(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間圧延工程と冷間処理工程とを経る鋼板製造における熱間圧延鋼板の板厚測定方法であって、
冷間処理工程にレーザー距離計式板厚計と冷間放射線板厚計とを備え、
前記レーザー距離計式板厚計により測定した鋼板の真の板厚と、鋼板が存在するときの前記冷間放射線板厚計の放射線センサの出力と、前記鋼板の各構成成分の構成割合と前記各構成成分の質量吸収係数から求められる前記鋼板の質量吸収係数とを、前記各構成成分の数と等しい数だけ測定・算出し、該測定・算出したデータに基づき連立方程式を解くことにより、前記構成割合につく影響係数aiを算出し、該算出した影響係数aiを前記熱間圧延工程に備えた熱間放射線板厚計に入力し用いることによって、熱間圧延鋼板の板厚測定を行うことを特徴とする熱間圧延鋼板の板厚測定方法。
【請求項２】
熱間圧延工程と冷間処理工程とを経る鋼板製造における熱間圧延鋼板の板厚測定装置であって、
冷間処理工程に備えたレーザー距離計式板厚計および冷間放射線板厚計と、
前記レーザー距離計式板厚計により測定した鋼板の真の板厚と、鋼板が存在するときの前記冷間放射線板厚計の放射線センサの出力と、前記鋼板の各構成成分の構成割合と前記各構成成分の質量吸収係数から求められる前記鋼板の質量吸収係数とを、前記各構成成分の数と等しい数だけ測定・算出し、該測定・算出したデータに基づき連立方程式を解くことにより、前記構成割合につく影響係数aiを算出する影響係数演算装置と、
該影響係数演算装置により算出した影響係数aiを用いて前記熱間圧延工程において熱間圧延鋼板の板厚を測定する熱間放射線板厚計とから構成されることを特徴とする熱間圧延鋼板の板厚測定装置。
【請求項３】
前記請求項２に記載の熱間圧延鋼板の板厚測定装置により測定された板厚に基づき、熱間圧延鋼板の板厚制御を行うことを特徴とする熱間圧延鋼板の板厚制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、熱間圧延鋼板の板厚測定方法、板厚測定装置および板厚制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼板を製造する場合には、最初に熱間圧延ラインにおいて熱間圧延を行い、その後に冷間圧延ラインにおいて冷間圧延したり、精整ラインで精整作業（冷間）を行ったりして最終製品を得るようにしている。
【０００３】
熱間圧延ラインにおいては、熱間圧延直後の鋼板の板厚を測定し、測定した板厚に基づいて次に圧延される鋼板の板厚を制御する。熱間圧延における鋼板の板厚の測定は、被測定物の温度が１０００℃近い高温であること、種々の冷却水により大気中に水分や水蒸気が飛散したり、圧延中の鋼板からスケ−ルが飛散したりして、測定場所周辺の環境が板厚測定にとって劣悪であること等により、熱間圧延機の出口において、Ｘ線またはγ線等の放射線板厚計を用いて、非接触で板厚を測定している。
【０００４】
Ｘ線またはγ線等の放射線による板厚計測は、非接触で放射線が鋼板を透過し、かつ放射線の透過量が板厚に応じて変化する原理を利用したものである。一般的には、鋼板が無いときの放射線センサの出力をＩ0 とすると、ｈの板厚の鋼板が存在するときの放射線センサの出力Ｉは、次の（１）式で求められる。
【０００５】
Ｉ＝Ｉ0 ｅｘｐ（−μｈ）  …………（１）
ただし、  μ：鋼板の線吸収係数
また、上記（１）式における鋼板の線吸収係数μは、次の（２）式で求められる。
μ＝μmρ  …………（２）
ただし、μm：鋼板の質量吸収係数
ρ：鋼板の密度
