CN115210016A - 板坯上的铸机相关缺陷的检测及移除 - Google Patents

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CN115210016A CN202180016771.8A CN202180016771A CN115210016A CN 115210016 A CN115210016 A CN 115210016A CN 202180016771 A CN202180016771 A CN 202180016771A CN 115210016 A CN115210016 A CN 115210016A
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Abstract

缺陷检测及修复系统可用于在连铸阶段期间检测并修复铸造金属内的亚表面缺陷。所述系统可包含：检测装置，其具有用以使用超声波检测所述铸造金属内的缺陷的一或多个检测单元；及修复装置，其具有用以修复由所述检测装置在含有所述经检测缺陷的所述铸造金属的目标区域中检测到的所述缺陷的一或多个修复单元。

Description

板坯上的铸机相关缺陷的检测及移除
优先权
本申请案主张2020年2月27日申请的标题为“板坯上的铸机相关缺陷的检测及移除(Detection and Removal of Continuous Caster-Related Defects on Slabs)”的第62/982,200号美国临时申请案的优先权，所述申请案的公开内容以引用的方式并入本文中。
背景技术
在典型的连铸工艺期间，将液态金属(例如钢)凝固成铸造金属，所述铸造金属可被切割成半成品板坯以供后续精加工(例如，轧制、卷取、涂覆等)。在一些例子中，在连铸工艺期间可在铸造金属的表面处及/或附近形成铸机相关缺陷(例如，叠层、裂纹、针孔等)。这些近亚表面缺陷通常在连铸工艺之后在下游显现，从而使此类缺陷难以检测及/或修复。这可导致全部或部分铸造金属经受表面清理及/或拒收，从而产生额外成本。因此，可期望在后续精加工之前的连铸阶段(例如当铸造金属保留了来自连铸工艺的热能时)检测及/或修复铸造金属内的近亚表面铸机相关缺陷。这可减小成品中的近亚表面铸机相关缺陷的数目，此可降低连铸工艺的成本及/或提高连铸工艺的效率。
附图说明
图1是用于连铸金属上的示范性缺陷检测及修复系统的透视图。
图2是图1的缺陷检测及修复系统的检测单元的侧视图。
图3是用于与图2的检测单元一起使用的第一示范性信号产生器的侧视图。
图4是用于与图2的检测单元一起使用的第二示范性信号产生器的侧视图。
图5是用于与图2的检测单元一起使用的示范性接收器的侧视图。
图6是图2的检测单元的侧视图，其展示含有相对于检测单元平移的缺陷的连铸金属。
图7是图6的检测单元的俯视平面图。
图8是图6的检测单元的侧视图，其展示定位于检测单元内的缺陷。
图9是展示由图6的检测单元检测的信号的曲线图。
图10是图1的缺陷检测及修复系统的修复单元的侧视图。
图11是使用图1的缺陷检测及修复系统检测且修复铸造金属中的缺陷的示范性方法的流程图。
图12是由检测单元在具有经模拟亚表面缺陷的铸造金属的测试块上接收的信号的曲线图。
图13是由另一检测单元在具有经模拟亚表面缺陷的铸造金属的测试块上接收的原始数据的信号的曲线图。
图14是已由多项式趋势修改的图13的信号的曲线图。
图15是已由快速傅里叶(Fourier)变换修改的图14的信号的曲线图。
具体实施方式
缺陷检测及修复系统可用于在后续精加工之前的连铸阶段期间修复在铸造金属内检测的近亚表面铸机相关缺陷。系统包括用于检测在铸造金属内是否存在缺陷的检测装置及用于在含有缺陷的目标区域中修复由检测装置检测到的缺陷的修复装置。检测装置包括：一或多个信号产生器，其经配置以产生脉冲，所述脉冲经引导朝向铸造金属的表面以借此在铸造金属内产生一或多个超声波；及一或多个接收器，其与一或多个信号产生器间隔开一定距离，所述接收器经配置以接收由铸造金属内的一或多个超声波引起的信号。系统可接着基于由接收器接收的信号的一或多个特性(例如，振幅、频率、波长等)检测缺陷的存在。
