KR20210125003A - 블라스트 퍼니스에서의 냉각 플레이트 두께 측정방법 - Google Patents

Abstract

냉각 플레이트(12)의 두께를 측정하는 장치(10) 및 방법이 개시된다. 장치는 냉각 플레이트의 냉각제 채널(16) 내부에 맞추어지도록 디자인되고, 전방 센서 측(30)과 반대의 후방 측(32)을 갖는 프로브 홀더 하우징(25)을 포함하고, 여기에 초음파 프로브(28)가 배치된다. 가요성 코드(60)는 프로브 하우징에 연결되어, 냉각제 채널의 길이 방향을 따라 프로브 홀더의 진행을 보조한다. 프로브 홀더는 반대 말단에서 하우징(26)에 관절로 연결되는 전방 및 후방 레버(44, 46)를 포함하고, 반대 말단에는 스프링 수단(63)이 배치되어 레버(44, 46)가 서로에 대하여 편향되도록 한다. 확장 가능한 구조는 압축상태에서 확장상태로 확장될 수 있도록 구비되고, 상기 냉각제 채널(16)의 내측면에 대하여 지지하고, 냉각제 채널의 내측면(42)에 대하여 센서 하우징의 센서 측(30)을 편항시키도록 디자인된다.

Description

블라스트 퍼니스에서의 냉각 플레이트 두께 측정방법

본 발명은 야금로, 특히 블라스트 퍼니스를 위한 냉각 플레이트에 관한 것이고, 특히 냉각 플레이트의 두께를 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

야금로에서의 냉각 플레이트는 "스테이브"라고도 하고, 본 기술분야에서 잘 알려져 있다. 이들은 야금로, 예를 들어, 블라스트 퍼니스, 또는 전기로, 아크로의 외측 쉘의 내측벽을 덮는데 사용되며:

(1) 로의 내부와 외측 로 쉘 사이에서 열 방출 보호 스크린; 및

(2) 내화벽돌 라이닝, 내화 거나이팅(guniting) 또는 로 내부에 공정 중 생성되는 부착층을 위한 고정 수단을 제공한다.

원래, 냉각 플레이트는 냉각 파이프를 내부에 갖는 주조된 주철 플레이트였다. 주주된 주철 스테이브의 대안으로서, 구리 스테이브가 개발되었다. 최근에, 야금로를 위한 대부분의 냉각 플레이트는 구리, 구리합금, 또는 보다 최근에는 스틸로 제조된다.

내화벽돌 라이닝, 내화 거나이팅 물질, 또는 공정중 생성되는 부착 층은 패널형 바디의 고온 면의 전방에 배치되는 보호층을 형성한다. 이 보호층은 로 내부에 존재하는 가혹한 환경에 의하여 발생되는 열화로부터 냉각 플레이트를 효과적으로 보호한다. 실제로, 그러나, 로는 또한 이와 같은 보호층이 없는 상태에서 작동되고, 이에 따라 고온 면의 층상 립의 부식이 발생하게 된다.

블라스트 퍼니스가 초기에 스테이브의 전방 측에 내화 벽돌 라이닝과 함께 제공되지만, 이와 같은 라이닝은 작동 조건에 따라 작동 중에 소모된다. 특히, 보쉬(bosh) 영역에서, 내화 라이닝은 상대적으로 빨리 없어질 수 있는 것으로 관찰되었다. 그때, 특히 슬레그와 부하의 부착 층이 주로 냉각 플레이트의 고온 면 상에 형성되지만, 이는 실제로 연속적으로 축적되고, 마모되어, 특정 범위의 시간동안, 냉각 플레이트는 직접적으로 블라스트 퍼니스 내에서 가혹한 환경에 노출되고, 냉각 플레이트 바디의 마모가 진행된다.

부착 층, 및 물론 라이닝과 냉각 플레이트의 마모에 대한 원리적인 원인은 고온 가스의 상방 유동이고, 가라앉는 하중(석탄, 광석 등)의 마찰이다. 고온 가스의 유동과 관련하여, 마모는 열 부하뿐만 아니라, 상승하는 가스에 의하여 운반되는 입자들에 의한 마모로 인한 것이다.

