KR20210016412A - 스틸에서의 오스테나이트의 백분율의 인-라인 측정용 디바이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스틸 스트립을 제조 또는 변환하기 위한 인-라인 프로세스 동안에 연속적으로 뻗어있는 스틸 스트립에 포함된 오스테나이트 백분율을 실시간으로 전자기적으로 측정하는 디바이스에 관한 것이고, 방출기 코일 (1) 을 통하여 흐르는 교류에 의해 생성된 자기장은, 전압 측정 디바이스 (4) 에 의해 측정될 수 있는 기전력을 수신기 코일 (2) 에서 형성하는 유도 자기장을 발생시키는 유도 전류들을 스틸 스트립 (5) 에서 생성하도록 하며, 이 기전력의 진폭은 방출기 코일에 인가된 전압에 따르거나 스틸 스트립 (5) 의 스틸의 특성에 따른다. 디바이스는 제 1 및 제 2 코일들 (1, 2) 이 코일들 사이에 설정된 거리로 서로 평행하게 그리고 사용시 스틸 스트립 (5) 의 어느 일측에 배열된다.
Description
본 발명은 생산 라인에서, 카본 스틸에 그리고 특히 자동차 산업용으로 주로 의도된 새로운 AHSS 스틸 (Advanced High Strength Steels) 에 존재하는 오스테나이트의 백분율을 측정하는 자기 디바이스에 관한 것이다.
카본 스틸을 생산할 때, 제조 프로세스의 수 개의 레벨들에서 페라이트 매트릭스에 대한 오스테나이트의 분율을 아는 것이 중요하다.
일 예는 핫 롤링에 관한 것이다. 이 동작은 일반적으로 롤링 밀에 요구되는 전력에 관련되고 또한 생성물의 최종 특성들을 정의하는 미세구조체 변화들에 대하여 안정적이고 기지되어 있는 출발점을 보장하도록 페라이트-오스테나이트 페이즈 변환보다 더 높은 온도들에서 수행된다.
롤링 동작 후에, 스틸은 일반적으로 출력 테이블 상에서 제어된 방식으로 냉각된다. 부여되는 냉각 레이트들은 최종 미세구조체 및 마무리된 생성물을 구성할 상이한 페이즈들 (페라이트, 베이나이트, 마텐자이트, 펄라이트) 의 비율들을 정의한다.
냉각 레이트를 제어하고 이에 따라 전체 스틸 스트립에 걸쳐 일정하고 따라서 제어된 기계적 특성들을 갖는 최종 미세구조체를 획득하기 위해, 시간에 따라 아직 변환되지 않는 오스테나이트의 비율을 측정하는 것이 관심의 대상이다. 이는 물 스프레이 바들의 플로우 레이트를 수정하고 이에 따라 순시적 냉각 속도를 변경하는 것에 의해 이러한 진화에 작용할 수도 있다.
이 적용을 위하여, 고온 (최대 850 ℃) 에서 생성물들의 존재에 작용하고 이에 따라 미세구조체에서의 변동들에 신속하게 반응할 수 있어야 하는 자기 디바이스들이 일반적으로 사용된다.
당해 기술 분야의 현상태와 발명자의 정보에서, 수개의 디바이스들이 이들 조건 하에서 사용될 수도 있다. 또한, 이들은 측정을 부정확하게 하는 제약들을 갖거나, 그 외에, 이들은 측정 조건들에서의 변동들 (진동, 스트립 두께에서의 변화 등) 에 대한 과도한 감도에 의해 영향을 받는다.
이는 France, Maizieres 소재의 ArcelorMittal research center 에 의해 개발된 PhaseTrack 디바이스를 인용할 수도 있다 (참조: 예를 들어, https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1179/1743281214Y.0000000183?scroll=top&needAccess=true). 이 디바이스는 주로 "E"-형상 금속 코어로 구성된다. 이 코어에 커플링된 코일은 스트립에서 자기장을 생성한다. 유도된 자기장을 측정하는 것에 의해 그리고 적절한 수학적 모델을 사용하는 것에 의해 이는 측정시 스트립에 포함된 오스테나이트의 백분율을 추정할 수도 있다. 그러나 이 디바이스는 두개의 결함들을 갖는다. 무엇보다도, 이는 스트립과 센서 자체 사이의 거리에 민감하며, 이는 예를 들어 스트립의 지지 롤러들의 진동 또는 마모의 이벤트시, 측정에 악영향을 줄 수도 있다. 그 후, 기초적인 이론 모델은 측정될 스틸 등급에 따라 적응되어야 한다.
