納されてもよい。また、記憶部３５５には、本実施形態に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備１が、何らかの処理を行う際に保存する必要が生じた様々なパラメータや処理の途中経過等、または、各種のデータベース等が、適宜格納される。合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備１が備える各処理部は、記憶部３５５に、自由に読み書きを行うことが可能である。
　評価部３５７は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板Ｓの亜鉛めっき目付量と、データ取得部３５３から出力された、Γ・Γ１相の回折強度と、に基づいて、合金化溶融亜鉛めっき鋼板Ｓのめっき密着性を評価する。好ましくは、評価部３５７は、上述した亜鉛めっき目付量及びΓ・Γ１相の回折強度に加え、合金化溶融亜鉛めっき鋼板ＳのΓ・Γ１相のＸ線回折強度と亜鉛めっき目付量との関係式に基づいて、合金化溶融亜鉛めっき鋼板Ｓのめっき密着性を評価する。
　具体的には、評価部３５７は、例えば記憶部３５５に格納されている、めっき密着性の評価に用いられる関係式と、例えば制御装置２０や亜鉛めっき目付量の測定装置（図示せず。）等から取得した、合金化溶融亜鉛めっき鋼板におけるめっき目付量の情報と、データ取得部３５３から出力された、Γ・Γ１相の回折強度の情報と、に基づいて、図２及び図３で説明したような方法に則して、搬送されている合金化溶融亜鉛めっき鋼板Ｓのめっき密着性に関する評価を行う。
　より詳細には、評価部３５７は、めっき目付量及びΓ・Γ１相の回折強度に対応する点が、図２や図３に示したような特徴量平面のどの領域に属するかに基づいて、搬送されている合金化溶融亜鉛めっき鋼板Ｓのめっき密着性を評価（判定）する。たとえば図２に示したような、亜鉛めっき目付量と、Γ・Γ１相のＸ線回折強度と、を座標軸として規定される座標平面（特徴量平面）を用いる場合、評価部３５７はめっき目付量及びΓ・Γ１相の回折強度に対応する点が、「めっき密着性合格領域ＲＡ１」に含まれる場合に、着目している合金化溶融亜鉛めっき鋼板Ｓのめっき密着性は「合格」であると判定する。
　また、評価部３５７は、めっき目付量及びΓ・Γ１相の回折強度に対応する点が、先述した図２の特徴量平面において「めっき密着性不合格領域ＲＢ１」に含まれる場合に、着目している合金化溶融亜鉛めっき鋼板Ｓのめっき密着性は「不合格」であると判定する。具体的には、めっき目付量及びΓ・Γ１相の回折強度に対応する点が、先述した特徴量平面において、境界４１０の上下いずれに位置するかによって、めっき密着性の合否を判定する。
　また、図３に示したような、亜鉛めっき目付量と、Γ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数と、を座標軸として規定される座標平面（特徴量平面）を用いる場合、評価部３５７はめっき目付量及びΓ・Γ１相の回折強度の自然対数に対応する点が、図３における「めっき密着性合格領域ＲＡ２」に含まれる場合にめっき鋼板Ｓのめっき密着性は「合格」であると判定し、「めっき密着性不合格領域ＲＢ２」に含まれる場合に「不合格」であると判定する。具体的には、めっき目付量及びΓ・Γ１相の回折強度の自然対数に対応する点が、先述した特徴量平面において、境界４２０の上下いずれに位置するかによって、めっき密着性の合否を判定する。
　評価部３５７でなされた、上記のような評価結果に関する情報は、評価結果出力部３５９へと出力される。評価結果出力部３５９は、得られた評価結果に関するデータを、当該データが生成された日時等に関する時刻データと関連づけて、合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備１の全体を制御する制御装置２０に出力したり、プリンタ等の出力装置を利用して、紙媒体として出力したりする。また、評価結果出力部３５９は、評価結果に対応するデータを、記憶部３５５に履歴情報として格納してもよいし、外部に設けられたコンピュータ等の各種の情報処理装置に出力してもよいし、各種の記録媒体に出力してもよい。また、評価結果出力部３５９は、必要に応じて、表示制御部３６１と連携しながら、作業者が評価結果を確認できるように、評価結果を各種の表示画面に表示させることもできる。なお、評価結果出力部３５７及び表示制御部３６１は、制御装置２０の一機能として実現されていてもよいし、めっき密着性評価装置の外部に、独立して実現されていてもよい。
