JPS60173446A - 鋳片の熱間疵検出方法 - 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、鋳片の熱間状態における表面疵の検出方法に
関し、詳しくは、レーザビームを用いる光学式疵検出方
法の改良に関する。

〔従来技術〕

近年、連続鋳造において製造された鋳片を、省エネルギ
ー、省力化等の観点から、熱間状態で圧延工程に直送す
る直送圧延が採用されつつあることはよく知られている
。

このように熱間状態の鋳片を圧延工程に直送して成品を
製造する際には、この鋳片に発生している疵の大きさ９
位置等を検知して早期に熱聞手入れにより除去するか、
あるいは、１ｌＪＥの発生状態によっては、層化する等
の判定を速やかに行ない圧延後の不良成品の発生を防止
することが必須となっている。

しかし、熱間スラブの疵を確実に検知するためには、該
熱間スラブ表面に形成されたスケール等の凝固物、ある
いは、油、塵埃、灰等の付着物を除去した後に、レーザ
ビーｔ５を走査して検知しなければ異常ノイズが発生し
て検知精度が極度に低下する。従って、従来より前述し
た光学式疵検出方法の欠点を解消するために、例えば、
特開昭５４−６０２２８号公報に開示の如く、熱間スラ
ブをデスケーラにおいて高圧水によりデスケーリングし
て後に、走査する方法（以下単に高圧デスケ法と称する
）、あるいは、特開昭５２−１１７２６４号公報に開示
の如く、熱間スラブを表層１ｍｍ程度ホットスカーフに
より溶剤して後にスラブの曲りをなくして走査する方法
（以下単にホットスカーフ法と称する）等が用いられて
いる。

しかし、これ等従来法は、以下に述べる理由から熱間ス
ラブの疵検出方法として十分とは言い難し１Ｑ ます、高圧デスケ法は、熱間スラブ表面のスケール等の
凝着物の除去が不充分となり斑が生じやすく、また、噴
射水中の不純物の再凝結が発生し、設備費もかなり高価
なものとなる等の問題がある。

一方、ホットスカーフ法においても、鋳片歩留の低下、
あるいは、ホットスカーフ斑による熱間スラブ面の凹凸
の発生等を招く等の問題がある。

〔発明の目的〕

本発明は、表面疵検出のための処理によってスケール等
の除去斑、噴射水中の不純物の再凝結。

熱間スラブ表面の凹凸等を生しない、熱間スラブの疵検
出方法を提供することを目的とする。

〔発明の構成・作用〕

本発明においては、連続鋳造により得られた熱間状態の
鋳片の表面疵をレーザビームで走査して検出するが、鋳
片表面をブラシ研磨し、疵検量のため鋳片表面を走査す
るレーザビー１１径Ｑを０．０８ｍｍφ≦Ｑ（０，２９
ｍｍφにする。

以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。

まず第］、ａ図および第１ｂ図に、レーザビー１１によ
る、表面割れ、ピンホール等の表面疵検出態様を示す。

第１ａ図はｈｊＥのない場合であり、第１ｂ図は疵のあ
る場合を示す。

連鋳片表面ＳＳに、細く絞ったレーザビームＡをほぼ垂
直に照射し、連ｆｉ、ｈ　６Ｒ造鋳片表面を幅方向１こ
走査する。表面か正常な部分では、第１ａ図に示すよう
に鋳片表面ＳＳの乱反射光のうち一部の斜光Ｂは、斜め
−に方に設置された光検出器１によって検出される。

一方、レーザビー１１Δが表面に開［」をも−）疵Ｃの
部分を照射した時は第１ｂ図に示すように、レーザビー
ムＡは疵の中にすっぽり入り込み、その結果、光検出器
１に受光される斜光Ｂは、はとんど無くなるか、あって
もごくわずかなものになる。

したがって、光検出器１の信号を処理してやることによ
り疵Ｃを検出することができる。ここで２は、光学的な
フイルダーであって、赤熱鋳片の自発光や外部の光等を
カットし、レーザ光だけを効率よく検出するためのもの
である。

而して、この検出法を連続鋳造鋳片の熱間状態に適用す
る場合、圧延スラブと違って鋳片表面には、凝固の際に
生成する生成酸化物や冷却水中の汚物等が存在する。こ
のためレーザビームは、鋳片の表面で乱反射斑を生じ、
前述のような疵検出方法では、現実には異常ノイズが発
生して疵を検出できない。

本発明者等は、熱間スラブの疵検出方法としてレーザビ
ームをスラブ表面に走査した際に、単にスラブ表面に凝
着したスケール、あるいは、スラブ表面の凹凸によって
前記のレーザビームの、疵のある場合の出力（Ｓ）／通
常出力（Ｎ）、いわゆるシグナルＳ／ノイズＮ　（Ｓ／
Ｎ比）が変化するのではなく、鋳片冷却水等に含有され
た燐酸塩がレーザ光を吸収して鋳片節の場合と同しＳ／
Ｎを示すことを見い出した。