JP-A2-61264110 문헌은 부식을 검출하기 위하여 스테이브 바디의 후면과 접하고 있는 초음파 프로브를 사용하는 마모 검출 시스템을 포함하는 냉각 스테이브를 개시하고 있다. 이 시스템은 전방과 후면 사이의 잔여 바디 두께를 측정하는 것을 가능하게 한다.

KR20110076422 문헌은 두께 측정 시스템을 개시하고 있고, 여기서 초음파 프로브는 가요성 연장 수단의 말단에 장착되고, 이는 초음파 프로브를 냉각제 채널의 주입부 및 배출부 영역으로 삽입하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 이는 냉각 플레이트 전방 측과 냉각제 채널 사이의 바디 두께를 실질적으로 측정하는 것을 가능하게 한다. 이는 냉각제 채널의 잔여 바디 두께를 제공하고, 이는 물이 블라스트 퍼니스 내로 도입되는 것은 회피되어야 한다는 점에서, 블라스트 퍼니스의 안전한 작동에 결정적이라는 점에서 이와 같은 정보는 매우 중요하다. 그러나, 이와 같은 시스템은 국부적인 측정(냉각제 채널의 말단의 시작 부분 및/도는 끝 부분)만을 가능하게 하고, 오늘날 이는 냉각 플레이트의 상태에 대한 적절한 평가에 있어 충분하지 않은 것으로 여겨진다. 실제로, 경험에 따르면, 종종 냉각 플레이트는 양 끝단에서보다 중간 부분 바디에서 더 많이 마모된다. 이와 같은 시스템에 기초하는 평가는 따라서 냉각 플레이트의 실제 일반적인 마모의 기준에서 부정확한 분석을 초래하고, 따라서, 이의 잔여 수명과 관련하여 부정확한 예측을 초래하게 된다.

KR　101　594　719　B1은 스테이브 두께를 측정하는 장치를 개시하고 있고, 여기서 초음파 센서 유닛은 드라이빙 유닛에 연결되고, 이를 통하여, 초음파 센서를 스테이브 내로 삽입하는 것이 가능하게 되고, 센서를 스테이브 내에서 움직이는 것이 가능하게 된다. 따라서, 스테이브의 총 길이에 대하여 두께 측정을 수행하는 것이 가능하게 된다. 그러나, 그 작동 원리에 따르면, 초음파 센서 유닛을 각 측정 포인트, 예를 들어, 전개되는 접촉 레그(leg) 및 스테이브의 내측면에 설치하는 것이 요구되고, 이는 전체의 측정 공정을 복잡하게 한다.

다른 스테이브 두께 측정 시스템은 JP 2010 271072 A 및 JP 2015 169548 A에 개시된다.

본 발명의 목적은 냉각 플레이트의 마모 상태를 모니터링하는 대안적 및 신뢰 가능한 방법을 제공하는 것이다.

이 목적은 청구항 제1항 및 제11항에서 청구하고 있는 냉각 플레이트의 두께 측정 장치 및 방법에 의하여 달성된다.

도 1은 본 발명에 따른 두께 측정 장치의 구체예를 보여주는 사시도이고;
도 2는 도 1의 장치가 제안하는 냉각 플레이트를 통한 수직 단면도이고;
도 3은 냉각 플레이트의 냉각제 채널 내부에 대한 도 1의 장치의 도면이고; 및
도 4는 도 1 장치의 상부도이다.

본 발명은 냉각 플레이트의 두께를 측정하기 위한 장치를 제안하고, 이는 냉각 플레이트의 냉각제 채널 내부에 맞추어지도록 디자인된다. 이 장치는

전방 센서 측 및 반대측의 후방의 후방 측을 갖는 하우징을 포함하고, 초음파 프로브가 프로브 홀더 하우징에 배치되어 전방 센서 측으로부터 초음파를 전송 및 수신하는 프로브 홀더;

프로브 하우징의 후방 측에서 전개되도록 구비된 확장가능한 구조; 및

냉각제 채널의 길이 방향을 따라 프로브 홀더의 진행을 보조하기 위하여 프로브 하우징에 연결된 가요성 코드를 포함한다. 확장가능한 구조는 압축상태에서 확장상태로 확장되도록 구비되고, 이는 냉각제 채널의 내측면에 대하여 지지하고, 냉각제 채널의 내측면에 대하여 센서 하우징의 센서 측을 편향시키도록 디자인된다.

