JPS6140940B2

JPS6140940B2 -

Info

Publication number: JPS6140940B2
Application number: JP53054467A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Myagawa; Yukito Sasaki; Koji Kawamura; Shuichi Sato; Takashi Ninomya; Toshio Namihana
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1978-05-10
Filing date: 1978-05-10
Publication date: 1986-09-11
Also published as: JPS54146686A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、熱間圧延後の鋼板を移送中に超音波
により検査し、鋼板成品となり得る良好部の範囲
を検知する方法に関するものである。

一般に、熱間圧延されたままの鋼板の輪郭は、
真直ではなく幾分彎曲しており、四周端縁近傍の
板厚はやや不整である。また、鋼板の頭部、尾部
および側部には、圧延により折込みと称する内部
欠陥が発生する場合がある。これらの板厚不整お
よび内部欠陥の存在は、鋼板の外観からは判断で
きないため、成品の規取り作業において、しばし
ば、上記板厚不整部あるいは内部欠陥の存在部を
含んで成品採取を行ない、結果として不良品を作
る原因となつている。したがつて、成品の規取り
前に、内部欠陥がなくかつ板厚が許容値内にある
範囲、即ち成品となり得る良好部の範囲を知るこ
とが必要である。

従来、成品の規取り前に、圧延ままの鋼板を超
音波探傷して内部欠陥を検出する方法として、移
送中の鋼板を鋼板の巾方向に多数個固定して設け
た圧電式超音波探触子により連続的に探傷し、こ
の探傷情報にもとづいて鋼板の頭部および尾部の
切捨て量を最小にするように剪断する方法が一応
公知であるが、この従来公知の方法では、圧電式
超音波探触子を用いており接触媒質を必要とする
ので、探傷可能な鋼板の温度はせいぜい150℃ま
でであり、それ以上の高温の鋼板は探傷できな
い。しかも、上記従来の方法では、鋼板の輪郭形
状と鋼板の各位置における探傷結果とが正確に位
置対応できる方法で行なわれておらず、さらに前
述した鋼板の四周端部近傍の板厚情報を利用する
ことも意図されていない。

本発明の目的は、上述の点に鑑み、700℃程度
までの高温の鋼板にも適用でき、かつ内部欠陥の
検出と板厚の測定が同時に行えるように超音波探
触子として電磁式超音波探触子を用いて、移送中
の圧延ままの鋼板を超音波により検査し、その検
査情報により成品となり得る良好部の範囲を検知
する方法を提供するものである。また、本発明の
要旨は、被検材の移送方向の上流側から順に、被
検材の移動量を検出する第１のメジヤリングロー
ルと、被検材の巾方向中央部の先端の通過を検出
する第１の端部検出器と、被検材の巾方向各部の
先端および後端の通過を検出するため被検材の巾
方向に検出器を複数個並べた第２の端部検出器
と、該第２の端部検出器の各検出器と対応する被
検材の巾方向各部を超音波検査するため被検材の
巾方向に電磁式超音波探触子を複数個並べた第１
の超音波検査装置と、被検材の移動量を検出する
第２のメジヤリングロールとをそれぞれれ位置を
固定して配設し、前記第１の超音波検査装置と第
２のメジヤリングロールの中間位置に、被検材の
両側部を超音波検査するため被検材の巾方向に並
べた複数個の電磁式超音波探触子と被検材の側縁
を検出する１個の側部検出器を備えサーボ機構に
より被検材の側縁に倣つて被検材の巾方向に移動
可能な１対の第２の超音波検査装置を設け、前記
各端部検出器からの被検材の端部検出信号と、前
記各メジヤリングロールからの被検材の移動量検
出信号と、前記第１の超音波検査装置からの検査
信号と、前記第２の超音波検査装置からの検査信
号および該第２の超音波検査装置の被検材巾方向
の移動量検出信号にもとずいて被検材の輪郭形状
および被検材の各位置における超音波検査結果を
記録することを特徴とする圧延ままの鋼板の超音
波検査方法にある。

