JP7436835B2 - 角形のビレットの検査装置及び検査方法、並びに、角形のビレットから鋼材を製造する方法 - Google Patents

Description

本願は、角形のビレットの検査装置及び検査方法、並びに、角形のビレットから鋼材を製造する方法に関する。

鋼材（例えば、棒鋼又は線材等）の製造工程において、超音波探傷法を用いてビレットの内部欠陥を検出するための様々な方法が知られている。例えば、特許文献１は、角鋼片のコーナー部に存在する内部欠陥を検出する方法を開示している。この方法では、検査対象のコーナー部から離れた面に、対象のコーナー部に向けて超音波を送信するように送信用探触子が配置される。また、対象のコーナー部付近において、送信用探触子が配置された面とは対向しない面に受信用探触子が配置される。このような構成によって、コーナー部に存在する欠陥からの散乱超音波を大きく低下させずに、かつ、コーナー部からの散乱超音波を大きく低下させ、コーナー部における不感帯を減少させている。

特開昭６２－１１８２５２号公報

特許文献１の方法では、角鋼片の１つのコーナー部を検査するために、受信用探触子及び送信用探触子を別々の側面に配置する必要がある。また、１つの側面の両側のコーナー部の各々に対して、受信用探触子及び送信用探触子を配置する必要がある。したがって、検査に多くのスペースが必要となる。

本開示は、上記のような課題を考慮して、１つのコーナー部を単一の側面から検査することができる、角形のビレットの検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。また、本開示は、このような検査方法を含む、角形のビレットから鋼材を製造する方法にも関連する。

本開示の一態様は、長手軸に沿って延在しかつ長手軸に垂直な正方形又は長方形の断面を有する角形のビレットの検査装置であって、超音波の送受信を行う複数の振動子を含み、長手軸に沿って延在するビレットの第１の側面に、複数の振動子が断面に平行になるように配置される、アレイ型の超音波探触子と、振動子を制御するための制御装置と、を備え、制御装置は、第１の側面と反対側の第２の側面と、第２の側面に垂直な第３の側面と、を接続するビレットのコーナー部に向けて、第３の側面に最も近い位置に配置された振動子から数えて、１より大きく振動子の全個数より小さい所定の第１の数の範囲内にある振動子を用いて超音波を送信し、複数の振動子の一部又は全部によって反射超音波を受信するように、振動子を制御し、かつ、受信された反射超音波に基づいて、開口合成像を作成するように、構成されている、検査装置である。

本開示の一態様の検査装置によれば、検査対象のコーナー部領域に隣接する第３の側面に最も近い位置に配置された振動子から数えて所定の第１の数の範囲内にある振動子のみが、このコーナー部領域の検査に使用される。すなわち、検査対象のコーナー部領域に近い位置に配置された振動子のみが、このコーナー部領域の検査に使用される。本発明者は、鋭意研究の結果、アレイ型の超音波探触子を用いてビレットを検査する場合に、検査対象のコーナー部領域に対して反対側の面（第１の側面）に超音波探触子を配置し、かつ、このコーナー部に近い位置に配置された振動子からのみ超音波を送信することによって、１つのコーナー部領域を単一の側面（第１の側面）から検査することができることを見出した。具体的には、ビレットからの反射超音波は、（ｉ）内部欠陥からの欠陥エコー、（ｉｉ）底面（第２の側面）からの底面エコー、及び、（ｉｉｉ）コーナー部からのコーナーエコーを含み得る。欠陥エコーの受信時刻と、底面エコーの受信時刻と、の間の差を増大させることによって、欠陥エコーの識別性を向上することができる。この点に関して、本発明者は、検査対象のコーナー部領域に近い位置に配置された振動子から超音波が発せられる場合、振動子と内部欠陥との間の超音波の伝搬経路と、振動子と底面との間の超音波の伝搬経路との差は大きくなる一方で、検査対象のコーナー部領域から離れた位置に配置された振動子から超音波が発せられる場合、上記の差は小さくなることに着目した。したがって、本発明者は、検査対象のコーナー部領域に近い位置に配置された振動子のみをコーナー部領域の検査に使用し、検査対象のコーナー部領域から離れた振動子をコーナー部領域の検査から除外することによって、コーナー部における欠陥エコーの識別性を向上することができることを見出した。よって、上記の構成のように、アレイ型の超音波探触子の振動子のうち、第３の側面に最も近い位置に配置された振動子から数えて所定の第１の数の範囲内にある振動子（すなわち、検査対象のコーナー部領域に近い位置に配置された振動子）のみをコーナー部領域の検査に使用することによって、１つのコーナー部を単一の側面から検査することができる。

制御装置は、第３の側面に最も近い位置に配置された振動子から数えて第１の数の範囲内にある振動子の全部から超音波を送信するように、超音波探触子を制御するように構成されていてもよい。この場合、検査対象のコーナー部領域に近い位置に配置された振動子の全部が検査に使用されるため、欠陥エコーの識別性をさらに向上することができる。

制御装置は、第３の側面に最も近い位置に配置された振動子から数えて、１より大きく振動子の全個数より小さい所定の第２の数の範囲内にある振動子の一部又は全部によってのみ反射超音波を受信するように、超音波探触子を制御するように構成されていてもよい。第３の側面から離れた位置に配置された振動子（すなわち、検査対象のコーナー部領域から離れた位置に配置された振動子）は、検査対象のコーナー部領域からのコーナーエコーを受信する。したがって、検査対象のコーナー部領域から離れた位置に配置された振動子を使用せずに、検査対象のコーナー部領域に近い位置に配置された振動子のみで反射超音波を受信することによって、上記のようなコーナーエコーを受信せずに、欠陥エコーの識別性を向上することができる。

制御装置は、第３の側面に最も近い位置に配置された振動子から数えて第２の数の範囲内にある振動子の全部によって反射超音波を受信するように、超音波探触子を制御するように構成されていてもよい。この場合、検査対象のコーナー部領域に近い位置に配置された振動子の全部が検査に使用されるため、欠陥エコーの識別性がさらに向上され得る。

制御装置は、ビレットのコーナー部以外の領域を検査するように、超音波探触子を制御するように構成されていてもよい。第１の側面に配置された上記の超音波探触子は、ビレットのコーナー部以外の領域を一般的な検査手法によって検査することができる。したがって、同一の超音波探触子を用いて、コーナー部及びコーナー部以外の領域の双方を検査することができる。

本開示の他の態様は、上記のような角形のビレットの検査方法であって、超音波の送受信を行う複数の振動子を含むアレイ型の超音波探触子を、長手軸に沿って延在するビレットの第１の側面に、複数の振動子が断面に平行になるように配置するステップと、第１の側面と反対側の第２の側面と、第２の側面に垂直な第３の側面と、を接続するビレットのコーナー部に向けて、第３の側面に最も近い位置に配置された振動子から数えて、１より大きく振動子の全個数より小さい所定の第１の数の範囲内にある振動子の一部又は全部からのみ超音波を送信するステップと、複数の振動子の一部又は全部によって反射超音波を受信するステップと、受信された反射超音波に基づいて、開口合成像を作成するステップと、を備える、検査方法である。