系统可接着例如基于经检测缺陷的大小及/或位置确定是否可修复经检测缺陷。修复装置包括具有经配置以产生经引导朝向含有缺陷的目标区域中的铸造金属的表面的光束的激光器的一或多个修复单元。修复单元可借此通过目标区域中的烧蚀、熔融、研磨及清理中的一或多者而使经检测缺陷平滑。对铸造金属中检测到的亚表面缺陷的这种现场修复可减少经受表面清理及/或拒收的铸造金属的量以借此改进连铸工艺的成本及/或效率。由于系统与铸造金属不物理耦合，所以系统可在高温及/或受污染环境中操作。
I.示范性缺陷检测及修复系统
参考图1，展示用于连铸金属2(例如钢)上以减少铸造金属2内近亚表面缺陷4的数目及/或范围的示范性缺陷检测及修复系统10。系统10包括具有一或多个检测单元22的检测装置20及具有一或多个修复单元32的修复装置30。检测装置20的检测单元22经配置以检测铸造金属2的表面8及/或表面8的近亚表面处的缺陷4，例如，铸机相关缺陷(例如，叠层、裂纹、针孔等)。例如，检测装置20可检测具有约10毫米或更小(例如约5毫米或更小)的深度的一或多个缺陷4。虽然所说明版本展示具有两个检测单元22的检测装置20，但可使用任何其它适合数目个检测单元22使得检测装置20可充分检测铸造金属2的近亚表面缺陷4的存在。修复装置30的修复单元32经配置以通过移除由检测装置20检测到的缺陷4及/或通过形成比在区域含有缺陷4时更连续的经修复区域6来改进经检测缺陷4的数目及/或范围而修复经检测缺陷4。虽然所说明版本展示具有两个修复单元32的修复装置30，但可使用任何其它适合数目个修复单元32使得修复装置30可充分改进及/或修复在铸造金属2的所要区域处的在铸造金属2的表面8处及/或附近的缺陷4。
因此，系统10经配置以在后续精加工(例如轧制、卷取、涂覆等)之前的连铸阶段期间(例如当铸造金属2保留了来自连铸工艺的热能时)修复在铸造金属2上检测到的缺陷4。系统10可在高达约1,000℃(例如高达约700℃)的高温下操作。另外或替代地，系统10可在铸造金属2冷却之后修复铸造金属2上的缺陷4，然后进行后续精加工。系统10进一步经配置以在铸造金属2相对于系统10平移时操作，如由图1中的箭头40展示。例如，系统10可安装在铸造金属2在此处被切割成板坯的铸机输出辊道上，使得系统10可在铸造金属2被切割成板坯之前及/或之后修复缺陷。在一些版本中，系统10可在铸造金属2相对于系统10以每秒约0.5米与每秒约5米之间的速度移动的同时操作，尽管可使用其它适合速度，使得系统10可充分检测及/或修复铸造金属2上的缺陷4。
如图1中展示，检测装置20的一或多个检测单元22可固定在检测装置20内及/或一或多个检测单元22可横向于铸造金属2的平移方向跨铸造金属2横向平移，如由箭头42展示。因此，一或多个检测单元22可以阵列间隔及/或可沿着检测装置20移动，使得检测单元22可检测铸造金属2的选定区域中(例如沿着铸造金属2的部分或整个表面8)的缺陷4。同样地，修复装置30的一或多个修复单元32可固定及/或一或多个修复单元32可横向于铸造金属2的平移方向跨铸造金属2横向平移，如由箭头44展示。因此，一或多个修复单元32可以阵列间隔及/或可沿着修复装置30移动，使得修复单元32可修复铸造金属2的选定区域中(例如沿着铸造金属2的部分或整个表面8)的缺陷4。
在一些版本中，可调整检测装置20与修复装置30之间的距离。在所说明版本中，修复装置30可沿着铸造金属2的平移方向相对于检测装置20纵向移动，使得修复装置30可更接近及/或更远离检测装置20移动，如由箭头46展示。这还可允许修复装置30在修复装置30修复缺陷4时与铸造金属2一起平移。另外或替代地，检测装置20可纵向移动。鉴于本文中的教示，所属领域的一般技术人员将明白系统10的又其它适合配置。例如，在一些版本中，检测装置20及/或修复装置30可为水冷的。
