[发明专利]氧化皮组成判定系统、氧化皮组成判定方法以及程序

说明书

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Fe₂O₃，否则，判定在氧化皮(SC)的最表层未生成Fe₂O₃。

技术领域

本发明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。

背景技术

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

发明内容

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。

本发明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