JP2000002668A

JP2000002668A - 表面欠陥検出方法

Info

Publication number: JP2000002668A
Application number: JP10167129A
Authority: JP
Inventors: Akira Kazama; 彰風間; Yasuo Kushida; 靖夫櫛田; Shinji Okazaki; 慎二岡崎; Takashi Mayahara; 孝史馬屋原
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1998-06-15
Filing date: 1998-06-15
Publication date: 2000-01-07

Abstract

(57)【要約】【課題】熱間圧延工程を含む製造ライン上を搬送され
る金属帯の表面欠陥を高い精度で検出する。【解決手段】本発明は、熱間圧延工程を含む製造ライ
ン上を搬送される金属帯１の表面画像を光学系２０で撮
影して、この撮影した表面画像に基づいて金属帯の表面
に存在する欠陥を検出する表面欠陥検出方法に適用され
る。そして、金属帯の表面画像を撮像する光学系２０の
製造ライン上における搬送方向の位置を、該当位置を搬
送される金属帯の表面温度がこの金属帯の表面酸化物の
変態温度以上である位置に設定している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱間圧延工程を含
む製造ライン上を搬送される金属帯の表面欠陥を光学手
法を用いて検出する表面欠陥検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄鋼、銅、アルミ等の製造ラインにおい
ては一般に熱間圧延工程が含まれる。このような製造ラ
インは、図６に示すように、圧延される金属帯１の搬送
路に沿って、粗圧延機２、スケールブレーカ３、複数の
圧延ロール４からなる仕上げ圧延機５、冷却用散水機
６、サイドガイド７及び巻取機８が配設されている。

【０００３】このような製造ラインにおいて、外部から
搬入された例えば１０００℃を越える高温の金属帯１は
粗圧延機２で圧延されて、スケールブレーカ３を通過し
て仕上げ圧延機５で所定の製品厚みに仕上げられた後、
冷却用散水機６で例えば３００〜６００℃まで冷却され
て、サイドガイド７を介して巻取機８でコイル９に巻取
られる。

【０００４】このような熱間圧延工程を含む製造ライン
上を搬送される金属帯１においては、材料自体の内部に
存在する不純物の偏析や、粗圧延機２や仕上げ圧延機５
における圧延加工中に生じる疵によって、製品としての
金属帯１の表面に様々な欠陥が発生する。したがって、
製造ライン上を搬送中の金属帯１の表面欠陥の発生状況
を監視して、発生状況が悪化すると、悪化が発見された
時点で、対策を講じて、不良製品の発生を極力抑制する
必要がある。

【０００５】従来、冷間圧延工程を含む製造ラインや亜
鉛メッキ工程を含む製造ライン等の室温に近い温度領域
で製造ラインを流れる金属帯１の表面欠陥を検出する方
法は数多く提案されかつ実用化されている。

【０００６】一方、熱間圧延工程を含む製造ラインを流
れる金属帯１の表面欠陥を検出する方法については、冷
間圧延工程を含む製造ラインにおける表面欠陥の検出方
法を流用した形態が提案されている。しかし、現在時点
では普及には至っていない。

【０００７】この普及しない原因は次のように考えられ
ている。すなわち、例えば、図６に示す熱間圧延工程を
含む製造ラインにおいては、検査対象の金属帯１の温度
が４００℃〜１０００℃以上の高温であり、かつ冷却用
散水機６で大量の水を散布するので、製造ライン中に水
や水蒸気が充満して、測定環境が非常に劣悪になる。

【０００８】図７はこのような不都合を解消するための
対策が施された熱間表面検査装置の模式図である（特開
平６−１０２１９５号公報）。この熱間表面検査装置に
おいては、図示するように、光源用電源１０から電源が
供給される光源１１で検査対象の金属帯１を照射し、ラ
インセンサカメラ１３で金属帯１の表面を撮影して、画
像処理装置１４で画像処理して、金属帯１の表面欠陥を
抽出して表示装置１５に表示出力している。

