KR102628031B1 - 전기 방전 위치의 감지 및 제어 - Google Patents

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조슈아 알. 모틀리
씨. 라이젤 우드사이드
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케이 더블유 어쏘시어츠 엘엘씨
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Abstract

센서들은 자기 필드 성분들을 측정하고, 측정된 필드들은 방전 갭을 가로질러 전기 방전으로서 흐르는 종방향 전류의 추정된 종방향 위치를 계산하기 위해 사용된다. 추정된 위치에 기초하고, 추정된 방전 위치의 선택된 횡방향 궤적 또는 분포에 따라, 자기 필드들은 추정된 방전 위치를 제어 또는 변경하기 위해 방전 갭을 가로질러 횡방향으로 인가된다. 발명 장치 및 방법들은, 그 중에서도, 진공 아크로의 동작 동안 이용될 수 있다.

Description

전기 방전 위치의 감지 및 제어
관련 출원들에 대한 우선권 주장들
본 출원은 Matthew A. Cibula, Joshua R. Motley, C. Rigel Woodside, 및 Paul E. King의 이름들로 2018년 01월 12일자로 출원된 발명의 명칭이 “Vacuum Arc Control using Arc Position Sensing and Induced Magnetic Fields”인 미국 가출원 번호 제62/617,036호, (ii) Matthew A. Cibula, Joshua R. Motley, C. Rigel Woodside, 및 Paul E. King의 이름들로 2018년 03월 28일자로 출원된 발명의 명칭이 “Sensing and control of position of an electrical discharge”인 미국 가출원 번호 제62/649,570호, 및 (iii) Matthew A. Cibula, Joshua R. Motley, C. Rigel Woodside, 및 Paul E. King의 이름들로 2018년 12월 04일자로 출원된 발명의 명칭이“Sensing and control of position of an electrical discharge”인 미국 정식출원 번호 제16/209,943호의 우선권을 주장한다. 상기 가출원 및 정식 출원 각각은 이로써 본원에 완전히 진술된 바와 같이 참조로 통합된다.
본 발명의 분야는 전기 아크(electric arc) 또는 다른 전기 방전(electrical discharge)과 같은 자유-공간 전류(electrical current)의 위치를 감지 및 제어하는 것에 관한 것이다. 특히, 자유 공간 전류에 의해 생성되는 자기 필드를 감지하는 것에 기초하여 산출되는 추정된 위치에 응답하여, 자유 공간 전류의 추정된 위치를 변경하기 위해 자기 필드들을 인가하는 것을 포함하는 장치 및 방법들이 개시된다.
전기 아크 또는 다른 전기 방전과 같은 자유 공간 전류의 위치를 제어 또는 추정하기 위한 이전 노력들의 일부 예들이 다음에 개시된다:
- Boyer에게 1955년 12월 20일에 발행된 발명의 명칭이“Titanium furnace”인 미국 특허 번호 제2,727,936호;
- Boyer에게 1955년 12월 20일에 발행된 발명의 명칭이 “High-vacuum titanium furnace”인 미국 특허 번호 제2,727,937호;
- Yeomans 등에 1960년 09월 06일에 발행된 발명의 명칭이 “Method of operating an electric arc furnace”인 미국 특허 번호 제2,951,890호;
- Wroe에 1961년 02월 21일에 발행된 발명의 명칭이 “Stabilisation of low pressure D.C. arc discharges”"인 미국 특허 번호 제2,972,695;
- Gruber 등에 1961년 04월 04일에 발행된 발명의 명칭이 “Magnetic field coil for concentrating the arc in a vacuum arc furnace”인 미국 특허 번호 제2,978,525호;
- De Corso 등에 1968년 08월 20일에 발행된 발명의 명칭이 “Non-consumable arc electrode”인 미국 특허 번호 제3,398,229호;
- De Corso에 1970년 12월 08일에 발행된 발명의 명칭이 “Non-consumable electrode vacuum arc furnaces for steel, zirconium, titanium and other metals and processes for working said metals”인 미국 특허 번호 제3,546,348호;
- Bruning에 1971년 12월 21일에 발행된 발명의 명칭이 “Electric arc vacuum remelting processes”인 미국 특허 번호 제3,628,948호;
- De Corso 등에 1972년 08월 01일에 발행된 발명의 명칭이 “Non-consumable electrode vacuum arc furnaces for steel, zirconium, titanium and other metals and processes for working said metals”인 미국 특허 번호 제3,680,163호;
- De Corso에 1973년 01월 02일에 발행된 발명의 명칭이 “Process of refining metal in a vacuum with coaxially mounted non-consumable electrodes”인 미국 특허 번호 제3,708,279호;
- Karinsky에 1978년 10월 24일에 발행된 발명의 명칭이 “Electric arc heating vacuum apparatus”인 미국 특허 번호 제4,122,292호;
- Mathews 등에 1986년 04월 08일 발행된 발명의 명칭이 “Electric arc melting apparatus and associated method”인 미국 특허 번호 제4,581,745호;
- Ogino 등에 1988년 08월 09일에 발행된 발명의 명칭이 “Arc melting and casting method and apparatus thereof”인 미국 특허 번호 제4,762,165호;
- Zanner 등에 1994년 12월 13일에 발행된 발명의 명칭이 “Metals purification by improved vacuum arc remelting”인 미국 특허 번호 제5,373,529호;
- King 등에 2012년 02월 07일에 발행된 발명의 명칭이 “Electrical current locator”인 미국 특허 번호 제8,111,059호;
- Cibula 등의 이름들로 2018년 03월 29일자로 공개된 발명의 명칭이 “Estimation of arc location in three dimensions”인 미국 사전-승인(Pre-grant) 공개 번호 제 2018/0088164호;
- Matthew A. Cibula, Joshua R. Motley, C. Rigel Woodside, 및 Paul E. King의 이름들로 2018년 12월 4일자로 출원된 발명의 명칭이 “Sensing and control of position of an electrical discharge”인 미국 정식 출원 번호 제16/209,943호;
- Kobe Steel Ltd의 이름으로 1985년 05월 02일자로 공개된 발명의 명칭이“Manufacture of ingot by vacuum-arc remelting”인 일본 S60-077939;
- Daido Steel Co Ltd의 이름으로 1991년 12월 05일자로 공개된 발명의 명칭이“Vacuum arc melting”인 일본 H03-274382;
- Zanner 등; Observations of melt rate as a function of ... during vacuum consumable arc remelting of...; Metallurgical & Materials Transactions Bv 15 p 117 (1984);
- Zanner 등; On the Origin of Defects in VAR Ingots; International Symposium on Liquid Metal Processing and Casting, Santa Fe, NM, USA, p 13 (2005);
- WARD 등; Ensemble Arc Motion & Solidification During the Vacuum Arc Remelting of a Nickel-based Superalloy; Int'l Symp on Liquid Metal Processing & Casting; p49 (2005);
- Woodside; Investigating arc behavior in a DC vacuum arc remelting furnace using magnetic flux density measurements; masters thesis, Oregon State University; (2008);
- Woodside; Arc Distribution and Motion During the Vacuum Arc Remelting Process As Detected with a Magnetostatic Approach; PhD dissertation, Oregon State University (2010);
- Woodside 등; Measurement System for Determining the Positions of Arcs During Vacuum Arc Remelting; IEEE Int'l Instrumentation & Measurement Tech Conf; p 452 (2010);
- Woodside 등: Characterizing Arc Motion and Distribution During Vacuum Arc Remelting; Int'l Symp on Liquid Metal Processing & Casting; v75(2009); 및
- Woodside 등; Arc Distribution During the Vacuum Arc Remelting of Ti-6AI-4V; Metallurgical & Materials Transactions B v44 n 1 p 154 (2012).
선행 특허들, 출원들, 및 공개들 각각은 이로써 본원에 완전히 진술된 바와 같이 참조로 통합된다.
발명 장치는 하나 이상의 자기 필드 센서들, 하나 이상의 자기 필드 소스들, 및 컴퓨터 시스템을 포함하는 제어 및 데이터 획득 시스템을 포함한다.
하나 이상의 자기 필드 센서들은 1차 전류(primary electric current)가 주로 종(longitudinal) 방향으로 흐르는 전류-포함 볼륨의 측면 주변(lateral periphery)에 대해 배열된다. 1차 전류는 전류-포함 볼륨 내에 단부 대 단부로 위치되고 방전 갭에 의해 분리되는 제1 및 제2 종방향 전기 도체들의 적어도 부분들을 통해 흐르고, 하나 이상의 1차 전기 방전들로서 방전 갭을 가로질러 도체들 사이에 흐른다. 하나 이상의 1차 전기 방전들은 방전 갭에 걸치고 제1 및 제2 도체들 사이의 방전 갭 내의 2개의 횡방향 치수들(transverse dimension)로 이동가능하다.
하나 이상의 자기 필드 센서들 중 각각의 하나는 (i) 제어 및 획득 시스템에 동작적으로 결합되고, (ii) 전류-포함 볼륨의 측면 주변에 대해 배열되는 대응하는 센서 위치에 위치되고, (iii) 하나 이상의 대응하는 센서 교정(calibration) 파라미터들을 특징으로 하고, (iv) 2개 이상의 공간 치수들(spatial dimensions)에서 자기 필드 성분들을 측정하기 위해 배열된다. 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 각각의 하나는 (i) 제어 및 획득 시스템에 동작적으로 결합되고, (ii) 전류-포함 볼륨의 측면 주변에 대해 배열되는 대응하는 소스 위치에 위치되고, (iii) 하나 이상의 소스 교정 파라미터들을 특징으로 하고, (iv) 대응하는 제어 신호에 응답하여, 방전 갭을 포함하는 전류-포함 볼륨의 적어도 일 부분을 가로질러 횡방향으로 지향되는 대응하는 비-제로 성분을 갖는 대응하는 인가된 자기 필드를 인가하도록 배열된다.
컴퓨터 시스템은 하나 이상의 전자 프로세서들 및 이에 결합되는 하나 이상의 디지털 저장 매체들을 포함하고, 방전 갭 내의 하나 이상의 1차 전기 방전들의 추정된 횡방향 위치를 계산하고, 대응하는 제어 신호들을 생성하고, 이를 하나 이상의 자기 필드 소스들에 전송하기 위해 구조화되고, 연결되고, 프로그래밍된다. 추정된 방전 위치의 계산은 하나 이상의 대응하는 센서 위치들 또는 센서 교정 파라미터들과 함께 측정된 자기 필드 성분들 중 2개 이상에 적어도 부분적으로 기초한다. 제어 신호들의 생성은 하나 이상의 대응하는 소스 위치들 또는 소스 교정 파라미터들과 함께 하나 이상의 1차 전기 방전들의 추정된 횡방향 위치에 적어도 부분적으로 기초한다. 결과로 초래된 인가된 자기 필드들은 선택된 방전 횡방향 궤적(trajectory) 또는 선택된 방전 횡방향 분포(distribution)에 따라 전기 방전의 위치를 제어하거나 변경한다.
자유 공간 전류, 예컨대 전기 아크 또는 다른 전기 방전의 위치를 감지 및 제어하는 것에 관한 목적들 및 장점들은 도면에 예시되고 이하의 기록된 설명 또는 첨부된 청구항들에 개시되는 예시적인 실시예들을 참조할 시에 명백하게 될 수 있다.
본 요약은 이하 상세한 설명(Detailed Description)에서 추가로 설명되는 개념들의 선택을 단순한 형태로 소개하기 위해 제공된다. 본 요약은 청구된 발명 대상의 중요 특징들 또는 본질적인 특징들을 식별하도록 의도되지 않으며, 청구된 발명 대상의 범위를 결정하는 것을 돕기 위한 것으로 사용되도록 의도되지 않는다.
도 1a, 도 1b, 및 도 1c는 제어 및 데이터 획득 시스템에 결합되는 자기 센서들 및 소스들의 예시적인 발명적 배열의 개략적인 등축도, 상면도, 및 측면도이다.
도 2는 자기 센서들 및 소스들의 예시적인 발명적 배열을 갖는 아크로(arc furnace)의 개략적인 종방향 단면이고, 1차 전류는 전극들 사이의 방전 갭을 가로질러 1차 전기 방전으로서 흐른다.
도 3은 인가된 자기 필드를 갖는(우측) 그리고 이를 갖지 않는(좌측) 방전 횡방향 프로파일을 예시한다.
도 4는 가변 인가 자기 필드에서 기인하는 방전 횡방향 프로파일들의 시계열, 프로파일의 시간 평균에서 기인하는 방전 횡방향 분포(상부 우측), 및 인가된 자기 필드를 갖지 않는 방전 횡방향 분포(하부 우측)를 예시한다.
도 5는 자기 센서들 및 소스들의 다른 예시적인 발명적 배열의 개략적인 측면도이다.
도 6a 및 도 6b는 자기 센서들 및 소스들의 다른 예시적인 발명적 배열의 개략적인 측면도들이다.
도 7a 및 도 7b는 자기 센서들 및 소스들의 다른 예시적인 발명적 배열의 개략적인 측면도들이다.
도 8은 자기 센서들 및 소스들의 다른 예시적인 발명적 배열의 개략적인 측면도이다.
도 9는 제어 및 데이터 획득 시스템에 결합되는 자기 센서들의 예시적인 배열의 개략적인 등축도이다.
도 10은 자기 센서들의 예시적인 배열을 갖는 아크로의 개략적인 종방향 단면이고, 1차 전류는 전극들 사이의 방전 갭을 가로질러 1차 전기 방전으로서 흐른다.
