KR20150014024A - 슬라브 검사 장치 - Google Patents

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박영국
정상필
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현대제철 주식회사
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Abstract

슬라브 검사 장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 슬라브 검사 장치는: 이송 롤러의 상측에 배치되는 하우징; 하우징에 설치되고, 이송 롤러에 의해 이송되는 슬라브에 자기장을 발생시키는 자기 요크; 및 슬라브에 발생된 자속을 감지하여 슬라브의 결함을 검사하는 자기 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

슬라브 검사 장치{APPARATUS FOR DETECTING SLAB }
본 발명은 슬라브 검사 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬라브의 표면과 내부의 결함을 측정할 수 있는 슬라브 검사 장치에 관한 것이다.
일반적으로 제선공정에서는 철광석을 녹여 용선을 제조한다. 제강공정에서는 용선으로부터 탄소, 인, 유황 성분 등을 제거하여 용강을 제조한다. 연주공정에서는 용강을 주형에 주입한 후 냉각 및 응고시킴에 슬라브가 제조된다. 압연 공정에서는 압연기로 슬라브를 압연하여 코일을 제조한다. 슬라브는 가열로에서 가열된 후 압연기에 유입된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2009-0069644호(2009. 07. 01 공개, 발명의 명칭: 슬라브 개별 회전 구동식 가열로)에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 슬라브의 표면과 내부의 결함을 측정할 수 있는 슬라브 검사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 슬라브 검사 장치는: 이송 롤러의 상측에 배치되는 하우징; 상기 하우징에 설치되고, 상기 이송 롤러에 의해 이송되는 슬라브에 자기장을 발생시키는 자기 요크; 및 상기 슬라브에 발생된 자속을 감지하여 상기 슬라브의 결함을 검사하는 자기 감지부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 자기 요크는 상기 슬라브와 이격된 상태에서 상기 슬라브에 자속을 발생시킬 수 있다.
상기 자기 요크와 상기 자기 감지부를 승강시키는 승강부; 및 상기 승강부가 이동 가능하게 결합되는 이동부를 더 포함할 수 있다.
상기 이동부에 배치되어 상기 슬라브까지의 거리를 감지하는 거리 감지 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 이동부는, 상기 승강부가 결합되는 헤드부; 상기 헤드부에 회전 가능하게 결합되는 피니언; 및 상기 피니언이 기어 결합되고, 상기 피니언이 회전됨에 의해 수평 방향으로 이동되도록 안내하는 랙기어를 포함할 수 있다.
상기 자기 요크와 상기 자기 감지부는 가열로의 유입측에 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 자기장을 이용하여 슬라브를 검사하므로, 슬라브의 표면과 내부의 결함을 모두 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라브 검사 장치가 압연 공정에 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라브 검사 장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 슬라브 검사 장치에서 자기 탐상 장치가 하강한 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 슬라브 검사 장치에서 자기 탐상 장치가 하강한 후 이동 장치가 이동되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 5는 도 4의 슬라브 검사 장치에서 이동 장치가 슬라브의 단부까지 자기 탐상 장치를 이동시킨 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 도 5의 슬라브 검사 장치에서 승강 장치가 자기 탐상 장치를 상승시키는 상태를 도시한 사시도이다.
도 7은 도 6의 슬라브 검사 장치에서 이동 장치가 원위치로 이동되는 상태를 도시한 사시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 슬라브 검사 장치의 일 실시예를 설명한다. 슬라브 검사 장치를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라브 검사 장치가 압연 공정에 설치된 상태를 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라브 검사 장치(100)는 슬라브 압연 장치에 배치된다.
슬라브 검사 장치(100)는 슬라브(10)를 검사한다. 슬라브(10)에는 용강 내부에서 불필요한 가스나 성분 들이 결합됨에 따라 홀, 홈 및 균열 등과 같은 결함(이하, "결함"이라 함)이 발생된다. 이때, 결함은 슬라브(10)의 표면과 내부에 발생된다. 슬라브(10)에 일정한 기준 이상의 결함이 발생되면, 슬라브(10)는 가열로(30)에 유입되지 않고 이송 롤러(21)로부터 반출된다. 결함이 많은 슬라브(10)는 다시 제선 공정이나 제강 공정으로 이송된다.
