JPS6118131B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6118131B2
JPS6118131B2 JP51011519A JP1151976A JPS6118131B2 JP S6118131 B2 JPS6118131 B2 JP S6118131B2 JP 51011519 A JP51011519 A JP 51011519A JP 1151976 A JP1151976 A JP 1151976A JP S6118131 B2 JPS6118131 B2 JP S6118131B2
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JP
Japan
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roll
hardness
rolls
change
test method
Prior art date
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Expired
Application number
JP51011519A
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Japanese (ja)
Other versions
JPS5296590A (en
Inventor
Teeto Uiriamu
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DOMINION FUAUNDORIIZU ANDO SUCHIIRU Ltd
Original Assignee
DOMINION FUAUNDORIIZU ANDO SUCHIIRU Ltd
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Publication date
Application filed by DOMINION FUAUNDORIIZU ANDO SUCHIIRU Ltd filed Critical DOMINION FUAUNDORIIZU ANDO SUCHIIRU Ltd
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Publication of JPS6118131B2 publication Critical patent/JPS6118131B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、機械的な力に曝される物体表面に
おけるき裂、ひび割れ等の欠陥の発生する可能性
について試験しその可能性を阻止する方法に係
り、そして排他的にではないが、特に圧延機のロ
ールにおける斯様な欠陥の可能性について試験し
阻止する方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to a method of testing for and preventing the possibility of the occurrence of defects such as cracks, crazing, etc. on the surface of an object exposed to mechanical forces, and In particular, but not exclusively, it relates to methods of testing for and preventing the possibility of such defects in rolling mill rolls.

使用中に強い機械的な力を受ける表面を有する
物体の特定的な例として、圧延機で用いられるよ
うなロールが挙げられる。このようなロールは製
造が非常に高価であり、従つてできるだけ長い使
用寿命を有するのが望ましいことは勿論である。
新しい圧延ロールは、圧延機ハウジング内で使用
可能な最大直径を有しそしてこの直径が特定の最
小値まで減少した時にはロールは捨てなければな
らない。このような直径の減少は不可避である。
何故ならば円筒形のロールは、それが受ける強い
力により摩耗したり損傷したりするので、ロール
を周期的に再化粧加工したり形直しする必要があ
るからである。
Particular examples of objects having surfaces that are subjected to strong mechanical forces during use include rolls, such as those used in rolling mills. Such rolls are of course very expensive to manufacture and it is therefore desirable to have as long a service life as possible.
A new rolling roll has a maximum diameter that can be used in the rolling mill housing and when this diameter is reduced to a certain minimum value the roll must be discarded. Such a reduction in diameter is unavoidable.
This is because cylindrical rolls are subject to wear and damage due to the strong forces they are subjected to, requiring periodic re-dressing and reshaping of the rolls.

結晶の材料、特に金属の物体表面に応力が加わ
ると、物体表面を含めそれに近傍の材料は、加工
硬化してもろくなることは良く知られている。し
たがつて、作業中圧延機のロールに応力が加わる
と、ロールの表面は加工硬化して、金属の疲労や
割れが生ずる可能性がある。ここで「き裂」とか
「割れ」とかは、製鋼工業分野において表面欠陥
に付けられた名称であつて、金属片がロール表面
から分離し対流の浅い凹部を形成する現象を言
う。また、「たな状裂疵」とは、別の欠陥形態で
あつて、ロールの2つの隣接する部分個所が相対
的に変位して、半径方向に突出するたな状部分間
に劃定形成される裂疵を言う。このような欠陥
は、例えば旋盤で切削するとか研削するとかして
欠陥個所を含むロール周面部分を取除くとによつ
てのみ除去することができるが、この場合取除か
れる材料の量は、通常の再化粧に要する量よりも
通例幾倍も大きく、そしてロールのそれ以上の使
用が不可能になる程にも達つする場合があり、こ
れによつてロールの使用寿命は相当に、例えば50
%程も短縮されて了うことがある。さらにまた、
ロールを非常に頻繁に交換することの必要性なら
びにロールにき裂や割れが生じた場合に圧延製品
にその痕跡が印されて了うことは、圧延機の作業
効率に悪い影響を及ぼす。
It is well known that when stress is applied to the surface of a crystalline material, especially a metal object, the materials surrounding it, including the surface of the object, become work-hardened and brittle. Therefore, if stress is applied to the rolls of the rolling mill during operation, the surface of the rolls may become work hardened, leading to fatigue and cracking of the metal. Here, "cracks" and "cracks" are names given to surface defects in the steel industry, and refer to the phenomenon in which metal pieces separate from the roll surface and form shallow recesses for convection. In addition, a "flap-shaped crack" is another type of defect in which two adjacent portions of a roll are relatively displaced and a crack is formed between the radially protruding portions. It refers to the cracks that occur. Such defects can only be removed by removing the portion of the roll periphery containing the defect, for example by turning or grinding, but the amount of material removed is usually is typically many times greater than the amount required for redressing, and can even reach the point where further use of the roll is impossible, thereby reducing the useful life of the roll considerably, e.g.
It can be shortened by as much as %. Furthermore,
The necessity of very frequent replacement of the rolls and the imprints on the rolled product in the event of cracks or cracks in the rolls have a negative effect on the working efficiency of the rolling mill.

