合金化制御方法及び合金化制御装置
【課題】合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する操業の変動に追随し、鋼板上に設けられためっき層の合金化を安定して制御すること。
【解決手段】本発明に係る合金化制御方法は、溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の保熱帯近傍での放射率を測定する放射率測定ステップと、放射率の測定結果に基づいて、互いに隣り合う測定位置間での放射率の差分を算出する差分算出ステップと、算出された放射率の差分に基づいてめっき層が合金化したかを判定し、当該めっき層が合金化した合金化領域を特定する合金化判定ステップと、特定された合金化領域の位置に応じて合金化炉の出力を制御する合金化炉制御ステップとを含む。合金化炉制御ステップでは、合金化領域が所定の測定位置間よりも前段に位置する場合には合金化炉の出力を低減させ、合金化領域が所定の測定位置間よりも後段に位置する場合には合金化炉の出力を増加させる。
【解決手段】本発明に係る合金化制御方法は、溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の保熱帯近傍での放射率を測定する放射率測定ステップと、放射率の測定結果に基づいて、互いに隣り合う測定位置間での放射率の差分を算出する差分算出ステップと、算出された放射率の差分に基づいてめっき層が合金化したかを判定し、当該めっき層が合金化した合金化領域を特定する合金化判定ステップと、特定された合金化領域の位置に応じて合金化炉の出力を制御する合金化炉制御ステップとを含む。合金化炉制御ステップでは、合金化領域が所定の測定位置間よりも前段に位置する場合には合金化炉の出力を低減させ、合金化領域が所定の測定位置間よりも後段に位置する場合には合金化炉の出力を増加させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合金化制御方法及び合金化制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
強度、展性及び延性と耐食性とを同時に持つ合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、自動車等に多く使用されている。近年、これらの性能に加えてコスト低減のための軽量化を両立するために高強度化及び薄型化が進み、めっき相自体にも薄く均一な性状が要求されている。
【０００３】
近年の合金化溶融亜鉛めっきにおいては、数μｍ程度の厚みを有する合金層を、上記性質を持つために、望ましい相（δ相）を可能な限り多く作り、望ましくない相（例えば、Γ相、Γ１相、ζ相など）を可能な限り少なくすることが求められている。
【０００４】
生成される合金層は、基本的には亜鉛浴の条件や合金化炉の加熱条件で制御するが、浴温の変動といった微妙な変化が生じた場合に、かかる変化に伴う合金層の変化を短時間で判定する良好な方法が少ないという問題がある。
【０００５】
このような変化を判定する方法として、合金化炉後段で常温まで冷却された時点でめっき鋼板をＸ線により測定して判定を行う方法があるが、その時点で過合金や未合金等が判明した場合には多くのロス材が既に生じていること、望ましくない相が例えば１μｍ以下などのように薄い場合や、Γ相のように表面には存在しない合金相が生じている場合等には測定誤差が生じやすいこと、等の欠点があった。
【０００６】
また、合金化直後の鋼板を目視して合金化具合を判断する等の経験的手法があるが、個人的な判断・評価に頼る手法であり、また、表面の情報に基づいて判定を行うしかなく、Γ相などの表面に存在しない合金相については判断することができない、といった欠点があった。
【０００７】
このような問題に対して対応するために、以下の特許文献１では、合金化の進行状況によりめっき層表面の放射率変化が生じる点に着目し、めっき層表面の放射率変化で合金化判定を行う方法が開示されている。また、以下の特許文献２では、複数位置の放射エネルギーから放射率を求め、放射率が０．４〜０．７である範囲に対応する位置を合金化位置として、かかる合金化位置を一定とするように制御する方法が開示されている。また、以下の特許文献３では、板進行方向の板温を三カ所以上測定し、隣接する板温の温度差を評価して合金化位置を決定し、合金化位置をもとに板温を制御する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５７−１８５９６６号公報
【特許文献２】特開平７−１５０３２８号公報
【特許文献３】特開平４−２１８６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、上記特許文献１及び特許文献２に開示されている方法は、輻射エネルギーの絶対値に信頼度があることを前提として放射率を算出し、制御に用いる方法である。他方、輻射エネルギーの絶対値は、板種や鋼板温度の違い、鋼板温度変動誤差、炉壁温度変動による計算誤差、通板速度の違いによる誤差等を全て加味して補正する必要があるが、上記特許文献１及び特許文献２では、かかる点については言及されていない。
【００１０】
放射率は、波長と物体温度に依存する値であるが、実際の測定では、表面汚れ、酸化状態、板表面の粗度等により影響を受けることもよく知られている。鋼板表面の汚れの状態は洗浄工程である程度制御できるものの、酸化状態、粗度等については最適合金化を優先した場合には積極的な制御が難しく、測定される放射率に差が生じてしまうのが現状である。従って、板種や板種に伴う合金化炉温度が頻繁に変わることを前提とした場合、輻射エネルギーの絶対値での管理は煩雑であり、有効ではない。
【００１１】
また、上記特許文献３では、相対的な放射温度計測定温度の差によって合金化を評価する手法であり、放射板温計の温度測定値を複数測定して、隣接する板温計の温度差が平均基準温度以下の場合に片方の板温計位置を合金化完了位置としており、その温度を制御用板温計の設定値としている。制御用の板温計と測定用の板温計が異なり、かつ、温度差があった場合には、制御が発散する可能性があり、基本的には、制御用板温計と測定用板温計とは一致するべきである。また、当初制御用に使用していた板温計と、合金化完了位置（すなわち、基準とすべき位置）の板温計が一致している場合には問題ないが、それ以外の場合には基本的には各測定点の温度が異なるため、制御が発散する可能性がある。更に、元板の厚みによる違い、炉壁温度等、放射計が基本的に影響を受ける項目については言及されておらず、ある一定の板種をある一定の条件で用いる場合に適用可能な方法である。
【００１２】
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、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する操業の変動に追随し、鋼板上に設けられためっき層の合金化を安定して制御することが可能な、合金化制御方法及び合金化制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の保熱帯近傍での放射率を、鋼板搬送方向に沿った少なくとも４カ所で測定する放射率測定ステップと、前記放射率の測定結果に基づいて、互いに隣り合う測定位置間での前記放射率の差分をそれぞれ算出する差分算出ステップと、算出された前記放射率の差分に基づいて前記鋼板に設けられためっき層が合金化したかを判定し、当該めっき層が前記保熱帯において合金化した合金化領域を特定する合金化判定ステップと、特定された前記合金化領域の位置に応じて、所定の前記測定位置間で前記めっき層が合金化するように前記保熱帯の前段に設けられた合金化炉の出力を制御する合金化炉制御ステップと、を含み、前記合金化炉制御ステップでは、前記合金化領域が前記所定の測定位置間よりも前段に位置する場合には、前記合金化炉の出力を低減させ、前記合金化領域が前記所定の測定位置間よりも後段に位置する場合には、前記合金化炉の出力を増加させる合金化制御方法が提供される。
【００１４】
前記放射率の測定位置を、前記合金化炉に近い側から順にＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４・・・としたとき、測定位置Ｓ２は、前記保熱帯の内部に設定され、測定位置Ｓ３は、測定位置Ｓ２の位置と、前記鋼板の放射率の変化パターンと、鋼板の搬送速度と、に基づいて算出された位置に設定されることが好ましい。
【００１５】
前記合金化判定ステップでは、前記前記放射率の変化速度を含む鋼板特徴データが鋼板の種別ごとに記載されたデータベースを参照して、前記めっき層が合金化したかを判定することが好ましい。
【００１６】
前記放射率を測定するための放射率測定装置は、前記保熱帯の前半部分までに設けられることが好ましい。
【００１７】
５カ所目以降の前記放射率の測定位置は、測定位置Ｓ１−測定位置Ｓ２間、又は、測定位置Ｓ３−測定位置Ｓ４間に設定されることが好ましい。
【００１８】
前記合金化炉の炉温設定値又は出力を、所定の時間間隔毎に変動させるようにしてもよい。
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の保熱帯近傍での放射率を、当該鋼板の同一箇所について前記保熱帯の所定の区間内にわたって測定する放射率測定ステップと、前記放射率の測定結果に基づいて、前記放射率の測定開始位置と測定終了位置との間の前記放射率の差分を算出する差分算出ステップと、測定された前記放射率及び算出された前記放射率の差分に基づいて前記鋼板に設けられためっき層が合金化したかを判定する合金化判定ステップと、前記合金化の判定結果に応じて、前記所定の区間内で前記めっき層が合金化するように前記保熱帯の前段に設けられた合金化炉の出力を制御する合金化炉制御ステップと、を含み、前記合金化炉制御ステップでは、前記測定開始位置での放射率が第１の閾値超過であった場合、前記合金化炉の出力を低減させ、前記測定終了位置での放射率が第２の閾値未満であった場合、前記合金化炉の出力を増加させる合金化制御方法が提供される。
【００２０】
前記合金化炉制御ステップでは、前記放射率の差分が経時的に増加している場合、前記合金化炉の出力を低減させることが好ましい。
【００２１】
前記合金化判定ステップでは、前記第１の閾値及び前記第２の閾値を含む鋼板特徴データが鋼板の種別ごとに記載されたデータベースを参照して、前記めっき層が合金化したかを判定することが好ましい。
【００２２】
前記保熱帯の所定の区間は、前記保熱帯の前半部分内に設定されることが好ましい。
【００２３】
上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の保熱帯近傍での放射率を、鋼板搬送方向に沿った少なくとも４カ所について算出する放射率演算部と、前記放射率の測定結果に基づいて、互いに隣り合う測定位置間での前記放射率の差分をそれぞれ算出する放射率差分算出部と、算出された前記放射率の差分に基づいて前記鋼板に設けられためっき層が合金化したかを判定し、当該めっき層が前記保熱帯において合金化した合金化領域を特定する合金化位置特定部と、特定された前記合金化領域の位置に応じて、所定の前記測定位置間で前記めっき層が合金化するように前記保熱帯の前段に設けられた合金化炉の出力を制御する合金化炉制御部と、を備え、前記合金化炉制御部は、前記合金化領域が前記所定の測定位置間よりも前段に位置する場合には、前記合金化炉の出力を低減させ、前記合金化領域が前記所定の測定位置間よりも後段に位置する場合には、前記合金化炉の出力を増加させる合金化制御装置が提供される。
【００２４】
上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の保熱帯近傍での放射率を、当該鋼板の同一箇所について前記保熱帯の所定の区間内にわたって算出する放射率演算部と、前記放射率の測定結果に基づいて、前記放射率の測定開始位置と測定終了位置との間の前記放射率の差分を算出する放射率差分算出部と、測定された前記放射率及び算出された前記放射率の差分に基づいて前記鋼板に設けられためっき層が合金化したかを判定する合金化判定部と、前記合金化の判定結果に応じて、前記所定の区間内で前記めっき層が合金化するように前記保熱帯の前段に設けられた合金化炉の出力を制御する合金化炉制御部と、を備え、前記合金化炉制御部は、前記測定開始位置での放射率が第１の閾値超過であった場合、前記合金化炉の出力を低減させ、前記測定終了位置での放射率が第２の閾値未満であった場合、前記合金化炉の出力を増加させる合金化制御装置が提供される。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように本発明によれば、測定された放射率及び放射率の差分に基づいてめっき層の合金化の状態を判断し、判断結果に応じて加熱炉の出力を制御するため、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する操業の変動に追随し、めっき層の合金化を安定して制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る溶融亜鉛めっきラインの概略を示した説明図である。
【図２】同実施形態に係る合金化制御装置の構成を示したブロック図である。
【図３】同実施形態に係る放射率の測定方法を説明するための説明図である。
【図４Ａ】同実施形態に係る合金化の判定方法を説明するための説明図である。
【図４Ｂ】同実施形態に係る合金化の判定方法を説明するための説明図である。
【図４Ｃ】同実施形態に係る合金化の判定方法を説明するための説明図である。
【図５】同実施形態に係る合金化関連データベースの一例を示した説明図である。
【図６】同実施形態に係る合金化制御方法の流れの一例を示した流れ図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る溶融亜鉛めっきラインの概略を示した説明図である。
【図８】同実施形態に係る放射率の測定方法を説明するための説明図である。
【図９】同実施形態に係る合金化制御装置の構成を示したブロック図である。
【図１０】同実施形態に係る合金化の判定方法を説明するための説明図である。
【図１１】同実施形態に係る合金化制御方法の流れの一例を示した流れ図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る合金化制御装置のハードウェア構成を示したブロック図である。
【図１３】本発明の第１実施例について説明するための説明図である。
【図１４】本発明の第２実施例について説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。
【００２８】
（第１の実施形態）
＜溶融亜鉛めっきラインについて＞
まず、図１を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る溶融亜鉛めっきラインの概略について説明する。図１は、本実施形態に係る溶融亜鉛めっきラインの概略を示した説明図である。
【００２９】
図１に示したように、焼鈍炉から搬送されてきた鋼板Ｓは、溶融亜鉛及び各種の添加物を含む亜鉛浴１０に浸漬される。鋼板Ｓは、亜鉛浴１０内に設置されたシンクロール１１によって方向転換し、略鉛直方向へと搬送される。
【００３０】
亜鉛浴１０から出た鋼板Ｓは、その表面に、溶融亜鉛めっき層（以下、単にめっき層ともいう。）が形成されている。表面にめっき層が形成された鋼板Ｓは、インダクションヒーター等の合金化炉２０へと搬送され、所定の鋼板温度まで加熱される。合金化炉２０を出た鋼板Ｓ（表面にめっき層の形成された鋼板Ｓ）は、続いて、保熱帯３０へと搬送される。
【００３１】
表面にめっき層に形成された鋼板Ｓは、保熱帯３０内のいずれかの位置でめっき層の合金化が起こる。保熱帯３０を出た鋼板Ｓは冷却帯４０で冷却され、常温近くまで冷却されることとなる。
【００３２】
ここで、亜鉛浴１０は、ほぼ一定の温度（例えば約４５０℃）に制御されており、亜鉛浴１０中では、鋼板Ｓの温度は、ほぼ亜鉛浴１０の温度となる。亜鉛浴１０を出た鋼板Ｓは、合金化炉２０に入るまでの間に温度の低下が起きるものの、インダクションヒーター等が用いられた合金化炉２０に搬入されることで、鋼板温度が上昇していく。その結果、合金化炉２０を出て保熱帯３０に入る時点では、鋼板温度は、約５２０℃程度まで上昇することとなる。
【００３３】
ここで、近年導入が進んでいる溶融亜鉛めっきプロセスでは、保熱帯３０内では鋼板温度が一定ではなく、鋼板温度が徐々に低下していることが明らかとなってきている。表面にめっき層の形成された鋼板は、保熱帯３０中で徐々に温度が低下しながら、保熱帯３０内のある場所で合金化が起こる。合金化の起こっためっき鋼板は、保熱帯３０を出ると冷却帯４０に搬入され、常温近くまで更に冷却される。
【００３４】
また、溶融亜鉛めっきライン１において、保熱帯３０に高温ガスを吹き込む装置（図示せず。）を設けることで、保熱帯３０内の温度を高く維持することも可能となる。これにより、保熱帯３０内の温度を高く維持して合金化を進めることが求められる鋼種を製造することができる。
【００３５】
ここで、本実施形態に係る溶融亜鉛めっきライン１では、めっき層の形成された鋼板Ｓの分光放射率（以下、単に、放射率ともいう。）を特定するために、保熱帯３０の近傍に少なくとも４つの合金化センサ５０が設置されている。これらの合金化センサ５０は、放射率測定装置の一例である。合金化センサ５０は、溶融亜鉛めっきライン１を搬送される鋼板の放射率又は放射率を算出するために利用される物理量等を測定可能なものであればよい。鋼板の放射率を算出するために利用される物理量の一例として、鋼板の温度（放射温度）や放射輝度等を挙げることができる。また、鋼板Ｓの放射率を特定するための補助として、保熱帯３０の壁面等に対して、例えば熱電対のような保熱帯の壁面温度を測定可能な温度計（図示せず。）が更に設けられていてもよい。
【００３６】
なお、保熱帯３０の近傍とは、溶融亜鉛めっきライン１の保熱帯３０、合金化炉２０と保熱帯３０との間からなるエリアを指すものである。また、少なくとも４つの放射温度計５０のうち、最も亜鉛浴１０に近い位置の合金化センサ５０は、保熱帯３０の近傍ではなく合金化炉２０内に設置されていてもよい。
【００３７】
少なくとも４つの合金化センサ５０等による測定結果は、本実施形態に係る合金化制御装置１００に出力される。合金化制御装置１００は、合金化センサ５０から出力された測定結果を利用して、溶融亜鉛めっきライン１を搬送される鋼板Ｓに形成されためっき層の放射率を算出し、めっき層の合金化の度合いを判定する。また、合金化制御装置１００は、合金化の度合いの判定結果に応じて、めっき層の合金化を制御する。具体的には、合金化制御装置１００は、合金化炉２０の制御を行うことが可能な各種の合金化炉制御手段６０に対して制御信号等を出力し、合金化炉２０の制御を行う。
【００３８】
この合金化制御装置１００については、以下で改めて詳細に説明する。
【００３９】
＜合金化の進行に伴う放射率の変化について＞
次に、合金化の進行に伴う放射率の変化について、簡単に説明する。
めっき表面の亜鉛が地鉄と合金化すると、急激な放射率（又は反射率）変化が起こることが知られている。めっき直後の鋼板表面は鏡面的であり、放射率が低い。しかし、合金化により亜鉛層に鉄が拡散する過程で、鋼板の表面粗度が急激に増大し、その結果、放射率が上昇する。例えば、めっき直後の放射率は０．２程度であるが、鋼種によって異なるものの、合金化によって放射率が０．６〜０．８まで上昇することが知られている。従って、合金化センサによって測定した放射率の変化に着目することによって、めっき層の合金化が完了したか否かを判断することができる。
【００４０】
＜合金化制御装置の構成について＞
