(57)【要約】【課題】  顕在化していない異常部についても、それ以降の各工程における欠陥が顕在化しにくい、表層部性状に優れた鋼帯の製造方法を提供する。【解決手段】  鋼帯さらには表面処理鋼帯を製造する鋼帯の製造方法において、熱間圧延後に以下の工程を有する鋼帯の製造方法。(1)鋼帯の表層部の性状を測定する表層部性状測定工程(2)この結果を使用して、それ以降の製造工程または加工においてその測定部が表面欠陥として顕在化するかどうかを予測する欠陥顕在化予測工程(3)予測結果に応じて製造工程および製造条件を決定する製造工程・条件決定工程さらに、 (4)欠陥顕在化が予測された部分の中から除去対象とする表層部を決定する除去対象決定工程(5)その領域を除去する部分除去工程(6)表面性状のみを測定する表面性状測定工程(7)除去対象または表示対象とする部分を決定する除去・表示対象決定工程【選択図】  図９
2005059070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼を少なくとも熱間圧延することにより鋼帯さらには表面処理鋼帯を製造する鋼帯の製造方法において、熱間圧延後に以下の工程を有することを特徴とする鋼帯の製造方法。
(1)鋼帯の表層部の性状を測定する表層部性状測定工程
(2)この表層部測定の結果を使用して、それ以降の製造工程または加工においてその測定部が表面欠陥として顕在化するかどうかを予測する欠陥顕在化予測工程
(3)得られた予測結果に応じて製造工程および製造条件を決定する製造工程・条件決定工程
【請求項２】
熱間圧延後で冷間圧延前に、さらに以下の工程を有し、その後冷間圧延を行うことを特徴とする請求項１記載の鋼帯の製造方法。
(4)欠陥として顕在化することが予測された部分の中から除去対象とする表層部を決定する除去対象表層部決定工程
(5)前記除去対象とする表層部を含む領域を部分除去手段により除去する部分除去工程
【請求項３】
鋼帯の出荷工程の前に以下の工程を有することを特徴とする請求項１または請求項２記載の鋼帯の製造方法。
(6)特に鋼帯の表面性状のみを測定する表面性状測定工程
(7)欠陥として顕在化することが予測された部分の中から表示対象とする部分を決定する表示対象決定工程
【請求項４】
欠陥顕在化予測工程は、予測するための情報として予測を行うまでの鋼帯の製造条件、目標、実績、それ以降の工程で予定されている製造条件、製品の仕様、用途、および検査仕様に関する情報の中の１種以上を使用することを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の鋼帯の製造方法。
【請求項５】
製造工程・条件決定工程は、欠陥顕在化予測工程の予測結果に基づき、製品仕様、用途、および向け先の中の１種以上を決定または変更することを特徴とする請求項１ないし請求項４記載の鋼帯の製造方法。
【請求項６】
欠陥顕在化予測工程は、表層部の深さ方向の分布に関する情報を利用して予測することを特徴とする請求項１ないし請求項５記載の鋼帯の製造方法。
【請求項７】
表層部性状測定工程は、鋼帯測定面表層部を交流磁化すると同時に、表層部の性状に起因して生じる交流磁束の変化を測定することで、鋼帯の表層部の性状を測定することを特徴とする請求項１ないし請求項６記載の鋼帯の製造方法。
【請求項８】
表層部性状測定工程は、鋼帯を交流磁化し、表層部の性状に起因して生じる交流磁束の変化を、磁束を鋼帯の幅方向に並べて設けられた２以上の磁気センサで検出し、検出信号の幅方向の差分信号をもとに鋼帯の表層部の性状を測定することを特徴とする請求項１ないし請求項７記載の鋼帯の製造方法。
【請求項９】
表層部性状測定工程は、Ｅ型形状の強磁性体の３本の脚部を、それぞれ鋼帯面に対向して、かつ鋼帯の幅方向に並べて配置し、中央の脚部に巻回された１次コイルに交流電流を印加して鋼帯を励磁し、外側の２つの脚部それぞれに巻回された２次コイルに誘起された電圧の差分をもとに鋼帯の表層部の性状を測定することを特徴とする請求項１ないし請求項８記載の鋼帯の製造方法。
【請求項１０】
表層部性状測定工程は、鋼帯を交流磁化し、磁気センサを鋼帯の幅方向に走査し、走査に伴って発生する磁気センサの信号の変化に基づいて鋼帯の表層部の性状を測定することを特徴とする請求項１ないし請求項９記載の鋼帯の製造方法。
【請求項１１】
表層部性状測定工程は、磁気センサを機械的に鋼帯幅方向に移動させることで、鋼帯幅方向走査を行うことを特徴とする請求項１０記載の鋼帯の製造方法。
【請求項１２】
表層部性状測定工程は、磁気センサを鋼帯幅方向に複数個配置し、磁気センサを電子的に切り替えて選択することにより、鋼帯幅方向走査を行うことを特徴とする請求項１０記載の鋼帯の製造方法。
【請求項１３】
表層部性状測定工程は、脚部にコイルが巻回された櫛型形状の強磁性体の脚部を鋼帯面に対向して鋼帯の幅方向に並べて配置し、隣り合う３本の脚部の組の選択を時間的に切り替えながら、選択された３本の脚部のうち、中央の脚部に巻回された１次コイルに交流電流を印加して励磁し、外側の２つの脚部それぞれに巻回された２次コイルに誘起された電圧の差分信号を基に鋼帯の表層部の性状を測定することを特徴とする請求項１０記載の鋼帯の製造方法。
【請求項１４】
表層部性状測定工程は、鋼帯の励磁の直流磁化レベルが実質的にゼロに近い状態であって、交流磁化の周波数が100kHzから10MHzの範囲で表層性状を測定することを特徴とする請求項１ないし請求項１３記載の鋼帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は製造工程から最終消費工程に至るまでのいずれかの工程において顕在化する欠陥が少ない表層部性状に優れた鋼帯の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の金属製品に求められる品質レベルの高度化により、表面欠陥などの有害欠陥の少ない鋼帯に対する要望はますます強まっている。例えば自動車用、製缶用の冷延鋼板、めっき鋼板などがある。具体例としては、自動車用に用いられる冷延鋼板では、製鋼段階などで鋼中に混入する非金属介在物などにより表面欠陥が生じることがある。その中には塗装をしても肉眼にて確認できるものもあり、外観上大きな問題となりうる。
【０００３】
また別の例としては、自動車用めっき鋼板がある。自動車用鍍金鋼板は、製鋼工程、熱延工程、酸洗工程、冷延工程、めっき工程などを経て製造され、さらにプレス工程、塗装工程を経て、自動車用部材となる。自動車用めっき鋼板における重大欠陥の一つはヘゲ、スリバー、スリキズと一般に呼ばれる表面欠陥で、最終製品である自動車において、欠陥部がその他の健全部と明らかに異なって見えるため、外観を損ねるという問題を引き起こす、あるいは非常に程度のひどいものになると、プレス成型時にプレス機を損傷するなどという害を生じるものである。
【０００４】
これらの表面欠陥（ヘゲ等）は、製鋼工程において生じる非磁性金属介在物に発生原因がある場合、あるいは製鋼工程および熱延工程入り側（熱延前）における、酸化物の鋼材内部への混入に発生原因がある場合など、全製造工程のなかで、上工程側に起源があるとされている。そして熱間圧延、冷間圧延、鍍金処理を経ることで、前述の表面欠陥として顕在化する。
【０００５】
上記の例にあるような欠陥を少なくし、高品質の製品を製造していくためには、欠陥となる部分を全工程の中のできるだけ早い段階で検出し、その結果に応じ適当な対応ができる製造方法が必要である。
【０００６】
そこで、上記の前者の例（自動車用冷延鋼板）に対応する技術としては、すでに顕在化している表面欠陥を検出する例として、たとえば特許文献１特開昭６１−２１９４０３号公報に示されているようなものがある。これは熱延鋼帯の連続酸洗ライン出側で酸洗処理後の鋼帯の表面傷の位置および大きさを検出し、連続冷間圧延ラインにおいて、圧延機入り側に鋼帯の傷除去を行うものである。実施例には検出部として酸洗ライン出側にて表面欠陥検出装置を、また欠陥除去部として連続冷間圧延ライン入り側に砥粒入りブラシ・ロールなどを設置するものが示されている。
