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磁测定方法及装置

阅读:307发布:2023-02-18

专利汇可以提供磁测定方法及装置专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且将 磁性 材料直流磁化到旋转磁化区域,并且在具有与该直流磁化的方向 正交 的成分的方向进行交流励磁,对通过与所述磁性材料的相互作用产生的交流 磁场 内与所述直流磁化的方向正交的成分进行测定,由此,能够以高 精度 且难以受到干扰的影响的方式测定磁性材料的局部的磁特性。,下面是磁测定方法及装置专利的具体信息内容。

1. 一种磁测定方法,其中,将磁性材料直流磁化到旋转磁化区域,并且在具有与该直流磁化的方向正交的成分的方向进行交流励磁,对通过与所述磁性材料的相互作用产生的交流磁场内与所述直流磁化的方向正交的成分进行测定。
2. 根据权利要求1所述的磁测定方法,其中,
夹着所述磁性材料,在与进行交流励磁的一侧的相反侧对所述正交的成分进行测定。
3. 根据权利要求1所述的磁测定方法,其中,
夹着所述磁性材料从两侧相向位置分别进行交流励磁,
并且,夹着测定对象在两侧相向位置分别测定所述正交的成分。
4. 根据权利要求1至3的任一项所述的磁测定方法,其中,
所述磁性材料是取向性电工板,
所述直流磁化的方向是轧制方向。
5. 一种磁测定装置,其中,具备:
直流磁化器,将磁性材料直流磁化到旋转磁化区域;以及
传感器,在具有与该直流磁化的方向正交的成分的方向进行交流励磁,对通过与所述磁性材料的相互作用产生的交流磁场内与所述直流磁化的方向正交的成分进行测定。
6. 根据权利要求5所述的磁测定装置,其中,
在所述磁传感器中,在一个磁性体核心卷绕有交流励磁线圈和检测线圈。
7. 根据权利要求5所述的磁测定装置,其中,
在所述磁传感器中,交流励磁线圈和检测线圈卷绕在不同的铁磁性体核心,并且,卷绕有交流励磁线圈的铁磁性体核心与卷绕有检测线圈的铁磁性体核心夹着所述磁性材料在相互相向的位置配置。
8. 根据权利要求6所述的磁测定装置,其中,
具有2个所述磁传感器,该磁传感器夹着所述磁性材料在相互相向的位置配置。
9. 一种磁性材料的品质评价方法,其中,
使用通过权利要求1至4的任一项所述的磁测定方法测定的所述正交的成分,对所述磁性材料内的结晶的磁化容易方向的、相对于所述直流磁化方向的度的偏移的程度进行评价。
10. 一种磁性材料的品质评价方法,其中,
使用通过权利要求1至3的任一项所述的磁测定方法测定的所述正交的成分,求取以B8值表示的磁性材料的磁特性和/或结晶方位的不均的程度,评价磁性材料的品质。
11. 一种取向性电工钢板的品质评价方法,其中,
使用通过权利要求4所述的磁测定方法测定的所述正交的成分,求取以B8值表示的取向性电工钢板的磁特性和/或结晶方位的不均的程度,评价取向性电工钢板的品质。
12. 一种磁性材料评价装置,其中,具备:
计算单元,输入通过权利要求5至8的任一项所述的磁测定装置测定的所述正交的成分,对所述磁性材料内的结晶的磁化容易方向的、相对于所述直流磁化方向的角度的偏移的程度进行计算。
13. 一种磁性材料评价装置,其中,具备:
计算单元,输入通过权利要求5至8的任一项所述的磁测定装置测定的所述正交的成分,对以B8值表示的磁性材料的磁特性和/或结晶方位的不均的程度进行计算。
14. 一种取向性电工钢板的制造方法,其中,包含:
使用权利要求11所述的取向性电工钢板的品质评价方法,求取以B8值表示的取向性电工钢板的磁特性和/或结晶方位的不均的程度在取向性电工钢板上的2维分布,基于该
2维分布,进行取向性电工钢板的等级划分的工序。
15. 一种取向性电工钢板的制造方法,其中,
使用权利要求11所述的取向性电工钢板的品质评价方法,求取取向性电工钢板上的、以B8值表示的取向性电工钢板的磁特性和/或结晶方位的不均的程度的2维分布,比较该
2维分布和制造工序的作业条件的变动,改善制造工序的作业条件。
16. 一种取向性电工钢板,其中,
被附加如下2维分布信息而提供,该2维分布信息是使用权利要求11所述的取向性电工钢板的品质评价方法计算的取向性电工钢板上的局部的以B8值表示的取向性电工钢板的磁特性和/或结晶方位的不均的程度的2维分布信息。
17. 一种使用了取向性电工钢板的变压器的制造方法,其中,
使用权利要求11所述的取向性电工钢板的品质评价方法,求取以B8值表示的取向性电工钢板的磁特性和/或结晶方位的不均的程度在取向性电工钢板上的2维分布,基于该
2维分布,进行在变压器中使用的各取向性电工钢板构件的分选、或性能估计。

说明书全文

磁测定方法及装置

技术领域

[0001] 本发明涉及高精度地测定磁性材料的局部的磁特性的磁测定方法及其装置。

背景技术

[0002] 金属材料的导磁率(magnetic permeability)、损、导电率等的电磁特性或者与电磁特性相关的量的以非接触方式的测定,用于各种各样的目的。例如,在专利文献1的段落号码[0015]中,言及了在晶粒取向电工板(grain-oriented electrical steel sheet)生产线内(在退火炉和退火分离剂(annealing separator)涂敷装置之间,或者涂敷退火分离剂,在干燥后到卷绕为线圈状之间)设置铁损测定用的1次线圈和2次线圈,使钢板通过其中并以公知的方法测定铁损的例子。在该测定方法中,使用大型的线圈,使用交流磁通(alternate current magnetic flux)测定铁板宽度方向的平均铁损。
[0003] 此外,在专利文献2中,叙述了对测定对象(铁板坯热轧钢条等的导电性物体)施加交流磁通,通过测定由该磁通与测定对象的相互作用产生的磁场,测定导电率、导磁率的根据测定对象的温度的变化,最终测定温度的方法。
[0004] 作为用于进行这样的测定的传感器可以有各种各样的方式,其中具有コ字形核心的传感器是通常的方式的一种。例如,在专利文献3中,公开了用于测定导磁率的传感器例。
[0005] 再有,也可以作为非接触(但其间介入有)的方案想到不检测磁特性本身,而以声波检测出例如晶粒的方位来评价磁特性等的方法。
[0006] 以下,与上述专利文献1~3一起,记述在“发明内容”中参照的非专利文献的出处。
[0007] 现有技术文献专利文献
专利文献1:日本专利2519615号公报
专利文献2:日本特开昭53-20986号公报;
专利文献3:日本特开平8-36038号公报;
非专利文献
非专利文献1:JISC2550(2000)「3.定義及び記号」の「d磁化特性」の項;
非专利文献2:磁性材料読本(本間基文、日口章編著、株式会社工業調査会発行(1998年))、p.41~42。

发明内容

[0008] 发明要解决的问题可是,在上述的现有技术中,存在难以进行数mm~数10mm范围的局部的磁特性的高精度且难以受到干扰等的影响的测定的问题。
