熱間鋼材表面疵の検査方法及び検査装置
【課題】 搬送ライン上を搬送される熱間鋼材の表面からの放射光をセンサで受光して、その表面疵を検出する検査方法において、粉塵等によるセンサの汚損を防止して、ライン下側にもセンサを設置できる防汚手段を提供する。併せて微差な疵も見逃さず確実に検出し得る検出手段を提供する。
【解決手段】 搬送ラインの外周を遮光性カバーで多い、このカバーにスリットを設けて、スリットからの放射光をラインセンサに受光するとともに、センサ前方に防塵カバーを取り付ける。併せて、測定箇所上流の所定位置で、鋼材の被検査面を注水冷却（とくに気水噴霧冷却）して、鋼材表面の冷却条件をほぼ一定にした後、センサへの受光を行なう。
【解決手段】 搬送ラインの外周を遮光性カバーで多い、このカバーにスリットを設けて、スリットからの放射光をラインセンサに受光するとともに、センサ前方に防塵カバーを取り付ける。併せて、測定箇所上流の所定位置で、鋼材の被検査面を注水冷却（とくに気水噴霧冷却）して、鋼材表面の冷却条件をほぼ一定にした後、センサへの受光を行なう。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速で圧延されている熱間鋼材の表面熱映像を光学式ラインセンサカメラで測定し、この熱映像を解析して鋼材の表面疵を検査する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、熱間圧延工程の省エネルギー、生産能率向上等の観点から、連鋳（連続鋳造）鋳片や熱延（熱間圧延）鋼材の表面疵を赤熱状態（熱間）で手入れすることが多くなった。これに伴い、赤熱した連鋳鋳片や熱延鋼材の表面疵を検査する技術の確立が必要になっている。
連鋳鋳片や熱延鋼材の熱間での表面疵検査方法としては、渦電流方式（下記特許文献１及び２等）と光学的方式とが提案されている。
【０００３】
渦電流方式は、鋼材に対向設置されたプローブコイルのインピーダンスが、鋼材表面の疵の有無により変化することを利用するものである。
しかし、条鋼圧延ラインで渦電流方式を適用しようとすると、以下の問題がある。
多くの場合、条鋼の熱間圧延ラインでは、異形棒鋼、丸棒鋼、等辺山形鋼、フラット鋼等様々な鋼材が一つのラインで圧延されている。渦電流方式では、コイルと鋼材の間の電磁的結合を一定に保持する必要があるが、多種類の鋼材を圧延するラインでは、鋼材の種類が変わるたびにコイルを交換して調整する必要があり、その手間が非常に大きい。その結果、渦電流方式の疵検査法は、少品種大量生産圧延等に用途が限定され、実際には検査装置を設置しても、使用されていないというケ−スが少なくない。
【０００４】
一方、光学的方式は、赤熱鋼材の自発光を利用する放射光方式（下記非特許文献１、特許文献３など）と、照明光を用いその反射光のみ選択的にセンサで捕らえる反射光方式（下記非特許文献２、特許文献４など）に大別される。
【０００５】
反射光方式の熱間鋼材の表面疵検査法では、赤熱した鋼材からの自発光の影響を避けるため、自発光より高輝度の光源で照明する必要がある。あるいは、自発光の波長と異なる波長域（例えば４００〜５００ｎｍ以下の短波長域）の光源で照明する必要がある。かかる光源として、レーザー光源、ＬＥＤ光源、ハロゲン光源、メタルハライド光源等が考えられる。
しかし、鋼材の表面疵検査では、広い視野を均等かつ適切に照明することが必要となるが、これが必ずしも容易ではない。そのため光の当り方でかえって疵が見え難くなる場合や、過検出になる場合が少なくなく、適用可能なケ−スが限定されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
放射光方式の熱間鋼材の表面疵検査法は、赤熱鋼材の輝度分布（熱映像）をセンサで測定し、この熱映像を解析して、鋼材の表面疵を検出する方法である。すなわち、圧延中の鋼材に割れや押し疵等の表面疵が発生すると、疵の部分の温度が僅かに下がって輝度分布が変化する。また形状不良疵は輝度映像に変化を生ずるので、これら輝度映像の変化をセンサカメラで測定して、疵を検知する方法である。
【０００７】
この熱映像方式は設備が比較的簡単なため、古くから実用化されている。しかし、この方式には次のような問題点がある。まず第一に、割れなどの小さな疵は顕著な温度変化を生じないために、熱映像の解析の際に見逃してしまうおそれがあるという問題である。また第二に、搬送鋼材から、粉塵・スケールや水滴・油適などが飛散・落下するため、圧延ライン直下にはカメラを設置できず、鋼材下面側の検査ができないという問題である。かかる問題があるため、この熱映像方式の疵検査法はあまり普及していなかった。
【０００８】
そこで本発明は、この熱映像方式の熱間疵検査方法において、上記の問題を解決して、搬送中の熱延鋼材の全周を検査することができ、かつ微細な表面疵も見逃すおそれの無い熱間鋼材表面疵の検査手段を提供することを課題としている。
【０００９】
【特許文献１】特開平０６ー３４７４４７号公報
【特許文献２】特開平０８ー１０５８６２号公報
【特許文献３】特開平０９−３１８５５７号公報
【特許文献４】特開平０９−１５２３２２号公報
【非特許文献１】岩崎全良他；鉄と鋼,65,No.4,S248
【非特許文献２】上杉満昭他；鉄と鋼,70,No.9,p1188〜
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の熱間鋼材表面疵の検査方法は、
搬送ライン上を搬送される熱間鋼材から放出される放射光を所定の測定箇所で受光センサに受光して、該鋼材の表面疵を検査する検査方法において、
前記測定箇所上流の所定位置において前記鋼材の被検査部のほぼ全面を注水冷却した後、前記測定箇所に搬送して、前記受光センサによる表面疵の検査を行うことを特徴とするものである。
測定箇所上流の比較的近接した位置において、被検査部のほぼ全面を注水冷却することにより、疵の部分と健全部分との間に温度差が生じて、疵部分の熱映像が顕著に識別できるようになり、微細な表面疵を見逃す危険性を大幅に低減することができる。
【００１１】
上記の検査方法においては、前記の注水冷却を気水ノズルを用いた気水噴霧冷却により行うことが望ましい。
気水噴霧冷却は、広い冷却面を均等に冷却するのに適している。また気水噴霧ミストは細かく、局部的に水滴痕を残すことが少ないため、誤検出防止に有利である。
【００１２】
さらに、上記の検査方法においては、前記測定箇所の前後所定範囲の前記搬送ラインの四方を遮光性のカバーで覆い、該測定箇所において、前記カバーの少なくとも一方の壁面に、鋼材搬送方向と直交する方向に延在するスリットを設け、該スリットから放出される放射光を１次元ラインセンサで受光して、表面疵の検査を行うことが望ましい。
【００１３】
