CN101268362B - 用于超声检验热轧材的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于在一个轧机机列的多个相继布置的轧机机架的一个中在轧制过程期间对热轧材进行超声检验的装置，包括至少两个在它们之间保留一个辊缝的轧辊，其中，对所述轧辊配置超声检验头，所述超声检验头被这样设置，使得辊体的部分本身用作超声波通往辊缝中的待被检验的轧材的通过段，其中，所述设有超声检验头的轧辊是可调整的、具有一个直的横向轮廓和一个几倍于辊缝宽度的直径，使得存在一个较大的轧制咬入角，并且所述轧辊设置在所述轧机机列的一个第一轧机机架中。

Description

用于超声检验热轧材的装置
技术领域
本发明涉及一种用于在一个轧机机列的多个相继布置的轧机机架的一个中在轧制过程期间对热轧材进行超声检验的装置，包括至少两个在它们之间保留一个辊缝的轧辊，其中，对所述轧辊配置超声检验头，所述超声检验头被这样设置，使得辊体的部分本身用作超声波通往辊缝中的待被检验的轧材的通过段。
背景技术
这种装置例如由DE 199 15 203C2已知。在那里介绍的装置涉及一种轧机机架中的装置，该轧机机架在轧制过程中定位在精轧机架的前面。也就是说，在此钢已经几乎完全被轧制成其所期望的形状。由此，轧材内部的缺陷、即例如夹杂物的可发现性由于遭受的拉延而变难。钢中的反射面变得越来越小并且信号越来越弱。
在上述出版物中优选给出的实施形式中，设置了三个星形设置的轧辊(所谓的Kocks轧机)，这些轧辊在它们之间形成辊缝。这些盘形的轧辊必须被专门地再加工或者制造，由此可使超声检验头被安装。
因为这种轧机机架如上所述地是一个精轧机架之前的机架，所以在轧制线材的不同尺寸的情况下也必须设置不同的孔型，这带来显著的装配和安装成本。此外，轧辊孔型的弯曲是不利的，因为它用于超声辐射的几何聚焦，但这不总是期望的。该聚焦通过声速的彼此间的关系来辅助。超声辐射的集束引起轧制线材的不均匀的透射。由此要求检验头数量的提高和在附加角度中的检验。
此外，该弯曲也用于超声辐射的能量在所有部位上的发散，在所述部位上该辐射不是垂直地碰到孔型上。该反射部分也可能作为检验中的幻象引起问题。当角度关系不利时，部分地很难抑制该问题。
另一缺点是小的轧辊直径，其在纵向上相对强烈地散焦所述超声辐射。在此，基本上是由检验头到辊体的过渡部分起作用，该过渡部分通过耦合水来保证。
前面公开装置的另一重要缺点在于检验尺寸的限制。这意味着，被超声透过的轧辊中的前进段必须至少这样长，使得对于前进段的通过时间大于用于轧制线材快速通过的时间。
发明内容
所以本发明的目的是，提出一种上述类型的装置，使得可一用很小的耗费实现更可靠的检验结果。
本发明通过如下方式解决所述目的，即，所述设有超声检验头的轧辊是可调整的(anstellbar)、具有一个直的横向轮廓和一个几倍于辊缝宽度的直径，使得存在一个较大的轧制咬入角，并且所述轧辊设置在所述轧机机列的一个第一轧机机架中。
因此，该检验在一个轧机机架中相对较早地在轧制过程中进行，使得轧材中的夹杂物的拉延相对较小，但是变形是足够的，以便使铸造结构脱开并且使孔隙度紧密。铸造结构的脱开是必要的，以便能以高于2MHz的频率进行超声检验。只有从该频率起才能足够地发现小的夹杂物。轧制线材芯的紧密化是必要的，以便防止相关轧制线材件的断层，因为利用超声检验不能在孔隙与夹杂物之间进行区分。
通过轧辊的直的轮廓(Profil)，在变形过程中轧材的轮廓也变成正方形或矩形，其中通过轧辊的大直径可以提供较大的变形区域并且从而也可以提供较大的超声检查区域。此外，通过较大的直径实现了，所述散焦受到限制并且可将最大能量导入到轧材中。
轧机机架被这样设计，使得它变形，以便在轧辊与轧材之间保证足够好的接触。变形率越高，该接触区域就越大。这也有助于使得能量的进入变大。
在优选的实施形式中，使用所谓的悬臂式轧辊作为轧辊，其中辊套至少在一侧上突出于辊盘。这些悬臂式轧辊提供了上述直径大的优点和力传递足够大的优点。
此外，辊体的凸肩状的突出部对于超声检验头提供了有利的安装位置，即这些超声检验头设置在环形延长部的向着辊轴线的一侧上。
与上述现有技术不同地，轧辊不需要进行再加工或者特殊地制造，因为在悬臂式轧辊中超声检验头的布置可以容易地与轧材对准地进行。
因此，超声波可以毫无问题地向着辊缝中的轧材表面垂直地定向。
可以设置多个线形布置的传统检验头作为超声检验头，它们根据检验要求通过相应的个别控制进行定向。
因此，有利地使用所谓的成组辐射器。根据本发明优选的悬臂式轧辊可以在生产的所有尺寸范围中使用，因为它们仅需要被调整，而不必使用新的孔型。特别是通过成组辐射器可以在单义地引导轧材时通过在成组辐射器线内部的相应的关断和接通来考虑轧制线材的尺寸。成组辐射器的重要优点在于超声辐射偏转的可能性，以便最佳地超声检查夹杂物，因为它们通常在声学上具有各向异性的特性。通过声辐射的偏转也可以检测边缘附近的夹杂物。
在检验时，所有可考虑的发送-和接收模式都是可行的。既可以以超声检查模式工作，也可以以发送脉冲-回波方法工作。
为了保证超声波仅轻微地发散并且不进行返回的信号的削弱，在检验之前进行除氧化皮，以便去除粗大的氧化皮，该氧化皮在预轧制之后形成。
轧制线材通过轧机配件(Walzarmatur)或通过设置在前面和后面的轧机机架单义地固定在其位置中，以便由此相应地调节所述检验。
附图说明
下面借助于附图说明本发明，其中：
图1示出具有传统超声检验头的悬臂式轧机机架的一部分，
图2示出具有成组辐射器作为检验头的按照图2的图示，
图3示出具有替代的检验头装置的替代的轧机机架。
具体实施方式
在图1和图2中以部分视图示出一个轧机机架并且其共同地设有参考标号1。
该轧机机架基本上包括两个在它们之间保留一个辊缝2的悬臂式轧辊3，轴5形成这些悬臂式轧辊的旋转轴线4。这些轧辊3分别具有一个辊盘6和一个从该辊盘侧向向外突出的环形延长部7。待被检验的轧材8位于所述轧辊3的突出区域7之间。
实际的检验装置9与辊缝2或轧材8对准地设置在延长部7的向着轴5的一侧。
在此，在图1的情况下涉及的是传统的超声检验头，它们阵列状地布置并且被这样接线(verschalten)，由此它们可以被个别地控制，这涉及到声传播方向和强度。
在图2中，所有图1中的元件设有相同的参考标号。唯一的区别在于，在此设置所谓的成组辐射器10来代替传统的超声检验头9。这些成组辐射器的优点在于多样化的控制-和检验可能性。
图3示出一个替代的轧辊布置，其中成组辐射器9同样设置在所述延长部7的向着轴线4的一侧。但是，在此超声检验头9被这样设置，使得它们在透射所述延长部7之后可以倾斜地透射轧材8。但是，通过检验头9的相应控制也可以实现垂直的透射。这个布置可允许表面附近区域的更好的探测。
但是，所有实施形式的共同的事实是，通过轧辊的几何形状可以最佳地准备检验面积，确切地说在轧制过程中在一个部位上准备，在该部位上，夹杂物(即轧材内部的待被找出的缺陷)被很轻微地拉延，其中轧材的透射提供明显的信号。

