JPS6244218B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は誘導加熱法による金属体表面の疵検出
方法に関するもので、疵を検出しようとする金属
体表面を、端面加熱形誘導加熱コイルで、高電力
密度で連続的に局部加熱し、上記局部加熱過程
で、金属体表面の被加熱部の温度を走査し、異常
昇温部を検知することによつて、比較的、小電
力、小設備で、効率よく、金属体表面の疵を検出
しようとするものである。

本発明を連続鋳造法による鋼塊もしくはスラブ
製造工程に応用した場合について説明する。

連続鋳造法によつて鋼塊もしくはスラブを製造
する場合、当該鋼塊もしくはスラブの表面が滑ら
かで、きづのないことが好ましいが、実際には、
常に無きづのものばかりが製造されるとは限らな
い。きづのある鋼塊もしくはスラブは、従来、圧
延工程前に、作業者が目視によつて疵の個所を発
見し、スカーフイング（溶剤）処理していたが、
スカーフイング処理は、作業員の勘にのみたよる
方法であるため、きわめて不正確であり、疵が数
工程後に発見されることもあつて、無駄な工程が
費されることもあり、又スカーフイングは、高熱
下での作業であるため、作業環境がきわめて悪
い。

本発明は、上記のような人手にわづらわさず、
自動的に機械力によつて、スカーフイングを行な
う前提として、疵を検出しようとする金属体表面
を誘導加熱法によつて連続的に局部加熱し、上記
局部加熱過程で、被加熱部の温度を走査し、異常
昇温部を検知して、たとえば、金属体表面のきづ
を検出することにより、上述したような従来の金
属体表面の疵検出に存する困難を除去しようとす
るものである。

本発明を第１〜第６図に従つて説明する。

鋼材の表面を加熱すると、きづのある部分は、
疵のない部分と比較して抵抗分が大であるので温
度は高くなる。連続鋳造によつて製造されるスラ
ブは通常、巾２ｍ、厚さ200〜300mm程度であるの
で、第１図に示すような１回巻形加熱コイル２で
順次局部加熱するには、端子電圧として5000〜
10000Vを加えなければならず、高電圧使用のた
め作業の安全を期しがたく、実際上使用不可能で
ある。

本発明者の実験の結果によれば、１回巻形加熱
コイル２による局部加熱に存する上述したような
困難を容易に除去できる方式として、第２図に概
要を示したごとき、端面加熱形誘導加熱コイル３
を用いることが好ましいことが判明した。端面加
熱形誘導加熱コイル３の具体的構成の詳細は、第
３図〜第４図に示されている。第３図には、端面
加熱形誘導加熱コイル３（以下「加熱コイル３」
という）のうち、磁路を取り外した状態における
斜視図が示されている。中空四角形状の加熱導体
３３は、スラブ１の横巾とほぼ同一の長さに設定
された後、その先端３３１で、ほぼ直角に屈曲さ
れ、加熱導体３２の１端３２１に１体として接続
されている。加熱導体３２は断面形状および寸法
は加熱導体３３と全く同一であり、かつ、加熱導
体３２は加熱導体３３と同一長であり、かつ、両
者は同一水平面において所定間隔を保持して平行
に位置できるように設定される。加熱導体３１は
加熱導体３２の、第３図における左側の斜め上方
に位置しており、上記斜め上方の面上において、
加熱導体３２，３３と平行を維持して配置されて
いる。加熱導体３１の長さは加熱導体３２，３３
と全く同一であり、加熱導体３１の１端３１１は
ほぼ直角に屈折されて、加熱導体３２の１端３２
１と１体として接続されている。従つて、端面加
熱形誘導加熱コイル３に流れる電流は加熱導体３
２には全電流が、加熱導体３１および３３にはそ
れぞれ分割電流が流れることゝなる。なお、Ｔは
端子である。

