JPS6078345A - 薄鋼帯介在物のオンライン検出方法および装置 - Google Patents

薄鋼帯介在物のオンライン検出方法および装置

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JPS6078345A
JPS6078345A JP58186435A JP18643583A JPS6078345A JP S6078345 A JPS6078345 A JP S6078345A JP 58186435 A JP58186435 A JP 58186435A JP 18643583 A JP18643583 A JP 18643583A JP S6078345 A JPS6078345 A JP S6078345A
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JP
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thin steel
steel strip
inclusions
steel band
liquid tank
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JP58186435A
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Yoshio Uno
義雄 宇野
Katsumi Nishizaki
西崎 克己
Masao Iritani
入谷 正夫
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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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、薄鋼帯介在物のオンライン検出方法及び装置
に係り、特に、製鋼現場における冷延または熱延の薄鋼
帯中の非金属介在物を超音波探傷によって検出する薄鋼
帯介在物のオンライン検出方法及びその装置に関する。
材料に超音波を与えると弾性波として伝搬され、欠陥や
端面に当たるとそこで反射して戻ってくる性黄が知られ
ている。これを利用して傷や割れ、介在物の存在等を検
査するのが所謂超音波探傷と呼ばれるものである。材料
が薄鋼帯の場合は、その境界面に応じた特別な波(板波
)が伝わることから、従来板波超音波探傷法が一般的に
行われている。これは、第1図に示す如り、薄鋼帯Wの
進行中に、その一端に板波用の超音波探触子10を当て
、板波の超音波ビーム10aを薄鋼帯W中に幅方向Xで
発生させ、ビームのエツジからの反射勢力14および丁
度ビーム内に在る非金属介在物16からの反射勢力18
を受信して検出する方法である。尚、図において11は
検出回路、13は信号処理回路、15は信号伝達系、1
7は記録計であり、Yは搬送方向である。
この従来方法は、薄銅帯の全幅、全長を検査づるという
面においては、比較的容易に検査でき、オンライン化も
可能という優れた方法であるが、内部介在物の検出とい
う面においては、不i足なものであった。即ち、板波超
音波の物性そのものあるいは超音波ビームの拡がりなど
により、かなり大きな欠陥、例えば二枚割れ、数10■
長さ以上の大型介在物、などの検出ができるに止まって
いたものである。
しかしながら、今日薄鋼板に対重る高品質要請が強まる
につれて鋼の製造法も進歩し、二枚割れの発生は皆無に
近く、また、清9度も向上した。
従ってより小さな介在物を検出し得なければ工程および
製品の管理、補償の用を為さなくなって来ており、この
点でこの従来法は、次第にその立場を失いつつあるとい
うのが実情である。
本発明は、このような実情に鑑みて為されたものであっ
て、より2」\さな鋼中非金属介在物、例えば、厚さ数
〜数10μm×幅数10〜200μm×長さ数l1II
程度の介在物をオンラインで適確に検出づることのでき
る方法及び装置を提供することをその目的としている。
本発明は、薄鋼帯介在物のオンライン検出方法において
、 走行づる薄鋼帯を液中に通し、 この液中の薄鋼帯搬送ラインに対峙して薄鋼帯の幅方向
に複数の焦点型探触子を並設し、各焦点型探触子から超
音波集束ビームを走行する幼銅帯に垂直に送信するとと
もに、 薄銅帯からの各エコーを受信し、この各エコーのうち、
底面エコーの減衰量から介在物を検出づることとして上
記目的を達成したものである。
本発明は、又、114帯介在物のオンライン検出装置を
、 液槽と、 この液槽の入側お、よび出側に設置され、走行する薄鋼
帯を液槽内に導き、再び液槽外に案内するガイドローラ
と、 液槽内の薄鋼l搬送ラインに対峙して薄鋼帯の幅方向に
並設され、超音波集束ビームを薄鋼帯に垂直に送イーし
、そのエコーを受信する複数の焦点型探触子と、 前記複数のそれぞれの焦点型探触子に接続され、受信し