【０００９】この場合、前述した測定環境を改善するた
めに、金属帯１の自発光除去用のフィルタ１２をライン
センサカメラ１３の前面に配設し、さらに、水と水蒸気
を除去するための空気ジェット等を設置している。

【００１０】しかしながら、熱間圧延工程を含む製造ラ
インを搬送中の金属帯１の表面には、スケールと呼ばれ
る鉄酸化物が生成している。さらに、その鉄酸化物の膜
は常に成長しており，時々刻々金属帯１の表面の状態が
変化している。

【００１１】なお、ここで言う金属帯１の表面の状態と
は、主に、上記スケールの生成に伴う、表面における屈
折率、反射率といった光学物性値と、表面粗さや表面の
微細な構造等の性状の変化である。そのスケールの光学
物性値は観察に用いる波長にも依存している。

【００１２】例えば、温度が約６００℃以上ではスケー
ルの組成はＦｅＯであり、その６００℃以下の温度では
Ｆｅ₂ Ｏ₄ に変化する。製造ラインを搬送中の金属帯１
に生成されるＦｅＯとＦｅ₂ Ｏ₄ とでどの程度光学物性
値が異なるかは、製造ラインを搬送中での測定が困難な
ため、明確ではない。

【００１３】発明者等は、実験において、金属帯１にお
ける温度がスケールの約６００℃の変態点温度より高い
領域での可視光の反射率と、金属帯１における温度がス
ケールの変態点温度以下の領域での反射率とを比較し
た。その比較結果によると、スケールの変態点温度より
高い領域での可視光の反射率の方が変態点温度より低い
領域での可視光の反射率より高い。また、変態点温度よ
り高い領域の方が変態点温度より低い領域より反射率の
ムラも少ないことが確認された。

【００１４】金属帯１における表面疵等の微細な欠陥を
高い精度で検出するためには、高い反射率でかつ反射率
のムラも少ない方が有利である。しかしながら、図７に
示す熱間表面検査装置においては、このような配慮が全
く払われていなくて、熱間圧延工程を含む製造ラインに
おける金属帯１の反射率などの表面物性の変化に注意を
払わなく光源１１やラインセンサカメラ１３等の各光学
部材が配設されていた。

【００１５】なお、金属帯１自体が発光する自発光の影
響を除去するためのフィルタ１２の波長を決定するため
に、スケールの温度と放射率のことが言及されている
が、スケールの温度に依存した金属帯１表面や欠陥の見
え方については何等注意が払われていない。

【００１６】また、特願昭５３−１２３７８号公報にお
いては、図６に示すように、光源１１とラインセンサカ
メラ１３からなる光学系を熱間圧延工程を含む製造ライ
ンににおける冷却用散水機６の下流側に配設している。

【００１７】すなわち、この検出装置においては、スケ
ールが充分成長すると、ムラが見えにくくなる点に注目
して、金属帯１が冷却用散水機６で冷却されて、表面の
温度がより低温になった時点で表面を撮影している。

【００１８】しかし、図７に示した検出装置と同様に、
スケールの反射率などの温度変化については何等注意が
払われていない。一般的な熱間圧延工程を含む製造ライ
ンにおいては、金属帯１は、巻取機８に巻かれてコイル
９になっても、４００℃〜６００℃程度の温度を有して
おり、なおスケールは成長し続ける。したがって、巻取
機８の直前において、依然としてスケールの成長度合い
による反射率と色のムラは大きく、欠陥検出の障害とな
るため、有効な欠陥検査は望めない。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】熱間圧延工程を含む製
造ラインにおいては、この製造ラインを流れる製品であ
る金属帯１は最終工程の仕上げ圧延機５前後において、
金属帯１の素材である例えば鉄の変態点温度の８００℃
付近と、スケールの変態点温度である６００℃付近との
温度履歴を経る。