[0009] 在通常的磁特性测定中,一般在实现了所希望的磁特性的稳固部(sound part)和没实现所希望的磁特性的不稳固部(unsound part)的特性的差非常大的畴壁移动区域(domain wall displacement region)中进行测定,但在该畴壁移动区域中,磁特性也强烈地受到粒径、析出物(precipitates)、应张力)等的可能成为误差要因的因素的影响。此外,板边缘的影响(由于板边缘部是铁磁性体和非磁性体(空气)的物性的不连续部,所以形成边缘不灵敏带)、提离(lift off,传感器和测定对象的距离)变动的影响也大。
[0010] 这是由于在畴壁移动区域中,微分导磁率大,测定条件的变动导致的微分导磁率的变化也大,所以通过测定对象的有无(板边缘的影响)、传感器和测定对象的距离(提离变动的影响),传感器输出较大地变化。由于这样的情况,难以实现高精度的测定、特别是在线的(生产线内)的稳定的测定。
[0011] 在使用超声波的方法中,有时受到钢板的细微的形状变化的影响,也要求测定精度的提高。
[0012] 本发明正是鉴于这样的问题而完成的,其目的在于提供一种以高精度、且难以受到干扰等的影响的方式测定磁性材料的局部的磁特性的磁测定方法及其装置。
[0013] 用于解决课题的方案(1)一种磁测定方法,其特征在于,将磁性材料直流磁化到旋转磁化区域(rotational magnetization region),并且在具有与该直流磁化的方向正交的成分的方向进行交流励磁,对通过与所述磁性材料的相互作用产生的交流磁场内与所述直流磁化的方向正交的成分进行测定。即,该磁测定方法的特征在于,使直流磁(direct current magnetism)作用于磁性材料使该磁性材料直流磁化到旋转磁化区域,并且使交流磁(alternate current magnetism)作用于该磁性材料在使该直流磁化摆动的方向上进行交流励磁,对通过该直流磁和该交流磁和该磁性材料的相互作用产生的交流磁场、特别是该交流励磁方向的成分进行测定。
[0014] (2)在(1)所述的磁测定方法中,其特征在于,夹着所述磁性材料,在与进行交流励磁的一侧的相反侧对所述正交的成分进行测定。
[0015] 在(2)的方法中,磁性材料是板状,优选从该磁性材料的单面侧进行交流励磁,在相反面一侧进行该测定。
[0016] (3)在(1)所述的磁测定方法中,其特征在于,夹着所述磁性材料从两侧相向位置分别进行交流励磁,并且,夹着测定对象在两侧相向位置分别测定所述正交的成分。
[0017] 在(3)的方法中,磁性材料是板状,优选从该磁性材料的两面侧进行该交流励磁和该测定。
[0018] (4)在(1)~(3)的任一项所述的磁测定方法中,其特征在于,所述磁性材料是取向性电工钢板,所述直流磁化的方向是轧制方向(rolling direction)。
[0019] 在这里,轧制方向指的是对成为晶粒取向电工钢板的原材料的钢(板坯等)进行轧制(特别是冷轧)做成钢板时的轧制方向。
[0020] (5)一种磁测定装置,其中,具备:直流磁化器(direct current magnetizer),将磁性材料直流磁化到旋转磁化区域;以及磁传感器,在具有与该直流磁化的方向正交的成分的方向进行交流励磁,对通过与所述磁性材料的相互作用产生的交流磁场内与所述直流磁化的方向正交的成分进行测定。
[0021] 即,该磁测定装置的特征在于,具备:直流磁化器,使直流磁作用于磁性材料将该磁性材料直流磁化到旋转磁化区域;以及磁传感器,使交流磁作用于该磁性材料并在使该直流磁化摆动的方向上进行交流励磁,对通过该直流磁和该交流磁和该磁性材料的相互作用产生的交流磁场、特别是该交流励磁方向的成分进行测定。再有,也不排除采用将直流磁和交流磁预先合成了的磁作用于所述磁性体的结构。
[0022] (6)在(5)所述的磁测定装置中,其特征在于,在所述磁传感器中,在一个铁磁性体核心(ferromagnetic core)卷绕有交流励磁线圈(alternate current excitation coil)和检测线圈(detection coil)。
[0023] (7)在(5)所述的磁测定装置中,其特征在于,在所述磁传感器中,交流励磁线圈和检测线圈卷绕在不同的铁磁性体核心,并且,卷绕有交流励磁线圈的铁磁性体核心与卷绕有检测线圈的铁磁性体核心夹着所述磁性材料在相互相向的位置配置。
[0024] (8)在(6)所述的磁测定装置中,其特征在于,具有2个所述磁传感器,该磁传感器夹着所述磁性材料在相互相向的位置配置。
[0025] (9)一种磁性材料的品质评价方法,其中,使用通过(1)~(4)的任一项所述的磁测定方法测定的所述正交的成分,对所述磁性材料内的结晶的磁化容易方向的、相对于所述直流磁化方向的度的偏移的程度进行评价。
[0026] 在这里,磁化容易方向的、相对于所述直流磁化方向的所述角度的偏移的程度,优选换算为定量的指标等,进行定量的评价。
[0027] (10)一种磁性材料的品质评价方法,其中,使用通过(1)~(3)的任一项所述的磁测定方法测定的所述正交的成分,求取以B8值表示的磁性材料的磁特性和/或结晶方位的不均的程度,评价磁性材料的品质。
[0028] (11)一种取向性电工钢板的品质评价方法,其中,使用通过(4)所述的磁测定方法测定的所述正交的成分,求取以B8值表示的取向性电工钢板的磁特性和/或结晶方位的不均的程度,评价取向性电工钢板的品质。
[0029] (12)一种磁性材料评价装置,其中,具备:计算单元,输入通过权利要求5至8(5)~(8)的任一项所述的磁测定装置测定的所述正交的成分,对所述磁性材料内的结晶的磁化容易方向的、相对于所述直流磁化方向的角度的偏移的程度进行计算。
[0030] 在这里,磁化容易方向的、相对于所述直流磁化方向的所述角度的偏移的程度,优选换算为定量的指标等,作为定量的评价值进行计算。
[0031] (13)一种磁性材料评价装置,其中,具备:计算单元,输入通过权利要求(5)~(8)的任一项所述的磁测定装置测定的所述正交的成分,对以B8值表示的磁性材料的磁特性和/或结晶方位的不均的程度进行计算。
[0032] (14)一种取向性电工钢板的制造方法,其中,包含:使用(11)所述的取向性电工钢板的品质评价方法,求取以B8值表示的取向性电工钢板的磁特性和/或结晶方位的不均的程度在取向性电工钢板上的2维分布(two-dimensional distribution),基于该2维分布,进行取向性电工钢板的等级划分的工序。
[0033] (15)一种取向性电工钢板的制造方法,其中,使用(11)所述的取向性电工钢板的品质评价方法,求取取向性电工钢板上的、以B8值表示的取向性电工钢板的磁特性和/或结晶方位的不均的程度的2维分布,比较该2维分布和制造工序的作业条件的变动(fluctuation),改善制造工序的作业条件。
[0034] 在这里,作为作业条件的改善,包含规定温度/速度/负荷等的最优条件,特别指定磁特性等的局部或整体的劣化的原因并将其除去。