두번째로, 더 최신의 디바이스는 EMSpec 로 불리는데, 이는 Netherlands 의 University of Manchester 및 Tata Steel research center 에 의해 개발되었다. 이는 Primetals (http://www.ndt.net/article/wcndt2016/papers/mo1g4.pdf) 에 의해 시중에서 입수된다. 이 시스템의 설계는 이것이 유도 자기장의 진폭보다는 유도 자기장의 위상에 기초하기 때문에 스트립 센서 거리에 크게 민감하지 않게 된다. 그럼에도 불구하고, 측정은 교류를 사용할 것을 요구하며, 교류의 주파수는 200 Hz 내지 50 kHz 에서 변경된다. 상이한 투자율의 재료들 이를 테면, 페라이트 및 오스테나이트에서 이러한 전류의 침투 깊이를 참조하면, 측정은 관련된 페이즈에 따라 매우 상이한 깊이에서 행해짐을 알아냈다. 침투 깊이는 오스테나이트 페이즈에 대해 수 밀리미터일 수도 있지만, 페라이트 페이즈에 대해 고주파들에서 30 ㎛ 미만으로 감소한다. 이는 페이즈 비율이 맨 가장자리 스킨에서 그리고 매스에서 상이하면, 상당한 에러들을 초래할 수도 있다. 이는 재료의 그레인 사이즈가 크고 침투 깊이에 근접할수록 전적으로 더욱 더 두드러진다.
오스테나이트 분율을 측정하는 것이 가장 큰 관심사인 다른 제조 단계는 새로운 강도의 스틸 (AHSS) 의 제조 환경에서 어닐링 로 또는 갤버나이징 배스들의 결과물이다. 실제로, 이들 위치들에서, 이들 새로운 스틸들은 후속하는 냉각 동안에 또는 재료가 스틸 산업의 커스터머들에서 성형되는 동안에 더욱 경화된 페이즈 (마텐자이트) 로 변환할 특정 비율의 오스테나이트를 포함한다. 이들 스틸들의 기계적 특성들의 안정도는 프로세스에서의 주어진 포인트에서 오스테나이트 비율의 안정도에 의해 조절된다. 이 파라미터를 제어하기 위해, 이 오스테나이트 비율이 측정될 수 있는 것이 중요하다.
갤버나이징 배스의 배출구에서, 그리고 발명자의 정보에 따라, 위에 설명된 디바이스들만이 이러한 측정을 행할 수 있다. 그러나, 이미 언급된 단점들에 더하여, 이들은 이 위치에서의 측정들에 대해 최적화되어 있지 않으며, 특히 스트립 센서 거리는 스트립의 가능한 진동들에 관련한 이유로 출력 테이블 상에서보다 더 커져야 한다. 이는 측정 감도를 감소시키고, 또한 진동들은 이들 측정 시스템들 중 한 시스템의 동작에 적합하지 못하다.
어닐링 종료시, 이는 다른 디바이스들이 동작할 수도 있는 더 낮은 온도로 진행할 수도 있다. 즉, 예를 들어 3MA 디바이스가 Germany 에서 Fraunhofer Institute 에 의해 개발되었다 (http://www.qnetworld.com/pdfs/3MA-II_datasheet_web.pdf). 이 시스템은 스틸의 특성들을 특징화하는 22 개의 자기 파라미터들을 측정하는 것을 가능하게 한다. 이 시스템이 주로 오프 라인 측정들에 대해 주로 의도되는 경우에도, 생산 라인에 대한 구현이 가능해 보인다. 그러나, 이 시스템은 스틸 등급이 변경되자 마자 갱신되어야 하는 복잡한 캘리브레이션을 요구한다. 또한, 이는 또한 스트립-센서 거리에 대해 그리고 진동들에 대해 민감하다.
다른 디바이스가 회사 EMG 에 의해 개발되었으며, IMPOC (http-://www.emg-automation.com/en/automation/quality-assurance-systems/emg-impoc/) 는 생산 라인에서 측정을 행하도록 특별하게 설계된다. 원리는 스트립의 각각의 면 상에 유도 자기장을 발생시키고 이에 따라 획득된 구배를 측정하는 것으로 구성된다. 상관 법칙으로부터, 시트의 기계적 특성들이 추론될 수 있고, 적절한 캘리브레이션에 의해, 오스테나이트의 비율이 또한 추론될 수도 있다. 그러나, 시스템이 주변 온도에 가까운 온도에서만 동작할 수도 있는 사실에 더하여, 이는 또한 평균 측정값들의 사용이 진동들의 효과를 피하는 것을 허용하는 경우에도, 스트립 센서 거리에 대해 민감하다.