続いて、図２を参照しながら、本実施形態に係る合金化制御装置１００の構成について、詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る合金化制御装置の構成を示したブロック図である。
【００４１】
なお、以下の説明では、溶融亜鉛めっきライン１に設けられた合金化センサ５０から出力された測定結果を利用して、以下で説明する合金化制御装置１００が鋼板Ｓの放射率を算出する場合について説明するが、本発明は、かかる例に限定されるわけではない。すなわち、溶融亜鉛めっきライン１に設けられた合金化センサ５０が、鋼板Ｓの放射率を直接出力することが可能であるならば、合金化センサ５０が出力した放射率そのものを利用して、以下で説明するような処理を実施することも可能である。
【００４２】
本実施形態に係る合金化制御装置１００は、図２に示したように、鋼板測定情報取得制御部１０１と、放射率演算部１０３と、放射率差分算出部１０５と、合金化位置特定部１０７と、合金化炉制御部１０９と、表示制御部１１１と、記憶部１１３と、を主に備える。
【００４３】
鋼板測定情報取得制御部１０１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、通信装置等により実現される。鋼板測定情報取得制御部１０１は、保熱帯３０の近傍に設置された合金化センサ５０から出力された鋼板の測定結果に関する鋼板測定情報を取得する制御を行う。また、鋼板測定情報取得制御部１０１は、保熱帯３０の近傍に、保熱帯３０の壁面温度を測定するための壁面温度計が設置されている場合には、かかる壁面温度計から出力される出力データについても取得する。
【００４４】
ここで、本実施形態に係る溶融亜鉛めっきライン１では、図３に示したように、少なくとも４カ所の放射率を測定するために、少なくとも４台の合金化センサ５０が設置されている。これらの合金化センサ５０は、図３に示したように、保熱帯３０の前半部分に設置されることが好ましい。
【００４５】
これら少なくとも４台の合金化センサ５０の設置位置（すなわち、放射率の測定位置）を、図３に示したように、合金化炉２０に近い側から順にＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４・・・としたとき、測定位置Ｓ１に対応する合金化センサ５０は、図３に示したように、保熱帯３０の入側に設けられていてもよく、合金化炉２０と保熱帯３０との間に設置されていてもよく、合金化炉２０の内部や合金化炉２０の出側に設けられていてもよい。また、測定位置Ｓ２に対応する合金化センサ５０は、図３に示したように、保熱帯３０の内部に設けることが好ましい。
【００４６】
更に、測定位置Ｓ３に対応する合金化センサ５０は、図３に示したように、保熱帯３０の内部に設けられるものであるが、この測定位置Ｓ３に対応する合金化センサ５０の設置位置は、測定位置Ｓ２に対応する合金化センサ５０の位置に応じて決定される。
【００４７】
すなわち、本実施形態に係る合金化制御装置１００は、以下で説明するように、鋼板Ｓに形成されためっき層が、測定位置Ｓ２−測定位置Ｓ３間の領域（図３における領域Ａ２）で合金化するように合金化炉２０の設定や出力を制御する。従って、測定位置Ｓ３に対応する合金化センサ５０の設置位置が、適切な合金化制御を実施するうえで重要となる。鋼板Ｓに形成されためっき層の合金化は、母材である鋼板Ｓの鉄原子がめっき層に拡散していくことで進行する。そこで、本実施形態に係る溶融亜鉛めっきライン１では、過去の操業実績データ、実験室における実験結果、文献の記載等の各種の情報に基づいて、めっき層が合金化する合金化速度や放射率の変化速度等の速度情報を予め特定しておく。めっき厚み方向の合金化速度は同一鋼種の鋼板においてはほぼ一定となると考えられるので、時間単位でのめっき表面の放射率の変化パターンは、同一の鋼板であればほぼ一定であり、同一の通板速度では放射率の変化は合金化の程度によって長手方向の位置が変化すると考えられるため、本実施形態に係る溶融亜鉛めっきライン１では、かかる速度情報と、鋼板Ｓの搬送速度と、に基づいて、測定位置Ｓ３の位置を決定する。例えば、後述する図４Ａのように、放射率の変化が大きい部分が、測定位置Ｓ２と測定位置Ｓ３との間に位置するように、測定位置Ｓ３と合金化センサ５０の設置間隔とを決定する。
【００４８】
具体的には、一定の速度で操業している時に、保熱帯３０の壁面に多数の穴をあけておき、各々の穴から内部（放射室）を測定して、放射率の変化パターンとして急激に放射率が変化し始める位置と放射率の変化が緩やかになる位置とを予め特定しておき、かかる位置が含まれる前後の直近の穴の位置から、測定位置Ｓ２及び測定位置Ｓ３を決定すればよい。
【００４９】
なお、上記の急激に放射率が変化し始める位置を特定するには、予め設定した放射率の変化率以上となる部位を特定すればよい。例えば、予め設定した放射率の変化率として、１０％等の値を用いることが可能である。また、放射率の変化が緩やかになる位置を特定する際も、同様にして、予め設定した放射率の変化率以下となる部位を特定すればよい。例えば、予め設定した放射率の変化として、１０％等の値を用いることが可能である。
【００５０】
また、定常速度が変わる別の鋼種を合金化処理する際には、予め特定しておいた位置まで手動または自動で合金化センサ５０を移動させる。
【００５１】
また、本実施形態に係る溶融亜鉛めっきライン１に、５台目以降の合金化センサ５０を設置する場合には、測定位置Ｓ１−測定位置Ｓ２間や、測定位置Ｓ２−測定位置Ｓ３間（すなわち、図３における領域Ａ１や領域Ａ３）に設置することが好ましい。以下で説明するように、本実施形態に係る合金化制御装置１００では、めっき層の合金化が起こった位置（合金化位置とも称する。）が領域Ａ１、領域Ａ２、領域Ａ３のどの場所かに応じて、めっき層の合金化が適正なものであるか、過合金や未合金といった現象が生じているかの判断を行う。ここで、領域Ａ１が合金化位置である場合が過合金に該当し、領域Ａ３が合金化位置である場合が未合金に該当する。従って、過合金が生じているか否かをより詳細に判断したい場合には、領域Ａ１に５台目以降の合金化センサ５０を設置すればよく、未合金が生じているか否かをより詳細に判断したい場合には、領域Ａ３に５台目以降の合金化センサ５０を設置すればよい。また、過合金及び未合金についてより詳細に判断したい場合には、領域Ａ１及び領域Ａ３の双方に、更に合金化センサ５０を設置すればよい。
【００５２】
なお、隣り合う合金化センサ５０の間隔は、等間隔であっても良く、場所毎に異なっていても良い。
【００５３】
本実施形態に係る鋼板測定情報取得制御部１０１は、このように設置された各合金化センサ５０から、測定結果に対応する鋼板測定情報を取得して、後述する放射率演算部１０３に取得した鋼板測定情報を出力する。また、鋼板測定情報取得制御部１０１は、保熱帯３０の壁面温度を測定するための壁面温度計から出力される出力データを取得した場合には、かかる出力データを鋼板測定情報に含めて、放射率演算部１０３に出力する。
【００５４】
なお、鋼板測定情報取得制御部１０１は、取得した鋼板測定情報に、かかる情報を取得した日時等に関する時刻情報を関連付けて、記憶部１１３に履歴情報として格納してもよい。
【００５５】
放射率演算部１０３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。放射率演算部１０３は、鋼板測定情報取得制御部１０１から出力された鋼板測定情報に基づいて、溶融亜鉛めっきライン１を搬送される鋼板Ｓの放射率を、合金化センサ５０が設置された位置のそれぞれで算出する。かかる放射率の算出処理により、各測定位置における鋼板Ｓの放射率が測定されたこととなる。放射率演算部１０３は、鋼板測定情報取得制御部１０１から出力される鋼板測定情報の内容に応じて、各種の演算方法を適宜利用して放射率を算出することができる。
【００５６】
放射率演算部１０３は、各測定位置における鋼板Ｓの放射率を算出すると、算出した放射率に関する情報を、後述する放射率差分算出部１０５に出力する。放射率演算部１０３は、算出した放射率に関する情報を、後述する合金化位置特定部１０７に出力してもよい。また、放射率演算部１０３は、算出した放射率に関する情報を、後述する表示制御部１１１に出力して、ディスプレイ等の表示部（図示せず。）に算出結果を表示させるようにしてもよい。また、放射率演算部１０３は、算出した放射率に関する情報に、かかる情報を算出した日時等に関する時刻情報を関連付けて、記憶部１１３に履歴情報として格納してもよい。
【００５７】
放射率差分算出部１０５は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。放射率差分算出部１０５は、放射率演算部１０３から出力された放射率に関する情報に基づいて、互いに隣り合う測定位置間での放射率の差分を算出する。例えば図３に示したように、溶融亜鉛めっきライン１に４台の合金化センサ５０が設置されており、各測定位置における放射率がそれぞれε１、ε２、ε３及びε４であるとする。かかる場合に、放射率差分算出部１０５は、ε２−ε１、ε３−ε２、ε４−ε３の３種類の差分を算出する。
【００５８】
放射率差分算出部１０５は、放射率の差分の算出が終了すると、得られた算出結果を後述する合金化位置特定部１０７に出力する。また、放射率差分算出部１０５は、算出した放射率の差分に関する情報を表示制御部１１１に出力して、ディスプレイ等の表示部（図示せず。）に算出結果を表示させるようにしてもよい。放射率差分算出部１０５は、算出した放射率の差分に関する情報に、かかる情報を算出した日時等に関する時刻情報を関連付けて、記憶部１１３に履歴情報として格納してもよい。
【００５９】
合金化位置特定部１０７は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。合金化位置特定部１０７は、放射率差分算出部１０５が算出した放射率の差分に基づいて、鋼板に形成されためっき層が合金化したかを判定し、このめっき層が保熱帯において合金化した合金化領域の位置（合金化位置）を特定する。
【００６０】
先に説明したように、亜鉛めっき層の表面に存在する亜鉛が地鉄と合金化すると、急激な放射率の増加が起こる。従って、合金化位置特定部１０７は、放射率差分算出部１０５により算出された放射率の差分が、鋼種毎に設定されている所定の閾値以上となったか否かに基づいて、めっき層が合金化したか否かを判定することができる。
【００６１】
以下では、図４Ａ〜図４Ｃを参照しながら、溶融亜鉛めっきライン１に４台の合金化センサ５０が設置されている場合を例にとって、具体的に説明する。
【００６２】
ここで、図４Ａに示したように、ε３−ε２で規定される放射率の差分が所定の閾値以上となった場合に、合金化位置特定部１０７は、図３に示した領域Ａ２（測定位置Ｓ２−測定位置Ｓ３間）でめっき層に合金化が生じたと判断する。また、以下で説明するように、本実施形態に係る合金化制御装置１００では、領域Ａ２で合金化が生じている場合に、適正な合金化が進行していると判断する。
【００６３】
また、図４Ｂに示したように、ε２−ε１で規定される放射率の差分が所定の閾値以上となった場合に、合金化位置特定部１０７は、図３に示した領域Ａ１（測定位置Ｓ２−測定位置Ｓ１間）でめっき層に合金化が生じたと判断する。また、以下で説明するように、本実施形態に係る合金化制御装置１００では、領域Ａ１で合金化が生じている場合に、溶融亜鉛めっきライン１で製造されるめっき鋼板は過合金状態になると判断する。
【００６４】
また、図４Ｃに示したように、ε４−ε３で規定される放射率の差分が所定の閾値以上となった場合に、合金化位置特定部１０７は、図３に示した領域Ａ３（測定位置Ｓ４−測定位置Ｓ３間）でめっき層に合金化が生じたと判断する。また、以下で説明するように、本実施形態に係る合金化制御装置１００では、領域Ａ３で合金化が生じている場合に、溶融亜鉛めっきライン１で製造されるめっき鋼板は未合金状態になると判断する。
【００６５】
ここで、合金化位置特定部１０７は、合金化したか否かの判定に用いる閾値を、図５に示したような合金化関連データベースを参照することで算出する。この合金化関連データベースは、記憶部１１３等に格納されており、合金化位置特定部１０７が随時参照することが可能なものである。この合金化関連データベースには、図５に示したように、鋼種毎に、適正な合金化が生じる場合における測定位置Ｓ２及び測定位置Ｓ３での放射率やその差分（Ｓ３−Ｓ２）、更に、合金化しためっき層の最終的な放射率の値と、測定位置Ｓ３での放射率との差分β（Ｓ４−Ｓ３）が記載されている。
【００６６】
なお、差分βの値は、めっき相がほぼ安定化して固相化（Ｓ３）してから、ゆっくり鉄が拡散して最終的に相が固定するまで（Ｓ４）の間の値であり、０．１〜０．２程度の値を示し、鋼板種によってほぼ一定となる。従って、本実施形態での合金化制御に関しては、後述のとおり（Ｓ３−Ｓ２）で表される放射率の変化を指標として使用するが、更に合金化制御精度の向上、特に過合金を防止する手段として、例えば以下のような制御を行うことも可能である。すなわち、差分βに関する閾値を所定の値（例えば、０．１）に設定し、差分（Ｓ３−Ｓ２）が閾値以上であっても、差分βの値がβに関する閾値を下回った場合には、Ｓ３−Ｓ２で行う出力低下の半分程度の出力低下を行う等の制御を実施する。これにより、よりきめ細かな制御が可能となる。
【００６７】
また、かかる合金化関連データベースは、データベースの形式に限定されるわけではなく、ルックアップテーブルのような形式で記憶部１１３等に格納されていてもよい。
【００６８】
なお、上述の説明では、領域Ａ１〜領域Ａ３の何れかで放射率の急峻な増加が生じる場合について示したが、未合金又は過合金の判定は、上述の方法以外にも行うことが可能である。すなわち、測定位置Ｓ１において、合金化が進んでいると判断しうる程の高い放射率が観測された場合には、溶融亜鉛めっきライン１で製造されるめっき鋼板は過合金状態になると判断することができる。また、測定位置Ｓ４においても、合金化が進んでいると判断しうる程の放射率が観測されなかった場合には、溶融亜鉛めっきライン１で製造されるめっき鋼板は未合金状態になると判断することができる。
【００６９】
合金化位置特定部１０７は、以上のような方法で合金化位置を特定すると、合金化位置の特定結果を表す情報を、合金化炉制御部１０９に出力する。また、合金化位置特定部１０７は、特定した合金化位置に関する情報を表示制御部１１１に出力して、ディスプレイ等の表示部（図示せず。）に特定結果を表示させるようにしてもよい。合金化位置特定部１０７は、特定した合金化位置に関する情報に、かかる情報を生成した日時等に関する時刻情報を関連付けて、記憶部１１３に履歴情報として格納してもよい。
【００７０】
合金化炉制御部１０９は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信装置等により実現される。合金化炉制御部１０９は、合金化位置特定部１０７により特定された合金化領域の位置（合金化位置）に応じて、所定の領域でめっき層が合金化するように合金化炉を制御する。
【００７１】
本実施形態では、鋼板Ｓに形成されためっき層が領域Ａ２（測定位置Ｓ２−測定位置Ｓ３間）で合金化することが適正である場合について着目している。従って、合金化炉制御部１０９は、合金化位置特定部１０７により特定された合金化位置に関する情報を参照して、合金化位置が領域Ａ２ではない場合に、合金化炉２０の制御を実施する。
【００７２】
具体的には、合金化位置が領域Ａ２よりも前段に位置する場合、すなわち、合金化位置が領域Ａ１である場合には、合金化炉制御部１０９は、過合金状態となることを回避し、領域Ａ２で合金化が生じるようにするために、合金化炉の出力を低減させる。また、合金化位置が領域Ａ２よりも後段に位置する場合、すなわち、合金化位置が領域Ａ３である場合には、合金化炉制御部１０９は、未合金状態となることを回避し、領域Ａ２で合金化が生じるようにするために、合金化炉の出力を増加させる。
【００７３】
ここで、合金化炉の出力を増加させたり低減させたりするための制御は、用いる合金化炉の種別等に応じて適宜選択すればよいが、例えば、合金化炉の最高温度設定値ＴＨを増加／低減させたり、合金化炉を加熱するための加熱装置の出力（例えば、ヒータに流れる電流量等）を増加／低減させたりすればよい。
【００７４】
また、合金化炉の出力を増加／低減させる程度についても、用いる合金化炉の種別や設備の大きさ、鋼種等に応じて適宜選択すればよいが、例えば、合金化炉の最高温度設定値ＴＨを５℃増加／低下させたり、ヒータに流れる電流量を２．５％増加／低下させたりすればよい。
【００７５】
合金化炉制御部１０９は、合金化位置に応じて上述のような制御方法を選択すると、選択した制御方法に対応する制御信号を生成して、合金化炉制御手段６０に出力する。合金化炉制御手段６０は、合金化炉制御部１０９から出力された制御信号に基づいて合金化炉２０の制御を実施することとなる。これにより、合金化位置が領域Ａ２となるように、合金化炉２０が制御されることとなる。
【００７６】
表示制御部１１１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信装置等により実現される。表示制御部１１１は、合金化位置特定部１０７から伝送された合金化位置に関する情報を、合金化制御装置１００の備えるディスプレイ等の表示部や、合金化制御装置１００の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１１１は、合金化位置に関する情報以外にも、算出した放射率等の値や、これらの値の推移を示したグラフ図など、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１１１が表示部に合金化位置に関する結果等を表示させることで、合金化制御装置１００の利用者は、搬送されている鋼板Ｓの合金化位置に関する情報等を、その場で把握することが可能となる。
【００７７】
記憶部１１３は、本実施形態に係る合金化制御装置１００が備える記憶装置の一例である。記憶部１１３には、合金化位置特定部１０７が合金化位置を特定する際に利用するデータベースが格納されている。また、記憶部１１１には、放射率演算部１０３が放射率を算出する際に利用する各種のデータベースやプログラム、複数の合金化センサ５０の設置順序及び設置位置に関する情報等が格納されていてもよい。また、記憶部１１３には、本実施形態に係る合金化制御装置１００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。この記憶部１１３には、合金化制御装置１００が備える各処理部が、自由に読み書きを行うことが可能である。
【００７８】
以上、本実施形態に係る合金化制御装置１００について、詳細に説明した。
なお、本実施形態に係る合金化制御装置１００は、放射率を連続的に測定しておき、合金化に関する各種の判定についても連続的に実施してもよいし、放射率を連続的に測定しておき、合金化に関する各種の判定を、所定の時間間隔毎に間歇的に実施してもよい。また、本実施形態に係る合金化制御装置１００は、放射率の測定及び合金化に関する各種の判定を、所定の時間間隔毎に間歇的に実施してもよい。
【００７９】
また、本実施形態に係る合金化炉制御手段６０は、合金化炉の最高温度設定値や合金化炉を加熱するための加熱装置の出力を、１秒程度の時間間隔毎に、常時変動させてもよい。この場合、合金化炉の最高温度設定値の変動幅は±２℃程度とし、加熱装置の出力の変動幅は±１％程度とすることが好ましい。合金化炉の設定をこのように変動させることによって、未合金状態や過合金状態の判定精度を向上させることができる。
【００８０】
