JPS5834774B2 - 熱鋼材の表面疵検出方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱鋼材の表面疵検出方法に関するものである。

従来分塊圧延直後あるいは連続鋳造直後の高温状態のス
ラブや、ビレット、ビーム、ブランク等の熱鋼材の表面
疵をオンラインにて検出する方法は種々提案されている
。

またこの種表面疵検出方法を実施するにあたって、熱鋼
材表面上のスケール、水滴等の夾雑物を除去し、清浄な
表面状態を得ると共に、疵を顕在下させてより検出し易
くするための表面処理方法も種々提案されている。

例えば熱鋼材表面に、その表面温度より低温の流体を吹
き付けて一時的に冷却することによって、その復熱過程
で疵を顕在化させたり、または熱鋼材に高周波電流を通
電させてその表面を一時的に更に高温に加熱するこ゛と
によって、その後の冷却過程で疵を顕在化させる方法が
ある。

これらの方法はいずれも庇部を有効に顕在化でき、背景
部とのコントラストを高めることができるため、疵検山
姥の向上には有利な方法である。

しかし他方では、熱鋼材表面が化学的により活性化して
いるため、外部から熱擾乱を与えると表面酸化を促進さ
せることになる。

一方、上述したような熱擾乱を与えることなく、ホット
・スカーファ等により表面を全面溶剤をして清浄にした
表面温度１０００℃以上の熱鋼材の表面疵を深傷するに
は、溶剤直後からスケールが発生し始め１０秒以内で急
速に成長するため、長くても溶剤後３０秒以内に深傷し
なければ、ヘゲ等の欠陥とスケールとの弁別が非常に困
難となる。

この傾向は、上述したように外部から熱擾乱を与える場
合には表面酸化が促進されて更に著しくなり、生成され
るスケールも著しく厚く、かつ大きくなるため熱擾乱を
与えた後なるべく早期に疵検出を行なわないと、疵がス
ケールに履われて検出不可能になってしまう。

実際熱擾乱を与えてオンラインで表面疵検出を行なう場
合、疵を顕著に観察できる時間は、熱鋼材表面を一時的
に冷却または加熱してから１５秒以内である。

しかし、上述した時間的条件を満足して熱鋼材の表面情
報を得ようとしても、スケール、水滴等の表面夾雑物が
完全に無い状態で走査することが非常に困難であるため
に、得られる表面情報は表面夾雑物の維央信号が混入し
たＳ／Ｎ比の極めて悪いものとなる。

この雑音信号には健全部すなわち背景部の信号レベルよ
り低いものと高いものとがあり、一般には低いレベルの
信号が圧倒的に多い。

これは主として熱鋼材表面上である程度の大きさまで急
速に成長する２次スケールによるものである。

また表面情報に含まれる疵信号のなかには、あえて疵手
入れを施さなくても下流工程で除去される程度の小さい
疵信号が多数台まれる。

例えば、表面上で部分的にうろこ状に剥離しかかったヘ
ゲ等の突状疵で寸法の小さい疵、鋼種によって異なるが
一般には疵幅１０〜２０ｍｍ以下のものは、その先端部
が分塊圧延後ホットストリップミルの粗圧延機第１スタ
ンドに到達するまでに酸化し、第１スタンド入側の高圧
水スケールブレーカ−（Ｒ８Ｂ、水圧１００ ｋｇ／ｃ
７７ｆ以上）によって除去される。

したがって、上述した２次スケールによる雑音信号や下
流工程で有害欠陥とならない程度の疵信号をも含む表面
情報に基いて自動的に疵手入れを行なうとすれば、雑音
信号を疵信号と誤認して疵手入れを行なったり、あえて
疵手入れを行なう必要のない小さな疵も手入することに
なり、歩走り、作業能率が著しく低下することになる。

そこで本発明者らは種々の熱鋼材について、その表面を
清浄化した後３０秒以内に走査し、２次スケールが主た
る原因となる健全部より低いレベルの信号を与える付着
物の大きさ分布と、同じく健全部より低いレベルの疵信
号を与える熱鋼材表面疵（ヘゲ、カミコミ疵、トング・
マーク等）ノ大きさ分布とを統計的に解析した。

第１図はその結果を比較して示す線図で、縦軸に頻度を
横軸に熱鋼材主走査方向に測った付着物、疵の長さをそ
れぞれ示す。

第１図から各表面疵の大きさと２次スケールの大きさと
が異なっていることが判った。

本発明の目的は上述した点に着目し走査形疵検出器から
得られる表面情報を主走査方向の長さに基いて適切に処
理することによりＳ／Ｎ比の極めて良好な疵信号を効率
よく得ることができる熱鋼材の表面疵検出方法を提供せ
んとするにある。

本発明熱鋼材の表面疵検出方法は、熱鋼材の表面疵を熱
間で検出するにあたり、少く共検出すべき最小限界寸法
の疵を検出できる探傷分解能を有する走査形疵検出器に
より熱鋼材表面を走査して熱鋼材の表面状態を表わす電
気信号を得、この電気信号を低周波成分および高周波成
分を除去する回路手段に通して、熱鋼材表面の温度むう
等に起因する低周波背景信号を除去すると共に、熱鋼材
表面付着異物に起因する高周波雑音信号および最小限界
寸法未満の微小疵信号を除去して所望の疵情報を得るこ
とを特徴とするものである。

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第２図は本発明熱鋼材の表面疵検出方法を実施する熱間
疵検出・手入れ装置の→りの構成を示すブロックダイヤ
グラムである。

