KR100768395B1 - 연속주조주편의 응고완료위치검지방법 및 검지장치 및연속주조주편의 제조방법 - Google Patents

Abstract

강의 연속주조에 있어서, 주편에의 리벳의 박음 등에 의한 교정을 필요로 하지 않고, 센서에 의한 계측값만으로부터 응고완료위치를 정밀도 좋게 검지한다. 구체적으로는 주편(1)에 대하여 횡파 초음파를 송신하고, 또한 수신하는 횡파 초음파센서(6, 8)와, 주편에 대하여 종파 초음파를 송신하고, 또한 수신하는 종파 초음파센서(7, 9)를 연속주조기의 동일위치 또는 주조방향으로 떨어진 2개소의 주편폭방향의 동일위치에 배치하고, 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의거하여 주편의 응고완료위치(4)가 횡파 초음파센서가 배치된 위치와 일치된 것을 검지하며, 그 시점에 있어서의 종파 초음파의 전파시간으로부터 산출한 응고완료위치가 횡파 초음파센서의 배치된 위치와 합치하도록 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치를 구하는 계산식을 교정하고, 교정 후는 교정한 계산식에 의거하여 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치를 구한다.

연속주조주편, 고상부, 응고완료위치, 초음파센서, 전열계산부, 용강탕면

Description

연속주조주편의 응고완료위치검지방법 및 검지장치 및 연속주조주편의 제조방법{METHOD FOR DETECTING SOLIDIFICATION COMPLETION POSITION OF CONTINUOUS CASTING CAST PIECE, DETECTOR, AND METHOD FOR PRODUCING CONTINUOUS CASTING CAST PIECE}

본 발명은 연속주조기로 주조되어 있는 연속주조주편의 응고완료위치를 온라인으로 검지하는 방법 및 장치 및 연속주조주편의 제조방법에 관한 것이다.

강(鋼)의 연속주조에 있어서는 연속주조주편의 응고완료위치(「크레이터엔드위치」라고도 한다)가 주편의 어느 위치에 있는지를 판정하는 것이 매우 중요하다. 응고완료위치를 검지하는 것이 주편의 생산성이나 품질의 향상에 크게 공헌하기 때문이다.

예를 들면 생산성을 향상시키기 위해 주조속도를 상승시키면 응고완료위치는 주편의 주조방향 하류측으로 이동한다. 응고완료위치가 주편지지롤의 범위를 넘어버리면 주편이 정철압(static iron pressure)의 작용에 의해서 부풀어 오르고(이하, 「벌징」(bulging)으로 기재한다), 내질(內質)의 악화나 거대 벌징의 경우에는 주조정지라고 하는 문제가 발생한다. 따라서 응고완료위치를 명확하게 알지 못하는 경우에는 주조속도를 마구 증속할 수는 없다.

또 주편의 중심편석을 저감하여 고품질화를 꾀하기 위한 경압하(輕壓下) 조업에서는 응고완료위치를 경압하대(輕壓下帶)에 위치시키도록 주조속도나 2차냉각수 강도를 제어할 필요가 있다. 또한 슬라브주편에 있어서는 그 단면이 편평형상이기 때문에 응고완료위치는 주편의 폭방향에서 균일하지 하지 않고, 또한 시간에 의해서 그 형상이 변동하는 것이 알려져 있다. 이 폭방향에서 다른 응고완료위치의 형상도 주편의 품질이나 생산성을 정하는 큰 요인으로 되어 있다.

이들의 요구에 따르는데는 주편의 응고상태를 파악할 필요가 있고, 따라서 주편의 응고상태를 판정하기 위한 여러가지의 방법이 제안되어 있다.

현재, 일반적으로 실용되고 있는 방법은 주편의 응고과정에 있어서의 전열계산을 실시하고, 주편의 중심부의 온도가 고상선(固相線)으로 되는 위치를 응고완료위치로서 추정하는 방법이다(예를 들면 특허문헌 1 참조).

또 온라인에서 응고완료위치를 직접 계측하는 방법도 시도되고 있고, 예를 들면 특허문헌 2에는 전자초음파의 송신기 및 수신기에 의해서 종파(縱波)의 초음파를 주편에 전파시키고, 주편(5)을 투과하는 종파의 전파시간, 주편의 두께 및 미리 계측하여 구한 고상역(固相域) 및 액상역(液相域)에서의 종파의 전파속도에 의거하여 하기의 (1)식을 이용해 고상 및 액상의 두께를 구하는 방법이 개시되어 있다. 단, (1)식에 있어서 d는 고상두께, t는 전파시간, D는 주편두께, V₁은 액상중에 있어서의 종파의 평균전파속도, V_S는 고상중에 있어서의 종파의 평균전파속도이다.

특허문헌 3에는 이와 같이 하여 구한 고상두께(응고쉘 두께)와, 주조길이방향의 거리와 고상두께의 변화량과의 상관관계에 의거하여 응고완료위치를 추정하는 방법이 개시되어 있으며, 또 특허문헌 4에는 고상에 있어서의 종파의 전파속도가 온도의존성을 갖는 것을 고려하여 고상의 온도분포로부터 전파속도의 평균값을 구하고, 이 평균값을 사용함으로써 고상두께를 정밀도 좋게 구하는 방법이 개시되어 있다.

또한 전자초음파의 송신기 및 수신기에 의해서 초음파의 횡파(橫波)를 주편에 전파시키고, 횡파가 액상을 전파하지 않는 성질을 이용하여 전자초음파의 송신기 및 수신기의 설치위치에 응고완료위치가 도달했는지, 또는 도달하고 있지 않은지를 판정하는 방법도 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌 5 및 특허문헌 6 참조).

특허문헌 1: 특개평 5-123842호 공보

특허문헌 2: 특개소 55-158506호 공보

특허문헌 3: 특개소 57-32863호 공보

특허문헌 4: 특개평 2-55909호 공보

특허문헌 5: 특개소 63-313643호 공보

특허문헌 6: 특개 2002-14083호 공보

그러나 이들의 방법에서는 다음과 같은 문제가 남겨져 있다.

전열계산을 실시하는 방법에서는 계산에 이용하는 물성값은 강종(鋼種)에 따라서 다르지만, 모든 강종의 물성값이 모든 온도범위에서 알려져 있는 것은 아니다. 그 때문에 물성값의 맞춰넣음이 필요하게 된다. 이 때문에, 예를 들면 주조중의 주편에 금속제의 리벳을 박고, 냉각 후에 리벳의 박은 부분을 절단·연마하여 리벳이 어느 정도 용융했는지를 측정함으로써 고상두께를 파악하며, 이 결과에 대조하여 전열계산의 맞춰넣음을 실시할 필요가 있다. 이 작업은 수고나 코스트를 매우 낭비하며, 모든 강종에서 리벳의 박음을 실시하는 것은 현실적으로는 불가능하다. 그 때문에 전열계산을 실시하는 방법에서는 적용 범위에 제약이 있고, 높은 정밀도가 얻어지지 않는다는 문제가 있다.

초음파의 종파를 이용하는 방법에서는 고상 및 액상에 있어서의 종파의 전파속도를 이용하여 고상두께를 산출하고 있는데, 이 전파속도가 강종에 따라서 다르고 있다. 이 전파속도도 모든 강종에서 알려져 있는 것은 아니기 때문에 전파시간으로부터 얻어진 측정값을 교정하기 위해 주편에의 리벳 박음 등이 필요하게 된다. 따라서 모든 강종에 대해서 교정을 실시하는 것은 전열계산에 의한 방법과 마찬가지로 현실적으로는 불가능하다. 또 고상두께를 계산할 때에는 주편두께를 파악할 필요가 있는데, 미응고층을 갖는 주편은 벌징하기 때문에 주조중의 주편의 두께를 정밀도 좋게 안정하여 측정하는 것도 어렵고, 측정 정밀도를 저하시키는 하나의 원인으로 되어 있다.

초음파의 횡파를 이용하는 방법에서는 통상 횡파가 액상을 투과하지 않는 것을 이용하여 응고완료위치가 전자초음파의 송신기 및 수신기를 설치한 위치에 도달하고 있는지 아닌지를 판정할 뿐이므로, 한쌍의 송신기 및 수신기를 설치한 것만으로는 응고완료위치를 알 수 없고, 응고완료위치를 알기 위해서는 주조방향으로 다수의 송신기 및 수신기를 설치하지 않으면 안된다. 또 상기한 특허문헌 5, 6에는 주편을 투과하는 횡파의 전파시간을 이용함으로써 송신기 및 수신기를 설치한 위치보다도 상류측의 응고완료위치를 추정하는 것이 가능한 것이 나타내어져 있는데, 응고완료위치 송신기 및 수신기를 설치한 위치보다도 하류측인 경우에는 횡파를 이용한 방법에서는 투과신호가 얻어지지 않게 되기 때문에 응고완료위치를 검지하는 것은 불가능해진다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는 주편에의 리벳의 박음에 의한 교정을 필요로 하지 않고, 센서에 의한 계측값만으로부터 응고완료위치를 정밀도 좋게 검지하는 것이 가능한, 연속주조주편의 응고완료위치검지방법 및 검지장치를 제공하는 것과 동시에, 이 응고완료위치검지방법 및 검지장치로부터 얻어지는 응고완료위치의 정보를 이용하여 생산성 또는 품질을 높이는 것을 가능하게 하는 연속주조주편의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명자 등은 상기 과제를 해결하기 위해 예의(銳意) 검토·연구를 실시했다. 이하에 검토·연구결과를 설명한다.

연속주조주편에 있어서의 종파 초음파의 전파시간으로부터 고상두께를 추정하는 방법에 관해서 전파시간의 시뮬레이션을 거듭한 결과, 상기한 (1)식에 있어서는 종파 초음파의 전파속도의 강종에 의한 의존성이나 주편두께의 영향이 크고, 이들의 교정을 실시하지 않으면 정밀도 좋게 측정할 수는 없는 것을 알았다. 단, 응고완료위치가 종파 초음파센서보다도 주조방향의 하류측에 존재하여 초음파의 전파경로에 액상이 포함되는 경우에는 액상에 있어서의 전파속도가 고상에 있어서의 전파속도에 비하여 늦기 때문에 종파 초음파센서에 의해서 측정되는 전파시간은 고상두께에 따라서 감도(感度) 좋게 변화하고, 고상두께의 측정값 및 이 고상두께로부터 유도되는 응고완료위치의 상대적인 측정정밀도는 매우 높은 것을 알았다.

마찬가지로 전열계산에 의해 응고완료위치를 구하는 방법에 관해서 검토를 거듭한 결과, 여러가지의 주조조건 및 여러가지의 강종에 있어서 정밀도 좋게 응고완료위치를 구하려고 한 경우에는 계산에 이용하는 물성값의 교정을 실시하지 않는 한, 정밀도 좋게 응고완료위치를 구할 수 없는 것을 알았다.

종파 초음파의 전파시간으로부터 고상두께를 추정할 때에 이용하는 물성값 및 전열계산에 이용하는 물성값을 온라인에서 교정하는 방법으로서, 횡파가 액상을 투과하지 않음으로써 구해지는 응고완료위치를 이용하여 교정하는 것을 검토했다. 그래서 내부가 아직 미응고의 상태인 소형 강괴(鋼塊)를 이용하여 그것을 냉각하면서 강괴에 횡파 초음파를 투과시키는 동시에 강괴축심부를 열전대(熱電對)에서 측온하는 시험을 실시했다. 그 결과, 횡파 초음파가 강괴를 투과하지 않게 되는 시점은 강종에 의존하는 일 없이, 강괴중심부의 고상률(固相率)이 1로 되는 시점, 즉, 응고가 완료되는 시점(축심온도=고상선)인 것을 알았다. 이 성질에 의거하는 것으로, 횡파 초음파센서에 의한 투과신호가 검출상태로부터 소실한 시점, 또는 소실상태로부터 출현한 시점은 강종이나 주조조건에 관계없이 응고완료위치와 횡파 초음파센서의 배치위치가 일치한다는 절대값 계측을 할 수 있다는 지견이 얻어졌다.

따라서 응고완료위치를 횡파 초음파센서의 배치위치로 한 조건하에 있어서, (1)식 등의 응고완료위치를 산출하는 계산식을 교정하는 것, 또는 전열계산에 이용하는 물성값을 교정함으로써 상대적인 측정 정밀도에 뛰어난, 종파 초음파를 이용한 응고완료위치의 추정방법 및 전열계산에 의해서 응고완료위치를 추정하는 방법을 절대적인 정밀도에도 뛰어난 검지수단으로서 사용 가능하다는 지견이 얻어졌다. 또 이 방법에 따르면 횡파 초음파만을 이용했을 때에는 응고완료위치가 횡파 초음파센서보다도 주조방향의 하류측으로 되는 주조조건하에서는 응고완료위치를 측정할 수 없게 된다는 문제도 해소되는 것을 알았다.

구체적으로는 종파 초음파센서에서 측정된 전파시간으로부터 산출되는 응고완료위치가 횡파 초음파센서의 배치위치가 되도록 물성값을 정해 주면, 전파시간에 의해 응고완료위치를 구하는 계산식은 교정되게 된다. 마찬가지로 응고완료위치를 횡파 초음파센서의 배치위치로 한 주조조건에 있어서 전열계산을 실시하고, 전열계산에 따른 응고완료위치가 횡파 초음파센서의 배치위치가 되도록 물성값을 정해 주면, 전열계산식은 교정되게 된다. 이후, 이와 같이 하여 교정된 전파시간으로부터 응고완료위치를 구하는 계산식 또는 전열계산식을 이용하는 것으로, 예를 들면 주조속도를 더욱 높게 하는 등, 주조조건을 변경했을 때의 응고완료위치를 정밀도 좋게 구할 수 있는 것을 알았다.

