(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造直後の800℃以上のスラブのエッジ部を、欠陥部と正常部の表面温度の不均衡（温度分布）を発生させるようにミストスプレーにより表面冷却し、該冷却部分を冷却中又は冷却直後に撮像し、撮像した画像を画像処理することにより、前記スラブのエッジ部に生じた正常部とほぼ密着した状態で形成された割れ欠陥を検出することを特徴とする鋼板表面検査方法。
【請求項２】
請求項１に記載の鋼板表面検査方法において、
前記冷却部分における冷却直前の画像と、前記冷却中又は冷却直後の画像との差分処理を行うことにより、前記スラブのエッジ部に生じた正常部とほぼ密着した状態で形成された割れ欠陥を検出することを特徴とする鋼板表面検査方法。
【請求項３】
鋳造直後の800℃以上のスラブのエッジ部に欠陥部と正常部の表面温度の不均衡（温度分布）を発生させるように微細なミストをスプレーし表面を冷却するためのミストスプレーノズルと、
冷却中又は冷却直後の冷却部分からの放射光を撮像する撮像装置と、
撮像した画像を画像処理することにより前記スラブのエッジ部に生じた正常部とほぼ密着した状態で形成された割れ欠陥を検出する信号処理装置とを具備することを特徴とする鋼板表面検査装置。
【請求項４】
請求項３に記載の鋼板表面検査装置において、
前記撮像装置は、前記冷却部分における冷却直前の画像も撮像するとともに、
前記信号処理装置は、前記冷却直前の画像と、前記冷却中又は冷却直後の画像との差分処理を行うことにより、前記スラブのエッジ部に生じた正常部とほぼ密着した状態で形成された割れ欠陥を検出することを特徴とする鋼板表面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板表面検査方法および装置に関するものであり、特に、鋳造直後のスラブ等の高温鋼片、鋼板におけるエッジ（端部）の割れ等の表面欠陥検査に好適なものに関する。
【背景技術】
【０００２】
圧延加工後の厚板または薄板の表面に生ずる欠陥の大きな要因として、鋳造されたスラブ（鋼片）の表面欠陥がある。圧延加工前のスラブ（鋼片）段階での表面欠陥を予め検出できれば、手入れ等の処理を行うことにより、厚板、薄板での不良製品の発生を抑制することが可能である。
【０００３】
このため、鋳造後のスラブ（鋼片）の表面を目視或いは表面検査装置により監視し、表面欠陥の有無の検出、検査が行われている。また、サーモビューア等による表面温度の監視も行われている。表面検査装置による検査では、光源及びＣＣＤカメラを配置し、表面を撮像し、表面画像の濃淡（凹凸等の形状要因、材質、表面性状等により発生する画像の濃淡）情報を元に、鋼板表面の異常、欠陥部を検出する技術がある（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３０３５８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、鋳造直後のスラブ（鋼片）は高温の為、環境上、オペレータによる直接の至近距離での目視検査は困難である。また、ＩＴＶカメラ等による遠隔監視や、サーモビューアによる温度監視が行われているものの、通常のＩＴＶカメラではスラブ（鋼片）が高温の為、表面の微細な状態の監視は困難であり、サーモビューアによる温度監視ではスラブ（鋼片）全体の温度分布、変動は検出できても微細な欠陥等の検出は困難であるという問題がある。
【０００６】
なお、鋳造後のスラブ（鋼片）等は、通常一旦冷却され、下工程にて必要に応じて再加熱を行い、圧延という処理過程を経る場合があり、この冷却過程または冷却後に表面検査を行うことが考えられる。しかし、冷却過程または冷却後においてはスラブ（鋼片）表面の酸化が進行し、表面にスケールが発生するため、鋼板表面の直接確認が困難であり、満足な鋼板表面検査ができない。
【０００７】
さらに、スラブ（鋼片）表面の手入れを実施した後に検査を行うことを考えた場合でも、手入れにより表面の性状の変動（凹凸）が発生し、スケール等の完全な除去が困難なため、効果的な検査が困難となっている。また、スラブ（鋼片）等の表面欠陥のうち、ブローホール等の凹凸性の欠陥は、スケール等の影響がなければ検出が可能であるが、割れ（密着性）等の微細な欠陥の検出は困難である。
【０００８】
