JP7435530B2 - 鋼帯の溶接部検出方法、鋼帯の製造方法、鋼帯の溶接部検出装置及び鋼帯の製造設備 - Google Patents

Description

本発明は、先行鋼帯と後行鋼帯とを溶接してなる鋼帯の溶接部検出方法、鋼帯の製造方法、鋼帯の溶接部検出装置及び鋼帯の製造装置に関する。

従来、製造ライン上を走行する先行鋼帯と後行鋼帯とを溶接した鋼帯のトラッキングを行うものとして、例えば、特許文献１に示すものが知られている。

特許文献１に示す鋼板穴検出装置の穴精度検出方法においては、先行鋼帯と後行鋼帯の溶接部に形成された穴を鋼板トラッッキング用の穴として用いている。

また、電縫鋼管の中継ぎ溶接部のトラッキングを行うものとして、従来、例えば、特許文献２に示すものが知られている。

特許文献２に示す電縫鋼管中継ぎ溶接部の検出方法は、製造ライン上を走行する先行鋼帯の後端部に後行鋼帯の先端部を溶接して、鋼帯に中継ぎ溶接部を形成させた後、この鋼帯を円筒状に成形し、突き合せた幅方向両端部を溶接して電縫鋼管にしてから、電縫鋼管に存在する中継ぎ溶接部を検出するものである。

そして、特許文献２に示す電縫鋼管中継ぎ溶接部の検出方法においては、電縫鋼管に近接して高周波電圧を印加するコイルを配置し、このコイルが発する高周波磁束により電縫鋼管内に生じる渦電流を常時測定し、その測定値を一定の閾値と比較して、その大小で中継ぎ位置を判定するようにしている。

特開２０１０－８５２１３号公報 特開２００６－６８７５９号公報

しかしながら、これら従来の特許文献１に示す鋼板穴検出装置の穴精度検出方法及び特許文献２に示す電縫鋼管中継ぎ溶接部の検出方法にあっては、次の問題点があった。
即ち、特許文献１に示す鋼板穴検出装置の穴精度検出方法の場合、先行鋼帯と後行鋼帯の溶接部に形成された穴を鋼板トラッッキング用の穴として用いているが、穴によるトラッキングは、投光・受光型が多く、投光器の光量不足や受光器の汚れによる穴検出不良が多く発生し、溶接部のトラッキングができない場合があった。

また、穴によるトラッキングでは、穴を加工するパンチダイスやパンチの劣化により、パンチ穴部の加工硬化が大きくなり、特に、冷間圧延ラインでの通板中に溶接された鋼帯が破断するという問題があった。
一方、特許文献２に示す電縫鋼管中継ぎ溶接部の検出方法の場合には、溶接部を検出しそのトラッキングを行うため、トラッキング用の穴を鋼帯に形成する際の不都合はない。

しかしながら、特許文献２に示す電縫鋼管中継ぎ溶接部の検出方法は電縫鋼管の中継ぎ溶接部を検出対象としており、冷間圧延鋼帯などの薄鋼帯の溶接部の検出は簡単にはできない。電縫鋼管の場合には走行中における鋼管の上下振動はあまり問題とならないが、薄鋼帯の場合には、走行中における鋼帯の上下振動が大きく、溶接部の検出に困難が伴い、特許文献２に示す電縫鋼管中継ぎ溶接部の検出方法を冷間圧延鋼帯などの薄鋼帯の溶接部の検出に適用することは困難である。

従って、本発明はこれら従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、トラッキング用の穴を用いることなく、鋼帯の上下振動を抑制することによって溶接部の検出を適切に行うことで、溶接部のトラッキングを可能とした鋼帯の溶接部検出方法、鋼帯の製造方法、鋼帯の溶接部検出装置及び鋼帯の製造設備を提供することにある。

本発明の一態様に係る鋼帯の溶接部検出方法は、先行鋼帯と後行鋼帯とを溶接してなる鋼帯の溶接部を検出する鋼帯の溶接部検出方法であって、搬送中における搬送方向に対する垂直方向への前記鋼帯の振動幅を２０ｍｍ以下に抑制するとともに、高周波電圧を印加することにより発生する高周波磁束を前記鋼帯に作用させることにより、前記鋼帯に生ずる磁束密度変化に基づいて前記溶接部を検出することを要旨とする。