【００２０】製造ラインにおける、金属帯１がスケール
の各変態点温度の温度履歴を経る搬送方向の位置におい
ては、金属帯１の幅、厚み、成分、表面仕上げは、鋼板
種や運転条件に依存して大きく変動する。さらに、この
搬送方向位置においては、金属帯１の幅方向にも温度ム
ラが発生する。したがって、検査対象である金属帯１に
おける上述した各条件を全く考慮せずに、欠陥検出用の
光学系を設置したとしても、金属帯１の表面の諸条件が
非常に不安定な状態で表面画像を撮影することになり、
欠陥の検出精度が低下する。

【００２１】表面欠陥検出装置においては、装置で捕ら
えられた欠陥と、鋼板を目視検査して種別や程度を判定
した結果との照合が重要である。たとえ装置で多くの欠
陥を検出していても、目視検査の結果と整合が取れなけ
れば実用には耐えない。材料の表面状態が刻々変化する
熱間ブロセスの欠陥検査では、特にこの点の克服が課題
であり、ブロセス中に可能な限り安定した欠陥画像を採
取することが重要である。こうした事柄に着目すると、
以下のことが言える。

【００２２】すなわち、スケール変態点温度より低い個
所で画像を採取すると、鋼板の送り速度、仕上げロール
を出た時の鋼板温度といったわずかな操業条件の相違に
よつて、表面の状態が大きく変わるので、たとえ鋼板が
冷えてからの目視検査では同じ種類、同じ程度の欠陥と
認定される欠陥であっても、熱間プロセス中に撮影した
欠陥画像は、ブロセスの運転条件に依存して大きく変わ
ることがある。

【００２３】例えば、ブロセス中に何らかの原因で鋼板
が部分的に重なり合い、圧延ロールに損傷を負わせ、こ
の損傷が鋼板に転写されて生じる「絞りキズ」という欠
陥がある．この欠陥は数ｍｍないし数十ｃｍに及ぷ模様
状の欠陥であるが、鋼板が７００℃程度のスケール変態
点温度以上の個所で撮影すると、鋼板正常部に対して明
るい模様として安定して見える。これは別の言い方をす
れば、鋼板の正常部にムラが無く、欠陥部のＳ／Ｎ比が
高いということである。このとき正常部に対する明るさ
の程度が大きいほど重大な欠陥であり、この相関は鋼板
が冷えてからの目視検査の結果と良く一致する。一方、
鋼板温度が６００℃以下のスケール変態点温度以下の個
所で撮影すると、画像で見られる欠陥の明るさと、目視
検査での欠陥の程度との相関がとれなくなる。この原因
は、スケールが変態点温度以下になったことでスケール
に覆われた鋼板表面の反射率、屈折率といった光学定数
が変わり、しかもその値の変わり方が場所ごとに大きく
異なっているために、鋼板の正常部であっても多くのム
ラが観察されることにある。

【００２４】ムラは輝度の明暗として撮影されるので、
欠陥部のＳ／Ｎ比が低くなっており、欠陥が有っても検
出や弁別は困難な場合が多くなる。以上の状況は絞りキ
ズに限らず、鋼板正常部に対して暗く見える各種欠陥で
も同様である。

【００２５】その他発明者等の実験では、例えば、５０
０℃では正常部に対して明るく見えている欠陥でも、室
温では暗く見えることがあるという事実も確認してい
る。これは、スケール変態点温度以下では、欠陥部分自
身の光学定数の正常部に対する相対的な値の変化と予想
され、このような状況では目視検査との整合は非常に困
難である。

