KR101701985B1

KR101701985B1 - 자기장 측정 장치

Info

Publication number: KR101701985B1
Application number: KR1020150114708A
Authority: KR
Inventors: 오창석
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2015-08-13
Filing date: 2015-08-13
Publication date: 2017-02-02

Abstract

본 발명은 외측에 자기장을 발생시키는 전자 교반기가 설치된 몰드 내부의 자기장을 측정하는 자기장 측정 장치에 관한 것으로, 몰드의 연장 방향으로 연장 형성되어, 상기 몰드 상부에 안착 가능한 지지 유닛, 몰드 내 자기장의 측정이 가능한 센서를 구비하며, 상기 지지 유닛과 연결되어, 상기 지지 유닛의 연장 방향을 따라 몰드의 폭 방향으로 수평 이동 가능하고, 상기 센서의 승하강 이동 및 수평도 조절이 가능한 측정 유닛을 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태에 의하면, 센서를 수평 이동시켜 몰드의 중심에 위치하도록 하고, 센서의 하부면이 전자 교반기의 상하 방향 중심에 위치하도록 한 상태로 지지 고정시킬 있다. 또한, 수평도 조절이 용이한 측정 본체에 센서를 지지시켜, 상기 센서의 수평 조절이 용이하도록 한다. 따라서, 센서를 이용한 자기장 측정 시에, 바람직한 위치에 센서가 위치하고 있기 때문에, 자기장 측정값의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

자기장 측정 장치{Magnetic field Measurement Apparatus}

본 발명은 자기장 측정 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주형 내 용강의 유동을 위해 인가된 자기장의 측정 신뢰성을 향상시킬 수 있는 자기장 측정 장치에 관한 것이다.

통상적으로 연속 주조는 용강을 몰드 통과시키면서 냉각시키고, 일 방향으로 배열된 복수의 롤이 조립된 세그먼트를 통과시키면서 주조와 압연을 실시하여, 슬라브, 빌렛 등의 주편을 연속 주조 제조하는 공정을 말한다.

연속 주조 공정에 있어서, 용강의 응고는 몰드에서 가장 먼저 시작되는데, 몰드 내에서 용강의 탕면 유동은 초기 주편의 표층하 결함 발생에 주요한 인자로 작용한다. 또한, 균일한 탕면 온도는 초기 응고를 균일하게 하여, 주편의 코너 또는 표면에서의 결함 발생을 억제하고, 적절한 탕면 유속은 와류에 의한 개재물 혼입을 방지할수 있어, 초기 응고 조직을 치밀하게 할 수 있다.

이렇게 몰드 내 용강의 유동은 주편 품질을 결정하는 중요 인자이므로, 몰드 내 용강을 적절하게 유동시키는 제어가 필요하다.

용강 탕면의 유동은 침지 노즐에서의 용강 토출각, 토출구의 크기 및 침지 노즐의 사양 조절을 통해 제어 가능하나, 주편의 대형화 및 생산 고속화되면서 침지 노즐의 사양의 제어로는 충분한 효과를 얻을 수 없었다.

몰드 내 용강을 유동하는 방법으로, 전자기력을 이용한 용강 교반(Electro Magnetic Stirrer, EMS) 방법이 사용되고 있다. 이를 위해, 몰드 외측에 전자기력 발생 수단을 위치시키고, 연속 주조 시에 이를 작동시켜 용강 탕면의 유동을 제어한다.

한편, 용강 유동의 제어를 위해서, 몰드 내 용강의 자기장을 측정하고, 자기장의 크기에 따라 전자기력 발생 수단의 동작을 제어해야 한다. 이를 위해, 자기장의 측정 장치의 센서(프로브)를 몰드 내 용강으로 삽입시켜 몰드 내 자기장의 세기를 측정한다. 자기장의 정확한 측정을 위해서는 센서가 몰드 내 중앙에 위치하고, 몰드의 장변과 평행하게 되어야 한다.

그런데, 자기장 측정을 위해 작업자가 직접 센서를 몰드 내로 삽입시켜 임의로 위치 또는 배치를 조정한 후 측정하기 때문에, 센서가 몰드 내 중앙에 위치하지 않거나, 장변과 평행하게 위치하지 않을 수 있다. 이는 측정 오차 발생 또는 측정 결과 불량 발생의 요인이 되며, 이 측정 데이타를 통해 전자기력 발생 수단을 제어하여 전류치 또는 자기장의 크기를 조절하면, 용강 유동이 불안정하거나 적철치 않아 주편 불량이 발생된다.

