JP6460131B2 - 溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法、溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価装置、及び溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法、溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価装置、及び溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法に関する。

一般に、溶融亜鉛めっき鋼板の製造工程においては、溶融亜鉛めっきが入ったポットに鋼板を通した後、鋼板表面をワイピング処理することによって鋼板表面に付着した溶融亜鉛めっきの厚みを均一にしている。このような溶融亜鉛めっき鋼板の製造工程では、ワイピング処理やその後の溶融亜鉛めっきの凝固過程において溶融亜鉛めっきの厚みにむらが生じることによって、鋼板表面に波形の凹凸である湯だれ（湯じわとも呼ばれる）欠陥が発生することがある。製品製造や製造工程開発においては、湯だれ欠陥の程度を評価する必要がある。このような背景から、特許文献１には、湯だれ欠陥の程度を目視によって○、△、×の３段階で評価する方法が提案されている。また、特許文献２には、溶融亜鉛めっき鋼板の表面粗度Ｒａを数点計測し、その標準偏差によって湯だれ欠陥の程度を定量的に評価する方法が提案されている。

特開平１０−２２６８６３号公報 特許第３２７８６０７号公報

しかしながら、特許文献１記載の方法によれば、湯だれ欠陥の程度を目視によって評価しているために、評価者の主観によって評価結果にばらつきが生じる。一方、特許文献２記載の表面粗度Ｒａの標準偏差に基づく評価方法は、特定の製造条件での例に基づくものであり、調質圧延（skin pass rolling）処理や化成処理の有無及びロール粗度の違い等、その他の製造条件では有効ではない可能性がある。このため、製造条件が変化した場合には、湯だれ欠陥の程度を精度よく評価することができず、結果として、溶融亜鉛めっき鋼板を歩留まりよく製造することが困難になる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、特定の製造条件に限定されることなく、溶融亜鉛めっき鋼板の湯だれ欠陥の程度を精度よく定量的に評価可能な溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法及び表面性状評価装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、溶融亜鉛めっき鋼板を歩留まりよく製造可能な溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法を提供することにある。

本発明に係る溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法は、溶融亜鉛めっき鋼板の湯だれ欠陥の程度を評価する溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法であって、前記溶融亜鉛めっき鋼板の幅方向の断面形状を示す断面曲線に対して位相補償形フィルタを適用することによって、前記溶融亜鉛めっき鋼板の幅方向のうねり形状を示すうねり曲線を算出し、該うねり曲線を構成するうねり要素の平均長さを評価指標として前記溶融亜鉛めっき鋼板の湯だれ欠陥の程度を評価するステップを含むことを特徴とする。

本発明に係る溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法は、上記発明において、前記溶融亜鉛めっき鋼板の複数の長さ方向位置において前記うねり曲線を抽出し、各うねり曲線から算出された前記評価指標の平均値又は最大値を用いて前記溶融亜鉛めっき鋼板の湯だれ欠陥の程度を評価することを特徴とする。

本発明に係る溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法は、上記発明において、前記断面曲線を含む２次元画像に対して前記位相補償形フィルタのカットオフ値より大きいカットオフ値を有する２次元の第２位相補償形フィルタを適用することによって前記溶融亜鉛めっき鋼板の表面の凹凸高さの平均値又は最大値を算出し、算出された凹凸高さの平均値又は最大値に基づいて前記溶融亜鉛めっき鋼板の湯だれ欠陥の程度を評価するステップを含むことを特徴とする。

本発明に係る溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法は、上記発明において、前記溶融亜鉛めっき鋼板の表面の凹凸形状を測定し、所定の第１高さ閾値以上の高さが所定の第１面積閾値以上の面積連続している凸欠陥部及び前記第１高さ閾値より小さい所定の第２高さ閾値以下の高さが所定の第２面積閾値以上の面積連続している凹欠陥部の総面積をそれぞれ前記凹凸形状の測定結果から算出し、検査領域内に占める前記凸欠陥部の総面積と前記凹欠陥部の総面積との和の割合を凹凸欠陥部面積率として算出するステップと、前記溶融亜鉛めっき鋼板の表面の輝度を測定し、検査領域を複数の小領域に分割して各小領域における表面の平均輝度を前記輝度の測定結果から算出し、隣接する小領域の中に平均輝度の差が所定値以上である小領域がある小領域を輝度欠陥部として抽出し、検査領域内に占める輝度欠陥部の総面積の割合を輝度欠陥部面積率として算出するステップと、前記凹凸欠陥部面積率と前記輝度欠陥部面積率とを線形結合した評価指標によって検査領域内における凹凸性欠陥の等級評価を行うステップと、を含むことを特徴とする。