여기에서 종파 초음파센서에 의해서 측정되는 전파시간으로부터 응고완료위치를 추정할 경우, 제 1 교정점으로 되는 횡파 초음파센서의 주조방향의 하류측에 제 2 횡파 초음파센서를 배치하고, 제 2 횡파 초음파센서의 위치를 응고완료위치로 한 주조조건하에 있어서도 (1)식 등의 응고완료위치를 산출하는 계산식을 교정함으로써 응고완료위치의 측정정밀도가 대폭으로 향상하는 것을 알았다.

또 응고완료위치가 종파 초음파센서보다도 주조방향의 하류측에 있어서 종파 초음파의 전파경로에 액상이 포함되어 있는 경우에는 액상에 있어서의 전파속도가 고상에 있어서의 전파속도보다도 휠씬 늦고, 전파시간은 고상두께에 따라서 감도 좋게 변화하지만, 응고완료위치가 종파 초음파센서보다도 주조방향의 상류측에 있어서 종파 초음파의 전파경로에 액상이 포함되지 않는 경우에는 주조조건이 변화해도 전파시간은 그것에 따라서 감도 좋게는 변화하지 않는다. 그 때문에 응고완료위치의 측정정밀도를 향상시키는데는 응고완료위치가 종파 초음파센서가 배치된 위치보다도 상류측인 경우와 하류측인 경우에서 응고완료위치를 산출하는 계산식으로서 다른 계산식을 이용하는 것이 바람직한 것이 판명됐다.

또한 주편을 지지하고 있는 롤과 롤의 좁은 간격에 횡파 초음파센서 및 종파 초음파센서를 배치하기 위해서는 횡파 초음파센서와 종파 초음파센서를 일체화 하는 것이 바람직하다. 따라서 횡파 초음파센서와 종파 초음파센서를 일체화하기 위해 검토한 결과, 주편의 폭방향으로 3개 이상의 자극(磁極)을 갖고, 내측의 자극의 주위를 감도록 배치한 종파용 코일과, 자극면에 겹치도록 배치한 횡파용 코일을 갖는 일체구조의 센서를 구성함으로써 횡파 초음파센서와 종파 초음파센서를 일체화하는 것이 가능한 것을 알았다.

한편, 전열계산에 의해서 응고완료위치를 구하는 경우에는 상기의 횡파 초음파센서와 같은지, 또는 별도로 종파 또는 횡파의 전파시간을 측정하는 전파시간측정용 센서를 설치하여 여러가지인 주조조건에 있어서의 전파시간의 측정값을 구하고, 동시에 교정된 전열계산식에 의해서 응고완료위치를 구하며, 구한 응고완료위치와 전파시간의 측정값의 관계식 또는 테이블을 작성하고, 작성한 관계식 또는 테이블을 이용하는 것으로, 그때마다 전열계산을 실시하지 않아도 전파시간의 측정값으로부터 응고완료위치를 정밀도 좋게 구할 수 있다는 지견이 얻어졌다.

본 발명은 상기 검토결과에 의거하여 이루어진 것이며, 제 1 발명에 관련되는 연속주조주편의 응고완료위치검지방법은 연속주조주편에 대하여 횡파 초음파를 송신하고, 또한 송신한 횡파 초음파를 수신하는 횡파 초음파센서와, 연속주조주편에 대하여 종파 초음파를 송신하고, 또한 송신한 종파 초음파를 수신하는 종파 초음파센서를 연속주조기의 동일위치 또는 주조방향으로 떨어진 2개소의 주편폭방향의 동일위치에 배치하고, 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의거하여 주편의 응고완료위치가 횡파 초음파센서가 배치된 위치와 일치된 것을 검지하며, 그 시점에 있어서의 종파 초음파의 전파시간으로부터 산출한 응고완료위치가 횡파 초음파센서가 배치된 위치와 합치하도록 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치를 구하는 계산식을 교정하고, 교정 후는 교정한 계산식에 의거하여 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치를 구하는 것을 특징으로 하는 것이다.

제 2 발명에 관련되는 연속주조주편의 응고완료위치검지방법은 제 1 발명에 있어서, 상기 횡파 초음파센서의 주조방향 하류측의 주편폭방향의 동일위치에 제 2 횡파 초음파센서를 추가로 배치하고, 제 2 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의거하여 주편의 응고완료위치가 제 2 횡파 초음파센서가 배치된 위치와 일치된 것을 검지하며, 그 시점에 있어서의 종파 초음파의 전파시간으로부터 산출한 응고완료위치가 제 2 횡파 초음파센서가 배치된 위치와 합치하도록 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치를 구하는 계산식을 추가로 교정하는 것을 특징으로 하는 것이다.

제 3 발명에 관련되는 연속주조주편의 응고완료위치검지방법은 제 1 또는 제 2 발명에 있어서 상기 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치를 구하는 계산식은, 응고완료위치가 종파 초음파센서가 배치된 위치보다도 주조방향 상류측인 경우와 하류측인 경우에서 다른 계산식인 것을 특징으로 하는 것이다.

제 4 발명에 관련되는 연속주조주편의 응고완료위치검지방법은 연속주조주편에 대하여 횡파 초음파를 송신하고, 또한 송신한 횡파 초음파를 수신하는 횡파 초음파센서를 연속주조기에 배치하며, 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의거하여 주편의 응고완료위치가 횡파 초음파센서가 배치된 위치와 일치된 것을 검지하고, 그 시점에 있어서의 주조조건을 이용한 전열계산에 의해서 산출되는 응고완료위치가 횡파 초음파센서가 배치된 위치와 합치하도록 전열계산에서 이용하는 물성값을 교정하고, 교정 후는 교정한 물성값을 이용하여 각각의 주조조건에 있어서의 응고완료위치를 전열계산에 의해서 구하는 것을 특징으로 하는 것이다.

제 5 발명에 관련되는 연속주조주편의 응고완료위치검지방법은 연속주조주편에 대하여 횡파 초음파를 송신하고, 또한 송신한 횡파 초음파를 수신하는 횡파 초음파센서를 연속주조기에 배치하며, 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의거하여 주편의 응고완료위치가 횡파 초음파센서가 배치된 위치와 일치된 것을 검지하고, 그 시점에 있어서의 주조조건을 이용한 전열계산에 의해서 산출되는 응고완료위치가 횡파 초음파센서의 배치된 위치와 합치하도록 전열계산에서 이용하는 물성값을 교정하며, 이어서 여러가지의 주조조건에 있어서 교정한 물성값을 이용하여 전열계산에 의해 응고완료위치를 구하는 동시에, 상기 횡파 초음파센서에 의해서 전파시간을 측정하고, 전열계산에 의해서 구한 응고완료위치와 횡파 초음파센서에 의해서 측정한 전파시간의 관계를 구하며, 해당 관계에 의거하여 횡파 초음파센서에서 측정되는 전파시간으로부터 응고완료위치를 구하는 것을 특징으로 하는 것이다.

제 6 발명에 관련되는 연속주조주편의 응고완료위치검지방법은 연속주조주편에 대하여 횡파 초음파를 송신하고, 또한 송신한 횡파 초음파를 수신하는 제 1 횡파 초음파센서와, 연속주조주편에 대하여 종파 초음파를 송신하고, 또한 송신한 종파 초음파를 수신하는 종파 초음파센서나 또는 횡파 초음파를 송신하고, 또한 송신한 횡파 초음파를 수신하는 제 2 횡파 초음파센서 중 적어도 1개를 연속주조기에 배치하고, 제 1 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의거하여 주편의 응고완료위치가 제 1 횡파 초음파센서가 배치된 위치와 일치된 것을 검지하며, 그 시점에 있어서의 주조조건을 이용한 전열계산에 의해서 산출되는 응고완료위치가 제 1 횡파 초음파센서의 배치된 위치와 합치하도록 전열계산에서 이용하는 물성값을 교정하고, 이어서 여러가지의 주조조건에 있어서 교정한 물성값을 이용하여 전열계산에 의해 응고완료위치를 구하는 동시에, 상기 종파 초음파센서 또는 제 2 횡파 초음파센서에 의해서 전파시간을 측정하며, 전열계산에 의해서 구한 응고완료위치와 종파 초음파센서 또는 제 2 횡파 초음파센서에 의해서 측정한 전파시간의 관계를 구하고, 해당 관계에 의거하여 종파 초음파센서 또는 제 2 횡파 초음파센서에서 측정되는 전파시간으로부터 응고완료위치를 구하는 것을 특징으로 하는 것이다.

제 7 발명에 관련되는 연속주조주편의 응고완료위치검지방법은 제 1 내지 제 3 발명의 어느 쪽인가 1개에 기재된 방법에 의해서 교정된 계산식을 이용하고, 상기 교정을 실시한 연속주조기와 동일 또는 다른 별도의 연속주조기에 배치된 종파 초음파센서에 의한 종파 초음파의 전파시간으로부터 해당 연속주조기에 있어서의 응고완료위치를 구하는 것을 특징으로 하는 것이다.

제 8 발명에 관련되는 연속주조주편의 응고완료위치검지방법은 제 4 발명에 기재된 방법에 의해서 교정된 물성값과, 상기 교정을 실시한 연속주조기와 동일 또는 다른 별도의 연속주조기의 주조조건을 이용하여 전열계산해서 해당 연속주조기에 있어서의 응고완료위치를 구하는 것으로 특징으로 하는 것이다.

제 9 발명에 관련되는 연속주조주편의 응고완료위치검지방법은 제 5 또는 제 6 발명에 기재된 방법에 의해서 구해진 전열계산으로부터 구한 응고완료위치와 초음파센서에 의해서 측정한 전파시간의 관계에 의거하여 해당 관계를 구한 연속주조기와 동일 또는 다른 별도의 연속주조기에 배치된 횡파 초음파센서 또는 종파 초음파센서에 의한 초음파의 전파시간으로부터 해당 연속주조기에 있어서의 응고완료위치를 구하는 것을 특징으로 하는 것이다.

제 10 발명에 관련되는 연속주조주편의 제조방법은 제 1 내지 제 6 발명의 어느 쪽인가 1개에 기재한 연속주조주편의 응고완료위치검지방법에 의해서 주편의 응고완료위치를 판정하고, 해당 판정결과에 의거하여 주조속도 또는 주편의 2차냉각강도를 조정하는 것을 특징으로 하는 것이다.

제 11 발명에 관련되는 연속주조주편의 응고완료위치검지장치는 연속주조주편에 대하여 횡파 초음파를 송신하는 횡파 송신기와 송신한 횡파 초음파를 수신하는 횡파 수신기로 이루어지는 횡파 초음파센서와, 해당 횡파 초음파센서의 배치위치와 연속주조기의 동일위치 또는 주조방향으로 떨어진 주편폭방향의 동일위치에 설치된 연속주조주편에 대하여 종파 초음파를 송신하는 종파 송신기와 송신한 종파 초음파를 수신하는 종파 수신기로 이루어지는 종파 초음파센서와, 해당 종파 초음파센서에서 수신한 수신신호에 의거하여 계산식을 이용해 주편의 응고완료위치를 구하는 응고완료위치연산부를 구비한 연속주조주편의 응고완료위치검지장치에 있어서, 상기 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의해서 횡파 초음파센서의 배치위치와 주편의 응고완료위치가 일치된 것이 확인된 시점에 있어서, 상기 계산식에 의해 산출되는 응고완료위치가 횡파 초음파센서의 배치위치와 합치하도록 상기 계산식은 교정되는 것을 특징으로 하는 것이다.

제 12 발명에 관련되는 연속주조주편의 응고완료위치검지장치는 제 11 발명에 있어서, 상기 횡파 초음파센서의 주조방향 하류측의 주편폭방향의 동일위치에 제 2 횡파 초음파센서가 추가로 배치되고, 제 2 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의해서 제 2 횡파 초음파센서의 배치위치와 주편의 응고완료위치가 일치된 것이 확인된 시점에 있어서, 상기 계산식에 의해 산출되는 응고완료위치가 제 2 횡파 초음파센서의 배치위치와 합치하도록 상기 계산식은 추가로 교정되는 것을 특징으로 하는 것이다.

제 13 발명에 관련되는 연속주조주편의 응고완료위치검지장치는 제 11 또는 제 12 발명에 있어서, 상기 횡파 송신기 및 종파 송신기는 주편을 사이에 두고 한쪽측에 배치되며, 상기 횡파 수신기 및 종파 수신기는 주편을 사이에 두고 그 반대측에 배치되어 있고, 횡파 송신기와 종파 송신기 및 횡파 수신기와 종파 수신기는 주편의 폭방향에 3개 이상의 자극을 갖고, 내측의 자극의 주위를 감도록 배치한 종파용 코일과, 자극면에 겹치도록 배치한 횡파용 코일을 갖는 일체구조의 전자초음파센서로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

제 14 발명에 관련되는 연속주조주편의 응고완료위치검지장치는 연속주조주편에 대하여 횡파 초음파를 송신하는 횡파 송신기와 송신한 횡파 초음파를 수신하는 횡파 수신기로 이루어지는 횡파 초음파센서와, 주조조건 및 물성값에 의거하여 전열계산을 실시해서 주편의 응고완료위치를 구하는 전열계산부를 구비한 연속주조주편의 응고완료위치검지장치에 있어서, 상기 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의해 횡파 초음파센서의 배치위치와 주편의 응고완료위치가 일치된 것이 확인된 시점에 있어서 상기 전열계산부에 의해 산출되는 응고완료위치가 횡파 초음파센서의 배치위치와 합치하도록 전열계산에 사용되는 물성값이 교정되는 것을 특징으로 하는 것이다.

