(57)【要約】      （修正有）【課題】進行している鋼基材上に存在する酸化物層のキャラクタリゼーションステップを含む、鋼製品の製作のための方法を提供する。【解決手段】キャラクタリゼーションが、・酸化物表面を画定している部位である、酸化物層を備える鋼基材の部位を用意するステップ、・各部分が、それぞれ前記酸化物表面上に位置する複数の箇所のうちの１つ（Ｍ）から集められ、それぞれ複数の波長のうちの波長（λ）を有する場合において、集められた光の部分（Ｌｒλ，Ｍ）の強度をそれぞれ表す強度値（Ｉλ，Ｍ）を得るために、ハイパースペクトルカメラ（２０）を使用して前記酸化物表面から光（Ｌｒ）を集めるステップ、・得られた強度値を、参照用酸化物を対象にして得られた参照用強度値と比較するステップ、および、・酸化物層中の参照用酸化物の量を計算するステップを含む、方法。【選択図】図２
2020098214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
進行している鋼基材上に存在する酸化物層のキャラクタリゼーションステップを含む、鋼製品の製作のための方法であって、前記キャラクタリゼーションステップが、
・酸化物表面を画定している部位である、酸化物層を備える前記鋼基材の部位を用意するステップ、
・各部分（Ｌｒλ，Ｍ）が、それぞれ前記酸化物表面上に位置する複数の箇所のうちの１つ（Ｍ）から集められ、それぞれ複数の波長（λ１、λ２、．．．）のうちの波長（λ）を有する場合において、当該集められた光（Ｌｒ）の部分（Ｌｒλ，Ｍ）の強度をそれぞれ表す強度値（Ｉλ，Ｍ）を得るために、ハイパースペクトルカメラ（２０）を使用して前記酸化物表面から光（Ｌｒ）を集めるステップ、
・前記得られた強度値（Ｉλ，Ｍ）を、参照用酸化物を対象にして得られた参照用強度値（Ｒλ，Ｍ）と比較するステップ、および、
・前記酸化物層中の参照用酸化物の量を計算するステップ
を含む、方法。
【請求項２】
参照用酸化物の量を計算する前記ステップが、
・前記参照用強度値（Ｒλ，Ｍ）を使用して、参照用吸光度値（ＯＡλ、Μ）を計算するサブステップと、
・前記強度値（Ｉλ，Ｍ）を使用して、吸光度値（Ａλ、Μ）を計算するサブステップと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記参照用吸光度値（ＯＡλ、Μ）および前記吸光度値（Ａλ、Μ）を計算する前記ステップが、前記参照用吸光度値（ＯＡλ、Μ）および前記吸光度値（Ａλ、Μ）のそれぞれを
【数１】
2020098214.tif 000007
および
【数２】
2020098214.tif 000008
（式中、Ｄλ，Ｍが、前記ハイパースペクトルカメラ（２０）のノイズを表し、Ｒλ，Ｍが、前記参照用強度値（Ｒλ，Ｍ）を表し、Ｉλ，Ｍが、前記強度値を表し、Ｗλ，Ｍが、白色度の値を表す。）と表すことを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ハイパースペクトルカメラ（２０）の前記ノイズＤλ，Ｍおよび前記白色度の値Ｗλ，Ｍを判定するための較正ステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
参照用酸化物の量を計算する前記ステップが、ベースライン補正ステップを含む、請求項２から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
・前記複数の波長（λ１、λ２、．．．）に対比させて前記吸光度値（Ａλ、Μ）をプロットすることによって得られた曲線（Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１）より下に位置する領域の表面を表すパラメータ（Ｂ）を計算するステップ、および、
・少なくとも前記パラメータ（Ｂ）の関数として得られる厚さである、前記酸化物層（２２）の厚さ（Ｅ）を計算するステップ
をさらに含む、請求項１から５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記関数が、線形である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
複数の参照用酸化物試料（１１）の使用によって、前記参照用酸化物の少なくとも１つを対象にして前記関数を判定するステップをさらに含む、請求項６または７に記載の方法であって、前記複数の参照用酸化物試料がそれぞれ、前記鋼から製造された基材（１２１）および前記基材（１２１）上に堆積された前記少なくとも１種の参照用酸化物からできた層（１２２）を備え、前記層（１２２）が、それぞれ複数の厚さを有する、方法。
【請求項９】
前記入射光（Ｌｉ）が、前記酸化物表面（２２Ａ）に対して垂直な方向（Ｄ）との間の角度（α）を画定しており、前記角度（α）が、４０°から８０°の間、好ましくは５０°から７０°の間、およびより好ましくは５５°から６５°の間に含まれる、請求項３から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記集められた光（Ｌｒ）および前記集められた参照用の光（Ｌｒｒ）が、前記酸化物表面（２２Ａ）および前記鋼から製造された前記表面のそれぞれによる自然発生的な光の放出によって得られる、請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の波長（λ１、λ２．．．）が、８μｍから１２μｍまでの範囲の波長を含む、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記複数の波長（λ１、λ２．．．）のうちのすべての波長が、８μｍから１２μｍの間に含まれる、請求項１から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
前記参照用酸化物が、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘＣＨｙおよび非晶性ＴｉＯ２の１つまたは複数を含む、請求項１から１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
・前記酸化物層の前記キャラクタリゼーションステップの完了後、比較結果を少なくとも得るために、前記酸化物層を対象にして得られた前記キャラクタリゼーションを、前記酸化物層の仕様を表す１種または複数のパラメータと比較するステップ、および、
・前記比較結果が所定の許容範囲に収まっていない場合、前記酸化物層の補正のさらなるステップ
をさらに含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
酸洗いラインの出口で実施される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
アニーリングラインの出口で実施される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
補正の前記さらなるステップが、前記鋼基材の酸洗いである、請求項１４から１６のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】
鋼基材上に存在する酸化物層をキャラクタリゼーションするための装置（１０）であって、
・各部分（Ｌｒλ，Ｍ）が、それぞれ前記酸化物表面上に位置する複数の箇所のうちの１つ（Ｍ）から集められ、それぞれ複数の波長（λ１、λ２、．．．）のうちの波長（λ）を有する場合において、当該集められた光（Ｌｒ）の部分（Ｌｒλ，Ｍ）の強度をそれぞれ示す強度値（Ｉλ，Ｍ）を得るために、酸化物層を有する前記鋼基材の部位の酸化物表面から光（Ｌｒ）を集めるようになされたハイパースペクトルカメラ（２０）、
・前記得られた強度値（Ｉλ，Ｍ）を、参照用酸化物を対象にして得られた参照用強度値（Ｒλ，Ｍ）と比較するための手段、および、
