JP4870523B2 - 連続鋳造棒の超音波探傷検査方法および製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、連続鋳造棒に対する超音波探傷検査方法、およびこの検査方法を用いた連続鋳造棒の製造方法に関する。

一般的に、連続鋳造棒は溶湯から円柱状、角柱状あるいは中空柱状の長尺鋳塊を鋳造して製造する。鋳造方法にはフロート鋳造法、ダイレクトチル（ＤＣ鋳造）法、気体加圧ホットトップ連続鋳造法などがある。鋳造された連続鋳造棒に対しては、塑性加工時の割れの原因となる表面の不均一層を除去するとともに、外周部除去後の表面および内部欠陥の検査が行われる（特許文献１参照）。

特許文献１に記載された連続鋳造棒の製造工程は、連続鋳造工程と外周除去工程との間に超音波探傷検査による内部の非破壊検査工程を設けている。超音波探傷検査は、割れ等の内部欠陥に対して検出能力が高く、また、検出した電気信号を処理することにより、画像処理が必要なＸ線と比較して、欠陥の自動判定が容易に可能となり、検査の精度が高く安定した検査ができるという特長がある。また、超音波探傷検査用プローブを連続鋳造棒の周りを回転させたり、連続鋳造棒の周りに複数の超音波探傷検査用プローブを配置することによって、連続鋳造棒を全方向から検査することができる。
特開２００４−２０９５１６号公報

特許文献１に記載された工程では、連続的に鋳出されてくる連続鋳造棒を所定長さに切断した後、連続鋳造ラインとは別ラインにて超音波探傷検査を行っている。これは、超音波探傷検査を行うには、検査対象と超音波探傷検査用プローブとの間に水等の媒質を介在させる必要があるため、鋳造ライン上で超音波探傷検査を行うことが困難であったためである。連続鋳造と超音波探傷検査を別々に行うと、切断した連続鋳造棒の移送が必要となり、検査効率ひいては連続鋳造棒の生産効率の向上には限度がある。

本発明は、上述した背景技術に鑑み、連続的に鋳出されてくる連続鋳造棒に対して超音波探傷検査を行い、さらにこの検査方法を用いることにより高品質の連続鋳造棒を効率良く生産できる連続鋳造棒の製造方法の提供を目的とする。

即ち、本発明の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法は下記［１］〜［８］に記載の構成を有する。

［１］ 鋳型出口から水平方向に連続的に鋳出される連続鋳造棒に対し、
鋳型出口直後において冷却水を鋳出し方向に供給するとともに、前記冷却水に超音波探傷検査用プローブを接触させて内部欠陥を検査することを特徴とする連続鋳造棒の超音波探傷検査方法。

［２］ 前記鋳型出口から下流側に離間して配置した堰状体の貫通孔に連続鋳造棒を遊挿することにより、冷却水の流れを妨げ、流れを妨げられた冷却水に超音波探傷検査用プローブを接触させる前項１に記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法。

［３］ 前記超音波探傷検査用プローブを前記堰状体の上流側に貯留された冷却水に挿入する前項２に記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法。

［４］ 前記堰状体の上流側に、連続鋳造棒を遊挿する貫通孔を有する第２堰状体を配置し、前記堰状体と第２堰状体の間に冷却水を貯留する前項２または３に記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法。

［５］ 前記超音波探傷検査用プローブを前記堰状体の貫通孔の周面に臨んで配設する前項２に記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法。

［６］ 連続鋳造棒の周方向に複数の超音波探傷検査用プローブを配設する前項１〜５のいずれかに記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法。

［７］ 前記超音波探傷検査用プローブを連続鋳造棒の周方向に回転させる前項１〜５のいずれかに記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法。

［８］ 前記超音波探傷検査用プローブは、複数の探触子が並列するアレイ型プローブである前項１〜７のいずれかに記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法。

また、本発明の連続鋳造棒の製造方法は下記［９］〜［１４］に記載の構成を有する。

［９］ 鋳型出口から水平方向に連続的に連続鋳造棒を鋳出す連続鋳造工程と、前記連続鋳造工程において鋳造した連続鋳造棒の外周部分を除去する外周除去工程とを含む連続鋳造棒の製造方法において、
前記連続鋳造工程に続いて前項１〜８のいずれかに記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法により内部欠陥を検査する内部検査工程を行い、その後に前記外周除去工程を行うことを特徴とする連続鋳造棒の製造方法。

［１０］ 前記外周除去工程において、超音波探傷検査おける探傷不感帯を除去する前項９に記載の連続鋳造棒の製造方法。

［１１］ 前記外周除去工程において、不均一組織層を除去する前項９に記載の連続鋳造棒の製造方法。

［１２］ 前記外周除去工程において、切削刃を連続鋳造棒の周方向に移動させて外周部分を除去する前項９〜１１のいずれかに連続鋳造棒の製造方法。

［１３］ 前記外周除去工程において、連続鋳造棒の周面に切削刃を接触させるとともに、連続鋳造棒を周方向に旋回させて外周部分を除去する前項９〜１１のいずれかに連続鋳造棒の製造方法。

［１４］ 前記連続鋳造棒はアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる前項９〜１３のいずれかに記載の連続鋳造棒の製造方法。

また、本発明の連続鋳造棒は下記［１５］に記載の構成を有する。

［１５］ 前項９〜１４のいずれかに記載の連続鋳造棒の製造方法により製造されたことを特徴とする連続鋳造棒。

また、本発明の連続鋳造棒の製造装置は下記［１６］に記載の構成を有する。

［１６］ 溶湯を水平方向に鋳出す出口を有し、この出口から連続鋳造棒を連続的に鋳出す鋳型と、
前記鋳型出口直後に吐出口を有し、連続鋳造棒に対して鋳出し方向に冷却水を供給する冷却水供給装置と、
前記冷却水供給装置から下流側に離間して配置され、連続鋳造棒を遊挿する貫通孔を有し、冷却水の流れを妨げる堰状体と、前記堰状体によって流れを妨げられた冷却水に接触し、連続鋳造棒の内部検査を行う超音波探傷検査用プローブとを有する内部検査装置と、
前記堰状体よりも下流側に配置され、連続鋳造棒の外周部を切除する外周除去装置とを備えることを特徴とする連続鋳造棒の製造装置。

［１］に記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法によれば、超音波探傷検査の媒質として冷却水を用いるので、簡単な設備で検査を行うことができる。また、連続的に鋳出されて移動中の連続鋳造棒に対して超音波探傷検査を行うので、検査のために鋳造速度を低下させる必要もなく、検査装置に連続鋳造棒を搬送する必要もない。このため、効率良く超音波探傷検査を行え、ひいては連続鋳造棒を効率良く生産することができる。また、検査装置への搬送設備も不要であるから、検査のための周辺装置を簡略化できる。

［２］に記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法によれば、堰状体の上流側に冷却水を貯留して、超音波探傷検査用プローブと冷却水の接触を容易にすることができる。

［３］に記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法によれば、堰状体の上流側に貯留された冷却水に超音波探傷検査用プローブを挿入するという簡単な方法で超音波探傷検査を行うことができる。