以下、本発明を図面にもとづき詳細に説明す
る。

第１図は、本発明において用いる電磁式超音波
探触子の構造を示す概略図で、１は被検材である
鋼板、２は電磁石、３は送受信コイルである。電
磁式超音波探触子の超音波送受信の原理および欠
陥検出、板厚測定の原理は公知であるので、その
説明は省略する。電磁式超音波探触子は、超音波
送受信のための接触媒質を必要としないので、探
触子の冷却さえ行なえば鋼板の温度が700℃程度
までの高温においても超音波検査が可能である。

第２図は、本発明の実施例における電磁式超音
波探触子、鋼板の先端、後端の通過を検出する検
出器（以下、端部検出器という）、鋼板の側縁を
検出する検出器（以下、側部検出器という）およ
び鋼板の移動量を検出するメジヤリングロールの
配置関係を示す平面図である。図において、矢印
Ｎは鋼板１の移送方向であり、上流側から順に、
第１のメジヤリングロール１１−１、鋼板の巾方
向中央部に設けた第１の端部検出器１２、鋼板の
巾方向に多数個の検出器１３ａ〜１３ｉを並べた
第２の端部検出器１３、鋼板の巾方向に第２の端
部検出器と対応させて同数個の電磁式超音波探触
子１４ａ〜１４ｉを並べた第１の超音波検査装置
１４、鋼板の巾方向に複数個の電磁式超音波探触
子１５ｕ〜１５ｗ、および１５′ｕ〜１５′ｗを並
べ該電磁式超音波探触子の最外側に併設した側部
検出器１５ｋおよび１５′ｋを備えサーボ機構に
より鋼板の側縁に放つて鋼板の巾方向に移動可能
な第２の超音波検査装置１５および１５′、なら
びに第２のメジヤリングロール１１−２がそれぞ
れ配置されている。

鋼板の長さ方向の位置を示すための基準線Ｏ_X
を第１の端部検出器１２の位置にとり、鋼板の巾
方向の位置を示すための基準線Ｏ_Yを鋼板移送用
テーブル（図示していない）の側方の任意の位置
にとる。ここで、基準線Ｏ_Yから第２の端部検出
器の各検出端１３ａ，……………，１３ｉまでの
それぞれの距離をｌ_a，……………，ｌ_iとする
と、基準線Ｏ_Yから第１の超音波検査装置の各電
磁式超音波探触子１４ａ，……………，１４ｉま
でのそれぞれの距離もｌ_a，……………ｌ_iであ
り、これらの距離は定数である。

第２の超音波検査装置１５，１５′は、軸１
６，１６′を介してサーボ駆動部１７，１７′に連
結されており、サーボ駆動部１７，１７′は、側
部検出器１５ｋ，１５′ｋからの信号にもとづい
て、側部検出器１５ｋ，１５′ｋが常時鋼板の側
縁に位置するようにして第２の超音波検査装置１
５，１５′を放い制御する。第２の超音波検査装
置１５，１５′の移動量は、サーボ駆動部１７，
１７′に連結された移動量検出部１８，１８′によ
り検出される。従つて、基準線Ｏ_Yから各電磁式
超音波探触子１５ｕ〜１５ｗ，１５′ｕ〜１５′ｗ
および側部検出器１５ｋ，１５′ｋまでのそれぞ
れの距離は、測定により得られる変数である。こ
こで、側部部検出器１５ｋから各電磁式超音波探
触子１５ｕ，１５ｖ，１５ｗまでのそれぞれの距
離をｌ_u，ｌ_v，ｌ_wとし、側部検出器１５′ｋから
各電磁式超音波探触子１５′ｕ，１５′ｖ，１５′
ｗまでのそれぞれの距離をl′_u，l′_v，l′_wとする
と、これらの距離は定数であるから、基準線Ｏ_Y
から側部検出器１５ｋ，１５′ｋまでのそれぞれ
の距離の測定値をｌ_k，l′_kとすると、基準線Ｏ_Yか
ら各電磁式超音波探触子１５ｕ，１５ｖ，１５ｗ
までのそれぞれの距離は、ｌ_k＋ｌ_u，ｌ_k＋ｌ_v，
ｌ_k＋ｌ_wとなり、また、基準線Ｏ_Yから各電磁式
超音波探触子１５′ｕ，１５′ｖ，１５′ｗまでの
それぞれの距離は、l′_k−l′_u，l′_k−l′_v，l′_k−l
′_wと
なる。またこれらの測定値は、基準線Ｏ_Yから第
１の端部検出器１２までの距離をl₄（定数）とし
て、鋼板先端の中央部を基準点として鋼板巾方向
の距離に変換することができる。