以上、本実施形態に係る合金化制御装置１００の機能の一例を示した。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、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。
【００８１】
なお、上述のような本実施形態に係る合金化制御装置の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、パーソナルコンピュータ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。
【００８２】
＜合金化制御方法について＞
続いて、図６を参照しながら、本実施形態に係る合金化制御方法の流れについて説明する。図６は、本実施形態に係る合金化制御方法の流れの一例を示した流れ図である。
【００８３】
まず、溶融亜鉛めっきライン１の近傍に設けられた少なくとも４台の合金化センサ５０は、少なくとも４カ所における鋼板Ｓの放射率を測定し（ステップＳ１０１）、合金化制御装置１００に出力する。ここで、合金化センサ５０が鋼板の放射率ではなく、放射率の算出に利用可能な物理量を測定するセンサである場合には、先だって説明したように、合金化制御装置１００の放射率演算部１０３により、測定の結果得られた情報に基づいて、鋼板の放射率を算出すればよい。
【００８４】
合金化制御装置１００の放射率差分算出部１０５は、測定された鋼板の放射率に基づいて、隣り合う測定位置間での放射率の差分を算出し（ステップＳ１０３）、得られた算出結果を、合金化位置特定部１０７に出力する。
【００８５】
合金化位置特定部１０７は、放射率差分算出部１０５が算出した放射率の差分に基づいて、鋼板に形成されためっき層が合金化した位置（合金化位置）を特定し（ステップＳ１０５）、得られた特定結果を、合金化炉制御部１０９に出力する。
【００８６】
合金化炉制御部１０９は、合金化位置特定部１０７における合金化位置の特定結果を参照して、どのような制御を行うかを判断する（ステップＳ１０７）。すなわち、合金化位置が所望の領域（例えば、図３における領域Ａ２）である場合には、合金化炉制御部１０９は、適正な合金化が進行しているとして、合金化炉の設定を変更しない。また、合金化炉制御部１０９は、合金化位置が所望の領域の前段（例えば、図３における領域Ａ１）である場合には、過合金状態を回避し、所望の領域で合金化が生じるように、合金化炉の出力を低減させる制御を実施する（ステップＳ１０９）。また、合金化炉制御部１０９は、合金化位置が所望の領域の後段（例えば、図３における領域Ａ３）である場合には、未合金状態を回避し、所望の領域で合金化が生じるように、合金化炉の出力を増加させる制御を実施する（ステップＳ１１１）。
【００８７】
このような制御を実施したのちに、合金化炉制御部１０９は、合金化炉の制御を終了するかを判断する（ステップＳ１１３）。合金化制御装置１００の使用者等により制御終了の操作がなされていない場合には、合金化制御装置１００はステップＳ１０１に戻って処理を継続する。また、制御終了の操作がなされていた場合には、合金化制御装置１００は、合金化炉の制御を終了する。
【００８８】
以上説明したような流れで処理を実施することにより、本実施形態に係る溶融亜鉛めっきライン１では、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する操業の変動に追随し、めっき層の合金化を安定して制御することが可能となる。
【００８９】
（第２の実施形態）
以上説明した本発明の第１の実施形態は、溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の互いに異なる少なくとも４カ所以上の場所の放射率に基づいて、鋼板に形成されためっき層の合金化を制御するものであった。以下で説明する本発明の第２の実施形態は、溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の同一箇所を測定した放射率に基づいて、鋼板に形成されためっき層の合金化を制御するものである。
【００９０】
＜溶融亜鉛めっきラインについて＞
まず、図７及び図８を参照しながら、本発明の第２の実施形態に係る溶融亜鉛めっきラインの概略について説明する。図７は、本実施形態に係る溶融亜鉛めっきラインの概略を示した説明図である。図８は、本実施形態に係る放射率の測定方法を説明するための説明図である。
【００９１】
本実施形態に係る溶融亜鉛めっきライン１に設けられた亜鉛浴１０、合金化炉２０、保熱帯３０、冷却帯４０、合金化炉制御手段６０については、第１の実施形態に係る亜鉛浴１０、合金化炉２０、保熱帯３０、冷却帯４０、合金化炉制御手段６０と同様の構成を有し同様の効果を奏するものであるため、詳細な説明は省略する。
【００９２】
本実施形態に係る溶融亜鉛めっきライン１では、１台の合金化センサ５０が保熱帯３０の近傍に設置されている。また、この合金化センサ５０は、図８に示したように、ベルトコンベアのようなセンサ位置変更手段７０に接続されており、鋼板Ｓの搬送速度に合わせてその位置が変更可能なようになっている。これにより、本実施形態に係る合金化センサ５０は、保熱帯３０の所定区間を鋼板Ｓと共に移動しながら、鋼板の同じ位置を測定することができる。本実施形態に係る合金化センサ５０は、図８に示したように、測定開始位置ＳＡ−測定終了位置ＳＢ間の区間について、鋼板Ｓを連続的に測定し、得られた測定結果を合金化制御装置１００に出力する。
【００９３】
ここで、図８に示した合金化センサ５０の測定開始位置ＳＡは、保熱帯３０の入側近傍にすることが好ましく、更に好ましくは、保熱帯の入り口〜入り口から５ｍ程度である。合金化センサ５０の測定終了位置ＳＢは、保熱帯３０の前半部分に収まるように、測定開始位置ＳＡから数ｍ程度後段（測定開始位置ＳＡを通過してから、１秒程度後の位置）に設定することが好ましい。
【００９４】
本実施形態に係る合金化制御装置１００は、合金化センサ５０から出力された鋼板測定情報と、センサ位置変更手段７０から出力された合金化センサ５０の存在位置（すなわち、合金化センサが現在測定を実施している位置）に関する情報を取得する。その上で、合金化制御装置１００は、鋼板Ｓに形成されためっき層の合金化について判断を行い、適切な合金化が進行していない場合には、合金化炉２０の出力を制御して、適切な合金化が進行するようにする。
【００９５】
なお、図８に示したセンサ位置変更手段７０はあくまでも一例であって、鋼板Ｓの搬送速度に合わせて位置を変更可能なものであれば、任意のものを使用することができる。
【００９６】
＜合金化制御装置の構成について＞
続いて、図９を参照しながら、本実施形態に係る合金化制御装置１００の構成について、詳細に説明する。図９は、本実施形態に係る合金化制御装置の構成を示したブロック図である。
【００９７】
本実施形態に係る合金化制御装置１００は、図９に示したように、例えば、鋼板測定情報取得制御部１０１、放射率演算部１０３、表示制御部１１１、記憶部１１３、放射率差分算出部１５１、合金化判定部１５３、及び、合金化炉制御部１５５を主に備える。
【００９８】
本実施形態に係る鋼板測定情報取得制御部１０１は、センサ位置変更手段７０から合金化センサ５０の現在位置に関する情報を取得しながら、合金化センサ５０から鋼板測定情報を取得し、合金化センサ５０の現在位置と取得した鋼板測定情報とを関連付けて出力する以外は、第１の実施形態に係る鋼板測定情報取得制御部１０１と同様の構成を有する。従って、以下では詳細な説明は省略する。
【００９９】
本実施形態に係る放射率演算部１０３は、算出した放射率に関する情報を、放射率差分算出部１５１及び合金化判定部１５３に出力する以外は、第１の実施形態に係る放射率演算部１０３と同様の構成を有し、同様の効果を奏するものである。従って、以下では詳細な説明は省略する。
【０１００】
また、本実施形態に係る表示制御部１１１及び記憶部１１３については、第１の実施形態に係る表示制御部１１１及び記憶部１１３と同様の構成を有するため、以下では詳細な説明は省略する。
【０１０１】
本実施形態に係る放射率差分算出部１５１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。放射率差分算出部１５１は、放射率演算部１０３が算出した測定開始位置ＳＡ及び測定終了位置ＳＢでの放射率に基づいて、測定終了位置ＳＢ−測定開始位置ＳＡ間での放射率の差分を算出する。放射率差分算出部１５１は、算出した放射率の差分を、後述する合金化判定部１５３に出力する。
【０１０２】
合金化判定部１５３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。合金化判定部１５３は、放射率演算部１０３が算出した測定区間内での放射率、及び、放射率差分算出部１５１が算出した放射率の差分に基づいて、鋼板に形成されためっき層が合金化したか否かを判定する。
【０１０３】
より詳細には、合金化判定部１５３は、図１０の（ｉ）に示したように、測定開始位置ＳＡにおける放射率εＡが第１の閾値超過であり、かつ、測定終了位置ＳＢにおける放射率εＢが第２の閾値未満である場合には、合金化は適正であると判断する。
【０１０４】
また、合金化判定部１５３は、図１０の（ｉｉ）に示したように、測定開始位置ＳＡにおける放射率εＡが第３の閾値以上であり、測定開始位置ＳＡにおいて既に合金化が疑われる高い値を有している場合には、合金化判定部１５３は、過合金状態にあると判断する。
【０１０５】
また、合金化判定部１５３は、図１０の（ｉｉｉ）に示したように、測定終了位置ＳＢにおける放射率εＢが第４の閾値以下であり、測定終了位置ＳＢにおいても合金化が生じていないと疑われる低い値を有している場合には、合金化判定部１５３は、未合金状態にあると判断する。
【０１０６】
なお、上記４種類の閾値は鋼種毎に規定される値であり、合金化判定部１５３は、記憶部１１３等に格納された合金化関連データベースを参照して、かかる閾値がどのような値であるかを特定する。
【０１０７】
更に、上記判定基準以外にも、合金化判定部１５３は、放射率差分算出部１５１が算出した放射率の差分が経時的に増加しており、その増加量が所定の閾値以上である場合（すなわち、時刻ｔ１において算出された放射率の差分に比べて、時刻ｔ２において算出された放射率の差分が所定の閾値以上の大きな値となっている場合）には、溶融亜鉛めっきライン１は過合金化傾向にあると判断する。
【０１０８】
合金化判定部１５３は、上述のような判定結果を表す情報を、合金化炉制御部１５５に出力する。また、合金化判定部１５３は、判定結果に関する情報を表示制御部１１１に出力して、ディスプレイ等の表示部（図示せず。）に特定結果を表示させるようにしてもよい。合金化判定部１５３は、判定結果に関する情報に、かかる情報を生成した日時等に関する時刻情報を関連付けて、記憶部１１３に履歴情報として格納してもよい。
【０１０９】
合金化炉制御部１５５は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信装置等により実現される。合金化炉制御部１５５は、合金化判定部１５３による合金化の判定結果に応じて、所望の領域でめっき層が合金化するように合金化炉を制御する。
【０１１０】
具体的には、合金化判定部１５３により過合金状態にあると判定された場合には、合金化炉制御部１５５は、過合金状態となることを回避し、所望の領域で合金化が生じるようにするために、合金化炉の出力を低減させる。また、合金化判定部１５３により未合金状態にあると判定された場合には、合金化炉制御部１５５は、未合金状態となることを回避し、所望の領域で合金化が生じるようにするために、合金化炉の出力を増加させる。更に、合金化判定部１５３により過合金傾向にあると判定された場合には、合金化炉制御部１５５は、過合金状態となることを回避するために、合金化炉の出力を低減させる。
【０１１１】
ここで、合金化炉の出力を増加させたり低減させたりするための制御は、用いる合金化炉の種別等に応じて適宜選択すればよいが、例えば、合金化炉の最高温度設定値ＴＨを増加／低減させたり、合金化炉を加熱するための加熱装置の出力（例えば、ヒータに流れる電流量等）を増加／低減させたりすればよい。
【０１１２】
また、合金化炉の出力を増加／低減させる程度についても、用いる合金化炉の種別や設備の大きさ、鋼種等に応じて適宜選択すればよいが、例えば、過合金状態／未合金状態にある場合には、合金化炉の最高温度設定値ＴＨを５℃増加／低下させたり、ヒータに流れる電流量を２．５％増加／低下させたりすればよい。また、過合金傾向にある場合には，合金化炉の最高温度設定値ＴＨを３℃低下させたり、ヒータに流れる電流量を１．５％低下させたりすればよい。
【０１１３】
合金化炉制御部１５５は、判定結果に応じて上述のような制御方法を選択すると、選択した制御方法に対応する制御信号を生成して、合金化炉制御手段６０に出力する。合金化炉制御手段６０は、合金化炉制御部１５５から出力された制御信号に基づいて合金化炉２０の制御を実施することとなる。これにより、合金化位置が所望の領域となるように、合金化炉２０が制御されることとなる。
【０１１４】
以上、本実施形態に係る合金化制御装置１００について、詳細に説明した。
なお、本実施形態に係る合金化制御装置１００は、合金化に関する各種の判定を連続的に実施してもよいし、合金化に関する各種の判定を所定の時間間隔毎に間歇的に実施してもよい。
【０１１５】
また、本実施形態に係る合金化制御装置１００は、測定開始位置及び測定終了位置の２カ所（かかる２カ所は可動とする。）のみで放射率を測定し、測定開始位置−測定終了位置間で合金化が生じるように合金化炉を制御してもよい。
【０１１６】
以上、本実施形態に係る合金化制御装置１００の機能の一例を示した。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、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。
【０１１７】
なお、上述のような本実施形態に係る合金化制御装置の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、パーソナルコンピュータ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。
【０１１８】
＜合金化制御方法について＞
続いて、図１１を参照しながら、本実施形態に係る合金化制御方法の流れについて説明する。図１１は、本実施形態に係る合金化制御方法の流れの一例を示した流れ図である。
【０１１９】
まず、溶融亜鉛めっきライン１の近傍に設けられた１台の合金化センサ５０は、保熱帯３０の所定区間において鋼板Ｓの同一箇所の放射率を測定し（ステップＳ１５１）、合金化制御装置１００に出力する。ここで、合金化センサ５０が鋼板の放射率ではなく、放射率の算出に利用可能な物理量を測定するセンサである場合には、先だって説明したように、合金化制御装置１００の放射率演算部１０３により、測定の結果得られた情報に基づいて、鋼板の放射率を算出すればよい。
【０１２０】
合金化制御装置１００の放射率差分算出部１５１は、測定された鋼板の放射率に基づいて、測定開始位置と測定終了位置との間での放射率の差分を算出し（ステップＳ１５３）、得られた算出結果を、合金化判定部１５３に出力する。
【０１２１】
合金化判定部１５３は、放射率演算部１０３が算出した放射率、及び、放射率差分算出部１５１が算出した放射率の差分に基づいて、鋼板に形成されためっき層が合金化したか否かを判定し（ステップＳ１５５）、得られた判定結果を、合金化炉制御部１５５に出力する。
【０１２２】
合金化炉制御部１５５は、合金化判定部１５３における判定結果を参照して、どのような制御を行うかを判断する（ステップＳ１５７）。すなわち、合金化炉制御部１５５は、判定結果が過合金状態である場合及び過合金傾向にある場合には、過合金状態を回避し、所望の領域で合金化が生じるように、合金化炉の出力を低減させる制御を実施する（ステップＳ１５９）。また、合金化炉制御部１５５は、判定結果が未合金状態である場合には、未合金状態を回避し、所望の領域で合金化が生じるように、合金化炉の出力を増加させる制御を実施する（ステップＳ１６１）。また、合金化炉制御部１５５は、放射率の差分が所定の条件を満たしており、適正な合金化が進行している場合には、合金化炉の設定を変更しない。
【０１２３】
このような制御を実施したのちに、合金化炉制御部１５５は、合金化炉の制御を終了するかを判断する（ステップＳ１６３）。合金化制御装置１００の使用者等により制御終了の操作がなされていない場合には、合金化制御装置１００はステップＳ１５１に戻って処理を継続する。また、制御終了の操作がなされていた場合には、合金化制御装置１００は、合金化炉の制御を終了する。
【０１２４】
以上説明したような流れで処理を実施することにより、本実施形態に係る溶融亜鉛めっきライン１では、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する操業の変動に追随し、めっき層の合金化を安定して制御することが可能となる。
【０１２５】
（ハードウェア構成について）
次に、図１２を参照しながら、本発明の実施形態に係る合金化制御装置１００のハードウェア構成について、詳細に説明する。図１２は、本発明の実施形態に係る合金化制御装置１００のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。
【０１２６】
合金化制御装置１００は、主に、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、を備える。また、合金化制御装置１００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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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、合金化制御装置１００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。合金化制御装置１００のユーザは、この入力装置９０９を操作することにより、合金化制御装置１００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。
【０１３０】
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、合金化制御装置１００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、合金化制御装置１００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。
【０１３１】
ストレージ装置９１３は、合金化制御装置１００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。
【０１３２】
ドライブ９１５は、記録媒体用リーダライタであり、合金化制御装置１００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。
【０１３３】
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、合金化制御装置１００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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
以上、本発明の実施形態に係る合金化制御装置１００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。
【実施例】
【０１３６】