문헌 JP H07 190991 A 에서, 자속 발생 수단에 의해 생성된 자속의 밀도 측정에서 변동들을 억제하는 것에 의해 롤러들의 회전에 기인한 잡음을 제거함으로써 S/N 비가 개선되는 스틸 플레이트의 변환 레이트를 측정하는 것을 허용하는 방법 및 디바이스를 얻는 것을 목적으로 하며, 이들 변동들은 변환 레이트 측정 디바이스가 설치되는 경우 주변 온도에서의 변화에 따라 그리고 시간의 흐름에 따라 발생된다.
디바이스는 스틸 플레이트의 하부 측으로부터 자속을 발생시키도록 의도되는 자화 장비를 갖는 하우징, 스틸 플레이트의 상부 측 상에서 자속을 검출하도록 의도되는 자기 센서를 포함하는 검출 하우징, 및 자기 센서의 측정으로부터 변환 레이트의 측정된 값을 획득하기 위한 신호 프로세싱 회로를 포함하고, 자화 장비는 측정 포인트 (A) 에 그리고 동일한 생산 라인 상에서의 릴 직전의 참조 포인트 (B) 에 설치된다. 그 다음, 100% 의 변환 레이트에 대응하는 참조 값으로서 측정 포인트 (B) 에서의 측정 값을 사용하여, 참조 값에 기초하여 측정 포인트 (A) 에서 변환 레이트의 측정된 값을 보상하고 계산하기 위한 동작 회로가 제공된다. 문헌 JP H08 62181 A 및 JP H07 325067 A 는 매우 유사한 설치 장치 및 측정 방법을 설명한다.
본 발명의 목적은 생산 라인에서 카본 스틸에서의 오스테나이트의 분율을 측정하기 위한 현재 디바이스들의 제약들을 극복하기 위한 것이다.
특히, 본 발명은 스틸 스트립의 고온 및 저온 양쪽에서 실제적으로 실시간으로 측정을 허용하는 것을 목적으로 한다.
이는 또한 충분한 감도를 유지하면서 스트립으로부터 수 십 밀리미터의 거리에서의 측정을 허용하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 비교적 클 수도 있는 스트립 센서 거리에서의 변화들에 의한 것 뿐만 아니라 시트의 진동들에 의해 영향을 받지 않는 측정을 허용한다.
마지막으로, 본 발명에 따른 디바이스는 간단하고 비싸지 않고 퀴리 (Curie) 포인트 초과 및 미만에서 동작해야 한다.
본 발명의 주요 특징적 엘리먼트들
본 발명의 디바이스는 강자성 코어 주변에 권취된 전기 전도성 와이어 예를 들어 구리로 이루어진 두개의 코일들에 의해 특징화된다.
송신 코일로 불리는 제 1 코일은 교류 발생기에 접속되고 수신 코일로 불리는 제 2 코일은 그 단자들에서 발생된 교번 전압을 측정하는 것을 허용하는 디바이스, 예를 들어 볼트미터 뿐만 아니라 임의의 다른 디바이스, 이를 테면, 취득, 기록 및/또는 디스플레이 시스템에 접속된다.
본 발명에 따르면, 두개의 코일들은 이들 사이의 고정된 거리에서 스틸 스트립의 양측에 배열되고, 그러나 스트립과 코일들 각각의 사이에 거리는 예를 들어, 스트립의 진동들의 결과로서 변할 수도 있다.