한국공개특허 2000-7002246

본 발명은 주형 내 용강의 유동을 위해 발생시키는 자기장의 측정 신뢰성을 향상시킬 수 있는 자기장 측정 장치를 제공한다.

본 발명은 자기장의 측정 위치를 조정할 수 있는 자기장 측정 장치를 제공한다.

본 발명은 외측에 자기장을 발생시키는 전자 교반기가 설치된 몰드 내부의 자기장을 측정하는 자기장 측정 장치에 관한 것으로, 상기 몰드 상부에 안착 가능한 지지 유닛; 상기 몰드 내 자기장의 측정이 가능한 센서를 구비하며, 상기 지지 유닛과 연결되어, 상기 지지 유닛의 연장 방향을 따라 몰드의 폭 방향으로 수평 이동 가능하고, 상기 센서의 수평도 조절이 가능한 측정 유닛;을 포함한다.

상기 지지 유닛은 상기 몰드의 내부 공간과 대응하는 영역이 개구된 중공형의 형상을 가지는 프레임을 포함하고, 상기 프레임 상에 상기 몰드의 폭 방향으로 연장된 수평 이동부가 설치된다.

상기 몰드는 상호 마주보며 평행하게 배치된 한 쌍의 장변 부재 및 상호 마주보며 평행하며, 각각이 상기 한 쌍의 장변 부재와 교차하도록 배치된 한 쌍의 단변 부재를 포함하고, 상기 한 쌍의 단변 부재 각각의 상부에는 그 연장 방향의 중심에 홈이 마련되고, 상기 수평 이동부는 상기 몰드의 장변 부재와 대응하는 방향으로 연장되어 상기 한 쌍의 장변 부재 각각의 상부에 지지 가능하다.

상기 프레임은, 상기 몰드의 장변 부재와 대응하는 방향으로 연장되어 상호 마주보며 이격 배치된 제 1 및 제 2 프레임 부재; 상기 몰드의 단변 부재와 대응하는 방향으로 연장되어 상호 마주보며 이격 배치되고, 상기 제 1 및 제 2 프레임 부재와 각기 교차하도록 연결된 제 3 및 제 4 프레임 부재; 를 포함하고,

상기 제 1 및 제 2 프레임 부재 각각의 상부에 상기 수평 이동부가 설치되며, 상기 제 3 및 제 4 프레임 부재 각각에는 상기 몰드의 단변 부재의 중심에 마련된 상기 홈에 삽입 가능한 돌출부를 포함한다.

상기 측정 유닛은, 상기 수평 이동부 상측에 위치하는 측정 본체; 상기 측정 본체에 장착되고, 상기 수평 이동부에 체결 가능하여, 상기 수평 이동부를 따라 활주 가능한 이동 블록; 상기 측정 본체로부터 상하 방향으로 연장 형성된 지지대; 및 상기 지지대의 하부에 설치된 센서와 연결되어, 상기 센서를 승하강시키는 승하강부;를 포함한다.

상기 측정 본체는 삼각형의 형상이며, 3개의 꼭지점과 대응하도록 3개의 이동 블록이 마련되고, 상기 3개의 이동 블록은 상기 측정 본체의 3개의 꼭지점 각각에 연결되어, 상기 수평 이동부 상측에 대응 위치하며, 상기 3개의 이동 블록 중 두개의 이동 블록과 하나의 이동 블록은 제 1 및 제 2 프레임 부재 중 서로 다른 프레임 부재의 상부에 설치된 수평 이동부 상측에 위치한다.

상기 이동 블록과 대응하는 갯수로 마련되어 상기 각 이동 블록과 연결되며, 상기 이동 블록 각각을 상승 또는 하강시켜, 상기 측정 본체의 수평도를 조절하는 복수의 수평 조절부를 포함한다.

상기 수평 조절부는 상기 측정 본체의 상측으로부터 하측으로 관통하도록 설치되어, 상기 측정 본체 하부에 위치하는 이동 블록과 연결되며, 상기 수평 조절부의 외주면 및 수평 조절부가 삽입된 측정 본체의 내부에 나사산이 형성되어, 상기 수평 조절부의 회전 방향에 따라 상기 이동 블록이 상승 또는 하강되어 높이 조절된다.

상기 제 1 및 제 2 프레임 부재 중 적어도 어느 하나에 상기 제 1 및 제 2 프레임 부재의 연장 방향으로 눈금자가 형성되고, 상기 지지대에 상하 연장 방향으로 눈금자가 형성된다.

상기 측정 본체의 상부에는 상기 측정 본체의 수평 여부 상태를 확인할 수 있는 수평계가 설치된다.