本発明に係る溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価装置は、溶融亜鉛めっき鋼板の湯だれ欠陥の程度を評価する溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価装置であって、前記溶融亜鉛めっき鋼板の幅方向の断面形状を示す断面曲線に対して位相補償形フィルタを適用することによって、前記溶融亜鉛めっき鋼板の幅方向のうねり形状を示すうねり曲線を算出する手段と、前記うねり曲線を構成するうねり要素の平均長さを前記溶融亜鉛めっき鋼板の湯だれ欠陥の程度を評価する際の評価指標として算出する手段と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法は、本発明に係る溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法によって評価された溶融亜鉛めっき鋼板の湯だれ欠陥の程度に基づいて製造条件を制御することによって溶融亜鉛めっき鋼板を製造するステップを含むことを特徴とする。

本発明に係る溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法及び表面性状評価装置によれば、特定の製造条件に限定されることなく、溶融亜鉛めっき鋼板の湯だれ欠陥の程度を精度よく定量的に評価できる。また、本発明に係る溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法によれば、溶融亜鉛めっき鋼板を歩留まりよく製造できる。

図１は、本発明の第１の実施形態である溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法の流れを示すフローチャートである。 図２は、うねり要素の長さを説明するための模式図である。 図３は、溶融亜鉛めっき鋼板の表面の２次元画像の一例を示す図である。 図４は、溶融亜鉛めっき鋼板の断面曲線の一例を示す図である。 図５は、図４に示す断面曲線から得られたうねり曲線を示す図である。 図６は、本発明例の評価指標と目視により付与された湯だれ欠陥の程度の評点との関係を示す図である。 図７は、比較例の評価指標と目視により付与された湯だれ欠陥の程度の評点との関係を示す図である。 図８は、本発明の第２の実施形態である溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法の流れを示すフローチャートである。 図９は、うねり要素の平均長さの最大値と目視により付与された湯だれ欠陥の程度の評点との関係を示す図である。 図１０は、凹凸高さの最大値と目視により付与された湯だれ欠陥の程度の評点との関係を示す図である。 図１１は、凹凸高さの平均値と目視により付与された湯だれ欠陥の程度の評点との関係を示す図である。 図１２は、本発明の第３の実施形態である溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法の流れを示すフローチャートである。 図１３は、凹凸欠陥部面積率と目視により付与された凹凸性欠陥の程度の評点との関係を示す図である。 図１４は、輝度欠陥部の抽出方法を説明するための図である。 図１５は、輝度欠陥部面積率と目視により付与された凹凸性欠陥の程度の評点との関係を示す図である。 図１６は、評価指標と目視により付与された凹凸性欠陥の程度の評点との関係を示す図である。

従来、湯だれ欠陥の程度は、オペレータが溶融亜鉛めっき鋼板の表面を目視し、湯だれ欠陥の程度を複数段階の評点で表現することによって評価していた。ここで、湯だれ欠陥には平面方向に数ｍｍ以上の間隔での凹凸が見られるが、重度な湯だれ欠陥では小さな周期での凹凸のあるたれが重なりあって大きなたれとなっている。このことから、本発明の発明者らは、凹凸の間隔の大きさに着目し、うねりの平均長さを評価することにより、オペレータの目視評価と相関性の高い湯だれ欠陥の定量的な評価指標が得られることを想到した。