・前記酸化物層中における参照用酸化物の量を計算するための手段
を備える、装置。
【請求項１９】
赤外光を生成するようになされた光源（１５）をさらに備える、請求項１５に記載の装置（１０）。
【請求項２０】
前記ハイパースペクトルカメラ（２０）が、ＬＷＩＲハイパースペクトルカメラである、請求項１５または１６に記載の装置（１０）。
【請求項２１】
請求項１から１７のいずれかに記載の方法を実施するようになされており、前記キャラクタリゼーションステップを実施するようになされた装置（１０）を備える、鋼帯（２）の表面を処理するための設備（１）であって、前記鋼帯（２）が、鋼基材（２１）および前記鋼基材（２１）上に存在する酸化物層（２２）を有する、設備（１）。
【請求項２２】
連続亜鉛めっきラインである、請求項２１に記載の設備。
【請求項２３】
酸洗いラインである、請求項２１に記載の設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼基材上に存在する酸化物層のキャラクタリゼーションステップを含む、鋼製品の製作のための方法であって、酸化物層によって形成された酸化物表面から光を集めるステップならびにこの酸化物層の組成および場合により厚さを得るために、集められた光を使用するステップを含む、方法に関する。
【０００２】
本発明は、上記方法を実施するようになされた装置を備える、例えば亜鉛めっき処理において、鋼帯のような鉄合金ストリップの表面を処理するための設備にも関する。
【背景技術】
【０００３】
このような酸化物層の厚さは、例えば、数十ナノメートルから数百ナノメートルまでの範囲である。
【０００４】
通常、アニーリングステップ中において、例えば亜鉛めっきによるコーティング前において、鋼帯の加熱が、直接燃焼式アニーリング炉または放射管式アニーリング炉内で実施される。しかしながら、これらの炉を使用して、ストリップを加熱すると、ストリップの表面上に酸化物が形成される可能性があり、これらの酸化物は通常、コーティング前に、さらなる酸洗いステップおよび／またはショットブラストステップによって除去される。もしこれらの酸化物が除去されなかった場合、鋼板表面上に塗布しようとする液体金属の濡れ性が低すぎ、鋼表面上にむき出しの場所が発生する可能性がある。
【０００５】
この欠点は、ストリップ組成物が、Ｓｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃｒ、ＢおよびＰ等の容易に酸化される著しい量の元素を含む場合、特に見受けられる。
【０００６】
それを超えると上記欠点が発生し得る含量は、当該元素が単独で採用される場合、Ｓｉ、Ｍｎ、Ａｌ、ＰおよびＣｒが重量において約０．５％であり、Ｂが５ｐｐｍである。しかしながら、これらの限度は、これらの元素の幾つかが鋼中に存在する場合、顕著に低下し得る。例えば、０．２％のＭｎ、０．０２％のＳｉおよび５ｐｐｍのＢを有する極低炭素焼付け硬化型鋼は、ストリップ表面に至るまで迅速に拡散し、Ｍｎ酸化物およびＳｉ酸化物を連続フィルムとして沈殿させる、Ｂが存在するため、かねてより、このような濡れの課題が付随し得る。
【０００７】
一般的に言えば、この液体金属による濡れ不良の危険性は、デュアルフェーズ鋼、ＴＲＩＰ（変態誘起塑性）鋼、ＴＷＩＰ（双晶誘起塑性）鋼および電気鋼等のようなすべての高強度鋼においても見受けられるが、理由として、これらの鋼が、が前記元素の少なくとも１種を含むという点がある。デュアルフェーズ鋼の場合、Ｍｎの量は一般に、３重量％未満であり、Ｃｒ、ＳｉまたはＡｌが、一般に１重量％未満の量で添加されている。ＴＲＩＰ鋼の場合、Ｍｎの量は一般に、２重量％未満であり、最大２重量％のＳｉまたはＡｌが伴う。ＴＷＩＰ鋼の場合、Ｍｎの量は、２５重量％という多さであってよく、ＡｌまたはＳｉ（最大３重量％）が伴い得る。
【０００８】
例えば熱処理のための高Ｃｒステンレス鋼と同様に、特に大量（最大１０重量％）のＡｌおよび／またはＳｉを含有する低密度鋼もまた、上記の酸化物形成という現象に影響されやすい。
【０００９】
従って、鋼帯上にある酸化物層の検出および確定は、重要な課題である。最近、鋼基材の表面上に存在する酸化物の種類を判定するために最も一般的に使用されている技法は、赤外分光法、より厳密にはＩＲＲＡＳ（赤外反射吸収分光法）である。赤外分光法は、非破壊式であるという利点を有する。
【００１０】
このような技法を用いた場合、酸化物層の厚さを査定することもできる。しかしながら、層の厚さを判定するための好ましい非破壊式の光学的技法は、ナノメートルによる偏光解析である。
【００１１】
残念ながら、赤外分光法と偏光解析は両方とも、数秒から数分までの範囲の比較的長い取得時間を必要とし、これにより、赤外分光法と偏光解析は、製造施設においてオンライン式に実施することができない。
【００１２】
さらに、一般的に公知の技法の大部分は、アニーリング炉の内部にある製品等の高温の製品または酸洗いラインの出口にある製品等の低温の製品を対象にして作業することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明の一目的は、上記課題の少なくとも一部を解決または低減する、特に、より高速であり、製造施設においてオンライン式に実施することができる、鋼基材上に存在する酸化物層をキャラクタリゼーションする方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的のために、本発明は、進行している鋼基材上に形成された酸化物層のキャラクタリゼーションステップを含む、鋼製品の製作のための方法であって、このキャラクタリゼーションステップが、
・酸化物表面を画定している部位である、酸化物層を備える鋼基材の部位を用意するステップ、
・各部分（Ｌｒλ，Ｍ）が、それぞれ前記酸化物表面上に位置する複数の箇所のうちの１つ（Ｍ）から集められ、それぞれ複数の波長（λ１、λ２、．．．）のうちの波長（λ）を有する場合において、集められた光（Ｌｒ）の部分（Ｌｒλ，Ｍ）の強度をそれぞれ表す強度値（Ｉλ，Ｍ）を得るために、ハイパースペクトルカメラを使用して前記酸化物表面から光（Ｌｒ）を集めるステップ、
・得られた強度値（Ｉλ，Ｍ）を、参照用酸化物を対象にして得られた参照用強度値（Ｒλ，Ｍ）と比較するステップ、および、
・酸化物層中の参照用酸化物の量を計算するステップ
を含む、方法を提案している。
【００１５】
別の実施形態において、上記方法は、
・参照用酸化物の量を計算するステップが、
・参照用強度値（Ｒλ，Ｍ）を使用して参照用吸光度値（ＯＡλ、Μ）を計算するサブステップと、
・強度値（Ｉλ，Ｍ）を使用して吸光度値（Ａλ、Μ）を計算するサブステップと
を含むこと、
・参照用吸光度値（ＯＡλ、Μ）および吸光度値（Ａλ、Μ）を計算するステップが、参照用吸光度値（ＯＡλ、Μ）および吸光度値（Ａλ、Μ）のそれぞれを
【００１６】
【数１】
2020098214.tif 000003
および
【００１７】
【数２】
2020098214.tif 000004
（式中、Ｄλ，Ｍが、ハイパースペクトルカメラ（２０）のノイズを表し、Ｒλ，Ｍが、参照用強度値（Ｒλ，Ｍ）を表し、Ｉλ，Ｍが、強度値を表し、Ｗλ，Ｍが、白色度の値を表す。）と表すことを含むこと、
・上記方法が、ハイパースペクトルカメラ（２０）のノイズＤλ，Ｍおよび白色度の値Ｗλ，Ｍを判定するための較正ステップを含むこと、
・参照用酸化物の量を計算するステップが、ベースライン補正ステップを含むこと、
・上記方法が、
・複数の波長（λ１、λ２、．．．）に対比させて吸光度値（Ａλ、Μ）をプロットすることによって得られた曲線（Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１）より下に位置する領域の表面を表すパラメータ（Ｂ）を計算するステップ、および、