各電磁式超音波探触子で得られる検査信号の鋼
板長さ方向の位置標定を行なうために、端部検出
器１２と１３，１３ａ〜１３ｉ、およびメジヤリ
ングロール１１−１と１１−２が用いられる。

第１の端部検出器１２が鋼板先端の中央部を検
出した時点から各端部検出器１３ａ，…………
…，１３ｉが鋼板先端の巾方向各部の通過を検出
するまでのメジヤリングロール１１−１のパルス
をそれぞれ数えることにより、鋼板先端の中央部
が基準線Ｏ_Xの位置を通過してから各端部検出器
１３ａ，……………，１３ｉが鋼板の先端の巾方
向各部を検出するまでに鋼板が移動したそれぞれ
の距離（これをｌ_A，……………，ｌ_Iとする）が
測定され、また各端部検出器１３ａ，…………
…，１３ｉが鋼板後端の巾方向各部の通過を検出
するまでのメジヤリングロール１１−１と１１−
２（途中でメジヤリングロール１１−１から１１
−２に切替える）のパルスを数えることにより、
鋼板先端の中央部が基準線Ｏ_Xの位置を通過して
から各端部検出器１３ａ，……………，１３ｉが
鋼板後端の巾方向各部を検出するまでに鋼板が移
動したそれぞれの距離（これをl′_A，…………
…，l′_Iとする）が測定される。

同様にして、メジヤリングロール１１−１また
は１１−２のパルスを数えることにより、鋼板先
端の中央部が基準線Ｏ_Xの位置を通過してから各
電磁式超音波探触子１４ａ，……………，１４ｉ
で検査信号を得た時点までに鋼板が移動したそれ
ぞれの距離（これをl″_A，……………，l″_Iとす
る）、および各電磁式超音波探触子１５ｕ，１５
ｖ，１５ｗ，１５′ｕ，１５′ｖ，１５′ｗで信号
を得た時点までに鋼板が移動したそれぞれの距離
（これをｌ_U，ｌ_V，ｌ_W，l′_U，l′_V，l′_Wとする）が
測定される。

ここで、基準線Ｏ_Xから第２の端部検出器１３
までの距離をl₁とし、基準線Ｏ_Xから第１の超音
波検査装置１４までの距離をl₂とし、基準線Ｏ_X
から第２の超音波検査装置１５（および１５′）
までの距離をl₃とすると、これらの距離は定数で
あるから、前記各移動距離の測定値と定数l₁，
l₂，l₃とから鋼板先端の中央部を基準とした鋼板
長さ方向の各位置を求めることができる。すなわ
ち、鋼板先端の中央部の基準点（これをＰとす
る）から鋼板先端の巾方向各部までの鋼板長さ方
向の距離は、ｌ_A−l₁，ｌ_B−l₁，……………，ｌ_I
−l₁であり、基準点Ｐから鋼板後端の巾方向各部
までの鋼板長さ方向の距離は、l′_A−l₁，l′_B−l₁，
……………，l′_I−l₁であり、基準点Ｐから各電磁
式超音波探触子１４ａ，……………，１４ｉで検
査信号を得た鋼板上の位置までの鋼板長さ方向の
距離は、l″_A−l₂，……………，l″_I−l₂であり、基
準点Ｐから各電磁式超音波探触子１５ｕ，１５
ｖ，１５ｗ，１５′ｕ，１５′ｖ，１５′ｗで検査
信号を得た鋼板上の位置までの鋼板長さ方向の距
離は、ｌ_u−l₃，……………，l′_W−l₃である。