本開示のさらに他の態様は、上記のような角形のビレットから鋼材を製造する方法であって、ビレットを製造するステップと、上記のような検査方法と、開口合成像をもとにビレットに欠陥が存在しないと判定された場合に、ビレットを圧延するステップと、を備える、製造方法である。

上記の検査方法及び製造方法によれば、上記の検査装置と同様に、アレイ型の超音波探触子の振動子のうち、第３の側面に最も近い位置に配置された振動子から数えて所定の第１の数の範囲内にある振動子（すなわち、検査対象のコーナー部領域に近い位置に配置された振動子）のみをコーナー部領域の検査に使用することによって、１つのコーナー部領域を単一の側面から検査することができる。したがって、検査に必要なスペースを低減することができ、鋼材の製造に必要なスペースを低減することができる。

本開示によれば、角形のビレットの１つのコーナー部を単一の側面から検査することができる。

実施形態に係る鋼材の製造システムを示す概略図である。 実施形態に係る検査装置を示す概略図である。 図２中の概略的なIII－III矢視断面図である。 送信に用いられる振動子（送信素子）の数を決定するための方法の一例を示す概略的な断面図である。 受信に用いられる振動子（受信素子）の数を決定するための方法の一例を示す概略的な断面図である。 使用する送信素子の数を決定するための他の一例を示す概略的な断面図である。 実施形態に係る鋼材の製造方法を示すフローチャートである。 ビレットの検査領域の一例を示す概略的な断面図である。 実施形態に係るビレットのコーナー部領域の検査方法を示すフローチャートである。 図９（ａ）は実施例の開口合成像を示す。図９（ｂ）は比較例の開口合成像を示す。 図１０（ａ）は実施例のＡスコープ波形を示す。図１０（ｂ）は比較例のＡスコープ波形を示す。 検査対象のコーナー部領域に近い位置に配置された振動子が受信した各反射源からの反射超音波の伝搬経路を示す図である。 検査対象のコーナー部領域から離れた位置に配置された振動子が受信した各反射源からの反射超音波の伝搬経路を示す図である。 側面に向かって伝搬するコーナーエコーを示す概念図である。 図１２（ａ）は他の実施形態に係る検査装置を示す概略的な斜視図である。図１２（ｂ）は他の実施形態に係る検査装置を示す概略的な側面図である。

以下、添付図面を参照して、実施形態に係る角形のビレットの検査方法及び検査装置、並びに、角形のビレットから鋼材を製造する方法を説明する。同様な又は対応する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。理解を容易にするために、図の縮尺は変更されている場合がある。

図１は、実施形態に係る鋼材の製造システム１００を示す概略図である。製造システム１００では、例えば鋳造、圧延及びホットスカーフ等の工程によって、ブルームが得られる。続いて、ブルームから圧延によってビレットが製造される。続いて、ビレットは、超音波探傷及び磁粉探傷によって、欠陥を含むか否かを検査される。ビレットの内部欠陥が超音波探傷によって検出され、超音波探傷で検査できない領域（不感帯）にあるビレットの表層付近の欠陥が磁粉探傷によって検出される。欠陥を含むビレットは、製造ラインから排除される。欠陥を含まないビレットは、加熱され、さらに圧延によって線材又は棒鋼等の鋼材へと加工される。

図２は、実施形態に係る検査装置１０を示す概略図であり、検査装置１０は、図１に示す超音波探傷を実施するために使用される。図３は、図２中の概略的なIII－III矢視断面図である。なお、図３では、理解を容易にするために、図２の超音波探触子１ａ～１ｄのうちの超音波探触子１ａのみが示されている。

図２を参照して、検査装置１０によって検査されるビレット５０は、長手軸ｘに沿って延在しており、長手軸ｘに垂直な正方形の断面を有している。正方形の１辺の長さは、例えば１６０ｍｍ～１８０ｍｍ程度である。ビレット５０のサイズはこれに限定されず、様々な寸法であることができる。ビレット５０は、長手軸ｘに沿って延在する第１～４の側面ｓ１～ｓ４と、長手軸ｘに垂直な第１及び第２の端面ｓ５，ｓ６と、を有している。第１の側面ｓ１及び第２の側面ｓ２は、互いに反対側にあり、第３の側面ｓ３及び第４の側面ｓ４は、互いに反対側にある。ビレット５０は、超音波探傷の間、その長手軸ｘに沿って搬送される。図３を参照して、ビレット５０の断面の４つのコーナー部ｒ１～ｒ４は、丸められている。コーナー部ｒ１～ｒ４は、同様な曲率を有している。点Ａ，Ｃは、コーナー部ｒ１の端点である。すなわち、点Ａは、コーナー部ｒ１と第３の側面ｓ３の直線部との間の交点であり、点Ｃは、コーナー部ｒ１と第２の側面ｓ２の直線部との間の交点である。点Ａから延びる第３の側面ｓ３の垂線と、点Ｃから延びる第２の側面ｓ２の垂線と、コーナー部ｒ１と、によって囲まれる領域が、コーナー部ｒ１の「コーナー部領域Ａｒ１１」として定義される。同様にして、コーナー部ｒ２，ｒ３，ｒ４に対しても「コーナー部領域Ａｒ１２、Ａｒ１３，Ａｒ１４」が定義される。

図２を参照して、このようなビレット５０を検査するための検査装置１０は、複数の超音波探触子１ａ～１ｄと、制御装置２と、を備えており、ビレット５０の開口合成像を作成するように構成されている。本実施形態では、４つの超音波探触子１ａ～１ｄが、それぞれビレット５０の第１～第４の側面ｓ１～ｓ４に対して配置されている。図２の実施形態では、長手軸ｘに平行な方向において、超音波探触子１ａ～１ｄは同じ位置に配置されている。他の実施形態では、超音波探触子１ａ～１ｄは、長手軸ｘに沿って互いに異なる位置に配置されていてもよい。例えば、互いに対向する超音波探触子１ａ，１ｂが長手軸ｘに沿った第１の位置に配置されていてもよく、互いに対向する超音波探触子１ｃ，１ｄが長手軸ｘに沿って第１の位置から離れた第２の位置に配置されていてもよい。また、さらに他の実施形態では、超音波探触子１ａ～１ｄが、長手軸ｘ軸に沿って互いに異なる位置に配置されていてもよい。

図３を参照して、超音波探触子１ａは、アレイ型であり、直線状に配置された複数の振動子１１と、振動子１１を収容するケース１３と、を含んでいる。超音波探触子１ａは、各振動子１１の励振のタイミングを制御することによって各振動子１１から送信される超音波を合成し、所定の方向に向かって所定の幅の超音波ビームを送信する機能（送信機能）および、送信された超音波ビームの反射超音波である反射超音波ビームを受信するように各振動子１１を制御する機能（受信機能）を有する。なお、本実施形態において、超音波探触子１ａの振動子１１のうち、超音波探触子１ａが超音波ビームを送信する際に用いられる振動子１１を送信素子１１ａと言い、超音波探触子１ａの振動子１１のうち、超音波探触子１ａが反射超音波ビームを受信する際に用いられる振動子１１を受信素子１１ａと言う。超音波探触子１ａは、振動子１１が、図３に示される断面に平行（すなわち、長手軸ｘに垂直）になるように、第１の側面ｓ１に対して配置される。振動子１１の数は、例えば、ビレット５０の反対側の半分の領域を検査可能なように調整される。例えば、振動子１１の数及びピッチは、第１の側面ｓ１の直線部分（コーナー部ｒ２、ｒ４を除く部分）の幅（長手軸ｘに垂直な方向における距離）を略カバーするように設定されることができる。超音波探触子１ｂ～１ｄは、超音波探触子１ａと同様な構成を有することができる。