・少なくとも前記パラメータ（Ｂ）の関数として得られる厚さである、前記酸化物層（２２）の厚さ（Ｅ）を計算するステップ
を含むこと、
・前記関数が、線形であること、
・上記方法が、複数の参照用酸化物試料の使用によって、参照用酸化物の少なくとも１つを対象にして前記関数を決定するステップを含み、複数の参照用酸化物試料がそれぞれ、前記鋼から製造された基材および基材上に堆積された前記少なくとも１種の参照用酸化物からできた層を備え、前記層が、それぞれ複数の厚さを有すること、
・入射光（Ｌｉ）が、酸化物表面に対して垂直な方向（Ｄ）との間に角度（α）を画定しており、角度（α）が、４０°から８０°の間、好ましくは５０°から７０°の間、より好ましくは５５°から６５°の間に含まれること、
・集められた光（Ｌｒ）および集められた参照用の光（Ｌｒｒ）が、酸化物表面および前記鋼から製造された前記表面のそれぞれによる自然発生的な光の放出によって得られること、
・複数の波長（λ１、λ２．．．）が、８μｍから１２μｍまでの範囲の波長を含むこと、
・複数の波長（λ１、λ２．．．）のうちのすべての波長が、８μｍから１２μｍの間に含まれること、
・参照用酸化物が、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘＣＨｙおよび非晶性ＴｉＯ２の１種または複数を含むこと、
・上記方法が、酸化物層のキャラクタリゼーションステップの完了後、比較結果を少なくとも得るために、酸化物層を対象にして得られたキャラクタリゼーションを、酸化物層の仕様を表す１種または複数のパラメータと比較するステップ、および、比較結果が所定の許容範囲に収まっていない場合、酸化物層を補正するさらなるステップをさらに含むこと、
・上記方法が、酸洗いラインの出口で実施されること、
・上記方法が、アニーリングラインの出口で実施されること、ならびに、
・補正する前記さらなるステップが、鋼基材の酸洗いであること
という、単独で採用されるまたは技術的に実現可能な任意の組合せとして採用される特徴の１つまたは複数を含む。
【００１８】
対象とする鋼基材の酸化層は、酸化物層の厚さの目標および／または組成の目標を含んでもよく、鋼のグレードに依存し得る。
【００１９】
本発明は、鋼基材上に存在する酸化物層をキャラクタライゼーションするための装置であって、
・各部分（Ｌｒλ，Ｍ）が、それぞれ前記酸化物表面上に位置する複数の箇所のうちの１つ（Ｍ）から集められ、それぞれが複数の波長（λ１、λ２、．．．）のうちの波長（λ）を有する場合において、集められた光（Ｌｒ）の部分（Ｌｒλ，Ｍ）の強度をそれぞれ表す強度値（Ｉλ，Ｍ）を得るために、酸化物層を有する鋼基材の部位の酸化物表面から光（Ｌｒ）を集めるようになされたハイパースペクトルカメラ、
・得られた強度値（Ｉλ，Ｍ）を、参照用酸化物を対象にして得られた参照用強度値（Ｒλ，Ｍ）と比較するための手段、および、
・酸化物層中における参照用酸化物の量を計算するための手段
を備える、装置も対象としている。
【００２０】
別の実施形態において、上記装置は、
・上記装置が、赤外光を生成するようになされた光源を含むこと、および、
・ハイパースペクトルカメラが、ＬＷＩＲハイパースペクトルカメラであること
という、単独で採用されるまたは技術的に実現可能な任意の組合せとして採用される特徴の１つまたは複数を含む。
【００２１】
本発明は、上記方法を実施するようになされており、上記キャラクタリゼーションステップを実施するようになされた装置を含む、鋼帯の表面を処理するための設備であって、鋼帯が、鋼基材と、鋼基材上に存在する酸化物層とを有する、設備も対象としている。
【００２２】
別の実施形態において、上記装置は、
・設備が、連続亜鉛めっきラインであること、および、
・設備が、酸洗いラインであること
という、単独で採用されるまたは技術的に実現可能な任意の組合せとして採用される特徴の１つまたは複数を含む。
【００２３】
本発明に関する他の特徴および利点は、添付の図面を参照しながら、例として与えられた下記の記述を読んだときに明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】鋼帯を処理するための本発明による設備の概略図である。
【図２】図１に提示の鋼帯を対象にして本発明による方法を実施するための、図１に提示の装置の概略図である。
【図３Ａ】参照用酸化物試料を対象にして本発明による方法を実施するための装置の概略図である。
【図３Ｂ】参照用酸化物試料の拡大概略図である。
【図４】本発明による方法の一実施形態の主要ステップを示している、図である。
【図５】図３に提示の装置、ならびにそれぞれＳｉＯ２の薄層、ＳｉＯｘＣＨｙの薄層および非晶性ＴｉＯ２の薄層を有する３種の参照用酸化物試料によって得られた吸光度値を示しており、さらには、フーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光計を使用して、同じ試料によって得られた吸光度値も示している、３つのグラフである。
【図６】図３に提示の装置、ならびにそれぞれＳｉＯ２の薄層、ＳｉＯｘＣＨｙの薄層および非晶性ＴｉＯ２の薄層を有する３種の参照用酸化物試料によって得られた吸光度値を示しており、さらには、フーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光計を使用して、同じ試料によって得られた吸光度値も示している、３つのグラフである。
【図７】図３に提示の装置、ならびにそれぞれＳｉＯ２の薄層、ＳｉＯｘＣＨｙの薄層および非晶性ＴｉＯ２の薄層を有する３種の参照用酸化物試料によって得られた吸光度値を示しており、さらには、フーリエ変換赤外（ＦＴＩＲ）分光計を使用して、同じ試料によって得られた吸光度値も示している、３つのグラフである。
【図８】図３に提示の装置およびＳｉＯ２の薄層を有する参照用酸化物試料によって得られた幾つかの吸光度曲線を示している、グラフであり、各曲線は、入射光の異なる入射角に対応する。
【図９】図３に提示の装置および参照用酸化物試料を使用して得られたパラメータを酸化物層の厚さと対比させて示している、３種のグラフであり、酸化物は、それぞれＳｉＯ２、ＳｉＯｘＣＨｙおよび非晶性ＴｉＯ２である。
【図１０】図３に提示の装置および参照用酸化物試料を使用して得られたパラメータを酸化物層の厚さと対比させて示している、３種のグラフであり、酸化物は、それぞれＳｉＯ２、ＳｉＯｘＣＨｙおよび非晶性ＴｉＯ２である。
【図１１】図３に提示の装置および参照用酸化物試料を使用して得られたパラメータを酸化物層の厚さと対比させて示している、３種のグラフであり、酸化物は、それぞれＳｉＯ２、ＳｉＯｘＣＨｙおよび非晶性ＴｉＯ２である。
【図１２】本発明による方法によって得られた吸光度曲線を示している、グラフである。
【図１３】本発明による方法によって得られた吸光度曲線を示している、グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１および図２を参照しながら、本発明による設備１について記述する。設備１は、鋼帯２の表面を継続的に処理するようになされている。
【００２６】
設備１は、鋼帯２のアニーリングを実施するためのオーブン３を備え、有利には、冷却モジュール４も備える。設備１は、亜鉛めっきモジュール等のコーティングモジュール５をさらに備え、コーティングモジュール５では、鋼帯２が、溶融した亜鉛または亜鉛合金の浴６に浸漬される。コーティングモジュール５の出口において、ストリップ２は、ふき取りモジュール７および冷却モジュール８を通過する。
【００２７】
鋼帯２は例えば、上記種類の鋼帯である。鋼帯２は、方向Ｆに沿って進行し、設備１を通過するが、このとき、中断がないことが有利である。鋼帯２は通常、１５０ｍ／ｍｉｎから８００ｍ／ｍｉｎの間に含まれる速度を有する。鋼帯２は、特にアニーリング工程中に、表面酸化を施される。アニーリングの最中または後、鋼帯２は、鋼基材２１および鋼基材２１上に形成された酸化物層２２を備える。