＜合金化センサ及び放射率の算出方法について＞
本発明の実施例について説明するに先立ち、まず、以下で説明する第１実施例及び第２実施例で利用した合金化センサ、及び、合金化センサの出力データを利用した放射率の算出方法について説明する。
【０１３７】
以下で説明する実施例では、合金化センサとして、放射温度計を利用する。この放射温度計は、溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の放射輝度を測定するものである。以下では、放射率演算部１０３が実施する、測定された放射輝度に基づく放射率の算出方法について、その概略を説明する。
【０１３８】
なお、以下の説明では、ｚ軸正方向を鋼板Ｓの搬送方向にとるものとし、保熱帯３０の内部では、鋼板温度がＴｐ（ｚ）［℃］であり、放射率がε（ｚ）である鋼板Ｓが搬送されているものとする。また、保熱帯３０の内壁（断熱材）は、高温で搬送される鋼板Ｓの熱放射等により加熱されて、その内壁温度は、ＴＷ（ｚ）［℃］に達しているものとする。
【０１３９】
ここで、保熱帯３０の近傍に設置された合金化センサ５０である放射温度計は、鋼板Ｓが発する熱放射（すなわち自発光）を測定する。また、保熱帯の内壁（断熱材）も熱を持っているため、保熱帯の内壁も熱放射を放出する。この熱放射が鋼板Ｓによって反射し、迷光として同時に放射温度計に観測されることとなる。このように、放射温度計が観測する放射輝度Ｌ（ｚ）は、以下の式１０１に示したように、鋼板の自発光による放射輝度と、内壁の熱放射による放射輝度の和となる。
【０１４０】
【数１】
・・・（式１０１）
【０１４１】
ここで、上記式１０１において、ε（ｚ）は、鋼板の真の放射率を表しており、Ｌ（ｚ）は、放射温度計によって測定される放射輝度である。また、右辺第１項は、位置ｚにおける鋼板Ｓからの自発光による放射輝度を表し、右辺第２項は、保熱帯の内壁からの熱放射が鋼板に反射して混入する放射輝度（すなわち、迷光雑音）を表している。
【０１４２】
ここで、上記式１０１におけるＬｐ（ｚ）及びＬｗ（ｚ）は、それぞれ、以下の式１０２及び式１０３のように表される。下記式１０２及び式１０３において、定数ｃ１は、真空中の光の速度ｃと、プランク定数ｈとを利用して表される値であり、定数ｃ２は、真空中の光の速度ｃと、プランク定数ｈと、ボルツマン定数ｋとを用いて表される値である。これらの値の詳細を、以下の式１０４及び式１０５に示す。また、λは、放射温度計の観察波長であり、赤外領域（より詳細には近赤外領域、例えば、１．５μｍなど）に設定される値である。
【０１４３】
【数２】
・・・（式１０２）
・・・（式１０３）
・・・（式１０４）
・・・（式１０５）
【０１４４】
ここで、式１０２中に存在する鋼板温度Ｔｐ（ｚ）、及び、式１０３中に存在する壁面温度Ｔｗ（ｚ）は、以下で概略を説明するような方法で特定することが可能である。放射率演算部１０３は、このような温度の値と、定数ｃ１、ｃ２及びλとを利用して、上記式１０２及び式１０３で表される放射輝度を算出する。
【０１４５】
放射率演算部１０３は、上記式１０２及び式１０３に基づく放射輝度の算出が終了すると、鋼板測定情報取得制御部１０１から出力された放射温度計の実測値を利用して、以下の式１０６に基づいて、放射率ε（ｚ）を算出する。なお、本実施形態で着目しているような、近年導入が進められた合金化プロセスでは、壁面温度は鋼板温度よりも低い状態にあり、Ｌｐ（ｚ）≠Ｌｗ（ｚ）が成立している。
【０１４６】
【数３】
・・・（式１０６）
【０１４７】
放射率演算部１０３は、以上説明したような方法を利用することで、放射温度計から得られた放射輝度に関する測定値に基づいて、放射率を精確に算出することができる。
【０１４８】
なお、近年導入が進んだ合金化プロセスでは、鋼板温度と壁面温度との差が大きくなる場合も生じうる。かかる場合では、式１０２で表されるＬｐ（ｚ）に比べて式１０３で表されるＬｗ（ｚ）の値が十分に小さくなるため、上記式１０６において、Ｌｗ（ｚ）を無視した以下の式１０７を利用してもよい。
【０１４９】
【数４】
・・・（式１０７）
【０１５０】
［鋼板温度Ｔｐ（ｚ）］
鋼板温度Ｔｐ（ｚ）は、鋼板の搬送方向位置の変化に伴う鋼板の温度低下パターンに関する情報と、放射温度計の設置位置に関する情報とを利用することで、保熱帯３０の所定位置での鋼板温度の推定値として算出することができる。
【０１５１】
ここで、上記鋼板温度低下パターンに関する情報（以下、単に「鋼板温度低下パターン」ともいう。）は、過去の操業実績データから、製造条件、すなわち、鋼板の鋼種、厚み、搬送速度などの条件毎に、予め記憶部１１３に格納しておく。あるいは、鋼板温度低下パターンは、炉内雰囲気と内壁による鋼板の抜熱の伝熱モデルシミュレーション結果等から算出することができる。この場合、伝熱モデルによるシミュレーションは、保熱帯３０の内部における鋼板の搬送の時間経過に対する温度低下の形で計算されるので、その場合には、搬送速度の情報と組み合わせることで、鋼板の搬送方向位置の変化に伴う鋼板の温度低下パターンを算出する。
【０１５２】
このような鋼板温度低下パターンは、例えば、記憶部１１３に格納されている。鋼板温度低下パターンは、鋼板の種別毎にデータベースの形式で記憶部１１３に格納されていてもよく、鋼板の種別毎にルックアップテーブルの形式で記憶部１１３に格納されていてもよい。
【０１５３】
このような鋼板温度低下パターンとして、保熱帯３０内部における鋼板温度の低下の度合いを示した直線の傾きを利用することができる。この鋼板温度の低下の度合いを示した直線は、保熱帯入側からの距離及び鋼板温度（℃）によって規定される座標系での直線として表すことができる。すなわち、保熱帯入側からの距離が、放射温度計の設置位置に対応している。
【０１５４】
かかる直線を利用することで、放射率演算部１０３は、放射温度計の設置位置（ｚ座標）に基づいて、鋼板の温度低下量を算出する。例えば、鋼板温度低下パターンが、鋼板温度の低下の度合いを表す傾きとしてわかっているのであれば、放射率演算部１０３は、まず、保熱帯入側からの距離を用いて、温度低下量ΔＴを算出する。次に、放射率演算部１０３は、測定位置Ｓ１又は測定開始位置ＳＡにおける放射温度計の放射輝度Ｌ０を利用して算出した保熱帯３０に搬入される直前の鋼板温度Ｔ０から、算出した温度低下量ΔＴを差し引く。これにより、保熱帯内の位置ｚにおける推定鋼板温度Ｔｐ（ｚ）を算出することができる。すなわち、推定鋼板温度は、Ｔｐ（ｚ）＝Ｔ０−ΔＴで表される量である。なお、温度Ｔ０は、この位置では合金化が始まる前であるため放射率が０．２（または、より正確に０．１７としても良い。）であるものとして、観測される放射輝度Ｌ０を温度に変換して求めることができる。
【０１５５】
［壁面温度Ｔｗ（ｚ）］
鋼板温度Ｔｐ（ｚ）は、例えば保熱帯３０に設置された壁面温度計からの出力（壁面温度）と、記憶部１１３等に格納されている壁面温度計の設置位置に関する情報とを利用して、必要な位置での壁面温度を線形補間により算出することができる。
【０１５６】
すなわち、少なくとも２カ所における壁面温度、例えば、ｚ＝ｚ１における壁面温度Ｔｗ（ｚ１）、及び、ｚ＝ｚ２における壁面温度Ｔｗ（ｚ２）、が測定されていれば、壁面温度の推移を表す直線を規定することができる。そこで、放射率演算部１０３は、取得できた壁面温度を利用して、任意の位置（ｚ座標位置）での壁面温度を与える式を算出し、かかる式を利用して、必要とする位置での壁面温度を算出する。
【０１５７】
ここで、放射率演算部１０３は、線形補間による壁面温度の算出ではなく、非線形補間による壁面温度の算出を実施してもよい。
【０１５８】
＜第１実施例＞
以下に示す実施例では、板幅１１００ｍｍ、０．７ｍｍ厚の軟鋼を用い、かかる軟鋼を溶融亜鉛めっきライン１で、通板速度１２０ｍｐｍで搬送させた。ここで、亜鉛浴の温度は４５０℃であり、合金化炉の最高温度は、５１５℃であった。
【０１５９】
また、本実施例における溶融亜鉛めっきライン１での合金化炉２０は、図１３に示したように、９ｍの高さを有しており、保熱帯３０は、図１３に示したように、５０ｍの高さを有していた。また、図１３に示したように、放射率を算出するために４台の放射温度計を利用し、隣り合う放射温度計間の離隔距離は、それぞれ８ｍとした。
【０１６０】
［安定操業時］
計測時間中（約１６００分／コイル４０本：非連続）の測定位置Ｓ３及び測定位置Ｓ２での放射率の差分平均は０．５５であり、軟鋼の適正合金として安定した値を示した。ここで、放射温度計の測定は連続して実施しているが、合金化の判定は１分毎に実施し、約１７００点の値を利用して放射率の差分平均を算出した。この際の過合金率は０％であり、未合金率は０％であった。
【０１６１】
なお、過合金率とは、過合金長さ（溶融亜鉛めっきライン１の後段において、冷却後の判定処理により過合金判定となり、除去された長さ）／有効全長（コイル４０本分 約２００ｋｍ：溶接部除く。）×１００、で表される数値とする。また、未合金率とは、未合金長さ（溶融亜鉛めっきライン１の後段において、冷却後の判定処理により未合金判定となり、除去された長さ）／有効全長（コイル４０本分 約２００ｋｍ：溶接部除く。）×１００、で表される数値とする。
【０１６２】
［未合金判定時］
計測時間中（約４０分／コイル１本）において、測定位置Ｓ３と測定位置Ｓ４との間の放射率の差分が、０．２５となった。ここで、本実施例では、きめ細かな判定を行うために、０．２０未満が適正領域、０．２０以上０．２５未満が注意領域、０．２５を閾値としてかかる値以上を調整実施領域、と設定していた。そのため合金化炉２０におけるインダクションヒーター電流を、＋２．５％とする出力調整を、１回実施した。
【０１６３】
出力調整後の次の測定における放射率の差分は０．２５未満に戻ったが、測定位置Ｓ３と測定位置Ｓ４との間の差分が０．２０未満となるまでに１５分間を要し、このコイルの未合金率は１％であった。
【０１６４】
［過合金判定時］
計測時間中（約４０分／コイル１本）において、測定位置Ｓ１と測定位置Ｓ２との間の放射率の差分が、０．２９となった。上述のように、本実施例では、きめ細かな判定を行うために、０．２０未満が適正領域、０．２０以上０．２５未満が注意領域、０．２５を閾値としてかかる値以上を調整実施領域、と設定していた。そのため合金化炉２０におけるインダクションヒーター電流を、−２．５％とする出力調整を、１回実施した。
【０１６５】
出力調整後の次の測定における放射率の差分は０．２５未満に戻ったが、測定位置Ｓ１と測定位置Ｓ２との間の差分が０．２０未満となるまでに２０分間を要し、このコイルの過合金率は２％であった。
【０１６６】
＜第２実施例＞
以下に示す実施例では、板幅１１００ｍｍ、０．７ｍｍ厚の軟鋼を用い、かかる軟鋼を溶融亜鉛めっきライン１で、通板速度１２０ｍｐｍで搬送させた。ここで、亜鉛浴の温度は４５０℃であり、合金化炉の最高温度は、５１５℃であった。
【０１６７】
また、本実施例における溶融亜鉛めっきライン１での合金化炉２０は、図１４に示したように、９ｍの高さを有しており、保熱帯３０は、図１４に示したように、５０ｍの高さを有していた。また、図１４に示したように、保熱帯３０の入側から２ｍの位置から１ｍの区間で、１台の放射温度計により鋼板の測定を行った。
【０１６８】
本実施例では、鋼板Ｓの一点を連続して計測するために、鋼板と並行に移動する放射温度計をベルトコンベアに設置した。この際、放射温度計の位置が戻るまでの時間帯の空白を回避するために、ベルトコンベアにおいて互いに対向する位置に２台の放射温度計を設置した。設置空間や放熱の制限から、並行区間（すなわち、測定区間）を１ｍとしたが、より長い区間を測定可能であれば、測定精度をより向上させることが可能である。
【０１６９】
［安定操業時］
計測時間中（約４００分／コイル１０本：非連続）における測定開始位置ＳＡと測定終了位置ＳＢとの間の放射率の差分平均は０．５４であり、軟鋼の適正合金として安定した値を示した。ここで、１回の測定に要する時間は、０．５秒であった。この際の過合金率は０％であり、未合金率は０％であった。なお、過合金率及び未合金率は、第１実施例における定義と同様である。
【０１７０】
［未合金判定時］
計測時間中（約４０分／コイル１本）に３回、測定開始位置ＳＡでの放射率が０．２５未満、かつ、測定終了位置ＳＢでの放射率が０．３５以下という状況が発生した。そこで、合金化炉２０におけるインダクションヒーター電流を、＋２．５％とする出力調整を、それぞれ実施した。出力調整後の次の測定において、測定終了位置ＳＢでの放射率は０．３５超過に戻った。このコイルの未合金率は、０．１％であった。なお、本実施例における制御条件（放射率の閾値に関する条件）については、以下でまとめて記載する。
【０１７１】
［過合金判定時］
計測時間中（約４０分／コイル１本）に１回、測定開始位置ＳＡでの放射率が、０．４０以上となる状況が発生した。ここで、本実施例では、きめ細かな判定を行うために、０．３５未満が適正領域、０．３５以上０．４０未満が注意領域、０．４０を閾値としてかかる値以上を調整実施領域、と設定していた。そこで、合金化炉２０におけるインダクションヒーター電流を、−２．５％とする出力調整を、１回実施した。出力調整後の次の測定において、測定終了位置ＳＡでの放射率は０．４０未満に戻ったが、測定開始位置ＳＡでの放射率が０．３５未満になるまで７分間を要し、このコイルの過合金率は、０．１％であった。
【０１７２】
なお、本実施例における放射率の閾値に関する条件は、以下の通りである。
ＳＡでの第１の閾値（この値未満であれば、合金化は適正）：０．２５
ＳＢでの第２の閾値（この値超過であれば、合金化は適正）：０．３５
ＳＡでの第３の閾値（この値以上では、過合金化）：０．４０
ＳＢでの第４の閾値（この値以下では、未合金化）：０．２０
【０１７３】
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。
【符号の説明】
【０１７４】
１ 溶融亜鉛めっきライン
１０ 亜鉛浴
２０ 合金化炉
３０ 保熱帯
４０ 冷却帯
５０ 合金化センサ
６０ 合金化炉制御手段
７０ センサ位置変更手段
１０１ 合板測定情報取得制御部
１０３ 放射率演算部
１０５，１５１ 放射率差分算出部
１０７ 合金化位置特定部
１０９，１５５ 合金化炉制御部
１１１ 表示制御部
１１３ 記憶部
１５３ 合金化判定部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合金化制御方法及び合金化制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
強度、展性及び延性と耐食性とを同時に持つ合金化溶融亜鉛めっき鋼板は、自動車等に多く使用されている。近年、これらの性能に加えてコスト低減のための軽量化を両立するために高強度化及び薄型化が進み、めっき相自体にも薄く均一な性状が要求されている。
【０００３】
近年の合金化溶融亜鉛めっきにおいては、数μｍ程度の厚みを有する合金層を、上記性質を持つために、望ましい相（δ相）を可能な限り多く作り、望ましくない相（例えば、Γ相、Γ１相、ζ相など）を可能な限り少なくすることが求められている。
【０００４】
生成される合金層は、基本的には亜鉛浴の条件や合金化炉の加熱条件で制御するが、浴温の変動といった微妙な変化が生じた場合に、かかる変化に伴う合金層の変化を短時間で判定する良好な方法が少ないという問題がある。
【０００５】
このような変化を判定する方法として、合金化炉後段で常温まで冷却された時点でめっき鋼板をＸ線により測定して判定を行う方法があるが、その時点で過合金や未合金等が判明した場合には多くのロス材が既に生じていること、望ましくない相が例えば１μｍ以下などのように薄い場合や、Γ相のように表面には存在しない合金相が生じている場合等には測定誤差が生じやすいこと、等の欠点があった。
【０００６】
また、合金化直後の鋼板を目視して合金化具合を判断する等の経験的手法があるが、個人的な判断・評価に頼る手法であり、また、表面の情報に基づいて判定を行うしかなく、Γ相などの表面に存在しない合金相については判断することができない、といった欠点があった。
【０００７】
このような問題に対して対応するために、以下の特許文献１では、合金化の進行状況によりめっき層表面の放射率変化が生じる点に着目し、めっき層表面の放射率変化で合金化判定を行う方法が開示されている。また、以下の特許文献２では、複数位置の放射エネルギーから放射率を求め、放射率が０．４〜０．７である範囲に対応する位置を合金化位置として、かかる合金化位置を一定とするように制御する方法が開示されている。また、以下の特許文献３では、板進行方向の板温を三カ所以上測定し、隣接する板温の温度差を評価して合金化位置を決定し、合金化位置をもとに板温を制御する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開昭５７−１８５９６６号公報
【特許文献２】特開平７−１５０３２８号公報
【特許文献３】特開平４−２１８６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、上記特許文献１及び特許文献２に開示されている方法は、輻射エネルギーの絶対値に信頼度があることを前提として放射率を算出し、制御に用いる方法である。他方、輻射エネルギーの絶対値は、板種や鋼板温度の違い、鋼板温度変動誤差、炉壁温度変動による計算誤差、通板速度の違いによる誤差等を全て加味して補正する必要があるが、上記特許文献１及び特許文献２では、かかる点については言及されていない。
【００１０】
放射率は、波長と物体温度に依存する値であるが、実際の測定では、表面汚れ、酸化状態、板表面の粗度等により影響を受けることもよく知られている。鋼板表面の汚れの状態は洗浄工程である程度制御できるものの、酸化状態、粗度等については最適合金化を優先した場合には積極的な制御が難しく、測定される放射率に差が生じてしまうのが現状である。従って、板種や板種に伴う合金化炉温度が頻繁に変わることを前提とした場合、輻射エネルギーの絶対値での管理は煩雑であり、有効ではない。
【００１１】
また、上記特許文献３では、相対的な放射温度計測定温度の差によって合金化を評価する手法であり、放射板温計の温度測定値を複数測定して、隣接する板温計の温度差が平均基準温度以下の場合に片方の板温計位置を合金化完了位置としており、その温度を制御用板温計の設定値としている。制御用の板温計と測定用の板温計が異なり、かつ、温度差があった場合には、制御が発散する可能性があり、基本的には、制御用板温計と測定用板温計とは一致するべきである。また、当初制御用に使用していた板温計と、合金化完了位置（すなわち、基準とすべき位置）の板温計が一致している場合には問題ないが、それ以外の場合には基本的には各測定点の温度が異なるため、制御が発散する可能性がある。更に、元板の厚みによる違い、炉壁温度等、放射計が基本的に影響を受ける項目については言及されておらず、ある一定の板種をある一定の条件で用いる場合に適用可能な方法である。
【００１２】
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、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する操業の変動に追随し、鋼板上に設けられためっき層の合金化を安定して制御することが可能な、合金化制御方法及び合金化制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の保熱帯近傍での放射率を、鋼板搬送方向に沿った少なくとも４カ所で測定する放射率測定ステップと、前記放射率の測定結果に基づいて、互いに隣り合う測定位置間での前記放射率の差分をそれぞれ算出する差分算出ステップと、算出された前記放射率の差分に基づいて前記鋼板に設けられためっき層が合金化したかを判定し、当該めっき層が前記保熱帯において合金化した合金化領域を特定する合金化判定ステップと、特定された前記合金化領域の位置に応じて、所定の前記測定位置間で前記めっき層が合金化するように前記保熱帯の前段に設けられた合金化炉の出力を制御する合金化炉制御ステップと、を含み、前記合金化炉制御ステップでは、前記合金化領域が前記所定の測定位置間よりも前段に位置する場合には、前記合金化炉の出力を低減させ、前記合金化領域が前記所定の測定位置間よりも後段に位置する場合には、前記合金化炉の出力を増加させる合金化制御方法が提供される。