放射線板厚計による板厚測定においては、上述した鋼板の密度ρ、線吸収係数μまたは質量吸収係数μmが適正に与えられないと、真の板厚を測定することはできない。このような適正な鋼板の密度ρおよび質量吸収係数μmを用いた鋼板の板厚測定方法としては、特公平５-１５２０６号公報に開示された板厚測定方法がある。
【０００６】
この板厚測定方法は、放射線により鋼板の板厚を測定する方法において、鋼板の板厚を演算により算出するに際し、測定対象鋼板毎に鋼成分構成を分析してこの分析結果に基づいて予め設定した演算式により鋼板の密度と質量吸収係数を演算し、この演算結果を用いて鋼板の板厚を測定するものである。
【０００７】
上記板厚測定方法においては、質量吸収係数μmは、次の（３）式で表される。
【０００８】
【数１】
0004686924.tif 000002
【０００９】
ただし、μm：測定対象鋼板の質量吸収係数
μmi：鋼成分構成元素ｉの質量吸収係数
Ａi：鋼成分構成元素ｉの構成百分率（％）
また、鋼板密度ρは、次の（４）式で表される。
【００１０】
【数２】
0004686924.tif 000003
【００１１】
ただし、ρ ：測定対象鋼板の密度
ρs：純鉄の密度（≒７．８６ｇ／ｃｍ3）
ａi：Ａiにつく影響係数で、理論的、あるいは経験的に決定される。
【００１２】
上記（３）式において、Ａiは鋼成分構成元素ｉの構成百分率（％）であるので、あらかじめ材料情報提供計算機から熱間放射線板厚計に入力することができる。また、鋼成分構成元素ｉの質量吸収係数μmiも、理化学便覧等に記載されている実験値をあらかじめ熱間放射線板厚計に入力することができるので、測定対象鋼板の質量吸収係数μmは、前記（３）式により求まる。
【００１３】
また、上記（４）式において、ρsとＡiは既知であるので、Ａiにつく影響係数ａiが分かれば、測定対象鋼板の密度ρは求まり、したがって、（２）式から板厚ｈを逆算することができる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特公平５-１５２０６号公報に開示された鋼板の板厚測定方法には、次のような問題点がある。前記（３）式で求められるρの値は、全ての鋼成分構成元素についての影響係数ａiが決定されていなければ求められないが、特公平５-１５２０６号公報には、Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎについての係数が示されているのみであり、これらの成分以外の成分が含まれている鋼種の場合には、その成分に対応する係数を求める必要がある。
【００１５】
通常、鋼は１０以上の成分から構成されているので、それぞれの構成成分についての影響係数ａiを、試験片を用いて実験的に求めようとすると、各成分とも２水準以上の含有割合の異なる試験片を用意する必要があるので、少なくとも２０種類以上の試験片が必要になり、各成分についての影響係数ａiを確定するまでに、多大な労力を必要とする。
【００１６】
また、新たな成分が含有された鋼板を製造するときには、再度新しく影響係数ａiを求める手順が必要になる。
【００１７】
この発明は、従来技術の上述のような問題点を解消するためになされたものであり、前記ａiを容易に求めることのできる熱間圧延鋼板の板厚測定方法、板厚測定装置および板厚制御方法を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る熱間圧延鋼板の板厚測定方法は、熱間圧延工程と冷間処理工程とを経る鋼板製造における熱間圧延鋼板の板厚測定方法であって、
冷間処理工程にレーザー距離計式板厚計と冷間放射線板厚計とを備え、