図３の実施形態では、検査装置１０は、超音波探触子１ａと第１の側面ｓ１との間にシュー１４を備えている。シュー１４によって、超音波探触子１ａと第１の側面ｓ１との間の反射超音波の影響を容易に除去することができる。シュー１４は、例えば、合成樹脂（例えば、アクリル樹脂等）であることができ、平板形状を有することができる。シュー１４の厚さは、例えば、８０ｍｍ程度であることができる。シュー１４のサイズはこれに限定されず、様々な寸法であることができる。ビレット５０とシュー１４との間には、水又は油の層（不図示）が形成されてもよい。同様に、シュー１４と超音波探触子１ａとの間には、水又は油の層（不図示）が形成されてもよい。他の実施形態では、検査装置１０は、シュー１４を備えていなくてもよい。

図２を参照して、制御装置２は、超音波探触子１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと有線で又は無線で通信可能に接続されており、これらを制御するように構成されている。制御装置２は、例えば、プロセッサ２ａ、記憶装置２ｂ及びインターフェース２ｃを有している。制御装置２は、その他の構成要素（例えば、マウス、キーボード及び／若しくはタッチパネル等の入力装置、並びに／又は、液晶ディスプレイ及び／若しくはタッチパネル等の出力装置等）を有してもよい。制御装置２の構成要素は、バス等を介して互いに接続されることができる。例えば、制御装置２は、ＰＬＣ、ＰＣ、サーバー、又は、タブレット等を含むことができる。プロセッサ２ａは、例えば、１つ又は複数のＣＰＵ（Central Processing unit）を含むことができる。代替的に又は付加的に、プロセッサ２ａは、独立した集積回路、マイクロプロセッサ、及び／又は、ファームウェアを含んでもよい。プロセッサ２ａは、例えば、記憶装置２ｂに記憶されたプログラムにしたがって、以下に示される動作を実行するように構成されていてもよい。記憶装置２ｂは、例えば、ＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（random access memory）、及び、ハードディスクドライブ等の記憶装置を含むことができる。記憶装置２ｂは、プロセッサによって実行される様々なプログラムを記憶している。記憶装置２ｂは、その他の様々なデータを記憶することができる（詳しくは後述）。インターフェース２ｃは、例えば、Ｉ／Ｏポートであることができる。

続いて、ビレット５０のコーナー部ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４近傍のコーナー部領域を検査する際に使用する振動子１１の数（送信素子１１ａの数ｎ及び受信素子１１ｂの数ｍ）を決定する方法について説明する。

以下、コーナー部ｒ１近傍のコーナー部領域Ａｒ１１を検査する場合について説明する。図１１ａは、コーナー部ｒ１近傍のコーナー部領域Ａｒ１１を検査する場合において、検査対象のコーナー部領域に近い位置に配置された振動子が受信した各反射源からの反射超音波の伝搬経路を示す図である。具体的には、Ｕ１は、コーナー部領域Ａｒ１１に近い位置に配置された振動子が受信した欠陥エコー（内部欠陥６０にて反射した反射超音波）の伝搬経路を示す。また、Ｕ２は、コーナー部領域Ａｒ１１に近い位置に配置された振動子が受信した底面エコー（底面Ｓ２にて反射した反射超音波）の伝搬経路を示す。図１１ｂは、コーナー部ｒ１近傍のコーナー部領域Ａｒ１１を検査する場合において、検査対象のコーナー部領域から離れた位置に配置された振動子が受信した各反射源からの反射超音波の伝搬経路を示す図である。具体的には、Ｕ３は、コーナー部領域Ａｒ１１から離れた位置に配置された振動子が受信した欠陥エコー（内部欠陥６０にて反射した反射超音波）の伝搬経路を示す。また、Ｕ４は、コーナー部領域Ａｒ１１から離れた位置に配置された振動子が受信した底面エコー（底面Ｓ２にて反射した反射超音波）の伝搬経路を示す。本発明者は、図１１ａ及び図１１ｂに示されるように、検査対象のコーナー部領域に近い位置に配置された振動子が受信した欠陥エコーの伝搬距離と、底面エコーの伝搬距離との差分は、検査対象のコーナー部領域から離れた位置に配置された振動子が受信した欠陥エコーの伝搬距離と、底面エコーの伝搬距離との差分よりも大きくなることに着目した。そして、検査対象のコーナー部領域に近い位置に配置された複数の振動子のみを用いてコーナー部領域を検査することで、底面エコーと欠陥エコーとの識別性を向上させることができることを見出した。その結果、本発明者は、超音波探触子１ａを用いてビレット５０を検査する場合に、コーナー部領域に対して反対側の第１の側面ｓ１に超音波探触子１ａを配置し、かつ、コーナー部ｒ１に近い位置に配置された振動子１１からのみ超音波を送信することに思い至った。このようにすることによって、底面エコーと欠陥エコーの識別性を向上させることができる。

図１１ｃは、側面Ｓ４に向かって伝搬するコーナーエコーを示す概念図である。図１１ｃ中の破線Ｒｔは、コーナーエコーの伝搬経路を示す。図１１ｃ中の実線Ｓｗは、コーナーエコーの音波を示す概念図である。

また、本発明者は、図１１ｃに示されるように、コーナーエコーは側面Ｓ４に向かって伝搬するため、コーナー部ｒ１から離れた位置に配置された振動子は、コーナー部ｒ１に近い位置に配置された振動子よりも、コーナーエコーを強く受信することとなることに着目した。そして、本発明者は、コーナー部ｒ１と近い位置に配置された複数の振動子のみを受信素子として用いてコーナー部領域を検査することで、受信素子はコーナーエコーをほとんど受信することなく、欠陥エコーと底面エコーとを受信することが可能となることを見出した。その結果、本発明者は、超音波探触子１ａを用いてビレット５０を検査する場合に、コーナー部領域に対して反対側の第１の側面ｓ１に超音波探触子１ａを配置し、かつ、コーナー部ｒ１に近い位置に配置された振動子１１からのみ超音波を送信し、かつ、コーナー部ｒ１に近い位置に配置された振動子１１のみが反射超音波を受信することを思い到った。このようにすることによって、コーナーエコーをほとんど受信することなく、欠陥エコーと底面エコーとを受信することができるため、底面エコーと欠陥エコーの識別性を一層向上させることができる。

