JPH0466225A - 熱間圧延鋼片の表面欠陥検査方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は熱間圧延鋼片の表面欠陥検査方法および装置に
係り、詳しくは、鋼片の表面に発生している疵を熱間圧
延中に走間検査することができるようにした検出方法な
らびにそれを実現する装置に関するものである。これは
、連続鋳造設備の後玉、程における熱間圧延設備などで
線材や形鋼を成形する間に、鋼片の表面疵を検査する分
野で利用される。

〔従来の技術〕

近年、鉄鋼業界では省エネルギを図るために、連続鋳造
設備で製造された熱鋼片をそのまま圧延し、所定形状の
形鋼もしくは線材を成形する直圧方式が主流を占めるよ
うになってきている。この直圧方式にあっては、連鋳段
階で鋼片の表面に疵や割れが生じていても、その表面欠
陥のある鋼片をそのまま圧延してしまうことになる。し
たがって、圧延中の熱鋼片の表面疵を見逃すと、品質の
低い製品を市場に出すことになり、好ましくない。

形鋼や線材とした製品の表面疵の有無を検査できなくは
ないが、線材などは極めて長くて検査が不可能に近い。

これを解消するために、従来から、自動的に表面疵を検
査する方法がある。その一つに、熱間圧延後の製品に光
を当ててその反射光像を画像処理し、コンピュータで底
部を解析する方式がある。

他には、圧延中の鋼片に磁気を使って疵を検出する熱間
渦流探傷方式がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述した疵検査方式のうち、前者は、反射光像で画像処
理するので、検査装置に複雑な回路を必要とし高価なも
のとなる。また、鋼材製品にスケールの剥離個所がある
と、それを疵と判定するなどの誤判定の問題があり、実
用に供するには画像処理技術の向上を待たねばならない
。一方、磁気探傷式の場合、圧延中に検査できる利点は
あるが、赤熱状態の鋼片が空気に触れていることから、
その温度に変化の生じることは避けられない。そのため
に、鋼片の磁気変態温度のあたりでノイズを拾い、疵の
判定が正確になされにくい問題がある。

本発明は上述の問題に鑑みなされたもので、その目的は
、被検査鋼材にスケールの剥離があってもまた圧延鋼片
に温度変化がある場合でも、その圧延中に表面疵を正確
に判定することができる熱間圧延鋼片の表面欠陥検査方
法および装置を従供することである。

なお、本発明者らの研究によれば、圧延中の鋼片の温度
が底部と無疵部とで異なることを利用して画像処理した
場合には、スケールによる誤判定の出ることを突き止め
た。そこで、それに代わる手段として、底部が無疵部に
比べて明るくなるという現象に着目し、この明度差を利
用すると、スケールの有無による誤判定の発生も回避で
きるという知見を得たので、それに基づき、本発明はな
されたものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、鋼片表面を撮影してその撮像を画像処理し、
表面欠陥の有無を検出するようにした圧延鋼片の表面欠
陥検査方法に適用される。

その特徴とするところは、第１図を参照して、熱間圧延
中の圧延鋼片１に向けて設置されたカメラ５で圧延鋼片
１の表面を撮影し、その表面の明るさを固体撮像素子の
電気レベルとして捉える工程、その電気レベルに基づき
、圧延鋼片１の表面疵８の固体撮像素子を出力して、そ
の素子数をカウントする工程、その固体撮像素子数と予
め設定された素子数しきい値とを比較して、表面疵に基
づく圧延鋼片１の良否を判定する工程を有するものであ
る。

装置の発明においては、熱間圧延中の圧延鋼片１に向け
て設置され、撮影された圧延鋼片ｌの表面の明るさを固
体撮像素子の電気レベルとして捉えるカメラ５と、その
カメラ５から入力された電気レベルに基づき、圧延鋼片
１の表面疵８の固体撮像素子を出力すると共に、その素
子数をカウントする素子検出手段６と、その固体撮像素
子数をもとにして、圧延鋼片１の表面疵８の多少もしく
は大小を判定するシーケンサ７とを備えることである。

