JP2010253526A - 熱延鋼帯の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】熱延終了直後のコイル状に巻いた熱延鋼帯側面の欠陥を検知し、次工程である酸洗ラインへの通板可否を判定し、不可の場合は鋼帯をそのまま展開可能なラインで展開・検査を行う、熱延鋼帯の製造方法を提供することを課題とする。
【解決手段】熱延終了直後のコイル状熱延鋼帯の側面を撮像する、コイル状熱延鋼帯の側面撮像ステップと、撮像した画像の画像処理を行い側面欠陥の検出ならびに欠陥発生位置の同定を行う側面欠陥の検出ステップと、次工程への通板可能かどうかの判定を行う通板可否判定ステップと、通板不可と判定すれば、判定対象コイル状熱延鋼帯および前記側面欠陥の検出ステップで得た欠陥情報を検査可能ラインへ搬送・伝送する検査可能ラインへの搬送・伝送ステップと、前記検査可能ラインで搬送されたコイル状熱延鋼帯を展開・検査する、展開・検査ステップとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、コイル状に巻いた熱延鋼帯側面の欠陥を検知し、次工程である酸洗ラインへの通板可否を判定し、不可の場合は鋼帯をそのまま展開可能なラインで展開・検査を行う、熱延鋼帯の製造方法に関するものである。

家電製品用、自動車用および冷延用の素材である熱延鋼帯は、コイル状に巻かれて出荷されることが一般的である。コイル状の鋼帯は、出荷前に巻きほぐして帯状とし、その鋼帯表面を例えば照明とカメラとからなる表面検査装置によって検査される。

一方、鋼帯の製造過程である熱間圧延において、製造後の熱延鋼帯の側面にも割れ、擦れ、折れ曲がりなどの欠陥が生じる場合がある。

従来、これら欠陥を検出する方法として、例えば、特許文献１などに開示された光学装置がある。また、特許文献２には、熱延鋼帯巻取り時に欠陥検出および欠陥位置情報作成を行い、作成した欠陥位置情報を参照してその後の工程における検査を行う方法が開示されている。

特開平６−８２３８９号公報 特開２００２−３１６２１３号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された技術には、光学装置を用いて鋼帯側面の疵を検出することしか記載されていない、そして上記特許文献１および特許文献２に開示された技術では、検出した熱延鋼帯の次工程への通板可否、その後の工程における検査の能率向上について明らかにされていないという問題があった。

すなわち、熱延鋼帯における欠陥を、できるだけ早く、できれば熱間圧延直後に見つけて、次工程への通板可否を判断することができれば、次工程を遅滞なく行え能率の良い熱延鋼帯の製造ができる。しかし、従来は、巻き取った鋼帯が冷えるのを待ってから、上記判断を行っていた。人が近寄って目視できるまで待ってから欠陥検査を行い、通板可能な鋼帯は次工程へ送り、欠陥が見つかった鋼帯は鋼帯をそのまま展開可能なスキンパスライン等へ送って、鋼帯全面を始めから検査していた。このように、熱延鋼帯の製造能率が著しく低くて大きな問題であった。

本発明は、これら従来技術の問題点に鑑み考案されたものであり、熱延終了直後のコイル状に巻いた熱延鋼帯側面の欠陥を検知し、次工程への通板可否を判定し、不可の場合は鋼帯をそのまま展開可能なラインで展開・検査を行う、熱延鋼帯の製造方法を提供することを課題とする。

本発明の請求項１に係る発明は、熱延終了直後のコイル状熱延鋼帯の側面を撮像する、コイル状熱延鋼帯の側面撮像ステップと、撮像した画像の画像処理を行い、側面欠陥の検出ならびに欠陥発生位置の同定を行う、側面欠陥の検出ステップと、次工程への通板可能かどうかの判定を行う、通板可否判定ステップと、通板可能と判定すれば、判定対象コイル状熱延鋼帯を次工程に搬送する、次工程搬送ステップと、通板不可と判定すれば、判定対象コイル状熱延鋼帯および前記側面欠陥の検出ステップで得た欠陥情報を検査可能ラインへ搬送・伝送する、検査可能ラインへの搬送・伝送ステップと、前記検査可能ラインで、搬送されたコイル状熱延鋼帯を展開・検査する、展開・検査ステップとを有することを特徴とする熱延鋼帯の製造方法である。

