KR20210149171A - 전기 유도 가열 및 용융로 내화물 수명 사이클 마모 이미징 및 프로세싱 - Google Patents

전기 유도 가열 및 용융로 내화물 수명 사이클 마모 이미징 및 프로세싱 Download PDF

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KR20210149171A
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imaging
scan
induction furnace
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KR1020217036725A
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사티엔 엔. 프라부
아담 제이. 웨스터랜드
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인덕터썸코포레이션
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Abstract

로가 파운드리 환경에서 사용되는 동안 내화물의 수명 사이클에 걸쳐 주기적으로 내화물의 내측면의 레이저 이미징 데이터를 축적하고 그리고 축적된 이미징 데이터를 내화물의 내측면의 이전 레이저 이미징 데이터와 비교 분석하기 위해 처리함으로써, 재료를 가열 및 용융하는데 사용되는 전기 유도로에서 소모성 내화물의 수명 사이클 마모 모니터링을 위한 장치 및 방법이 제공된다.

Description

전기 유도 가열 및 용융로 내화물 수명 사이클 마모 이미징 및 프로세싱
(관련 출원에 대한 상호 참조)
본 출원은 2019년 4월 28일에 출원된 미국 가출원 번호 제62/839,721호의 우선권을 주장하며, 이는 그 전체가 참고로서 여기에 포함된다.
(기술분야)
본 발명은 일반적으로 전기 유도 가열 및 용융로에서 소모성 내화물의 수명 사이클 모니터링에 관한 것이며, 더 구체적으로는 내화물의 수명 사이클에 걸친 내화물 라이닝(lining)의 내측면의 적외선 레이저 이미징 데이터의 수집 및 내화물 마모 분석을 위한 이미징 데이터의 프로세싱에 관한 것이다.
도 1(a)는 코어리스 유도로(coreless induction furnace)라고도 불리는, 소모성 내화물 라이닝(112)을 갖는 재료를 유도 가열 및 용융시키기 위한 전형적인 전기 유도로의 일례를 도시한다. 소모성 내화물 라이닝(112)(도면에 점선으로 표시됨)은 유도로의 내측 벽을 라이닝하고 유도로의 도가니 체적이라고도 불리는 유도로 내부 체적(114)을 형성하는데 사용되는 높은 융점을 갖는 재료로 구성된다. 금속 또는 다른 적어도 부분적으로 전기적으로 전도성인 재료는 체적(114) 내에 배치되고 교류 전류가 유도 코일(116)을 통해 흐를 때 전기 유도에 의해 가열 및 용융된다. 유도 코일(116)은 유도로의 외부 높이의 적어도 일부를 둘러싸고, 코일을 통해 흐르는 교류 전류는 재료를 유도 가열 및 용융시키기 위해 체적(114) 내에 배치된 재료와 커플링하는 자속을 생성한다. 유도로 기초부(118)는 내화 벽돌 또는 주조 블록과 같은 적절한 재료로 형성된다. 코일(116)은 코일에 대한 단열 및 보호 재료로서 역할을 하는 트로웰 가능한(trowelable) 내화물(그라우트) 재료(120) 내에 매립될 수 있다. 전형적인 유도로 접지 누출 감지기 시스템은 용융물 체적 내로 돌출하는 와이어 단부(122a')에 의해 도시된 바와 같이 라이닝(112)의 바닥을 통해 용융물 체적(114) 내로 돌출하는 프로브 와이어(122a)를 포함한다. 와이어(122a)는 유도로 전기 접지(GND)에 연결된 전기 접지 리드(122b)에 연결된다. 유도로 접지 누출 감지기 시스템에 사용되는 와이어(122a) 또는 다른 배열은 일반적으로 접지 프로브라 지칭될 수도 있다.
도 1(a)의 유도로는 유도로에 부어지거나 주형에서의 금속 주조와 같은 다른 산업 공정을 위해 유도로로부터 빼내지는 용융물을 반복적으로 체적(114) 내에서 형성하기 위해 사용되기 때문에, 라이닝(112)은 점차적으로 소모된다. 라이닝(112)은 유도로의 (수명 주기) 서비스 수명 중 한 시점 이후에 퍼니스 리라이닝 프로세스에서 보충된다. 안전 유도로 작동에 위배되고 내화물 제조업체 및 설치자의 권고를 무시하는 것이긴 하지만, 유도로의 운전자는 유도로 체적(114) 내부의 용융된 금속과 코일(116) 사이의 내화물 라이닝(112)이 유도로 코일(116)이 손상되어 수리가 필요하고 및/또는 기초부(118)가 손상되어 수리가 필요한 상태로 악화될 때까지 리라이닝을 연기하기로 독립적으로 결정할 수 있다. 이러한 경우, 퍼니스 리라이닝 프로세스는 광범위해진다.
도 1(b)는 재료를 유도 가열 및 용융하기 위한 대안의 전기 유도로를 도시하며, 여기서 교체 가능한 라이닝(112)은 영구 라이닝(124)에 의해 지지된다. 예를 들어, 주조 유동성 내화물(124)은 코일(116)과 소모성 유도로 라이닝(112) 사이에 배치된다.
내화물의 수명 사이클 동안 소모성 내화물 라이닝 마모를 모니터링하면, 유도로의 손상을 피하기 위해 소모성 내화물 라이닝을 교체해야 하는 시기를 예측하는데 도움이 된다. 본 기술에서, 소모성 내화물 라이닝의 수동 측정은 내화물 라이닝이 냉각될 시간을 허용한 후 전기 유도로로부터 용융물(용융된 재료)을 회수한 후마다 이루어질 수 있다. 수동 측정에 필요한 시간과 함께 냉각 시간은 유도로의 서비스 시간을 줄인다.