〔発明の効果〕

本発明によれば、圧延中の鋼片の表面にある底部の輝き
が無疵部より明るくなっていることを利用して疵を検出
し、その疵が予め決められた程度より大きければ、製品
の品質等級分けをしたり廃棄処分のために除去すべき指
令や情報を、圧延完了前に仕分工程へ先送りしておくこ
とができる。

また、圧延中に疵の有無や程度を正確に検出できること
から、疵の程度に応じて、前工程の連続鋳造設備におけ
る鋳造修正を教示でき、疵の少ない鋳造品を圧延工程に
送り出させるようにすることもできる。

装置の発明によれば、圧延鋼片の表面の明るさを固体撮
像素子の電気レベルとして捉えるので、反射光像を画像
処理する場合に比べて簡単な回路でよく、また、磁気探
傷装置の場合のように鋼片温度に起因するノイズの弊害
も回避され、疵の有無や程度を確実に検査することがで
きる。

〔実　施　例〕

以下、本発明をその実施例の図面を参照しながら、詳細
に説明する。

第１図は、移動している圧延鋼片ｌの表面に生じている
疵を連続的に検査する表面欠陥検査装置２の構成図で、
図示しない連続鋳造設備のモールドから引き出された連
続鋳片が幾つもの圧延機で圧延されている間に疵を検出
している状態である。

赤熱状態にある圧延鋼片１は、上流側にある圧延機の一
対の縦粗ロール３．３で圧延されて矢印り方向へ流され
、次の圧延機の一対の横粗ロール４゜４で圧延され、順
次図示しない後続の幾つもの圧延機の縦ロールや横ロー
ルで、所定断面形状の構造用形鋼や線材に成形される。

圧延機を通過する圧延鋼片１は連続鋳造品であり、連鋳
設備のモールドを通過するときやピンチロールで送り出
される際に表面欠陥が生じていると、表面疵として痕を
残したまま圧延機に導入される。その疵を検出するため
には、表面面積が大きく移動速度の遅い圧延開始直後か
せいぜい二つ目か三つ目の圧延機の下流側に表面欠陥検
査装置２が設置される。

その表面欠陥検査装置２は、１　、０００〜１．１００
”Ｃの赤熱状態で例えば３０ｃｍ　／秒程度の速度で移
動している圧延鋼片１の表面を撮影し、その撮像を画像
処理して表面欠陥の有無を検出するものである。

これは、主として、カメラ５．素子検出手段６およびシ
ーケンサ７とから構成される。

カメラ５は、圧延鋼片１が移動していても画像ぼけのし
ないメカニカルシャッタ付きであり、熱間圧延用の縦粗
ロール３，３を通過した圧延鋼片ｌに向けて、その側面
１ａがら一定の距離を隔てた位置に設置される。そして
、メカニカルシャッタは移動中の圧延鋼片１の映像を静
止画像とするように機能し、カメラ５は、撮影した圧延
鋼片１の表面の明るさを固体撮像素子の電気レベルとし
て捉えて、検出信号を出力するようになっている。

素子検出手段６は、カメラ５がら入力された電気レベル
に基づき、圧延鋼片ｌの表面疵８をディジタルニ値化回
路の微分二値化によって固体撮像素子を出力すると共に
、その素子数をカウントする機能を有する。

シーケンサ７は、その固体撮像素子数をもとにして、圧
延鋼片１の表面疵８の多少もしくは大小を判定するもの
である。これには、予め設定された素子数しきい値も記
憶されており、出力された固体撮像素子数と素子数しき
い値とを比較して、表面疵に基づく圧延鋼片１の良否を
判別することもできる。