また、本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に記載の熱延鋼帯の製造方法において、前記展開・検査ステップでは、伝送された欠陥情報に基き、搬送されたコイル状熱延鋼帯の展開速度を調節して検査を行うことを特徴とする熱延鋼帯の製造方法である。

本発明によれば、熱延鋼帯側面の欠陥を製造直後または製造後の早期に検知できるようにしたので、本来の次工程への通板可否をすぐに判定でき、通板可能であればすぐにそのまま本来の次工程での処理を行うことができる。また、通板不可の場合には、鋼帯を展開・検査する展開・検査ラインに送り、欠陥情報に基き展開速度を調節して能率よく検査を行うことができる。

本発明に係る熱延鋼帯の製造方法の処理手順例を示す図である。 本実施例に係る欠陥検出装置の構成例を示す図である。

熱延鋼帯の側面に生じる主な欠陥として、割れ、擦れ、折れ曲がりなどがある。従来、熱間圧延の本来の次工程である酸洗ラインにおいて、鋼帯の幅を一定にして鋼帯幅方向端部形状を整えるため、鋼帯端部のトリミング（耳切り）が行われる。このトリミングを能率良く実施するため、一般的に耳切り部分を連続して鋼帯から切り離して除去している。

しかし、熱延鋼帯の側面に欠陥があると、その割れが鋼帯幅内部に進展しており、所望とする幅を得るにはトリム代(耳切り代)がなくなり、耳切り部分を連続して除去することができなくなる場合があり、問題である。

そこで、熱延鋼帯はコイル状に巻き取った後、例えば１５０℃以下などの人が近寄れる温度になるまで１０数時間以上を掛けて冷却した後、目視でコイル状鋼帯の側面を観察していた。

目視にて欠陥が観察された熱延鋼帯は、酸洗ラインでトリミングを実施する前に、例えばスキンパスラインなどの別工程において、鋼帯をそのまま展開して、鋼帯の先端から尾端まで全長に渡って欠陥発生位置と欠陥の程度を測定し、その測定結果により、本来の次工程である酸洗ラインにてトリミングを実施可能か、判定しており、著しく能率が低くて問題であった。

そこで、本発明者らは、能率よく鋼帯側面を検査するために、熱延鋼帯の巻き取り直後に、コイル状鋼帯が高温状態(通常４００℃以上)のままの状態で側面を観察できる方法を検討した。その結果、後述する欠陥検出装置を用いて、鋼帯側面から所定の角度（例えば１度〜１５度）を設けて照明を当て、照明と同一方向に撮像装置をおいて観察するとよいことを把握した。

これにより、高温のままでも熱延終了直後の鋼帯側面の欠陥を検出できるわけである。従来のように人が近寄れるまで時間を掛けて冷却した後、目視でコイル状鋼帯の側面を観察する必要がなくなり、鋼帯巻き取り後に時間を掛けずに鋼帯側面を検査できて、側面疵の程度を判別した上で、次工程である酸洗ラインへの通板可否を判断することが可能となった。

なお、巻き取った鋼帯の側面に欠陥が存在したまま、次工程である酸洗ラインへ通板させると、その割れが鋼帯幅内部に進展しており、所望とする幅を得るにはトリム代(耳切り代)がなくなり、耳切り部分を連続して除去することができなくなる場合がある。この場合には、途切れたトリム部分を再び引き出して欠陥除去装置につなぐ必要が生じ、生産能率の低下をきたしていた。

また、側面の欠陥が酸洗ラインの通板ロールに疵を付けた場合には、この通板ロールに付いた疵が鋼帯に転写するという品質上大きな問題となる。このように、熱延後に巻き取った鋼帯側面の欠陥検査は、鋼帯の製造上必須な作業である。