본 발명의 한 목적은 도 1(a) 또는 도 1(b)에 일반적으로 도시된 바와 같이 코어리스 전기 유도로에서 최초 내화물 설치에서 내화물 교체까지의 소모성 내화물 라이닝의 수명 사이클에 걸쳐 재료를 유도 가열 및 용융시키기 위한 전기 유도로로부터 용융물을 회수한 후마다 소모성 내화물 라이닝 마모를 모니터링하기 위한 시간 효율적인 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 본 명세서 및 첨부된 청구범위에 개시된다.
일 양태에서, 본 발명은 내화물의 수명 사이클에 걸쳐 소모성 내화물의 내측면의 이미징 데이터를 수집하고 내화물 마모 분석을 위해 이미징 데이터를 프로세싱하는, 파운드리 환경에 설치된 적외선 레이저 내화물 스캐닝 시스템이다.
다른 양태에서, 본 발명은 내화물의 수명 사이클에 걸쳐 내측면의 이미징 데이터를 수집하고 내화 마모 분석을 위해 이미징 데이터를 프로세싱하는, 파운드리 환경에서 전기 유도로에 설치된 소모성 내화물 라이닝의 내측면의 적외선 레이저 내화물 스캐닝 방법이다.
본 발명의 상기 및 다른 양태는 본 명세서 및 첨부된 청구범위에 기재되어 있다.
아래에 간략히 요약된 첨부 도면은 본 발명의 예시적인 이해를 위해 제공되며, 본 명세서에서 추가로 설명되는 바와 같이 본 발명을 제한하지 않는다.
도 1(a)는 재료를 유도 가열 및 용융시키기 위한 소모성 내화물 라이닝을 갖는 전형적인 코어리스 전기 유도로의 단면도이다.
도 1(b)는 재료를 유도 가열 및 용융하기 위한 외부 영구 내화물 라이닝 및 내부 소모성 내화물 라이닝을 갖는 다른 유형의 전형적인 코어리스 전기 유도로의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 전기 유도로용 내화성 수명 사이클 마모 이미징 및 내화성 이미지 프로세싱 시스템의 일 실시예를 도시한다.
도 3은 코어리스 전기 유도로의 "내화물 스캔" 위치에 있는 시스템과 함께 도 2에 도시된 내화물 수명 사이클 마모 이미징 및 내화물 이미지 프로세싱 시스템을 도시한다.
도 4는 유도로의 도가니 체적 내에서 코어리스 전기 유도로의 교체 가능한 내화물 라이닝의 복수의 2차원 평면 직경 스캔 중 하나를 실행하는 도 3의 내화물 수명 사이클 마모 및 내화물 이미지 프로세싱 시스템을 도시한다.
도 5(a)는 도 4의 2차원 평면 직경 스캔의 유도로의 스캔 영역의 횡단 입면도이다.
도 5(b)는 레이저 이미징 어셈블리가 내화물 이미징 프로세싱 시스템에 의해 처리할 준비가 된 완전한 내화물 표면 스캔 데이터 세트를 위한 내화물 표면 이미징 데이터의 획득을 위한 2차원 평면 직경 스캔의 스캔 시리즈를 생성하기 위해 180도 패닝할 때 선택된 증진적인 복수의 2차원 평면 직경 스캔 영역의 평면도이다.
도 6(a)는 전기 유도로 가열 및 용융 프로세스가 수행될 수 있는 "스토우(stow)" 위치에 있는 도 2의 내화물 수명 사이클 마모 이미징 시스템을 도시한다.
도 6(b)는 내화물 라이닝 표면의 스캐닝이 수행될 수 있는 "내화물 스캔" 위치에 있는 도 2의 내화물 수명 사이클 마모 이미징 시스템을 도시한다.
도 7(a) 및 도 7(b)는 본 발명의 이중 유도로 내화물 수명 사이클 마모 이미징 시스템을 도시하며, 여기서 이 시스템은 파운드리 환경에 고정 장착된 동안, "내화물 스캔" 위치에서 2개의 전기 유도로의 내화물 라이닝 표면의 스캐닝을 대안적으로 수행하도록 재배치될 수 있다.
도 8은 복수의 내화물 수명 사이클 마모 이미징 시스템이 단일 전기 유도로의 내화물 라이닝 표면의 복수의 영역을 동시에 스캔할 수 있는, 본 발명의 내화물 수명 사이클 마모 이미징 시스템의 대안의 배열이다.
도 9는 본 발명의 내화물 수명 사이클 마모 이미징 및 이미지 프로세싱 시스템을 사용하여 내화물 수명 사이클에서 유도로 라이닝 마모 측정을 실행하는 방법의 일례의 단순화된 흐름도이다.
도 2에는 본 발명의 내화물 수명 사이클 마모 이미징 및 이미지 프로세싱 시스템(10)의 일례가 도시되어 있다. 이 실시예에서, 이 시스템은 파운드리 이미징 장착 시스템(20), 레이저 이미징 어셈블리(30) 및 인간 기계 인터페이스(40)를 포함한다.
