JPH0290057A - Damage detecting method for roll of rolling mill - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To make it possible to measure the form and the progressing state of the damage of a roll by detecting AE (acoustic emission) waves which are caused by the breakdown of the surface of the roll of a rolling mill, and integrating the amounts of generation of the AE waves based on the magnitudes of amplitudes. CONSTITUTION:Water 10 whose flow rate is constant is jetted toward the end surface of a roll shaft from a nozzle 3 to which an AE transducer 4 is attached. Then, the AE waves are transmitted through the roll 2, the water 10 and the nozzle 3 and received with the transducer 4. The AE signal is transduced into a minute voltage signal in the transducer 4. The signal is amplified 5. Noises are removed in a filter 6. The signal is processed in main amplifiers 7a and 7b. The amplifier 7a has a small amplification factor and recognizes only the AE waves having large amplitudes. The amplifier 7b has a large amplification factor and recognizes the AE waves having the small amplitude. The signals are counted in judging devices 8a and 8b by an event counting method and an oscillation counting method, respectively. The counted numbers are integrated from the start of the rolling of the roll 2 in counting devices 9a and 9b. When the accumulated counted number exceeds the limit value of rough surface, warning is issued.

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は圧延加工時に圧延ロール（以後単にロールと云
う）表面の破壊によって生じるアコースティックエミッ
ション波（以下ＡＥ波という）を検出し、ロールの損傷
状態を動的に計測する方法に関するものである。Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention detects acoustic emission waves (hereinafter referred to as AE waves) caused by destruction of the surface of a rolling roll (hereinafter simply referred to as a roll) during rolling processing, and detects damage to the roll. It relates to a method of dynamically measuring a state.

［従来の技術］ 熱間圧延において、ロールの損傷、特にワークロールの
摩耗、肌荒れ現象は、圧延製品の表面性状、板クラウン
など品質、形状に影響を及ぼし、また最近の圧延技術の
進歩による高負荷化、高速圧延化に伴ってざらにロール
損傷状態の検出は非常に重要な問題となっている。[Prior art] In hot rolling, roll damage, especially work roll wear and surface roughness, affects the surface properties of rolled products, the quality and shape of plate crowns, etc., and with the recent advances in rolling technology, As rolling loads and rolling speeds increase, detection of roll damage has become a very important issue.

現在の検査方法として、圧延後の製品の表面を目視ある
いは渦流センサー等で検査することで製品不良を検出す
る方法が用いられている。しかしてこのような方法では
、ロール損傷が発生した結果製品品質の低下が生じて初
めて検出可能であり、検出されるまでの間に圧延された
製品はすべて不良となるため、大きな損害をもたらすこ
とになる。Current inspection methods include detecting product defects by visually inspecting the surface of rolled products or using an eddy current sensor or the like. However, with this method, roll damage can only be detected after the product quality has deteriorated as a result, and all rolled products until it is detected are defective, resulting in significant damage. become.

このような点を解決するため特開昭５５−１２４０６４
の提案ではロールにＡＥ波検出器を配置し、圧延加工時
にロール表面に生じる亀裂や摩耗、あるいは板キズのエ
ネルギー開放によって発生する弾性波であるＡＥ波を検
出し、ロールの損傷を９期に検出することが試みられて
いるが、ロールの肌荒れ、＋９耗等の進行状況を適確に
把握するまでに至っていない。In order to solve this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-124064
In this proposal, an AE wave detector is placed on the roll to detect AE waves, which are elastic waves generated by cracks and wear on the roll surface during rolling, or by the release of energy from scratches on the roll, and to detect roll damage in the 9th stage. Although attempts have been made to detect such problems, it has not yet been possible to accurately grasp the progress of roll roughness, +9 wear, etc.

［発明が解決しようとする課題］ このようなことから本発明は、ロールの肌荒わ、摩耗等
の進行状況を適確に把握する検出方法の提供を目的とす
る。[Problems to be Solved by the Invention] In view of the above, an object of the present invention is to provide a detection method for accurately grasping the progress of roughness, wear, etc. of a roll.

［課題を解決するための手段］ Ｆ記の目的を達成するための本発明の要旨とするところ
は、圧延ロールが発するＡＥ波から圧延ロールの損傷を
検出するに際し、圧延ロール表面の破壊によって生じる
ＡＥ波を検出し、検出したＡＥ波を増幅処理し、振幅の
大きいものはイベントカウント、振幅の小さいものはオ
シレーションカラン１−　Ｌ、そわぞわのＡＥ波発生量
を積分処理し圧延ロール損傷の形態及び進行状況を計測
することを特徴とする圧延ロールの損傷検出方法である
。[Means for Solving the Problems] The gist of the present invention for achieving the object described in F is that when detecting damage to a roll from AE waves emitted by the roll, it is possible to detect damage caused by damage to the surface of the roll. Detects AE waves, amplifies the detected AE waves, counts large amplitudes as event counts, uses small amplitudes as oscillations (1-L), and integrates the amount of AE waves generated to determine rolling roll damage. This is a rolling roll damage detection method characterized by measuring the form and progress of rolling rolls.