본 발명의 실시형태에 의하면, 센서를 수평 이동시켜 몰드의 중심에 위치하도록 하고, 센서의 하부면이 전자 교반기의 상하 방향 중심에 위치하도록 한 상태로 지지 고정시킬 있다. 또한, 수평도 조절이 용이한 측정 본체에 센서를 지지시켜, 상기 센서의 수평 조절이 용이하도록 한다. 따라서, 센서를 이용한 자기장 측정 시에, 바람직한 위치에 센서가 위치하고 있기 때문에, 자기장 측정값의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 측정 유닛은 수평 이동 및 상하 이동이 가능하기 때문에, 몰드 사이즈에 관계없이 자기장의 측정이 용이한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자기장 측정 장치가 몰드에 설치된 상태를 정면에서 바라본 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자기장 측정 장치를 측면에서 바라본 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자기장 측정 장치가 몰드에 설치된 상태를 상측에서 바라본 도면
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가이드 레일 상측에 측정 본체 및 이동 블록의 위치하는 상태를 설명하기 위한 상면도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자기장 측정 장치를 이용한 측정 결과를 나타낸 그래프
도 6은 종래의 자기장 측정 장치를 이용한 측정 결과를 나타낸 그래프

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자기장 측정 장치가 몰드에 설치된 상태를 정면에서 바라본 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자기장 측정 장치를 측면에서 바라본 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자기장 측정 장치가 몰드에 설치된 상태를 상측에서 바라본 도면이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가이드 레일 상측에 측정 본체 및 이동 블록의 위치하는 상태를 설명하기 위한 상면도이다.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 자기장 측정 장치를 이용한 측정 결과를 나타낸 그래프이다. 도 6은 종래의 자기장 측정 장치를 이용한 측정 결과를 나타낸 그래프이다.

일반적으로 용강을 응고시켜 주편을 주조하는 연속 주조 장치는 용강을 1차 냉각시키는 몰드, 몰드의 하측에서 일 방향으로 연장 배열된 복수의 롤이 조립된 복수의 세그먼트를 포함하고, 몰드로부터 1차 냉각되어 인발된 주편은 복수의 세그먼트를 통과하면서 2차 냉각된다. 또한, 주편의 품질 향상을 위해서는 몰드 내 용강을 적절하게 유동시킬 필요가 있으며, 이를 위해 몰드의 측 방향에 용강 유동을 위한 교반 수단이 설치된다.

몰드는 턴디쉬(미도시)로부터 용강을 제공받아 1차 냉각시키는 수단으로, 내부 공간을 가지며, 내부에는 용강을 냉각시키는 냉매가 흐른다. 보다 구체적으로 몰드는 횡단면이 형상이 대략 직사각형인 형상으로, 상호 평행하게 마주보도록 상호 이격 배치된 한 쌍의 장변 부재(110)와, 한 쌍의 장변 부재(110)와 각기 교차하면서 상호 평행하게 마주보도록 배치된 한 쌍의 단변 부재(120)를 포함한다. 즉, 한 쌍의 장변 부재(110)와 한 쌍의 단변 부재(120)가 상호 직교하도록 배치되어 연결된다. 그리고 한 쌍의 장변 부재(110) 및 한 쌍의 단변 부재(120) 각각은 동으로 이루어진 플레이트 또는 판재(즉, 동판)으로 이루어져 있어, 동판으로도 명명된다.

교반 수단은 전자기력, 다른 말로하면 자기장을 발생시켜 용강을 교반시키는 수단으로, 이하에서는 전자 교반기(Electro Magnetic Stirrer, EMS)(200)라 명명한다. 전자 교반기(Electro Magnetic Stirrer, EMS)(200)는 코일을 포함하며, 코일은 전원 공급부(미도시)로부터 전원을 공급받아 자기장을 발생하여 몰드 내 용강을 교반한다. 코일은 전기가 흐르는 도체로 이루어진 와이어(wire)가 몰드의 높이 방향으로 나선형으로 연장된 형상이며, 몰드(100)의 한 쌍의 장변 부재(110) 및 단변 부재(120)의 외측에 설치된다.

자기장 측정 장치(3000)는 주편의 주조 전 또는 후에 전자 교반기(200)를 동작시켜 몰드(100)에서의 자기장의 크기 등의 상태를 측정하여 점검하기 위한 장치이다. 본 발명의 실시예에 따른 자기장 측정 장치(3000)는 자기장을 측정하는 센서(3150)가 몰드(100) 폭 방향에서의 중앙, 전자 교반기(200)의 상하 방향에서의 중앙에 위치하며, 센서가 몰드(100)의 장변 부재(110)와 평행하도록 배치 또는 위치 조절 가능하다.

