氧化皮组成判定系统、氧化皮组成判定方法以及程序技术方案

当用辐射温度计(20a、20b)测定的钢材SM的温度之差的绝对值为规定的温度以上时，氧化皮组成判定装置(10)判定在氧化皮(SC)的最表层生成了Fe

Scale composition determination system, scale composition determination method and procedure

When the absolute value of the temperature difference of SM measured by radiation thermometers (20a, 20b) is above the specified temperature, the oxide skin composition determination device (10) determines that Fe is generated on the top layer of oxide skin (SC

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】氧化皮组成判定系统、氧化皮组成判定方法以及程序
本专利技术涉及氧化皮组成判定系统、氧化皮组成判定方法以及程序，特别是适合用于判定在钢材的表面上生成的氧化皮的组成的氧化皮组成判定系统、氧化皮组成判定方法以及程序。
技术介绍
加热钢材时会在表面形成氧化皮(铁氧化物的皮膜)。钢材的表面上生成的氧化皮有单层氧化皮和多层氧化皮。单层氧化皮是指仅由方铁矿(FeO)构成的氧化皮。多层氧化皮是指由赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)和方铁矿(FeO)构成的氧化皮。多层氧化皮中，从表层开始依次配置赤铁矿(Fe2O3)、磁铁矿(Fe3O4)和方铁矿(FeO)。如专利文献1中所记载的那样，形成单层氧化皮和多层氧化皮中的哪一种氧化皮，是由钢材的温度、钢材周围的气氛中的氧浓度决定的。另外，氧化皮的粘附性与其组成有关。例如，在热轧工序中，如果氧化皮的最表层存在Fe2O3，则因起泡等而产生的氧化皮的剥离的发生频率就会飞跃性地上升。如果在热轧工序中氧化皮剥离，则在之后的轧制中，剥离的氧化皮会被压入钢材中而导致有可能在钢材的表面形成瑕疵。另外，即使在剥离的氧化皮没有被压入钢材中的情况下，也有可能在酸洗后在钢材的表面产生氧化皮的花纹。因此，希望对氧化皮的组成进行判别，并将其结果利用于作业中。作为判别氧化皮的组成的方法，可以考虑X射线衍射测定。在X射线衍射测定中，将生长有氧化皮的钢材切断成数cm左右的大小来制作试验片，测定该试验片的X射线衍射图。根据氧化皮的晶体结构的不同而得到不同的X射线衍射图。因此，从X射线衍射图就可以判别在氧化皮的最表层是否有Fe2O3(即，可以判别是上述的单层氧化皮、还是多层氧化皮)。可是，X射线衍射测定需要切断钢材来制作试验片。另外，只有冷却钢材后才能测定X射线衍射图。因此，无法在线(实时)判别作业过程中的钢材的表面上生成的氧化皮的组成。因此，专利文献1中记载的技术是根据钢材表面处的氧化的速率决定过程是由向钢板表面的氧化膜供给氧分子的过程和铁原子在钢材表面处氧化的过程中的哪一个决定来判别氧化皮的最表层是否有Fe2O3。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-93177号公报非专利文献1：齐藤安俊、阿竹徹、丸山俊夫编译、“金属的高温氧化”、内田老鹤圃、p.32～p.34、2013年
技术实现思路
可是，专利文献1记载的技术中，为了判别钢材表面处的氧化的速率决定过程，需要使用模型式。因此，判别的精度依赖于模型式的精度。另外，需要假定初期的氧化层的厚度。进而，在模型式中需要设定多个模型常数。因此，需要精度良好地确定模型常数。因此，存在着不容易精度良好地在线(实时)判别作业中的钢材表面上生成的氧化皮的组成的问题点。本专利技术是鉴于以上的问题点而完成的，其目的是能够精度良好地在线判别作业中的钢材表面上生成的氧化皮的组成。