【００２６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、熱間圧延工程を含む製造ラインにおいて検
査対象である金属帯の表面を撮影する場合に、撮影位置
の温度が一定の条件を満たすように設定することによっ
て、金属帯の表面に生成している表面酸化物の光学物姓
値が最も安定している状態で金属帯の表面を撮影でき、
安定した高い欠陥検出精度を確保できる表面欠陥検出方
法を提供することを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】本発明は、熱間圧延工程
を含む製造ライン上を搬送される金属帯の表面画像を光
学系で撮影して、この撮影した表面画像に基づいて金属
帯の表面に存在する欠陥を検出する表面欠陥検出方法に
適用される。

【００２８】そして、上記課題を解消するために、本発
明においては、金属帯の表面画像を撮像する光学系の製
造ライン上における搬送方向の位置を、該当位置を搬送
される金属帯の表面温度がこの金属帯の表面酸化物の変
態温度以上である位置に設定している。

【００２９】次に、この光学系の設置位置を金属帯の表
面温度がこの金属帯の表面酸化物の変態温度以上である
位置に設定する理由を図面を用いて説明する。発明者等
は、図４に示す実際の熱間圧延工程を含む製造ラインを
用いて種々の実験を実施した。この製造ラインにおいて
は、検査対象となる例えば鋼板からなる金属帯１の搬送
路に沿って、粗圧延機２、複数の圧延ロール４からなる
仕上げ圧延機５、冷却床６ａ及び巻取機８が配設されて
いる。仕上げ圧延機５は７台の圧延ロール４で構成され
ており、入り側最初の圧延ロール４をＮｏ．１ロール、
最終の圧延ロール４をＮｏ．７ロールとする。

【００３０】このような製造ラインにおいて、この製造
ラインに搬入された約１１００℃の温度を有する金属帯
１は粗圧延機２で粗圧延されて、仕上げ圧延機５に入力
される。そして、この仕上げ圧延機５を構成する７台の
圧延ロール４で順次圧延されて、Ｎｏ．７ロール４の出
口で１〜３ｍｍ程度まで圧延される。金属帯１の搬送速
度は最大で約２５ｍ／ｓである。また、金属帯１の幅は
例えば１５００ｍｍである。

【００３１】この製造ラインに搬入され、粗圧延機２で
粗圧延された状態の金属帯１の表面には既にスケールが
生成されており、このスケールは仕上げ圧延機５に搬入
される前でも急速に生成し、金属帯１の表面から一部が
剥離する。そこで金属帯１の表面に水を高圧で噴射し、
金属帯１の表面からスケールを一旦除去してからＮｏ．
１ロール４に挿入する。

【００３２】そして、発明者等は図４に示す製造ライン
における、巻取機８の直前位置Ａ、冷却床６ａ上の中間
位置Ｂ、冷却床６ａの直前位置Ｃ、仕上げ圧延機５の直
後位置Ｄ、仕上げ圧延機５の直前位置Ｅに放射温度計を
設置して、この製造ラインを搬送される金属帯１の表面
温度を測定した。金属帯１の測定条件として、あらゆ
る、鋼種（材質）、厚み、幅、操業を設定して、全ての
条件を含む測定値を統計的にデータ処理した。そして、
その各条件を含む測定結果を図５のグラフに示した。

【００３３】すなわち、巻取機８の直前位置Ａにおいて
は、上述した測定条件により測定値が３００℃〜６５０
℃の範囲に存在することを示し、冷却床６ａ上の中間位
置Ｂにおいては測定値が４５０℃〜７５０℃の範囲に存
在することを示し、冷却床６ａの直前位置Ｃにおいては
測定値が６５０℃〜７００℃の範囲に存在することを示
し、仕上げ圧延機５の直後位置Ｄにおいては測定値が７
５０℃〜９５０℃の範囲に存在することを示し、仕上げ
圧延機５の直前位置Ｅにおいては測定値が１０００℃〜
１１５０℃の範囲に存在することを示す。

