KR20060123349A - 연속 주조되는 조금속 제품상의 표면 결함을 검출하기 위한방법 및 시스템 - Google Patents

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KR20060123349A
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Abstract

본 발명은 강철 슬래브(4)와 같은 연속 주조되는 원료 금속 제품상의 표면 결함을 검출하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 와전류에 의해 표면 결함을 검출하기 위해 센서(10)가 이용되며, 상기 센서는, 멀티플렉싱 제어 수단(12)에 의해 제어될 수 있는 적어도 3개의 인접하는 측정 셀(21)을 구비하는 적어도 2개의 열(22, 24)를 포함하는 매트릭스로 구성된다. 각각의 셀은 상기 슬래브의 표면에 와전류를 생성하거나 상기 표면 내의 와전류를 검출할 수 있다. 본 발명의 방법은, 동일한 열 내에 있지만 적어도 하나의 비작동 셀에 의해 서로 분리되는 제1 전송 셀과 제2 수신 셀을 제어하는 단계를 포함한다.

Description

연속 주조되는 조금속 제품상의 표면 결함을 검출하기 위한 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR THE DETECTION OF SURFACE DEFECTS ON A CONTINUOUSLY-CAST CRUDE METALLIC PRODUCT}
본 발명은 슬래브(slab), 일반적으로는 금속 제품, 특히 강철 제품이 연속 주조될 때 표면 결함의 검출에 관한 것이다.
더욱 구체적으로는, 본 발명은, 검사할 표면에 가깝게 서로 대향하여 배치되는 분리된 송신기 및 수신기를 구비하는 와전류 센서(eddy current sensor)를 이용하여, 금속 제품이 연속 주조될 때 금속 제품상의 표면 결함을 검출하는 것에 관한 것이다.
FR 84/14435는, "이방성 프로브(probe)를 구비하는 EC(와전류) 센서"라고도 지칭되는 이러한 형태의 센서를 공개하고 있으며, 상기 센서의 프로브는 그 아래를 통과하는 슬래브의 주행 방향에 대해 수직인 방향으로 향한 선을 따라 서로 소정 거리 이격되어 있는 분리된 송신 코일 및 수신 코일이다. 따라서, 그러한 센서는 검사되는 제품의 표면에 대해 횡방향으로 존재하는 기다란 결함에 의해 발생되는 와전류의 흐름의 변화를 검출한다. 따라서, 특히, 송신기와 수신기의 일측에서 타측으로 전파되는 결함이 없을 때, 송신기의 자기장에 의해 송신기 아래에 발생되는 유도 전류가, 수신기 바로 아래에서는 흐르지 않기 때문에, 횡방향 에지 크랙을 판별할 수 있게 된다.
그러나, 상기 2개의 코일, 즉, 송신기 코일과 수신기 코일 사이의 거리가 구조상 고정되기 때문에, 어셈블리 전체가 문제의 영역을 커버하도록, 횡방향 시프트시키면서 센서를 복수회 통과시키거나 복수개의 센서를 나란히 배치함으로써 슬래브 에지의 영역을 충분히 주사하지 않으면, 짧은 크랙만 검출된다.
도 1은 본 발명에 따른 검출 시스템의 개략도이다.
도 2는 도 1의 와전류 센서의 수직 단면도이다.
도 3은 도 2의 센서의 활성부의 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 표면 검출 방법의 흐름도이다.
본 발명의 목표는, 프로그래밍된 멀티플렉싱에 의해 각각 작동될 수 있는 기본적 미니-코일(또는 셀)의 어레이(또는 열(row))를 이용하는 최근의 고속 영상 기술을 이용함으로써 상기 문제를 해결하는 것이다. 이러한 형태의 와전류 센서의 예는, 예로서 FR 93/00984, US 6 339 327, 및 US 5 237 271에서 발견할 수 있으며, 그러한 와전류 센서는 여러 가지 기술 분야에서 금속 시트, 판 또는 스트립의 검사에 이용되어 왔다.
작동 모드에 따라, 각각의 셀은 검사될 금속 제품의 표면상의 와전류를 생성 또는 검출할 수 있다. 따라서, 제1 열의 인접하는 제1 및 제2 셀을 작동시켜, 하나의 셀은 와전류를 생성하고 다른 하나의 셀은 와전류를 검출하게 함으로써, 센서 아래에서 일 셀로부터 다른 셀로 전파되는 기다란 형태의 표면 결함의 존재 여부를 판정할 수 있다. 한 쌍의 작동된 셀을 이 열을 따라 1셀만큼 단계적으로 오프셋시키면서 이러한 제어 단계를 반복함으로써, 검사될 판 또는 센서를 이동시키지 않고도 이 셀들의 열에 대향하는 금속판의 전체 표면을 주사 및 검사한다. 양호한 공간 해상도를 얻고, 수 밀리미터 크기의 결함을 검출할 수 있기 위해, 대체로 사각형인 셀의 크기는 수 평방 밀리미터이다.
그러한 센서로 검사되는 금속판은 평활해야 하고, 측정 셀은 검사될 판의 표면으로부터 1.5mm보다 작은 거리를 두고 배치된다. 판의 표면으로부터 그러한 거리에서는, 센서는 전기 도전성의 파단에 의해 나타내는 임의의 표면 결함을 신속하고 정확하게 검출한다. 그러나, 이러한 거리를 초과하면, 이들 센서는 부정확하고 이용 불가능하게 된다. 본 출원인이 아는 바에 따르면, 연속 주조에 의해 직접적으로 얻어진 강철 슬래브의 표면상의 크랙을 검출하는 데에 이들과 같은 센서를 이용하고자 하는 시도는 현재까지 실패하였다. 이것은, 대체로 550oC보다 높은 고온과 함께 슬래브의 표면의 울퉁불퉁함으로 인해, 센서를 검사될 표면으로부터 1.5mm 미만의 거리를 두고 긴 시간 동안 유지하는 것이 거의 불가능하기 때문이다.
본 발명의 목표는 그러한 문제점을 극복하여, 멀티플렉싱에 의해 작동되는 셀의 열을 구비하는 이들 EC 센서를 연속 주조되는 금속 제품에 이용할 수 있게 하는 것이다.
따라서, 본 발명의 일 측면은, 멀티플렉싱에 의해 각각 제어 가능하며 인접하여 정렬된 측정 셀의 열(row)을 구비한 "분리된 송신기/수신기" 형태의 와전류 센서를 이용하여, 연속 주조되는 금속 제품상의 표면 결함을 검출하기 위한 방법에 있어서, 상기 금속 제품은 센서에 대해 상대적으로 주행하는 동안에 검사되며, 상기 센서는 상기 열과 행으로 배열된 상기 측정 셀의 매트릭스를 포함하고, 상기 매트릭스는 각각 적어도 3개의 측정 셀을 구비하고 평행한 적어도 제1 및 제2 열을 구비하며,
상기 멀티플렉싱은 다음의 방식:
소정 제어 단계에서, 열의 제1 및 제2 셀들이 작동되고, 상기 제1 및 제2 셀들은 적어도 하나의 비작동 측정 셀에 의해 서로 분리되며, 상기 제1 셀은 상기 금속 제품의 표면상에 와전류를 생성하도록 작동되고, 상기 제2 셀은 상기 제1 셀에 의해 생성된 상기 와전류를 검출하도록 작동되며, 상기 표면상의 와전류의 흐름은 표면 결함에 의해 변경되고, 검사될 상기 표면의 영역에 대한 검사가 완료될 때까지, 소정 시간 간격으로, 2개의 작동된 상기 셀들은 비작동 상태로 되면서, 동일한 상기 열을 따라 비작동 상태의 2개의 상기 셀에 대해 적어도 1 셀만큼 오프셋된 다음의 2개의 셀에 대해 상기 제어 단계가 반복되고, 각각의 상기 열의 상기 제1 셀들은 일 행에 속하고, 각각의 상기 열의 제2 셀들은 다른 행에 속하며, 각각의 상기 열의 제2 셀들은 결함이 검출될 때 반대 극성의 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 제어 단계는 상기 제1 열 및 제2 열에 대해 동시에 수행되는 방식;
의 연속적인 제어 단계로 작동되는 것을 특징으로 하는 방법이다.
다시 말해서, 와전류를 생성하는 셀은 와전류를 검출하는 동일한 열 내의 셀로부터 항상 적어도 1 비작동 셀만큼 이격되어야 한다. 이것은, 2개의 작동된 셀, 즉, 송신 셀 및 수신 셀 사이의 간격이 증가되면, 이를 이용함에 있어서, 센서의 성능을 충분한 레벨로 유지하면서, 검사될 표면으로부터 이들 셀이 분리되는 거리가 증가될 수 있기 때문이다. 따라서, 슬래브의 표면으로부터 1.5mm보다 먼 거리에서 셀을 이용할 수 있어, 슬래브의 연속 주조로부터 직접적으로 얻어지는 금속 제품상의 표면 크랙을 검출하는 데에 이들 센서를 이용할 수 있게 한다.
또한, 상기 제어 단계는 2개의 인접 열에 대해 동시에 정확히 동일한 방식으로 수행되지만, 제2 열 내의 한 쌍의 작동 셀은 제1 열 내의 한 쌍의 작동 셀에 대해 반대 극성을 가진 신호를 생성하도록 구성된다. 이것은, 신호를 추가함으로써, 예를 들면 주조 슬래브의 표면상에 존재하는 진동 마크로부터 발생하는 불가피한 교란을 제거하여, 배경 노이즈를 최소로 하여 매우 깨끗한 결함 검출 신호를 검사자에게 공급할 수 있게 한다.
또한, 본 발명의 측면은, 인접하며 제어 가능한 적어도 3개의 측정 셀을 각각 구비하는 적어도 2개의 열을 포함하고, "분리된 송신기/수신기" 형태를 가지며, 와전류에 의해 표면 결함을 검출하기 위한 센서, 및 상기 측정 셀을 제어하기에 적합한 프로그램 가능한 멀티플렉싱 제어 수단을 포함하며, 상기 셀은 각각 와전류를 생성 또는 검출할 수 있고, 상기 셀의 상기 2개의 열는 서로 나란히 배치되며, 상기 제어 수단은, 적어도 1개의 비작동 측정 셀만큼 서로 분리되는 일 열의 제1 및 제2 측정 셀을 작동시키고, 제2 열 내의 대응하는 유사한 셀을 동일한 방식으로 그러나 반대 극성으로 작동시킬 수 있는 멀티플렉서 제어 수단인 것을 특징으로 하는 결함 검출 시스템이다.
본 발명에 따른 시스템의 다른 바람직한 양상에 따르면, 본 발명은,
상기 센서에, 상기 표면에 대해 평행한 상기 셀들의 상기 열이 수납되는 평평한 베이스가 설치되며, 상기 베이스는 검사될 상기 표면으로부터 적어도 3mm의 거리를 두고 배치되도록 되고,
상기 센서는 순환하는 냉각제로 상기 베이스를 냉각시키기 위한 순환로를 포함하며,
상기 냉각 순환로는 상기 냉각제를 순환시키기 위한 공간을 형성하도록 상기 베이스와 대향하여 배치되는 적어도 하나의 세라믹 판을 포함하는
것을 특징으로 한다.
예로서 주어진 설명과 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명은 더욱 양호하게 이해될 것이며, 다른 특징 및 이점도 더욱 명백하게 될 것이다.
도 1은 연속 주조 설비에 의해 직접 얻어지는 강철 슬래브(4)의 표면 결함을 연속적으로 검출하기 위한 시스템(2)을 도시한다. 슬래브(4)는 수평 평면에 놓이고, 이러한 구조에서 센서(2) 아래에서 저속 전진 운동(1m/min보다 약 높음)을 한다. 도 1을 간결하게 하기 위해, 슬래브(4)의 상부 좌측 에지만 도시되었다.
슬래브(4)는 여기에서 연속 주조되는 제품이다.
검출 시스템(2)이 배치되는 지점에서, 슬래브는 여전히 550oC보다 높은 온도를 가진다. 센서(2)와 대향하는 슬래브의 상면은 불규칙하며, 여러 개의 울통불퉁한 곳, 및 몰드 진동 마크 또는 스케일 아일랜드와 같은 국부적 기복(起伏), 및 경우에 따라서는, 여러 가지 횡방향 크랙, 균열 또는 노치와 같은 검출하여야 할 기다란 표면 결함을 가진다. 이러한 표면 결함으로 인해 슬래브(4)의 표면의 도전성의 국부적 파단이 발생된다. 이러한 도전성의 파단이 반드시 슬래브(4)의 표면상의 결함을 뜻하지는 않는다는 것에 유의하여야 한다. 여기에서는, 횡방향 크랙(6)만 도시되었다. 이러한 크랙(6)은, 슬래브(4)의 주행 방향에 대해 수직인 방향으로 연장되기 때문에 횡방향 크랙이라고 지칭된다. 슬래브(4)의 주행 방향은 도 1에서 화살표 F로 표시된다.
온도가 550oC를 넘어서 상승되는 환경에서 검출 시스템(2)을 설치하기 용이하게 하기 위해, 시스템은 가동부를 가지지 않고, 슬래브(4)만 시스템 아래에서 주행 방향 F로 병진 이동된다.
시스템(2)은 센서(10), 센서를 제어하기 위한 제어 수단(12), 및 냉각제 공급 펌프(14)를 포함한다. 센서(10)는 와전류에 의해 슬래브(4)의 표면상의 도전성 결함을 검출할 수 있다. 그러한 센서의 작동 원리는 공지되어 있으므로 여기에서 상세히 설명하지 않는다. 그러한 센서의 작동 원리에 대한 더 이상의 정보를 위해서는 예를 들면 유럽 특허출원 EP 0 195 794를 참조할 수 있다.
여기에서, 센서(10)는 주행 방향 F에 대해 수직으로 향하는 평행육면체의 형태를 가지며, 그 한 면(측정 셀이 이 면과 동일 평면상에 있기 때문에, "작동면(active face)"이라고 지칭됨)은 슬래브(4)의 표면에 대해 평행하게 배치된다. 이 센서(10)는, 주행하는 제품이 주행 동안에 약간 측방향으로 편차되더라도, 센서(10)의 작동면이 슬래브(4)의 최외곽 에지를 항상 검사할 수 있도록 슬래브(4)의 에지에 "걸쳐(astride)" 있도록, 위치된다.
도 2에 도시되어 있듯이, 센서(10)의 작동면은 측정 셀(21)이 수납되는 베이스(20)에 의해 형성된다.
이러한 베이스(20)의 하면이 도 3에 도시되어 있다. 이러한 베이스20)는, 설명의 목적을 위해, 서로 동일한 2개의 열(22, 24)의 측정 셀(21)을 가진다. 이들 2개의 열는 센서(10)의 길이 방향으로 서로에 대해 평행하게 배치된다. 이들 열(22, 24)는, 그 각각의 셀이 서로 나란히 배치되고 적어도 한쪽에서 서로 접촉하도록, 서로 가능한 한 가까이 배열된다.
도면을 간결하게 하기 위해, 각각의 열에 6개의 측정 셀(21)만 도시되었다. 실제로는, 1개의 열는 32개 이상의 셀을 포함할 수 있다. 여기에서, 열(22)의 셀은 아래로부터 위로 가면서 순서적으로 도면 부호 C1, C3, C5, C7, C9, 및 C11로 표시되었다. 유사하게, 열(24)의 셀은 아래로부터 위로 가면서 순서적으로 도면 부호 C2, C4, C6, C8, C10, 및 C12로 표시되었다.
측정 셀(21) 각각은, 제어 수단(12)의 제어 하에, 송신 셀 또는 수신 셀로서 구성되기에 적합하다.
셀(21)이 송신 셀로서 구성되면, 슬래브(4)의 표면에 와전류를 생성할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 각각의 셀은 AC 전류가 공급되는 코일(26)을 포함한다. 이러한 코일(26)의 축은 센서(10)의 작동면에 대해 수직이다.
셀이 수신 셀로서 구성되면, 송신 셀에 의해 생성된 와전류가, 상술한 EP 0 195 794에 설명된 원리에 따라, 한 셀로부터 다른 셀로 전파되는 표면 결함에 의해 수신 셀로 향해 편향되었을 때에만, 이러한 수신 셀이 슬래브(4)의 표면에 존재하는 와전류를 검출할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 코일(26)은 전자기장을 검출하기 위해 이용되는 폐쇄 전기 회로를 형성한다.