圧延機ロールにおいて生ずる硬化は、通常、ロ
ール周面を取巻いて円形の帯状形態で発生し、そ
して常にではないが普通は圧延されているストリ
ツプ材料の縁と接触するロール表面部分に直ぐ隣
接する端部近くで最大となる。材料の硬度表示を
得るために、渦電流導電率試験は良く知られてい
る非破壊試験方法である。この場合、通常金属の
導電性は硬度が増大するに伴なつて減少するとい
う現象が利用されている。しかしながら、この方
法には、大きな誤差が生じ易い点に注意する必要
がある。その理由は、或る種の可変因子が硬度に
は影響を及ぼさずに導電性に影響することがあ
り、またその逆の場合もあるからである。従つ
て、このような非破壊試験方法で得られる結果
は、定性的ではあつても定量的性質のものではな
い。
The hardening that occurs in mill rolls usually occurs in the form of a circular band around the circumference of the roll, and usually, but not always, immediately adjacent the portion of the roll surface that contacts the edge of the strip material being rolled. Maximum near the edges. Eddy current conductivity testing is a well-known non-destructive testing method to obtain an indication of the hardness of a material. In this case, the phenomenon that the electrical conductivity of a metal usually decreases as its hardness increases is utilized. However, it must be noted that this method is prone to large errors. This is because certain variables may affect conductivity without affecting hardness, and vice versa. Therefore, the results obtained with such non-destructive testing methods are qualitative but not quantitative in nature.

依つて、この発明の主たる目的は、物体表面に
おけるき裂、割れその他類似の欠陥の発生の可能
性を試験するための方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, a principal object of the present invention is to provide a method for testing the possibility of the occurrence of cracks, fractures, and similar defects on the surface of an object.

この発明のさらに特定的な目的は、圧延機ロー
ルの表面にき裂、割れその他類似の欠陥が生ずる
可能性を試験する方法を提供することにある。
A more specific object of the invention is to provide a method for testing the surface of rolling mill rolls for the possibility of cracking, splitting, and similar defects.

本発明の他の目的は、物体の表面特に圧延ロー
ルの表面にき裂、割れその他類似の欠陥が生ずる
可能性について試験し、しかる後に少なくもこの
ような可能性を減少させる方法を提案することに
ある。
Another object of the invention is to propose a method for testing the surface of objects, in particular of rolling rolls, for the possibility of cracks, splits and similar defects, and subsequently reducing at least such a possibility. It is in.

上の目的で、この発明によれば、物体の表面に
おけるき裂、割れ等の欠陥の発生の可能性を試験
する方法にして、上記表面を含む物体の少なくと
も1部分に対して基準方向に沿う硬度変化率を求
めて、予め定められた既知の最大値よりも大きな
変化率を有する上記基準方向に沿つた個所を検出
し、それにより物体表面の欠陥の発生の可能性お
よび作動中に受ける状態を予測することを含む試
験方法が提案される。
For the above purpose, according to the present invention, there is provided a method for testing the possibility of occurrence of defects such as cracks and fractures on the surface of an object, and the method includes: Determine the rate of change in hardness and detect locations along the reference direction that have a rate of change greater than a predetermined known maximum value, thereby determining the possibility of the occurrence of defects on the surface of the object and the conditions it will undergo during operation. A test method is proposed that involves predicting the

硬さは、非破壊的試験方法で試験するのが好ま
しい。
Hardness is preferably tested using non-destructive testing methods.

上記の最大値よりも大きな変化率が検出された
被験物体は、最初から使用を禁止されたりまた既
に使用されている場合には爾後の使用を禁止され
る。
A test object for which a rate of change larger than the above maximum value is detected is prohibited from use from the beginning, or if it has already been used, is prohibited from further use.

以下、図面を参照し、この発明の好ましい具体
例について説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図面中、特に第1図および第2図を参照する
に、ロール10は略示した図から理解されるよう
に、直立の標準支持体14によつてその軸線12
を中心に回転可能なように取付けられている。一
方、直立の支持体14は堅牢な基台(図示せず)
上に取付けられている。ロールの重量に鑑みて、
標準支持体上でロールをその軸線を中心に回転さ
せるために、例えば適当な大きさの研削盤または
旋盤型の駆動装置のような何等かの機械的手段が
要求されよう。
Referring in the drawings, and in particular to FIGS. 1 and 2, the roll 10 is shown along its axis 12 by an upright standard support 14, as can be seen from the schematic representations.
It is installed so that it can rotate around the center. On the other hand, the upright support 14 is a solid base (not shown).
installed on top. Considering the weight of the roll,
Some mechanical means may be required to rotate the roll about its axis on a standard support, such as a suitably sized grinder or lathe type drive.

