JPS6359102B2 - - Google Patents

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JPS6359102B2
JPS6359102B2 JP20608381A JP20608381A JPS6359102B2 JP S6359102 B2 JPS6359102 B2 JP S6359102B2 JP 20608381 A JP20608381 A JP 20608381A JP 20608381 A JP20608381 A JP 20608381A JP S6359102 B2 JPS6359102 B2 JP S6359102B2
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JP
Japan
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heating
heating conductor
conductor
metal body
heated
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JP20608381A
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/72Investigating presence of flaws

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

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
装置に関するもので、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(溶削)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、上記のような人手をわづらわさず、
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
ほゞ直角に屈折されて、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32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 巾 1m (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。
本発明にかゝ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、本発明にかゝる加熱コイル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。一方、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
明にかゝ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、1
1……温度計。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 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、それと所定間隙を保持
    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、端面
    加熱形誘導加熱コイルは中央部加熱導体の1方側
    および他方側に、それと平行に、同一長さの加熱
    導体を配置し、中央部加熱導体の1方端と両側の
    加熱導体の1方端とを電気的に接続し、上記中央
    部加熱導体と上記1方側の加熱導体とを同一水平
    面上に位置させた状態では上記他方側の加熱導体
    は中央部加熱導体より斜め上方に位置するように
    設定され、かつ、中央部加熱導体を、被加熱面と
    の対向面を除いて磁性体をもつて被覆し、上記磁
    性体の、上記他方側加熱導体方向の端面を、ある
    内方傾斜角の傾斜面に切欠き、上記傾斜面の延長
    線が中央部加熱導体の至近後方に対向する金属体
    表面を指向するように設定したことからなる誘導
    加熱法による金属体表面の疵検出装置。 2 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、それと所定間隙を保持
    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、端面
    加熱形誘導加熱コイルは中央部加熱導体の1方側
    および他方側に、それと平行に、同一長さの加熱
    導体を配置し、中央部加熱導体の1方端と両側の
    加熱導体の1方端とを電気的に接続し、上記中央
    部加熱導体と上記1方側の加熱導体とを同一水平
    面上に位置させた状態では上記他方側の加熱導体
    は中央部加熱導体より斜め上方に位置するように
    設定され、かつ中央部加熱導体を、被加熱面との
    対向面を除いて磁性体をもつて被覆し、上記磁性
    体の、上記他方側加熱導体方向の端面を、ある内
    方傾斜角の傾斜面に切欠き、上記傾斜面の延長線
    が中央部加熱導体の至近後方に対向する金属体表
    面を指向するように設定し、かつ上記端面加熱形
    誘導加熱コイルを、その外周全面に亘り、断熱材
    層で被覆するとともに、内部に冷却器を装着した
    ことからなる誘導加熱法による金属体表面の疵検
    出装置。
JP20608381A 1981-12-22 1981-12-22 Detection apparatus for flaw of metallic body surface by induction heating method Granted JPS57141542A (en)

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JPH0281801A (ja) * 1988-09-17 1990-03-22 Marushiyou Kasei Kk 合成樹脂製袋体

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