前記レーザー距離計式板厚計により測定した鋼板の真の板厚と、鋼板が存在するときの前記冷間放射線板厚計の放射線センサの出力と、前記鋼板の各構成成分の構成割合と前記各構成成分の質量吸収係数から求められる前記鋼板の質量吸収係数とを、前記各構成成分の数と等しい数だけ測定・算出し、該測定・算出したデータに基づき連立方程式を解くことにより、前記構成割合につく影響係数aiを算出し、該算出した影響係数aiを前記熱間圧延工程に備えた熱間放射線板厚計に入力し用いることによって、熱間圧延鋼板の板厚測定を行うものである。
【００１９】
また、  この発明に係る熱間圧延鋼板の板厚測定装置は、熱間圧延工程と冷間処理工程とを経る鋼板製造における熱間圧延鋼板の板厚測定装置であって、
冷間処理工程に備えたレーザー距離計式板厚計および冷間放射線板厚計と、
前記レーザー距離計式板厚計により測定した鋼板の真の板厚と、鋼板が存在するときの前記冷間放射線板厚計の放射線センサの出力と、前記鋼板の各構成成分の構成割合と前記各構成成分の質量吸収係数から求められる前記鋼板の質量吸収係数とを、前記各構成成分の数と等しい数だけ測定・算出し、該測定・算出したデータに基づき連立方程式を解くことにより、前記構成割合につく影響係数aiを算出する影響係数演算装置と、
該影響係数演算装置により算出した影響係数aiを用いて前記熱間圧延工程において熱間圧延鋼板の板厚を測定する熱間放射線板厚計とから構成されるものである。
【００２０】
また、この発明に係る熱間圧延鋼板の板厚制御方法は、上記熱間圧延鋼板の板厚測定装置により測定された板厚に基づき、熱間圧延鋼板の板厚制御を行うものである。
【００２１】
本発明に係る熱間圧延鋼板の板厚測定方法においては、鋼板の密度を求めるときの各成分に対する影響係数ａiを、冷間放射線板厚計およびレ−ザ−距離計式板厚計により測定した放射線の出力および板厚の実測値を用いて求め、求められた影響係数ａiを用いて、熱間圧延工程での鋼板の板厚を測定するので、熱間での板厚測定精度が向上する。
【００２２】
また、板厚測定精度が向上するので、その測定値に基づく熱間板厚制御の精度も向上する。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の熱間圧延鋼板の板厚測定装置の実施の形態を、図1に基づき説明する。図1は本発明の熱間圧延鋼板の板厚測定装置の実施の形態を示す説明図である。この鋼板の板厚測定装置は、鋼板の冷間精整工程１において、鋼板の板厚を測定する冷間放射線板厚計２およびレ−ザ−式板厚計３と、冷間放射線板厚計２により得られる
鋼板が無いときの放射線センサの出力をＩ0 と、鋼板が存在するときの放射線センサの出力Ｉjと、レ−ザ−式板厚計３で得られる板厚ｈj とから、影響係数ａiを演算する影響係数演算装置４と、影響係数演算装置４から送られてくる影響係数ａiを用いて、熱間圧延工程５で熱間圧延鋼板の板厚ｈを測定する熱間放射線板厚計６とから構成されている。なお、図１において、符号７は熱間圧延工程５で熱間圧延鋼板の板厚ｈを制御する板厚制御装置（ＡＧＣ）、符号８は鋼板の材料情報（成分構成等）提供する材料情報提供計算機である。
【００２４】
次に、上述した熱間圧延鋼板の板厚測定装置を使用して、熱間圧延鋼板の板厚を測定し、かつ板厚を制御する方法を説明する。
［１］冷間処理工程において冷間放射線板厚計２により、鋼板ｊが存在するときの放射線センサの出力Ｉｊを計測し、その信号を影響係数演算装置４に入力する。
［２］同時に、冷間放射線板厚計２の近傍に設けられたレ−ザ−式板厚計３で、鋼板ｊの真の板厚ｈｊを計測し、その信号を影響係数演算装置４に入力する。
［３］影響係数演算装置４には、材料情報提供計算機９から、板厚測定対象鋼板ｊの成分構成、各成分の構成割合Ａiｊおよび各成分の質量吸収係数μiがあらかじめ入力されているので、これらの数値を用いて鋼板ｊの質量吸収係数μｊを、次の（５）式に基づき演算する。