［４］に記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法によれば、より確実に冷却水を貯留することができる。

［５］に記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法によれば、超音波探傷検査用プローブの支持部材として堰状体を用いるので設備を簡略化できる。

［６］に記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法によれば、複数の角度からの超音波探傷検査が可能となり、検査精度を高めることができる。

［７］に記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法によれば、一つの超音波探傷検査用プローブで複数の角度からの超音波探傷検査が可能となる。

［８］に記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法によれば、プローブの動作エレメントを電子的に制御することにより、アレイ状に並列する探触子のフォーカス点を電子的に制御して超音波の回転音場を形成するため、探触子回転方式の機構部のような複雑な回転機構部は不要となり、メンテナンスが容易になる。

［９］に記載の連続鋳造棒の製造方法によれば、連続鋳造工程に続いて超音波探傷による内部検査工程を行い、その後に外周除去工程を行うので、健全な連続鋳造棒を効率良く製造することができる。

［１０］に記載の連続鋳造棒の製造方法によれば、超音波探傷検査おける探傷不感帯が除去され、未検査部分が除去された連続鋳造棒を製造できる。

［１１］に記載の連続鋳造棒の製造方法によれば、表層部の不均一層が除去された健全な連続鋳造棒を製造できる。

［１２］に記載の連続鋳造棒の製造方法によれば、無限長さの連続鋳造棒の外周除去を連続して行えるために生産性が良い。

［１３］に記載の連続鋳造棒の製造方法によれば、所定長さに切断した連続鋳造棒の外周除去に有利である。

［１４］に記載の連続鋳造棒の製造方法によれば、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる健全な連続鋳造棒を製造できる。

［１５］に記載の連続鋳造棒は［８］〜［１４］のいずれかの製造方法により製造されたものであるから、外周部分が除去された健全な連続鋳造棒である。

［１６］に記載の連続鋳造棒の製造装置によれば、［９］〜［１４］のいずれかに記載された連続鋳造棒の製造方法を実施することができる。

［連続鋳造棒製造設備］
図１は、本発明の連続鋳造装置および内部検査装置を備える連続鋳造棒の製造装置においける工程図である。

図１において、(1)は溶解保持炉（溶解工程）を示し、金属の原材料を溶解して溶湯を得るためのものである。

(2)は溶湯処理装置（溶湯処理工程）を示し、溶解保持炉(1)からの溶湯中の酸化物および水素ガスを除去するためのものである。

(3)は本発明の連続鋳造装置（連続鋳造工程）を示し、溶湯処理装置(2)から供給される溶湯から、後述するように、連続鋳造棒を鋳造するものである。

(4)は内部検査装置（内部検査工程）を示し、連続鋳造装置(3)で連続的に鋳出されてくる連続鋳造棒に対して超音波探傷検査により内部欠陥を検査するものである。

(5)は切断装置（切断工程）を示し、連続鋳造装置(3)および検査装置(4)で鋳造後直ちに内部検査を行った連続鋳造棒を、後述するように、定尺に切断するものである。

(6)は熱処理装置（熱処理工程）を示し、切断装置(5)で切断した定尺の連続鋳造棒を熱処理するものである。

(7)は第１矯正装置（第１矯正工程）を示し、連続鋳造棒の曲がりを矯正するものである。

(8)は外周除去装置（外周除去工程）を示し、第１矯正装置(7)で曲がりを矯正した連続鋳造棒の外周部分を除去するものである。

(9)は第２矯正装置（第２矯正工程）を示し、外周除去工程(8)で発生した連続鋳造棒の曲がりを除去し、次の表面検査装置(10)で表面検査をする場合、連続鋳造棒の表面検査の精度を向上させるためのものである。本工程は、曲がりの程度、表面性状の供給される品質に応じて実施される。

(10)は表面検査装置（表面検査工程）を示し、外周部分を除去した連続鋳造棒の外周表面近傍に欠陥があるかないかを検査するものである。

次に、図１に示した連続鋳造棒の製造装置において、連続鋳造装置(3)以後の各装置および工程について詳述する。以下の説明では、鋳出される連続鋳造棒（Ｔ）の長手方向において、鋳型に近い側を上流側、鋳型から遠い側を下流側と称する。
［連続鋳造装置および内部検査装置］
図２は連続鋳造装置(3)および内部検査装置(4)の一例を示す説明図である。

前記連続鋳造装置(3)において、(31)は溶湯（Ｍ）を溜めるタンディッシュを示し、側壁に開口部(32)が設けられている。(33)は耐火性板状体を示し、タンディッシュ(31)の外側に開口部(32)を囲むように取り付けられ、開口部(32)に連通する注湯孔(34)が設けられている。

(35)は筒状の鋳型を示し、中心軸がほぼ水平となるように耐火性板状体(33)に取り付けられ、鋳型(35)と溶湯（Ｍ）との間に耐火性板状体(33)と鋳型(35)との間から気体を供給する気体供給路(36)と、鋳型(35)と連続鋳造棒（Ｔ）との間へ潤滑油を供給する潤滑油供給路(37)と、出口で連続鋳造棒（Ｔ）の周囲へ冷却水（Ｃ）を供給する冷却水供給路(38)とが設けられている。

前記冷却水供給路(38)の吐出口(38a)は、連続鋳造棒（Ｔ）を囲む環状に形成され、かつ連続鋳造棒（Ｔ）の鋳出方向に向けて設けられている。そして、吐出口(38a)から噴出した冷却水（Ｃ）は、連続鋳造棒（Ｔ）の周方向全体に供給され、連続的に鋳出される鋳造棒（Ｔ）の表面上を鋳出方向に流れて、連続鋳造棒（Ｔ）を冷却する。即ち、冷却水供給路(38)が設けられた前記鋳型(35)は、本発明の連続鋳造棒の製造装置における鋳型および冷却水供給装置に対応する。

前記内部検査装置(4)は、基本的に、連続鋳造棒（Ｔ）が遊挿される貫通孔(41)を有する環状の堰状体(40)と超音波探傷検査用プローブ(42)とを備えている。前記堰状体(40)は連続鋳造棒（Ｔ）の高さに支持脚(43)によって台上に固定され、貫通孔(41)の内径は連続鋳造棒（Ｔ）の外径よりも大きく形成されている。従って、連続的に鋳出される連続鋳造棒（Ｔ）は貫通孔(41)に接触することなく孔(41)内を進んで行き、連続鋳造棒（Ｔ）の外周面と貫通孔(41)の周面の間の隙間には冷却水（Ｃ）が流れる。

前記内部検査装置(4)において、前記吐出口(38a)から吐出し連続鋳造棒（Ｔ）の表面上を鋳出方向に流れる冷却水（Ｃ）は、前記堰状体(40)に当たって流れを妨げられてその一部は堰状体(40)の上流側に貯留され、残りは貫通孔(41)内に流れていく。