도시된 실시예들은 단지 개략적으로 도시되며; 모든 특징들은 미세하게 또는 적절한 비율로 도시되지 않을 수 있고, 특정 특징들 또는 구조들은 명료성을 위해 다른 것들에 비해 과장될 수 있고, 도면들은 일정한 비율로 있는 것으로서 간주되지 않아야 한다. 도시된 실시예들은 단지 예들이고, 본 개시 또는 첨부된 청구항들의 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
본원에 개시된 발명 대상은 (i) 발명의 명칭이 “Vacuum Arc Control using Arc Position Sensing and Induced Magnetic Fields”인 Cibula 등의 이름들로 2018년 01월 12일자로 미국 가출원 번호 제62/617,036호(이하 '036 출원으로서 지칭됨), (ii) 발명의 명칭이 “Sensing and control of position of an electrical discharge”인 Cibula 등의 이름들로 2018년 03월 28일자로 출원된 미국 가출원 번호 제62/649,570호, (iii) King 등에 2012년 02월 07에 발행된 발명의 명칭이 “Electric current locator”인 미국 특허 번호 제8,111,059(이하, '059 특허로서 지칭됨), 및 (iv) Cibula 등의 이름들로 2017년 09월 25일자로 출원된 명칭이 “Estimation of arc location in three dimensions”인 미국 정식 출원 번호 제15/715,018호(이하, '018 출원으로서 지칭되며; 미국 사전-승인 공개 번호 제2018/0088164호로서 2018년 03월 29일자로 공개됨)에 개시되는 발명 대상(subject matter)과 관련되며; 상기 특허 및 상기 출원들은 본원에 완전히 진술된 바와 같이 참조로 통합된다.
'059 특허 및 '018 출원은 전기 아크 또는 다른 전기 방전의 위치를 추정하기 위한 다양한 장치 및 방법들을 개시한다. '018 출원으로부터의 예들은 도 9 및 도 10에 개략적으로 예시된다. 그러한 시스템은 한 세트의 다수의 자기 필드 센서들(200) 및 자기 필드 센서들(200)에 동작적으로 결합되고 컴퓨터 시스템을 포함하는 데이터 획득 시스템(299)을 포함한다. 도 9 및 도 10은 전류-포함 볼륨(10)의 측면 주변 주위의 다수의 자기 필드 센서들(200)의 예시적 배열들을 개략적으로 예시한다. 일부 예들에서(예를 들어, 도 10에서와 같이), 전류-포함 볼륨(10)은 전기 아크로(100)와 같은 챔버의 내부 볼륨에 있고 전류-포함 볼륨(10)의 측면 주변을 정의하는 그것의 벽들에 의해 경계된다. “측면 주변 주위” 또는 “주변에 대해”는 전류-포함 볼륨의 측면 경계 상에 정확하게 센서 위치들을 나타내거나, 그러한 측면 경계의 내부 또는 외부에 센서 위치들을 정확하게 나타낼 수 있다. 일부 예들에서, 센서 위치들은 전류-포함 볼륨(10)에 대해 다수의 별개의 원주 위치들 또는 다수의 별개의 종방향 위치들에 걸칠 수 있다(그러나 반드시 볼륨(10)을 완전히 둘러싸고 있을 필요는 없음). 많은 예들에서(예를 들어, 도 10에서와 같이), 아크로(100)의 벽들은 내부의, 전기 전도성 도가니(crucible)(101)(종종 구리로 이루어짐), 외부 벽(102), 및 그들 사이의 냉각수 재킷(cooling water jacket)(103)을 포함하며; 그러한 예들에서, 센서들(200)은 전형적으로 외부 벽(102)의 외부 표면 상에 위치된다. 그러한 예들은 '018 출원 및 본 개시의 초점(focus)이지만, 본원에 개시된 장치 및 방법들은 또한 전류-전달 볼륨(10)의 다른 유형들 또는 배열들 내에서 이용될 수 있지만, 그럼에도 불구하고 본 개시 또는 첨부된 청구항들의 범위 내에 남아 있다.
1차 전류(20)는 전류-전달 볼륨(current-carrying volume)(10)을 통해 일반적으로 종방향으로 흐른다. 본원에 사용되는 바와 같은 용어들 “종방향” 및 “횡방향”은 1차 전류(20)의 원하는 방향의 흐름에 대해 정의된다. 횡 방향에서 전류-포함 볼륨(10)의 경계는 측면 경계 또는 측면 주변으로서 지칭된다. 전류-포함 볼륨(10)이 전기 아크로(100) 내에 포함되는 예들의 경우, 노(furnace)(100)의 장축은 종 방향 또는 치수(예를 들어, 도 10에서 수직)를 정의하고, 노 축에 수직인 방향들은 횡 방향들 또는 치수들(예를 들어, 도 10에서 수평)이며; 아크로(100)의 측면 벽들은 아크로(100) 내의 전류-포함 볼륨(10)의 측면 주변을 정의한다. 종 방향 또는 치수는 일부 경우들에서 z-방향 또는 z-치수로서, 또는 수직 방향 또는 치수로서 지칭될 수 있으며; 그러한 경우들에서 횡 방향들 또는 치수들은 x- 및 y-방향들 또는 x- 및 y-치수들, 또는 수평 방향들 또는 치수들로서 지칭될 수 있다. 그러한 추가적인 지정들 또는 기술어들은 임의적이고, 단지 설명의 편의를 위해 이루어지고, 본 개시 또는 첨부된 청구항들의 범위를 제한하는 것으로서 해석되지 않아야 한다.
제1 및 제2 종방향 전기 도체들(110 및 120) 각각은 전류-포함 볼륨(10) 내에 단부 대 단부로 위치되고 방전 갭(115)에 의해 분리된다. 전류-포함 볼륨(10)이 아크로(100)의 내부에 있는 예들에서, 제1 종방향 전기 도체(110)는 노(furnace)(100)의 전극(110)을 포함할 수 있고, 제2 종방향 전기 도체(120)는 노(100) 내에 형성되는 잉곳(120)을 포함할 수 있다. 노(100)의 동작 동안, 잉곳(120)은 전형적으로 그것의 상단 표면에 용융된 금속의 풀(즉, 소위 용용 풀(122))을 포함한다(노(100)는 그것의 전형적인 방향에서 동작되고, 그것의 장축은 실질적으로 수직으로 배향되고 전극(110)은 잉곳(120) 위에 위치됨). 1차 전류(20)는 제1 도체(110)을 통해 흐르고, 방전 갭(115)에 걸치는 하나 이상의 1차 전기 방전들(30)로서 도체들(110/120) 사이에 흐르고, 제2 도체(120)를 통해 흐른다. 하나 이상의 1차 전기 방전들(30)은 종종 방전 갭(115)에 걸치는 하나 이상의 전기 아크들의 형태이다. 아크로의 예에서, 1차 전류(20)는 전극(110)을 통해 흐르고, 방전 갭(115)에 걸치는 하나 이상의 1차 방전들(30)로서 전극(110)과 잉곳(120) 사이에 흐르고, 잉곳(120)의 적어도 일 부분을 통해 흐른다. 아크로의 예에서, 1차 전류(20)는 잉곳(120)으로부터 도가니(101)의 측면 벽들로 흐르고 리턴 전류(return current)(24)로서 도가니 벽들의 적어도 부분들을 통해 흐른다. 그것은 전형적으로 1차 전류(20)가 (도면에서와 같이) 리턴 전류(24)로서 흐르기 전에 주로 잉곳(120)의 상단 근처로부터 도가니(101)의 측면 벽들로 흐른다는 것이 가정되며; 그것은 또한 1차 전류(20)의 적어도 일 부분이 리턴 전류(24)로서 흐르기 전에, 잉곳(120)을 따라 다른 곳으로, 또는 잉곳(120)의 하단에서 도가니 벽들로 흐르는 것이 가능하다. 본 개시 및 첨부된 청구항들의 범위는 그러한 대안들 각각 뿐만 아니라 그러한 대안들 중 하나 이상의 임의의 조합을 망라할 것이다.
전기 아크로는 종종 진공 아크 재용해(remelting)를 위해 동작되며, 여기서 전극(110)은 고가 금속 또는 합금으로 이루어지고, 그것은 (예를 들어, 거시적 또는 미시적 구조 또는 조성물의 개선된 균질성, 불순물들의 감소 등등에 의해) 재료의 품질을 개선하도록 요구된다. 진공 조건들(예를 들어, 약 1 mmHg 미만 또는 약 0.1 mmHg 미만) 하에서, 큰 전류(예를 들어, 수 킬로암페어)는 도가니(101)의 하단에서 소량의 시드 재료에 대해 아크(30)을 타격하기 위해 전극(110)을 통해 구동된다. 1차 전기 방전(30)으로서(종종 하나 이상의 극부화된 전기 아크들의 형태로) 흐르는 1차 전류(20)는 전극(110)이 방전 갭(115)에서 용융되어 용융 풀(122)을 형성하게 한다. 용융 재료의 응고는 잉곳(120)을 형성 및 성장시킨다. 재용해 프로세스가 진행됨에 따라, 잉곳(120)은 성장하고, 전극(110)은 수축하고, 방전 갭(115)은 아크로(100)를 통해 상향 이동한다. 도가니(101) 주위의 물 재킷(103)은 잉곳 재료의 원하는 속성들을 산출하기 위해 응고 속도 및 조건들을 제어하기 위해 이용된다. 전극(110)은 전극(110)으로부터 도가니(101)의 벽들로 전류 흐름을 회피하기 위해 도가니(101)(및 따라서 형성되는 잉곳(120))보다 더 작은 직경을 갖는다. 이 때문에, 전극(110)은 전극(110)이 차츰 사라지고 잉곳(120)이 성장함에 따라 방전 갭(115)의 정확한 높이(즉, 전극(110)과 잉곳(120) 사이의 거리)를 유지하기 위해 노(furnace)의 동작 동안 정확한 속도로 하향 이동되어야만 한다. 아크로(100)는 임의의 적합한 또는 원하는 길이일 수 있으며; 많은 예들은 100 인치 초과 초과, 또는 200 인치 초과 길이, 또는 심지어 더 길 수 있다.
전극(110)의 직경은 종종 하나 이상의 극부화된 전기 아크들의 형태에서 1차 전기 방전(30)의 횡방향 범위(extent)보다 더 크며(때때로 훨씬 더 크며), 그것에 의해 1차 전기 방전(30)이 전극(110)과 잉곳(120) 사이의 방전 갭(115) 내에서 2개의 횡방향 치수들로 이동하는 것을 허용한다. 일부 경우들에서, 하나 이상의 극부화된 전기 아크들 대신에, 1차 전기 방전(30)은 방전 갭(115)의 더 큰 횡방향 영역에 걸쳐 퍼지는 확산 아크 또는 방전일 수 있지만, 전형적으로 여전히 방전 갭(115) 내에서 횡방향으로 이동할 수 있다. 전극(110)의 전형적인 횡방향 치수들(예를 들어, 원통형 전극(110)의 직경)은 약 12 인치 내지 약 36 인치의 전형적인 직경들을 포함할 수 있고, 직경에서 약 2 인치만큼 작거나 직경에서 50 인치 또는 그 이상의 크기일 수 있으며; 도가니 횡방향 치수들은 전형적으로 전극 치수들보다 어느 정도 더 크다(예를 들어, 약 1 인치 더 크거나, 약 2 내지 4 인치 더 크며; 다른 적합한 차이들이 이용될 수 있음). 다른 한편, 1차 방전(30)은 전형적으로 수 밀리미터 이하의 폭이며(예를 들어, 하나 이상의 전기 아크들 중에서 각각의 전기 아크), 1차 방전(30)이 방전 갭(115)의 횡방향 치수들을 가로질러 상대적으로 자유롭게 이동하는 것을 허용한다. 더 많은 확산 전기 방전(30)은 직경에서 수 인치일 수 있지만, 전극 직경이 충분히 큰 경우 방전 갭(115) 내에서 여전히 이동할 수 있다. 1차 방전(30)의 횡방향 이동은 잉곳(120)을 형성하는 재료의 품질에 영향을 미칠 수 있다. 1차 전기 방전(30)의 횡방향 위치의 추정치를, 잉곳(120)을 따라 종방향 위치의 함수로서(또는 등가적으로, 방전 갭(115)의 노(100) 내의 종방향 위치의 함수로서) 제공하는 것이 바람직할 수도 있다. 1차 방전 횡방향 위치의 그러한 추정치는 다양한 형태들을 취할 수 있고 다양한 목적들을 위해 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 1차 전기 방전(30)의 추정된 위치들의 상세 궤적이 생성 및 저장될 수 있으며; 다른 예들에서 1차 전기 방전(30)이 특정 횡방향 위치에 있었던 상대적 확률 밀도를 반영하는 분포 함수가 생성될 수 있으며; 그러한 밀도는 임의의 적합한 또는 바람직한 타임스케일(timescale)에 걸쳐, 예를 들어, 1 초, 10 초, 100 초, 또는 다른 적합한 간격에 걸쳐 평균화될 수 있다. 추정된 아크 횡방향 위치는 노(furnace)가 동작됨에 따라 실시간으로 생성될 수 있거나, 소위 오프라인 처리에서 나중에 생성될 수 있다.
'059 특허 및 '018 출원은 전기 방전(30)의 횡방향 위치를 추정하기 위한 다양한 장치 및 방법들을 개시한다. 그러한 장치 및 방법들의 상세들은 여기서 반복될 필요가 없으며; '059 특허 및 '018 출원은 본 개시에 참조로 통합된다. 용융 시간의 함수로서 횡방향 방전 위치, 방전 갭(115)의 종방향 위치, 또는 다른 유사한 측정을 나타내는 데이터는 잉곳(120)의 품질을 평가하거나, 검출된 품질 문제들을 진단하기 위해 이용될 수 있다.