Claims (9)

1.一种用于在一个轧机机列的多个相继布置的轧机机架的一个中在轧制过程期间对热轧材进行超声检验的装置，所述轧机机架包括至少两个在它们之间保留一个辊缝的轧辊，其中，对所述轧辊配置超声检验头，所述超声检验头被这样设置，使得辊体的部分本身用作超声波通往辊缝中的待被检验的轧材(8)的通过段，其特征在于：所述设有超声检验头(9，10)的轧辊(3)是可调整的、具有一个直的横向轮廓和一个几倍于辊缝(2)的宽度的直径，使得存在一个大的轧制咬入角，并且所述轧辊(3)设置在所述轧机机列的一个第一轧机机架中。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于：所述轧辊(3)是悬臂式轧辊，其中轧辊表面至少在一侧上具有一个向外从辊盘(6)突出的环形延长部(7)。
3.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述超声检验头(9，10)设置在所述环形延长部(7)的向着辊轴线(4)的一侧上。
4.按权利要求3所述的装置，其特征在于：超声波垂直地向着辊缝(2)中的轧材表面定向。
5.按权利要求3所述的装置，其特征在于：超声波倾斜地向着辊缝(2)中的轧材表面定向。
6.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于：设有多个彼此接线的、阵列形布置的超声检验头(9)。
7.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于：设置成组辐射器(10)作为超声检验头。
8.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述待被检验的轧材(8)通过轧机配件保持在一个恒定的连续测量位置中。
9.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述待被检验的轧材(8)通过连接在前面或后面的轧机机架保持在一个恒定的连续测量位置中。
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