[0035] (16)一种取向性电工钢板,其中,被附加如下2维分布信息而提供,该2维分布信息是使用(11)所述的取向性电工钢板的品质评价方法,计算的取向性电工钢板上的局部的以B8值表示的取向性电工钢板的磁特性和/或结晶方位的不均的程度的2维分布信息。
[0036] (17)一种使用了取向性电工钢板的变压器的制造方法,其中,使用(11)所述的取向性电工钢板的品质评价方法,求取以B8值表示的取向性电工钢板的磁特性和/或结晶方位的不均的程度在取向性电工钢板上的2维分布,基于该2维分布,进行在变压器中使用的各取向性电工钢板构件的分选、或性能估计。
[0037] 发明的效果本发明采用上述结构,直流磁化到没有畴壁移动的旋转磁化区域,因此难以受到干扰等的影响。此外,在稳固部和不稳固部之间,利用相对于直流磁化方向是正交方向的磁化稳定度的差是显著的情况进行检测,因此能够实现灵敏度也高的测定。此外,因为干扰的影响少,所以能够进行条件严格的生产线中的测定,结果,能够实现更高度的品质管理/品质保证。
附图说明
[0038] 图1A是表示本实施例1的应用例的立体图。
[0039] 图1B表示本实施例1的应用例,是从钢板轧制方向观察的正视图(钢板轧制方向与纸面正交)。
[0040] 图2A是表示本实施例2的应用例的立体图。
[0041] 图2B表示本实施例2的应用例,是从钢板轧制方向观察的正视图(钢板轧制方向与纸面正交)。
[0042] 图3A是表示本实施例3的应用例的立体图。
[0043] 图3B表示本实施例3的应用例,是从钢板轧制方向观察的正视图(钢板轧制方向与纸面正交)。
[0044] 图4是说明磁特性测定方法的课题的图(B-H曲线)。
[0045] 图5是示意地表示晶粒的方向与轧制方向相同的稳固部、和与轧制方向不同的不稳固部的图。
[0046] 图6是示意地说明本发明的作用的图。
[0047] 图7是表示本实施例1的测定结果(横轴:宽度方向位置(mm),纵轴:传感器输出)的一例的图。
[0048] 图8A是表示本发明的测定和SST试验的定量比较的方法的示意图。
[0049] 图8B是表示本发明(实施例1)的测定结果和通过SST试验获得的B8值的定量比较例的图(横轴:宽度方向位置(mm),纵轴:传感器输出和B8值)。
[0050] 图9A是针对被定为第1干扰误差要因的边缘不灵敏带的调查方法的示意图。
[0051] 图9B是表示针对被定为第1干扰误差要因的边缘不灵敏带调查本发明的效果的结果的图(横轴:宽度方向位置(mm),纵轴:传感器输出)。
[0052] 图10是表示针对被定为第2干扰误差要因的张力调查本发明的效果的结果的图。
[0053] 图11是表示针对被确定为第3干扰误差要因的提离调查本发明的效果的结果的图。
[0054] 图12是表示对晶粒取向电工钢板应用了本实施例2的测定结果的一例的图。
[0055] 图13是表示对晶粒取向电工钢板应用了本实施例3的测定结果的一例的图。
[0056] 图14是表示按钢板上的2维区域的每一个示出定量的测定值的例子的图。

具体实施方式

[0057] 在本实施方式中,举出对作为磁性材料的磁特性的一个的、相对于晶粒取向电工钢板的轧制方向的“容易磁化=磁化容易”方向的偏移(角度位移)的程度进行测定的例子,在以下进行说明。
[0058] 再有,晶粒取向电工钢板通常是将规定成分的钢铸造成板坯等的钢块,经过轧制工序(热轧、冷轧)做成规定的板厚,进而通过二次再结晶退火(secondary recrystallization annealing)等的处理,获得与规定的结晶方位一致的晶粒(crystal grain)来进行制造。此外,对应于需要赋予张力覆膜、绝缘覆膜等。所述轧制方向意味着在所述轧制工序中的轧制方向,结晶的磁化容易方向集中在该轧制方向的程度强烈地影响晶粒取向电工钢板的品质。
[0059] 在晶粒取向电工钢板中,结晶方向:<100>方向(磁化容易方向)沿着轧制方向的区域是稳固部。另一方面,与此不同,也有<100>方向没有沿着轧制方向而接近于无规则的区域即不稳固部,需要对其进行检测,管理品质。
[0060] 首先,使用图4,以晶粒取向电工钢板的磁特性测定方法(结晶方向不稳固部检测方法)为例,说明其课题。图4是使用单片试验(single sheet tester test:SST试验)装置,测定稳固部和不稳固部的宽度方向(与轧制方向成直角的方向)的磁特性(B-H曲线:横轴=磁场强度H(单位A/m),纵轴=磁通密度B(单位T))的结果。作为难以受到干扰等的影响的磁特性测定方法,从原理上可以考虑加强磁化,在旋转磁化区域中进行测定。可是,该B-H曲线中的不稳固部的磁通密度B(白三角标记△)和稳固部的磁通密度B(白圆标记○和白四角标记□)在外部磁场H大的旋转磁化区域中几乎相同。像这样,在旋转磁化区域中的测定的大的问题是稳固部和不稳固部的输出差非常小,灵敏度下降。由此,根据常识能够判断为在不稳固部的检测中不优选使磁化条件为旋转磁化区域以上。
[0061] 相对于此,本发明者们通过锐意研究,发现即使在有上述问题的旋转磁化区域中,也有实质上使灵敏度提高的方案的新的见解,从而想到本发明。在这里所说的旋转磁化区域指的是使外部磁场H从为零的状态起增强,在畴壁移动区域结束后,进一步使外部磁场H增强的情况下的磁化区域。图4的情况是在300~400A/m的区域内有边界(旋转磁化区域的下限),但根据金属的成分、组织,边界的位置变化。此外,在一般的直流磁化水平中,2个磁化机构(旋转磁化和畴壁移动)混合存在,在严密意义上并不限于仅存在某一方,因此在本申请中,将主要是磁化机构为旋转磁化的区域在事实上称为旋转磁化区域。旋转磁化区域例如能够定义为在准静态地(接近于直流的状态)求取B-H曲线数据时,几乎不存在磁滞的区域(H为某固定值以上的区域)。
[0062] 图5是示意地表示在晶粒取向电工钢板中,晶粒的方向与轧制方向相同的稳固部(左半部分)、和其方向不同的不稳固部(右半部分)的样子的图。在晶粒取向电工钢板中,不稳固部和稳固部的结晶的朝向不同。在图5中,以虚线箭头示意地表示各晶粒的磁化容易方向(<100>轴方向)的朝向。在这里,发明者考虑当对作为稳固部的晶粒的磁化容易方向的轧制方向(实线箭头)强烈地进行磁化时,在稳固部和不稳固部中,在此时的磁化的稳定度(通过结晶的取向决定的各向异性(anisotropy)势能级)中产生差异。而且,通过在相对于强烈地磁化的轧制方向正交的方向(宽度方向)施加交流磁场,检测相对于其磁的摆动的反应的差异,即产生的磁通的差异,检测该磁化的稳定度的差异,由此检测出稳固部和不稳固部而获得了本发明。
[0063] 也就是说,在将磁性材料直流磁化到旋转磁化区域的状态下,在具有与该直流磁化的方向正交的成分的方向进行交流励磁,在通过与所述磁性材料的相互作用产生的交流磁场内,对与所述直流磁化的方向正交的成分进行测定。