前記超音波探傷検査用プローブ(42)は水浸用プローブであり、図外の支持部材に支持されて先端部が前記堰状体(41)の上流側に貯留されて水深が深くなった部分に挿入されている。前記超音波探傷検査用プローブ(42)は、図外の制御装置により制御され、連続的に鋳出されてくる連続鋳造棒（Ｔ）の内部探傷を行い、プローブ(42)から発せられた信号は信号処理部(44)に出力され、所定の処理を行った後に超音波検査判定装置(45)に出力される。超音波検査判定装置(45)においては、入力した信号に基づいて欠陥や傷の有無を判定し、連続鋳造棒（Ｔ）の良否を判断するとともに、判定結果を鋳造条件にフィードバックさせる。さらに、欠陥部分をスプレー等でマーキングしておき、後段の切断装置(5)において定尺に切断した後に欠陥部分を除去することができる。また、検出した欠陥位置を記憶しておき、切断装置(5)において欠陥部分のみを切断除去しつつ、定尺に切断することもできる。

超音波探傷は超音波探傷検査用プローブ(42)から照射された超音波の被検査体、すなわち、連続鋳造棒（Ｔ）中での挙動により内部検査を行うものである。内部検査の方式としては、他にＸ線透過検査があるが、Ｘ線を発生させるために高電圧装置が必要なことなど、設備の管理に手間がかかる。また、Ｘ線透過検査は、その原理上、異物などの体積を有する欠陥の検出能力が高いが、体積が小さく、品質特性上甚大な影響を及ぼす割れのような欠陥の検出能力が劣る。一方、超音波探傷は割れに対しても検出能力が高く、また、検出した電気信号を処理することにより、画像処理が必要なＸ線と比較して、欠陥の自動判定が容易に可能となり、精度が高く安定した検査ができる。

また、堰状体(40)により貯留させた冷却水（Ｃ）中に超音波探傷検査用プローブ(42)を挿入し、超音波探傷検査用プローブ(42)を冷却水（Ｃ）に水没させて探傷するため、連続鋳造棒（Ｔ）の表面の粗さがばらついていても、超音波を比較的安定させて入射させることができ、高い検査精度が得られる。前記連続鋳造棒（Ｔ）は連続的に鋳出されてくるので、連続鋳造棒（Ｔ）は長さ方向において連続的に検査される。

前記超音波探傷検査は、超音波探傷検査の媒質として冷却水（Ｃ）を用いることにより、簡単な設備で検査を行うことができる。また、連続的に鋳出されてくる連続鋳造棒（Ｔ）の移動中に行うので、検査のために鋳造速度を減速する必要もなく、検査装置に連続鋳造棒（Ｔ）を搬送する必要もない。このため、効率良く超音波探傷検査を行え、ひいては連続鋳造棒を効率良く生産することができる。また、検査装置への搬送設備も不要であるから、検査のための周辺装置を簡略化できる。

しかも、鋳型(35)出口直後であるから、搬送によるガタの発生も殆どなく精度の高い検査を行うことができる。

なお、本発明における堰状体(40)および超音波探傷検査用プローブ(42)の他の構成および超音波探傷方法については後に詳述する。

前記堰状体(42)により冷却水（Ｃ）を貯留して水深を安定確保し、超音波探傷検査用プローブ(42)の挿入または接触を容易にすることができる。しかし、本発明は、前記堰状体(42)を用いることなく、超音波探傷検査用プローブ(42)を冷却水（Ｃ）に接触または挿入させる場合も含まれる。十分な水深を得られる場合は、堰状体(42）を用いなくても超音波探傷検査は可能である。
［切断装置］
図３は切断装置(5)の一例を示す説明図である。

前記切断装置(5)において、(50)はガイドローラを示し、前記内部検査装置(4)の後段に設けられ、連続鋳造棒（Ｔ）を支持して誘導するものである。(51)はピンチローラを示し、ガイドローラ(50)隣接させて下流側に設けられ、上下のローラで連続鋳造棒（Ｔ）を挟持し、図示を省略した駆動機構によって鋳型(35)の鋳造速度と同一速度で連続鋳造棒（Ｔ）を引き出して移送するものである。(52)は同調クランプ機構を示し、ピンチローラ(51)に隣接させて下流側に設けられ、連続鋳造棒（Ｔ）を油圧機構によって押圧把持したり、解放するものである。(53)は駆動機構を示し、同調クランプ機構(52)の下側に設けられ、同調クランプ機構(52)を連続鋳造棒（Ｔ）に沿って上流側へ駆動したり、同調クランプ機構(52)の動きを自由にするものである。(54)は支持ローラを示し、同調クランプ機構(52)の移動に支障をきたさない下流側に設けられ、連続鋳造棒（Ｔ）を支持するものである。

(55)は移動架台を示し、支持ローラ(54)の下流に設けられ、連続鋳造棒（Ｔ）に沿って往復動するものである。(57a)，(57b)はモータを示し、移動架台(55)に連続鋳造棒（Ｔ）に直交させて所定間隔で設けられた２本の軌道（図示省略）に対応して設けられている。(58a)，(58b)は切断機を示し、モータ(57a)，(57b)によって駆動され、連続鋳造棒（Ｔ）を切断するものである。(59)は移動架台クランプ機構を示し、移動架台(55)に設けられ、連続鋳造棒（Ｔ）を油圧機構によって押圧把持したり、解放するものである。(61)は駆動機構を示し、移動架台(55)の下側に設けられ、移動架台(55)を連続鋳造棒（Ｔ）に沿って上流側へ駆動したり、移動架台クランプ機構(59)の動きを自由にするものである。

上述した切断装置において、連続鋳造棒（Ｔ）の切断は以下にようにして行われる。

まず、鋳型(35)から出て内部検査をなされた連続鋳造棒（Ｔ）は、ガイドローラ(50)で支持されて誘導された後、ピンチローラ(51)によって平列に挟持され、図示を省略した駆動機構の駆動力によって鋳造速度で移送される。そして、移送される連続鋳造棒（Ｔ）は、同調クランプ機構(52)で押圧挟持される。このとき、駆動機構(53)はピンチローラ(51)により支持され、移送される鋳造速度に同調して移動する。

この間、移動架台(55)は駆動機構(61)によって上流側、すなわち、ピンチローラ(51)の方向へ移動させられ、所定の位置に達して停止し、駆動装置(61)が移動架台(55)に対して移動自由な待機状態となる。

そして、ピンチローラ(51)または駆動機構(53)に設置されたエンコーダにより、移送されてくる連続鋳造棒（Ｔ）の長さが所定値に到達すると同時に、移動架台クランプ機構(59)が連続鋳造棒（Ｔ）を把持し、切断機(58a)，(58b)が作動するが、移動架台(55)は連続鋳造棒（Ｔ）とともに移動するので、連続鋳造棒（Ｔ）は切断される。

切断が終了すると、切断機(58a)，(58b)は、元の位置に戻り、同時に移動架台クランプ機構(59)が解放され、移動架台(55)は駆動機構(61)によって上流側へ移動させられ、所定の位置に達して停止するとともに、駆動装置(61)が移動自由となって待機状態になる。