A.示范性检测装置
参考图2，检测装置20的检测单元22包括一或多个信号产生器24及一或多个接收器26。信号产生器24经配置以产生经引导朝向铸造金属2的表面8的超声波脉冲21。信号产生器24可与控制件28耦合，使得控制件28可经配置以控制信号产生器24的脉冲21(例如，脉冲率、脉冲能量、波长、频率等)。由信号产生器24产生的脉冲21至少部分由铸造金属2吸收使得脉冲21形成行进通过铸造金属2的一或多个超声波23。接收器26与信号产生器24间隔开选定距离x，且经配置以检测由波23引起的信号25。接收器26可与控制件28耦合，使得控制件28可经配置以接收由接收器26检测的信号25。控制件28可经配置以分析信号25的特性(例如，脉冲率、脉冲能量、振幅、波长、频率等)以基于信号25确定铸造金属2内的表面8附近是否存在缺陷。
例如，控制件28可确定信号25的特性是否已相对于脉冲21更改及/或特性是否未能达到用于确定铸造金属2内存在缺陷的预定水平。借此，检测装置20经配置以检测铸造金属2的所要表面8下方是否存在缺陷。在一些版本中，检测装置20可进一步经配置以基于经接收信号25确定经检测缺陷的位置及/或大小。由于信号产生器24及接收器26与铸造金属2的表面8间隔开而没有与铸造金属2的物理耦合，所以检测单元22可在高温下及/或受污染环境中(例如当表面8含有来自连铸工艺的残留物时)操作。
信号产生器24可包括激光器、电磁声换能器(EMAT)及/或经配置以产生脉冲21的其它适合信号产生器。参考图3，第一示范性信号产生器124包括激光器120，例如脉冲激光器，其提供光束以产生脉冲21。在脉冲21接触铸造金属2时，脉冲21借此形成一或多个超声波23，例如包含表面波23a及/或体波23b的瑞利(Rayleigh)波。例如，表面波25a沿着铸造金属2的表面8行进且体波25b在铸造金属2的厚度t内行进。在一些版本中，由激光器120产生的光束通过光束导向器122(例如棱镜或其它适合光束导向器122，其经配置以将光束重新引导朝向铸造金属2)被重新引导朝向铸造金属2的表面8。
参考图4，第二示范性信号产生器224包括EMAT 220。EMAT 220包括电线圈222及磁体223。磁体223可为永磁体及/或电磁体。因此，EMAT 220经配置以通过电磁感应与洛伦兹(Lorentz)力的组合操作。例如，短持续时间的高强度电流被脉送通过线圈222，且来自线圈222中的电流脉冲的瞬态磁场在铸造金属2中诱发相反的电流228。归因于存在瞬态磁场及由磁体223的存在产生的固定磁场226，此电流经受洛伦兹力230。洛伦兹力230借此在铸造金属2中产生一或多个超声波23，例如瑞利波。通过选择线圈222及/或磁体223的形状，可控制由EMAT 220产生的力230及/或波23的方向。可用作信号产生器224的EMAT 220的实例是由位于罗得岛州(RI)沃里克(Warwick)的RITEC公司制造的RPR4000猝发音产生器。EMAT220可在高于20千赫(例如约750千赫)的超声波频率下操作。如图4中展示，EMAT 220的线圈222与铸造金属2的表面8间隔开距离d。在一些版本中，线圈222与表面8间隔开约5毫米，但可使用其它适合尺寸使得EMAT 220经配置以在铸造金属2内充分产生一或多个波23。
图5展示用于检测单元22中的示范性接收器126，其包括用于检测及/或接收由波23引起的信号25的EMAT 220。如上文讨论，EMAT 220包括电线圈222及磁体223。磁体223可为永磁体及/或电磁体。在存在来自磁体223的固定磁场226的情况下，波23的相互作用在接收线圈222中诱发电流228以形成信号25。EMAT 220可经配置以检测广泛范围的频率(例如约50千赫到约1050千赫)以允许EMAT 220检测各种波类型。控制件28可接着分析经接收信号25的特性(例如，振幅、波长、频率等)以确定是否存在缺陷4。