本発明では、巻取り後の熱延鋼帯側面の欠陥の位置を把握し、鋼帯を展開可能な検査ラインへ欠陥の位置情報を伝送する。このことにより、鋼帯を展開して検査する際に、欠陥位置情報を参照しながら、欠陥が発生していない部分は高速で通板し、欠陥発生部分は所定の検査精度を確保するためにより遅い速度で通板する。欠陥が発生していない部分と欠陥発生部分とで通板速度を調整することによって、検査精度を保ちながら著しい検査能率の向上を達成できる。

図１は、本発明に係る熱延鋼帯の製造方法の処理手順例を示す図である。後述する欠陥検出装置を用いて、熱延終了直後のコイル状熱延鋼帯の側面を撮像する(Step01)。撮像した画像の画像処理を行い、側面欠陥の検出を行う(Step02)。この際、欠陥の大きさとともに、欠陥発生位置の同定を行う。

次に、検出した欠陥の大きさなどに基き、次工程への通板可能かどうかの判定を行う(Step03)。次工程への通板可能であれば、そのまま次工程へ搬送(Step04)して、次工程での処理を行う。

また、次工程への通板が可能でなければ、対象のコイル状熱延鋼帯を検査可能ラインへの搬送(Step05)するとともに、検査可能ラインへ欠陥情報を伝送(Step06)する。

そして、検査可能ラインへ搬送されたコイル状熱延鋼帯の展開を開始(Step07)する。その際、伝送された欠陥情報を基にして、欠陥発生位置かどうかの判断を行う(Step08)。欠陥発生位置でなければ、コイル状熱延鋼帯の展開を高速に行い(Step09)、欠陥発生位置であれば、所定の検査精度を確保するためにより遅い速度で展開を行う(Step10)。展開終了(Step11)まで、欠陥発生位置かどうかの判断(Step08)に戻り、Step09またはStep10の処理を繰り返す。図中の点線で囲んだ部分が、検査可能ラインで行う展開・検査処理である。なお、鋼帯を展開可能な検査ラインでの検査については、目視または自動検査のいずれであっても良いが、いずれの検査方法を採るかによって、Step09およびStep10での展開速度は検査精度との兼ね合いで適宜決めるようにすれば良い。

先ず、従来の実施例を説明する。板厚１．８ｍｍから６ｍｍ、板幅７００ｍｍから１６５０ｍｍの範囲の熱延鋼帯を２０本続けて圧延した場合の実施例である。

熱延後のコイル状熱延鋼帯が冷えるのを待って、人が近寄って目視し観察したところ、３本目の巻き取り鋼帯の操作側端面に擦れを検出し、１５本目の巻き取り鋼帯の駆動側に割れを検出した。

その間、圧延は全量終了し、巻き取り後の鋼帯端面の目視検査結果待ちの状態が続いた。その後、擦れや割れの欠陥を検出した鋼帯は、鋼帯をそのまま展開できるスキンパスラインへ送って展開し、鋼帯全面に亘って始めから端部の欠陥の発生位置について、従来どおり時間を掛けて検査した。

次に、本発明を適用した実施例を説明する。上記実施例と同じく、板厚１．８ｍｍから６ｍｍ、板幅７００ｍｍから１６５０ｍｍの範囲の熱延鋼帯を２０本続けて圧延した場合の実施例である。

図２は、本実施例に係る欠陥検出装置の構成例を示す図である。図中、１はコイル状鋼帯、２は欠陥検出装置、３は光学装置(操作側)、３ａは照明、３ｂは撮像装置、４は光学装置(駆動側)、４ａは照明、４ｂは撮像装置、５は搬送台車、６は信号処理装置、および７はディスプレイおよび入力装置をそれぞれ表す。

熱延鋼帯巻取り直後のコイル状鋼帯１が搬送台車５にのった状態で、図２に示す欠陥検出装置２で側面欠陥の検出が行われる。欠陥検出装置２は、光学装置(操作側)３、光学装置(駆動側)４、信号処理装置６、ディスプレイおよび入力装置７で構成される。