また、本発明の別の態様に係る鋼帯の製造方法は、前述の鋼帯の溶接部検出方法を実行する溶接部検出工程を含むことを要旨とする。

また、本発明の別の態様に係る鋼帯の溶接部の検出装置は、先行鋼帯と後行鋼帯とを溶接してなる鋼帯の溶接部を検出する鋼帯の溶接部検出装置であって、搬送中における搬送方向に対する垂直方向への前記鋼帯の振動幅を抑制する振動抑制装置と、高周波電圧を印加することにより発生する高周波磁束を前記鋼帯に作用させる電圧印加装置と、該電圧印加装置によって前記鋼帯に高周波磁束を作用させることにより、前記鋼帯に生ずる磁束密度変化を検出する磁束密度変化検出装置と、該磁束密度変化検出装置で検出された磁束密度変化に基づいて前記溶接部を検出する溶接部検出部とを備えていることを要旨とする。

さらに、本発明の別の態様に係る鋼帯の製造設備は、前述の鋼帯の溶接部検出装置を備えていることを要旨とする。

本発明に係る鋼帯の溶接部検出方法、鋼帯の製造方法、鋼帯の溶接部検出装置及び鋼帯の製造設備によれば、トラッキング用の穴を用いることなく、鋼帯の上下振動を抑制することによって溶接部の検出を適切に行うことで、溶接部のトラッキングを行うことができる。

本発明の一実施形態に係る鋼帯の溶接部検出装置を備えた冷間圧延ラインの概略構成図である。 図１に示す溶接部検出装置の概略構成図である。 実施例において、鋼帯の溶接部が溶接部検出装置下を通過した際の第１検出コイルでの電圧と第２検出コイルでの電圧との電圧差の変化を示すコンター図であり、（Ａ）は鋼帯Ｓの平面側から見た電圧差の変化を示し、（Ｂ）は（Ａ）における線３Ｂでの電圧差の変化を示している。 先行鋼帯と後行鋼帯との溶接部を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図面は模式的なものであって、現実のものとは異なる場合がある。また、以下の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものでない。すなわち、本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

図１には、本発明の一実施形態に係る鋼帯の溶接部の検出装置を備えた冷間圧延ラインの概略構成が示されている。図１に示す冷間圧延ライン１は、本発明の一実施形態に係る鋼帯の製造設備であり、冷間圧延ライン１において、ライン入側のペイオフリール２から払い出された圧延材（後行鋼帯）Ｓ２の先端部Ｓ２ａ（図２及び図４参照）は、ピンチロール３を経て溶接機４において先行する圧延材（先行鋼帯）Ｓ１の尾端部Ｓ１ａ（図２及び図４参照）と溶接される。そして、溶接された鋼帯Ｓは、ブライドルロール６、入側ルーパ７、及び複数のパスラインロール８等を経てタンデム圧延機９で冷間圧延された後、ピンチロール１０を経て切断機１１でその溶接部Ｗ（図２及び図４参照）が切断除去される。そして、先行鋼帯Ｓ１及び後行鋼帯Ｓ２のそれぞれは、巻取機１２で巻き取られる。先行鋼帯Ｓ１と後行鋼帯Ｓ２との溶接部Ｗは、図４に示すように、先行鋼帯Ｓ１と後行鋼帯Ｓ２とを溶接してなる鋼帯Ｓのほぼ幅方向全域にわたって延在する。

ここで、この冷間圧延ライン１における冷間圧延に際し、鋼帯Ｓの溶接部Ｗのトラッキングを行うために、ブライドルロール６の近傍と複数のパスラインロール８のうちの１つの近傍とに溶接部検出装置２０が設置されている。

先ず、ブライドルロール６の近傍に設置された溶接部検出装置２０について説明すると、溶接部検出装置２０は、鋼帯Ｓの幅方向、すなわち溶接部Ｗの幅方向に沿って複数併設されている。各溶接部検出装置２０は、渦電流探傷法によって鋼帯Ｓの溶接部Ｗを検出するものである。複数の溶接部検出装置２０の鋼帯幅方向の設置間隔は、例えば、２０ｍｍ～鋼帯幅－２０ｍｍに設定される。

そして、各溶接部検出装置２０は、搬送中における搬送方向（図１においては左から右方向）に対する垂直方向への鋼帯Ｓの振動幅を抑制する振動抑制装置としてのブライドルロール６を備えている。ブライドルロール６は、搬送される鋼帯Ｓに張力を付与するものであり、この鋼帯Ｓに張力を付与する際に搬送中における搬送方向に対する垂直方向への鋼帯Ｓの振動幅５ｍｍ以下（パスラインを中心に上下に２．５ｍｍ以内）に抑制する。この鋼帯Ｓの振動幅が２０ｍｍよりも大きいと、溶接部検出装置２０の後述する電圧印加装置２１や磁束密度変化検出装置２２に鋼帯Ｓが接触するおそれがあり、溶接部Ｗの検出が適切にできないことがある。