因此，检测单元22可经配置以沿着铸造金属2的部分及/或整个选定表面8检测近亚表面缺陷4。参考图6到9，可相对于检测单元22平移铸造金属2，如由图6中的箭头40展示。随着铸造金属2移动，检测单元22的信号产生器24产生脉冲21，所述脉冲21沿着表面8及/或在铸造金属2内产生行进至少距离x到接收器26的一或多个超声波23。接收器26可接着在接收器26处检测由波23产生的信号25。例如，瑞利波在表面8处可更强烈且具有向下穿透到铸造金属2中到与瑞利波的波长成比例的深度的能量含量。由接收器26接收的信号25可指示此类瑞利波是否归因于缺陷4而被阻挡及/或反射。在一些例子中，由缺陷4阻挡及/或反射的瑞利波的部分的波长与此缺陷4的大小及/或深度成比例。
在图6到7中，铸造金属2内的缺陷4在信号产生器24及接收器26外部。因此，接收器26可直接检测由信号产生器24产生的波23，所述波23可具有相对大的振幅。接着，波23的第一部分27可由缺陷4阻挡及/或反射回接收器26，且波23的第二部分29可继续行进穿过缺陷4。随着缺陷4朝向检测单元22移动，波23的反射部分27可逐渐提前到达。参考图9，以虚线展示所说明版本的由接收器26接收的信号25的实例。例如，直接接收波23展示于区域r处且相对于直接接收波23具有更小振幅的波23的反射接收部分27展示于区域r1处。
在图8中，铸造金属2的缺陷4已在检测单元22内被平移到介于信号产生器24与接收器26之间。因此，由信号产生器24产生的直达波23无法完全行进距离x到接收器26，这是因为缺陷4至少部分阻挡及/或反射波23。由缺陷4阻挡及/或反射的波23的第一部分27可远离接收器26行进，且波23的第二部分29可继续行进穿过缺陷4到接收器26。在一些版本中，较高频率可由缺陷4阻挡，而较低频率可行进穿过缺陷4。此可使由接收器26接收的波23的第二部分29相对于波23衰减、无法检测及/或具有更小的振幅。
参考图9，以实线展示所说明版本的由接收器26接收的信号25的实例。例如，所接收波23的部分29展示于区域r处，其相对于其中缺陷4定位于信号产生器24及接收器26外部的先前版本的直接接收波23具有更小的振幅。归因于缺陷4定位于信号产生器24及接收器26内，波23的反射部分27也无法由接收器26检测。在一些版本中，波23由缺陷4衰减的量可指示缺陷4的大小及/或位置。例如，与具有比波23稍微更小的振幅及/或更低的频率的信号25相比，由接收器26接收的具有比波23显著更小的振幅及/或更低的频率的信号25可指示更大缺陷4。鉴于本文中的教示，所属领域的一般技术人员将明白用于检测铸造金属2内的近亚表面缺陷4的又其它适合配置及方法。
B.示范性修复装置
一旦检测装置20已检测到缺陷4，系统10便可确定经检测缺陷4是否可由修复装置30修复。例如，取决于由检测装置20检测到的缺陷4的大小或范围，系统10可确定是修复缺陷4还是拒收铸造金属2的部分而不进行修复更具成本效益及/或效率。参考图10，修复装置30包括经配置以产生朝向铸造金属2的光束31的一或多个激光器34。激光器34可包含脉冲激光器、强连续波激光器及/或用于如下文将更详细讨论那样修复缺陷的任何其它适合激光器。在所说明版本中，激光器34与控制件28耦合，使得控制件28可经配置以控制激光器34的输出(例如，光束31的脉冲率、脉冲能量、波长、频率等)。控制件28还可经配置以控制激光器34的位置，使得激光器34的光束31对准含有由检测单元20检测的缺陷4的铸造金属2的目标区域。例如，修复单元32可在与铸造金属2一起行进的同时瞄准目标区域以修复目标区域。