また、熱間スラブの状態においては、該燐酸塩をスケー
ル等の凝着物ともども効果的に除去するには、ブラシ研
磨がもっとも効果的であり、しかも、このように事前処
理した熱間スラブにレーザビーム径Ｑを０．０８ｍｍφ
≦Ｑ＜０．２９ｍｍφに絞って走査すれば従来にない極
めて高い精度が得られることを見い出した。

以下本発明による疵検出方法を一実施例に基づいて更に
詳述する。

第２図に、連続鋳造における１６Ｊ４の熱間疵検出方法
の一実施例を示し、第３図は、検出前の熱間スラブ表面
状態を示す。

ます、連続鋳造鋳片８は、既知の如く、モールド３内で
の冷却とモールド外でのスプレー冷却帯４とによって、
凝固過程を終え酸素ガスカッター５にて切断後熱間疵検
吊装置７を経て次工程に搬送される。

この際、被検材としての鋳片８は、表面性状が悪く疵検
山上かなりの有害ノイズとなって現われる。

その原因として第３図に示す如く目視判定できるものに
スケールの凹凸９、水滴、油滴１０、切断時のガススパ
ッタ１１等があるが、これらを除去することによって改
善はある程度具られるもののレーザ光検出器での有害ノ
イズカットに対しては、完全てはない。

その理由は、一般に、工業用水は、防錆剤として燐酸塩
が使用されており、この燐酸塩１２が赤熱鋳片８に乾燥
して残留することによって、レーザ光を吸収する為に、
平滑な表面でも乱反射光に斑が生じる。

面して、該熱間の鋳片８の表面に凝着した燐酸塩を除去
してレーザビームの正常な作用を図るには、ブラシによ
る鋳片８の研磨（ブラッシング）がもつとも効果的であ
り、この後に、レーザビームを極めて細く絞って走査す
ることを組合せることにより第４図に示す如く、Ｓ／Ｎ
が極度に改善され微小疵の検出を可能にした。

第４図において、Ｆはブラッシング無しの場合を、Ｇは
ブラッシング有の場合を示す。後者の方は、小さなレー
ザヒー／、径でもＳ／Ｎ＝３以上の良好域を示している
。第４図中、■はブラッシング有りでレーザビーム径を
絞った場合を示し、■′はブラッシング後燐酸塩水溶液
をかけ完全に蒸発させて後にＳ／Ｎ状態を見たもので、
ブラッシングによる除去効果か犬であること、及び燐酸
塩の′影響が大きいことを示している。

又、ブラシによる研磨の条件としては、第５図に示す如
く、例えは、鋳片のある一点のブラシによる研磨（ブラ
ッシング）量Ｍ値は、２００〜２０００００Ｉ（が好ま
しく、２００以下ではブラッシング部に斑が生し、２０
００００を越えるとブラシの寿命等の問題が生じ、３０
００００以上では、過剰ブラッシングによって鋳片の表
面が鏡面に近づきレーザ光線が全反射し乱反射が消滅す
るため疵検量が不能となる。

ここでＭ値について定義する。第６図に示す如く、まず
、鋳片８をＥ方向に搬送し、ブラシロール６のみに着目
すると、点Ｏを単位時間に通過するブラシ本数は、ｍ＝
Ｖ’Ｘρである。次にブラシロールと鋳片の接触時間と
して点ｏ−ｏ’　に到る時間は、ｔ＝Ｑ／Ｖで与えられ
る。

よって点０がブラシロールと鋳片の接触部分を通過する
間に遭遇するブラシの総本数を Ｍ＝ｍ−ｔ　＝　（ｇＤＮ／６０）　Ｘ　ｐ　Ｘ　（ｆ
ｌ／Ｖ）と定義できる。

但し、 ｍ二点○を単位時間に通過するブラシ数（本／５ｅｅ）
■ｌ：ブラシロールの周速度（ｍｍ／５ｅｅ）ρ：ブラ
シの線密度（本／ｍｍ） ｔ：点０〜点Ｏ′　に到る時間（ｓｅｃ）Ｑ：ブラシロ
ールの接触長さＯ〜σ　（ｍｍ）Ｖ：鋳片９の搬走速度
（ｍｍ／５ｅｅ）Ｎ：ブラシロールの回転数（ｒｐｍ） Ｄ：ブラシロールの外径（ｍｍ） Ｍ：ある点のブラシによるポリッシング量（ブラシ本数
）を示す。

なお、本発明におけるブラシは１通常用いられる例えば
ステンレス鋼線、もしくは、耐熱線、ｆ通硬線、あるい
は、セラミック等を植設したブラシ等を用いることがで
きる。