なお、うねりの平均長さは、一つの断面曲線に対して定義される。このため、湯だれ欠陥の程度を精度よく定量化するためには、複数の断面曲線についてうねりの平均長さを算出し、うねりの平均長さの平均値又は最大値を算出する必要がある。また、湯だれ欠陥のない鋼板では、どの断面曲線に対してもうねりの平均長さは小さな値をとるのに対して、湯だれ欠陥のある鋼板では、凹凸のある箇所に応じてうねりの平均長さが大きな値をとる箇所がある。

なお、本発明に使用する溶融亜鉛めっき鋼板としては、溶融亜鉛めっき鋼板、亜鉛−アルミニウム合金めっき鋼板、亜鉛−鉄合金めっき鋼板、亜鉛−マグネシウムめっき鋼板、亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金めっき鋼板等を用いることができる。加えて、本発明に使用する溶融亜鉛めっき鋼板としては、上記溶融亜鉛めっき鋼板の表面に化成処理等により表面処理皮膜を形成したものを用いることもできる。

以下、図面を参照して、本発明の第１〜第３の実施形態である溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法について説明する。

〔第１の実施形態〕
まず、図１〜図７を参照して、本発明の第１の実施形態である溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法について説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態である溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法の流れを示すフローチャートである。図２は、うねり要素の長さを説明するための模式図である。

図１に示すように、本発明の第１の実施形態である溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法では、まず、接触式や非接触式の表面粗さ測定装置を利用して、溶融亜鉛めっき鋼板（以下、鋼板と略記）の表面の凹凸形状の２次元画像を計測する（ステップＳ１）。次に、計測された２次元画像から形状補正により鋼板そのものの反りの成分を除去した後、２次元画像から幅方向の断面曲線を複数抽出する（ステップＳ２）。なお、幅方向の断面曲線は、鋼板の長さ１ｍあたり１０程度抽出するとよい。また、断面曲線を抽出する箇所は、湯だれ欠陥以外の欠陥がない箇所であることが望ましい。

次に、抽出された各断面曲線に対して位相補償形フィルタ（波長に対するハイパスフィルタ）を適用することによって、鋼板の幅方向のうねり形状を示すうねり曲線を算出する（ステップＳ３）。ここで、波長に対するハイパスフィルタとは、カットオフ値λｃ１よりも長い波長のものを通すフィルタのことを意味する。なお、位相補償形フィルタのカットオフ値λｃ１は、鋼板の算出平均粗さＲａを十分に除去できる値とし、例えば０．８〜２．５ｍｍの範囲内で設定するとよい。次に、予め決められたうねり曲線の評価長さの範囲内について、うねり曲線を構成する複数のうねり要素の長さＤを算出し、算出された複数のうねり要素の長さＤの平均値をうねり要素の平均長さＷＳｍとして算出する（ステップＳ４）。なお、うねり曲線の評価長さは、以前に求められた湯だれ欠陥の平均長さに基づいて決めるとよく、溶融亜鉛めっき鋼板の幅方向端部を含めないようにすることが望ましい。また、図２に示すように、うねり要素の長さＤとは、うねり曲線Ｃの正から負にゼロクロスする点（谷の開始点）Ｐ１から次の正から負にゼロクロスする点（谷の開始点）Ｐ２までの長さ、換言すれば、うねりの１波長分の長さのことを意味する。

次に、各うねり曲線から算出されたうねり要素の平均長さＷＳｍの平均値又は最大値を算出し（ステップＳ５）、算出されたうねり要素の平均長さＷＳｍの平均値又は最大値を評価指標として鋼板の湯だれ欠陥の程度を評価する。具体的には、うねり要素の平均長さＷＳｍの平均値又は最大値が小さい程、湯だれ欠陥が少なく、表面性状が良い鋼板であると評価する。なお、うねり要素の平均長さＷＳｍの平均値又は最大値は、うねり曲線Ｃの測定範囲内で大きな値を取り得るが、一般に、目視によって付与される湯だれ欠陥の程度の評点（湯だれ評点）は５点（劣悪）迄に抑えられているので、うねり要素の平均長さＷＳｍの平均値又は最大値に上限値（例えば１５等）を定めてもよい。