　表示制御部３６１は、評価結果出力部から伝送された評価結果に関する情報を、合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備１が備えるディスプレイ等の表示部や、外部に設けられた他の装置のディスプレイ等の表示部に表示する際の表示制御を行う。また、表示制御部３６１は、評価結果に関する情報以外にも、Ｘ線回折強度測定部３１０の測定条件など、各種の情報を表示部に表示させることができる。表示制御部３６１が表示部に、評価結果等を表示させることで、合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備１の作業者は、めっき密着性評価結果等を、その場で把握することが可能となる。
　以上、本実施形態に係る演算処理部３５０の機能の一例を示した。演算処理部３５０の各部は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、補助記憶装置、通信装置、出力装置及び入力装置等により実現される。上記の各構成要素は、汎用的な部材や回路を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。また、各構成要素の機能を、同一のハードウェア、例えばＣＰＵ等が全て行ってもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用する構成を変更することが可能である。
　以上、図５を参照しながら、本実施形態に係るめっき密着性評価装置３０の構成について、詳細に説明した。
＜めっき密着性評価方法＞
　続いて、図６を参照しながら、本実施形態に係るめっき密着性評価装置３０で実施される、めっき密着性評価方法の流れの一例について、説明する。図６は、同実施形態に係るめっき密着性の評価方法の流れを示した流れ図である。
　本実施形態に係るめっき密着性評価方法は、図６に模式的に示したように、Ｘ線回折強度測定ステップ（ステップＳ１０１）と、めっき密着性評価ステップ（ステップＳ１０３）と、を有する。Ｘ線回折強度測定ステップ（ステップＳ１０１）では、上記のようなＸ線回折強度測定部３１０にて、Γ・Γ１相のＸ線回折強度が測定される。また、めっき密着性評価ステップ（ステップＳ１０３）では、上記のような演算処理部３５０にて、搬送されている合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性が評価される。
（Ｘ線回折強度測定ステップ）
　合金化炉にて合金化処理を経た鋼板Ｓ（すなわち、合金化溶融亜鉛めっき鋼板）は、所定の搬送ラインを搬送されながら、めっき密着性評価装置３０のＸ線回折強度測定部３１０により、Γ・Γ１相のＸ線回折強度が測定される（ステップＳ１０１）。
　すなわち、鋼板Ｓに対して、測定制御部３５１の制御のもとで、管電流及び加速電圧が制御されたＸ線管球３１１からＸ線が出射され、入射光学系３１３により、入射Ｘ線は平行ビームとなる。平行ビームとなった入射Ｘ線は、鋼板Ｓへと入射して、鋼板Ｓが備えるめっき層のΓ・Γ１相で回折される。Γ・Γ１相で回折されたＸ線は、受光光学系３１５で集光された後、検出器３１７で検出される。
（めっき密着性評価ステップ）
　演算処理部３５０では、Ｘ線回折強度測定ステップ（ステップＳ１０１）で測定されたΓ・Γ１相の回折強度と、例えば記憶部３５５に格納されている、亜鉛めっき目付量と、に基づいて、搬送されている鋼板Ｓのめっき密着性が評価される。好ましくは、演算処理部３５０では、上記回折強度と、亜鉛めっき目付量とに加え、例えば記憶部３５５に格納されている、特徴量平面における境界を表した関係式に基づき、鋼板Ｓのめっき密着性が評価される。
　めっき密着性の評価に使用される関係式は、例えば図３における境界４２０のように、直線関係で示される関係式で定められる。この関係式により、亜鉛めっき目付量と、Γ・Γ１相のＸ線回折強度と、で規定される特徴量平面は、めっき密着性合格領域ＲＡ２と、めっき密着性不合格領域ＲＢ２とに区分される。例えば、亜鉛めっき目付量がｍＡ２であり、Γ・Γ１相のＸ線回折強度がＩＡ２である合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、特徴量平面において座標Ａ２を有することとなるが、かかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、座標Ａ２がめっき密着性合格領域ＲＡ２に属するため、「めっき密着性は合格である」と評価される。一方、亜鉛めっき目付量がｍＢ２であり、Γ・Γ１相のＸ線回折強度がＩＢ２である合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、特徴量平面において座標Ｂ２を有することとなるが、かかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、座標Ｂ２がめっき密着性不合格領域ＲＢ２に属するため、「めっき密着性は不合格である」と評価される。