또한, 이미 설명한 바와 같이, 열(22, 24)의 인접하는 셀은, 진동 마크와 같은 슬래브(4) 상의 표면 불규칙성으로 인한 측정 또는 검출 에러를 제거하기 위해, 2개의 열 상에서 서로에 대해 차동 모드로 연결될 수 있다. 더욱 구체적으로는, 수신 셀로서 구성되는 각각의 열(22, 24)의 셀은 표면 결함을 검출하기 위해 반대 극성의 신호를 생성할 수 있다. 이 결과, 열(22)의 수신 셀은 결함을 검출할 때 예를 들면 양 극성의 신호를 생성하는 반면에, 열(24)의 대응 수신 셀은 동일한 결함을 검출할 때 음 극성의 검출 신호를 생성한다.
여기에서, 통상적으로, 셀(21)들은 분리되어야 하며, 인접 셀의 코일(26)은, 0.5mm보다 작고 바람직하게는 약 0.2mm인 에지-대-에지 갭(X)만큼 서로 분리된다. 여러 코일(26)을 서로 인접하여 배치함으로써 열(22, 24)의 전체 길이에 걸쳐 슬래브의 표면의 거의 연속적 주사 및 검사를 확실하게 한다.
센서의 전체 검출 가능 영역을 최대화하기 위해, 셀(21)은 내부 코일(26)처럼 모양이 사각형이다. 또한, 4mm 정도의 길이를 가진 표면 결함 또는 크랙을 검출하기 위해, 이러한 셀은 각각 4 x 4 mm2의 사각형 단면을 가진다.
또한, 베이스(20)를 열로부터 보호하기 위해, 센서(10)에 베이스(20)를 냉각시키기 위한 장치(30)(도 2 참조)가 장착된다. 이 장치(30)는 냉각제를 순환시키기 위한 순환로(32)를 포함한다. 이 순환로(32)는 센서(10)의 수직벽(36)을 따라 하강하고, 베이스(20) 아래를 통과하며, 센서(10)의 다른 수직벽(38)을 따라 복귀한다. 베이스(20) 아래를 통과하는 순환로(32)의 부분을 제공하기 위해, 장치(30)는, 측정 셀을 보호하도록 베이스(20)에 대향하고 베이스(20)에 대해 평행하게 배치되는 사각형 판(40)을 포함한다. 이 판은, 예를 들면, 여러 개의 측정 셀의 코일(26)에 의해 생성되고 수신되는 전자파가 투과할 수 있도록 세라믹으로 제조된다. 이 판(40)은, 예를 들면, 베이스(20)의 표면으로부터 약 1mm 이격되어 배치된다. 이 판은 그 길이를 따라 고정되는 2개의 수평판(42, 44)에 의해 위치에 유지된다. 수평판(42, 44)은 슬래브(4)의 표면상에서 미끄러지며, 러너로서 작용한다. 이들 수평판(42, 44)은 각각 수직 금속판(46, 48)과 일체로 된다.
판(46, 48)은 센서(10)의 벽(36, 38)을 따라 배치된다. 판(46, 48)은 순환로(32)의 통로를 위한 공간을 형성하도록 수직 벽(36, 38)으로부터 이격된다. 열에 견디기 위해, 수평판(42, 44) 및 판(46, 48)은 예를 들면 스테인레스강으로 제조된다. 베이스(20) 아래의 판(42, 44)의 두께, 판(40)의 두께, 및 순환로(32)의 두께는, 베이스(20)와 슬래브(4)의 상면 사이의 높이(H)가 3mm 이상이고, 바람직하게는 4mm보다 크게 되도록, 선택된다.
순환로(32) 내에 도시된 화살표는 냉각제의 순환 방향을 나타낸다. 여기에서, 냉각제는 물이다. 순환로(32)의 각각의 단부는 순환로(32) 내의 냉각제를 순환시키기에 적합한 펌프(14)에 연결된다.
제어 수단(12)은 베이스(20)의 각각의 셀을 제어할 수 있는 멀티플렉서이다. 이 제어 수단은, 예를 들면, 도 4에 도시된 방법을 실행하기 위한 명령을 가진 메모리(50)와 결합되는 종래의 프로그램 가능한 전자 컴퓨터로 구성된다.
이제 시스템의 동작을 도 4에 도시된 방법을 참조하여 설명한다. 시스템(2)이 동작하는 동안에, 슬래브(4)는 센서(10) 아래에서 화살표 F 방향으로 납작하게 주행한다. 여기에서, 베이스(20) 아래에서 에지 크랙(6)이 발생할 때, 하나의 열(24)의 셀 중 하나는 이 크랙을 검출하고 대응 신호를 생성한다. 다음에는, 크랙(6)은 다른 하나의 열(22)의 셀 중 적어도 하나에 의해 검출되고, 그 셀 역시 대응 신호를 생성하는데, 반대 극성의 신호를 생성한다.
멀티플렉서(12)에 의해 작동되는 센서(10)의 동작은 여러 개의 타임슬롯으로 분할되며, 각각의 타임슬롯은 소정 시간 간격에 대응한다. 각각의 타임슬롯에서, 열(22)의 셀 중 한 쌍과 열(24)의 셀 중 한 쌍만 작동되고, 열(22, 24)의 모든 나머지 셀은 비작동 상태에 있다. 비작동 상태에서, 셀의 코일(26)은 개방된다. 이것은 여러 개의 셀의 코일(26) 사이의 누화(crosstalk)를 방지한다.
더욱 구체적으로는, 센서(10)가 슬래브(4)의 표면보다 3mm 위에서 신뢰성 있게 동작할 수 있게 하기 위해, 제어 수단(12)은 다음과 같이 동작한다. 제1 타임슬롯에서, 수단(12)은, 단계 60 동안에, 셀(C1, C2)이 슬래브(4)의 상면에 와전류를 생성하게 하기 위해, 셀(C1, C2)을 송신 셀로서 구성한다. 동시에, 수단(12)은 셀(C5, C6)이 슬래브(4)의 표면 내의 와전류를 검출하도록 구성한다. 센서(12)를 이러한 방법으로 제어함으로써, 송신 및 수신 셀은 비작동 셀, 이 경우에는 셀(C3, C4)에 의해 서로 분리된다. 따라서, 제1 타임슬롯 동안에, 송신 및 수신 셀 사이의 에지-대-에지 간격은 4mm보다 크다.
베이스(20)와 슬래브(4)의 표면 사이의 높이는 송신 및 수신 셀 사이의 에지-대-에지 간격에 비례하여 증가될 수 있다는 것을 실험적으로 발견하였다. 따라서, 단계 60 동안에, 송신 및 수신 셀 사이의 간격을 적어도 4mm로 함으로써, 센서(10)는 결함을 검출하고자 하는 표면으로부터 약 3mm 이격되어 배치되더라도 그 동작이 저하되지 않는다.
제2 타임슬롯 동안에, 수단(12)은, 단계 62 동안에, 셀(C3, C4)이 송신 셀로서 작용하고 셀(C7, C8)이 수신 셀로서 작용하도록 구성한다. 동시에, 다른 셀들, 특히 앞에서 작동되었던 셀들, 즉 셀(C1, C2, C5, C6)은 비작동 상태로 된다.
제3 타임슬롯 동안에, 단계 64 동안에 단계 62가 반복되어, 작동된 셀을 1 셀만큼 위로 시프트시킨다. 따라서, 이 단계 64 동안에, 셀(C5, C6)은 송신 셀로서 작용하고, 셀(C9, C10)은 수신 셀로서 작용한다.
다음 타임슬롯 동안에, 수단(12)은 단계 66로 진행하는데, 단계 66은, 셀(C7, C8, C11, C12)이 작동된다는 것 외에는 앞의 단계와 동일하다. 다음에는 단계 60으로 돌아간다.
시스템(2)이 동작되는 동안에 단계 60, 62, 64, 66가 반복된다. 따라서, 단계 60, 62, 64, 66의 각각의 동안에 작동되는 셀을 1 셀만큼 시프트시킴으로써, 셀의 단면의 크기가 4mm2이기 때문에, 베이스(20)에 대향하는 슬래브의 전체 표면을 센서(10)를 이동시키지 않고도 고해상도로 주사할 수 있다는 것을 발견하였다.
따라서, 그러한 제어 방법은 센서 아래에서의 단일 패스(pass) 동안에 센서의 길이만큼 넓은 표면상의 결함을 고해상도로 검출할 수 있게 한다. 시스템(2)의 다른 이점은, 시스템(2)이 베이스(20)의 위치에 대한 슬래브(4)의 에지의 위치에 민감하지 않다는 것이다. 다시 말해서, 슬래브의 표면 밖에 있는, 즉, 슬래브(4)의 상부 에지 너머에 있는 베이스(20)의 측정 셀이 센서(10)의 동작을 전혀 방해하지 않아, 슬래브(4)가 센서(10)에 대해 정확하게 위치될 필요가 없다.
시스템(2)의 동작이, 각각의 타임슬롯 동안에, 송신 및 수신 셀이 단일 비작동 셀에 의해서만 분리되는 경우에 대해 설명되었다. 송신 및 수신 셀 사이의 간격을 증가시키고, 센서(10)를 슬래브의 표면으로부터 더 큰 거리(H)에 배치할 수 있게 하기 위해, 변경예로서, 임의의 한 열 내의 송신 및 수신 셀은 서로 1개, 2개, 3개, 4개 또는 5개의 비작동 셀만큼 분리될 수 있다.
더욱이, 2보다 많은 개수의 열의 셀을 설치함으로써 장치의 검출 능력을 증가시킬 수 있다.
또한, 셀의 열이 인접할 필요는 없다. 열 사이에 갭이 형성될 수 있다.
시스템(2)이 온도가 550oC보다 높은 환경에 배치되는 특수한 경우에 대해 설명하였다. 시스템(2)은 물론 실온에서 슬래브를 조사하는 데에 이용될 수 있다. 이 변경예에서, 베이스를 냉각시키기 위한 장치(30)는 필요하지 않아 생략될 수 있다.
시스템(2)이, 코일의 단면적이 16mm2인 경우에 대하여 설명되었다. 변경예로서, 검출될 결함의 길이에 따라, 각각의 코일은 직사각형 단면을 가질 수 있으며, 이 사각형의 긴 변과 짧은 변은 2 내지 10mm의 길이를 가진다.
본 발명의, 연속 주조되는 금속 제품상의 표면 결함을 검출하기 위한 방법 및 시스템에 의하면, 대체로 550oC보다 높은 고온에서 슬래브의 표면이 울퉁불퉁하더라도, 센서를 검사될 표면으로부터 1.5mm보다 큰 거리를 두고 긴 시간 동안 유지할 수 있어, 연속 주조되는 금속 제품상의 표면 결함을 효율적으로 검출할 수 있다.

Claims (7)

  1. 멀티플렉싱에 의해 각각 제어 가능하며 인접하여 정렬된 측정 셀의 열(row)을 구비한 "분리된 송신기/수신기" 형태의 와전류 센서를 이용하여, 연속 주조되는 금속 제품상의 표면 결함을 검출하기 위한 방법에 있어서,
    상기 금속 제품은 센서에 대해 상대적으로 주행하는 동안에 검사되며, 상기 센서는 상기 열과 행으로 배열된 상기 측정 셀의 매트릭스를 포함하고, 상기 매트릭스는 각각 적어도 3개의 측정 셀(C1 내지 C12)을 구비하고 평행한 적어도 제1 및 제2 열(22, 24)을 구비하며,
    상기 멀티플렉싱은 다음의 방식:
    소정 제어 단계(60, 62, 64, 66)에서, 열의 제1 및 제2 셀들이 작동되고, 상기 제1 및 제2 셀들은 적어도 하나의 비작동 측정 셀에 의해 서로 분리되며, 상기 제1 셀은 상기 금속 제품의 표면상에 와전류를 생성하도록 작동되고, 상기 제2 셀은 상기 제1 셀에 의해 생성된 상기 와전류를 검출하도록 작동되며, 상기 표면상의 와전류의 흐름은 표면 결함에 의해 변경되고, 검사될 상기 표면의 영역에 대한 검사가 완료될 때까지, 소정 시간 간격으로, 2개의 작동된 상기 셀들은 비작동 상태로 되면서, 동일한 상기 열을 따라 비작동 상태의 2개의 상기 셀에 대해 적어도 1 셀만큼 오프셋된 다음의 2개의 셀에 대해 상기 제어 단계가 반복되고,
    각각의 상기 열의 상기 제1 셀들은 일 행에 속하고, 각각의 상기 열의 제2 셀들은 다른 행에 속하며, 각각의 상기 열의 제2 셀들은 결함이 검출될 때 반대 극성의 신호를 생성하도록 구성되고, 상기 제어 단계(60, 62, 64, 66)는 상기 제1 열(22) 및 제2 열(24)에 대해 동시에 수행되는 방식;