【００２８】
設備１は、層２２のキャラクタリゼーションを実施するための装置１０をさらに備える。
【００２９】
層２２は、装置１０に割り当てられる酸化物表面２２Ａを画定している。
【００３０】
層２２は、例えば１０ナノメートルから５００ナノメートルまでの範囲の厚さを有する。
【００３１】
幾つかの実施形態によれば、装置１０は、オーブン３内に配置されており、または、（図１に提示のように）オーブン３の出口に配置されている。図示されていない別の実施形態において、装置１０は、酸洗いライン（図示なし）の入口または出口に配置されている。
【００３２】
図２および図３を参照すると、これらの図には、本発明による方法を実施するための装置１０が記載されている。装置１０は有利には、鋼帯２をオンライン式に取り扱うようになされており（図２）、または、設備１の外部で参照用酸化物試料１１を取り扱うようになされている（図３）。
【００３３】
装置１０は、ハイパースペクトルカメラ２０、光源１５およびコンピュータ２５を備える。別の実施形態において、装置１０は、光源１５を備えない。図３に提示のように装置１０が参照用酸化物試料と一緒に使用される場合、装置１０は、試料保持システム１２をさらに備える。
【００３４】
試料保持システム１２は、試料１１を保持し、ハイパースペクトルカメラ２０を基準にして図３に提示の作業位置にまで試料１１を一つずつ移動させるようになされている。
【００３５】
両方の変形形態において、図２および図３に提示のように、光源１５は有利には、例えばニッケル−クロムシールド付き電気抵抗を備える、赤外光源である。光源１５は有利には、金製の鏡によって焦点合わせされている。光源１５は、方向Ｄに対して入射角αをなした状態で、酸化物層２２のある部位に向かって入射光Ｌｉを誘導するのに適している。
【００３６】
入射光Ｌｉを受容する部位は、酸化物表面２２Ａ、１２２Ａを画定している。
【００３７】
入射角αは、有利には２０°から８０°の間、好ましくは４０°から７０°の間、より好ましくは５５°から６５°の間に含まれる。
【００３８】
ハイパースペクトルカメラ２０は、光源１５を基準にして方向Ｄの反対側に向かって、方向Ｄに対して観測角βで酸化物表面２２Ａ、１２２Ａによって反射される、集光対象の光Ｌｒを集め、集められた光Ｌｒの部分Ｌｒλ，Ｍの強度をそれぞれ表す強度値Ｉλ，Ｍを生成するようになされている。
【００３９】
集光対象の光Ｌｒの各部分Ｌｒλ，Ｍは、それぞれ酸化物表面２２Ａ上に位置する複数の箇所Ｍ（図２および図３では、複数の箇所Ｍのうちの１つの箇所のみが示されている。）から集められ、それぞれ複数の波長λ１、λ２、．．．のうちの波長λを有する。
【００４０】
強度値Ｉλ，Ｍは、光を集める単一のステップによって得られた酸化物表面２２Ａのハイパースペクトル画像を形成する。一変形形態（図示なし）によれば、光源１５は存在せず、集められた光Ｌｒは、例えば鋼帯２が３５０℃超の温度を有する場合、酸化物表面２２Ａによる自然発生的な光の放出によって得られる。この変形形態は、光源が使用される「反射モード」とは反対に、「発光モード」と呼ぶ。
【００４１】
有利には、箇所Ｍは、例えば数平方ミリメートルの表面であると理解すべきである。この表面のサイズは、使用される光学的手段に依存する。
【００４２】
例えば、装置１０は、大抵の場合、炉の外部に配置可能であるが、ストリップによって放出された光を集めるために炉の内部に配置された光ファイバーを有してもよい。この場合、表面のサイズは、光ファイバーの直径に依存する。
【００４３】
装置１０が炉３の内部に配置されている場合、鋼帯２の温度は、約８００℃である。この結果、鋼帯２は、光源１５等の光源を必要とすることなく、光を自然に放出する。
【００４４】
発光モードにおいて、装置１０は、方向Ｄに対して観測角βで放出された光から集光対象のＬｒを集め、強度値Ｉλ，Ｍを生成するようになされている。
【００４５】
「ハイパースペクトル」は、カメラ２０が、幾つかの別個の波長において、試料または鋼帯２の写真を同時に撮影するのに適していることを意味する。言い換えると、カメラ２０によって撮影された各写真は、複数の波長λ１、λ２、．．．を含む。
【００４６】
両方のモードにおいて、ハイパースペクトルカメラ２０は有利には、ＬＷＩＲ（遠赤外）ハイパースペクトルカメラ、例えばＳｐｅｃｉｍというハイパースペクトルカメラである。
【００４７】
ハイパースペクトルカメラ２０は例えば、少なくとも８μｍから１２μｍまでのスペクトル感度を有する。
【００４８】
ハイパースペクトルカメラ２０は、集光用光学機器およびプリズムの後ろに設置されたデジタルセンサー（図示なし）またはスペクトログラフを備える。
【００４９】
センサーは例えば、複数の箇所Ｍおよび複数の波長λ１、λ２、．．．のそれぞれにおいて、３８０＊５０ピクセルのサイズを有する。
【００５０】
ハイパースペクトルカメラ２０のフレームレートは、例えば、６０Ｈｚである。
【００５１】
反射モードにおいて、観測角βは、有利には２０°から８０°の間、好ましくは４０°から７０°の間、より好ましくは５５°から６５°の間に含まれる。有利には、観測角βは、入射角αにほぼ等しく、この結果、集められた光Ｌｒが、入射光Ｌｉの正反射によって実際に得られる。
【００５２】
複数の箇所Ｍは、有利には、ストリップ幅に沿って規則的に間隔を置かれており、例えば、３８０の箇所を有する。
【００５３】
複数の波長λ１、λ２．．．は、８μｍから１２μｍまでの範囲の波長を含む。有利には、前記波長はすべて、８μｍから１２μｍの間に含まれる。
【００５４】
複数の波長λ１、λ２．．．は有利には、８μｍから１２μｍの間で規則的に分布する値、例えば３０の値を含む。
【００５５】
コンピュータ２５は、ハイパースペクトルカメラ２０から強度値Ｉλ，Ｍを受信し、強度値Ｉλ，Ｍを記憶し、計算を実施するようになされている。コンピュータ２５は、ヒューマンとコンピュータの対話型操作（図示なし）のための、例えば結果を表示するための手段をさらに有する。
【００５６】
ここで、図１から図１２を参照しながら、本発明による方法２００を記述する。方法２００は、酸化物層２２の組成および場合により厚さの確定によって、鋼帯２の表面に形成された酸化物層２２をキャラクタリゼーションすることを目的としている。
【００５７】
基材の構成鋼のグレードおよび基材上に堆積させようとするコーティングに応じて、当業者は、必要とされるコーティングの厚さまたはコーティングの付着性等の所望の特性を有するコーティングの形成を可能にするように、酸化物層に関する仕様を確立する。
【００５８】
従って、当業者は、酸化物層をキャラクタリゼーションするパラメータの目標値を決定することができる。目標値は、仕様を表すことができる。
【００５９】
目標値は、例えば所与の参照用酸化物中における最大の重量百分率による、酸化物層の組成に関し得る。
【００６０】
目標値は、コーティングの厚さに関し得る。コーティングの厚さは、酸化物層の組成に依存し得る。
【００６１】
さらに、目標値の許容差の範囲が確立されていてもよい。
【００６２】
反射モードにおいて、光源１５から来た入射光Ｌｉは、酸化物表面２２Ａを形成する層２２の部位に向かって誘導される。
【００６３】
第１の取得ステップ２０２において、集められた光Ｌｒが、ハイパースペクトルカメラ２０を使用して集められたものである。
【００６４】
１回の取得のみが、複数の波長λ１、λ２、．．．においてデータを得るために必要とされる。
【００６５】
ハイパースペクトルカメラ２０は、酸化物表面２２Ａのハイパースペクトル画像を形成する強度値Ｉλ，Ｍを送信し、次いで、これらの強度値Ｉλ，Ｍがコンピュータ２５に送達される。
【００６６】
