JP2501869B2 - 鋼材の欠陥検出方法 - Google Patents
鋼材の欠陥検出方法Info
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Description
本発明は、鋼材の欠陥検出方法に係り、特に、熱間圧
延された線材、棒鋼、形鋼の、へげ疵等の表面欠陥や非
金属系介在物等の巻き込みによる内部欠陥を識別して検
出する際用いるのに好適な、鋼材の欠陥倹出方法に関す
る。
延された線材、棒鋼、形鋼の、へげ疵等の表面欠陥や非
金属系介在物等の巻き込みによる内部欠陥を識別して検
出する際用いるのに好適な、鋼材の欠陥倹出方法に関す
る。
熱間圧延ラインにおいて製造された線材、棒鋼又は形
鋼等の圧延材は、その成品表面に疵を有するものの場
合、後のラインでその疵を修正する必要があり、又、こ
の疵が修正不能なものの場合、成品をラインから除去す
る必要がある。従つて、前記成品の該表面疵は圧延後に
精度良く検出しなければならない。 上記のような線材や棒鋼等の金属材料の表面疵を検出
する技術に、電磁誘導原理を用いた渦流探傷法や、特開
昭53-13977号公報で示された如き誘導加熱時の温度変化
を検出する方法がある。 前者の渦流探傷法は、交流を流したコイルを金属材料
に接近させた時、コイルに誘起される電圧、電流が、欠
陥により変化する原埋を利用したものである。 又、後者の誘導加熱による方法においては、まず、金
属材料の疵の深さに相当する程度の表面層に誘導加熱コ
イル（探傷コイル）により誘導電流を流すことにより前
記表面層を加熱する。そして、探傷コイルあるいは金属
材料を相対的に移動して前記金属材料表面を順次誘導加
熱する。この場合に、金属材料の表面疵の存在する部分
は、狭い範囲に誘導電流が集中し他の正常な部分と比較
して高温となるため、表面の温度上昇を捕らえてその各
部温度差により表面の疵を検知するようにしている。
鋼等の圧延材は、その成品表面に疵を有するものの場
合、後のラインでその疵を修正する必要があり、又、こ
の疵が修正不能なものの場合、成品をラインから除去す
る必要がある。従つて、前記成品の該表面疵は圧延後に
精度良く検出しなければならない。 上記のような線材や棒鋼等の金属材料の表面疵を検出
する技術に、電磁誘導原理を用いた渦流探傷法や、特開
昭53-13977号公報で示された如き誘導加熱時の温度変化
を検出する方法がある。 前者の渦流探傷法は、交流を流したコイルを金属材料
に接近させた時、コイルに誘起される電圧、電流が、欠
陥により変化する原埋を利用したものである。 又、後者の誘導加熱による方法においては、まず、金
属材料の疵の深さに相当する程度の表面層に誘導加熱コ
イル（探傷コイル）により誘導電流を流すことにより前
記表面層を加熱する。そして、探傷コイルあるいは金属
材料を相対的に移動して前記金属材料表面を順次誘導加
熱する。この場合に、金属材料の表面疵の存在する部分
は、狭い範囲に誘導電流が集中し他の正常な部分と比較
して高温となるため、表面の温度上昇を捕らえてその各
部温度差により表面の疵を検知するようにしている。
しかしながら、前記の如き熱間渦流探傷装置による圧
延材等の探傷には、次の如き種々の問題点がある。 即ち、探傷精度を保つには、探傷コイルと被検材間の
距離を一定に、且つ、極めて短く（例えば１〜3mm程
度）保たねばならないことから、圧延成品にすり疵やか
き疵等が生じる場合がある。又、被検材の寸法が変更さ
れる毎に精度を保つため探傷コイルを径の違うものに交
換する必要があるが、この交換作業は手間がかかり作業
負荷が大きなものである。更に、高速圧延されている圧
延成品を被検材とする場合、連続した疵の検出について
は精度が低下したものとなる。又、熱間渦流探傷装置は
その設備費や予備品等のコストが高く高価なものになる
という問題点があつた。 一方、誘導加熱時の温度変化を利用する方法について
も、同じく、誘導加熱装置のコストが高い、必要電力費
が高いという問題や、検出精度自体も低いという問題点
があつた。 ところで、圧延材に存在する欠陥には上記のような表
面欠陥の他に、製造過程等で生ずる内部欠陥がある。従
来は、このような内部欠陥を、圧延ラインにおいてオン
ラインで検出できる技術がなかつた。又、圧延後の成品
段階においても、この内部欠陥の探傷については、その