これにより、センサカメラが粉塵等で汚れるのを防止し、ライン直下にもカメラを設置することが可能になった。また、ラインの四方を遮光性のカバーで覆うことにより、外部照明等のノイズとなる光を遮断して、熱映像の解析精度を高めることができる。
【００１４】
本発明の熱間鋼材表面疵の検査装置は、
搬送ライン上を搬送される熱間鋼材から放出される放射光を所定の測定箇所で受光センサに受光して、該鋼材の表面疵を検査するための検査装置であって、
前記測定箇所の前後所定範囲の前記搬送ラインの四方を覆うように配置された遮光性のカバーと、
該カバーの少なくとも一方の壁面に設けられた、鋼材搬送方向と直交する方向に延在するスリットと、
該スリットから放出される放射光を受光する少なくとも１基のラインセンサと、
該ラインセンサの信号に基づいて、前記鋼材表面に存在する疵の位置及び大きさを解析する疵信号解析手段と、
前記測定箇所上流の所定位置において前記鋼材の被検査部のほぼ全面を注水冷却する注水ノズルとを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
上記の表面疵の検査装置においては、前記注水ノズルが気水噴霧ノズルであることが好ましい。
【００１６】
また、上記の検査装置においては、前記気水噴霧ノズルが、前記測定箇所の上流５〜１０ｍの位置、又は前記鋼材が前記気水噴霧ノズルにより注水された後前記測定箇所に搬送されるまでの所要時間が０．５〜２．０秒となる位置に設置されていることが望ましい。
気水噴霧冷却後、熱映像撮影迄の時間が０．５秒以下では、冷却水が未蒸発で鋼材面全体の画像が暗くなる。一方、熱映像撮像迄の時間が２．０秒以上になると、冷却水が蒸発して鋼材表面の復熱が進み、健全部と疵部との明暗差が少なくなるためである。通常、条鋼熱延ラインの搬送速度は、５〜２０ｍ／ｓｅｃ程度なので、上記の時間を距離に換算すると５〜１０ｍ程度となる。
【００１７】
また上記の表面疵の検査装置においては、前記ラインセンサにその受光面が粉塵により汚れるのを防止するための防塵フードが設置されていることが好ましい。これにより、鋼材搬送ラインの下側にカメラを設置しても、その受光面が粉塵、水滴等で汚れるのを防止することができ、従来困難であった鋼材の下面側の疵検査も全く問題無く実施できるようになった。
【００１８】
上記の防塵フードは、その前面中央に長方形又はスリット状の開口部を有する筒状の本体と、該筒状本体内にその軸心方向に所定の間隔で取り付けられた、中央に長方形又はスリット状の開口部を有する多段の邪魔板とを有し、
前記筒状本体の開口部及び前記邪魔板の開口部は、ともに前記ラインセンサの受光面に入射する前記鋼材からの放射光の光路を妨げないような大きさ及び位置に形成されていることが好ましい。
【００１９】
さらに、この防塵フードにおいては、前記筒状本体側面の前記ラインセンサに近接した位置にパージガス導入用のノズルが設けられてなるこのが好ましい。
このように、防塵フード内部に多段の邪魔板を設けることにより、さらにカメラの防汚効果を高めることができ、また、防塵フード内部にパージガスを流通させることにより、防汚効果がより一層高くなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、放射光（熱映像）方式の熱間鋼材の表面疵検査方法において、熱映像測定の所定時間前に被測定面を注水冷却することを特徴とするもので、これにより、健全部と疵部の輝度の差をより鮮明にして、検査ミスを少なくすることが可能になった。
【００２１】
また、搬送ラインのカバーに設けたスリットから放射光を受光するとともに、カメラの前面に防塵フードを設置することにより、搬送鋼材の下側にもカメラを設置することができ、高速移動中の熱間鋼材の全周囲の表面疵を検査することが可能になった。さらに実ラインで長期間使用しても、カメラの汚損が無いため、ほとんどメンテナンス無しに長期間継続して表面疵検査を行なうことが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、実施例の図面を参照して本発明について詳細に説明する。図１は、本発明の実施例である熱間鋼材表面疵の検査装置の外観を示す斜視図である。本図において、搬送ラインを構成する搬送ロール２により、赤熱した鋼材（熱間鋼材）１が矢印Ｘ方法に搬送されている。鋼材１及び搬送ロール２は、その全周を遮光性のカバー３で覆われている。図中矢印Ａは測定箇所を、矢印Ｂはその上流にある注水冷却の位置を示している。測定箇所Ａにおいて、カバー３の周囲４面にスリット４が形成されている。熱間の鋼材１の表面から放射される放射光は、このスリット４を通してラインセンサカメラ５により受光される。図中カバー３の下面側及び奧側側面のスリット及びラインセンサカメラは図示していない。また、ラインセンサカメラ５の前方には、防塵フード６が取り付けられているが、その詳細は後述する。
【００２３】
図２は、上記実施例におけるラインセンサカメラの配置を示す断面概要図である。断面が長方形の鋼材１の４面に対応して左右の水平カメラ５ａ，上下の垂直カメラ５ｂが配置され、カバー３のスリット４を通して鋼材１からの放射光を受光する。各カメラ５ａ，５ｂの前面には防塵フード６が取り付けられている
【００２４】
図３は、本実施例で用いたカメラの構造を示す側面図及び正面図である。ラインセンサカメラ５の前方には、レンズセット８が配置され、これら両者は冷却ボックス９の内部に配設されている。冷却ボックス９は取付け脚１０で支持台（図示していない）に固定される。冷却ボックス９の前面及び後面にはフランジ１１が設けられ、内部のカメラ５の点検・交換を自在に行なうことができる。また、冷却ボックス９は水冷構造になっている。
【００２５】
すなわち、冷却ボックス９の側面には、円環状の冷却水流路１２が設けられ、冷却水の導入管１３から入った冷却水は排出管１４から排出される。また、冷却ボックス９の前方には、円筒状の防塵フード６が取り付けられ、冷却ボックス９内部に粉塵、水滴、油滴等が侵入するのを防止する。
冷却ボックス９の前面にはスリット状の開口部１５が設けられ、この開口部から入射する鋼材の放射光をカメラ５で受光する。開口部１５は、カメラ５の受光面と相似の形状で、これと同じ大きさか又はこれより大きいことが好ましく、かつ両者の長手方向が一致していることが必要である。また、防塵フード６の開口部２０の前方には、エヤパージノズル１６が配されている。エヤパージノズル１６は、先端にスリット状の吹出し部１７を有する偏平なパージボックス１８とエヤ供給管１９とから構成されている。
【００２６】
図４は本実施例で用いた防塵フードの断面図及び正面図である。この防塵フードは筒状本体２１と、その内部には配設された多段の（本実施例では７枚の）邪魔板２４からなっている。邪魔板２４は筒状本体２１の軸心方向にほぼ等間隔で取り付けられている。筒状本体２１の前面及び邪魔板２４の中央には、ともに長方形又はスリット状の開口部２０を有する。両者の開口部はほぼ同じ形状及び大きさであり、カメラの冷却ボックスの開口部１５と相似の形状で、これと同じ大きさか又はこれより大きいことが好ましく、かつ両者の長手方向が一致していることが必要である。これにより鋼材１の被検査部から放射された放射光がラインセンサカメラ５の受光面に入射する際に、その光路を妨げないようにすることができる。