【００３４】なお、各条件におけるスケールの変態温度
の温度幅は予め別の装置で測定されており、５８０℃〜
６１０℃の狭い範囲であることが理解できる。そして、
発明者等は、巻取機８の直前位置Ａと仕上げ圧延機５の
直後位置Ｄとにおいて、それそれ光源１１ａとラインセ
ンサカメラ１３ａとからなる光学系を設置して、この製
造ラインを搬送される金属帯１の表面を撮影して、表面
画像を観察した。

【００３５】なお、光源１１ａにはシリンドリカルレン
ズ１６を装着して、光を金属帯１の表面で集光させ、ラ
インセンサカメラ１３ａには熱線を遮断する熱遮断フィ
ルタ１７及び金属帯１（鋼板）の自発光を遮光する色フ
ィルタ１８を装着した。

【００３６】但し、この色フィルタ１８として、自発光
を遮光する青色フィルタの他に、ある程度自発光を透過
するグリーンフィルタを使用したり、色フィルタ１８を
使用せずに自発光のみで観察したりした。

【００３７】この観察の結果、色フィルタ１８の使用の
有無又はフィルタの選択色の種類にも拘らず、巻取機８
の直前位置Ａでは撮影された金属帯１の表面の画像に輝
度ムラが多く、それが障害となって，規模の大きな欠陥
以外は検出が困難であることが確認できた。

【００３８】一方、仕上げ圧延機５の直後位置Ｄでは、
撮影された金属帯１の表面の画像の輝度が安定してい
て、欠陥のみを検出し易いことが確認できた。さらに、
どのような金属帯１の材質（鋼板種）、運転条件下で
も、金属帯１の表面温度がスケールの約６００℃の変態
点温度より高いという条件下で検査すれば、より良好な
検査が可能であることを確認した。

【００３９】なお、自発光を遮光する色フィルタ１８を
採用した方が、より鮮明な画像を得ることができること
は言うまでもない。さらに、金属帯１の表面温度が１０
００℃を越える仕上げ圧延機５の直前位置Ｅにおいて
は、測定環境が悪く、得られた画像も不鮮明であった。

【００４０】そこで、本発明においては、金属帯１の表
面画像を撮像する例えば光源１１ａとラインセンサカメ
ラ１３ａからなる光学系の製造ライン上におけ搬送方向
の位置を、該当位置を搬送される金属帯１の表面温度が
この金属帯のスケール（表面酸化物）の例えば６００℃
等の変態温度以上である位置に設定している。

【００４１】したがって、製造ラインにおける各部を通
過するときの金属帯１の温度を予め測定した上で、その
温度がスケールの変態温度以上となる位置に光学系を設
置することによって、どのような金属帯１の材質（鋼板
種）、運転条件下でも、表面欠陥を高い精度で確実に検
出できる。

【００４２】

【発明の実施の形態】以下本発明の一実施形態を図面を
用いて説明する。図１は本発明の一実施形態の表面欠陥
検出方法が適用される製造ラインを示す図である。図４
で示した製造ラインと同一部分には同一符号が付してあ
る。したがって、重複する部分の詳細説明は省略する。

【００４３】検査対象となる例えば鋼板からなる金属帯
１の搬送路に沿って、粗圧延機２、複数の圧延ロール４
からなる仕上げ圧延機５、冷却床６ａ及び巻取機８が配
設されている。仕上げ圧延機５は７台の圧延ロール４で
構成されており、入り側最初の圧延ロール４をＮｏ．１
ロール、最終の圧延ロール４をＮｏ．７ロールとする。

【００４４】そして、仕上げ圧延機５の直後位置Ｄに表
面欠陥検出装置の光学系２０が設置され、この光学系２
０で撮影された金属帯１の表面の画像は欠陥検出部２１
で画像処理される。仕上げ圧延機５から５ｍ下流の位置
Ｄにおける金属帯１の表面温度は、図５に示すように、
７５０℃〜９５０℃の範囲に入る。この温度範囲は、金
属帯１の表面に生成される約６００℃のスケールの変態
点温度より高い。