図４ａ及び図４ｂは、振動子１１のうち送信素子１１ａとして使用する振動子１１の個数ｎ（送信素子１１ａの個数ｎ）及び受信素子１１ｂとして使用する振動子１１の個数ｍ（受信素子１１ｂの個数ｍ）を決定するための方法の一例を示す概略的な断面図である。また、図４の例をもとに、コーナー部領域Ａｒ１１を検査する際に使用する送信素子１１ａ及び受信素子１１ｂの数を決定する場合について説明する。しかしながら、他のコーナー部ｒ２，ｒ３，ｒ４近傍のコーナー部領域Ａｒ１２、Ａｒ１３、Ａｒ１４を検査する際に使用する送信素子１１ａ及び受信素子１１ｂの数も、同様に決定することができる。また、ビレット５０が正方形の断面を有しかつ全てのコーナー部ｒ１～ｒ４が同じ曲率を有する場合には、同じ送信素子１１ａの数及び同じ受信素子１１ｂの数を使用することできる。また、図４の例では、理解を容易にするために、シュー１４は示されていない。しかしながら、シュー１４を含む場合にも、以下に示す計算をシュー１４からビレット５０への超音波への入射点を基準に実施することによって、送信素子１１ａ及び受信素子１１ｂの数を同様に決定することができる。

まず、送信素子１１ａの数ｎ（第１の数ｎ）を決定する方法について説明する。送信素子１１ａの数ｎ（第１の数ｎ）は、１より大きく、振動子１１の全個数より小さく決定する。好ましくは、送信素子１１ａの数ｎ（第１の数ｎ）は、振動子１１の全個数の半分以下となるように決定する。より好ましくは、図４ａに示すように、コーナー部ｒ１の幅（線分ＡＣの長さ）Ｌと超音波ビームの幅Ｒとが一致するように、送信素子１１ａの数ｎ（第１の数ｎ）を決定する。このようにして決定されたｎ個の送信素子１１ａを用いることで、コーナー部ｒ１（コーナー部領域Ａｒ１１）を探傷するのに十分な超音波エネルギーを有する超音波をコーナー部ｒ１に向かって送信することができる。なお、決定されたｎ個の送信素子１１ａからの超音波は、コーナー部ｒ１（コーナー部領域Ａｒ１１）に向かうが、その一部はコーナー部ｒ１の外側（コーナー部領域Ａｒ１１の外側）に到達してもよい。

点Ｅは、第３の側面ｓ３（コーナー部ｒ１、コーナー部領域Ａｒ１１）に最も近い位置に配置された送信素子１１ａからの超音波のビレット５０への入射点である。線分ＥＡは、第１の側面ｓ１の垂線に対して、角度θ１を規定する。点Ｆは、点Ｃから延びる線分ＥＡに平行な直線と、第１の側面ｓ１との間の交点である。点Ｂは、点Ａを通る線分ＥＡの垂線と、線分ＦＣとの間の交点である。点Ｉは、点Ｅを通る線分ＥＡの垂線と、線分ＦＣとの間の交点である。図４では、線分ＡＣの長さＬに相当する幅を有する超音波ビームは、線分ＥＦの領域内の送信素子１１ａから送信することができる。

線分ＥＦの長さ（開口幅）Ｄは、振動子１１の中心と隣接する振動子１１の中心とのピッチをａとし、線分ＥＦ内に含まれる送信素子１１ａの数（第１の数）をｎ（個）とすると、
Ｄ＝ｎａ・・・（１）
で示される。入射点での超音波のビーム幅Ｄ’は、線分ＥＩの長さに相当する。したがって、入射点でのビーム幅Ｄ’は、
Ｄ’＝ＥＩ＝Ｄｃｏｓθ１・・・（２）
で示される。
ここで、ｆ（ｊ）を超音波ビーム幅の距離依存特性を示す関数として定義する。ｊは図中の点Ｅを始点とした直線ＥＡ方向を正とする距離である。この時、ｊ＝ＥＡとして、ＡＢ＝Ｄ’ｆ（ＥＡ）と示される。ゆえに、Ｒ＝ＡＢ／ｃｏｓ（θ２－θ１）＝Ｄ’ｆ（ＥＡ）／ｃｏｓ（θ２－θ１）と表され、コーナー部ｒ１における超音波のビーム幅Ｒを線分ＡＣの長さＬに一致させるので、
Ｌ＝Ｒ
＝Ｄ’ｆ（ＥＡ）／ｃｏｓ（θ２－θ１）
＝Ｄｆ（ＥＡ）ｃｏｓθ１／ｃｏｓ（θ２－θ１）
＝ｎａｆ（ＥＡ）ｃｏｓθ１／ｃｏｓ（θ２－θ１）・・・（３）
で示される。θ２は、第２の側面ｓ２と線分ＡＣとの間の角度である。
上記（３）式を変形することによって、送信素子１１ａの数ｎが算出される。
ｎ＝Ｌｃｏｓ（θ２－θ１）／ａｆ（ＥＡ）ｃｏｓθ１・・・（４）
ｎは整数であるため、算出されたＬｃｏｓ（θ２－θ１）／ａｆ（ＥＡ）ｃｏｓθ１に近い整数値をｎに用いることができる。また、シュー１４が存在する場合もシュー１４内での超音波伝搬距離を考慮して超音波の入射点Ｅ、入射点Ｆを求めたのちに、同様の手法で送信に使用する振動子数ｎを導出することができる。

図５は、使用する送信素子１１ａの数を決定するための他の一例を示す概略的な断面図である。この例では、コーナー部領域Ａｒ１１を検査する際に使用する送信素子１１ａの数を、超音波伝搬を模擬したシミュレーションを用いて決定する。例えば、図５は、図３の超音波探触子１ａ、シュー１４、及び、ビレット５０をモデリングして、６４個の振動子１１のうち１６個の振動子１１を送信素子１１ａとして用いてビレット５０へ屈折角θ１（図４ａ参照）で超音波を送信した場合の、反射超音波の音圧レベル（ｄＢ）を示している。なお、図５では、超音波探触子１ａ及びシュー１４は示されていない。例えば、図５では、コーナー部ｒ１の端点Ａ，Ｃを結ぶ線分ＡＣ上において、最大音圧に対して所定の割合の値（例えば、最大音圧の半値）を示す２点の幅を、上記の式（３）におけるビーム幅Ｒとして決定してもよい。このＲが線分ＡＣの長さＬに等しくなるように、送信素子１１ａの数ｎを算出してもよい。

上記のように算出されたｎ個の送信素子１１ａの全部が検査に使用されてもよく、又は、検査に十分な超音波を発信することができる限りにおいて、ｎ個の送信素子１１ａのうちの一部が検査に使用されてもよい。また、送信素子１１ａの数ｎを決定するための上記の方法は単なる例示に過ぎず、送信素子１１ａの数ｎは上記以外の方法によって決定されてもよい（例えば、実験等）。