【００２７】
またこの実施例では、筒状本体２１後面にはフランジ２２が設けられ、これをカメラ冷却ボックス（図３の９）に取り付ける。この取付けはネジ穴２３にボルト（図示していない）を挿入して、着脱自在に取り付けられるようになっている。 邪魔板２４は、これを連通する一対の支柱２５でフランジ２２に取り付けられている。また、筒状本体２１の胴部のフランジ２２の付近にパージエヤの導入管２６が取り付けられ、これから導入されたパージエヤは本体の開口部２０から流出して、粉塵等の侵入を防止するようになっている。
このように搬送ラインを覆うカバーと防塵フードで保護することにより、下側のカメラでも粉塵や水滴・油滴等による汚れをほぼ完全に防止して、長時間安定に疵検査を行なうことが可能になった。
【００２８】
次に、注水冷却の位置Ｂには、鋼材１の全周４面のほぼ全体を冷却しうるように注水ノズル７が設置されている。注水ノズル７には気水噴霧ノズルを用いることが好ましい。気水噴霧は、均一な冷却が可能になるばかりでなく、直径数１０μｍの水滴が鋼材表面に衝突した瞬間に蒸発して鋼材表面を抜熱するので、薄い表面層のみを断熱的に冷却する効果があって、疵形状の顕在化に適している。
【００２９】
図５は、本実施例における注水ノズルの形状と配置を示す斜視図である。本実施例においては、気水噴霧ノズルが用いられ、鋼材１の４面を均等に冷却できるように、左右の気水噴霧ノズル７ａ，上下の気水噴霧ノズル７ｂの４個のノズルをほぼ一定距離鋼材表面から離して配置している。各ノズルは先端にスリット状の開口部３０を有する偏平なノズル本体３１と空気３２及び水３３を供給する供給パイプ３４からなっている。
【００３０】
注水位置Ｂから測定箇所Ａ迄の距離は、通常５〜１０ｍ程度とする。条鋼熱間圧延ライン出口側での鋼材搬送速度は、条鋼のサイズにもよるが、５〜２０ｍ／ｓｅｃ程度なので、注水冷却された鋼材は、約０．５〜２．０秒後に測定箇所Ａに到達する。この間に鋼材表面が少し冷却され、表面欠陥のある部分と正常な部分での冷却の程度に差が生じるため、表面疵をより確実に検出できるようになる。一方、注水冷却の水滴は、この間に完全に蒸発するので、これが表面疵として誤検出されるおそれはない。
【００３１】
放射光方式の光学的表面疵検査法は、圧延スタンドでの注水により鋼材表面が冷却され、表面欠陥部と健全部での冷却のされ方の差によって明暗が生じるので、この明暗から表面疵を検出するという原理に基づくものである。しかし、圧延後の鋼材が搬送中に復熱（鋼材内部の熱で表面が再加熱される）するため、上記の明暗が不明確になり、表面疵の検出ミスを招くということが課題であった。とくに、搬送ラインをカバーで覆った場合には復熱が起こりやすく、検出ミスの可能性がより大きくなる懸念がある。
本発明は、測定箇所の上流で鋼材の被検査部のほぼ全面を一様に注水冷却した後、所定の時間経過後に測定箇所に搬送して、ラインセンサカメラで放射光を受光する手法をとることにより、上記のような復熱による検出ミスという問題を巧みに解決したことがポイントである。
【００３２】
図６は、本検査装置の信号処理システムの構成を示す図である。４台のラインセンサカメラ５の近傍に、カメラ用電源盤３５が設けられ、この電源盤内には光ケーブル変換器３６とカメラ電源３７が収められている。カメラ５からカメラケーブル３８で伝送された電気信号は、光ケーブル変換器３６で光信号に変換され、光信号ケーブル４０で制御盤４１に伝送される。一方カメラ５には、電動ズームレンズが取り付けられており、カメラ電源３７からカメラ電源ケーブル３９を介して送られた電気信号により、ズームレンズが制御される。
【００３３】
制御盤４１内にはパソコン４２が収納され、光信号ケーブル４０で伝送された熱映像画像を解析して、鋼材表面疵を検出し、これをディスプレイ４３に表示する。
このように熱映像画像を光信号で伝送することにより、大量のデータを高速で伝送でき、疵検出に要する時間をより短縮することが可能になる。また、電動ズームレンズを用いることにより、疵検出に最も好適な焦点位置を検査員が判断して、熱映像画像を取得することが可能になる。
【実施例】
【００３４】
稼働中の条鋼熱延ラインに本発明を適用して、熱間鋼材の表面疵検査を実施した。条鋼熱延機の最終スタンド出口側にある切断機の下流にカメラを設置した。測定箇所は切断機から約６ｍ下流とし、切断機出口から測定箇所下流１ｍ迄の範囲の条鋼搬送ラインを全周を遮光性カバーで覆った。カバーは、鋼製枠に耐熱ボードを張付けて作成したものでる。
測定箇所に該当する位置で、カバーの４面にスリット状の切欠きを設けた。切欠きは条鋼搬送方向に直交するように設け、その大きさは、いずれも幅５０×長さ３００ｍｍとした。
【００３５】
ラインセンサカメラは、Ｂａｓｌｅｒ社製の型式ｒｕＬ１０２４−５７ｇｍのカメラを４台使用した。このカメラを、外径約１９０ｍｍの鋼製冷却ボックス（図３の符号９）に収容し、図２に示すように鋼材１の４面から放射光を受光した。その際カメラの汚損を防ぐため、カメラ前面に図４に示す構造の防塵フードを取り付けた。防塵フードは外径約１１５ｍｍ×長さ約５００ｍｍの筒状体からなり、その内部に１４枚の邪魔板が等間隔に配置されている。筒状体前面及び邪魔板の中央に幅１５×長さ９０ｍｍの長方形の切欠き（開口部）が設けられ、カメラへの入射光の光路を確保している。なお、防塵フードの外径や邪魔板の切欠き寸法は、圧延される鋼材の寸法等によって適切に選ばれる。カメラから鋼材表面迄の距離はおおよそ１ｍとした。また防塵フードのパージエヤの流量は約５０ｌ／ｍｉｎとした。
【００３６】
また、測定箇所の上流約５ｍの位置に鋼材の４面を気水噴霧冷却する気水噴霧ノズルを４個配置した。気水噴霧ノズルは、図５に示すような形状のもので、ノズル先端の開口部の大きさは幅２×長さ１５０ｍｍ程度のものである。ノズル先端から鋼材までの距離は、０．５〜０．８ｍ程度とした。各ノズルの気水流量は、空気が２００ｌ／ｍｉｎ、水が３０ｌ／ｍｉｎ程度とした。
【００３７】
このような条件で計測したフラットバー（幅１００×厚み１２ｍｍ）における鋼材表面疵の熱映像の例を図７に示す。カメラの走査速度は５０ｋＨｚで、輝度信号が毎秒５×１０5ライン測定される。輝度レベルは２５６レベル（８バイト）の分解能で、幅方向の画素数は１０２４である。図７において、横軸は画素番号、すなわち鋼材の幅方向の位置を示し、縦軸は輝度レベルを示す。
図７の(ａ)〜(ｄ)は、一定の時間間隔で連続的に測定された輝度信号を示す。鋼材の移動速度が５ｍ／ｓｅｃなので、各図は鋼材表面上の距離で２０ｍｍ毎の幅方向輝度分布を示している。