一方、同調クランプ機構(52)は、移動架台クランプ機構(59)が連続鋳造棒（Ｔ）を把持した直後に連続鋳造棒（Ｔ）を解放し、駆動機構(53)によって上流側へ移動させられ、所定の位置に達して停止するとともに、駆動機構(53)が移動自由となって待機状態になる。

この待機状態の同調クランプ機構(52)は、切断機(58a)，(58b)による連続鋳造棒（Ｔ）の切断が終了し、移動架台クランプ機構(59)が連続鋳造棒（Ｔ）を解放する直前に連続鋳造棒（Ｔ）を把持し、連続鋳造棒（Ｔ）とともに移動する。

また、内部検査装置(4)で欠陥が検出された場合は、検査後直ちにマーキングされているので、定尺に切断された後に欠陥部分を除去することができる。あるいは、検出した欠陥位置に基づいて、欠陥部分のみを切断除去しつつ、欠陥のない健全な部分のみを定尺に切断することもできる。

［矯正装置］
連続鋳造工程(3)および内部検査工程(4)を経て、切断された連続鋳造棒（Ｔ）は、表層部に逆偏析層や鋳造時の潤滑油が巻き込まれた不均一組織層が形成されている。この不均一組織層は、塑性加工で割れなどの原因になるので、除去する必要がある。

しかし、鋳造し超音波探傷による内部検査を行った後の連続鋳造棒（Ｔ）は長さ方向に曲がりを有しており、鋳造後に熱処理を施した場合、さらに曲がりは大きくなり、例えば直径６０ｍｍ以下の細径の連続鋳造棒（Ｔ）では、後段の外周除去装置(8)等に投入するに際して無視できないレベルとなる。例えば、連続鋳造棒の長手方向１０００ｍｍに対して曲がり量が５ｍｍ以上になると、外周除去工程において偏芯が起こって除去深さが連続鋳造棒（Ｔ）の周方向で不均一となって、表面欠陥が確実に除去されないおそれがある。このため、外周除去を行う連続鋳造棒（Ｔ）の曲がり量は５ｍｍ／１０００ｍｍ未満に抑えられていることが好ましく、特に２ｍｍ／１０００ｍｍ以下）に抑えられていることが望ましい。その結果、安定した一貫連続運転をより容易に実施できる。

矯正装置は、ロール矯正機を用いることが好ましい。これは、側面が凹形状のローラと、側面が凸形状のローラとの間に連続鋳造棒を通過させることによって曲がりを小さくするものである。加工条件は、ロール角度、圧下荷重、ローラの回転数を調整することによって設定する。その結果、曲がりが減少するので、搬送時、装置への投入持のトラブルが減少するため、一貫連続運転をより容易に実施できる。

図４Ａおよび図４Ｂは第１矯正装置(7)の一例を示す説明図であり、図４Ａは平面図、図４Ｂは側面側から見た斜視図に相当する。

前記第１矯正装置(7)において、(70)はロール対を示し、平面に見て軸線が交差するように配設された上下一対の凹形ローラ(71)、凸形ローラ(72)で構成され、ロール(71)(72)間の距離は、矯正すべき連続鋳造棒（Ｔ）の外径に対応させた最適値に設定されている。αはロール角度を示す。なお、第２矯正装置(9)も同様の構成とされている。

前記第１矯正装置(7)において、ロール対(70)の各ローラ(71)，(72)の少なくとも一方を、図示を省略した駆動機構で回転させる。そして、各ロール対(70)のローラ(71)，(72)の間に連続鋳造棒（Ｔ）を導入すると、連続鋳造棒（Ｔ）は回転しながら移送される間に曲がりを矯正されるとともに、真円に矯正される。

［外周除去装置］
図５Ａおよび図５Ｂは外周除去装置(8)一例を示す説明図であり、図５Ａは切削刃駆動機構を除いた斜視図、図５Ｂは支持ローラを示す側面図である。

図５Ａにおいて、(80)は搬送ローラを示し、側面から見て連続鋳造棒（Ｔ）を上下から挟持して搬送保持する４つのローラで構成されている。

(81)は切削刃を示し、搬送ロール(80)で長手方向へ搬送される連続鋳造棒（Ｔ）の円周上に、外周部分を削り残しがなく切削できるように、９０度分割で４つ配設され、図示を省略した切削刃駆動機構で回転駆動される。

(82)は外周を除去される連続鋳造棒（Ｔ）をガタつかないように支持する支持ローラ、(83)は外周を除去された連続鋳造棒（Ｔ１）をガタつかないように支持する支持ローラを示し、連続鋳造棒（Ｔ）（Ｔ１）を６０度分割で支持する。

前記外周除去装置(8)において、まず、各搬送ローラ(80)を、図示を略した駆動機構で回転させるるとともに、図示を省略した切削刃駆動機構で切削刃(81)を回転させる。そして、搬送ローラ(80)の間へ連続鋳造棒（Ｔ）を導入することにより、連続鋳造棒（Ｔ）は順次搬送ローラ(80)で送られ、回転する切削刃(81)により外周部分が切削され、所定の外径の連続鋳造棒（Ｔ１）となる。

この外周除去装置によれば、従来用いられている旋盤に比べ、連続鋳造棒（Ｔ）が旋回せず、切削機構部（カッターヘッド、切削刃）が回転し、連続鋳造棒（Ｔ）は搬送ロール対で推進力を与えられ、切削機構部を通過することで切削が完了するため、ハンドリング時間を要さず連続的に加工を行える。また、無限長さの連続鋳造棒（Ｔ）の外周除去を連続して行えることから、被切削体の長さが限定される旋盤加工よりも生産性が良い。さらに、旋盤加工よりも削り残しが発生しくにいため、相対的に曲がり量の大きい直径２０ｍｍ〜８０ｍｍの細径材の外周切削に対しても有利である。

除去する外周部分の範囲（表面からの深さ）は、後述する超音波探傷検査による探傷不感帯および表層部の不均一組織層を除去できる範囲とすることが好ましい。この外周除去工程により、表層部の不均一組織層が除去された健全な連続鋳造棒（Ｔ１）が製造される。

なお、本実施形態の連続鋳造棒の製造においては、切断装置(5)において連続鋳造棒（Ｔ）を定尺に切断した後に外周部分の除去を行っているが、連続鋳造工程(3)および内部検査工程(4)に続いて、連続的に外周除去を行うこともできる。また、定尺への切断は必須の工程ではなく、切断することなくコイルに巻き取っても良い。

なお、外周除去装置(8)は図示例の切削刃(81)を連続鋳造棒（Ｔ）の周方向に回転させるものに限定されない。定尺に切断した連続鋳造棒（Ｔ）が十分に短い（例えば１００ｍｍ以下）場合は、従来の旋盤を用い、連続鋳造棒（Ｔ）を回転させながら固定した切削刃で外周部を切り込んで外周除去を行うことができる。また、十分に短い連続鋳造棒（Ｔ）は曲がりも少ないので、第１、２矯正工程(7)(9)を省略することができ、装置を簡略化することができる。