［実施例１］
本実施例では、連続式溶融亜鉛めっき設備で製造条件（調質圧延処理及び化成処理の有無）を変えて製造された４０個の溶融亜鉛めっき鋼板サンプルについて、湯だれ欠陥の程度を本発明例及び比較例を用いて評価した。比較例では、本発明と同様の処理で得られた複数のうねり曲線について高さの絶対値の平均値（算術平均うねり）を算出し、各うねり曲線から求められた算術平均うねりの平均値を湯だれ欠陥の評価指標Ｗａとして用いた。なお、うねり曲線の評価長さｌｒは４４．２ｍｍとした。また、各サンプルについて、目視で０点（良好）から５点（劣悪）の０．５点刻みで湯だれ評点を付与した。また、本実施例では、表面の凹凸形状は、非接触式の光学式表面粗さ測定装置（株式会社キーエンス製、ＶＲ−３０００）を用いて約３０ｍｍ×４０ｍｍの範囲について計測した。また、位相補償形フィルタのカットオフ値λｃ１は０．８ｍｍとした。計測された表面の凹凸形状の２次元画像を図３に示す。また、図４に図３に示す線分Ｌにおける断面曲線を示し、図５に図４に示す断面曲線から得られたうねり曲線を示す。なお、溶融亜鉛めっき鋼板の幅方向端部（図４，５に示すハッチ領域）には形状補正の影響が残ることから処理対象範囲からは除いた。

図６は、本発明例により求められたうねり要素の平均長さＷＳｍの最大値（単位：ｍｍ）と湯だれ評点との関係を示す図である。図７は、比較例により求められた評価指標Ｗａ（単位：μｍ）と湯だれ評点との関係を示す図である。図６と図７との比較から明らかなように、本発明例により求められたうねり要素の平均長さＷＳｍの最大値の方が、比較例により求められた評価指標Ｗａと比較して、湯だれ評点との相関関係が深いものとなっている。具体的には、図６に示す本発明例では、相関係数Ｒの二乗値（決定係数）Ｒ²が０．８０であったのに対して、図７に示す比較例では、決定係数Ｒ²が０．３７であった。以上のことから、本発明例によれば、目視による評価を行わなくても、特定の製造条件に限定されることなく、溶融亜鉛めっき鋼板における湯だれ欠陥の程度を精度よく定量的に評価できることが確認された。また、本発明例により評価された溶融亜鉛めっき鋼板の湯だれ欠陥の程度に基づいて製造条件を制御することによって溶融亜鉛めっき鋼板を製造することにより、溶融亜鉛めっき鋼板を歩留まりよく製造できる。

〔第２の実施形態〕
次に、図８〜図１１を参照して、本発明の第２の実施形態である溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法について説明する。

軽度な湯だれ欠陥は、たれが単発であり、大きな周期でのうねりで凹凸の差が小さいという特徴を有している。このため、軽度の湯だれ欠陥については、うねり要素の平均長さＷＳｍのみの評価では精度良く評価できないことがある。そこで、本発明の発明者らは、この軽度の湯だれ欠陥を細分化して評価するためには、発生する単発のたれの凹凸高さを抽出する必要があると考えた。そして、本発明の発明者らは、重度の湯だれ欠陥を評価するものとは異なるカットオフ値の大きい（数ｍｍ以上の）位相補償形フィルタ（波長に対するハイパスフィルタ）を適用して凹凸の高さ方向のパラメータで評価することが軽度な湯だれ欠陥の評価には効果的であり、その評価指標が湯だれ評点と相関性が高いことを知見した。

図８は、本発明の第２の実施形態である溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法の流れを示すフローチャートである。なお、図８に示すステップＳ１１〜ステップＳ１５の処理内容は、図１に示すステップＳ１〜ステップＳ５の処理内容と同じであるので、以下ではステップＳ６以後の処理についてのみ説明する。