[0064] 再有,交流励磁的目的是使合成了交流磁场和直流磁场的磁场的施加方向、即施加的磁场的矢量从直流磁场的方向稍微旋转。因此关于交流励磁的方向,只要在交流磁场中包含与直流磁化正交的成分即可。最有效率的是交流磁场和直流磁场正交的情况。再有,因为当过于从正交方向脱离时灵敏度改善效果变小,所以优选使励磁/检测均在从所述正交方向起45°以内。
[0065] 此外,关于交流磁场的检测方向,因为需要调查与直流磁场正交的方向的磁场矢量的变化量,所以需要是对该方向的磁场成分具有灵敏度的传感器。在使用在特定方向有灵敏度的最大值那样的磁传感器(霍尔元件(hall element),大致在某个平面内卷绕的线圈等)的情况下,将其灵敏度最大方向朝向与直流磁场正交的方向是最适合的。作为具有检测向特定方向的交流励磁和/或交流磁场的功能的传感器,考虑在コ字形、棒状的铁磁性体核心卷绕励磁和/或检测线圈的技术等。特别是コ字形的传感器结构简单且性能优越,适于本发明的用途。
[0066] 在将稳固部的晶粒的方向为轧制方向的晶粒取向电工钢板作为测定对象的情况下,用直流磁化器在轧制方向对旋转磁化区域进行直流磁化,并且例如对由コ字形铁磁性体核心构成的传感器的励磁线圈施加交流电流,由此在宽度方向进行交流励磁,在宽度方向磁摆动。结果,在不稳固部中,与稳固部相比宽度方向磁通变化量变大,因此通过由コ字形铁磁性体核心构成的传感器的检测线圈,将该宽度方向磁通变化量作为电信号进行检测。使该传感器在钢板上2维地进行扫描,或者关于其中的某一维(例如宽度方向)使该传感器阵列状、交错状等地排列多个等,获得2维的测定值的分布。而且,基于在各个位置检测出的电信号的大小,能够特别指定稳固部和不稳固部的位置,能够评价其分布程度。
[0067] 再有,设直流磁化方向和轧制方向相同,但这是为了测定轧制方向的磁特性,本发明并不限定于此,只要配合目的适宜地决定直流磁化方向即可。在本发明中,重要的技术思想是采用直流磁化方向和交流励磁方向正交的结构。
[0068] 针对稳固部的晶粒的方向与轧制方向相同的晶粒取向电工钢板,以测定其轧制方向的磁特性的情况为例,使用图6说明本发明的原理。图6是示意地说明本发明的作用的图。在图中表示在稳固部(上半部分)和不稳固部(下半部分)分别在轧制方向(粗实线箭头)施加直流磁场的情况(左侧)、和在该状态下进一步在与轧制方向正交的宽度方向施加交流磁场的情况的现象(右侧)。作为同图中的势能(potential energy),仅示意地描画了通过结晶的朝向决定的部分。
[0069] 首先,在轧制方向施加了直流磁场到旋转磁化区域的情况下,稳固部的结晶的磁化容易方向(粗虚线箭头)与磁化方向(虚线箭头)相同,因此可以说成为势能低的状态(磁稳定度大)(参照图的左上部)。相对于此,在结晶的磁化容易方向与轧制方向不同的不稳固部中,在施加的直流磁场的强度低的区域中在各晶粒的磁化容易方向被磁化(虚线箭头:图左下部),但通过成为旋转磁化区域的强直流磁场的施加,向作为磁化方向是直流磁化方向的轧制方向旋转(粗虚线箭头:图左下部),可以说认为成为势能高的状态(磁稳定度小)(图的左下部)。
[0070] 接着,当在施加该直流磁场的基础上,在宽度方向施加交流磁场,使其磁振动(使外部磁场施加方向从轧制方向稍微摆动)时,稳固部因为磁稳定度大,所以即使摆动,磁化状态的变化也小(双方向细箭头:图右上部)。另一方面,因为在不稳固部中磁稳定度小,所以通过摆动,磁化状态的变化变大(双方向细箭头:图右下部)。磁化状态的变化使钢板外部的磁场变化,因此能够用磁传感器感测该变化。
[0071] 总结上述情况,通过本发明,能够实现以下的磁特性的测定,(1)实现了与结晶方向的关系明确(=高精度)的测定,(2)由于强烈磁化到旋转磁化区域,所以难以受到干扰导致的变动。
[0072] 再有,从图6所示的原理可知,本发明并不限于晶粒取向电工钢板,能够以将晶粒等的构成单位的磁化容易方向在相同方向聚集的程度(集成度)进行定量化,或者进一步预测被该集成度影响的物性为目的而广泛使用。此外,即使通过直流磁化而全部晶粒的磁化方位不向轧制方向旋转,只要在相当比例的晶粒中产生旋转的话,就能够进行基于图6的原理的测定。本发明也包含像这样在旋转磁化占优势的区域中的测定,但在事实上的旋转磁化区域中的测定能够进一步获得格外优越的灵敏度。
[0073] 实施例1针对将本发明应用于晶粒取向电工钢板(以下略称为电工钢板)的生产线中的、轧制方向的磁特性(稳固部的晶粒的方向是轧制方向)的测定的例子,在以下进行说明。图1A和图
1B是表示本实施例1的应用例的图,图1A是立体图,图1B是从轧制方向观察的正视图(与纸面正交的方向是钢板轧制方向)。图中,1表示电工钢板,2表示直流磁化器,3表示磁传感器(在本例中是コ字形传感器),箭头4表示直流磁化的方向,箭头5表示交流励磁的方向,6表示励磁线圈,7表示检测线圈,8表示铁磁性体核心,9表示励磁控制装置,以及10表示信号处理装置。其它的交流电源和放大器以通常的电路符号记述。
[0074] 在图1A和图1B中,以夹着作为测定对象的电工钢板1,与电工钢板1的表面相向的方式分别配置有直流磁化器2和磁传感器3。直流磁化器2以直流磁化的方向4相对于电工钢板1的轧制方向(白箭头)配置在成为平行的方向,直流磁化到旋转磁化区域的方式设定。在本实施例中,将直流电磁铁在电工钢板1的下表面以提离4mm进行设置,以外部磁场H成为12000A/m的方式进行施加。再有,在图1中,轧制方向和直流磁化方向相同,但只要是平行的话,是相反朝向也可。
[0075] 直流磁化水平通过以下的制约条件来决定。即、(i)当使直流磁化太弱时,变为发生畴壁移动的区域,误差变大
(ii)当使直流磁化太强时,与交流磁化的合成磁场的磁化方向的角度变化变小,灵敏度降低
(iii)在作为传感器使用铁磁性体核心的情况下,核心的磁特性根据直流磁场水平而变化,在极端的情况下磁饱和。特别是在磁化器内设置的核心特别容易受到影响。
[0076] 通过上述的(i)和(iii)的制约,优选在800~16000A/m的范围中进行磁化。直流磁化器的提离配合赋予的直流磁场等进行设定即可,优选通常为2~20mm左右。
[0077] 进行交流磁场的施加和由其产生的磁通的检测的磁传感器3,使用在コ字形铁磁性体核心8卷绕了励磁线圈6和检测线圈7的コ字形传感器。励磁线圈6通过励磁控制装置9来控制施加电流的电平、频率,施加交流磁场。此外,检测线圈7的输出被输入到信号处理装置10,基于其信号强度,进行针对测定的区域是稳固部还是不稳固部、以及其程度的判断处理。在图1B中,在铁磁性体核心的一方的脚部配置有励磁线圈6,在另一方的脚部配置有检测线圈7,但线圈的配置并不限定于脚部,配置在任一方或双方的胴部也可。而且,在电工钢板1的上表面以提离2mm、交流励磁的方向5成为与直流磁化的方向4正交的方向(与轧制方向正交的宽度方向)的方式设置磁传感器3。コ字形传感器3的核心8以电工钢板层叠构成,励磁的交流频率设为300Hz。再有,交流励磁的方向5最优选是与直流磁化的方向4正交,但只要能够包含正交成分进行交流励磁即可,不是严密地正交也可。传感器3的尺寸(コ字部的张开宽度、轧制方向的厚度)对应于作为目的的调查区域单位的大小、成本进行设定即可,最小均可为1mm左右。在晶粒取向电工钢板的情况下,最大100mm左右是现实的。