파운드리 이미징 장착 시스템(20)은 수직 방향 장착 구조(VOMS)(22) 및 수평 방향 장착 구조(24)(HOMS)를 포함한다. 본 발명의 이 실시예에서, 수직 방향 장착 구조의 베이스(22a)는 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 코어리스 전기 유도로(90) 부근의 구조에 적절하게 부착된다. 이 실시예에서, 제1 VOMS 단부에 있는 베이스(22a)는 유도로의 내화물 도가니 내의 용융물(용융 재료)로부터 슬래그를 제거하는 것과 같이, 전기 유도로의 가열 및 용융 프로세스가 수행되는 유도로에 인접한 수평 구조 레벨인 유도로의 용융 데크(92)에 고정된다. 수직 방향 장착 구조의 길이는 레이저 이미징 어셈블리(30)가 유도로의 도가니의 내부 체적의 상부(Ct) 위의 높이 "d"에 있도록 선택된다. 본 발명의 이 실시예에서, 수평 방향 장착 구조의 제1 HOMS 단부는 수직 방향 장착 구조의 상부(제2 VOMS) 단부에 수직으로 고정된다. 수평 방향 장착 구조의 길이는 수평 방향 장착 구조가 적어도 도가니 내부 체적의 수평 평면(예컨대, 도 3에 점선으로 표시된 수평 평면(Chp)) 내의 레이저 이미징 어셈블리로부터의 상대적인 레이저 빔 시선(LBlos)을 인간 작업자가 (중심(Cc)에) 시각적으로 중앙을 맞출 수 있도록 충분한 길이가 되도록 선택된다. 본 발명의 도시된 실시예에서는, 본 발명의 이미지 프로세싱 시스템이 모든 내화물 표면 스캔에 대해 정렬되고 일관성 있게 중심이 맞춰진 내화물 라이닝 표면 형상을 형성하는, 모든 내화물 표면 스캔에 대한 중심이 맞춰진 3D 포인트 클라우드 시각화를 생성하기 때문에, 레이저 빔 시선의 정확한 중심 맞춤이 필요하지 않으며; 따라서 "인간 작업자가 시각적으로 중심을 맞추는" 프로세스는 "대략적 센터링"이라고도 지칭될 수 있다. 선택적으로, 수직 방향 장착 구조 또는 수평 방향 장착 구조 또는 두 구조 모두는 도가니의 내부 체적의 상부로부터 일정 높이 위에 오프셋된 레이저 이미징 어셈블리(30)로부터의 레이저 빔 시선의 수평 방향 장착 구조 및 수직 방향 장착 구조 위치를 미세 조정하기 위한 VOMS 길이 조정기(22b) 또는 HOMS 길이 조정기(24b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 길이 조정기(22b 또는 24b)는 수직 방향 장착 구조 또는 수평 방향 장착 구조 내부 또는 외부로 텔레스코핑할 수 있는 각각의 장착 구조의 조정 가능한 텔레스코핑 길이일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 파운드리 이미징 장착 시스템은 대안으로서 전기 유도 가열 및 용융로에 인접한 구조적 마운트를 제공하도록 구성되어, 이 대안의 구조적 마운트에 부착된 레이저 이미징 어셈블리가 대략적으로 빈 도가니의 내화물의 중심 위에 중심을 가지게 된다.
본 발명의 도시된 실시예에서, 레이저 이미징 어셈블리(30)는 레이저 센서 유닛(LSU)(32) 및 레이저 센서 유닛이 부착되는 레이저 모션 마운트(LMM)(34)를 포함한다. 레이저 센서 유닛 및 부착된 레이저 모션 마운트는 파운드리 환경에 적합한 등급의 인클로저와 함께 도시된 발명의 인클로저(36)에 설치된다.
레이저 센서 유닛(32)은 도 3에서 유도로(90)의 도가니 상부 (CT) 위의 수직 오프셋 거리 "d"에 위치된다. 특정 애플리케이션에서, 상부 오프셋 거리 "d"는: (1) 도가니가 냉각된 다음 내화물 스캔이 실행되기 전에 레이저 센서 유닛이 "내화물 스캔" 위치에 있을 때 빈 뜨거운 도가니로부터 레이저 센서 유닛으로 방사되는 열의 크기 및 (2) 특정 애플리케이션에서 2D 레이저 평면 스캔 프로세스 동안 유도로의 도가니 체적의 기하학적 형상에 기초한 내화물의 내측면의 측벽 및 바닥에 필요한 각도의 레이저 빔 투영에 대한 제한사항에 의해 결정된다.
본 발명의 도시된 실시예에서, 레이저 이미징 어셈블리 마운트(24a)는 수직 방향 장착 구조의 제2 VOMS 단부에 부착된 수평 방향 장착 구조의 제1 HOMS 단부 반대편의 수평 방향 장착 구조의 제2 HOMS 단부에 연결된다. 본 발명의 이 예에서, 레이저 센서 유닛(32)과 부착된 레이저 모션 마운트(34) 모두는 레이저 이미징 어셈블리 마운트(24a)에 적절하게 연결된 파운드리 등급의 레이저 보호 환경 인클로저(36)에 둘러싸여 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 레이저 이미징 어셈블리 마운트(24a)와 인클로저(36)는 빠른 연결 및 분리 마운트를 통해 연결되어 레이저 이미징 어셈블리(30)가 파운드리 내의 다른 전기 유도로에 인접하게 위치한 복수의 파운드리 이미징 장착 시스템(20) 사이에서 이송될 수 있게 한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 레이저 센서 유닛 및 부착된 레이저 모션 마운트는 수평 방향 장착 구조의 제2 HOMS 단부에 직접 연결된다.
도면에 도시된 본 발명의 실시예에서, 연결된 수평 방향 장착 구조(24) 및 부착된 레이저 이미징 어셈블리(30)와 함께 수직 방향 장착 구조(22)는, 예를 들어, 도 6b에 도시된 "내화물 스캔" 위치와 도 6a에 도시된 "스토우" 위치 사이에서 버티컬(Z 축)을 중심으로 회전한다. 이 두 위치 사이에서의 회전은 대안으로서 수동으로 또는 원격으로, 예를 들어, HMI(40)에서 또는 원격 제어실에서 베이스(22a) 내의 원격으로 제어되는 회전 기어 모터 드라이브를 통해 달성된다. 본 발명의 일부 실시예에서 제한 스위치(LS)는 레이저 이미징 어셈블리(30)가 내화물 스캔 위치에서 적절하게 배향됨을 확인하기 위해 "내화물 스캔" 위치에 제공된다.