1対の別の標準直立支持体16が軸線12に平
行な運動が可能なようにして往復台もしくはキヤ
リツジ18を取付けている。このキヤリツジは標
準支持体間に延在する棒20上で摺動し、そして
減速歯車装置26を介し電動機24で回転される
ねじ棒22により摺動駆動される。キヤリツジ1
8には腕28が固着されており、この腕の一端に
は摺動可能に取付けられた棒30があり、そして
この棒30の一端には支承パツド32が担持され
ている。棒30、従つてまた支承パツド32は、
ロール周面に対してパツド32が押圧される方向
にばね34により押されている。棒30の端部に
は、適当な調節装置38により渦電流検出装置3
6が取付けられており、この検出装置は、ロール
周面を走査移動する際にパツド32がロール周面
と充分な接触関係を維持するように位置が調節さ
れる。同じ目的で他の型式の横運動取付け装置例
えば研削盤または旋盤の横送り台にロールを取付
けるような取付け方法も当業者には容易に想到し
得よう。
A pair of additional standard upright supports 16 mount a carriage or carriage 18 for movement parallel to axis 12. This carriage slides on a rod 20 extending between standard supports and is driven in a sliding manner by a threaded rod 22 which is rotated by an electric motor 24 via a reduction gearing 26. Carriage 1
8 has an arm 28 secured to it, at one end of which is a slidably mounted rod 30, and at one end of which rod 30 carries a bearing pad 32. The rod 30 and therefore also the bearing pad 32 are
A spring 34 pushes the pad 32 in the direction in which it is pressed against the roll circumferential surface. At the end of the rod 30, an eddy current detection device 3 is fitted by means of a suitable adjustment device 38.
6 is attached, and the position of the detection device is adjusted so that the pad 32 maintains sufficient contact with the roll circumferential surface as it scans the roll circumferential surface. Those skilled in the art will readily be able to conceive of other types of lateral motion mounting devices for the same purpose, such as mounting the rolls on the crossfeed of a grinding machine or lathe.

検出装置36は、ケーブル40により、組合せ
られた渦電流試験装置および図表記録装置に接続
されており、そして電動機24は、装置の記録器
部分により、公知の仕方で次のように制御され
る。即ち装置36によつて描かれる図もしくはグ
ラフがロール10の全幅に亘る1走査に対応する
ように制御される。このようにして装置は、第3
図ないし第6図に示すような図もしくはグラフを
直接発生する。
The detection device 36 is connected by a cable 40 to a combined eddy current test device and chart recorder, and the motor 24 is controlled in a known manner by the recorder portion of the device as follows. That is, the diagram or graph drawn by the device 36 is controlled in such a way that it corresponds to one scan across the entire width of the roll 10. In this way the device
Directly generate diagrams or graphs such as those shown in FIGS.

この発明の方法を使用すれば、通常の動作にお
いて出合う機械的な力を加えた際に、例えば金属
ロールの場合にはき裂や割れなどのような欠陥を
物体表面が発生する可能性を高い精度で予測でき
ることが判明した。
Using the method of this invention, the surface of the object is more likely to develop defects, such as cracks and fractures in the case of metal rolls, when subjected to mechanical forces encountered during normal operation. It was found that predictions can be made with high accuracy.

好ましい試験方法においては、適当な基準方向
に沿い表面でまたは表面に直ぐ隣接して測定され
る物体の材料の或る種の物理的パラメータに直接
対応するもしくはこれ等パラメータを表わす情報
を得るのに、非破壊試験方法が用いられる。特定
の材料および該材料が受ける特定の試験条件に対
して予め定められた最大量よりも大きな上記物理
的パラメータの変化率を有する基準線に沿う表面
部分は、き裂や割れのような欠陥の生起の潜在的
な部分としての高い確率を有していることが判明
した。このような潜在的部分が判明したならば、
上記変化率を上記の予め定められた最大レベル以
下に減少するために適当な処理を行なうことがで
きる。
In a preferred test method, information directly corresponding to or representative of certain physical parameters of the material of the object measured at or immediately adjacent to the surface along a suitable reference direction is obtained. , non-destructive testing methods are used. Surface areas along the reference line that have a rate of change of the above physical parameters greater than a predetermined maximum amount for the particular material and the particular test conditions to which the material is subjected are susceptible to defects such as cracks and fractures. It was found to have a high probability as a potential part of the occurrence. If such a potential part is identified,
Appropriate processing may be performed to reduce the rate of change below the predetermined maximum level.

現在、硬さの変化率が考慮すべき主たる物理的
パラメータとされているが、例えば結晶格子の歪
み、転移および熱処理における有効度の差のよう
な他のパラメータも用いることができるものと考
えられる。
Currently, the rate of change in hardness is the main physical parameter to be considered, but other parameters could also be used, such as distortion of the crystal lattice, dislocations, and differences in the effectiveness of heat treatments. .

この発明の方法は先ず、熱間圧延機のパツキン
グ・ロールの試験に適用されて、き裂または割れ
などの発生に由りこのようなロールが使用中不良
になる可能性を予測した。この発明の方法を用い
れば、ロールの将来の使用において生じ得るこの
ような欠陥の可能性を、完全に除去するとまで言
えなくても実質的に減少する処置を取ることが可
能であることが判つた。さらにまた、この発明の
方法は、使用される以前に予め試験されている新
しいロールの仕様を得るのに成功裡に用いること
ができ、試験段階で上述した最大量を越える硬さ
の変化率を有することが判明した時には、適当な
防止手段を施こすことができる。また、試験は、
圧延機の動作中任意の時点で実施することができ
るが、ロールを形直しのために取外した時に1つ
のルーチン作業として試験を行なうのが好都合で
ある。
The method of the invention was first applied to testing hot rolling mill packing rolls to predict the likelihood that such rolls would fail in service due to the development of cracks or splits. It has been found that, using the method of the invention, steps can be taken to substantially reduce, if not completely eliminate, the possibility of such defects occurring in future use of the roll. Ivy. Furthermore, the method of the invention can be successfully used to obtain specifications for new rolls that have been pre-tested before being used, and that during the testing phase the rate of change in hardness exceeds the maximum amount mentioned above. If it is found that the substance is present, appropriate preventive measures can be taken. Also, the exam is
Although it can be carried out at any time during mill operation, it is convenient to carry out the test as a routine operation when the roll is removed for reshaping.