[0078] 再有,励磁电流波形例如使用正弦波、三角波等。正弦波不仅在励磁侧,在检测时也能够应用线性的处理/电路,在这一方面是有利的。另一方面,在三角波中,在波形邻接的峰之间(最小→最大之间,以及最大→最小之间),单位时间的产生磁通的变化量是固定的,因此有涡流的影响、检测信号电平保持为固定等的优点。如上所述,正弦波、三角波能够有利地应用,但不用说也能够利用其它的波形。
[0079] 此外,如果例如励磁电流波形是三角波的话,在检测线圈检测出的信号成为大致交替地在正侧和负侧具有平坦部的波形。上述信号强度能够应用各种各样的求取方法,例如采用波形整体的RMS值(root-mean square value,均方根值),或者采用平坦部的绝对值的平均值等的评价信号强度的指标即可。再有,在以下的数据例子中,作为励磁波形使用三角波,作为信号强度使用采集波形的RMS值。
[0080] 而且,针对励磁频率的设定,基于下述的制约条件决定即可。
[0081] (i)下限频率:低频侧需要兼顾测定对象的移动速度,以在测定对象(测定区域)存在于传感器的测定范围的期间,能够确保对于测定是充分的励磁循环数的方式设定。
[0082] (ii)上限频率:当变为高频时,在测定对象内产生的涡流的影响增加,使测定误差增大。由此,需要在涡流的影响不变得过大的范围中进行设定。
[0083] 因此,适合的励磁频率根据诸条件而不同,但在晶粒取向电工钢板的情况下,优选频率在100~10kHz的范围内的情况较多。
[0084] 再有,在图1的例子中,直流磁化器2在钢板的下表面配置,磁传感器3在钢板的上表面配置,但上表面和下表面相反也可,配置在相同侧也可。此外,直流磁化器在上下两面各配置1个也可。
[0085] 图7是表示本实施例1的测定结果的一例的图。即,是在将稳固部作为主体,在一部分中混杂存在有不稳固部的晶粒取向电工钢板(板厚0.23mmt)中应用本发明的结果的一例。在这里,コ字形传感器使用张开宽度10mm的传感器,改变宽度位置(横轴:单位mm)进行测定。传感器输出(纵轴)采用任意单位(arbitrarily unit)。具体地,对通过传感器输入到信号处理装置10的信号电压(单位V)不特别进行标准化而直接使用。以下,针对传感器输出没有特别说明的话,设为使用该任意单位。
[0086] 当比较宽度位置从0(宽度方向边缘)到20mm附近的不稳固部混杂存在的区域的传感器输出,和宽度位置为20mm以上的稳固部的区域的传感器输出时,明显地表示出稳固部和不稳固部混杂存在部(包含整个面是不稳固部的情况)的差。再有,稳固部、不稳固部和不稳固部混杂存在部能够通过利用光学显微镜等的钢板剖面观察来验证。具体地,在二次再结晶不完全或者没有进行的情况下,判断为是不稳固部混杂存在部或者不稳固部。
[0087] 图8A和图8B是表示本实施例1和SST试验的定量比较例的图。SST试验是切出试验片在实验室进行的,在最终的性能评价中使用的试验,是能够以高精度进行测定的试验。SST试验结果的B8值,是非专利文献1示出的JIS中规定的表示磁特性的一个参数,是表示磁化力H=800A/m的磁通密度B的值,是一般而言的磁化容易方向相对于轧制方向的角度的偏移(位移)的程度的定量的指标的值。此外,通过这样的结晶方位,晶粒取向电工钢板的磁特性被较大地影响,所以也作为导磁率等的磁特性的定量的指标而被使用。
[0088] B8值是H=800A/m时的B的值,因此是大致相当于非专利文献2所示的图2.17(p.41)的切片部的水平。这在将磁化容易方向和励磁方向所成的角度设为θ时,大致成为Is·cosθ。在这里,Is是饱和磁通密度(根据材料决定的常数)。在通过SST试验测定B8值的情况下,由于对轧制方向进行励磁,所以只要将磁化容易方向相对于轧制方向的角度差考虑为上述θ即可,可以说B8值大致比例于cosθ。实际上由于在测定范围中存在具有各种各样的磁化容易方向的多个晶粒,所以认为成为某种平均值,但可以说在B8值与结晶方位之间存在相关。
[0089] 针对2种晶粒取向电工钢板样品,进行该B8值与本发明的传感器输出值的相关比较。在图8A中示意地表示利用传感器的测定,和SST试验片(30×250mm)的采集位置的关系。此外,在图8B中表示针对各个晶粒取向电工钢板样品,在同一图表上相对于宽度方向位置描绘了在本实施例中得出的传感器输出(任意单位)、和以SST试验片测定的B8(T)的图。再有,在这些样品中有意地导入了不稳固部的一部分。此外,测定条件除了放大器的增益之外,与图7的情况相同。
[0090] 可知,上侧和下侧的2种样品都是本发明的传感器输出(图中的黑菱形标记和实线)与作为SST实验结果的值的B8值(图中的黑四角形标记与虚线)具有好的相关。通过确认了上述的B8值与结晶方位之间的关系的存在,和本传感器输出与B8值的相关,确认了在结晶方位与本发明的传感器输出之间具有相关。
[0091] 即,能够确认本发明的以下的有用性。即、· 能够以本发明测定与结晶方位相关的不稳固部
· 不仅是判断稳固还是不稳固,而且能够定量地测定将SST试验作为基准的B8值(只要使用预先制作的校准曲线即可)
· 从B8值的指标的意思出发,能够进行与结晶方位的偏移程度、导磁率等的磁特性相关的定量的评价(例如,B8值小的话,能够评价为结晶方位的偏移程度大。此外B8值小的话,能够评价为导磁率有变为低水平的倾向)
再有,稳固部还是不稳固部的判断的具体方法,例如有如下方法,对应于需要对传感器的输出进行补正(每个传感器的灵敏度补正,利用提离变动量测定结果的补正等),在此基础上计算RMS值,将根据测定对象的性状和传感器输出的关系预先决定的阈值以上的测定部位设为磁异常部(不稳固部或者不稳固部混入部),将其以下的测定部位设为磁稳固部。
相反的,在应用本发明的测定方法时,关于是否适合地设定了磁化条件、各种尺寸/规格/间隔/速度等,例如能够通过由预先准备的稳固部、不稳固部的样品获得的传感器输出的差是否在规定的阈值以上来判断。
[0092] 图9A和图9B是表示针对本发明方法中的边缘非灵敏带(定义为第1干扰误差要因)的影响进行调查的结果的图。是对在比较方法(仅是交流励磁)和本发明方法(交流励磁和直流励磁)中的边缘非灵敏带的大小进行比较的图。在这里,通过相同的コ字传感器仅以交流励磁进行励磁来检测交流磁的方法,根据发明者们的研究,只要是畴壁移动领域的话,是示出优越的灵敏带的磁测定方法。图9A是示意地表示利用两方法的测定方法的图。即,针对仅由稳固部构成的样品,一边从宽度方向边缘使传感器移动,一边进行磁测定。测定条件除了放大器的增益之外,与图7的情况相同。
[0093] 图9B是将通过比较方法和本发明方法获得的传感器输出(任意单位)在同一图表中相对于宽度方向位置进行描绘的图。为了使2个测定方法的输出水准一致,以利用各方法的稳固部与不稳固部的输出差(图9B中的上下两箭头)成为相同大小的方式,使纵轴的刻度一致。在比较方法中,判断为从宽度方向边缘起16mm左右的边缘不灵敏带(被看作是传感器输出降低即灵敏度降低的区域),但在本发明中,边缘不灵敏带变为1mm左右的非常小。