【００３８】
図７(ａ)は、疵の無い部分の熱映像で、健全部の輝度レベルが２００〜２１０程度であることが分かる。図７(ｂ)及び(ｃ)では幅方向中央付近に輝度の著しく低い部分があり、これが表面疵の存在を示すものである。この輝度の低い部分の幅から、表面疵の幅を計測することができる。また、疵の存在する画像の枚数から、表面疵の長さを計測することができる。図７の例では２〜３枚の画像に疵が存在するので、疵の長さは４０〜６０ｍｍと推測される。
【００３９】
次ぎに、上記のように本発明の方法で表面疵を自動検出すると同時に、測定箇所より後方の検査ヤードにおいて、冷却された鋼材の表面疵を検査員が目視検査し、双方の検査結果を対比した。この対比は、本発明の方法で気水噴霧冷却を行なった場合（本発明）と、従来の気水噴霧冷却の無い場合（従来法）の両方で行い、その結果を比較した。
【００４０】
目視検査で検出した表面疵の数をＮt、自動検出された表面疵の数をＮmとして、１００本の熱延フラットバーについて調査を行った結果、Ｎt／Ｎm×１００が、従来法では２０％程度であったのに対して、本発明では９０％と大幅に向上した。この結果、気水噴霧冷却を行なう本発明の方法により放射光測定による表面疵の検出ミスが大幅に改善されることが確かめられた。なお、目視検査では一定寸法の鋼材が横に並んで搬送されてくるので、裏面の検査は行なっていない。
【００４１】
また、実操業中の条鋼熱延ラインで、上記実施例の条件による熱間鋼材表面疵の検査を１０ケ月間継続して行なった。その結果、４台のラインセンサカメラは全く汚染も破損もすることなく、無事に検査を継続することができた。現在も全くメンテナンスすることなく正常に作動している。
さらに、疵の判定精度が改善されたために、製鋼過程での連続鋳造ラインで発生するビレットエッジの割れと鋼材表面疵の関連が明確にされ、製鋼過程の品質管理の改良にまで本発明の効果が及んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例である熱間鋼材表面疵の検査装置の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例におけるラインセンサカメラの配置を示す断面概要図である。
【図３】本発明の実施例で用いたカメラの構造を示す側面図及び正面図である。
【図４】本発明の実施例で用いた防塵フードの断面図及び正面図である。
【図５】本発明の実施例における注水ノズルの形状と配置を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施例における信号処理システムの構成を示す図である。
【図７】本発明の実施例における鋼材表面疵の熱映像の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１；鋼材、２；搬送ロール、３；カバー、４；スリット、５，５ａ，５ｂ；ラインセンサカメラ、６；防塵フード、７；注水ノズル、８；レンズセット、９；冷却ボックス、１０；取付け脚、１１；フランジ、１２；冷却水流路、１３；導入管、１４；排出管、１５；開口部、１６；エヤパージノズル、１７；吹出し部、１８；パージボックス、１９；エヤ供給管、２０；開口部、２１；筒状本体、２２；フランジ、２３；ネジ穴、２４；邪魔板、２５；邪魔板の支柱、２６；パージエヤ導入管、３０；開口部、３１；ノズル本体、３２；空気、３３；水、３４；供給パイプ、３５；カメラ用電源盤、３６；光ケーブル変換器、３７；カメラ電源、３８；カメラケーブル、３９；カメラ電源ケーブル、４０；光信号ケーブル、４１；制御盤、４２；パソコン、４３；ディスプレイ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速で圧延されている熱間鋼材の表面熱映像を光学式ラインセンサカメラで測定し、この熱映像を解析して鋼材の表面疵を検査する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、熱間圧延工程の省エネルギー、生産能率向上等の観点から、連鋳（連続鋳造）鋳片や熱延（熱間圧延）鋼材の表面疵を赤熱状態（熱間）で手入れすることが多くなった。これに伴い、赤熱した連鋳鋳片や熱延鋼材の表面疵を検査する技術の確立が必要になっている。
連鋳鋳片や熱延鋼材の熱間での表面疵検査方法としては、渦電流方式（下記特許文献１及び２等）と光学的方式とが提案されている。
【０００３】
渦電流方式は、鋼材に対向設置されたプローブコイルのインピーダンスが、鋼材表面の疵の有無により変化することを利用するものである。
しかし、条鋼圧延ラインで渦電流方式を適用しようとすると、以下の問題がある。
多くの場合、条鋼の熱間圧延ラインでは、異形棒鋼、丸棒鋼、等辺山形鋼、フラット鋼等様々な鋼材が一つのラインで圧延されている。渦電流方式では、コイルと鋼材の間の電磁的結合を一定に保持する必要があるが、多種類の鋼材を圧延するラインでは、鋼材の種類が変わるたびにコイルを交換して調整する必要があり、その手間が非常に大きい。その結果、渦電流方式の疵検査法は、少品種大量生産圧延等に用途が限定され、実際には検査装置を設置しても、使用されていないというケ−スが少なくない。
【０００４】
一方、光学的方式は、赤熱鋼材の自発光を利用する放射光方式（下記非特許文献１、特許文献３など）と、照明光を用いその反射光のみ選択的にセンサで捕らえる反射光方式（下記非特許文献２、特許文献４など）に大別される。
【０００５】
反射光方式の熱間鋼材の表面疵検査法では、赤熱した鋼材からの自発光の影響を避けるため、自発光より高輝度の光源で照明する必要がある。あるいは、自発光の波長と異なる波長域（例えば４００〜５００ｎｍ以下の短波長域）の光源で照明する必要がある。かかる光源として、レーザー光源、ＬＥＤ光源、ハロゲン光源、メタルハライド光源等が考えられる。
しかし、鋼材の表面疵検査では、広い視野を均等かつ適切に照明することが必要となるが、これが必ずしも容易ではない。そのため光の当り方でかえって疵が見え難くなる場合や、過検出になる場合が少なくなく、適用可能なケ−スが限定されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
放射光方式の熱間鋼材の表面疵検査法は、赤熱鋼材の輝度分布（熱映像）をセンサで測定し、この熱映像を解析して、鋼材の表面疵を検出する方法である。すなわち、圧延中の鋼材に割れや押し疵等の表面疵が発生すると、疵の部分の温度が僅かに下がって輝度分布が変化する。また形状不良疵は輝度映像に変化を生ずるので、これら輝度映像の変化をセンサカメラで測定して、疵を検知する方法である。
【０００７】