在一些版本中，由激光器34产生的光束31被引导通过修改器36，所述修改器36经配置以修改光束31的方向及/或强度以形成经修改光束33。使用修改器36形成经修改光束33的方法可包含通过固定或检流计扫描镜进行光束转向、通过伸缩或会聚光学器件进行光束聚焦及/或使用均质器、振幅掩模、折射元件及/或衍射光学元件进行光束整形。另外或替代地，空间光调制器、可变形反射镜及/或可调谐声学梯度折射率透镜可允许实时调制经修改光束33的强度。因此，修复单元32经配置以将由激光器34产生的大量能量准确地递送到铸造金属2的目标区域中。
在一或多个光束31、33接触铸造金属2的表面时，光束31、33的能量的至少部分在铸造金属2的表面8处及/或附近被吸收，使得经吸收能量可在不更改铸造金属2的大部分材料的情况下修改在金属2的表面8处及/或附近含有缺陷4的铸造金属2的材料的目标区域。例如，修复单元30可经配置以通过平滑化及/或移除来自铸造金属2的表面8处及/或附近的目标区域的亚表面缺陷4而修复此缺陷4，使得在修复此缺陷4之后，目标区域更平滑或更连续。
激光器34可经配置以通过烧蚀、研磨、熔融、清理及/或用于使缺陷平滑的其它适合方法来修复缺陷。例如，烧蚀是通过直接吸收激光能量而移除材料。烧蚀的开始发生在阈值注量以上，这可取决于吸收机制、材料特性及/或激光参数(例如波长、脉冲持续时间、脉冲振幅等)。金属的典型阈值注量在约1与约10焦耳/平方厘米之间。在一些其它版本中，当吸收的激光能量高于熔融阈值时可发生熔融以借此熔融铸造金属2的选定区域。因此，可在选定区域中形成熔融金属池，使得熔融金属以更平滑配置重新凝固。另外或替代地，激光器34及/或其它适合装置可经配置以在具有缺陷的铸造金属2的目标区域中提供研磨。因此，鉴于本文中的教示，所属领域的一般技术人员将明白修复单元32的其它适合配置。
II.检测并修复缺陷的示范性方法
参考图1到2及图10到11，检测及/或修复铸造金属2中的缺陷4的方法50包括相对于缺陷检测及修复系统10平移铸造金属2的步骤52。在铸造金属2被切割成板坯之前及/或之后，此平移可在铸造金属2处于高温及/或冷却温度时发生。方法50进一步包括检测在铸造金属2的表面8处及/或附近是否存在缺陷4的步骤54。例如，检测单元22的接收器26可接收由信号产生器24的脉冲21产生的已穿过铸造金属2行进距离x的一或多个超声波23引起的信号25。基于经接收信号25的特性(例如，振幅、波长、频率等)，系统10可确定在铸造金属2内是否存在缺陷4。例如，信号25的特性可与由信号产生器24产生的一或多个波23的特性及/或与预定水平进行比较。如果信号25的特性不同于波23的特性及/或信号25的特性未能达到预定水平，那么系统10可确定存在缺陷4。系统10可基于信号25的特性进一步确定经检测缺陷4的位置及/或大小。
方法50进一步包括确定是否可修复经检测缺陷4的步骤56。例如，基于由接收器26接收的信号25的经分析特性，系统10可确定是修复经检测缺陷4还是拒收铸造金属2的部分而不修复缺陷4更具成本效益及/或效率。如果系统10确定可修复缺陷4，那么方法50进一步包括修复经检测缺陷4以形成经修复区域6的步骤58。例如，修复单元32的激光器34可产生光束31，所述光束31可在目标区域处至少部分由铸造金属2吸收以例如通过烧蚀、研磨、熔融、清理等修复缺陷4，以在铸造金属2的表面8处及/或附近形成具有比修复之前更平滑及/或更连续的饰面的修复区域6。
这可借此减小铸造金属2的表面8处及/或附近的缺陷的数目及/或范围。因此，系统10可在金属2内的缺陷4变得更严重及/或在完成度更高的产品中被发现之前，提供对此类缺陷4的针对性修复然后进行后续精加工。这可减少经重新引导以用于表面清理及/或被拒收的铸造金属2的量以借此降低成本量及/或提高连铸工艺的效率。鉴于本文中的教示，所属领域的一般技术人员将明白用于检测及/或修复铸造金属2内的缺陷4的仍其它适合方法。
III.实例
实例1