이러한 자기장 측정 장치(3000)는 주조 전 또는 후에 몰드 내부가 비어있을 때 자기장을 측정하여 점검하는데 활용된다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 자기장 측정 장치에 대해 보다 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자기장 측정 장치(3000)는 몰드(100) 내부 공간으로 삽입되어 자기장을 측정하는 센서(3150)를 가지는 측정 유닛(3100), 몰드(100) 상부에 배치되어 측정 유닛을 지지하는 지지 유닛(3200), 지지 유닛(3200)에 설치되어, 그 상부에 지지되는 측정 유닛이 수평 이동 또는 좌우 이동이 가능하도록 하는 수평 이동부(3300), 센서(3150)에서 측정된 자기장을 표시하는 모니터(3400)를 포함한다.

지지 유닛(3200)은 자기장 측정 시에 몰드(100) 상부에 안착되어, 측정 유닛(3100)이 몰드에 지지 고정되도록 한다. 이러한 지지 유닛(3200)은 몰드(100)의 내부 공간 및 그 폭과 대응하도록 중앙 영역이 개구된 중공형의 형상이다. 실시예에 따른 지지 유닛(3200)은 몰드(100)의 내부 공간과 대응하는 영역이 개구된 중공형의 형상인 프레임(3210), 각각이 프레임(3210)의 외측과 연결되도록 상호 이격 설치되어 프레임(3210)이 몰드(100) 상에 안정적으로 지지되도록 하는 복수의 보조 지지 부재(3220), 지지 유닛(3200)이 몰드(100) 상부에 안착될 때, 그 안착 위치를 조절할 수 있도록 하는 돌출부(3230)를 포함한다.

도 3을 참조하면, 프레임(3210)은 몰드(100)의 내부 공간과 대응하는 영역이 개구된 사각링 또는 사각 중공형의 형상이다. 프레임(3210)의 중앙 개구의 면적은 몰드(100)의 내부 공간의 면적과 같거나, 큰 것이 바람직하다. 프레임(3210)의 구성을 보다 상세하게 설명하면, 몰드(100)의 장변 부재(110)와 대응하는 방향으로 연장 형성되며, 상호 마주보며 평행하게 이격 배치된 제 1 및 제 2 프레임 부재(3211a, 3211b), 몰드(100)의 단변 부재(120)와 대응하는 방향으로 연장 형성되며, 상호 마주보며 평행하게 이격 배치된 제 3 및 제 4 프레임 부재(3211c, 3211d)를 포함한다. 여기서 제 3 프레임 부재(3211c)는 제 1 프레임 부재(3211a)와 제 2 프레임 부재(3211b) 각각의 일단을 연결하고, 제 4 프레임 부재(3211d)는 제 1 프레임 부재(3211a)와 제 2 프레임 부재(3211b) 각각의 타단을 연결한다. 이러한 제 1 내지 제 4 프레임 부재(3211d)의 연결, 배치 구조에 의해 중앙이 개구된 또는 개방된 사각 중공형의 프레임(3210)이 된다. 그리고 제 1 프레임 부재(3211a)와 제 2 프레임 부재(3211b) 사이의 이격 거리는 몰드(100)의 한 쌍의 장변 부재(110) 사이의 이격 거리와 같거나 크고, 제 3 프레임 부재(3211c)와 제 4 프레임 부재(3211d) 사이의 이격 거리는 몰드(100)의 한 쌍의 단변 부재(120) 사이의 이격 거리와 같거나 크다.

프레임 중 몰드(100)의 장변 부재(110)와 대응 위치하는 제 1 및 제 2 프레임 부재(3211a, 3211b) 중 적어도 하나에는 눈금자(3212)가 형성되어 있다. 눈금자(3212)는 측정 유닛(3100)의 수평 이동시에 그 위치를 정확하게 조절 가능하도록 하는 역할을 한다.

또한, 프레임(3210) 중 몰드(100)의 단변 부재(120)와 대응 위치하는 제 3 및 제 4 프레임 부재(3211c, 3211d) 각각의 하부의 중심에는 돌출부(3230)가 장착되어 있다. 즉, 제 3 및 제 4 프레임 부재(3211d) 각각의 하부에 설치된 돌출부(3230)는 몰드(100)의 단변 부재(120)의 중심에 대응 위치한다. 그리고 몰드(100)의 한쌍의 단변 부재(120) 각각의 중심에는 제 3 및 제 4 프레임 부재(3211d) 각각의 하부에 설치된 돌출부(3230)가 삽입 가능하도록 하는 홈(미도시)이 형성된다.