従来の特許文献２に示す電縫鋼管中継ぎ溶接部の検出方法では電縫鋼管の中継ぎ溶接部を検出対象としており、電縫鋼管の場合には断面係数が大きく走行中における鋼管の上下振動はあまり問題とならないが、本実施形態のような冷延鋼帯のごとき薄鋼帯の場合には、断面係数が小さいため走行中における鋼帯の上下振動が大きくなるおそれがあるので、振動抑制装置としてのブライドルロール６でその振動幅を抑制するようにしている。

また、各溶接部検出装置２０は、図２に示すように、高周波電圧を印加することにより発生する高周波磁束２４を鋼帯Ｓに作用させる電圧印加装置２１を備えている。電圧印加装置２１は、鋼帯Ｓの搬送方向にそって配置されたＥ型鉄心２０ａの搬送方向中央鉄心部に巻かれた励磁コイル２１ａと、高周波電圧を励磁コイル２１ａに印加する電圧印加部２１ｂとを備えている。励磁コイル２１ａに高周波電圧を印加すると、印加された高周波電圧により高周波電流が励磁コイル２１ａに発生し、さらに励磁コイル２１ａに発生した高周波電流により高周波磁束２４が発生する。そして、その発生した高周波磁束２４が鋼帯Ｓに作用し、鋼帯Ｓにはその高周波磁束２４を打ち消すように渦電流が発生する。そして、鋼帯Ｓが励磁コイル２１ａに近くなったり離れたりする（溶接部Ｗが通過すると励磁コイル２１ａに近くなる）ことでその渦電流値が変化する。つまり、鋼帯Ｓに生ずる磁束密度が変化する。

また、各溶接部検出装置２０は、図２に示すように、電圧印加装置２１によって鋼帯Ｓに高周波磁束２４を作用させることにより、鋼帯Ｓに生ずる磁束密度変化を検出する磁束密度変化検出装置２２を備えている。磁束密度変化検出装置２２は、Ｅ型鉄心２０ａの搬送方向入側鉄心部に巻かれた第１検出コイル２２ａと、第１検出コイル２２ａに流れる電流の電圧を検出する第１電圧検出部２２ｂと、Ｅ型鉄心２０ａの搬送方向出側鉄心部に巻かれた第２検出コイル２２ｃと、第２検出コイル２２ｃに流れる電流の電圧を検出する第２電圧検出部２２ｄと、第１電圧検出部２２ｂで検出された電圧と第２電圧検出部２２ｄで検出された電圧との電圧差を算出する電圧差算出部２２ｅとを備えている。磁束密度変化検出装置２２は、鋼帯Ｓに生ずる磁束密度変化を検出するものとして、第１検出コイル２２ａに流れる電流の電圧と第２検出コイル２２ｃに流れる電流の電圧との差分を検出している。

鋼帯Ｓにおいて溶接部Ｗ等の母板部と異なる部分がなければ、第１検出コイル２２ａでの電圧と第２検出コイル２２ｃでの電圧とがほぼ等しくなり（位相も等しくなる）、電圧差算出部２２ｅで算出される電圧差もほぼゼロとなる。一方、鋼帯Ｓの溶接部Ｗが溶接部検出装置２０下を通過した場合、第１検出コイル２２ａでの電圧と第２検出コイル２２ｃでの電圧とが異なり、電圧差算出部２２ｅで算出される電圧差が大きくなる。例えば、図３には、実施例における鋼帯Ｓの溶接部Ｗが溶接部検出装置２０下を通過した際の第１検出コイル２２ａでの電圧と第２検出コイル２２ｃでの電圧との電圧差の変化が示されており、溶接部Ｗが第１検出コイル２２ａの下を通過した時には電圧差算出部２２ｅで算出される電圧差が＋側にａ（Ｖ）となっている。また、溶接部Ｗが第２検出コイル２２ｃの下を通過した時には電圧差算出部２２ｅで算出される電圧差が－側にｂ（Ｖ）となっている。