続いて、受信素子１１ｂの数（第２の数ｍ）を決定する方法について説明する。受信素子１１ｂの数（第２の数ｍ）は、１より大きく、振動子１１の全個数より小さくなるように決定する。好ましくは、受信素子１１ｂの数（第２の数ｍ）は、受信素子１１ｂの全個数の半分以下となるように決定する。さらに好ましくは、後述するようにコーナー部ｒ１から反射したコーナーエコーの影響に基づいて、受信素子１１ｂの数（第２の数ｍ）を決定することとしてもよい。このようにして受信素子１１ｂの数ｍを決定することによって、受信素子１１ｂは、コーナー部ｒ１からの反射超音波の影響をほとんど受けることなく、底面ｓ２からの反射超音波（底面エコー）および内部欠陥６０からの反射超音波（欠陥エコー）を受信することができる。

コーナー部ｒ１からのコーナーエコーの影響に基づいて、受信素子１１ｂの数（第２の数ｍ）を決定する方法について、図４ｂに基づいて説明する。図４ｂに示されるように、上記のように選択された送信素子１１ａから発せられる超音波は、コーナー部ｒ１において反射し、例えば、点Ｇと点Ｈとの間の領域に大きく影響を及ぼす。したがって、第３の側面ｓ３と点Ｇとの間にある受信素子１１ｂは、コーナー部ｒ１からの反射超音波の影響が小さい。よって、例えば、第３の側面ｓ３（コーナー部ｒ１、コーナー部領域Ａｒ１１）に最も近い位置に配置された受信素子１１ｂから数えて点Ｇまで至らないｍ個（第２の数）の範囲内にある受信素子１１ｂを、コーナー部ｒ１の検査に使用することができる。このように算出されたｍ個の受信素子１１ｂの全部が検査に使用されてもよく、又は、検査に十分な反射超音波を受信することができる限りにおいて、ｍ個の受信素子１１ｂのうちの一部が検査に使用されてもよい。コーナー部ｒ１からの反射超音波（コーナーエコー）の影響が小さい領域（又は、コーナー部ｒ１からの反射超音波（コーナーエコー）の影響が大きい領域）は、例えば、計算によって求められてもよいし、又は、シミュレーションによっても求められてもよい。受信素子１１ｂの数ｍを決定するためのこれらの方法は単なる例示に過ぎず、受信素子１１ｂの数ｍはこれら以外の方法によって決定されてもよい（例えば、実験等）。

続いて、実施形態に係る検査方法及び製造方法について説明する。

図６は、実施形態に係る鋼材の製造方法を示すフローチャートである。図６を参照して、まず、ビレット５０を製造する（ステップＳ１００）。上記のように、ビレット５０は、例えば、鋳造、圧延及びホットスカーフ等の工程を通ったブルームから、圧延によって製造することができる。続いて、ビレット５０に対して、超音波探触子１ａ～１ｄを配置する（ステップＳ１０２）。具体的には、図３を参照して、複数の振動子１１がビレット５０の断面に平行になるように、ビレット５０の第１の側面ｓ１に対して、超音波探触子１ａを配置する。図２を参照して、同様にして、ビレット５０の第２の側面ｓ２、第３の側面ｓ３及び第４の側面ｓ４に対して、それぞれ、超音波探触子１ｂ，１ｃ，１ｄを配置する。

図６を参照して、続いて、制御装置２は、第１の側面ｓ１に対して配置された超音波探触子１ａを制御して、ビレット５０の第２の側面ｓ２側の半分の領域の開口合成像を作成する（ステップＳ１０４）。

図７は、ビレット５０の検査領域の一例を示す概略的な断面図である。制御装置２は、第１の側面ｓ１に対して配置された超音波探触子１ａを制御して、領域Ａｒ５，Ａｒ６，Ａｒ７，Ａｒ８，Ａｒ１１，Ａｒ１２を含む、第２の側面ｓ２側の半分の領域の開口合成像を作成する。この開口合成像は、超音波探傷において一般的な超音波送信方式である、リニアスキャン又はセクタースキャンによって得ることができる。

図６を参照して、続いて、制御装置２は、一方のコーナー部ｒ１のコーナー部領域Ａｒ１１の開口合成像を作成する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６については、後で詳しく説明する。続いて、制御装置２は、他方のコーナー部ｒ３のコーナー部領域Ａｒ１２の開口合成像を作成する（ステップＳ１０８）。ステップＳ１０８は、ステップＳ１０６と同様に実施することができる。なお、超音波探触子１ａを用いて、ステップＳ１０６と、ステップＳ１０８とを同時に実行する場合について説明したがこれに限られない。例えば、超音波探触子１ａを用いてステップＳ１０６を実行し、他の超音波探触子を用いて、ステップＳ１０８を実行することとしてもよい。

続いて、制御装置２は、ステップＳ１０４で作成された開口合成像内のコーナー部領域Ａｒ１１及びコーナー部領域Ａｒ１２の開口合成像を、それぞれ、ステップＳ１０６で作成されたコーナー部領域Ａｒ１１の開口合成像、及び、ステップＳ１０８で作成されたコーナー部領域Ａｒ１２の開口合成像と置換する（ステップＳ１１０）。

続いて、制御装置２は、全ての超音波探触子１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを用いて、ステップＳ１０４～Ｓ１１０が実行されたか否かを判定する（ステップＳ１１２）。具体的には、図７を参照して、制御装置２は、第２の側面ｓ２に対して配置された超音波探触子１ｂを用いて、領域Ａｒ１，Ａｒ２，Ａｒ３，Ａｒ４，Ａｒ９，Ａｒ１０を含む、第１の側面ｓ１側の半分の領域に対して、ステップＳ１０４～Ｓ１１０が実行されたか否かを判定する。また、制御装置２は、第３の側面ｓ３に対して配置された超音波探触子１ｃを用いて、領域Ａｒ２，Ａｒ１，Ａｒ８，Ａｒ７，Ａｒ９，Ａｒ１２を含む、第４の側面ｓ４側の半分の領域に対して、ステップＳ１０４～Ｓ１１０が実行されたか否かを判定する。また、制御装置２は、第４の側面ｓ４に対して配置された超音波探触子１ｄを用いて、領域Ａｒ３，Ａｒ４，Ａｒ５，Ａｒ６，Ａｒ１０，Ａｒ１１を含む、第３の側面ｓ３側の半分の領域に対して、ステップＳ１０４～Ｓ１１０が実行されたか否かを判定する。

図６を参照して、ステップＳ１１２において、全ての超音波探触子１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを用いてステップＳ１０４～Ｓ１１０が実行されていないと判定された場合には、制御装置２は、使用されていない超音波探触子を用いてステップＳ１０４～Ｓ１１０を繰り返す。

ステップＳ１１２において、全ての超音波探触子１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを用いてステップＳ１０４～Ｓ１１０が実行されたと判定された場合には、制御装置２は、超音波探触子１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄによって得られた４つの開口合成像の間で重なる領域については、より大きい振幅値を有するデータ（欠陥像を表示するデータ）を採用することによって、ビレット５０の全断面の開口合成像を作成する（ステップＳ１１４）。