た各エコーのうち、底面エコーの減衰量から介在物を検
出する複数の信号処理ユニットと、かう成るものとして
同じく上記目的を達成したものである。
本発明は、内部介在物の検出法として種々ある方法の中
から、非破壊で且つ高速検出が可能、或いは片側から探
傷できるという利点を備えた超音波探傷法に先ず注目し
、超音波探傷法の範躊において最大検出能がオンライン
で得られるようにしたものである。即ち、薄鋼帯という
ことで、従来当然に採用されていた扱波法をやめ、超音
波探傷法の中では集束ビーム法がその焦点部での検出能
が高く、又、探触子と薄鋼帯とを接触させなくてもよい
ので、搬送状態にある薄鋼帯をオンラインで検出するの
に適していること等から、この集束ビーム法を採用して
これを基本とすると共に、該集束ビーム法を最大に活か
せる手法として垂直法、水浸法を採用し、又、対独が薄
鋼帯であることからこれらの手払を採った際に問題とな
ると考えられるS/N比の面上の観点から底面エコーの
減衰量感知による検出(以下底面エコー減衰方式と称ず
6)を採用し、更には、実験全肉装置においてCスキャ
ン超音波探傷機が高度の検出を可能としていることから
、これを介在物の遭遇確率向上の観点から採用し、又、
幅広・幅狭にかかわらずどのような薄鋼帯にも検出精度
を低下させないという観点から複数の探触子による多チ
ャンネル探傷を採用することとしたものである。
以下図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。
本発明は、超音波探+!it法の中で集束ビーム法に属
し、且つ垂直法に属し、水浸法に属づる。その各々の基
本構成は全く別の目的達成の為の手法として公知の方法
であるが、本発明目的のような薄鋼帯介在物の高精度な
オンライン検出の為に用いられた例は存在しない。
先ず、本発明の検出原理を第2図を用いて説明する。
図において、液槽20には液22が満たされており、探
触子24と薄鋼帯Wが該液22に没させられている。超
音波ビーム24aは、探触子24の中に組込まれた音響
レンズによって集束させられ、その焦点で狭い範囲にエ
ネルギーを集中させる。これにより該焦点部での微小変
化に高感度ならしめるものである。超音波の周波数を高
くし、波長を小ざくして微小欠陥29の検出能を上げる
ことができる。超音波のエコーの検出には一般的なパル
ス反射式探倶が採用できるが、特に厚さの小なる薄鋼帯
に適用する際の工夫として、第2図(B)に示づごと(
、ゲート範囲28を底面エコーBに設定する底面エコー
減衰方式が採用される。
即ち、通常の探傷にあっては、介在物からの欠陥工」−
Fに対しでゲートを設定し、所定のスレッシュホールド
値−T’h+以上の欠陥エコーFの有無をもって介在物
の有無・程度を検査するのであるが、このような通常の
欠陥ゲート方式では本発明の如く板厚の極めて薄い薄鋼
帯が被検査物である場合には、その表面および底面から
の工]−8およびBと区別して欠陥エコーFを検出する
ことが困難である。本発明では底面エコーBが介在物の
存在によって減衰覆る現象に着目し、底面エコーBの減
衰を監祝し、底面エコーBが所定のスレッシュホールド
値Tb2を下廻るか否かをもって介在物を検出でること
としたものである。尚、こうした原理に基づぎ、室内実
験した結果によれば、超音波の周波数25MH7、焦点
距離1.5”の探触子により、6.dBダウン測定法で
0.8mmφの焦点径を得たところ、0.7um厚ざの
冷延薄鋼帯中の幅100μmの介在物を検出できた。
第3図〜第5図は、本発明に係る薄鋼帯介在物のオンラ
イン検出装置の一実施例を示す。この装置は、 液槽110と、 この液槽110の入側および出側に設置され、走行する
薄鋼帯Wを液槽内に導き、再び液槽外に案内するガイド
ローラ120°と、 液槽内の薄銅帯搬送ラインに対峙して薄鋼帯Wの幅方向
Xに並設され、図示せぬ音響レンズで集束された超音波
ビーム131a、132a・・・を走行覆る薄鋼帯Wに
垂直に送信し、そのエコーを受信する複数の焦点型探触
子131.132・・・と、第4図に示づ如く、前記複
数のそれぞれの焦点型探触子131.132・・・に接
続され、受信しl=各エコーの信号を底面エコー減衰方
式にて処理して介在物を検出Jる信号処理ユニット16
0a、160b・・・と、 から主に構成されている。
前記液槽110中には液112が満たされているが、こ
の液112は、一般には浄水で良いが、オンラインでは
、浄水以外が好ましい場合も多く、そのラインに適した
液体例えば防錆油を用いる。
尚必要1こより押えローラ114および液切り装置11
6を設ける。
各探触子は焦点型であるが故に、例えば0.8陥φしか
検査しない。この場合、1個の探触子は、0.8i1#
AXLm <全長〉の1本の細い線状部分の検査を行う
ことになる。そこで、非金属介在物が薄鋼帯では長手方
向に線状に延びていることに鑑み、薄鋼帯Wの幅にかか
わらず遭遇、検出の確率を上げる為に、探触子131.