また、外周除去工程において外周部分を除去する際に発生した切粉を連続的に破砕して溶解工程へ戻すことができる。例えば、切粉破砕機を用いて切粉を微小にし、その微小な切粉を加圧エアを用いて圧送する。その結果、発生した切粉を一次的に貯留し、オペレータが貯留した切粉を運搬する手間がなくなるため、一貫連続運転をより容易に実施できる。

［表面検査装置］
次に、外周除去後に行う表面検査および、表面検査装置（表面検査工程）(10)について説明する。

表面検査は、必要に応じて用いられるので、外周除去後の、モニタを目的として実施するのが好ましく、人間による目視検査、渦電流探傷検査方法を挙げることができる。

前記、渦電流探傷検査方法は、電磁誘導現象を利用して被検査体表面に発生させた渦電流の変化によって欠陥の有無を判定する検査方法である。この渦電流探傷検査方法における貫通コイル法と回転プローブ法を組み合わせて用いることが好ましい。

貫通コイル法は、コイル内を被検査体が貫通していく過程で発生する渦電流の変化を検出するものである。この貫通コイル法は周方向の傷の検査に用いるのが好ましい。また、複数の発振周波数を用いることにより、同時に異なる深さ方向の検査範囲を持つことが可能になる。この方法により、表面下３ｍｍ以内の範囲を検査することが好ましい。

一方、回転プローブ法は、被検査体上方に配置した小さなコイルが回転することにより、被検査体全体を検査する方法である。この回転プローブ法はプローブを小さくできるため、微小欠陥の検出までが可能である。回転型渦電流探傷は極表面の範囲の検査に用いるのが好ましい。検査範囲は、コイルの発振周波数を調整して設定できる。検査範囲を、例えば、表面下１ｍｍ以内の範囲とするのが好ましい。

本実施形態においては、表層部の不均一組織層は先の外周除去工程(8)で除去されているため、本工程では外周除去に起因する加工傷、あるいは鋳造欠陥の取り残しを検査し、検査結果は外周除去工程(8)の除去条件にフィードバックさせる。このように、フィードバックが簡便に実施できるので、安定した一貫連続運転を容易に実現することができる。

本発明の連続鋳造棒の製造装置は、図１に示した装置構成に限定されるものではない。少なくとも連続鋳造装置(3)、超音波探傷による内部検査装置(4)および外周除去装置(8)を備えていれば本発明に含まれる。切断装置(5)、熱処理装置(6)、第１矯正装置(7)、第２矯正装置(9)および表面検査装置(10)は任意に付加することができ、他の工程も付加することができる。
［超音波探傷による内部検査装置］
図２とともに上述したように、本発明の超音波探傷による内部検査装置(4)の基本構成は、冷却水（Ｃ）の流れを妨げる堰状体(40)と、流れを妨げられた冷却水（Ｃ）に接触させる超音波探傷検査用プローブ(42)である。
（１）堰状体
前記堰状体(40)において、貫通孔(41)は連続鋳造棒（Ｔ）が接触することなく通過する内径が必要である。一方、過度に大きくなると冷却水（Ｃ）の流れが妨げられることなく通過してしまい、超音波探傷検査用プローブ(42)を挿入するための水深が得られない。これらを勘案し、具体的には、連続鋳造棒（Ｔ）の外周面と貫通孔(41)の内周面との間に１〜１０ｍｍの隙間が形成される内径に設定することが好ましく、特に２〜５ｍｍの隙間が形成されることが好ましい。また、前記堰状体(40)の高さは連続鋳造棒（Ｔ）の外周面から堰状体(40)の外周縁までの距離で規定し、その高さを５ｍｍ以上とすることが好ましい。５ｍｍ未満では上流側に超音波探傷検査用プローブ(42)を挿入する場合に水深が不足するおそれがある。一方、高さの上限に制限はないが、超音波探傷検査用プローブ(42)を挿入する水深を確保できれば良いので、５０ｍｍあれば十分である。超音波探傷検査用プローブ(42)と連続鋳造棒（Ｔ）との間の適正な距離は超音波探傷検査用プローブ(42)の種類や連続鋳造棒（Ｔ）の材質によって異なるため、これらに基づいて堰状体(40)の高さを適宜設定する。なお、必ずしも周方向の全体を前記高さに形成する必要はないが、低い部分があると冷却水（Ｃ）が逃げてしまうので、効率良く貯留するには周方向の全体を前記高さに形成することが好ましい。また、前記堰状体（Ｓ）の鋳出し方向における厚さは水圧に耐えられれば十分であり、１ｍｍ以上が好ましい。

前記堰状体(40)は、耐水性に優れた材料で形成することが好ましく、特にエンジニアリングプラスチックが好ましい。

また、前記堰状体(40)は連続鋳造棒（Ｔ）が十分に冷却固化した位置に配置する。また、水流が安定している方が好ましく、具体的には、鋳型(35)の出口から１００〜５００ｍｍ離れた位置に配置することが好ましい。

前記堰状体は、形状や配置数を変化させることにより、さらに効率良く冷却水（Ｃ）を貯留することができる。図６〜図１０に堰状体の他の例を示す。

図６は、前記堰状体(40)の上流側に、前記堰状体と同様の堰状体を第２堰状体(100)として配置した例である。連続鋳造棒（Ｔ）の表面上を鋳出方向に流れる冷却水（Ｃ）は、第２堰状体(100)を越えて堰状体(40)手前に流れ込み、堰状体(40)に当たって、その一部は堰状体(40)の上流側に貯留される。このように、２つの堰状体(40)(100)を用いることにより、より多量の冷却水（Ｃ）を貯留できる。超音波探傷検査用プローブ(42)は第２堰状体(100)と堰状体(40)の間に挿入される。

前記堰状体(40)と第２堰状体(100)との間に効率良く冷却水（Ｃ）を貯留するために、これらの間隔は５０〜１００ｍｍが好ましい。また、下流側の堰状体(40)の高さは、上流側の第２堰状体(100)の高さの０．５〜１．５倍が好ましい。特に、下流側の堰状体(40)の高さは上流側の第２堰状体(100)より低いことがより好ましい。下流側の堰状体(40)を低くすることによって、貯留した冷却水（Ｃ）が逆流して鋳型出口に流入することを確実に防止できるからである。

図７は、図６と同様に２つの堰状体(40)(110)を設置してこれらの間に冷却水（Ｃ）を貯留する例である。上流側の第２堰状体(110)は、上流側の面(111)が外周縁側が下流方向に向かって傾斜する楔形状に形成されている。このように上流側の面(111)を傾斜させることにより、第２堰状体(110)に当たった冷却水が逆流して鋳型(35)の出口に流入することを防止できるとともに、連続鋳造棒（Ｔ）の表面上を鋳出方向に流れる冷却水が面(111)に沿って効率良く第２堰状体(110)を越え、下流側の堰状体(40)の手前に流れ込ませることができる。また、図示例では上流側の面(111)の全体が傾斜しているが、上部などの面の一部にのみ傾斜部分を設けても良い。一部に傾斜部分を有していれば、冷却水（Ｃ）を効率良く第２堰状体(110)を越えて下流側の堰状体(40)の手前に流れ込ませることができる。