このようにして、鋼板の輪郭形状および各電磁
式超音波探触子からの検査信号すなわち板厚信号
と探傷信号とが鋼板上のどの位置で得られたか
が、鋼板先端の中央部を基準点として巾方向およ
び長さ方向の距離として測定できる。

第３図は、このようにして得られた鋼板の輪郭
形状と、各電磁式超音波探触子により得られた検
査信号の鋼板上での位置を記録紙上に一定長さ間
隔で画かせたものである。図中・印をつないだ線
は鋼板の輪郭形状を示し、×印は板厚外れまたは
基準値以上の内部欠陥の存在を示している。ま
た、線b′，……………，h′は電磁式超音波探触子
１４ａ，……………，１４ｈの固定した走査線を
示し、線u′，v′，w′，u″，v″，w″は電磁式超音
波探触子１５ｕ，１５ｖ，１５ｗ，１５′ｕ，１
５′ｖ，１５′ｗの鋼板側縁に倣つた走査線をそれ
ぞれ示している。

このようにして得られた検査情報をもとにし
て、たとえば第３図に一点鎖線で示す範囲をこの
鋼板の成品となり得る良好部の範囲と判定する。

以上のごとく、本発明の方法によれば、圧延ま
まの鋼板を超音波検査して、該鋼板の輪郭形状と
超音波検査信号の位置とを正確に測定し記録する
ことができるので、この検査情報をもとにして切
断機による成品の規取り作業を行なうことによ
り、不良品の発生を防止できる。

さて、以上の本発明の方法を実施するにあたつ
て、鋼板が基準線Ｏ_Yに対して平行でなく斜行し
て移動する場合には、すなわち第４図に例示する
ように、鋼板１が移動するにつれて実線の位置か
ら点線の位置になり基準線Ｏ_Yからの距離が移動
にともなつて変化する場合は、前述した方法で得
られる鋼板の輪郭形状は、第５図に示すように歪
んでしまう。なお、第５図（以下に示す第６図、
第７図も同じ）の鋼板輪郭は、便宜的に四周を直
線で示してある。図中、矢印Ｎは、鋼板の移送方
向を示す。

このような場合には、以下のようにして、鋼板
の斜行による測定上の誤差を補正する。

第６図は、鋼板の斜行の程度を測定するための
側部検出器の配置を示す平面図で、１は鋼板、２
１および２２は鋼板１の側縁を検出する側部検出
器、Ｏ_Yは測定基準線、Ｓは側部検出器２１と２
２との間隔、矢印Ｎは鋼板の移送方向を示す。側
部検出器２１および２２は、それぞれ図示しない
サーボ駆動部に連結されており、サーボ駆動部は
側部検出器からの信号にもとづいて側部検出器が
常時鋼板の側縁に位置するように倣い制御する。
側部検出器の移動量は、サーボ機構部に連結され
た移動量検出器（図示しない）により検出され
る。

この方法に基づいて、一定の間隔Ｓ離して配置
した側部検出器２１と２２により、基準線Ｏ_Yか
ら鋼板１の側縁までの距離を測定して得られた側
縁形状を第７図に示す。図中、実線は、側部検出
器２１により測定された側縁の形状を示し、点線
は側部検出器２２により測定された側縁の形状を
示し、両者の測定始点を揃えて表示している。ま
た、鋼板の斜行は、第４図に示した程度で表示し
ている。

この例においては、鋼板の斜行により、側部検
出器２２で測定された側縁の形状は、側部検出器
２１で測定された側縁形状に対し全体的に図面左
方向に距離ΔＷだけずれている。２つの側縁形状
のずれ量ΔＷは、２つの側部検出器の位置が距離
Ｓだけ離れている場合に生じたものであるから、
鋼板の斜行の程度は、鋼板の基準線Ｏ_Yに平行な
方向の移動量Ｓ（これは前述したメジヤリングロ
ール１１−１または１１−２で測定される）あた
りΔＷ、すなわち単位移動量あたりΔＷ／Ｓとな
る。従つて、この単位移動量あたりの鋼板の斜行
量ΔＷ／Ｓをもつて前述した第３図の鋼板輪郭形
状および超音波探触子の走査線を鋼板先端からの
長さ方向の各位置（これは鋼板の移動量に相当す
る）毎に補正することにより、鋼板が斜行してい
る場合でも、鋼板の輪郭形状および超音波検査信
号の位置を正しく記録することができる。