본 발명은 또한 냉각 플레이트의 냉각제 채널 내부로 삽입되도록 디자인되고, 채널을 따라 복수의 위치, 즉 주입부 및 배출부 영역 뿐만 아니라 복수의 위치에서 바디 두께를 측정하기 위하여 냉각제 채널의 길이 방향을 따라 가이드되도록 채택되는 두께 측정을 위한 장치를 제안한다. 이는 그 중에서도, 프로브 하우징과 연관된 확장가능한 구조의 사용에 의하여 가능하게 되고, 이는 냉각제 채널로의 삽입동안에는 압축된(즉, 낮은 높이) 구조이고, 그 후, 두께 측정을 위한 냉각제 채널의 총 직경을 채우기 위하여 확장된다. 프로브가 냉각제 채널 내에 위치하므로, 채널로부터 바디의 전방 측까지 남은 바디 두께를 측정할 것이다.

냉각제 채널 내에서의 프로브 홀더의 진행은 가요성 코드의 수단에 의하여 제어된다. 가요성 코드는 바람직하게는 채널 내에서 프로브 홀더의 배향에 대한 개선된 제어를 위하여 종방향으로 가요성을 갖고 비틀림 저항성을 갖도록 디자인된다. 실제로 작동자는 프로브 홀더의 센서 측이 냉각 패널의 전방 측으로 회전하도록 하여 초음파가 관심있는 방향으로 방출되도록 해야 한다.

일 구체예에서, 가요성 코드는 냉각제 채널에서 종방향으로 연장되는 프로브 하우징에 연결된 복수 열 체인일 수 있고, 따라서, 종방향의 가요성과 비틀림 강성을 보여준다. 또한 예를 들어 강한 스트랩(strap)과 같은 종방향의 가요성과 비틀림 저항성을 보여주는 다른 형태의 가요성 코드도 적용될 수 있다.

구체예들에서, 확장가능한 구조는 반대 말단에서 하우징에 관절로 연결되는 전방 및 후방 레버를 포함한다. 바람직하게는 예를 들어, 양 레버에 부착된 텐션 스프링과 같은 스프링 수단이 서로의 방향으로 레버들을 편향시키기 위하여 배치된다. 이와 같은 디자인은 장치에 가요성을 수반하여, 냉각 플레이트 채널의 만곡부위를 통과할 수 있도록 하고, 레버가 즉시적으로 서로의 방향으로 이동하는 것을 가능하게 하며, 이를 통하여 냉각제 채널의 직경을 따라 장치의 연장을 최대화한다. 이를 통하여, 센서 측이 냉각제 채널의 표면과 접촉하는 것이 보장된다. 다시 말해, 레버와 상기 스프링 수단의 조합을 통하여 측정 장치의 즉시적인 적응이 가능하게 되고, 이에 따라 냉각제 채널의 전체 내부 직경에 대하여 확장되게 되고, 프로브 홀더 센서 측과 냉각제 채널의 내측면 사이의 연속적인 밀접한 접촉이 보장된다.

편리하게는, 휠이 제1 레버의 자유 말단에 피봇 가능하게 장착되고, 제2 레버는 이의 자유 말단에 코드가 연결되는 피봇 가능하게 장착된 연결부재를 포함한다.

구체예들에서, 잠금 케이블 어셈블리가 확장상태에서 확장가능한 구조를 잠그기 위하여 제공된다. 잠금 케이블 어셈블리는 외측 하우징에 맞추어지는 스틸 와이어를 포함하고; 외측 하우징은 하나의 레버에 제공되는 피팅부재에 대하여 인접하고; 및 와이어는 제2 레버로 연장되고, 다른 피팅 부재에 의하여 차단된다. 이와 같은 잠금 케이블 어셈블리는 레버에 닫는 힘을 적용하는 것을 가능하게 하고, 또는 단순히 양 레버 사이의 최대 개방을 정의하는 것을 가능하게 하여, 이들을 원하는 구조로 유지하는 것을 가능하게 한다.