この熱映像方式は設備が比較的簡単なため、古くから実用化されている。しかし、この方式には次のような問題点がある。まず第一に、割れなどの小さな疵は顕著な温度変化を生じないために、熱映像の解析の際に見逃してしまうおそれがあるという問題である。また第二に、搬送鋼材から、粉塵・スケールや水滴・油適などが飛散・落下するため、圧延ライン直下にはカメラを設置できず、鋼材下面側の検査ができないという問題である。かかる問題があるため、この熱映像方式の疵検査法はあまり普及していなかった。
【０００８】
そこで本発明は、この熱映像方式の熱間疵検査方法において、上記の問題を解決して、搬送中の熱延鋼材の全周を検査することができ、かつ微細な表面疵も見逃すおそれの無い熱間鋼材表面疵の検査手段を提供することを課題としている。
【０００９】
【特許文献１】特開平０６ー３４７４４７号公報
【特許文献２】特開平０８ー１０５８６２号公報
【特許文献３】特開平０９−３１８５５７号公報
【特許文献４】特開平０９−１５２３２２号公報
【非特許文献１】岩崎全良他；鉄と鋼,65,No.4,S248
【非特許文献２】上杉満昭他；鉄と鋼,70,No.9,p1188〜
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の熱間鋼材表面疵の検査方法は、
搬送ライン上を搬送される熱間鋼材から放出される放射光を所定の測定箇所で受光センサに受光して、該鋼材の表面疵を検査する検査方法において、
前記測定箇所上流の所定位置において前記鋼材の被検査部のほぼ全面を注水冷却した後、前記測定箇所に搬送して、前記受光センサによる表面疵の検査を行うことを特徴とするものである。
測定箇所上流の比較的近接した位置において、被検査部のほぼ全面を注水冷却することにより、疵の部分と健全部分との間に温度差が生じて、疵部分の熱映像が顕著に識別できるようになり、微細な表面疵を見逃す危険性を大幅に低減することができる。
【００１１】
上記の検査方法においては、前記の注水冷却を気水ノズルを用いた気水噴霧冷却により行うことが望ましい。
気水噴霧冷却は、広い冷却面を均等に冷却するのに適している。また気水噴霧ミストは細かく、局部的に水滴痕を残すことが少ないため、誤検出防止に有利である。
【００１２】
さらに、上記の検査方法においては、前記測定箇所の前後所定範囲の前記搬送ラインの四方を遮光性のカバーで覆い、該測定箇所において、前記カバーの少なくとも一方の壁面に、鋼材搬送方向と直交する方向に延在するスリットを設け、該スリットから放出される放射光を１次元ラインセンサで受光して、表面疵の検査を行うことが望ましい。
【００１３】
これにより、センサカメラが粉塵等で汚れるのを防止し、ライン直下にもカメラを設置することが可能になった。また、ラインの四方を遮光性のカバーで覆うことにより、外部照明等のノイズとなる光を遮断して、熱映像の解析精度を高めることができる。
【００１４】
本発明の熱間鋼材表面疵の検査装置は、
搬送ライン上を搬送される熱間鋼材から放出される放射光を所定の測定箇所で受光センサに受光して、該鋼材の表面疵を検査するための検査装置であって、
前記測定箇所の前後所定範囲の前記搬送ラインの四方を覆うように配置された遮光性のカバーと、
該カバーの少なくとも一方の壁面に設けられた、鋼材搬送方向と直交する方向に延在するスリットと、
該スリットから放出される放射光を受光する少なくとも１基のラインセンサと、
該ラインセンサの信号に基づいて、前記鋼材表面に存在する疵の位置及び大きさを解析する疵信号解析手段と、
前記測定箇所上流の所定位置において前記鋼材の被検査部のほぼ全面を注水冷却する注水ノズルとを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
上記の表面疵の検査装置においては、前記注水ノズルが気水噴霧ノズルであることが好ましい。
【００１６】
また、上記の検査装置においては、前記気水噴霧ノズルが、前記測定箇所の上流５〜１０ｍの位置、又は前記鋼材が前記気水噴霧ノズルにより注水された後前記測定箇所に搬送されるまでの所要時間が０．５〜２．０秒となる位置に設置されていることが望ましい。
気水噴霧冷却後、熱映像撮影迄の時間が０．５秒以下では、冷却水が未蒸発で鋼材面全体の画像が暗くなる。一方、熱映像撮像迄の時間が２．０秒以上になると、冷却水が蒸発して鋼材表面の復熱が進み、健全部と疵部との明暗差が少なくなるためである。通常、条鋼熱延ラインの搬送速度は、５〜２０ｍ／ｓｅｃ程度なので、上記の時間を距離に換算すると５〜１０ｍ程度となる。
【００１７】
また上記の表面疵の検査装置においては、前記ラインセンサにその受光面が粉塵により汚れるのを防止するための防塵フードが設置されていることが好ましい。これにより、鋼材搬送ラインの下側にカメラを設置しても、その受光面が粉塵、水滴等で汚れるのを防止することができ、従来困難であった鋼材の下面側の疵検査も全く問題無く実施できるようになった。
【００１８】
上記の防塵フードは、その前面中央に長方形又はスリット状の開口部を有する筒状の本体と、該筒状本体内にその軸心方向に所定の間隔で取り付けられた、中央に長方形又はスリット状の開口部を有する多段の邪魔板とを有し、
前記筒状本体の開口部及び前記邪魔板の開口部は、ともに前記ラインセンサの受光面に入射する前記鋼材からの放射光の光路を妨げないような大きさ及び位置に形成されていることが好ましい。
【００１９】
さらに、この防塵フードにおいては、前記筒状本体側面の前記ラインセンサに近接した位置にパージガス導入用のノズルが設けられてなるこのが好ましい。
このように、防塵フード内部に多段の邪魔板を設けることにより、さらにカメラの防汚効果を高めることができ、また、防塵フード内部にパージガスを流通させることにより、防汚効果がより一層高くなる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、放射光（熱映像）方式の熱間鋼材の表面疵検査方法において、熱映像測定の所定時間前に被測定面を注水冷却することを特徴とするもので、これにより、健全部と疵部の輝度の差をより鮮明にして、検査ミスを少なくすることが可能になった。
【００２１】
また、搬送ラインのカバーに設けたスリットから放射光を受光するとともに、カメラの前面に防塵フードを設置することにより、搬送鋼材の下側にもカメラを設置することができ、高速移動中の熱間鋼材の全周囲の表面疵を検査することが可能になった。さらに実ラインで長期間使用しても、カメラの汚損が無いため、ほとんどメンテナンス無しに長期間継続して表面疵検査を行なうことが可能になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、実施例の図面を参照して本発明について詳細に説明する。図１は、本発明の実施例である熱間鋼材表面疵の検査装置の外観を示す斜視図である。本図において、搬送ラインを構成する搬送ロール２により、赤熱した鋼材（熱間鋼材）１が矢印Ｘ方法に搬送されている。鋼材１及び搬送ロール２は、その全周を遮光性のカバー３で覆われている。図中矢印Ａは測定箇所を、矢印Ｂはその上流にある注水冷却の位置を示している。測定箇所Ａにおいて、カバー３の周囲４面にスリット４が形成されている。熱間の鋼材１の表面から放射される放射光は、このスリット４を通してラインセンサカメラ５により受光される。図中カバー３の下面側及び奧側側面のスリット及びラインセンサカメラは図示していない。また、ラインセンサカメラ５の前方には、防塵フード６が取り付けられているが、その詳細は後述する。