본 발명의 도시된 예에서 레이저 센서 유닛(32)은 내화물의 내측면의 전체 스캔 프로세스 동안 일련의 2차원(2D) 수직 방향 평면 내화물 표면 스캔(2D 레이저 평면 스캔이라고도 함)을 수행하기 위해 적외선 범위의 2차원 광 검출 및 거리 측정 장치(당업계에서 LIDAR(Light Detection and Ranging) 장치라고도 함)로서 작동한다. 본 발명의 시스템에서 하나의 적합한 레이저 센서 유닛은 'Pepperl+Fuchs GmbH'(독일 만하임 소재)로부터 입수가능한 R2000 시리즈 2D 레이저 스캐너 또는 본 발명의 개시물에서 요구되는 동등물이다.
레이저 센서 유닛(32)은 설명 참조를 위해 도면에 사용된 데카르트 좌표계를 갖는 3차원 유클리드 공간에 의해 형성된 (Z 수직 방향에 수직인) XY 평면에서 적어도 레이저 센서 유닛의 패닝(회전)을 제공하는 레이저 모션 마운트(34)에 부착된다. 레이저 모션 마운트(34)는 도가니 내부의 중심 수직 축(도 3의 Zc)을 중심으로 레이저 센서 유닛을 회전시켜 내화물의 내측면의 전체 스캔 프로세스 동안 각각의 2D 레이저 평면 스캔의 시리즈 사이에서 레이저 센서 유닛을 전진시킨다. 본 발명의 시스템에서 하나의 적합한 레이저 모션 마운트는 'LFIR Motion Control Systems, Inc.'(미국 캘리포니아, 벌린턴)로부터 입수가능한 'Pan-Tilt Unit' 모델 'PTU-D48 E' 시리즈 또는 또는 본 발명의 개시물에서 요구되는 동등물이다.
본 발명의 다른 실시예에서, 레이저 센서 유닛 및 레이저 모션 마운트는 레이저 이미징 어셈블리의 통합 유닛으로서 제공되고, 선택사항의 파운드리 환경 인클로저를 포함할 수도 있고 포함하지 않을 수도 있으며, 여기서 레이저 모션 마운트는 내화물의 내측면의 전체 스캔 프로세스 동안 수행되는 각각의 2D 레이저 평면 스캔의 시리즈 사이의 전진을 수행하기 위해 도가니 내부의 중심 수직 축(Zc)을 중심으로 레이저 센서 유닛을 회전시킨다.
본 발명의 예시된 실시예에서, 수직 방향 장착 구조 및 수평 방향 장착 구조의 중공 내부는 도면에 점선(80)으로 도식적으로 표시된 바와 같이 레이저 센서 유닛(32) 및 레이저 모션 마운트(34)에 전력을 공급하기 위해 사용되며, 전기 케이블, 버스 바 또는 다른 형태의 적합한 전기 도체일 수 있다. 공급되는 전력의 파라미터는 특정 애플리케이션을 위해 레이저 센서 유닛(32) 및 레이저 모션 마운트(34)에 의해 요구되는 바와 같다. 예를 들어, 레이저 센서 유닛 및 레이저 모션 마운트에 필요한 전력이 24볼트 DC인 경우, 전력은 유틸리티 전력 입력 및 24볼트 DC 출력을 갖는 전력 변환기(96)에 입력된 적절한 유틸리티 전력원으로부터 나올 수 있다. 전력 변환기는 (도 3에 도시된 바와 같이) 용융 데크(92) 위 또는 아래에 설치된 환경에 적합한 등급의 인클로저에 제공된다.
본 발명의 도시된 실시예에서, 수직 방향 장착 구조 및 수평 방향 장착 구조의 중공 내부는 공기 또는 가스와 같은 강제 냉각 매체를 인클로저(36)의 내부에 공급하는데 사용되며, 냉각 매체는 적어도 "내화물 스캔" 위치에 있을 때 레이저 이미징 어셈블리(30)의 작동을 위해 필요한 최대 허용 가능한 지정된 온도 및 습도로 인클로저 내의 환경을 유지한다. 수직 방향 장착 구조 및 수평 방향 장착 구조를 통한 냉각 매체의 공급은 냉각 매체 튜브(82)에 의해 도식적으로 표현되고, 특정 애플리케이션에서 요구되는 임의의 적합한 유형의 냉각 매체 전달일 수 있다. 도면에 도시된 본 발명의 실시예에서, 인클로저(36)는 내화물 표면으로부터의 내화물 거리 측정을 수행할 때 레이저 센서 유닛으로 또는 레이저 센서 유닛으로부터의 방해받지 않는 레이저 빔 전달(LBlos)을 허용할만큼 충분히 큰 레이저 포트 개구(36a)를 제외하고 주변 파운드리 환경으로부터 둘러싸여 있다. 강제 냉각 매체는 냉각 매체가 인클로저의 내부로부터 인클로저(36)의 레이저 포트 개구(36a)를 통해 파운드리 환경으로 흐르는 동안 인클로저 내의 양압을 유지하는데 필요한 압력으로 인클로저(36)에 공급된다.
