JPS58165005A - キユリ−点以上の高温の鋼素材の表面検査のための方法並びにこの方法を実施するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、キュリ一点以上の高温の鋼素材の表面検査の
ための、特に連続鋳造された鋼ストランドの連続的な表
面検査のための方法、並びにこの方法を実施するための
装置に関するものである。

、　高温のスラブの表面検査に対しては、さまざまな方
法が公知である（鋼と鉄、１０１．１９８１年、第１１
３５頁ないし第１１３７頁及び第１１８３頁ないし第１
１８８頁）が、これらの方法のどれもが実際の作業で目
的を、達することができなかった。

占 高温のス木ブに対して最適な光学的方法では、１□岬 ある大きさ、（含さや幅）からようやくそれとして認識
できるような実際の欠陥をもつスラブ表面の軽度ア不規
則性を区別することができない。さらに、欠陥の程度を
把握すること、そして表面下の隠れた欠陥を見つけ出す
ことが不可能である。

さらに、高温のスラブに対して渦電流方法が適用された
が、この方法を実際に適用すると次のような不都合が生
じる。即ち、検査面が粗いため並びに磁場が不均質なた
めシグナル・ノイズ比が劣化するのである。

ある検査探子の冷却問題においても采−合が生じ漂遊磁
束方法は、強磁性材料を前提としているので、キュリ一
点以上の高温の鋼素材に適用する本発明の目的は、公知
の方法の欠点を回避すること、そして本発明の課題は、
冒頭に述べた方法並びにこの方法を実施するための次の
ような装置をつくることにある。即ち、高温の鋼素材の
欠陥を確実にかつ精確に、しかも低温の鋼素材の場合と
同程度に確実に認識することを可能にし、−１の際−力
で、検査のために鋼素材を冷却する際そして次に以後の
加工（例えば熱間圧延）のために再加熱する際に生じる
エネルギー損失が回避−されるような装置をつくること
にある。

上記の課題は、本発明によれば次のような手段によって
解決される。検査されるべき表面の鋼素材の薄い表面層
だけがキュリ一点以下の温度に集中的に冷却され、−力
鋼素材の中心部は高温に維持され、次にその直後、冷却
された表面層に磁場または電磁場が誘導され、そして欠
陥場所特に裂は目によって鋼素材内に生じる誘導場の影
響がレシーバ−を用いて確定され、指示される。

表面層をキュリ一点以下の温度に集中的に冷却するため
、−一力で検査されるべき表面層が磁気的に均質になる
。この場合、稜の領域がキュリ一点以下の温度に冷却さ
れかつ鋼素材の側面の他の領域例キュリ一点以上の温度
を有□するということは起こらない。また、他力で、場
を誘導する装置並びにこの場の影響を確定するための探
子或はコイλが、従来よりもかなり低い温度にさら゛さ
れ、その結果これらの装置の非常に強い熱応力に起因す
る故障が避けられる。薄い表面層だけを集中的に冷却す
ることにより、鋼素材のエネルギーは極めてわずかな程
度に損失されるにすぎない。材料特性への影響は、非常
に数の少ない高合金鋼品種を除き認められない。これは
、集中的に冷却される表面層が、常に焼なましまたは応
力除去熱処理のための温度範囲にあり、表面検査の終了
直後鋼素材の中心部からほぼ冷却的の温度に再加熱され
るためである。

場の誘導及びその影響の確定には、さまざまな方法があ
る。例えば、漂遊磁束方法、特に高エネルギー漂遊磁束
方法がある。この方法は、強磁性材料を前提としている
ので、キュリ一点以上の高温の鋼素材の表面検査に対し
ては従来考慮されなかった。さらに、渦電流力法、特に
渦電流回転探子方法が適切である。とりわけ、場の誘導
及びその影響の確定は、磁気誘導力法によって行なわれ
る。　　　　　　　　　　　　　　マ 本発明の有利な１つの実施例では、電磁気的にン・・ 励起される超音波が用いられる―・ 高温の鋼素材の表面は、はぼ５００℃ないし７００℃の
温度に冷却され、その際キュリ一点以下に冷却される鋼
素材の表面層の深さは、鋼素材の表面下へ最小１ｍｍ）
最大５ｍｍまで延びているのカニ有利である。

）！！絖鋳逸された鋼ストランドに対しては、８００℃
と１０００℃の間の表面温度をもつストランド力；完全
に固まった直後に集中的に冷却するのが合目的である。

本発明による方法を実施するだめの装置は、次の点を特
゛徴としている。即ち、検査されるべき表面から間隔を
おいて、冷却媒体を表面へ吹き付ける装置が設けられ、
そしてストランド引き抜き方向には、上記装置かられず
かに距離をおいて、場を誘導する装置及びその影響を確
定するレシーノ（−が設けられていることを特徴として
いる。