【００４５】なお、図５に示す測定結果によると、冷却
床６ａの直前位置Ｃの６５０℃〜７００℃の温度範囲も
約６００℃のスケールの変態点温度より高いので、設置
条件を満たす。しかし、冷却床６ａの直前位置のため、
金属帯１の表面に水滴が付着しやすく測定環境としては
仕上げ圧延機５の直後位置Ｄより不利である。よって、
この実施形態においては、仕上げ圧延機５から５ｍ下流
の位置Ｄに、表面欠陥検出装置の光学系２０を設定して
いる。

【００４６】図２は光学系２０及び欠陥検出部２１の概
略構成を示す模式図である。光学系２０内において、光
源としての直流点灯方式のメタルハライドランプ２２か
ら出射された光はバンドルファイバー２３で線状に形成
されて投光器２４に導かれる。投光器２４から出射され
た光２６はシリンドリカルレンズ２５で検査対象として
の金属帯１の表面に集光される。よつて、この金属帯１
の表面は投光器２４から出射された光２６で照明され
る。具体的には、金属帯１の幅方向に配列された定格２
５０Ｗの６台のメタルハライドランプ２２で１５００ｍ
ｍ幅を有する金属帯１の幅方向に約２０００ｍｍの範囲
に亘って照射する。

【００４７】金属帯１の表面で反射された光２６は、自
発光・発熱カットファイルタ２７を介して金属帯１の幅
方向に配設された２台のラインセンサカメラ２８へ入射
される。自発光・発熱カットファイルタ２７は、赤熱し
ている金属帯１から放射される熱線を遮断するととも
に、入射光成分に含まれる波長が６００ｎｍ以上の可視
光を除去する。

【００４８】自発光・発熱カットファイルタ２７で金属
帯１の表面で反射された光のみとなった光２６を受光す
るラインセンサカメラ２８は、１台当たり１０００ｍｍ
の幅を受光可能である。また、ラインセンサカメラ２８
のは画素数は１０２４である。したがって、幅方向の画
素分解能はｌｍｍである．前述したように、ラインセン
サカメラ２８は金属帯１の幅方向に２台配設されている
ので、２台のラインセンサカメラ２８で幅が２０００ｍ
ｍまでの金属帯１を画像を読取ることができる。

【００４９】各ラインセンサカメラ２８は周波数２０Ｍ
Ｈｚの読取クロックで金属帯１の幅方向の画像を１ライ
ン毎に読取っていき、読取った各ライン毎の画像データ
を欠陥検出部２１内のカメラコントローラ３０へ送出す
る。

【００５０】カメラコントローラ３０は、仕上げ圧延機
５の最終の圧延ロール４に設けられたロータリエンコー
ダ２９より回転信号を受領して、金属帯１がｌｍｍ進む
毎に各ラインセンサカメラ２８から入力された各１０２
４画素の輝度信号を画像メモリ１１に書込む。したがっ
て、たとえ、金属帯１の搬送速度が変化しても、画像メ
モリ１１内においては、常に１画素が実際の金属帯１に
おける縦横１ｍｍ四方の単位面積に対応している。この
ようにして、画像メモリ３１内に、２次元の金属帯１の
表面画像が展開されていく。

【００５１】画像メモリ３１内に展開された金属帯１の
２次元の表面画像はマイクロコンピュータで構成された
次の欠陥解析部３２へ入力される。この欠陥解析部３２
においても、ロータリエンコーダ２９より回転信号を受
領して、金属帯１の進んだ距離を測定し、指定された時
刻から指定された距離の表面画像を画像メモリ３１から
取込む。