이에, 지지 유닛(3200)을 몰드(100) 상부에 안착시킬 때, 프레임(3210)의 하부에 설치된 돌출부(3230)가 몰드(100)의 홈에 삽입되도록 안착시키면, 몰드(100)의 단변 방향의 중심과 프레임(3210) 단변 방향의 중심이 일치하도록 위치시킬 수 있고, 지지 유닛(3200)을 안정적으로 위치 고정할 수 있다.

복수의 보조 지지 부재(3220) 각각은 프레임(3210)의 외측면에 연결되어, 상기 프레임(3210)이 몰드(100) 상부에 안정적으로 지지 고정되도록 한다. 복수의 보조 지지 부재(3220) 각각은 바(bar) 또는 플레이트 형상으로, 프레임(3210) 외측면으로부터 돌출되도록 마련된다. 실시예에 따른 복수의 보조 지지 부재(3220)는 제 1 및 제 2 프레임 부재(3211a, 3211b)에 연결되나, 이에 한정되지 않고 제 3 및 제 4 프레임 부재(3211c, 3211d)에 연결되거나, 제 1 내지 제 4 프레임 부재(3211a, 3211b, 3211c, 3211d)에 모두 연결되도록 설치될 수 있다.

수평 이동부(3300)는 한 쌍의 장변 부재(110) 상에 각각 설치되도록 한 쌍으로 마련된다. 보다 구체적으로 한 쌍의 수평 이동부(3300) 각각은 몰드(100)의 장변 부재(110)와 대응하는 방향으로 연장 형성되어, 제 1 및 제 2 프레임 부재(3211b) 상에 설치된다. 실시예에 따른 수평 이동부(3300)는 가이드 레일이나 이에 한정되지 않고, 측정 유닛의 수평 이동을 가이드할 수 있는 다양한 수단이 적용될 수 있다.

측정 유닛(3100)은 지지 유닛(3200) 상에 설치된 수평 이동부(3300) 상측에 위치하여, 수평 이동부(3300)를 따라 이동 가능한 본체(이하, 측정 본체(3110)), 측정 본체(3110)와 수평 이동부(3300) 사이에 위치하여, 상기 측정 본체(3110)에 장착되며, 수평 이동부(3300)를 따라 활주 가능한 이동 블록(3120), 이동 블록(3120)과 연결되어 상기 이동 블록(3120)의 상하 이동 또는 높이 조절이 가능하도록 하여, 측정 유닛(3100)을 수평 조절하는 수평 조절부(3130), 상하 방향으로 연장 형성되어 측정 본체(3110)에 고정 설치된 지지대(3140), 지지대(3140)에 장착되어 자기장을 측정하는 센서(3150), 센서(3150)와 연결되어 센서(3150)를 상하 또는 승하강시키는 승하강부(3160), 측정 본체(3110) 상에 장착되며, 측정 유닛(3100)의 수평 여부 배치 상태를 확인할 수 있는 수평계(3170), 작업자가 파지(把持)할 수 있도록 지지대(3140)에 장착된 손잡이(3180)를 포함한다.

측정 본체(3110)는 프레임(3210)의 상측에 위치하며, 이동 블록(3120)에 의해 수평 이동부(3300) 상에 지지되어, 상기 수평 이동부(3300)를 따라 몰드(100)의 장변 부재(110) 방향으로 수평 이동한다. 본 발명에 따른 측정 본체(3110)는 그 횡단면이 삼각형인 형상이며, 3개의 이동 블록(3120)이 마련되어 삼각형 형상인 측정 본체(3110)의 각 꼭지점에 대응하게 설치되며, 3개의 이동 블록(3120) 각각은 수평 이동부(3300) 상에 지지 또는 체결된다. 이렇게, 측정 본체(3110)를 삼각형 형상으로 하고, 측정 본체(3110) 하부에서 3개의 꼭지점 위치에 이동 블록(3120)을 설치하여 수평 이동부(3300) 상에 지지되도록 하는 것은 측정 본체(3110)의 수평 조절이 용이하도록 하기 위함이다. 다시 설명하면, 측정 본체(3110)가 사각형 이상의 다각형 일때에 비해 삼각형일 때, 무게 중심에 의해서 그 수평 또는 균형 조절이 용이하기 때문이다.

이동 블록(3120)은 3개가 마련되어, 도 3에 도시된 바와 같이, 삼각형의 측정 본체(3110)의 하부에서 각 꼭지점에 대응 설치된다. 실시예에 따른 이동 블록(3120)은 바퀴 형태이나, 이에 한정되지 않고 수평 이동부(3300)를 따라 이동가능한 다양한 수단이 적용될 수 있다.