【００２３】
図２は、上記実施例におけるラインセンサカメラの配置を示す断面概要図である。断面が長方形の鋼材１の４面に対応して左右の水平カメラ５ａ，上下の垂直カメラ５ｂが配置され、カバー３のスリット４を通して鋼材１からの放射光を受光する。各カメラ５ａ，５ｂの前面には防塵フード６が取り付けられている
【００２４】
図３は、本実施例で用いたカメラの構造を示す側面図及び正面図である。ラインセンサカメラ５の前方には、レンズセット８が配置され、これら両者は冷却ボックス９の内部に配設されている。冷却ボックス９は取付け脚１０で支持台（図示していない）に固定される。冷却ボックス９の前面及び後面にはフランジ１１が設けられ、内部のカメラ５の点検・交換を自在に行なうことができる。また、冷却ボックス９は水冷構造になっている。
【００２５】
すなわち、冷却ボックス９の側面には、円環状の冷却水流路１２が設けられ、冷却水の導入管１３から入った冷却水は排出管１４から排出される。また、冷却ボックス９の前方には、円筒状の防塵フード６が取り付けられ、冷却ボックス９内部に粉塵、水滴、油滴等が侵入するのを防止する。
冷却ボックス９の前面にはスリット状の開口部１５が設けられ、この開口部から入射する鋼材の放射光をカメラ５で受光する。開口部１５は、カメラ５の受光面と相似の形状で、これと同じ大きさか又はこれより大きいことが好ましく、かつ両者の長手方向が一致していることが必要である。また、防塵フード６の開口部２０の前方には、エヤパージノズル１６が配されている。エヤパージノズル１６は、先端にスリット状の吹出し部１７を有する偏平なパージボックス１８とエヤ供給管１９とから構成されている。
【００２６】
図４は本実施例で用いた防塵フードの断面図及び正面図である。この防塵フードは筒状本体２１と、その内部には配設された多段の（本実施例では７枚の）邪魔板２４からなっている。邪魔板２４は筒状本体２１の軸心方向にほぼ等間隔で取り付けられている。筒状本体２１の前面及び邪魔板２４の中央には、ともに長方形又はスリット状の開口部２０を有する。両者の開口部はほぼ同じ形状及び大きさであり、カメラの冷却ボックスの開口部１５と相似の形状で、これと同じ大きさか又はこれより大きいことが好ましく、かつ両者の長手方向が一致していることが必要である。これにより鋼材１の被検査部から放射された放射光がラインセンサカメラ５の受光面に入射する際に、その光路を妨げないようにすることができる。
【００２７】
またこの実施例では、筒状本体２１後面にはフランジ２２が設けられ、これをカメラ冷却ボックス（図３の９）に取り付ける。この取付けはネジ穴２３にボルト（図示していない）を挿入して、着脱自在に取り付けられるようになっている。 邪魔板２４は、これを連通する一対の支柱２５でフランジ２２に取り付けられている。また、筒状本体２１の胴部のフランジ２２の付近にパージエヤの導入管２６が取り付けられ、これから導入されたパージエヤは本体の開口部２０から流出して、粉塵等の侵入を防止するようになっている。
このように搬送ラインを覆うカバーと防塵フードで保護することにより、下側のカメラでも粉塵や水滴・油滴等による汚れをほぼ完全に防止して、長時間安定に疵検査を行なうことが可能になった。
【００２８】
次に、注水冷却の位置Ｂには、鋼材１の全周４面のほぼ全体を冷却しうるように注水ノズル７が設置されている。注水ノズル７には気水噴霧ノズルを用いることが好ましい。気水噴霧は、均一な冷却が可能になるばかりでなく、直径数１０μｍの水滴が鋼材表面に衝突した瞬間に蒸発して鋼材表面を抜熱するので、薄い表面層のみを断熱的に冷却する効果があって、疵形状の顕在化に適している。
【００２９】
図５は、本実施例における注水ノズルの形状と配置を示す斜視図である。本実施例においては、気水噴霧ノズルが用いられ、鋼材１の４面を均等に冷却できるように、左右の気水噴霧ノズル７ａ，上下の気水噴霧ノズル７ｂの４個のノズルをほぼ一定距離鋼材表面から離して配置している。各ノズルは先端にスリット状の開口部３０を有する偏平なノズル本体３１と空気３２及び水３３を供給する供給パイプ３４からなっている。
【００３０】
注水位置Ｂから測定箇所Ａ迄の距離は、通常５〜１０ｍ程度とする。条鋼熱間圧延ライン出口側での鋼材搬送速度は、条鋼のサイズにもよるが、５〜２０ｍ／ｓｅｃ程度なので、注水冷却された鋼材は、約０．５〜２．０秒後に測定箇所Ａに到達する。この間に鋼材表面が少し冷却され、表面欠陥のある部分と正常な部分での冷却の程度に差が生じるため、表面疵をより確実に検出できるようになる。一方、注水冷却の水滴は、この間に完全に蒸発するので、これが表面疵として誤検出されるおそれはない。
【００３１】
放射光方式の光学的表面疵検査法は、圧延スタンドでの注水により鋼材表面が冷却され、表面欠陥部と健全部での冷却のされ方の差によって明暗が生じるので、この明暗から表面疵を検出するという原理に基づくものである。しかし、圧延後の鋼材が搬送中に復熱（鋼材内部の熱で表面が再加熱される）するため、上記の明暗が不明確になり、表面疵の検出ミスを招くということが課題であった。とくに、搬送ラインをカバーで覆った場合には復熱が起こりやすく、検出ミスの可能性がより大きくなる懸念がある。
本発明は、測定箇所の上流で鋼材の被検査部のほぼ全面を一様に注水冷却した後、所定の時間経過後に測定箇所に搬送して、ラインセンサカメラで放射光を受光する手法をとることにより、上記のような復熱による検出ミスという問題を巧みに解決したことがポイントである。
【００３２】
図６は、本検査装置の信号処理システムの構成を示す図である。４台のラインセンサカメラ５の近傍に、カメラ用電源盤３５が設けられ、この電源盤内には光ケーブル変換器３６とカメラ電源３７が収められている。カメラ５からカメラケーブル３８で伝送された電気信号は、光ケーブル変換器３６で光信号に変換され、光信号ケーブル４０で制御盤４１に伝送される。一方カメラ５には、電動ズームレンズが取り付けられており、カメラ電源３７からカメラ電源ケーブル３９を介して送られた電気信号により、ズームレンズが制御される。
【００３３】
制御盤４１内にはパソコン４２が収納され、光信号ケーブル４０で伝送された熱映像画像を解析して、鋼材表面疵を検出し、これをディスプレイ４３に表示する。