제 15 발명에 관련되는 연속주조주편의 응고완료위치검지장치는 연속주조주편에 대하여 횡파 초음파를 송신하는 횡파 송신기와 송신한 횡파 초음파를 수신하는 횡파 수신기로 이루어지는 횡파 초음파센서와, 주조조건 및 물성값에 의거하여 전열계산을 실시해서 주편의 응고완료위치를 구하는 전열계산부와, 상기 횡파 초음파센서에서 수신한 수신신호와 전열계산부에서 산출한 응고완료위치의 관계를 이용하여 주편의 응고완료위치를 구하는 응고완료위치추정부를 구비한 연속주조주편의 응고완료위치검지장치에 있어서, 상기 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의해 횡파 초음파센서의 배치위치와 주편의 응고완료위치가 일치된 것이 확인된 시점에 있어서, 상기 전열계산부에 의해 산출되는 응고완료위치가 횡파 초음파센서의 배치위치와 합치하도록 전열계산에 사용되는 물성값이 교정되고, 해당 물성값의 교정 후, 상기 응고완료위치추정부에 있어서 횡파 초음파센서에서 수신한 수신신호와 전열계산부에서 산출한 응고완료위치의 관계가 정해지며, 해당 관계에 의거하여 횡파 초음파센서에서 측정되는 전파시간으로부터 응고완료위치가 구해지는 것을 특징으로 하는 것이다.

제 16 발명에 관련되는 연속주조주편의 응고완료위치검지장치는 연속주조주편에 대하여 횡파 초음파를 송신하는 횡파 송신기와 송신한 횡파 초음파를 수신하는 횡파 수신기로 이루어지는 횡파 초음파센서와, 연속주조주편에 대하여 종파 초음파를 송신하는 종파 송신기와 송신한 종파 초음파를 수신하는 종파 수신기로 이루어지는 종파 초음파센서와, 주조조건 및 물성값에 의거하여 전열계산을 실시해서 주편의 응고완료위치를 구하는 전열계산부와, 상기 종파 초음파센서에서 수신한 수신신호와 전열계산부에서 산출한 응고완료위치의 관계를 이용하여 주편의 응고완료위치를 구하는 응고완료위치추정부를 구비한 연속주조주편의 응고완료위치검지장치에 있어서, 상기 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의해서 횡파 초음파센서의 배치위치와 주편의 응고완료위치가 일치된 것이 확인된 시점에 있어서, 상기 전열계산부에 의해 산출되는 응고완료위치가 횡파 초음파센서의 배치위치와 합치하도록 전열계산에 사용되는 물성값이 교정되고, 해당 물성값의 교정 후, 상기 응고완료위치추정부에 있어서 종파 초음파센서에서 수신한 수신신호와 전열계산부에서 산출한 응고완료위치의 관계가 정해지며, 해당 관계에 의거하여 종파 초음파센서에서 측정되는 전파시간으로부터 응고완료위치가 구해지는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한 본 발명에 있어서의 주편폭방향의 동일위치라는 것은 응고완료위치의 주조방향의 변화가 거의 없다고 간주시키는 범위내를 의미하는 것으로 한다. 슬라브연속주조기에서는 응고완료위치가 주편의 폭방향에서 다른 경우도 있으므로 전열계산을 실시하지 않고 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치를 직접 구하는 경우에는 횡파 초음파센서와 종파 초음파센서에서 검출하는 응고완료위치가 동일한지, 또는 응고완료위치에 주조방향의 변화가 발생했다고 해도 변화의 차가 거의 없다고 간주시키는 폭방향의 범위내에 횡파 초음파센서 및 종파 초음파센서를 배치할 필요가 있다. 구체적으로는 응고완료위치의 주편폭방향의 형상을 평탄하다고 간주시키는 경우에는 수 100mm 떨어져 있어도 좋고, 역으로, 응고완료위치의 주편폭방향의 형상이 크게 변화하고 있는 경우에는 수 10mm이내로 할 필요가 있다. 이것은 이 목적에 이용되는 초음파의 파장이 수 10mm이고, 또한 센서의 크기가 수 10mm정도인 것이기 때문에 회절의 영향도 고려하면 수 10mm이내이면 동일위치로 간주할 수 있기 때문이다. 또 연속주조기의 동일위치라는 것은 주편폭방향이 동일위치일 뿐만아니라, 주조방향에도 동일위치라는 의미이다. 주조방향에 동일위치라는 것을 센서를 배치하는 주편지지롤 간극의 위치가 동일하다는 의미이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태 예를 나타내는 도면이다.

도 2는 종파 초음파와 횡파 초음파를 동일위치에서 발생·검출하기 위한 전자초음파센서의 구성과 동작을 나타내는 도면이다.

도 3은 횡파 투과강도검출부의 동작을 나타내는 도면이다.

도 4는 응고완료위치도달검출부의 동작의 1예를 나타내는 도면이다.

도 5는 종파 전파시간검출부의 동작을 나타내는 도면이다.

도 6은 제 1 실시형태 예에 있어서의 응고완료위치연산부의 동작을 나타내는 도면이다.

도 7은 종파 초음파와 횡파 초음파를 동일위치에서 발생·검출하기 위한 전자초음파센서의 자극을 4개로 한 구성을 나타내는 도면이다.

도 8은 본 발명의 제 2 실시형태 예를 나타내는 도면이다.

도 9는 본 발명의 제 3 실시형태 예를 나타내는 도면이다.

도 10은 제 3 실시형태 예에 있어서의 응고완료위치연산부의 동작을 나타내는 도면이다.

도 11은 본 발명의 제 4 실시형태 예를 나타내는 도면이다.

도 12는 응고완료위치도달검출부의 동작의 다른 1예를 나타내는 도면이다.

도 13은 전열계산에서 사용하는 열전도률을 변화시킨 때의 응고완료위치의 거동을 나타내는 도면이다.

도 14는 전열계산에 의한 응고완료위치와 리벳 박음에 의해서 확인한 응고완료위치를 비교하여 나타내는 도면이다.

도 15는 본 발명의 제 5 실시형태 예를 나타내는 도면이다.

도 16은 응고완료위치추정부의 처리기능의 예를 나타내는 도면이다.

도 17은 본 발명의 제 6 실시형태 예를 나타내는 도면이다.

도 1부터 도 17 중에서 사용되고 있는 부호의 의미는 이하와 같다.

1: 주편 2: 고상부

3: 액상부 4: 응고완료위치

5: 초음파송신부 6: 횡파 초음파송신기

7: 종파 초음파송신기 8: 횡파 초음파수신기

9: 종파 초음파수신기 10: 횡파 투과강도검출부

11: 응고완료위치도달검출부 12: 종파 전파시간검출부

13: 응고완료위치연산부 14: 물성값기억부

15: 전열계산부 16: 응고완료위치추정부

17: 횡파 전파시간검출부 20: 용강탕면

31: 자석 32: 종파용 코일

33: 횡파용 코일 34: 자력선

35: 와전류 36: 와전류

37: 종파 초음파 38: 횡파 초음파

101: 주형 102: 주편지지롤

103: 반송용롤 104: 주편절단기

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명한다. 우선 종파 초음파센서에서 측정되는 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치를 직접 검출하는 방법 및 장치에 대해서 설명한다. 도 1은 종파 초음파센서에서 측정되는 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치를 검출하는 방법 및 장치에 관한 본 발명의 제 1 실시형태 예를 나타내는 도면에 있어서, 횡파 초음파센서와 종파 초음파센서를 연속주조기의 동일위치에 배치한, 본 발명에 관련되는 응고완료위치검지장치를 구비한 슬라브연속주조기의 개략도이다.

도 1에 있어서, 1은 주편, 2는 고상부, 3은 액상부, 4는 응고완료위치이며, 연속주조기의 주형(101)에 주입된 용강은 주형(101)에 의해서 냉각되어 주형(101)과 접촉하는 부위에 응고부(2)를 형성하고, 주위를 응고부(2)로 하며, 내부를 미응고의 액상부(3)로 하는 주편(1)은 주형(101)의 아래쪽에 대향하여 배치된 복수쌍의 주편지지롤(102)에 지지되면서 주형(101)의 아래쪽으로 인발된다. 주조방향으로 서로 이웃하는 주편지지롤(102)의 간극에는 주편(1)의 표면을 향하게 하여 냉각수를 내뿜는 에어 미스트 스프레이노즐 이나 물 스프레이노즐 등으로 이루어지는 2차 냉각대(도시하지 않음)가 설치되어 있으며, 주편(1)은 주조방향 하류측으로 인발되면서 2차냉각대에서 냉각되어 중심부까지 완전히 응고한다. 이 중심부까지 완전히 응고한 위치가 응고완료위치(4)이다. 응고가 완료된 주편(1)은 주편지지롤(102)의 하류측에 설치된 주편절단기(104)에서 소정의 길이로 절단되고, 주편(1A)으로서 반송용 롤(103)에 의해서 반출된다.

이와 같은 구성의 슬라브연속주조기에 있어서, 본 발명에 관련되는 응고완료위치검지장치가 배치되어 있다. 본 발명에 관련되는 응고완료위치검지장치는 주편(1)을 사이에 두고 대향배치시킨 횡파 초음파송신기(6) 및 횡파 초음파수신기(8)로 이루어지는 횡파 초음파센서와, 주편(1)을 사이에 두고 대향배치시킨 종파 초음파송신기(7) 및 종파 초음파수신기(9)로 이루어지는 종파 초음파센서와, 횡파 초음파송신기(6) 및 종파 초음파송신기(7)에 전기신호를 부여하여 주편(1)에 초음파를 송출하기 위한 전기회로인 초음파송신부(5)와, 횡파 초음파수신기(8) 및 종파 초음파수신기(9)에서 수신한 수신신호를 처리하기 위한 횡파 투과강도검출부(10), 응고완료위치도달검출부(11), 종파 전파시간검출부(12) 및 응고완료위치연산부(13)을 구비하고 있다. 횡파 초음파송신기(6) 및 종파 초음파송신기(7)에서 송출된 초음파는 주편(1)을 투과하고, 횡파 초음파수신기(8) 및 종파 초음파수신기(9)에서 각각 수신되며, 전기신호로 교환된다.

횡파 투과강도검출부(10)는 횡파 초음파수신기(8)에 의해 수신된 횡파 초음파신호의 강도를 검출하는 장치에서 응고완료위치도달검출부(11)는 횡파 투과강도검출부(10)에서 검출된 횡파 초음파의 투과신호의 변화로부터 응고완료위치(4)가 횡파 초음파송신기(6) 및 횡파 초음파수신기(8)의 배치위치보다도 주조방향의 상류측인지 또는 하류측인지를 판정하는 장치이다. 또 종파 전파시간검출부(12)는 종파 초음파수신기(9)에서 수신한 수신신호로부터 주편(1)을 투과하는 종파 초음파의 전파시간을 검출하는 장치이며, 응고완료위치연산부(13)는 종파 전파시간검출부(12)에서 검출된 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치(4)를 연산하여 구하는 장치이다. 여기에서 횡파 투과강도검출부(10), 응고완료위치도달검출부(11), 종파 전파시간검출부(12) 및 응고완료위치연산부(13)는 계산기에서 연산된다. 또한 횡파 초음파수신기(8) 및 종파 초음파수신기(9)와 이 계산기의 사이에는 초음파신호증폭기나 파형을 계산기에 받아들이기 위한 A/D변환기 등이 필요하지만, 도면 중에서는 생략하고 있다. 또 도 1에 나타내는 응고완료위치검지장치에 있어서는 횡파 초음파송신기(6)와 종파 초음파송신기(7)가 일체적으로 구성되며, 마찬가지로 횡파 초음파수신기(8)와 종파 초음파수신기(9)가 일체적으로 구성되어 있다.

횡파 초음파송신기(6)와 종파 초음파송신기(7) 및 횡파 초음파수신기(8)와 종파 초음파수신기(9)가 일체적으로 구성되는 예를 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 종파 초음파와 횡파 초음파를 동일위치에서 발생·검출하기 위한 전자초음파센서의 구성과 동작에 대해서 설명하는 도면이다.

도 2에 있어서 31은 자석이다. 이것은 영구자석이어도 전자석이어도 어느 쪽이어도 상관없는데, 영구자석쪽이 전자초음파센서를 소형화할 수 있는 것이기 때문에 바람직하다. 32는 종파용 코일이고, 내측의 자극의 주위를 감도록 배치한 팬 케익코일이다. 한편, 33은 횡파용 코일이고, 자극면과 겹치도록 배치한 팬케익코일이다. 34는 자석(31)으로부터의 자력선을 나타낸 것이다. 35 및 36은 각각 종파용 코일(32) 및 횡파용 코일(33)로부터 주편(1)에 발생하는 와전류(渦電流)를 나타낸 것이며, 와전류(35) 및 와전류(36)는 초음파송신부(5)로부터 종파용 코일(32) 및 횡파용 코일(33)에 고주파전류가 흐름으로써 발생한다.

주편(1)에 발생한 와전류(35) 및 와전류(36)는 전력선(34)에서 나타내어지는 자석(31)로부터의 정자장과의 사이에 로렌츠력을 발생시키고, 이것에 의해서 종파 초음파(37) 및 횡파 초음파(38)가 발생한다. 초음파의 수신에 대해서는 송신의 역작용이며, 정자장 중의 주편(1)이 초음파에 의해서 진동함으로써 주편(1)에 와전류가 발생하는 것을 종파용 코일(32) 및 횡파용 코일(33)로 검지하는 것이고, 송신과 완전히 같은 구성을 이용할 수 있다.