成品長が長く困難が伴うため実施されておらず、欠陥が
発生する都度、２次加工工程での成品加工に不具合を生
じていた。 従つて、鋼材の内部欠陥をオンラインで連続的に検出
できる技術が要請されていた。
延材等の探傷には、次の如き種々の問題点がある。 即ち、探傷精度を保つには、探傷コイルと被検材間の
距離を一定に、且つ、極めて短く（例えば１〜3mm程
度）保たねばならないことから、圧延成品にすり疵やか
き疵等が生じる場合がある。又、被検材の寸法が変更さ
れる毎に精度を保つため探傷コイルを径の違うものに交
換する必要があるが、この交換作業は手間がかかり作業
負荷が大きなものである。更に、高速圧延されている圧
延成品を被検材とする場合、連続した疵の検出について
は精度が低下したものとなる。又、熱間渦流探傷装置は
その設備費や予備品等のコストが高く高価なものになる
という問題点があつた。 一方、誘導加熱時の温度変化を利用する方法について
も、同じく、誘導加熱装置のコストが高い、必要電力費
が高いという問題や、検出精度自体も低いという問題点
があつた。 ところで、圧延材に存在する欠陥には上記のような表
面欠陥の他に、製造過程等で生ずる内部欠陥がある。従
来は、このような内部欠陥を、圧延ラインにおいてオン
ラインで検出できる技術がなかつた。又、圧延後の成品
段階においても、この内部欠陥の探傷については、その
成品長が長く困難が伴うため実施されておらず、欠陥が
発生する都度、２次加工工程での成品加工に不具合を生
じていた。 従つて、鋼材の内部欠陥をオンラインで連続的に検出
できる技術が要請されていた。
本発明は、前記従来の間題点を解消するべくなされた
もので、渦流探傷器を用いることなく、又は渦流探傷器
と組み合わせて、鋼材の表面欠陥や内部欠陥を識別し
て、オンラインで精度良く検出することができる鋼材の
欠陥検出方法を提供することを目的とする。
もので、渦流探傷器を用いることなく、又は渦流探傷器
と組み合わせて、鋼材の表面欠陥や内部欠陥を識別し
て、オンラインで精度良く検出することができる鋼材の
欠陥検出方法を提供することを目的とする。
本発明は、鋼材の欠陥検出方法において、鋼材の表面
に冷却剤を供給して該鋼材を急冷し、急冷された鋼材が
復熱してその表面温度が均一化する前に、該鋼材の表面
温度を検出し、検出された表面温度が他の部分に比較し
て低い部分の存在から、鋼材の表面欠陥を検出するよう
にして、前記目的を達成したものである。 又、同じく鋼材の欠陥検出方法において、鋼材の表面
に冷却剤を供給して該鋼材を急冷し、急冷された鋼材が
復熱してその表面温度が均一化する前に、該鋼材の表面
温度を検出し、検出された表面温度が他の部分に比較し
て高い部分の存在から、鋼材内部の熱伝導低下特性を有
する内部欠陥を検出するようにして、前記目的を達成し
たものである。
に冷却剤を供給して該鋼材を急冷し、急冷された鋼材が
復熱してその表面温度が均一化する前に、該鋼材の表面
温度を検出し、検出された表面温度が他の部分に比較し
て低い部分の存在から、鋼材の表面欠陥を検出するよう
にして、前記目的を達成したものである。 又、同じく鋼材の欠陥検出方法において、鋼材の表面
に冷却剤を供給して該鋼材を急冷し、急冷された鋼材が
復熱してその表面温度が均一化する前に、該鋼材の表面
温度を検出し、検出された表面温度が他の部分に比較し
て高い部分の存在から、鋼材内部の熱伝導低下特性を有
する内部欠陥を検出するようにして、前記目的を達成し
たものである。
以下、本発明を、圧延材（例えば線材、棒鋼、形鋼）
の熱間圧延ラインにおいて、第１図に示されるような仕
上圧延機10で仕上げ圧延された圧延材11の欠陥検出を行
う場合を例にとり説明する。 今、圧延材を熱間圧延した後、冷却水を供給すること
により短時間に急速に冷却（以下、急冷という）を行つ
たとする。このとき、該圧延材の表面に疵等の表面欠陥
が存在した場合、その欠陥の形態に応じて局部的に熱伝
導率が上昇するため、該表面欠陥の存在する部分（以
下、表面欠陥部という）は、欠陥の存在しない部分（以
下、正常部という）に比べて強く冷却される。この正常
部と表面欠陥部の冷却結果の違いを次に説明する。 前記仕上圧延機10で圧延されて、空冷された後、水冷
帯12で冷却される圧延材11（鋼材）の温度を検出し、こ
の検出温度を後記記録計28で記録した結果の一例を第２