초음파 프로브는 임의의 적절한 기술에 기초하여 설치될 수 있다. 특히, 이는 하나의 초음파 센서 또는 변환기를 포함할 수 있으나, 이 이상을 포함할 수도 있다. 구체예에서, 유체 커플링 매질, 예를 들어 물은 센서와 냉각제 채널 표면 사이에서 사용된다. 따라서, 하우징은 물 호스를 통하여 가압된 물을 공급하기 위하여 주입 포트를 포함하고, 스프레이 오리피스가 센서 측에 제공된다.

다른 면에 따르면, 본 발명은 전면과 다른 면의 후면을 포함하고, 하나 이상의 냉각제 채널을 포함하는 냉각 플레이트의 두께를 측정하는 방법을 제공하고, 이는:

본 발명의 첫번째 면에 따른 두께 측정을 위한 장치를 상기 냉각제 채널에 도입하는 단계;

상기 냉각제 채널의 길이 방향으로 상기 프로브 홀더를 움직이고, 상기 프로브 홀더를 조절하여, 전방 면과 냉각제 채널 사이에서 바디의 두께를 측정하는 동안, 상기 초음파 프로브가 일반적으로 상기 전면 방향으로 회전하도록 하는 단계;를 포함하고,

상기 측정 동안, 상기 확장가능한 구조가 전개되어, 냉각제 채널의 내측면에 대하여 지지하고, 냉각제 채널의 면에 대하여 하우징의 센서 측을 편향시키고;

및 채널을 통한 진행은 상기 프로브 하우징에 부착된 상기 가요성 코드의 수단에 의하여 보조된다.

본 발명의 장치 및 방법의 이와 같은 또는 다른 구체예는 첨부된 종속항들에 의하여 기술된다.

본 발명은 예시적으로 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다.

본 발명은 냉각 플레이트의 두께를 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 장치(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 냉각 플레이트(12)의 냉각제 채널로 삽입되어 냉각 플레이트의 전방 측의 잔여 바디 두께를 측정하도록 디자인된다.

알려진 바와 같이, 냉각 플레이트는 예를 들어, 샤프트로, 블라스트 퍼니스, 또는 전기 아크로와 같은 로의 벽을 냉각시키기 위하여 야금 산업분야에서 사용된다. 냉각 플레이트는 예를 들어, 구리, 구리합금 또는 스틸의 주조 또는 단조 바디와 같은 슬라브로부터 주로 형성된다. 더욱이, 바디는 이에 매립된 적어도 하나의 통상적인 냉각제 채널을 갖는다. 냉각제 채널은 캐스트-인 파이프에 의하여 또는 바디에 천공하는 방법으로 형성될 수 있다.

도 2는 복수의 냉각제 채널(16)(도에는 단지 하나만 도시됨)을 포함하는 구리 합금의 슬라브 형태의 주조 바디(14)를 포함하는 통상적인 냉각 플레이트(12)를 보여준다. 냉각제 채널(16)은 종방향의 일 말단에서 타 말단까지, 형성된 바디를 통하여 천공함에 의하여 얻어지고; 그 후 냉각제 채널(16)의 끝단에서 상부 및 하부 접근 홀(14.1)를 천공하여 얻어진다. 냉각제 채널(16)의 축상 끝단은 플러그(14.2)에 의하여 폐쇄되지만, 연결 파이프(16.1)는 접근 홀(14.1)에 용접된다. 블라스트 퍼니스에서, 이와 같은 냉각 플레이트(12)는 로의 내부와 외부 로 쉘(또는 아머) 사이에서 열 방출 보호 스크린을 제공한다.

블라스트 퍼니스에서, 냉각 플레이트(12)는 퍼니스 쉘 상에 장착된다. 바디(14)는 일반적으로 18로 표시되는 전면을 갖고, 또한 이는 로 내부로 향하여 배치되어 고온 면으로도 언급되고, 반대측의 후면(20)을 갖고, 이는 또한 사용시에 퍼니스 쉘의 내측면을 향하는 저온 면으로도 언급된다.

공지된 바와 같이, 바람직하게는 바디(12)의 전면(18)은 구조화된 표면, 특히, 교번하는 립(22)과 그루브(24)를 갖는다. 냉각 플레이트(10)가 로에 장착될 때, 그루브(24)와 판상의 립(22)은 일반적으로 수평으로 배치되어, 내화벽돌 라이닝(미도시)를 위한 채결 수단을 제공하게 된다.