強度値Ｉλ，Ｍが取得されたら、コンピュータ２５が計算ステップ２０４を実施する。この計算ステップ２０４は、
【００６７】
【数３】
2020098214.tif 000005
（式中、Ｄλ，Ｍが、暗さの参照値とも呼ばれるハイパースペクトルカメラ２０のノイズを表し、Ｗλ，Ｍは、白色度の参照値である。）
として吸光度値Ａλ，Μのそれぞれを計算するものである。
【００６８】
これらの暗さの参照値Ｄλ，Ｍおよび白色度の参照値Ｗλ，Ｍは、専用の較正ステップ２０３において得ることができる。
【００６９】
この較正ステップ２０３は、一組の暗さの参照値Ｄλ，Ｍおよび白色度の参照値Ｗλ，Ｍを周期的に取得するサブステップを含む。暗さの参照値Ｄλ，Ｍは例えば、光学レンズが覆われているときに撮影された画像から得られる。白色度の参照値Ｗλ，Ｍは、酸化物層が付いていない鋼基材自体の撮影画像から得られる。
【００７０】
この較正ステップ２０３は、製造操作の開始時に１回実施されてもよいし、または好ましい一実施形態において、参照値を更新するために定期的に実施されてもよい。
【００７１】
従って、（Ｉλ，Ｍ−Ｄλ，Ｍ）／（Ｗλ，Ｍ−Ｄλ，Ｍ）は、１０−Ａλ，Μに等しい（１０の、符号を逆のマイナスにした吸光度値の累乗）。
【００７２】
一変形形態（図示なし）として、吸光度値Ａλ，Μが、同様の数式を使用して表されている。例えば、異なる対数が使用される。
【００７３】
異なる一実施形態において、吸光度値Ａλ，Μの代わりに、表面反射率値Ｒｅλ，Ｍまたは表面透過率値Ｔλ，Ｍを計算ステップ２０４中に計算し、次のステップで使用してもよい。
【００７４】
次いで、比較ステップ２０６において、参照用酸化物のうちのどれが層２２中にどのくらいの量で存在するかを判定するために、有利にはコンピュータ２５単体によって、吸光度値Ａλ，Μを複数の参照用酸化物の吸光度値ＯＡλ，Μと比較する。
【００７５】
これらの参照用酸化物の吸光度値ＯＡλ，Μは、強度値Ｉλ，Ｍの代わりに参照用強度値Ｒλ，Ｍを使用して、吸光度値に関する同じ式によって表されている。
【００７６】
表面反射率値Ｒｅλ，Ｍまたは表面透過率値Ｔλ，Ｍが吸光度値Ａλ，Μの代わりに使用される場合、表面反射率値Ｒｅλ，Ｍまたは表面透過率値Ｔλ，Ｍは、それぞれ参照用表面反射率値ＯＲｅλ，Ｍおよび表面透過率値ＯＴλ，Ｍと比較される。
【００７７】
参照用強度値Ｒλ，Ｍは、入射光Ｌｉが、鋼帯２ではなく参照用酸化物試料１１に向かって誘導されている点を除いて、強度値Ｉλ，Ｍと同じように得られる。次いで、ハイパースペクトルカメラ２０が、鋼表面から集光対象の参照用の光Ｌｒｒを集め、参照値Ｒλ，Ｍを提供する。
【００７８】
得られた参照値Ｒλ，Ｍは、コンピュータ２５のメモリに記憶される。
【００７９】
図３Ｂに提示のように、各参照用酸化物試料１１は、鋼基材１２１および酸化物層１２２を備える。
【００８０】
鋼基材１２１は例えば、包装用途のために使用されるＤＷＩ鋼である。鋼基材１２１は、有利には物理気相成長（ＰＶＤ）によって酸化物層１２２が堆積された、鋼表面１３１を画定している。
【００８１】
酸化物層１２２を構成する酸化物は、既知である。
【００８２】
下記で参照用酸化物とされている、公知の種類の酸化物には、例えば、ＣａＯ、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３＋ＦｅＯ、ＭｎＯ、ＴｉＯ２、Ｎａ２Ｏ、Ｃｒ２Ｏ３、ＢａＯ、ＳｒＯ、Ｐ２Ｏ５、Ｋ２Ｏ、ＺｒＯ２、ＺｎＯ、ＣｕＯ、ＳｉＯｘＣＨｙが挙げられる。
【００８３】
比較ステップ２０６を実施するために、コンピュータ２５は例えば、形状ならびに／または最大吸光度値および最低吸光度値に関して、複数の波長λ１、λ２、．．．の関数として参照用吸光度値ＯＡλ，Μをプロットすることによって得られたどの曲線（図５から図７のＣ２、Ｃ４およびＣ６）が、複数の波長λ１、λ２、．．．の関数として吸光度値Ａλ，Μをプロットすることによって得られた曲線との類似性を有するかを確定させる。所与の波長λにおける吸光度値Ａλ，Μを比較することもできる。
【００８４】
例えば、吸光度値Ａλ，Μを表す曲線の形状が曲線Ｃ２と合致する場合、箇所Ｍの酸化物は、ＳｉＯ２だと確定される。吸光度値Ａλ，Μを表す曲線の形状が曲線Ｃ４と合致する場合、箇所Ｍの酸化物は、ＳｉＯｘＣＨｙだと確定される。吸光度値Ａλ，Μを表す曲線の形状が曲線Ｃ６と合致する場合、箇所Ｍの酸化物は、非晶性ＴｉＯ２だと確定される。
【００８５】
各箇所Ｍにおける酸化物の確定により、どの酸化物が、酸化物層２２中にどのくらいの量で存在するかを判定することができる。
【００８６】
この比較ステップ２０６は、例えば分光法における発生源分別のために開発されたアルゴリズム等の公知のアルゴリズムを使用して実施することもできる。
【００８７】
場合により、比較ステップ２０６の前に、吸光度値Ａλ，Μを表す曲線を、ベースライン補正ステップ２０５に供する。実際、信号は、波長の関数における強度の偏差によって阻害され得るが、この現象は、ベースラインとして公知である。このベースライン補正ステップは、手動により実施されてもよいし、または、Ｖ．Ｍａｚｅｔ  ｅｔ  ａｌ．ｉｎ  Ｃｈｅｍｏｍｅｔｒｉｃｓ  ａｎｄ  Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｓｙｓｔｅｍｓ，２００５，ｖｏｌ．７６，ｐｐ．１２１−１３３の文献に記載のアルゴリズム等の当業者に公知のアルゴリズムを使用して自動的に実施されてもよい。
【００８８】
場合により、比較の前に、吸光度値Ａλ，Μを表す曲線を、アンミキシングステップに供する。このステップは好ましくは、酸化物層２２中の酸化物の量を決定するために使用される。
【００８９】
吸光度値Ａλ，Μは、箇所Ｍにおけるこの種類の酸化物の量ρｎによって重み付けされた、各種類の純粋な酸化物Ａλ，Ｍ（ｎ）の吸光度値の合計である。
【００９０】
Ａλ，Ｍ＝Ａλ，Ｍ（ｎ１）．ρｎ１＋Ａλ，Ｍ（ｎ２）．ρｎ２＋Αλ，Ｍ（ｎ３）．ρｎ３．．．
鋼グレードの組成が既知であるとき、どの酸化物が鋼帯の表面上に存在する可能性がより高いかを知ることができ、この結果、各種類の純粋な酸化物Ａλ，Ｍ（ｎ）の吸光度値を知ることができる。次いで、コンピュータは、箇所Ｍにおける各種類の酸化物ｎの量ρｎを決定するように、上記式を解くことができる。
【００９１】
主成分分析（ＰＣＡ）、頂点成分分析（Ｖｅｒｔｅｘ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ａｎａｌｙｓｉｓ：ＶＣＡ）または部分的最小二乗回帰（ＰＬＳ）等の当業者に知られた他の分析法を使用して、このアンミキシングステップを実施してもよい。
【００９２】
場合により、さらなるステップ２０７において、酸化物層２２の厚さが判定される。酸化物層２２の厚さを判定するために、コンピュータ２５は、複数の波長λ１、λ２、．．．の関数として吸光度値Ａλ，Μをプロットすることによって得られた曲線より下に位置する領域の表面を表すパラメータＢ（図６）を計算する。
【００９３】
次いで、コンピュータ２５は、確定された酸化物の種類に対応するパラメータＢおよび厚さ関数（図９から図１１の曲線Ｃ１２、Ｃ１３およびＣ１４のうちの一つ）を使用して、層２２の厚さＥを計算する。
【００９４】
各参照用酸化物の厚さ関数は、ａｂａｑｕｓから公知であり、または、酸化物の種類が同じであるが酸化物層の厚さＥが異なる幾つかの参照用酸化物試料１１を使用して判定されている。
【００９５】
発光モードに対応する本方法の別の実施形態において、層２２中の酸化物の存在および組成を判定するために、表面状態を表す信号が、公知のモデル、例えばＳλ，Ｍ＝ｋＭ．Ｐｌλ，Ｔ（Ｍ）＋ｆλ，Ｍを使用して強度値Ｉλ，Ｍとして単離され、式中、
ＴＭが、箇所Ｍにおいてパイロメータ等の外部装置によって提示される鋼帯２の温度であり、