このような表面欠陥検査装置２には、第２図に示すよう
に、ＣＲＴ９やプリンタ１ｏが備えられ、プログラムコ
ントローラ１１からの指令に基づき動作するシーケンサ
７からの情報を、圧検出結果として、必要な部所で画面
表示させたり印字させることができる。さらには、表面
疵８が予め決められた程度より大きければ、製品の品質
分けをして、圧延ラインの後にあるＣＲＴ１２や等級仕
分装置１３へその情報を先送りしたり、また、不良鋼片
であった場合には、廃棄処分するための除去指令を製品
除去装置ｆ１４へ送出することもできるようになってい
る。

さらには、疵の程度に応じて、連続鋳造設備おける鋳造
が適切でないことを教示させるべく鋳造修正指令表示装
置１５などへも情報を提供し、疵の少ない鋳片を圧延工
程に送り出させるようにすることもできる。なお、図中
の１６は電算機であり、連続鋳造圧延設備全体を管理す
ると共に、カメラ５からの信号も入力され、生産管理上
のデータの蓄積と全体の運転をとりまとめするようにな
っている。、１７は光電管であり、圧延鋼片１の通過の
有無を検出し、表面欠陥検査装置２の稼働発停を指令す
るものである。

このような構成の表面欠陥検査装置２によれば、以下の
ようにして表面疵８の判定がなされる。

カメラ５は常時待機状態にあるが、光電管１７が圧延鋼
片１のきたことを検出すると、光電管１７からの信号を
受けてシーケンサ７が、検出開始の指令を素子検出手段
６に伝達し、圧情報の収集態勢がとられる。

圧延機の間を移動する圧延鋼片１の側面１ａに表面欠陥
が生じていると、すなわち、表面割れや凹みなどの表面
疵８があると、その部分は周囲の無疵部１８（第１図参
照）のそれに比べて明るくなっている。ちなみに、庇部
の温度は無疵部１８のそれよりも高いことが認められる
ので、温度をもとにして疵の存否を判定することもでき
る。しかし、圧延鋼片１の表面にはスケールが付着して
おり、それが剥離した個所は剥離していない個所よりも
高温となっていることから、剥離個所を疵と判断するこ
とになる。一方、スケールの有無によって明るさが変化
することは僅かであること、明るさは疵の深さに左右さ
れることなくその底面積に比例した輝きとなることを知
見したので、本発明では、上記のごとく明度差を利用し
て疵の検出を確実なものとしている。

上記したカメラ５は圧延鋼片１を走間検査するが、メカ
ニカルシャッタによって圧延鋼片１の映像は静止画像と
して捉えられる。赤熱状態にある圧延中の鋼片１の明る
さは、表面疵８のある個所で大きくなっており、その表
面疵８を含む映像の明るさを固体撮像素子の電圧レベル
として捉える処理がなされ、そのレベル信号が素子検出
手段６へ出力される。その電圧レベルから表面疵８の固
体撮像素子が出力され、その素子数がカウントされる。

そして、その固体撮像素子数をもとにして、圧延鋼片の
表面疵の多少もしくは大小が判定される。例えば、第３
図（ａ）に斜線で示す無疵部１８の固体撮像素子数は零
もしくは極めて僅かであり、表面疵８のある個所は多く
なる。すなわち、大きい表面疵８Ａのところでは、その
素子数が第３［ｆｆ１（ｂ）に示すように圧延流れ方向
に大きい山１９Ａのような分布となって現れ、小さい表
面疵８Ｂのところでは小さな山１９Ｂとなって現れる。

これらの情報をもとにして、シーケンサ７では、表面疵
８の多少もしくは大小を判定するが、予め設定された素
子数しきい値Ｍが記憶されていれば、各固体撮像素子数
ＡまたはＢと素子数しいき値Ｍとが比較される。固体撮
像素子数Ｂのように、素子数しきい値Ｍより小さいもの
だけであれば品質に影響を与えない疵であると判断され
る。固体撮像素子数Ａが素子数しきい値Ｍより大きけれ
ば低品質もしくは廃棄品と判定される。図示しないが、
例えば素子数しきい値が疵の長さ５０＋１ｍ、　３０ｍ
ｍ、　１０−鵬に対応して三段階に設定されていれば、
最下しきい値より小さいとき無害品とし、最下しきい値
と中間しきい値の間にあるときは第一低級品、中間しき
い値と最上しきい値の間にあるときは第二低級品とし、
最上しいき値を越えているとき有害疵のある廃棄品とい
うようにふるい分けすることができる。