在初始测试中，从铸造金属切割三个块，每一块具有约14厘米乘约18厘米乘约12厘米的尺寸。每一块包含铸态材料的一个平滑面及粗糙切割材料的五个剩余面。接着，在包含铸态表面以及相对的切割表面的较大面下方的较小面中钻六个孔。这些孔包含约40毫米的长度，约1毫米、约2毫米及约3毫米的不同直径，并被埋在约1毫米、约2毫米及约3毫米的不同深度以模拟铸造金属2中的近亚表面缺陷4，如上文描述。接着，用熔融的保护渣填充孔，熔融保护渣是在近亚表面缺陷附近发现的一种典型材料。
使用与上述检测装置20具有类似结构的检测装置来检测经模拟近亚表面缺陷。使用包含激光器的第一信号产生器及包含EMAT的第二信号产生器测试检测装置。检测装置进一步包含接收器，所述接收器包含EMAT。沿着每一块的较大面移动检测装置。在频率及振幅两个方面分析由接收器接收的信号的结果，其中将经接收信号的频谱分成约50与约1050千赫之间各自具有约100千赫的带宽的频带，以便观察不同经接收频率的相对振幅。
在图12中展示一个经测试块的经分析信号，所述经测试块具有具备约3毫米的直径并被埋在块的平滑铸态表面内约1毫米的孔。如图12中展示，对于激光EMAT及EMAT-EMAT检测装置配置两者，展示信号的振幅与到块边缘的距离。孔沿x轴定位成从约0厘米到约3厘米。如展示，针对检测装置的激光EMAT及EMAT-EMAT配置两者的经接收信号在含有孔的区域中的振幅相对于在无孔的区域中的经接收信号的振幅更小。因此，确定激光EMAT及EMAT-EMAT配置两者均能够检测铸造金属内的近亚表面缺陷。
实例2
在实例1中的上述测试之后，使用另一检测装置来检测在与实例1中所描述的相同的块中是否存在孔。检测装置包含宽带高功率脉冲星EMAT(Sonemat HPP2000)作为信号产生器，且包含与放大器连接的另一个EMAT(Sonemat SAA1000)作为接收器以提供对经接收超声信号的充分放大。接着，在沿着块的表面的各种区域处将检测装置定位于块的平滑铸态表面上方。例如，检测装置定位于不具有亚表面孔的区域及具有具备约1毫米、约2毫米及约3毫米的不同直径的亚表面孔的其它区域上方。在其中检测装置定位于含有亚表面孔的区域上方的情况下，EMAT被定位成使得每一EMAT的相应线圈的中心分开约140毫米，其中孔与两个EMAT等距。
记录并在图13中展示由接收EMAT接收的信号的原始数据。接合拟合多项式趋势并将其从原始数据移除，如图14中展示。接着，应用快速傅里叶变换(FTT)来分析频域中的信号，如图15中展示。如图15中展示，相对于在无孔的区域中接收的信号，在含有孔的区域中接收的信号具有更低频率。因此，确定检测装置能够检测铸造金属内的近亚表面缺陷。
实例3
一种用于铸造金属上的缺陷检测及修复系统，其包括：检测装置，其包括经配置以检测所述铸造金属内在所述铸造金属的表面附近的缺陷的一或多个检测单元；及修复装置，其包括经配置以修复由所述检测装置在含有所述经检测缺陷的所述铸造金属的目标区域中检测到的所述缺陷的一或多个修复单元。
实例4
根据实例3的系统，其中所述系统经配置以在后续精加工之前的连铸阶段期间修复所述经检测缺陷。
实例5
根据实例3到4中任何一或多者的系统，其中所述系统经配置以在所述铸造金属具有高达约1,000℃的温度时修复所述经检测缺陷。
实例6
根据实例3到5中任何一或多者的系统，其中每一检测单元包括：一或多个信号产生器，其经配置以产生脉冲，所述脉冲经引导朝向所述铸造金属的所述表面以借此在所述铸造金属内产生一或多个超声波；及一或多个接收器，其与所述一或多个信号产生器间隔开一定距离，其中所述一或多个接收器经配置以接收由所述铸造金属内的所述一或多个超声波引起的信号。
实例7
根据实例6的系统，其中所述系统经配置以基于由所述接收器接收的所述信号的一或多个特性检测所述缺陷的存在。
实例8
根据实例7的系统，其中所述信号的所述一或多个特性包含所述经接收信号的振幅及频率中的选定一者或两者。
实例9
根据实例6到8中任何一或多者的系统，其中所述信号产生器包括激光器。
实例10