알려진 바와 같이, 블라스트 퍼니스의 작동 조건에 따라, 내화벽돌 라이닝은 하행하는 부하 물질 때문에 부식의 대상이 될 수 있고, 냉각 플레이트가 보호되지 못하고, 블라스트 퍼니스 내부의 가혹한 환경에 노출될 수 있는 사실을 초래하게 된다. 결과적으로, 냉각 플레이트의 마모가 또한 발생하고, 냉각 플레이트의 마모 상태를 아는 것이 바람직하다.

냉각 플레이트의 두께 측정을 위한 본 발명의 장치(10)의 구체예가 도 1에 사시도로 보여진다. 이는 초음파 프로브(28) 또는 변환기를 갖는 하우징(26)을 포함하는 프로브 홀더(25)를 포함한다. 프로브 홀더(26)는 일반적으로 정사각형 또는 직사각형 형태이고, 상부의 센서 측(30)과 반대의 후방 측(32)을 갖고, 또한 두개의 종 측(34) 및 두개의 횡 측(36, 38)을 갖는다. 횡 측(36)은 또한 전방 측으로도 언급된다. 이 구체예에서, 한 쌍의 연결부(39)가 신호 전송과 신호 수신을 수행하는 연결 케이블을 위하여 제공된다. 이와 같은 케이블들은 다른 말단에서 반사-타입 초음파 두께 측정을 수행하기 위하여 구비되는 제어 유닛(미도시)에 연결된다.

초음파 프로브(28)는 프로브 홀더(26)에 배치되어 센서 측(30)으로부터 초음파를 전송하고 수신할 수 있도록 한다. 참조 번호 40은 센서 측(30)에 제공되는 초음파 프로브(28)를 위한 개방을 나타낸다. 초음파 프로브(28)는 센서 측(30)과 같은 높이이다.

도 1의 참조 표시 A는 종방향의 축을 나타내고, 이는 장치(10)가 실제로 사용되는 방향이다.

프로브 홀더(26)는 또한 확장가능한 구조를 포함하고, 일반적으로 41로 표시되며, 장치(10)가 센서 측(30)이 냉각제 채널 표면(42)에 가까이 가거나, 이에 의하여 지지되는 작동 구조가 될 수 있고, 확장가능한 구조는 또한 홀더(26)의 후방 측(32) 하부에 위치하는 냉각제 채널 표면(42)의 부분에 대하여 지지될 수 있는 방법으로, 프로브 홀더(26)는 하우징(26)의 후방 측에서 전개될 수 있도록 구비된다.

도 3에서 가장 잘 확인할 수 있는 이와 같은 작동 구조에서, 확장가능한 구조(40)는 따라서, 장치(10)가 냉각제 채널(16)의 전체의 내부 직경에 대하여 확장되는 방법으로 전개되고, 이와 같은 전개는 냉각제 채널(16)의 내측면(42)과 프로브 홀더 센서 측(30) 사이의 밀접한 접촉을 보정한다.

여기서, 장치(10)는 특히 일반적으로 구리/합금인 천공된 냉각 채널을 갖는 냉각 플레이트에서의 작동을 위하여 디자인되고, 여기서 센서 표면(30)은 바디(14)의 면(42)과 직접 접촉하며, 즉, 어떠한 중간의 파이핑이나 층이 없다.

여기서 확장가능한 구존940)는 하우징(26)에 관절로 연결되는 전방 레버(44) 및 후방 레버(46)를 포함한다.

전방 레버(44)는 하우징(26)의 반대의 종 측에 대해, 일 말단에 피봇 가능하게 고정된 한 쌍의 평행 암(48)을 포함하고, 휠(52)을 위한 축을 형성하는 볼트(50)에 의하여 반대 말단에 연결된다.

마찬가지로, 후방 레버(46)는 하우징(26)의 반대 종 측에 대하여 일 말단에 피봇 가능하게 고정된 한 쌍의 평행 암(54)을 포함하고, 슬라이딩 연결 부재(58)를 위한 피봇 축을 형성하는 볼트(56)에 의하여 반대 말단에 연결된다. 냉각제 채널(16)에서 장치(10)의 진행을 안정적으로 제어하는 것을 가능하게 하는 체인(60)이 연결부재(58)에 부착된다.