用于解决课题的手段本专利技术的氧化皮组成判定系统的第1例子的特征在于，其是对在钢材的表面上生成的氧化皮的组成进行判定的氧化皮组成判定系统，该判定系统包含下述装置：测定装置，该装置对互不相同的2个波长处的所述钢材的温度用辐射测温法进行测定；和判定装置，该装置根据由所述测定装置测定的所述钢材的温度之差，判定在所述氧化皮的最表层是否生成有赤铁矿(Fe2O3)，其中，所述2个波长之中的第1波长的赤铁矿曲线与第2波长的所述赤铁矿曲线的交点处的赤铁矿的厚度按照超过被设想作为在所述氧化皮的最表层上生成的赤铁矿的厚度的厚度的上限值的方式来确定，所述赤铁矿曲线是表示赤铁矿的厚度与赤铁矿的温度的关系的曲线。本专利技术的氧化皮组成判定系统的第2例子的特征在于，其是对在钢材的表面上生成的氧化皮的组成进行判定的氧化皮组成判定系统，该判定系统包含下述装置：测定装置，该装置对互不相同的N个波长处的所述钢材的温度用辐射测温法进行测定；和判定装置，该装置根据由所述测定装置测定的所述钢材的温度之中的2个温度的差，判定在所述氧化皮的最表层是否生成有赤铁矿(Fe2O3)，其中，所述N个波长按照在被设想的赤铁矿(Fe2O3)的厚度的范围内不存在所述N个波长的全部赤铁矿曲线相交的交点的方式来确定，所述赤铁矿曲线是表示赤铁矿的厚度与赤铁矿的温度的关系的曲线，所述N是3以上的整数。本专利技术的氧化皮组成判定方法的第1例子的特征在于，其是对在钢材的表面上生成的氧化皮的组成进行判定的氧化皮组成判定方法，该判定方法包含下述工序：测定工序，该工序中对互不相同的2个波长处的所述钢材的温度用辐射测温法进行测定；和判定工序，该工序中根据由所述测定工序测定的所述钢材的温度之差，判定在所述氧化皮的最表层是否生成有赤铁矿(Fe2O3)，其中，所述2个波长之中的第1波长的赤铁矿曲线与第2波长的所述赤铁矿曲线的交点处的赤铁矿的厚度按照超过被设想作为在所述氧化皮的最表层上生成的赤铁矿的厚度的厚度的上限值的方式来确定，所述赤铁矿曲线是表示赤铁矿的厚度与赤铁矿的温度的关系的曲线。本专利技术的氧化皮组成判定方法的第2例子的特征在于，其是对在钢材的表面上生成的氧化皮的组成进行判定的氧化皮组成判定方法，该判定方法包含下述工序：测定工序，该工序中对互不相同的N个波长处的所述钢材的温度用辐射测温法进行测定；和判定工序，该工序中根据由所述测定工序测定的所述钢材的温度之中的2个温度的差，判定在所述氧化皮的最表层是否生成有赤铁矿(Fe2O3)，其中，所述N个波长按照在被设想的赤铁矿(Fe2O3)的厚度的范围内不存在所述N个波长的全部赤铁矿曲线相交的交点的方式来确定，所述赤铁矿曲线是表示赤铁矿的厚度与赤铁矿的温度的关系的曲线，所述N是3以上的整数。本专利技术的程序的第1例子的特征在于，其是用于让计算机执行对在钢材的表面上生成的氧化皮的组成进行判定的程序，该程序让计算机执行下述工序：取得工序，该工序中取得由辐射测温法测定的互不相同的2个波长处的所述钢材的温度；和判定工序，该工序中根据由所述取得工序取得的所述钢材的温度之差，判定在所述氧化皮的最表层是否生成有赤铁矿(Fe2O3)，其中，所述2个波长之中的第1波长的赤铁矿曲线与第2波长的所述赤铁矿曲线的交点处的赤铁矿的厚度按照超过被设想作为在所述氧化皮的最表层上生成的赤铁矿的厚度的厚度的上限值的方式来确定，所述赤铁矿曲线是表示赤铁矿的厚度与赤铁矿的温度的关系的曲线。本专利技术的程序的第2例子的特征在于，其是用于让计算机执行对在钢材的表面上生成的氧化皮的组成进行判定的程序，该程序让计算机执行下述工序：取得工序，该工序中取得由辐射测温法测定的互不相同的N个波长处的所述钢材的温度；和判定工序，该工序中根据由所述取得工序取得的所述钢材的温度之中的2个温度的差，判定在所述氧化皮的最表层是否生成有赤铁矿(Fe2O3)，其中，所述N个波长按照在被设想的赤铁矿(Fe2O3)的厚度的范围内不存在所述N个波长的全部赤铁矿曲线相交的交点的方式来确定，所述赤铁矿曲线是表示赤铁矿的厚度与赤铁矿的温度的关系的曲线，所述N是3以上的整数。附图说明图1是表示热轧生产线的概略构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化皮组成判定系统，其特征在于，其是对在钢材的表面上生成的氧化皮的组成进行判定的氧化皮组成判定系统，该判定系统包含下述装置：/n测定装置，该装置对互不相同的2个波长处的所述钢材的温度用辐射测温法进行测定；和/n判定装置，该装置根据由所述测定装置测定的所述钢材的温度之差，判定在所述氧化皮的最表层是否生成有赤铁矿(Fe