[0094] 图10是表示针对本发明方法中的张力(tesion,应力)(定义为第2干扰误差要因)的影响进行调查的结果的图。纵轴是用于评价张力变动的影响的指标,比较了仅使用交流励磁的情况(与图9B中的比较方法相同)和本申请发明的使用了交流励磁与直流磁化的情况。测定条件除了放大器的增益之外,与图7的情况相同。张力变动的影响指标值,设为使2
单位张力变动量(例如,1kgf/mm 等)变化时的、测定稳固部时的传感器输出(任意单位)的变化量ΔV0,与规定值的张力时的稳固部的传感器输出与不稳固部的传感器输出的差的绝对值ΔV1的比。
[0095] 再有,图10的数据具体通过以下方式计算。
[0096] 1)测定使张力从0.8kgf/mm2到1.6kgf/mm2变化时的传感器的输出变化量ΔV0。
[0097] 2)为了换算每张力变动量1kgf/mm2,计算ΔV0'=1.125ΔV0。
[0098] 3)以应力1.2kgf/mm2,测定稳固部的传感器输出V1,不稳固部的输出V2。
[0099] 4)通过ΔV0'/|V1-V2|,计算指标值(单位[1/(kgf/mm2)])。
[0100] 该指标值是相对于稳固部和不稳固部的传感器输出差的张力变动的传感器输出,因此值越小,表示越能够不受张力变动的影响进行测定。在图10中,表示在仅是交流励磁的情况下(左侧),因为接近于1,所以张力变动的输出变化、与稳固部和不稳固部的差异导致的输出变化大致相同。另一方面,在使用交流励磁和直流磁化的本申请发明(右侧)中,因为指标值是0.1以下,所以可知能够不受张力变动的影响,区别稳固部和不稳固部。
[0101] 图11是表示针对本发明方法中提离(定义为第3干扰误差要因)的影响进行调查的结果的图。以与图10同样的考虑方式,纵轴是用于评价提离变动的影响的指标,比较了仅使用交流励磁的情况和本申请发明的使用了交流励磁与直流磁化的情况。测定条件除了放大器的增益之外,与图7的情况相同。提离变动的影响指标值,设为使提离的单位变化量(例如,1mm等)变化时的、测定稳固部时的传感器输出(任意单位)的变化量ΔVL0,与规定值的提离时的稳固部的传感器输出与不稳固部的传感器输出的差的绝对值ΔVL1的比。
[0102] 再有,图11的数据具体通过以下方式计算。
[0103] 1)测定使提离从1.5mm到2.5mm变化时的传感器的输出变化量ΔVL0。
[0104] 2)因为提离变动量是1mm,所以设为ΔVL0'=ΔVL0。
[0105] 3)在提离2mm,测定稳固部的传感器输出VL1,不稳固部的输出VL2。
[0106] 4)通过ΔVL0'/|VL1-VL2|,计算指标值(单位[1/mm])。
[0107] 该指标值是相对于稳固部和不稳固部的传感器输出差的提离变动的传感器输出,因此值越小,表示越能够不受提离变动的影响进行测定。在图11中,表示在仅是交流励磁的情况下(左端),提离变动了1mm时的输出变化,与稳固部和不稳固部的差异导致的输出变化相比,变得非常大。相对于此,在使用交流励磁和直流磁化的本申请发明(左侧其第2个)中,可知相对于仅是交流的情况,能够抑制到1/5左右。再有,作为提离的绝对值优选是0~50mm左右。图11中,左起第3个的“透过”,右端的“两侧”分别是后述的实施例2(透过装置)和实施例3(两侧配置)的结果。
[0108] 在以上的说明中,叙述了具有交流励磁部和检测部的交流磁传感器针对测定对象位于相同侧的情况,但为了减少提离变动等,根据要求的规格,关于传感器结构,能够有以下(实施例2和实施例3)所述的2种变化。
[0109] 如上所述,可知相对于边缘不灵敏带、张力、提离等的干扰误差要因,与在畴壁移动区域中示出优越的灵敏度的磁测定方法的比较方法相比,本发明格外地改善。再有,作为干扰误差要因,除了上述的以外,也有晶粒直径、析出物。可是,这些都是对于畴壁的移动、磁化方向的旋转的抵抗因素(resistance factor),能够期待在旋转磁化区域中的影响小。
[0110] 再有,说明了将基准方向设为轧制方向,测定磁化容易方向相对于其的偏移程度的例子,但基准方向不限于是轧制方向,只要配合测定对象适宜选择最适合的方向进行设定即可,在该方向施加直流磁场即可。此外,本发明的应用不限于结晶方位的偏移程度的测定,不用说当然也能在通过偏移的程度受到影响的磁特性的测定中应用。对象物的形状不被限定,但由于是面向板状材料(厚度2mm以下左右)的测定方法,所以特别适用于连续地制造或处理带状的磁性材料的生产线。在晶粒取向电工钢板的情况下,优选测定在最终品质保证区段(主要的制造处理结束,作为钢带的出厂前检查评价形状、磁特性的生产线中的区段)等中进行,此外,从花费时间等的观点出发,优选以在宽度方向排列传感器的配置(为了避免邻接的传感器的物理干扰优选为交错配置)进行使用。
[0111] 实施例2将传感器的交流励磁部和检测部分离(在其它的核心卷绕(wind)线圈),夹着测定对象在相反侧在相互相向的位置设置(称为透过配置)。因此,即使有磁性材料和交流励磁部、磁性材料和检测部各自的距离的变动(提离变动),励磁部和检测部的距离也不变化。即,有在励磁部和磁性材料、检测部和磁性材料中产生的各个提离变动量相互抵消的倾向,能够减小提离变动的影响。
[0112] 针对在晶粒取向电工钢板的生产线中应用本发明的实施例2在以下进行说明。图2A和图2B是表示本实施例2的应用例的图,图2A是立体图,图2B是从轧制方向观察的正视图。图中,1表示电工钢板(测定对象),2表示直流磁化器,20表示在磁传感器中由卷绕有励磁线圈20b的励磁用铁磁性体核心20a构成的磁传感器励磁部,21表示在磁传感器中由卷绕有检测线圈21b的检测用铁磁性体核心21a构成的磁传感器检测部,箭头4表示直流磁化的方向,箭头5表示交流励磁的方向(20和21交换也可)。其它的交流电源和放大器以通常的电路符号记述。
[0113] 磁传感器励磁部20如图2B所示,连接于振荡电路,产生交流磁场,此外磁传感器检测部21连接于电子电路,检测线圈输出。基于检测出的信号,推定不稳固部的程度、结晶的方向(相对于轧制方向的<100>方向的一致的程度)、磁特性值(根据SST试验的B8值)等。其它的结构/优选条件和应用方式与图1的情况相同。
[0114] 在该结构中,与上述的图1B的结构时不同,在不稳固部中传感器输出变小。这是由于在图2B中,在从励磁线圈流出的磁通内,作为磁通A流出的比例在不稳固部中变大,相反地在作为磁通B流出的比例(在检测部检测的磁通)减少。
[0115] 磁传感器励磁部的核心,和磁传感器检测部的核心配合脚部的排列方向,夹着钢板相向配置。这时,磁传感器励磁部和磁传感器检测部的规格(核心尺寸、形状、材质、线圈规格等)能够分别个别地设定。