連続鋳造される声ヌトランドのだめの、特に鋼スラブの
ための装！は、次の点を特徴としている。

即ち、連続鋳造鉄！、の端域に配置される駆動ころパ　
・、。

とストランド切断装置゛、置の間に、ストランドを越え
て横に延びかつストランドの表面方向へ向けられるノズ
ルをもつノズル担持部が設けられていること、そして場
を誘導する装置が、ストランドの引き抜き方向にノズル
担持部かられずかに距離をおいて設けられていることを
特徴としている。連続鋳造された鋼ストランドの検査は
、鋳造速度が比較的速いため、ストランドを所定の長さ
の切片に分割した後も必要な場合があり、このような場
合には、本発明による装置はストランド切断装置の後に
配置される。

次に、本発明を添付の図面を用いていくつかの実施例に
関し詳細に説明する。

１によって表記されるスラブ横断面をもつストランドは
、搬出用ローラコンベヤ２の前の端域に配置される駆動
ころ３のみが図示されている連続鋳造装置から走出する
。ストランド１が駆動ころ３によって形成される隙間を
貫通した後、ストランド１は、すでに完全に凝固してお
り、そして通常８００℃を越える表面温度を有している
。駆動ころ３のすぐ後ろには、ストランド縦軸線４に対
して横に延びる水などの冷却媒体用の２つのノズル担持
部５が、ストランド１の上方及び下方にそれぞれ１つず
つケーシング内に配置されている。ノズル担持部５のノ
ズル６から出る冷却媒体は、ストランド１の広幅面７を
形成するストランド表面にぶつかシ、そしてストランド
表面をキュリ一点以下の温度に冷却する。冷却媒体の量
は、連続鋳造速度に依存して次のように制御される。即
ち、厚さが１ｍｍないし５ｍｍの表面層８がキュリ一点
以下の温度に冷却され、その際ストランド１の広幅表面
７の温度が５００℃ないし７００℃に冷却されるように
制御される。この集中的な冷却の間、鋼素材７の中心部
８′の温度はほとんど変化せず、はぼ一定の高温に保た
れる。

引き抜き方向９には、ノズル担持部５のすぐ後ろに、場
を誘導するためのそしてストランド表面の欠陥場所によ
る場の影響を確定するための装置が配置されている。こ
の装置は、全体にｌＯの符号を付され、後（第３図ない
し第６図を用いて詳細に説明する。この装置１０に続い
て、ストランド１を横に切断するだめのストランド切断
装置１１が設けられている。引渡し側の駆動ころ３とノ
ズル担持部の間に、スケール除去装置１２を付設するこ
とができ、その際このスケール除去装置は、第１図に破
線で示すように、鋼くず等管ストランド１の広幅面７へ
投げ出す投てき羽根車１３を有する。スケール除去と集
中冷却は、噴射媒体、水、圧縮空気の成分による湿式噴
射力法によって同時に行なうことも可能である。

本来の欠陥確定のための装置１０は、第３図ないし第６
図で詳細に説明され、その際第３図は、高エネルギー漂
遊磁束方法を図式的に示したものである。回転するわく
１５のフィールドコイル１４は、直流または交流が供給
される。磁場集中探子は１６で表記されている。キュリ
一点以下の温度に冷却されその結果１′１”よシも大き
な浸透率を有している表面層８内へわく１５から誘導さ
れる磁束線は、１７で表記されている。ストランド表面
７の裂は目１８によづ１□そ影響される磁束線の状、、
・い・、１ 態も同時に示した。裂は目“１８による磁場の影響は、
磁場集中探子１６が受容し、そして増幅器１９とフィル
ター２０を介して、信号をさらに処理する或は指示する
装置２１または２２へ送られる。

次に、渦電流力法を第４図を用いて説明する。

コイル２３は、回転するかつ冷却される探子部２４内に
設けられ、その際コイル２３は、発振器２５に並びに位
相測定ブリッジ２６または増幅器に接続されている。コ
イル２３の信号をさらに処理する或は指示する装置は、
図式的に示され、２７で表記されている。誘導された渦
電流２８は、第４図に同様に図式的に示されている。キ
ュリ一点以下の温度に冷却されている表面層８内の欠陥
部２９による渦電流の影響は、第４図の左部分に示され
ている。