【０００７】
また同様に前者の例（冷延鋼板）に適用可能な技術としては、特許文献２特開２００１−１９１２０６号公報に、鋼板上に発生したヘゲ傷などの表面傷を切削加工により除去し、圧延により加工痕を消去する方法が提案されている。
【特許文献１】特開昭６１−２１９４０３号公報
【特許文献２】特開２００１−１９１２０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来技術では次のような課題が存在する。
上記特許文献１、２記載の従来技術では検査段階ですでに顕在化し、品質上問題（有害欠陥）であることが明らかな表面欠陥だけを対象としている。
【０００９】
一方、例えば上記の後者の例（自動車用めっき鋼板）における表面欠陥（前記ヘゲ等）に関するわれわれの詳細な調査によれば、これらの表面欠陥の中には、熱延板あるいは酸洗板段階ではその異常部は顕在化していないもの、即ち表面には現れていないか、あるいはごく一部しか露出していないため、その段階では無害なものがある。これらは、酸洗による表層スケール除去を経て、冷間圧延後、めっき後、あるいはプレス加工後に顕在化する。
【００１０】
めっき後に顕在化する表面欠陥に関しては、めっき後に表面欠陥検査装置により検出することは可能である。しかしその段階で欠陥の有無が判明しても、鋼帯製造という意味では最終工程に近いため、従来技術のように欠陥部を除去し無害化することは困難である。またその検査結果に応じ、取り得る他の手段も限られている。また検査をする工程が、表面欠陥の原因を生じた製鋼工程など上工程での処理から時間が経過していることから、上工程の製造条件へのフィードバックという意味でも制約がある。
【００１１】
上記の理由により、鍍金処理後これらの表面欠陥が顕在化する前に、鍍金後に表面欠陥になるかどうかを判定することが必要であるが、従来技術ではそれは不可能であった。
【００１２】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、熱間圧延以降最終消費に至る各工程（酸洗、冷延、熱処理、鍍金、ホーローなどの表面処理、プレス成形、塗装など）において、顕在化していない異常部についても適切な製造上の対応を取ることを可能とし、最終消費に至る各工程における欠陥が少ない、あるいは欠陥があっても製造に支障を生じにくい表層部性状に優れた鋼帯の製造方法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】
【００１３】
前記課題を解決するための手段は、鋼を少なくとも熱間圧延することにより鋼帯さらには表面処理鋼帯を製造する鋼帯の製造方法において、熱間圧延後に以下の工程を有することを特徴とする鋼帯の製造方法である。
(1)鋼帯の表層部の性状を測定する表層部性状測定工程
(2)この表層部測定の結果を使用して、それ以降の製造工程または加工においてその測定部が表面欠陥として顕在化するかどうかを予測する欠陥顕在化予測工程
(3)得られた予測結果に応じて製造工程および製造条件を決定する製造工程・条件決定工程。
【００１４】
この発明は、表層部性状測定工程において、単にその時点での表面欠陥について測定するのみならず、表面欠陥としては顕在化していない表層部の性状（以下、潜在的欠陥部）についても測定する。すなわち、鋼帯表面のみならず、表面より内部（表層部）の異常部も測定の対象とする。以下、本発明では、酸洗板、冷延鋼板、さらに表面処理鋼板を総称して鋼帯と呼ぶ。
【００１５】
次いで、欠陥顕在化予測工程では、表層部性状測定の結果に基づき、それ以降の工程において表面欠陥として顕在化する可能性について予測する。ここで、潜在的欠陥部としては、出荷までの製造工程で顕在化すると予想される表層部性状の他に、最終消費における処理工程、即ち出荷後の需要家におけるプレス加工等の際に、顕在化すると予想される表層部性状も予測の対象とすることもできる。
【００１６】
製造工程・条件決定工程では、表面欠陥として顕在化する可能性がある場合、表面欠陥を防止するための製造条件の変更、あるいは工程変更、さらには表面欠陥として顕在化する可能性がある部分の手入れ等を行うための工程変更を決定する。表層部性状に対して適切な工程変更を行うため、予めロジックを組んでおくか、過去の実績や実験結果に基づきテーブル等で対応付けを与えておくことが望ましい。
【００１７】
この発明はさらに、熱間圧延後で冷間圧延前に、さらに以下の工程を有し、その後冷間圧延を行うことを特徴とする鋼帯の製造方法とすることもできる。(4)欠陥として顕在化することが予測された部分の中から除去対象とする表層部を決定する除去対象決定工程
(5)前記除去対象部を含む領域を部分除去手段により除去する部分除去工程
この発明は、欠陥顕在化予測工程により欠陥顕在化が予測された場合、製造工程および製造条件として、その潜在的欠陥部の除去を行う。すなわち、除去対象決定工程で、除去対象とする表層部の位置（範囲）および除去量（除去深さ）等を決定し、この除去対象部を部分除去工程で除去する。その後、冷間圧延を行って冷延鋼板を製造し、あるいはさらに表面処理を施して表面処理鋼板を製造する。
これらの発明においては、鋼帯の出荷工程の前に、さらに以下の工程を有することを特徴とする鋼帯の製造方法とすることもできる。
(6)特に鋼帯の表面性状のみを測定する表面性状測定工程
(7)欠陥として顕在化することが予測された部分の中から除去対象または表示対象とする部分を決定する除去・表示対象決定工程
この発明は、熱延後の表層部性状測定工程に加えて、出荷工程の前でさらに表面性状測定を行い、この時点で顕在化した欠陥を検出する。欠陥顕在化予測工程では、前述の発明と同様、表面欠陥の顕在化を予測する。除去・表示対象決定工程では、表面性状測定で検出された異常部と、表面欠陥が顕在化することが予測された部分とを、除去・表示の対象部分として決定する。
【００１８】
このようにして、鋼帯のうち欠陥になりそうな部分を多く含む長手方向範囲を切除する、あるいは欠陥になりそうな部分にマーキングするなどのフィードフォワードを行う。また予測結果に基づき、これから製造するコイルの製造条件へのフィードバックのためのガイダンス、フィードバックのためのデータの蓄積、あるいはフィードバック自体が可能となる。
【００１９】
ここで、フィードバックの例としては、製鋼工程において、たとえば鋳込み速度、鋳込み温度や連続鋳造用パウダーの種類等を変更したり、熱間圧延工程での加熱温度や巻き取り温度の設定を変更したりすることである。これを実現するには、表層部性状測定装置で検査対象となっている鋼帯が製鋼工程や熱間圧延工程でどのような製造条件であったかという情報が記憶されて、表層部性状測定装置での検査結果と比較して対応付けをしておく必要がある。このように最終工程以前の工程で検査をおこなうことにより、最終工程で表面欠陥が少ない条件を製鋼工程や熱間圧延工程に反映させる期間を短縮化でき、以降の製造歩留りを向上させることができる。
これらの発明において、欠陥顕在化予測工程は、予測するための情報として予測を行うまでの鋼帯の製造条件、目標、実績、それ以降の工程で予定されている製造条件、製品の仕様、用途、および検査仕様に関する情報の中の１種以上を使用することを特徴とする表層部性状に優れた鋼帯の製造方法とすることもできる。（  この発明は、表面欠陥として顕在化する可能性について、表層部性状測定の結果のみから予測するのではなく、測定に至るまでの上工程の履歴、下工程の製造条件、および最終製品の仕様等を用いて予測する。例えば、上工程については、鋼帯の化学成分、上工程の熱履歴・圧延条件等の製造条件、目標との差、過去の実績、その他の要因を用いる。
【００２０】