続いて、制御装置２は、開口合成像に基づいて内部欠陥がビレット５０に存在するか否かを判定する（ステップＳ１１６）。具体的には、制御装置２は、閾値より大きい値を示す欠陥信号が開口合成像に存在するか否かを判定する。例えば、この閾値は、記憶装置２ｂに保存されている。なお、ステップＳ１１６は、制御装置２に代えて、オペレータが、開口合成像（又は、Ａスコープ波形）に基づいて実施してもよい。ステップＳ１１６において内部欠陥がビレット５０に存在しないと判定された場合には、磁粉探傷によって表層欠陥がビレット５０に存在するか否かを判定する（ステップＳ１１８）。

ステップＳ１１８において表層欠陥がビレット５０に存在しないと判定された場合には、加熱及び圧延等の工程を経て、線材及び棒鋼等の鋼材を製造し（ステップＳ１２０）、一連の作業は終了する。製造された鋼材は、熱処理及び検査等のさらなる工程に搬送されてもよい。

ステップＳ１１６において内部欠陥がビレット５０に存在すると判定された場合、及び、ステップＳ１１８において表層欠陥がビレット５０に存在すると判定された場合には、ビレット５０は、製造ラインから排除される（ステップＳ１２２）。

続いて、コーナー部領域の開口合成像の作成（ステップＳ１０６，Ｓ１０８）について説明する。

図８は、実施形態に係るビレット５０のコーナー部領域の検査方法を示すフローチャートである。以下では、超音波探触子１ａによって検査されるコーナー部ｒ１，ｒ３のうち、一方のコーナー部ｒ１のコーナー部領域Ａｒ１１の開口合成像の作成について説明する。他方のコーナー部ｒ３のコーナー部領域Ａｒ１２の開口合成像についても、同様に作成することができる。まず、検査の前に、上記の方法（又は、同様な他の方法）にしたがって、検査に使用する振動子１１の数（送信素子１１ａの数ｎ及び受信素子１１ｂの数ｍ）を決定する（ステップＳ２００）。ビレット５０が正方形の断面を有しかつ全てのコーナー部ｒ１～ｒ４が同じ曲率を有する場合には、ステップＳ２００で決定された数ｎ，ｍは、他のコーナー部にも適用可能である。したがって、このような場合に数ｎ，ｍが既に決定されているときには、ステップＳ２００は省略されてもよい。決定された送信素子１１ａの数ｎ及び受信素子１１ｂの数ｍは、記憶装置２ｂに保存される。

続いて、制御装置２は、上記のように選択されたｎ個の振動子１１を制御して、超音波を送信する（ステップＳ２０２）。具体的には、図４ａを参照して、制御装置２は、各振動子１１のうち、側面Ｓ３（コーナー部ｒ１、コーナー部領域Ａｒ１１）に最も近い位置に配置された振動子１１から側面Ｓ３（コーナー部ｒ１、コーナー部領域Ａｒ１１）に最も遠い位置に配置された振動子１１に向かうにしたがって、各振動子１１の励振のタイミングを徐々に早めるように制御している。このような制御によって、超音波探触子１ａは、角度θ１の超音波ビームを送信することができる。

図８を参照して、制御装置２は、上記のように選択されたｍ個の振動子１１を制御して、受信素子１１ｂは反射超音波を受信する（ステップＳ２０４）。制御装置２は、送信パターン及び受信素子１１ｂの組み合わせの各々のＡスコープ波形を取得する（ステップＳ２０６）。続いて、制御装置２は、取得されたＡスコープ波形において、事前に設定されたゲート内からコーナーエコー位置（振幅が最大となる点）を検出する（ステップＳ２０８）。例えば、ゲートの位置は、記憶装置２ｂに保存される。続いて、制御装置２は、Ａスコープ波形からコーナーエコーをカットする（ステップＳ２１０）。制御装置２は、Ａスコープ波形において、不感帯の幅に対応する時間長だけコーナーエコー位置よりも前の点を求め、この点よりも後の波形をＡスコープ波形からカットする。続いて、制御装置２は、ステップＳ２１０で得られたＡスコープ波形に基づいて、コーナー部領域Ａｒ１１の開口合成像を作成し（ステップＳ２１２）、一連の動作を終了する。なお、コーナーエコーのカット（Ｓ２１０）は、開口合成像の作成（Ｓ２１２）の後に実施されてもよい。

上記のようなビレット５０の検査装置１０及び検査方法、並びに、ビレット５０から鋼材を製造する方法では、コーナー部ｒ１に隣接する第３の側面ｓ３に最も近い位置に配置された振動子１１から数えてｎ個の範囲内にある振動子１１が送信素子１１ａとして、コーナー部ｒ１の検査に使用される。このように、コーナー部ｒ１に近い位置に配置された送信素子１１ａのみをコーナー部領域Ａｒ１１の検査に使用し、コーナー部ｒ１から離れた位置に配置された振動子１１をコーナー部領域Ａｒ１１の検査から除外することによって、欠陥エコーの識別性を向上することができる。したがって、アレイ型の超音波探触子１ａの振動子１１のうち、上記の振動子１１のみを送信素子１１ａとしてコーナー部領域Ａｒ１１の検査に使用することによって、１つのコーナー部領域Ａｒ１１を単一の側面ｓ１から検査することができる。したがって、検査に必要なスペースを低減することができ、鋼材の製造に必要なスペースを低減することができる。

また、制御装置２は、第３の側面ｓ３（コーナー部ｒ１、コーナー部領域Ａｒ１１）に最も近い位置に配置された振動子１１から数えてｎ個の範囲内にある振動子１１の全部を送信素子１１ａとして用いて、超音波を送信するように、超音波探触子１ａを制御するように構成されている。したがって、コーナー部ｒ１（コーナー部領域Ａｒ１１）に近い位置に配置された振動子１１の全部が送信素子１１ａとして検査に使用されるため、欠陥エコーの識別性をさらに向上することができる。

また、制御装置２は、第３の側面ｓ３に最も近い位置に配置された受信素子１１ｂから数えてｍ個の範囲内にある振動子１１によってのみ反射超音波を受信するように、超音波探触子１ａを制御するように構成されている。第３の側面ｓ３から離れた位置に配置された振動子１１（すなわち、検査対象のコーナー部ｒ１から離れた位置に配置された振動子１１）を受信素子１１ｂとして用いて、コーナー部ｒ１からのコーナーエコーを受信する。したがって、コーナー部ｒ１から離れた位置に配置された振動子１１を使用せずに、コーナー部ｒ１に近い位置に配置された振動子１１のみで反射超音波を受信することによって、コーナーエコーの影響を受けることなく、欠陥エコーおよび底面エコーを受信することができ、欠陥エコーおよび底面エコーとコーナーエコーとの識別性を向上することができる。

また、制御装置２は、第３の側面ｓ３（コーナー部ｒ１、コーナー部領域Ａｒ１１）に最も近い位置に配置された受信素子１１ｂから数えてｍ個の範囲内にある受信素子１１ｂの全部によって反射超音波を受信するように、超音波探触子１ａを制御するように構成されている。したがって、検査対象のコーナー部領域Ａｒ１１に近い位置に配置されたすべての振動子１１が受信素子１１ｂとして検査に使用されるため、欠陥エコーの識別性をさらに向上することができる。

