JPH0423744B2 - - Google Patents

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JPH0423744B2
JPH0423744B2 JP59030039A JP3003984A JPH0423744B2 JP H0423744 B2 JPH0423744 B2 JP H0423744B2 JP 59030039 A JP59030039 A JP 59030039A JP 3003984 A JP3003984 A JP 3003984A JP H0423744 B2 JPH0423744 B2 JP H0423744B2
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JP
Japan
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hot
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brush
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JP59030039A
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Akihiko Kusano
Yukio Azuma
Hiroshi Kimoto
Tomoharu Shimogasa
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88Investigating the presence of flaws or contamination
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕 本発明は、鋳片の熱間状態における表面疵の検
出方法に関し、詳しくは、レーザビームを用いる
光学式疵検出方法の改良に関する。 〔従来技術〕 近年、連続鋳造において製造された鋳片を、省
エネルギー、省力化等の観点から、熱間状態で圧
延工程に直送する直送圧延が採用されつつあるこ
とはよく知られている。 このように熱間状態の鋳片を圧延工程に直送し
て成品を製造する際には、この鋳片に発生してい
る疵の大きさ、位置等を検知して早期に熱間手入
れにより除去するか、あるいは、疵の発生状態に
よつては、屑化する等の判定を速やかに行ない圧
延後の不良成品の発生を防止することが必須とな
つている。 しかし、熱間スラブの疵を確実に検知するため
には、該熱間スラブ表面に形成されたスケール等
の凝固物、あるいは、油、塵埃、灰等の付着物を
除去した後に、レーザビームを走査して検知しな
ければ異常ノイズが発生して検知精度が極度に低
下する。従つて、従来より前述した光学式疵検出
方法の欠点を解消するために、例えば、特開昭54
−60228号公報に開示の如く、熱間スラブをデス
ケーラにおいて高圧水によりデスケーリングして
後に、走査する方法(以下単に高圧デスケ法と称
する)、あるいは、特開昭52−117264号公報に開
示の如く、熱間スラブを表層1mm程度ホツトスカ
ーフにより溶削して後にスラブの曲りをなくして
走査する方法(以下単にホツトスカーフ法と称す
る)等が用いられている。 しかし、これ等従来法は、以下に述べる理由か
ら熱間スラブの疵検出方法として十分とは言い難
い。 まず、高圧デスケ法は、熱間スラブ表面のスケ
ール等の凝着物の除去が不充分となり疵が生じや
すく、また、噴射水中の不純物の再凝結が発生
し、設備費もかなり高価なものとなる等の問題が
ある。一方、ホツトスカーフ法においても、鋳片
歩留の低下、あるいは、ホツトスカーフ斑による
熱間スラブ面の凹凸の発生等を招く等の問題があ
る。 〔発明の目的〕 本発明は、表面疵検出のための処理によつてス
ケール等の除去斑、噴射水中の不純物の再凝結、
熱間スラブ表面の凹凸等を生じない、熱間スラブ
の疵検出方法を提供することを目的とする。 〔発明の構成・作用〕 本発明においては、連続鋳造により得られた熱
間状態の鋳片の表面疵をレーザビームで走査して
検出するが、鋳片表面をブラシ研磨し、このブラ
シ研磨から0.5〜6.0分以内に、レーザビームを走
査して表面疵を検出する。 本発明者等は、熱間スラブの疵検出方法として
レーザビームをスラブ表面に走査し際に、単にス
ラブ表面に凝着したスケール、あるいは、スラブ
表面の凹凸によつて前記のレーザビームの、疵の
ある場合の出力(S)/通常出力(N)、いわゆ
るシグナルS/ノイズN(S/N比)が変化する
のではなく、鋳片冷却水等に含有された燐酸塩が
レーザ光を吸収して鋳片疵の場合と同じS/Nを
示すことを見い出すと共に、熱間スラブの状態に
おいては、該燐酸塩をスケール等の凝着物ともど
も効果的に除去するには、ブラシ研磨がもつとも
効果的であることをも知見し得た結果、前述した