ここで、目標とは製造計画段階での目標製造条件や目標製品仕様ということである。たとえば、熱延での巻き取り温度を製造前には目標として、５００℃にしていたとして、実績値としては４８０℃であったという場合、目標と実績の両方を予測のための情報として使い得るということである。このように目標値と実績値を対比して使うこともできる。
【００２１】
下工程および最終製品については、製品の仕様、用途、検査仕様、その他の要因を用いて予測を行う。従って、表層部性状測定の結果が同じであっても、これら上工程、下工程および最終製品の各種要因によっては、欠陥顕在化の予測結果は異なり、目的に応じた適切な製造条件あるいは工程運用が可能となる。
これらの発明においてさらに、欠陥顕在化予測工程の予測結果に基づき、製品仕様、用途、および向け先の中の１種以上を決定または変更することを特徴とする鋼帯の製造方法とすることもできる。
【００２２】
さらには、製造前の段階では、製品仕様の一部、用途、および向け先を特定せずに、共通項目でグルーピングされた製品仕様、用途、および向け先の範囲内で途中の工程まで製造した後、欠陥顕在化予測を行い、その結果に基づき、前記製品仕様、用途、および向け先の中の１種以上を決定し、鋼帯を製造するように次工程以降の製造工程・条件を決定していくことを特徴とする鋼帯の製造方法を提供することもできる。これによって、従来の物流の流れにとらわれずに、柔軟な物流を構築することが可能となる。
【００２３】
これらの発明は、欠陥顕在化の予測結果に基づき、下工程の製造工程・条件のみならず、最終製品そのもの、即ち製品の仕様、用途、向け先等を変更または決定する。これにより、欠陥顕在化が予測される場合でも、仕様の変更（グレードダウン）、あるいは欠陥とはならない用途や向け先への転用により、鋼板の有効利用を図ることができる。
これらの発明においてさらに、欠陥顕在化予測工程は、深さ方向の分布に関する情報を利用して予測することを特徴とする鋼帯の製造方法とすることもできる。  この発明は、欠陥顕在化予測工程で、介在物等の潜在的欠陥に関する表層部の深さ方向の分布情報、即ち鋼帯の厚み内部方向における潜在的欠陥部の分布に関する情報を利用して、欠陥の顕在化について予測を行う。従って、その時点では表面欠陥として顕在化していない潜在的欠陥についても、その後の工程での顕在化の可能性を予測することができる。この場合、過去のデータを蓄積しておくことにより、予測の精度を向上させることができる。
これらの発明においてはさらに、表層部性状測定工程は、鋼帯測定面表層部を交流磁化すると同時に、表層部の性状に起因して生じる交流磁束の変化を測定することで、鋼帯の表層部の性状を測定することを特徴とする鋼帯の製造方法とすることもできる。
【００２４】
上述の発明では表層部の内部についても測定を行うため、生産ラインにて表層部性状を測定する原理としては、磁気を用いた方法が適当である。その中でも、交流磁束を用いた方法がより望ましい。それは直流磁化を用いる場合に比して表皮効果の影響により磁束の浸透深さが制限され、鋼帯の表層部近くに磁束が集中することになり、表層部の性状を効率よく検出することができるからである。
【００２５】
同様の理由で、表層部の性状を測定するためには、表面のみしか検出できない光学式の表面検査装置では不適当である。また表面の性状評価だけに限った場合にしても、熱延板段階あるいは酸洗板段階で光学的方法を適用する場合、無害ではあるが表面に存在する模様などがノイズとなりがちであり、それにより測定精度は大きく制約される。また、超音波反射法の利用についても、鋼帯内部の情報は得られるものの、表面エコーの影響により表層部に不感帯ができてしまうため、一般に不適当である。
これらの発明において、表層部性状測定工程が、鋼帯を交流磁化し、磁束を鋼帯の略幅方向に並べて設けられた２以上の磁気センサで検出し、検出信号の幅方向の差分信号を基に鋼帯の表層部の性状を測定することを特徴とする鋼帯の製造方法とすることもできる。
【００２６】
この発明においては、磁束を鋼帯の幅方向に並べて設けられた２つの磁気センサで検出し、２つの磁気センサの出力の差分信号を基に、鋼帯表層部の性状測定を行う。本発明が対象としている表層部の異常部は、上述のように鋼帯のＣ断面においては非常に微小で、圧延方向に長い形状に延ばされる。このような表層性状異常部は、幅方向位置によって、検出される磁束の大きさが大きく異なる。よって、幅方向に並べて配置した２つのセンサの差分信号を求めることにより、このような異常部の性状を精度よく測定することができる。なお、本明細書において鋼帯の幅方向というのは、特に断らない限り当該鋼帯の圧延方向と直角な方向を意味するものである。
【００２７】
差分信号を求めた後は、例えば、それを整流し、整流された直流成分の大きさをもとに性状の異常さの程度（最終消費に至るまでの各工程で顕在化するかどうかの可能性）を評価することができる。整流の方法も、単に整流する方法、交流磁化電流に同期しある位相差を有する信号により同期検波を行う方法等、従来の渦流探傷法に用いられている方法を適宜使用することができる。
これらの発明において、表層部性状測定工程は、Ｅ型形状の強磁性体の３本の脚部を、それぞれ鋼帯面に対向して、かつ鋼帯の幅方向に並べて配置し、中央の脚部に巻回された１次コイルに交流電流を印加して鋼帯を励磁し、外側の２つの脚部それぞれに巻回された２次コイルに誘起された電圧の差分を前記差分信号とすることを特徴とする鋼帯の製造方法とすることもできる。
【００２８】
この発明においては、Ｅ型形状のヨークを有する磁化装置兼磁気センサ（Ｅ型センサ）を使用している。即ち、Ｅ型形状の強磁性体の３本の脚部を、それぞれ鋼帯面に対向して略垂直に、かつ鋼帯の幅方向に略平行に並べて配置し、中央の脚部に巻回された１次コイルに交流電流を印加すると、中央の脚部で発生する交流磁束は、鋼帯の表面を通して両側の脚部に向かって集中的に流れ、両側の脚部を通って中央の脚部に戻る。即ち、鋼帯の幅方向に向かう磁束が集中的に発生する。よって、鋼帯の長さ方向（圧延方向）に長い表層部性状異常部がある場合、磁路が遮断され、検出される磁束が変化しやすくなる。
【００２９】
従って、本発明の対象とする鋼帯のＣ断面においては非常に微小で、圧延方向に長い形状を有する表層部異常部の性状を精度良く検出することができる。なお、磁化装置兼磁気センサの配置角度は、鋼帯面あるいは幅方向に対して多少ずれていても原理的に測定可能である。実施の際は、潜在欠陥の位置が特定できる程度に配置されていれば、測定上差し支えない。
これらの発明において、表層部性状測定工程は、鋼帯を交流磁化し、磁気センサを鋼帯の幅方向に走査し、走査に伴って発生する磁気センサの信号の変化に基づいて表層性状異常部の検出を行うことを特徴とする鋼帯の製造方法とすることもできる。
【００３０】
この発明においては、磁気センサを鋼帯の幅方向に走査し、走査に伴って発生する磁気センサの信号の変化に基づいて表層部性状の測定を行っているので、鋼帯の幅方向の磁束の変化を検出し、それに基づいて表層性状異常部の検出を行うことができる。その結果、鋼板の圧延方向に長い形状を有する表層部性状異常部を精度よく検出することができる。
【００３１】
磁化の方向としては、鋼帯の幅方向に強く磁化することが特に有効である。なお、鋼帯の走行中に検査を行う場合は、幅方向走査といっても、実際には鋼帯に対して斜め方向に走査していることになるが、このような場合でも本発明の作用効果が得られることは明らかであり、本発明はこのような場合をも含むものである。
この発明において、表層部性状測定工程が、磁気センサを機械的に鋼帯幅方向に移動させることで、鋼帯幅方向走査を行うことを特徴とする表層部性状に優れた鋼帯の製造方法とすることもできる。
【００３２】
この発明では、磁気センサ自体を文字通り走査させることにより、鋼帯幅方向の表層部性状測定を行う。走査手段としては、レール方式、ボールネジ駆動方式等、各種の方法が知られており、設置場所等に応じて適宜用いることができる。