연속주조기의 서로 이웃하는 주편지지롤간의 간극에서 동일위치에 종파와 횡파를 발생·검출하기 위해서는 좁은 롤간의 간극(일반적으로 40∼75mm)에 삽입 가능한 소형의 전자초음파센서가 필요하다. 전자초음파센서는 잘 알려져 있는데, 종래 이 목적에 걸맞은 종파 초음파와 횡파 초음파를 동일 개소에서 발생·검출할 수 있는 소형의 전자초음파센서는 제안되어 있지 않다. 본 발명에서는 도 2에 나타내는 바와 같이, 주편(1)의 폭방향으로 자석(31)을 나란히 하는 구성으로 한 것으로 자극을 3개 또는 3개 이상 설치하는 것이 가능해지며, 주편지지롤(102)의 좁은 간극에 전자초음파센서를 삽입하는 것이 가능해진 후에, 종파 초음파와 횡파 초음파를 동일 개소에서 발생·검출하는 것이 가능해졌다. 또 센서의 설치수가 감소함으로써 설치코스트의 삭감뿐만 아니라 보수점검의 코스트도 삭감할 수 있다.

이 전자초음파센서의 구체적인 형상으로서는 자극의 면적은 10mm ×10mm∼30mm ×30mm정도의 범위가 바람직하고, 자극의 간격은 5mm∼30mm정도의 범위가 적당하며, 자극(磁極) 간의 수평자장이 0.1T 이상으로 되는 자력을 갖는 것이 적당하다. 자석(31)으로서 영구자석을 이용하는 경우에는 희토류계 자석을 이용하는 것이 바람직하고, 높이는 20mm∼100mm정도이면 좋다. 코일의 감은수는 10턴∼100턴 정도의 범위가 적당하다. 또 주조방향에서 코일이 자극으로부터 불거져 나온 부분에 대해서는 코일을 꺾어 돌림으로써 주조방향의 센서폭을 좁게 할 수 있는데, 자극으로부터 바로 꺾어 돌리면 주조방향으로 향하는 수평자장을 유효하게 활용할 수 없어지고, 감도가 저하하기 때문에 자극으로부터 5mm정도 불거져 나오고 나서 꺾어돌리면 좋다. 불거져 나온 폭은 3mm정도에서는 감도저하를 방지하는 효과가 적고, 10mm이상에서는 센서의 주조방향의 폭을 좁게 하는 데에는 그다지 의미가 없기 때문에 따라서 3mm∼10mm정도가 적당하다.

이와 같은 전자초음파센서를 이용하는 경우, 전기회로에 요구되는 사양으로서는 송신신호의 전압은 대개 1kV이상(전류에서는 20A이상), 수신앰프의 게인은 60dB∼80dB이상이면 발생·검출이 가능하고, 송신신호의 주파수는 횡파용은 50kHz∼150kHz, 종파용은 100kHz∼400kHz정도의 범위가 적당하다. 송신신호파형으로서는 정현파(正弦波)를 단시간 발생시킨 톤버스트파(tone burst wave)나 소정시간폭 내에서 진폭이나 위상을 변화시킨 처프파(chirp wave) 등의 변조신호의 어느 것이어도 상관없다.

또한 횡파 초음파센서와 종파 초음파센서를 연속주조기의 동일위치에 배치하는 경우, 반드시 종파 초음파와 횡파 초음파를 동일위치에서 발생·검출시키는 전자초음파센서를 사용할 필요는 없고, 횡파 초음파센서와 종파 초음파센서의 배치간격이 응고완료위치(4)의 주조방향의 변화가 거의 없다고 간주시키는 범위내가 되면, 구체적으로는 수 10mm이내가 되면 횡파 초음파센서와 종파 초음파센서를 따로따로 배치해도 좋다.

이하, 수신한 신호의 처리방법에 대해서 설명한다. 우선 횡파 투과강도검출부(10)의 동작에 대해서 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 횡파 투과강도검출부(10)의 동작을 나타내는 도면이고, 송신신호의 1발분에 대응한 수신신호파형을 나타내고 있다. 도 3 중의 최초의 파는 송신신호가 전기적으로 횡파 초음파수신기(8)에 새어들어온 것이며, 2번째의 파가 횡파 초음파의 투과신호이다. 여기에서 횡파 초음파의 투과신호가 나타내어지는 시간위치는 주편(1)의 두께, 주편(1)의 대략의 온도 및 횡파 초음파의 전파속도로부터 대략 이미 알고 있으므로 그 위치의 신호만큼을 취출하는 게이트를 설치하고, 그 게이트내의 신호의 최대값을 구하도록 한다. 이 처리는 수신신호의 파형을 A/D변환으로 계산기내에 받아들임으로써 계산처리로 용이하게 실현할 수 있다. 신호의 최대값의 취하는 법으로서는 0V를 기준으로 한 절대값이어도, 또 피크 투 피크값이어도, 어느 것이어도 좋다. 또한 실제로는 송신신호는 수 10Hz∼수 100Hz의 주기로 반복되므로 그 하나 하나의 파형을 평균화하고나서 횡파 초음파의 투과강도를 구하거나, 하나 하나의 파형의 투과강도를 평균화하거나 하여 노이즈에 의한 흔들림의 영향을 적게 하는 것이 유효하다.

이어서 응고완료위치도달검출부(11)의 동작에 대해서 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 응고완료위치도달검출부(11)의 동작의 1예를 나타내는 도면이고, 연속주조조업의 수 10분간에 걸쳐서 주조조건을 변화시키면서 횡파 투과강도검출부(10)로부터 보내져 오는 횡파 초음파의 투과신호의 강도를 검출한 차트도이다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 연속주조조업의 주조조건의 변화에 따라서 횡파 초음파의 투과신호의 강도는 변화한다. 도 4 중의 A 및 B의 범위에서는 투과신호의 강도는 매우 작아져 있고, 응고완료위치(4)가 횡파 초음파송신기(6) 및 횡파 초음파수신기(8)의 배치위치보다도 주조방향의 하류측에 존재하는 상태를 나타내고 있다. 응고완료위치도달검출부(11)에서는 투과신호의 강도가 소정의 판정한계값을 가로지른 시점에서 응고완료위치(4)가 횡파 초음파센서의 배치위치를 통과했다고 판정한다. 이 판정한계값은 미리 정한 고정값이어도, 또는 횡파 초음파의 투과신호가 나타나지 않는 시간영역의 신호레벨로부터 노이즈레벨을 구하고, 그 값을 이용한 변동한계값이어도, 어느 쪽이어도 상관없다. 응고완료위치도달검출부(11)는 이와 같이 하여 응고완료위치(4)가 횡파 초음파센서의 배치위치를 통과했다고 판정하면 응고완료위치연산부(13)에 타이밍신호를 송출한다.

다음으로 종파 전파시간검출부(12)의 동작에 대해서 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 종파 전파시간검출부(12)의 동작을 나타내는 도면이고, 송신신호의 1발분에 대응한 수신신호의 파형을 나타내는 도면이다. 도 5 중의 최초의 파는 송신신호가 전기적으로 종파 초음파수신기(9)에 새어들어간 것이며, 2번째의 파가 종 파 초음파의 투과신호이다. 여기에서 종파 전파시간검출부(12)는 송신신호의 송출타이밍으로부터 종파 초음파의 투과신호의 출현타이밍까지의 시간을 검출한다. 종파 초음파의 투과신호의 검출방법으로서는 도 5에 나타내는 바와 같이 한계값 이상이 되는 시점으로 해도, 또는 게이트 내의 최대값으로 되는 시점으로 해도, 어느 쪽이어도 좋다. 이 처리는 횡파 투과강도검출부(10)와 마찬가지로 수신신호의 파형을 A/D변환으로 계산기내에 받아들임으로써 계산처리에서 용이하게 실현할 수 있다. 또 실제로는 송신신호는 수 10Hz∼수 100Hz의 주기로 반복되므로 그 하나 하나의 파형을 평균화하고 나서 종파 초음파의 전파시간을 구하거나, 하나 하나의 파형의 전파시간을 평균화하거나 하여 노이즈에 의한 흔들림의 영향을 적게 하는 것이 유효하다.

마지막으로 응고완료위치연산부(13)의 동작에 대해서 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 제 1 실시형태 예에 있어서의 응고완료위치연산부(13)의 동작을 나타내는 도면이고, 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치(4)를 산출하는 근사식을 도시한 것이다. 응고완료위치(4)가 종파 초음파송신기(7) 및 종파 초음파수신기(9)의 배치위치보다도 주조방향의 하류측이 되는 만큼 액상부(3)의 두께가 증대하기 때문에 전파시간은 길어진다. 따라서 전파시간과, 주형(101)내의 용강탕면(20)으로부터 응고완료위치(4)까지의 거리와는 대략 비례관계가 되며, 도 6과 같은 관계를 나타낸다. 그래서 전파시간으로부터 응고완료위치(4)를 구하는데는 다항식의 근사식, 예를 들면 하기의 (2)식에 나타내는 일차식 등을 이용하면 좋다.

단, (2)식에 있어서, CE는 주형내의 용강탕면(20)으로부터 응고완료위치(4) 까지의 거리, Δt는 종파 초음파의 전파시간, a₁ 및 a₀는 다항식의 계수이다.

도 6 중, A로 나타내는 선은 교정전의 근사식을 나타내고 있다. 여기에서 응고완료위치도달검출부(11)로부터 응고완료위치(4)의 통과판정의 타이밍신호가 응고완료위치연산부(13)에 송출되면 응고완료위치연산부(13)에서는 그 시점에 있어서의 종파 초음파의 전파시간(Δt₁)을 구하고, 또한 주형내의 용강탕면(20)으로부터 응고완료위치(4)까지의 거리(CE)가 횡파 초음파센서의 배치위치와 합치하도록 하기의 (3)식을 이용하여 (2)식의 계수(a₀)를 수정한다.

단, (3)식에 있어서, CE₁은 주형내의 용강탕면(20)으로부터 횡파 초음파센서의 배치위치까지의 거리, Δt₁은 응고완료위치(4)가 횡파 초음파센서의 배치위치를 통과했다고 판정한 시점의 종파 초음파의 전파시간이다.

이에 따라 응고완료위치(4)를 구하는 근사식은 교정되고, 예를 들면 도 6 중에 B로 나타내는 것은 교정 후로 된다. 교정 후는 B에서 나타내는 교정 후의 근사식을 이용하여 종파 초음파의 전파시간에 의거하여 정밀도 좋게 응고완료위치(4)를 주조중에 온라인으로 검지하는 것이 가능해진다.

교정하는 시점은 새로운 강종를 주조할 때마다 1회만이어도, 또, 연속주조의 조업 중에 횡파 초음파센서의 배치위치를 응고완료위치(4)가 가로지를 때마다 또는 조작원의 판단에 의한 적당한 시기의 어느 것이어도 좋다.

또한 종파 초음파와 횡파 초음파를 동일위치에서 발생·검출하기 위한 전자초음파센서로서 상기한 도 2에 나타내는 전자초음파센서는 자극이 3개이었지만, 자극을 4이상으로 할 수도 있다. 도 7은 종파 초음파와 횡파 초음파를 동일위치에서 발생·검출하기 위한 전자초음파센서의 자극을 4개로 한 예의 구성을 나타내는 도면이다. 도 7에서는 실제로는 겹쳐서 배치되는 종파용 코일(32)과 횡파용 코일(33)을, 자극에 대한 배치를 알기 쉽게 되도록 따로따로 그리고 있으며, 도면을 향하여 좌측이 종파용 코일(32)의 배치도이고, 우측이 횡파용 코일(33)의 배치도이다. 도 2에 나타내는 전자초음파센서와 마찬가지로 종파용 코일(32)은 내측의 자극의 주위를 감도록 배치되고, 횡파용 코일(33)은 자극면과 겹치도록 배치되어 있다. 자극의 수는 4에 한정하는 것은 아니고, 또한 많아도 실시 가능하다. 이와 같이 하면 종파용 코일(32)에 대한 수평자장의 강도가 높아지기 때문에 종파 초음파의 감도가 높아진 후에 횡파 초음파와 종파 초음파의 발생·검출위치가 거의 같아진다는 효과가 있다.

그런데 응고완료위치(4)가 종파 초음파센서의 배치위치보다도 상류측인 경우에는 종파 초음파는 모두 고상부(2)를 투과한다. 또 횡파 초음파도, 종파 초음파도 동일위치에서 발생·검출하기 때문에 모두 고상부(2)를 투과한다. 이 경우의 전파시간은 고상부(2)에 있어서의 초음파의 전파속도에 의존하게 된다. 초음파의 전파속도는 고상부(2)의 온도에 의존하는 것이기 때문에 종파 초음파 및 횡파 초음파의 전파시간은 주편(1)의 온도에 의해서 변화하게 된다. 한편, 응고완료위치(4) 로부터 전자초음파센서의 배치위치까지의 거리가 다르면 주편의 온도는 변화한다. 즉, 응고완료위치(4)가 전자초음파센서의 배치위치로부터 상류측으로 멀어지는 만큼 주편의 온도는 저하한다. 주편의 온도가 낮은 만큼 초음파의 전파속도는 증가하기 때문에 전파시간은 짧아진다.