【００５２】この欠陥解析部３２は、例えば図３に示す
ように構成されている。画像メモリ３１から取込まれた
表面画像は、先ず、シェーディング補正部３４でシェー
ディング補正される。シェーディング補正された表面画
像は２値化処理部３５へ入力される。２値化処理部３５
は、入力された表面画像に対して輝度の正規化を行い、
しきい値メモリ３６に記憶された経験的に求められたし
きい値を用いて２値化処理を行う。欠陥候補抽出部３７
は２値化された表面画像の各画素値から欠陥候補の各画
素を抽出して次の欠陥判定部３８へ送出する。

【００５３】欠陥判定データベース３９内には、欠陥と
判定できる幾何学的形状や、欠陥と判定できる形状の周
期性の有無等が記憶さている。欠陥判定部３８は、この
欠陥判定データベース３９に記憶された情報を用いて、
入力された各欠陥候補が最終的に欠陥であるか否かの判
定と、どのような種類のどの程度の欠陥がどの位置に発
生しているかを判定する。

【００５４】欠陥映像作成部４０は、欠陥と判定された
各画素で構成される画像を欠陥映像として編集して、表
示バッファ４１へ書込む。表示ハッファ４１に書込まれ
た欠陥映像は表示部３３へ表示出力される。また、必要
に応じて、警報装置にてオペレータに欠陥発生を伝え
る。

【００５５】オペレータは、欠陥または欠陥候補の画像
を表示部３３で確認し、場合によっては実際に当該金属
帯１のコイル９を別途目視検査した上で、欠陥が発生し
た製品（コイル９）の処置や、製造ラインに組込まれた
各圧延機２，５を含む各部の点検を行う。次に、このよ
うに構成された実施形態の欠陥検出方法の特徴を説明す
る。

【００５６】

【表１】

【００５７】表１に、実施形態方法の特徴を説明するた
めに、実施形態方法と目視による方法と従来方法との対
比を示した。すなわち、試験用の金属帯１に故意に５種
類の欠陥を作成した。対象とした欠陥はロール疵であ
る。このロール疵は、周期性を有しており、金属帯１
（鋼板）の全長に渡って発生する。そして、欠陥は最も
軽度のものをａ級，最も重度のものをｅ級として，ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅの５段階で評価しており，ｃ，ｄ，ｅ級
の欠陥は製品のユーザや下流工程の作業者からの返却
（クレーム）対象となる重大欠陥である。

【００５８】これらの各欠陥の評価方法として、 (1) 熟練者の目視検査 (2) 光学系を巻取機８の直前位置Ａに設定 (3) 光学系を仕上げ圧延機５の直後位置Ｄに設定（実施
形態方法）の３方法を評価した。

【００５９】この表１に示すように、(3) の実施形態方
法において、ａ級，ｂ級，ｃ級の各欠陥において検出率
が１００％であり、目視方法及び巻取機８の直前位置Ａ
による各検出率を凌いでいる。

【００６０】なお、ｄ級、ｅＥ級の欠陥検出において、
目視方法が最も検出率が良い理由は、金属帯１の全面に
欠陥が多発して、装置よる自動検出では画像処理が飽和
したため、見逃しが生じたためである。但し、このよう
な状態そのものを欠陥解析部３２は金属帯１の表面の異
常として別途通知するので、特に実際問題として支障は
ない。

【００６１】この表１に示す比較結果から明らかのよう
に、光学系２０を巻取機８の直前位置Ａに設定した場合
等のスケールの変態温度より低い位置で欠陥を検査する
と、目視方法とほぼ同等かそれ以下の検出率しか得られ
ず、ｃ級の欠陥でも見逃しが生じる。例えばｃ級の欠陥
について、光学系を巻取機８の直前位置Ａに設定した場
合の検出率が６１％程度である主な理由は、 (1) スケールのムラによって撮影した表面画像における
欠陥近傍のＳ／Ｎが低く、欠陥判定の精度が低下する。

【００６２】(2) 同じ程度のロール疵であっても、検出
時のスケールの状態に依存して、金属帯（鋼板）１の地
肌に対する欠陥部の相対的な輝度が変動する。ことによ
り，欠陥検出部２１における欠陥判定の精度が低下する
からである。