보다 구체적으로 본 발명의 제 1 양태는 인-라인 제조 또는 그 생산 방법 동안에 연속 운동으로 스틸 스트립에 포함된 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 디바이스에 관한 것이며, 디바이스는:
- 교류 발생기;
- 송신 코일로 불리는, 교류 발생기에 의해 제공되는 제 1 코일 및 수신 코일로 불리는 제 2 코일;
- 각각의 코일의 중심을 개별적으로 구성하는 강자성 재료로 이루어진 코어;
- 수신 코일의 단자들에 접속된 전압 측정 디바이스를 포함하고,
송신 코일에 흐르는 교류에 의해 생성된 자기장은, 전압 측정 디바이스에 의해 측정될 수도 있는 기전력을 수신 코일에서 형성하는 유도 자기장을 발생시키는 스틸 스트립에서의 유도 전류를 생성하도록 하며, 이 기전력의 진폭은 송신 코일에 인가된 전압에 따르고 상기 스틸 스트립의 스틸의 특성에 따르며; 제 1 및 제 2 코일들은 서로 평행하거나 또는 동축으로 그리고, 사용시 스틸 스트립의 양측에 배열되고; 디바이스는 상기 코일들 사이의 거리가 고정되고 10 과 200 mm 사이에 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 개시의 바람직한 실시형태들에 따르면, 디바이스는 다음의 특징들 중 하나 또는 이들의 적절한 조합에 의해 추가로 제한되는 것으로서;
- 강자성 재료의 코어는 스틸 스트립의 표면에 평행한 적어도 하나의 박막 플랫 플레이트를 포함하고;
- 강자성 재료의 코어는 스틸 스트립의 표면에 평행하거나 직교하는 축으로 적어도 하나의 실린더를 포함하고;
- 두개의 코일들은 스틸 스트립에 대하여 동일한 크기로 되고 대칭적으로 배치되고;
- 강자성 재료의 코어는 개별적인 코일들에 의해 발생되거나 픽업될 필드 라인들을 굴곡시키도록, 적어도 하나의 메인 플레이트 또는 실린더, 및 그 각각의 단부에서 메인 플레이트 또는 실린더에 직교하는 바 또는 세컨더리 플레이트를 포함하고;
- 릴들의 축은 스트립의 운동 방향에 직교하고;
- 코일들 사이의 고정된 거리는 10 과 20 mm 사이에 포함되고;
- 교류 발생기의 주파수는 50 과 500 Hz 사이에 포함되고;
- 교류 발생기의 주파수는 50 과 60 Hz 사이에 포함되고;
- 교류 발생기의 주파수는 100 과 500 Hz 사이에 포함되고;
- 각각의 코일은 교류가 2 와 5 A 사이에 포함되도록 하기에 적절한 100 내지 500 턴들의 전기 와이어를 포함하고;
- 턴들의 수는 송신 코일에서보다 수신 코일에서 5 내지 10 회 더 많으며;
- 교류 발생기는 레오스탯 단권 변압기이고, 전압 측정 디바이스는 측정 값들을 기록하고/하거나 디스플레이하는 컴퓨터에 커플링된 아날로그-디지털 컨버터를 포함하는 전자 취득 시스템 (electronic acquisition system) 또는 멀티미터이고;
- 박막 플레이트 또는 실린더에 의해 커버되는 스트립 크기 또는 단면은 100x100 mm 내지 200x200 mm 의 정도로 된다.
- 디바이스는 주변 온도에 가까운 온도에서 바람직하게 조절된 방식으로 코일들을 유지하도록 수냉 또는 공냉 시스템을 포함한다.
본 발명의 제 2 양태는 위에 설명된 디바이스에 의해, 인-라인 제조 또는 그 변환 방법 동안에 연속 운동으로 스틸 스트립에 포함된 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 방법에 관한 것이며, 방법은 적어도 하기 단계들:
- 코일들을 주변 온도로 두기 위하여 코일들을 냉각시키는 시스템이 실시되는 단계;
- 알려지지 않은 오스테나이트 분율의 스틸 스트립이 코일들 사이를 통과하고, 수신 코일의 단자들에서 발생된 전압은 송신 코일에 인가된 주어진 전압에 대해 측정되는 단계;
- 상기 디바이스의 사전 캘리브레이션을 고려하는 단계로서, 상기 스틸 스트립의 오스테나이트 분율이 결정되는 단계에 의해 특징화된다.
유리하게, 디바이스의 사전 캘리브레이션은 두개의 코일들 사이에 스틸의 상이한 등급들의 그리고 알려진 오스테나이트 분율의 스트립들을 스크롤하는 것에 의해 그리고 특정 범위 내에서 송신 코일에서의 각각의 전압 값에 대하여 수신 코일의 단자들에서 발생된 전압을 측정하는 것에 의해 수행된다.