以上述べたごとく、本発明の方法によれば、高
温の圧延ままの鋼板を移送中に超音波検査して、
鋼板の板厚不整および内部欠陥を検出し、かつこ
の超音波検査信号を鋼板の輪郭形状とともに鋼板
の各位置に対応させて記録することができるの
で、圧延ままの鋼板の成品となり得る良好部の範
囲を容易に検知することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に用いる電磁式超音波探触子
の構造を示す概略図である。第２図は、本発明の
実施例における電磁式超音波探触子、端部検出
器、側部検出器およびメジヤリングロールの配置
関係を示す平面図である。第３図は、本発明の実
施例における鋼板の輪郭形状および超音波検査信
号を記録した図である。第４図は、鋼板が移送中
に斜行する場合の鋼板の位置の変化を示す図であ
る。第５図は、鋼板の斜行の補正を行なわない場
合の鋼板輪郭形状の測定結果を示す図である。第
６図は、本発明における鋼板の斜行の補正を行な
うための側部検出器の配置関係の例を示す図であ
る。第７図は、本発明における鋼板の斜行の補正
の方法を説明するための図である。１：鋼板、２：電磁石、３：送受信コイル、１
１−１，１１−２：メジヤリングロール、１２：
第１の端部検出器、１３，１３ａ〜１３ｉ：第２
の端部検出器、１４：第１の超音波検査装置、１
４ａ〜１４ｉ：電磁式超音波探触子、１５：第２
の超音波検査装置、１５ｕ〜１５ｗ，１５′ｕ〜
１５′ｗ：電磁式超音波探触子、１５ｋ，１５′
ｋ：側部検出器、１６：軸、１７：サーボ駆動
部、１８：移動量検出器、２１，２２：側部検出
器。

Claims

【特許請求の範囲】１被検材の移送方向の上流側から順に、被検材
の移動量を検出する第１のメジヤリングロール
と、被検材の巾方向中央部の先端の通過を検出す
る第１の端部検出器と、被検材の巾方向各部の先
端および後端の通過を検出するため被検材の巾方
向に検出器を複数個並べた第２の端部検出器と、
該第２の端部検出器の各検出器と対応する被検材
の巾方向各部を超音波検査するため被検材の巾方
向に電磁式超音波探触子を複数個並べた第１の超
音波検査装置と、被検材の移動量を検出する第２
のメジヤリングロールとをそれぞれ位置を固定し
て配設し、前記第１の超音波検査装置と第２のメ
ジヤリングロールの中間位置に、被検材の両側部
を超音波検査するため被検材の巾方向に並べた複
数個の電磁式超音波探触子と被検材の側縁を検出
する１個の側部検出器を備えサーボ機構により被
検材の側縁に倣つて被検材の巾方向に移動可能な
１対の第２の超音波検査装置を設け、前記各端部
検出器からの被検材の端部検出信号と、前記各メ
ジヤリングロールからの被検材の移動量検出信号
と、前記第１の超音波検査装置からの検査信号
と、前記第２の超音波検査装置からの検査信号お
よび該第２の超音波検査装置の被検材巾方向の移
動量検出信号にもとづいて被検材の輪郭形状およ
び被検材の各位置における超音波検査結果を記録
することを特徴とする圧延ままの鋼板の超音波検
査方法。２特許請求の範囲第１項に記載の方法におい
て、被検材の１方の側縁を検出する側部検出器を
備えサーボ機構により被検材の側縁に倣つて被検
材の巾方向に移動可能な検出装置を被検材の移送
方向に一定間隔離して２個配設し、被検材側縁の
同一位置に対する前記２個の検出装置の被検材巾
方向の移動量検出信号を用いて被検材の輪郭形状
および被検材の各位置における超音波検査結果の
記録を補正することを特徴とする圧延ままの鋼板
の超音波検査方法。