またこれとは別の走査方式による発明として、表層部性状測定工程は、磁気センサを鋼帯幅方向に複数個配置し、磁気センサを電子的に切り替えて選択することにより、鋼帯幅方向走査を行うことを特徴とする鋼帯の製造方法とすることもできる。
【００３３】
この発明では、幅方向に並べて配置された磁気センサを用いて電子的に走査を行う。前述の発明と共に、これらの発明においては、それぞれ機械的、電子的に走査を行っているが、いずれの方法でも同様の効果が得られる。特に、後者の発明においては電子的に走査するため、機械的な走査の場合と比べて高速な走査が可能になり、測定対象が高速で移動している場合であっても、走査間隔により生じる圧延方向の不測定領域を減らすことができる。また、可動部がないため、信頼性、耐久性を向上させることができる。
さらに別の走査方式による発明として、表層部性状測定工程が、脚部にコイルが巻回された櫛型形状の強磁性体の４本以上の脚部を鋼帯面に対向して鋼帯の幅方向に並べて配置し、隣り合う３本の脚部の組の選択を時間的に切り替えながら、選択された３本の脚部のうち、中央の脚部に巻回された１次コイルに交流電流を印加して励磁し、外側の２つの脚部それぞれに巻回された２次コイルに誘起された電圧の差分信号を基に表層部の性状測定を行うことを特徴とする鋼帯の製造方法とすることもできる。
【００３４】
この発明は、多数の脚部を有する櫛形形状のヨークを使用し、その脚のうち隣り合う３本を順次選択してＥ型形状コイルとして使用している。よって、前述のＥ型センサを用いる発明と同様の作用効果を奏することができ、かつ、前記発明と同様、電気的なコイルの切り替えで幅方向の走査が行えるので、可動部分が無く、構造が簡単で故障の少ないものとすることができる。また、必要に応じて、センサの集積度を上げ、コンパクト化ができると共に、多チャンネルの（複数の）センサを一体形成できるので、寸法精度を向上させることができる。
またこれらの発明において、表層部性状測定工程が、表層部性状測定における鋼帯の励磁の、直流磁化レベルが実質的にゼロに近い状態であって、交流磁化の周波数が100kHzから10MHzの範囲であることを特徴とする鋼帯の製造方法とすることもできる。
【００３５】
最終消費に至る各工程において、その測定部が欠陥として顕在化するかどうかを判定するために測定すべき範囲は、表層部に限られるため、なるべく磁束を表層部に集中させることが好ましい。それには、磁束の浸透深さ（磁束密度が表面の1/eとなる深さ）を50μm程度以下とすることが適当である。
【００３６】
鋼の場合、直流磁化が0に近い状態では100kHz以上の周波数であることが好ましい。また、ノイズに対する安定性の面から、および浸透深さがあまり浅くならないようにするために、交流磁化の周波数は10MHz以下とする。従って、この発明では、交流磁化の周波数が100kHzから10MHzの範囲とする。交流磁化の周波数は、さらには1MHz以下とすることが好ましい。
【００３７】
なお、交流磁束に直流磁化印加することにより、微分透磁率を低下させ、同じ励磁周波数を用いていても、直流磁化を印加しない場合と比べ、浸透深さは深くすることが可能である。そのため、複数の浸透深さの測定条件を実現するために、直流磁化レベルを制御することも可能である。
【発明の効果】
【００３８】
以上説明したように、本発明によれば、鋼帯製造工程の中で熱間圧延後に表層部の性状を測定することで、その測定段階では顕在化しておらず、それ以降の最終消費に至るまでの各工程のいずれかで顕在化する部位を予測し、その部分を含む領域を部分的に除去するなど適当な対応をとることで、欠陥が少なく品質の高い鋼帯を効率的に製造することができる。鋼帯としては特に酸洗鋼帯、冷延鋼帯のみならず、特にその処理により欠陥が顕在化しやすい鍍金鋼帯などの表面処理鋼帯に対し高い効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
発明の実施について、図９，１０を用いて説明する。図１０に例示するように、予測工程以降の工程、製造条件を決定する。あるいは、特に欠陥として将来的に顕在化すると予測された部位を冷間圧延前に部分除去する。図１０の欠陥顕在化予測工程は、図９に示すように表層部性状測定装置13、欠陥顕在化予測装置15によって行われる。
【００４０】
ここでいう性状とは、他の健全部とは異なる異常部の有無、種類およびその空間的な分布を指す。また、「他の健全部とは異なる異常部」とは、具体的に例示すると、スケールの下地鋼層への噛み込み、非金属介在物、スケールと下地鋼層との境界部の大きな凹凸、結晶粒径、粒性状の異なる部分、成分のむらなどがある。
【００４１】
まず、鋼帯の表層部の性状を測定する製造工程、場所の選択について説明する。
異常部を部分的に除去する場合には除去により生じる性状変化により、逆に欠陥を発生させることの無いよう、鋼帯の形状、性状を、圧延などの後の工程にて均一に整える必要があるため、表層異常部の部分除去はできるだけ上流にて、少なくとも冷間圧延前に行う方がよい。
【００４２】
また、製造工程・条件決定工程では、このような下工程へのフィードフォワードだけではなく、これから製造する、いわゆる、次の製造タイミング（製造チャンス）、次の製造ロットで、製造される鋼帯の製造条件へのフィードバックも含む製造条件の変更、あるいは工程変更について決定するための情報を出力する。このようにして、将来的に次工程以降で欠陥が顕在化するかどうかを予測することで、これから製造する鋼帯の製造条件を決めたり（フィードバック）することもできる。
【００４３】
例えば、製鋼工程など、異常部の原因を生じた工程への製造条件のフィードバックを早期に行うことを考えた場合、できるだけ上工程に近い工程にて表層部の性状測定を行うことが望ましい。そのためにも、表層異常部の除去に先立って行う必要がある、表層部の性状測定も少なくとも冷間圧延前に行うことが望ましい。
【００４４】
一方で、以下の理由からは、表層部の性状測定はできるだけ下流側、少なくとも熱延工程以降が望ましい。
1)  微小な異常部を検出する際には、
(a)表面凹凸に起因するノイズ発生により、検出能が低下しないように、
(b)センサを鋼帯表面に近接させて検出する場合に、センサと鋼帯との距離（リフトオフ）変動により検出能が劣化しないように、また
(c)リフトオフ変動により、センサと鋼帯が接触し、センサが破損したり、鋼帯に傷が付くことの無いように、
という(a),(b),(c)の理由により板形状は良い必要がある。
【００４５】
この点、下工程側で板形状はより良い傾向があり、またテンションなどをかけることにより、下工程側でより形状は安定する。その他、
2)  圧延されて板厚が減少し、それに伴い異常部が表面からできるだけ近くに存在する方が検出は容易である。
3)  圧延により異常部も変形していく中で、最終製品にできるだけ近い段階で検出することで、重大度の評価もより正確にできる。
【００４６】
以上のような理由により、表層部異常部を除去する場合には、熱間圧延後冷間圧延前に、表層部性状測定装置および部分除去装置を設置するのがよい。また、それ以外の製造条件を選択する場合には、上記述べたような設置位置に関する事項をそれぞれにケース毎に考慮して設置位置を決める必要がある。
【００４７】
例えば、表層部性状測定結果により製造条件として、板厚を決定する必要がある場合には、表層部性状の測定は冷間圧延前に行う必要がある。また、たとえば、鍍金鋼板においてプレス後表面欠陥が顕在化するかどうかを予測し、プレス後の欠陥顕在化が予測される部位にそれ以降の工程で使用しないようマーキングを入れる、あるいは鋼帯長手方向の欠陥が多発すると思われる領域を切り落とすなど鍍金後であっても実施可能な手段を執る場合には、最終使用形態に近い鍍金後に表層部の性状測定を行うという選択もあり得る。
なお、表層部性状測定装置の設置位置の選択に関しては、前で述べた理由の他に以下のようなものがある。