본 발명의 제 3 양태는 퀴리 (Curie) 온도 미만인 온도에서의 스틸 스트립의 경우, 스틸 스트립의 오스테나이트 분율이 투자율에서의 변동들을 사용하는 것에 의해 결정되는 것인, 핫-롤링 밀에서의 상술한 방법의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 제 4 양태는 퀴리 온도 초과인 온도에서의 스틸 스트립의 경우, 스틸 스트립의 오스테나이트 분율이 오스테나이트와 페라이트 사이의 저항률에서의 차이에 연결되는 와전류 변동들을 사용하는 것에 의해 결정되는 것인 핫-롤링 밀에서의 상술한 방법의 용도에 관한 것이다.
도 1 은 본 발명에 따른 디바이스의 원리를 개략적으로 설명한다.
도 2 는 주변 온도에서, 오스테나이트의 상이한 분율들을 함유하는 여러 유형들의 스틸에 대한 송신 코일의 단자들에 인가되는 전압에 따라 수신 코일의 단자들에서의 전압의 전개를 예시한다.
도 2 는 주변 온도에서, 오스테나이트의 상이한 분율들을 함유하는 여러 유형들의 스틸에 대한 송신 코일의 단자들에 인가되는 전압에 따라 수신 코일의 단자들에서의 전압의 전개를 예시한다.
본 발명은 카본 스틸에서 오스테나이트의 비율을 측정하는 것을 허용하는 자기 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은 본질적으로 그러나 비배타적으로, 스틸들의 생산시 하기의 두개의 적용들을 목적으로 한다:
- 오스테나이트 백분율을 아는 것이 냉각 레이트를 제어하는 것을 허용하는, 핫-롤링 출력 테이블에 대한 냉각 제어;
- 어닐링 라인 및 갤버나이징 배스들의 출력에서 AHSS 스틸들의 기계적 특성들의 제어.
이들 두개의 경우에, 오스테나이트의 비율을 제어하는 것은 스틸이 커스터머의 전제로 변형될 때 또는 인-라인 냉각의 종료시 더 경화된 페이즈로 되어야 하는 오스테나이트 페이즈의 안정도를 보장하는 것에 의해 기계적 특성들의 안정도를 보장하는 것을 허용한다.
디바이스는 주로 두개의 코일들을 포함하고, 이들 각각은 전기 전도체 와이어를 강자성 코어에 권취하는 것에 의해 제조된다. 이 코어는 일반적으로 평편하거나 또는 굴곡될 수도 있고, 수 밀리미터 두께를 갖고 메인 플레이트에 직교하는 바 또는 다른 플레이트에 의해 각각의 단부에서 가능하게 종단되는 플레이트로 구성된다. 본 발명에서는 본질적인 것은 아닌 이들 단부들은 코일들에 의해 발생 또는 픽업될 자기장의 라인들을 굴곡시키도록 의도된다.
코어의 메인 플레이트의 치수들은 스트립의 폭에 걸쳐 오스테나이트 분율의 분포 프로파일을 가능하게 확립하기 위하여 보다 오스테나이트 백분율의 평균 값이 스틸 스트립의 전체 폭에 걸쳐 획득되어야 하는지 또는 보다 국부적으로 획득되어야 하는지에 따라 큰 범위로 변할 수도 있다.
임의의 다른 구성이 고려될 수도 있지만, 플레이트들은 스틸의 표면에 평행하게, 서로 마주보고 각각의 면에 바람직하게 배치되고, 와이어는 바람직하게 스틸 스트립의 폭 방향으로 권취된다. 예를 들어, 플레이트들은 유리하게 스틸 스트립의 표면에 평행하게 또는 직교하게 그 각각의 면 상에서 하나가 배치되는 축을 갖는 실린더들로 교체될 수 있다.
전류 발생기는 제 1 코일을 통하여 교류를 통과시킨다. 시간에 따라 변할 수도 있는 이 전류는 유도 전류, 와전류들의 생성과 함께 스틸 스트립에서 가변 자기장을 발생시킨다. 이 스트립의 다소의 강자성 및 다소의 저항성 특성에 따라, 이들 와전류들은 제 2 코일을 관통하고 제 2 코일 (수신 코일) 에 의해 픽업되는 다소의 상당한 유도 자기장을 형성한다. 이 필드는 이 코일의 단자들에서 교번 전압 (기전력) 을 발생시키고, 교번 전압의 진폭은 스틸 스트립을 구성하는 재료의 특성에 의존한다. 이 전압은 디바이스, 이를 테면, 볼트미터, 또는 임의의 다른 취득 또는 측정 시스템을 사용하여 측정 또는 기록될 수도 있고, 그 원리는 당해 기술 분야의 당업자에게 알려져 있다.