このように熱映像画像を光信号で伝送することにより、大量のデータを高速で伝送でき、疵検出に要する時間をより短縮することが可能になる。また、電動ズームレンズを用いることにより、疵検出に最も好適な焦点位置を検査員が判断して、熱映像画像を取得することが可能になる。
【実施例】
【００３４】
稼働中の条鋼熱延ラインに本発明を適用して、熱間鋼材の表面疵検査を実施した。条鋼熱延機の最終スタンド出口側にある切断機の下流にカメラを設置した。測定箇所は切断機から約６ｍ下流とし、切断機出口から測定箇所下流１ｍ迄の範囲の条鋼搬送ラインを全周を遮光性カバーで覆った。カバーは、鋼製枠に耐熱ボードを張付けて作成したものでる。
測定箇所に該当する位置で、カバーの４面にスリット状の切欠きを設けた。切欠きは条鋼搬送方向に直交するように設け、その大きさは、いずれも幅５０×長さ３００ｍｍとした。
【００３５】
ラインセンサカメラは、Ｂａｓｌｅｒ社製の型式ｒｕＬ１０２４−５７ｇｍのカメラを４台使用した。このカメラを、外径約１９０ｍｍの鋼製冷却ボックス（図３の符号９）に収容し、図２に示すように鋼材１の４面から放射光を受光した。その際カメラの汚損を防ぐため、カメラ前面に図４に示す構造の防塵フードを取り付けた。防塵フードは外径約１１５ｍｍ×長さ約５００ｍｍの筒状体からなり、その内部に１４枚の邪魔板が等間隔に配置されている。筒状体前面及び邪魔板の中央に幅１５×長さ９０ｍｍの長方形の切欠き（開口部）が設けられ、カメラへの入射光の光路を確保している。なお、防塵フードの外径や邪魔板の切欠き寸法は、圧延される鋼材の寸法等によって適切に選ばれる。カメラから鋼材表面迄の距離はおおよそ１ｍとした。また防塵フードのパージエヤの流量は約５０ｌ／ｍｉｎとした。
【００３６】
また、測定箇所の上流約５ｍの位置に鋼材の４面を気水噴霧冷却する気水噴霧ノズルを４個配置した。気水噴霧ノズルは、図５に示すような形状のもので、ノズル先端の開口部の大きさは幅２×長さ１５０ｍｍ程度のものである。ノズル先端から鋼材までの距離は、０．５〜０．８ｍ程度とした。各ノズルの気水流量は、空気が２００ｌ／ｍｉｎ、水が３０ｌ／ｍｉｎ程度とした。
【００３７】
このような条件で計測したフラットバー（幅１００×厚み１２ｍｍ）における鋼材表面疵の熱映像の例を図７に示す。カメラの走査速度は５０ｋＨｚで、輝度信号が毎秒５×１０5ライン測定される。輝度レベルは２５６レベル（８バイト）の分解能で、幅方向の画素数は１０２４である。図７において、横軸は画素番号、すなわち鋼材の幅方向の位置を示し、縦軸は輝度レベルを示す。
図７の(ａ)〜(ｄ)は、一定の時間間隔で連続的に測定された輝度信号を示す。鋼材の移動速度が５ｍ／ｓｅｃなので、各図は鋼材表面上の距離で２０ｍｍ毎の幅方向輝度分布を示している。
【００３８】
図７(ａ)は、疵の無い部分の熱映像で、健全部の輝度レベルが２００〜２１０程度であることが分かる。図７(ｂ)及び(ｃ)では幅方向中央付近に輝度の著しく低い部分があり、これが表面疵の存在を示すものである。この輝度の低い部分の幅から、表面疵の幅を計測することができる。また、疵の存在する画像の枚数から、表面疵の長さを計測することができる。図７の例では２〜３枚の画像に疵が存在するので、疵の長さは４０〜６０ｍｍと推測される。
【００３９】
次ぎに、上記のように本発明の方法で表面疵を自動検出すると同時に、測定箇所より後方の検査ヤードにおいて、冷却された鋼材の表面疵を検査員が目視検査し、双方の検査結果を対比した。この対比は、本発明の方法で気水噴霧冷却を行なった場合（本発明）と、従来の気水噴霧冷却の無い場合（従来法）の両方で行い、その結果を比較した。
【００４０】
目視検査で検出した表面疵の数をＮt、自動検出された表面疵の数をＮmとして、１００本の熱延フラットバーについて調査を行った結果、Ｎt／Ｎm×１００が、従来法では２０％程度であったのに対して、本発明では９０％と大幅に向上した。この結果、気水噴霧冷却を行なう本発明の方法により放射光測定による表面疵の検出ミスが大幅に改善されることが確かめられた。なお、目視検査では一定寸法の鋼材が横に並んで搬送されてくるので、裏面の検査は行なっていない。
【００４１】
また、実操業中の条鋼熱延ラインで、上記実施例の条件による熱間鋼材表面疵の検査を１０ケ月間継続して行なった。その結果、４台のラインセンサカメラは全く汚染も破損もすることなく、無事に検査を継続することができた。現在も全くメンテナンスすることなく正常に作動している。
さらに、疵の判定精度が改善されたために、製鋼過程での連続鋳造ラインで発生するビレットエッジの割れと鋼材表面疵の関連が明確にされ、製鋼過程の品質管理の改良にまで本発明の効果が及んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例である熱間鋼材表面疵の検査装置の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施例におけるラインセンサカメラの配置を示す断面概要図である。
【図３】本発明の実施例で用いたカメラの構造を示す側面図及び正面図である。
【図４】本発明の実施例で用いた防塵フードの断面図及び正面図である。
【図５】本発明の実施例における注水ノズルの形状と配置を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施例における信号処理システムの構成を示す図である。
【図７】本発明の実施例における鋼材表面疵の熱映像の例を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１；鋼材、２；搬送ロール、３；カバー、４；スリット、５，５ａ，５ｂ；ラインセンサカメラ、６；防塵フード、７；注水ノズル、８；レンズセット、９；冷却ボックス、１０；取付け脚、１１；フランジ、１２；冷却水流路、１３；導入管、１４；排出管、１５；開口部、１６；エヤパージノズル、１７；吹出し部、１８；パージボックス、１９；エヤ供給管、２０；開口部、２１；筒状本体、２２；フランジ、２３；ネジ穴、２４；邪魔板、２５；邪魔板の支柱、２６；パージエヤ導入管、３０；開口部、３１；ノズル本体、３２；空気、３３；水、３４；供給パイプ、３５；カメラ用電源盤、３６；光ケーブル変換器、３７；カメラ電源、３８；カメラケーブル、３９；カメラ電源ケーブル、４０；光信号ケーブル、４１；制御盤、４２；パソコン、４３；ディスプレイ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送ライン上を搬送される熱間鋼材から放出される放射光を所定の測定箇所で受光センサに受光して、該鋼材の表面疵を検査する検査方法において、
前記測定箇所上流の所定位置において前記鋼材の被検査部のほぼ全面を注水冷却した後、該鋼材を前記測定箇所に搬送して、前記受光センサによる表面疵の検査を行うことを特徴とする熱間鋼材表面疵の検査方法。
【請求項２】