Ｐｌλ，Ｔ（Ｍ）が、波長λおよび温度ＴＭにおけるプランクの法則であり、
ｋＭが、信号にプランクの法則を当てはめることによって得られた、係数擬似放射率係数であり、
ｆλ，Ｍが、鋼帯の表面状態を表す値である。
【００９６】
ｆλ，Ｍは、判定された強度値Ｉλ，ＭにモデルｋＭ．Ｐｌλ，Ｔ（Ｍ）＋ｆλ，Ｍを当てはめることによって得られる。
【００９７】
次いで、参照用酸化物のうちのどれが薄層２２中のどのくらいの量で存在するかを判定するために、有利にはコンピュータ２５によって、値ｆλ，Μを参照用酸化物の発光値Ｏｆλ，Μと比較する。
【００９８】
参照用酸化物試料１１を使用して、参照用酸化物の発光値Ｏｆλ，Μのそれぞれを、参照用酸化物の吸光度値ＯＡλ，Μと同様に得られる。
【００９９】
本発明による装置がアニーリング炉内または炉の出口に配置されている場合、本発明のキャラクタリゼーションステップにより、鋼基材の表面上に存在する酸化物層の特性を判定することができる。
【０１００】
次いで、上記特性を、あらかじめ決定した目標値と比較することができる。次いで、この比較の結果および許容差の範囲に応じて、鋼基材は、亜鉛めっき設備に直接送達して、コーティングすることもできるし、この酸化物層を除去または低減するために酸洗い施設に送達することもできるし、または廃棄することもできる。
【０１０１】
本方法により、コーティングの欠損またはコーティングの付着不良等の欠陥を有するコーティング付き鋼製品の発生がなくなり、この結果、生産性の向上が可能になる。
【０１０２】
参照用試料
ＳｉＯ２、ＳｉＯｘＣＨｙ、（ｘが、１から２の間に含まれ、ｙが、０から３の間に含まれる。）という３種の異なる参照用酸化物および非晶性ＴｉＯ２ならびに４種の異なる厚さＥを有する、１２個の参照用酸化物試料を調製した。基材を構成する鋼は、包装のための商用ＤＷＩ鋼であった。
【０１０３】
酸化物の薄層が、ＰＶＤによって鋼基材上に堆積された。
【０１０４】
層の厚さおよび酸化物の種類は、製造中に制御されていた。
【０１０５】
これらのパラメータを検証するという目的で、各参照用酸化物試料の表面状態をキャラクタリゼーションするために、異なる参照分析が実施された。
【０１０６】
このとき、酸化物の種類は、赤外分光法によって、例えばＥｕｒｏｌａｂ製の可変角付属品を装着したＮｉｃｏｌｅｔ８７００分光計を使用して確認された。観測角βは、８０°であった。
【０１０７】
各試料を対象にして、４ｃｍ−１の分解能によって５０のスペクトルを取得した。
【０１０８】
参照値Ｒλ，Ｍを提供する参照用試料は、表面上に酸化物が付いていない同じ種類の鋼からできていた。
【０１０９】
酸化物層の厚さを確認するために、偏光解析による判定が、Ｈｏｒｉｂａ  Ｊｏｂｉｎ  Ｙｖｏｎ  ＵＶＩＳＥＬを使用して実施された。観測角は、標準マージモード（Ｉ：Ｍ＝０°、Ａ＝＋４５°、ＩＩ：Ｍ＝−４５°、Ａ＝＋４５°）において、箇所ごとに３００ｍｓにより、７０°であった。分析およびモデリングのスペクトル範囲は、５００ｎｍから８００ｎｍであった（Δ＝１０ｎｍ）。厚さの計算のために使用された分散式は、古典的モデルであった。
【０１１０】
参照用酸化物試料に関する情報は、表１に要約されている。
【０１１１】
【表１】
2020098214.tif 000006
【０１１２】
図５から図７は、８μｍから１２μｍの間であるμｍによる複数の波長λ１、λ２、．．．と対比させて、本発明による方法によって得られた吸光度値Ａを示している。観測角βは、正反射のとき、６０°であった。
【０１１３】
曲線Ｃ２は、試料４（ＳｉＯ２、９６ｎｍ）に関する。曲線Ｃ４は、試料６（ＳｉＯｘＣＨｙ、８２ｎｍ）に関する。曲線Ｃ６は、試料１０（非晶性ＴｉＯ２、７０ｎｍ）に関する。
【０１１４】
図５から図７のグラフは、古典的ＦＴＩＲ分光法を使用して同じ試料４、６、１０によって得られた吸光度曲線Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５も示している。曲線Ｃ１は、ＳｉＯ２に関する。曲線Ｃ３は、ＳｉＯｘＣＨｙに関する。曲線Ｃ５は、非晶性ＴｉＯ２に関する。
【０１１５】
同じ試料に関する曲線Ｃ１からＣ６は、概して、同じ形状および同じ最大値を有する。曲線どうしのわずかな差異は、異なるスペクトル分解能（ＦＴＩＲ分光計およびハイパースペクトルカメラ２０の場合、それぞれ６ｎｍおよび２００ｎｍ）が原因である。さらに、光源１５は、ＦＴＩＲ分光計の焦点合わせに比べて、焦点合わせの度合いが減じていた。
【０１１６】
曲線Ｃ２とＣ１との類似性、曲線Ｃ４とＣ３との類似性および曲線Ｃ６とＣ５との類似性は、本発明による方法によって使用された吸光度曲線の正確度を実証している。
【０１１７】
図８は、４０°から６０°の間の観測角βが、試料４（ＳｉＯ２、９６ｎｍ）によって得られた吸光度値Ａに与える影響を示している。曲線Ｃ７は、４０°の入射によって得られており、曲線Ｃ８は、４５°の入射によって得られており、曲線Ｃ９は、５０°の入射によって得られており、曲線Ｃ１０は、５５°の入射によって得られており、曲線Ｃ１１は、６０°の入射によって得られた。観測角βが大きいほど、同じ波長λにおける吸光度値Ａが高くなっていく。
【０１１８】
これは、入射角αが大きいほど、図４に提示の酸化物層１２２中における光の経路が長くなっていくことが理由である。より大きな入射角α１を有する入射光Ｌｉ１を用いた場合、入射光Ｌｉ１から集光対象の光Ｌｒ１への経路の方が、より小さな入射角α２を有する入射光Ｌｉ２と集光対象の光Ｌｒ２との間の経路に比べて長い。
【０１１９】
６０°の観測角βは、図３に提示の装置１０における実現が容易でありながら、大きな吸光度値Ａをもたらすため最適であることが判明している。
【０１２０】
８μｍから１２μｍの間で曲線Ｃ１１（βは、６０°に等しい。）より下の領域は、試料４（ＳｉＯ２、９６ｎｍ）のパラメータＢを提供している。
【０１２１】
すべての試料１から１２のパラメータＢが、６０°という同じ入射角αを使用して計算されており、図９から図１１に提示されている。
【０１２２】
図９において、曲線Ｃ１２は、ｎｍによる厚さＥと対比させた、試料１から４（ＳｉＯ２）のＢパラメータを対象にして実施された線形回帰である。
【０１２３】
図１０において、曲線Ｃ１３は、ｎｍによる厚さＥと対比させた、試料５から８（ＳｉＯｘＣＨｙ）のＢパラメータを対象にして実施された線形回帰である。
【０１２４】
図１１において、曲線Ｃ１４は、ｎｍによる厚さＥと対比させた、試料９から１２（非晶性ＴｉＯ２）のＢパラメータを対象にして実施された線形回帰である。
【０１２５】
曲線Ｃ１２からＣ１４によって得られた相関係数は、それぞれ０．９９５１、０．９９１および０．９８０２である。これは、曲線Ｃ１２からＣ１４に対応する線形関数により、パラメータＢに基づいて厚さＥを査定できることを示している。
【０１２６】
実験点を持っているコンピュータ２５は、パラメータＢに基づいて厚さＥを非常に正確に計算するための線形関数を得るために上記線形回帰を実施する。
【０１２７】
試行１
上記のようにハイパースペクトルカメラおよび光ファイバーから構成されており、コンピュータに接続された装置１０を、図１に提示のような工業用亜鉛めっきラインに実装した。ハイパースペクトルカメラは、保護ハウジングの内部にあるアニーリング炉３の外部に配置されており、ハイパースペクトルカメラに接続された光ファイバーは、アニーリング炉３の内部に配置されていた。より特定すると、光ファイバーは、アニーリング炉３の浸漬領域の端部に配置されていた。
【０１２８】
従って、本方法は、発光モードで使用された。
【０１２９】
アニーリングされているストリップは、ＡｒｃｅｌｏｒＭｉｔｔａｌから商品化されているＴＲＩＰ  ７８０であった。このグレードは、容易に酸化されるマンガンの含量が高い。
【０１３０】
