JPS6014143A - 鋳造金属の空隙探知法、及びその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は鋳造金属の表面、あるいはその中の空隙を探知
する方法に関する。本発明はこれに制限されるものでは
ないけれども金属棒やワイヤを形成するための鋳造ノζ
−にするために、周囲溝を有する鋳造ホイールと、連続
移動二ンドレスパンドとで成る機械において、溶融金属
が鋳造されるような連続鋳造工程に関して特殊な用途を
有する。

〔従来技術〕

鋳造工程で、金属の表面やその中に空隙が形成されるこ
とがある。これらの空隙は空気の存在により酸化される
。普通、パーを棒に圧延する時に、その空隙は除去され
るけれどもその酸化物が残り、中心に欠陥を生じさせる
。圧延した棒をワイヤに引のばす時、普通、そのような
欠陥により破断が生じる。従って、鋳造金属・ζ−の空
隙の存在やその寸法を探知し、その情報を用いることに
よって、鋳造工程を最適状態にしたり、及び／又は、鋳
造（及び圧延）金属の品質に等級を与えたりする。

この方法に関する問題は、パーが高温で（しかしその溶
融点より低い）移動する時に連続鋳造パーの表面、又は
内部で空隙が探知されねばならないということである。

従来は超音波測定法を用いている。しかしこれは高温度
（例えば、銅の場合、鋳造パーは７００°Ｃ以上となる
）の鋳造パーを直接、物理的な接触をしなければならな
いという欠点をもつ。

もう１つの方法は、高放射源を必要とする連続蛍光透視
法である。これはＸ線装置により提供されるが、Ｘ線管
は寿命が制限されていて。

連続工程を監視するのには適さない。もう１つの方法と
して適切な半減期を有する高放射性源を使用することも
できる。どちらの場合も、オンラインで使用するとき、
その装置を安全にするためには、丈夫な放射能遮蔽物を
必要とする。

その蛍光像は、普通、像増強装置を有する閉鎖間回路テ
レビジョンシステムによって見られねばならない。そこ
に受像された像の解釈は、目で見て行うか、ビデオ信号
の分析によって行われなければならない。

〔発明の目的〕

そこで本発明の目的は、前述の欠点をなくした鋳造金属
の表面、又はその内部の空隙を探知する方法及びその装
置を提供することである。

〔発明の構成〕

本発明によれば、鋳造金属の表面、又は内部の空隙を探
知する方法は、光量子源からの事実上平行な光量子ビー
ムを鋳造金属を通して通過させ、その鋳造金属から出る
光量子束を光量子探知器により探知し、光量子探知器の
アウトプットからの鋳造金属の内外に存在する空隙の寸
法を判断することで成る。

光量子探知器からのアウトプットはそこに入射した光量
子束の関数であり、光量子束はビーム通路にある総金属
量の関数である。ビーム通路にある金属の損失を表わす
空隙の存在は、光量子探知器が受容する光量子束を増大
させ、次にアウトプット信号を増大させる。

その光量子源は、ガンマ線を発生させる放射性源（例え
ば、セシウム−１３７）が好ましい。

或いはＤＣ電位により作動する低Ｘ線ゼネレーターであ
ってもよい。

光計子探知器は、イオン化室、フォトマルチシライヤー
／クリスタル探知器、又はガイガーカウンターが好まし
い。

非接触性幅測定装置は計算装置に接続する。

その幅測定装置は、鋳造金属の幅を光量子連路の方向へ
監視し、その中のいがなる変化をも探知する。そのよう
な情報はそのようないがなる変化をも許容する計算装置
へ送られる。その幅測定装置は光学装置が好ましい。

計算装置は、光歌子探知器からの出力信号をデジタル的
に処理するプログラム可能なコントローラー（例えば、
マイクロプロセッサ−１又はマイクロコンピュータ−）
が好ましい。これはそのシステムの騒音比に対して信号
を最大にし、それによって所与の例に比例した最大の探
知感度を与える。

この計算装置が作動する根拠は、次の通りである。即ち
、 Ｎｘ　−固形鋳造金属パーがビーム通路に存在する時の
カウント／秒単位での計算比 であり、 ｎ　＝所与の寸法の空隙がビーム通路に存在する時の、
カウント／秒単位での計算 比であり、 ｔｘ＝計算比を測定する期間であり、 Δｘ　−１ｘ　（ｎｘ−Ｎｘ） σｘ”−Δ８の標準偏差であって、 ＝±ｎ）カウントである。