【００１４】
前記放射率の測定位置を、前記合金化炉に近い側から順にＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４・・・としたとき、測定位置Ｓ２は、前記保熱帯の内部に設定され、測定位置Ｓ３は、測定位置Ｓ２の位置と、前記鋼板の放射率の変化パターンと、鋼板の搬送速度と、に基づいて算出された位置に設定されることが好ましい。
【００１５】
前記合金化判定ステップでは、前記前記放射率の変化速度を含む鋼板特徴データが鋼板の種別ごとに記載されたデータベースを参照して、前記めっき層が合金化したかを判定することが好ましい。
【００１６】
前記放射率を測定するための放射率測定装置は、前記保熱帯の前半部分までに設けられることが好ましい。
【００１７】
５カ所目以降の前記放射率の測定位置は、測定位置Ｓ１−測定位置Ｓ２間、又は、測定位置Ｓ３−測定位置Ｓ４間に設定されることが好ましい。
【００１８】
前記合金化炉の炉温設定値又は出力を、所定の時間間隔毎に変動させるようにしてもよい。
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の保熱帯近傍での放射率を、当該鋼板の同一箇所について前記保熱帯の所定の区間内にわたって測定する放射率測定ステップと、前記放射率の測定結果に基づいて、前記放射率の測定開始位置と測定終了位置との間の前記放射率の差分を算出する差分算出ステップと、測定された前記放射率及び算出された前記放射率の差分に基づいて前記鋼板に設けられためっき層が合金化したかを判定する合金化判定ステップと、前記合金化の判定結果に応じて、前記所定の区間内で前記めっき層が合金化するように前記保熱帯の前段に設けられた合金化炉の出力を制御する合金化炉制御ステップと、を含み、前記合金化炉制御ステップでは、前記測定開始位置での放射率が第１の閾値超過であった場合、前記合金化炉の出力を低減させ、前記測定終了位置での放射率が第２の閾値未満であった場合、前記合金化炉の出力を増加させる合金化制御方法が提供される。
【００２０】
前記合金化炉制御ステップでは、前記放射率の差分が経時的に増加している場合、前記合金化炉の出力を低減させることが好ましい。
【００２１】
前記合金化判定ステップでは、前記第１の閾値及び前記第２の閾値を含む鋼板特徴データが鋼板の種別ごとに記載されたデータベースを参照して、前記めっき層が合金化したかを判定することが好ましい。
【００２２】
前記保熱帯の所定の区間は、前記保熱帯の前半部分内に設定されることが好ましい。
【００２３】
上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の保熱帯近傍での放射率を、鋼板搬送方向に沿った少なくとも４カ所について算出する放射率演算部と、前記放射率の測定結果に基づいて、互いに隣り合う測定位置間での前記放射率の差分をそれぞれ算出する放射率差分算出部と、算出された前記放射率の差分に基づいて前記鋼板に設けられためっき層が合金化したかを判定し、当該めっき層が前記保熱帯において合金化した合金化領域を特定する合金化位置特定部と、特定された前記合金化領域の位置に応じて、所定の前記測定位置間で前記めっき層が合金化するように前記保熱帯の前段に設けられた合金化炉の出力を制御する合金化炉制御部と、を備え、前記合金化炉制御部は、前記合金化領域が前記所定の測定位置間よりも前段に位置する場合には、前記合金化炉の出力を低減させ、前記合金化領域が前記所定の測定位置間よりも後段に位置する場合には、前記合金化炉の出力を増加させる合金化制御装置が提供される。
【００２４】
上記課題を解決するために、本発明の更に別の観点によれば、溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の保熱帯近傍での放射率を、当該鋼板の同一箇所について前記保熱帯の所定の区間内にわたって算出する放射率演算部と、前記放射率の測定結果に基づいて、前記放射率の測定開始位置と測定終了位置との間の前記放射率の差分を算出する放射率差分算出部と、測定された前記放射率及び算出された前記放射率の差分に基づいて前記鋼板に設けられためっき層が合金化したかを判定する合金化判定部と、前記合金化の判定結果に応じて、前記所定の区間内で前記めっき層が合金化するように前記保熱帯の前段に設けられた合金化炉の出力を制御する合金化炉制御部と、を備え、前記合金化炉制御部は、前記測定開始位置での放射率が第１の閾値超過であった場合、前記合金化炉の出力を低減させ、前記測定終了位置での放射率が第２の閾値未満であった場合、前記合金化炉の出力を増加させる合金化制御装置が提供される。
【発明の効果】
【００２５】
以上説明したように本発明によれば、測定された放射率及び放射率の差分に基づいてめっき層の合金化の状態を判断し、判断結果に応じて加熱炉の出力を制御するため、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する操業の変動に追随し、めっき層の合金化を安定して制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る溶融亜鉛めっきラインの概略を示した説明図である。
【図２】同実施形態に係る合金化制御装置の構成を示したブロック図である。
【図３】同実施形態に係る放射率の測定方法を説明するための説明図である。
【図４Ａ】同実施形態に係る合金化の判定方法を説明するための説明図である。
【図４Ｂ】同実施形態に係る合金化の判定方法を説明するための説明図である。
【図４Ｃ】同実施形態に係る合金化の判定方法を説明するための説明図である。
【図５】同実施形態に係る合金化関連データベースの一例を示した説明図である。
【図６】同実施形態に係る合金化制御方法の流れの一例を示した流れ図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る溶融亜鉛めっきラインの概略を示した説明図である。
【図８】同実施形態に係る放射率の測定方法を説明するための説明図である。
【図９】同実施形態に係る合金化制御装置の構成を示したブロック図である。
【図１０】同実施形態に係る合金化の判定方法を説明するための説明図である。
【図１１】同実施形態に係る合金化制御方法の流れの一例を示した流れ図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る合金化制御装置のハードウェア構成を示したブロック図である。
【図１３】本発明の第１実施例について説明するための説明図である。
【図１４】本発明の第２実施例について説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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。
【００２８】
（第１の実施形態）
＜溶融亜鉛めっきラインについて＞
まず、図１を参照しながら、本発明の第１の実施形態に係る溶融亜鉛めっきラインの概略について説明する。図１は、本実施形態に係る溶融亜鉛めっきラインの概略を示した説明図である。
【００２９】
図１に示したように、焼鈍炉から搬送されてきた鋼板Ｓは、溶融亜鉛及び各種の添加物を含む亜鉛浴１０に浸漬される。鋼板Ｓは、亜鉛浴１０内に設置されたシンクロール１１によって方向転換し、略鉛直方向へと搬送される。
【００３０】
亜鉛浴１０から出た鋼板Ｓは、その表面に、溶融亜鉛めっき層（以下、単にめっき層ともいう。）が形成されている。表面にめっき層が形成された鋼板Ｓは、インダクションヒーター等の合金化炉２０へと搬送され、所定の鋼板温度まで加熱される。合金化炉２０を出た鋼板Ｓ（表面にめっき層の形成された鋼板Ｓ）は、続いて、保熱帯３０へと搬送される。
【００３１】
表面にめっき層に形成された鋼板Ｓは、保熱帯３０内のいずれかの位置でめっき層の合金化が起こる。保熱帯３０を出た鋼板Ｓは冷却帯４０で冷却され、常温近くまで冷却されることとなる。
【００３２】
ここで、亜鉛浴１０は、ほぼ一定の温度（例えば約４５０℃）に制御されており、亜鉛浴１０中では、鋼板Ｓの温度は、ほぼ亜鉛浴１０の温度となる。亜鉛浴１０を出た鋼板Ｓは、合金化炉２０に入るまでの間に温度の低下が起きるものの、インダクションヒーター等が用いられた合金化炉２０に搬入されることで、鋼板温度が上昇していく。その結果、合金化炉２０を出て保熱帯３０に入る時点では、鋼板温度は、約５２０℃程度まで上昇することとなる。
【００３３】
ここで、近年導入が進んでいる溶融亜鉛めっきプロセスでは、保熱帯３０内では鋼板温度が一定ではなく、鋼板温度が徐々に低下していることが明らかとなってきている。表面にめっき層の形成された鋼板は、保熱帯３０中で徐々に温度が低下しながら、保熱帯３０内のある場所で合金化が起こる。合金化の起こっためっき鋼板は、保熱帯３０を出ると冷却帯４０に搬入され、常温近くまで更に冷却される。
【００３４】
また、溶融亜鉛めっきライン１において、保熱帯３０に高温ガスを吹き込む装置（図示せず。）を設けることで、保熱帯３０内の温度を高く維持することも可能となる。これにより、保熱帯３０内の温度を高く維持して合金化を進めることが求められる鋼種を製造することができる。
【００３５】
ここで、本実施形態に係る溶融亜鉛めっきライン１では、めっき層の形成された鋼板Ｓの分光放射率（以下、単に、放射率ともいう。）を特定するために、保熱帯３０の近傍に少なくとも４つの合金化センサ５０が設置されている。これらの合金化センサ５０は、放射率測定装置の一例である。合金化センサ５０は、溶融亜鉛めっきライン１を搬送される鋼板の放射率又は放射率を算出するために利用される物理量等を測定可能なものであればよい。鋼板の放射率を算出するために利用される物理量の一例として、鋼板の温度（放射温度）や放射輝度等を挙げることができる。また、鋼板Ｓの放射率を特定するための補助として、保熱帯３０の壁面等に対して、例えば熱電対のような保熱帯の壁面温度を測定可能な温度計（図示せず。）が更に設けられていてもよい。
【００３６】
なお、保熱帯３０の近傍とは、溶融亜鉛めっきライン１の保熱帯３０、合金化炉２０と保熱帯３０との間からなるエリアを指すものである。また、少なくとも４つの放射温度計５０のうち、最も亜鉛浴１０に近い位置の合金化センサ５０は、保熱帯３０の近傍ではなく合金化炉２０内に設置されていてもよい。
【００３７】
少なくとも４つの合金化センサ５０等による測定結果は、本実施形態に係る合金化制御装置１００に出力される。合金化制御装置１００は、合金化センサ５０から出力された測定結果を利用して、溶融亜鉛めっきライン１を搬送される鋼板Ｓに形成されためっき層の放射率を算出し、めっき層の合金化の度合いを判定する。また、合金化制御装置１００は、合金化の度合いの判定結果に応じて、めっき層の合金化を制御する。具体的には、合金化制御装置１００は、合金化炉２０の制御を行うことが可能な各種の合金化炉制御手段６０に対して制御信号等を出力し、合金化炉２０の制御を行う。
【００３８】
この合金化制御装置１００については、以下で改めて詳細に説明する。
【００３９】
＜合金化の進行に伴う放射率の変化について＞
次に、合金化の進行に伴う放射率の変化について、簡単に説明する。
めっき表面の亜鉛が地鉄と合金化すると、急激な放射率（又は反射率）変化が起こることが知られている。めっき直後の鋼板表面は鏡面的であり、放射率が低い。しかし、合金化により亜鉛層に鉄が拡散する過程で、鋼板の表面粗度が急激に増大し、その結果、放射率が上昇する。例えば、めっき直後の放射率は０．２程度であるが、鋼種によって異なるものの、合金化によって放射率が０．６〜０．８まで上昇することが知られている。従って、合金化センサによって測定した放射率の変化に着目することによって、めっき層の合金化が完了したか否かを判断することができる。
【００４０】
＜合金化制御装置の構成について＞
続いて、図２を参照しながら、本実施形態に係る合金化制御装置１００の構成について、詳細に説明する。図２は、本実施形態に係る合金化制御装置の構成を示したブロック図である。
【００４１】
なお、以下の説明では、溶融亜鉛めっきライン１に設けられた合金化センサ５０から出力された測定結果を利用して、以下で説明する合金化制御装置１００が鋼板Ｓの放射率を算出する場合について説明するが、本発明は、かかる例に限定されるわけではない。すなわち、溶融亜鉛めっきライン１に設けられた合金化センサ５０が、鋼板Ｓの放射率を直接出力することが可能であるならば、合金化センサ５０が出力した放射率そのものを利用して、以下で説明するような処理を実施することも可能である。
【００４２】
本実施形態に係る合金化制御装置１００は、図２に示したように、鋼板測定情報取得制御部１０１と、放射率演算部１０３と、放射率差分算出部１０５と、合金化位置特定部１０７と、合金化炉制御部１０９と、表示制御部１１１と、記憶部１１３と、を主に備える。
【００４３】
鋼板測定情報取得制御部１０１は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、通信装置等により実現される。鋼板測定情報取得制御部１０１は、保熱帯３０の近傍に設置された合金化センサ５０から出力された鋼板の測定結果に関する鋼板測定情報を取得する制御を行う。また、鋼板測定情報取得制御部１０１は、保熱帯３０の近傍に、保熱帯３０の壁面温度を測定するための壁面温度計が設置されている場合には、かかる壁面温度計から出力される出力データについても取得する。
【００４４】
ここで、本実施形態に係る溶融亜鉛めっきライン１では、図３に示したように、少なくとも４カ所の放射率を測定するために、少なくとも４台の合金化センサ５０が設置されている。これらの合金化センサ５０は、図３に示したように、保熱帯３０の前半部分に設置されることが好ましい。
【００４５】
これら少なくとも４台の合金化センサ５０の設置位置（すなわち、放射率の測定位置）を、図３に示したように、合金化炉２０に近い側から順にＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４・・・としたとき、測定位置Ｓ１に対応する合金化センサ５０は、図３に示したように、保熱帯３０の入側に設けられていてもよく、合金化炉２０と保熱帯３０との間に設置されていてもよく、合金化炉２０の内部や合金化炉２０の出側に設けられていてもよい。また、測定位置Ｓ２に対応する合金化センサ５０は、図３に示したように、保熱帯３０の内部に設けることが好ましい。
【００４６】
更に、測定位置Ｓ３に対応する合金化センサ５０は、図３に示したように、保熱帯３０の内部に設けられるものであるが、この測定位置Ｓ３に対応する合金化センサ５０の設置位置は、測定位置Ｓ２に対応する合金化センサ５０の位置に応じて決定される。
【００４７】
すなわち、本実施形態に係る合金化制御装置１００は、以下で説明するように、鋼板Ｓに形成されためっき層が、測定位置Ｓ２−測定位置Ｓ３間の領域（図３における領域Ａ２）で合金化するように合金化炉２０の設定や出力を制御する。従って、測定位置Ｓ３に対応する合金化センサ５０の設置位置が、適切な合金化制御を実施するうえで重要となる。鋼板Ｓに形成されためっき層の合金化は、母材である鋼板Ｓの鉄原子がめっき層に拡散していくことで進行する。そこで、本実施形態に係る溶融亜鉛めっきライン１では、過去の操業実績データ、実験室における実験結果、文献の記載等の各種の情報に基づいて、めっき層が合金化する合金化速度や放射率の変化速度等の速度情報を予め特定しておく。めっき厚み方向の合金化速度は同一鋼種の鋼板においてはほぼ一定となると考えられるので、時間単位でのめっき表面の放射率の変化パターンは、同一の鋼板であればほぼ一定であり、同一の通板速度では放射率の変化は合金化の程度によって長手方向の位置が変化すると考えられるため、本実施形態に係る溶融亜鉛めっきライン１では、かかる速度情報と、鋼板Ｓの搬送速度と、に基づいて、測定位置Ｓ３の位置を決定する。例えば、後述する図４Ａのように、放射率の変化が大きい部分が、測定位置Ｓ２と測定位置Ｓ３との間に位置するように、測定位置Ｓ３と合金化センサ５０の設置間隔とを決定する。
【００４８】
具体的には、一定の速度で操業している時に、保熱帯３０の壁面に多数の穴をあけておき、各々の穴から内部（放射室）を測定して、放射率の変化パターンとして急激に放射率が変化し始める位置と放射率の変化が緩やかになる位置とを予め特定しておき、かかる位置が含まれる前後の直近の穴の位置から、測定位置Ｓ２及び測定位置Ｓ３を決定すればよい。
【００４９】
なお、上記の急激に放射率が変化し始める位置を特定するには、予め設定した放射率の変化率以上となる部位を特定すればよい。例えば、予め設定した放射率の変化率として、１０％等の値を用いることが可能である。また、放射率の変化が緩やかになる位置を特定する際も、同様にして、予め設定した放射率の変化率以下となる部位を特定すればよい。例えば、予め設定した放射率の変化として、１０％等の値を用いることが可能である。
【００５０】
また、定常速度が変わる別の鋼種を合金化処理する際には、予め特定しておいた位置まで手動または自動で合金化センサ５０を移動させる。
【００５１】
また、本実施形態に係る溶融亜鉛めっきライン１に、５台目以降の合金化センサ５０を設置する場合には、測定位置Ｓ１−測定位置Ｓ２間や、測定位置Ｓ２−測定位置Ｓ３間（すなわち、図３における領域Ａ１や領域Ａ３）に設置することが好ましい。以下で説明するように、本実施形態に係る合金化制御装置１００では、めっき層の合金化が起こった位置（合金化位置とも称する。）が領域Ａ１、領域Ａ２、領域Ａ３のどの場所かに応じて、めっき層の合金化が適正なものであるか、過合金や未合金といった現象が生じているかの判断を行う。ここで、領域Ａ１が合金化位置である場合が過合金に該当し、領域Ａ３が合金化位置である場合が未合金に該当する。従って、過合金が生じているか否かをより詳細に判断したい場合には、領域Ａ１に５台目以降の合金化センサ５０を設置すればよく、未合金が生じているか否かをより詳細に判断したい場合には、領域Ａ３に５台目以降の合金化センサ５０を設置すればよい。また、過合金及び未合金についてより詳細に判断したい場合には、領域Ａ１及び領域Ａ３の双方に、更に合金化センサ５０を設置すればよい。
【００５２】
なお、隣り合う合金化センサ５０の間隔は、等間隔であっても良く、場所毎に異なっていても良い。
【００５３】
本実施形態に係る鋼板測定情報取得制御部１０１は、このように設置された各合金化センサ５０から、測定結果に対応する鋼板測定情報を取得して、後述する放射率演算部１０３に取得した鋼板測定情報を出力する。また、鋼板測定情報取得制御部１０１は、保熱帯３０の壁面温度を測定するための壁面温度計から出力される出力データを取得した場合には、かかる出力データを鋼板測定情報に含めて、放射率演算部１０３に出力する。
【００５４】
なお、鋼板測定情報取得制御部１０１は、取得した鋼板測定情報に、かかる情報を取得した日時等に関する時刻情報を関連付けて、記憶部１１３に履歴情報として格納してもよい。
【００５５】
放射率演算部１０３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。放射率演算部１０３は、鋼板測定情報取得制御部１０１から出力された鋼板測定情報に基づいて、溶融亜鉛めっきライン１を搬送される鋼板Ｓの放射率を、合金化センサ５０が設置された位置のそれぞれで算出する。かかる放射率の算出処理により、各測定位置における鋼板Ｓの放射率が測定されたこととなる。放射率演算部１０３は、鋼板測定情報取得制御部１０１から出力される鋼板測定情報の内容に応じて、各種の演算方法を適宜利用して放射率を算出することができる。