본 개시의 장치 및 방법들은, 재용해 프로세스에 걸쳐 어느 정도의 제어(예를 들어, 에너지 분포, 에너지 효율, 에너지 최적화 등등) 또는 그것이 형성됨에 따라 잉곳(120)의 품질(예를 들어, 잉곳 밀도, 잉곳 균일성, 공극들 또는 결함들의 밀도 등등)을 획득하기 위해, 재용해 프로세스 동안 전기 방전의 횡방향 위치의 능동 제어(active control) 또는 변경을 포함한다. 방전의 횡방향 위치의 제어 또는 변경은 추정된 방전 횡방향 위치에 의해 안내되고, 이에 응답하여 수행되고, 그러한 능력(capability)은 본 개시 및 첨부된 청구항들에 의해 망라되는 새롭고 유용한 결과이다. 배경기술에서 위에 나열된 문서들 중 일부는 잉곳 품질을 개선하기 위해 아크로에서 전기 방전(30)의 위치를 제어하기 위한 시도들을 개시한다. 그러나, 그러한 이전의 예들 중에서 일부는 안정된 전극 형상을 갖는 비소모성 전극들에만 적용가능하고(예를 들어, Bruning에 대한 특허 번호 제3,628,948호 또는 De Corso에 대한 특허 번호 제3,708,279호), 따라서 아크 재용해로(remelting furnace)에 대해 적합하지 않으며, 여기서 전극 형상은 일정하지 않고 재용해 프로세스 동안 잘-특징화되지 않는다. 그러한 이전 예들 중에서 다른 것들은 전기 방전의 횡방향 위치의 정확한 추정치의 부족의 어려움을 겪거나, 인가된 자기 필드의 영향 하에서 방전의 횡방향 이동의 본질의 근거 없는 가정들에 의존한다(예를 들어, Mathews 등에 대한 특허 번호 제4,581,745호 또는 Ogino 등에 대한 특허 번호 제4,762,165호).
본 개시의 발명 장치는 하나 이상의 자기 필드 센서들(200), 하나 이상의 자기 필드 소스들(300), 및 컴퓨터 시스템을 포함하는 제어 및 데이터 획득 시스템(299)을 포함한다. 다양한 예들은 도 1a 내지 도 1c, 도 2, 도 5, 도 6a/6b, 및 도 7a/7b에 개략적으로 예시된다. 자기 필드 센서들(200)은 임의의 적합한 유형 또는 구조일 수 있고, 전류-포함 볼륨(10)의 측면 주변에 대해 배열된다. 동작 동안, 1차 전류(20)는 전류-포함 볼륨(10) 내에 단부 대 단부로 위치되고 방전 갭(115)에 의해 분리되는, 제1 및 제2 종방향 전기 도체들(110 및 120)의 적어도 일부를 통한, 볼륨(10)을 통해 주로 종 방향으로 흐른다. 전극들(110 및 120)은 명료성을 위해 도 1a 내지 도 1c, 도 5, 도 6a/6b, 및 도 7a/7b로부터 생략되지만, 진공 아크로(100)의 맥락에서 도 2에 도시되며; 본 개시의 장치 및 방법들은 다른 맥락들에서 또한 사용될 있고, 단지 아크로와 관련하여 사용하도록 제한되지 않는다. 하나 이상의 1차 전기 방전들(30)은 방전 갭(115)에 걸치고, 1차 전류(20)를방전 갭(115)을 가로질러 운반하고, 제1 및 제2 도체들(110 및 120) 사이의 방전 갭(115) 내의 2개의 횡방향 치수들에서 이동가능하다.
자기 필드 센서들(200)은 임의의 적합한 유형(예를 들어, Flail 센서들)일 수 있고 제어 및 획득 시스템(299)에 동작적으로 결합된다. 각각의 센서(200)는 전류-포함 볼륨의 측면 주변에 대해, 전형적으로 전류-포함 볼륨(10)의 측면 주변에 또는 그 외부에 배열되는 대응하는 센서 위치에 위치된다. 전형적으로, 다수의 센서들(200)은 전류-포함 볼륨(10)의 측면 주변에 대해 2개 이상의 별개의 원주 위치들 사이에, 또는 2개 이상의 별개의 종방향 위치들 사이에, 또는 둘 다에 배열된다. 각각의 센서(200)는 하나 이상의 대응하는 센서 교정 파라미터들을 특징으로 하고, 2개 이상의 공간 치수들에서 자기 필드 성분들을 측정하기 위해 배열된다. 하나 이상의 자기 필드 소스들(집합적으로 소스들(300)로서 지칭됨)은 임의의 적합한 유형(예를 들어, 쌍을 이룬(paired) 코일들)일 수 있고 또한 제어 및 획득 시스템(299)에 동작적으로 결합된다. 소스들(300)은 전류-포함 볼륨(10)의 측면 주변에 대해, 전형적으로 전류-포함 볼륨(10)의 측면 주변에 또는 그 외부에 배열되든 대응하는 소스 위치들에 위치된다. 2개의 소스들(대향 코일들(300x 및 300y)의 쌍들)은 도면들 내의 예들에서 구체적으로 도시되며; 소스들(300)의 다른 적합한 수들 또는 배열들이 이용될 수 있다. 각각의 소스(300)는 하나 이상의 소스 교정 파라미터들을 특징으로 하고, 대응하는 제어 신호에 응답하여, 대응하는 인가된 자기 필드를 인가하도록 배열된다. 따라서, 인가된 각각의 자기 필드는 방전 갭(115)을 포함하는 전류-포함 볼륨(10)의 적어도 일 부분을 가로질러 횡방향으로 지향되는 대응하는 비-제로 성분을 갖는다.
제어 및 데이터 획득 시스템(299)은 컴퓨터 시스템을 포함하며, 이는 차례로 하나 이상의 전자 프로세서들 및 이에 결합되는 하나 이상의 디지털 저장 매체들을 포함한다. 제어 및 획득 시스템(299)은 전형적으로 하나 이상의 아날로그-디지털 변환기(A/D) 또는 하나 이상의 디지털-아날로그 변환기(D/A)를 포함한다. 컴퓨터 시스템은 방전 갭(115) 내의 하나 이상의 1차 전기 방전들(30)의 추정된 횡방향 위치를 계산하고, 대응하는 제어 신호들을 생성하기 위해 구조화되고, 연결되고, 프로그래밍된다. 전기 방전(30)의 추정된 횡방향 위치의 계산은 하나 이상의 대응하는 센서 위치들 또는 센서 교정 파라미터들과 함께, 측정된 자기 필드 성분들 중 2개 이상에 적어도 부분적으로 기초한다. 제어 신호들은 하나 이상의 대응하는 소스 위치들 또는 소스 교정 파라미터들과 함께, 하나 이상의 1차 전기 방전들(30)의 계산된 횡방향 위치 추정치에 적어도 부분적으로 기초한다. 생성된 제어 신호들은 제어 및 데이터 획득 시스템(299)을 통해 대응하는 자기 필드 소스들(300)로 전송된다. 결과로 초래된 인가된 자기 필드들(예를 들어 필드들(Bx 및 By))은 (아래에서 더 논의되는) 선택된 방전 횡방향 궤적 또는 선택된 방전 횡방향 분포에 따라 전기 방전(30)의 추정된 위치를 제어하거나 변경한다.
전기 방전(30)의 “횡방향 위치”는 임의의 적합한 방식으로 정의될 수 있다. 하나 이상의 1차 전기 방전들(30)의 추정된 횡방향 위치의 하나의 공통 정의는 하나 이상의 1차 전기 방전들의 총 전류 밀도의 중심(centroid)의 추정된 횡방향 위치를 포함한다. 추정된 횡방향 위치의 정의는 임의의 적합한 또는 원하는 방식(예를 들어, 반치 전폭(full-width at half-maximum), 제2 모멘트들, 또는 다른 폭 파라미터들 예컨대 통계적 분포들을 특징화하기 위해 사용되는 것들)으로 정의되는, 총 전류 밀도의 2개의 치수들에서의 폭들을 더 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 방전(30)은 다수의 별개의 방전들로서 처리될 수 있으며, 각각은 대응하는 위치 및 폭들을 특징으로 한다. 다른 적합한 특성화 및 파라미터화가 이용될 수 있다.
“방전 횡방향 궤적”은 1차 전류(20)가 전류-포함 볼륨(10)을 통해 그리고 방전 갭(115)을 가로질러 흐르는 동안 방전 갭(115) 내의 전기 방전(30) 다음에 이어지는 횡방향 2차원 경로(two-dimensional path)를 나타낼 수 있다. 이용될 수 있는 방전 횡방향 궤적들의 예들은 래스터 패턴(raster pattern), 단일 원형 경로 또는 다중 동심 원형 경로들, 타원 경로 또는 다중 공초점 원형 경로들, 나선 경로, 하나 이상의 평행 또는 비-평행 선형 경로들, 또는 불규칙 경로를 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 경로의 공간 변화들에 더하여, 전기 방전(30)의 횡방향 속도는 그것이 그러한 횡방향 경로를 따름에 따라 또한 제어되거나 변경될 수 있고, 그러한 제어 또는 변경은 예를 들어, (아래에 논의되는) 선택된 방전 횡방향 분포를 달성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 속도는 시간이 흐름에 따라 실질적으로 일정하게 남아 있을 수 있거나, 시간이 흐름에 따라 정현파로 가변될 수 있거나, 일부 다른 적합한 방식으로 가변될 수 있고, 임의의 적합한 속도 변화는 임의의 적합한 횡방향 궤적(예를 들어, 원형 궤적을 따르는 정속도, 또는 래스터 경로를 따르는 정현파적 가변 속도)과 결합될 수 있다. 일부 예들에서, 궤적은 전극 표면의 토폴로지(topology)에 의해 제한되거나 변경될 수 있다. 예를 들어, 측면 대 측면으로 함께 용접된 다수의 로드들(rods)로부터 형성되는 전극은 서로 분리되는 전극 표면의 다수의 별개의 영역들을 가질 수 있어서, 다극 전극을 산출한다. 그러한 예에서의 방전 궤적은 전극 표면의 별개의 영역들에 대해 다수의 대응하는 분리 궤적들(disjoint trajectories)을 포함할 수도 있다.
“방전 횡방향 분포”는 어떤 특정 시간 간격에 걸쳐 평균화되는 전기 방전의 횡방향 위치를 나타낼 수 있다. 횡방향 분포는 전형적으로 이동의 궤적 및 속도, 방전의 크기 및 형상, 그리고 방전들의 수의 조합에 의존한다. 그들 중 하나 이상의 변화는 횡방향 분포들의 무수한 상이한 예들을 산출할 수 있다. 하나의 특정 예에서, 래스터 궤적을 따르는 정속도는 실질적으로 균일한 분포를 산출할 수 있으며; 다른 특정 예들에서, 단일 원형 경로를 따르는 정속도는 (원형 경로의 반경에 대한 방전(30)의 폭에 따라) 평정(flat-topped) 가우스 또는 도넛 분포를 산출할 수 있다.
도 3은 방전 횡방향 프로파일의 예시적 거동(behavior)을 도시한다. 좌측 패널들에서, 자기 필드는 인가되지 않으며; 우측 패널들에서, 자기 필드는 x-축과 평행하게 인가되어, y-축을 따라서 전기 방전의 예상된 이동을 산출한다. 인가된 필드의 존재에서, 방전 횡방향 분포는 더 좁아지고 y-축을 따라 시프트한다. 도 4에서, 일련의 8개의 방전 횡방향 프로파일들은 인가된 자기 필드가 8초에 걸쳐 180°로 회전됨에 따라 1초 간격으로 도시된다. 프로파일은 전극 주위의 중간에 대해(즉, 일반적으로 원형 궤적을 따라서) 회전하는 것으로 보여진다. 최우측의 2개의 패널들은 전체 8-초 간격에 걸쳐 평균화된 분포(상부) 대 인가된 필드가 없는 분포(하부)를 도시한다. 인가된 필드가 전극 표면 상의 주위에 방전을 이동시키기 위해 회전됨에 따라 평균 분포의 균일성이 더 커진다는 점을 주목한다.
일부 예들에서, 자기 필드 소스들(300)은 전기 방전(30)의 횡방향 위치를 제어 또는 변경하기 위해, (예를 들어, 아크 재용해 프로세스의 전체 기간 동안) 실질적으로 연속적으로 동작될 수 있다. 다른 예들에서, 자기 필드 소스들(300)은 간헐적으로만, 예를 들어, 특정 조건들이 자기 센서들(200) 및 제어 및 획득 시스템(299)에 의해 관찰되거나 검출될 때에만 동작된다. 하나의 그러한 예에서, 전기 방전(30)은 소스들(300)의 동작 없이, 대부분의 아크 재용해 프로세스 동안 자유롭게 이동하는 것이 허용될 수 있다. 그러나, 바람직하지 않은 조건이 검출되는 경우, 제어 및 획득 시스템(299)은 바람직하지 않은 조건을 완화시키기 위해 제한된 기간 동안 하나 이상의 소스들(300)을 활성화시킬 수 있으며, 그 후에 소스들(300)은 비활성화될 수 있다. 소스들(300)의 간헐적인 활성화에 의해 완화될 수도 있는 바람직하지 않은 조건들의 예들은 소위 전극(110)과 도가니(101) 사이의 사이드 아크(side arc), 수축 아크, 또는 소위 고정된 위치에서 아크의 피닝(pinning)을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
전기 방전(30)의 횡방향 이동은 전기 방전 상의 인가된 자기 필드에 의해 가해지는 로렌츠 힘(Lorentz force)에 의해 예상되는 횡방향 모션(예상된 모션은 방전의 정상 모션으로서 본원에 지칭됨)에 반드시 대응할 필요가 없다는 것이 관찰되었다. 그 대신, 예상 방향에 대향하는 방향에서 전기 방전(30)의 횡방향 이동은 (방전의 비정상(anomalous) 모션으로서 본원에 지칭되는) 일부 경우들에서 발생하는 것으로 보인다. 완벽하게 평탄한, 완벽하게 평행한, 무결점(defect-free) 전극 표면들의 경우, 계산된 로렌츠 힘은 전기 방전의 이동을 정확하게 예상할 것이지만, 전극 표면들의 불규칙성들, 결함들, 또는 오정렬들은 전기 방전의 그러한 비정상 이동의 경우들을 야기할 수 있다는 것이 추측된다. 다른 메커니즘들, 예컨대 아크 압력에서의 변화, 잉곳(120) 상의 용융 풀(122)에서의 슬래그 입자들의 존재, 또는 다른 미공지된 메커니즘(들)이 적용가능할 수도 있다. 진공 아크 재용해의 맥락에서, 완벽한 전극 조건들의 가능성은 굉장히 작다. 전극(110)은 전형적으로 상대적으로 낮은 품질이고(따라서 재용해 프로세스에 대한 필요성이 있음!) 따라서 함유물들(inclusions), 공극들, 또는 다른 결함들을 포함할 가능성이 있고, 방전 갭에서 평활한 마감 표면(finished surface)을 가질 가능성이 없다. 그것이 처음에 그러한 표면을 가진 경우에도, 재용해 프로세스 자체는 방전의 위치에 국부화되고(따라서 횡방향 위치 제어에 대한 필요성이 있음!) 재용해 프로세스가 진행됨에 따라 전극(110)의 표면 품질을 저하시킬 가능성이 있을 수도 있다.