磁気誘導力法は、第５図に示す。この方法は、大体に於
て第３図に示した漂遊磁束方法に対応するが、磁場集中
探子の代わりにレシーバ−コイル３０が設けら−ている
。

第６図に示・：′じた方法によれば、発振器３２に接続
されているｉ磁超音波ヘッド３１が、ストラン　　。

ド表面７のすぐ上刃に配置されている。この検査ヘッド
によって、外側欠陥部ばかシでなく、従つてストランド
表面にまで達する欠陥部ばかりでなく、キュリ一点以下
の温度に冷却されていない層８Ｉ内にある欠陥部も、従
ってほぼ１の浸透度を有する層内にある欠陥部も認知さ
れる。音場３３、及び欠陥部３４．３５によって反射さ
れる音場は、図式的に図示され、３６及び３７で表記さ
れている。判読回路は３８で、そして信号をさらに処理
するための或は信号を指示するための装置は、３９で表
記されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は連続鋳造された鋼ストランドに対する本発明に
よる方法を実施するための装置の図式側面図、第２図は
その平面図、第３図ないし第６図は場を誘導するための
そして欠陥場所によるその影響を確定するだめのさまざ
まな方法を詳細に示した説明図である。 １・・・鋼素材　　　　　３・・・駆動ころ５・・・ノ
ズル担持部　　６・・・ノズル７・・・鋼索材の表面　
　８・・・鋼素材の表面層８Ｉ・・・鋼索材の中心部 ９・・・ストランド引き抜き方向 ｌＯ・・・場を誘導する装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）キュリ一点以上の高温の鋼素材？表面検査のため
   の、特に連続鋳造された鋼ストランドの表面を連続的に
   検査するための方法に於て、検査されるべき表面（７）
   における鋼素材（１）の薄い表面層（８）だけがキュリ
   一点以下の温度に集中的に冷却され、−１鋼素材（１）
   の中心部（８Ｉ）は高温に維持され、次にその直後、冷
   却された表面層（８）内に磁場または電磁場（１７；２
   ８；３３）　　が誘導され、そして欠陥場所（１８；２
   ９；３４；３５）によって、特に裂は目（１８；３４）
   によって鋼素材（１）内に生じた誘導場の影響が、レシ
   ーバ−（１６；２３；３０；３１）によって確定され、
   指示されることを特徴とする方法。 （２）場（１７）の誘導及びその影響の確定が、漂遊磁
   束方法によって、特に高エネルギー漂遊磁束方法によっ
   て行なわれることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の方法。 （３）場（２８）の誘導またはその影響の確定が、渦電
   流力法、特に渦電流回転探子方法によって行なわれるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の方法。 （４）場（１７）の誘導及びその影響の確定が、磁気誘
   導力法によって行なわれることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の方法。 （５）電磁気的に励起される超音波場（３３）が誘導さ
   れ、欠陥場所（３４，３５３によるその影響が電磁気的
   に検知されることを特徴とする特許請却され、その際キ
   ュリ一点以下に冷却される鋼素材の表面層（８）の深さ
   が、鋼素材（１）の表面下へ最低１ｍｍｚ最太ｓ　ｍｍ
   　まで延びていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第５項のいずれか１つに記載の方法。 （７）連続鋳造された鋼ストランドのための、特許請求
   の範囲第１項ないし第６項のいずれか１つに記載の方法
   に於て、集中冷却が、８ｏｏ℃ないし１０００℃の表面
   温度を有するストランド（１）が完全に凝固した直後に
   行なわれることを特徴とする方法。 （８）特許請求の範囲第１項ないし第７項のいずれか１
   つに記載の方法を実施するための装置に於て、検査され
   るべき表面（７）から間隔をおいて、冷却媒体を表面（
   ７）へ吹き付ける装置（５）が設けられ、そしてストラ
   ンド引き抜き方向（９）に上記装置（５）かられずかに
   距離をおいて、場を誘導する装置（１０）とその影響を
   確定するレシーバ−（１６；２３；３０；３１）が設け
   られていることを特徴とする装置。　　　　・・・ ）゛ （９）特許請求の範囲第７−に記載の方法を実施す□、
   １：・： るための、特に鋼スラブ１．のための、特許請求の範囲
   第８項に記載の装置に於て、連続鋳造装置の端域に配置
   される駆動ころ（３）とストランド切断装置（１１）の
   間に、ストランド（１）を越えて横に延びかつストラン
   ドの表面（７）方向へ向けられるノズル（６）をもつノ
   ズル担持部（５）が設けられていること、そして場を誘
   導する装置（１０）が、ストランドの引き抜き方向にノ
   ズル担持部（５）か゛　られずかに距離をおいて設けら
   れていることを特徴とする装置。