前記の注水冷却を気水ノズルを用いた気水噴霧冷却により行うことを特徴とする請求項１記載の熱間鋼材表面疵の検査方法。
【請求項３】
前記測定箇所の上流及び下流の所定範囲において、前記搬送ラインの四方を遮光性のカバーで覆うとともに、該測定箇所において前記カバーの少なくとも一方の壁面に、鋼材搬送方向と直交する方向に延在するスリットを設け、該スリットから放出される放射光を１次元ラインセンサで受光して、表面疵の検査を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱間鋼材表面疵の検査方法。
【請求項４】
搬送ライン上を搬送される熱間鋼材から放出される放射光を所定の測定箇所で受光センサに受光して、該鋼材の表面疵を検査するための検査装置であって、
前記測定箇所の上流及び下流の所定範囲において前記搬送ラインの四方を覆うように配置された遮光性のカバーと、
該カバーの少なくとも一方の壁面に設けられた、鋼材搬送方向と直交する方向に延在するスリットと、
該スリットから放出される放射光を受光する少なくとも１基の１次元ラインセンサと、
該ラインセンサの信号に基づいて前記鋼材表面に存在する疵の位置及び大きさを解析する疵信号解析手段と、
前記測定箇所上流の所定位置において前記鋼材の被検査部のほぼ全面を注水冷却する注水ノズルとを備えたことを特徴とする熱間鋼材表面疵の検査装置。
【請求項５】
前記注水ノズルが気水噴霧ノズルである請求項４に記載の熱間鋼材表面疵の検査装置。
【請求項６】
前記気水噴霧ノズルが、前記測定箇所の上流５〜１０ｍの位置、又は前記鋼材が前記気水噴霧ノズルにより注水された後前記測定箇所に搬送されるまでの所要時間が０．５〜２．０秒となる位置に設置されていることを特徴とする請求項５に記載の熱鋼材表面疵の検査装置。
【請求項７】
前記ラインセンサに、その受光面が粉塵により汚れるのを防止するための防塵フードが設置されていることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の熱間鋼材表面疵の検査装置。
【請求項８】
前記防塵フードが、その前面中央に長方形又はスリット状の開口部を有する筒状の本体と、該筒状本体内にその軸心方向に所定の間隔で取り付けられた、中央に長方形又はスリット状の開口部を有する多段の邪魔板とを有し、
前記筒状本体の開口部及び前記邪魔板の開口部は、ともに前記ラインセンサの受光面に入射する前記鋼材からの放射光の光路を妨げないような大きさ及び位置に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の熱間鋼材表面疵の検査装置。
【請求項９】
前記筒状本体側面の前記ラインセンサに近接した位置にパージガス導入用のノズルが設けられてなる請求項９に記載の熱間鋼材表面疵の検査装置。
【請求項１】
搬送ライン上を搬送される熱間鋼材から放出される放射光を所定の測定箇所で受光センサに受光して、該鋼材の表面疵を検査する検査方法において、
前記測定箇所上流の所定位置において前記鋼材の被検査部のほぼ全面を注水冷却した後、該鋼材を前記測定箇所に搬送して、前記受光センサによる表面疵の検査を行うことを特徴とする熱間鋼材表面疵の検査方法。
【請求項２】
前記の注水冷却を気水ノズルを用いた気水噴霧冷却により行うことを特徴とする請求項１記載の熱間鋼材表面疵の検査方法。
【請求項３】
前記測定箇所の上流及び下流の所定範囲において、前記搬送ラインの四方を遮光性のカバーで覆うとともに、該測定箇所において前記カバーの少なくとも一方の壁面に、鋼材搬送方向と直交する方向に延在するスリットを設け、該スリットから放出される放射光を１次元ラインセンサで受光して、表面疵の検査を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の熱間鋼材表面疵の検査方法。
【請求項４】
搬送ライン上を搬送される熱間鋼材から放出される放射光を所定の測定箇所で受光センサに受光して、該鋼材の表面疵を検査するための検査装置であって、
前記測定箇所の上流及び下流の所定範囲において前記搬送ラインの四方を覆うように配置された遮光性のカバーと、
該カバーの少なくとも一方の壁面に設けられた、鋼材搬送方向と直交する方向に延在するスリットと、
該スリットから放出される放射光を受光する少なくとも１基の１次元ラインセンサと、
該ラインセンサの信号に基づいて前記鋼材表面に存在する疵の位置及び大きさを解析する疵信号解析手段と、
前記測定箇所上流の所定位置において前記鋼材の被検査部のほぼ全面を注水冷却する注水ノズルとを備えたことを特徴とする熱間鋼材表面疵の検査装置。
【請求項５】
前記注水ノズルが気水噴霧ノズルである請求項４に記載の熱間鋼材表面疵の検査装置。
【請求項６】
前記気水噴霧ノズルが、前記測定箇所の上流５〜１０ｍの位置、又は前記鋼材が前記気水噴霧ノズルにより注水された後前記測定箇所に搬送されるまでの所要時間が０．５〜２．０秒となる位置に設置されていることを特徴とする請求項５に記載の熱鋼材表面疵の検査装置。
【請求項７】
前記ラインセンサに、その受光面が粉塵により汚れるのを防止するための防塵フードが設置されていることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の熱間鋼材表面疵の検査装置。
【請求項８】
前記防塵フードが、その前面中央に長方形又はスリット状の開口部を有する筒状の本体と、該筒状本体内にその軸心方向に所定の間隔で取り付けられた、中央に長方形又はスリット状の開口部を有する多段の邪魔板とを有し、
前記筒状本体の開口部及び前記邪魔板の開口部は、ともに前記ラインセンサの受光面に入射する前記鋼材からの放射光の光路を妨げないような大きさ及び位置に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の熱間鋼材表面疵の検査装置。
【請求項９】
前記筒状本体側面の前記ラインセンサに近接した位置にパージガス導入用のノズルが設けられてなる請求項９に記載の熱間鋼材表面疵の検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−３６８５０（Ｐ２０１３−３６８５０Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７３０３２（Ｐ２０１１−１７３０３２）
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（５０６３４３８２９）株式会社みどり精密 (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【出願人】（５０６３４３８２９）株式会社みどり精密 (3)
【Ｆターム（参考）】
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