　なお、めっき密着性評価に用いられる亜鉛めっき目付量のデータは、ガスワイピング装置を運転する際の設定値を使用してもよいし、別途設けられためっき目付量測定装置（図示せず。）による測定結果を使用してもよい。この場合、亜鉛めっき目付量測定装置による連続測定と、めっき密着性評価とを併用することで、鋼板Ｓの長手方向の連続的な密着性管理が可能となるという利点がある。
　また、上記のような関係式は、めっき密着性評価装置３０を稼働するときに設定されたものを用いてもよいし、得られた操業結果をもとに任意のタイミングで更新された関係式を用いてもよいし、得られた操業結果を公知の機械学習方法等により機械学習させながら、関係式を随時更新するようにしてもよい。上記のような関係式を更新していくことで、めっき密着性の評価精度を更に向上させることができる。
　以上、図６を参照しながら、本実施形態に係るめっき密着性の評価方法について、簡単に説明した。
＜変形例＞
　以上、本実施形態に係るめっき密着性評価装置、合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備及びめっき密着性の評価方法について説明した。しかしながら、本発明は上述した実施形態に限定されず、種々の変形例をとり得る。以下に、本実施形態のいくつかの変形例を説明する。
　上述した実施形態においては、Γ・Γ１相のＸ線回折強度と亜鉛めっき目付量との関係を示す関係式を一つ用い、Γ・Γ１相のＸ線回折強度と亜鉛めっき目付量とを座標軸とする特徴量平面を２つの領域に区分したが、本発明はこれに限定されず、複数の関係式を用い、特徴量平面を任意の数の領域に区分してもよい。
　例えば、この場合、めっき密着性が合格と判定される領域と、めっき密着性が不合格と判定される領域とに加え、合金化溶融亜鉛めっき鋼板Ｓのめっき密着性が良好と評価される場合と、不良であると評価される場合の何れもが生じ得る領域を設けてもよい。このような追加の領域においては、めっき密着性が良好な合金化溶融亜鉛めっき鋼板Ｓを確実には製造できないことから、めっき密着性が合格と判定される領域において製造されるように合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備１において稼働条件を変更することも可能となる。以下に具体例を示す。
　図７は、亜鉛めっき目付量と、Γ・Γ１相のＸ線回折強度と、を座標軸として規定される特徴量平面の他の一例を模式的に示したものである。上記特徴量平面は、第１の境界４３０と、第２の境界４４０と、により、めっき密着性が不合格となる領域であるめっき密着性不合格領域ＲＣ１と、合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備１の稼働条件を変更すべき領域である稼働条件変更領域ＲＤ１と、合金化溶融亜鉛めっき装置１０の稼働条件を維持すべき領域である稼働条件維持領域ＲＥ１と、に区分される。ここで、合金化溶融亜鉛めっき装置１０は、製造される合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性が不合格と評価されないように、その稼働条件が設定される。
　第１の境界４３０は、めっき密着性不合格領域ＲＣ１と、稼働条件変更領域ＲＤ１と、の境界である。めっき密着性不合格領域ＲＣ１は、その領域に属する全ての合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性が不合格と評価される領域である。稼働条件変更領域ＲＤ１は、合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性が良好と評価される場合と、不良であると評価される場合の何れもが生じ得る領域であり、合金化溶融亜鉛めっき装置１０の稼働条件の変更が考慮されるべき領域である。
　第２の境界４４０は、稼働条件変更領域ＲＤ１と、稼働条件維持領域ＲＥ１と、の境界である。稼働条件維持領域ＲＥ１は、その領域に属する全ての合金化溶融亜鉛めっき鋼板について、めっき密着性が合格と評価される領域である。測定結果Ｅ１が稼働条件変更領域ＲＥ１に属する場合、合金化溶融亜鉛めっき装置１０の稼働条件は、現状のままで維持される。
　ここで、第１の境界４３０と、第２の境界４４０とは、上記のように平面を３つに区分するものであるため、第１の境界と、第２の境界とが交わらないように定められる。
　具体的には、例えば図７に示したように、亜鉛めっき目付量がｍＣ１であり、Γ・Γ１相のＸ線回折強度がＩＣ１である合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、図７に示した特徴量平面において、座標Ｃ１に対応する。この場合、座標Ｃ１が、めっき密着性不合格領域ＲＣ１に属するために、かかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性は、不合格であると評価される。