따라서 응고완료위치(4)가 종파 초음파센서의 배치위치보다도 상류측인 경우에 있어서도, 전파시간과, 용강탕면(20)으로부터 응고완료위치(4)까지의 거리와의 관계는 상기한 도 6에 나타내는 것과 마찬가지의 경향이 된다. 그러나 응고완료위치(4)가 종파 초음파센서의 하류측에 존재하여 전파경로에 액상부(3)가 포함되는 경우에 비하면, 고상부(2)에 비해 전파속도가 늦은 액상부(3)의 영향이 없기 때문에 응고완료위치(4)가 주조방향에서 변동해도 이 변동의 전파시간에 미치게 하는 영향은 작고, 검출되는 전파시간의 변동률은 작다.

그 때문에 응고완료위치(4)가 종파 초음파센서의 상류측에 존재하는 경우와 하류측에 존재하는 경우에서 전파시간으로부터 응고완료위치(4)를 구할 때에 사용하는 계산식을 다른 식으로 하는 것이 바람직하다.

구체적으로는 응고완료위치(4)가 종파 초음파센서보다도 상류측인 경우에는 전파시간과 응고완료위치를 직접 결부시킨 실험식(도 6에 나타내는 바와 같은 식)을 이용하는 방법, 또는 전파시간으로부터 주편의 내부온도 또는 축심온도를 추정하고, 그 값으로부터 응고완료위치를 추정하는 방법의 어느 것이어도 좋다. 한편, 응고완료위치(4)가 종파 초음파센서보다도 하류측인 경우에는 전파시간과 응고완료위치를 직접 결부시킨 실험식(도 6에 나타내는 바와 같은 식)을 이용하는 방법, 또 는 전파시간으로부터 고상부(2)의 두께 또는 액상부(3)의 두께를 추정하며, 그 값으로부터 응고완료위치를 추정하는 방법의 어느 것이어도 좋다. 도 6에 나타내는 바와 같은 실험식을 이용하는 경우에도 응고완료위치(4)가 종파 초음파센서보다도 상류측인 경우와 하류측인 경우에서 저절로 계수는 다르게 된다.

이것을 실시하기 위해서는 응고완료위치(4)가 종파 초음파센서의 배치위치보다도 상류측인지 하류측인지를 판별할 필요가 있고, 따라서 이 경우에는 응고완료위치도달검출부(11)에서는 다음의 판정도 실시한다. 즉, 횡파 초음파의 투과강도가 판정한계값 보다도 크면 응고완료위치(4)는 상류측으로 판정하고, 역으로 판정한계값 이하이면 응고완료위치(4)는 하류측으로 판정하며, 그 신호를 응고완료위치연산부(13)에 송출한다. 응고완료위치연산부(13)에서는 그 결과에 의거하여 응고완료위치(4)를 계산하기 위한 계산식을 선택하고, 선택한 계산식을 이용하여 응고완료위치(4)를 산출한다.

또한 응고완료위치(4)가 횡파 초음파센서의 배치위치보다도 상류측인 경우에 횡파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치(4)를 구하려고 하는 경우에는 종파 전파시간검출부(12)와 마찬가지의 기능을 갖는 횡파 전파시간검출부를 횡파 초음파센서의 출력측에 설치할 필요가 있다.

이어서 종파 초음파센서에서 측정되는 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치를 검출하는 방법 및 장치에 관한 제 2 실시형태 예에 대해서 설명한다. 도 8은 본 발명의 제 2 실시형태 예를 나타내는 도면에 있어서, 횡파 초음파센서와 종파 초음파를 연속주조기의 주조방향으로 떨어진 2개소의 주조폭방향의 동일위치 에 배치한, 본 발명에 관련되는 응고완료위치검지장치를 구비한 슬라브연속주조기의 개략도이다.

제 2 실시형태에서는 도 8에 나타내는 바와 같이, 횡파 초음파송신기(6) 및 횡파 초음파수신기(8)로 이루어지는 횡파 초음파센서와, 종파 초음파송신기(7) 및 종파 초음파수신기(9)로 이루어지는 종파 초음파센서가 주조방향의 2개소에 따로따로 배치되어 있다. 이 경우, 횡파 초음파센서 및 종파 초음파센서는 상기한 도 2에 나타내는 바와 같은 종파 초음파와 횡파 초음파를 동일위치에서 발생·검출하는 센서일 필요는 없고, 통상의 전자초음파센서를 이용할 수 있다. 물론, 도 2에 나타내는 전자초음파센서도 이용할 수 있다.

단, 슬라브연속주조기에서는 응고완료위치(4)가 주편(1)의 폭방향에서 다른 경우도 있으므로 횡파 초음파센서와 종파 초음파센서에서 검출하는 응고완료위치(4)의 주조방향의 변화가 거의 없다고 간주시키는 폭방향의 범위내에 횡파 초음파센서 및 종파 초음파센서를 배치할 필요가 있다. 구체적으로는 상기한 바와 같이 2차냉각이 적절하고 응고완료위치(4)의 폭방향의 형상을 평탄하다고 간주시키는 경우에는 수 100mm 떨어져 있어도 좋고, 역으로 응고완료위치(4)의 폭방향의 형상이 크게 변화하고 있는 경우에는 수 10mm이내로 할 필요가 있으며, 따라서 어느 것에도 대응하기 위해서는 수 10mm이내로 할 필요가 있다.

또 횡파 초음파센서의 배치위치와 종파 초음파센서의 배치위치의 간격은 좁은 만큼 검출정밀도가 좋고, 배치간격이 넓어지는 만큼 정밀도가 악화하므로 배치간격은 대략 5m이내로 하는 것이 바람직하다. 또 종파 초음파센서가 검출하는 종 파 초음파의 전파시간은 상기한 바와 같이, 액상부(3)가 포함되어 있으면 민감하게 변화하기 때문에 응고완료위치(4)가 종파 초음파센서의 하류측에 존재하는 상태쪽이 정밀도는 좋으며, 따라서 종파 초음파센서를 횡파 초음파센서의 주조방향의 상류측에 배치하는 것이 바람직하다.

그 외의 구성은 도 1에 나타내는 제 1 실시형태 예와 동일 구성이며, 동일한 부분은 동일부호에 의해 나타내고, 그 설명은 생략한다.

횡파 투과강도검출부(10), 응고완료위치도달검출부(11), 종파 전파시간검출부(12) 및 응고완료위치연산부(13)의 동작도 제 1 실시형태 예와 마찬가지이며, 응고완료위치도달검출부(11)로부터 응고완료위치(4)의 통과판정의 타이밍신호가 응고완료위치연산부(13)에 송출되면 응고완료위치연산부(13)에서는 그 시점에 있어서의 종파 초음파의 전파시간(Δt₁)을 구하고, 또한 용강탕면(20)으로부터 응고완료위치(4)까지의 거리(CE)가 횡파 초음파센서의 배치위치로 되도록 상기한 (3)식에 의해서 계수(a₀)를 수정한다. 응고완료위치(4)를 구하는 다항식의 교정 후는 교정 후의 근사식을 이용하는 것으로, 종파 초음파의 전파시간에 의거하여 정밀도 좋게 응고완료위치(4)를 주조중에 온라인으로 검지하는 것이 가능하게 된다.

교정의 시기 및 응고완료위치(4)가 종파 초음파센서의 상류측인지 아닌지에 의해서 응고완료위치(4)를 산출하기 위한 계산식을 변경하는 것은 상기한 제 1 실시형태에서의 설명을 따라서 실시하는 것으로 한다.

도 8에서는 횡파 초음파센서의 배치위치를 종파 초음파센서의 배치위치보다 하류측으로 하고 있는데, 역의 상류측으로 해도 좋다. 단, 이 경우, 종파 초음파센서보다도 상류측의 응고완료위치(4)를 종파 초음파센서에 의해서 검지하는 정밀도는 그다지 높지 않으므로 횡파 초음파센서에서 응고완료위치(4)의 도달을 검지한 후, 주조속도를 고려하여 응고완료위치(4)가 종파 초음파센서의 배치위치에 도달했다고 예상되는 시점에서 다항식을 교정하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하는 것으로 높은 정밀도를 얻을 수 있다.

이어서 종파 초음파센서에서 측정되는 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치를 검출하는 방법 및 장치에 관한 제 3 실시형태 예에 대해서 설명한다. 도 9는 본 발명의 제 3 실시형태 예를 나타내는 도면으로서, 제 2 횡파 초음파센서를 주조방향의 하류측으로 떨어진 주편폭방향의 동일위치에 배치한, 본 발명에 관련되는 응고완료위치검지장치를 구비한 슬라브연속주조기의 개략도이다.

제 3 실시형태에서는 도 9에 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태 예에 있어서의 횡파 초음파송신기(6), 횡파 초음파수신기(8), 종파 초음파송신기(7), 종파 초음파수신기(9)로 이루어지는 종파 초음파 및 횡파 초음파를 발생·검출 가능한 전자초음파센서의 배치위치의 하류측에 횡파 초음파송신기(6A) 및 횡파 초음파수신기(8A)로 이루어지는 제 2 횡파 초음파센서가 설치되어 있다. 이 경우, 제 2 횡파 초음파센서는 상기한 도 2에 나타내는 바와 같은 종파 초음파와 횡파 초음파를 동일위치에서 발생·검출하는 센서일 필요는 없고, 통상의 전자초음파센서를 이용할 수 있다. 물론, 도 2에 나타내는 전자초음파센서도 이용할 수 있다. 또 응고완료위치(4)의 주편폭방향에서의 변화의 영향을 피하기 위해 제 2 횡파 초음파센서는 횡파 초음파송신기(6) 및 횡파 초음파수신기(8)로 이루어지는 횡파 초음파센서(이하, 「제 1 횡파센서」로 칭한다)와 주편폭방향의 동일위치에 설치되어 있다. 그리고, 횡파 초음파수신기(8A)의 수신신호는 횡파 투과강도검출부(10A)에 송출되고, 횡파 투과강도검출부(10A)의 신호는 응고완료위치도달검출부(11A)에 송출되어 있다. 횡파 투과강도검출부(10A) 및 응고완료위치도달검출부(11A)는 각각 상기한 제 1 실시형태 예에 있어서의 횡파 투과강도검출부(10) 및 응고완료위치도달검출부(11)와 동일기능을 갖고 있으며, 제 2 횡파 초음파센서의 배치위치를 응고완료위치(4)가 통과하는 것으로, 응고완료위치도달검출부(11A)는 응고완료위치연산부(13)에 타이밍신호를 송출하도록 되어 있다.

또 제 2 횡파 초음파센서의 배치위치와 제 1 횡파센서의 배치위치의 간격이 너무 좁으면 교정정밀도를 높일 수 없으므로 교정정밀도를 높이는 관점으로부터 양자의 배치간격은 2m∼10m정도의 범위가 적당하다. 그 외의 구성은 도 1에 나타내는 제 1 실시형태 예와 동일구성이고, 동일한 부분은 동일부호에 의해 나타내며, 그 설명은 생략한다.

횡파 투과강도검출부(10), 응고완료위치도달검출부(11) 및 종파 전파시간검출부(12)의 동작은 제 1 실시형태 예와 마찬가지인데, 응고완료위치연산부(13)의 동작은 다르므로, 이하, 응고완료위치연산부(13)의 동작에 대해서 도 10을 참조하여 설명한다.

도 10은 제 3 실시형태 예에 있어서의 응고완료위치연산부(13)의 동작을 나타내는 도면이고, 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치(4)를 산출하는 근 사식을 도시한 것이다. 여기에서는 제 1 실시형태 예와 마찬가지로 (2)식을 이용하여 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치(4)를 산출하는 것으로 한다. 도 10 중, A에서 나타내는 선은 교정전의 근사식을 나타내고 있다.

여기에서 응고완료위치도달검출부(11)로부터 제 1 횡파센서위치에 있어서의 응고완료위치(4)의 통과판정의 타이밍신호가 응고완료위치연산부(13)에 송출되면 응고완료위치연산부(13)에서는 그 시점에 있어서의 종파 초음파의 전파시간(Δt₁)을 기억한다. 다음으로 주조속도나 2차냉각속도 등을 변경시켜서 응고완료위치(4)를 주조방향의 하류측으로 연장시켜서 응고완료위치(4)가 제 2 횡파 초음파센서의 배치위치를 통과하면 응고완료위치도달검출부(11A)로부터 응고완료위치(4)의 통과판정의 타이밍신호가 응고완료위치연산부(13)에 송출된다. 응고완료위치연산부(13)에서는 그 시점에 있어서의 종파 초음파의 전파시간(Δt₂)을 구한다. 그리고 하기에 나타내는 (4)식 및 (5)식의 연립방정식을 풀고, (2)식의 정수(a₁) 및 정수(a₀)를 수정한다. 단, (4)식 및 (5)식에 있어서, CE₁은 주형내의 용강탕면(20)으로부터 제 1 횡파센서의 배치위치까지의 거리, Δt₁은 응고완료위치(4)가 제 1 횡파센서의 배치위치를 통과했다고 판정한 시점의 종파 초음파의 전파시간, CE₂는 주형내의 용강탕면(20)으로부터 제 2 횡파 초음파센서의 배치위치까지의 거리, Δt₂는 응고완료위치(4)가 제 2 횡파 초음파센서의 배치위치를 통과했다고 판정한 시점의 종파 초음파의 전파시간이다.

이에 따라서 응고완료위치(4)를 구하는 근사식은 교정되고, 예를 들면 도 10 중에 B에서 나타내는 선으로 된다. 교정 후는 B에서 나타내는 교정 후의 근사식을 이용하여 종파 초음파의 전파시간에 의거하여 정밀도 좋게 응고완료위치(4)를 주조중에 온라인으로 검지하는 것이 가능하게 된다. 이 경우에는 제 1 실시형태보다도 또한 높은 정밀도로 응고완료위치(4)를 검지할 수 있다.