레이저 센서 유닛 통신 채널(32a) 및 레이저 모션 마운트 통신 채널(34a)은 적절한 전송 채널 장치와 함께 와이어 또는 광섬유와 같은 적절한 전송 매체를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 통신 채널은 적어도 부분적으로 레이저 센서 유닛, 레이저 모션 마운트 및 이미징 시스템과의 사용자(운전자) 인터페이스를 제공하는 인간 기계 인터페이스(HMI: Human Machine Interface)(40) 사이의 컨트롤 및 데이터 신호의 무선 전송을 위한 무선 컴포넌트를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 레이저 센서 유닛 및 레이저 모션 마운트 통신 채널은 바람직하게는 이더넷 채널이다. 도면에 도시된 본 발명의 실시예에서, 통신 채널은 파운드리 환경 인클로저(36) 내에 위치한 멀티플렉서/스위치(38)를 통해 멀티플렉싱되고; 본 발명의 다른 실시예에서, 멀티플렉서/스위치는 설치된 환경을 위한 등급의 인클로저 내의 용융 데크(92) 위 또는 아래에 파운드리 환경 내에 위치된다.
예를 들어, 도 2에 도시된 본 발명의 실시예에서, 통신 채널(32a, 34a, 33a, 33b)을 통한 제어 및 데이터 신호는 레이저 센서 유닛(32)과 레이저 모션 마운트(34)와 HMI(40) 사이에서 전송된다. 본 발명의 일부 예에서, 인간 기계 인터페이스는 키보드, 마우스, 터치 패드, 디스플레이 모니터 및 프린터와 같은 당업계에 공지된 인간 조작자 입력 및 출력 주변 장치가 적절하게 연결된 PLC(programmable logic controller)이다. 본 발명의 다른 예에서, 도면에 도시된 바와 같이, 인간 기계 인터페이스는 파운드리 환경으로부터 멀리 떨어진 파운드리 제어 패널에 선택적으로 장착되는 패널 PC이고, 본 발명의 내화물 수명 사이클 마모 이미징 및 이미지 프로세싱 시스템의 레이저 센서 유닛 및 레이저 모션 마운트 및 기타 구성요소와의 인간 운전자 상호작용을 위한 터치 스크린을 포함할 수 있다.
선택사항으로서, 본 발명의 일부 실시예에서 통신 채널(33c)은 도 2의 스위치(38') 또는 로컬 또는 원격 인간 기계 인터페이스 및/또는 로컬 또는 원격 내화물 마모 스캔 데이터 저장 장치를 수용하기 위한 다른 적절한 네트워크 커넥팅 장치를 통한 네트워크에 대한 연결을 위해 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 완전한 내화물의 내측면의 레이저 스캔 프로세스의 시퀀스는 복수의 순차적인 2차원(2D) 평면 직경 레이저 스캔 패턴(2D 레이저 평면 스캔이라고도 함)으로서 도면에 도시되어 있다.
예를 들어, 도 4 및 도 5a에 도시된 일 실시예에서, 2차원 평면 직경 스위프 평면(Ps)(YZ 평면)은 평면(Ps)의 도가니 직경 내의 레이저 빔(Ps1 내지 Ps15)을 스위핑하여, 레이저 빔(Ps1)을 통한 좌상단 내화물 벽 표면 포인트(Rs1)로부터의 내화물 표면 거리 내지 레이저 빔(Ps15)을 통한 우상단 내화물 벽 표면 포인트(Rs15)로부터의 내화물 표면 거리를 측정함으로써, 도 5에 도식적으로 표시된 바와 같이 전기 유도로의 도가니 내부 체적의 직경에 걸친 연속적인 레이저 거리 측정값을 레이저 센서 유닛을 통해 획득함으로써 실행된다. 본 발명의 이 실시예에서 평면(Ps)에서의 송신 및 복귀 레이저 빔 스위프 모션은 레이저 센서 유닛으로 및 레이저 센서 유닛으로부터의 송신 및 복귀 레이저 빔의 2차원 회전에 의해 수행된다.
점진적으로 진행하는 2차원 평면 직경 레이저 스캔은 180도 직경 스캔 스윕이 완료되어 내화물의 내측면의 완전한 데이터 세트를 축적할 때까지 샘플 순차 스캐닝 평면(Ps, P2, P3 및 Pf)(중앙 수직 방향(Zc) 축을 중심으로 회전함)에 의해 도식적으로 표시된다. 본 발명의 레이저 스캔 방법의 일 실시예에서, 수명 주기 내화물 표면 마모를 추적하기 위한 내화물 내측면의 완전한 데이터 세트의 생성을 제어하는 적어도 3개의 변수가 존재한다.
변수(1)는 각 측정 샘플 직경(X-Z) 평면에서 연속적인 레이저 측정 사이의 증분 각도(도 4의
Figure pct00001
) 레이저 빔 시프트이다. 예를 들어, 도 4 및 도 5a에 도식적으로 도시된 바와 같이, 2차원 측정 샘플 직경 평면은 Ps(또한 도 5b에도 도시됨)이고, 연속적인 레이저 측정 사이의 증분 각도 레이저 빔 세프트는 인접한 레이저 측정 사이의 아크 각(
Figure pct00002
)(점선으로 표시)이다(즉, 도 4의 PS1-Ps2 … PS14-Ps15).
변수(2)는 연속적인 2차원 측정 샘플 직경 평면 사이의 (중앙 수직 방향의 Zc 축에 대한) 증분 각도 회전 레이저 시프트이며, 예컨대, 연속적인 2차원 측정 샘플 직경 평면 사이의 증분 각도 회전 레이저 시프트는 도 5b에 도 5b에 도식적으로 도시되어 있고, 연속적인 2차원 샘플 직경 평면 사이의 증분 각도(φ) 회전 레이저 시프트는 이 예에서 180도에 대하여 인접한 2차원 샘플 직경 평면, 즉 PS-P2 및 P3-Pf 사이의 아크 각도(φ)이며, 직경 평면 Ps은 0-180도에 있고(도면 기준), Pf는 직경 평면 스캔이 실행된 후 내화물 표면 스캔의 (중심 Zc 축에 대한) 360도 회전을 완료하기 위한 최종 직경 평면이다.