この計算装置は、それから連続する総合期間ｔＸにおい
て、Δの連続値を測定し、各々の場合、σ８又はその十
分な近似値を計算し、差値、すなわち（Δ−ＩＰσ　１
）を計算するようにゾログラｘ　ｘ ムされている（上式でＰは仮信号を許容するための数字
セットである）。もしこれが正であればアラームが鳴り
、この差値の大きさを記録及び／又は表示する。放射能
源から出る放射束のランダムな波動以外の空隙を、その
結果が指示する可能性は、その空隙のサイズやＰに対す
る値セット次第で決まる。Ｐの値−は少くとも２が好ま
しく、計算装置は所望のように、Ｐの値を２以上に選択
するようにプログラムされる。

空隙を探知するシステムの感度は次の式により大体説明
することかできる。

ΔＸ／σ、−ｔｘＮｘ　（Ｋ−１）／　（ｔ、（Ｋ−１
−１）Ｎ、］ンＰ（ｆζに贋Ｃ（Ｋ−１）／π冒耶〉Ｐ 上式において ｔｘ＝総合時間−Ｌ／ＶＳ Ｌ　−−ζ−の移動方向へ測定した空隙の寸法（、、） ■＝パーの速度（朋／　ｓ　） Ｋ−１１Ｘ／ＮＸ 銅バーやセシウム−１３７源の場合、われわれが見い出
したパーの中心軸と一致する中心軸を有するような基本
的に円筒形空隙の場合、Ｋ″’：：　ｋｅｘｐ（Ｑｄ）
　となる。ここで、ｄ；空隙の直径（朋） ｑ＝システムの形状寸法と、使用される放射線に対する
・ζ−材料の吸収係数 とで決まる定数−０，０１８ｍｔｎ−’に一システムの
形状寸法に関する整数 ＝　０．　８　７ 実際のシステムにおいて、パー材料、放射線の形状寸法
及び放射線のエネルギーは一定しているので、Ｋは空隙
の直径ｄと共に基本的に指数的に変化し、その直径の減
少に従って減少する。

ΔＸ／σＸ＞Ｐの状態を満足させる時に探知される空隙
の最小直径は、固形・ζ−に対して、総合時間へだけ測
定したカウント比Ｎｘにより決定される。

Ｎｘの大きさは計算システムと放射線束源との実際的制
限によりセットされる。そのシステムの感度を増大させ
るように調整される唯一の変数は総合時間ｔｘである。

ｔＸに対する最適値はＬ／Ｖであることが示される。従
ってこの事は、そのシステムを通る空隙の長さに調和す
るように、ｔｘを調整できるようにそのシステムの最大
感度が実現されねはならない場合には、基本事項である
。空隙の長さは変比し予期できないので、計算システム
は前述のようにｔＸ、２ｔｘ、３ｔｘ等の連続的総合時
間に対して差値（Δ−ＩＰσＸｌ）を計算し、前述のよ
うなデータを信号にし、記録し、表示する。ｔＸの１直
は、そのパーにおいて生じるであろうと予想される最大
長さの空隙の場合のＬ／Ｖの値に等しくなるように設定
される。

空隙が探知されるか、予期される場合、記録、又は表示
は、次のことを示すようにプログラムさ″れる。ずなわ
ち、 （ｉ）　信号を発生させるために必要な測定期間ｔｘ、
２ｔｘなど。その結果、これは空隙の長さしを適切に指
示する。

（１１）信号に対する信頼度を指示し、空隙の直径を適
切に指示する選択されたＰの値と、差値（ΔＸ−ＩＰσ
Ｘｌ）。

この計算装置は又、空隙が探知されたとき、聴覚的又は
視覚的アラームを作動させ、圧延機から欠陥のある鋳造
金属パーが現われる時（欠陥が存在する場合には）を予
期させ、空隙に関するデータを保管し、それをあとで分
析することができ、ホストコンピューター（例えば、情
報を・保管レベルに保管するプラントコンピューターな
ど）に連絡するようにプログラムされる。

本発明は又、前述のように鋳造金属の空隙を探知する装
置を有する。

〔発明の効果〕

本発明の効果は、鋳造金属の表面、又は内部にある空隙
を動的状態のもとで探知でき、空隙は長さが長くて直径
の小さいものや、長さが短かくて直径の太きいものも探
知することができ、空隙と空隙との間の差も探知するこ
とができ、所望であれば分類もできるということである
。

〔実施例〕

ここで、本発明を更に添伺図面を参照しながら、実施に
よって説明する。

第１．２図を参照すれば、銅・Ｓ−］が鋳造機械２によ
り連続的に鋳造される。鋳造された銅パー１は、それか
ら高圧水流部３を通過し、それから圧延機４へ入る。そ
の・々−１に存在する空隙５を探知するために、前記高
圧水流部３と圧延機４との間に空隙探知システムを位置
ずける。この空隙探知システムはセシウム−１３７の如
き光吐子源６と、光緻子探知器７（例えばイオン化室）
と、マイクロコンピュータ−１０の如き計算装置とで成
りたつ。光量子孫６と光量子探知器７との間の光量子の
ビームにおける総合金属の関数である光量子探知器７か
もの出力は、信号発生コンディショナー８を通り、弄委
イソターフ！−ス９を通ってマイクロコンピュータ−］
Ｏに入る。そのマイクロコンピュータ−１０は、探知器
７の出力から銅パー１に存在するいかなる空隙５０寸法
をも判断するように　′プログラムされている。非接触
性光学的幅測定装置１１も又、インターフェース９を介
してマイクロコンピュータ−１０に接続する。幅測定装
置１１かもの出力から、マイクロコンピュータ−１０は
銅パー１の幅をいかようにも変化させることかできる。