슬라브 압연 장치는 이송 장치(20), 슬라브 검사 장치(100), 가열로(30), 제1 압연기(40) 및 제2 압연기(50)를 포함한다.
이송 장치(20)는 슬라브(10)의 이송 경로를 따라 일렬로 배치되는 다수의 이송 롤러(21)를 포함한다. 이송 롤러(21)는 회전됨에 의해 슬라브(10)를 이송시킨다. 이송 롤러(21)는 슬라브 압연 장치의 전체 구간에 배치된다.
슬라브 검사 장치(100)는 가열로(30)의 유입 측에 배치된다. 이때, 슬라브 검사 장치(100)를 구성하는 자기 요크(113: 도 2 참조)와 자기 감지부(115: 도 2 참조) 역시 가열로(30)의 유입 측에 배치된다. 슬라브 검사 장치(100)는 슬라브(10)가 가열로(30)에 유입되기 전에 슬라브(10)의 결함을 검사한다. 따라서, 결함이 많은 슬라브(10)는 외부로 반출시키기, 정상적인 슬라브(10)만을 가열로(30)에 공급할 수 있다. 나아가, 불량 슬라브(10)가 압연됨에 따라 불량 코일 제품이 생산되는 것을 원천적으로 차단할 수 있다. 이러한 슬라브 검사 장치(100)에 관해서는 아래에서 상세히 설명하기로 한다.
가열로(30)는 이송 장치(20)의 일부 구간에 배치된다. 가열로(30)는 슬라브(10)를 압연 온도로 가열한다. 가열로(30)는 슬라브(10)를 순차적으로 높은 온도로 가열하기 위해 다수의 가열 챔버를 포함한다.
제1 압연기(40)는 가열로(30)의 배출 측에 배치된다. 가열로(30)에서 가열된 슬라브(10)는 제1 압연기(40)에 유입된다. 제1 압연기(40)는 슬라브(10)의 폭을 타격하여 슬라브(10)의 폭을 압연한다.
제2 압연기(50)는 제1 압연기(40)의 배출 측에 배치된다. 제2 압연기(50)는 슬라브(10)의 상측과 하측에 배치되어 슬라브(10)의 두께를 압연하는 두께 압연부(51)와, 슬라브(10)의 양측에 배치되어 슬라브(10)의 폭을 압연하는 폭 압연부(53)를 포함한다. 제2 압연기(50)는 슬라브(10)의 폭과 두께를 압연한다. 제1 압연기(40)와 제2 압연기(50)에서 압연된 슬라브(10)는 후속 공정으로 이송된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라브 검사 장치를 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 슬라브 검사 장치(100)는 자기 탐상기(110)를 포함한다. 자기 탐상기(110)는 하우징(111), 자기 요크(113) 및 자기 감지부(115)를 포함한다.
하우징(111)은 이송 롤러(21)의 상측에 배치된다. 하우징(111)은 이송 롤러(21)의 폭방향을 따라 길게 형성된다. 하우징(111)은 슬라브(10)의 폭보다 길게 형성될 수 있다. 이러한 하우징(111)은 다양한 구조로 형성될 수 있다.
자기 요크(113)는 하우징(111)의 내부에 설치되다. 자기 요크(113)는 이송 롤러(21)에 의해 이송된 슬라브(10)의 상면에 대향된다. 자기 요크(113)는 자화부재(미도시)에 코일(미도시)이 감긴 구조로 형성된다. 자기 요크(113)는 슬라브(10)에 자기장을 발생시킨다. 슬라브(10)에는 자기장이 인가되고, 슬라브(10)의 표면에서 일정 깊이까지 자속이 균일하게 형성된다. 이때, 슬라브(10)에서 결함 부분에는 누설자속이 발생된다.