간단하고 직접적인 캘리브레이션에 의해 스틸 스트립에서 존재하는 오스테나이트의 백분율에 측정된 전압을 관련시키는 것이 쉬워진다.
수신 코일의 인덕턴스는 측정 디바이스의 감도에 의해 조정된다. 따라서, 예를 들어, 제 1 코일에 대해 백 회의 턴들, 및 수 암페어의 전류를 사용하면서 2차 코일에 대해 5 내지 10 회 이상의 복수의 턴들을 사용하는 것이 가능하다.
교번 전류의 주파수는 이상적으로, 시트의 최대 가능한 두께에서의 분석을 허용하고 스킨 효과를 피하도록 하기에 충분히 낮다. 50 내지 60 Hz 의 주파수는, 이것이 전기 에너지 분배 네트워크들의 주파수에 대응하기 때문에 특히 관심의 대상이다.
더 낮은 주파수는, 측정을 안정화하는 반응 시간이 본 발명에 의해 주요 타겟으로 되는 산업 라인들의 제조 속도에 대해 너무 크게 되기 때문에 권장되지 않는다.
이와 반대로, 더 높은 주파수, 최대 대략 500 Hz 는 감소되지만 충분한 침투 깊이의 유도 전류를 유지하는데 사용될 수도 있다.
이 디바이스는 특히 단순하고 온도에 대한 저항성이 있는 재료들로 구성될 수도 있다. 수냉 또는 공냉 시스템은 예를 들어 측정될 스트립이 고온에 있는 위치들에 사용되는 것을 허용한다.
또한, 자기 유도의 강도가 선형적으로 거리에 따라 변하며 두개의 코일들 사이의 거리만이 일정하게 유지될 필요가 있고 코일들의 어느 것과 시트 사이의 거리는 일정하게 유지될 필요는 없다. 이는 측정될 스트립의 포지션의 변화 또는 진동을 극복하는 것을 허용한다.
그 결과, 본 발명은 종래 기술에서 설명되는 측정 시스템들의 단점들의 대부분을 방지한다.
도 2 는 순수 페라이트 스틸 ("마일드 스틸") 에서부터 순수 오스테나이트 스틸 ("스테인레스 스틸") 까지 상이한 오스테나이트 백분율을 포함하는 네 개의 유형들의 스틸에 대한 측정의 주변 온도에서의 강도를 예시한다. "TRIP" 및 "Duplex" 스틸들은 대략적으로, 15 - 20% 와 60% 오스테나이트를 각각 포함한다. 송신 코일 (가로 좌표) 에 전압을 인가하는 것에 의해, 스틸에서의 오스테나이트 백분율에 따르는 전압이 수신 코일 (세로 좌표) 에서 발생된다. 추가로, 이 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 송신 코일에서의 전압이 수정되면, 전압들 사이의 비율은 실제적으로, 일정하게 유지된다.
문헌 JP H07 190991 A 에서, 검출 시스템이 스틸 스트립의 투자율에서의 변동들과 기계적 특징들 사이의 상관관계에 배타적으로 기초하기 때문에, 검출 시스템은 핫 롤링 밀의 출력 테이블에 대해 의도되고 퀴리 온도 미만의 온도에서 발생하는 페이즈 변경들에 따라 사용되도록 의도된다.
본 출원에서, 검출 시스템은 또한, 신호 프로세싱이 오스테나이트의 상이한 저항률과 페라이트 페이즈에 연결되는 와전류들에 기인하는 변동들을 포함하기 때문에 퀴리 포인트 위에서 사용될 수도 있다. 이 특성은, 퀴리 온도보다 더 낮은 온도를 갖는 100% 오스테나이트 페이즈에서의 스틸 (예를 들어 공석 스틸) 이 있다면, 페이즈 변환이 대부분의 스틸에 대해 특히 새로운 AHSS 스틸들에 대해 퀴리 온도 위에서 발생하기 때문에 관심의 대상이 된다.
본 발명의 바람직한 실시형태의 설명
본 발명의 선호되는 실시형태에 따라 제안되는 디바이스가 도 1 에 개략적으로 설명되어 있다. 두개의 코일들 (1, 2) 은 10 와 20 mm 사이에 바람직하게 포함되는 거리에서 분석되도록 스트립의 양측에 배치된다. 코일들 각각의 코어를 구성하는 플레이트들은 메인 플레이트 (6) 및 메인 플레이트 (6) 의 단부들에 직교하게 위치되는 바 또는 세컨더리 플레이트 (7) 를 포함한다. 코일들의 코어를 구성하는 강자성 재료의 플레이트들의 크기는 이상적으로 변화하지만, 비배타적으로, 신호가 평균처리되어야 하는 폭에 따라 100mm x 100mm 내지 최대 200mm x 200mm 까지의 커버되는 스트립 단면 또는 면적을 갖는다. 이들의 두께는 이상적으로 2 와 5 mm 사이에 포함된다.
각각의 코일은 예를 들어 네트워크에 접속된 레오스탯 단권변압기 (3) 를 사용하여 획득되는 2 내지 5 암페어 정도의 교류를 통과시키기에 충분한 직경을 갖는 100 내지 500 회의 턴들의 와이어로 구성된다. 2차에서의 전압은 멀티미터 (4) 를 사용하여 측정된다.
다른 선호되는 실시형태에서, 단권변압기는 100 과 500 Hz 사이에 포함된 주파수를 갖는 교류 발생기에 의해 대체되며, 이 발생기는 박막 시트들 (1 내지 2 mm 두께) 의 분석을 위하여 충분한 침투 깊이를 유지하는 것을 허용하면서 오스테나이트 백분율에서 국부적 변동들에 보다 신속하게 반응하는 것을 허용한다.
다른 바람직한 실시형태는 이상적으로 물 또는 열 전달 유체를 갖는 냉각 순환기를 더 포함한다. 냉각 순환기는 주변 온도에 가까운 값에서 코일의 압력을 바람직하게 제어된 방식으로 유지한다. 이 실시형태는 코일들의 와이어의 저항률을 비제어식으로 증가시킴이 없이 고온으로 가열되는 스틸 스트립에 대한 측정들을 수행하는 것을 허용한다.
또 다른 바람직한 실시형태에서, 멀티미터는 측정된 값들을 기록하고 디스플레이하는 컴퓨터에 접속된 아날로그-디지털 컨버터로 구성되는 전자 취득 시스템에 의해 대체된다. 이 컴퓨터는 또한 미리 설정된 캘리브레이션 데이터의 사용에 기인하여 측정된 전압을 오스테나이트의 백분율로 변환할 수도 있다.
Claims (19)
- 인-라인 제조 또는 그 변환 방법 동안에 연속 운동으로 스틸 스트립에 포함된 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 디바이스로서,
- 교류 발생기 (3);
- 송신 코일 (1) 로 불리는, 상기 교류 발생기 (3) 에 의해 제공되는 제 1 코일;
- 수신 코일 (2) 로 불리는 제 2 코일;
- 각각의 코일 (1, 2) 의 중심을 개별적으로 구성하는 강자성 재료의 코어 (6, 7);
- 상기 수신 코일 (2) 의 단자들에 접속된 하나의 전압 측정 디바이스 (4) 를 포함하고,
상기 송신 코일 (1) 에 흐르는 교류에 의해 생성된 자기장은, 상기 전압 측정 디바이스 (4) 에 의해 측정될 수 있는 기전력을 수신 코일 (2) 에서 형성하는 유도 자기장을 발생시키는 유도 전류들을 스틸 스트립 (5) 에서 생성하도록 하며, 이 기전력의 진폭은 상기 송신 코일에 인가된 전압에 따르고 상기 스틸 스트립 (5) 의 스틸의 특성에 따르며;
상기 제 1 및 제 2 코일들 (1, 2) 은 서로 평행하거나 또는 동축으로 그리고, 사용시 상기 스틸 스트립 (5) 의 양측에 배열되고;
상기 디바이스는 상기 코일들 사이의 거리가 고정되고 10 과 200 mm 사이에 포함되는 것을 특징으로 하는 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 강자성 재료의 코어는 스틸 스트립의 표면에 평행한 적어도 하나의 박막 플랫 플레이트 (6) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 강자성 재료의 코어는 스틸 스트립의 표면에 평행하거나 직교하는 축으로 적어도 하나의 실린더 (6) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
두개의 코일들 (1, 2) 은 상기 스틸 스트립에 대하여 동일한 크기로 되고 대칭적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 디바이스. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 강자성 재료의 코어는 개별적인 코일들에 의해 발생되거나 픽업될 필드 라인들을 굴곡시키도록, 적어도 하나의 메인 플레이트 또는 실린더 (6), 및 그 각각의 단부에서 상기 메인 플레이트 또는 상기 실린더에 직교하는 바 또는 세컨더리 플레이트 (7) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 코일들 (1, 2) 의 축은 상기 스트립의 운동 방향에 직교하는 것을 특징으로 하는 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