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170425 JP 2017-0861611.一种氧化皮组成判定系统，其特征在于，其是对在钢材的表面上生成的氧化皮的组成进行判定的氧化皮组成判定系统，该判定系统包含下述装置：
测定装置，该装置对互不相同的2个波长处的所述钢材的温度用辐射测温法进行测定；和
判定装置，该装置根据由所述测定装置测定的所述钢材的温度之差，判定在所述氧化皮的最表层是否生成有赤铁矿(Fe2O3)，
其中，所述2个波长之中的第1波长的赤铁矿曲线与第2波长的所述赤铁矿曲线的交点处的赤铁矿的厚度按照超过被设想作为在所述氧化皮的最表层上生成的赤铁矿的厚度的厚度的上限值的方式来确定，
所述赤铁矿曲线是表示赤铁矿的厚度与赤铁矿的温度的关系的曲线。


2.根据权利要求1所述的氧化皮组成判定系统，其特征在于，
所述第1波长处的所述赤铁矿曲线是表示赤铁矿的厚度与设定分光辐射率为方铁矿(FeO)的分光辐射率并在所述第1波长处用辐射测温法得到的赤铁矿的温度的关系的曲线，
所述第2波长的所述赤铁矿曲线是表示赤铁矿的厚度与设定分光辐射率为方铁矿(FeO)的分光辐射率并在所述第2波长处用辐射测温法得到的赤铁矿的温度的关系的曲线，
所述测定装置进行下述测定：将分光辐射率设定为所述第1波长处的方铁矿的分光辐射率并用辐射测温法测定所述第1波长处的所述钢材的温度；和将分光辐射率设定为所述第2波长处的方铁矿的分光辐射率并用辐射测温法测定所述第2波长处的所述钢材的温度。


3.根据权利要求1或2所述的氧化皮组成判定系统，其特征在于，当用所述测定装置测定的所述钢材的温度之差的绝对值为规定值以上时，所述判定装置判定在所述氧化皮的最表层生成了赤铁矿，否则，判定在所述氧化皮的最表层未生成赤铁矿。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的氧化皮组成判定系统，其特征在于，作为所述温度的测定对象的所述钢材是从热轧工序中的加热炉抽出并进行了至少1次除氧化皮后的钢材。


5.根据权利要求4所述的氧化皮组成判定系统，其特征在于，所述2个波长是0.6[μm]～1.6[μm]的范围内的波长、3.3[μm]～5.0[μm]的范围内的波长和8.0[μm]～14.0[μm]的范围内的波长中的任意2个波长。


6.根据权利要求1～5中任一项所述的氧化皮组成判定系统，其特征在于，所述测定装置包含：受光透镜；将通过所述受光透镜入射的光分成2个的分光装置；和从被所述分光装置分光后的光中抽出所述2个波长的光的抽出装置，其中，用辐射测温法测定被所述抽出装置抽出的所述2个波长处的所述钢材的温度。


7.一种氧化皮组成判定系统，其特征在于，其是对在钢材的表面上生成的氧化皮的组成进行判定的氧化皮组成判定系统，该判定系统包含下述装置：
测定装置，该装置对互不相同的N个波长处的所述钢材的温度用辐射测温法进行测定；和
判定装置，该装置根据由所述测定装置测定的所述钢材的温度之中的2个温度的差，判定在所述氧化皮的最表层是否生成有赤铁矿(Fe2O3)，
其中，所述N个波长按照在被设想的赤铁矿(Fe2O3)的厚度的范围内不存在所述N个波长处的全部赤铁矿曲线相交的交点的方式来确定，
所述赤铁矿曲线是表示赤铁矿的厚度与赤铁矿的温度的关系的曲线，
所述N是3以上的整数。


8.根据权利要求7所述的氧化皮组成判定系统，其特征在于，
所述N个波长是第1波长～第N波长，
将从所述第1波长～第N波长中逐个选择的波长设定为第n波长，
所述第n波长处的所述赤铁矿曲线是表示赤铁矿的厚度与设定分光辐射率为方铁矿(FeO)的分光辐射率并在所述第n波长处用辐射测温法得到的赤铁矿的温度的关系的曲线，
所述测定装置将分光辐射率设定为所述第n波长处的方铁矿的分光辐射率并用辐射测温法测定所述第n波长处的所述钢材的温度，
所述第1波长～第N波长按照在被设想的赤铁矿(Fe2O3)的厚度的范围内不存在所述第1波长～第N波长处的全部赤铁矿曲线相交的交点的方式来确定。


9.根据权利要求7或...

【专利技术属性】
技术研发人员：多根井宽志，杉浦雅人，山崎修一，近藤泰光，
申请(专利权)人：日本制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP