KR20030016300A - 강의 연속주조주편의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주편과 비접촉으로 크레이터엔드의 위치를 안정되고 정확하게 검출하며, 고품질의 주편을 생산성을 떨어뜨리지 않고 제조할 수 있는 연속주조주편의 제조방법에 관한 것으로서,
연속주조되는 주편의 응고상태를 주편과 비접촉으로 배치된 센서에 의해 계측하는 방법을 이용하여 주편의 주조방향을 따른 응고상태를 계측하는 공정과, 계측된 응고상태로부터 크레이터엔드의 위치를 검출하는 공정과, 검출된 크레이터엔드의 위치에 의거하여 주조속도와 이차냉각수량의 조건 중에서 선택된 적어도 하나의 조건을 제어하는 공정을 갖고, 또한 주편의 응고상태를 계측하는 방법이, 주편을 표층부가 α변태하기까지 냉각하는 공정과, 냉각된 주편에 전자초음파의 횡파를 송신하는 공정과, 주편을 투과한 후의 신호를 수신하는 공정과, 수신한 신호에 의거하여 응고상태를 판정하는 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

강의 연속주조주편의 제조방법{METHOD OF PRODUCING CONTINUOUSLY CAST PIECES OF STEEL}
강의 연속주조에 있어서는, 주조주편의 크레이터엔드가 주조방향의 어디에 있는지를 검출하고, 그에 의거하여 주조조건을 제어하는 것이 주편의 생산성이나 품질의 향상에 있어서 매우 중요하다.
예를 들면 생산성을 향상시키기 위해 주조속도를 늘리면 크레이터엔드는 주조방향하류측으로 이동하는데, 주편지지롤이 있는 영역을 넘어 버리면 주편이 정철압(靜鐵壓)에 의해 부풀어 오르고(벌징이라 한다), 품질의 악화나 거대벌징에 의한 주조정지라는 문제가 발생한다. 또 주편의 중심편석을 저감하여 고품질화를 꾀하기 위해 주편을 경압하(輕壓下)하는 경우에는 크레이터엔드가 경압하대(輕壓下帶)에 위치하도록 주조속도나 이차냉각수량의 제어가 필요하게 된다. 또한 크레이터엔드의 위치가 주조조건의 변화에 동반하여 주조방향에서 대폭으로 변동하는 경우에는 크레이터엔드보다도 주조방향상류측의 주편이 먼저 응고하고, 하류측으로의 용강의 공급이 끊어져서 주편중심부에 포로시티나 층상의 틈이 발생하고, 결함으로되어 최종제품의 생산량을 크게 저하시킨다. 또 크레이터엔드의 위치가 주조방향에서 대폭으로 변동한 경우에는 주조속도나 이차냉각수량을 제어해도 크레이터엔드를 경압하대에 유도하는 것이 곤란하게 된다.
크레이터엔드의 위치를 검출하는 데는 주편의 응고상태를 연속적으로 계측할 필요가 있다. 지금까지 그를 위한 방법이 여러 가지 제안되고 있는데, 그 중에서도 초음파의 횡파(이하 횡파초음파라 부른다)를 이용한 방법이 수많이 제안되고 있다. 그것은 횡파초음파에는 고체상만을 투과하고, 액체상을 투과하지 않는다는 성질이 있기 때문에 횡파초음파를 주편이 있는 위치에서 두께방향으로 송신하고, 주편을 투과한 신호가 검출되면 그 위치가 완전히 응고해 있다고 판단할 수 있으며, 신호가 얻어지지 않으면 미응고층이 잔존하고 있다고 판단할 수 있기 때문이다. 또 횡파초음파가 주편을 투과하는 전파시간으로부터 크레이터엔드의 위치를 추정하는 방법도 있다.
횡파초음파를 열간의 주편에 발생시키고, 그것을 검출하기 위한 방법으로서는, 전자적으로 초음파를 송수신하는 전자초음파법이 알려져 있다. 전자초음파법을 이용한 주편의 응고상태를 계측하는 방법으로서 일본국 특허 공개공보77-130422호에는 2개의 횡파용 전자초음파센서로 주편을 끼우고, 주편을 투과한 횡파초음파의 신호강도를 측정하는 방법이 개시되어 있다.
일본국 특허 공개공보87-148850호에는 종파와 횡파를 동시에 발생할 수 있는 전자초음파센서를 이용하여 횡파초음파의 신호강도로 응고상태를 계측하는 동시에, 미응고층을 투과하는 종파초음파의 신호를 병용하여 리프트OFF(주편과 센서의 갭)의 변동이나 센서이상을 동시에 체크하는 방법이 개시되어 있다.
일본국 특허 공개공보98-197502호에는 주편에 있어서의 횡파초음파의 공명주파수를 측정하고, 이 공명주파수로부터 주편의 고체상률(고체액체공존상에 있어서의 고체상의 비율)을 구하는 방법이 개시되어 있다.
그러나 이들 전자초음파법을 이용하여 주편의 응고상태를 계측하는 방법에서는 감도가 낮은 데다가 S/N(신호 대 잡음비)도 낮아서 충분한 측정정밀도가 얻어지지 않는다. 또 그 때문에 전자초음파센서의 리프트OFF를 2mm 정도로 좁게 하지 않을 수 없어서 안정되게 장시간의 연속계측을 할 수 없게 된다.
그래서 예를 들면 일본국 특허 공개공보99-183449호에는 센서에 터치롤을 부착하고, 이 터치롤을 주편에 압박하여 장시간의 연속계측을 실시하는 방법이 제안되어 있다. 그러나 이 방법에서는 수100℃를 넘고, 또한 스케일도 많은 환경하에서 연속적으로 사용하고 있으면 센서와 주편의 사이에 스케일이 막혀서 센서를 파괴하거나 터치롤이 주편에 고착하기 때문에 연속계측이 곤란하게 된다.
따라서 전자초음파센서의 감도를 높여서 리프트OFF를 넓게 하고, 터치롤을 이용하지 않고 주편에 비접촉으로 계측할 수 있도록 하는 것이 필요하다.
전자초음파센서의 감도를 향상시키는 방법으로서 일본국 특허 공개공보78-106085호에는 로렌츠력에 의한 전자초음파를 사용하여 열간강재에 냉각용 유체를 분사하여 강재의 온도를 퀴리점 이하로 하고, 강재를 자화시키는 동시에, 전기전도도를 높이는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는 로렌츠력에 의한 전자초음파의 구동력(F)은 자속밀도(B)와 전류밀도(J)에 의해 F＝B×J로 나타낼 수 있기 때문에B와 J가 커지면 감도가 높아진다.
일본국 특허 공개공보2000-266730호에는 소정 펄스폭내에서 주파수, 진폭, 위상 중에서 선택된 적어도 하나를 변조한 버스트상의 송신신호를 이용하여 수신신호로, 이 송신신호와 동일 또는 유사한 파형의 참조신호를 이용하여 상관연산을 실시하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는 수신신호와 송신신호의 상관이 높고, 노이즈와 송신신호의 상관이 낮기 때문에 상관연산에 의하여 S/N이 향상한다.
일본국 특허 공개공보78-57088호에는 전자초음파발생기에 동기하여 수신신호를 평균하는 방법이 개시되어 있다. 이 방법에서는 노이즈는 펄스반복마다 발생하는 무작위의 파형이기 때문에 평균에 의하여 S/N이 향상한다.
그러나 일본국 특허 공개공보78-106085호에 기재된 방법에서는 강의 자속밀도는 퀴리점 근처에서는 작고, 높은 자속밀도를 얻기 위해서는 퀴리점보다 200℃ 이상 낮은 온도역까지 급랭할 필요가 있기 때문에 주편의 품질을 손상한다. 또 로렌츠력에 의한 전자초음파의 변환효율은 원래 매우 낮기 때문에 S/N의 향상효과는 적다.
일본국 특허 공개공보2000-266730호에 기재된 방법에 전자초음파를 적용하면 송신신호에 비하여 수신신호는 매우 미약하며, 또 송신신호가 수신신호에 새어들기 때문에 버스트파의 펄스폭이 지나치게 길면 송신신호가 수신신호를 감추어 버린다. 특히 연속주조에 적용하면 주편의 내부온도가 조업 중 변화하고, 수신신호가 나타나는 위치가 변동하기 때문에 펄스폭은 그다지 길게 할 수 없어서 S/N의 향상효과는 적다.
일본국 특허 공개공보88-57088호에 기재된 방법을 연속주조에 적용하면 상기한 바와 같이 수신신호가 나타나는 위치가 변동하기 때문에 평균횟수를 많게 할 필요가 있으며, 그 때문에 S/N의 향상효과는 적다.
이상과 같이 종래기술에서는 S/N을 충분히 높일 수 없기 때문에 전자초음파센서의 리프트OFF를 크게 할 수 없어서 비접촉의 상태로 크레이터엔드의 위치를 안정되고 정확하게 검출할 수 없다.
본 발명은 강의 연속주조주편의 제조방법, 특히 주조주편의 응고단(크레이터엔드라 한다)의 위치를 검출하고, 주조조건을 제어하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 강재의 온도와 전자초음파센서의 감도의 관계를 모식적으로 나타내는 도면.
도 2는 송신신호와 전파시간의 관계를 나타내는 도면.
도 3은 전파시간과 평균처리의 관계를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명방법의 주요한 구성요건인 주편의 응고상태계측방법의 한 예를 나타내는 도면.
도 5는 전자초음파센서의 한 예를 나타내는 도면.
도 6은 시험에 이용한 강의 연속냉각변태선도.
도 7은 평균횟수와 수신신호의 진폭의 관계를 나타내는 도면.
도 8은 본 발명방법의 주요한 구성요건인 주편의 응고상태계측방법의 다른 예를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명방법의 실시형태의 한 예를 나타내는 도면이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1: 연속주조주편2: 연속주조롤
3, 3a, 3b: 송신용 전자초음파센서
4, 4a, 4b: 수신용 전자초음파센서
5: 수냉용 노즐6: 표층부
7: 미응고부7a: 크레이터엔드
8: 트리거신호발생부9: 송신신호발생부
10: 증폭부11: 평가부
12: 동기가산평균부13: 평균횟수설정부
14: 버스트발생부15: 전력증폭부
16: 펄스폭설정부17: 상관처리부
18: 펄스자화전류발생부19: 코일
20: 자석21: 응고껍질
22: 주형23: 이차냉각대
28: 경압하대29: 반송롤
30: 가스절단기31: 연속주조기
본 발명의 목적은 주편과 비접촉으로 크레이터엔드의 위치를 안정되고 정확히 검출하며, 고품질의 주편을 생산성을 떨어뜨리지 않고 제조할 수 있는 연속주조주편의 제조방법을 제공하는 것이다.
이 목적은 연속주조되는 주편의 응고상태를 주편과 비접촉으로 배치된 센서에 의해 계측하는 방법(1)을 이용하여 주편의 크레이터엔드의 위치를 검출하는 공정과, 검출된 크레이터엔드의 위치에 의거하여 연속주조의 주조속도와 이차냉각수량의 조건 중에서 선택된 적어도 하나의 조건을 제어하는 공정을 갖고, 또한 주편의 응고상태를 계측하는 방법(1)이, 주편을 표층부가 α변태하기까지 냉각하는 공정과, 냉각된 주편에 전자초음파의 횡파를 송신신호로서 송신하는 공정과, 송신신호가 주편을 통과한 후의 신호를 수신신호로서 수신하는 공정과, 수신신호에 의거하여 주편의 응고상태를 판정하는 공정을 갖는 강의 연속주조주편의 제조방법에 의하여 달성된다.
상기한 주편과 비접촉으로 배치된 센서를 이용하여 주편의 응고상태를 계측하는 방법으로서는, 상기의 방법(1) 외에 다음의 두 가지의 방법도 적용할 수 있다.
(2) 주편에, 주편을 투과하는 전파시간을 넘지 않는 최대의 시간폭에 대하여 50∼150%의 크기로 되는 펄스폭내에서 주파수, 진폭, 위상 중에서 선택된 적어도 하나를 변조한 버스트상의 전자초음파의 횡파를 송신신호로서 송신하는 공정과, 송신신호가 주편을 투과한 후의 신호를 수신신호로서 수신하는 공정과, 수신신호에 송신신호와 동일 또는 유사한 파형의 참조신호를 이용하여 상관연산을 실시해서 주편의 응고상태를 판정하는 공정을 갖는 방법.
(3) 주편에 전자초음파의 횡파를 송신신호로서 펄스단위로 반복송신하는 공정과, 송신신호가, 주편을 투과한 후의 신호를 수신신호로서 수신하는 공정과, 수신신호에 각 펄스를 가산평균하는 동시에, 그 평균횟수가 16회 이상, 가산평균 후의 신호강도가 저하하지 않는 펄스횟수 이하로 되도록 신호처리를 실시하여 주편의 응고상태를 판정하는 공정을 갖는 방법.
본 발명자는 전자초음파센서를 연속주조되는 주편에 비접촉으로 배치하고, 전자초음파의 횡파를 송수신했을 때의 센서의 감도에 대하여 검토한 결과, 이하에 나타내는 3가지 방법에 의해 높은 S/N이 얻어지는 것을 발견했다.
(1) 제 1 방법
제 1 방법은 주편을 표층부가 α변태하기까지 냉각하고, 냉각에 의하여 α변태한 부분에 송신용 센서에 의해 전자초음파의 횡파를 송신신호로서 송신하고, 수신용 센서에 의해 송신신호가 주편을 투과 후의 신호를 수신신호로서 수신하는 방법이다.
제 1 방법이 상기한 일본국 특허 공개공보78-106085호의 방법과 다른 점은 냉각에 의하여 주편표층부를 α변태시키는 것과 전자초음파의 횡파를 이용하는 것에 있다. 일본국 특허 공개공보78-106085호의 방법에서는 주편의 냉각시에 있어서 냉각속도가 빠르고, 또한 냉각시간이 짧은 경우는 주편을 퀴리점 이하로 저하시켰다고 해도 과냉각 때문에 비자성의 γ상이 남아서 자성은 곧바로는 회복하지 않는다. 한편 제 1 방법에 있어서는, 확실하게 자성이 회복하도록 α변태하기까지 냉각하고 있기 때문에 전자초음파의 발생메커니즘으로서 로렌츠력의 효과에 덧붙여서 자기변형의 효과가 지배적이 되어 높은 S/N을 얻을 수 있다. 즉 도 1에 나타내는 바와 같이 퀴리점보다 높은 온도에서는 전자초음파는 로렌츠력의 효과만으로 발생하는데, 강재를 냉각하면 과냉각 때문에 퀴리점보다 약간 낮은 온도에서 자성이 회복하여 자기변형의 효과도 더해진다. 냉각에 의해 로렌츠력의 효과는 커지는데, 자기변형의 효과는 로렌츠력의 효과보다도 매우 크기 때문에 전자초음파의 감도가 향상하여 높은 S/N이 얻어진다.
여기에서 냉각에 의하여 α변태시키는 주편의 표층부로서는 표면으로부터의 깊이가 전자초음파의 주파수에 의존한 침투깊이 정도인 곳이 바람직하다. 예를 들면 주파수가 1MHz인 때 0. 1∼0. 2mm 정도 이상의 깊이까지 α변태시키면 좋다. 또한 변태에 의해 완전히 α상으로 하는 것이 바람직한데, 표층부에 있어서의 α변태의 방식은 냉각조건이나 강의 조성 등에 의해 변화하기 때문에 부분적으로 γ상이 남아 있어도 제 1 방법의 효과는 얻어진다.
(2) 제 2 방법
제 2 방법은 송신센서에 의해 펄스폭을 전파시간을 넘지 않는 범위에서 최대의 펄스폭으로 한 버스트상의 전자초음파의 횡파, 즉 주편두께, 주편온도, 음속으로부터 정해지는 최대의 시간폭의 근처에 설정한 소정 펄스폭내에서 주파수, 진폭, 또는 위상 중에서 선택된 적어도 하나를 변조한 버스트상의 전자초음파의 횡파를 송신하고, 수신용 센서에 의해 송신신호가 주편을 투과 후의 신호를 수신신호로서 수신하며, 수신신호에 송신신호와 동일 또는 유사한 파형의 참조신호를 이용하여 상관연산을 실시하는 방법이다.
제 2 방법에서는 일본국 특허 공개공보2000-266730호의 방법과 마찬가지로 변조한 송신신호를 이용하여 수신신호에 상관연산을 실시하고 있는데, 송신신호의펄스폭을 주편두께, 주편온도, 음속으로부터 정해지는 최대의 시간폭 근처에 설정하는 점에 특징이 있다.
주편을 투과한 수신신호는 도 2에 나타내는 바와 같이 송신신호로부터 전파시간만큼 늦은 위치에 나타나는데, 전파시간(dT)은 주편두께(d), 주편온도(T(x)), 음속(C(T)), 주편의 평균온도(Ta)를 이용하여 하기의 식(1)에 의해 추정할 수 있다.
따라서 미리 주편두께(d), 조업조건에 따른 평균온도(Ta)를 구해 두면 전파시간(dT)이 구해지고, 이 전파시간을 넘지 않는 범위에서 최대의 펄스폭을 설정함으로써 전자초음파의 감도가 향상하여 높은 S/N이 얻어지게 된다.
(3) 제 3 방법
제 3 방법은 송신센서에 의해 전자초음파의 횡파를 펄스단위로 반복송신신호로서 송신하고, 수신용 센서에 의해 송신신호가 주편을 투과 후의 신호를 수신신호로서 수신하며, 수신신호에 각 펄스를 가산평균하는 동시에, 그 평균횟수가 16회 이상, 가산평균 후의 신호강도가 저하하지 않는 펄스횟수 이하, 즉 신호전파시간의 변화에 의하여 발생하는 펄스폭의 변화가 펄스가산에 의한 신호강도의 저하를 발생시키지 않는 측정시간에 상당하는 펄스횟수 이하, 바람직하게는 256회로 되도록 신호처리를 실시하는 방법이다. 즉 가산평균을 평균횟수가 16회 이상이고, 또한 평균 후의 신호강도가 작아지지 않는 횟수로 실시하며, 수신신호를 송신신호에 동기하여 실시하는 방법이다.
일본국 특허 공개공보78-57088호의 방법과 똑같은 동기가산평균을 실시하면 주편온도는 조업상태에 따라서 변화하기 때문에 도 3에 나타내는 바와 같이 수신신호가 나타나는 위치는 시시각각 변화한다. 그 때문에 전파시간의 변화율이 클 때는 평균 후의 수신신호가 작아진다. 도 3에는 평균횟수가 2회인 경우가 나타내어져 있는데, 평균횟수를 더욱 많게 하면 보다 전파시간의 변화율이 커져서 더욱 수신신호가 작아진다.
제 3 방법에서는 이것을 피하기 위해 다음과 같이 하여 평균횟수를 정하고 있다.
수신신호를 주파수(f)의 정현파로 하고, 수신신호의 단위시간당의 전파시간의 변화율을 τ[＝(t2－t1)/T], 펄스반복주파수를 PRF(＝1/Tprf), 평균횟수를 Na로 하면 가산평균 후의 수신신호의 진폭(Xs)은 하기의 식(2)로 나타내어진다.
또 노이즈의 진폭(Xn)은 하기의 식(3)으로 나타내어진다.
따라서 하기의 식(4)로 나타낼 수 있는 평균 후의 S/N의 개선량(P)이 얻어진다.
그래서 이들 식에 의거하여 최대의 평균횟수를 구하고, 그 횟수를 넘지 않는범위에서 평균횟수를 설정하면 높은 S/N이 얻어진다.
높은 S/N이 얻어지는 상기한 제 1, 2, 3의 방법에 의해 주편의 응고상태의 판정을 실시하면 비접촉인 방법에 의해 크레이터엔드의 위치를 정확히 검출할 수 있다. 따라서 검출된 크레이터엔드의 위치에 의거하여 연속주조의 주조속도와 이차냉각수량의 조건 중에서 선택된 적어도 하나의 조건을 제어하면 고품질인 주편을 생산성을 떨어뜨리지 않고 제조할 수 있게 된다. 예를 들면 검출된 크레이터엔드의 위치에 의거하여 연속주조의 주조속도와 이차냉각수량의 조건 중에서 선택된 적어도 하나의 조건을 제어하고, 크레이터엔드를 경압하대내에 받아들이면 응고시의 중심편석을 저감할 수 있어서 고품질의 주편을 제조할 수 있다.
상기한 제 1, 2, 3의 방법에 의한 S/N의 개선은 모두 다른 원리에 의거하고 있기 때문에 각각의 방법을 조합하면 보다 높은 S/N이 얻어진다.
상기한 제 1, 2, 3의 방법이나 그들을 조합한 방법으로 전자초음파의 횡파의 송수신을 전자석을 이용하여 실시하고, 전자석의 여자전류를 응고판정에 필요한 계측시간보다는 장시간 계속하는 펄스전류로 하면 더욱 높은 S/N이 얻어진다. 따라서 리프트OFF를 충분히 넓게 취할 수 있기 때문에 보다 안정되게 연속주조주편을 제조할 수 있다.
응고상태의 계측결과로부터 크레이터엔드의 위치를 검출하는 데는 상기한 바와 같이 수신신호의 전파시간에 의해 검출하는 방법과 수신신호의 유무로부터 검출하는 방법이 있다.
전자의 방법에서는 초음파의 음속이 온도에 의존하는 현상, 즉 주편 내부의온도가 높을수록 초음파의 전파시간이 길어지는 현상을 이용하고 있다. 확실하게 크레이터엔드의 하류측으로 되는 주편의 어떤 부분에 한쌍의 센서를 설치하여 초음파의 전파시간을 측정하면, 크레이터엔드가 센서에 접근하여 주편 내부의 온도가 올라가면 전파시간이 길어지기 때문에 미리 리벳박음시험이나 주조방향에 복수의 센서를 설치하는 방법으로 크레이터엔드의 위치와 전파시간의 관계를 구해 두면 크레이터엔드의 위치를 검출할 수 있다.
후자의 방법에서는 송신신호를 송신 후 수신신호가 나타나는 시간대에 게이트를 걸어두고, 그 게이트내의 최대값을 구하여 수신신호의 강도를 구하며, 그 강도가 어떤 한계값을 넘었는지 아닌지로 수신신호의 유무를 판정하여 크레이터엔드의 위치를 검출한다. 이 방법에서는 주편의 주조방향을 따른 복수의 위치에 센서를 설치할 필요가 있다.
어느 쪽의 검출방법에 있어서도, 상기한 제 1, 2, 3의 방법이나 그들을 조합한 응고상태계측방법에 의해 높은 S/N의 수신신호가 얻어지고, 또 그 때문에 전파시간도 고정밀도로 측정할 수 있어서 정확하게 크레이터엔드의 위치를 알 수 있다.
상기한 제 1, 2, 3의 방법이나 그들을 조합한 방법에 의한 응고상태의 계측을 주편의 폭방향을 따른 복수의 위치에서 실시하면 크레이터엔드의 폭방향의 프로파일을 알 수 있고, 그에 의거하여 폭방향의 이차냉각수량 등을 제어하면 폭방향의 프로파일의 균일화를 꾀할 수 있어서 편석이 적은 고품질의 주편을 얻을 수 있다. 또한 폭방향을 따른 복수의 위치에 있어서의 측정은 한쌍의 센서를 폭방향에 주사시켜도, 복수쌍의 센서를 폭방향에 설치해도 가능하다.
상기한 제 1, 2, 3의 방법이나 그들을 조합한 방법으로 크레이터엔드의 위치를 검출하고, 검출된 크레이터엔드의 위치에 의거하여 주편을 경압하하기 위한 경압하대를 비치하거나 주편을 절단할 수도 있다.
상기한 제 1, 2, 3의 방법이나 그들을 조합한 방법에 의해 주편의 응고상태를 판정하는 강의 연속주조주편의 응고상태계측장치로서는 이하의 장치를 적용할 수 있다.
(ⅰ) 주편을 표층부가 α변태하기까지 냉각하는 냉각장치와, 냉각된 주편에 전자초음파의 횡파를 송신신호로서 송신하는 송신용 전자초음파센서와, 송신신호가 주편을 투과한 후의 신호를 수신신호로서 수신하는 수신용 전자초음파센서와, 수신신호에 의거하여 주편의 응고상태를 판정하는 평가부를 갖는 강의 연속주조주편의 응고상태계측장치.
(ⅱ) 주편에, 주편을 투과하는 전파시간을 넘지 않는 최대의 시간폭의 50∼150%의 크기로 되는 펄스폭내에서 주파수, 진폭, 위상 중에서 선택된 적어도 하나를 변조한 버스트상의 전자초음파의 횡파를 송신신호로서 송신하는 송신용 전자초음파센서와, 송신신호가 주편을 투과한 후의 신호를 수신신호로서 수신하는 수신용 전자초음파센서와, 수신신호에 송신신호와 동일 또는 유사한 파형의 참조신호를 이용하여 상관연산을 실시하는 상관처리부와, 연산결과에 의거하여 주편의 응고상태를 판정하는 평가부를 갖는 강의 연속주조주편의 응고상태계측장치.
(ⅲ) 주편에 전자초음파의 횡파를 송신신호로서 펄스단위로 반복송신하는 송신용 전자초음파센서와, 송신신호가 주편을 투과한 후의 신호를 수신신호로서 수신하는 수신용 전자초음파센서와, 수신신호에 각 펄스를 가산평균하는 동시에, 그 평균횟수가 16회 이상, 가산평균 후의 신호강도가 저하하지 않는 펄스횟수 이하로 되도록 신호처리를 실시하는 동기가산평균부와, 신호처리결과에 의거하여 주편의 응고상태를 판정하는 평가부를 갖는 강의 연속주조주편의 응고상태계측장치.
상기한 (ⅰ)∼(ⅲ)의 응고상태계측장치를 조합하면 보다 높은 S/N이 얻어진다.
(실시형태 1)
도 4에 본 발명방법의 주요한 구성요건인 주편의 응고상태계측방법의 한 예를 나타낸다.
탄소강의 연속주조주편(1)은 연속주조롤(2)에 의해 도면 중 우측으로 이동하고 있다. 주편(1)의 내부에는 미응고부(7)가 존재하고, 그 선단이 크레이터엔드이다. 롤(2)간에 설치된 수냉용 노즐(5)에 의해 주편(1)의 표층부(6)는 냉각되고, γ상으로부터 α상으로 변태한다. α변태한 부분을 끼워서 송신용 전자초음파센서(3) 및 수신용 전자초음파센서(4)가 대향배치된다.
송신용 전자초음파센서(3)로부터 전자초음파의 횡파를 송신신호로서 출력하는 송신출력계는 송신신호의 트리거신호발생부(8), 송신신호발생부(9), 버스트파의 펄스폭을 설정하는 펄스폭설정부(16)로 구성된다. 또한 송신신호발생부(9)는 트리거신호에 의거하여 설정된 펄스폭의 버스트파를 발생하는 버스트파발생부(14), 발생한 버스트파를 증폭하여 송신신호로서 송신용 전자초음파센서(3)에 출력하는 전력증폭부(15)로 구성된다.
수신용 전자초음파센서(4)에 의해 주편을 투과 후의 신호를 수신하고, 처리하는 수신처리계는 수신신호의 증폭부(10), 동기가산평균부(12), 평균횟수설정부(13), 상관처리부(17) 및 수신신호로부터 응고상태를 판정하는 평가부(11)로 구성된다.
트리거신호발생부(8)로부터 송신의 타이밍신호가 나오면 버스트파발생부(14)는 주파수, 진폭, 또는 위상 중에서 선택된 적어도 하나를 변조한 버스트상의 송신신호를 발생한다. 여기에서 펄스폭은 펄스폭설정부(16)에서 지정된다. 송신신호는 전력증폭부(15)에서 증폭되고, 송신용 전자초음파센서(3)에 인가된다.
도 5에 나타내는 바와 같이 송신용 전자초음파센서(3)에 구비된 코일(19)에 의해 주편(1)의 α변태하고 있는 표층부(6)에는 송신신호에 의한 고주파의 진동자장(By)이 주편(1)의 표면에 평행하게 가해진다. 그 결과 자기변형에 의하여 주편(1)의 표면에 평행한 응력이 걸리기 때문에 전단파, 즉 횡파가 발생한다. 또한 송신용 전자초음파센서(3)에는 수직방향으로 자극을 갖는 자석(20)이 구비되어 있는데, 이것은 정자장(Bs)에 의해 자기변형의 효과를 늘리기 위함이다. 이 자석은 영구자석이어도, 전자석이어도 좋다.
반대측의 주편(1)의 표면에는 도 5와 똑같은 수신용 전자초음파센서(4)가 대향하여 배치되어 있으며, 주편(1)의 α변태하고 있는 표층부(6)에는 자석에 의해 정자장(Bs)이 걸려 있다. 전자초음파의 횡파가 주편을 투과하여 이곳에 도달하면 자기변형의 역효과에 의해 이 부분의 투자율이 변화한다. 그 결과 수신용 전자초음파센서(4)의 코일을 가로지르는 자속(Bs)이 변화하기 때문에 전자유도에 의하여코일에 전압이 발생하고, 수신신호가 얻어진다.
이 수신신호는 증폭부(10)에서 증폭된 후 동기가산평균부(12)에 입력되고, 평균횟수설정부(13)에 의해 설정된 횟수만큼 평균화된다. 동기가산평균부(12)에서는 여러 가지 방법으로 평균화할 수 있지만, 여기에서는 A/D변환을 실시하여 수치화하고, 트리거발생부(8)의 신호에 동기하여 계산기에 의해서 평균화하고 있다. 평균화는 하기의 식(5)를 이용하여 실시할 수 있다.
여기에서 Xi(j)는 입력신호, Yi(j)는 출력신호, Na는 평균횟수, i는 펄스반복, －∞≤i≤∞, 0≤j≤n－1(n: 일탐상신호의 데이터점수)이다.
평균된 수신신호는 상관처리부(17)에 입력되고, 하기의 식(6)에 의해 상관연산된다. 또한 식(6)에 의해 계산하지 않고 입력신호를 FFT(고속풀리에변환)한 것과 참조신호를 FFT한 것의 켤레(Conjugate)를 승산하고, 그 결과를 역FFT하여 출력하면 가장 고속으로 처리할 수 있다.
여기에서 Xi(j)는 입력신호, Yi(j)는 출력신호, C(j)는 참조신호, Nc는 참조신호의 점수, i는 펄스반복, －∞≤i≤∞, 0≤j≤n－1(n: 일탐상신호의 데이터점수)이다.
버스트파발생부(14)는 주파수, 진폭, 또는 위상 중에서 선택된 적어도 하나를 변조한 버스트상의 송신신호를 발생한다. 변조방식의 한 예로서 주파수변조인쳐프파를 하기의 식(7)로 나타낸다.
여기에서 fc는 챠프파의 중심주파수, Bw는 챠프파의 주파수스위프폭, Tw는 쳐프파의 펄스폭, 0≤t≤Tw이다.
주편(1)을 투과해 온 수신신호의 파형은 송신신호와 닮아 있기 때문에 상관처리부(17)를 통과한 수신신호는 송신신호의 펄스폭보다 짧아지는 펄스압축효과에 의해 펄스폭이 짧은, 예리한 파형으로 된다. 이것은 다음에 평가부(11)에서 응고상태의 판정을 실시할 때에 다음의 2점에서 유용하다. 제 1 점은 수신신호의 강도를 구할 때 수신신호의 시간대에 게이트를 걸어서 그 중의 최대값을 구하면 좋은데, 펄스폭이 짧은 예리한 파형의 경우는 게이트의 폭을 좁게 할 수 있기 때문에 여분의 노이즈를 취하지 않게 된다. 제 2 점은 수신신호의 전파시간을 구할 때 짧은 폭의 펄스라면 시간의 정밀도가 나아져서 보다 높은 정밀도로 응고상태판정을 할 수 있게 된다.
이상과 같이 하여 상관처리부(17)로부터의 출력을 얻고, 평가부(11)에서 응고상태를 판정함으로써 주편(1)의 측정부분에 있어서의 응고상태가 계측된다.
또한 동기가산평균부(12), 상관처리부(17), 평가부(11)에 있어서의 처리는 하나 또는 복수의 컴퓨터를 이용하여 실시할 수 있다. 또 평가부(11)에서의 처리에는 컨퍼레이터를 이용하거나 인위적인 수단에 의해서도 수신신호의 유무를 검출할 수 있다.
이하에 S/N의 개선예를 나타낸다.
1. 상기한 제 1 방법을 이용한 경우
도 6에 나타내는 연속냉각형태선도를 갖고, 40mm/s의 속도로 이동하는 표면온도가 900℃인 주편을 송신용 전자초음파센서(3)의 바로 앞에 배치된 수냉용 노즐(5)에 의해 －20℃/s의 냉각속도로 냉각하고, 수신신호의 S/N을 측정했다. 도 6으로부터 주편을 －20℃/s의 냉각속도로 냉각했을 때의 변태개시온도(곡선(a))는 약 620℃이다. 도 1을 이용하여 설명한 바와 같은 자기변형의 효과는 변태종료온도(곡선(b)) 이하로 냉각하면 할수록 커지는데, 표면균열 등이 일어나지 않도록, 표면온도가 600℃가 되도록 냉각했다. 따라서 300℃의 온도저하가 필요하게 되기 때문에 냉각존길이를 300/20×40＝600mm로 했다.
그 결과 이와 같은 냉각을 실시하지 않는 경우에 비교하여 S/N은 10dB 향상했다.
2. 상기한 제 2 방법을 이용한 경우
상기한 바와 같이 수신신호는 송신 후 전파시간분량만큼 늦게 수신되기 때문에 송신신호의 새어듦이 수신신호에 겹치지 않도록 이 전파시간보다 송신신호의 펄스폭을 짧게 할 필요가 있다. 또 전파시간은 주편두께, 주편온도, 음속으로부터 결정되고, 음속은 주편온도(T)와 강종류에 의존하며, 횡파이고 탄소강인 경우 대략 3000∼0. 65×Tm/s이기 때문에 온도가 낮을수록 음속은 늦어지고, 전파시간은 짧아진다.
그 때문에 측정위치에 있어서, 주편의 온도가 가장 낮아지는 경우가 가장 전파시간이 짧아지는 경우이기 때문에 이 때의 전파시간이 최대의 시간폭이다. 그래서 송신신호의 펄스폭은 이 값의 근처에 설정하면 좋다. 본 발명에서는 주편의 응고상태를 판정할 필요가 있기 때문에 주편의 온도가 가장 낮아지는 경우란 주편의 중심온도가 1100℃ 정도, 평균온도가 1000℃ 정도로 되는 경우라고 생각된다.
S/N은 펄스폭의 평방근에 대략 비례하기 때문에 펄스폭을 1/2 정도로 짧게 하면 6dB 가깝게 저하하여 효과가 적어진다. 한편 지나치게 길면 수신신호에 겹쳐 버리는데, 파형의 양단에서는 센서나 증폭기의 특성에 의해 다소 진폭이 작아지기 때문에 펄스폭은 상기 최대의 시간폭의 1. 5배 정도까지 허용할 수 있다. 이 때문에 S/N을 향상할 수 있는 펄스폭의 범위는 최대의 시간폭의 50∼150%, 보다 바람직하게는 80∼120%로 한다.
표 1에 두께 200mm, 250mm, 300mm의 주편에 대하여 정한 송신신호의 최적의 펄스폭을 나타낸다. 여기에서는 최저의 평균온도를 1000℃로 하고, 그 때의 음속을 2350m/s로 했다.
표 1
또한 송신신호의 누설신호가 큰 경우는 누설신호에 의해 수신앰프가 포화하고, 이른바 최종단계현상에 의해 시간불감대가 발생하는 경우가 있다. 따라서 최종단계현상이 있는 경우는 표 1의 값에서 최종단계시간을 뺀 값으로 펄스폭을 설정하면 좋다.
두께 250mm, 펄스폭 100㎲, 주파수 100kHz인 경우에 대하여 실제로 수신신호의 S/N을 측정한 바, 100kHz의 1파의 사인파에 비교하여 12dB 향상했다. 그 때문에 상기 펄스폭의 범위로 설정하는 것으로 S/N은 최저 6dB 향상한다.
3. 상기한 제 3 방법을 이용한 경우
상기한 바와 같이 주조 중의 온도변화에 의한 전파시간의 변화율이 큰 경우일수록 평균화에 의하여 수신신호가 작아져 버릴 가능성이 있다. 전파시간의 변화율에 대하여 검토한 바, 최대의 변화율은 0. 03∼0. 3㎲/s 정도이었다. 그래서 이 값을 패러미터로 하고, 초음파의 주파수를 100kHz, 펄스반복주파수를 100Hz로 하며, 식(2)에 의거하여 평균횟수와 수신신호의 진폭의 관계를 구했다.
그 결과 도 7에 나타내는 바와 같이 단위시간당의 전파시간의 변화율(τ)가 가장 빠른 0. 3㎲/s인 때에 있어서, 평균횟수가 256회 정도까지라면 진폭의 저하는 거의 일어나지 않는 것에서 256을 최대의 평균횟수로 정할 수 있다.
이 때 식(4)에 나타낸 S/N의 개선량(P)은 24dB로 된다. 또한 최대의 평균횟수의 산출에 있어서는, 수신신호강도의 저하가 1dB 전후이면 진폭의 저하가 거의 없는 것을 전제로 하고 있다. 즉 전파시간의 변화율(τ)이 0. 3㎲/s인 때의 최대의 평균횟수 256회는 수신신호강도의 저하가 1dB인 경우이다. 다른 전파시간의 변화율(τ)의 경우도 마찬가지로 최대의 평균횟수가 산출된다.
평균횟수는 적으면 S/N의 개선량이 적어지기 때문에 16회 이상이 바람직하다. 이 경우 ＋12dB의 개선량이 얻어진다. 반대로 평균횟수가 지나치게 많으면 도 3과 같이 진폭이 작아지기 때문에 상기 최대의 평균횟수의 2배 정도 이내가 바람직하다. 최적의 평균횟수는 최대의 평균횟수의 50∼200%이다.
또한 식(2)로부터 명백한 바와 같이 초음파의 주파수나 펄스반복주파수를 변경하는 경우는 도 7에서 τ를 비례시켜서 변화시키면 평균횟수와 수신신호의 진폭의 관계를 구할 수 있다.
4. 제 1, 제 2, 제 3 방법을 조합한 경우
상기한 바와 같이 제 1, 제 2, 제 3 방법은 다른 원리에 의거하고 있기 때문에 이들 방법을 모두 조합함으로써 S/N은 10＋6＋12＝28dB 향상하게 된다. 또 전자초음파센서의 리프트OFF감도특성은 －4dB/mm 정도이기 때문에 리프트OFF를 28/4＝＋7mm 넓게 할 수 있다.
이들 방법을 조합하지 않아도 예를 들면 제 1과 제 2를 조합한 방법에 의해 S/N은 10＋6＝16dB 향상하고, 리프트OFF를 16/4＝＋4mm만큼 넓게 할 수 있어서 종래의 1, 2mm 리프트OFF인 경우에 비하여 비접촉의 계측을 확실하게 실시할 수 있다.
마찬가지로 제 1과 제 3을 조합한 방법, 제 2와 제 3을 조합한 방법, 또는 평균횟수를 64회 이상으로 한 제 3 방법만에 의해 리프트OFF를 각각 약 ＋5. 5mm, ＋4. 5mm, ＋4. 5mm 넓게 할 수 있다.
(실시형태 2)
도 8에 본 발명방법의 주요한 구성요건인 주편의 응고상태계측방법의 다른 예를 나타낸다.
도 8에서는 도 4에 나타내는 구성에 자화력을 늘리기 위해 첨두값이 높은 펄스자화전류를 발생시키는 펄스자화전류발생부(18)가 추가되어 있다.
펄스자화전류발생부(18)는 트리거신호발생부(8)의 신호에 동기하여 펄스자화전류를 발한다. 펄스자화전류의 계속시간은 초음파계측에 관한 시간으로 하면 좋고, 전파시간의 약 2배 이상인 200㎲ 이상이 적당하다. 이 정도이면 송신펄스의 반복주기에 대한 시간은 1/50 정도이기 때문에 자화전류에 의한 발열량은 매우 적어서 대전류를 흘릴 수 있다. 그 때문에 직류전류를 이용한 경우에는 자화전류 3A 정도가 한계이었는데, 펄스자화전류를 이용하면 첨두값에서 10A가 가능하게 되어 S/N은 약 10dB 향상했다.
또 상기한 제 1, 2, 3의 방법에 펄스자화전류를 적용하면 리프트OFF를 각각 ＋5mm, ＋4mm, ＋5mm 넓게 할 수 있다.
또한 직류전류를 이용하는 경우이어도 다음의 ①이나 ②의 방법을 이용하면 자화전류를 10A 정도로 올리는 것이 가능하게 되어 펄스자화전류를 이용한 경우와 똑같은 효과가 얻어진다.
①: 전자석에 이용하는 동선을 굵게 함으로써 동선의 저항을 내린다.
②: 전자석의 냉각에 이용하는 냉각매체의 순환을 빠르게 하여 냉각능력을 크게 한다.
(실시형태 3)
도 9에 본 발명방법의 실시형태의 한 예를 나타낸다.
연속주조기(31)에는 용강을 주입하여 응고시키기 위한 주형(22)이 설치되어 있으며, 이 주형(22)의 아래쪽에는 복수의 대향하는 주편지지롤(2)이 설치되어 있다. 그리고 주편지지롤(2)의 하류측에는 복수의 반송롤(29)과 주편(1)의 주조속도와 동조하는 가스절단기(30)가 설치되어 있다. 주편지지롤(2)에는 주형(22)의 바로 아래로부터 하류측을 향하여 제 1 냉각존(24a, 24b), 제 2 냉각존(25a, 25b), 제 3 냉각존(26a, 26b), 제 4 냉각존(27a, 27b)으로 이루어지는 이차냉각대(23)가 설치되어 있다.
이차냉각대(23)의 각 냉각존에서는 에어미스트스프레이용 또는 물스프레이용의 복수의 스프레이노즐로부터 주편(1)의 표면에 이차냉각수가 분무된다.
주편지지롤(2)의 일부는 대향하는 롤의 간격이 주편(1)의 주조방향하류측을 향하여 서서히 좁아지도록 설정되고, 주편(1)에 대하여 압하력을 부여할 수 있는 경압하대(28)를 구성하고 있다. 또한 주편지지롤(2)의 롤의 간격은 유압이나 전동기에 의한 원격조작에 의해 주조 중에 변경 가능하며, 어디에서도, 예를 들면 만곡부에도 경압하대(28)를 비치할 수 있다. 즉 경압하대(28)는 주편(1)의 크레이터엔드(7a)에 따라서 주조방향의 어디에서도 이동시킬 수 있다.
이 경압하대(28)에 있어서는, 주편(1)의 압하속도는 0. 6∼1. 5mm/min으로 설정된다. 압하속도가 0. 6mm/min 미만에서는 편석을 경감하는 효과가 적고, 1. 5mm/min을 넘으면 용강이 주조방향과는 역방향으로 압착되고, 주편중심부의 일부에 마이너스편석이 생성된다. 또 총 압하량은 2∼6mm로 설정된다.
이차냉각대(23)의 하류측에 있는 주편지지롤(2)의 사이에는 주편(1)의 크레이터엔드(7a)의 위치를 검출하기 위한 송신용 전자초음파센서(3, 3a, 3b) 및 수신용 전자초음파센서(4, 4a, 4b)가 주조방향을 따라서 3군데에 설치되어 있다.
이와 같이 구성된 연속주조기(31)에 있어서, 본 발명인 강의 연속주조주편의제조방법은 이하와 같이 하여 실시된다.
침지노즐로부터 주형(22)내에 주입된 용강은 주형(22)에 의해 냉각된 응고껍질(21)과 내부의 미응고층(8)을 갖는 주편(1)이나 주편지지롤(2)에 지지되면서 아래쪽에 연속적으로 빼내어진다. 주편(1)은 주편지지롤(2)을 통과하는 사이에 이차냉각대(23)에서 냉각되기 때문에 그 응고껍질(21)의 두께는 증대하고, 최종적으로는 주편중심부까지 응고가 진행한다. 그 주조방향에 있어서의 완전응고단이 크레이터엔드(7a)이다.
주조방향을 따라서 설치한 송수신용 전자초음파센서(3, 3a, 3b, 4, 4a, 4b)를 이용하여 상기한 여러 가지 주편의 응고상태계측방법에 의해 응고상태를 계측하면 크레이터엔드(7a)의 위치를 정확히 검출할 수 있다.
검출된 크레이터엔드(7a)의 위치에 의거하여 이하에 나타내는 방법 M1 또는 M2로 주편(1)을 경압하하면 주편(1)의 중심편석을 저감할 수 있다.
(1) 방법 M1: 수신용 전자초음파센서(4)로 송신용 전자초음파센서(3)로부터 발신된 신호가 검출되었다면 주조속도를 상승시키거나 또는 이차냉각수량을 감소시켜서 크레이터엔드(7a)를 주조방향하류측으로 이동시키고, 한편 수신용 전자초음파센서(4a)에서 송신용 전자초음파센서(3a)로부터 발신된 신호가 검출되었다면 주조속도를 저하시키거나 또는 이차냉각수량을 증가시켜서 크레이터엔드(7a)위치를 주조방향상류측으로 이동시킨다. 이와 같이 하여 크레이터엔드(7a)를 고정된 경압하대(28)내에 받아들여서 중심편석이 적은 주편(1)을 얻을 수 있다.
(2) 방법 M2: 검출된 크레이터엔드(7a)의 위치에 따라서 경압하대(28)의 위치를 원격조작에 의해 변경하여 크레이터엔드(7a)가 경압하대(28)내에 받아들여지도록 한다. 이와 같이 하여 비정상역을 포함하여 대부분의 주편(1)의 크레이터엔드(7a)를 경압하대(28)내에 받아들이는 것이 가능하게 되고, 주조개시로부터 종료까지 일관하여 중심편석이 적은 주편(1)을 얻을 수 있다.
또 연속주조기(31)의 생산성을 최대한으로 올리는 데는 크레이터엔드(7a)를 연속주조기(31)의 출구측의 위치로 이동시킬 필요가 있다. 따라서 수신용 전자초음파센서(4a)에서 송신용 전자초음파센서(3a)로부터 발신된 신호가 검출되었다면 주조속도를 상승시키거나 또는 이차냉각수량을 감소시켜서 크레이터엔드(7a)를 주조방향하류측으로 이동시키고, 한편 수신용 전자초음파센서(4b)에서 송신용 전자초음파센서(3b)로부터 발신된 신호가 검출되었다면 주조속도를 저하시키거나 또는 이차냉각수량을 증가시켜서 크레이터엔드(7a)를 주조방향상류측으로 이동시킨다. 이와 같이 하여 크레이터엔드(7a)를 연속주조기(31)의 출구측으로 이동할 수 있다.
크레이터엔드(7a)를 연속적으로 검출하고 있을 때에 크레이터엔드(7a)의 위치가 주조방향에서 대폭으로 변동한 경우는 그 부분을 프로세스컴퓨터에 기억시키고, 가스절단기(30)에 의한 절단위치와 그 부분을 대비시키며, 그 부분이 절단위치에 해당하는 경우에는 이 부분을 떼어서 주조 중의 주편(1)을 가스절단기(30)에 의해 절단하여 주편(1a)을 얻는다. 이와 같이 하면 주편(1)의 중심부에 생성되는 포로시티나 층상의 틈이 주편(1)의 절단면에는 나타나지 않고, 차공정의 열간압연으로 압착하여 포로시티나 층상의 틈에 의한 생산량저하를 미연에 방지할 수 있다. 또한 크레이터엔드(7a)의 위치의 주조방향의 변동량이 0. 5m/min 이상으로 된 경우는 적어도 1m 떨어진 위치에서 절단을 실시하는 편이 좋다.
상기한 바와 같이 전자초음파센서에 의해 측정된 전파시간을 이용하여 크레이터엔드(7a)의 위치를 검출하는 것이 가능하기 때문에 전파시간의 장단에 따라서 주조속도나 이차냉각수량을 조정하여 크레이터엔드(7a)를 소정의 위치, 예를 들면 경압하대에 유지할 수 있다.

Claims (33)

  1. 연속주조되는 주편의 응고상태를 상기 주편과 비접촉으로 배치된 센서에 의해 계측하는 방법을 이용하여 상기 주편의 크레이터엔드의 위치를 검출하는 공정과,
    상기 검출된 크레이터엔드의 위치에 의거하여 상기 연속주조의 주조속도와 이차냉각수량의 조건 중에서 선택된 적어도 하나의 조건을 제어하는 공정을 갖고, 또한 상기 주편의 응고상태를 계측하는 방법이,
    상기 주편을 표층부가 α변태하기까지 냉각하는 공정과,
    상기 냉각된 주편에 전자초음파의 횡파를 송신신호로서 송신하는 공정과,
    상기 송신신호가 상기 주편을 투과한 후의 신호를 수신신호로서 수신하는 공정과,
    상기 수신신호에 의거하여 상기 주편의 응고상태를 판정하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  2. 연속주조되는 주편의 응고상태를 상기 주편과 비접촉으로 배치된 센서에 의해 계측하는 방법을 이용하여 상기 주편의 크레이터엔드의 위치를 검출하는 공정과,
    상기 검출된 크레이터엔드의 위치에 의거하여 상기 연속주조의 주조속도와 이차냉각수량의 조건 중에서 선택된 적어도 하나의 조건을 제어하는 공정을 갖고,또한 상기 주편의 응고상태를 계측하는 방법이,
    상기 주편에, 상기 주편을 투과하는 전파시간을 넘지 않는 최대의 시간폭에 대하여 50∼150%의 크기로 되는 펄스폭내에서 주파수, 진폭, 위상 중에서 선택된 적어도 하나를 변조한 버스트상의 전자초음파의 횡파를 송신신호로서 송신하는 공정과,
    상기 송신신호가 상기 주편을 투과한 후의 신호를 수신신호로서 수신하는 공정과,
    상기 수신신호에 상기 송신신호와 동일 또는 유사한 파형의 참조신호를 이용하여 상관연산을 실시하고, 상기 주편의 응고상태를 판정하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  3. 연속주조되는 주편의 응고상태를 상기 주편과 비접촉으로 배치된 센서에 의해 계측하는 방법을 이용하여 상기 주편의 크레이터엔드의 위치를 검출하는 공정과,
    상기 검출된 크레이터엔드의 위치에 의거하여 상기 연속주조의 주조속도와 이차냉각수량의 조건 중에서 선택된 적어도 하나의 조건을 제어하는 공정을 갖고, 또한 상기 주편의 응고상태를 계측하는 방법이,
    상기 주편에 전자초음파의 횡파를 송신신호로서 펄스단위로 반복송신하는 공정과,
    상기 송신신호가 상기 주편을 투과한 후의 신호를 수신신호로서 수신하는 공정과,
    상기 수신신호에 각 펄스를 가산평균하는 동시에, 그 평균횟수가 16회 이상, 상기 가산평균 후의 신호강도가 저하하지 않는 펄스횟수 이하로 되도록 신호처리를 실시하여 상기 주편의 응고상태를 판정하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    주편에 버스트상의 전자초음파의 횡파를 송신신호로서 송신하는 공정 전에, 상기 주편을 표층부가 α변태하기까지 냉각하는 공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  5. 제 3 항에 있어서,
    주편에 전자초음파의 횡파를 송신신호로서 펄스단위로 반복송신하는 공정 전에, 상기 주편을 표층부가 α변태하기까지 냉각하는 공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    수신신호에, 각 펄스를 가산평균하는 동시에, 그 평균횟수를 16회 이상, 상기 가산평균 후의 신호강도가 저하하지 않는 펄스횟수 이하로 되도록 신호처리를 실시하는 공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    주편에 버스트상의 전자초음파의 횡파를 송신신호로서 펄스단위로 반복송신하는 공정 전에 상기 주편을 표층부가 α변태하기까지 냉각하는 공정을 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    전자초음파의 횡파의 송수신을 전자석을 이용하여 실시하고, 상기 전자석의 여자전류를 응고판정에 필요한 계측시간보다는 장시간 계속하는 펄스전류로 하는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  9. 제 2 항에 있어서,
    전자초음파의 횡파의 송수신을 전자석을 이용하여 실시하고, 상기 전자석의 여자전류를 응고판정에 필요한 계측시간보다는 장시간 계속하는 펄스전류로 하는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  10. 제 3 항에 있어서,
    전자초음파의 횡파의 송수신을 전자석을 이용하여 실시하고, 상기 전자석의 여자전류를 응고판정에 필요한 계측시간보다는 장시간 계속하는 펄스전류로 하는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  11. 제 2 항에 있어서,
    주편의 주조방향을 따른 복수의 위치에 있어서 상기 주편의 응고상태를 계측하여 크레이터엔드의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  12. 제 3 항에 있어서,
    주편의 주조방향을 따른 복수의 위치에 있어서 상기 주편의 응고상태를 계측하여 크레이터엔드의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  13. 제 4 항에 있어서,
    주편의 주조방향을 따른 복수의 위치에 있어서 상기 주편의 응고상태를 계측하여 크레이터엔드의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  14. 제 5 항에 있어서,
    주편의 주조방향을 따른 복수의 위치에 있어서 상기 주편의 응고상태를 계측하여 크레이터엔드의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  15. 제 6 항에 있어서,
    주편의 주조방향을 따른 복수의 위치에 있어서 상기 주편의 응고상태를 계측하여 크레이터엔드의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  16. 제 2 항에 있어서,
    검출된 크레이터엔드의 위치에 의거해서 연속주조의 주조속도나 이차냉각수량의 조건 중에서 선택된 적어도 하나의 조건을 제어하여 크레이터엔드를 경압하대내에 받아들이는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  17. 제 3 항에 있어서,
    검출된 크레이터엔드의 위치에 의거해서 연속주조의 주조속도나 이차냉각수량의 조건 중에서 선택된 적어도 하나의 조건을 제어하여 크레이터엔드를 경압하대내에 받아들이는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  18. 제 4 항에 있어서,
    검출된 크레이터엔드의 위치에 의거해서 연속주조의 주조속도나 이차냉각수량의 조건 중에서 선택된 적어도 하나의 조건을 제어하여 크레이터엔드를 경압하대내에 받아들이는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  19. 제 5 항에 있어서,
    검출된 크레이터엔드의 위치에 의거해서 연속주조의 주조속도나 이차냉각수량의 조건 중에서 선택된 적어도 하나의 조건을 제어하여 크레이터엔드를 경압하대내에 받아들이는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  20. 제 6 항에 있어서,
    검출된 크레이터엔드의 위치에 의거해서 연속주조의 주조속도나 이차냉각수량의 조건 중에서 선택된 적어도 하나의 조건을 제어하여 크레이터엔드를 경압하대내에 받아들이는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  21. 제 2 항에 있어서,
    주편의 폭방향을 따른 복수의 위치에 있어서 상기 주편의 응고상태를 계측하여 크레이터엔드의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  22. 제 3 항에 있어서,
    주편의 폭방향을 따른 복수의 위치에 있어서 상기 주편의 응고상태를 계측하여 크레이터엔드의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  23. 제 4 항에 있어서,
    주편의 폭방향을 따른 복수의 위치에 있어서 상기 주편의 응고상태를 계측하여 크레이터엔드의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  24. 제 5 항에 있어서,
    주편의 폭방향을 따른 복수의 위치에 있어서 상기 주편의 응고상태를 계측하여 크레이터엔드의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  25. 제 6 항에 있어서,
    주편의 폭방향을 따른 복수의 위치에 있어서 상기 주편의 응고상태를 계측하여 크레이터엔드의 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  26. 연속주조되는 주편의 응고상태를 상기 주편과 비접촉으로 배치된 센서에 의해 계측하는 방법을 이용하여 상기 주편의 크레이터엔드의 위치를 검출하는 공정과,
    상기 검출된 크레이터엔드의 위치에 의거하여 상기 주편을 경압하하기 위한경압하대를 비치하는 공정과,
    상기 경압하대에 의해 상기 주편을 경압하하는 공정을 갖고, 또한 상기 주편의 응고상태를 계측하는 방법이,
    상기 주편에 전자초음파의 횡파를 송신신호로서 송신하는 공정과,
    상기 송신신호가 상기 주편을 투과한 후의 신호를 수신신호로서 수신하는 공정과,
    상기 수신신호에 의거하여 상기 주편의 응고상태를 판정하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  27. 연속주조되는 주편의 응고상태를 상기 주편과 비접촉으로 배치된 센서에 의해 계측하는 방법을 이용하여 상기 주편의 크레이터엔드의 위치를 검출하는 공정과,
    상기 검출된 크레이터엔드의 위치에 의거하여 상기 주편을 절단하는 공정을 갖고, 또한 상기 주편의 응고상태를 계측하는 방법이,
    상기 주편에 전자초음파의 횡파를 송신신호로서 송신하는 공정과,
    상기 송신신호가 상기 주편을 투과한 후의 신호를 수신신호로서 수신하는 공정과,
    상기 수신신호에 의거하여 상기 주편의 응고상태를 판정하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 제조방법.
  28. 주편을 표층부가 α변태하기까지 냉각하는 냉각장치와,
    상기 냉각된 주편에 전자초음파의 횡파를 송신신호로서 송신하는 송신용 전자초음파센서와,
    상기 송신신호가 상기 주편을 투과한 후의 신호를 수신신호로서 수신하는 수신용 전자초음파센서와,
    상기 수신신호에 의거하여 상기 주편의 응고상태를 판정하는 평가부를 갖는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 응고상태계측장치.
  29. 주편에, 상기 주편을 투과하는 전파시간을 넘지 않는 최대의 시간폭의 50∼150%의 크기로 되는 펄스폭내에서 주파수, 진폭, 위상 중에서 선택된 적어도 하나를 변조한 버스트상의 전자초음파의 횡파를 송신신호로서 송신하는 송신용 전자초음파센서와,
    상기 송신신호가 상기 주편을 투과한 후의 신호를 수신신호로서 수신하는 수신용 전자초음파센서와,
    상기 수신신호에 상기 송신신호와 동일 또는 유사한 파형의 참조신호를 이용하여 상관연산을 실시하는 상관처리부와,
    상기 연산결과에 의거하여 상기 주편의 응고상태를 판정하는 평가부를 갖는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 응고상태계측장치.
  30. 주편에 전자초음파의 횡파를 송신신호로서 펄스단위로 반복송신하는 송신용전자초음파센서와,
    상기 송신신호가 상기 주편을 투과한 후의 신호를 수신신호로서 수신하는 수신용 전자초음파센서와,
    상기 수신신호의 각 펄스를 가산평균하는 동시에, 그 평균횟수가 16회 이상, 상기 가산평균 후의 신호강도가 저하하지 않는 펄스횟수 이하로 되도록 신호처리를 실시하는 동기가산평균부와,
    상기 신호처리결과에 의거하여 상기 주편의 응고상태를 판정하는 평가부를 갖는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 응고상태계측장치.
  31. 제 29 항에 있어서,
    주편을 표층부가 α변태하기까지 냉각하는 냉각장치를 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 응고상태계측장치.
  32. 제 30 항에 있어서,
    주편을 표층부가 α변태하기까지 냉각하는 냉각장치를 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 응고상태계측장치.
  33. 제 29 항에 있어서,
    수신신호에, 상기 수신신호의 각 펄스를 가산평균하는 동시에, 그 평균횟수를 16회 이상, 상기 가산평균 후의 신호강도가 저하하지 않는 펄스횟수 이하로 되도록 신호처리를 실시하는 동기가산평균부를 추가로 갖는 것을 특징으로 하는 강의 연속주조주편의 응고상태계측장치.
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