인가된 자기 필드에 응답하여 방전의 때때로-관찰된 비정상 이동을 일으키는 메커니즘에 관계없이, 그러한 비정상 이동은 본 발명적 장치 및 방법들에서 검출되고 설명되어야 한다. 예를 들어, 단순한 네거티브 피드백(negative feedback) 배열이 방전 횡방향 위치를 제어하기 위해 이용되는 경우, 방전의 정상 이동으로부터 비정상 이동으로의 전환(switch)은 안정된 네거티브 피드백 배열을 불안정한 포지티브 피드백(positive feedback) 배열로 효과적으로 변화시킬 것이다. 예상된 모션이 스스로 반전하지 않는 경우에도, 인가된 자기 필드에 대한 방전 이동의 크기는 전극의 표면이 저하됨에 따라 또는 그것이 (예를 들어, 재용해 프로세스 동안) 종방향으로 이동함에 따라 변할 수 있다. 따라서, 제어 및 획득 시스템(299)은 정상 방전 이동으로부터 비정상 방전 이동으로 그리고 그 반대로의 이행들을 설명하기 위해, 하나 이상의 자기 필드 소스들(300) 중 적어도 하나에 대해 하나 이상의 소스 교정 파라미터들을 갱신하도록 구조화되고, 프로그래밍되고, 연결될 수 있다. 소스 교정 파라미터들의 그러한 갱신은 하나 이상의 이전에 전송된 제어 신호들 및 그러한 이전에 전송된 제어 신호들의 결과로서 인가되는 대응하는 자기 필드들에서 기인하는 전기 방전의 추정된 횡방향 위치에 적어도 부분적으로 기초할 수 있다. 환원하면, 각각의 제어 신호가 인가됨에 따라, 결과로 초래된 추정된 방전 횡방향 위치는 현재 교정 파라미터들에 기초하여 예상되는 것과 비교된다. 실질적인 일치가 있는 경우, 이때, 변화는 이루어질 필요가 없다. (예를 들어, 방전 갭(115)의 종방향 이동 또는 전극 표면의 변경 또는 열화로 인해) 크기 또는 방향에서 기능적으로 상당한 불일치가 있는 경우, 이때, 적절한 교정 파라미터(들)은 가장 최근에 관찰된 이동과 일치하도록 갱신될 수 있고, 갱신된 파라미터(들)은 다른 불일치(mismatch)가 검출되고 갱신 프로세스가 반복될 때까지 후속 이동을 위해 사용된다.
일 예에서, 소스 교정 파라미터들은 하나 이상의 자기 필드 소스들에 이전에 전송된 대응하는 제어 신호들의 함수로서 전기 방전의 이전에 추정된 위치들의 테이블을 포함한다. 환원하면, 방전 횡방향 위치 대 인가된 자기 필드(들)의 이력(history)이 유지된다. 따라서, 하나 이상의 소스 교정 파라미터들을 갱신하는 것은 현재 추정된 위치와 제어 신호들의 그러한 주어진 값 또는 범위에 대응하는 이전에 추정된 위치 사이의 상당한 편차를 관찰할 시에, 제어 신호들의 주어진 값 또는 범위에 대응하는, 현재 추정된 위치를 포함하기 위해 테이블을 갱신하는 것을 포함할 것이다. 환원하면, 제어 및 데이터 획득 시스템(299)은 가장 최근의 위치 대 자기 필드 이력에 따라 작동하여, 그것이 대체됨에 따라 이전 이력을 무시한다.
다른 예에서, 소스 교정 파라미터들은 전기 방전의 추정된 위치에 응답하여 하나 이상의 자기 필드 소스들을 제어하기 위한 하나 이상의 대응하는 피드백 계수들(feedback coefficients)을 포함한다. 그러한 예에서, 하나 이상의 소스 교정 파라미터들을 갱신하는 것은 하나 이상의 대응하는 피드백 계수들(크기 및/또는 기호, 기호의 변화는 정상 모션으로부터 비정상 모션으로 또는 반대로의 이행을 나타냄)을 갱신하는 것을 포함한다. 피드백 계수는 전기 방전의 현재 추정된 위치 및 대응하는 현재 전송된 제어 신호에 응답하여 갱신될 수 있다. 대안적으로, 각각의 대응하는 제어 신호는 중첩된 진동 디더 신호(dither signal)를 포함할 수 있다. 위상-감지 검출 또는 다른 적합한 기술은 하나 이상의 자기 필드 센서들에 의해 측정되는 자기 필드 성분들 중 하나 이상의 진동 성분(oscillatory component)을 검출하기 위해 이용될 수 있으며, 이로부터 대응하는 갱신된 피드백 계수가 계산될 수 있다.
인가된 자기 필드들에 응답하여 전기 방전의 완전 2차원 횡방향 이동을 수행하기 위해, 장치는 대응하는 인가된 자기 필드들이 방전 갭(115)을 가로질러 횡방향으로 지향되는 대응하는 비-제로 성분들을 갖도록 배열되는 자기 필드 소스들(300) 중 2개 이상을 포함할 수 있으며, 그들의 대응하는 횡방향 자기 필드 성분들은 서로 평행하지 않다. 일부 예들에서, 그러한 필드 성분들은 일반적으로 직교한다(예를 들어, 도 1a 내지 도 1c에서, 소스(300x)는 x-축과 일반적으로 평행하게 지향되는 자기 필드(Bx)를 생성하고, 소스(300y)는 y-축과 일반적으로 평행하게 지향되는 자기 필드( By)를 생성함). 그러한 비-평행 또는 직교 배열은 방전 갭(115) 내의 2개의 횡방향 치수들에서 전기 방전(30)의 추정된 횡방향 위치를 제어 또는 변경하는 것을 가능하게 한다.
일부 예들에서, 하나 이상의 자기 필드 소스들(300) 중 각각의 하나는 대응하는 인가된 자기 필드가 방전 갭(115) 내에서 실질적으로 균일한 비-제로 진폭을 갖고 방전 갭(115)을 가로질러 실질적으로 횡방향으로 지향되도록 배열된다. 일부 예들에서, 하나 이상의 자기 필드 소스들(300) 중 각각의 하나는 전류-포함 볼륨의 대향하는 측방향 측면들 상에 배열되는 전도성 코일들의 대응하는 쌍을 포함하며, 대응하는 코일 축들은 실질적으로 동일선상이고 실질적으로 횡방향으로 지향된다. 도면들의 예들에서, 소스(300x)는 소스(300y)가 그러한 바와 같이, 코일들의 대향된 쌍을 포함한다. 코일들의 각각의 그러한 쌍은 제어 및 획득 시스템(299)에 의해 제공되는 대응하는 전류가 코일의 쌍을 통해 흐르고 대응하는 코일 축들을 따라 일반적으로 지향되는 대응하는 인가된 자기 필드를 생성하도록 제어 및 획득 시스템(299)에 연결된다.
위에 논의된 바와 같이, 일부 예들에서 방전 갭(115)은, 예컨대 아크 재용해 프로세스 동안, 전류-포함 볼륨 내에서 종방향으로 이동가능하다. 일부 그러한 예들에서, 하나 이상의 자기 필드 소스들(300) 중 각각의 하나는 대응하는 인가된 자기 필드가 방전 갭(115)이 위치될 수 있는 전류-포함 볼륨(10)의 모든 부분들을 가로질러 비-제로 횡방향 성분을 갖도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 그러한 배열은 (예를 들어, 도 5의 예에서와 같이) 종 방향을 따라서 연장되는 코일들(300)의 쌍들을 사용함으로써 실현될 수 있어서, 그들은 방전 갭(115)이 위치될 수 있는 볼륨(10)의 전체 길이를 따라서 (또는 적어도 거의 그렇게) 연장된다. 대안적으로, 다수의 자기 필드 소스들(300)은 (예를 들어, 전류-포함 볼륨(10)을 따라서 4개의 대응하는 상이한 종방향 위치들에서 4개의 세트들의 소스들(300x/300y)을 도시하는, 도 8의 예에서와 같이) 전류 함유-볼륨(10)을 따라서 상이한 종방향 위치들에 위치될 수 있다. 일부 경우들에서, 모든 그러한 자기 필드 소스들(300)은 대응하는 인가된 자기 필드가 방전 갭(115)이 위치될 수 있는 전류-포함 볼륨(10)의 모든 부분들을 가로질러 비-제로 횡방향 성분을 갖도록 동시에 동작될 수 있다(도 5의 예시적인 배열을 사용하여 획득되는 결과와 유사한 결과). 다른 경우들에서, 소스들(300)의 다향한 서브세트들은 방전 갭(115)의 추정된 위치에 기초하여 선택적으로 동작될 수 있으며, 남아 있는 소스들(300)은 비활성이다. 방전 갭(115)이 전류-포함 볼륨(10)을 따라서 종방향으로 이동함으로써, 상이한 소스들(300)은 연속적으로 활성화되거나 비활성화될 수 있어서, 상대적으로 높은 횡방향 인가 자기 필드의 영역은 그것이 이동함에 따라 방전 갭(115)과 그러한 영역의 실질적 오버랩이 존재하도록 전류-전달 볼륨(10)을 따라서 종방향으로 이동한다. 그러한 경우들에서, 제어 및 획득 시스템(299)은 방전 갭(115)의 종방향 이동에 응답하여 다수의 자기 필드 소스들(300)의 선택적 활성 또는 비활성을 수행하도록 구조화되고, 프로그래밍되고, 연결될 수 있다.
대안적으로, 방전 갭(115)이 볼륨(10)을 따라 이동가능한 다른 예들에서, 하나 이상의 자기 필드 소스들(300) 중 적어도 하나는 (예를 들어, 전류-포함 볼륨(10)을 따라서 상이한 종방향 위치들에서 소스들(300x/300y)을 도시하는, 도 6a 및 도 6b의 예에서와 같이) 전류-포함 볼륨(10)에 대해 종방향으로 이동가능하도록 배열될 수 있다. 그러한 예들에서, 제어 및 획득 시스템(299)은 방전 갭(115)의 종방향 이동에 응답하여 이동가능한 자기 필드 소스(들)(300)의 종방향 이동을 수행하도록 구조화되고, 프로그래밍되고, 연결될 수 있다. 그러한 예들에서, 그것은 전형적으로 이동가능한 자기 필드 소스(300)가 방전 갭(115)으로부터 종방향으로 변위되는 전류-포함 볼륨(10)의 적어도 일부분들에서 무시할 수 있는 인가된 필드 크기만을 생성하는 경우일 수도 있다. 그것은 더 작은 코일들이 코일들을 통한 주어진 전류 흐름에 대해 더 높은 자기 필드 진폭을 산출하기 때문에, 코일들이 필드 소스(들)(300)로서 이용될 때 유리하다. 그러한 동일한 이점은 위에 설명된 도 8의 예에서 실현될 수 있다. 이동가능한 소스들(300)을 갖는 일부 예들에서, 자기 센서들(200) 중 적어도 하나는 또한 (예를 들어, 전류-포함 볼륨(10)을 따라서 상이한 종방향 위치들에서 소스들(300x/300y) 및 센서들(200)을 도시하는, 도 7a 및 도 7b의 예에서와 같이) 전류-포함 볼륨(10)에 대해 종방향으로 이동가능하도록 배열될 수 있다. 그러한 예들에서, 제어 및 획득 시스템(299)은 방전 갭(155) 또는 이동가능한 자기 필드 소스(300)의 종방향 이동에 응답하여 이동가능한 자기 필드 센서(200)의 종방향 이동을 수행하기 위해 구조화되고, 프로그래밍되고, 연결될 수 있다. 하나 이상의 종방향 위치들에서의 정지 센서들(200)은 하나 이상의 종방향 위치들에서의 정지 소스들(300) 또는 종방향으로 이동하는 하나 이상의 소스들(30))과 함께 사용될 수 있다는 점을 주목한다. 유사하게, 종방향으로 이동하는 센서들(200)은 하나 이상의 종방향 위치들에서의 정지 소스들(300) 또는 종방향으로 이동하는 하나 이상의 소스들(300)과 함께 사용될 수 있다.
도 1a 내지 도 1c 및 도 7a/7b의 예들에서, 다수의 센서들(200)은 유사한 종방향 센서 위치들에서 볼륨(10)에 대해 배열된다. 도 2, 도 5, 도 6a/6b, 및 도 8의 예들에서, 센서들은 전류-포함 볼륨(10)을 따라서 2개 이상의 별개의 종방향 위치들 사이 뿐만 아니라, 전류-포함 볼륨(10)의 측면 주변 주위의 2개 이상의 별개의 원주 위치들 사이에 배열된다. 일부 예들에서, 각각의 센서(200)는 2개의 실질적 횡방향 공간 치수들 또는 3개의 공간 치수들에서 자기 필드 성분들을 측정하기 위해 배열될 수 있다. 방전 갭(115)이 전류-포함 볼륨(10) 내에서 종방향으로 이동가능한 예들에서, 센서 교정 파라미터들은 방전 갭(115)의 종방향 이동에 따라 가변될 수 있다.