アニーリング炉内の雰囲気は、ストリップの外部酸化を示唆する可能性がある露点（ＤＰ）に到達するように、制御されていた。
【０１３１】
本発明による方法によって得られた吸光度曲線Ｃ１５およびＣ１６が、図１２に示されている。いずれの場合においても、確定された酸化物は、ＭｎＡｌ２Ｏ４である。
【０１３２】
次いで、ストリップの試料をアニーリング炉の出口で採取し、分析して、酸化物層の組成を判定した。化学的分析により、ストリップ表面の酸化物層がＭｎＡｌ２Ｏ４から構成されることを確認した。
【０１３３】
試行２
上記のように、コンピュータに接続されたハイパースペクトルカメラから構成される装置１０を、図１に提示のような工業用亜鉛めっきラインに実装した。ハイパースペクトルカメラは、保護ハウジングの内部にあるアニーリング炉３の浸漬領域の端部に配置されていた。ハイパースペクトルカメラにより、移動している鋼帯を観察する。
【０１３４】
従って、本方法は、発光モードで使用された。アニーリングされているストリップは、ＡｒｃｅｌｏｒＭｉｔｔａｌから商品化されているＴＲＩＰ  ７８０であった。このグレードは、容易に酸化されるマンガンおよびケイ素の含量が高い。アニーリング炉内の雰囲気は、ストリップの外部酸化を示唆する可能性がある露点（ＤＰ）に到達するように、制御されていた。本発明による方法によって得られた吸光度曲線Ｃ１７およびＣ１８が、図１３に示されている。
【０１３５】
いずれの場合においても、８μｍにおけるＳｉＯ２および１０μｍから１１μｍまでにおけるＭｎｘＳｉＯｙという、２種類の酸化物が確定された。次いで、ストリップの試料をアニーリング炉の出口で採取し、分析して、酸化物層の組成を判定した。化学的分析により、ストリップ表面の酸化物層が、ＳｉＯ２およびＭｎｘＳｉＯｙから構成されることを確認した。
【０１３６】
上記特徴のおかげで、本発明による方法は高速であり、製造現場で容易に実施される。キャラクタリゼーションは、製造現場でオンライン式に実施することができる。キャラクタリゼーションにより、幾つかの参照用酸化物の中から酸化物層１２２が正確に確定され、鋼帯２の層２２の組成も正確に確定される。場合により、キャラクタリゼーションにより、層２２の厚さＥも正確に評価される。
【０１３７】
装置１０がオーブン内またはアニーリング炉の出口に実装されている場合、装置１０は、鋼帯２の表面上に存在する酸化物の量および厚さが濡れ性の課題を誘発させる可能性があり、この結果、ストリップのグレード低下等の必要なステップを採用することになるかどうかを判定することができる。
【０１３８】
装置１０が酸洗いラインの出口に設置されている場合、装置１０は、酸洗いステップがすべての酸化物を除去するほどに効率的であったか、またはさらなる酸洗いステップが必要であるかを判定することができる。
【０１３９】
キャラクタリゼーションステップにより、アニーリング炉の内部にある製品等の高温の製品または酸洗いラインの出口にある製品等の低温の製品を対象にして作業することができる。
【図１】
2020098214.tif 000009
【図２】
2020098214.tif 000010
【図３Ａ】
2020098214.tif 000011
【図３Ｂ】
2020098214.tif 000012
【図４】
2020098214.tif 000013
【図５】
2020098214.tif 000014
【図６】
2020098214.tif 000015
【図７】
2020098214.tif 000016
【図８】
2020098214.tif 000017
【図９】
2020098214.tif 000018
【図１０】
2020098214.tif 000019
【図１１】
2020098214.tif 000020
【図１２】
2020098214.tif 000021
【図１３】
2020098214.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】令和2年2月27日(2020.2.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
【数２】
2020098214.tif 000023
（式中、Ｄλ，Ｍが、ハイパースペクトルカメラ（２０）のノイズを表し、Ｒλ，Ｍが、参照用強度値（Ｒλ，Ｍ）を表し、Ｉλ，Ｍが、強度値を表し、Ｗλ，Ｍが、白色度の値を表す。）と表すことを含むこと、
・上記方法が、ハイパースペクトルカメラ（２０）のノイズＤλ，Ｍおよび白色度の値Ｗλ，Ｍを判定するための較正ステップを含むこと、
・参照用酸化物の量を計算するステップが、ベースライン補正ステップを含むこと、
・上記方法が、
・複数の波長（λ１、λ２、．．．）に対比させて吸光度値（Ａλ、Μ）をプロットすることによって得られた曲線より下に位置する領域の表面を表すパラメータ（Ｂ）を計算するステップ、および、
・少なくとも前記パラメータ（Ｂ）の関数として得られる厚さである、前記酸化物層の厚さ（Ｅ）を計算するステップ
を含むこと、
・前記関数が、線形であること、
・上記方法が、複数の参照用酸化物試料の使用によって、参照用酸化物の少なくとも１つを対象にして前記関数を決定するステップを含み、複数の参照用酸化物試料がそれぞれ、前記鋼から製造された基材および基材上に堆積された前記少なくとも１種の参照用酸化物からできた層を備え、前記層が、それぞれ複数の厚さを有すること、
・入射光（Ｌｉ）が、酸化物表面に対して垂直な方向（Ｄ）との間に角度（α）を画定しており、角度（α）が、４０°から８０°の間、好ましくは５０°から７０°の間、より好ましくは５５°から６５°の間に含まれること、
・集められた光（Ｌｒ）および集められた参照用の光（Ｌｒｒ）が、酸化物表面および前記鋼から製造された前記表面のそれぞれによる自然発生的な光の放出によって得られること、
・複数の波長（λ１、λ２．．．）が、８μｍから１２μｍまでの範囲の波長を含むこと、
・複数の波長（λ１、λ２．．．）のうちのすべての波長が、８μｍから１２μｍの間に含まれること、
・参照用酸化物が、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘＣＨｙおよび非晶性ＴｉＯ２の１種または複数を含むこと、
・上記方法が、酸化物層のキャラクタリゼーションステップの完了後、比較結果を少なくとも得るために、酸化物層を対象にして得られたキャラクタリゼーションを、酸化物層の仕様を表す１種または複数のパラメータと比較するステップ、および、比較結果が所定の許容範囲に収まっていない場合、酸化物層を補正するさらなるステップをさらに含むこと、
・上記方法が、酸洗いラインの出口で実施されること、
・上記方法が、アニーリングラインの出口で実施されること、ならびに、
・補正する前記さらなるステップが、鋼基材の酸洗いであること
という、単独で採用されるまたは技術的に実現可能な任意の組合せとして採用される特徴の１つまたは複数を含む。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
別の実施形態において、上記装置は、
・設備が、連続亜鉛めっきラインであること、および、
・設備が、酸洗いラインであること
という、単独で採用されるまたは技術的に実現可能な任意の組合せとして採用される特徴の１つまたは複数を含む。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
本発明は、上記方法を実施するようになされており、上記キャラクタリゼーションステップを実施するようになされた装置を含む、鋼帯の表面を処理するための設備であって、鋼帯が、鋼基材と、鋼基材上に存在する酸化物層とを有する、設備も対象としている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
進行している鋼基材上に存在する酸化物層のキャラクタリゼーションステップを含む、鋼製品の製作のための方法であって、前記キャラクタリゼーションステップが、