更に、各溶接部検出装置２０は、磁束密度変化検出装置２２で検出された磁束密度変化に基づいて溶接部Ｗを検出する溶接部検出部２３を備えている。

溶接部検出部２３は、磁束密度変化検出装置２２で検出された磁束密度変化が所定の閾値を超える場合、具体的には、電圧差算出部２２ｅで算出される電圧差が所定の閾値を超える場合には、その検出対象箇所を溶接部Ｗと特定する。つまり、検出対象箇所が第１検出コイル２２ａの下を通過した時の電圧差算出部２２ｅで算出される電圧差と、検出対象箇所が第２検出コイル２２ｃの下を通過した時の電圧差算出部２２ｅで算出される電圧差との差が所定の閾値を超える場合には、その検出対象箇所を溶接部Ｗとする。例えば、図３に示す例では、検出対象箇所となる溶接部Ｗが第１検出コイル２２ａの下を通過した時の電圧差算出部２２ｅで算出される電圧差（＋ａ（Ｖ））と、溶接部Ｗが第２検出コイル２２ｃの下を通過した時の電圧差算出部２２ｅで算出される電圧差（－ｂ（Ｖ））との差（＋ａ－（－ｂ）＝ａ＋ｂ（Ｖ））が所定の閾値を超えており、その検出対象箇所が溶接部Ｗと特定される。なお、この所定の閾値は、鋼帯Ｓにおける溶接部Ｗ以外の部分が第１検出コイル２２ａの下を通過した時の電圧差算出部２２ｅで算出される電圧差と、当該溶接部Ｗ以外の部分が第２検出コイル２２ｃの下を通過した時の電圧差算出部２２ｅで算出される電圧差との差の中央値に設定される。

これにより、トラッキング用の穴を用いることなく、鋼帯Ｓの上下振動を抑制することによって溶接部Ｗの検出を適切に行うことで、溶接部Ｗのトラッキングを行うことができる。

そして、前述したように、溶接部検出装置２０は、溶接部Ｗの幅方向に沿って複数併設されており、それぞれの溶接部検出装置２０の電圧印加装置２１から溶接部Ｗの幅方向に沿う複数個所に高周波磁束を作用させ、それぞれの溶接部検出装置２０の磁束密度変化検出装置２２が各高周波磁束により鋼帯Ｓの各箇所に生ずる磁束密度変化を検出し、各溶接部検出部２３が磁束密度変化検出装置２２で検出した各高周波磁束により鋼帯Ｓの各箇所に生ずる磁束密度変化に基づいて溶接部Ｗを検出する。

そして、複数の溶接部検出装置２０は、鋼帯Ｓの各箇所に生ずる磁束密度変化の全てが所定の閾値を超える場合に、検出対象箇所が溶接部Ｗであると特定する。つまり、各溶接部検出装置２０の溶接部検出部２３は図示しない別の共通溶接部検出部に接続されており、全ての溶接部検出装置２０の全ての溶接部検出部２３で検出対象箇所が第１検出コイル２２ａの下を通過した時の電圧差算出部２２ｅで算出される電圧差と、検出対象箇所が第２検出コイル２２ｃの下を通過した時の電圧差算出部２２ｅで算出される電圧差との差が所定の閾値を超えて溶接部Ｗと特定したときに、別の共通溶接部検出部は当該検出対象箇所が溶接部Ｗと特定する。

これにより、溶接部検出装置２０を溶接部Ｗの幅方向に沿って複数併設し、同時に溶接部Ｗとして検出した場合のみ当該検出対象箇所を溶接部Ｗとすることで、鋼帯Ｓの溶接部Ｗ以外の表面欠陥が溶接部検出装置２０の下を通過したときにその表面欠陥を誤って溶接部Ｗとして検出する可能性を回避することができる。これにより、溶接部Ｗと表面欠陥の検出の識別が可能となる。いずれかの溶接部検出装置２０の溶接部検出部２３で検出対象箇所が第１検出コイル２２ａの下を通過した時の電圧差算出部２２ｅで算出される電圧差と、検出対象箇所が第２検出コイル２２ｃの下を通過した時の電圧差算出部２２ｅで算出される電圧差との差が所定の閾値を超えていない場合には、別の共通溶接部検出部は当該検出対象箇所が溶接部Ｗでないと判断する。

ここで、各溶接部検出装置２０のうちの電圧印加装置２１及び磁束密度変化検出装置２２は、鋼帯Ｓを挟んで振動抑制装置としてのブライドルロール６に対向して配置されている。
そして、各溶接部検出装置２０の電圧印加装置２１を構成する励磁コイル２１ａ、磁束密度変化検出装置２２を構成する第１検出コイル２２ａ及び第２検出コイル２２ｃと鋼帯Ｓの表面との間隔（リフトオフ）は、５～１００ｍｍに設定されることが好ましい。

また、励磁コイル２１ａ、第１検出コイル２２ａ及び第２検出コイル２２ｃの鋼帯Ｓの搬送方向の間隔は、励磁コイル２１ａと第１検出コイル２２ａとの間及び励磁コイル２１ａと第２検出コイル２２ｃとの間とも１０～８０ｍｍに設定されることが好ましい。