上記したように等級仕分装置１３や製品除去装置１４が
設けられていれば、疵の程度に応じて情報が先送りされ
ており、製品到達時に仕分けられたり、除去指令を受け
て廃棄工程へ送られる。さらには、鋳造修正指令表示装
置１５などが設けられていれば、疵の程度に応じて、連
続鋳造設備による鋳造用モールドの改修や鋳造速度の修
正、その他ピンチロールなどの交換の必要性のあること
を教示し、疵の少ない鋳片を圧延工程へ送り出させるこ
とができる。

なお、上述の表面欠陥検査装置２は圧延鋼片１の一方の
側面１ａを検出対象としているが、その左右二面を対象
としたり、上下左右の四面を対象としてもよい。それら
の場合には、カメラをそれぞれの面に向けて設置してお
けばよい。

第４図は圧延鋼片１を圧延機の通過ごとに捻転させるよ
うにした圧延ラインの場合の例である。

圧延機は全て横ロール２０．２０を採用しており、圧延
機相互間に図示しない公知の捻転ガイドが設けられてい
る。この場合には、９０度捻転させた直後にカメラ５を
設置して、その捻転によって圧延鋼片１の表面疵８が若
干拡大されたところで検査するようにすると、庇部の検
出精度が一層向上する利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧延鋼片の表面疵を走間検査している状態の表
面欠陥検査装置の構成図、第２図は表面欠陥検査装置の
全体構成ブロック図、第３図（ａ）は表面疵を有する圧
延鋼片の拡大図、第３図（ｂ）は素子検出手段でカウン
トされた固体撮像素子の分布と素子数しきい値との関連
説明図、第４図は圧延鋼片が捻転されている場合に表面
欠陥検査装置を適用した例の配置図である。 １−圧延鋼片、５−カメラ、６・−素子検出手段、７・
−シーケンサ、８．８Ａ、８Ｂ、−表面疵。 特許出願人　　　　　合同製鐵株式会社代理人　弁理士
　吉村　勝俊（ほか１名）第３ （ａ） （ｂ） 狩間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼片表面を撮影してその撮像を画像処理し、表面
   欠陥の有無を検出するようにした圧延鋼片の表面欠陥検
   査方法において、 熱間圧延中の圧延鋼片に向けて設置されたカメラで圧延
   鋼片の表面を撮影し、その表面の明るさを固体撮像素子
   の電気レベルとして捉え、 その電気レベルに基づき、上記圧延鋼片の表面疵の固体
   撮像素子を出力して、その素子数をカウントし、 その固体撮像素子数と予め設定された素子数しきい値と
   を比較して、表面疵に基づく圧延鋼片の良否を判定する
   ようにしたことを特徴とする熱間圧延鋼片の表面欠陥検
   査方法。
2. （２）鋼片表面を撮影してその撮像を画像処理し、表面
   欠陥の有無を検出するようにした圧延鋼片の表面欠陥検
   査装置において、 熱間圧延中の圧延鋼片に向けて設置され、撮影された圧
   延鋼片の表面の明るさを固体撮像素子の電気レベルとし
   て捉えるカメラと、 そのカメラから入力された電気レベルに基づき、上記圧
   延鋼片の表面疵の固体撮像素子を出力すると共に、その
   素子数をカウントする素子検出手段と、 その固体撮像素子数をもとにして、圧延鋼片の表面疵の
   多少もしくは大小を判定するシーケンサと、 を備えることを特徴とする熱間圧延鋼片の表面欠陥検査
   装置。