また、制御装置２は、ビレット５０のコーナー部領域Ａｒ１１、Ａｒ１２以外の領域Ａｒ５，Ａｒ６，Ａｒ７，Ａｒ８を検査するように、超音波探触子１ａを制御するように構成されている。上記のように、第１の側面ｓ１に配置された超音波探触子１ａは、ビレット５０のコーナー部領域Ａｒ１１、Ａｒ１２以外の領域Ａｒ５，Ａｒ６，Ａｒ７，Ａｒ８を、一般的な検査手法によって検査することができる。したがって、同一の超音波探触子１ａを用いて、コーナー部領域Ａｒ１１、Ａｒ１２及びコーナー部領域Ａｒ１１、Ａｒ１２以外の領域Ａｒ５，Ａｒ６，Ａｒ７，Ａｒ８の双方を検査することができる。

角形のビレットの検査方法及び検査装置、並びに、角形のビレットから鋼材を製造する方法の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されない。

例えば、上記の実施形態では、ビレット５０は、正方形の断面を有している。他の実施形態では、ビレット５０は、長方形の断面を有していてもよい。

また、図１２（ａ）は、他の実施形態に係る検査装置を示す概略的な斜視図であり、図１２（ｂ）は、他の実施形態に係る検査装置を示す概略的な側面図である。なお、図１２（ａ）（ｂ）では、理解を促進するために、ビレット５０及び１つの超音波探触子１ａのみが示されており、制御装置２及び他の超音波探触子は省略されている。上記の実施形態では、超音波探触子が一振動子型探触子である場合（一つの振動子１１が、超音波を送信する送信素子、及び、反射超音波を受信する受信素子の双方として機能する場合）について説明したが、これに限られない。たとえば、図１２（ａ）（ｂ）に示されるように、超音波探触子は二振動子型振動子であってもよい。この場合、「超音波を送受信する複数の振動子」とは、送信素子１２ａとして機能する振動子１１と、受信素子１２ｂとして機能する振動子１１との組み合わせが相当する。複数の送信素子１２ａ及び複数の受信素子１２ｂは、長手軸ｘに垂直な方向に配列されている。送信素子１２ａの列及び受信素子１２ｂの列は、長手軸ｘに沿って並べられている。送信素子１２ａ及び受信素子１２ｂは、１つのケース１３に収容されてもよい。このような実施形態においても、上記と同様な効果が奏される。

また、上述の実施形態では、超音波探触子１ａは、ｎ個の振動子１１を制御して、超音波を送信し、ｍ個の振動子１１を制御して反射超音波を受信し、受信した全ての反射超音波を用いてＡスコープ波形を取得する場合について説明した。しかしながら、これに限られない。たとえば、超音波探触子１ａは、ｎ個の振動子１１を制御して超音波を送信し、全ての振動子１１を制御して反射超音波を受信し、ｍ個の振動子１１が受信した反射超音波（受信した一部の反射超音波）を用いてＡスコープ波形を取得することとしてもよい。この場合、Ａスコープ波形を取得する際に用いられた反射超音波を受信した振動子１１が受信素子１１ｂに相当することとなる。

上記のような検査装置を用いて、ビレットの開口合成像を作成した。具体的には、１６０ｍｍの辺を含む正方形の断面を有するビレットを使用した。ビレットには、コーナー部に欠陥が予め形成されていた。６４個の振動子を有する超音波探触子を使用した（超音波の周波数：５ＭＨｚ）。各振動子の幅は１．４ｍｍであり、振動子の間のピッチは０．１ｍｍであった。超音波探触子とビレットとの間にアクリル樹脂のシューを配置した。

実施例：
[コーナー部領域以外の領域]
コーナー部領域以外の領域の開口合成像を作成する際に、６４個の振動子の全てを超音波の送信及び反射超音波の受信に使用した。セクタースキャン（－４０度～＋４０度の間を５度のピッチで１７回超音波を送信）による受信波形に基づいて、コーナー部以外の領域の開口合成像を作成する。
[コーナー部]
コーナー部領域の開口合成像を作成する際、６４個の振動子のうち、検査対象のコーナー部領域に近い１６個の振動子から超音波を送信した。また、６４個の振動子の全てを使用して反射超音波を受信した。セクタースキャン（７．５度、１０度、１２．５度で３回超音波を送信）による受信波形に基づいて、コーナー部領域の開口合成像を作成する。実施例のコーナー部領域の開口合成像を図９（ａ）に示し、Ａスコープ波形を図１０（ａ）に示す。なお、理解を促進するために、図９（ａ）（ｂ）及び図１０（ａ）（ｂ）では、コーナーエコーはカットされていない。

比較例：
[全領域]
全領域の開口合成像に対して、６４個の振動子の全てを超音波の送信及び反射超音波の受信に使用した。セクタースキャン（－４０度～＋４０度の間を５度のピッチで１７回超音波を送信）による受信波形に基づいて、ビレットの全領域の開口合成像を作成した。比較例の開口合成像を図９（ｂ）に示し、Ａスコープ波形を図１０（ｂ）に示す。

図９（ｂ）の比較例の開口合成像では、欠陥模様とコーナー模様とが連続して示されている一方で、図９（ａ）の実施例の開口合成像では、欠陥模様とコーナー模様とがわずかに分離されている。制御装置は、欠陥模様とコーナー模様とがわずかにでも分離されていれば、内部欠陥を識別することができる。したがって、図９（ａ）のように欠陥模様とコーナー模様とが分離されていれば、制御装置は内部欠陥を識別することができる。

また、図１０（ｂ）の比較例のＡスコープ波形では、コーナーエコー及び欠陥エコーが分離されていない一方で、図１０（ａ）の実施例のＡスコープ波形では、コーナーエコー及び欠陥エコーが分離されている。このようなＡスコープ波形からコーナーエコーをカットする場合、図１０（ａ）（ｂ）に示されるように、事前に設定されたゲート（所定の時間ｔ１、ｔ２の間でかつ所定の振幅Ａｍ以上の範囲）内からコーナーエコー位置（振幅が最大となる点）を検出する。ゲートは、コーナーエコーが存在すると予め予測される範囲に設定されることができる。続いて、検出されたコーナーエコー位置から、不感帯の幅に対応する時間長だけ前の点を求め、この点よりも後の波形をＡスコープ波形からカットする。この場合、図１０（ｂ）の比較例のＡスコープ波形では、欠陥エコーまでカットされてしまっている一方で、図１０（ａ）の実施例のＡスコープ波形では、欠陥エコーのみが明確に抽出されている。

１ａ～１ｄ 超音波探触子
２ 制御装置
１０ 検査装置
１１ 振動子
１１ａ 送信素子
１１ｂ 受信素子
１２ａ 送信素子
１２ｂ 受信素子
５０ ビレット
６０ 欠陥
Ａｒ１～Ａｒ８ コーナー部以外の領域
ｍ 第２の数
ｎ 第１の数
ｒ１～ｒ４ コーナー部
ｓ１～ｓ４ 第１～第４の側面
ｘ 長手軸

Claims (7)