このようなロールは、通常の使用において高い
機械力を受ける表面を有する物体の特定例であ
り、典型的には1.676m(66インチ)の幅であ
り、新品の場合には1.334m(52.5インチ)の直径
を有している。このような特殊なロールは、通常
の作業において、その直径が摩耗により減少し繰
返し形直しすることによつて1.232m(48.5イン
チ)まで減少すると廃棄される。小さな割れは、
通常は研削により除去されるが、大きなき裂や割
れには、旋盤でロールを再切削することが必要と
され、そしてき裂がかなり深い場合には、爾後の
使用はなされずにロールは完全に廃棄される。こ
の発明はまた、不良となることが予測されたロー
ルの欠陥発生の可能性を減少するのに必要である
或る深さの研削または切削が要求される場合に、
その深さの正確な決定に用いることができる。ま
た、欠陥ロールの場合には、欠陥を完全に除去し
そしてその再発生をできるだけ阻止するのに本発
明を用いることが可能である。
Such rolls are a particular example of objects with surfaces that are subjected to high mechanical forces in normal use and are typically 1.676 m (66 in) wide, and 1.334 m (52.5 in) wide when new. ) has a diameter of These specialized rolls are discarded when, in normal operation, their diameter is reduced by wear and repeated reshaping to 1.232 m (48.5 inches). Small cracks are
Usually removed by grinding, large cracks and fractures may require recutting the roll on a lathe, and if the cracks are quite deep, the roll may be completely removed without further use. will be discarded. The invention also provides that when a certain depth of grinding or cutting is required to reduce the likelihood of defects in rolls that are predicted to fail,
It can be used to accurately determine its depth. Also, in the case of defective rolls, it is possible to use the invention to completely eliminate the defects and prevent their recurrence as much as possible.

本発明者は、圧延機のロールのような鋼製物体
の場合、渦電流測定装置で金属の透磁率または導
電率を測定するのが、上述の物理的パラメータ、
特にロール表面を構成する材料の硬さと相関する
ことができる測定結果を得る上に特に適した非破
壊試験方法であることを発見した。図面中、第3
図を参照され度い。この図は、渦電流導電率と硬
さ、この例ではシヨア硬度との間に密接な相関関
係を得ることが可能であることが示されている。
即ち、このようなロールの化学的組成および熱処
理は通常実質的に均等であるので、第3図に示す
ように渦電流の変動は、直接硬さに関連付けるこ
とができる。しかしながら前述したように、渦電
流の読みは、必らずしも欠陥の発生の可能性を予
測しない結晶配列のような他のパラメータによつ
ても影響を受けるので、誤差は常に生じ得る。現
在までの試験では約95%の相関性が得られてい
る。さらにまた、渦電流の読みと硬さの絶体値と
の間の特定関係は、ロール毎に異なるので、各ロ
ールに対して求めなければならない。透磁率を測
定するなどの他の公知の方法を使用することも勿
論可能である。しかしながら、単純さ、精度およ
び堅牢性の面で渦電流装置が特に好まれる。
The inventors believe that in the case of steel objects, such as rolling mill rolls, measuring the magnetic permeability or electrical conductivity of the metal with an eddy current measurement device is based on the above-mentioned physical parameters.
It has been discovered that this is a non-destructive testing method that is particularly suitable for obtaining measurement results that can be correlated with the hardness of the material that makes up the roll surface. In the drawing, 3rd
Please refer to the diagram. This figure shows that it is possible to obtain a close correlation between eddy current conductivity and hardness, in this example Shore hardness.
That is, since the chemical composition and heat treatment of such rolls are usually substantially uniform, variations in eddy currents can be directly related to hardness, as shown in FIG. However, as mentioned above, errors can always occur because eddy current readings are also influenced by other parameters such as crystal orientation, which do not necessarily predict the likelihood of defect occurrence. Tests to date have yielded a correlation of approximately 95%. Furthermore, the specific relationship between the eddy current reading and the absolute value of hardness is different from roll to roll and must be determined for each roll. It is of course also possible to use other known methods, such as measuring magnetic permeability. However, eddy current devices are particularly preferred due to their simplicity, accuracy and robustness.