[0116] 在线圈规格中,向核心的线圈的卷绕方法,卷绕有多个线圈的情况下的连接能够有各种各样的情况。图2B表示一个例子。这是作为励磁线圈使用多个线圈(在图2B中是3个线圈),在交流电流源串联连接3个线圈的情况,以及作为检测线圈使用多个线圈,分别各自连接于放大器。励磁线圈、检测线圈均是1个也可,此外在使用多个线圈的情况下,将一部分或全部串联连接也可。
[0117] 交换磁传感器励磁部20和磁传感器检测部21的位置基本上也没有问题。此外,直流磁化器2(在图2B中未图示)在电工钢板1的上侧再设置1台也没有问题。再有,在该情况下,需要在测定对象面内,以使磁化方向成为相同方向的方式对磁化方向进行调整。
[0118] 通过相对于电工钢板上下对称地设置2台直流磁化器,虽然具有构成要素增加而成本增大的缺点,但有以下的优点。
[0119] (1)钢板和直流磁化器的距离的变动导致的影响,相对于上下的各个磁化器在反方向起作用(如果钢板从一方的磁化器远离的话,就接近另一方的磁化器),施加到钢板的磁场稳定,向传感器输出的提离变动的影响变小。
[0120] (2)直流磁化器的钢板的吸引力也抵消,钢板被磁化器吸引,传感器与钢板的距离变化等的影响变少。
[0121] (3)在将钢板磁化到一定水平的情况下,与1台磁化器的情况相比,在2台磁化器的情况下,每1台磁化器所需要的磁化力只要大致一半即可,因此具有能够使磁化器小型化,能够实现磁头的轻量化,省空间化,进而能够减少磁化电流,能够抑制热引起的发热的效果。
[0122] 在实施例1中应用第2直流磁化器的情况下也能同样地获得这些效果。
[0123] 以成为与作为测定对象的电工钢板1的轧制方向相同的直流磁化的方向4的方式,用直流磁化器2直流磁化到旋转磁化区域。在本实施例2中,将直流电磁铁在电工钢板1的下表面以提离7mm进行设置,作为外部磁场H施加12000A/m。
[0124] 图12是表示对晶粒取向电工钢板(板厚0.23mmt)应用了本实施例2的测定结果的一例的图。将导磁率、铁损、磁滞损失等的磁特性异常的部位多的样品(“不稳固部多”)(左端)和几乎仅是存在稳固部的样品(“稳固”)(右端)、以及具有其中间的不稳固部密度的样品(“不稳固部少”)(中央),以检测部和励磁部的提离5mm,励磁频率300Hz进行测定。其它的测定条件除了放大器的增益之外,与图7的情况相同。再有,设直流磁化器是1个。随着不稳固部的比例减少,稳固部分增加,传感器输出(任意单位增大),可知能够测定不稳固部的比例。
[0125] 如图11表示提离变动的影响那样,在将励磁和检测夹着测定对象配置在相反侧(透过配置)的本发明(左起第3个)中,与图1B所示的情况(左起第2个)相比,可知提离变动的影响被较大地改善。再有,图7~10所示的其它的特性值在这里不各别表示,但能够获得同样的数据。
[0126] 实施例3将在1个传感器具有励磁部和检测部双方的图1B所示的结构的传感器,夹着测定对象(磁性材料)在相反侧(相向的位置)也再设置1台(称为两侧配置)。因此,相对于磁性材料和传感器的距离的变动(提离变动),两传感器的信号变化大致对称,因此有抵消的倾向,能够使提离变动影响变小。直流磁化器与“实施例2”同样,仅在单侧设置也可,在两侧设置也可。
[0127] 针对在晶粒取向电工钢板的生产线中应用本发明的实施例3在以下进行说明。图3A和图3B是表示本实施例3的应用例的图,图3A是立体图,图3B是从轧制方向观察的正视图。图中,1表示电工钢板(测定对象),2表示直流磁化器,30表示在铁磁性体核心30a具有励磁线圈30b和检测线圈30c的磁传感器,31表示在铁磁性体核心31a具有励磁线圈
31b和检测线圈31c的磁传感器,此外箭头4表示直流磁化的方向,箭头5表示交流励磁的方向。其它的交流电源和放大器以通常的电路符号记述。
[0128] 励磁线圈30b、31b如图3B所示,连接于振荡电路,产生交流磁场,此外检测线圈30c,31c连接于电子电路,检测线圈输出。基于检测出的信号,计算不稳固部的程度、结晶的方向(相对于轧制方向的<100>方向的一致的程度)、磁特性值(根据SST试验的B8值)等。
[0129] 2个传感器配合脚部的排列方向,夹着钢板相向配置。这时,以钢板内的交流磁通(图3B的磁通A和磁通C)的流动方向一致的方式控制2个励磁线圈的励磁方向。磁传感器30、31的规格(核心尺寸、形状、材质、线圈规格等)能够分别个别地设定,但一般重视两者的对称性,采用相同规格。
[0130] 在该结构中,一般与上述的图1B的结构时同样,在不稳固部中传感器输出变大。在磁传感器30的测定中,经由测定对象,返回到与励磁线圈30b相同侧的磁通A,与透过测定对象,经由相向的磁传感器31之后再次透过测定对象返回的磁通B,与从相向的磁传感器31的励磁线圈31b产生并透过测定对象的磁通D相关。在这里,在检测线圈30c的位置,考虑磁通B和磁通D是相反朝向,其磁通水平也相等,因此磁通B和D相互抵消,磁通A的影响占支配地位。磁传感器31也是同样(磁通B和D相互抵消,磁通C的影响占支配地位)。
[0131] 在线圈规格中,关于向核心的线圈的卷绕方法,卷绕有多个线圈的情况下的连接能够有各种各样的情况。图3B表示一个例子。这是作为励磁线圈使用1个线圈,作为检测线圈使用1个线圈的例子。
[0132] 以成为与作为测定对象的电工钢板1的轧制方向相同的直流磁化的方向4的方式,用直流磁化器2(在图3B中未图示。再有,在上下各配置1个直流磁化器的情况下,磁场的朝向与在钢板上相互加强的方向一致)直流磁化到旋转磁化区域。在本实施例3中,将直流电磁铁(直流磁化器)在电工钢板1的下表面以提离7mm进行设置,作为外部磁场H施加12000A/m。
[0133] 图13是表示对晶粒取向电工钢板(板厚0.23mmt)应用了本实施例3的测定结果的一例的图。将导磁率、铁损、磁滞损失等的磁特性异常的部位多的样品(“不稳固部多”)(左端)和几乎仅是存在稳固部的样品(“稳固”)(右端)、以及具有其中间的不稳固部密度的样品(“不稳固部少”)(中央),以两磁传感器的提离为4mm,励磁频率300Hz进行测定。其它的测定条件除了放大器的增益之外,与图7的情况相同。再有,设直流磁化器是1个。随着不稳固部的比例减少,稳固部分增加,传感器输出(任意单位增大),可知能够测定不稳固部的比例。
[0134] 如图11表示的提离变动的影响那样,在将在1个核心卷绕有励磁线圈和检测线圈的磁传感器夹着测定对象分别配置在两侧的本发明(右端)中,与图1B所示的情况(左起第2个)相比,可知较大地被改善。再有,如图7~10所示的其它的特性值在这里不各别表示,但能够获得同样的数据。
[0135] 应用例再有,以上说明的本发明的磁测定方法和装置,例如能够在电工钢板的制造工序的最终阶段作为电工钢板的品质评价方法和装置而被有效利用。但是,与现有的品质评价不同,不仅具有稳固部/不稳固部的区别(缺陷检测计)的功能,还能够局部地在线定量测定通过现有的切板SST试验获得的B8值这一重要的磁特性,因此也能够评价被认为是稳固部的钢板中的根据场所的B8值的变动分布。此外,也能够通过B8值评价稳固部彼此的磁特性等的优劣。对测定时的钢板(钢带)的搬送速度也没有特别限制,能够以数百mpm进行测定。再有,即使是B8值以外的指标,只要通过图8A那样的调查能够与利用本发明的测定方法的传感器输出关联起来的话,就能够没有问题地使用。总之,能够计算定量的指标值是重要的。