本例に示す装置は、走査形疵検出器１により熱鋼材表面
を走査して得た熱鋼材の表面状態を表わす電気信号を低
周波除去回路２、高周波除去回路３、信号増幅回路４お
よび疵弁別回路５を経てコンピュータ６に入力し、該コ
ンピュータ６で疵情報を編集した後、リアルタイムに疵
手入れ装置７に伝送してオンラインで疵手入れを行なう
ものである。

走査形疵検出器１は、例えば赤外線検知器が用いられ、
熱鋼材表面を幅方向に走査する。

ここで得られる電気信号は図中ａで示すように熱鋼材表
面の端部における温度降下や幅方向における大きな温度
むら等のため、バックグランドが変動していると共に、
該電気信号のなかには疵信号Ｆ１．Ｆ２．Ｆ３のほかに
２次スケール等の寸法の小さい表面付着異物からの周波
数の高い急峻な雑音信号Ｎ１． Ｎ２．Ｎ３ が含ま
れている。

このような電気信号を低周波除去回路２に通せば、図中
すで示すようにバックグランドの変動のない信号波形が
得らへ これを更に高周波除去回路３に通せば、図中Ｃ
で示すように急峻な雑音信号Ｎ□、Ｎ２．Ｎ３が除去さ
れた疵信号Ｆ１．Ｆ２．Ｆ３のみの信号波形が得られる
。

この信号波形は信号増幅回路４で適当に増幅されてから
疵弁別回路５に入力する。

疵弁別回路５は増幅された信号波形を適当なレベルでス
ライスして、疵の程度に関する情報を得ると共に、疵信
号波形の幅を求めて疵の大きさに関する情報を得て、こ
れら情報をコンピュータ６に出力する。

またコンピュータ６にはこれら疵の程度、大きさに関す
る情報のほかに、疵の種類や熱鋼材表面上での疵のアド
レスに関する信号も含めて、疵ごとに適当な情報単位（
例えば１６ビツト／ワードで数ワードをシリアルとする
形式）に構成して入力する。

コンピュータ６はこれら疵情報を編集した後、リアルタ
イムに疵手入れ装置７の制御部に伝送して、オンライン
にて疵手入れを行なう。

第２図において、熱鋼材表面上で検出−除去すべき欠陥
幅を１０７Ｗ昧上とした場合について説明する。

この条件における走査形疵検出器１の探傷分解能は、熱
鋼材表面において１．Ｏｍｒｒｔあれば十分であるが、
勿論それ以下であってもよい。

このような走査形疵検出器１から得られた電気信号は低
周波除去回路２によって処理されてから、高周波除去回
路３によって高周波雑音成分が除去される。

ここで走査形疵検出器１として、ミラー回転数：６０
ｒｐＳ ｓ ミラー面数二６面、有効視野角：４５゜
として構成したものを用い、熱鋼材の幅が２扉とすると
、高周波除去回路３の通過帯域周波数をＯ（すなわちＤ
−Ｃ）〜１００ＫＩ（ｚに設定すれば、熱鋼材表面の走
査方向で１０７７１．７Ｊ下の幅をもつ表面付着異物お
よび欠陥からの信号を有効にカットすることができる。

したがって第２図に示した装置を用いれば、表面情報に
不可避的に含まれる２次スケール等付着異物から雑音信
号や下流工程で有害欠陥とならない程度の寸法の小さい
欠陥の疵信号が有効にカットされ、下流工程において実
用上有害欠陥となる表面疵のみを効率よく検出−手入れ
することができるから、容易に直送圧延が実現できる。

上述したように本発明方法では、走査形疵検出器からの
電気信号を適切に処理して、下流工程で有害欠陥となる
疵信号のみを取り出すようにしたから、２次スケール等
表面付着異物が存在したままでＳ／Ｎ比および効率のよ
い疵検出を行なうことができると共に、この検出信号に
基いて疵手入れを行なうにあたっても、下流工程で有害
欠陥とならない程度の寸法の小さい欠陥まで過剰に除去
することがないから妻止り、作業能率を著しく向上させ
ることができる。

また走査形疵検出器は少く共有害となる大きさの欠陥が
検出できればよいから、精度の面でも極めて有利である
。

なお本発明は高温スラブ、ビレット、ブルーム、ビーム
・ブランクの表面疵検出に有効であるばかり力入 ホッ
ト・コイル、シート・バー等の表面疵検出にも有効に適
用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は２次スケールの大きさの分布と熱鋼材表面疵の
大きさの分布とを比較して示す線図、第２図は本発明熱
鋼材の表面疵検出方法を実施する熱間疵検山手入れ装置
の→りの構成を示すブロックダイヤグラムである。 １・・・・・・走査形疵検出器、２・・・・・・低周波
除去回路、３・・・・・・高周波除去回路、４・・・・
・・信号増幅回路、５・・・・・・疵弁別回路、６・・
・・・・コンピュータ、７・・・・・・疵手入れ装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 熱鋼材の表面疵を熱間で検出するにあたり、少く共
   検出すべき最小限界寸法の疵を検出できる探傷分解能を
   有する走査形疵検出器により熱鋼材表面を走査して熱鋼
   材の表面状態を表わす電気信号を得、この電気信号を低
   周波成分および高周波成分を除去する回路手段に通して
   、熱鋼材表面の温度むら等に起因する低周波背景信号を
   除去すると共に、熱鋼材表面付着異物に起因する高周波
   雑音信号および最小限界寸法未満の微小疵信号を除去し
   て所望の疵情報を得ることを特徴とする熱鋼材の表面疵
   検出方法。