1)異常部検出、除去のためには、鋼板のばたつき量は少ないことが望ましい。
2)異常部検出、除去のためには、ライン速度は速すぎないことが望ましい。熱間圧延ライン出側などは、非常に高速であり、一般に不適当である。
3)除去により、切り粉などが発生するため、水洗、乾燥などが容易にできる設備を持つか、あるいは設置が容易であることが望ましい。
【００４８】
上記の1)に関しては、具体的にはa)レベラをかけられることが望ましい、b)テンションが強くかけられることが望ましいので、レベラ後、かつ鋼帯の検査面と反対側の面をロールにより支持された位置に表層部性状測定装置を設置するのがよい。また、上記2),3)の理由より、酸洗ライン入り側（酸洗槽直前）に設置できればなおよい。表層性状異常部除去装置においても、同様の理由により表層部性状測定装置と同様の位置に設けることが好ましい。
【００４９】
また、鋼帯のユニットテンションが0.3kgf/mm2以上である場所で検査を行えば、鋼帯はフラットになるので、鋼板の歪みの影響を受けずに、精度の良い検査を行うことができる。
表層部の性状測定後、それ以降の工程において、欠陥として顕在化するかどうかの予測は、表層部性状の測定結果だけではなく、表層部の性状測定を行うまでの製造条件実績、それ以降の工程で予定されている製造条件、製品の仕様（鋼帯の客先、最終消費される段階での使用形態など含む）など様々な条件のうち関連の深いものを加味して行うことでより精度の高いものになる。具体的には鋼種、熱処理条件、圧延条件、鍍金の種類、その他鋼帯製造ラインの種々の状況、プレス条件、塗装条件、最終的な使用形態などである。
【００５０】
欠陥あるいは欠陥候補は、図１２に示されるように３つに分類される。
(1)有害欠陥Ａ：予測装置の表層部性状測定後の工程で新たに発生する欠陥
(2)有害欠陥Ｂ：表層部性状測定装置で測定し、信号として検出された部位のうち、その後の工程で欠陥として顕在化すると予測された測定部位
(3)正常部：表層部性状測定以降に顕在化しないと予測された測定部位
通常、有害欠陥は最終工程において、表面欠陥計または人間での目視によって表面検査をされて、上述の(1)(2)の両方を検出対象としている。
【００５１】
これらの有害欠陥は、たとえば、有害度の非常に大きい場合には、その欠陥部のすべての場所を切断・切除する。また、有害度が中〜軽度の場合には、鋼帯の１出荷単位としての１コイル中、あるいは、一定鋼帯長さ単位（たとえば、５００ｍや１０００ｍ単位）ごとに存在する欠陥数が許容範囲内に収まるように、適宜欠陥部を切断・切除して、鋼帯１コイル中あるいは、単位長さあたりの欠陥中を調整する作業を行っている。
【００５２】
また、欠陥の個数が許容範囲に収まらない場合は、納入先である、向け先や用途を変更して、製品グレードを落として出荷する。よって、これらの作業は、欠陥の歩留まり低下だけでなく、切断・切除の作業を行うために、専用の検査ラインや切断ラインに搬送する必要があり、膨大なコストがかかるという問題がある。また、欠陥が多すぎて出荷できない鋼帯に対して鍍金工程等の処理を行うというように、無駄な工程を行うコストも発生する。
【００５３】
これらの問題は、欠陥の有無を事前に把握できないことによるもので、とくに、これら欠陥のなかで、主に重大欠陥として扱われるものは、製鋼工程あるいは熱間圧延工程での異常操業が原因となって発生するものである。これは、熱間圧延後かつ冷間圧延前に設置された表面性状測定装置で検出する場合、図１２の有害欠陥Ｂ、即ち表面性状測定以降に顕在化した表面欠陥に相当する。したがって、最終工程以前に、有害欠陥Ｂの存在を知ることができれば、予定していた次工程以降の工程ルート（次工程→次次工程→次次次工程→・・・→出荷→・・・→客先使用等に至る鋼帯物流ルートのこと）を変更したり、あるいは最終製品として納入する客先ユーザの向け先を変更したり、製造条件を変更して、対処することが可能となる。
【００５４】
これによって、少なくとも鋼帯が最終工程に装入される以前に予測すれば、従来の最終製品が完成するまでの無駄な工程や欠陥を除去するための余分な工程を行わないように製造工程ルートを設定することができ、製品の歩留まりを向上のみならず、製造コストの低減に結びつけることができる。
【００５５】
また、前述したように、表層部測定装置の信号レベルが同じであったとしても、どのように最終製品として出荷され、使用されるかが変わると、図１２の有害欠陥Ｂに予測されるものになるか、無害欠陥Ｃに予測されるものになるかが異なってくる。すなわち、溶融鍍金鋼板か、電気鍍金鋼板か、冷延鋼板か、また、自動車向けか、電気製品向けか、などにより、同じ欠陥でも許容度が異なってくる。これは、たとえば、鍍金で鍍金下の原板鋼板に存在する欠陥が見えにくくなったり、逆に見やすくなったりする場合があったり、客先でのプレス形状や塗装条件によって、同様に、見やすくなったり、逆に見えにくくなったりする場合があるからである。
【００５６】
したがって、図１２の有害欠陥Ｂの領域は、条件によって、広くなったり、狭くなったりするものである。また、予測装置の判定には、検出された一つ一つの部位で判断されるのみにならず、１コイル中、あるいは、単位長さ中に存在する予測された欠陥全体、たとえば、予測された欠陥の程度と欠陥数、欠陥の密集度等の分布を考慮して判定される。
【００５７】
これらの情報は図９に示すように製造情報保持装置１６（一般には上位計算機としてプロセスコンピュータなどが利用される）、対応付けデータベース１７によって欠陥顕在化予測装置１５に提供される。製造情報蓄積装置１６は、表層部性状測定対象の鋼帯のコイル番号、品種、成分特性を示す鋼種、検査条件、客先や仕様用途などの製造条件の情報が、各鋼帯に対応して、記憶されており、この情報を表層部性状測定が開始されるまで、あるいは、欠陥顕在化予測処理が開始されるまでに、欠陥顕在化予測装置１５ａ、１５ｂに伝送する。欠陥顕在化予測装置１５ａ、１５ｂは、表層部性状測定装置１３ａ、１３ｂの表層部性状の検出信号と、製造情報保持装置１６からの鋼帯の情報、対応付けデータベース１７の情報とに基づいて、鋼帯の各部位が鋼帯の情報に含まれる最終ラインで表面欠陥が顕在するかどうかをチェックする。
【００５８】
たとえば、鍍金鋼帯において鍍金後に顕在化する表面欠陥の例では、冷間圧延前には同じような表層部性状であっても、鍍金の種類（溶融鍍金／電気鍍金、合金化溶融めっき（GA）／単純な溶融鍍金(GI)、単層鍍金／２層鍍金）によって、めっき後に表面欠陥として顕在化するかどうかは異なる。また鍍金鋼帯をプレスした際に顕在化する欠陥に関しても、鍍金種によりプレス時に表面のしゅうどう（摺動）性などが異なることから、同様の差が生じる。
【００５９】
したがって、これらの差を判断するために、表層部性状測定装置１３ａ、１３ｂの各信号、たとえば、所定の閾値を超えた異常部の大きさ（長さ、幅、厚さ）、形状、深さ位置などの特徴量の値と、各工程で最終的に顕在化して、表面欠陥計または人による目視検査で検出される表面欠陥の種類、および／または、程度を示す等級とをあらかじめ対応づけておく必要がある。この情報は、表層部性状測定装置信号と各製造工程（たとえば、連続焼鈍、連続溶融亜鉛めっき、連続電気亜鉛めっき等の製造ライン）で検出される表面欠陥との対応付けがテーブル化されていて、ファイルとして対応付けデータベース１７に記憶されている。
【００６０】
なお、このデータベースは表層部性状測定装置１３ａ、１３ｂで測定後、各製造工程において表面検査を実施し、それぞれの製造工程での結果が収集できた場合には、その結果を上位計算機である製造情報保持装置１６のプロセスコンピューターに検査情報として入力されて、その後、対応付けデータベース１７に伝送、記憶される。また、顕在化予測装置１３ａ、１３ｂの測定結果も、製造情報保持装置１６経由で、対応付けデータベース１７に伝送され、記憶される。表層部性状測定装置の結果と、各工程の表面検査の結果とは、鋼帯のコイル番号等で鋼帯の対応付けをして、鋼帯内の位置は搬送の向きのみならず、圧延での圧下率も考慮して、対応付けを行う。