　また、亜鉛めっき目付量がｍＤ１であり、Γ・Γ１相のＸ線回折強度がＩＤ１である合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、図７に示した特徴量平面において、座標Ｄ１に対応する。この場合、座標Ｄ１は、可動条件変更領域ＲＤ１に属することとなる。稼動条件変更領域ＲＤ１に属する合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性は、不合格と評価されることはないが、合金化溶融亜鉛めっき装置１０の稼働状態は、特徴量平面において、めっき密着性不合格領域ＲＣ１に近いことから、何らかの要因で、めっき密着性が不合格となる領域に稼働条件が推移してしまう可能性がある。そのため、かかる場合においては、合金化溶融亜鉛めっき装置１０の稼働条件の変更が考慮される。
　また、亜鉛めっき目付量がｍＥ１であり、Γ・Γ１相のＸ線回折強度がＩＥ１である合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、図７に示した特徴量平面において、座標Ｅ１に対応する。稼動条件維持領域ＲＥ１に属する合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性は、合格と評価され、合金化溶融亜鉛めっき装置１０の稼働状態は、現状のままで維持される。
　かかる場合においても、第１の境界４３０及び第２の境界４４０は、図７に模式的に示したように、任意の形状を有する曲線として捉えることができ、任意の非線形関数や線形関数の線形結合として定式化することが可能であると考えられる。このような第１の境界４３０及び第２の境界４４０の具体的な表現については、例えば図１に示したような操業データの集合を、線形又は非線形の最小二乗法等といった公知の統計処理により解析することで、特定することが可能である。
　図８は、亜鉛めっき目付量と、Γ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数と、を座標軸として規定される特徴量平面の他の例を模式的に示したものである。上記特徴量平面は、第１の境界４５０と、第２の境界４６０と、により、めっき密着性不合格領域ＲＣ２と、稼働条件変更領域ＲＤ２と、稼働条件維持領域ＲＥ２と、に区分される。上記のような本発明者らにより得られた知見により、第１の境界４５０及び第２の境界４６０は、Γ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数と、前記亜鉛めっき目付量と、が直線関係となる関係式で定めることができる。第１の境界４５０を表す関係式を第１の関係式とし、第２の境界４６０を表す関係式を第２の関係式とする。かかる平面において、第１の関係式及び第２の関係式を使用して、稼働条件を評価することができる。
　なお、第１の関係式及び第２の関係式は、めっき密着性評価装置３０を稼働するときに設定されたものを用いてもよいし、得られた操業結果をもとに任意のタイミングで更新された関係式を用いてもよいし、得られた操業結果を公知の機械学習方法等により機械学習させながら、関係式を随時更新するようにしてもよい。第１の関係式及び第２の関係式を更新していくことで、めっき密着性の評価精度を更に向上させることができる。
　かかる場合においても、例えば図８に模式的に示したように、第１の境界４５０及び第２の境界４６０は、亜鉛めっき目付量と、Γ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数と、で規定される特徴量平面に着目した場合に、それぞれ直線で表すことができる。
　かかる場合において、亜鉛めっき目付量がｍＣ２であり、Γ・Γ１相のＸ線回折強度がＩＣ２である合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、図８に示した特徴量平面において、座標Ｃ２に対応する。この場合、座標Ｃ２が、めっき密着性不合格領域ＲＣ２に属するために、かかる合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性は、不合格であると評価される。
　また、亜鉛めっき目付量がｍＤ２であり、Γ・Γ１相のＸ線回折強度がＩＤ２である合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、図８に示した特徴量平面において、座標Ｄ２に対応する。この場合、座標Ｄ２は、稼働条件変更領域ＲＤ２に属することとなるため、合金化溶融亜鉛めっき装置１０の稼働条件の変更が考慮される。
　また、亜鉛めっき目付量がｍＥ２であり、Γ・Γ１相のＸ線回折強度がＩＥ２である合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、図８に示した特徴量平面において、座標Ｅ２に対応する。稼動条件維持領域ＲＥ２に属する合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性は、合格と評価され、合金化溶融亜鉛めっき装置１０の稼働状態は、現状のままで維持される。