변수(3)은, 예컨대, 각각의 측정된 직경 평면 내 10개의 레이저 측정 데이터 세트를 반복하고 그리고 각각의 측정된 직경 평면 내의 마지막 레이저 측정 데이터로서 반복된 10개의 레이저 측정 데이터 세트의 수학적 평균을 사용함으로써, 내화물의 표면 이미지 데이터 세트 내의 에러를 줄이기 위해 변수(1) 또는 (2) 측정 데이터 세트 또는 변수(1) 및 변수(2) 측정 데이터 세트에서 측정된 레이저 측정 데이터 세트의 반복 횟수이다.
도면에 도시되고 본 명세서에 설명된 본 발명의 내화물 수명 사이클 마모 이미징 및 이미지 프로세싱 시스템의 실시예에서, 레이저 센서 유닛(32)은 각 측정 샘플 직경 평면에서 연속적인 레이저 측정 사이에서 각 레이저 빔 이동(θ)을 실행하고, 레이저 센서 유닛이 부착된 레이저 모션 마운트(34)는 레이저 센서 유닛의 회전과 함께 연속적인 2차원 측정 샘플 직경 평면 사이에서 점진적인 각도 회전 레이저 시프트(φ)를 실행한다. 전체 내화물 표면 레이저 스캔을 시작할 때, 레이저 센서 유닛의 레이저 빔 투영은 예컨대, 도가니 중심의 레이저 포트 개구(36a)를 대략적으로 중심을 맞춤으로써 첫 번째 2D 평면 스캔의 시작을 위해 (일반적으로 뜨거운) 빈 도가니의 중심(Cc)에 중심을 맞출 수 있다.
본 발명의 내화물 수명 사이클 마모 이미징 및 이미지 프로세싱의 한 방법이 도 9에 도시되어 있다. 도 9에 개시된 스캔 프로세스(200)는 재료 가열 및 용융을 위한 코어리스 전기 유도로에 설치된 소모성 내화물의 수명 사이클 동안 완전한 내화물 스캔의 시리즈 내의 각각의 완전한 내화물 라이닝 표면 스캔(완전한 내화물 스캔이라고 함)에 적용된다. 바람직하게는, 제한하는 것은 아니지만, 제1 완전한 내화물 스캔(베이스라인 스캔이라 함)은 파운드리 내에서 작동하기 위해 유도로에 새로운 소모성 내화물 라이닝이 최초 설치된 후에 수행된다. 후속의 완전한 내화물 스캔들(각각 개별 생산 스캔이라고 함)은 유도로 내의 각각의 용융물이, 예컨대, 용융물의 틸트 붓기 또는 바닥 붓기에 의해, 유도로로부터 또는 코어리스 전기 유도로로부터 처리되고 제거된 후 빈번하게 이루어진다.
선택적인 프로세스 단계(202)에서, 아직 수행되지 않은 경우, 내화물 이미징 및 프로세싱 컴포넌트를 위한 보조 지원 시스템이 작동 중에 배치된다. 예를 들어, 본 발명의 도시된 예에서, 전력 시스템이 레이저 센서 유닛 및 레이저 모션 마운트를 위해 활성화되고 냉각 매체의 공급이 인클로저(36) 내의 환경 냉각을 위해 개시된다.
프로세스 단계(204)에서, 아직 수행되지 않았다면, 제어 및 데이터 통신 채널, 예를 들어, 본 발명의 예시된 예에서 이더넷 케이블(32a, 34a, 33a, 33b)이 본 발명의 레이저 이미징 어셈블리(30) 및 HMI(Human Machine Interface)(40)에서 레이저 센서 유닛(32) 및 레이저 모션 마운트(34)와 같은 적외선 이미징 시스템(IRIS) 장치 사이에 설정된다. 본 발명의 도시된 예에서, 컴퓨터 하드웨어(통칭하여 시스템 프로세서라 함)는 내화물 스캔 이미징 및 프로세싱 소프트웨어(시스템 소프트웨어라 함)의 실행 및 저장 및 완전한 내화물 스캔 데이터의 저장을 위해 기록 가능한/실행 가능한 메모리 및 저장 메모리를 위한 HMI(40) 내에 제공된다.
프로세스 단계(206)에서, 레이저 어셈블리(30)는 "내화물 스캔" 위치로 이동된다. 본 발명의 일부 실시예에서, 레이저 어셈블리 리미트 스위치 또는 다른 위치 감지 장치는 리미트 스위치가 트립(작동)될 때 레이저 어셈블리가 "내화물 스캔" 위치에 있을 때를 감지하기 위해 제공된다.
판정 프로세스 단계(208)에서, 레이저 어셈블리(30)는, 예를 들어, 레이저 어셈블리 리미트 스위치가 트립된 신호를 시스템 소프트웨어에 전송하여 레이저 센서 유닛 및 레이저 모션 마운트가 "내화물 스캔" 위치에 있음을 확인한 때, "내화물 스캔" 위치에 있는 것으로 확인된다. 신호 확인이 수신되지 않은 경우("NO"), 프로세스 단계(206)가 반복되고 후속적으로 반복되는 프로세스 단계(208)에서 확인이 수신되지 않으면, HMI(40)는 HMI 또는 다른 시스템 제어 스테이션에서의 작업자 액션에 대한 시스템 고장 시각 및/또는 청각 경보를 전송한다.