前記堰状体および第２堰状体は、図２、図６、図７に示したように、貫通孔が周方向で完全に閉じた環状体である他、冷却水の流出口・流入口としてその一部が切れていていても良い。また、２つの堰状体を底板または側板で連結させても良い。

図８Ａおよび図８Ｂは、環状の堰状体(40)および第２堰状体(120)の下半部が円弧状の樋状体(121)で連結されて槽(122)を形成した例である。連続鋳造棒（Ｔ）の表面上を鋳出方向に流れる冷却水（Ｃ）は、第２堰状体(120)を越えて槽(122)内に流れ込み、堰状体(40)に当たって、その一部は槽(122)内に貯留され、貯留されなかった冷却水（Ｃ）は、堰状体(40)を越えてまたは樋状体(122)を越えてオーバーフローする。また、樋状体(122)の底に排水口を形成し、冷却水（Ｃ）の一部を流出させて貯留水量を調節しても良い。

図９は、環状の堰状体(40)と、上部を開環して流入口(131)を設けた第２堰状体(130)とを円弧状の樋状体(132)で連結したものであり、下半部が槽(133)を形成している。連続鋳造棒（Ｔ）の表面上を鋳出方向に流れる冷却水（Ｃ）は、第２堰状体(130)を越えるとともに、流入口(131)から槽(133)内に流れ込み、堰状体(40)に当たって、その一部は槽(133)内に貯留される。

図１０は、貫通孔(141)を穿設した角板状の堰状体(140)と、上部を開環して流入口(142)を設けた角板状の第２堰状体(143)とを、左右の側板(144)および底板(145)で連結し、槽(146)を構成した例である。冷却水（Ｃ）は、第２堰状体(143)の流入口(142)から槽(146)内に流れ込み、堰状体(140)に当たってその一部は槽(146)内に貯留される。

さらに、上述した形状の堰状体、第２堰状体、側板、底板を適宜組み合わせても良い。

上述した堰状体および第２堰状体は、板のような完全な遮断体である必要はなく、網目状でも良い。すなわち、堰状体は、冷却水の流れを妨げ、その一部を手前側に貯留させることができる構造物であれば良く、その貯留水量は超音波探傷検査用プローブと連続鋳造棒（Ｔ）との隙間を埋める程度で良い。また第２堰状体は、貯留した冷却水が逆流して鋳型出口に流入することを防止できる構造物であれば良い。

また、堰状体、第２堰状体の保守管理の観点から、貫通孔が分割されるように分解できる構造であることが好ましい。
（２）超音波探傷検査およびプローブ
本発明で利用する超音波探傷方法としては、反射法、斜角法などがあり、媒質として鋳造時の冷却水を用いる。特に好ましい方法として、パルス状の超音波信号を送り出して反射もしくは透過する信号を受け、その受信信号の変化（反射、遮蔽、減衰）から欠陥の存在を検知する方法を用いることができる。

超音波探傷検査は、図２に例示したように、１つの超音波探傷検査用プローブ(42)で検査する他、周方向に複数のプローブを配設して複数の角度から検査することも好ましい。

図１１Ａおよび図１１Ｂは、連続鋳造棒（Ｔ）の周方向に複数の超音波探傷検査用プローブ(42)を配設した例である。

これらの図において、(150)は、気泡が取れやすい材質、一般的なエンジニアリングプラスチックで構成された支持部材を示し、円筒部(151)と、この円筒部(151)の両側面を塞ぐ側壁(152a)，(152b)とで構成されている。なお、支持部材(150)を構成する材質は、気泡が取れやすい材質であれば、特に限定されるものではない。また、気泡とは、媒質である貯留した冷却水から持ち込まれ超音波探傷検査用プローブ(42)または支持部材(150)に付着するものである。

前記円筒部(151)には、同一円周上に等間隔で複数の超音波探傷検査用プローブ(42)を貫通させた状態で設けられ、上部には超音波探傷検査用プローブ(42)の間に気体を逃がすための気体抜き孔(153)が設けられている。この気体抜き孔(153)は気体の排出状況によって形状を適宜決めることができる。また、側壁(152a)の中心には連続鋳造棒（Ｔ）を通過させるための貫通孔(154a)が設けられ、側壁(152b)の中心にも連続鋳造棒（Ｔ）を通過させるための貫通孔(154b)が設けられている。前記支持部材(150)は、中空円筒形状である必要はなく、例えば、側壁のない円筒形状、リング形状、線材を円形に編み上げたものでもよい。

(155)は支持部材支え部を示し、一部分の図示が省略されているが、支持部材(150)を支持するものである。

超音波探傷検査用プローブ(42)は、支持部材(150)の円筒部(151)に貫通させて連続鋳造棒（Ｔ）に接触しないように取り付けられている。

図１１Ａにおいて、(160)は信号処理部を示し、超音波探傷検査用プローブ(42)からの信号を処理して超音波検査判定装置(161)へ出力する。超音波検査判定装置(161)は、信号処理部(160)からの信号に基づいて連続鋳造棒（Ｔ）に欠陥、傷などがあるかないかを判定することにより、連続鋳造棒（Ｔ）の良否を判定するものである。その結果を、鋳造条件にフィードバックさせる。

上述したように、複数の超音波探傷検査用プローブ(42)を用いることにより連続鋳造棒（Ｔ）を複数角度から検査することができ、検査精度を高めることができる。また、図示例のように連続鋳造棒（Ｔ）の下側に超音波探傷検査用プローブ(42)を配設する場合、図８Ａ、図９および図１０に示すように２個の堰状体を連結して槽(122)(133)(146)を形成すれば、連続鋳造棒（Ｔ）の下側にも冷却水（Ｃ）を貯留でき、確実に超音波探傷検査用プローブ(42)を冷却水（Ｃ）に接触させることができる。なお、複数の超音波探傷検査用プローブを配設する場合、各プローブを個々の支持部材で支持しても良い。

また、１つの超音波探傷検査用プローブを周方向に回転させながら検査を行っても良く、連続鋳造棒（Ｔ）を複数角度から検査することができ、検査精度を高めることができる。超音波探傷検査用プローブを１回転させれば、連続鋳造棒（Ｔ）を全方向から検査することができる。

さらに、図１２Ａに示すように、超音波探傷検査用プローブ(170)を堰状体(171)の貫通孔(172)の周面に配設することも好ましい。図示例の堰状体(171)は、貫通孔(172)の周面に凹部(173)が周方向に複数個設けられ、これらの凹部(173)に超音波探傷検査用プローブ(170)を嵌め込んで取り付けたものであり、超音波探傷検査用プローブ(170)は貫通孔(172)の周面に臨んでいる。流れてくる冷却水（Ｃ）は堰状体(170)の上流側に貯留されるとともに、連続鋳造棒（Ｔ）表面と貫通孔(172)の周面との間にも満たされているので、超音波探傷検査用プローブ(170)は空気を介在することなく冷却水（Ｃ）に接触しており、この冷却水（Ｃ）を媒質として超音波探傷検査を行うことができる。また、堰状体(171)に音波探傷検査用プローブ(170)を配設する場合もまた、図８Ａ、図９および図１０に示すように２個の堰状体を連結して槽(122)(133)(146)を形成すれば、連続鋳造棒（Ｔ）の下側にも冷却水（Ｃ）を貯留でき、確実に超音波探傷検査用プローブ(170)を冷却水（Ｃ）に接触させることができる。