132・・・を複数設けて多チヤンネル構成としたもの
である。走査面積そのものを増大させるには、即ち、検
出確率を上げるにば、探触子131.132・・・の数
を増大させればよい。
前記信号処理ユーット160a 、160b・・・とし
ては、例えば検出回路161と、検出回路161に同期
15号を送ると共に、検出回路161からの信号を処理
し、介在物を検出覆る信号処理回路162と、信号伝達
系163と、記録計164等から構成覆ることができる
次に作用を説明する。
走行するHa帯Wは、ガイドローラ120及び押えロー
ラ114により液111 o内ノa712中に通される
。この液1.12中には薄鋼帯搬送ラインに対峙して、
複数の焦点型探触子131.132・・・が薄鋼帯Wの
幅方向Xに並設・保持されており、走行する薄鋼帯Wに
超音波集束ビーム131a、132a・・・を垂直に送
信し、且っF+i tJA 帯からの各エコーを受信す
る。この受信した各エコーの信号を、信号処理ユニット
160a、1601ン・・・中の検出回路161で底面
エコ〜Bをゲートで取出し、信号処理@路762で介在
物の存在によって底面エコーBが減衰し、所、定のスレ
ッシュホールド値以下となった検査部位を検出するもの
である。検出された信号は信号伝達系163を介して図
示せぬ検出表示装置あるいは種々の警報装置等に伝達さ
れると共に、記録計164で記録される。
尚、薄鋼帯Wは押えローラ114、ガイドローラ120
、液切り装置116を経て液槽11o外、へ連続的に導
かれる。
又、本発明の方法、及び@置は介在物の検出のみならず
、その性質上、割れ等の欠陥も検出てきるしのであるの
は論うまでもない。
以上説明して来た如く、本発明によれば、従来の板波法
に比して極めて微小な介在物、例えば厚さ数〜数10μ
nl X幅数10〜20μm×長さ数口n程度の介在物
をオンラインで適確に検出づることかできるという効果
がある。そしてこの効果は複数の探触子の数を増加させ
ることによって、容易にその検出確率を向上させること
ができる。又、非破壊で高速、且つ片側からの深山が可
能なことと相俟って、製鋼現場における冷延または熱延
の薄鋼帯中に含まれる介在物の検出や割れ等の欠陥検出
をオンラインで精密に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、従来の板波法による超音波探働法を示づ、一
部にブロック線図を含む斜視図、第2図は、本発明の詳
細な説明するもので、(A)は配置説明図、(B)は工
」−のタイムチャート線図、 第3図は、本発明に係る薄鋼帯介在物のオンライン検出
装置の一実施例を示す概略説明図で、(A)は平面図、
<8)は正面図、 第4図は、同実施例での受信信号を処理する電子回路の
ブロック線図、 @5図は、同実施例での薄鋼帯上の走齋線を示す平面図
である。 20.110−・−Fi4fi、 22.112・・・液、 24.131.132・・・・・・探触子、24a、1
31a、132a・・・・・・超音波集束ビーム、 120・・・ガイドローラ、 160a 、160b・・・・・・信号処理ユニット。 代理人 高 矢 論 (ばか1名) 第1図 第2図 (A) (日) 第3図 第4図 160゜ 第5図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)走行づる薄鋼帯を液中に通し。 この液中の薄鋼帯搬送ラインに対峙して薄鋼帯の幅方向
    に複数の焦点型探触子を並設し、各焦点型探触子から超
    音波集束ビームを走行Jる薄鋼帯に垂直に送信づるとと
    もに、 薄鋼帯からの名工」−を受信し、この名工」−のうち、
    底面エコーの減衰量から処理して介在物を検出づること
    を特徴とづ゛る薄鋼帯介在物のオンライン検出方法。
  2. (2)液槽と、 この液槽の入側d3よび出側に設置され、走行でる′d
    j銅帯を液槽内に尋き、再び液槽外に案内するカイトロ
    ーラと、 ??j、4N内の薄鋼帯搬送ラインに対峙して薄鋼帯の
    幅方向に並設され、超音波集束ビームを薄鋼帯に垂直に
    送信し、その1コーを受信づる複数の焦点型探触子と、 前記複数のそれぞれの焦点型探触子に接続され、受信し
    た各エコーのうち、底面工〕−の減衰量から介在物を検
    出づる複数の信号処理ユニットと、から成る薄鋼帯介在
    物のオンライン検出装置。
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