1. 長手軸に沿って延在しかつ前記長手軸に垂直な正方形又は長方形の断面を有する角形のビレットの検査装置であって、
   超音波の送受信を行う複数の振動子を含み、前記長手軸に沿って延在する前記ビレットの第１の側面に、前記複数の振動子が前記断面に平行になるように配置される、アレイ型の超音波探触子と、
   前記振動子を制御するための制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記第１の側面と反対側の第２の側面と、前記第２の側面に垂直な第３の側面と、を接続する前記ビレットのコーナー部に向けて、前記第３の側面に最も近い位置に配置された振動子から数えて、１より大きく前記振動子の全個数より小さく、以下の式（１）で決定される第１の数ｎの範囲内にある振動子を用いて超音波を送信し、
   前記複数の振動子の一部又は全部によって反射超音波を受信するように、
   前記振動子を制御し、
   受信された前記反射超音波に基づいて、開口合成像を作成するように、
   構成されている、検査装置。
   ｎ＝Ｌｃｏｓ（θ２－θ１）／ａｆ（ＥＡ）ｃｏｓθ１ ・・・式（１）
   ただし、
   Ｌは前記コーナー部の幅であって、前記コーナー部と前記第３の側面の直線部との交点Ａと、前記コーナー部と前記第２の側面の直線部との交点Ｃを結んだ線分ＡＣの長さであり、
   θ１は、前記第３の側面に最も近い位置に配置された前記振動子から送信された超音波の前記ビレットへの入射点Ｅと前記交点Ａとを結んだ線分ＥＡと、前記第１の側面の垂線との間の角度であり、
   θ２は、前記第２の側面と前記線分ＡＣとの間の角度であり、
   ａは前記振動子のピッチであって、前記振動子の中心と隣接する振動子の中心との距離であり、
   ｆ（ＥＡ）は超音波ビーム幅の距離依存特性を示す関数であり、前記入射点Ｅと前記交点Ａを結ぶ線分ＥＡにおいて、前記入射点Ｅを始点として前記交点Ａ方向を正とする距離の関数である。
2. 前記制御装置は、前記第３の側面に最も近い振動子から数えて前記第１の数の範囲内にある振動子の全部から超音波を送信するように、前記振動子を制御するように構成されている、請求項１に記載の検査装置。
3. 前記制御装置は、前記第３の側面に最も近い振動子から数えて、１より大きく前記振動子の全個数より小さい所定の第２の数の範囲内にある振動子の一部又は全部によってのみ反射超音波を受信するように、前記振動子を制御するように構成され、
   前記第２の数は前記コーナー部から反射したコーナーエコーの影響に基づいて決定される、請求項１又は２に記載の検査装置。
4. 前記制御装置は、前記第３の側面に最も近い振動子から数えて前記第２の数の範囲内にある振動子の全部によって反射超音波を受信するように、前記振動子を制御するように構成されている、請求項３に記載の検査装置。
5. 前記制御装置は、前記ビレットのコーナー部以外の領域を検査するように、前記振動子を制御するように構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の検査装置。
6. 長手軸に沿って延在しかつ前記長手軸に垂直な正方形又は長方形の断面を有する角形のビレットの検査方法であって、
   超音波の送受信を行う複数の振動子を含むアレイ型の超音波探触子を、前記長手軸に沿って延在する前記ビレットの第１の側面に、前記複数の振動子が前記断面に平行になるように配置するステップと、
   前記第１の側面と反対側の第２の側面と、前記第２の側面に垂直な第３の側面と、を接続する前記ビレットのコーナー部に向けて、前記第３の側面に最も近い位置に配置された振動子から数えて、１より大きく前記振動子の全個数より小さく、以下の式（１）で決定される第１の数ｎの範囲内にある振動子を用いて超音波を送信するステップと、
   前記複数の振動子の一部又は全部によって反射超音波を受信するステップと、
   受信された前記反射超音波に基づいて、開口合成像を作成するステップと、
   を備える、検査方法。
   ｎ＝Ｌｃｏｓ（θ２－θ１）／ａｆ（ＥＡ）ｃｏｓθ１ ・・・式（１）
   ただし、
   Ｌは前記コーナー部の幅であって、前記コーナー部と前記第３の側面の直線部との交点Ａと、前記コーナー部と前記第２の側面の直線部との交点Ｃを結んだ線分ＡＣの長さであり、
   θ１は、前記第３の側面に最も近い位置に配置された前記振動子から送信された超音波の前記ビレットへの入射点Ｅと前記交点Ａとを結んだ線分ＥＡと、前記第１の側面の垂線との間の角度であり、
   θ２は、前記第２の側面と前記線分ＡＣとの間の角度であり、
   ａは前記振動子のピッチであって、前記振動子の中心と隣接する振動子の中心との距離であり、
   ｆ（ＥＡ）は超音波ビーム幅の距離依存特性を示す関数であり、前記入射点Ｅと前記交点Ａを結ぶ線分ＥＡにおいて、前記入射点Ｅを始点として前記交点Ａ方向を正とする距離の関数である。
7. 長手軸に沿って延在しかつ前記長手軸に垂直な正方形又は長方形の断面を有する角形のビレットから鋼材を製造する方法であって、
   前記ビレットを製造するステップと、
   超音波の送受信を行う複数の振動子と、を含むアレイ型の超音波探触子を、前記長手軸に沿って延在する前記ビレットの第１の側面に、前記複数の振動子が前記断面に平行になるように配置するステップと、
   前記第１の側面と反対側の第２の側面と、前記第２の側面に垂直な第３の側面と、を接続する前記ビレットのコーナー部に向けて、前記第３の側面に最も近い位置に配置された振動子から数えて、１より大きく前記振動子の全個数より小さく、以下の式（１）で決定される第１の数ｎの範囲内にある振動子を用いて超音波を送信するステップと、
   前記複数の振動子の一部又は全部によって反射超音波を受信するステップと、
   受信された前記反射超音波に基づいて、開口合成像を作成するステップと、
   前記開口合成像をもとに前記ビレットに欠陥が存在しないと判定された場合に、前記ビレットを圧延するステップと、
   を備える、製造方法。
   ｎ＝Ｌｃｏｓ（θ２－θ１）／ａｆ（ＥＡ）ｃｏｓθ１ ・・・式（１）
   ただし、
   Ｌは前記コーナー部の幅であって、前記コーナー部と前記第３の側面の直線部との交点Ａと、前記コーナー部と前記第２の側面の直線部との交点Ｃを結んだ線分ＡＣの長さであり、
   θ１は、前記第３の側面に最も近い位置に配置された前記振動子から送信された超音波の前記ビレットへの入射点Ｅと前記交点Ａとを結んだ線分ＥＡと、前記第１の側面の垂線との間の角度であり、
   θ２は、前記第２の側面と前記線分ＡＣとの間の角度であり、
   ａは前記振動子のピッチであって、前記振動子の中心と隣接する振動子の中心との距離であり、
   ｆ（ＥＡ）は超音波ビーム幅の距離依存特性を示す関数であり、前記入射点Ｅと前記交点Ａを結ぶ線分ＥＡにおいて、前記入射点Ｅを始点として前記交点Ａ方向を正とする距離の関数である。

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