硬さと相関した読みを与える他の形態の非破壊
試験も本発明の方法で用いることができ、このよ
うな試験方法には、超音波機、加熱されたロール
の赤外線試験およびホログラム試験等が挙げられ
ている。また、メータや記録装置に硬さの読みを
直接与える装置も知られているが、これらの装置
は、本来的に被験表面に跡を付けてしまうので圧
延ロールでの使用には適していない。この種のロ
ールの表面は高度に研磨されているので、跡が付
くようなことは望ましくないのである。
Other forms of nondestructive testing that provide readings that correlate to hardness may also be used in the method of the present invention, such testing methods include ultrasonic machines, heated roll infrared testing, and holographic testing. It is being Devices are also known that provide hardness readings directly to meters or recording devices, but these devices are not suitable for use with mill rolls because they inherently leave marks on the surface being tested. Since the surface of this type of roll is highly polished, markings are undesirable.

第1図および第2図に示す装置を使用して行な
つた第3図に示す試験走査は、ロール軸線に平行
な線に沿つて実施した。同図中、縦軸には、ロー
ルの幅がインチで取られており、そして横軸に
は、シヨア硬度および任意単位での渦電流導電率
が盛られている。第3図において、装置40によ
り得られた渦電流走査パターンは実線で示されて
おり、他方、直接試験法で測定した対応のシヨア
硬度は点線で示されている。これら2つの測定結
果の間には密接な対応関係があることは非常に明
白である。ロール幅直線1インチ当りの渦電流読
取りまたは硬さの対応の変化率は、各パターン曲
線の勾配によつて表わされている。当業者には理
解されるように、装置42は、適当な微分回路を
備えることにより直接変化率を表わすグラフを採
取できるように構成することができる。
The test scan shown in FIG. 3, performed using the apparatus shown in FIGS. 1 and 2, was carried out along a line parallel to the roll axis. In the figure, the width of the roll is plotted in inches on the vertical axis, and the shore hardness and eddy current conductivity in arbitrary units are plotted on the horizontal axis. In FIG. 3, the eddy current scan pattern obtained by apparatus 40 is shown as a solid line, while the corresponding shore hardness measured by the direct test method is shown as a dotted line. It is very clear that there is a close correspondence between these two measurements. The corresponding rate of change in eddy current reading or hardness per linear inch of roll width is represented by the slope of each pattern curve. As will be understood by those skilled in the art, device 42 can be configured to obtain a graph representing the rate of change directly by providing suitable differentiating circuitry.

測定のための基準線は、別法としてロール軸線
と同軸のロール表面の囲りの螺旋とすることがで
きるが、既述のように鋼圧延機用ロールの場合に
は、考察すべき主要なパラメータは硬さでありそ
して通常は異なつた硬さの領域が円形帯の形で存
在しているので、図示のような形の線形グラフが
最とも良好に所要の情報を与え得ることが判つ
た。所望ならば、走査はロールの周面の囲りで離
間して軸線に沿い繰返すことができる。
The reference line for the measurement can alternatively be a helix around the roll surface coaxial with the roll axis, but as already mentioned, in the case of steel mill rolls, the main points to consider are Since the parameter is hardness, and regions of different hardness usually exist in the form of circular bands, it has been found that a linear graph of the form shown can best give the required information. . If desired, the scans can be repeated along the axis at spaced intervals around the circumference of the roll.

例として、既述の型の典型的な新しい鋼製熱間
圧延機用バツキング・ロールの場合、5KHzの周
波数で試験装置Automation Industries Model
U.M.1500)を用いて、直線1インチ当りの渦電
流変化率が約10ないし11よりも小さければ、き裂
または割れの発生の可能性は充分に低くロールは
許容できることが判つた。しかしながら8以下の
値の方が一層信頼性があり好ましい。ロールの硬
さおよび(または)渦電流パターンは静的なもの
ではなく、圧延加工中の加工硬化に主に帰因して
その寿命中かなり変動する。したがつて使用中の
ロールの測定は規則的な間隔で行なうべきであ
り、そして特にロールを取外して表面を所要の圧
延形状に形直しする時に実施すべきである。
As an example, for a typical new steel hot rolling mill backing roll of the type described, a test equipment Automation Industries Model
UM1500), it has been found that if the rate of change of eddy current per linear inch is less than about 10 to 11, the likelihood of cracking or splitting is sufficiently low that the roll is acceptable. However, values of 8 or less are more reliable and preferred. The hardness and/or eddy current pattern of a roll is not static, but varies considerably over its lifetime, primarily due to work hardening during rolling. Measurements of the roll during use should therefore be made at regular intervals, and especially when the roll is removed and the surface is reshaped to the desired rolling shape.

この発明の方法は、特定のロールが通常の使用
において不良になるかならないかの確率の水準を
示すことができるに過ぎず、したがつて、低い変
化率の読みを与えた任意特定のロールが不良にな
らないという保証はない点理解されるであろう。
上述の試験装置を用いた場合、直線1インチ当り
15以上の渦電流変化率の読みを与えるロールは高
い欠陥発生確率を有し、他方10以下の読みを与え
るロールは低い確率を有することが判つた。より
詳しくは、これらの読みは次のように類型化する
ことができる。
The method of the invention can only indicate the level of probability that a particular roll will fail in normal use, and therefore any particular roll that gave a low rate of change reading is It will be understood that there is no guarantee that it will not become defective.
per linear inch using the test equipment described above.
It was found that rolls giving an eddy current rate of change reading of 15 or more had a high probability of defect occurrence, while rolls giving a reading of 10 or less had a low probability. More specifically, these readings can be categorized as follows.