図に示す。この場合、仕上圧延後の鋼材は、第３図
（Ａ）に示されるような断面形状の正常部と同図（Ｂ）
に示されるような断面形状の表面欠陥部を有したもので
ある。又、鋼材は水冷帯12入側で温度が900〜1100℃の
ものであり、速度10〜100m/秒でライン上を搬送され
て、水冷帯12に入る。又、水冷帯12は長さが7.5〜22m有
り、熱伝達率α＝2000〜12000Kcal/m2ｈ℃で急冷できる
冷却能力を有するものである。更に、該水冷帯12の出側
には、熱放射から温度を検出する放射温度計14が設けら
れ、この温度計14の検出給果は前記記録計28で記録され
る。 又、第２図において、実線Ａが、前記正常部の表面温
度であり、又、一点鎖線Ｂが前記表面欠陥部の表面温度
である。なお、第２図中破線A1が前記正常部の平均温度
であり、二点鎖線B1が前記表面欠陥部の平均温度であ
る。 第２図のように、水冷時において、表面欠陥部の表面
温度は正常部の表面温度に比べて大きく温度が低下し、
部分的に温度むらを生じている。これは、表面欠陥部に
おいては、被検材が冷却水の蒸気膜で常に覆われている
膜沸騰の状態から、表面欠陥部で独立して蒸気泡が発生
する核沸騰の状態に移行し、冷却速度が速くなるからで
ある。従つて、水冷後の表面温度が正常部の表面温度に
比べて低い部分の存在から被検材に表面欠陥、例えば、
へげ疵等の、被検材断面積や表面積に変化が生じた欠陥
を検出することができる。但し、被検材が復熱し、表面
温度が均一化すると欠陥部を特定できなくなるため、復
熱する前に表面温度を検出する必要がある。例えば第２
図においては符号Ｃで示す時期に温度検出することが望
ましい。 本発明はこのような知見に基づきなされたものであ
り、本発明によれば、表面欠陥の検出をオンラインで精
度良く行い、鋼材に対する品質保証を強化することがで
きる。又、温度検出装置は渦流検出装置に比較して安価
であるため経済性が良い。更に渦流探傷装置の如く被検
材の寸法によつて検出コイルを取り換える必要がないた
め、欠陥検出を簡易な手順で行うことができる。又、後
述するように、渦流探傷装置では検出できなかつた連続
疵にも対応して欠陥検出できるものである。 なお、前記表面欠陥の検出をする際には、本発明方法
を熱間渦流探傷器と併用することで、表面欠陥の見逃し
を防止し、更に欠陥検出の精度を上げることができる。
例えば、発明者らの測定によれば、熱間渦流探傷器の欠
陥検出率が96％であり、本発明を用いて欠陥を検出した
検出率が92％である場合に、両者を併用して欠陥検出率
を98％に高めることができた。 一方、前記の如き鋼材の表面欠陥ではなく非金属介在
物等の内部欠陥が存在する場合には、該内部欠陥の影響
により熱伝導率に違いが生じ、鋼材を冷却水等で急冷し
ても、該内部欠陥の存在する部分の表面が正常な部分の
表面に比較してゆつくりと冷却され、高温となる。従つ
て、この表面温度の違いから鋼材の内部欠陥の存在を知
ることができる。 前記の如く鋼材のうち内部欠陥の存在する部分の冷却
時における表面温度低下が少ないことを知るため、発明
者らは所定の内部欠陥の存在する複数の試験材につい
て、シミユレーシヨンにより急冷した際の温度変化を測
定した。第４図にその際の測定結果を示す。なお、この
場合、第４図中に示すように、試験材は外径5.5mmで内
部欠陥の直径ｄが０、１、2mmのものを用い、これを105
0℃に加熱した後に搬送速度90m/秒で搬送しながら、熱
伝導率α＝11000Kcal/m2ｈ℃の冷却水を供給して急冷し
た。 第４図から、内部欠陥のない場合（ｄ＝０）に比較し
て、内部欠陥が存在する場合（ｄ＝１、2mm）の方が、
冷却による温度低下が少ないことが埋解される。例え
ば、図の結果においては、冷却後0.5秒経過した後の各
被検材温度が、内部欠陥がない場合853℃で、内部欠陥
がある場合（ｄ＝１、2mm）それぞれ964℃、997℃であ
つた。 従つて、急冷後の被検材の表面温度を検出すれば、他
の部分に比較して表面温度の高い部分の存在から内部欠
陥を検出することができる。よつて、従来は検出でなか
つた圧延過程における鋼材の内部欠陥の検出をオンライ
ンで精度良く行うことができ、２次加工工程で欠陥によ
る加工不具合を生ずることがない。これにより、線材、
棒鋼、形鋼、その他の鋼材に対する品質保証の強化を図