도면에 도시된 본 발명의 실시예의 프로세스 단계(210)에서, 운전자는 HMI 또는 다른 제어 스테이션에서 "베이스라인 스캔" 또는 "생산 스캔"의 선택을 시스템 소프트웨어에 입력한다. 바람직하게는, 제한하는 것은 아니지만, 개별 생산 전체 내화물 스캔은 (예컨대, 용융물 주입 사이에 필요한 최소 생산 시간을 유지하기 위해) 실행 시간이 더 짧아, 내화물 표면 스캔의 처리된 3차원(3D) CAD 이미지의 더 낮은 해상도를 초래한다. 예를 들어, 일반적인 전체 베이스라인 내화물 스캔은 약 2분 내에 완료될 수 있고, 일반적인 전체 생산 내화물 스캔은 전체 베이스라인 내화물 스캔에 대한 0.1도에서 내화물의 전체 개별 생산 레이저 스캔에 대한 1.0도(φ)까지 변화하는 도 5b의 각각의 직경 평면 사이의 각도(φ) 스캔 해상도를 가지고 30초 이내에 달성될 수 있다.
프로세스 단계(210)에서, 시스템 소프트웨어로 아직 입력되지 않은 경우, 운전자는 또한 HMI 또는 다른 제어 스테이션에서 유도로의 기하학적 형상의 파라미터, 예를 들어, 대략적인 단면 파라미터(예컨대, 유도로의 내부 내화물 하부 측벽과 내부 내화물 바닥 구성 사이의 도가니 직경 및 트랜지션 기하학적 형상)를 포함하는 레이저 스캔 셋업 변수를 입력한다.
프로세스 단계(210)에서, 시스템 소프트웨어는 180도에 걸친 수직 오프셋 각도(φ) 2D 수직 방향 평면 직경 내화물 직경 스캔의 시리즈에서 레이저 센서 유닛(도가니 수직 스캔 평면(Ps)에 대해 도 4에 도시됨)에 의한 초기 2D 수직 방향 평면 직경 내화물 스캔을 시작하기 위해 레이저 어셈블리에 제어 및 데이터 신호를 전송한다. 예를 들어, 도면에 도시된 본 발명의 실시예에서, 초기 2D 수직 방향 평면 직경 내화물 직경 스캔은 도 4의 θ와 같은 레이저 센서 유닛에 의해 취해진 증분 각도 레이저 거리 스캔을 갖는 도 5a 및 도 5b의 평면(Ps)이다.
프로세스 단계(212)에서, 평면 직경 스캔 이미징 거리 원시 데이터는 레이저 센서 유닛(32)에 의해 판독되고 시스템 프로세서에 의해 저장 메모리에 저장된다.
판정 프로세스 단계(214)에서, 프로세스 단계(212)에서 판독되고 저장된 평면 직경 스캔 이미징 원시 데이터는 2차원 평면 직경 스캔이 데이터 전송 에러 없이 완료되었음을 검증하기 위해 2차원 평면 직경 데이터 검사 루틴을 실행하는 적절한 이미징 데이터 에러 검사 시스템 소프트웨어 루틴을 통해 검증된다. 프로세스 단계(212)에서 판독되고 저장된 평면 직경 스캔 이미지 원시 데이터가 검증되지 않은 경우("NO"), 프로세스 단계(212)에서 판독되고 저장된 평면 직경 스캔 이미징 원시 데이터가 검증될 때까지("YES"), 프로세스 단계(212)가 반복된다.
판정 프로세스 단계(218)에서, 프로세스 단계(214)에서 판독되고 저장된 검증된("YES") 평면 직경 스캔 이미징 원시 데이터가 180도에 걸친 수직 오프셋 2D 수직 평면 직경 내화물 직경 스캔의 시리즈 중 마지막 시리즈가 아닌 경우("NO"), HMI 시스템 프로세서는 "모터 각도 이동" 제어 신호를 프로세스 단계(216)에서 레이저 모션 마운트(34) 내의 회전 모터에 전송하여, 부착된 레이저 센서 유닛을 180도에 걸친 2D 평면 직경 내화물 스캔의 시리즈 중 다음 시리즈로 회전(도 5b에서 각도 φ만큼 증가(패닝))시킨다.
프로세스 단계(210 내지 218)을 요약하면, 레이저 센서 유닛으로부터 소모성 내화물 표면까지의 레이저 거리 스캔을 시작하기 위해, 레이저 센서 유닛은 에너지를 공급받고 레이저 센서 유닛의 2차원 레이저 스캔 평면에서 회전하고; 레이저 거리 데이터는 180도에 걸쳐 2차원 스캔 평면의 시리즈 중 각각에서 선택된 각도 분해능(θ)에서 취해지며; 복수의 레이저 거리 데이터 샘플은 2차원 스캔 평면 내의 측정 포인트에서 취해져 특정 애플리케이션에서 운전자의 선택에 따라 정확도를 높인다. 2차원 데이터가 통신 오류 없이 수신되면, 제어 신호는 레이저 모션 마운트 내의 모터로 전송되어, 필요한 각도 분해능(φ)의 한 스텝을 2차원 레이저 스캔 평면의 시리즈 중 다음 시리즈로 회전(패닝)시킨다. 레이저 내화물 거리 스캔 프로세스는 180°에 걸쳐 반복되어 전체 내화물 스캔에 대한 소모성 내화물 표면 데이터를 생성한다. 특정 애플리케이션에서의 요구사항에 따라, 전체 소모성 내화물 표면 원시 데이터 세트는 일반적으로 전체 소모성 내화물 표면 데이터 세트가 베이스라인 또는 생산 분해능에 있는지 여부에 따라 375,000 내지 40,000,000 데이터 포인트이다.
프로세스 단계(214)에서 판독되고 저장된 검증된("YES") 평면 직경 스캔 이미징 원시 데이터가 프로세스 단계(218)에서 판정된 바와 같이 180도에 걸친 수직 오프셋 2D 수직 방향 평면 직경 내화물 직경 스캔의 시리즈 중 마지막 것이라면("YES"), 프로세스 단계(220)에서, 시스템 프로세서는 프로세스 단계(220)의 시스템 소프트웨어 내의 포스트 데이터 수집 시스템 소프트웨어 루틴을 실행하여 전체 소모성 내화물 표면 원시 데이터 세트 내에서 이상치 데이터 오브젝트를 감지 및 처리하고, (선택된 데이터 포인트의 복수의 스캔 시) 평균화되고 평활화되고 필터링된 원시 데이터 세트를 생성한다.