次に、レーザビーム径と検出精度との関係を第７図に示
すが、従来より用いられているレーザビームの最小径で
ある０、２９ｍｍφ（Ｋ線）では、抗開口幅０．５＋ｎ
＋ｎ以下の、　ｆｌＥの検出精度が大幅に低下するため
に開口幅（０，５ｍｍの微小疵の検出が不可能であった
。また、このような開口幅の極めて小さい微小疵を検出
する際には、レーザビーム径を小さく絞る程、被検体で
ある鋳片表面の疵開口内に吸収されて検出が容易になる
が、該被検体の鋳片表面が平滑でないと、逆に、乱反射
光が増加し、第４図で述べた如く、Ｓ／Ｎが大幅に低下
して検出精度の低下を招く。

本発明では、従来不可能であった微小疵（開口幅（０，
５＋＋＋ｍ）を検出するために走査するレーザビーム径
Ｑを、■、線に示す如く、０　、０８　ｍ　ｍφ≦Ｑ＜
０．２’９ｍａｎφとすると共に、レーザビーム径を絞
ることによるＳ／Ｎの低下を該鋳片面のブラシ研磨によ
り極めて高位に安定することができた。

なお、レーザビーム径は、０．２９ｍｍφより大きいと
微小疵の検出精度が第７図のに線に示す如く、大幅に低
下して誤検出が増加して検出装置として使用に耐えず、
レーザビーム径が０．０８＋ｎｍφより小さくなると、
被検体表面を十分にブラシ研磨してもＳ／間が３以下と
小さくなり同様に検出精度が低下する。さらにまた、レ
ーザビームで走査して疵を検出する際に、疵の開口幅と
レーザビーム径との関係において、第７図のレーザビー
ム径０．０８ｍｍφのＬ線に示す如く略６０％以上の安
定した高検出精度を得るには、疵開ロ幅／レーザビーム
径を１．６以下（図中り点以上）にすることが好ましい
ことが得られた。

〔実施例〕

次に、本発明による熱間疵検出方法の一実施例として３
００Ｔ連続鋳造機の熱間スラブに用いた場合を従来法と
して鋳片ホットスカーフの有無、レーザビーム径０　、
２９ｍｍφの場合と比較して表１に示すが、本法が極め
て優れていることがわかる。

〔発明の効果〕 以−上述べた如く、本発明による熱間鋳片の疵検出方法
を用いることにより、スケール等の除去斑がなく、鋳片
溶剤による歩留損失を抑止し、極めて良好な鋳片平滑面
が得られ、しかもこれ等を低コスト装置でもって高い検
出精度を得ると共に、従来不可能であった微小疵をも高
い精度でもって検出可能にした優れた検出方法であり、
鋳造ラインの高能率化をも達成できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図および第１ｂ図は、レーザビームを用いる表面
疵検出態様を示す側面図であり、鋳片は縦断面を示す。 第２図は本発明を一態様で実施する装置構成を示す側面
図、第３図は表面疵検出前の未処理熱間スラブの縦断面
図、第４図はレーザビーム径と熱間スラブのブラッシン
グ有無とＳ／Ｈの関係を示すグラフ、第５図はブラシソ
ングの際のＭ値とＳ／間の関係を示すグラフ、第６図は
ブラシと鋳片の接触状態を示す縦断面図、第７図は疵開
口幅に対するレーザビーム径０．０８ｍｍφ（本法）お
よびレーザビーム径０．２！］ｍｍφ（従来法）の検出
率との関係を示すグラフである。 １：光検出器　２：フィルタ Ａ：レーザビーム投射光　Ｂ：斜光（反射光）Ｃニスラ
ブ疵　ｓｓニスラブ表面 ３：モールド　４ニスプレー冷却帯 ５：ガス力ツタ　６：ブラシロール ７：検出装置　８：鋳片 ９ニスケール　１ｏ：水、油滴 １１ニガススバツタ　Ｆ：ブラシソングなしＧニブラッ
シングあり　Ｏ〜０′：ブラシの接触長黒４■ 名６阿 第５阿 垢７ソ ー　ン胱（ｆ）　Ｐａ　Ｓ　％　（ｍｍ　）第１頁の続
き ■発明者豊１）利夫 ＠発明者松原　俊部 北九州市へ幡東区枝光１−１−１　新日本製鐵株式會社
へ北九州市へ幡東区枝光１−１−１　新日本製鐵株式會
社八幡製鉄所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）連続鋳造により得られた熱間状態の鋳片の表面を
   レーザビームを投射走査し、鋳片の表面の反射レーザビ
   ームを受けてその強度より表面疵を検出するレーザビー
   ムによる熱間疵検出において；該熱間６ｊＩ片の表面を
   ブラシ研磨すると共に、鋳片に投射するシーサビ−１１
   径Ｑを０．０８ｍｍφ≦Ｑ〈０．２９ｍｍφとしたこと
   を特徴とする鋳片の熱間疵検出方法。