従来法の問題点を解決して、特に、微小疵の検出
を極めて高精度で可能にしたスラブの熱間表面疵
の検出方法を提案した。 しかし、本発明者等によるその後の引続く研究
によつて、ブラシ研磨した熱間スラブは、従来の
方法に比べて研磨から疵検出までの経過時間が長
くても疵の検出が可能であることを見い出した。 以下、本発明による疵検出法を図に示す一実施
例に基づいて詳細する。 第1図は、本発明による鋳片の熱間疵検出法の
一実施例を示し、第2図は、研磨処理前の熱間ス
らブ表面状態を示す。 まず、連鋳スラブ15は、既知の如く、ターレ
ツト1上に載置された取鍋2とタンデイツシユ3
を介して注湯された溶鋼を鋳型および冷却支持装
置(図示せず)内で凝固を終えて、例えばNo.1ス
トランドライン4とNo.2ストランドライン5にそ
れぞれ供給されて後に、酸素ガスカツター6,
6′で切断され、ブラシ研磨7,7′にて表面を十
分に研磨すると共に、切断面のバリ取り装置8,
8′で該バリを除去して後にマーキング装置9,
9′にてマーキング後に疵検出装置10にて走査
する。 この際、被検査材としてのスラブ15は、表面
性状が悪く疵検出上かなりの有害ノイズが表われ
る。 その原因として、第2図に示す如く、目視判定
できるものにスケールの凹凸11、水滴、油滴1
2、切断時のガススパツタ13等があるが、これ
らを除去することによつて改善はある程度見られ
るもののレーザ光検出器での有害ノイズカツトに
対しては、完全ではない。 その理由は、一般に、工業用水は、防錆剤とし
て燐酸塩が使用されており、この燐酸塩14が赤
熱スラブ15に乾燥して残留することによつて、
レーザ光を吸収する為に、平滑な表面でも乱反射
光に斑が生じるからである。 また、周知のように熱間スラブ(表面温度600
℃〜1250℃)の表面は、空気中では、化学的に活
性で常に鉄の酸化物(FexOy)すなわちスケー
ルで覆われている。このスケールは、高圧水を利
用したスケールブレーカ等で強制的に取除くこと
が可能であるが、熱間スラブが空気雰囲気内にあ
る限りスケールを除去しても、即座に鋼材表面の
酸化が始まり、次の新しいスケールが生成されて
鋳片方面に浮き上がつて斑点状に広がりスケール
自身の温度の低下をきたし、光学的疵検出法にお
いて良好な疵検出を行なうことができない。 そこで、例えば、再生成スケール対策として、
特開昭54−60228号公報の如く、デスケーラ通過
後3秒〜20秒の時間帯域内に疵検出を行なう方法
もあるが、第2図に示すように、連鋳酸素ガスカ
ツタ6以降の設備設置に関して制約のある場合が
多く、20秒以内に疵検出を行なうことは、不可能
に近い状態である。 例えば、ブラシ研磨7から疵検出装置10まで
の所要時間は、No.1ストランドライン4側で約5
分、No.2ストランドライン5側で約3分必要であ
り、連続鋳造装置本来の高生産性を阻害すること
なく、スラブ切断装置に連設して疵検出を行なう
ことは、多大の設備費を要すると共に、高精度の
検出を行なうことが不可となつている。 而して、熱間スラブをブラシ研磨して酸化生成
されたスケール、燐酸塩、油等を除去する際に、
地鉄に極めて薄いベーススケール16を残存せし
めて、前記のスケールの凹凸、厚肉スケール、燐
酸塩、油を除去して細径のレーザービームで十分
疵検出を行なえる表面性状を確保して、しかも空
気雰囲気内でも熱間スラブ表面に残存せしめたベ
ーススケール16でもつて、該スラブ表面の酸化
によるスケールの生成を抑制することによつて研
磨から疵検出までの許容時間が大きく拡大され
た。なお、ベーススケール16の厚みは0.8mm以
下、好ましくは0.5mm以下にブラシ研磨すると望
ましい検出精度が得られると共に、許容時間も拡
大される。 ここで、本発明による熱間疵検出法における熱
間スラブの表面ブラシ研磨から疵検査までの許容
時間としては、0.5分〜6.0分が望ましく、ブラシ
研磨後0.5分未満での検査では、ブラシによる熱
間スラブ表面の線状痕(表面凹凸)により誤検出
が発生する。また、検査が6分を越えると、ベー
ススケールの他に再酸化スケールが急激に形成さ
れてスケール斑を招き、前記同様に検出精度が極
めて悪くなる。 従つて、前述した理由からブラシ研磨から疵検
査の許容時間は0.5分から6分以内が好ましい。
また、第3図に、熱間スラブの表面処理として本
法によるブラシ研磨のスラブ表面温度Fと高圧水
によるデスケーリング温度F1、および、ブラシ
研磨の場合のスケール生成速度Gによる高圧水と
デスケーリング時のスケール生成速度G′とこれ
に伴う最適疵検出許容時間のテスト結果を示す
が、ベーススケール16による再酸化生成スケー
ルの抑制効果が極めて大きく、疵検出許容時間の
延長(H)によつて、検知精度の向上と検出装置
の簡素化および高生産性を阻害することなく微小
疵の検出が可能となつた。 又、ブラシによる研磨の条件としては、第4図
に示す如く、例えば、鋳片のある一点のブラシに
よる研磨(ブラツシング)量M値は、200〜