　例えば図１に示した例を公知の統計処理により解析した場合、第１の境界４５０を表す直線は、例えば、（ｌｎＹ）＝－０．０２６×Ｘ＋７．５８で表され、第２の境界４６０を表す直線は、例えば、（ｌｎＹ）＝－０．０２６×Ｘ＋７．３５で表される。ここで、かかる式において、Ｘは、亜鉛めっき目付量［ｇ／ｍ２］であり、ｌｎＹは、Γ・Γ１相のＸ線回折強度［ｃｐｓ］の自然対数である。
＜合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法＞
　次に、本実施形態に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法について説明する。図９は、本実施形態に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法の流れの一例を示した流れ図である。本実施形態に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備１の稼働方法は、図９に示したように、合金化溶融亜鉛めっき処理ステップ（ステップＳ１５１）と、Ｘ線回折強度測定ステップ（ステップＳ１５３）と、評価ステップ（ステップＳ１５５）と、を少なくとも含む。
　まず、合金化溶融亜鉛めっき処理ステップ（ステップＳ１５１）では、合金化溶融亜鉛めっき装置１により、搬送ライン上を走行する鋼板に対して亜鉛をめっきし、亜鉛めっきされた鋼板の亜鉛めっき層を合金化して合金化溶融亜鉛めっき鋼板Ｓを得る。ここで、合金化溶融亜鉛めっき装置１としては、特に限定されないが、製造する合金化溶融亜鉛めっき鋼板Ｓの上記評価結果が、上記の稼働条件変更領域に属するように、合金化溶融亜鉛めっき装置１０を稼働させることが好ましい。この場合において、ステップＳ１５１～Ｓ１５５が繰り返し行われている場合には、すでに得られた評価結果を参考に稼働条件を設定することができる。必要に応じて、搬送ライン１０２の速度、亜鉛めっき浴１０４の設定温度、ガスワイピング装置１０６の設定、合金化炉１０８の設定温度等が、制御装置２０により適宜調整される。
　次に、Ｘ線回折強度測定ステップでは、合金化炉にて合金化処理を経た鋼板Ｓ（すなわち、合金化溶融亜鉛めっき鋼板）について、Ｘ線回折強度測定部３１０により、Γ・Γ１相のＸ線回折強度が測定される（ステップＳ１５３）。
　すなわち、鋼板Ｓに対して、測定制御部３５１の制御のもとで、管電流及び加速電圧が制御されたＸ線管球３１１からＸ線が出射され、入射光学系３１３により、入射Ｘ線は平行ビームとなる。平行ビームとなった入射Ｘ線は、鋼板Ｓへと入射して、鋼板Ｓが備えるめっき層のΓ・Γ１相で回折される。Γ・Γ１相で回折されたＸ線は、受光光学系３１５で集光された後、検出器３１７で検出される。
　続いて、評価ステップでは、演算処理部３５０の評価部３５７において、めっき密着性の評価処理が実施される（ステップＳ１５５）。かかる評価ステップＳ１５５では、例えば図７又は図８に示したような特徴量平面に着目し、亜鉛めっき目付量及びΓ・Γ１相のＸ線回折強度の組み合わせで規定される座標が、上記特徴量平面のいずれの領域に属するかに基づき、評価が行われる。
　ここで、演算処理部３５０の評価部３５７によって、亜鉛めっき目付量及びΓ・Γ１相のＸ線回折強度の組み合わせで規定される座標の属する領域が特定されると、評価部３５７は、着目している座標が、稼働条件変更領域に属するか否かを判断する（ステップＳ１５７）。着目している座標が、稼働条件変更領域に属せずに（ステップＳ１５７－ＮＯ）、稼働条件維持領域に属する場合には、合金化溶融亜鉛めっき装置１０の稼働条件を維持したまま、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造が継続される（ステップＳ１５９）。
　一方、着目している座標が、稼働条件変更領域に属する場合には（ステップＳ１５７－ＹＥＳ）、合金化溶融亜鉛めっき装置１０の稼働条件が、制御装置２０によって変更される（ステップＳ１６１）。
　具体的には、上記座標が稼働条件変更領域に属するとき、稼働条件変更指示が、めっき密着性評価装置３０から制御装置２０へと送信される。そして、制御装置２０により、合金化溶融亜鉛めっき装置１０の稼働条件が制御されて、搬送ライン１０２の速度、亜鉛めっき浴１０４の設定温度、ガスワイピング装置１０６の設定、合金化炉１０８の設定温度等が、亜鉛めっきの変更後に製造される合金化溶融亜鉛めっき鋼板の分析結果が稼働条件維持領域に属するような条件に、変更される。