［作用］ 熱間圧延におけるロール摩耗、肌荒れは圧延時にロール
面か回転ごとに圧延板面から受けるすべり摩擦と圧延応
力、あるいは熱負荷の縁り返しにより起こり、さらにバ
ックアップロールに接する部分で転勤接触応力サイクル
を受け、ロール表層の疲労を助長する。[Effects] Roll wear and surface roughness during hot rolling occur due to sliding friction and rolling stress received from the roll surface during each rotation from the rolled plate surface during rolling, or due to reversal of heat load, and furthermore, rolling contact occurs at the part in contact with the backup roll. It is subjected to stress cycles and promotes fatigue of the roll surface layer.

本発明はこのような摩耗あるいは亀裂の進展等の６２壊
現象により発生したＡＥ波を受信し、信号処理した後、
ＡＥ波発生量を積分する処理を行うことによってロール
損傷の進行状況を連続的に計測する。ロールの損傷とは
上述のようにロール表面の微小な破壊現象の積み重ねで
あるから、この破壊現象によって発生したＡＥ波を積分
処理で積算していくことでロール損傷の程度、すなわち
進行状況を計測することが可能となる。またロール損傷
形態の違いにより発生するＡＥ波の振幅の大きさに違い
があることを利用し、振幅の大きなＡＥ波のみを取り込
む装置と、振幅の小さいＡＥ波も取り込む２通りの増幅
装置を用い、ロール損傷の形態も同時に知ることができ
る。The present invention receives the AE waves generated by such damage phenomena such as wear or crack growth, processes the signals, and then processes the AE waves.
The progress of roll damage is continuously measured by integrating the amount of AE waves generated. As mentioned above, roll damage is the accumulation of micro-destructive phenomena on the roll surface, so by integrating the AE waves generated by these destructive phenomena through integral processing, we can measure the degree of roll damage, that is, the progress state. It becomes possible to do so. In addition, by taking advantage of the fact that the amplitude of AE waves that occur differs depending on the type of roll damage, two types of amplification devices are used: one that captures only large-amplitude AE waves, and the other that captures small-amplitude AE waves. , the form of roll damage can also be known at the same time.

ＡＥ波の検出方法は、通常被検査物にグリース等を媒体
として直接変換子を接触させる方法を用いるが、本発明
では、被検査物が圧延加工中の回転しているロールであ
ることを考慮して、被接触で検出する方法が好ましい。The AE wave detection method normally uses a method in which a transducer is brought into direct contact with the object to be inspected using grease or the like as a medium, but in the present invention, it is considered that the object to be inspected is a rotating roll during rolling processing. A method of detecting by contact is preferable.

具体的には、ＡＥ変換子を取り付けたノズルから水をロ
ールの軸端あるいは胴部に噴出する方法を用いている。Specifically, a method is used in which water is jetted onto the shaft end or body of the roll from a nozzle equipped with an AE converter.

また液体の流Ｕ、被検査物と変換子の距離の違いにより
、液体を伝達してくるＡＥ波の減衰に差が生じるため、
タンク、ポンプ流量計を取り付けることで流量を常時一
定に維持し、被検査物である圧延ロールとＡＥ変換子と
の距離を一定に保持しておくことが好ましい。In addition, differences in the flow U of the liquid and the distance between the object to be inspected and the transducer cause differences in the attenuation of the AE waves transmitted through the liquid.
It is preferable to keep the flow rate constant at all times by attaching a tank and a pump flow meter, and to keep the distance between the rolling roll, which is the object to be inspected, and the AE converter constant.

また、ロール材種によりＡＥ波の減衰率が大きいため、
軸端からのＡＥ波検出が不可能であり、なおかつ圧延ロ
ールの回転数が大きいため胴部からの検出も不可能であ
る場合は、ワークロールとバックアップロールが常時接
触していることより、ＡＥ波がバックアップロールにも
伝達されることを利用してバックアップロールの軸端よ
り上記と同様の方法でＡＥ波を検出するという方法も可
能である。In addition, since the attenuation rate of AE waves is large depending on the roll material,
If it is impossible to detect AE waves from the shaft end, and if it is also impossible to detect them from the body because the rotation speed of the rolling roll is high, the AE wave cannot be detected because the work roll and backup roll are in constant contact. It is also possible to detect the AE wave from the shaft end of the backup roll using the same method as above, taking advantage of the fact that the waves are also transmitted to the backup roll.