200000Hが好ましく、200以下ではブラツシング
部に斑が生じ、200000を越えるとブラシの寿命等
の問題が生じ、300000以上では、過剰ブラツシン
グによつて鋳片の表面が鏡面に近づきレーザ光線
が全反射し乱反射が消滅するため疵検出が可能と
なる。 ここでM値について定義する。第5図に示す如
く、まず、鋳片14をE方向に搬送し、ブラシロ
ール6のみに着目すると、点Oを単位時間に通過
するブラシ本数は、m=V′×ρである。次にブ
ラシロールと鋳片の接触時間として点O〜O′に
到る時間は、t=l/Vで与えられる。 よつて点Oがブラシロールと鋳片の接触部分を
通過する間に遭遇するブラシの総本数を M=m・t=(πDN/60)×ρ×(l/V) と定義できる。 但し、 m:点Oを単位時間に通過するブラシ数(本/
sec) V′:ブラシロールの周速度(mm/sec) ρ:ブラシの線密度(本/mm) t:点O〜点O′に到る時間(sec) l:ブラシロールの接触長さO〜O′(mm) V:鋳片14の搬送速度(mm/sec) N:ブラシロールの回転数(rpm) D:ブラシロールの外径(mm) M:ある点のブラシによるポリツシング量(ブラ
シ本数) を示す。
〔実施例および効果〕
本発明による熱間疵検出方法の一実施例として
300T連続鋳造機の熱間スラブに用いた場合を従
来法と比較して第1表に示すが、本発明の方法
が、鋳片の温度低下もなく、しかも誤検出が極め
て少ないため高精度でもつての微小疵を検出でき
る優れた方法であることが分かる。 以上述べた如く、本発明による熱間鋳片の疵検
出方法を用いることにより、スケール等の除去疵
がなく、デスケーリング水による鋳片温度低下及
び、鋳片溶削(マシンスカーフイング)による歩
留損失を抑止し、極めて良好な鋳片平滑面が得ら
れ、しかも、疵検出許容時間領域が大きいため検
出装置の位置が制約されないことから、低コスト
の装置でもつて高い検出精度を得ると共に、従来
不可能であつた微小疵をも高い精度でもつて検出
可能とし、しかも鋳造ラインの高能率化と圧延ラ
インの熱間直送を効率的に達成できる極めて優れ
た熱間疵の検出方法である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を一態様で実施する装置構成を
示す平面図、第2図は表面疵検出前の未処理熱間
スラブの縦断面図、第3図は鋳片表面温度と疵検
出許容時間帯の関係を、本発明方法と高圧デスケ
ーリングとを比較して示すグラフ、第4図はブラ
ツシングの際のM値とS/Nの関係を示すグラ
フ、第5図はブラシと鋳片の接触状態を示す縦断
面図である。 1:ターレツト、2:取鍋、3:タンデイツシ
ユ、6:ブラシロール、7:研磨装置、8:バリ
取り装置、9:マーキング装置、10:疵検出装
置、11:凹凸スケール、12:水滴、油滴、1
3:ガススパツタ、14:リン酸塩、15:鋳片
(スラブ)、16:ベーススケール、F:鋳片温
度、G:凹凸スケール再発生時間、H:疵検出許
容時間領域。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 連続鋳造により得られた熱間状態の鋳片の表
    面にレーザビームを投射走査し、鋳片の表面の反
    射レーザビームを受けてその強度より表面疵を検
    出するレーザビームによる熱間疵検出において; 該熱間鋳片の表面をブラシ研磨して0.8mm以下
    のベーススケールを残存せしめると共に、このブ
    ラシ研磨から0.5〜6.0分以内に上記熱間疵検出を
    行なうことを特徴とする、連続鋳造における鋳片
    の熱間疵検出方法。
JP59030039A 1984-02-20 1984-02-20 連続鋳造における鋳片の熱間疵検出方法 Granted JPS60173445A (ja)

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JP59030039A JPS60173445A (ja) 1984-02-20 1984-02-20 連続鋳造における鋳片の熱間疵検出方法

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JPS60173445A JPS60173445A (ja) 1985-09-06
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JPS6045367B2 (ja) * 1977-04-15 1985-10-09 石川島播磨重工業株式会社 熱間探傷方法
JPS5481890A (en) * 1977-12-13 1979-06-29 Nippon Kokan Kk Surface flaw detector for reddhot metal material

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