ることができる。 なお、以上の説明においては、被検材として高温の圧
延材を例に挙げ、これに冷却水を供給していたが、被検
材はこのようなものに限定されるものではない。要は、
被検材がそれに供給される冷却剤との関係で急冷可能な
ものであれば、いずれの鋼材（例えば熱間鍛造材）につ
いても、又、いずれの冷却剤を用いても、本発明を実施
できるものである。
の熱間圧延ラインにおいて、第１図に示されるような仕
上圧延機10で仕上げ圧延された圧延材11の欠陥検出を行
う場合を例にとり説明する。 今、圧延材を熱間圧延した後、冷却水を供給すること
により短時間に急速に冷却（以下、急冷という）を行つ
たとする。このとき、該圧延材の表面に疵等の表面欠陥
が存在した場合、その欠陥の形態に応じて局部的に熱伝
導率が上昇するため、該表面欠陥の存在する部分（以
下、表面欠陥部という）は、欠陥の存在しない部分（以
下、正常部という）に比べて強く冷却される。この正常
部と表面欠陥部の冷却結果の違いを次に説明する。 前記仕上圧延機10で圧延されて、空冷された後、水冷
帯12で冷却される圧延材11（鋼材）の温度を検出し、こ
の検出温度を後記記録計28で記録した結果の一例を第２
図に示す。この場合、仕上圧延後の鋼材は、第３図
（Ａ）に示されるような断面形状の正常部と同図（Ｂ）
に示されるような断面形状の表面欠陥部を有したもので
ある。又、鋼材は水冷帯12入側で温度が900〜1100℃の
ものであり、速度10〜100m/秒でライン上を搬送され
て、水冷帯12に入る。又、水冷帯12は長さが7.5〜22m有
り、熱伝達率α＝2000〜12000Kcal/m2ｈ℃で急冷できる
冷却能力を有するものである。更に、該水冷帯12の出側
には、熱放射から温度を検出する放射温度計14が設けら
れ、この温度計14の検出給果は前記記録計28で記録され
る。 又、第２図において、実線Ａが、前記正常部の表面温
度であり、又、一点鎖線Ｂが前記表面欠陥部の表面温度
である。なお、第２図中破線A1が前記正常部の平均温度
であり、二点鎖線B1が前記表面欠陥部の平均温度であ
る。 第２図のように、水冷時において、表面欠陥部の表面
温度は正常部の表面温度に比べて大きく温度が低下し、
部分的に温度むらを生じている。これは、表面欠陥部に
おいては、被検材が冷却水の蒸気膜で常に覆われている
膜沸騰の状態から、表面欠陥部で独立して蒸気泡が発生
する核沸騰の状態に移行し、冷却速度が速くなるからで
ある。従つて、水冷後の表面温度が正常部の表面温度に
比べて低い部分の存在から被検材に表面欠陥、例えば、
へげ疵等の、被検材断面積や表面積に変化が生じた欠陥
を検出することができる。但し、被検材が復熱し、表面
温度が均一化すると欠陥部を特定できなくなるため、復
熱する前に表面温度を検出する必要がある。例えば第２
図においては符号Ｃで示す時期に温度検出することが望
ましい。 本発明はこのような知見に基づきなされたものであ
り、本発明によれば、表面欠陥の検出をオンラインで精
度良く行い、鋼材に対する品質保証を強化することがで
きる。又、温度検出装置は渦流検出装置に比較して安価
であるため経済性が良い。更に渦流探傷装置の如く被検
材の寸法によつて検出コイルを取り換える必要がないた
め、欠陥検出を簡易な手順で行うことができる。又、後
述するように、渦流探傷装置では検出できなかつた連続
疵にも対応して欠陥検出できるものである。 なお、前記表面欠陥の検出をする際には、本発明方法
を熱間渦流探傷器と併用することで、表面欠陥の見逃し
を防止し、更に欠陥検出の精度を上げることができる。
例えば、発明者らの測定によれば、熱間渦流探傷器の欠
陥検出率が96％であり、本発明を用いて欠陥を検出した
検出率が92％である場合に、両者を併用して欠陥検出率
を98％に高めることができた。 一方、前記の如き鋼材の表面欠陥ではなく非金属介在
物等の内部欠陥が存在する場合には、該内部欠陥の影響
により熱伝導率に違いが生じ、鋼材を冷却水等で急冷し
ても、該内部欠陥の存在する部分の表面が正常な部分の
表面に比較してゆつくりと冷却され、高温となる。従つ
て、この表面温度の違いから鋼材の内部欠陥の存在を知
ることができる。 前記の如く鋼材のうち内部欠陥の存在する部分の冷却
時における表面温度低下が少ないことを知るため、発明
者らは所定の内部欠陥の存在する複数の試験材につい
て、シミユレーシヨンにより急冷した際の温度変化を測