図８に示すように、本発明の第２の実施形態である溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法では、ステップＳ１５の処理が完了した後、ステップＳ１１において計測された２次元画像から形状補正により鋼板そのものの反りの成分を除去する。この反りの成分を除去する形状補正の方法は、ステップＳ１２で用いた方法と条件を含めて同一であることが望ましい。計測対象が同じ溶融亜鉛めっき鋼板であるため、鋼板の反りは同じだからである。その結果、反りの成分が除去された２次元画像にステップＳ１２で得られる幅方向の断面曲線が含まれることになる。次に、反りの成分が除去された後の２次元画像に対してステップＳ１２の処理において用いた位相補償形フィルタとは別のカットオフ値を持つ２次元の位相補償形フィルタ（波長に対するハイパスフィルタ）を適用する（ステップＳ１６）。詳しくは、ステップＳ１６の処理では、ステップＳ１３の処理において用いた位相補償形フィルタのカットオフ値λｃ１よりも大きいカットオフ値λｃ２を有する２次元の位相補償形フィルタを用いる。具体的には、カットオフ値λｃ２は、カットオフ値λｃ１の２倍程度の値とし、２．５〜１０．０ｍｍの範囲内で設定することが望ましい。

そして、複数の断面曲線に対してカットオフ値λｃ２の２次元の位相補償形フィルタを適用することにより得られた曲線から鋼板表面の２次元の凹凸高さの平均値又は最大値を算出し、算出された凹凸高さの平均値又は最大値を評価指標として鋼板の湯だれ欠陥の程度を評価する（ステップＳ１７）。これにより、軽度（例えば湯だれ評点０〜０．５の範囲）の湯だれ欠陥の定量化の精度を高めることができる。なお、凹凸高さの平均値の定義はＩＳＯ規格において規定されている以下の数式（１）に示す２次元の算術平均粗さＳａに準じ、凹凸高さの最大値の定義はＩＳＯ規格において規定されている以下の数式（２）に示す２次元の最大高さＳｚに準じ、用いるカットオフ値のみが異なっている。ここで、数式（１）中、パラメータＡは評価範囲を示し、数式（１），（２）中、パラメータＺ（ｘ，ｙ）は２次元の凹凸高さを示している。また、評価範囲Ａとｘ，ｙとの間には、以下の数式（３）に示す関係がある。

但し、ｍａｘＺ（ｘ，ｙ）とｍｉｎ｜Ｚ（ｘ，ｙ）｜は評価範囲Ａに対する値である。

［実施例２］
上述した通り、本発明の第１の実施形態である溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法のみでは、軽度の湯だれ欠陥については定量化の精度が高くない場合がある。このため、この場合、図８に示すステップＳ１６，Ｓ１７の処理によって求められた凹凸高さの平均値又は最大値を評価指標の補足として用いる。本実施例では、連続式溶融亜鉛めっき設備で製造条件を変えて製造された別の１０個の溶融亜鉛めっき鋼板サンプル（湯だれ評点０〜０．５）について、湯だれ欠陥の程度を本発明例及び比較例を用いて評価した。位相補償形フィルタのカットオフ値λｃ２は５．０ｍｍとした。一方、比較例における位相補償形フィルタのカットオフ値λｃ１は、実施例１と同じ０．８ｍｍとした。また、同様に、溶融亜鉛めっき鋼板の端部には形状補正の影響が残ることから処理対象範囲からは除いた。また、評価範囲Ａは幅方向４９．９ｍｍ、長手方向３４．１ｍｍの領域とした。

図９は、うねり要素の平均長さＷＳｍの最大値（単位：ｍｍ）と湯だれ評点との関係を示す図である。図１０は、凹凸高さの最大値Ｓｚ（単位：μｍ）と湯だれ評点との関係を示す図である。図１１は、凹凸高さの平均値Ｓａ（単位：μｍ）と湯だれ評点との関係を示す図である。図９〜図１１から明らかなように、湯だれ評点０〜０．５のサンプルに対しては、うねり要素の平均長さＷＳｍの最大値よりも凹凸高さの最大値Ｓｚ又は平均値Ｓａの方が相関関係が深いものとなっている。具体的には、図９に示す例では、相関係数Ｒの二乗値（決定係数）Ｒ²が０．０４であったのに対して、図１０に示す例では決定係数Ｒ²が０．７４、図１０に示す例では決定係数Ｒ²が０．６６であった。以上により、本発明の第１の実施形態である溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法を行った後に、図８に示すステップＳ１６，Ｓ１７の処理を行うことにより、湯だれ欠陥の程度の定量的評価の精度を高められることが確認された。