本発明における超音波探傷検査用プローブ(42)(170)は、その配置にかかわらず、１つの探触子によるシングルプローブ、または複数の探触子が並列するアレイ型プローブのどちらでも用いることができる。後者のアレイ型プローブはフォーカス点を電子的に制御するため、探傷中のマルチフォーカス（垂直探傷と斜角探傷の組合せ）も可能であり、その結果１つのプローブの検査領域が広くなり、図１２Ｂに示すように用いるプローブの数を減らすことができる。これにより、従来の探触子回転方式の機構部のような複雑な回転機構部は不要となり、かつプローブの数を減らすことでメンテナンスが容易な構成になる。

図１２Ｂは、堰状体(175)の貫通孔(176)の周面上側に設けた２つの凹部(173)にアレイ型プローブ(170)を配設した例である。上述したようにアレイ型プローブを用いることにより、少ない数のプローブで連続鋳造棒（Ｔ）の全域を検査することができる。１個または小数のプローブを用いる場合は、連続鋳造棒（Ｔ）の上側に配設することが好ましい。冷却水（Ｃ）が堰状体(175)に当たって下方に流れ落ちたとしても、上側では貯留されているのでプローブを冷却水（Ｃ）に確実に接触させることができるからである。

そして、超音波探傷検査により連続鋳造時に発生する鋳塊割れなどの内部欠陥を検出することができ、その結果を鋳造条件にフィードバックできるので、一貫連続運転をより容易に実施できる。

ところで、超音波探傷には一般に垂直探傷と斜角探傷が用いられるが、斜角探傷は被検査体表面の性状の影響を顕著に受けて良好な検査精度が得られないため、連続鋳造棒（Ｔ）の探傷には適さない。一方、垂直探傷は連続鋳造棒（Ｔ）の内部より外周表面近傍での検査精度が劣る。外周表面近傍での検査精度が劣る理由は、外周表面近傍には探傷不感帯が生じるためである。

しかしながら、超音波探傷による内部検査後に行う連続鋳造棒（Ｔ）の外周除去工程において、超音波探傷で不感帯となる領域を含んだ部分を除去することにより、健全な連続鋳造棒（Ｔ）を得ることができる。

外周除去工程において、後工程の塑性加工時、機械加工時に障害となる表層部の不均一組織層を除去する必要があるが、前記探傷不感帯の領域が、前記除去範囲より小さくなることが好ましい。

除去すべき不均一組織層の一例である逆偏析層は、鋳造時の連続鋳造棒の合金組成、鋳型の構造、鋳造条件などによってその範囲がきまる。例えば、その厚さは、表面から１ｍｍ程度までの範囲である。表面から１ｍｍ程度までの範囲は、溶湯が鋳型、潤滑油、気体と接触することによる欠陥が発生している可能性の有る範囲でもある。そして、表面から上記の領域の２倍以上の範囲を除去することが好ましい。

これらの範囲を含んで外周除去工程で削除するので、この範囲以下に探傷不感帯を抑えることが好ましい。その結果、最終的に探傷不感帯の範囲は外周除去工程において除去されることになる。

図１３は、超音波パルス反射法による垂直探傷方法の説明図である。

なお、連続鋳造棒（Ｔ）の下側には、表示部に表示される各反射波（エコー）を連続鋳造棒（Ｔ）に対応させて図示してある。

図１３において、(180)は反射型超音波探傷装置を示し、同期信号、掃引信号および距離目盛り信号を出力する同期部(181)と、この同期部(181)からの同期信号に同期した超高周波信号の電圧を出力する送信部(182)と、この送信部(182)からの超高周波信号の電圧に基づいた超高周波信号を連続鋳造棒（Ｔ）に向けて送出するとともに、連続鋳造棒（Ｔ）の表面、欠陥（Ｔｄ）などからの反射波を捕捉して電圧に変換する超音波探傷検査用プローブ(42)(170)と、送信部(182)の出力を超音波探傷検査用プローブ(42)(170)へ供給したり、超音波探傷検査用プローブ(42)(170)の反射波を捕捉した電圧を、後述する受信部(183)へ供給する切換部(184)、この切換部(184)を介した、反射波を捕捉した超音波探傷検査用プローブ(42)(170)の電圧を増幅して出力する受信部(183)と、この受信部(183)の出力、同期部(181)の掃引信号および距離目盛り信号に基づいて反射波の時間的変化を表示する表示部(185)とで構成されている。

（Ｓｓ）は表面エコー範囲、（Ｓ）は連続鋳造棒（Ｔ）の表面エコー、（Ｆｓ）は連続鋳造棒（Ｔ）の探傷エコー範囲、（Ｆ）は連続鋳造棒（Ｔ）の欠陥（Ｔｄ）に基づく欠陥エコー、（Ｂｓ）は底面エコー範囲、（Ｂ）は連続鋳造棒（Ｔ）の底面エコー、（Ｎ）は探傷エコー範囲（Ｆｓ）の両側に位置する探傷不感帯を示す。なお、表示部(185)の波形は、表面エコー（Ｓ）で同期をとって表示したものである。そして、表面エコー範囲（Ｓｓ）と底面エコー範囲（Ｂｓ）との間の探傷エコー範囲（Ｆｓ）に、閾値を越える欠陥エコー（Ｆ）があると、この欠陥エコー（Ｆ）の位置に欠陥（Ｔｄ）があることを検出できる。

図１３において、連続鋳造棒（Ｔ）の外周部分（点線の外側に部分）が探傷不感帯（Ｔｎ）である。

この探傷不感帯（Ｔｎ）の発生する要因には、搬送ガタ、連続鋳造棒の曲がりによるブレ、送信パルス（超音波）幅の広がり、近距離音場などを挙げることができる。本発明においては、検査対象が鋳型(35)出口直後の真直度の高い連続鋳造棒（Ｔ）であるから、搬送ガタや曲がりによるブレに起因する探傷不感帯（Ｔｎ）の発生の懸念は極めて少ない。

本発明においては、外周除去工程で削除する範囲内に探傷不感帯（Ｔｎ）を抑えることができれば足り、必要以上に探傷不感帯（Ｔｎ）の幅を抑える必要はない。

また、超音波探傷検査用プローブの配置は欠陥（Ｔｄ）の検出感度が所定の感度低下におさまる範囲となるように配置する。この配置は許容される感度の低下幅、超音波探傷検査用プローブの指向角などによって適宜設定される。

また、表面波、底面波のエコー高さは常にモニタリングすることが好ましい。表面波および底面波の高さをモニタリングすることにより、探傷異常を検知できるためである。また、鋳肌の悪い部分から入った音波は散乱するため、表面波、底面波のエコー高さをモニタリングすることにより、ブレークアウトや表面割れなどによる鋳肌異常を検出できるからである。