根据实例6到9中任何一或多者的系统，其中所述信号产生器包括电磁声换能器。
实例11
根据实例6到10中任何一或多者的系统，其中所述接收器包括电磁声换能器。
实例12
根据实例6到11中任何一或多者的系统，其中所述接收器经配置以接收从约50千赫到约1050千赫的一系列频率。
实例13
根据实例3到12中任何一或多者的系统，其中所述系统经配置以检测所述缺陷的大小及位置中的选定一者或两者。
实例14
根据实例13的系统，其中所述系统经配置以基于所述缺陷的所述大小及所述位置中的一者或两者确定是否修复所述缺陷。
实例15
根据实例3到14中任何一或多者的系统，其中每一修复单元包括经配置以产生朝向所述目标区域中的所述铸造金属的所述表面的光束的一或多个激光器。
实例16
根据实例3到15中任何一或多者的系统，其中每一修复单元经配置以通过烧蚀、熔融、研磨及清理中的选定一或多者修复所述目标区域中的所述经检测缺陷。
实例17
一种用于铸造金属上的缺陷检测及修复系统，其包括：检测装置，其包括一或多个检测单元，其中所述检测装置经配置以检测所述铸造金属内的亚表面缺陷，其中每一检测单元包括：信号产生器，其经配置以产生脉冲，所述脉冲经引导朝向所述铸造金属的表面以借此在所述铸造金属内产生一或多个超声波，及接收器，其与所述信号产生器间隔开一定距离，其中所述接收器经配置以接收由所述一或多个超声波引起的信号，其中所述检测装置经配置以基于所述经接收信号检测所述亚表面缺陷；及修复装置，其包括一或多个修复单元，其中每一修复单元包括经配置以产生经引导朝向含有所述经检测缺陷的目标区域中的所述铸造金属的所述表面的光束的激光器，其中所述光束经配置以修复所述目标区域中的所述经检测缺陷。
实例18
一种操作缺陷检测及修复系统以修复铸造金属中的亚表面缺陷的方法，其中所述缺陷检测及修复系统包括具有一或多个检测单元的检测装置及具有一或多个修复单元的修复装置，所述方法包括以下步骤：相对于所述缺陷检测及修复系统平移铸造金属；使用所述检测装置的所述一或多个检测单元检测在所述铸造金属的表面附近是否存在缺陷；当由所述检测装置检测到所述缺陷时确定是否能够修复所述缺陷；及当确定要修复所述缺陷以形成经修复区域时使用所述修复装置的所述一或多个修复单元修复含有所述经检测缺陷的目标区域中的所述经检测缺陷。
实例19
根据实例18的方法，其中在连续铸造过程期间，当钢具有高达约1,000℃的温度时，相对于所述缺陷检测及修复系统平移所述铸造金属。
实例20
根据实例18到19中任何一或多者的方法，其中检测在所述铸造金属的所述表面附近是否存在缺陷的所述步骤包括：在所述铸造金属内产生超声波；及接收由所述铸造金属内的所述超声波引起的信号。
实例21
根据实例18到20中任何一或多者的方法，其进一步包括当由所述检测装置检测到所述缺陷时确定所述缺陷的大小及位置中的一者或两者。
实例22
根据实例18到21中任何一或多者的方法，修复所述经检测缺陷包括烧蚀、熔融、研磨及清理所述目标区域中的一或多者。

Claims (20)

1.一种用于铸造金属上的缺陷检测及修复系统，其包括：
检测装置，其包括经配置以检测所述铸造金属内在所述铸造金属的表面附近的缺陷的一或多个检测单元；及
修复装置，其包括经配置以修复由所述检测装置在含有所述经检测缺陷的所述铸造金属的目标区域中检测到的所述缺陷的一或多个修复单元。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统经配置以在后续精加工之前的连铸阶段期间修复所述经检测缺陷。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统经配置以在所述铸造金属具有高达约1,000℃的温度时修复所述经检测缺陷。
4.根据权利要求1所述的系统，其中每一检测单元包括：
一或多个信号产生器，其经配置以产生脉冲，所述脉冲经引导朝向所述铸造金属的所述表面以借此在所述铸造金属内产生一或多个超声波；及