교정의 시기, 및 응고완료위치(4)가 종파 초음파센서의 상류측인지 아닌지에 의해서 응고완료위치(4)를 산출하기 위한 계산식을 변경하는 것은 상기한 제 1 실시형태에서의 설명을 따라서 실시하는 것으로 한다.

다음으로 주조조건과 물성값으로부터 전열계산에 의해서 응고완료위치를 검출하는 방법 및 장치에 대해서 설명한다. 도 11은 전열계산에 의해서 응고완료위치를 검출하는 방법 및 장치에 관한 본 발명의 제 4 실시형태 예를 나타내는 도면으로서, 본 발명에 관련되는 응고완료위치검지장치를 구비한 슬라브연속주조기의 개략도이다.

주조조건과 물성값으로부터 전열계산에 의해서 응고완료위치(4)를 검출하는 본 발명에 관련되는 응고완료위치검지장치는 도 11에 나타내는 바와 같이 주편(1)을 사이에 두고 대향배치시킨 횡파 초음파송신기(6) 및 횡파 초음파수신기(8)로 이루어지는 횡파 초음파센서와, 횡파 초음파송신기(6)에 전기신호를 부여하여 주 편(1)에 초음파를 송출하기 위한 전기회로인 초음파송신부(5)와, 횡파 초음파수신기(8)에서 수신한 수신신호를 처리하기 위한 횡파 투과강도검출부(10) 및 응고완료위치도달검지부(11)와, 전열계산용 물성값을 기억하기 위한 물성값 기억부(14)와, 전열계산을 실시하는 전열계산부(15)를 구비하고 있다.

횡파 투과강도검출부(10)는 횡파 초음파수신기(8)에 의해 수신된 횡파 초음파신호의 강도를 검출하는 장치이고, 응고완료위치도달검지부(11)는 횡파 투과강도검출부(10)에서 검출된 횡파 초음파의 투과신호의 변화로부터 응고완료위치(4)가 횡파 초음파송신기(6) 및 횡파 초음파수신기(8)의 배치위치보다도 주조방향의 상류측인지 또는 하류측인지를 판정하는 장치이다. 여기에서 횡파 투과강도검출부(10), 응고완료위치도달검출부(11)는 계산기에서 연산된다. 또한 횡파 초음파수신기(8)와 이 계산기의 사이에는 초음파신호증폭기나 파형을 계산기에 받아들이기 위한 A/D변환기 등이 필요하지만, 도면 중에서는 생략하고 있다. 물성값기억부(14) 및 전열계산부(15)도 계산기로 구성되어 있다.

이하, 수신한 신호의 처리방법에 대해서 설명한다. 우선, 횡파 투과강도검출부(10)의 동작에 대해서 설명한다. 횡파 투과강도검출부(10)의 동작은 제 1 실시형태 예에 있어서의 횡파 투과강도검출부(10)와 기본적으로 동일하고, 상기한 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3에 있어서, 도면 중의 최초의 파는 송신신호가 전기적으로 횡파 초음파수신기(8)에 새어들어간 것이며, 2번째의 파가 횡파 초음파의 투과신호이다. 여기에서 횡파 초음파의 투과신호가 나타내어지는 시간위치는 주편(1)의 두께, 주편(1) 의 대략의 온도 및 횡파 초음파의 전파속도로부터 대략 이미 알고 있으므로 그 위치의 신호만을 꺼내어 게이트를 설치하고, 그 게이트내의 신호의 최대값을 구하도록 한다. 이 처리는 수신신호의 파형을 A/D변환으로 계산기내에 받아들임으로써 계산처리에서 용이하게 실현할 수 있다. 신호의 최대값의 취하는 법으로서는 0V를 기준으로 한 절대값이어도, 또 피크 투 피크값이어도, 어느 것이어도 좋다. 또한 실제로는 송신신호는 수 10Hz∼수 100Hz의 주기로 반복되므로 그 하나 하나의 파형을 평균화하고나서 횡파 초음파의 투과강도를 구하거나 하나 하나의 파형의 투과강도를 평균화하거나 하여 노이즈에 의한 요동의 영향을 적게 하는 것이 유효하다.

이어서 응고완료위치도달검출부(11)의 동작에 대해서 도 12를 참조하여 설명한다. 도 12는 응고완료위치도달검출부(11)의 동작의 다른 1예를 나타내는 도면이고, 주조속도를 a∼d까지 4단계, 단계적으로 증속하고 있다고 했을 때의 횡파 투과강도의 차트도이다. 도면 중, X의 범위에서는 횡파 투과강도는 판정한계값을 넘고 있기 때문에 횡파 초음파센서의 배치위치에서는 주편(1)은 응고하고 있다고 판정된다. 주조속도가 c까지 오른 Y의 범위가 되면 횡파 투과속도가 판정한계값을 하회하기 때문에 여기에서 응고완료위치(4)가 횡파 초음파센서의 배치위치에 도달했다고 판정된다. 주조속도(c)의 정상부(定常部)인 Y의 범위에서는 횡파 투과강도는 한계값을 사이에 두고 오르내리고 있는데, 이것은 이 주조조건에 있어서 알맞게 응고완료위치(4)가 평균적으로 횡파 초음파센서의 배치위치로 되어 있으며, 조금의 흔들림에 의해서 횡파 초음파센서의 상하류로 겨우 변동하고 있는 것을 나타내고 있다. 또한 주조속도를 올린 Z의 범위에서는 횡파 투과강도는 항상 판정한계값을 하회하고 있으며, 횡파 초음파센서의 배치위치에서는 주편(1)은 미응고라고 판정된다. 응고완료위치도달검출부(11)는 이와 같이 하여 응고완료위치(4)가 횡파 초음파센서의 배치위치를 통과했다고 판정하면 물성값기억부(14)에 타이밍신호를 송출한다.

마지막으로 전열계산의 방법과 교정방법에 대해서 설명한다. 물성값기억부(14)에는 전열계산에서 이용되는 물성값이 기억되어 있다. 그 주된 것으로서는 주편(1)의 밀도, 엔탈피, 열전도율, 고상선온도, 주형(101)에서의 열제거(拔熱), 2차냉각대의 열전달계수, 용강온도 등이 있다. 이들 이외에 주조조건으로서 주편(1)의 두께나 폭, 주조속도, 강종 등이 있으며, 물성값과 함께 전열계산부(15)에 부여된다. 전열계산부(15)는 용강온도를 출발점으로서 주편(1)의 인발방향을 향하여 온도변화를 계산해 간다. 응고완료위치(4)는 주편(1)의 축심온도가 고상선을 가로지르는 위치로서 구해진다.

여기에서 전열계산부(15)는 응고완료위치도달검출부(11)로부터의 응고완료위치(4)의 통과타이밍신호에 의거하여 물성값기억부(14)에 입력되어 있는 물성값 및 응고완료위치(4)가 횡파 초음파센서의 설치위치로 되어 있을 때의 주조조건을 이용하여 전열계산을 실시하고, 전열계산에 의한 응고완료위치가 횡파 초음파센서의 설치위치에 합치하도록 물성값을 변화시킨다. 구체적으로는 예를 들면 열전도율을 수단계 변화시켜서 전열계산에 의해서 응고완료위치를 구하고, 도 13에 나타내어지는 바와 같이 전열계산에 의한 응고완료위치가 횡파 초음파센서의 설치위치에 합치하는 조건의 열전도율이 구해지면 좋다. 여기에서 도 13은 전열계산에서 사용하는 열전도율을 변화시켰을 때의 응고완료위치의 거동을 나타내는 도면이고, 열전도율이 커지면 용강탕면(20)으로부터 응고완료위치(4)까지의 거리가 짧아지는 모습을 모식적으로 나타내고 있다.

여기에서는 열전도율을 예로 했지만, 교정에 이용하는 물성값으로서는 이것 이외의 예를 들면 2차냉각대의 열전달계수 등 다른 물성값으로도 물론 이용할 수 있다. 교정된 물성값은 전열계산부(15)로부터 물성값기억부(14)에 입력되어 기억된다. 이것 이후, 교정된 물성값을 이용하여 전열계산을 실시한다. 이상과 같이 하여 전열계산이 교정된다.

교정하는 시점은 새로운 강종을 주조할 때마다 1회만으로도, 또 연속주조의 조업중에 횡파 초음파센서의 배치위치를 응고완료위치(4)가 가로지를 때마다 또는 조작원의 판단에 의한 적당한 시기의 어느 것이어도 좋다.

도 14는 이와 같이 하여 교정된 전열계산을 이용하여 주조속도를 수단계로 변화시켜서 구한 응고완료위치와, 마찬가지로 주조속도를 수단계로 변화시켜서 조업했을 때에 주편(1)에 금속제의 리벳을 박고 주편(1)의 길이방향의 복수점에서 응고·미응고를 판정한 결과를 비교한 도면이며, 전열계산에 의해 구한 응고완료위치와 리벳 박음에 의해서 확인한 응고완료위치가 잘 일치하고 있는 것을 알 수 있다. 이것으로부터 본 발명에 의해서 고정밀도로 응고완료위치(4)를 추정할 수 있는 것이 확인되었다.

이어서 주조조건과 물성값으로부터 전열계산에 의해서 응고완료위치를 검출하는 방법 및 장치에 관한 제 5 실시형태 예에 대해서 설명한다. 도 15는 본 발명 의 제 5 실시형태 예를 나타내는 도면으로서 본 발명에 관련되는 응고완료위치검지장치를 구비한 슬라브주조기의 개략도이다.

제 5 실시형태 예에서는 도 15에 나타내는 바와 같이, 주편(1)을 사이에 두고 대향배치시킨 횡파 초음파송신기(6) 및 횡파 초음파수신기(8)로 이루어지는 횡파 초음파센서와, 주편(1)을 사이에 두고 대향배치시킨 종파 초음파송신기(7) 및 종파 초음파수신기(9)로 이루어지는 종파 초음파센서와, 횡파 초음파송신기(6) 및 종파 초음파송신기(7)에 전기신호를 부여하여 주편(1)에 초음파를 송출하기 위한 전기회로인 초음파송신부(5)와, 횡파 초음파수신기(8)에서 수신한 수신신호를 처리하기 위한 횡파 투과강도검출부(10) 및 응고완료위치도달검지부(11)와, 종파 초음파수신기(9)에서 수신한 수신신호를 처리하기 위한 종파 전파시간검출부(12)와, 전열계산용 물성값을 기억하기 위한 물성값기억부(14)와, 전열계산을 실시하는 전열계산부(15)와, 종파 전파시간검출부(12) 및 전열계산부(15)로부터의 신호를 처리하기 위한 응고완료위치추정부(16)를 구비하고 있다. 여기에서 횡파 초음파센서 및 종파 초음파센서는 상기한 도 2에 나타내는 바와 같은 종파 초음파와 횡파 초음파를 동일 발생으로 발생·검출하는 센서인데, 통상의 전자초음파센서를 이용할 수 있다.

종파 전파시간검출부(12)는 종파 초음파수신기(9)에서 수신한 수신신호로부터 주편(1)을 투과하는 종파 초음파의 전파시간을 검출하는 장치이며, 응고완료위치추정부(16)는 종파 전파시간검출부(12)에서 검출한 종파의 전파시간과 전열계산부(15)에서 산출된 응고완료위치의 관계를 정하며, 정한 관계에 의거하여 종파 초 음파의 전파시간으로부터 간접적으로 응고완료위치(4)를 추정하는 장치이다. 종파전파시간검출부(12) 및 응고완료위치추정부(16)는 계산기로 구성되어 있다. 그 외의 횡파투과강도검출부(10), 응고완료위치도달검지부(11), 물성값기억부(14) 및 전열계산부(15)는 제 4 실시형태 예와 동일 장치이며, 동일한 기능을 구비하고 있으며, 여기에서는 그 설명을 생략한다.

이하, 수신한 신호의 처리방법에 대해서 설명한다. 횡파 투과강도검출부(10), 응고완료위치도달검지부(11), 물성값기억부(14) 및 전열계산부(15)에 있어서의 신호의 처리방법은 제 4 실시형태 예와 동일하므로 여기에서는 그 설명을 생략한다.

종파 전파시간검출부(12)의 동작은 제 1 실시형태 예에 있어서의 종파 전파시간검출부(12)의 동작과 기본적으로 동일하고, 상기한 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5에 있어서, 도면 중의 최초의 파는 송신신호가 전기적으로 종파 초음파수신기(9)에 새어들어간 것이며, 2번째의 파가 종파 초음파의 투과신호이다. 여기에서 종파 전파시간검출부(12)는 송신신호의 송출타이밍으로부터 종파 투과신호의 출현타이밍까지의 시간을 검출한다. 종파 초음파의 투과신호의 검출방법으로서는 도 5에 나타내는 바와 같이, 한계값 이상이 되는 시점으로 해도 또는 게이트내의 최대값으로 되는 시점으로 해도, 어느 쪽이어도 좋다. 이 처리는 횡파 투과강도검출부(10)와 마찬가지로 수신신호의 파형을 A/D변환으로 계산기내에 받아들임으로써 계산처리에서 용이하게 실현할 수 있다. 또 실제로는 송신신호는 수 10Hz∼수 100Hz의 주기로 반복되므로 그 하나 하나의 파형을 평균화하고 나서 종파 초음파의 전파시간을 구하거나, 하나 하나의 파형의 전파시간을 평균화하거나 하여 노이즈에 의한 흔들림의 영향을 적게 하는 것이 유효하다.