자기 요크(113)는 슬라브(10)와 이격된 상태에서 슬라브(10)에 자속을 발생시킨다. 따라서, 자기 요크(113)가 슬라브(10)의 온도 영향을 적게 받을 수 있다. 또한, 슬라브(10)가 이송 롤러(21)에 의해 불안정하게 이동되더라도 슬라브(10)에 의해 자기 요크(113)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
자기 감지부(115)는 하우징(111)의 내부에 설치된다. 자기 감지부(115)는 자속이 균일하게 형성되는 슬라브(10)의 표면과 일정 깊이 범위에서 슬라브(10)의 결함을 감지할 수 있다. 자기 감지부(115)는 슬라브(10)에 발생된 누설자속을 감지하여 슬라브(10)의 결함을 감지한다.
자기 감지부(115)는 슬라브(10)의 결함 부위에서 발생된 누설자속을 감지하여 제어부(117)에 전달한다. 제어부(117)는 슬라브(10)에 관한 정보를 영상표시부(118)에 송신하고, 영상표시부(118)에는 슬라브(10)의 내부 구조를 디스플레이한다. 영상표시부(118)에 디스플레이된 영상에 의해 슬라브(10)의 결함을 판단할 수 있다.
제어부(117)는 자기 감지부(115)에 전기적으로 설치되고, 영상표시부(118)는 제어부(117)에 전기적으로 연결된다.
슬라브 검사 장치(100)는 자기 탐상 원리에 의해 슬라브(10)의 결함을 검사하므로, 슬라브(10)의 표면에 노출된 결함과 슬라브(10)의 내부에 존재하는 결함이 동시에 감지될 수 있다. 슬라브 검사 장치(100)가 슬라브(10)의 외부와 내부에 존재하는 결함을 동시에 감지할 수 있으므로, 슬라브(10)의 불량 여부를 정확하고 신뢰성 있게 검사할 수 있다.
또한, 자기 요크(113)와 자기 감지부(115)가 슬라브(10)의 상면에 대향되므로, 자기 탐상기(110)가 슬라브(10)의 상면 전체와 상면에서 일정 깊이까지의 결함을 모두 감지할 수 있다. 따라서, 슬라브(10)의 외부에서 보이지 않는 결함도 감지할 수 있고, 슬라브(10)의 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
슬라브 검사 장치(100)는 승강부(120)와 이동부(130)를 더 포함한다.
승강부(120)의 하측 단부에는 하우징(111)이 결합된다. 승강부(120)는 하우징(111), 자기 요크(113) 및 자기 감지부(115)를 승강시킨다. 이때, 승강부(120)는 슬라브(10)가 자기 요크(113)의 하측에 정지된 후 자기 요크(113)와 자기 감지부(115)를 하강시킬 수 있다. 따라서, 슬라브(10)가 이송될 때에 자기 탐상기(110)가 슬라브(10)에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
승강부(120)는 자기 탐상기(110)가 슬라브(10)의 표면과 소정 거리 이격될 때까지만 자기 탐상기(110)를 이격시킨다.
승강부(120)는 유압이나 공압에 의해 상하로 왕복 운동되는 실린더일 수 있다. 승강부(120)는 자기 탐상기(110)를 상하로 이동시키는 한 다양한 형태가 적용될 수 있다.
이동부(130)에는 승강부(120)가 이동 가능하게 결합된다. 이동부(130)는 승강부(120)를 이동시키는 한 다양한 형태가 적용될 수 있다. 아래에서는 이동부(130)의 일 실시예를 설명하기로 한다.
이동부(130)는 헤드부(131), 피니언(133) 및 랙기어(135)를 포함한다.
헤드부(131)에는 승강부(120)의 상측에 결합된다. 피니언(133)은 헤드부(131)에 회전 가능하게 결합된다. 이때, 피니언(133)은 헤드부(131)의 양측(슬라브(10)의 폭방향)에 배치된다. 랙기어(135)는 피니언(133)과 기어 결합된다. 랙기어(135)는 슬라브(10)의 이송 방향을 따라 나란하도록 배치된다. 랙기어(135)는 피니언이 회전됨에 의해 수평 방향으로 이동되도록 안내한다. 이동부(130)가 랙 피니언(133) 구조로 형성되므로, 이동부(130)가 직선 왕복 운동할 수 있다. 따라서, 자기 탐상기(110)가 슬라브(10)의 상면부 전체를 이동하면서 결함 검사를 실시할 수 있다.
