JPH08178902A

JPH08178902A - 極低炭鋼板表層の異常組織欠陥部の検査方法

Info

Publication number: JPH08178902A
Application number: JP6320065A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Shiraishi; 利明白石; Atsumitsu Kimura; 篤光木村; Akira Ashitachi; 明芦立; Takashi Ono; 高司小野; Hiroyuki Yokota; 広幸横田
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1994-12-22
Publication date: 1996-07-12

Abstract

(57)【要約】【目的】極低炭鋼板表層の異常組織欠陥部の検査方法
を提供する。【構成】Ｃ：0.01％以下の極低炭素鋼を用いて製造さ
れた冷延鋼板あるいは亜鉛めっき鋼板の鋼板製造工程中
に、鋼板の一部表面が浸炭し、その部分の鋼板結晶組織
が微細化した異常組織欠陥部を有する鋼板を非破壊検査
する方法において、鋼板表面に近接して配置させた磁気
飽和型の渦流センサを鋼板の幅方向に走査し、探傷周波
数30〜150kHzで探傷することにより、鋼板の縦筋欠陥を
オンラインで検出するを可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、極低炭鋼板表層の異常
組織欠陥部の検査方法に係り、特に極低炭素鋼で製造さ
れた冷延鋼板あるいは亜鉛めっき鋼板の品質検査を行う
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｃ：0.01％以下の冷延鋼板や亜鉛めっき
鋼板などをプレス加工した際、鋼板表面に幅が３mmから
40mmで約10μm 前後の凹凸欠陥が、ほぼ圧延方向に沿っ
て連続的ないし断続的に発生することがある。この凹凸
状の筋模様は、いわゆる縦筋欠陥（または縞状欠陥）と
呼ばれるものである。このような縦筋欠陥が発生する
と、その凹凸部が目視で縦筋状に識別できるため、美観
上問題となる鋼板製品には使用できない。

【０００３】また、縦筋欠陥は鋼板のコイル長手方向
に、10％以上連続的あるいは断続的に発生する傾向があ
る。縦筋欠陥の原因は、鋼板の製造過程のどこか途中で
鋼板表面に何らかの原因で炭素が極微量（約10〜20ppm
）浸炭し、そして周囲の正常部より結晶組織が細かい
微細結晶組織が生成されることから、プレス加工で正常
部と異常部での加工変形能の差によって、凹凸状になる
ものと推定される。

【０００４】縦筋欠陥は、プレス加工前の鋼板を見ただ
けでは全く判別できないことと、鋼板製造過程での原因
が極微量炭素源であることから特定できないため、鋼板
の品質保証上の対策方法がなく、新たな検査法の確立が
渇望されていた。これまでに用いられた手法としては、
コイル両端部より（コイル幅）×（50mm〜 100mm）の帯
状試験片を採取し、コイル幅方向に数％の伸び歪みを付
与した後、試験片表裏面を砥石研磨することによって、
凹凸部の有無すなわち縦筋欠陥の発生を検査するという
破壊試験方法があげられる。

【０００５】これ以外の非破壊的手法として、超音波探
傷や磁気探傷がアイデアとして上げられたが実験室的に
も検出できるレベルに到達した方法がない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したコ
イル両端部からのサンプリング、引張、そして砥石研磨
して検査する破壊試験方法の場合は、異常部がコイル端
部に存在する場合にのみ有効である。しかし、この異常
部はコイル内部のみに存在したり、コイル端部にあって
も不連続な場合があり、端部サンプリング法のみでは不
十分である。

【０００７】そこでコイルを数ｍ毎にカットして検査す
る方法も考えられるが、シートサイズの鋼板の場合は有
効性があるが、相当手間をかけてもシートの両端部の極
めて限られた部分の検査しかできず、シート全体の検査
はできない。また、鋼板では当然ながらコイル内部の検
査を実施する手段と方法が全くないのが現状であり、た
とえ異常部を検出してもそのコイル全体を不良とするし
か方法がなく、歩留りも悪くなるという問題がある。