・酸化物表面を画定している部位である、酸化物層を備える前記鋼基材の部位を用意するステップ、
・各部分（Ｌｒλ，Ｍ）が、それぞれ前記酸化物表面上に位置する複数の箇所のうちの１つ（Ｍ）から集められ、それぞれ複数の波長（λ１、λ２、．．．）のうちの波長（λ）を有する場合において、当該集められた光（Ｌｒ）の部分（Ｌｒλ，Ｍ）の強度をそれぞれ表す強度値（Ｉλ，Ｍ）を得るために、ハイパースペクトルカメラ（２０）を使用して前記酸化物表面から光（Ｌｒ）を集めるステップ、
・前記得られた強度値（Ｉλ，Ｍ）を、参照用酸化物を対象にして得られた参照用強度値（Ｒλ，Ｍ）と比較するステップ、
・前記酸化物層中の参照用酸化物の量を計算するステップ、
・前記複数の波長（λ１、λ２、．．．）に対比させて前記吸光度値（Ａλ、Μ）をプロットすることによって得られた曲線（Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１）より下に位置する領域の表面を表すパラメータ（Ｂ）を計算するステップ、および、
・少なくとも前記パラメータ（Ｂ）の関数として得られる厚さである、前記酸化物層（２２）の厚さ（Ｅ）を計算するステップ
を含む、方法。
【請求項２】
参照用酸化物の量を計算する前記ステップが、
・前記参照用強度値（Ｒλ，Ｍ）を使用して、参照用吸光度値（ＯＡλ、Μ）を計算するサブステップと、
・前記強度値（Ｉλ，Ｍ）を使用して、吸光度値（Ａλ、Μ）を計算するサブステップと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記参照用吸光度値（ＯＡλ、Μ）および前記吸光度値（Ａλ、Μ）を計算する前記ステップが、前記参照用吸光度値（ＯＡλ、Μ）および前記吸光度値（Ａλ、Μ）のそれぞれを
【数１】
2020098214.tif 000024
および
【数２】
2020098214.tif 000025
（式中、Ｄλ，Ｍが、前記ハイパースペクトルカメラ（２０）のノイズを表し、Ｒλ，Ｍが、前記参照用強度値（Ｒλ，Ｍ）を表し、Ｉλ，Ｍが、前記強度値を表し、Ｗλ，Ｍが、白色度の値を表す。）と表すことを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ハイパースペクトルカメラ（２０）の前記ノイズＤλ，Ｍおよび前記白色度の値Ｗλ，Ｍを判定するための較正ステップを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
参照用酸化物の量を計算する前記ステップが、ベースライン補正ステップを含む、請求項２から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記関数が、線形である、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
複数の参照用酸化物試料（１１）の使用によって、前記参照用酸化物の少なくとも１つを対象にして前記関数を判定するステップをさらに含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法であって、前記複数の参照用酸化物試料がそれぞれ、前記鋼から製造された基材（１２１）および前記基材（１２１）上に堆積された前記少なくとも１種の参照用酸化物からできた層（１２２）を備え、前記層（１２２）が、それぞれ複数の厚さを有する、方法。
【請求項８】
前記入射光（Ｌｉ）が、前記酸化物表面（２２Ａ）に対して垂直な方向（Ｄ）との間の角度（α）を画定しており、前記角度（α）が、４０°から８０°の間に含まれる、請求項３から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記集められた光（Ｌｒ）および前記集められた参照用の光（Ｌｒｒ）が、前記酸化物表面（２２Ａ）および前記鋼から製造された前記表面のそれぞれによる自然発生的な光の放出によって得られる、請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記複数の波長（λ１、λ２．．．）が、８μｍから１２μｍまでの範囲の波長を含む、請求項１から９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の波長（λ１、λ２．．．）のうちのすべての波長が、８μｍから１２μｍの間に含まれる、請求項１から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記参照用酸化物が、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘＣＨｙおよび非晶性ＴｉＯ２の１つまたは複数を含む、請求項１から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
・前記酸化物層の前記キャラクタリゼーションステップの完了後、比較結果を少なくとも得るために、前記酸化物層を対象にして得られた前記キャラクタリゼーションを、前記酸化物層の仕様を表す１種または複数のパラメータと比較するステップ、および、
・前記比較結果が所定の許容範囲に収まっていない場合、前記酸化物層の補正のさらなるステップ
をさらに含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
酸洗いラインの出口またはアニーリングラインの出口で実施される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
補正の前記さらなるステップが、前記鋼基材の酸洗いである、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項１６】
鋼基材上に存在する酸化物層をキャラクタリゼーションするための手段であって、
・各部分（Ｌｒλ，Ｍ）が、それぞれ前記酸化物表面上に位置する複数の箇所のうちの１つ（Ｍ）から集められ、それぞれ複数の波長（λ１、λ２、．．．）のうちの波長（λ）を有する場合において、当該集められた光（Ｌｒ）の部分（Ｌｒλ，Ｍ）の強度をそれぞれ示す強度値（Ｉλ，Ｍ）を得るために、酸化物層を有する前記鋼基材の部位の酸化物表面から光（Ｌｒ）を集めるようになされたハイパースペクトルカメラ（２０）、
・前記得られた強度値（Ｉλ，Ｍ）を、参照用酸化物を対象にして得られた参照用強度値（Ｒλ，Ｍ）と比較するための手段、
・前記酸化物層中における参照用酸化物の量を計算するための手段、
・前記複数の波長（λ１、λ２、．．．）に対比させて前記吸光度値（Ａλ、Μ）をプロットすることによって得られた曲線（Ｃ７、Ｃ８、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１１）より下に位置する領域の表面を表すパラメータ（Ｂ）を計算する手段、および、
・少なくとも前記パラメータ（Ｂ）の関数として得られる厚さである、前記酸化物層（２２）の厚さ（Ｅ）を計算する手段
を備える、手段。
【請求項１７】
赤外光を生成するようになされた光源（１５）をさらに備える、請求項１６に記載の手段。
【請求項１８】
前記ハイパースペクトルカメラ（２０）が、ＬＷＩＲハイパースペクトルカメラである、請求項１６または１７に記載の手段。
【請求項１９】
請求項１から１５のいずれかに記載の方法を実施するようになされており、前記キャラクタリゼーションステップを実施するようになされた手段を備える、鋼帯（２）の表面を処理するための設備（１）であって、前記鋼帯（２）が、鋼基材（２１）および前記鋼基材（２１）上に存在する酸化物層（２２）を有する、設備（１）。
【請求項２０】
連続亜鉛めっきラインまたは酸洗いラインである、請求項１９に記載の設備。
【外国語明細書】
2020098214000001.pdf