이동부(130)에 배치되는 거리 감지 센서(140)를 더 포함할 수 있다. 거리 감지 센서(140)는 슬라브(10)의 표면까지의 거리를 측정한다. 거리 감지 센서(140)가 슬라브(10)의 표면 거리를 감지하고 제어부(117)에 전달하면, 제어부(117)는 승강부(120)를 제어하여 자기 탐상기(110)가 슬라브(10)의 표면에서 일정 거리(H: 도 3 참조) 이격된 위치까지만 하강하도록 한다. 자기 탐상기(110)가 슬라브(10)의 표면에서 일정 거리 이격되면, 제어부(117)는 승강부(120)를 정지시킨다.
거리 감지 센서(140)가 슬라브(10)의 표면까지의 거리를 측정하므로, 슬라브(10)가 비정상적으로 이송됨에 따라 슬라브(10)의 상면 높이가 변경되더라도 자기 탐상기(110)와 슬라브(10) 사이의 거리(H)을 일정하게 유지할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 슬라브 검사 장치의 작용에 관해 설명하기로 한다.
도 3은 도 2의 슬라브 검사 장치에서 자기 탐상 장치가 하강한 상태를 도시한 사시도이다.
도 3을 참조하면, 이송 롤러(21)는 슬라브(10)를 슬라브 검사 장치(100)의 하부로 이송한다. 이때, 거리 감지 센서(140)가 구동됨에 따라 슬라브(10)가 슬라브 검사 장치(100)의 하부에 위치된 것을 감지할 수 있다. 슬라브(10)가 거리 감지 센서(140)에 감지되면 이송 롤러(21)가 정지된다.
승강부(120)가 구동됨에 따라 자기 탐상기(110)를 하강시킨다. 이때, 자기 요크(113)와 자기 감지부(115)는 슬라브(10)의 표면과 일정 거리(H) 이격된다. 자기 탐상기(110)는 슬라브(10)가 하측에 위치한 후에 하강되므로, 슬라브(10)가 비정상적으로 이송됨에 따라 자기 탐상기(110)가 손상되는 거을 방지할 수 있다.
자기 요크(113)에 전원이 공급됨에 따라 자기 요크(113)는 슬라브(10)에 자기장을 발생시킨다. 슬라브(10)에는 자속이 형성된다. 이때, 슬라브(10)의 표면이나 표면에서 일정 깊이에 결함이 존재하는 경우, 결함 부위에서 누설 자속이 발생된다. 자기 탐상기(110)가 자기장에 의해 슬라브(10)의 결함을 검사하므로, 슬라브(10)의 표면과 표면에서 일정 깊이에 존재하는 결함을 모두 검사할 수 있다. 따라서, 슬라브(10)의 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
자기 감지부(115)는 누설 자속을 감지하여 제어부(117)에 송신한다. 제어부(117)에서는 영상 신호를 영상표시부(118)에 송신하고, 영상표시부(118)에서는 슬라브(10)에 관한 영상이 디스플레이된다.
도 4는 도 3의 슬라브 검사 장치에서 자기 탐상 장치가 하강한 후 이동 장치가 이동되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 자기 탐상기(110)가 하강한 상태에서 이동부(130)가 구동된다. 이때, 피니언(133)이 회전되면서 랙기어(135)를 따라 이동된다. 피니언(133)이 이동됨에 따라 자기 탐상기(110)가 슬라브(10)의 길이방향을 따라 이동된다. 자기 탐상기(110)가 슬라브(10)의 길이방향을 따라 이동되면서 슬라브(10)의 결함을 검사한다. 따라서, 슬라브(10)의 상면 전체가 자기 탐상기(110)에 의해 검사될 수 있다.
도 5는 도 4의 슬라브 검사 장치에서 이동 장치가 슬라브의 단부까지 자기 탐상 장치를 이동시킨 상태를 도시한 사시도이다.
도 5를 참조하면, 이동부(130)가 자기 탐상기(110)를 슬라브(10)의 단부까지 이동시킨다. 이때, 거리 감지 센서(140)에서 슬라브(10)가 감지되지 않으면, 이동부(130)가 정지된다. 이동부(130)가 슬라브(10)의 단부에 도달됨에 따라 슬라브(10)의 검사가 완료된다.