마지막으로 응고완료위치추정부(16)의 동작에 대해서 도 16을 참조하여 설명한다. 도 16은 응고완료위치추정부(16)의 처리기능의 예를 나타내는 도면이고, 응고완료위치추정부(16)에 의해 작성된, 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치(4)를 산출하는 근사식을 도시한 것이다. 도 16에 있어서 가로축은 종파 전파시간검출부(12)에 의한 전파시간의 측정값이고, 세로축은 용강탕면(20)으로부터 응고완료위치(4)까지의 거리이며, 도면 중의 Vc는 주조속도이다.

여기에서 횡파 초음파센서는 용강탕면(20)으로부터 29.7m의 위치에 설치되어 있고, 예를 들면 Vc=1.8m/분의 정상부에 있어서 도 12에 나타내는 Y의 범위와 같은 신호가 얻어졌다고 하면 이 주조조건에 있어서의 응고완료위치(4)는 용강탕면(20)으로부터 29.7m의 위치이기 때문에 그때의 종파 전파시간검출부(12)에 의한 전파시간을 대비시키면 도 16 중의 흰 원의 플롯이 될 수 있다. 다음으로 이 시점에서 전열계산부(15)는 물성값기억부(14)에 입력된 주조조건 및 물성값을 이용하여 전열계산을 실시하고, 전열계산에 의해서 구해진 응고완료위치(4)가 29.7m로 되도록 전열계산에서 사용하는 물성값을 교정하며, 교정한 물성값을 사용하여 예를 들면 Vc=1.9m/분, 2.0m/분, 2.1m/분일 때의 응고완료위치를 전열계산에 의해 구한다. 교정한 물성값은 물성값기억부(14)에서 기억된다. 또 응고완료위치를 구하기 위한 전열계산을 실시한 Vc=1.9m/분, 2.0m/분, 2.1m/분의 각 주조속도에서 조업을 실시하고, 정상부에 있어서 각각의 종파 초음파의 전파시간을 종파 전파시간검출부(12) 에 의해 측정한다. 측정한 종파 초음파의 전파시간과 전열계산에 의해 구해진 응고완료위치를 플롯하면 도 16 중의 검은 원의 플롯이 작성된다. 이와 같이 하여 얻어진 플롯점으로부터 양자의 근사식 또는 테이블을 작성함으로써 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치(4)를 구할 수 있다. 여기에서 근사식은 일차식이어도 다항식이어도 어느 것이어도 상관없다.

전열계산에서 사용하는 물성값이 교정되었다면 전파시간 및 전열계산에 의한 응고완료위치의 양자의 근사식 또는 테이블을 그때마다 갱신하는 것이 바람직하다. 전열계산에서 사용하는 물성값을 교정하는 시점은 새로운 강종을 주조할 때마다의 1회만으로도, 또 연속주조의 조업중에 횡파 초음파센서의 배치위치를 응고완료위치(4)가 가로지를 때마다 또는 조작원의 판단에 의한 적당한 시기의 어느 것이어도 좋다. 또한 제 5 실시형태 예에서는 횡파 초음파센서와 종파 초음파센서를 동일위치에 배치하고 있는데, 주조인발방향으로 떨어진 위치라도 실시 가능하다.

이어서 주조조건과 물성값으로부터 전열계산에 의해서 응고완료위치를 검출하는 방법 및 장치에 관한 제 6 실시형태 예에 대해서 설명한다. 도 17은 본 발명의 제 6 실시형태 예를 나타내는 도면으로서 본 발명에 관련되는 응고완료위치검지장치를 구비한 슬라브연속주조기의 개략도이다.

제 6 실시형태 예에서는 도 17에 나타내는 바와 같이, 주편(1)을 사이에 두고 대향배치시킨 횡파 초음파송신기(6) 및 횡파 초음파수신기(8)로 이루어지는 횡파 초음파센서(이하, 「제 1 횡파 초음파센서」로 불린다)와, 제 1 횡파 초음파센서의 하류측에 주편(1)을 사이에 두고 대향배치시킨 횡파 초음파송신기(6B) 및 횡 파 초음파수신기(8B)로 이루어지는 제 2 횡파 초음파센서와, 횡파 초음파송신기(6) 및 횡파 초음파송신기(6B)로 전기신호를 부여하여 주편(1)에 초음파를 송출하기 위한 전기회로인 초음파송신부(5)와, 횡파 초음파수신기(8)에서 수신한 수신신호를 처리하기 위한 횡파 투과강도검출부(10) 및 응고완료위치도달검지부(11)와, 횡파 초음파수신기(8B)에서 수신한 수신신호를 처리하기 위한 횡파 전파시간검출부(17)와, 전열계산용 물성값을 기억하기 위한 물성값기억부(14)와, 전열계산을 실시하는 전열계산부(15)와, 횡파 전파시간검출부(17) 및 전열계산부(15)로부터의 신호를 처리하기 위한 응고완료위치추정부(16)를 구비하고 있다.

횡파 전파시간검출부(17)는 횡파 초음파수신기(8B)에서 수신한 수신신호로부터 주편(1)을 투과하는 횡파 초음파의 전파시간을 검출하는 장치이고, 계산기로 구성되어 있다. 그 외의 횡파 투과강도검출부(10), 응고완료위치도달검지부(11), 물성값기억부(14), 전열계산부(15) 및 응고완료위치추정부(16)는 제 5 실시형태 예와 동일 장치이고, 동일한 기능을 구비하고 있으며, 여기에서는 그 설명을 생략한다.

이하, 수신한 신호의 처리방법에 대해서 설명한다. 횡파 투과강도검출부(10), 응고완료위치도달검지부(11), 물성값기억부(14) 및 전열계산부(15)에 있어서의 신호의 처리방법은 제 5 실시형태 예와 동일하므로 여기에서는 그 설명을 생략한다.

횡파 전파시간검출부(17)의 동작은 제 5 실시형태 예에 있어서의 종파 전파시간검출부(12)의 동작과 기본적으로 동일하며, 횡파 전파시간검출부(17)는 송신신호의 송출타이밍으로부터 횡파투과신호의 출현타이밍까지의 시간을 검출한다. 횡 파 초음파의 투과신호의 검출방법으로서는 한계값 이상이 되는 시점으로 해도 또는 도 3에 나타내는 바와 같은 게이트내의 최대값으로 되는 시점으로 해도 어느 쪽이어도 좋다.

응고완료위치추정부(16)는 횡파 전파시간검출부(17)에 의해서 측정된 횡파 초음파의 전파시간과 전열계산부(15)에 의해서 계산된 응고완료위치의 관계를 예를 들면 제 5 실시형태 예에서 설명한 도 16과 같이 하여 정하고, 정한 양자의 관계에 의거하여 횡파 전파시간검출부(17)에 의해서 측정된 횡파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치(4)를 구한다. 즉, 제 6 실시형태 예에서는 제 5 실시형태 예에 있어서의 종파 초음파의 전파시간 대신에 횡파 초음파의 전파시간을 이용하여 응고완료위치(4)를 구하는 것이다. 따라서 전열계산에서 사용하는 물성값의 교정 등은 제 5 실시형태 예에 준하여 실시한다.

또한, 제 6 실시형태 예에서는 횡파 초음파의 전파시간을 구하기 위해 제 2 횡파 초음파센서를 설치했는데, 제 2 횡파 초음파센서의 설치는 반드시 필요하지 않고, 전파시간을 측정하기 위한 횡파 초음파센서로서 횡파 초음파송신기(6) 및 횡파 초음파수신기(8)로 이루어지는 제 1 횡파 초음파센서를 겸용할 수도 있다. 단, 횡파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치(4)를 구하는 경우에는 응고완료위치의 구해지는 범위는 횡파 초음파센서의 설치위치보다도 응고완료위치(4)가 상류측에 있는 경우에 한정되므로 설치위치에 주의하는 것이 중요하다.

상기에 설명한 제 1∼6 실시형태 예의 응고완료위치검출방법 및 검출장치를 이용함으로써 응고완료위치(4)를 온라인으로 정확하게 파악하는 것이 가능하게 되 며, 조업파라미터를 조정하는 것으로 응고완료위치(4)의 제어가 가능하게 된다. 그 결과, 응고완료위치(4)를 가능한 한 연속주조기의 기단(機端)에 위치시켜서 생산성을 향상하거나 경압하대에 항상 잘 들어가도록 하여 중심편석을 저감시키거나 하는 것이 가능하게 된다.

응고완료위치(4)의 제어에 적용 가능한 조업파라미터로서는 주조속도, 2차냉각수량(전체의 증감, 길이방향의 수량분포패턴, 폭방향의 수량분포패턴), 롤갭패턴(roll gap pattern), 전자교반강도의 변경, 몰드파우더(브랜드)의 변경, 용강의 과열도(보온덮개나 발열파우더에 의한 제어)등이 있으며, 이들의 주조조건과 응고완료위치(4)의 관계를 미리 실험적 또는 이론적으로 파악하여 둠으로써 이들의 조업파라미터의 조정에 의해 응고완료위치(4)를 정확하게 제어할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기에 설명한 범위에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 면탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변경할 수 있다. 예를 들면 상기 설명에서는 전자초음파센서를 이용한 경우에 대해서 설명했는데, 종파 초음파의 송신 및 수신에는 압전진동자를 물과 접촉시키는 방법이나, 레이저초음파법을 이용해도 좋다. 또 레이저초음파법으로 송신하고, 전자초음파법으로 수신하는 것도 계측감도를 높이는 것이기 때문에 유용하다.

또한 상기 실시형태에 있어서는 횡파 초음파송신기(6)와 횡파 초음파수신기(8)를 또는 종파 초음파송신기(7)와 종파 초음파수신기(9)를 주편(1)을 사이에 두고 투과법으로 계측하는 배치로 하고 있는데, 송신기와 수신기를 주편(1)의 동일면상에 배치하고, 주편(1)의 반대면에서의 에코를 이용하여 반사법으로 계측하도록 해도 좋다. 본 발명에 있어서 초음파센서는 이들의 어떤 형태도 포함하는 것이다. 또 본 발명에 있어서는 전파시간으로부터 응고완료위치를 구하는 계산식의 교정이나 전열계산의 물성값의 교정 또는 전파시간과 응고완료위치의 근사식이나 테이블의 작성 등은 주편폭방향의 임의의 복수위치에서 실시해도 좋다. 이와 같이 주편폭방향의 임의의 복수위치에 있어서 각각 별도의 계산식을 이용하도록 하면 주편폭방향에 있어서의 냉각얼룩이나 두께변동의 영향을 적게 하여 각 위치 각각에서 측정 정밀도를 향상시킬 수 있다. 그 경우, 상하류에 복수의 초음파센서를 설치한 경우, 각각의 초음파센서의 측정위치는 주편(1)에 대해서 동일의 폭방향위치에서 실시할 필요가 있다.

또 상기 실시형태 예에서는 전파시간으로부터 응고완료위치를 구하는 계산식의 교정이나 전열계산의 물성값의 교정, 또는 전파시간과 응고완료위치의 근사식이나 테이블의 작성 등을 실시한 연속주조기에 있어서 응고완료위치(4)를 추정하고 있는데, 교정된 계산식, 물성값, 또는 전파시간과 응고완료위치의 근사식이나 테이블을 이용하여 별도의 연속주조기의 응고완료위치를 추정할 수 있다. 단, 이 경우에도 예를 들면 종파 초음파의 전파시간을 파악하기 위해 별도의 연속주조기에 있어서도 종파 초음파센서를 배치할 필요가 있다. 또한 별도의 연속주조기에 한정하지 않고 동일의 연속주조기에 있어서, 고장이나 갱신 등으로 교환된 새로운 초음파센서에 대해서 교정된 계산식, 물성값, 또는 전파시간과 응고완료위치의 근사식이나 테이블을 입력하여 사용하는 것도 가능하다.

또 제 1∼제 3 실시형태 예에서는 종파 초음파의 전파시간으로부터 일차식을 이용하여 응고완료위치(4)를 직접 구하는 경우에 대해서 설명했는데, 이차식 또는 삼차식 등의 다항식을 이용해도 좋고, 또 종파 초음파의 전파시간으로부터 고상부(2)의 두께를 구하며, 구한 고상부(2)의 두께와 주조속도로부터 응고완료위치를 구해도 좋다. 그 경우에는 횡파 초음파에 의해서 응고완료위치의 통과가 판정된 시점에 있어서, 상기한 (1)식에서 구해지는 고상두께(d)가 주편두께(D)의 1/2로 되도록 교정하면 좋다.

또한 종파 초음파와 횡파 초음파를 동일위치에서 발생·검출하기 위한 전자초음파센서에 대해서는 종파용 코일과 횡파용 코일을 따로따로 배치하지 않고, 센서의 자극의 극성을 교대로 바꿈으로써 종파용의 코일과 횡파용의 코일을 동일의 코일로 겸용할 수도 있다.

또 응고완료위치도달검출부(11)에 있어서의 판정을 조작원의 판단에 맡기고, 응고완료위치의 통과판정의 타이밍을 조작원이 응고완료위치연산부(13)에 지시하도록 해도 좋다. 또한 데이터의 수집을 실시한 후에 응고완료위치의 통과판정이나 교정, 및 응고완료위치의 추정작업을 책상 위에서 수동에 의해서 실시해도 좋다.

또 제 4∼제 6 실시형태 예에서는 주조속도를 단계적으로 변화시키고, 정상부에 있어서 응고완료위치가 횡파 초음파센서의 위치가 되는 주조속도를 구하도록 하여 전열계산을 교정하고 있는데, 비정상부에 있어서 응고완료위치가 횡파 초음파센서의 위치를 통과하는 타이밍을 측정하도록 해도, 비정상부도 고려한 전열계산을 이용함으로써 전열계산의 교정은 가능하다.