[0136] 例如,如图14所示,在钢板上,以轧制方向间距p[m]、宽度方向间距q[m]二维地对区域进行区划,以从某个基准点(“原点”,例如钢板的前端部的宽度方向边缘)起的相对坐标表示各个区域的位置,按每个区域表示定量的测定值(在图14的例子中,每个区域的B8值)。再有,轧制方向和宽度方向的间距分别是固定的也可,在管理上重要的部分(例如宽度方向、轧制方向的端部附近)使间距变小等也可。例如在晶粒取向电工钢板中,在宽度方向端部中作为优选的宽度方向间距q考虑2~10mm左右。作为轧制方向间距p,例如考虑1~1000mm左右。
[0137] 通过作为上述评价结果的B8值分布信息,能够比现有技术进行更细致的品质评价。例如,能够进行钢板的等级划分。关于等级划分的方法,能够对应于钢板(包含切为条状的)、板等的出厂形式,进行各种各样的等级划分,例如有以下的做法。
[0138] A等级:在钢板上的95%以上的2维区域中B8值是1.92T以上B等级:在钢板上的95%以上的2维区域中B8值是1.90T以上
C等级:在钢板上的95%以上的2维区域中B8值是1.88T以上
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此外,配合以本发明以外的品质管理设备测定的值,例如铁损等的评价值,进行等级划分也可,使用B8值的最低值,设定“钢板上的B8值的最低值是**T以上”等的评价基准,进行等级划分也可。
[0139] 通过这些钢板的等级划分,在从电工钢板制造变压器的厂商中,容易更高精度地控制(保证,管理)变压器的品质。例如,在使用B8值的分布信息,将钢板分割为小尺寸的变压器用构件等时,在把握每个构件的特性的基础上,进行分选,与变压器的级别对应地进行使用的话,能够提高变压器的品质精度,此外能够变压器的分类制作也能高效率且高精度地进行。即使在不分选构件来制造变压器的情况下,也能够通过构件钢板的磁特性数据,高精度地预测获得的各变压器的品质,进行等级划分。
[0140] 此外,在上述之外,本发明的磁测定方法、评价方法也能够以如下方式对晶粒取向电工钢板的制造条件的稳定化做出贡献。例如,假定即使是稳固部,产生B8值的相对的变动模式(宽度方向的特性值的变动倾向:例如,仅在单侧边缘产生较低的B8值,或者轧制方向的周期的变动等)的情况。在该情况下,通过使用本测定方法对该模式进行解析等,从而特别指定起因于本测定之前的哪个制造工序而产生该变动,能够反映到该工序的作业条件的改善中。
[0141] 在晶粒取向电工钢板的制造中,为了实现最终制品的优越的磁特性,从板坯(slab)的阶段起,在热轧(hot rolling)、冷轧(cold rolling)、退火(annealing)、覆膜涂覆等众多的工序中,需要非常高精度地控制作业条件。这样的中间工序中的作业条件的变动(例如,冷却时、加热时的温度不均(temperature variation)、搬送时的与保持部的接触导致的温度不均等),有成为最终制品阶段的B8值的不均而显现的情况。
[0142] 作为一个例子,示出上述那样的温度不均的例子。在晶粒取向电工钢板中,为了最终在钢板中做出被称为Goss方位的特定的结晶方位,在多级的热的、机械的、或者化学的处理中,一边控制结晶方位、粒径等,一边一个一个地进行处理。这时,由于在每个场所(钢带内的位置)制造处理的条件变化,所以在中间工序的粒径分布、结晶方位分布等中也产生不均(相对于场所的不均匀性)。结果,在最终制品中,其也作为磁特性的不均(相对于场所的不均匀性)而显现。
[0143] 具体地,在制造完成后的钢板中产生的磁特性不均,起因于热精轧(hot finish rolling)时的宽度方向的温度不均、退火处理时的加热温度不均、水冷时的冷却温度不均等的制造处理中产生的不均的一个或多个而产生。例如,如果是热精轧时的温度的话,通过比较其一般的模式(宽度方向端部比中央部温度低)、通过传感器对对象材料测温的结果(例如以放射温度计测定的2维温度分布等),能够把握并管理最终的磁特性不均与热精轧时的温度不均是否相关。
[0144] 像这样通过比较由各处理可能产生的温度不均、成分不均等与磁特性不均,能够特别指定或弄清成为磁特性不均的原因的处理。在现有技术中,切取极少一部分,作为切板进行采样,不在线测定磁特性,或者在线测定全长,但只能获得磁特性的宽度方向平均值,不知道磁特性不均的2维分布,因此不能采取上述那样的制造改善措施,但通过本发明能够首次实现。
[0145] 进而,通过上述的磁测定方法和装置2维地进行测定,能够与制品一起提供B8值、结晶方位的在钢板上的定量2维分布信息,由此能够进行变压器等的电部件中使用的各构件的分选,或者性能预测。
[0146] 由此对于使用电工钢板的部件制造商具有大的优点。即,通过使用附加了上述的信息的晶粒取向电工钢板,能够实现根据良好构件的分选使用带来的变压器等的电部件的高性能化,此外,通过部件分选使用带来的性能的变动降低,能够提高更高品质的电部件。通过使用特性充分了解的构件,能够进行高精度的电部件的性能预测,使用该电部件的系统的设计、制作变得容易。
[0147] 再有,作为将上述的信息作为数据附加并对下一工序、客户进行提供的方式,考虑各种各样的方式,没有特别的制约,具体地可以考虑如下方式。(1)印刷到纸等进行提供(2)在IC标签、磁盘等的记录介质中以电子化方式进行记录,提供该记录介质(3)通过因特网等对电子信息进行传输来提供,等的方式。
[0148] 产业上的利用可能性根据本发明,能够格外降低边缘效果、其它的干扰要因的影响,能够实现即使在生产线中也能够测定的磁特性测定和评价。该测定不仅是缺陷检测,而且也能够应用于品质评价、
2维分布的测定、附加信息化。
[0149] 特别是在晶粒取向电工钢板在在线测定中应用的情况下,对于发现不稳固部进行管理是有用的。此外,能够整体地或2维地评价钢板的品质,因此对于制造工序的改善、用户进行的变压器等的电工钢板利用部件的品质管理/品质改善也做出贡献。
[0150] 附图标记说明1 电工钢板
2 直流磁化器
3 磁传感器
4 直流磁化的方向
5 交流励磁的方向
6 励磁线圈
7 检测线圈
8 铁磁性体核心
9 励磁控制装置
10 信号处理装置
20 磁传感器励磁部(透过配置)
20a 励磁用铁磁性体核心
20b 励磁线圈
21 磁传感器检测部(透过配置)
21a 检测用铁磁性体核心
21b 检测线圈
30 磁传感器(两侧配置)
30a 铁磁性体核心
30b 励磁线圈
30c 检测线圈
31 磁传感器(两侧配置)
31a 铁磁性体核心
31b 励磁线圈
31c 检测线圈
p 轧制方向间距
q 宽度方向间距
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