a 直線1インチ当り5以下:できれば新しいロ
ールで得られるべき標準値であつて、ロールは
その使用寿命中満足であることを表わす卓越し
た値。
a 5 or less per linear inch: A standard value that should preferably be obtained with a new roll, and an outstanding value that indicates that the roll will be satisfactory throughout its service life.

b 5と8の間:新しいロールでは良好な標準値
であり使用したロールの場合には優れた標準
値。
b Between 5 and 8: Good standard for new rolls and excellent standard for used rolls.

c 8と11の間:新しいロールでは不足な値で使
用したロールでは許容できる値。
c Between 8 and 11: Insufficient value in the new role, acceptable value in the used role.

d 11と14の間:新しいロールでは完全に許容で
きず、また使用したロールでも充分に許容でき
ず、より良好な許容値が達成されるまで旋盤切
削または研削を行なうのを正当化する値。
d between 11 and 14: Values that are not completely acceptable with new rolls, or not well tolerated with used rolls, to justify lathing or grinding until better tolerances are achieved.

e 14以上:割れの確率が高く、ロールの爾後の
使用の場合にはそれ以前に修正加工を施こすこ
とが必須であることを表わす値。
e 14 or more: A value indicating that the probability of cracking is high and that it is essential to perform correction processing before using the roll later.

本発明者の注意を惹いた上述の値を変更し得る
1つの特殊な要因(ここで再度強調しておかねば
ならないのは、上述の値は特定の試験装置で得ら
れた点である)は、高いが一応許容できる変化率
に直ぐ続いて反対の方向に別の高い変化率が生じ
た場合である。個々の各変化率は個別的には許容
できても、それらの変化率が密接に相続くこと
は、修正加工を施こすべき望ましくない状況を意
味する。
One special factor that has come to the inventor's attention that may alter the above-mentioned values (it must be emphasized again that the above-mentioned values were obtained with a specific test setup) is , a high but prima facie acceptable rate of change is immediately followed by another high rate of change in the opposite direction. Although each individual rate of change may be individually acceptable, the close succession of these rates represents an undesirable situation in which remedial work should be performed.

シヨア硬度の変化率を考察する場合には、上述
の圧延機ロールにおいて、直線1インチ当り約
2.5以下の変化率は新しいロールの場合好ましい
値であり、2.5ないし3.6は使用したロールでは許
容可能とみなすことができ、そして3.6以上の読
みが得られれば修正加工が必要であると述べるこ
とができる。尤つとも、これらの数値はそのまま
他の物体表面に適用することはできない。という
のは、許容可能な値は平均硬度で相当に異なり得
るからである。例えば、平均シヨア硬度65の物体
の場合に許容できる変化率は、シヨア硬度が僅か
約50の場合、完全に許容できないであろう。
When considering the rate of change in shore hardness, approximately
A percentage change of 2.5 or less is a desirable value for new rolls, 2.5 to 3.6 can be considered acceptable for used rolls, and readings of 3.6 or higher indicate the need for rework. can. However, these values cannot be directly applied to the surfaces of other objects. This is because acceptable values can vary considerably in average hardness. For example, a rate of change that is acceptable for an object with an average shore hardness of 65 may be completely unacceptable if the shore hardness is only about 50.

第4図には、鋼製ロールの周辺部分における加
工硬化の効果ならびにロールの表面層を除去する
ことにより得られる変化が明瞭に示されている。
試験走査曲線#1は、1.33m(52.335インチ)の
直径で得られたものであり、点AおよびB間にお
いて渦電流の最つとも迅速に変化する部分の在る
ことを示している。但し、実際の変化率は僅か5
に過ぎず、これは使用され加工硬化したロールは
もとよりのこと、新しいロールの所要値内に充分
に入いる値である。試験曲線#2、#3および
#4は、それぞれ0.0889cm(0.035インチ)、0.191
cm(0.075インチ)および0.343cm(0.135インチ)
づつ表皮を除去した場合を示し、ロール材料の加
工硬化部分の除去で特性が漸進的に変動し、ロー
ル表面は殆んど確実に元の特性に戻ることが判
る。0.485cm(0.191インチ)表皮を除去した場合
の試験曲線#5は、試験曲線#4に充分に類似し
ており、それ以上材料を除去する個所は存在しな
いことを示している。
FIG. 4 clearly shows the effect of work hardening in the peripheral area of the steel roll and the changes obtained by removing the surface layer of the roll.
Test scan curve #1 was obtained at a diameter of 1.33 m (52.335 inches) and shows the presence of the most rapidly changing portion of eddy currents between points A and B. However, the actual rate of change is only 5
, which is well within the required values for new rolls, as well as for used, work-hardened rolls. Test curves #2, #3 and #4 are 0.0889 cm (0.035 inch) and 0.191 inch respectively
cm (0.075 inch) and 0.343 cm (0.135 inch)
The case where the skin is removed one by one is shown, and it can be seen that the properties of the roll material gradually change as the work-hardened portion of the roll material is removed, and the roll surface almost certainly returns to its original properties. Test curve #5, with 0.485 cm (0.191 inch) of skin removed, is sufficiently similar to test curve #4 to indicate that there is no more material to remove.