視覚的表示装置１２はマイクロコンピュータ−１０から
の出力を表示する。

第３図に示すもう１つの配置において、銅パー１の厚み
もパー１のライン速度と同じく、マイクロコンピュータ
−１０へ組みこまれる。これらの数字も又、そこに存在
する空隙の寸法や位置を判断するために使用される。マ
イクロコンピュータ−１０は又、アラーム１３と、シリ
ンドされるアウトプット用プリンター１４と、そのアウ
トプットをグラフに表示するだめのグラフィック端子１
５と、空隙に関するデータを貯えるためのデータロツガ
−１６と、プリントストックレベルに関する情報を保管
するプリントコンピューター１７等とに接続される。

【図面の簡単な説明】

第１図は空隙を有する連続的鋳造銅パーの横断面図であ
り、 第２図はその連続鋳造銅パーの空隙を探知するシステム
の概略図であり、 第３図は空隙を探知するもう１つのシステムのａ１略図
で゛ある。 １・・・・・・銅パー　２・・・・・・鋳造機械３・・
・・・高圧流水部　４・・・・・・圧延機５・・・・・
・空隙　６・・・・・・光量子孫７・・・・・・光量子
探知器 ８・・・・・・信号用コンディショナー９・・・・・・
インターフェース １０・・・マイクロコンピュータ− １１・・・測定装置 １２・・・視覚による表示装置 Ｉ３・・・アラーム １４・・・プリンター １５・・・グラフィック端子 １６・・・データロツガ− １７・・・プリントコンピューター 特許出願人 プレスコツト　ロッド　ローラーズ　リミテッド代理人 手続補正書（自発） 昭和５９年７月、２３日 特許庁長官　殿 １、事件の表示　昭和５９年　特許願　第１．２５４２
０号２、発明の名称 鋳潰金属の空隙探知法、及びその装置 ３、補正をする者 事件との関係　出願人 プレスコツト　ロンド　ローラーズ　リミテッド４、代
理人 住所　東京都港区赤坂１丁目９番２０号図　面　・−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｊ）光量子源からの光量子の実質上平行なビームを鋳造
   金属を通って通過させ、該鋳造金属から出る光量子束を
   光計子探知器により探知し、該光素子探知器で出力され
   た、鋳造金属の表面又はその中に存在する空隙の大きさ
   を計算装置により判断することで成る、鋳造金属の表面
   又はその中にある空隙を探知する方法。 ２）前記計算装置は、光素子探知器からのアウトプット
   信号をデジタル的に処理するプログラム可能なコントロ
   ーラであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ３）前記プログラム可能なコントローラーは、空隙を探
   知した時、アラームを作動させるようにプログラムされ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４）前記プログラム可能なコントローラーは、空隙にお
   けるデータを保管するようにプログラムされることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の方法。 ５）光量子の実質上平行なビームを生じさせる光量子源
   と、該光量子源に対して鋳造金属の反対側に位置づけら
   れた光素子探知器と、該光素子探知器で出力された、鋳
   造金属の中又はその表面に存在する空隙の寸法を判断す
   るため、前記光素子探知器に接続された計算装置とで成
   る、前記鋳造金属の表面あるいはその中９空隙を探知す
   る装置。 ６）前記光量子源は、ガンマ線を出す放射能源であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の装置。 ７）前記光駿子探知器は、イオン化室、フ第１・マルチ
   プライヤ−／クリスタル探知：）ｇ、或いはガイガーカ
   ウンターであることを特徴とする特許請求の範囲第５項
   又は第６項記載の装置。 ８）非接触性幅測定装置が鋳造金属の幅を監視し、前記
   計算装置に接続されることを特徴とする％５ト「請求の
   範囲第５項乃至第７項のいづれか１項に記載の装置。 ９）前記計算装置は、プログラム可能なコントローラー
   であることを特徴とする特許請求の範囲第５項乃至第８
   項のいづれか１項に記載の装置。 １０）前記計算装置は、アラームに接続され、該アラー
   ムを作動させることを特徴とする特許請求の範囲第５項
   乃至第９項のいづれか１項に記載の装置。 １１）前記計算装置は、該計算装置からの出力を表示す
   るために可視的な表示装置に接続されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第５項乃至第１０項のいづれか１項に
   記載の装置。