센서들(200)은 (i) 1차 전류(20)를 전류-포함 볼륨(10)으로 운반하거나 전류-포함 볼륨(10)으로부터의 리턴 전류(24)를 운반하는 외부 도체들, (ii) 전류-전달 볼륨(10)이 침지되는 외부 자기 필드들, (iii) 하나 이상의 자기 필드 소스들(300)에 의해 인가되는 자기 필드들, 또는 (iv) (만약에 있다면) 전류를 소스들(300)에 운반하는 외부 도체들로부터 발생하는 자기 필드 성분들을 포함하는, 존재하는 모든 자기 필드들을 측정한다. 따라서, 전기 방전(30)의 추정된 위치를 계산하는 것은 그러한 추가적인 자기 필드 성분들 중 하나 이상에 대한 보정들을 포함할 수 있다.
위에 논의된 바와 같이, 발명 장치는 통상적으로 아크 재용해 프로세스를 감시 및 제어하거나 변경하기 위해 사용된다. 따라서, 일부 예들에서 전류-포함 볼륨(10)은 전류-포함 볼륨(10)의 측면 주변을 정의하는 챔버(예를 들어, 진공 아크로(100)) 내에 밀폐될 수 있다. 그러한 예들에서, 센서 및 소스 위치들은 챔버의 외부에 위치될 수 있고, 종종 챔버의 외부에 위치될 수 있다. 진공 아크로(100)의 예에서, 제1 도체(110)는 노(furnace)(100)의 전극을 포함하고, 제2 도체(120)는 노(100) 내에 형성되는 잉콧을 포함하고, 노는 방전 갭(115)이 1차 전류(20)가 용융 주기 동안 흐름에 따라 노를 통해 종방향으로 이동하여, 전극(110)이 용융 및 수축하고 잉곳이 성장하게 하도록 배열된다. 제어 및 획득 시스템(299)은 1차 전류(20)가 용융 주기 동안 흐름에 따라 용융 시간과 함께 변하는 추정된 방전 갭 종방향 위치를 계산하도록 구조화되고, 프로그래밍되고, 연결된다.
개시된 발명 장치 중 임의의 것을 이용하는 발명 방법은: (A) 하나 이상의 자기 필드 센서들(200)을 사용하여, 각각의 대응하는 센서 위치에서 2개 이상의 공간 치수들에서 대응하는 자기 필드 성분들을 측정하는 단계; (B) 컴퓨터 시스템을 사용하여, 방전 갭(115) 내의 하나 이상의 1차 전기 방전들(30)의 추정된 횡방향 위치를 계산하는 단계; (C) 컴퓨터 시스템을 사용하여, 대응하는 제어 신호들을 생성하고, 이를 하나 이상의 자기 필드 소스들(300)에 전송하는 단계; 및 (D) 하나 이상의 자기 필드 소스들(200)을 사용하여, 대응하는 제어 신호들에 응답하여 대응하는 인가된 자기 필드들을 인가하여, 그것에 의해 하나 이상의 1차 전기 방전들(30)의 추정된 횡방향 위치를 제어하거나 변경하는 단계를 포함한다.
발명 방법의 다른 예는 컴퓨터 시스템을 사용하여, 하나 이상의 이전에 전송된 제어 신호들 및 그러한 이전에 전송된 제어 신호들의 결과로서 인가되는 대응하는 자기 필드들에서 기인하는 전기 방전(30)의 적어도 부분적으로 기초하여, 하나 이상의 자기 필드 소스들(300) 중 적어도 하나에 대해 하나 이상의 소스 교정 파라미터들을 갱신하는 단계를 더 포함할 수 있다.
발명 방법의 다른 예에서, (E) 전류-포함 볼륨(10)은 전류-포함 볼륨(10)의 측면 주변을 정의하는 전기 아크로(100) 내에 밀폐되고, 센서 및 소스 위치들은 노(furnace) 외부에 위치되고; (F) 제1 도체(110)는 노(100)의 전극을 포함하고, 제2 도체(120)는 노(100) 내에 형성되는 잉곳을 포함하고, 노(100)는 방전 갭(115)이 1차 전류(20)가 용융 주기 동안 흐름에 따라 노(100)를 통해 종방향으로 이동하여, 전극(110)이 용융 및 수축하고 잉곳(120)이 성장하게 하도록 배열되고; 및 (G) 부분들 (A) 내지 (D)는 용융 주기 동안 수행된다.
센서들(200) 그리고 제어 및 데이터 획득 시스템(299)의 추가 상세들은 위에 통합된 '059 특허 및 '018 출원에서 개시되고, 여기서 반복될 필요가 없다.
본원에 개시되는 시스템들 및 방법들은 일반 또는 특수 목적 컴퓨터들 또는 서버들 또는 소프트웨어를 통해 프로그래밍되는 다른 프로그램가능 하드웨어 디바이스들로서 또는 이들과 함께 구현되거나, 하드 와이어링을 통해 “프로그래밍되는”하드웨어 또는 장비로서 구현되거나, 2개의 조합으로 구현될 수 있다. “컴퓨터”또는 “서버”는 단일 머신을 포함할 수 있거나 (단일 위치에 또는 다수의 원격 위치들에 위치되는) 다수의 상호작용 머신들을 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램들 또는 다른 소프트웨어 코드는, 사용되는 경우, 예컨대 마이크로코드, 머신 코드, 네트워크-기반 또는 웹-기반 또는 함께 동작하는 분산 소프트웨어 모듈들, RAM, ROM, CD-ROM, CD-R, CD-R/W, DVD-ROM, DVD±R, DVD±R/W, 하드 드라이브들, 썸 드라이브들, 플래시 메모리, 광학 매체들, 자기 매체들, 반도체 매체들, 또는 임의의 미래 컴퓨터-판독가능 스토리지 대안들에서 프로그래밍을 포함함으로써, 유형의, 비일시적(non-transient), 일시적 또는 영구적인 스토리지 또는 대체가능 매체에서 구현될 수 있다.
전술한 것에 더하여, 다음의 예들은 본 개시 또는 첨부된 청구항들의 범위 내에 속한다:
예1. 하나 이상의 자기 필드 센서들, 하나 이상의 자기 필드 소스들, 및 컴퓨터 시스템을 포함하는 제어 및 데이터 획득 시스템을 포함하는 장치에 있어서, 여기서: (a) 하나 이상의 자기 필드 센서들은 1차 전류가 (i) 전류-포함 볼륨 내에 단부 대 단부로 위치되고 방전 갭에 의해 분리되는 제1 및 제2 종방향 전기 도체들의 적어도 일부분을 통해서, 그리고 (ii) 방전 갭에 걸치고 제1 및 제2 도체들 사이의 방전 갭 내에서 2개의 횡방향 치수들에서 이동가능한 하나 이상의 1차 전기 방전들로서 주로 종 방향으로 흐르는 상기 전류-포함 볼륨의 측면 주변에 대해 배열되고; (b) 하나 이상의 자기 필드 센서들 중 각각의 하나는 (i) 제어 및 획득 시스템에 동작적으로 결합되고, (ii) 전류-포함 볼륨의 측면 주변에 대해 배열되는 대응하는 센서 위치에 위치되고, (iii) 하나 이상의 대응하는 센서 교정 파라미터들을 특징으로 하고, (iv) 2개 이상의 공간 치수들에서 자기 필드 성분들을 측정하도록 배열되고; (c) 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 각각의 하나는 (i) 제어 및 획득 시스템에 동작적으로 결합되고, (ii) 전류-포함 볼륨의 측면 주변에 대해 배열되는 대응하는 소스 위치에 위치되고, (iii) 하나 이상의 소스 교정 파라미터들을 특징으로 하고, (iv) 대응하는 제어 신호에 응답하여, 방전 갭을 포함하는 전류-포함 볼륨의 적어도 일 부분을 가로질러 횡방향으로 지향되는 대응하는 비-제로 성분을 갖는 대응하는 인가된 자기 필드를 인가하도록 배열되고; (d) 컴퓨터 시스템은 하나 이상의 전자 프로세서들 및 이에 결합되는 하나 이상의 디지털 저장 매체들을 포함하고, (i) 방전 갭 내에서 하나 이상의 1차 전기 방전들의 추정된 횡방향 위치를 계산하되, 그러한 계산은 하나 이상의 대응하는 센서 위치들 또는 센서 교정 파라미터들과 함께 측정된 자기 필드 성분들 중 2개 이상에 적어도 부분적으로 기초하고, (ii) 하나 이상의 대응하는 소스 위치들 또는 소스 교정 파라미터들과 함께 하나 이상의 1차 전기 방전들의 추정된 횡방향 위치에 적어도 부분적으로 기초하여, 대응하는 제어 신호들을 생성하고, 이를 하나 이상의 자기 필드 소스들에 전송함으로써, 결과로 초래된 인가된 자기 필드들이 선택된 방전 횡방향 궤적 또는 선택된 방전 횡방향 분포에 따라 전기 방전의 추정된 위치를 제어 도는 변경하도록 구조화되고, 연결되고, 프로그래밍된다.
예 2. 예 1의 장치에서, 하나 이상의 1차 전기 방전들의 추정된 횡방향 위치는 하나 이상의 1차 전기 방전들의 총 전류 밀도의 중심의 추정된 횡방향 위치를 포함한다.
예 3. 예 1의 장치에서, 하나 이상의 1차 전기 방전들의 추정된 횡방향 위치는 다수의 1차 전기 방전들 중 각각의 하나의 대응하는 추정된 횡방향 위치를 포함한다.
예 4. 예 1 내지 예 3 중 어느 하나의 장치에 있어서, 선택된 방전 횡방향 궤적은 래스터 패턴, 하나 이상의 원형 경로들, 하나 이상의 타원 경로들, 나선 경로, 하나 이상의 선형 경로들, 또는 불규칙 경로를 포함한다.
예 5. 예 1 내지 예 4 중 어느 하나의 장치에 있어서, 선택된 방전 분포는 실질적으로 균일한 분포, 가우스 분포, 평정(flat-topped) 가우스 분포, 또는 도넛 분포를 포함할 수 있다.
예 6. 예 1 내지 예 5 중 어느 하나의 장치에 있어서, 장치는 대응하는 인가된 자기 필드들이 방전 갭을 포함하는 전류-포함 볼륨의 적어도 일 부분을 가로질러 횡방향으로 지향되는 대응하는 비-제로 성분들을 포함하고, 대응하는 비-제로 횡방향 자기 필드 성분들이 서로 평행하지 않아서, 그것에 의해 2개의 횡방향 치수들에서 전기 방전의 추정된 위치를 제어 또는 변경하는 것을 가능하게 하도록 배열되는 자기 필드 소스들 중 2개 이상을 포함한다.
예 7. 예 1 내지 예 6 중 어느 하나의 장치에 있어서, 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 각각의 하나는 대응하는 인가된 자기 필드가 방전 갭 내에서 실질적으로 균일한 비-제로 진폭을 갖고 방전 갭을 가로질러 실질적으로 횡방향으로 지향되도록 배열된다.
예 8. 예 1 내지 예 7 중 어느 하나의 장치에 있어서, 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 각각의 하나는 (i) 대응하는 코일 축들이 실질적으로 동일선상에 있고 실질적으로 횡방향으로 지향되는 전류-포함 볼륨의 대향하는 측방향 측면들 상에 배열되고, (ii) 제어 및 획득 시스템에 의해 제공되는 전류가 코일들을 통해 흐르고 대응하는 인가된 자기 필드를 생성하도록 제어 및 획득 시스템에 연결되는 전도성 코일들의 대응하는 쌍을 포함한다.
예 9. 예 1 내지 예 8 중 어느 하나의 장치에 있어서, 방전 갭은 전류-포함 볼륨 내에서 종방향으로 이동가능하고, 하나 이상의 자기 필드 소스들은 방전 갭이 위치될 수 있는 전류-포함 볼륨의 모든 부분들을 가로질러 비-제로 횡방향 성분을 갖도록 배열된다.
예 10. 예 1 내지 예 8 중 어느 하나의 장치에 있어서, 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 각각의 하나는 대응하는 인가된 자기 필드가 방전 갭으로부터 종방향으로 변위되는 전류-포함 볼륨의 적어도 일부분들에서 무시할 수 있는 진폭만을 갖도록 배열된다.
예 11. 예 10의 장치에 있어서, (i) 방전 갭은 전류-포함 볼륨 내에서 종방향으로 이동가능하고, (ii) 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 적어도 하나는 전류-포함 볼륨에 대해 종방향으로 이동가능하도록 배열되고, (iii) 제어 및 획득 시스템은 방전 갭의 종방향 이동에 응답하여 적어도 하나의 이동가능한 자기 필드 소스의 종방향 이동을 수행하도록 구조화되고, 프로그래밍되고, 연결된다.
예 12. 예 10의 장치에 있어서, (i) 방전 갭은 전류-포함 볼륨 내에서 종방향으로 이동가능하고, (ii) 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 적어도 하나의 전류-포함 볼륨을 따라 대응하는 종방향 위치는 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 적어도 하나의 다른 것의 전류-포함 볼륨을 따라 대응하는 종방향 위치와 상이하고, (iii) 제어 및 획득 시스템은 방전 갭의 종방향 이동에 응답하여 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 각각의 하나의 선택적 활성화 또는 비활성화를 수행하도록 구조화되고, 프로그래밍되고, 연결된다.
예 13. 예 1 내지 예 12 중 어느 하나의 장치에 있어서, (i) 방전 갭은 전류-포함 볼륨 내에서 종방향으로 이동가능하고, (ii) 하나 이상의 자기 센서들 중 적어도 하나는 전류-포함 볼륨에 대해 종방향으로 이동가능하도록 배열되고, (iii) 제어 및 획득 시스템은 방전 갭 또는 적어도 하나의 이동가능한 자기 필드 소스의 종방향 이동에 응답하여 적어도 하나의 이동가능한 자기 필드 센서의 종방향 이동을 수행하도록 구조화되고, 프로그래밍되고, 연결된다.