수평 조절부(3130)는 이동 블록(3120)과 대응하는 갯수 즉 3개로 마련되며, 각 이동 블록(3120)과 연결된다. 보다 구체적으로 각 수평 조절부(3130)는 측정 본체(3110) 상측에서 위치하며, 일부 영역은 측정 본체(3110)를 관통하도록 삽입되어, 상기 측정 본체(3110) 하측에 위치한 이동 블록(3120)과 연결된다. 그리고 수평 조절부(3130)의 외주면에는 예컨대 나사산이 형성되고, 수평 조절부(3130)가 삽입되는 측정 본체(3110) 내부에는 나사홈이 형성되어, 수평 조절부(3130)의 회전 방향에 따라 이동 블록이 ()상승 또는 하강할 수 있다. 이에, 복수의 수평 조절부(3130) 각각의 회전 동작에 의해 각 이동 블록(3120)이 상승, 하강 조절될 수 있으며, 이에 따라 측정 본체(3110)의 수평도가 조절될 수 있다.

수평계(3170)는 측정 장치()의 수평도 또는 수평 여부 상태를 작업자가 확인할 수 있도록 하는 수단으로서, 측정 본체(3110) 상부에 설치된다. 실시예에 따른 수평계(3170)는 액상 내에 버블(또는 공기)가 포함되어 있는 물방울 수평계이나, 이에 한정되지 않고 수평 여부를 판단할 수 있는 다양한 수평계 예컨대, 레이저 수평계, 전자 수평계 등이 적용될 수 있다.

측정 장치()를 지지 유닛(3200) 상에 안착시키고, 수평계(3170)를 확인하였을 때 수평이 아닌 상태로 확인되면, 3개의 수평 조절부(3130) 중 적어도 어느 하나를 조절하여 2개의 이동 블록(3120) 중 어느 하나의 높낮이를 조절한다. 이때, 수평계(3170)를 계속 확인하면서 3개의 이동 블록(3120) 중 적어도 하나의 높낮이를 조절함으로써, 측정 유닛(3100)이 수평하게 놓이도록 조절한다.

지지대(3140)는 상하 방향으로 연장 형성되어 측정 본체에 고정 설치되는데, 측정 본체(3110)의 중앙에서 상하 방향으로 연장되도록 설치되는 것이 바람직하다. 실시예에 따른 지지대(3140)는 측정 본체(3110)를 상하 방향으로 관통하도록 설치되어 일부가 측정 본체(3110)의 상측에 위치하고, 나머지가 측정 본체 하측에 위치한다. 그리고 측정 본체(3110)의 상부에는 작업자가 파지할 수 있는 손잡이(3180)가 설치되며, 측정 본체(3110)의 하부에 위치하는 지지대(3140) 영역에는 눈금자(3190)가 형성된다. 눈금자(3190)는 후술되는 승하강부(3160)에 의해 센서(3150)를 승하강시켜, 센서(3150)의 하부면이 전자 교반기(200)의 상하 방향에서의 중심에 위치하도록 조절한다.

센서(3150)는 측정 본체(3110)의 하측에서 지지대(3140)에 장착되어, 자기장을 측정한다. 실시예에 따른 센서(3150)는 상하 방향으로 연장된 형상이며, 자기장 측정 시에 하부면 또는 바닥면이 전자 교반기의 상하 방향 중심에 위치하도록 한 상태가 되도록 한다.

승하강부(3160)는 지지대(3140)에 장착되어, 센서(3150)와 연결되도록 설치된다. 승하강부(3160)의 동작에 의해 센서(3150)가 상승 또는 하강하고, 상기 동작을 통해 센서(3150)의 하부면이 전자 교반기의 상하 방향 중심에 위치하도록 조절한다. 실시예에 따른 승하강부(3160)는 실린더를 구비하는 수단이나, 이에 한정되지 않고, 센서(3150)를 승하강시킬 수 있는 다양한 수단이 적용될 수 있다.

이하 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 자기장 측정 장치를 이용하여 몰드(100)의 자기장을 측정하는 과정을 설명한다.

먼저, 지지 유닛(3200)을 몰드(100) 상부에 안착시킨다. 이때, 제 3 및 제 4 프레임 부재(3211c, 3211d) 각각 하부의 중심에 설치된 돌출부(3230)가 몰드(100)의 단변 부재(120)의 중심에 마련되 홈에 삽입되도록 안착시킨다. 이에, 지지 유닛(3200)의 중심 개구가 몰드(100)의 내부 공간과 대응 위치하면서, 한쪽으로 치우치지 않고 중심에 안착된다.