    의 연속적인 제어 단계로 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 연속 주조되는 금속 제품상의 표면 결함을 검출하기 위한 시스템에 있어서,
    측정 셀이 행렬로 배치된 매트릭스를 포함하고 "분리된 송신기/수신기" 형태를 가지며, 와전류에 의해 표면 결함을 검출하기 위한 센서(10), 및
    상기 측정 셀을 제어하도록 구성되고, 멀티플렉싱에 의해 상기 센서를 제어하기 위한 제어 수단(12)
    을 포함하며,
    상기 매트릭스는, 인접하며 제어 가능한 적어도 3개의 상기 측정 셀을 각각 구비하고 평행한 적어도 제1 및 제2 열(22, 24)를 구비하고,
    상기 측정 셀은 각각, 검사될 상기 금속 제품의 상기 표면상에 와전류를 생성하거나 검출할 수 있으며,
    상기 제어 수단(12)은, 적어도 하나의 비작동 측정 셀에 의해 서로 분리되어 있는, 각각의 상기 제1 및 제2 열 내의 제1 및 제2 측정 셀을 제어할 수 있고,
    상기 제어 수단(12)은 상기 제1 열 내의 상기 측정 셀과 동일한 방식으로 상기 제2 열 내의 상기 측정 셀을 제어할 수 있으며,
    상기 제1 측정 셀은 상기 금속 제품의 상기 표면상에 상기 와전류를 생성하도록 작동되고, 상기 제2 측정 셀은 상기 제1 측정 셀에 의해 생성된 상기 와전류를 검출하도록 작동되며,
    상기 표면상의 상기 와전류의 흐름은 상기 표면 결함에 의해 변경되는
    것을 특징으로 하는 연속 주조되는 금속 제품상의 표면 결함을 검출하기 위한 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서(10)가, 적어도 3개의 열리 정렬되어 수납되어 있는 베이스(20)를 포함하며,
    상기 베이스(20)가, 상기 표면 결함을 검출하고자 하는 상기 표면으로부터 적어도 3mm의 거리를 두고 배치되어 있는
    것을 특징으로 하는 연속 주조되는 금속 제품상의 표면 결함을 검출하기 위한 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 베이스(20)를 냉각시키기 위한 장치(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 주조되는 금속 제품상의 표면 결함을 검출하기 위한 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 냉각 장치(30)가 상기 베이스(20)를 따라 냉각제를 순환시키기 위한 순환로를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 주조되는 금속 제품상의 표면 결함을 검출하기 위한 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 냉각 장치(30)가, 상기 냉각제를 순환시키기 위한 상기 순환로를 위한 공간을 형성하도록 상기 베이스(20)와 대향하여 배치되어 있는 적어도 하나의 세라믹 판(40)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연속 주조되는 금속 제품상의 표면 결함을 검출하기 위한 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 열(22)의 각각의 상기 측정 셀이 상기 제2 열(24)의 상기 측정 셀과 인접하며, 상기 제2 열의 인접하는 상기 측정 셀에 의해 공급되는 신호에 대하여 반대인 극성을 가지는 신호를 공급하도록 구성될 수 있고,
    상기 제어 수단(12)이, 상기 제1 및 제2 열의 상기 제2 측정 셀로 하여금 반대 극성을 가지는 신호를 공급하도록 하는
    것을 특징으로 하는 연속 주조되는 금속 제품상의 표면 결함을 검출하기 위한 시스템.
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