【０００８】本発明は、上記した従来技術の有する課題
を解決し、鋼板の縦筋欠陥発生異常部をコイル全長かつ
全幅にわたり、オンライン上で非破壊的手法を用いて検
出する技術を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ｃ：0.01％以
下の極低炭素鋼を用いて製造された冷延鋼板あるいは亜
鉛めっき鋼板の鋼板製造工程中に、鋼板の一部表面が浸
炭し、その部分の鋼板結晶組織が微細化した異常組織欠
陥部を有する鋼板を非破壊検査する方法において、鋼板
表面に近接して配置させた磁気飽和型の渦流センサを鋼
板の幅方向に走査し、探傷周波数30〜150kHzで探傷して
異常組織部分を検出することを特徴とする極低炭鋼板表
層の異常組織欠陥部の検査方法である。

【００１０】

【作用】本発明は、上記課題を解決するために、渦流探
傷技術を用いて鋼板の縦筋欠陥発生異常部を、コイル全
長かつ全幅にわたりオンライン上で非破壊的手法により
検出しようとしたものである。すなわち、縦筋欠陥部は
極軽度の浸炭や結晶組織の微細化が、鋼板表面から大き
くても約 200μm 以内の極表層に存在するだけで、これ
を検出するためには高感度かつ高分解能の検出方法が必
要である。非破壊的手法でよく用いられる超音波探傷法
で結晶粒径を計測する方法をトライしてみたが、検出感
度を評価するＳ／Ｎが極端に悪かった。また、漏洩磁気
探傷法を用いたテストでは、正常部に原因不明のノイズ
ピークが多数出現し、縦筋欠陥信号より強く出るため、
検出に適さないことがわかった。

【００１１】渦流探傷法での検出方法を細かく検討した
結果、渦流センサを鋼板幅方向に走査すると欠陥出力が
著しく強くなることがわかった。渦流センサを定位置に
固定したり、コイル長手方向に走査しただけでは十分な
感度は得られなかった。また、鋼板正常部のベースノイ
ズを除去する手段として、センサ検出部分の鋼板に直流
磁場を印加し磁気飽和させることが有効であることもわ
かった。さらに、欠陥の探傷周波数として30〜150kHzの
範囲が出力およびＳ／Ｎともによく、これより高くても
低くても検出性能が足りないことがわかった。

【００１２】したがって、本発明によれば、鋼板の製造
ライン上に磁気飽和型の渦流センサを鋼板表面に近接し
て配置させ、探傷周波数30〜150kHzでこれを鋼板の幅方
向に走査して探傷することにより、当該鋼板の縦筋欠陥
部分を完全に検出することが可能である。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て具体的に説明する。図１は本発明に係る縦筋欠陥検出
装置の構成を模式的に示したもので、(a) は側面図、
(b)はＡ−Ａ矢視図である。また、図２は探傷ヘッドの
概要を示す(a) 正面図、(b)側面図である。

【００１４】図において、１は探傷ヘッドで、図２(a)
，(b) に示すように渦流センサ11とこの渦流センサ11
を囲む磁気飽和ヨーク12とから構成され、渦流センサ11
からの信号は回線13を介して渦流出力端子14から出力さ
れ、磁気飽和ヨーク12には励磁用端子15から回線16を介
して励磁電圧が印加される。２は探傷ヘッド１を鋼帯Ｓ
の幅方向に走査するたとえばＬＭガイドなどの走査装置
である。３は走査装置２を走行自在に支持するレール部
材で、支柱４ａ，４ｂによって支えられる。５は探傷ヘ
ッド１の励磁用端子15に励磁電圧を供給し、渦流出力端
子14からの出力信号を入力する渦流探傷装置である。６
は鋼帯Ｓを巻回して通板するゴムライニングされたブラ
イドルロールで、その軸６ａ，６ｂは軸受台７ａ，７ｂ
によって軸支される。

【００１５】このように構成された縦筋欠陥検出装置を
用いて縦筋欠陥の発生が懸念されるコイルを通板検査し
た結果について、以下に説明する。まず、探傷テストに
供された鋼製コイルは、転炉→ＲＨ脱ガス→連続鋳造法
で溶製した。その主な成分は、Ｃ＝0.0020％，Si＝0.01
％，Mn＝0.15％，Ｐ＝0.010 ％，Ｓ＝0.008 ％であっ
た。その後、熱間圧延→冷間圧延→溶融亜鉛めっきプロ
セスにより、寸法が0.8mm 厚×1600mm幅のコイルに合金
亜鉛めっきを施して鋼帯Ｓを製造した。