加熱コイル３のエレメントは以上のように構成
されているので、加熱導体３３，３２の下面がス
ラブ１の上面と所定間隙を保持するように配置す
れば、加熱導体３１は加熱導体３２の、左側の斜
め上方部分に位置し、それら加熱導体をもつて、
スラブ１の表面を局部誘導加熱することができ
る。第４図は第３図のＡ−A′線断面を示してい
るが、この場合には磁路を形成する磁性体４が描
かれている。磁性体４は、加熱導体３２をスラブ
１との対向面を除き被覆するように構成され、当
該磁性体４の第４図における右側外方に加熱導体
３３が、また左側の斜め上方の外側に加熱導体３
１が配置されている。本発明の特徴の１つは磁性
体４の、第４図における左方端部を、ある傾斜角
をもつて、４１として示したごとく切欠いてある
点である。後述するように、本発明においては、
加熱コイル３による、スラブ１の局部加熱時、上
記切欠き傾斜面の延長線上にあたるスラブ部分が
最も高温に加熱されるように設定されているの
で、上記切欠き傾斜面４１に沿つて、上記最高温
点を温度計１１をもつて測温することによつて、
比較的小電力、高電力密度で効率よく、かつ、低
い端子電圧でスラブのきづ検出を可能としようと
するものである。

このような構成において、第３図に示すごと
く、加熱コイル３の加熱導体３２，３３がきづを
検知しようとする鋼（以下「スラブ」という）の
表面と所定間隙を保持するように、加熱コイル３
を固定とし、加熱コイル３に電源を投入すると同
時に、スラブ１を公知の送り機構を用いて、所定
速度で矢印方向１２へ送る。上記送り過程で、ス
ラブ１の表面は、加熱導体３３，３２および３１
によつて局部加熱される。この場合、スラブ１の
表面はまづ、加熱導体３３で加熱された後、加熱
導体３２で加熱されるが、スラブ表面の昇温はこ
れらの加熱導体による加熱温度と加熱時間との積
算量に比例するので、加熱導体３２を通過直後の
Ｐ線附近が最も高温である。すなわち、スラブ１
の表面はまづ、分割電流の流れる加熱導体３３で
予熱された後、磁性体４で囲まれた全電流が流れ
る加熱導体３２で加熱されることによつて、加熱
導体３３および３２による加熱温度と加熱時間と
の積算量に比例する、せまい範囲での急峻な昇温
が顕在化され、加熱導体３２を通過直後のＰ線附
近が最も高温となる。分割電流の流れる加熱導体
３１は、その高温状態をバツクアツプするために
設けられているものである。従つて、切欠き傾斜
面４１の延長線が、上記Ｐ点、もしくは、その附
近に至るように、その傾斜角度を設定し、加熱コ
イル３の長手方向に沿つて配置された放射温度計
などの温度計もしくは測温装置１１を用いて、ス
ラブの移動に伴つて、連続的に、上記Ｐ線上の温
度を測定すれば、加熱コイル３によつて最高温度
に加熱された点の温度を走査することができる。
しかして、本発明者が、本発明について行つた実
験結果によれば、上記Ｐ線の温度を容易に、たと
えば、基準温度＋100℃に昇温可能で、それによ
り、きづの部分のみの異常昇温によつて、きづの
検知がきわめて正確にできることが判明してい
る。その実験例の一部を示せば次のとおりであ
る。

実験例 実験条件 (1) スラブの寸法 厚さ 350mm (2) 加熱導体３２，３３とスラブ表面との間隙：
約10mm (3) 磁性体の切欠き傾斜角：30゜ (4) スラブの送り速度：３ｍ／分 (5) 電力密度：1KW／cm² 実験の結果 Ｐ点は基準温度＋100゜に加熱し、この場合き
づの部分の温度は基準温度＋約200゜であつた。

本発明にかかる加熱コイルによれば、上記実験
結果に見られるように、比較的小電力、高電力密
度で疵検知をきわめて正確に実現することができ
た。

第５図には、本発明にかかる加熱コイル３の実
施例が示されている。本実施例は、加熱コイル３
全体を、たとえば、セラミツクフアイバーからな
る断熱材層で被覆することによつて、加熱コイル
３と、被加熱体対向面とを熱遮断し、被加熱体の
高温部Ｐの熱が加熱コイルへ伝ばんして、上記高
温部分Ｐが温度低下することを防止することによ
り、疵検出能力を上昇させるようにしたものであ
る。