なお、各溶接部検出装置２０毎に溶接部検出部２３が設けられているが、複数の溶接部検出装置２０に対して１つの溶接部検出部を設け、この溶接部検出部で鋼帯Ｓの各箇所に生ずる磁束密度変化の全てが所定の閾値を超える場合に、検出対象箇所が溶接部Ｗであると特定するようにしてもよい。

次に、複数のパスラインロール８のうちの１つの近傍に設置された溶接部検出装置２０は、ブライドルロール６の近傍に設置された溶接部検出装置２０と同様に、鋼帯Ｓの幅方向、すなわち溶接部Ｗの幅方向に沿って複数併設されている。複数の溶接部検出装置２０の鋼帯幅方向の設置間隔は、例えば、２０ｍｍ～鋼帯幅－５０ｍｍに設定される。

そして、各溶接部検出装置２０の基本構成はブライドルロール６の近傍に設置された溶接部検出装置２０と同様であり、搬送中における搬送方向に対する垂直方向への鋼帯Ｓの振動幅を抑制する振動抑制装置としてのパスラインロール８と、高周波電圧を印加することにより発生する高周波磁束２４を鋼帯Ｓに作用させる電圧印加装置２１と、電圧印加装置２１によって鋼帯Ｓに高周波磁束２４を作用させることにより、鋼帯Ｓに生ずる磁束密度変化を検出する磁束密度変化検出装置２２と、磁束密度変化検出装置２２で検出された磁束密度変化に基づいて溶接部Ｗを検出する溶接部検出部２３とを備えている。しかし、図１に示すように、各溶接部検出装置２０の電圧印加装置２１及び磁束密度変化検出装置２２が、溶接部Ｗの一方面（上面）及び他方面（下面）のそれぞれに対向して１対設置されている点でブライドルロール６の近傍に設置された溶接部検出装置２０と異なる。

このように、各溶接部検出装置２０の電圧印加装置２１及び磁束密度変化検出装置２２を、溶接部Ｗの一方面及び他方面のそれぞれに対向して１対設置することで、溶接部Ｗの一方面のみに電圧印加装置２１及び磁束密度変化検出装置２２を設置する場合と比べて、板表層の欠陥との識別可能という利点がある。

パスラインロール８は、鋼帯Ｓを搬送させるものであり、この鋼帯Ｓを搬送させる際に搬送中における搬送方向に対する垂直方向への鋼帯Ｓの振動幅２０ｍｍ以下（パスラインを中心に上下に１０ｍｍ以内）に抑制する。この鋼帯Ｓの振動幅が２０ｍｍよりも大きいと、溶接部検出装置２０の後述する電圧印加装置２１や磁束密度変化検出装置２２に鋼帯Ｓが接触するおそれがあり、溶接部Ｗの検出が適切にできないことがある。

また、溶接部Ｗの一方面に対向して配置される磁束密度変化検出装置２２に接続された溶接部検出部２３と溶接部Ｗの他方面に対向して配置される磁束密度変化検出装置２２に接続された溶接部検出部２３とは共通の溶接部検出部で構成されている。そして、この共通の溶接部検出部は、溶接部Ｗの一方面に対向して配置される磁束密度変化検出装置２２の電圧差算出部２２ｅで算出される電圧差と、溶接部Ｗの他方面に対向して配置される磁束密度変化検出装置２２の電圧差算出部２２ｅで算出される電圧差との両方の電圧差が所定の閾値を超える場合には、その検出対象箇所を溶接部Ｗと特定する。

これにより、トラッキング用の穴を用いることなく、鋼帯Ｓの上下振動を抑制することによって溶接部Ｗの検出を適切に行うことで、溶接部Ｗのトラッキングを行うことができる。

そして、前述したように、溶接部検出装置２０は、溶接部Ｗの幅方向に沿って複数併設されており、それぞれの溶接部検出装置２０の電圧印加装置２１から溶接部Ｗの幅方向に沿う複数個所に高周波磁束２４を作用させ、磁束密度変化検出装置２２が各高周波磁束２４により鋼帯Ｓの各箇所に生ずる磁束密度変化を検出し、共通の溶接部検出部が磁束密度変化検出装置２２で検出した各高周波磁束２４により鋼帯Ｓの各箇所に生ずる磁束密度変化に基づいて溶接部Ｗを検出する。