【００６１】
表層部性状測定装置１３ａ、１３ｂの測定信号と表面検査結果とが逐次記憶されて、対応テーブルが更新されていく。表面検査結果のデータは、鋼帯が最終的に検査された工程に限らず、最終に至るまでの途中工程で検査をした場合には、そのデータも入力し、対応テーブルを作成していく。そして、このテーブルに基づき、欠陥顕在化予測装置１５ａ、１５ｂの予測判定のロジックを作成する。あるいは、ニューラルネットワーク等のロジック自動生成ツールに、テーブルのデータを入力して、判断ロジックを作成してもよい。
【００６２】
さらに、欠陥顕在化予測装置１５は、予測対象鋼帯がどの製造工程であれば、問題ないかを判断して、工程ルートを選択する。この予測結果を製造情報保持装置１６に伝送し、以降の鋼帯の工程ルートを変更する。このとき、鋼帯が客先や仕様用途が予め一つに決定されていなくとも、欠陥顕在化予測装置１５ａ、１５ｂ以前の製造条件、たとえば鋼種に基づいて、候補とされる複数の品種、客先、仕様用途から予測判定結果に従って、鋼帯の物流ルートを予測判定結果後に一つに選択するようにしてもよい。このように、本願発明により、物流ルートなどを柔軟にすることができる。
【００６３】
図１３，図１４に予測結果に応じて、製造工程・製造条件を決定するプロセス例を示す。ここでは、図１３に示すように、表層部性状測定を行い、製品種1の条件における欠陥顕在化予測を行う。測定結果と前記対応付けデータベース１７に記憶されている対応付けテーブルとを比較して、製品種1に適用できる程度の表層部性状であるかを予測し判定する。合格／不合格の判断は、たとえば、表層部性状測定部位１つごとに行うのみでなく、鋼帯１コイル、または、単位長さあたりの顕在化欠陥の個数でも判断する。たとえば、顕在化欠陥の個数が1つでも、程度が重程度と予測される場合は不合格とし、程度が中程度から軽程度の場合には、１コイル中、あるいは単位長さあたりの個数が、たとえば５個超えの場合に不合格と判断する処理を行う。合格の場合は製品種1の条件による製造を行う。不合格の場合は、製品種2の条件に適用できる程度の表層部性状であるか欠陥顕在化予測を行う。
【００６４】
以下、同様に予測結果の判定を行い、合格であれば製品種2の条件による製造、不合格であれば次の品種における欠陥顕在化予測、というように順次処理を行う。このようにして、予測結果に応じて製品の仕様を変更し、それに応じて製造工程・製造条件を決定する。このような判定ロジックは基準が厳しい製品種から判断していく（基準が厳しい製品種を製品種１にする）ように設定し、すべての製品種の基準にも適用されない場合には、製品となり得ないスクラップとされる。
【００６５】
具体的な例としては、表面性状の測定を行った結果、高級自動車用外板として使用される、合金化溶融亜鉛鍍金鋼板として以降の製造工程を実施した場合、十分な品質が確保できると予測された場合には、自動車用外板とし適当な厚さに圧延するなど所定の製造をおこなう。またもし前記予測の結果、自動車用外板合金化溶融亜鉛鍍金鋼板としては不適当であるが、建築用一般材としては使用可能であると予測された場合には、納入先を変更して、それに対応した板厚に圧延し、合金化しない鍍金鋼板とするなど次工程以降の製造条件および製品仕様（向け先を含む）を決定する。
【００６６】
また、図１３の判断手順の、製品種変更あるいは客先変更である向け先変更をする以外に以下の判断もある。たとえば、製品出荷に当たって、納期の関係から製品種、向け先の変更ができない場合がある。そのような場合には、図１４に示すように、表層部性状測定を行い、製品種1について欠陥顕在化予測、予測結果による判定を行い、合格の場合は製品種1の条件による製造を行う。測定した結果、製品種１に存在してはならないものがある、あるいは個数（単位長さあたり）が許容数を超え、不合格となる場合は、鋼帯の長さ方向における鋼帯中の存在不可となる不合格部位を決定する。
【００６７】
次いで、鋼帯の不合格部位を切断して除去し、あるいは、研削して無害化して、次工程以降は予定どおりの処理を行う。このようにして、欠陥顕在化が予測される部分を幅方向全体について除去し正常部のみを接続する、あるいは、欠陥顕在化予測部分の周辺部を無害化して正常な鋼帯とすることもできる。
【００６８】
具体的な例としては、鍍金鋼板製造を前提に前記予測の結果、鋼帯の長手方向のある領域にめっき以降に欠陥が生じることが予測された場合には、鋼帯のその領域を鍍金前に切断、除去しておくことが可能である。
【００６９】
本願発明での欠陥顕在化予測の判断方法は、図１３、図１４の処理を独立でなく、組み合わせて行う場合もあり、さらには図１３、図１４に基づく処理に限るものでもない。
図８は、本発明の実施の形態の１例を説明するための図であり、酸洗ラインにおいて、入側レベラ１１の後に表層部の性状測定装置13を設け、欠陥顕在化予測装置15により性状異常部が後の工程において欠陥として顕在化するかどうかを予測し、表層性状異常部除去装置１４により、その中から除去対象部を決定し、その除去対象部を含む領域を部分除去手段により除去する製造方法を示した図である。表層部性状測定装置としては、後に図１〜図６に示すような、Ｃ断面においては非常に微小で、圧延方向に長い形状の表面性状異常部の性状を精度良く測定するものが用いられている。
鋼帯の表裏に対応する構成要素、周辺状況も含めて構成・動作を詳述する。まず、酸洗ライン入り側に設置されたレベラ１１により板の凹凸が低減される。その後に、板へのテンションが大きく、また大径のブライドルロール１２ａ〜１２ｄに巻き付いた位置に、鋼帯１を挟んでブライドルロール１２ａ〜１２ｄと反対側に表層部性状測定装置１３ａ（鋼帯表側用）、１３ｂ（鋼帯裏側用）、および表層性状異常部除去装置１４ａ（鋼帯表側用）、１４ｂ（鋼帯裏側用）を設置する。
【００７０】
なお、表側欠陥顕在化予測装置１５ａ、裏側欠陥顕在化予測装置を１５ｂとする。この場合、表層部性状測定装置を設置する位置における鋼帯のユニットテンションは板のばたつきを抑え、リフトオフ変動を低減するため、0.3kgf/mm2以上であることが好ましい。表裏のシステムは原理的には別々に動作させることから、以後は簡単のため、表側について説明するが、裏側についても同様である。
【００７１】
以下にまず、表層部性状測定装置１３ａ、欠陥顕在化予測装置１５ａ、表層性状異常部除去装置１４ａの基本的な動作の概略および相互の関係について述べる。表層部の性状を評価するにあたり、主要な着目点は、鋼板の表層下をも含む、異常部の大きさ（圧延方向長さ、幅方向長さ、厚さ）、形状および深さ位置である。
【００７２】
それらは、性状測定方法として、交流磁束を用いた方式を採る場合には、測定結果データとして、同期検波後の信号振幅、位相およびそれらの２次元的な分布を用いることで評価することができる。位相は性状異常部の深さ位置に関する情報を含んでいる。また、交流磁束の励磁周波数を変えることで、磁束の鋼板表面からの浸透深さが変わるため、複数の励磁周波数での測定を行うことで、上記測定結果データより、他の部分と異なる性状を持つ表層部の深さ方向の分布（厚さ、深さ位置など）に関するより詳細な情報を得ることができる。
【００７３】
表層部性状測定装置１３ａは、板のばたつき、板変形によるリフトオフ変動やセンサへの鋼帯の接触を抑えるため、上記に述べたようなライン内の位置に設置される。表層部性状測定装置１３ａでは、欠陥顕在化予測装置１５ａに対し、鋼帯上の各測定点における信号値などを伝送する。伝送するデータとしては、例えば前述の発明で交流磁束を用いる表層部性状評価を行う場合には、上記各測定点における同期検波信号振幅だけではなく、同期検波位相も含むことが可能であるし、交流磁束の励磁周波数は１種類に限らず、複数種類用いる場合には、信号値、同期検波位相も周波数の数だけ増やすことが可能である。