本発明では、これら従来技術の問題点に鑑み、鋳造直後の鋼板に発生する微細な欠陥を確実に検出することができる、鋼板表面検査方法および装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、以下の発明によって解決できる。
【００１０】
［１］  
鋳造直後の鋼板をミストスプレーにより表面冷却し、該冷却部分を冷却中又は冷却直後に撮像し、撮像した画像を画像処理することにより、前記鋼板に生じた欠陥を検出することを特徴とする鋼板表面検査方法。
【００１１】
［２］  上記［１］に記載の鋼板表面検査方法において、
前記冷却部分における冷却直前の画像と、前記冷却中又は冷却直後の画像との差分処理を行うことにより、前記鋼板に生じた欠陥を検出することを特徴とする鋼板表面検査方法。
【００１２】
［３］  
鋳造直後の鋼板に微細なミストをスプレーし表面を冷却するためのミストスプレーノズルと、
冷却中又は冷却直後の冷却部分からの放射光を撮像する撮像装置と、
撮像した画像を画像処理することにより前記鋼板に生じた欠陥を検出する信号処理装置とを具備することを特徴とする鋼板表面検査装置。
【００１３】
［４］  上記［３］に記載の鋼板表面検査装置において、
前記撮像装置は、前記冷却部分における冷却直前の画像も撮像するとともに、
前記信号処理装置は、前記冷却直前の画像と、前記冷却中又は冷却直後の画像との差分処理を行うことにより、前記鋼板に生じた欠陥を検出することを特徴とする鋼板表面検査装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、鋳造直後の鋼板をミストスプレーにより表面冷却し、冷却部分を冷却中又は冷却直後に撮像するようにしたので、欠陥が存在する場合には、欠陥部を含む表面温度の不均衡（温度分布）が発生し、表面からの放射光が変化するため、撮像した画像上で欠陥を検出することができる。また、鋳造直後に検査を実施するので、鋼板表面の酸化やスケール発生といった表面性状の影響を受けることなく安定して表面検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】鋼板表面検査装置の構成例および適用例を示す図である。
【図２】ミストスプレーによる冷却の様子を模式的に示す図である。
【図３】エッジ部ミスト冷却による欠陥部強調を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
鋳造直後のスラブ（鋼片）等のエッジ部を冷却することにより、エッジ部表面に割れ等の表面欠陥が存在する場合には、冷却による表面からの抜熱（熱放散）が変化し、欠陥部を含む表面温度の不均衡（温度分布）が発生し、表面からの放射光（熱放射）に変化が生じる、という本発明者らの得た知見から本発明を想到したものである。
【００１７】
ただ本発明では、スラブ（鋼片）表面或いはエッジ部の冷却は材料自体の冷却が目的ではなく、表面からの抜熱を行うことにより、欠陥部と正常部の温度の不均衡、分布を発生させることが目的であり、急激、急峻な冷却は不要である。
【００１８】
この点も含めて、冷却水の直接散布、噴き付けでは、温度降下が大きく、温度降下に伴う亀裂、割れが発生する可能性があり、適切な冷却の実施が困難である。また、エアブローなど気体による冷却では、効果的な冷却が出来ないことや、冷却範囲の制御が困難であるため、有効ではない。ミストスプレーによる表面の冷却（抜熱）が有効である。
【００１９】
図１は、鋼板表面検査装置の構成例および適用例を示す図である。図中、１は撮像装置、２は信号処理装置、３は画像表示装置、４は搬送ライン、５は搬送ロール、６はＰＬＧ、７は鋼板、８は画像記録装置、および９はミストスプレーノズルをそれぞれ示す。
【００２０】
搬送ライン４は、一定間隔に配置された複数の搬送ロール５（例えば、直径400mm、長さ5000mm）により構成され、ロールの回転により搬送ライン上の鋼板７を搬送する。また、搬送ライン４には鋼板７の搬送をトラッキングするために、ロールの回転速度を計測するＰＬＧ(ＰｕＬｓｅ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ)６を設置している。
【００２１】
本実施の形態では、鋼板７として鋳造直後のスラブ（鋼片）を対象にし、そのエッジ部を撮像するため、ライン側面部に撮像装置１(具体的な装置としては、ＣＣＤカメラ又はサーモビューア)を配置している。
【００２２】