以下本発明を図に示す実施例に従って説明する。The present invention will be explained below according to embodiments shown in the drawings.

［実施例コ 第１図は本発明方法を実施する装置の一例の概要を示し
た図であり、圧延材１がロール２によって加工される時
、ロール表面はすベリＲＷＪ、圧延応力、熱負荷の繰り
返しにより亀裂の進展、摩耗等の破壊が起こり、ＡＥ波
が発生する。この圧延過程で発生ずるＡＥ波を検出する
ために、ＡＥ変換子４を取り付けたノズル３をロール軸
端付近に設置し、ノズル３からロール軸端面に向けて流
量一定とした水１０を噴出させる。この時発生したＡＥ
波は、ロール２、水１０、ノズル３を順に伝達してくる
ため、変換子４でＡＥ波が受信可能となる。[Example 1] Fig. 1 is a diagram showing an outline of an example of an apparatus for carrying out the method of the present invention. As a result of this repetition, crack propagation, destruction such as wear occurs, and AE waves are generated. In order to detect the AE waves generated during this rolling process, a nozzle 3 equipped with an AE converter 4 is installed near the end of the roll shaft, and water 10 at a constant flow rate is jetted from the nozzle 3 toward the end surface of the roll shaft. . AE that occurred at this time
Since the waves are transmitted through the roll 2, the water 10, and the nozzle 3 in this order, the transducer 4 can receive the AE waves.

第２図は、受信したＡＥ波の信号処理装置の例を示す。FIG. 2 shows an example of a signal processing device for the received AE waves.

ＡＥ変換子４で微小電圧信号に変換された＾Ｅ倍信号、
前置増幅器５で増幅され、主増幅器７に結線されるが、
ロール２の回転数に同期した機槻的なノイズあるいはそ
の他のノイズが混入する場合は、周波数帯域の違いを利
用し、フィルター６を設けることにより、ノイズ成分を
除去した後にＡＥ倍信号主増幅器７で増幅される。ここ
でＡＥ倍信号増幅度の異なる２つの主増幅器７ａ、　７
ｂでそれぞわ処理される。こねは前述した通りロール表
面の損傷形態の違いにより、発生するＡＥ波が異なり、
大振幅のＡＥ波が発生する場合と、さらに連続的な小振
幅のＡＥ波が発生する場合の２種類があるからである。^E times signal converted into a minute voltage signal by AE converter 4,
It is amplified by the preamplifier 5 and connected to the main amplifier 7,
If mechanical noise synchronized with the rotational speed of the roll 2 or other noise is mixed, by using the difference in frequency bands and providing a filter 6, after removing the noise component, the AE multiplied signal main amplifier 7 is amplified. Here, two main amplifiers 7a, 7 with different AE multiplication signal amplification degrees are used.
Each is processed in step b. As mentioned above, the AE waves generated in kneading differ depending on the form of damage on the roll surface.
This is because there are two types of AE waves: one in which a large-amplitude AE wave is generated, and the other in which continuous small-amplitude AE waves are generated.

主増幅器７ａでは、増幅度が小さく設定され、小振幅の
ＡＥ波はカットし大振幅のＡ’Ｅ波のみを識別できるよ
うになっており、主増幅器７ｂでは増幅度が大きく設定
され、小振幅の八と波も識別できる。In the main amplifier 7a, the amplification degree is set to be small, so that the AE wave with a small amplitude is cut off, and only the A'E wave with a large amplitude can be identified. You can also identify the eight and the wave.

このように信号処理されたＡＥ倍信号、判定装置８及び
計数装置９で処理されるが、判定方法は８ａではイベン
トカウント法、８ｂではオシレーションカウント法を用
いている。イベントカウント法とは信号を半整波に整流
し、包絡線処理した後、この信号が設定されたある閾値
を越えたものだけをＡＥ波とみなしてカウントする方法
であり、据輻の大きいＡＥ波を対象とする。一方寸シレ
ージョンカウント法は包絡線処理せずに振幅の大小に関
係なく閾値を越えた信号はすべてカウントする方法であ
る。The AE multiplied signal processed in this way is processed by the determination device 8 and the counting device 9, and the determination method uses the event count method in 8a and the oscillation count method in 8b. The event counting method is a method in which a signal is rectified into a half-rectified wave, subjected to envelope processing, and then only those waves that exceed a certain threshold are counted as AE waves. Target waves. On the other hand, the sillage counting method is a method in which all signals exceeding a threshold are counted regardless of the magnitude of the amplitude without envelope processing.