なお、本発明の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法および検査を実施するための装置構成は上述したものに限定されない。例えば、超音波探傷検査用プローブを連続鋳造棒の周方向に回転させて複数の角度から検査を行う方法も本発明に含まれる。超音波探傷検査用プローブを回転させる方法としては、超音波探傷検査用プローブをリング状の支持部材で支持し、支持部材を回転させる方法を例示できる。また、図１２Ａの堰状体(171)の貫通孔(172)の周面に取り付けるプローブ(170)の数も限定されず、１つのプローブを取り付けた場合も本発明に含まれる。

本発明の連続鋳造棒の検査方法は、全ての金属の鋳造に適用できる。例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の連続鋳造に適用できる。アルミニウム合金としては、Ｓｉ：７〜１４質量％、Ｆｅ：０．１〜０．５質量％、Ｃｕ１．０〜９．０質量％、Ｍｎ：０．５質量％以下、Ｍｇ：０．１〜１．０質量％を含有し、残部がＡｌおよび不純物からなるアルミニウム合金を例示できる。前記アルミニウム合金は、アルミニウムとケイ素が微細な層状構造を構成するため、機械的特性に優れ、かつ、硬質なケイ素により優れた耐摩耗性を有する。前記合金成分の組成比は、例えば、ＪＩＳ Ｈ １３０５に記載されているような光電測光式発光分光分析装置により確認できる。

本発明の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法は、超音波探傷検査用プローブの媒質として鋳造に使用した冷却水を用いるものであり、堰状体の配設により鋳造に続く工程で簡単に実施できる。そして、この検査方法を種々の金属またはその合金の連続鋳造に適用することにより、、健全な連続鋳造棒を効率良く製造することができる。

本発明の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法を実施する工程を含む、連続鋳造棒の製造装置における工程図である。 図１における連続鋳造装置および内部検査装置を示す、一部に断面図を含む斜視図である。 図１における切断装置の構成を模式的に示す説明図である。 図１における第１矯正装置および第２矯正装置を示す平面図である。 図１における第１矯正装置および第２矯正装置を示す斜視図である。 図１における外周除去装置を示す斜視図である。 図１における外周除去装置を示す側面図である。 堰状体の他の例を示す断面図である。 堰状体の他の例を示す断面図である。 堰状体の他の例を示す斜視図である。 図８Ａの平面図である。 堰状体の他の例を示す斜視図である。 堰状体の他の例を示す斜視図である。 超音波探傷検査用プローブの他の配置例および制御方法を示す一部断面図である。 図１１Ａの１１Ｂ−１１Ｂ線断面図である。 超音波探傷検査用プローブの他の配置を示す断面図である。 超音波探傷検査用プローブの他の配置を示す断面図である。 超音波パルス反射法による垂直探傷方法の説明図である。

符号の説明

3…連続鋳造装置（連続鋳造工程）
4…内部検査装置（内部検査工程）
8…外周除去装置（外周除去工程）
35…鋳型
38…冷却水供給路（冷却水供給装置）
38a…吐出口
40,140,171,175…堰状体
41,172,176…貫通孔
42,170…超音波探傷検査用プローブ
81…切削刃
100,110,120,130,143…第２堰状体
Ｔ…連続鋳造棒
Ｔｄ…欠陥
Ｔｎ…探傷不感帯
Ｃ…冷却水

Claims (16)

1. 鋳型出口から水平方向に連続的に鋳出される連続鋳造棒に対し、
   鋳型出口直後において冷却水を鋳出し方向に供給するとともに、前記冷却水に超音波探傷検査用プローブを接触させて内部欠陥を検査することを特徴とする連続鋳造棒の超音波探傷検査方法。
2. 前記鋳型出口から下流側に離間して配置した堰状体の貫通孔に連続鋳造棒を遊挿することにより、冷却水の流れを妨げ、流れを妨げられた冷却水に超音波探傷検査用プローブを接触させる請求項１に記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法。
3. 前記超音波探傷検査用プローブを前記堰状体の上流側に貯留された冷却水に挿入する請求項２に記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法。
4. 前記堰状体の上流側に、連続鋳造棒を遊挿する貫通孔を有する第２堰状体を配置し、前記堰状体と第２堰状体の間に冷却水を貯留する請求項２または３に記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法。
5. 前記超音波探傷検査用プローブを前記堰状体の貫通孔の周面に臨んで配設する請求項２に記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法。
6. 連続鋳造棒の周方向に複数の超音波探傷検査用プローブを配設する請求項１〜５のいずれかに記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法。
7. 前記超音波探傷検査用プローブを連続鋳造棒の周方向に回転させる請求項１〜５のいずれかに記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法。
8. 前記超音波探傷検査用プローブは、複数の探触子が並列するアレイ型プローブである請求項１〜７のいずれかに記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法。
9. 鋳型出口から水平方向に連続的に連続鋳造棒を鋳出す連続鋳造工程と、前記連続鋳造工程において鋳造した連続鋳造棒の外周部分を除去する外周除去工程とを含む連続鋳造棒の製造方法において、
   前記連続鋳造工程に続いて請求項１〜８のいずれかに記載の連続鋳造棒の超音波探傷検査方法により内部欠陥を検査する内部検査工程を行い、その後に前記外周除去工程を行うことを特徴とする連続鋳造棒の製造方法。
10. 前記外周除去工程において、超音波探傷検査おける探傷不感帯を除去する請求項９に記載の連続鋳造棒の製造方法。
11. 前記外周除去工程において、不均一組織層を除去する請求項９に記載の連続鋳造棒の製造方法。
12. 前記外周除去工程において、切削刃を連続鋳造棒の周方向に移動させて外周部分を除去する請求項９〜１１のいずれかに連続鋳造棒の製造方法。
13. 前記外周除去工程において、連続鋳造棒の周面に切削刃を接触させるとともに、連続鋳造棒を周方向に旋回させて外周部分を除去する請求項９〜１１のいずれかに連続鋳造棒の製造方法。
14. 前記連続鋳造棒はアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる請求項９〜１３のいずれかに記載の連続鋳造棒の製造方法。
15. 請求項９〜１４のいずれかに記載の連続鋳造棒の製造方法により製造されたことを特徴とする連続鋳造棒。
16. 溶湯を水平方向に鋳出す出口を有し、この出口から連続鋳造棒を連続的に鋳出す鋳型と、
    前記鋳型出口直後に吐出口を有し、連続鋳造棒に対して鋳出し方向に冷却水を供給する冷却水供給装置と、
    前記冷却水供給装置から下流側に離間して配置され、連続鋳造棒を遊挿する貫通孔を有し、冷却水の流れを妨げる堰状体と、前記堰状体によって流れを妨げられた冷却水に接触し、連続鋳造棒の内部検査を行う超音波探傷検査用プローブとを有する内部検査装置と、
    前記堰状体よりも下流側に配置され、連続鋳造棒の外周部を切除する外周除去装置とを備えることを特徴とする連続鋳造棒の製造装置。

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