鋳造直後のスラブ（鋼片）の温度は高温（800℃以上）であり、スラブ（鋼片）からの赤外又は近赤外の放射光（熱放射）を検出することにより撮像を行うことができるため、特に光源は設けていない。
【００２３】
本実施の形態では、1000×1000画素のＣＣＤカメラを使用し、視野の一辺が、スラブ（鋼片）エッジ部位置において300mmとなるようにレンズ、設置位置を調整し、画素当りの分解能が、0.3mm以下となるようにしている。
【００２４】
ＣＣＤカメラで撮像された画像は、鋼板の搬送速度に応じて出力され(すなわち、ＰＬＧ６の出力に同期して)、鋼板搬送の200mmピッチで撮像することにより、スラブ（鋼片）の全長の画像を隙間無く撮像している。なお、ここではエッジへの適用例を示しているが、上下面への適用も可能であり、その場合は分解能を確保するためには、複数のカメラを配置する必要がある。
【００２５】
ＣＣＤカメラによる撮像位置の直前にミストスプレーノズル９を設置し、搬送されるスラブ（鋼片）エッジ部に対して、ミストスプレーノズル９からミスト(水を微細な霧の状態にしたもの)をスプレーし、蒸発する際の気化熱の吸収を利用して冷却(ここでは、ミストスプレー冷却またはミスト冷却とも称する)する。
【００２６】
なお、上記ではミスト冷却直後に撮像するとしているものの、微細なミストスプレーによる冷却であれば、冷却中の状態での撮像も十分可能である。さらに、冷却部前にもＣＣＤカメラを設置し、冷却前後の状態を撮像し、冷却前後の比較、差分を行うようにすれば、冷却に伴う温度変化をより効率良く検出することができる。
【００２７】
図２は、ミストスプレーによる冷却の様子を模式的に示す図である。ミストスプレーによる冷却を、鋼板７のエッジ部に生じた欠陥部(割れ部)１０に行い、撮像している様子を表している。
【００２８】
さらに、図３は、エッジ部ミスト冷却による欠陥部強調を説明する図である。図３(a)は、ミスト冷却を行わないでエッジ撮像した場合を示しており、正常部とほぼ密着した状態で形成された欠陥部がある場合にはエッジ部の表面温度分布はほぼ均一のままであり、表面温度分布からは欠陥部と正常部との見分けがつきにくい。しかしながら、図３(b)のようにエッジ部にミスト冷却を行うと、表面からの抜熱（熱放散）が変化（欠陥部と正常部との抜熱が異なり）し、欠陥部を含む表面温度の不均衡（温度分布）が発生し、表面からの放射光（熱放射）に変化が生じる。ミスト冷却を行なわない場合と比べて、撮像した画像（表面温度分布）の変化から、欠陥部がより顕在化し欠陥部の検出が可能となる。
【００２９】
ミストスプレーによるエッジ部の抜熱による割れ部強調を確実に行うためには、対象となるスラブ（鋼片）の温度、形状等により適切に実施する必要がある。このため、ミストスプレーの噴霧量、スプレーノズルの形状及びミスト粒子径を含めた、冷却条件の制御ならびに変更ができるようにすることが肝要である。
【００３０】
なお、本実施の形態では搬送ラインへの適用例を示したが、連続鋳造ラインにおける、鋳造中のスラブ等に関しても同様に適用可能である。
【００３１】
ＣＣＤカメラからの撮像信号は、信号処理装置２に入力される(図１参照)。信号処理装置２では、エッジ部の画像中の温度変動部（画像輝度の高い部分或いは低い部分）を抽出し、抽出部の形状、位置等を含めた情報から、欠陥であるかどうかの判定、検出を行う。
【００３２】
撮像した画像は、画像表示装置３に送られ、スラブ（鋼片）の搬送に同期して撮像画像の表示を行う。また、信号処理部２で欠陥が検出された場合には、欠陥情報を画像表示装置３に送信し、画像表示装置３では、撮像画像の表示時に、欠陥検出の有無を表示する。
【００３３】
さらに、撮像した画像は画像記録装置８に伝送され、検査対象材の全画像が記録される。画像記録装置８に記録した画像のうち必要な画像を読出し、再度の表示、検査、確認を実施することも可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１    撮像装置
２    信号処理装置
３    画像表示装置
４    搬送ライン
５    搬送ロール
６    ＰＬＧ
７    鋼板
８    画像記録装置
９    ミストスプレーノズル
１０  欠陥部(割れ部)
【図１】
0005724272.tif 000002
【図２】
0005724272.tif 000003
【図３】
0005724272.tif 000004