　より具体的には、例えば、搬送ライン１０２の速度の増加や、合金化炉１０８での合金化温度の低下、合金化炉１０８の保熱帯の一部でガス冷却を行うなどの、過合金が解消するように稼働条件が変更される。かかる変更がなされた稼働状態で製造された合金化溶融亜鉛めっき鋼板について、再度めっき密着性が評価され、再度の分析結果が稼働条件維持領域に属する場合、稼働条件は維持され、稼働条件変更領域に属するときは、稼働条件が再び変更される、という作業が繰り返される。
　なお、分析結果がめっき密着性不合格領域に属する場合は、合金化溶融亜鉛めっき装置１０の稼働条件を変更してもよいし、合金化溶融亜鉛めっき装置１０の稼働を停止してもよい。
　また、上述した実施形態においては、図７や図８に示される特徴量平面を用いてめっき密着性の評価を行ったが、これに限定されず、例えば図２、図３等に示されるような一つの関係式を用いて二つの領域に区分された特徴量平面を用いてめっき密着性の評価を行ってもよい。この場合、単純に製造された合金化溶融亜鉛めっきのめっき密着性の合格・不合格が判定される。
　以上、図９を参照しながら、本実施形態に係る合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法について、簡単に説明した。
＜ハードウェア構成＞
　続いて、図１０を参照しながら、本発明の実施形態に係る合金化溶融亜鉛めっき装置１０が備える制御装置２０のハードウェア構成について、詳細に説明する。図１０は、本発明の実施形態に係る合金化溶融亜鉛めっき装置が備える制御装置２０のハードウェア構成を示したブロック図である。
　制御装置２０は、主に、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、を備える。また、制御装置２０は、更に、バス９０７と、入力装置９０９と、出力装置９１１と、ストレージ装置９１３と、ドライブ９１５と、接続ポート９１７と、通信装置９１９とを備える。
　ＣＰＵ９０１は、演算処理装置および制御装置として機能し、ＲＯＭ９０３、ＲＡＭ９０５、ストレージ装置９１３、またはリムーバブル記録媒体９２１に記録された各種プログラムに従って、合金化制御装置１００内の動作全般またはその一部を制御する。ＲＯＭ９０３は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。ＲＡＭ９０５は、ＣＰＵ９０１が使用するプログラムや、プログラムの実行において適宜変化するパラメータ等を一次記憶する。これらはＣＰＵバス等の内部バスにより構成されるバス９０７により相互に接続されている。
　バス９０７は、ブリッジを介して、ＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ　Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ／Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスなどの外部バスに接続されている。
　入力装置９０９は、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、ボタン、スイッチおよびレバーなどユーザが操作する操作手段である。また、入力装置９０９は、例えば、赤外線やその他の電波を利用したリモートコントロール手段（いわゆる、リモコン）であってもよいし、制御装置２０の操作に対応したＰＤＡ等の外部接続機器９２３であってもよい。さらに、入力装置９０９は、例えば、上記の操作手段を用いてユーザにより入力された情報に基づいて入力信号を生成し、ＣＰＵ９０１に出力する入力制御回路などから構成されている。制御装置２０のユーザは、この入力装置９０９を操作することにより、制御装置２０に対して各種のデータを入力したり処理動作を指示したりすることができる。
　出力装置９１１は、取得した情報をユーザに対して視覚的または聴覚的に通知することが可能な装置で構成される。このような装置として、ＣＲＴディスプレイ装置、液晶ディスプレイ装置、プラズマディスプレイ装置、ＥＬディスプレイ装置およびランプなどの表示装置や、スピーカおよびヘッドホンなどの音声出力装置や、プリンタ装置、携帯電話、ファクシミリなどがある。出力装置９１１は、例えば、制御装置２０が行った各種処理により得られた結果を出力する。具体的には、表示装置は、制御装置２０が行った各種処理により得られた結果を、テキストまたはイメージで表示する。他方、音声出力装置は、再生された音声データや音響データ等からなるオーディオ信号をアナログ信号に変換して出力する。
　ストレージ装置９１３は、制御装置２０の記憶部の一例として構成されたデータ格納用の装置である。ストレージ装置９１３は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶部デバイス、半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、または光磁気記憶デバイス等により構成される。このストレージ装置９１３は、ＣＰＵ９０１が実行するプログラムや各種データ、および外部から取得した各種のデータなどを格納する。