이후, 작업자가 측정 유닛(3100)의 손잡이(3180)를 파지하고 이동시켜, 측정 유닛(3100)의 이동 블록(3120)이 수평 이동부(3300) 상에 안착되고, 센서(3150)가 몰드(100) 내에 삽입되도록 위치시킨다.

그리고, 작업자가 손잡이(3180)를 파지한 상태에서 측정 유닛(3100)을 수평 이동시켜 센서(3150)가 몰드(100) 내부 공간의 중심 즉, 한 쌍의 장변 부재(110) 사이의 중심 및 한 쌍의 단변 부재(120) 사이의 중심에 위치하도록 이동시킨다. 이때 측정 유닛(3100)의 이동 블록(3120)이 수평 이동부(3300)를 따라 활주하면서 측정 유닛(3100)이 수평 이동되며, 제 1 및 제 2 프레임 부재(3211b) 중 어느 하나에 마련된 눈금자(3212)를 통해 측정 유닛(3100)의 위치 및 이동 거리를 확인할 수 있다.

측정 유닛(3100)의 센서(3150)가 몰드(100)의 장변 부재(110)에 위치하면, 센서(3150)의 하부면이 전자 교반기(200)의 상하 방향의 중심에 위치하도록 조절한다. 즉, 지지대(3140)에 설치된 승하강부(3160)를 통해 센서(3150)를 하강 또는 상승 조절하여 센서(3150)의 바닥면이 몰드(100) 내부에서 전자 교반기의 높이 방향 중심에 위치하도록 한다.

이후, 수평계(3170)를 확인하여 측정 유닛(3100)의 수평 상태를 확인한다. 수평계(3170)를 통해 측정 유닛(3100)이 수평이 아닌 상태가 아닌 것으로 확인되면, 복수의 수평 조절부(3130) 중 적어도 하나를 조작하여, 3개의 이동 블록(3120) 중 적어도 어느 하나를 상하 이동 조절함으로써, 센서(3150)가 몰드(100)의 장변 부재(110)와 수평 또는 평행하도록 조절한다.

상술한 방법 및 동작으로 측정 유닛(3100)이 몰드(100)의 중심에 위치하고, 센서(3150)가 전자 교반기(200)의 상하 방향 중심에 위치하며, 센서(3150)가 몰드(100)의 장변 부재(110)와 평행하도록 수평 조절되면, 전자 교반기(200)를 동작시키고 센서(3150)를 통해 자기장을 측정한다.

도 5를 참조하면, 1차 및 2차 측정 결과 모두 센서(3150)의 위치(X 축의 0)로부터 몰드(100)의 장 방향의 양 방향으로 대칭되도록 정상적인 자기장 세기가 측정된다.

한편, 도 6을 참조하면 2차 측정 결과는 센서(3150)의 위치(X 축의 0)로부터 몰드(100)의 장 방향의 양 방향으로 대칭되도록 정상적인 자기장 세기가 측정되나, 1차 측정 결과는 대칭되지 않는 비정상적 자기장 측정 불량 결과를 보인다.

이렇게 본 발명의 실시형태에 의하면, 센서를 수평 이동시켜 몰드의 중심 즉, 한 쌍의 장변 부재 사이의 중심 및 한 쌍의 단변 부재 사이의 중심에 위치하도록 하고, 센서의 하부면이 전자 교반기의 상하 방향 중심에 위치하도록 한 상태로 지지 고정시킬 있다. 또한, 수평도 조절이 용이한 측정 본체에 센서를 지지시켜, 상기 센서의 수평 조절이 용이하도록 한다. 이에, 센서가 지지 유닛 및 측정 본체, 지지대에 의해 그 위치가 고정 가능하고, 측정 본체, 수평 이동부, 이동 블록, 승하강부에 의해 그 위치 조정이 용이하기 때문에, 종래와 같이 작업자가 임의로 센서를 이동시키고, 고정할 때에 비해, 그 위치 조정이 쉽고, 중심 위치 조절에 대한 신뢰성이 향상된다. 따라서, 센서를 이용한 자기장 측정 시에, 바람직한 위치에 센서가 위치하고 있기 때문에, 자기장 측정값의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

100: 몰드 110: 장변 부재
120: 단변 부재 200: 전자 교반기
3000: 자기장 측정 장치 3110: 측정 본체
3150: 센서 3170: 수평계
3210: 프레임 3300: 수평 이동부