欠陥顕在化予測装置１５ａでは、表層部性状測定装置１３ａからの情報を基に、表層部の性状を評価し、次工程以降において性状異常部が欠陥として顕在化するかどうかを予測する。
【００７４】
表層部の性状評価方法について、前述の発明の交流磁束を用いる表層部性状評価を行う場合の例を以下に述べる。まず各測定点における表層部性状測定装置から送られたデータから、例えば同期検波信号振幅に関し、ある一定の閾値を設け、それを越えた信号値を持つ、鋼帯上の２次元座標点を異常部候補点として一次的に抽出する。具体的には、図１１に示すように、２次元座標（長手方向x[ｍ]、幅方向y[m]）各点での同期検波振幅Ａ（x,y）および位相Ｐ（x,y）データを採取する。
【００７５】
そしてそれぞれの異常部候補点をかたまり毎に認識し（ラベリング処理）、それぞれの２次元領域の特徴量（圧延方向長さ、幅方向長さ、面積など）や厚さ、同期検波位相情報を求める。同期検波位相情報は、信号源の深さ方向位置を反映する量であるため、あらかじめ位相から深さへの換算係数を求めておくなどして、深さ位置情報として評価される。
【００７６】
このように、近接する異常指示部に関しては、同じひとかたまりの異常部として認識し、そのかたまり単位で、欠陥として顕在化するかどうかを予測する。例えば、深さ位置（位相から推定可能）がある一定閾値より浅く、幅がある一定閾値より広く、同期検波振幅がある一定閾値より大きい場合に、欠陥として顕在化すると予測する。
【００７７】
また、複数の周波数で交流励磁を行った場合は、より高い周波数で測定を行った場合はより表面に近い部分の性状異常部が強調されて測定されることから、深さに関してより詳細に評価することが可能である。
【００７８】
熱間圧延後冷間圧延前に鋼帯の表層部の性状を測定し、合金化溶融鍍金処理を行うまでにその測定部が欠陥として顕在化するかどうかを予測する方法の具体例としては、同期検波後の信号振幅レベルと位相を使うこと方法がある。表面からある深さよりも浅い位置にあり、ある一定以上の大きさを持つ圧延方向に長い異常部が鍍金処理後までに表面欠陥として顕在化することがわかっている。
【００７９】
そこで予測方法としては、図１６に示すように、上位計算機等の製造情報蓄積装置からのコイル情報を得た後、信号レベルが所定の閾値以上、または、超えるような、ある一定以上の信号振幅をもち、さらには、圧延方向に一定以上の長さをもった（または場合により、幅、面積、形状も考慮して）性状異常指示があり、位相が上記異常部深さ位置に対応する範囲にある場合に、表面欠陥として鍍金処理後までに顕在化すると予測するのである。
【００８０】
異常部の深さ位置については、表面に近いほど（浅い位置にあるほど）、以降の工程で圧延されて顕在化しやすいため、程度は悪くなる。このような情報を加味して、閾値を設定して、どこの工程で使用可能であるかを決定する。たとえば、上述の考えに基づき、図１５に示すような深さ位置の範囲で、連続焼鈍、連続溶融亜鉛めっき、連続電気亜鉛めっき等の製造ラインで使用できるか、できないかを判断する。
【００８１】
また別の予測の例としては、あらかじめめっき後表面欠陥となる部位が酸洗段階でどのような同期検波振幅レベルになるかを調査し、同期検波振幅レベルがある一定の閾値を越えた場合に、めっき後表面欠陥になると予測し、閾値よりも小さい場合には表面欠陥にはならないと予測すれば、予測方法自体は単純な方法となり得る。なお閾値、予測アルゴリズムは、予測が行われるまでの製造条件目標、実績や、それ以降に予定される製造条件、用途や検査仕様などの製品仕様によって選定される。
【００８２】
表層性状異常部除去装置１４ａは、欠陥顕在化予測装置１５ａからの除去対象表層性状異常部位置（長手方向、幅方向、深さ方向）、表層性状異常部長さ情報に基づき、表層性状異常部部を含む領域を部分的に研削、あるいは切削により除去する。なお、表層性状異常部除去装置１４ａも表層性状異常部除去を安定に行うため、欠陥候補部検出装置１３ａAと同様、板のばたつき、板変形の影響の少ないライン内位置に設置される。なお、全体の動作シーケンスのコントロールは、シーケンサ（図示せず）などにより行うものとする。
【００８３】
表層部性状の異常部を除去された鋼帯は、冷間圧延を経て、めっきを施され、めっき鋼帯となる。このように、下工程で欠陥となる部分が酸洗段階で除去される結果、このめっき鋼帯は、表面欠陥の非常に少ない良質なものとなる。
以下、本発明に用いるのに特に好適な表層部性状測定装置の例をいくつか説明する。図１は、表層部性状測定装置の構成（幅方向差分方式）を示す概要図である。鋼板１には、その幅方向に微小で長さ方向（紙面に垂直な方向）に長い表層性状異常部２が存在している。磁化電源３により、磁化器４のコイルに交流電流を供給し、鋼板１の表層部を集中的に磁化する。図では磁束が鋼板１の幅方向に向かって形成されるような磁化を行っているが、なるべくこのような磁化を行うことが好ましい。
【００８４】
前述の鍍金鋼板の表面欠陥のように、最終消費に至るまでの各工程のいずれかにおいて顕在化する欠陥は、製鋼工程において生じる非磁性金属介在物に発生原因がある場合、あるいは製鋼工程および熱延工程入り側（熱延前）における、酸化物の鋼材内部への混入に発生原因がある場合など、全製造工程のなかで、上工程側に起源があるとされている。その後、熱間圧延を経て大きく圧下されることで、本発明において性状を測定する工程においては、Ｃ断面（幅方向に鋼帯を切断したときの断面）においては非常に微小で、圧延方向に長い形状に延ばされる。そこで、本発明ではそのような異常部の特徴を鑑み、その異常部の性状を測定しやすい方式を採ることとする。
【００８５】
そして、鋼板１の外部に存在する磁束を２つの磁気センサ５ａ、５ｂで検出する。この場合、磁気センサ５ａの下に表層性状異常部２が存在するので、この表層性状異常部により磁束や渦電流が通りにくくなる結果、磁気センサ５ａで検出される磁束の方が磁気センサ５ｂで検出される磁束より多くなり、磁気センサ５ａの出力が磁気センサ５ｂの出力に比して大きくなる。
【００８６】
よって、これらの出力を差動増幅器６に導き、その出力を位相検波器７に入力して、磁化電源３の波形に同期した（位相はずれていることあり）信号により位相検波すると、表層性状異常部２の大きさに応じた信号が得られる。この出力は表層性状異常部レベル判別器８に導かれ、予め定められている閾値と比較されることにより、表層性状異常部２のレベルが判別される。
表層性状異常部２は、鋼板の幅方向には微小であるが、長さ方向には長いので、鋼板の幅方向に磁化を行えば、磁路の遮られる幅が大きくなり、大きな表層性状異常部信号が得られる。また、幅方向差分方式では、２つのセンサの出力の差動信号で表層性状異常部の判別を行っているので、センサに共通するノイズ（鋼板の透磁率の変化等）や外部ノイズは相殺され、Ｓ／Ｎ比の良い表層性状異常部の検出が可能である。
【００８７】
図２に、表層部性状測定装置の構成（Ｅ型センサ方式）の概要を示す。以下の図において、前出の図に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略することがある。この表層部性状測定装置では、磁化器および磁気センサとしてＥ型コイル９が用いられている。Ｅ型コイル９のヨークは３つの脚部９ａ、９ｂ、９ｃを有し、それぞれが鋼板１の表面に略垂直に、かつそれぞれが鋼板１の幅方向に並ぶように、鋼板１に対面して設けられている。
【００８８】
そして、中心の脚部９ａに巻回されたコイルには、磁化電源３からの交流電流が供給されて磁化されている。両側の脚部９ｂ、９ｃにもコイルが巻回され、磁気センサとして使用される。脚部９ａのコイルで発生した磁束は、鋼板１の表面近傍を通り、両側の脚部９ｂ、９ｃを通って脚部９ａに戻る。
【００８９】