여기서 체인(60)은 2개 열의 사이드 링크(62)를 갖는 듀플렉스 형 롤러 체인이다. 레버(46) 옆의 3개의 말단 링크(62.1)는 샤프트(64)의 수단에 의하여 연결부재(58)에 연결된다.

이와 같은 체인이 이의 종방향의 방향(즉, 축 A를 따라)으로 관절로 연결되지만, 횡 방향으로는 다소 딱딱해서, 즉 비틀림 저항성이 있어서 이와 같은 체인이 바람직하다.

체인(60)은 냉각 플레이트(12)의 냉각 채널(16)로 장치(10)를 도입하는 것을 가능하게 하는 가요성 코드를 형성한다. 장치는 상부 연결 파이프(16.1)를 통하여 삽입되고, 그 후, 냉각제 채널(16)의 직선 영역으로 수직으로, 고온 면(18)에 평행하게 삽입된다. 프로브 홀더의 관절로 연결되는 구조를 함께 갖는 체인(60)의 가요성은 파이프(16.1)의 내측 말단 이후의 90 ° 구부러짐을 용이하게 해 준다. 또한 레버(44, 46)의 관절은 주입부 파이프(16.1)로부터 직선 냉각제 채널(16)로의 접합부에서 만곡 부위를 통과하는 것을 용이하게 해준다.

레버(44, 46)가 관절로 연결되어, 이들은 축 A에 평행하고, 전방 측(30)에 실질적으로 수직인 동일 평면에서 피봇팅한다. 하우징(26)에서 레버(44, 46)의 피봇 축에는 하나의 횡 측(34)으로부터 다른 횡 측으로 연장되는 한 쌍의 볼트(43, 43')가 제공되고, 따라서, 방향 A에 수직이다. 체인의 연결부재(58)로의 연결 축(64)은 볼트 43과 43'의 방향에 대하여 평행하다. 유사하게, 체인의 관절, 즉, 이의 핀과 부싱(60.1)은 또한 연결 축(64) 및 볼트 43과 43'에 대하여 평행하다.

바람직하게는, 연장 스프링(63) 또는 이와 유사한 것이 각각의 레버(44, 46)에 연결되어, 이들을 폐쇄 방향으로 편향시킨다. 스프링(63)은 피팅부재(65, 65')에 부착되고, 피팅부재는 각 레버의 하나의 함에 중심부에 배치된다. 스프링은 두개의 레버가 모이도록 하는 로드를 생성한다. 따라서, 장치의 V-형 프로파일의 개방 각이 감소되고, 장치의 높이를 증가시킨다. 스프링(63) 덕분에, 장치는 냉각제 채널(16) 내에서 즉시적으로 확장되어 가능한 공간을 차지하게 되고, 이에 의하여 센서 측(30)과 슬라이더(54)와 함께 휠(52)이 냉각제 채널(16)의 내측면의 반대 부분에 대하여 지지된다.

레버 44와 46의 폐쇄를 가능하도록 보조하기 위하여, 및 장치(10)를 이의 작동 구조로 유지하기 위하여, 브레이크-형의 잠금 케이블 어셈블리(80), 즉 외측 하우징(84) 상의 스틸 와이어(82)가 사용된다. 피팅부재(65')는 외측 하우징(84)의 일 말단을 막고, 스틸 와이어(82)가 통과하여, 다른 피팅 부재(65)와 연결되도록 하기 위한 단차형(stepped) 보어(65.1')를 포함한다. 케이블 어셈블리(80)의 반대 말단에서 와이어(82)를 당기면, 와이어는 65'에서, 하우징은 65'에서 차단되므로, 레버는 서로의 방향으로 이동할 것이다.

장치(10)를 냉각 플레이트(12)로 도입하기 위하여, 후자는 로 냉각제 회로로부터 분리되고, 냉각제 물이 비워진다는 것이 이해될 것이다.

프로브 홀더(26)의 하나가 냉각제 채널(16) 내에 있게 되면, 이는 점진적으로 낮춰지면서, 냉각제 채널(16)의 길이 방향을 따라 복수의 위치에서 두께 측정이 수행된다. 본 장치(10)는 바디의 주입부 영역 및 배출부 영역에서 바디의 두께를 측정할 뿐만 아니라, 중심 영역을 포함하여, 바디의 길이 방향을 따라 복수의 위치에서 바디 두께를 측정하는 것이 가능하다.

실제로, 장치(10)는 복수의 위치로 움직이고, 두께 측정은 각 위치에서 수행된다. 대안으로, 측정은 연속적으로 수행될 수 있다. 두께 측정 동안, 센서 측(30)은 전방 측(18)에 실질적으로 수직을 유지한다. 평평한 단면을 갖는 체인(60)의 구조덕분에 냉각제 채널(16) 내에서 장치(10)의 각도상의 배향을 알 수 있다.

바람직하게는 커플링 매질로 물이 사용된다. 참조 부호 59는 물 호스(미도시)가 연결되는 주입 포트를 나타낸다. 가압된 물이 호스를 통하여 공급되고, 하우징 내로 도입되고, 초음파 프로브(28)를 감싸는 천공된 홀(61)에 의하여 냉각제 채널(16)의 표면(42)에 대하여 분무된다.

이해되는 바와 같이, 장치(10)는 냉각제 채널(16)의 내부로 삽입되므로, 이는 프로브 홀더(26)의 높이(즉, 전방 측에 수직)에서, 냉각제 채널(16)의 내측 면(전방 측을 상면하고 있음)으로부터 전면 상의 맨 앞의 바디 부분까지의 거리에 상응하는 바디 두께를 측정한다.

즉, 프로브가 립(22)의 높이에 있을 때, 바디 두께는 도 3에서 t1으로 표시된 바와 같이, 채널의 내측면으로부터 립(22)의 팁까지의 거리에 대응된다.

프로브가 그루브(24)의 높이에 있을 때, 바디 두께는 t2로 표시된 바와 같이, 채널의 내측면으로부터 립(22)의 팁까지의 거리에 대응된다. 공지된 바와 같이, 반사(또는 펄스-에코) 모드에서는, 펄스화된 음파가 냉각 플레이트(12)의 전방 측에 의하여 형성되는 인터페이스로부터 변환기로 반사되어 돌아오기 때문에, 센서/변환기는 펄스화된 음파의 송신과 수신 모두를 수행한다. 변환기는 예를 들어 압전과 같은 임의의 적절한 기술의 것일 수 있고; 여기되었을 때, 특히 중앙 주파수가 1 내지 15 MHz인 매우 짧은 초음파 펄스파를 방출할 수 있다. 제어 유닛은 초음파가 냉각제 채널 표면(42)으로 돌아오는데 걸린 시간에 기초하여 두께 측정을 수행할 수 있도록 구비된다. 예를 들어, 제어유닛은 반사의 강도 및 거리를 나타내는 진폭을 갖는 신호의 형태, 반사의 도착 시간을 나타내는 진폭을 갖는 신호의 형태로 결과를 보여주도록 구성될 수 있다. 초음파의 이용은 본 발명의 주요한 점은 아니고, 당업자는 변환기 신호를 사용하는 다른 방법을 강구할 수 있다.

마지막으로, 도 2에서, 장치(10)가 바람직하게 냉각제 채널(16)에서 상부 연결 파이프(16.1)을 통하여 삽입되는 경우를 제외하고, 다양한 다른 케이블이 하부의 연결 파이프(16.2), 특히: 센서 케이블, 물 호스, 및 잠금 케이블 어셈블리를 통하여 지나갈 수 있다.

Claims (13)