【００２５】
【数３】
0004686924.tif 000004
【００２６】
［４］鋼板ｊの密度ρj を計測値Ｉ0 （あらかじめ入力されている）、Ｉj およびｈj と（３）式に基づいて演算されたμj を用いて、（６）式に基づき演算する。
ρj ＝｛１／（μj ・ｈj ）｝×ｌｎ（Ｉ0 ／Ｉj ）…………（６）
［５］一方、ρj は前述した（４）式に基づき、次の（７）式で表される。
【００２７】
【数４】
0004686924.tif 000005
【００２８】
したがって、（６）式で求めたρjを用いて、未知数ａiに対して、
次の（８）〜（ｎ）式の連立方程式を解き、ａiを求める。
【００２９】
【数５】
0004686924.tif 000006
【００３０】
鋼板に使用される成分の数は、せいぜい２０程度であるので、２０以上の鋼板のデ−タが蓄積されれば、この連立方程式を解くことができ、それ以降は回帰することにより、次第に推定精度は向上していくことになる。
［６］上記連立方程式により求めたａiの値を、質量吸収係数・密度演算装置４から熱間放射線板厚計５に入力し、前記（１）式に基づき、熱間圧延鋼板の板厚ｈを求める。
［７］さらには、熱間放射線板厚計５で求めた板厚ｈを、熱間板厚制御装置（ＡＧＣ）７にフィ−ドバックし、熱間圧延工程で圧延される鋼板の板厚制御を行う。
【００３１】
図２は熱間圧延される鋼板の板厚の分布を示す示す図であり、（ａ）は真の板厚が計測できる場合、（ｂ）は熱間放射計板厚計により従来の方法で計測した場合、（ｃ）は熱間放射計板厚計により本発明の方法で計測した場合である。
図２（ａ）に示すように、真の板厚が計測できる場合には、平均値Ａを中心とした曲線Ｂで示すような正規分布となる。そして、製品の許容板厚公差の上限Ｃを上回る範囲、および製品の許容板厚公差の下限Ｄを下回る範囲が不合格となり、歩留ロスとなる。鋼板の板厚制御においては、通常このロスを小さくするために、この正規分布の標準偏差を小さくするような板厚制御を行う。
【００３２】
真の板厚を測定していない従来の板厚測定方法においては、図２（ｂ）に示すように、平均値Ｅが前記平均値Ａより少し外れた｛図２（ｂ）の場合、薄い方に外れている｝正規分布曲線Ｆとなり、製品の許容板厚公差の下限Ｄを下回る範囲が増加し、ロスが大幅に増える。
本発明の方法で計測した場合には、図2（ｃ）に示すように、平均値Ｇが前記平均値Ａよりに近い正規分布曲線Ｈとなるので、ロスが真の板厚を測定した場合とほとんど同じになり、従来よりも歩留ロスが大幅に低減する。
【００３３】
【発明の効果】
本発明により、鋼板の密度を求めるときの成分の影響係数が容易に求めることができるので、熱間圧延での板厚測定の精度が向上でき、それにともなって板厚制御の精度も向上させることができるので、歩留ロスが大幅に低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱間圧延鋼板の板厚測定装置の実施の形態を示す説明図である。
【図２】熱間圧延される鋼板の板厚の分布を示す示す図であり、（ａ）は真の板厚が計測できる場合、（ｂ）は熱間放射計板厚計により従来の方法で計測した場合、（ｃ）は熱間放射計板厚計により本発明の方法で計測した場合である。
【符号の説明】
1冷間精整工程
２冷間放射線板厚計
３レ−ザ−式板厚計
４  影響係数演算装置
５  熱間圧延工程
６  熱間放射線板厚計
７  板厚制御装置（ＡＧＣ）
８  材料情報提供計算機
【図１】
0004686924.tif 000007
【図２】
0004686924.tif 000008