定した。第４図にその際の測定結果を示す。なお、この
場合、第４図中に示すように、試験材は外径5.5mmで内
部欠陥の直径ｄが０、１、2mmのものを用い、これを105
0℃に加熱した後に搬送速度90m/秒で搬送しながら、熱
伝導率α＝11000Kcal/m2ｈ℃の冷却水を供給して急冷し
た。 第４図から、内部欠陥のない場合（ｄ＝０）に比較し
て、内部欠陥が存在する場合（ｄ＝１、2mm）の方が、
冷却による温度低下が少ないことが埋解される。例え
ば、図の結果においては、冷却後0.5秒経過した後の各
被検材温度が、内部欠陥がない場合853℃で、内部欠陥
がある場合（ｄ＝１、2mm）それぞれ964℃、997℃であ
つた。 従つて、急冷後の被検材の表面温度を検出すれば、他
の部分に比較して表面温度の高い部分の存在から内部欠
陥を検出することができる。よつて、従来は検出でなか
つた圧延過程における鋼材の内部欠陥の検出をオンライ
ンで精度良く行うことができ、２次加工工程で欠陥によ
る加工不具合を生ずることがない。これにより、線材、
棒鋼、形鋼、その他の鋼材に対する品質保証の強化を図
ることができる。 なお、以上の説明においては、被検材として高温の圧
延材を例に挙げ、これに冷却水を供給していたが、被検
材はこのようなものに限定されるものではない。要は、
被検材がそれに供給される冷却剤との関係で急冷可能な
ものであれば、いずれの鋼材（例えば熱間鍛造材）につ
いても、又、いずれの冷却剤を用いても、本発明を実施
できるものである。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明す
る。 この実施例は、熱間圧延された線材や捧材（以下線材
と略する）16表面を、第１図に示した水冷帯12で均一に
冷却し、水冷後、放射温度計14で該線材16の全周面を測
温し、この測温結果に基づき、後述するように線材16の
表面欠陥あるいは内部欠陥を検出するようにした装置で
ある。 前記水冷帯12には、第５図に示される構成の水冷ノズ
ル18が設けられている。図において、符号20は冷却水の
給水口、22はエアーの圧入口である。 放射温度計14以降の信号系は、第６図に示されるもの
となる。図のように放射温度計14は温度検出器24及び信
号変換器26を備えている。前記温度計14及び記録計28
は、線材16の圧延速度、即ち、搬送速度に応じた応答周
波数を有する高速応答可能なものであり、例えば温度検
出から記録までのループ応答性が応答速度１〜２（ms）
以下のものを用いることができる。 この信号変換器26の出力は、記録計28及び警報出力装
置30に入力される。該記録計28は、検出温度を記録チヤ
ートに記録するためのものである。又、前記警報出力装
置30は、設定された設定値以上の温度が検出されたとき
に欠陥が生じたものとして警報を発し、該欠陥部にマー
キングを行うものである。 以下、実施例の作用を説明する。 まず、前記線材16の表面欠陥を検出するべく、水冷帯
12で急冷した後の線材16の表面温度を記録計28に記録す
ると共に、熱間渦流探傷装置で同じ線村を探傷した結果
を第７図に示す。なお、前記温度計の時間軸と渦流探傷
器の時間軸は異なつて表示されているため、第７図にお
いては線材16上の対応する個所の検出値同志を破線で繋
いでいる。 図から、渦流探傷装置の検出結果と温度低下している
部分とがよく一致しており、従つて、本発明を実施して
温度検出することにより精度良く表面欠陥を検出できる
ことが理解される。具体的には線材16の表面温度をトラ
ツキングしながら検出し、表面温度の平均値に対して一
定の閾値以上の温度低下が生じた場合、欠陥が存在する
ものと判定し、トラツキング長さと温度低下位置を対応
させて欠陥部の位置を特定する。なお、図には各部に対
応する欠陥の種類を記載している。 又、前記温度記録を用いて欠陥の種類も知ることがで
きる。即ち、第８図に示されるように線材16に表面欠陥
が存在し、その表面欠陥が図中符号32で示す局部疵や符
号34で示す連続疵の場合には、第９図に示されるような
温度記録結果となる。前記局部疵32の場合には、第９図
中符号36で示されるように短い範囲で温度が低下し、一
方、前記連続疵の場合には、図中符号38で示されるよう
に長い範囲で温度が低下している。従つて、この温度低