【００６３】これに対して、実施形態方法においては、
ｃ級以下の微細な欠陥を確実に検出することが可能であ
ることが理解できる。すなわち、実施形態方法において
は、スケールの変態温度を越える温度領域で欠陥検出を
実施しているので、撮影された画像に含まれる欠陥の正
常部分に対する相対輝度が高くＳ／Ｎが向上することに
加えて、輝度が安定しているため、欠陥検出の確度が向
上する。

【００６４】このように、この実施形態方法は、熱間圧
延工程を含む製造ラインで熱間圧延中の金属帯１の表面
欠陥を、目視による検査や、スケールの変態温度域に配
慮せずに設置した欠陥検出装置に対してより確実に、か
つより高感度に検出できることが確認され、十分実用に
耐える。

【００６５】また、金属帯１における欠陥の発性状況に
よっては、微細なａ級及びｂ級欠陥のなかに点状のｃ級
欠陥が存在している場合もある。従来方法においては、
それにもかかわらず製造ラインを調整せずに生産を続行
してしまって、大量の不良品を製造してしまう場合もあ
つた。しかし、この実施形態方法においては、微細なａ
級及びｂ級欠陥の発生をも高い確度で検出できるので、
例えば従来の目視検査と併用することで、このような事
故を未然に防ぐことが可能になった。

【００６６】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではない。例えば、金属帯１の表面画像を撮影
する光学系として、メタルハライドランプ２２とライン
センサカメラ２８を用いたが、ストロボと通常のテレビ
カメラを用いてもよい。また、冷間圧延工程が含まれる
製造ラインにおける欠陥検出でよく用いられているレー
ザビームを走査する形態の光学系を用いてもよい。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の表面欠陥
検出方法においては、金属帯の表面画像を撮像する光学
系の製造ライン上におけ搬送方向の位置を、該当位置を
搬送される金属帯の表面温度がこの金属帯の表面酸化物
の変態温度以上である位置に設定している。

【００６８】したがって、金属帯の表面に生成している
表面酸化物の光学物姓値が最も安定している状態で金属
帯の表面を撮影でき、安定した高い欠陥検出精度を確保
できる。また、目視及びこれまでの設置方法では検出困
難であった軽度の欠陥も検出できようになり，製造され
る製品の品質レベルが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の表面欠陥検出方法が適
用される製造ラインを示す模式図

【図２】同製造ラインに組込まれた表面欠陥検出装置
の概略構成を示すブロック図

【図３】同表面欠陥検出装置における欠陥解析部の詳
細構成を示すブロック図

【図４】本発明の表面欠陥検出方法の動作原理を説明
するための図

【図５】製造ラインを流れる金属帯の各位置における
温度範囲を示す図

【図６】従来の表面欠陥検出方法が適用される製造ラ
インを示す模式図

【図７】従来の表面欠陥検出装置の概略構成を示す模
式図

【符号の説明】

１…金属帯２…粗圧延機５…仕上げ圧延機６…冷却床８…巻取機９…コイル２０…光学系２１…欠陥検出部２２…メタルハライドランプ２８…ラインセンサカメラ３２…欠陥解析部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岡崎慎二東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者馬屋原孝史東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内Ｆターム(参考） 2G051 AA37 AB07 AC15 BB01 CA04 CA06 DA06 FA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱間圧延工程を含む製造ライン上を搬送
される金属帯の表面画像を光学系で撮影して、この撮影
した表面画像に基づいて前記金属帯の表面に存在する欠
陥を検出する表面欠陥検出方法において、前記金属帯の表面画像を撮像する光学系の製造ライン上
における搬送方向の位置を、該当位置を搬送される前記
金属帯の表面温度がこの金属帯の表面酸化物の変態温度
以上である位置に設定したことを特徴とする表面欠陥検
出方法。