도 6은 도 5의 슬라브 검사 장치에서 승강 장치가 자기 탐상 장치를 상승시키는 상태를 도시한 사시도이다.
도 6을 참조하면, 슬라브(10)의 검사가 완료되면, 승강부(120)가 구동됨에 따라 자기 탐상기(110)가 상승된다.
제어부(117)에서는 슬라브(10)의 결함이 정상 범위에 속하는지 여부를 판단한다. 슬라브(10)가 정상이라고 판단되면, 이송 롤러(21)가 구동됨에 따라 슬라브(10)가 가열로(30)의 내부로 유입된다. 또한, 슬라브(10)가 비정상이라고 판단되면, 인출 장치(미도시)가 슬라브(10)를 이송 롤러(21)에서 반출한다. 이때, 슬라브(10)는 제선 공정이나 제강 공정에 투입될 수 있다.
도 7은 도 6의 슬라브 검사 장치에서 이동 장치가 원위치로 이동되는 상태를 도시한 사시도이다.
도 7을 참조하며, 이동부(130)가 구동됨에 따라 자기 탐상기(110)가 원위치로 복귀된다. 거리 감지 센서(140)는 다음 번 슬라브(10)가 이송되는지를 감지한다.
상기와 같이, 자기 탐상기(110)가 슬라브(10)의 상면부 전체를 자기장을 이용하여 검사하므로, 슬라브(10)의 검사 영역이 증가될 수 있다. 나아가, 슬라브(10)를 전체적으로 검사하므로, 슬라브(10)의 검사 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
또한, 자기 탐상기(110)가 슬라브(10)의 외부에 노출된 결함뿐만 아니라 슬라브(10)의 내부에 존재하는 결함도 검사하므로, 슬라브(10)의 검사 신뢰도를 더욱 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 슬라브 20: 이송 장치
21: 이송 롤러 30: 가열로
40: 제1 압연기 50: 제2 압연기
51: 두께 압연부 53: 폭 압연부
100: 슬라브 검사 장치 110: 자기 탐상기
111: 하우징 113: 자기 요크
115: 자기 감지부 117: 제어부
118: 영상표시부 120: 승강부
130: 이동부 131: 헤드부
133: 피니언 135: 랙기어
140: 거리 감지 센서

Claims (6)

  1. 이송 롤러의 상측에 배치되는 하우징;
    상기 하우징에 설치되고, 상기 이송 롤러에 의해 이송되는 슬라브에 자기장을 발생시키는 자기 요크; 및
    상기 슬라브에 발생된 자속을 감지하여 상기 슬라브의 결함을 검사하는 자기 감지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라브 검사 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기 요크는 상기 슬라브와 이격된 상태에서 상기 슬라브에 자속을 발생시키는 것을 특징으로 하는 슬라브 검사 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기 요크와 상기 자기 감지부를 승강시키는 승강부; 및
    상기 승강부가 결합되고, 상기 승강부를 수평방향으로 이송시키는 이동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라브 검사 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 이동부에 배치되어 상기 슬라브까지의 거리를 감지하는 거리 감지 센서를 더 포함하는 것을 슬라브 검사 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 이동부는,
    상기 승강부가 결합되는 헤드부;
    상기 헤드부에 회전 가능하게 결합되는 피니언; 및
    상기 피니언이 기어 결합되고, 상기 피니언이 회전됨에 의해 수평 방향으로 이동되도록 안내하는 랙기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬라브 검사 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기 요크와 상기 자기 감지부는 가열로의 유입측에 배치되는 것을 특징으로 하는 슬라브 검사 장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160126323A (ko) * 2015-04-23 2016-11-02 주식회사 포스코 롤 검사 장치
KR20230014824A (ko) * 2020-06-16 2023-01-30 에이비비 슈바이쯔 아게 균열 제거 방법 및 장치
US11761927B2 (en) 2019-04-17 2023-09-19 Lg Energy Solution, Ltd. Inspection method for crack in battery cell by using eddy current, and inspection device

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