下の幅から、疵が局部疵又は連続疵のいずれであるかを
知ることができる。 これに対して、渦流探傷器により探傷を行つた場合、
第10図に示されるように、局部疵に対しては疵信号が出
力されて欠陥検出ができるが、連続疵に対しては検出す
ることができない。従つて、本発明方法により表面疵を
検出しようとした場合、渦流探傷器で検出できなかつた
種類の疵（連続疵）までも検出することができ、検出さ
れる欠陥の対象が広いことが理解される。 次に、本実施例装置で線材16の内部欠陥を検出する場
合について説明する。 水冷帯12で急冷された後に放射温度計14を用いて、線
材16の先端から尾端まで、温度を検出した結果を第11図
に示す。図の符号ThHで示すように、他の部分に比べて
高い温度が検出された線材16の部分（以下、高温部とい
う）に非金属介在物（例えばパウダ）による内部欠陥が
存在することが確認された。具体的には、トラツキング
しながら線材16の表面温度をその先端から尾端まで検出
し、この検出温度をその温度の平均値と比較し、その差
が所定の閾直以上の高温の場合、内部欠陥が存在するも
のと判定し、その判定結果と線材16上の位置を対応させ
て高温部の位置を特定することにより、内部欠陥の存在
及びその線材16における内部欠陥の位置を検出した。な
お、発明者らは上記装置により、線材中に非金属介在物
の巻き込みによる内部欠陥を６例検出し、ライン後流に
流さず、後流における加工上の不具合を未然に防止し
た。 なお、前記実施例においては、被検材として、線材、
棒鋼、形鋼等の圧延材を例示したが、本発明を適用でき
る被検材はこれに限定されず、その他の鋼材例えば熱間
鍛造材の欠陥検出にも使用できるものである。
る。 この実施例は、熱間圧延された線材や捧材（以下線材
と略する）16表面を、第１図に示した水冷帯12で均一に
冷却し、水冷後、放射温度計14で該線材16の全周面を測
温し、この測温結果に基づき、後述するように線材16の
表面欠陥あるいは内部欠陥を検出するようにした装置で
ある。 前記水冷帯12には、第５図に示される構成の水冷ノズ
ル18が設けられている。図において、符号20は冷却水の
給水口、22はエアーの圧入口である。 放射温度計14以降の信号系は、第６図に示されるもの
となる。図のように放射温度計14は温度検出器24及び信
号変換器26を備えている。前記温度計14及び記録計28
は、線材16の圧延速度、即ち、搬送速度に応じた応答周
波数を有する高速応答可能なものであり、例えば温度検
出から記録までのループ応答性が応答速度１〜２（ms）
以下のものを用いることができる。 この信号変換器26の出力は、記録計28及び警報出力装
置30に入力される。該記録計28は、検出温度を記録チヤ
ートに記録するためのものである。又、前記警報出力装
置30は、設定された設定値以上の温度が検出されたとき
に欠陥が生じたものとして警報を発し、該欠陥部にマー
キングを行うものである。 以下、実施例の作用を説明する。 まず、前記線材16の表面欠陥を検出するべく、水冷帯
12で急冷した後の線材16の表面温度を記録計28に記録す
ると共に、熱間渦流探傷装置で同じ線村を探傷した結果
を第７図に示す。なお、前記温度計の時間軸と渦流探傷
器の時間軸は異なつて表示されているため、第７図にお
いては線材16上の対応する個所の検出値同志を破線で繋
いでいる。 図から、渦流探傷装置の検出結果と温度低下している
部分とがよく一致しており、従つて、本発明を実施して
温度検出することにより精度良く表面欠陥を検出できる
ことが理解される。具体的には線材16の表面温度をトラ
ツキングしながら検出し、表面温度の平均値に対して一
定の閾値以上の温度低下が生じた場合、欠陥が存在する
ものと判定し、トラツキング長さと温度低下位置を対応
させて欠陥部の位置を特定する。なお、図には各部に対
応する欠陥の種類を記載している。 又、前記温度記録を用いて欠陥の種類も知ることがで
きる。即ち、第８図に示されるように線材16に表面欠陥
が存在し、その表面欠陥が図中符号32で示す局部疵や符
号34で示す連続疵の場合には、第９図に示されるような
温度記録結果となる。前記局部疵32の場合には、第９図
中符号36で示されるように短い範囲で温度が低下し、一
方、前記連続疵の場合には、図中符号38で示されるよう
に長い範囲で温度が低下している。従つて、この温度低