　ドライブ９１５は、記録媒体用リーダライタであり、制御装置２０に内蔵、あるいは外付けされる。ドライブ９１５は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２１に記録されている情報を読み出して、ＲＡＭ９０５に出力する。また、ドライブ９１５は、装着されている磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等のリムーバブル記録媒体９２１に記録を書き込むことも可能である。リムーバブル記録媒体９２１は、例えば、ＣＤメディア、ＤＶＤメディア、Ｂｌｕ－ｒａｙ（登録商標）メディア等である。また、リムーバブル記録媒体９２１は、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ：ＣＦ）、フラッシュメモリ、または、ＳＤメモリカード（Ｓｅｃｕｒｅ　Ｄｉｇｉｔａｌ　ｍｅｍｏｒｙ　ｃａｒｄ）等であってもよい。また、リムーバブル記録媒体９２１は、例えば、非接触型ＩＣチップを搭載したＩＣカード（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ　Ｃｉｒｃｕｉｔ　ｃａｒｄ）または電子機器等であってもよい。
　接続ポート９１７は、機器を合金化制御装置１００に直接接続するためのポートである。接続ポート９１７の一例として、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ　Ｓｅｒｉａｌ　Ｂｕｓ）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Ｓｍａｌｌ　Ｃｏｍｐｕｔｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍ　Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ポート、ＲＳ－２３２Ｃポート等がある。この接続ポート９１７に外部接続機器９２３を接続することで、制御装置２０は、外部接続機器９２３から直接各種のデータを取得したり、外部接続機器９２３に各種のデータを提供したりする。
　通信装置９１９は、例えば、通信網９２５に接続するための通信デバイス等で構成された通信インターフェースである。通信装置９１９は、例えば、有線または無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、またはＷＵＳＢ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ＵＳＢ）用の通信カード等である。また、通信装置９１９は、光通信用のルータ、ＡＤＳＬ（Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ　Ｌｉｎｅ）用のルータ、または、各種通信用のモデム等であってもよい。この通信装置９１９は、例えば、インターネットや他の通信機器との間で、例えばＴＣＰ／ＩＰ等の所定のプロトコルに則して信号等を送受信することができる。また、通信装置９１９に接続される通信網９２５は、有線または無線によって接続されたネットワーク等により構成され、例えば、インターネット、家庭内ＬＡＮ、赤外線通信、ラジオ波通信または衛星通信等であってもよい。
　また、本発明の実施形態に係るめっき密着性評価装置３０の演算処理部３５０についても、図１０に示したようなハードウェア構成を有している。
　以上、本発明の実施形態に係る制御装置２０及びめっき密着性評価装置３０の演算処理部３５０の機能を実現可能なハードウェア構成の一例を示した。上記の各構成要素は、汎用的な部材を用いて構成されていてもよいし、各構成要素の機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。従って、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、適宜、利用するハードウェア構成を変更することが可能である。
　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
　１　　　　合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備
　Ｓ　　　　鋼板
　１０　　　合金化溶融亜鉛めっき装置
　２０　　　制御装置
　３０　　　めっき密着性評価装置
　１０２　　搬送ライン
　１０４　　溶融亜鉛めっき浴
　１０６　　ガスワイピング装置
　１０８　　合金化炉
　３１０　　Ｘ線回折強度測定部
　３１１　　Ｘ線管球
　３１３　　入射光学系
　３１５　　受光光学系
　３１７　　検出器
　３５０　　演算処理部
　３５１　　測定制御部