【００５６】
放射率演算部１０３は、各測定位置における鋼板Ｓの放射率を算出すると、算出した放射率に関する情報を、後述する放射率差分算出部１０５に出力する。放射率演算部１０３は、算出した放射率に関する情報を、後述する合金化位置特定部１０７に出力してもよい。また、放射率演算部１０３は、算出した放射率に関する情報を、後述する表示制御部１１１に出力して、ディスプレイ等の表示部（図示せず。）に算出結果を表示させるようにしてもよい。また、放射率演算部１０３は、算出した放射率に関する情報に、かかる情報を算出した日時等に関する時刻情報を関連付けて、記憶部１１３に履歴情報として格納してもよい。
【００５７】
放射率差分算出部１０５は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。放射率差分算出部１０５は、放射率演算部１０３から出力された放射率に関する情報に基づいて、互いに隣り合う測定位置間での放射率の差分を算出する。例えば図３に示したように、溶融亜鉛めっきライン１に４台の合金化センサ５０が設置されており、各測定位置における放射率がそれぞれε１、ε２、ε３及びε４であるとする。かかる場合に、放射率差分算出部１０５は、ε２−ε１、ε３−ε２、ε４−ε３の３種類の差分を算出する。
【００５８】
放射率差分算出部１０５は、放射率の差分の算出が終了すると、得られた算出結果を後述する合金化位置特定部１０７に出力する。また、放射率差分算出部１０５は、算出した放射率の差分に関する情報を表示制御部１１１に出力して、ディスプレイ等の表示部（図示せず。）に算出結果を表示させるようにしてもよい。放射率差分算出部１０５は、算出した放射率の差分に関する情報に、かかる情報を算出した日時等に関する時刻情報を関連付けて、記憶部１１３に履歴情報として格納してもよい。
【００５９】
合金化位置特定部１０７は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。合金化位置特定部１０７は、放射率差分算出部１０５が算出した放射率の差分に基づいて、鋼板に形成されためっき層が合金化したかを判定し、このめっき層が保熱帯において合金化した合金化領域の位置（合金化位置）を特定する。
【００６０】
先に説明したように、亜鉛めっき層の表面に存在する亜鉛が地鉄と合金化すると、急激な放射率の増加が起こる。従って、合金化位置特定部１０７は、放射率差分算出部１０５により算出された放射率の差分が、鋼種毎に設定されている所定の閾値以上となったか否かに基づいて、めっき層が合金化したか否かを判定することができる。
【００６１】
以下では、図４Ａ〜図４Ｃを参照しながら、溶融亜鉛めっきライン１に４台の合金化センサ５０が設置されている場合を例にとって、具体的に説明する。
【００６２】
ここで、図４Ａに示したように、ε３−ε２で規定される放射率の差分が所定の閾値以上となった場合に、合金化位置特定部１０７は、図３に示した領域Ａ２（測定位置Ｓ２−測定位置Ｓ３間）でめっき層に合金化が生じたと判断する。また、以下で説明するように、本実施形態に係る合金化制御装置１００では、領域Ａ２で合金化が生じている場合に、適正な合金化が進行していると判断する。
【００６３】
また、図４Ｂに示したように、ε２−ε１で規定される放射率の差分が所定の閾値以上となった場合に、合金化位置特定部１０７は、図３に示した領域Ａ１（測定位置Ｓ２−測定位置Ｓ１間）でめっき層に合金化が生じたと判断する。また、以下で説明するように、本実施形態に係る合金化制御装置１００では、領域Ａ１で合金化が生じている場合に、溶融亜鉛めっきライン１で製造されるめっき鋼板は過合金状態になると判断する。
【００６４】
また、図４Ｃに示したように、ε４−ε３で規定される放射率の差分が所定の閾値以上となった場合に、合金化位置特定部１０７は、図３に示した領域Ａ３（測定位置Ｓ４−測定位置Ｓ３間）でめっき層に合金化が生じたと判断する。また、以下で説明するように、本実施形態に係る合金化制御装置１００では、領域Ａ３で合金化が生じている場合に、溶融亜鉛めっきライン１で製造されるめっき鋼板は未合金状態になると判断する。
【００６５】
ここで、合金化位置特定部１０７は、合金化したか否かの判定に用いる閾値を、図５に示したような合金化関連データベースを参照することで算出する。この合金化関連データベースは、記憶部１１３等に格納されており、合金化位置特定部１０７が随時参照することが可能なものである。この合金化関連データベースには、図５に示したように、鋼種毎に、適正な合金化が生じる場合における測定位置Ｓ２及び測定位置Ｓ３での放射率やその差分（Ｓ３−Ｓ２）、更に、合金化しためっき層の最終的な放射率の値と、測定位置Ｓ３での放射率との差分β（Ｓ４−Ｓ３）が記載されている。
【００６６】
なお、差分βの値は、めっき相がほぼ安定化して固相化（Ｓ３）してから、ゆっくり鉄が拡散して最終的に相が固定するまで（Ｓ４）の間の値であり、０．１〜０．２程度の値を示し、鋼板種によってほぼ一定となる。従って、本実施形態での合金化制御に関しては、後述のとおり（Ｓ３−Ｓ２）で表される放射率の変化を指標として使用するが、更に合金化制御精度の向上、特に過合金を防止する手段として、例えば以下のような制御を行うことも可能である。すなわち、差分βに関する閾値を所定の値（例えば、０．１）に設定し、差分（Ｓ３−Ｓ２）が閾値以上であっても、差分βの値がβに関する閾値を下回った場合には、Ｓ３−Ｓ２で行う出力低下の半分程度の出力低下を行う等の制御を実施する。これにより、よりきめ細かな制御が可能となる。
【００６７】
また、かかる合金化関連データベースは、データベースの形式に限定されるわけではなく、ルックアップテーブルのような形式で記憶部１１３等に格納されていてもよい。
【００６８】
なお、上述の説明では、領域Ａ１〜領域Ａ３の何れかで放射率の急峻な増加が生じる場合について示したが、未合金又は過合金の判定は、上述の方法以外にも行うことが可能である。すなわち、測定位置Ｓ１において、合金化が進んでいると判断しうる程の高い放射率が観測された場合には、溶融亜鉛めっきライン１で製造されるめっき鋼板は過合金状態になると判断することができる。また、測定位置Ｓ４においても、合金化が進んでいると判断しうる程の放射率が観測されなかった場合には、溶融亜鉛めっきライン１で製造されるめっき鋼板は未合金状態になると判断することができる。
【００６９】
合金化位置特定部１０７は、以上のような方法で合金化位置を特定すると、合金化位置の特定結果を表す情報を、合金化炉制御部１０９に出力する。また、合金化位置特定部１０７は、特定した合金化位置に関する情報を表示制御部１１１に出力して、ディスプレイ等の表示部（図示せず。）に特定結果を表示させるようにしてもよい。合金化位置特定部１０７は、特定した合金化位置に関する情報に、かかる情報を生成した日時等に関する時刻情報を関連付けて、記憶部１１３に履歴情報として格納してもよい。
【００７０】
合金化炉制御部１０９は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信装置等により実現される。合金化炉制御部１０９は、合金化位置特定部１０７により特定された合金化領域の位置（合金化位置）に応じて、所定の領域でめっき層が合金化するように合金化炉を制御する。
【００７１】
本実施形態では、鋼板Ｓに形成されためっき層が領域Ａ２（測定位置Ｓ２−測定位置Ｓ３間）で合金化することが適正である場合について着目している。従って、合金化炉制御部１０９は、合金化位置特定部１０７により特定された合金化位置に関する情報を参照して、合金化位置が領域Ａ２ではない場合に、合金化炉２０の制御を実施する。
【００７２】
具体的には、合金化位置が領域Ａ２よりも前段に位置する場合、すなわち、合金化位置が領域Ａ１である場合には、合金化炉制御部１０９は、過合金状態となることを回避し、領域Ａ２で合金化が生じるようにするために、合金化炉の出力を低減させる。また、合金化位置が領域Ａ２よりも後段に位置する場合、すなわち、合金化位置が領域Ａ３である場合には、合金化炉制御部１０９は、未合金状態となることを回避し、領域Ａ２で合金化が生じるようにするために、合金化炉の出力を増加させる。
【００７３】
ここで、合金化炉の出力を増加させたり低減させたりするための制御は、用いる合金化炉の種別等に応じて適宜選択すればよいが、例えば、合金化炉の最高温度設定値ＴＨを増加／低減させたり、合金化炉を加熱するための加熱装置の出力（例えば、ヒータに流れる電流量等）を増加／低減させたりすればよい。
【００７４】
また、合金化炉の出力を増加／低減させる程度についても、用いる合金化炉の種別や設備の大きさ、鋼種等に応じて適宜選択すればよいが、例えば、合金化炉の最高温度設定値ＴＨを５℃増加／低下させたり、ヒータに流れる電流量を２．５％増加／低下させたりすればよい。
【００７５】
合金化炉制御部１０９は、合金化位置に応じて上述のような制御方法を選択すると、選択した制御方法に対応する制御信号を生成して、合金化炉制御手段６０に出力する。合金化炉制御手段６０は、合金化炉制御部１０９から出力された制御信号に基づいて合金化炉２０の制御を実施することとなる。これにより、合金化位置が領域Ａ２となるように、合金化炉２０が制御されることとなる。
【００７６】
表示制御部１１１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信装置等により実現される。表示制御部１１１は、合金化位置特定部１０７から伝送された合金化位置に関する情報を、合金化制御装置１００の備えるディスプレイ等の表示部や、合金化制御装置１００の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１１１は、合金化位置に関する情報以外にも、算出した放射率等の値や、これらの値の推移を示したグラフ図など、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１１１が表示部に合金化位置に関する結果等を表示させることで、合金化制御装置１００の利用者は、搬送されている鋼板Ｓの合金化位置に関する情報等を、その場で把握することが可能となる。
【００７７】
記憶部１１３は、本実施形態に係る合金化制御装置１００が備える記憶装置の一例である。記憶部１１３には、合金化位置特定部１０７が合金化位置を特定する際に利用するデータベースが格納されている。また、記憶部１１１には、放射率演算部１０３が放射率を算出する際に利用する各種のデータベースやプログラム、複数の合金化センサ５０の設置順序及び設置位置に関する情報等が格納されていてもよい。また、記憶部１１３には、本実施形態に係る合金化制御装置１００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。この記憶部１１３には、合金化制御装置１００が備える各処理部が、自由に読み書きを行うことが可能である。
【００７８】
以上、本実施形態に係る合金化制御装置１００について、詳細に説明した。
なお、本実施形態に係る合金化制御装置１００は、放射率を連続的に測定しておき、合金化に関する各種の判定についても連続的に実施してもよいし、放射率を連続的に測定しておき、合金化に関する各種の判定を、所定の時間間隔毎に間歇的に実施してもよい。また、本実施形態に係る合金化制御装置１００は、放射率の測定及び合金化に関する各種の判定を、所定の時間間隔毎に間歇的に実施してもよい。
【００７９】
また、本実施形態に係る合金化炉制御手段６０は、合金化炉の最高温度設定値や合金化炉を加熱するための加熱装置の出力を、１秒程度の時間間隔毎に、常時変動させてもよい。この場合、合金化炉の最高温度設定値の変動幅は±２℃程度とし、加熱装置の出力の変動幅は±１％程度とすることが好ましい。合金化炉の設定をこのように変動させることによって、未合金状態や過合金状態の判定精度を向上させることができる。
【００８０】
以上、本実施形態に係る合金化制御装置１００の機能の一例を示した。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、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。
【００８１】
なお、上述のような本実施形態に係る合金化制御装置の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、パーソナルコンピュータ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。
【００８２】
＜合金化制御方法について＞
続いて、図６を参照しながら、本実施形態に係る合金化制御方法の流れについて説明する。図６は、本実施形態に係る合金化制御方法の流れの一例を示した流れ図である。
【００８３】
まず、溶融亜鉛めっきライン１の近傍に設けられた少なくとも４台の合金化センサ５０は、少なくとも４カ所における鋼板Ｓの放射率を測定し（ステップＳ１０１）、合金化制御装置１００に出力する。ここで、合金化センサ５０が鋼板の放射率ではなく、放射率の算出に利用可能な物理量を測定するセンサである場合には、先だって説明したように、合金化制御装置１００の放射率演算部１０３により、測定の結果得られた情報に基づいて、鋼板の放射率を算出すればよい。
【００８４】
合金化制御装置１００の放射率差分算出部１０５は、測定された鋼板の放射率に基づいて、隣り合う測定位置間での放射率の差分を算出し（ステップＳ１０３）、得られた算出結果を、合金化位置特定部１０７に出力する。
【００８５】
合金化位置特定部１０７は、放射率差分算出部１０５が算出した放射率の差分に基づいて、鋼板に形成されためっき層が合金化した位置（合金化位置）を特定し（ステップＳ１０５）、得られた特定結果を、合金化炉制御部１０９に出力する。
【００８６】
合金化炉制御部１０９は、合金化位置特定部１０７における合金化位置の特定結果を参照して、どのような制御を行うかを判断する（ステップＳ１０７）。すなわち、合金化位置が所望の領域（例えば、図３における領域Ａ２）である場合には、合金化炉制御部１０９は、適正な合金化が進行しているとして、合金化炉の設定を変更しない。また、合金化炉制御部１０９は、合金化位置が所望の領域の前段（例えば、図３における領域Ａ１）である場合には、過合金状態を回避し、所望の領域で合金化が生じるように、合金化炉の出力を低減させる制御を実施する（ステップＳ１０９）。また、合金化炉制御部１０９は、合金化位置が所望の領域の後段（例えば、図３における領域Ａ３）である場合には、未合金状態を回避し、所望の領域で合金化が生じるように、合金化炉の出力を増加させる制御を実施する（ステップＳ１１１）。
【００８７】
このような制御を実施したのちに、合金化炉制御部１０９は、合金化炉の制御を終了するかを判断する（ステップＳ１１３）。合金化制御装置１００の使用者等により制御終了の操作がなされていない場合には、合金化制御装置１００はステップＳ１０１に戻って処理を継続する。また、制御終了の操作がなされていた場合には、合金化制御装置１００は、合金化炉の制御を終了する。
【００８８】
以上説明したような流れで処理を実施することにより、本実施形態に係る溶融亜鉛めっきライン１では、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する操業の変動に追随し、めっき層の合金化を安定して制御することが可能となる。
【００８９】
（第２の実施形態）
以上説明した本発明の第１の実施形態は、溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の互いに異なる少なくとも４カ所以上の場所の放射率に基づいて、鋼板に形成されためっき層の合金化を制御するものであった。以下で説明する本発明の第２の実施形態は、溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の同一箇所を測定した放射率に基づいて、鋼板に形成されためっき層の合金化を制御するものである。
【００９０】
＜溶融亜鉛めっきラインについて＞
まず、図７及び図８を参照しながら、本発明の第２の実施形態に係る溶融亜鉛めっきラインの概略について説明する。図７は、本実施形態に係る溶融亜鉛めっきラインの概略を示した説明図である。図８は、本実施形態に係る放射率の測定方法を説明するための説明図である。
【００９１】
本実施形態に係る溶融亜鉛めっきライン１に設けられた亜鉛浴１０、合金化炉２０、保熱帯３０、冷却帯４０、合金化炉制御手段６０については、第１の実施形態に係る亜鉛浴１０、合金化炉２０、保熱帯３０、冷却帯４０、合金化炉制御手段６０と同様の構成を有し同様の効果を奏するものであるため、詳細な説明は省略する。
【００９２】
本実施形態に係る溶融亜鉛めっきライン１では、１台の合金化センサ５０が保熱帯３０の近傍に設置されている。また、この合金化センサ５０は、図８に示したように、ベルトコンベアのようなセンサ位置変更手段７０に接続されており、鋼板Ｓの搬送速度に合わせてその位置が変更可能なようになっている。これにより、本実施形態に係る合金化センサ５０は、保熱帯３０の所定区間を鋼板Ｓと共に移動しながら、鋼板の同じ位置を測定することができる。本実施形態に係る合金化センサ５０は、図８に示したように、測定開始位置ＳＡ−測定終了位置ＳＢ間の区間について、鋼板Ｓを連続的に測定し、得られた測定結果を合金化制御装置１００に出力する。
【００９３】
ここで、図８に示した合金化センサ５０の測定開始位置ＳＡは、保熱帯３０の入側近傍にすることが好ましく、更に好ましくは、保熱帯の入り口〜入り口から５ｍ程度である。合金化センサ５０の測定終了位置ＳＢは、保熱帯３０の前半部分に収まるように、測定開始位置ＳＡから数ｍ程度後段（測定開始位置ＳＡを通過してから、１秒程度後の位置）に設定することが好ましい。
【００９４】
本実施形態に係る合金化制御装置１００は、合金化センサ５０から出力された鋼板測定情報と、センサ位置変更手段７０から出力された合金化センサ５０の存在位置（すなわち、合金化センサが現在測定を実施している位置）に関する情報を取得する。その上で、合金化制御装置１００は、鋼板Ｓに形成されためっき層の合金化について判断を行い、適切な合金化が進行していない場合には、合金化炉２０の出力を制御して、適切な合金化が進行するようにする。
【００９５】
なお、図８に示したセンサ位置変更手段７０はあくまでも一例であって、鋼板Ｓの搬送速度に合わせて位置を変更可能なものであれば、任意のものを使用することができる。
【００９６】
＜合金化制御装置の構成について＞
続いて、図９を参照しながら、本実施形態に係る合金化制御装置１００の構成について、詳細に説明する。図９は、本実施形態に係る合金化制御装置の構成を示したブロック図である。
【００９７】
本実施形態に係る合金化制御装置１００は、図９に示したように、例えば、鋼板測定情報取得制御部１０１、放射率演算部１０３、表示制御部１１１、記憶部１１３、放射率差分算出部１５１、合金化判定部１５３、及び、合金化炉制御部１５５を主に備える。
【００９８】
本実施形態に係る鋼板測定情報取得制御部１０１は、センサ位置変更手段７０から合金化センサ５０の現在位置に関する情報を取得しながら、合金化センサ５０から鋼板測定情報を取得し、合金化センサ５０の現在位置と取得した鋼板測定情報とを関連付けて出力する以外は、第１の実施形態に係る鋼板測定情報取得制御部１０１と同様の構成を有する。従って、以下では詳細な説明は省略する。
【００９９】