コイル状鋼帯１の両側面を、光学装置(操作側)３および光学装置(駆動側)４で撮影した。光学装置(操作側)３および光学装置(駆動側)４は、それぞれ照明３ａ、４ａおよび撮像装置３ｂ、４ｂで構成される。

撮像装置としては、3000万画素の高精細カメラに、200mmの望遠レンズを装着し、コイル状鋼帯の中心位置から8mの距離に上下２台を配置した。片面当たり複数台のカメラを配置することで、分解能をより高く設定することができる。本実施例では約0.25mmの分解能を設定した。

搬送台車５に載ったコイル状鋼帯１には固有の番号が付けられており、図示しない上位のコンピュータと信号処理装置６との通信によって、搬送台車５で運ばれてくるコイル状鋼帯１の番号を認識する。図２に示した光学装置３，４の前に搬送台車５に載ったコイル状鋼帯１がくると、コイル状鋼帯１の両側面の撮像が行われ、その画像データは信号処理装置６に送られて記録されると同時に、画像処理によって疵の発生部位の検出、ならびに鋼帯長手方向の疵発生位置の同定が行われる。

また、画像及び検査データは、ディスプレイおよび入力装置７によってオペレータに提示される。オペレータは、必要に応じて画像を拡大するなどしてコイル状鋼帯製品側面を観察し、欠陥の有無、異常などを判断し、次工程を決定して入力できる。なお、ディスプレイおよび入力装置７には高精細の大型ディスプレイ装置を用いるようにすると、欠陥の有無、異常などの判断を確実にできて好適である。

以上のような装置で、上述した熱延直後のコイル状熱延鋼帯の端面を撮像したところ、５本目の巻き取り鋼帯の操作側端面に割れを、また、１２本目の巻き取り鋼帯の駆動側に擦れをそれぞれ検出した。

これらを除く他の鋼帯には、欠陥は検出されず、検査後すぐにそのまま本来の次工程である酸洗ラインへ送って酸洗した。また、上述の割れや擦れの欠陥を検出した鋼帯は、鋼帯をそのまま展開できるスキンパスラインへ送って展開し、かつ、熱延巻き取り時の鋼帯側面の欠陥発生位置情報を伝送して、展開した鋼帯について、欠陥を検出しなかった部分は高速で、欠陥を検出した部分は低速通板し、精度良く欠陥の発生位置を同定しつつ、能率よく検査を行うことができた。

これらの結果、熱延後の鋼帯全量を酸洗または表面検査する時間は、本発明を適用することにより従来の約半分の時間で済み、著しい能率向上につながった。

１ コイル状鋼帯
２ 欠陥検出装置
３ 光学装置(操作側)
３ａ 照明
３ｂ 撮像装置
４ 光学装置(駆動側)
４ａ 照明
４ｂ 撮像装置
５ 搬送台車
６ 信号処理装置
７ ディスプレイおよび入力装置

Claims (2)

1. 熱延終了直後のコイル状熱延鋼帯の側面を撮像する、コイル状熱延鋼帯の側面撮像ステップと、
   撮像した画像の画像処理を行い、側面欠陥の検出ならびに欠陥発生位置の同定を行う、側面欠陥の検出ステップと、
   次工程への通板可能かどうかの判定を行う、通板可否判定ステップと、
   通板可能と判定すれば、判定対象コイル状熱延鋼帯を次工程に搬送する、次工程搬送ステップと、
   通板不可と判定すれば、判定対象コイル状熱延鋼帯および前記側面欠陥の検出ステップで得た欠陥情報を検査可能ラインへ搬送・伝送する、検査可能ラインへの搬送・伝送ステップと、
   前記検査可能ラインで、搬送されたコイル状熱延鋼帯を展開・検査する、展開・検査ステップとを有することを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。
2. 請求項１に記載の熱延鋼帯の製造方法において、
   前記展開・検査ステップでは、
   伝送された欠陥情報に基き、搬送されたコイル状熱延鋼帯の展開速度を調節して検査を行うことを特徴とする熱延鋼帯の製造方法。