そのとき、表層性状異常部２が図のような位置に存在すると、脚部９ａ、９ｂを通る磁束に対する磁気抵抗が、脚部９ａ、９ｃを通る磁束に対する磁気抵抗より大きくなり、これにより、脚部９ｂを通る磁束の磁束密度は、脚部９ｃを通る磁束の磁束密度より小さくなる。よって、脚部９ｂに巻回されたコイルに誘起される電圧は脚部９ｃに巻回されたコイルに誘起される電圧より小さくなり、両者を差動増幅器７に入力すると、両者の差に対応する電圧が出力される。
【００９０】
それを、位相検波器８に導き、磁化電源３の波形に同期した（位相はずれていることあり）信号により位相検波すると、表層性状異常部２の大きさに応じた信号が得られる。この出力は表層性状異常部レベル判別器８に導かれ、予め定められている閾値と比較されることにより、表層性状異常部２のレベルが判別される。
【００９１】
Ｅ型センサ方式も幅方向に配置することにより、前述の幅方向差分方式と同様、鋼板長手方向に伸びた異常部に対して、大きな表層性状異常部信号が得られる。また、差分方式のため透磁率の変化等や外部ノイズは相殺され、Ｓ／Ｎ比良く表層性状異常部の検出が可能である。
図３に、表層部性状測定装置の構成（機械的幅走査方式）の一部を示す。この表層部性状測定装置においては、図示しない磁化装置によって、鋼板１が板幅方向に交流磁化されている。磁気センサ５を板幅方向に走査し、その出力の時間的な変化を観察する。表層性状異常部２が存在すると、その部分で検出される磁束が変化するため、磁気センサの出力が変化するので、磁気センサ５の出力を信号処理することにより表層性状異常部２を検出できる。鋼板１が長さ方向に走行している場合は、検査範囲がジグザグの範囲になるが、磁気センサの数を増やして走査範囲を短くし、走査速度を速くすれば、所定長さ以上の表層性状異常部を検出することができる。
図４に、表層部性状測定装置の構成（電子走査方式）の一部を示す。この表層部性状測定装置においても、図示しない磁化装置によって、鋼板１が板幅方向に交流磁化されている。この表層部性状測定装置においては、鋼板１の幅方向に多数の磁気センサ５が配置されている。磁気センサ５の出力はスキャナに接続され、順次選択された１つの磁気センサの出力が信号処理されるようになっている。このようにすれば、図３における機械的走査と同等の走査を電子的に行うことができる。この走査は高速で行うことができるので、検出できる表層性状異常部の長手方向長さを短くすることができる。
【００９２】
この表層部性状測定装置において、１つずつの磁気センサ５の出力を逐次処理してその時間的変化から表層性状異常部を検出するのでなく、隣り合う２つずつの磁気センサ５の出力を逐次入力し、その２つずつの磁気センサの差分を演算し、前述のような処理により表層性状異常部を検出するようにしてもよい。このようにすれば、信号そのものを時間的に処理して表層性状異常部を検出する必要が無く、差分信号から直接表層性状異常部を検出することが可能になる。
図５に、実施表層部性状測定装置の構成（くし型センサ方式）の一部を示す。図５は、磁化装置と磁気センサの部分を中心に図示したもので、鋼板や信号処理回路については、図示を省略している。櫛型形状を有する櫛型強磁性体１０の各脚部が、鋼板の表面に略垂直に、かつ、それぞれが鋼板の幅方向に並ぶように配置されている。各脚部には、コイルが巻回されている。
【００９３】
このような検出装置を使用して表層性状異常部の検出を行うには、まず、（ａ）に示すように、図の左端の３つの脚部を使用し、その中央の脚部１０ｂのコイルを磁化電源３に接続して、交流磁束を発生させる。そして、その磁束をその両側に位置する脚部１０ａ、１０ｃに巻回されたコイルにより検出し、検出信号を差動増幅器６に導く、以下信号処理は図２に示したものと同様に行う。これは、櫛歯状のヨークの左側の脚部３つを、図２に示したＥ型コイルとして使用して検出を行っていること相当する。
【００９４】
次に、電気経路を電子的または電気的に切り替えて、（ｂ）に示すように、左端から２〜４個目の脚部を利用し、脚部１０ｃに巻回されたコイルを励磁し、その左右の脚部１０ｂ、１０ｄに巻回されたコイルにより磁束を検出する。さらに、図（ｃ）に示すように、さらに一つずつ右側の脚部３本を利用して同様の検出を行う。
【００９５】
以下、これを繰り返せば、鋼板の幅方向に向けて検出器を走査していることに相当し、広い幅の範囲に渡って機械的な動きを伴うことなく走査を行うことができる。励磁するコイル、検出コイルの切替は、電子的なスイッチを用いてもよいし、リレー等により切替を行ってもよい。
なお、図４、図５のようにセンサや櫛形の脚部を配置した場合、さらに一組以上のセンサ列や、櫛形形状の強磁性体を配置し、互いのセンサや櫛形の脚部が千鳥状に配置されるようにすると、幅方向に隙間無く表層性状異常部の検出を行うことができる。千鳥配置は、センサの形状（センサユニットのフレーム部分なども含む）によって、２列以上になることもあり得る。なお、千鳥配置にて近接することになったセンサ同士の電子走査タイミングは、センサ間での信号が干渉することのないよう、必要に応じて調整する。
【００９６】
なお、図６（ｂ）のような波形が得られるのは、圧延方向が長辺となる細長形状の表層性状異常部を板幅方向に走査しているからである。図７（ａ）に示すように、圧延方向細長表層性状異常部を圧延方向に走査しても、図６（ｂ）のように大きな信号は得られず、図７（ｂ）に示すように小さな出力が得られるのみである。よって、圧延方向に走査したのでは、圧延方向細長表層性状異常部を精度良く検出することは難しい。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の表層部性状測定装置の構成（幅方向差分方式）を示す概要図である。
【図２】本発明の表層部性状測定装置の構成（Ｅ型センサ方式）を示す概要図である。
【図３】本発明の表層部性状測定装置の構成（幅走査方式）を示す概要図である。
【図４】本発明の表層部性状測定装置の構成（電子走査方式）を示す概要図である。
【図５】本発明の表層部性状測定装置の構成（くし型センサ方式）を示す概要図である。
【図６】標準的微小表層性状異常部の磁気センサの信号波形を示す図である。
【図７】圧延方向細長表層性状異常部を圧延方向に走査した場合の磁気センサの信号波形を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態の１例を説明するための図である。
【図９】欠陥発生予測装置の構成を示す図である。
【図１０】基本的な構成例（概略の工程）を示す図である。
【図１１】予測フロー例（交流磁束を用いた例）のフローを示す図である。
【図１２】ある工程において顕在化した表面欠陥と事前に測定した表層部性状異常部の関係を示す図である。
【図１３】予測結果に応じて、製造工程・製造条件を決定するプロセス例（製品種、製造条件を決定する例）を示す図である。
【図１４】予測結果に応じて、製造工程・製造条件を決定するプロセス例（工程を決定する例）を示す図である。
【図１５】予測結果のうち、深さ位置により予測する一例を示す図である。
【図１６】欠陥顕在化予測装置の処理フローの一例を示す図である。
【符号の説明】
【００９８】
１  鋼帯
２  表層性状異常部
３  磁化電源
４  磁化器
５、５ａ、５ｂ  磁気センサ
６  差動増幅器
７  位相検波器
８  表層性状異常部レベル判別器
９  Ｅ型コイル
９ａ〜９ｃ  脚部
１０  櫛型強磁性体
１０ａ〜１０ｅ  脚部
１１  レベラ
１２ａ〜１２ｄ  ブライドルロール
１３ａ、１３ｂ  表層部性状測定装置
１４ａ、１４ｂ  表層部性状異常部除去装置
１５ａ、１５ｂ  欠陥顕在化予測装置
１６  製造情報蓄積装置（プロセスコンピュータなど）
１７  表層部性状測定信号と表面検査結果との対応づけ用データベース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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