예 14. 예 1 내지 예 13 중 어느 하나의 장치에 있어서, 제어 및 획득 시스템은, 하나 이상의 이전에 전송된 제어 신호들 및 그러한 이전에 전송된 제어 신호들의 결과로서 인가되는 대응하는 자기 필드들에서 기인하는 전기 방전의 추정된 횡방향 위치에 적어도 부분적으로 기초하여, 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 적어도 하나에 대해 하나 이상의 소스 교정 파라미터들을 갱신하도록 구조화되고, 프로그래밍되고, 연결된다.
예 15. 예 14의 장치에 있어서, (i) 방전 갭은 전류-포함 볼륨 내에서 종방향으로 이동가능하고, (ii) 하나 이상의 소스 교정 파라미터들을 갱신하는 것은 방전 갭의 관찰된 종방향 이동을 설명하기 위해 하나 이상의 교정 파라미터들을 수정 또는 대체하는 것을 포함한다.
예 16. 예 14 또는 예 15 중 어느 하나의 장치에 있어서, 하나 이상의 소스 교정 파라미터들을 갱신하는 것은 인가된 자기 필드들의 방향들에 대해 전기 방전의 추정된 위치의 이동의 방향의 관찰된 반전을 설명하기 위해 하나 이상의 교정 파라미터들을 수정 또는 대체하는 것을 포함한다.
예 17. 예 14 내지 예 16 중 어느 하나의 장치에 있어서, (i) 소스 교정 파라미터들은 하나 이상의 자기 필드 소스들에 이전에 전송된 대응하는 제어 신호들의 함수로서 전기 방전의 이전에 추정된 위치들의 테이블을 포함하고, (ii) 하나 이상의 소스 교정 파라미터들을 갱신하는 것은 현재 추정된 위치와 제어 신호들의 그러한 주어진 값 또는 범위에 대응하는 이전에 추정된 위치 사이의 상당한 편차를 관찰할 시에, 제어 신호들의 주어진 값 또는 범위에 대응하는, 현재 추정된 위치를 포함하는 테이블을 갱신하는 것을 포함한다.
예 18. 예 14 내지 예 16 중 어느 하나의 장치에 있어서, (i) 소스 교정 파라미터들은 전기 방전의 추정된 위치에 응답하여 하나 이상의 자기 필드 소스들을 제어하기 위한 하나 이상의 대응하는 피드백 계수들을 포함하고, (ii) 하나 이상의 소스 교정 파라미터들을 갱신하는 것은 하나 이상의 대응하는 피드백 계수들을 갱신하는 것을 포함한다.
예 19. 예 18의 장치에 있어서, 제어 및 획득 시스템은 전기 방전의 현재 추정된 위치 및 대응하는 현재 전송된 제어 신호에 응답하여 피드백 계수를 갱신하도록 구조화되고, 프로그래밍되고, 연결된다.
예 20. 예 18 또는 예 19 중 어느 하나의 장치에 있어서, (i) 각각의 대응하는 제어 신호는 중첩된 진동 디더 신호(oscillatory dither sigal)를 포함하고, (ii) 제어 및 획득 시스템은 자기 필드 센서들 중 하나 이상에 의해 측정되는 자기 필드 성분들 중 하나 이상의 진동 성분을 검출하고 이로부터 대응하는 갱신된 피드백 계수를 계산하도록 구조화되고, 프로그래밍되고, 연결된다.
예 21. 예 18 내지 예 20 중 어느 하나의 장치에 있어서, 갱신된 피드백 계수들 중 하나 이상은 대응하는 이전 피드백 계수의 그것과 대향하는 기호를 갖는다.
예 22. 예 1 내지 예 21 중 어느 하나의 장치에 있어서, 장치는 자기 필드 센서들 중 2개 이상을 포함하고, 센서 위치들은 전류-포함 볼륨을 따라 2개 이상의 별개의 종방향 위치들 사이에 또는 전류-포함 볼륨의 측면 주변 주위의 2개 이상의 별개의 원주 위치들 사이에 배열된다.
예 23. 예 1 내지 예 22 중 어느 하나의 장치에 있어서, 장치는 자기 필드 센서들 중 2개 이상을 포함하고, 센서 위치들은 전류-포함 볼륨을 따라서 2개 이상의 별개의 종방향 위치들 사이에 및 전류-포함 볼륨의 측면 주변 주위의 2개 이상의 별개의 원주 위치들 사이에 배열된다.
예 24. 예 1 내지 예 23 중 어느 하나의 장치에 있어서, 각각의 센서는 2개의 실질적 횡방향 공간 치수들에서 또는 3개의 공간 치수들에서 자기 필드 성분들을 측정하도록 배열된다.
예 25. 예 1 내지 예 24 중 어느 하나의 장치에 있어서, (i) 방전 갭은 전류-포함 볼륨 내에서 종방향으로 이동가능하고, (ii) 센서 교정 파라미터들은 방전 갭의 종방향 이동에 따라 가변된다.
예 26. 예 1 내지 예 25 중 어느 하나의 장치에 있어서, 전기 방전의 추정된 위치를 계산하는 것은 (i) 1차 전류를 전류-포함 볼륨으로 운반하거나 전류-포함 볼륨으로부터의 리턴 전류를 운반하는 외부 도체들, (ii) 전류-전달 볼륨이 침지되는 외부 자기 필드들, (iii) 하나 이상의 자기 필드 소스들에 의해 인가되는 자기 필드들, 또는 (iv) (만약에 있다면) 전류를 소스들로 운반하는 외부 도체들로부터 발생하는 자기 필드 성분들에 대한 보정들을 포함한다.
예 27. 예 1 내지 예 26 중 어느 하나의 장치에 있어서, 전류-포함 볼륨은 전류-포함 볼륨의 측면 주변을 정의하는 챔버 내부에 밀폐되고, 센서 및 소스 위치들은 챔버 외부에 위치된다.
예 28. 챔버를 더 포함하는 예 27의 장치에 있어서, 챔버는 전기 아크로를 포함하고, 제1 도체는 노(furnace)의 전극을 포함하고, 제2 도체는 노 내에 형성되는 잉곳을 포함하고, 노는 방전 갭이 1차 전류가 용융 주기 동안 흐름에 따라 노를 통해 종방향으로 이동하여, 전극이 용융 및 수축하고 잉곳이 성장하게 하도록 배열된다.
예 29. 예 28의 장치에 있어서, 제어 및 획득 시스템은 1차 전류가 용융 주기 동안 흐름에 따라 용융 시간과 함께 변하는 추정된 방전 갭 종방향 위치를 계산하도록 구조화되고, 프로그래밍되고, 연결된다.
예 30. 제1 및 제2 종방향 전기 도체들 사이의 방전 갭 내의 하나 이상의 1차 전기 방전들의 추정된 횡방향 위치를 제어 또는 변경하기 위해 예 1 내지 예 29항 중 어느 한 항의 장치를 사용하기 위한 방법에 있어서, 방법은:(A) 하나 이상의 자기 필드 센서들을 사용하여, 각각의 대응하는 센서 위치에서 2개 이상의 공간 치수들 내의 대응하는 자기 필드 성분들을 측정하는 단계; (B) 컴퓨터 시스템을 사용하여, 방전 갭 내의 하나 이상의 1차 전기 방전들의 추정된 횡방향 위치를 계산하는 단계; (C) 컴퓨터 시스템을 사용하여, 대응하는 제어 신호들을 생성하고, 이를 하나 이상의 자기 필드 소스들에 전송하는 단계; 및 (D) 하나 이상의 자기 필드 소스들을 사용하여, 대응하는 제어 신호들에 응답하여 상기 대응하는 인가된 자기 필드들을 인가하여, 그것에 의해 하나 이상의 1차 전기 방전들의 추정된 횡방향 위치를 제어 또는 변경하는 단계를 포함한다.
예 31. 예 30의 방법에 있어서, (E) 컴퓨터 시스템을 사용하여, 하나 이상의 이전에 전송된 제어 신호들 및 그러한 이전에 전송된 제어 신호들의 결과로서 인가되는 대응하는 자기 필드들에서 기인하는 전기 방전의 추정된 횡방향 위치에 적어도 부분적으로 기초하여, 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 적어도 하나에 대해 하나 이상의 소스 교정 파라미터들을 갱신하는 단계를 더 포함한다.
예 32. 예 30 또는 예 31 중 어느 하나의 방법에 있어서, 여기서: (E) 전류-포함 볼륨은 전류-포함 볼륨의 측면 주변을 정의하는 전기 아크로(100) 내에 밀폐되고, 센서 및 소스 위치들은 노(furnace) 외부에 위치되고; (F) 제1 도체는 노(furnace)의 전극을 포함하고, 제2 도체는 노 내에 형성되는 잉곳을 포함하고, 노는 방전 갭이 1차 전류가 용융 주기 동안 흐름에 따라 노를 통해 종방향으로 이동하여, 전극이 용융 및 수축하고 잉곳(120)이 성장하게 하도록 배열되고; (G) 부분들 (A) 내지 (D)는 용융 주기 동안 수행된다.
개시된 예시적인 실시예들 및 방법들의 등가물들은 본 개시 또는 첨부된 청구항들의 범위 내에 속하는 것으로 의도된다. 개시된 예시적인 실시예들 및 방법들, 및 그 등가물들은 본 개시 또는 첨부된 청구항들의 범위 내에 있는 동안 수정될 수 있도록 의도된다.
전술한 상세 설명에서, 다양한 특징들은 본 개시를 간소화하기 위해 수 개의 예시적인 실시예들과 함께 그룹화될 수 있다. 이러한 개시 방법은 임의의 청구된 실시예가 대응하는 청구항에서 명시적으로 인용되는 것보다 더 많은 특징들을 요구한다는 의도를 반영하는 것으로서 해석되지 않는다. 오히려, 첨부된 청구항들이 반영하는 바와 같이, 발명적 발명 대상은 단일의 개시된 예시적인 실시예의 모든 특징들 미만으로 놓여 있을 수 있다. 따라서, 본 개시는 - 본원에 명시적으로 개시되지 않을 수 있는 그러한 세트들을 포함하는 - 특징들이 본 출원에 도시되거나, 설명되거나, 청구되는 - 하나 이상의 특징들의 임의의 적합한 세트를 갖는 임의의 실시예를 명시적으로 개시하는 것으로서 해석되어야 한다. 특징들의 “적합한”세트는 세트의 임의의 다른 특징들에 대해 양립할 수 없거나 상호 배타적이지 않는 특징들만을 포함한다. 따라서, 첨부된 청구항들은 이로써 상세 설명(Detailed Description)에 통합되며, 각각의 청구항들은 별도의 개시된 실시예로서 그 자체에 의거한다. 게다가, 상세한 설명에 대한 청구항의 상기 통합에 의한 개시만를 위해, 첨부된 종속 청구항들 각각은 다수의 종속 형태로 기록되고 그것이 일치하지 않는 모든 선행 청구항들에 의존하는 것과 같이 해석되어야 한다. 첨부된 청구항들의 범위는 본 출원에 개시되는 모든 발명 대상을 망라할 수 있지만, 반드시 그러한 것은 아니라는 점이 추가적으로 주목되어야 한다.
본 개시 및 첨부된 청구항들을 위해, 접속사 “또는(or)”은 포괄적으로 해석되어야 한다(예를 들어, “개 또는 고양이”는 “개, 또는 고양이, 또는 둘 다”로서 해석될 것이며; 예를 들어, “개, 고양이, 또는 쥐”는 “개, 또는 고양이, 또는 쥐, 또는 임의의 두 마리, 또는 세 마리 모두”로서 해석될 것이며, (i) 그것이 예를 들어, “either... or”, “only one of”, 또는 유사한 언어의 사용에 의해 달리 명시적으로 진술되거; (ii) 열거된 대안들 중 2개 이상이 특정 맥락 내에서 상호 배타적이지 않는 한, 이 경우에서 “또는(or)”은 비-상호-배타적 대안들을 포함하는 그러한 조합들만을 망라할 것이다. 본 개시 및 첨부된 청구항들을 위해, 단어 “포함하는(comprising)”, “포함하는(including)”, “갖는(having)”, 및 그 변형들은, 그들이 출현하는 어디든지, 구(phrase) “적어도(at least)”가 달리 명백하게 진술되지 않는 한, 그 각각의 경우 이후에 첨부되었던과 동일한 의미로, 개방형 용어(open ended terminology)로서 해석되어야 한다. 본 개시 또는 첨부된 청구항들을 위해, “~와 거의 동일한(about equal to)”, “~와 실질적으로 동일한(substantially equal to)”, “~에 대해 더 큰(greater than about)”, “~에 대해 미만인(less than about)”등과 같은 용어들이 사용될 때, 수치적 양과 관련하여, 측정 정확도 및 유효 숫자들에 관련된 표준 규칙들(standard conventions)이, 상이한 해석이 명시적으로 진술되지 않는 한, 적용되어야 한다. “실질적으로 방지되는”, “실질적으로 부재인”, “실질적으로 제거된”, “제로와 거의 동일한”, “무시할 수 있는”등과 같은 구들에 의해 설명되는 널(null) 양들에 대해, 각각의 그러한 구(phrase)는 문제의 양이, 의도된 동작의 맥락 또는 개시된 또는 청구된 장치 또는 방법의 사용에서의 실제 목적들을 위해, 장치 또는 방법의 전반적인 행동 또는 성능이 발생했을 것이 완전히 제거되거나, 정확하게 제로와 동일하거나, 달리 정확하게 무효화된 널 양(null quantity)을 갖는 다는 것과 상이하지 않는 그러한 범위로 감소되거나 제거되는 경우를 나타내야 한다.