本実施形態に係る放射率演算部１０３は、算出した放射率に関する情報を、放射率差分算出部１５１及び合金化判定部１５３に出力する以外は、第１の実施形態に係る放射率演算部１０３と同様の構成を有し、同様の効果を奏するものである。従って、以下では詳細な説明は省略する。
【０１００】
また、本実施形態に係る表示制御部１１１及び記憶部１１３については、第１の実施形態に係る表示制御部１１１及び記憶部１１３と同様の構成を有するため、以下では詳細な説明は省略する。
【０１０１】
本実施形態に係る放射率差分算出部１５１は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。放射率差分算出部１５１は、放射率演算部１０３が算出した測定開始位置ＳＡ及び測定終了位置ＳＢでの放射率に基づいて、測定終了位置ＳＢ−測定開始位置ＳＡ間での放射率の差分を算出する。放射率差分算出部１５１は、算出した放射率の差分を、後述する合金化判定部１５３に出力する。
【０１０２】
合金化判定部１５３は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により実現される。合金化判定部１５３は、放射率演算部１０３が算出した測定区間内での放射率、及び、放射率差分算出部１５１が算出した放射率の差分に基づいて、鋼板に形成されためっき層が合金化したか否かを判定する。
【０１０３】
より詳細には、合金化判定部１５３は、図１０の（ｉ）に示したように、測定開始位置ＳＡにおける放射率εＡが第１の閾値超過であり、かつ、測定終了位置ＳＢにおける放射率εＢが第２の閾値未満である場合には、合金化は適正であると判断する。
【０１０４】
また、合金化判定部１５３は、図１０の（ｉｉ）に示したように、測定開始位置ＳＡにおける放射率εＡが第３の閾値以上であり、測定開始位置ＳＡにおいて既に合金化が疑われる高い値を有している場合には、合金化判定部１５３は、過合金状態にあると判断する。
【０１０５】
また、合金化判定部１５３は、図１０の（ｉｉｉ）に示したように、測定終了位置ＳＢにおける放射率εＢが第４の閾値以下であり、測定終了位置ＳＢにおいても合金化が生じていないと疑われる低い値を有している場合には、合金化判定部１５３は、未合金状態にあると判断する。
【０１０６】
なお、上記４種類の閾値は鋼種毎に規定される値であり、合金化判定部１５３は、記憶部１１３等に格納された合金化関連データベースを参照して、かかる閾値がどのような値であるかを特定する。
【０１０７】
更に、上記判定基準以外にも、合金化判定部１５３は、放射率差分算出部１５１が算出した放射率の差分が経時的に増加しており、その増加量が所定の閾値以上である場合（すなわち、時刻ｔ１において算出された放射率の差分に比べて、時刻ｔ２において算出された放射率の差分が所定の閾値以上の大きな値となっている場合）には、溶融亜鉛めっきライン１は過合金化傾向にあると判断する。
【０１０８】
合金化判定部１５３は、上述のような判定結果を表す情報を、合金化炉制御部１５５に出力する。また、合金化判定部１５３は、判定結果に関する情報を表示制御部１１１に出力して、ディスプレイ等の表示部（図示せず。）に特定結果を表示させるようにしてもよい。合金化判定部１５３は、判定結果に関する情報に、かかる情報を生成した日時等に関する時刻情報を関連付けて、記憶部１１３に履歴情報として格納してもよい。
【０１０９】
合金化炉制御部１５５は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信装置等により実現される。合金化炉制御部１５５は、合金化判定部１５３による合金化の判定結果に応じて、所望の領域でめっき層が合金化するように合金化炉を制御する。
【０１１０】
具体的には、合金化判定部１５３により過合金状態にあると判定された場合には、合金化炉制御部１５５は、過合金状態となることを回避し、所望の領域で合金化が生じるようにするために、合金化炉の出力を低減させる。また、合金化判定部１５３により未合金状態にあると判定された場合には、合金化炉制御部１５５は、未合金状態となることを回避し、所望の領域で合金化が生じるようにするために、合金化炉の出力を増加させる。更に、合金化判定部１５３により過合金傾向にあると判定された場合には、合金化炉制御部１５５は、過合金状態となることを回避するために、合金化炉の出力を低減させる。
【０１１１】
ここで、合金化炉の出力を増加させたり低減させたりするための制御は、用いる合金化炉の種別等に応じて適宜選択すればよいが、例えば、合金化炉の最高温度設定値ＴＨを増加／低減させたり、合金化炉を加熱するための加熱装置の出力（例えば、ヒータに流れる電流量等）を増加／低減させたりすればよい。
【０１１２】
また、合金化炉の出力を増加／低減させる程度についても、用いる合金化炉の種別や設備の大きさ、鋼種等に応じて適宜選択すればよいが、例えば、過合金状態／未合金状態にある場合には、合金化炉の最高温度設定値ＴＨを５℃増加／低下させたり、ヒータに流れる電流量を２．５％増加／低下させたりすればよい。また、過合金傾向にある場合には，合金化炉の最高温度設定値ＴＨを３℃低下させたり、ヒータに流れる電流量を１．５％低下させたりすればよい。
【０１１３】
合金化炉制御部１５５は、判定結果に応じて上述のような制御方法を選択すると、選択した制御方法に対応する制御信号を生成して、合金化炉制御手段６０に出力する。合金化炉制御手段６０は、合金化炉制御部１５５から出力された制御信号に基づいて合金化炉２０の制御を実施することとなる。これにより、合金化位置が所望の領域となるように、合金化炉２０が制御されることとなる。
【０１１４】
以上、本実施形態に係る合金化制御装置１００について、詳細に説明した。
なお、本実施形態に係る合金化制御装置１００は、合金化に関する各種の判定を連続的に実施してもよいし、合金化に関する各種の判定を所定の時間間隔毎に間歇的に実施してもよい。
【０１１５】
また、本実施形態に係る合金化制御装置１００は、測定開始位置及び測定終了位置の２カ所（かかる２カ所は可動とする。）のみで放射率を測定し、測定開始位置−測定終了位置間で合金化が生じるように合金化炉を制御してもよい。
【０１１６】
以上、本実施形態に係る合金化制御装置１００の機能の一例を示した。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、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。
【０１１７】
なお、上述のような本実施形態に係る合金化制御装置の各機能を実現するためのコンピュータプログラムを作製し、パーソナルコンピュータ等に実装することが可能である。また、このようなコンピュータプログラムが格納された、コンピュータで読み取り可能な記録媒体も提供することができる。記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、フラッシュメモリなどである。また、上記のコンピュータプログラムは、記録媒体を用いずに、例えばネットワークを介して配信してもよい。
【０１１８】
＜合金化制御方法について＞
続いて、図１１を参照しながら、本実施形態に係る合金化制御方法の流れについて説明する。図１１は、本実施形態に係る合金化制御方法の流れの一例を示した流れ図である。
【０１１９】
まず、溶融亜鉛めっきライン１の近傍に設けられた１台の合金化センサ５０は、保熱帯３０の所定区間において鋼板Ｓの同一箇所の放射率を測定し（ステップＳ１５１）、合金化制御装置１００に出力する。ここで、合金化センサ５０が鋼板の放射率ではなく、放射率の算出に利用可能な物理量を測定するセンサである場合には、先だって説明したように、合金化制御装置１００の放射率演算部１０３により、測定の結果得られた情報に基づいて、鋼板の放射率を算出すればよい。
【０１２０】
合金化制御装置１００の放射率差分算出部１５１は、測定された鋼板の放射率に基づいて、測定開始位置と測定終了位置との間での放射率の差分を算出し（ステップＳ１５３）、得られた算出結果を、合金化判定部１５３に出力する。
【０１２１】
合金化判定部１５３は、放射率演算部１０３が算出した放射率、及び、放射率差分算出部１５１が算出した放射率の差分に基づいて、鋼板に形成されためっき層が合金化したか否かを判定し（ステップＳ１５５）、得られた判定結果を、合金化炉制御部１５５に出力する。
【０１２２】
合金化炉制御部１５５は、合金化判定部１５３における判定結果を参照して、どのような制御を行うかを判断する（ステップＳ１５７）。すなわち、合金化炉制御部１５５は、判定結果が過合金状態である場合及び過合金傾向にある場合には、過合金状態を回避し、所望の領域で合金化が生じるように、合金化炉の出力を低減させる制御を実施する（ステップＳ１５９）。また、合金化炉制御部１５５は、判定結果が未合金状態である場合には、未合金状態を回避し、所望の領域で合金化が生じるように、合金化炉の出力を増加させる制御を実施する（ステップＳ１６１）。また、合金化炉制御部１５５は、放射率の差分が所定の条件を満たしており、適正な合金化が進行している場合には、合金化炉の設定を変更しない。
【０１２３】
このような制御を実施したのちに、合金化炉制御部１５５は、合金化炉の制御を終了するかを判断する（ステップＳ１６３）。合金化制御装置１００の使用者等により制御終了の操作がなされていない場合には、合金化制御装置１００はステップＳ１５１に戻って処理を継続する。また、制御終了の操作がなされていた場合には、合金化制御装置１００は、合金化炉の制御を終了する。
【０１２４】
以上説明したような流れで処理を実施することにより、本実施形態に係る溶融亜鉛めっきライン１では、合金化溶融亜鉛めっき鋼板を製造する操業の変動に追随し、めっき層の合金化を安定して制御することが可能となる。
【０１２５】
（ハードウェア構成について）
次に、図１２を参照しながら、本発明の実施形態に係る合金化制御装置１００のハードウェア構成について、詳細に説明する。図１２は、本発明の実施形態に係る合金化制御装置１００のハードウェア構成を説明するためのブロック図である。
【０１２６】
合金化制御装置１００は、主に、ＣＰＵ９０１と、ＲＯＭ９０３と、ＲＡＭ９０５と、を備える。また、合金化制御装置１００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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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、合金化制御装置１００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。合金化制御装置１００のユーザは、この入力装置９０９を操作することにより、合金化制御装置１００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。
【０１３０】
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、合金化制御装置１００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、合金化制御装置１００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。
【０１３１】
ストレージ装置９１３は、合金化制御装置１００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。
【０１３２】
ドライブ９１５は、記録媒体用リーダライタであり、合金化制御装置１００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。
【０１３３】
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、合金化制御装置１００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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
以上、本発明の実施形態に係る合金化制御装置１００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。
【実施例】
【０１３６】
＜合金化センサ及び放射率の算出方法について＞
本発明の実施例について説明するに先立ち、まず、以下で説明する第１実施例及び第２実施例で利用した合金化センサ、及び、合金化センサの出力データを利用した放射率の算出方法について説明する。
【０１３７】
以下で説明する実施例では、合金化センサとして、放射温度計を利用する。この放射温度計は、溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の放射輝度を測定するものである。以下では、放射率演算部１０３が実施する、測定された放射輝度に基づく放射率の算出方法について、その概略を説明する。
【０１３８】
なお、以下の説明では、ｚ軸正方向を鋼板Ｓの搬送方向にとるものとし、保熱帯３０の内部では、鋼板温度がＴｐ（ｚ）［℃］であり、放射率がε（ｚ）である鋼板Ｓが搬送されているものとする。また、保熱帯３０の内壁（断熱材）は、高温で搬送される鋼板Ｓの熱放射等により加熱されて、その内壁温度は、ＴＷ（ｚ）［℃］に達しているものとする。
【０１３９】
ここで、保熱帯３０の近傍に設置された合金化センサ５０である放射温度計は、鋼板Ｓが発する熱放射（すなわち自発光）を測定する。また、保熱帯の内壁（断熱材）も熱を持っているため、保熱帯の内壁も熱放射を放出する。この熱放射が鋼板Ｓによって反射し、迷光として同時に放射温度計に観測されることとなる。このように、放射温度計が観測する放射輝度Ｌ（ｚ）は、以下の式１０１に示したように、鋼板の自発光による放射輝度と、内壁の熱放射による放射輝度の和となる。
【０１４０】
【数１】
・・・（式１０１）
【０１４１】
ここで、上記式１０１において、ε（ｚ）は、鋼板の真の放射率を表しており、Ｌ（ｚ）は、放射温度計によって測定される放射輝度である。また、右辺第１項は、位置ｚにおける鋼板Ｓからの自発光による放射輝度を表し、右辺第２項は、保熱帯の内壁からの熱放射が鋼板に反射して混入する放射輝度（すなわち、迷光雑音）を表している。
【０１４２】
ここで、上記式１０１におけるＬｐ（ｚ）及びＬｗ（ｚ）は、それぞれ、以下の式１０２及び式１０３のように表される。下記式１０２及び式１０３において、定数ｃ１は、真空中の光の速度ｃと、プランク定数ｈとを利用して表される値であり、定数ｃ２は、真空中の光の速度ｃと、プランク定数ｈと、ボルツマン定数ｋとを用いて表される値である。これらの値の詳細を、以下の式１０４及び式１０５に示す。また、λは、放射温度計の観察波長であり、赤外領域（より詳細には近赤外領域、例えば、１．５μｍなど）に設定される値である。
【０１４３】
【数２】
・・・（式１０２）
・・・（式１０３）
・・・（式１０４）
・・・（式１０５）
【０１４４】
ここで、式１０２中に存在する鋼板温度Ｔｐ（ｚ）、及び、式１０３中に存在する壁面温度Ｔｗ（ｚ）は、以下で概略を説明するような方法で特定することが可能である。放射率演算部１０３は、このような温度の値と、定数ｃ１、ｃ２及びλとを利用して、上記式１０２及び式１０３で表される放射輝度を算出する。
【０１４５】
放射率演算部１０３は、上記式１０２及び式１０３に基づく放射輝度の算出が終了すると、鋼板測定情報取得制御部１０１から出力された放射温度計の実測値を利用して、以下の式１０６に基づいて、放射率ε（ｚ）を算出する。なお、本実施形態で着目しているような、近年導入が進められた合金化プロセスでは、壁面温度は鋼板温度よりも低い状態にあり、Ｌｐ（ｚ）≠Ｌｗ（ｚ）が成立している。
【０１４６】
【数３】
・・・（式１０６）
【０１４７】
放射率演算部１０３は、以上説明したような方法を利用することで、放射温度計から得られた放射輝度に関する測定値に基づいて、放射率を精確に算出することができる。
【０１４８】
なお、近年導入が進んだ合金化プロセスでは、鋼板温度と壁面温度との差が大きくなる場合も生じうる。かかる場合では、式１０２で表されるＬｐ（ｚ）に比べて式１０３で表されるＬｗ（ｚ）の値が十分に小さくなるため、上記式１０６において、Ｌｗ（ｚ）を無視した以下の式１０７を利用してもよい。
【０１４９】
【数４】
・・・（式１０７）
【０１５０】
［鋼板温度Ｔｐ（ｚ）］
鋼板温度Ｔｐ（ｚ）は、鋼板の搬送方向位置の変化に伴う鋼板の温度低下パターンに関する情報と、放射温度計の設置位置に関する情報とを利用することで、保熱帯３０の所定位置での鋼板温度の推定値として算出することができる。
【０１５１】
ここで、上記鋼板温度低下パターンに関する情報（以下、単に「鋼板温度低下パターン」ともいう。）は、過去の操業実績データから、製造条件、すなわち、鋼板の鋼種、厚み、搬送速度などの条件毎に、予め記憶部１１３に格納しておく。あるいは、鋼板温度低下パターンは、炉内雰囲気と内壁による鋼板の抜熱の伝熱モデルシミュレーション結果等から算出することができる。この場合、伝熱モデルによるシミュレーションは、保熱帯３０の内部における鋼板の搬送の時間経過に対する温度低下の形で計算されるので、その場合には、搬送速度の情報と組み合わせることで、鋼板の搬送方向位置の変化に伴う鋼板の温度低下パターンを算出する。
【０１５２】
このような鋼板温度低下パターンは、例えば、記憶部１１３に格納されている。鋼板温度低下パターンは、鋼板の種別毎にデータベースの形式で記憶部１１３に格納されていてもよく、鋼板の種別毎にルックアップテーブルの形式で記憶部１１３に格納されていてもよい。
【０１５３】
このような鋼板温度低下パターンとして、保熱帯３０内部における鋼板温度の低下の度合いを示した直線の傾きを利用することができる。この鋼板温度の低下の度合いを示した直線は、保熱帯入側からの距離及び鋼板温度（℃）によって規定される座標系での直線として表すことができる。すなわち、保熱帯入側からの距離が、放射温度計の設置位置に対応している。
【０１５４】
かかる直線を利用することで、放射率演算部１０３は、放射温度計の設置位置（ｚ座標）に基づいて、鋼板の温度低下量を算出する。例えば、鋼板温度低下パターンが、鋼板温度の低下の度合いを表す傾きとしてわかっているのであれば、放射率演算部１０３は、まず、保熱帯入側からの距離を用いて、温度低下量ΔＴを算出する。次に、放射率演算部１０３は、測定位置Ｓ１又は測定開始位置ＳＡにおける放射温度計の放射輝度Ｌ０を利用して算出した保熱帯３０に搬入される直前の鋼板温度Ｔ０から、算出した温度低下量ΔＴを差し引く。これにより、保熱帯内の位置ｚにおける推定鋼板温度Ｔｐ（ｚ）を算出することができる。すなわち、推定鋼板温度は、Ｔｐ（ｚ）＝Ｔ０−ΔＴで表される量である。なお、温度Ｔ０は、この位置では合金化が始まる前であるため放射率が０．２（または、より正確に０．１７としても良い。）であるものとして、観測される放射輝度Ｌ０を温度に変換して求めることができる。
【０１５５】
［壁面温度Ｔｗ（ｚ）］
鋼板温度Ｔｐ（ｚ）は、例えば保熱帯３０に設置された壁面温度計からの出力（壁面温度）と、記憶部１１３等に格納されている壁面温度計の設置位置に関する情報とを利用して、必要な位置での壁面温度を線形補間により算出することができる。
【０１５６】
すなわち、少なくとも２カ所における壁面温度、例えば、ｚ＝ｚ１における壁面温度Ｔｗ（ｚ１）、及び、ｚ＝ｚ２における壁面温度Ｔｗ（ｚ２）、が測定されていれば、壁面温度の推移を表す直線を規定することができる。そこで、放射率演算部１０３は、取得できた壁面温度を利用して、任意の位置（ｚ座標位置）での壁面温度を与える式を算出し、かかる式を利用して、必要とする位置での壁面温度を算出する。
【０１５７】
ここで、放射率演算部１０３は、線形補間による壁面温度の算出ではなく、非線形補間による壁面温度の算出を実施してもよい。