【００１６】そして、この鋼帯Ｓに探傷周波数32kHz の
励磁電圧を印加して、リフトオフ；３mm、位相角；40
°、磁化電流；２Ａ、走査速度；0.8m/sec、通板速度；
30m/min の探傷条件で探傷した。その結果を、正常部を
図３(a) に、欠陥部を図３(b)にそれぞれ示した。正常
部では出力が欠陥判別レベルの２Ｖ以下であるのに対
し、欠陥部での出力は８Ｖ付近まで高くなっていること
がわかる。

【００１７】つぎに、この検査で検出された鋼帯Ｓの異
常部分より試験片をサンプリングし、伸び歪加工を行い
砥石研磨した結果、予想通りの縦筋欠陥を検出すること
ができた。その試験片の異常部分の研磨状態のスケッチ
を図４に、また縦筋欠陥の断面における金属組織の顕微
鏡写真を図５にそれぞれ示した。なお、この組織異常部
を表面より 200μm 削って、その削り粉を分析した結果
Ｃ＝0.0039％であって、溶製時の成分のほぼ２倍であっ
た。

【００１８】図６(a), (b)は渦流センサ11を鋼帯幅方向
と長手方向に走査した場合の検出感度を比較した結果で
ある。幅方向走査の検出性能が際立っていることがわか
る。なお、このときの探傷条件は探傷周波数；64kHz 、
リフトオフ；３mm、位相角；40°、磁化電流；２Ａ、走
査速度；0.5m/secである。また、図７(a), (b)は磁気飽
和の有無で検出感度を比較した結果である。図７(a) は
探傷周波数；64kHz 、リフトオフ；３mm、位相角；40
°、磁化電流；２Ａ、走査速度；0.3m/secを条件とした
場合、また図７(b) は探傷周波数；64kHz 、リフトオ
フ；３mm、位相角；40°、磁化電流；０Ａ、走査速度；
0.3m/secの条件とした場合である。磁気飽和しないと、
鋼板正常部からの歪などのベースノイズが欠陥より強く
出るため、欠陥検出が不可能である。

【００１９】図８は探傷周波数と縦筋欠陥の検出能を調
べた結果である。縦筋欠陥は周波数が30〜150kHzでＳ／
Ｎが向上する特徴がある。30kHz 以下では渦流の鋼板表
面浸透深さが深すぎて、微量の浸炭を検出する感度が不
足し、150kHz以上では逆に渦流の鋼板表面浸透深さが浅
すぎて鋼板表面の粗さなどの外乱の影響を受けやすいた
めと推測される。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非破壊的方法である渦流探傷技術を応用して、鋼帯の全
長かつ全幅での縦筋欠陥検査をオンラインで可能とした
ので、鋼帯内の探傷結果と対応した異常部の切断除去を
行うことができ、これによって製品の品質向上に寄与す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る縦筋欠陥検出装置の構成を模式的
に示した図面で、(a) は側面図、(b) はＡ−Ａ矢視図で
ある。

【図２】探傷ヘッドの概要を示す(a) 正面図、(b) 側面
図である。

【図３】本発明による縦筋欠陥の検出例を示す(a) 正常
部、(b) 欠陥部の特性図である。

【図４】縦筋欠陥のスケッチ図である。

【図５】縦筋欠陥部の断面における金属組織の顕微鏡写
真である。

【図６】渦流センサを(a) コイル幅方向と(b) 長手方向
に走査したときの検出感度を示す特性図である。

【図７】(a) 磁気飽和の有り、(b) 磁気飽和なしでの検
出感度を示す特性図である。

【図８】探傷周波数と検出感度の関係を示す特性図であ
る。

【符号の説明】

１探傷ヘッド２走査装置３レール部材４支柱５渦流探傷装置６ブライドルロール７軸受台 11 渦流センサ 12 磁気飽和ヨークＳ鋼帯

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者芦立明千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者小野高司千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内 (72)発明者横田広幸千葉県千葉市中央区川崎町１番地川崎製鉄株式会社千葉製鉄所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｃ：0.01％以下の極低炭素鋼を用いて製
造された冷延鋼板あるいは亜鉛めっき鋼板の鋼板製造工
程中に、鋼板の一部表面が浸炭し、その部分の鋼板結晶
組織が微細化した異常組織欠陥部を有する鋼板を非破壊
検査する方法において、鋼板表面に近接して配置させた磁気飽和型の渦流センサ
を鋼板の幅方向に走査し、探傷周波数30〜150kHzで探傷
して異常組織部分を検出することを特徴とする極低炭鋼
板表層の異常組織欠陥部の検査方法。