一或多个接收器，其与所述一或多个信号产生器间隔开一定距离，其中所述一或多个接收器经配置以接收由所述铸造金属内的所述一或多个超声波引起的信号。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述系统经配置以基于由所述接收器接收的所述信号的一或多个特性检测所述缺陷的存在。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述信号的所述一或多个特性包含所述经接收信号的振幅及频率中的选定一者或两者。
7.根据权利要求4所述的系统，其中所述信号产生器包括激光器。
8.根据权利要求4所述的系统，其中所述信号产生器包括电磁声换能器。
9.根据权利要求4所述的系统，其中所述接收器包括电磁声换能器。
10.根据权利要求4所述的系统，其中所述接收器经配置以接收从约50千赫到约1050千赫的一系列频率。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统经配置以检测所述缺陷的大小及位置中的选定一者或两者。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述系统经配置以基于所述缺陷的所述大小及所述位置中的一者或两者确定是否修复所述缺陷。
13.根据权利要求1所述的系统，其中每一修复单元包括经配置以产生朝向所述目标区域中的所述铸造金属的所述表面的光束的一或多个激光器。
14.根据权利要求1所述的系统，其中每一修复单元经配置以通过烧蚀、熔融、研磨及清理中的选定一或多者修复所述目标区域中的所述经检测缺陷。
15.一种用于铸造金属上的缺陷检测及修复系统，其包括：
检测装置，其包括一或多个检测单元，其中所述检测装置经配置以检测所述铸造金属内的亚表面缺陷，其中每一检测单元包括：
信号产生器，其经配置以产生脉冲，所述脉冲经引导朝向所述铸造金属的表面以借此在所述铸造金属内产生一或多个超声波，及
接收器，其与所述信号产生器间隔开一定距离，其中所述接收器经配置以接收由所述一或多个超声波引起的信号，其中所述检测装置经配置以基于所述经接收信号检测所述亚表面缺陷；及
修复装置，其包括一或多个修复单元，其中每一修复单元包括经配置以产生经引导朝向含有所述经检测缺陷的目标区域中的所述铸造金属的所述表面的光束的激光器，其中所述光束经配置以修复所述目标区域中的所述经检测缺陷。
16.一种操作缺陷检测及修复系统以修复铸造金属中的亚表面缺陷的方法，其中所述缺陷检测及修复系统包括具有一或多个检测单元的检测装置及具有一或多个修复单元的修复装置，所述方法包括以下步骤：
相对于所述缺陷检测及修复系统平移铸造金属；
使用所述检测装置的所述一或多个检测单元检测在所述铸造金属的表面附近是否存在缺陷；
当由所述检测装置检测到所述缺陷时确定是否能够修复所述缺陷；及
当确定要修复所述缺陷以形成经修复区域时使用所述修复装置的所述一或多个修复单元修复含有所述经检测缺陷的目标区域中的所述经检测缺陷。
17.根据权利要求16所述的方法，其中在连铸工艺期间，当钢具有高达约1,000℃的温度时，相对于所述缺陷检测及修复系统平移所述铸造金属。
18.根据权利要求16所述的方法，其中检测在所述铸造金属的所述表面附近是否存在缺陷的所述步骤包括：
在所述铸造金属内产生超声波；及
接收由所述铸造金属内的所述超声波引起的信号。
19.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括当由所述检测装置检测到所述缺陷时确定所述缺陷的大小及位置中的一者或两者。
20.根据权利要求16所述的方法，修复所述经检测缺陷包括烧蚀、熔融、研磨及清理所述目标区域中的一或多者。
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