본 개시 및 첨부된 청구항들을 위해, 실시예, 예, 또는 청구항의 요소들, 단계들, 제한들, 또는 다른 부분들의 임의의 라벨링(예를 들어, 제1, 제2 등, (a), (b), (c) 등, 또는 (i), (ii), (iii) 등)은 단지 명료성을 위한 것이고, 그렇게 라벨링된 부분들의 임의의 종류의 순서 또는 우선을 암시하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 임의의 그러한 순서 또는 우선이 의도되는 경우, 그것은 실시예, 예, 또는 청구항에서 명시적으로 인용되거나, 일부 경우들에서, 그것은 실시예, 예, 또는 청구항의 특정 내용에 기초하여 함축적이거나 내재적일 것이다. 첨부된 청구항들에서, 35 USC § 112(f)의 규정들이 장치 청구항에 적용되도록 요구되는 경우, 이때, 단어 “수단(means)”이 그러한 장치 청구항에 출현할 것이다. 그러한 규정들이 방법 청구항에 적용되도록 요구되는 경우, 단어들 “~을 위한 단계(a step for)”가 그러한 방법 청구항에 출현할 것이다. 반대로, 단어들 “수단” 또는 “~을 위한 단계”가 청구항에 출현하지 않은 경우, 이때, 35 USC § 112(f)의 규정들은 그러한 청구항에 적용되도록 의도되지 않는다.
임의의 하나 이상의 개시가 참조로 본원에 통합되고 그러한 통합된 개시가 본 개시와 부분적으로 또는 전체적으로 상충하거나, 이와 범위에서 상이한 경우, 이때, 용어들의 상충, 더 광범위한 개시, 또는 더 광범위한 정의 범위에 대해, 본 개시가 제어한다. 그러한 통합된 개시들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 상충하는 경우, 이때, 상충의 범위에 대해, 최근 날짜(later-dated)의 개시가 제어한다.
요약서는 특허 문헌 내의 특정 발명 대상에 대해 검색하는 사람들에 대한 지원으로서 요구되는 경우 제공된다. 그러나, 요약서는 본원에 인용되는 임의의 요소들, 특징들, 도는 제한들이 임의의 특정 청구항에 의해 반드시 망라된다는 것을 암시하도록 의도되지 않는다. 각각의 청구항에 의해 망라되는 발명 대상의 범위는 단지 그러한 청구항의 인용에 의해 결정되어야 한다.

Claims (32)

  1. 하나 이상의 자기 필드 센서들, 하나 이상의 자기 필드 소스들, 및 컴퓨터 시스템을 포함하는 제어 및 데이터 획득 시스템을 포함하는 장치에 있어서,
    (a) 상기 하나 이상의 자기 필드 센서들은 1차 전류가 (i) 전류-포함 볼륨 내에 단부 대 단부로 위치되고 방전 갭에 의해 분리되는 제1 및 제2 종방향 전기 도체들의 적어도 일부분을 통해서, 그리고 (ii) 상기 방전 갭에 걸치고 상기 제1 및 제2 도체들 사이의 상기 방전 갭 내에서 2개의 횡방향 차원들로 이동가능한 하나 이상의 1차 전기 방전들로서 주로 종 방향으로 흐르는 상기 전류-포함 볼륨의 측면 주변에 대해 배열되고;
    (b) 상기 하나 이상의 자기 필드 센서들 중 각각의 하나는 (i) 상기 제어 및 획득 시스템에 동작적으로 결합되고, (ii) 상기 전류-포함 볼륨의 상기 측면 주변에 대해 배열되는 대응하는 센서 위치에 위치되고, (iii) 하나 이상의 대응하는 센서 교정 파라미터들을 특징으로 하고, (iv) 2개 이상의 공간 치수들(spatial dimensions)에서 자기 필드 성분들을 측정하기 위해 배열되고;
    (c) 상기 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 각각의 하나는 (i) 상기 제어 및 획득 시스템에 동작적으로 결합되고, (ii) 상기 전류-포함 볼륨의 상기 측면 주변에 대해 배열되는 대응하는 소스 위치에 위치되고, (iii) 하나 이상의 소스 교정 파라미터들을 특징으로 하고, (iv) 대응하는 제어 신호에 응답하여, 상기 방전 갭을 포함하는 상기 전류-포함 볼륨의 적어도 일 부분들을 가로질러 횡방향으로 지향되는 대응하는 비-제로 성분을 갖는 대응하는 인가된 자기 필드를 인가하도록 배열되고;
    (d) 상기 컴퓨터 시스템은 하나 이상의 전자 프로세서들 및 이에 결합되는 하나 이상의 디지털 저장 매체들을 포함하고, (i) 상기 방전 갭 내에서 상기 하나 이상의 1차 전기 방전들의 추정된 횡방향 위치를 계산하되, 그러한 계산은 하나 이상의 대응하는 센서 위치들 또는 센서 교정 파라미터들과 함께 상기 측정된 자기 필드 성분들 중 2개 이상에 적어도 부분적으로 기초하고, (ii) 하나 이상의 대응하는 소스 위치들 또는 소스 교정 파라미터들과 함께 상기 하나 이상의 1차 전기 방전들의 상기 추정된 횡방향 위치에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 대응하는 제어 신호들을 생성하고, 이를 상기 하나 이상의 자기 필드 소스들에 전송함으로써, 상기 결과로 초래된 인가된 자기 필드들이 선택된 방전 횡방향 궤적 또는 선택된 방전 횡방향 분포에 따라 상기 전기 방전의 상기 추정된 위치를 제어 또는 변경하도록 구조화고, 연결되고, 프로그래밍되는, 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 1차 전기 방전들의 상기 추정된 횡방향 위치는 상기 하나 이상의 1차 전기 방전들의 총 전류 밀도의 중심의 추정된 횡방향 위치를 포함하는, 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 1차 전기 방전들의 상기 추정된 횡방향 위치는 다수의 1차 전기 방전들 중 각각의 하나의 대응하는 추정된 횡방향 위치를 포함하는, 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 선택된 방전 횡방향 궤적은 래스터 패턴, 하나 이상의 원형 경로들, 하나 이상의 타원 경로들, 나선 경로, 하나 이상의 선형 경로들, 또는 불규칙 경로를 포함하는, 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 선택된 방전 분포는 실질적으로 균일한 분포, 가우스 분포, 평정(flat-topped) 가우스 분포, 또는 도넛 분포를 포함할 수 있는, 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 장치는 상기 대응하는 인가된 자기 필드들이 상기 방전 갭을 포함하는 상기 전류-포함 볼륨의 적어도 일 부분을 가로질러 횡방향으로 지향되는 대응하는 비-제로 성분들을 포함하고, 상기 대응하는 비-제로 횡방향 자기 필드 성분들이 서로 평행하지 않아서, 그것에 의해 2개의 횡방향 차원들에서 상기 전기 방전의 상기 추정된 위치를 제어 또는 변경하는 것을 가능하게 하도록 배열되는 2개 이상의 상기 자기 필드 소스들을 포함하는, 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 각각의 하나는 상기 대응하는 인가된 자기 필드가 상기 방전 갭 내에서 실질적으로 균일한 비-제로 진폭을 갖고 상기 방전 갭을 가로질러 실질적으로 횡방향으로 지향되도록 배열되는, 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 각각의 하나는 (i) 대응하는 코일 축들이 실질적으로 동일선상에 있고 실질적으로 횡방향으로 지향되는 상기 전류-포함 볼륨의 대향하는 측방향 측면들 상에 배열되고, (ii) 상기 제어 및 획득 시스템에 의해 제공되는 전류가 상기 코일들을 통해 흐르고 상기 대응하는 인가된 자기 필드를 생성하도록 상기 제어 및 획득 시스템에 연결되는 전도성 코일들의 대응하는 쌍을 포함하는, 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 방전 갭은 상기 전류-포함 볼륨 내에서 종방향으로 이동가능하고, 상기 하나 이상의 자기 필드 소스들은 상기 방전 갭이 위치될 수 있는 상기 전류-포함 볼륨의 모든 부분들을 가로질러 비-제로 횡방향 성분을 갖도록 배열되는, 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 각각의 하나는 상기 대응하는 인가된 자기 필드가 상기 방전 갭으로부터 종방향으로 변위되는 상기 전류-포함 볼륨의 적어도 일부분들에서 무시할 수 있는 진폭만을 갖도록 배열되는, 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    (i) 상기 방전 갭은 상기 전류-포함 볼륨 내에서 종방향으로 이동가능하고, (ii) 상기 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 적어도 하나는 상기 전류-포함 볼륨에 대해 종방향으로 이동가능하도록 배열되고, (iii) 상기 제어 및 획득 시스템은 상기 방전 갭의 종방향 이동에 응답하여 상기 적어도 하나의 이동가능한 자기 필드 소스의 종방향 이동을 수행하도록 구조화되고, 프로그래밍되고, 연결되는, 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    (i) 상기 방전 갭은 상기 전류-포함 볼륨 내에서 종방향으로 이동가능하고, (ii) 상기 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 적어도 하나의 상기 전류-포함 볼륨을 따라 대응하는 종방향 위치는 상기 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 적어도 하나의 다른 것의 상기 전류-포함 볼륨을 따라 대응하는 종방향 위치와 상이하고, (iii) 상기 제어 및 획득 시스템은 상기 방전 갭의 종방향 이동에 응답하여 상기 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 각각의 하나의 선택적 활성화 또는 비활성화를 수행하도록 구조화되고, 프로그래밍되고, 연결되는, 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    (i) 상기 방전 갭은 상기 전류-포함 볼륨 내에서 종방향으로 이동가능하고, (ii) 상기 하나 이상의 자기 센서들 중 적어도 하나는 상기 전류-포함 볼륨에 대해 종방향으로 이동가능하도록 배열되고, (iii) 상기 제어 및 획득 시스템은 상기 방전 갭 또는 상기 적어도 하나의 이동가능한 자기 필드 소스의 종방향 이동에 응답하여 상기 적어도 하나의 이동가능한 자기 필드 센서의 종방향 이동을 수행하도록 구조화되고, 프로그래밍되고, 연결되는, 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제어 및 획득 시스템은, 하나 이상의 이전에 전송된 제어 신호들 및 그러한 이전에 전송된 제어 신호들의 결과로서 인가되는 상기 대응하는 자기 필드들에서 기인하는 상기 전기 방전의 상기 추정된 횡방향 위치에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 적어도 하나에 대해 상기 하나 이상의 소스 교정 파라미터들을 갱신하도록 구조화되고, 프로그래밍되고, 연결되는, 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    (i) 상기 방전 갭은 상기 전류-포함 볼륨 내에서 종방향으로 이동가능하고, (ii) 상기 하나 이상의 소스 교정 파라미터들을 갱신하는 것은 상기 방전 갭의 관찰된 종방향 이동을 설명하기 위해 하나 이상의 교정 파라미터들을 수정 또는 대체하는 것을 포함하는, 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 하나 이상의 소스 교정 파라미터들을 갱신하는 것은 상기 인가된 자기 필드들의 방향들에 대해 상기 전기 방전의 상기 추정된 위치의 이동의 방향의 관찰된 반전(reversal)을 설명하기 위해 하나 이상의 교정 파라미터들을 수정 또는 대체하는 것을 포함하는, 장치.
  17. 제14항에 있어서,
    (i) 상기 소스 교정 파라미터들은 상기 하나 이상의 자기 필드 소스들에 이전에 전송된 대응하는 제어 신호들의 함수로서 상기 전기 방전의 이전에 추정된 위치들의 테이블을 포함하고, (ii) 상기 하나 이상의 소스 교정 파라미터들을 갱신하는 것은 현재 추정된 위치와 제어 신호들의 그러한 주어진 값 또는 범위에 대응하는 이전에 추정된 위치 사이의 상당한 편차를 관찰할 시에, 제어 신호들의 주어진 값 또는 범위에 대응하는, 현재 추정된 위치를 포함하는 상기 테이블을 갱신하는 것을 포함하는, 장치.
  18. 제14항에 있어서,
    (i) 상기 소스 교정 파라미터들은 상기 전기 방전의 상기 추정된 위치에 응답하여 상기 하나 이상의 자기 필드 소스들을 제어하기 위한 하나 이상의 대응하는 피드백 계수들을 포함하고, (ii) 상기 하나 이상의 소스 교정 파라미터들을 갱신하는 것은 상기 하나 이상의 대응하는 피드백 계수들을 갱신하는 것을 포함하는, 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 제어 및 획득 시스템은 상기 전기 방전의 현재 추정된 위치 및 대응하는 현재 전송된 제어 신호에 응답하여 상기 피드백 계수를 갱신하도록 구조화되고, 프로그래밍되고, 연결되는, 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    (i) 각각의 대응하는 제어 신호는 중첩된 진동 디더 신호(oscillatory dither signal)를 포함하고, (ii) 상기 제어 및 획득 시스템은 상기 자기 필드 센서들 중 하나 이상에 의해 측정되는 상기 자기 필드 성분들 중 하나 이상의 진동 성분을 검출하고 이로부터 대응하는 갱신된 피드백 계수를 계산하도록 구조화되고, 프로그래밍되고, 연결되는, 장치.
  21. 제18항에 있어서,
    상기 갱신된 피드백 계수들 중 하나 이상은 대응하는 이전 피드백 계수의 그것과 대향하는 기호를 갖는, 장치.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 장치는 상기 자기 필드 센서들 중 2개 이상을 포함하고, 상기 센서 위치들은 상기 전류-포함 볼륨을 따라 2개 이상의 별개의 종방향 위치들 사이에 또는 상기 전류-포함 볼륨의 상기 측면 주변 주위의 2개 이상의 별개의 원주 위치들 사이에 배열되는, 장치.
  23. 제1항에 있어서,
    상기 장치는 상기 자기 필드 센서들 중 2개 이상을 포함하고, 상기 센서 위치들은 상기 전류-포함 볼륨을 따라서 2개 이상의 별개의 종방향 위치들 사이에 그리고 상기 전류-포함 볼륨의 상기 측면 주변 주위의 2개 이상의 별개의 원주 위치들 사이에 배열되는, 장치.