【０１５８】
＜第１実施例＞
以下に示す実施例では、板幅１１００ｍｍ、０．７ｍｍ厚の軟鋼を用い、かかる軟鋼を溶融亜鉛めっきライン１で、通板速度１２０ｍｐｍで搬送させた。ここで、亜鉛浴の温度は４５０℃であり、合金化炉の最高温度は、５１５℃であった。
【０１５９】
また、本実施例における溶融亜鉛めっきライン１での合金化炉２０は、図１３に示したように、９ｍの高さを有しており、保熱帯３０は、図１３に示したように、５０ｍの高さを有していた。また、図１３に示したように、放射率を算出するために４台の放射温度計を利用し、隣り合う放射温度計間の離隔距離は、それぞれ８ｍとした。
【０１６０】
［安定操業時］
計測時間中（約１６００分／コイル４０本：非連続）の測定位置Ｓ３及び測定位置Ｓ２での放射率の差分平均は０．５５であり、軟鋼の適正合金として安定した値を示した。ここで、放射温度計の測定は連続して実施しているが、合金化の判定は１分毎に実施し、約１７００点の値を利用して放射率の差分平均を算出した。この際の過合金率は０％であり、未合金率は０％であった。
【０１６１】
なお、過合金率とは、過合金長さ（溶融亜鉛めっきライン１の後段において、冷却後の判定処理により過合金判定となり、除去された長さ）／有効全長（コイル４０本分 約２００ｋｍ：溶接部除く。）×１００、で表される数値とする。また、未合金率とは、未合金長さ（溶融亜鉛めっきライン１の後段において、冷却後の判定処理により未合金判定となり、除去された長さ）／有効全長（コイル４０本分 約２００ｋｍ：溶接部除く。）×１００、で表される数値とする。
【０１６２】
［未合金判定時］
計測時間中（約４０分／コイル１本）において、測定位置Ｓ３と測定位置Ｓ４との間の放射率の差分が、０．２５となった。ここで、本実施例では、きめ細かな判定を行うために、０．２０未満が適正領域、０．２０以上０．２５未満が注意領域、０．２５を閾値としてかかる値以上を調整実施領域、と設定していた。そのため合金化炉２０におけるインダクションヒーター電流を、＋２．５％とする出力調整を、１回実施した。
【０１６３】
出力調整後の次の測定における放射率の差分は０．２５未満に戻ったが、測定位置Ｓ３と測定位置Ｓ４との間の差分が０．２０未満となるまでに１５分間を要し、このコイルの未合金率は１％であった。
【０１６４】
［過合金判定時］
計測時間中（約４０分／コイル１本）において、測定位置Ｓ１と測定位置Ｓ２との間の放射率の差分が、０．２９となった。上述のように、本実施例では、きめ細かな判定を行うために、０．２０未満が適正領域、０．２０以上０．２５未満が注意領域、０．２５を閾値としてかかる値以上を調整実施領域、と設定していた。そのため合金化炉２０におけるインダクションヒーター電流を、−２．５％とする出力調整を、１回実施した。
【０１６５】
出力調整後の次の測定における放射率の差分は０．２５未満に戻ったが、測定位置Ｓ１と測定位置Ｓ２との間の差分が０．２０未満となるまでに２０分間を要し、このコイルの過合金率は２％であった。
【０１６６】
＜第２実施例＞
以下に示す実施例では、板幅１１００ｍｍ、０．７ｍｍ厚の軟鋼を用い、かかる軟鋼を溶融亜鉛めっきライン１で、通板速度１２０ｍｐｍで搬送させた。ここで、亜鉛浴の温度は４５０℃であり、合金化炉の最高温度は、５１５℃であった。
【０１６７】
また、本実施例における溶融亜鉛めっきライン１での合金化炉２０は、図１４に示したように、９ｍの高さを有しており、保熱帯３０は、図１４に示したように、５０ｍの高さを有していた。また、図１４に示したように、保熱帯３０の入側から２ｍの位置から１ｍの区間で、１台の放射温度計により鋼板の測定を行った。
【０１６８】
本実施例では、鋼板Ｓの一点を連続して計測するために、鋼板と並行に移動する放射温度計をベルトコンベアに設置した。この際、放射温度計の位置が戻るまでの時間帯の空白を回避するために、ベルトコンベアにおいて互いに対向する位置に２台の放射温度計を設置した。設置空間や放熱の制限から、並行区間（すなわち、測定区間）を１ｍとしたが、より長い区間を測定可能であれば、測定精度をより向上させることが可能である。
【０１６９】
［安定操業時］
計測時間中（約４００分／コイル１０本：非連続）における測定開始位置ＳＡと測定終了位置ＳＢとの間の放射率の差分平均は０．５４であり、軟鋼の適正合金として安定した値を示した。ここで、１回の測定に要する時間は、０．５秒であった。この際の過合金率は０％であり、未合金率は０％であった。なお、過合金率及び未合金率は、第１実施例における定義と同様である。
【０１７０】
［未合金判定時］
計測時間中（約４０分／コイル１本）に３回、測定開始位置ＳＡでの放射率が０．２５未満、かつ、測定終了位置ＳＢでの放射率が０．３５以下という状況が発生した。そこで、合金化炉２０におけるインダクションヒーター電流を、＋２．５％とする出力調整を、それぞれ実施した。出力調整後の次の測定において、測定終了位置ＳＢでの放射率は０．３５超過に戻った。このコイルの未合金率は、０．１％であった。なお、本実施例における制御条件（放射率の閾値に関する条件）については、以下でまとめて記載する。
【０１７１】
［過合金判定時］
計測時間中（約４０分／コイル１本）に１回、測定開始位置ＳＡでの放射率が、０．４０以上となる状況が発生した。ここで、本実施例では、きめ細かな判定を行うために、０．３５未満が適正領域、０．３５以上０．４０未満が注意領域、０．４０を閾値としてかかる値以上を調整実施領域、と設定していた。そこで、合金化炉２０におけるインダクションヒーター電流を、−２．５％とする出力調整を、１回実施した。出力調整後の次の測定において、測定終了位置ＳＡでの放射率は０．４０未満に戻ったが、測定開始位置ＳＡでの放射率が０．３５未満になるまで７分間を要し、このコイルの過合金率は、０．１％であった。
【０１７２】
なお、本実施例における放射率の閾値に関する条件は、以下の通りである。
ＳＡでの第１の閾値（この値未満であれば、合金化は適正）：０．２５
ＳＢでの第２の閾値（この値超過であれば、合金化は適正）：０．３５
ＳＡでの第３の閾値（この値以上では、過合金化）：０．４０
ＳＢでの第４の閾値（この値以下では、未合金化）：０．２０
【０１７３】
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。
【符号の説明】
【０１７４】
１ 溶融亜鉛めっきライン
１０ 亜鉛浴
２０ 合金化炉
３０ 保熱帯
４０ 冷却帯
５０ 合金化センサ
６０ 合金化炉制御手段
７０ センサ位置変更手段
１０１ 合板測定情報取得制御部
１０３ 放射率演算部
１０５，１５１ 放射率差分算出部
１０７ 合金化位置特定部
１０９，１５５ 合金化炉制御部
１１１ 表示制御部
１１３ 記憶部
１５３ 合金化判定部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の保熱帯近傍での放射率を、鋼板搬送方向に沿った少なくとも４カ所で測定する放射率測定ステップと、
前記放射率の測定結果に基づいて、互いに隣り合う測定位置間での前記放射率の差分をそれぞれ算出する差分算出ステップと、
算出された前記放射率の差分に基づいて前記鋼板に設けられためっき層が合金化したかを判定し、当該めっき層が前記保熱帯において合金化した合金化領域を特定する合金化判定ステップと、
特定された前記合金化領域の位置に応じて、所定の前記測定位置間で前記めっき層が合金化するように前記保熱帯の前段に設けられた合金化炉の出力を制御する合金化炉制御ステップと、
を含み、
前記合金化炉制御ステップでは、
前記合金化領域が前記所定の測定位置間よりも前段に位置する場合には、前記合金化炉の出力を低減させ、
前記合金化領域が前記所定の測定位置間よりも後段に位置する場合には、前記合金化炉の出力を増加させる
ことを特徴とする、合金化制御方法。
【請求項２】
前記放射率の測定位置を、前記合金化炉に近い側から順にＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４・・・としたとき、
測定位置Ｓ２は、前記保熱帯の内部に設定され、
測定位置Ｓ３は、測定位置Ｓ２の位置と、前記鋼板の放射率の変化パターンと、鋼板の搬送速度と、に基づいて算出された位置に設定されることを特徴とする、請求項１に記載の合金化制御方法。
【請求項３】
前記合金化判定ステップでは、前記前記放射率の変化速度を含む鋼板特徴データが鋼板の種別ごとに記載されたデータベースを参照して、前記めっき層が合金化したかを判定することを特徴とする、請求項２に記載の合金化制御方法。
【請求項４】
前記放射率を測定するための放射率測定装置は、前記保熱帯の前半部分までに設けられることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の合金化制御方法。
【請求項５】
５カ所目以降の前記放射率の測定位置は、測定位置Ｓ１−測定位置Ｓ２間、又は、測定位置Ｓ３−測定位置Ｓ４間に設定されることを特徴とする、請求項２に記載の合金化制御方法。
【請求項６】
前記合金化炉の炉温設定値又は出力を所定の時間間隔毎に変動させることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の合金化制御方法。
【請求項７】
溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の保熱帯近傍での放射率を、当該鋼板の同一箇所について前記保熱帯の所定の区間内にわたって測定する放射率測定ステップと、
前記放射率の測定結果に基づいて、前記放射率の測定開始位置と測定終了位置との間の前記放射率の差分を算出する差分算出ステップと、
測定された前記放射率及び算出された前記放射率の差分に基づいて前記鋼板に設けられためっき層が合金化したかを判定する合金化判定ステップと、
前記合金化の判定結果に応じて、前記所定の区間内で前記めっき層が合金化するように前記保熱帯の前段に設けられた合金化炉の出力を制御する合金化炉制御ステップと、
を含み、
前記合金化炉制御ステップでは、
前記測定開始位置での放射率が第１の閾値超過であった場合、前記合金化炉の出力を低減させ、
前記測定終了位置での放射率が第２の閾値未満であった場合、前記合金化炉の出力を増加させる
ことを特徴とする、合金化制御方法。
【請求項８】
前記合金化炉制御ステップでは、前記放射率の差分が経時的に増加している場合、前記合金化炉の出力を低減させる、請求項７に記載の合金化制御方法。
【請求項９】
前記合金化判定ステップでは、前記第１の閾値及び前記第２の閾値を含む鋼板特徴データが鋼板の種別ごとに記載されたデータベースを参照して、前記めっき層が合金化したかを判定することを特徴とする、請求項７又は８に記載の合金化制御方法。
【請求項１０】
前記保熱帯の所定の区間は、前記保熱帯の前半部分内に設定されることを特徴とする、請求項６〜９のいずれか１項に記載の合金化制御方法。
【請求項１１】
溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の保熱帯近傍での放射率を、鋼板搬送方向に沿った少なくとも４カ所について算出する放射率演算部と、
前記放射率の測定結果に基づいて、互いに隣り合う測定位置間での前記放射率の差分をそれぞれ算出する放射率差分算出部と、
算出された前記放射率の差分に基づいて前記鋼板に設けられためっき層が合金化したかを判定し、当該めっき層が前記保熱帯において合金化した合金化領域を特定する合金化位置特定部と、
特定された前記合金化領域の位置に応じて、所定の前記測定位置間で前記めっき層が合金化するように前記保熱帯の前段に設けられた合金化炉の出力を制御する合金化炉制御部と、
を備え、
前記合金化炉制御部は、
前記合金化領域が前記所定の測定位置間よりも前段に位置する場合には、前記合金化炉の出力を低減させ、
前記合金化領域が前記所定の測定位置間よりも後段に位置する場合には、前記合金化炉の出力を増加させる
ことを特徴とする、合金化制御装置。
【請求項１２】
溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の保熱帯近傍での放射率を、当該鋼板の同一箇所について前記保熱帯の所定の区間内にわたって算出する放射率演算部と、
前記放射率の測定結果に基づいて、前記放射率の測定開始位置と測定終了位置との間の前記放射率の差分を算出する放射率差分算出部と、
測定された前記放射率及び算出された前記放射率の差分に基づいて前記鋼板に設けられためっき層が合金化したかを判定する合金化判定部と、
前記合金化の判定結果に応じて、前記所定の区間内で前記めっき層が合金化するように前記保熱帯の前段に設けられた合金化炉の出力を制御する合金化炉制御部と、
を備え、
前記合金化炉制御部は、
前記測定開始位置での放射率が第１の閾値超過であった場合、前記合金化炉の出力を低減させ、
前記測定終了位置での放射率が第２の閾値未満であった場合、前記合金化炉の出力を増加させる
ことを特徴とする、合金化制御装置。
【請求項１】
溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の保熱帯近傍での放射率を、鋼板搬送方向に沿った少なくとも４カ所で測定する放射率測定ステップと、
前記放射率の測定結果に基づいて、互いに隣り合う測定位置間での前記放射率の差分をそれぞれ算出する差分算出ステップと、
算出された前記放射率の差分に基づいて前記鋼板に設けられためっき層が合金化したかを判定し、当該めっき層が前記保熱帯において合金化した合金化領域を特定する合金化判定ステップと、
特定された前記合金化領域の位置に応じて、所定の前記測定位置間で前記めっき層が合金化するように前記保熱帯の前段に設けられた合金化炉の出力を制御する合金化炉制御ステップと、
を含み、
前記合金化炉制御ステップでは、
前記合金化領域が前記所定の測定位置間よりも前段に位置する場合には、前記合金化炉の出力を低減させ、
前記合金化領域が前記所定の測定位置間よりも後段に位置する場合には、前記合金化炉の出力を増加させる
ことを特徴とする、合金化制御方法。
【請求項２】
前記放射率の測定位置を、前記合金化炉に近い側から順にＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４・・・としたとき、
測定位置Ｓ２は、前記保熱帯の内部に設定され、
測定位置Ｓ３は、測定位置Ｓ２の位置と、前記鋼板の放射率の変化パターンと、鋼板の搬送速度と、に基づいて算出された位置に設定されることを特徴とする、請求項１に記載の合金化制御方法。
【請求項３】
前記合金化判定ステップでは、前記前記放射率の変化速度を含む鋼板特徴データが鋼板の種別ごとに記載されたデータベースを参照して、前記めっき層が合金化したかを判定することを特徴とする、請求項２に記載の合金化制御方法。
【請求項４】
前記放射率を測定するための放射率測定装置は、前記保熱帯の前半部分までに設けられることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の合金化制御方法。
【請求項５】
５カ所目以降の前記放射率の測定位置は、測定位置Ｓ１−測定位置Ｓ２間、又は、測定位置Ｓ３−測定位置Ｓ４間に設定されることを特徴とする、請求項２に記載の合金化制御方法。
【請求項６】
前記合金化炉の炉温設定値又は出力を所定の時間間隔毎に変動させることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の合金化制御方法。
【請求項７】
溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の保熱帯近傍での放射率を、当該鋼板の同一箇所について前記保熱帯の所定の区間内にわたって測定する放射率測定ステップと、
前記放射率の測定結果に基づいて、前記放射率の測定開始位置と測定終了位置との間の前記放射率の差分を算出する差分算出ステップと、
測定された前記放射率及び算出された前記放射率の差分に基づいて前記鋼板に設けられためっき層が合金化したかを判定する合金化判定ステップと、
前記合金化の判定結果に応じて、前記所定の区間内で前記めっき層が合金化するように前記保熱帯の前段に設けられた合金化炉の出力を制御する合金化炉制御ステップと、
を含み、
前記合金化炉制御ステップでは、
前記測定開始位置での放射率が第１の閾値超過であった場合、前記合金化炉の出力を低減させ、
前記測定終了位置での放射率が第２の閾値未満であった場合、前記合金化炉の出力を増加させる
ことを特徴とする、合金化制御方法。
【請求項８】
前記合金化炉制御ステップでは、前記放射率の差分が経時的に増加している場合、前記合金化炉の出力を低減させる、請求項７に記載の合金化制御方法。
【請求項９】
前記合金化判定ステップでは、前記第１の閾値及び前記第２の閾値を含む鋼板特徴データが鋼板の種別ごとに記載されたデータベースを参照して、前記めっき層が合金化したかを判定することを特徴とする、請求項７又は８に記載の合金化制御方法。
【請求項１０】
前記保熱帯の所定の区間は、前記保熱帯の前半部分内に設定されることを特徴とする、請求項６〜９のいずれか１項に記載の合金化制御方法。
【請求項１１】
溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の保熱帯近傍での放射率を、鋼板搬送方向に沿った少なくとも４カ所について算出する放射率演算部と、
前記放射率の測定結果に基づいて、互いに隣り合う測定位置間での前記放射率の差分をそれぞれ算出する放射率差分算出部と、
算出された前記放射率の差分に基づいて前記鋼板に設けられためっき層が合金化したかを判定し、当該めっき層が前記保熱帯において合金化した合金化領域を特定する合金化位置特定部と、
特定された前記合金化領域の位置に応じて、所定の前記測定位置間で前記めっき層が合金化するように前記保熱帯の前段に設けられた合金化炉の出力を制御する合金化炉制御部と、
を備え、
前記合金化炉制御部は、
前記合金化領域が前記所定の測定位置間よりも前段に位置する場合には、前記合金化炉の出力を低減させ、
前記合金化領域が前記所定の測定位置間よりも後段に位置する場合には、前記合金化炉の出力を増加させる
ことを特徴とする、合金化制御装置。
【請求項１２】
溶融亜鉛めっきラインを搬送される鋼板の保熱帯近傍での放射率を、当該鋼板の同一箇所について前記保熱帯の所定の区間内にわたって算出する放射率演算部と、
前記放射率の測定結果に基づいて、前記放射率の測定開始位置と測定終了位置との間の前記放射率の差分を算出する放射率差分算出部と、
測定された前記放射率及び算出された前記放射率の差分に基づいて前記鋼板に設けられためっき層が合金化したかを判定する合金化判定部と、
前記合金化の判定結果に応じて、前記所定の区間内で前記めっき層が合金化するように前記保熱帯の前段に設けられた合金化炉の出力を制御する合金化炉制御部と、
を備え、
前記合金化炉制御部は、
前記測定開始位置での放射率が第１の閾値超過であった場合、前記合金化炉の出力を低減させ、
前記測定終了位置での放射率が第２の閾値未満であった場合、前記合金化炉の出力を増加させる
ことを特徴とする、合金化制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１３６７２０（Ｐ２０１２−１３６７２０Ａ）
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８７７８７（Ｐ２０１０−２８７７８７）
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２４日（２０１０．１２．２４）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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