第５図において、第４図におけると同一記号の
ものは同一構成要素を示している。加熱コイル３
は、セラミツクフアイバー等からなる断熱材層６
で、その外側全面が被覆される。１方、たとえ
ば、磁性体４の上面の所定位置に沿つて、第６図
に示すごとく、加熱コイル３の長手方向に亘つて
冷却管５が装着され、上記冷却管５には、図示し
ない冷却液注入口から冷却液が注入され、同じく
図示しない冷却液排出口から冷却管５内の液が排
出される。このような構成としておけば、加熱コ
イル３は、外部と熱遮断されるとともに、その内
部は冷却管５によつて常に冷却される状態にあ
る。

もちろん、加熱コイル３を構成する導体の導管
内部には、公知のごとく導管自体を冷却する冷却
水が通水されていることは云うまでもない。

前述したごとく、スラブ１の表面は加熱導体３
３，３２によつて、加熱の積算量に比例して昇温
し、たとえば加熱導体３２に対向したスラブ１部
分は、最高温度に近く昇温する。この状態では加
熱コイル３の温度は、上記最高温度より低い。し
かる時は、スラブ１の、上記加熱導体３２に対向
する部分の熱が加熱コイル方向に伝わり、スラブ
１の最高温度部分Ｐにおける温度を低下させる恐
れがある。第５図および第６図に示す実施例によ
れば、加熱コイル３と対向スラブ面は熱遮断され
るので、上記のような恐れを未然に防止でき、そ
れによつて、本発明による疵検知能力を向上させ
ることができる。なお、第５図および第６図にお
いて、７は加熱コイル支持板、８および１０は加
熱コイル支持柱、９は冷却管５ならびに磁性体４
の押えである。

なお第３図および第４図に示す実施例において
は、スラブを移動、加熱コイルを固定とした場合
の例について述べたが必要によりスラブは固定、
加熱コイルは移動としても、同様に本発明の目的
を達することができる。

本発明においては、スラブ表面のＰ点が最高温
度に昇温され、Ｐ点の温度を磁性体４の切欠き傾
斜面に沿つて温度計で測温できるものであればど
のような構成でもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は１回巻形誘導加熱コイルによる被加熱
体の局部加熱を説明するための斜視図、第２図は
端面加熱形誘導加熱コイルによる被加熱体の局部
加熱方法を示す斜視図、第３図は本発明の実施例
における加熱コイルの回路構成を示す斜視図、第
４図は第３図のＡ−A′線断面図、第５図は本発
明にかかる端面加熱形誘導加熱コイルの実施例を
示す断面図、第６図は第５図における冷却管の長
手方向の配置例を示す斜視図である。 １…スラブ、３…端面加熱形誘導加熱コイル、
３１，３２，３３…加熱導体、４…磁性体、４１
…切欠き傾斜面、６…断熱材層、１１…温度計。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 端面加熱形誘導加熱コイルで、疵を検出しよ
   うとする金属体表面を、それと所定間隔を保持
   し、相対移動させながら連続的に局部加熱し、上
   記連続的局部加熱過程で金属体表面の被加熱部の
   温度を連続的に走査し、異常昇温部を検知するこ
   とによつて金属体表面の疵を検出するものにおい
   て当該端面加熱形誘導加熱コイルを全電流の流れ
   る中央加熱導体と分割電流の流れる両側の分割加
   熱導体とで構成し、中央加熱導体は、被加熱金属
   体の対向面を除いて磁性体で被覆し、相対的移動
   方向前方の分割加熱導体で被加熱金属面を予熱
   し、中央加熱導体で局部集中加熱をした後、後方
   の分割加熱導体でバツクアツプ加熱を行ない、上
   記局部集中加熱位置を測温することを特徴とする
   誘導加熱法による金属体表面の疵検出方法。