  24. 제1항에 있어서,
    각각의 센서는 2개의 실질적 횡방향 공간 치수들에서 또는 3개의 공간 치수들에서 자기 필드 성분들을 측정하도록 배열되는, 장치.
  25. 제1항에 있어서,
    (i) 상기 방전 갭은 상기 전류-포함 볼륨 내에서 종방향으로 이동가능하고, (ii) 상기 센서 교정 파라미터들은 상기 방전 갭의 종방향 이동에 따라 가변되는, 장치.
  26. 제1항에 있어서,
    상기 전기 방전의 상기 추정된 위치를 계산하는 것은 (i) 상기 1차 전류를 상기 전류-포함 볼륨으로 운반하거나 상기 전류-포함 볼륨으로부터의 리턴 전류를 운반하는 외부 도체들, (ii) 상기 전류-전달 볼륨이 침지되는 외부 자기 필드들, (iii) 상기 하나 이상의 자기 필드 소스들에 의해 인가되는 자기 필드들, 또는 (iv) (만약에 있다면) 전류를 상기 소스들로 운반하는 외부 도체들로부터 발생하는 자기 필드 성분들에 대한 보정들을 포함하는, 장치.
  27. 제1항에 있어서,
    상기 전류-포함 볼륨은 상기 전류-포함 볼륨의 상기 측면 주변을 정의하는 챔버 내부에 밀폐되고, 상기 센서 및 소스 위치들은 상기 챔버 외부에 위치되는, 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 챔버를 더 포함하며, 상기 챔버는 전기 아크로를 포함하고, 상기 제1 도체는 상기 노(furnace)의 전극을 포함하고, 상기 제2 도체는 상기 노 내에 형성되는 잉곳을 포함하고, 상기 노는 상기 방전 갭이 상기 1차 전류가 용융 주기 동안 흐름에 따라 상기 노를 통해 종방향으로 이동하여, 상기 전극이 용융 및 수축하고 상기 잉곳이 성장하게 하도록 배열되는, 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 제어 및 획득 시스템은 상기 1차 전류가 상기 용융 주기 동안 흐름에 따라 용융 시간과 함께 변하는 추정된 방전 갭 종방향 위치를 계산하도록 구조화되고, 프로그래밍되고, 연결되는, 장치.
  30. 제1 및 제2 종방향 전기 도체들 사이의 방전 갭 내의 하나 이상의 1차 전기 방전들의 추정된 횡방향 위치를 제어 또는 변경하기 위해 제1항 내지 제29항 중 어느 한 항의 장치를 사용하기 위한 방법에 있어서, 상기 방법은:
    (A) 상기 하나 이상의 자기 필드 센서들을 사용하여, 각각의 대응하는 센서 위치에서 2개 이상의 공간 치수들 내의 대응하는 자기 필드 성분들을 측정하는 단계;
    (B) 상기 컴퓨터 시스템을 사용하여, 상기 방전 갭 내의 상기 하나 이상의 1차 전기 방전들의 상기 추정된 횡방향 위치를 계산하는 단계;
    (C) 상기 컴퓨터 시스템을 사용하여, 상기 대응하는 제어 신호들을 생성하고, 이를 상기 하나 이상의 자기 필드 소스들에 전송하는 단계; 및
    (D) 상기 하나 이상의 자기 필드 소스들을 사용하여, 상기 대응하는 제어 신호들에 응답하여 상기 대응하는 인가된 자기 필드들을 인가하여, 그것에 의해 상기 하나 이상의 1차 전기 방전들의 상기 추정된 횡방향 위치를 제어 또는 변경하는 단계를 포함하는, 방법.
  31. 제30항에 있어서,
    (E) 컴퓨터 시스템을 사용하여, 하나 이상의 이전에 전송된 제어 신호들 및 그러한 이전에 전송된 제어 신호들의 결과로서 인가되는 상기 대응하는 자기 필드들에서 기인하는 상기 전기 방전의 상기 추정된 횡방향 위치에 적어도 부분적으로 기초하여, 상기 하나 이상의 자기 필드 소스들 중 적어도 하나에 대해 상기 하나 이상의 소스 교정 파라미터들을 갱신하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  32. 제30항에 있어서,
    (E) 상기 전류-포함 볼륨은 상기 전류-포함 볼륨의 측면 주변을 정의하는 전기 아크로(100) 내에 밀폐되고, 상기 센서 및 소스 위치들은 상기 노(furnace) 외부에 위치되고;
    (F) 상기 제1 도체는 상기 노(furnace)의 전극을 포함하고, 상기 제2 도체(120)는 상기 노 내에 형성되는 잉곳을 포함하고, 상기 노는 상기 방전 갭이 상기 1차 전류가 용융 주기 동안 흐름에 따라 상기 노를 통해 종방향으로 이동하여, 상기 전극이 용융 및 수축하고 상기 잉곳(120)이 성장하게 하도록 배열되고;
    (G) 부분들 (A) 내지 (D)는 상기 용융 주기 동안 수행되는, 방법.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL3516409T3 (pl) 2016-09-26 2023-09-04 KW Associates LLC Estymacja lokalizacji łuku w trzech wymiarach
US10761116B2 (en) 2018-01-12 2020-09-01 KW Associates LLC Sensing and control of position of an electrical discharge
CN110793321A (zh) * 2019-11-27 2020-02-14 湖南金天钛业科技有限公司 一种用于改善钛铸锭表面质量的电弧控制装置及方法
US11243273B2 (en) * 2020-03-16 2022-02-08 KW Associates LLC Estimation or control of lengths and positions of one or more transversely localized electric current segments flowing between two conductive bodies
CN113156279B (zh) * 2021-04-09 2023-01-17 江苏大学 一种基于概率假设密度滤波器的配电柜局部放电定位方法
US20230349024A1 (en) 2022-04-01 2023-11-02 KW Associates LLC Process measurement and control and material characterization in a remelting furnace

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4495625A (en) 1983-07-05 1985-01-22 Westinghouse Electric Corp. Magnetic field stabilized transferred arc furnace
JP2613805B2 (ja) 1989-10-27 1997-05-28 トピー工業株式会社 直流アーク炉

Family Cites Families (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2727937A (en) 1954-05-26 1955-12-20 Westinghouse Electric Corp High-vacuum titanium furnace
US2727936A (en) 1954-11-23 1955-12-20 Westinghouse Electric Corp Titanium furnace
US2951890A (en) 1957-04-11 1960-09-06 Ici Ltd Method of operating an electric arc furnace
US2972695A (en) 1957-05-24 1961-02-21 Vickers Electrical Co Ltd Stabilisation of low pressure d.c. arc discharges
US2978525A (en) 1957-06-11 1961-04-04 Heraeus Gmbh W C Magnetic field coil for concentrating the arc in a vacuum arc furnace
GB1115657A (en) 1964-10-29 1968-05-29 Westinghouse Electric Corp Non-consumable arc electrode
US3398229A (en) 1964-10-29 1968-08-20 Westinghouse Electric Corp Nonconsumable arc electrode
US3708279A (en) 1968-04-01 1973-01-02 Westinghouse Electric Corp Process of refining metal in a vacuum with coaxially mounted non-consumable electrodes
US3546348A (en) 1968-04-01 1970-12-08 Westinghouse Electric Corp Non-consumable electrode vacuum arc furnaces for steel,zirconium,titanium and other metals and processes for working said metals
US3566143A (en) * 1969-03-11 1971-02-23 Nasa Maximum power point tracker
US3609522A (en) * 1969-07-09 1971-09-28 Huntec 70 Ltd Horizontal loop electromagnetic prospecting system with temperature composition
US3680163A (en) 1969-08-27 1972-08-01 Westinghouse Electric Corp Non-consumable electrode vacuum arc furnaces for steel, zirconium, titanium and other metals and processes for working said metals
US3629694A (en) * 1970-11-23 1971-12-21 Atlantic Richfield Co Method and apparatus providing a difference signal indicative of radiation absorption in a magnetometer
US4149024A (en) * 1974-07-23 1979-04-10 Asea Aktiebolag Arc furnace for reducing metal oxides and method for operating such a furnace
US4122292A (en) 1976-09-13 1978-10-24 Viktor Nikolaevich Karinsky Electric arc heating vacuum apparatus
US4227031A (en) * 1979-05-18 1980-10-07 Paton Boris E Nonconsumable electrode for melting metals and alloys
JPS6077939A (ja) 1983-10-05 1985-05-02 Kobe Steel Ltd 真空ア−ク再溶解による鋳塊製造法
US4581745A (en) 1985-01-16 1986-04-08 Timet Electric arc melting apparatus and associated method
JPS62148074A (ja) 1985-12-23 1987-07-02 Morita Mfg Co Ltd ア−ク式溶解・鋳造方法並びにその装置
JPH03274382A (ja) 1990-03-23 1991-12-05 Daido Steel Co Ltd 真空アーク溶解方法
US5206596A (en) 1991-03-28 1993-04-27 Eaton Corporation Arc detector transducer using an e and b field sensor
US5373529A (en) 1992-02-27 1994-12-13 Sandia Corporation Metals purification by improved vacuum arc remelting
JP3456066B2 (ja) * 1995-09-19 2003-10-14 三菱電機株式会社 アーク制御装置
DE10045670B4 (de) 1999-09-17 2008-08-07 Yazaki Corp. Stromerfassungsvorrichtung und Stromerfassungsverfahren
JP2002340320A (ja) 2001-05-16 2002-11-27 Hitachi Zosen Corp プラズマ式溶融炉における電極昇降制御方法および電極昇降制御装置
WO2004036229A2 (en) 2002-10-17 2004-04-29 Ramot At Tel Aviv University Ltd. A radiofrequency magnetic field resonator and a method of designing the same
WO2006091840A2 (en) * 2005-02-25 2006-08-31 Accent Optical Technologies, Inc. Apparatus and method for enhanced critical dimension scatterometry
FR2896591B1 (fr) 2006-01-24 2008-05-23 Schneider Electric Ind Sas Dispositif de mesure de courant continu a forte dynamique de mesure, declencheur electronique comportant un tel dispositif de mesure et dispositif de coupure ayant un tel declencheur
US8111059B1 (en) 2010-01-28 2012-02-07 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Electric current locator
US8575918B2 (en) 2010-03-12 2013-11-05 Frank R. Stockum Wideband transducer for measuring a broad range of currents in high voltage conductors
US8878563B2 (en) 2011-10-13 2014-11-04 Steven Andrew Robbins System and apparatus for arc detection and location in solar arrays
RU2516325C2 (ru) 2012-01-10 2014-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр электрофизики и приборостроения" Способ переплава металла в вакуумной электродуговой печи
US9945894B2 (en) 2012-02-29 2018-04-17 Innovative Scientific Solutions, Inc. Arc fault detection
JP2013228169A (ja) 2012-04-26 2013-11-07 Toshiba Corp アーク偏向装置、焼却装置、及びこれを用いた焼却方法
JP5977080B2 (ja) 2012-05-23 2016-08-24 株式会社 東北テクノアーチ 金属材料の溶解装置および金属材料の溶解方法
US8816679B2 (en) 2012-07-16 2014-08-26 Honeywell International, Inc. 180-degree arc position encoder with an extended angular position sensing range
JP5862523B2 (ja) 2012-09-07 2016-02-16 東芝三菱電機産業システム株式会社 電極昇降装置
JP5758450B2 (ja) * 2013-07-18 2015-08-05 株式会社フジクラ 磁気センサの駆動回路、磁気センサ、電流センサ及び磁気センサの駆動方法
WO2015015628A1 (ja) * 2013-08-02 2015-02-05 株式会社日立製作所 磁場計測装置
US9229066B2 (en) * 2013-08-15 2016-01-05 Texas Instruments Incorporated Integrated fluxgate magnetic sensor and excitation circuitry
CA2911807C (en) * 2014-11-05 2022-07-26 Alan Vowles Airborne geophysical survey system
DE102015102853A1 (de) * 2015-02-27 2016-09-01 Infineon Technologies Ag Magnetfeldsensor
US10426342B2 (en) * 2016-03-31 2019-10-01 Zoll Medical Corporation Remote access for ambulatory medical device
PL3516409T3 (pl) 2016-09-26 2023-09-04 KW Associates LLC Estymacja lokalizacji łuku w trzech wymiarach
US10761116B2 (en) 2018-01-12 2020-09-01 KW Associates LLC Sensing and control of position of an electrical discharge
US10967147B2 (en) * 2018-06-28 2021-04-06 St. Jude Medical International Holding S.À R.L. Reliability determination of electrode location data
US20230057869A1 (en) * 2020-01-13 2023-02-23 King Abdullah University Of Science And Technology Resonant frequency-based magnetic sensor at veering zone and method
US11243273B2 (en) 2020-03-16 2022-02-08 KW Associates LLC Estimation or control of lengths and positions of one or more transversely localized electric current segments flowing between two conductive bodies
US11776723B2 (en) * 2021-08-14 2023-10-03 Inovita Pte Ltd Drive unit for gate valve
CN113466948B (zh) * 2021-09-03 2021-12-03 北京科技大学 一种煤岩破坏电磁辐射测向定位系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4495625A (en) 1983-07-05 1985-01-22 Westinghouse Electric Corp. Magnetic field stabilized transferred arc furnace
JP2613805B2 (ja) 1989-10-27 1997-05-28 トピー工業株式会社 直流アーク炉

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Arc distribution and motion during the vacuum arc remelting process as detected with a magnetostatic approach(2010.06.04)

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200105909A (ko) 2020-09-09
JP7325836B2 (ja) 2023-08-15
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JP2021511475A (ja) 2021-05-06
EP3732416A1 (en) 2020-11-04
US20200355731A1 (en) 2020-11-12
US11674191B2 (en) 2023-06-13
US20220154300A1 (en) 2022-05-19
US20190219615A1 (en) 2019-07-18
US10761116B2 (en) 2020-09-01
WO2019139695A1 (en) 2019-07-18

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