現在、硬さ変化率を所要の最大値以下に減少す
るために物体に施こされる好ましい機械的加工
は、物体の外側部分を切削または研削除去して硬
さの変動が少ない部分を露出することである。欠
陥発生の可能性を表わす特性を生ぜしめる熱間圧
延機用バツキング・ロールの場合には、形直し過
程で研削により0.101cm(0.040インチ)までの量
を予め除去するだけでは不充分であり、1.78cm
(0.70インチ)±0.51cm(0.20インチ)の量を除去
すべきである。このような大きな量の材料除去
は、実際に生じた割れまたはき裂を除去するため
に要求される5.1cm(2インチ)もしくはそれ以
上の材料除去に匹敵するものである。用いること
ができる他の加工処理としては、例えば適当な熱
処理および表面焼なましなどがある。
Currently, the preferred mechanical processing applied to an object to reduce the rate of change in hardness below a desired maximum value involves cutting or grinding away the outer portion of the object to expose areas with less variation in hardness. That's true. In the case of bucking rolls for hot rolling mills, which exhibit characteristics that indicate the possibility of defects, it is not sufficient to pre-remove up to 0.101 cm (0.040 inch) by grinding during the reshaping process; 1.78cm
(0.70 inch) ± 0.51 cm (0.20 inch) should be removed. This large amount of material removal is comparable to the 2 inches (5.1 cm) or more of material removal required to remove an actual crack or crack. Other treatments that may be used include, for example, appropriate heat treatments and surface annealing.

次に、割れが生じたロールで得られた2つのグ
ラフを示す第5図および第6図を参照するに、軸
線に沿う割れの個所は、高い変化率のグラフの部
分に対する相対位置で示されている。
Referring now to Figures 5 and 6, which show two graphs obtained for cracked rolls, the location of the crack along the axis is indicated relative to the portion of the graph with a high rate of change. ing.

第5図のグラフにおいては、渦電流の読みは完
全に描かれているがシヨア硬度は部分的にしかグ
ラフ表示されていない。割れは、1インチ当り約
25単位の渦電流変化が存在する近傍に位置してお
り、そしてそれに対応するシヨア硬度の変化は本
例の場合約3.5/インチである。圧延機ロールに
関連して前に述べたように、最つとも大きな応力
に曝されるのはロール端に隣接する部分であり、
殆んどの割れやき裂はこの部分に現れる。したが
つてこのような端部分に限られた硬度および(ま
たは)渦電流グラフで所要の全べての情報を得る
ことができる。
In the graph of FIG. 5, the eddy current readings are completely depicted, but the shore hardness is only partially graphically represented. The cracking is approximately per inch.
Located in the vicinity of an eddy current change of 25 units, the corresponding change in shore hardness is approximately 3.5/inch in this example. As mentioned earlier in connection with rolling mill rolls, it is the areas adjacent to the roll ends that are most exposed to the greatest stresses;
Most cracks and cracks appear in this area. All the required information can therefore be obtained with a hardness and/or eddy current graph limited to such an end section.

第6図のグラフには、渦電流曲線だけしか示さ
れていない。図から解るように、軸方向の個所に
2つの割れが生じており、この個所においては1
インチ当り約32単位の変化率が得られている。
In the graph of FIG. 6, only eddy current curves are shown. As can be seen from the figure, two cracks have occurred in the axial direction, and one
A rate of change of about 32 units per inch is obtained.

この発明の方法はまた、他の材料から形成され
た他の表面にも適用可能であり、一連の比較的単
純な試験で、特定の装置もしくは用途に対して望
ましいか、許容可能であるかまたは許容できない
かを考察するための物理的パラメータ特に硬さお
よび(または)渦電流導電率の変化率の最大値を
迅速に設定することができる。
The methods of this invention are also applicable to other surfaces formed from other materials, and a series of relatively simple tests determine whether they are desirable, acceptable or suitable for a particular device or application. Maximum values for the rate of change of physical parameters, in particular hardness and/or eddy current conductivity, can be quickly set for consideration of unacceptable or unacceptable conditions.

この明細書では硬度値をシヨア値で表わした
が、他の測定系で例えばビツカース硬度およびブ
リネル硬度のような対応の値で表わすことも可能
であることは当業者には容易に理解できよう。ま
た、1つの系から他の系に迅速に変換するため
に、多数の異なつた表を用意しておくことができ
る。
Although hardness values are expressed in this specification as Shore values, those skilled in the art will readily understand that other measurement systems may also be used to express corresponding values, such as Vickers hardness and Brinell hardness. Also, a number of different tables can be prepared for rapid conversion from one system to another.