　３５３　　データ取得部
　３５５　　記憶部
　３５７　　評価部
　３５９　　評価結果出力部
　３６１　　表示制御部
　４１０、４２０　　境界
　ＲＡ１、ＲＡ２　　　密着性合格領域
　ＲＢ１、ＲＢ２　　　密着性不合格領域
　４３０、４５０　　第１の境界
　４４０、４６０　　第２の境界
　ＲＣ１、ＲＣ２　　　密着性不合格領域
　ＲＤ１、ＲＤ２　　　稼働条件変更領域
　ＲＥ１、ＲＥ２　　　稼働条件維持領域
 

Claims (8)

  1. 　合金化溶融亜鉛めっき鋼板について、Ｘ線回折法によりΓ・Γ１相のＸ線回折強度を測定するＸ線回折強度測定部と、
    　測定された前記Γ・Γ１相のＸ線回折強度と、前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板の亜鉛めっき目付量と、に基づいて前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性を評価する評価部と、
    　を備える、めっき密着性評価装置。
  2. 　前記評価部において、さらに、前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板についてのΓ・Γ１相のＸ線回折強度と亜鉛めっき目付量との関係を示す関係式に基づいて、めっき密着性を評価する、請求項１に記載のめっき密着性評価装置。
  3. 　前記亜鉛めっき目付量と前記Γ・Γ１相のＸ線回折強度とを座標軸として規定される座標平面において、前記関係式は、前記座標平面を複数の領域に区分し、
    　前記評価部は、測定された前記Γ・Γ１相のＸ線回折強度と前記亜鉛めっき目付量とで定まる座標が属する前記座標平面の前記領域に基づいて、前記めっき密着性を評価する、請求項２に記載のめっき密着性評価装置。
  4. 　前記Γ・Γ１相のＸ線回折強度の自然対数と、前記亜鉛めっき目付量と、が負の相関を有する、請求項２又は３に記載のめっき密着性評価装置。
  5. 　前記Ｘ線回折強度測定部は、
    　Ｘ線を出射するＸ線管球と、
    　前記Ｘ線管球から出射された前記Ｘ線を前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板に照射させる光学系と、
    　結晶格子面間隔が１．５Å以上に相当する回折Ｘ線を検出する位置に設置された検出器と、
    　を備え、
    　前記Ｘ線管球における前記Ｘ線の出射ビーム強度が２０Ｗ／ｍｍ２以上に、前記光学系における前記Ｘ線の幅方向利得が０．１５以上に、それぞれ設定される、請求項１～４の何れか１項に記載のめっき密着性評価装置。
  6. 　合金化溶融亜鉛めっき鋼板について、Ｘ線回折法によりΓ・Γ１相のＸ線回折強度を測定することと、
    　測定された前記Γ・Γ１相のＸ線回折強度と、亜鉛めっき目付量と、に基づいて前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性を評価することと、を有するめっき密着性評価方法。
  7. 　鋼板に対して亜鉛をめっきする亜鉛めっき浴と、亜鉛めっきされた鋼板の亜鉛めっき層を合金化し、合金化溶融亜鉛めっき鋼板とする合金化炉と、を備える合金化溶融亜鉛めっき装置と、
    　前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性を評価するめっき密着性評価装置と、
    　を備え、
    　前記めっき密着性評価装置は、
    　前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板について、Ｘ線回折法によりΓ・Γ１相のＸ線回折強度を測定するＸ線回折強度測定部と、
    　測定された前記Γ・Γ１相のＸ線回折強度と、亜鉛めっき目付量と、に基づいて前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板のめっき密着性を評価する評価部と、
    　を備える、合金化溶融亜鉛めっき鋼板製造設備。
  8. 　合金化溶融亜鉛めっき装置により、鋼板に対して亜鉛をめっきし、亜鉛めっきされた前記鋼板の亜鉛めっき層を合金化して合金化溶融亜鉛めっき鋼板を得ることと、
    　前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板について、Ｘ線回折法によりΓ・Γ１相のＸ線回折強度を測定し、測定された前記Γ・Γ１相のＸ線回折強度と、亜鉛めっき目付量と、に基づいて前記合金化溶融亜鉛めっき鋼板の前記めっき密着性を評価することと、
    　を有する、合金化溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。
     
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