〔第３の実施形態〕
最後に、図１２〜図１６を参照して、本発明の第３の実施形態である溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法について説明する。

湯だれ欠陥は良好であっても別の凹凸性欠陥が問題となることがある。そこで、本実施形態では、別の評価指標を用いて湯だれ欠陥の評価と別の凹凸性欠陥の評価とを同時に行う。具体的には、本発明の発明者らは、測定したデータを用いることにより湯だれ欠陥の程度と同時に別の凹凸性欠陥の程度を定量化する評価指標が算出できることを想到した。ここで、主な評価対象とする別の凹凸性欠陥は、凹みとも呼ばれる欠陥であり、溶融亜鉛めっき工程において溶融亜鉛浴面の酸化物を巻き込み、酸化物を中心とした部分が凹凸となってめっきされることによって生じる。

また、本発明の発明者らは、目視によって評価する場合、凹凸性欠陥の程度は一定の閾値を超える凹凸のある面積率と相関があることを知見した。しかしながら、本発明の発明者らは、特に程度の軽い凹凸性欠陥では、調質圧延処理及び化成処理を行った場合に、表面上の凹凸が小さくなるため、それだけで評価することは十分ではなく、凹凸の痕跡によって生じる輝度の違いも評価に加える必要があると知見した。さらに、本発明の発明者らは、凹凸欠陥部面積率と輝度欠陥部面積率とを線形結合することによって、湯だれ評点と相関性の高い凹凸性欠陥の定量的指標が得られることを知見した。

図１２は、本発明の第３の実施形態である溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法の流れを示すフローチャートである。なお、図１２に示すステップＳ２１〜ステップＳ２５の処理内容は、図１に示すステップＳ１〜ステップＳ５の処理内容と同じであるので、以下ではステップＳ２６以後の処理についてのみ説明する。

図１２に示すように、本発明の第３の実施形態である溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法では、ステップＳ２５の処理が完了した後、まず、鋼板の表面の凹凸形状を測定し、所定の第１高さ閾値以上の高さが所定の第１面積閾値以上の面積連続している凸欠陥部及び第１高さ閾値より小さい所定の第２高さ閾値未満の高さが所定の第２面積閾値以上の面積連続している凹欠陥部の総面積をそれぞれ凹凸形状の測定結果から算出し、検査領域内に占める凸欠陥部の総面積と凹欠陥部の総面積との和の割合を凹凸欠陥部面積率として算出する（ステップＳ２６）。なお、第１高さ閾値及び第２高さ閾値は±１．０〜±１０．０μｍの範囲内、第１面積閾値及び第２面積閾値は０．１〜１００．０ｍｍ²の範囲内で設定するとよい。

次に、鋼板の表面の輝度を測定し（ステップＳ２７）、検査領域を複数の小領域に分割して各小領域の平均輝度を輝度の測定結果から算出する。そして、隣接する小領域の中に平均輝度の差が所定値以上である小領域がある小領域を輝度欠陥部として抽出し、検査領域内に占める輝度欠陥部の総面積の割合を輝度欠陥部面積率として算出する（ステップＳ２８）。具体的には、評価対象の小領域に隣接する小領域の平均輝度の最大値と最小値との差が所定値以上である場合や、評価対象の小領域の平均輝度と評価対象の小領域に隣接する小領域の平均輝度との差が所定値以上である場合、評価対象の小領域を輝度欠陥部として抽出する。なお、小領域の一辺の大きさは０．１〜５．０ｍｍの範囲内で設定するとよく、所定値は０〜２５５のグレースケールに対して５〜５０の範囲内で設定するとよい。そして、凹凸欠陥部面積率と輝度欠陥部面積率とを線形結合した評価指標によって検査領域内における凹凸性欠陥の等級評価を行う（ステップＳ２９）。これにより、湯だれ欠陥の程度の評価と別の凹凸性欠陥の程度の評価とを同時に行うことができる。