Claims

외측에 자기장을 발생시키는 전자 교반기가 설치된 몰드 내부의 자기장을 측정하는 자기장 측정 장치에 관한 것으로,
상기 몰드 상부에 안착 가능한 지지 유닛;
상기 지지 유닛 상에 상기 몰드의 폭 방향으로 연장 설치된 수평 이동부;
상기 몰드 내 자기장의 측정이 가능한 센서를 구비하며, 상기 지지 유닛과 연결되어, 상기 지지 유닛의 연장 방향을 따라 몰드의 폭 방향으로 수평 이동 가능하고, 상기 센서의 수평도 조절이 가능한 측정 유닛;
을 포함하고,
상기 측정 유닛은 상기 수평 이동부 상측에 위치하며, 삼각형의 형상인 측정 본체를 포함하고,
상기 측정 본체의 3개의 꼭지점 중, 두개의 꼭지점과 다른 하나의 꼭지점은 상기 몰드의 상부에서 서로 다른 변 부재에 대응 위치하도록 설치된 자기장 측정 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 지지 유닛은 상기 몰드의 내부 공간과 대응하는 영역이 개구된 중공형의 형상을 가지는 프레임을 포함하고,
상기 수평 이동부는 상기 프레임 상에 설치된 자기장 측정 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 몰드는 상호 마주보며 평행하게 배치된 한 쌍의 장변 부재 및 상호 마주보며 평행하며, 각각이 상기 한 쌍의 장변 부재와 교차하도록 배치된 한 쌍의 단변 부재를 포함하고,
상기 한 쌍의 단변 부재 각각의 상부에는 그 연장 방향의 중심에 홈이 마련되고,
상기 수평 이동부는 상기 몰드의 장변 부재와 대응하는 방향으로 연장되어 상기 한 쌍의 장변 부재 각각의 상부에 지지 가능한 자기장 측정 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 프레임은,
상기 몰드의 장변 부재와 대응하는 방향으로 연장되어 상호 마주보며 이격 배치된 제 1 및 제 2 프레임 부재;
상기 몰드의 단변 부재와 대응하는 방향으로 연장되어 상호 마주보며 이격 배치되고, 상기 제 1 및 제 2 프레임 부재와 각기 교차하도록 연결된 제 3 및 제 4 프레임 부재;
를 포함하고,
상기 제 1 및 제 2 프레임 부재 각각의 상부에 상기 수평 이동부가 설치되며,
상기 제 3 및 제 4 프레임 부재 각각에는 상기 몰드의 단변 부재의 중심에 마련된 상기 홈에 삽입 가능한 돌출부를 포함하는 자기장 측정 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 측정 유닛은,
상기 측정 본체에 장착되고, 상기 수평 이동부에 체결 가능하여, 상기 수평 이동부를 따라 활주 가능한 이동 블록;
상기 측정 본체로부터 상하 방향으로 연장 형성된 지지대; 및
상기 지지대의 하부에 설치된 센서와 연결되어, 상기 센서를 승하강시키는 승하강부;
를 포함하는 자기장 측정 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 측정 본체의 3개의 꼭지점과 대응하도록 3개의 이동 블록이 마련되고, 상기 3개의 이동 블록은 상기 측정 본체의 3개의 꼭지점 각각에 연결되어, 상기 수평 이동부 상측에 대응 위치하며,
상기 3개의 이동 블록 중 두개의 이동 블록과 하나의 이동 블록은 제 1 및 제 2 프레임 부재 중 서로 다른 프레임 부재의 상부에 설치된 수평 이동부 상측에 위치하는 자기장 측정 장치.
청구항 6에 있어서,
상기 이동 블록과 대응하는 갯수로 마련되어 상기 각 이동 블록과 연결되며, 상기 이동 블록 각각을 상승 또는 하강시켜, 상기 측정 본체의 수평도를 조절하는 복수의 수평 조절부를 포함하는 자기장 측정 장치.
청구항 7에 있어서,
상기 수평 조절부는 상기 측정 본체의 상측으로부터 하측으로 관통하도록 설치되어, 상기 측정 본체 하부에 위치하는 이동 블록과 연결되며,
상기 수평 조절부의 외주면 및 수평 조절부가 삽입된 측정 본체의 내부에 나사산이 형성되어, 상기 수평 조절부의 회전 방향에 따라 상기 이동 블록이 상승 또는 하강되어 높이 조절되는 자기장 측정 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 프레임 부재 중 적어도 어느 하나에 상기 제 1 및 제 2 프레임 부재의 연장 방향으로 눈금자가 형성되고,
상기 지지대에 상하 연장 방향으로 눈금자가 형성된 자기장 측정 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 측정 본체의 상부에는 상기 측정 본체의 수평 여부 상태를 확인할 수 있는 수평계가 설치된 자기장 측정 장치.