下の幅から、疵が局部疵又は連続疵のいずれであるかを
知ることができる。 これに対して、渦流探傷器により探傷を行つた場合、
第10図に示されるように、局部疵に対しては疵信号が出
力されて欠陥検出ができるが、連続疵に対しては検出す
ることができない。従つて、本発明方法により表面疵を
検出しようとした場合、渦流探傷器で検出できなかつた
種類の疵（連続疵）までも検出することができ、検出さ
れる欠陥の対象が広いことが理解される。 次に、本実施例装置で線材16の内部欠陥を検出する場
合について説明する。 水冷帯12で急冷された後に放射温度計14を用いて、線
材16の先端から尾端まで、温度を検出した結果を第11図
に示す。図の符号ThHで示すように、他の部分に比べて
高い温度が検出された線材16の部分（以下、高温部とい
う）に非金属介在物（例えばパウダ）による内部欠陥が
存在することが確認された。具体的には、トラツキング
しながら線材16の表面温度をその先端から尾端まで検出
し、この検出温度をその温度の平均値と比較し、その差
が所定の閾直以上の高温の場合、内部欠陥が存在するも
のと判定し、その判定結果と線材16上の位置を対応させ
て高温部の位置を特定することにより、内部欠陥の存在
及びその線材16における内部欠陥の位置を検出した。な
お、発明者らは上記装置により、線材中に非金属介在物
の巻き込みによる内部欠陥を６例検出し、ライン後流に
流さず、後流における加工上の不具合を未然に防止し
た。 なお、前記実施例においては、被検材として、線材、
棒鋼、形鋼等の圧延材を例示したが、本発明を適用でき
る被検材はこれに限定されず、その他の鋼材例えば熱間
鍛造材の欠陥検出にも使用できるものである。
第１図は本発明の実施例装置の構成を示す、一部ブロツ
ク図を含む配置図、 第２図は本発明の原理を説明するための、急冷された鋼
材の正常部の表面温度と、表面欠陥部の表面温度の変化
例を示す線図、 第３図は同じく、線材の正常部と表面欠陥部を示す断面
図、 第４図は内部欠陥のある被検物について急冷した場合の
温度変化の例を示す線図、 第５図は前記実施例装置の水冷帯に設けられる水冷ノズ
ルの詳細な構成を示す断面図、 第６図は前記実施例装置の温度検出系の電気的な構成を
示すブロツク線図、 第７図は前記実施例装置の温度検出結果と熱間渦流探傷
器の探傷結果を比較して示す線図、 第８図は線材の表面疵の種類を示す要部拡大図、 第９図は前記実施例装置を用いて線材の温度記録結果か
ら該線材の表面欠陥を検出する例を示す線図、 第10図は前記線材を熱間渦流探傷器を用いて前記線材を
探傷した例を示す線図、 第11図は前記実施例装置で温度検出された結果から内部
欠陥を検出する例を示す線図である。 10……仕上圧延機、11……圧延材、12……水冷帯、14…
…放射温度計、16……線材、18……水冷ノズル、20……
冷却水給水口、22……エアー圧入口、24……温度検出
器、26……信号変換器、28……記録計、30……警報出力
装置。
ク図を含む配置図、 第２図は本発明の原理を説明するための、急冷された鋼
材の正常部の表面温度と、表面欠陥部の表面温度の変化
例を示す線図、 第３図は同じく、線材の正常部と表面欠陥部を示す断面
図、 第４図は内部欠陥のある被検物について急冷した場合の
温度変化の例を示す線図、 第５図は前記実施例装置の水冷帯に設けられる水冷ノズ
ルの詳細な構成を示す断面図、 第６図は前記実施例装置の温度検出系の電気的な構成を
示すブロツク線図、 第７図は前記実施例装置の温度検出結果と熱間渦流探傷
器の探傷結果を比較して示す線図、 第８図は線材の表面疵の種類を示す要部拡大図、 第９図は前記実施例装置を用いて線材の温度記録結果か
ら該線材の表面欠陥を検出する例を示す線図、 第10図は前記線材を熱間渦流探傷器を用いて前記線材を
探傷した例を示す線図、 第11図は前記実施例装置で温度検出された結果から内部
欠陥を検出する例を示す線図である。 10……仕上圧延機、11……圧延材、12……水冷帯、14…
…放射温度計、16……線材、18……水冷ノズル、20……
冷却水給水口、22……エアー圧入口、24……温度検出
器、26……信号変換器、28……記録計、30……警報出力