코일들 사이의 고정된 거리는 10 과 20 mm 사이에 포함되는 것을 특징으로 하는 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 교류 발생기 (3) 의 주파수는 50 과 500 Hz 사이인 것을 특징으로 하는 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 디바이스. - 제 8 항에 있어서,
상기 교류 발생기 (3) 의 주파수는 50 과 60 Hz 사이인 것을 특징으로 하는 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 디바이스. - 제 8 항에 있어서,
상기 교류 발생기 (3) 의 주파수는 100 과 500 Hz 사이인 것을 특징으로 하는 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
각각의 코일 (1, 2) 은 교류가 2 와 5 A 사이에 포함되도록 하기에 적절한 100 내지 500 턴들의 전기 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 디바이스. - 제 11 항에 있어서,
턴들의 수는 상기 송신 코일 (1) 에서보다 상기 수신 코일 (2) 에서 5 내지 10 회 더 많은 것을 특징으로 하는 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 교류 발생기 (3) 는 레오스탯 단권 변압기이고, 상기 전압 측정 디바이스는 측정 값들을 기록하고/하거나 디스플레이하는 컴퓨터에 커플링된 아날로그-디지털 컨버터를 포함하는 전자 취득 시스템 (electronic acquisition system) 또는 멀티미터인 것을 특징으로 하는 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 디바이스. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
박막 플레이트 또는 실린더에 의해 커버되는 스트립 크기 또는 단면은 100x100 mm 내지 200x200 mm 의 정도로 되는 것을 특징으로 하는 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 디바이스. - 제 1 항에 있어서,
상기 디바이스는 주변 온도에 가까운 온도에서 바람직하게 조절된 방식으로 코일들 (1, 2) 을 유지하도록 수냉 또는 공냉 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 디바이스. - 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 따른 디바이스에 의해 인-라인 제조 또는 그 변환 방법 동안에 연속 운동으로 스틸 스트립에 포함된 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 방법으로서,
적어도 하기 단계들:
- 코일들을 주변 온도로 두기 위하여 상기 코일들 (1, 2) 에 대해 냉각 시스템이 실시되는 단계;
- 알려지지 않은 오스테나이트 분율의 스틸 스트립이 상기 코일들 (1, 2) 사이에서 스크롤되고, 상기 수신 코일 (2) 의 단자들에서 발생된 상기 전압은 상기 송신 코일 (1) 에 인가된 주어진 전압 (Vp) 에 대해 측정되는 단계;
- 상기 디바이스의 사전 캘리브레이션을 고려하는 단계로서, 상기 스틸 스트립의 오스테나이트 분율이 결정되는 단계를 특징으로 하는 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 디바이스의 사전 캘리브레이션은 두개의 코일들 (1, 2) 사이에 스틸의 상이한 등급들의 그리고 알려진 오스테나이트 분율의 스트립들을 스크롤하는 것에 의해 그리고 특정 범위 내에서 상기 송신 코일 (1) 에서의 각각의 전압 값에 대하여 상기 수신 코일 (2) 의 단자들에서 발생된 전압을 측정하는 것에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 오스테나이트의 백분율의 전자기적 실시간 측정을 위한 방법. - 제 16 항 또는 제 17 항에 기재된 방법의 용도로서,
핫-롤링 밀에서, 퀴리 (Curie) 온도 미만인 온도에서의 스틸 스트립의 경우, 스틸 스트립의 오스테나이트 분율이 투자율에서의 변동들을 사용하는 것에 의해 결정되는, 방법의 용도. - 제 16 항 또는 제 17 항에 기재된 방법의 용도로서,
핫-롤링 밀에서, 퀴리 온도 초과인 온도에서의 스틸 스트립의 경우, 스틸 스트립의 오스테나이트 분율이 오스테나이트와 페라이트 사이의 저항률에서의 차이에 연결되는 와전류 변동들을 사용하는 것에 의해 결정되는, 방법의 용도.
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