［実施例３］
本実施例では、連続式溶融亜鉛めっき設備で製造条件（調質圧延処理及び化成処理の有無）を変えて製造された２３個の溶融亜鉛めっき鋼板サンプルについて、凹凸性欠陥の程度を本発明例及び比較例を用いて評価した。各サンプルについて、目視で０点（良好）から５点（劣悪）の０．１点刻みで凹凸性欠陥の程度の評価（凹凸評点）を付与した。測定した結果に対し、基準面から＋１．０μｍ以上の高さが面積０．５６ｍｍ²以上連続している箇所を凸欠陥部とした。また、基準面から−１．０μｍ以下の高さが面積０．５６ｍｍ²以上連続している箇所を凹欠陥部とした。但し、計測範囲の境界付近については、形状補正の影響が除去しきれない場合があるため、欠陥部からは除外した。凸欠陥部の面積と凹欠陥部の面積との総和を、境界付近を除いた計測範囲の面積で除した面積率を凹凸欠陥部面積率とした。凹凸評点の上限が５点と抑えられているため、凹凸欠陥部面積率には上限を設けることとした。本実施例においては、上限値を０．１４８と定めた。凹凸欠陥部面積率（単位：％）と凹凸評点との関係を図１３に示す。図１３に示すように、得られた評価指標と凹凸評点との間にはある程度の相関は見られるが十分ではない。

次に、鋼鈑の表面の輝度を測定した。非接触式の光学式表面粗さ測定装置(株式会社キーエンス製、ＶＲ−３０００)では凹凸測定と同時に、画像によって輝度の測定が可能であるので、その測定結果を用いた。測定結果を０〜２５５のグレースケールに変換し、抽出したい凹凸性欠陥の大きさに応じた大きさの小領域に分割し、その小領域の平均輝度を算出した。本実施例においては、小領域の大きさは縦約１．０３ｍｍ、横約１．０３ｍｍとした。この小領域をさらに、縦４４ピクセル、横４４ピクセルに分割して測定した。次に、図１４に示すように、評価対象の小領域Ｒ₀に対し、その小領域Ｒ₀を含む周囲１６箇所の小領域Ｒ_nの平均輝度の最大値（本例では７５）と最小値（本例では６４）の差を計算し、その差が閾値を超えた箇所を輝度欠陥部とした。本実施例においては閾値を１０とした。全ての小領域に対して上記の計算を行い、輝度欠陥部の面積の総和を同様に境界付近を除いた計測範囲の面積で除した輝度欠陥部の面積率を輝度欠陥部面積率とした。同様に、輝度欠陥部面積率に対しても、上限値を０.４０２と定めた。輝度欠陥部面積率（単位：％）と凹凸評点との関係を図１５に示す。凹凸評点は、複数の人間が０点（良好）から５点（劣悪）の１点刻みで凹凸性欠陥の程度の評価を付与し、その平均値を取った。図１５に示す輝度欠陥部面積率が上下に２分されていることは、凹凸性欠陥は、輝度欠陥部として表れるものと、表れないものと大別できることを示唆している。

最後に、凹凸欠陥部面積率と輝度欠陥部面積率に重みをかけて和をとり、評価指標を算出する。凹凸欠陥部面積率をＸ、輝度欠陥部面積率をＹ、それぞれの重みをａ，ｂとすると、評価指標ｆ＝ａＸ＋ｂＹである。重みに関しては、対象とする凹凸性欠陥、材料等によって調整する必要があるが、実施例においては、ａ＝１８．１、ｂ＝４．３とした。ａ，ｂの値は対象とする凹凸性欠陥や材料等に応じて線形計画法により求めることができる。評価指標と凹凸評点との関係を図１６のグラフに示す。図１３、図１５と比較すると、凹凸欠陥部面積率、輝度欠陥部面積率それぞれのみよりも、組み合わせることによって凹凸評点との相関がよくなっていることがわかる。具体的には、図１３に示す例では、相関係数Ｒの二乗値（決定係数）Ｒ²が０．８０、図１５に示す例では決定係数Ｒ²が０．６９であったの対して、図１６に示す例では決定係数Ｒ²が０．９１であった。以上により、湯だれ欠陥の程度の評価に凹凸性欠陥の程度の評価を加えることにより、表面性状の定量的評価の精度を高められることが確認された。