そして、複数の溶接部検出装置２０は、ブライドルロール６の近傍に設置された溶接部検出装置２０と同様に、鋼帯Ｓの各箇所に生ずる磁束密度変化の全てが所定の閾値を超える場合に、検出対象箇所が溶接部Ｗであると特定する。つまり、各溶接部検出装置２０の前述の共通の溶接部検出部は図示しない別の共通溶接部検出部に接続されており、全ての溶接部検出装置２０の全ての共通の溶接部検出部で検出対象箇所が溶接部Ｗと特定されたときに、別の共通溶接部検出部が当該検出対象箇所を溶接部Ｗと特定する。

これにより、溶接部検出装置２０を溶接部Ｗの幅方向に沿って複数併設し、同時に溶接部Ｗとして検出した場合のみ当該検出対象箇所を溶接部Ｗとすることで、鋼帯Ｓの溶接部Ｗ以外の表面欠陥が溶接部検出装置２０の下を通過したときにその表面欠陥を誤って溶接部Ｗとして検出する可能性を回避することができる。

なお、各溶接部検出装置２０毎に２つの溶接部検出部２３で構成される共通の溶接部検出部が設けられているが、複数の溶接部検出装置２０に対して１つの溶接部検出部を設け、この溶接部検出部で鋼帯Ｓの各箇所に生ずる磁束密度変化の全てが所定の閾値を超える場合に、検出対象箇所が溶接部Ｗであると特定するようにしてもよい。

ここで、上流側（ブライドルロール６側）に設置された溶接部検出装置２０が溶接部Ｗと検出した位置と、下流側（パスラインロール８側）に設置された溶接部検出装置２０が溶接部Ｗと検出した位置とのずれが所定の閾値内（実ラインではコイル長の１０％以内）の場合には、下流側の溶接部検出装置２０が溶接部Ｗと検出した位置を「正」とし、溶接部Ｗの位置を下流側の溶接部検出装置２０が検出した位置に補正する。

一方、上流側の溶接部検出装置２０が溶接部Ｗと検出した位置と、下流側の溶接部検出装置２０が溶接部Ｗと検出した位置とのずれが所定の閾値超えの場合、板表面性欠陥による検出不良の可能性が高く、溶接部Ｗはないものとして取り扱う。

なお、上流側の溶接部検出装置２０及び下流側の溶接部検出装置２０のいずれか一方が溶接部Ｗを検出し、他方が溶接部Ｗを検出した場合には、前述の位置ずれが所定の閾値超えの場合と同様に、板表面性欠陥による検出不良の可能性が高く、溶接部Ｗはないものとして取り扱う。

そして、冷間圧延ライン１は、ブライドルロール６の近傍及びパスラインロール８の近傍に設置された溶接部検出装置２０で検出した鋼帯Ｓの溶接部Ｗの幅方向端部にノッチング加工を施すノッチング装置５を備えている。ノッチング装置５は、溶接機４とブライドルロール６との間に設置されている。

このように構成された冷間圧延ライン１において、ブライドルロール６の近傍及びパスラインロール８の近傍のそれぞれに設置された溶接部検出装置２０により鋼帯Ｓの溶接部Ｗを検出するに際し、すなわち、溶接部検出工程では、溶接部検出装置２０は、搬送中における搬送方向に対する垂直方向への鋼帯Ｓの振動幅を２０ｍｍ以下に抑制するとともに、高周波電圧を印加することにより発生する高周波磁束を鋼帯Ｓに作用させることにより、鋼帯Ｓに生ずる磁束密度変化に基づいて溶接部Ｗを検出する。

これにより、トラッキング用の穴を用いることなく、鋼帯Ｓの上下振動を抑制することによって溶接部Ｗの検出を適切に行うことで、溶接部Ｗのトラッキングを行うことができる。

また、溶接部Ｗの幅方向に沿って複数併設された複数の溶接部検出装置２０により、溶接部Ｗの幅方向に沿う複数個所に高周波磁束２４を作用させ、各高周波磁束２４により鋼帯Ｓの各箇所に生ずる磁束密度変化に基づいて溶接部Ｗを検出し、鋼帯Ｓの各箇所に生ずる磁束密度変化の全てが所定の閾値を超える場合に、検出対象箇所が溶接部Ｗであると特定する。

これにより、複数の溶接部検出装置２０が同時に溶接部Ｗとして検出した場合のみ当該検出対象箇所を溶接部Ｗとすることで、鋼帯Ｓの溶接部Ｗ以外の表面欠陥が溶接部検出装置２０の下を通過したときにその表面欠陥を誤って溶接部Ｗとして検出する可能性を回避することができる。