1. 냉각 플레이트의 냉각제 채널(16) 내부에 맞추어 디자인되고,
   전방 센서 측(30) 및 반대의 후방 측(32)을 갖는 하우징(28), 프로브 홀더 하우징에 배치되어, 상기 전방 센서 측으로부터 초음파를 전송 및 수신할 수 있도록 하는 초음파 프로브(28)를 포함하는 프로브 홀더(25);
   상기 하우징의 후방 측에 전개되도록 구비되는 확장가능한 구조(41);
   상기 프로브 하우징에 링크되어 냉각제 채널(16)의 길이 방향을 따라 상기 프로브 홀더의 진행을 보조하는 가요성 코드(60);를 포함하고,
   상기 확장가능한 구조는 압축상태에서 확장상태로 확장되도록 구비되고, 상기 냉각제 채널(16)의 내측면(42)에 대하여 지지하고, 냉각제 채널의 내측면(42)에 대하여 센서 하우징의 센서 측(30)을 편향사키도록 디자인되고;
   상기 확장가능한 구조는 반대 말단들에서 하우징에 관절로 연결되는 전방 및 후방 레버(44, 46) 및 상기 레버를 서로에 대하여 편향시키도록 배치되는 스프링 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는
   냉각 플레이트(12)의 두께를 측정하기 위한 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 가요성 코드(60)는 상기 채널 내의 프로브 홀더의 배향을 제어하기 위하여 종방향으로 가요성을 갖고, 비틀림이 방지되도록 디자인되는 것을 특징으로 하는 장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가요성 코드(60)는 실질적으로 평평한 단면 프로파일을 갖고, 상기 프로브 홀더(26)에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
   
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 가요성 코드(60)는 상기 냉각제 채널에서 종방향으로 연장하기 위하여 상기 프로브 하우징(26)에 연결된 복수 열(multi-열)의 체인이고, 이에 의하여 종방향의 가요성과 비틀림 강성을 보여주는 것을 특징으로 하는 장치.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 레버(44, 46)의 피봇 축(43, 43')은 상기 센서 측(30)에 상당히 평행한 것을 특징으로 하는 장치.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 휠(52)은 상기 제1 레버(44)의 자유 말단에 피봇 가능하게 장착되고, 상기 제2 레버(46)는 이의 자유 말단에 상기 코드가 연결되는 피봇 가능하게 장착되는 연결 부재(54)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 외측 하우징(84)에 끼워진 스틸 와어이(82)를 포함하는 잠금 케이블 어셈블리(8)를 포함하고, 상기 외측 하우징은 하나의 레버(44)에 제공되는 피팅부재(65')에 대하여 인접하고, 와이어(82)는 제2레버(46)로 연장되고, 다른 피팅부재(65)에 의하여 차단되는 것을 특징으로 하는 장치.
   
8. 제5항에 있어서, 상기 코드(60)는 이의 종방향의 연장에 수직인 횡방향으로 구부러질 수 있고, 및 상기 횡방향은 상기 레버의 피봇 축에 대하여 실질적으로 평행한 것을 특징으로 하는 장치.
   
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징은 상기 센서 측에 유체 커플링 매질(59)을 위한 주입 포트 및 스프레이 오리피스(61)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
   
10. 전면(18), 반대쪽의 후면(20) 및 여기에 하나 이상의 냉각제 채널(16)을 갖는 바디를 포함하는 냉각 플레이트의 두께를 측정하는 방법에 있어서, 상기 방법은
    상기 냉각제 채널로 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 장치(10)를 도입하는 단계;
    상기 냉각제 채널의 길이 방향으로 상기 프로브 홀더(25)를 움직이고, 상기 프로브 홀더를 조절하여, 전방면과 냉각제 채널 사이의 바디 두께를 측정하는 동안, 상기 초음파 프로브(28)가 일반적으로 상기 전면(18)방향으로 회전하게 하는 단계;를 포함하고,
    상기 측정하는 동안, 상기 확장가능한 구조가 전개되어, 냉각제 채널의 내측면(42)에 대하여 지지하고, 냉각제 채널의 면에 대하여 하우징의 센서 측을 편항시키고; 및
    채널을 통한 진행이 상기 프로브 하우징에 부착된 상기 가요성 코드의 수단에 의하여 보조되는 것을 특징으로 하는 냉각 플레이트의 두께를 측정하는 방법.
    
11. 제10항에 있어서, 유체 커플링 매질이 두께 측정 동안 상기 초음파 프로브와 냉각 채널 내측면 사이로 공급되는 것을 특징으로 하는 냉각 플레이트의 두께를 측정하는 방법.
    
12. 제11항에 있어서, 상기 유체 커플링 매질은 상기 센서 하우징의 오리피스(61)로부터 분사되는 물인 것을 특징으로 하는 냉각 플레이트의 두께를 측정하는 방법.
    
13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각 플레이트 바디는 주조에 의하여 얻어지고, 상기 냉각제 채널은 상기 바디에 천공되는 것을 특징으로 하는 냉각 플레이트의 두께를 측정하는 방법.
    

Images