この発明の別の適用例は、冷間圧延機のロール
表面の仕上げである。シヨツト・ブラストまたは
艶出し仕上げ加工前にロール表面を試験すること
により、除去しなければ仕上げ表面に不完全さを
招来する相当に異なつた硬さを有する領域を検出
することができる。このような領域が検出された
ならば、シヨツト・ブラストや艶出し加工等を施
こす以前にこのような領域を除去するための加工
処理を行なう。この方法は、表面を肉眼で検査す
る従来の方法よりも好ましいことは理解されよ
う。従来方法では、このような問題の領域を充分
に検出することはできないからである。
Another example of application of this invention is the finishing of the roll surface of a cold rolling mill. By testing the roll surface prior to shot blasting or polishing, areas of significantly different hardness can be detected which, if not removed, will result in imperfections in the finished surface. If such an area is detected, processing is performed to remove such area before shot blasting, polishing, etc. are performed. It will be appreciated that this method is preferred over the traditional method of visually inspecting the surface. This is because conventional methods cannot sufficiently detect such problem areas.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、圧延機用の鋼製ロールおよび該ロー
ルの表面硬さを測定しグラフ表示するための装置
を略示する斜視図、第2図は、第1図の装置を詳
細に示す拡大斜視図、第3図は、典型的な圧延機
用ロールにおけるシヨア硬度の読みおよび渦電流
(透磁率)の読みをロールの幅に亘つて示すグラ
フ、第4図は、別のロール周辺層の逐次的な除去
からなる機械加工前および機械加工中の渦電流の
読みをロールの幅に亘つて示すグラフ、第5図は
第3図に類似のグラフであつて、各ロールの長さ
方向における渦電流の読み、ロール端に隣接する
部分のシヨア硬度の読みならびにこのロール内に
生じた割れの位置を示し、第6図は、更に別のロ
ールにおける渦電流の読みならびにこのロールに
生じた割れの位置を示すグラフである。 図中、10…ロール、14,16…スタンド、
18…往復台、20…棒、22…ねじ棒、24…
電動機、26…減速歯車装置、32…支承パツ
ド、34…バネ、38…調節装置、40…ケーブ
ル、42…渦電流試験記録装置。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a steel roll for a rolling mill and an apparatus for measuring and graphically displaying the surface hardness of the roll, and FIG. 2 is an enlarged view showing the apparatus of FIG. 1 in detail. Perspective view, Figure 3 is a graph showing shore hardness readings and eddy current (permeability) readings across the width of the roll for a typical rolling mill roll, and Figure 4 is a graph showing the shore hardness readings and eddy current (magnetic permeability) readings for a typical rolling mill roll. Figure 5 is a graph similar to Figure 3 showing eddy current readings across the width of the roll before and during machining consisting of sequential removal, but along the length of each roll. The eddy current readings, the shore hardness readings adjacent to the end of the roll, and the location of cracks in this roll are shown; Figure 6 shows the eddy current readings in yet another roll and the cracks in this roll. It is a graph showing the position of. In the figure, 10...roll, 14, 16...stand,
18... Carriage table, 20... Rod, 22... Threaded rod, 24...
Electric motor, 26... Reduction gearing, 32... Bearing pad, 34... Spring, 38... Adjustment device, 40... Cable, 42... Eddy current test recording device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 物体の表面のき裂、割れ等の欠陥の可能性を
試験する方法において、前記表面を含む物体の少
なくとも一部分に対し基準方向に沿う硬度変化率
を求めて、予め定められた既知の最大値よりも大
きな変化率を有する前記基準方向に沿つた個所を
検出し、それにより物体表面の欠陥の発生の可能
性および作動中に受ける状態を予測することから
成る試験方法。 2 物体の表面が円筒形の鋼製圧延ロールの外部
円筒状表面である特許請求の範囲第1項記載の試
験方法。 3 表面が強磁性材料でつくられ、硬度を渦電流
測定装置を用いて測定することを特徴とする特許
請求の範囲第1項または第2項いずれか記載の試
験方法。 4 表面が円筒形ロールの外部円筒状表面であ
り、基準方向がロール軸線に平行な線であること
を特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項い
ずれか1項記載の試験方法。 5 鋼製圧延ロールにおける硬度変化率の予め定
められた最大値が直線1インチ当り約2.5シヨア
硬度であることを特徴とする特許請求の範囲第2
項または第3項いずれか記載の試験方法。 6 鋼製圧延ロールにおける最初の予め定められ
た硬度変化率が直線1インチ当り約2.5シヨア硬
度であり、別の予め定められた最大値が直線1イ
ンチ当り約3.6シヨア硬度であることを特徴とす
る特許請求の範囲第2項または第3項いずれか記
載の試験方法。
[Scope of Claims] 1. In a method of testing the possibility of defects such as cracks and fractures on the surface of an object, a hardness change rate along a reference direction is determined for at least a portion of the object including the surface, and a predetermined 2. A test method comprising detecting locations along said reference direction having a rate of change greater than a known maximum value determined, thereby predicting the probability of occurrence of defects on the surface of the object and the conditions to which it will be subjected during operation. 2. The test method according to claim 1, wherein the surface of the object is the outer cylindrical surface of a cylindrical steel rolling roll. 3. The test method according to claim 1 or 2, wherein the surface is made of a ferromagnetic material and the hardness is measured using an eddy current measuring device. 4. The test method according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface is an external cylindrical surface of a cylindrical roll, and the reference direction is a line parallel to the roll axis. 5. Claim 2, characterized in that the predetermined maximum value of the hardness change rate in the steel rolling roll is approximately 2.5 shore hardness per linear inch.
The test method described in either Section or Section 3. 6. characterized in that the initial predetermined rate of change in hardness in the steel rolling roll is about 2.5 Shore hardness per linear inch and the other predetermined maximum value is about 3.6 Shore hardness per linear inch. A test method according to claim 2 or 3.
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