以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法の各処理ステップをコンピュータに実行させることによって、溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法を実行する溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価装置を構成してもよい。このように、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例、及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。

Ｄ うねり要素の長さ

Claims (6)

1. 溶融亜鉛めっき鋼板の湯だれ欠陥の程度を評価する溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法であって、
   前記溶融亜鉛めっき鋼板の幅方向の断面形状を示す断面曲線に対して位相補償形フィルタを適用することによって、前記溶融亜鉛めっき鋼板の幅方向のうねり形状を示すうねり曲線を算出し、該うねり曲線を構成するうねり要素の平均長さを評価指標として前記溶融亜鉛めっき鋼板の湯だれ欠陥の程度を評価する評価ステップを含むことを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法。
2. 前記評価ステップは、前記溶融亜鉛めっき鋼板の複数の長さ方向位置において前記うねり曲線を抽出し、各うねり曲線から算出された前記評価指標の平均値又は最大値を用いて前記溶融亜鉛めっき鋼板の湯だれ欠陥の程度を評価するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法。
3. 前記断面曲線を含む２次元画像に対して、前記位相補償形フィルタのカットオフ値より大きいカットオフ値を有する２次元の第２位相補償形フィルタを適用することによって前記溶融亜鉛めっき鋼板の表面の凹凸高さの平均値又は最大値を算出し、算出された凹凸高さの平均値又は最大値に基づいて前記溶融亜鉛めっき鋼板の湯だれ欠陥の程度を評価する第２評価ステップを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法。
4. 前記溶融亜鉛めっき鋼板の表面の凹凸形状を測定し、所定の第１高さ閾値以上の高さが所定の第１面積閾値以上の面積連続している凸欠陥部及び前記第１高さ閾値より小さい所定の第２高さ閾値以下の高さが所定の第２面積閾値以上の面積連続している凹欠陥部の総面積をそれぞれ前記凹凸形状の測定結果から算出し、検査領域内に占める前記凸欠陥部の総面積と前記凹欠陥部の総面積との和の割合を凹凸欠陥部面積率として算出する第１算出ステップと、
   前記溶融亜鉛めっき鋼板の表面の輝度を測定し、検査領域を複数の小領域に分割して各小領域における表面の平均輝度を前記輝度の測定結果から算出し、隣接する小領域の中に平均輝度の差が所定値以上である小領域がある小領域を輝度欠陥部として抽出し、検査領域内に占める輝度欠陥部の総面積の割合を輝度欠陥部面積率として算出する第２算出ステップと、
   前記凹凸欠陥部面積率と前記輝度欠陥部面積率とを線形結合した評価指標によって検査領域内における凹凸性欠陥の等級評価を行う第３評価ステップと、
   を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法。
5. 溶融亜鉛めっき鋼板の湯だれ欠陥の程度を評価する溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価装置であって、
   前記溶融亜鉛めっき鋼板の幅方向の断面形状を示す断面曲線に対して位相補償形フィルタを適用することによって、前記溶融亜鉛めっき鋼板の幅方向のうねり形状を示すうねり曲線を算出する手段と、
   前記うねり曲線を構成するうねり要素の平均長さを前記溶融亜鉛めっき鋼板の湯だれ欠陥の程度を評価する際の評価指標として算出する手段と、
   を備えることを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価装置。
6. 請求項１〜４のうち、いずれか１項に記載の溶融亜鉛めっき鋼板の表面性状評価方法によって評価された溶融亜鉛めっき鋼板の湯だれ欠陥の程度に基づいて製造条件を制御することによって溶融亜鉛めっき鋼板を製造するステップを含むことを特徴とする溶融亜鉛めっき鋼板の製造方法。