このようなイベントカウント法及びオシレーションカウ
ント法で計数されるカウント数を、ロールの圧延開始か
ら始めて、積算していくという積分処理を計数装置９に
よって行う。この累積カウント数がロール損傷の進行状
況を表すことになる。The counting device 9 performs an integral process of integrating the counts counted by the event counting method and the oscillation counting method starting from the start of rolling of the rolls. This cumulative count number represents the progress of roll damage.

このようにしてそわぞわイベントカウント、オシレーシ
ョンカウントされた累積カウント数が肌荒わ限界値を越
えた場合に警報を発し、ロール損傷が製品品質に影ツを
及ぼす程度まで進行していることを知らせ、ロール２の
交換を促す。実際に第１図及び第２図の態様でＡＥ波を
計測した例を第３図及び第４図に示す。In this way, if the cumulative number of fidget event counts and oscillation counts exceeds the skin roughness limit value, an alarm is issued and the roll damage has progressed to the extent that it affects product quality. and urges you to replace roll 2. FIGS. 3 and 4 show examples in which AE waves were actually measured in the manner shown in FIGS. 1 and 2.

第３図は、熱間圧延の仕上げ圧延機において、ロール２
軸端より、水１０を媒体としてロール交換から次のロー
ル交換までに検出したＡＥ波を信号処理し、イベントカ
ウント数を積算した様子を示す。またオシレーションカ
ウント数を積算した様子を第４図に示す。圧延終了後の
ロール損傷状況は、Ａ、Ｃで示されたロールは損傷程度
が大きいのに対しＢ、Ｄのロールは、損傷程度が小さい
ことからカウントＩＩ数とロール損傷状況とが対応して
いることがわかり、さらにＡとＣではロールの損傷形態
も異なっていることを確認した。Figure 3 shows roll 2 in a finishing mill for hot rolling.
From the shaft end, the AE waves detected from one roll change to the next roll change using water 10 as a medium are subjected to signal processing, and the event counts are integrated. Further, FIG. 4 shows how the oscillation counts are integrated. Regarding the damage to the rolls after rolling, the rolls marked A and C have a large degree of damage, while the rolls marked B and D have a small degree of damage, so the count II number and the damage to the rolls correspond. It was also confirmed that the forms of damage to the rolls were different between A and C.

［発明の効果］ 本発明によって、圧延加工におけるロール損傷状態を動
的に検出することができるようになり、従来までの製品
不良が生じてから対応する方法ではなく、製品不良を未
然に防止することを可能とし、併せてロールの長寿命化
をも達成できる６[Effects of the Invention] The present invention makes it possible to dynamically detect the state of roll damage during rolling processing, and prevents product defects before they occur, instead of the conventional method of dealing with product defects after they occur. At the same time, it is possible to extend the life of the roll6.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明の実施例を示す図。第２図はＡＥ計測シ
ステムの構成を説明するための図。第３図及び第４図は
それぞれロール損傷によって発生したＡＥ波を処理し、
イベントカウント数及びオシレーションカウント数と時
間との関係を示した図である。 １・・・圧延月、２・・・圧延ロール、３・・・ノズル
、４・・−ＡＥ変換子、５・・・装置増幅器、６・・・
フィルター７・・・主増幅器、８・・・判定装置、９・
・・計数装置、ＩＯ・・・水道水。FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the AE measurement system. Figures 3 and 4 respectively process the AE waves generated by roll damage,
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the event count number, the oscillation count number, and time. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Rolling moon, 2... Rolling roll, 3... Nozzle, 4... -AE converter, 5... Device amplifier, 6...
Filter 7... Main amplifier, 8... Judgment device, 9.
...Counting device, IO...tap water.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １、圧延ロールが発するＡＥ波から圧延ロールの損傷を
検出するに際し、圧延ロール表面の破壊によって生じる
ＡＥ波を検出し、検出したＡＥ波を増幅処理し、振幅の
大きいものはイベントカウント、振幅の小さいものはオ
シレーションカウントし、それぞれのＡＥ波発生量を積
分処理し圧延ロール損傷の形態及び進行状況を計測する
ことを特徴とする圧延ロールの損傷検出方法。1. When detecting rolling roll damage from the AE waves emitted by the rolling rolls, the AE waves caused by the destruction of the rolling roll surface are detected, the detected AE waves are amplified, and those with large amplitudes are counted as event counts. A method for detecting damage to a roll roll, characterized in that the form and progress of damage to the roll roll are measured by counting oscillations for small ones and integrating the amount of each AE wave generated.