そして、鋼帯Ｓの製造に際しては、溶接部検出工程で検出した鋼帯Ｓの溶接部Ｗの幅方向端部にノッチング加工を施す（ノッチング工程）。
これにより、溶接部Ｗに行うノッチング加工を正確に検出された鋼帯Ｓの溶接部Ｗの幅方向端部に行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに、種々の変更、改良を行うことができる。

例えば、磁束密度変化検出装置２２は、鋼帯Ｓに生ずる磁束密度変化を検出するものとして、第１検出コイル２２ａに流れる電流の電圧と第２検出コイル２２ｃに流れる電流の電圧との差分を検出している。しかし、磁束密度変化検出装置２２は、鋼帯Ｓに生ずる磁束密度変化を検出するものとして、鋼帯Ｓに生じた渦電流値を検出コイルに流れる電流値を測定することによって検出するようにしてもよい。

また、本実施形態のように検出コイルに流れる電圧を検出するにしても、各溶接部検出装置２０は、Ｅ型鉄心２０ａの搬送方向中央鉄心部に励磁コイル２１ａを巻回し、Ｅ型鉄心２０ａの搬送方向入側鉄心部に第１検出コイル２２ａを巻回し、Ｅ型鉄心２０ａの搬送方向出側鉄心部に第２検出コイル２２ｃを巻回するものでなくてもよい。

また、振動抑制装置としてブライドルロール６やパスラインロール８を用いているが、他の部材であってもよい。この場合、溶接部検出装置２０は、ブライドルロール６の近傍及びパスラインロール８の近傍ではなく、当該別の部材の近傍に設置されればよい。

また、溶接部検出装置２０は鋼帯Ｓの幅方向に沿って複数併設されているが、複数設置せずに１つだけ設置するようにしてもよい。

また、本実施形態では、鋼帯の製造設備として冷間圧延ライン１をあげて説明してあるが、溶接部検出装置２０は、溶接が適用される鋼帯の製造設備に備えられていればよく、冷間圧延ライン１のみならず、例えば、熱間圧延ラインに備えられていてもよい。

図１に示す冷間圧延ライン１において、ブライドルロール６の近傍に設置した溶接部検出装置２０により鋼帯Ｓの溶接部Ｗを検出した。溶接部検出装置２０は、鋼帯幅方向に沿って所定間隔（２０ｃｍ）で複数（２個）設置されている。

各溶接部検出装置２０における電圧印加装置２１の励磁周波数は１６ｋＨｚ、励磁電圧は２．５Ｖとして測定を実施した。図３には、この実施例における鋼帯の溶接部が溶接部検出装置下を通過した際の第１検出コイルでの電圧と第２検出コイルでの電圧との電圧差の変化が示されている。

そして、各溶接部検出装置２０の電圧印加装置２１を構成する励磁コイル２１ａ、磁束密度変化検出装置２２を構成する第１検出コイル２２ａ及第２検出コイル２２ｃと鋼帯Ｓの表面との間隔（リフトオフ）を、１５ｍｍ～１００ｍｍまで測定を実施し、溶接部Ｗが検出可能なことを確認した。鋼帯Ｓの板厚は０．５ｍｍ～１０ｍｍにて測定を実施し、溶接部Ｗの検出が可能であった。

１ 冷間圧延ライン（鋼帯の製造設備）
２ ペイオフリール
３ ピンチロール
４ 溶接機
５ ノッチング装置
６ ブライドルロール
７ 入側ルーパ
８ パスラインロール（振動抑制装置）
９ タンデム圧延機
１０ ピンチロール（振動抑制装置）
１１ 切断機
１２ 巻取機
２０ 溶接部検出装置
２０ａ Ｅ型鉄心
２１ 電圧印加装置
２１ａ 励磁コイル
２１ｂ 電圧印加部
２２ 磁束密度変化検出装置
２２ａ 第１検出コイル
２２ｂ 第１電圧検出部
２２ｃ 第２検出コイル
２２ｄ 第２電圧検出部
２２ｅ 電圧差算出部
２３ 溶接部検出部
２４ 高周波磁束
Ｓ 鋼帯
Ｓ１ 先行鋼帯
Ｓ１ａ 尾端部
Ｓ２ 後行鋼帯
Ｓ２ａ 先端部
Ｗ 溶接部

Claims (11)