본 발명에 따르면, 주편의 응고완료위치를 횡파 초음파센서에 의해서 검출한 시점에서, 종파 초음파센서에서 측정된 종파 초음파의 전파시간으로부터 구해지는 응고완료위치, 또는 전열계산으로부터 구해지는 응고완료위치를 교정하므로 주편에의 리벳 박음 등의 수고가 드는 교정작업을 실시하는 일 없이, 횡파 초음파센서나 종파 초음파센서의 측정값만으로부터 주편의 응고완료위치를 정밀도 좋게 검지하는 것이 가능하게 된다. 이에 따라 모든 강종의 여러가지인 주조조건에 있어서 응고완료위치를 주조중에 정밀도 좋게 파악하는 것이 가능하게 되며, 연속주조기의 기장(機長)을 최대로 사용하여 생산성을 향상하거나, 경압하를 적절하게 실시하여 중심편석의 경감된 주편을 제조하거나 할 수 있어 공업상 유익한 효과를 가져오게 된다.

Claims (16)

1. 연속주조주편에 대하여 횡파 초음파를 송신하고, 또한 송신한 횡파 초음파를 수신하는 횡파 초음파센서와, 연속주조주편에 대하여 종파 초음파를 송신하고, 또한 송신한 종파 초음파를 수신하는 종파 초음파센서를 연속주조기의 동일위치 또는 주조방향으로 떨어진 2개소의 주편폭방향의 동일위치에 배치하고, 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의거하여 주편의 응고완료위치가 횡파 초음파센서가 배치된 위치와 일치된 것을 검지하며, 그 시점에 있어서의 종파 초음파의 전파시간으로부터 산출한 응고완료위치가 횡파 초음파센서가 배치된 위치와 합치하도록 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치를 구하는 계산식을 교정하고, 교정 후는 교정한 계산식에 의거하여 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치를 구하는 것을 특징으로 하는 연속주조주편의 응고완료위치검지방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 횡파 초음파센서의 주조방향 하류측의 주편폭방향의 동일위치에 제 2 횡파 초음파센서를 추가로 배치하고, 제 2 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의거하여 주편의 응고완료위치가 제 2 횡파 초음파센서가 배치된 위치와 일치된 것을 검지하며, 그 시점에 있어서의 종파 초음파의 전파시간으로부터 산출한 응고완료위치가 제 2 횡파 초음파센서가 배치된 위치와 합치하도록 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치를 구하는 계산식을 추가로 교정하는 것을 특징으로 하는 연속주조주편의 응고완료위치검지방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 종파 초음파의 전파시간으로부터 응고완료위치를 구하는 계산식은, 응고완료위치가 종파 초음파센서가 배치된 위치보다도 주조방향 상류측인 경우와 하류측인 경우에서 다른 계산식인 것을 특징으로 하는 연속주조주편의 응고완료위치검지방법.
4. 연속주조주편에 대하여 횡파 초음파를 송신하고, 또한 송신한 횡파 초음파를 수신하는 횡파 초음파센서를 연속주조기에 배치하며, 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의거하여 주편의 응고완료위치가 횡파 초음파센서가 배치된 위치와 일치된 것을 검지하고, 그 시점에 있어서의 주조조건을 이용한 전열계산에 의해서 산출되는 응고완료위치가 횡파 초음파센서가 배치된 위치와 합치하도록 전열계산에서 이용하는 물성값을 교정하며, 교정 후는 교정한 물성값을 이용하여 각각의 주조조건에 있어서의 응고완료위치를 전열계산에 의해서 구하는 것을 특징으로 하는 연속주조주편의 응고완료위치검지방법.
5. 연속주조주편에 대하여 횡파 초음파를 송신하고, 또한 송신한 횡파 초음파를 수신하는 횡파 초음파센서를 연속주조기에 배치하며, 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의거하여 주편의 응고완료위치가 횡파 초음파센서가 배치된 위치와 일치된 것을 검지하고, 그 시점에 있어서의 주조조건을 이용한 전열계산에 의해서 산출되는 응고완료위치가 횡파 초음파센서가 배치된 위치와 합치하도록 전열계산에서 이용하는 물성값을 교정하며, 이어서 교정한 물성값을 이용하여 전열계산에 의해 응고완료위치를 구하는 동시에, 상기 횡파 초음파센서에 의해서 전파시간을 측정하고, 전열계산에 의해서 구한 응고완료위치와 횡파 초음파센서에 의해서 측정한 전파시간의 관계를 구하며, 해당 관계에 의거하여 횡파 초음파센서에서 측정되는 전파시간으로부터 응고완료위치를 구하는 것을 특징으로 하는 연속주조주편의 응고완료위치검지방법.
6. 연속주조주편에 대하여 횡파 초음파를 송신하고, 또한 송신한 횡파 초음파를 수신하는 제 1 횡파 초음파센서와, 연속주조주편에 대하여 종파 초음파를 송신하고, 또한 송신한 종파 초음파를 수신하는 종파 초음파센서나 또는 횡파 초음파를 송신하고, 또한 송신한 횡파 초음파를 수신하는 제 2 횡파 초음파센서 중 적어도 1개를 연속주조기에 배치하고, 제 1 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의거하여 주편의 응고완료위치가 제 1 횡파 초음파센서가 배치된 위치와 일치된 것을 검지하며, 그 시점에 있어서의 주조조건을 이용한 전열계산에 의해서 산출되는 응고완료위치가 제 1 횡파 초음파센서가 배치된 위치와 합치하도록 전열계산에서 이용하는 물성값을 교정하고, 이어서 교정한 물성값을 이용하여 전열계산에 의해 응고완료위치를 구하는 동시에, 상기 종파 초음파센서 또는 제 2 횡파 초음파센서에 의해서 전파시간을 측정하며, 전열계산에 의해서 구한 응고완료위치와 종파 초음파센서 또는 제 2 횡파 초음파센서에 의해서 측정한 전파시간의 관계를 구하고, 해당 관계에 의거하여 종파 초음파센서 또는 제 2 횡파 초음파센서에서 측정되는 전파시간으로부터 응고완료위치를 구하는 것을 특징으로 하는 연속주조주편의 응고완료위치검지방법.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 방법에 의해서 교정된 계산식을 이용하고, 상기 교정을 실시한 연속주조기와 동일 또는 다른 별도의 연속주조기에 배치된 종파 초음파센서에 의한 종파 초음파의 전파시간으로부터 해당 연속주조기에 있어서의 응고완료위치를 구하는 것을 특징으로 하는 연속주조주편의 응고완료위치검지방법.
8. 제 4 항에 기재된 방법에 의해서 교정된 물성값과, 상기 교정을 실시한 연속주조기와 동일 또는 다른 별도의 연속주조기의 주조조건을 이용하여 전열계산해서 해당 연속주조기에 있어서의 응고완료위치를 구하는 것을 특징으로 하는 연속주조주편의 응고완료위치검지방법.
9. 제 5 항 또는 제 6 항에 기재된 방법에 의해서 구해진 전열계산으로부터 구한 응고완료위치와 초음파센서에 의해서 측정한 전파시간의 관계에 의거하여 해당 관계를 구한 연속주조기와 동일 또는 다른 별도의 연속주조기에 배치된 횡파 초음파센서 또는 종파 초음파센서에 의한 초음파의 전파시간으로부터 해당 연속주조기 에 있어서의 응고완료위치를 구하는 것을 특징으로 하는 연속주조주편의 응고완료위치검지방법.
10. 제 1 항 또는 제 2항, 제 4항 내지 제 6항의 어느 한 항에 기재한 연속주조주편의 응고 완료위치 검지방법에 의해서 주편의 응고완료위치를 판정하고, 해당 판정결과에 의거하여 주조속도 또는 주편의 2차냉각강도를 조정하는 것을 특징으로 하는 연속주조주편의 제조방법.
11. 연속주조주편에 대하여 횡파 초음파를 송신하는 횡파 송신기와 송신한 횡파 초음파를 수신하는 횡파 수신기로 이루어지는 횡파 초음파센서와, 해당 횡파 초음파센서의 배치위치와 연속주조기의 동일위치 또는 주조방향으로 떨어진 주편폭방향의 동일위치에 설치된 연속주조주편에 대하여 종파 초음파를 송신하는 종파 송신기와 송신한 종파 초음파를 수신하는 종파 수신기로 이루어지는 종파 초음파센서와, 해당 종파 초음파센서에서 수신한 수신신호에 의거하여 계산식을 이용해 주편의 응고완료위치를 구하는 응고완료위치연산부를 구비한 연속주조주편의 응고완료위치검지장치에 있어서, 상기 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의해 횡파 초음파센서의 배치위치와 주편의 응고완료위치가 일치된 것이 확인된 시점에서, 상기 계산식에 의해 산출되는 응고완료위치가 횡파 초음파센서의 배치위치와 합치하도록 상기 계산식은 교정되는 것을 특징으로 하는 연속주조주편의 응고완료위치검지장치.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 횡파 초음파센서의 주조방향 하류측의 주편폭방향의 동일위치에 제 2 횡파 초음파센서가 추가로 배치되고, 제 2 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의해서 제 2 횡파 초음파센서의 배치위치와 주편의 응고완료위치가 일치된 것이 확인된 시점에서, 상기 계산식에 의해 산출되는 응고완료위치가 제 2 횡파 초음파센서의 배치위치와 합치하도록 상기 계산식은 추가로 교정되는 것을 특징으로 하는 연속주조주편의 응고완료위치검지장치.
13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,

    상기 횡파 송신기 및 종파 송신기는 주편을 사이에 두고 한쪽측에 배치되며, 상기 횡파 수신기 및 종파 수신기는 주편을 사이에 두고 그 반대측에 배치되어 있고, 횡파 송신기와 종파 송신기 및 횡파 수신기 및 종파 수신기는 주편의 폭방향에 3개 이상의 자극을 가지며, 내측의 자극의 주위를 감도록 배치한 종파용 코일과, 자극면에 겹치도록 배치한 횡파용 코일을 갖는 일체구조의 전자초음파센서로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 연속주조주편의 응고완료위치검지장치.
14. 연속주조주편에 대해서 횡파 초음파를 송신하는 횡파 송신기와 송신한 횡파 초음파를 수신하는 횡파 수신기로 이루어지는 횡파 초음파센서와, 주조조건 및 물성값에 의거하여 전열계산을 실시해서 주편의 응고완료위치를 구하는 전열계산부를 구비한 연속주조주편의 응고완료위치검지장치에 있어서, 상기 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의해 횡파 초음파센서의 배치위치와 주편의 응고완료위치가 일치된 것이 확인된 시점에서 상기 전열계산부에 의해 산출되는 응고완료위치가 횡파 초음파센서의 배치위치와 합치하도록 전열계산에 사용되는 물성값이 교정되는 것을 특징으로 하는 연속주조주편의 응고완료위치검지장치.
15. 연속주조주편에 대해서 횡파 초음파를 송신하는 횡파 송신기와 송신한 횡파 초음파를 수신하는 횡파 수신기로 이루어지는 횡파 초음파센서와, 주조조건 및 물성값에 의거하여 전열계산을 실시해서 주편의 응고완료위치를 구하는 전열계산부와, 상기 횡파 초음파센서에서 수신한 수신신호와 전열계산부에서 산출한 응고완료위치의 관계를 이용하여 주편의 응고완료위치를 구하는 응고완료위치추정부를 구비한 연속주조주편의 응고완료위치검지장치에 있어서, 상기 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의해 횡파 초음파센서의 배치위치와 주편의 응고완료위치가 일치된 것이 확인된 시점에서, 상기 전열계산부에 의해 산출되는 응고완료위치가 횡파 초음파센서의 배치위치와 합치하도록 전열계산에 사용되는 물성값이 교정되고, 해당 물성값의 교정 후, 상기 응고완료위치추정부에 있어서 횡파 초음파센서에서 수신한 수신신호와 전열계산부에서 산출한 응고완료위치의 관계가 정해지며, 해당 관계에 의거하여 횡파 초음파센서에서 측정되는 전파시간으로부터 응고완료위치가 구해지는 것을 특징으로 하는 연속주조주편의 응고완료위치검지장치.
16. 연속주조주편에 대해서 횡파 초음파를 송신하는 횡파 송신기와 송신한 횡파 초음파를 수신하는 횡파 수신기로 이루어지는 횡파 초음파센서와, 연속주조주편에 대하여 종파 초음파를 송신하는 종파 송신기와 송신한 종파 초음파를 수신하는 종파 수신기로 이루어지는 종파 초음파센서와, 주조조건 및 물성값에 의거하여 전열계산을 실시해서 주편의 응고완료위치를 구하는 전열계산부와, 상기 종파 초음파센서에서 수신한 수신신호와 전열계산부에서 산출한 응고완료위치의 관계를 이용하여 주편의 응고완료위치를 구하는 응고완료위치추정부를 구비한 연속주조주편의 응고완료위치검지장치에 있어서, 상기 횡파 초음파센서의 수신신호의 강도 변화에 의해 횡파 초음파센서의 배치위치와 주편의 응고완료위치가 일치된 것이 확인된 시점에 있어서, 상기 전열계산부에 의해 산출되는 응고완료위치가 횡파 초음파센서의 배치위치와 합치하도록 전열계산에 사용되는 물성값이 교정되고, 해당 물성값의 교정 후, 상기 응고완료위치추정부에 있어서 종파 초음파센서에서 수신한 수신신호와 전열계산부에서 산출한 응고완료위치의 관계가 정해지며, 해당 관계에 의거하여 종파 초음파센서에서 측정되는 전파시간으로부터 응고완료위치가 구해지는 것을 특징으로 하는 연속주조주편의 응고완료위치검지장치.

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