装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−62345（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−54242（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−180441（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】鋼材の表面に冷却剤を供給して該鋼材を急
冷し、 急冷された鋼材が復熱してその表面温度が均一化する前
に、該鋼材の表面温度を検出し、 検出された表面温度が他の部分に比較して低い部分の存
在から、鋼材の表面欠陥を検出するようにしたことを特
徴とする鋼材の欠陥検出方法。 - 【請求項２】鋼材の表面に冷却剤を供給して該鋼材を急
冷し、 急冷された鋼材が復熱してその表面温度が均一化する前
に、該鋼材の表面温度を検出し、 検出された表面温度が他の部分に比較して高い部分の存
在から、鋼材内部の熱伝導低下特性を有する内部欠陥を
検出するようにしたことを特徴とする鋼材の欠陥検出方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63120299A JP2501869B2 (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | 鋼材の欠陥検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63120299A JP2501869B2 (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | 鋼材の欠陥検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01291149A JPH01291149A (ja) | 1989-11-22 |
| JP2501869B2 true JP2501869B2 (ja) | 1996-05-29 |
Family
ID=14782798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63120299A Expired - Fee Related JP2501869B2 (ja) | 1988-05-17 | 1988-05-17 | 鋼材の欠陥検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2501869B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014219222A (ja) * | 2013-05-01 | 2014-11-20 | 住友電気工業株式会社 | 鋳造材の欠陥検査方法 |
| JP6217657B2 (ja) * | 2015-01-26 | 2017-10-25 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 内面塩化ビニルライニング鋼管の接着力の検査方法及び検査システム |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5562345A (en) * | 1978-11-02 | 1980-05-10 | Kawasaki Steel Corp | Surface flaw detection method for steel material |
| JPH01180441A (ja) * | 1988-01-13 | 1989-07-18 | Nkk Corp | 被検査物の内面状況検出方法 |
| JPH076933B2 (ja) * | 1987-08-25 | 1995-01-30 | 株式会社竹中工務店 | 外装の剥離検知方法 |
-
1988
- 1988-05-17 JP JP63120299A patent/JP2501869B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01291149A (ja) | 1989-11-22 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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