1. 先行鋼帯と後行鋼帯とを溶接してなる鋼帯の溶接部を検出する鋼帯の溶接部検出方法であって、
   搬送中における搬送方向に対する垂直方向への前記鋼帯の振動幅を２０ｍｍ以下に抑制するとともに、高周波電圧を印加することにより発生する高周波磁束を前記鋼帯に作用させることにより、前記鋼帯に生ずる磁束密度変化に基づいて前記溶接部を検出するものであり、
   前記鋼帯に生ずる磁束密度変化は、Ｅ型鉄心の搬送方向入側鉄心部に巻かれた第１検出コイルと、Ｅ型鉄心の搬送方向出側鉄心部に巻かれた第２検出コイルとを備えた磁束密度変化検出装置を用いて、前記磁束密度変化検出装置が前記第１検出コイルに流れる電流の電圧と前記第２検出コイルに流れる電流の電圧との電圧差を検出することで検出され、
   前記溶接部は、検出対象箇所が前記第１検出コイルの下を通過した時の前記磁束密度変化検出装置で検出された電圧差と、検出対象箇所が前記第２検出コイルの下を通過した時の前記磁束密度変化検出装置で検出された電圧差との差が、所定の閾値を超える場合に、溶接部検出部が前記検出対象箇所が溶接部であると特定することで検出されることを特徴とする鋼帯の溶接部検出方法。
2. 前記溶接部の幅方向に沿う複数個所に高周波磁束を作用させ、各高周波磁束により前記鋼帯の各箇所に生ずる磁束密度変化に基づいて前記溶接部を検出することを特徴とする請求項１に記載の鋼帯の溶接部検出方法。
3. 前記鋼帯の各箇所に生ずる磁束密度変化の全てが所定の閾値を超える場合に、検出対象箇所が前記溶接部であると特定することを特徴とする請求項２に記載の鋼帯の溶接部検出方法。
4. 請求項１乃至３のうちのいずれか一項に記載の鋼帯の溶接部検出方法を実行する溶接部検出工程を含むことを特徴とする鋼帯の製造方法。
5. 前記溶接部検出工程で検出した鋼帯の溶接部の幅方向端部にノッチング加工を施すノッチング工程を含むことを特徴とする請求項４に記載の鋼帯の製造方法。
6. 先行鋼帯と後行鋼帯とを溶接してなる鋼帯の溶接部を検出する鋼帯の溶接部検出装置であって、
   搬送中における搬送方向に対する垂直方向への前記鋼帯の振動幅を抑制する振動抑制装置と、
   高周波電圧を印加することにより発生する高周波磁束を前記鋼帯に作用させる電圧印加装置と、
   該電圧印加装置によって前記鋼帯に高周波磁束を作用させることにより、前記鋼帯に生ずる磁束密度変化を検出する磁束密度変化検出装置と、
   該磁束密度変化検出装置で検出された磁束密度変化に基づいて前記溶接部を検出する溶接部検出部とを備え、
   前記磁束密度変化検出装置は、Ｅ型鉄心の搬送方向入側鉄心部に巻かれた第１検出コイルと、Ｅ型鉄心の搬送方向出側鉄心部に巻かれた第２検出コイルとを備え、前記鋼帯に生ずる磁束密度変化を検出するものとして、前記第１検出コイルに流れる電流の電圧と前記第２検出コイルに流れる電流の電圧との電圧差を検出し、
   前記溶接部検出部は、検出対象箇所が前記第１検出コイルの下を通過した時の前記磁束密度変化検出装置で検出された電圧差と、検出対象箇所が前記第２検出コイルの下を通過した時の前記磁束密度変化検出装置で検出された電圧差との差が、所定の閾値を超える場合に、前記検出対象箇所が溶接部であると特定することを特徴とする鋼帯の溶接部検出装置。
7. 前記電圧印加装置及び前記磁束密度変化検出装置は、前記鋼帯を挟んで前記振動抑制装置に対向して配置されることを特徴とする請求項６に記載の鋼帯の溶接部検出装置。
8. 前記電圧印加装置及び前記磁束密度変化検出装置は、前記溶接部の一方面及び他方面のそれぞれに対向して少なくとも１対以上設置されることを特徴とする請求項６に記載の鋼帯の溶接部検出装置。
9. 前記電圧印加装置及び前記磁束密度変化検出装置は、前記溶接部の幅方向に沿って複数併設されることを特徴とする請求項６乃至８のうちいずれか一項に記載の鋼帯の溶接部検出装置。
10. 請求項６乃至９のうちのいずれか一項に記載の鋼帯の溶接部検出装置を備えていることを特徴とする鋼帯の製造設備。
11. 前記鋼帯の溶接部検出装置で検出した鋼帯の溶接部の幅方向端部にノッチング加工を施すノッチング装置を備えていることを特徴とする請求項１０に記載の鋼帯の製造設備。

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