프로세스 단계(222)에서, 스캔된 내화물 벽의 3D 포인트 클라우드 시각화는 프로세스 단계(220)에서 생성된 필터링된 원시 데이터 세트로부터 생성된다.
프로세스 단계(224)에서, 변환 및 3D 포인트 클라우드 시각화의 중심점이 생성되어, 스캔된 내화물 벽의 3D 포인트 클라우드 시각화의 중심점을 생성함으로써 이전 내화물닝 스캔을 통해 일관성 있게 중심이 맞춰지고 정렬된 내화물 라이닝 표면 형상을 형성하는 현재 내화물 라이닝 스캔을 위한 중심이 맞춰진 3D 포인트 클라우드를 생성한다.
프로세스 단계(226)에서, 베이스라인 내화물 스캔 데이터 세트(또는 마지막 이전 내화물 스캔 데이터 세트)는 현재 생성된 내화물 스캔 데이터 세트와 비교되어, 내화물 마모 영역(내화물 표면 영역에서 관찰된 차이 영역)을 강조 표시한다.
프로세스 단계(226)에서, 시스템 프로세서는 도 9의 스캔 프로세스(200)에서 처리되는 현재 내화물 라이닝 스캔 데이터 세트를 시스템 메모리에 저장된 이전 내화물 라이닝 스캔 데이터 세트와 비교하는 내화물 스캔 비교 분석 소프트웨어 루틴을 실행한다. 특정 애플리케이션에서 시스템 운전자에 의해 선택되는 바와 같이, 비교 이전 내화물 라이닝 스캔은 현재 내화물 라이닝 스캔 데이터 세트와 현재 내화물 라이닝 스캔 데이터 세트 사이의 (내화물 표면 마모 영역과 관련된) 불일치의 검출 및 불일치의 평가를 위한 베이스라인 라이닝 스캔 또는 선택된 이전 생산 라이닝 스캔일 수 있다.
프로세스 단계(228)에서, 이전 내화물 라이닝 스캔과의 불일치로부터 내화 마모 영역을 강조 표시하기 위해 보충 2D 뷰와 함께 현재 내화물 라이닝 스캔의 중심이 맞춰진 3D 포인트 클라우드로부터 3D CAD 모델이 생성된다. 선택적으로, 3D CAD 모델은 현재 3D CAD 모델과 관련된 최대 마모 경계를 나타내는 그래픽 "펜스" 영역을 3D CAD 모델 상에 생성한다.
프로세스 단계(230)에서, 내화물 표면 마모 영역의 최대 포함 깊이 및 평균 포함 깊이를 포함하는 소모성 마모 통계치가 시스템 컴퓨터 프로세서에 의해 생성되고, HMI(40) 상에 소모성 마모 통계치를 표시한다.
프로세스 단계(220 내지 230)를 요약하면, 현재의 완전한 내화물 표면 원시 이미징 데이터 세트가 수집된 후, 완전한 원시 이미징 데이터의 이상치 검출/처리 및 예비 필터링/평균화가 수행된다. 그 다음, 이 원시 데이터 세트를 사용하여, 두 축의 기지의 각도(θ 및 φ)와 각각의 각도의 거리로부터 3차원 포인트 클라우드를 생성한다. 기하학적 형상을 부드럽게 하기 위해 3차원 포인트 클라우드에 대해 필터링이 수행된다. 3차원 포인트 클라우드가 분석되고 원통형 모델에 피팅된다. 스캔 중에 레이저가 중심에서 벗어나거나 완벽하게 수평이 맞지 않는 것을 고려하기 위해 데이터 세트에 대한 변환이 수행된다. 새로운 중심의 3차원 포인트 클라우드는 이전 베이스라인 내화물 스캔 데이터 세트 또는 이전 생산 내화물 스캔 데이터 세트와 비교되고, 영역들은 예를 들어 이전 베이스라인 또는 생산 스캔 데이터 세트와 현재 스캔 데이터 세트 간의 거리의 백분율 차이에 대한 색상 코딩에 의해 강조 표시된다. 이러한 3차원 및 2차원 뷰는 HMI(40) 상에 색상 코딩과 함께 생성된다. 내화물 마모 통계치는 최대 포함 깊이 및 평균 포함 깊이를 포함하는 비교 데이터 세트로부터 생성된다.
프로세스 단계(232)에서, 시스템 프로세서는 현재 스캔 데이터에 라벨을 붙이고 선택된 시스템 저장 장치에 저장하는 현재 스캔 데이터 시스템 소프트웨어 루틴을 실행한다.
본 명세서에 기재된 개시 내용에 따르면, 당업자는 본 명세서에 개시된 내화 수명 사이클 마모 이미징 및 프로세싱 방법을 수행하기 위해, 예를 들어, HMI, 예를 들어 PLC 또는 패널 PC 내에 위치한 시스템 컴퓨터 프로세서를 프로그래밍할 수 있다.
본 발명의 대안의 실시예에서, 도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 단일 파운드리 이미징 장착 시스템(20) 및 레이저 이미징 어셈블리(30)는 2개의 유도로(90a(제1 내화물 재료(120a) 및 제1 소모성 내화물 라이닝(112a) 내에 매립된 유도 코일 포함)와 90b(제2 내화물 재료(120b) 및 제2 소모성 내화물 라이닝(112b)에 매립된 유도 코일 포함)) 사이에 위치되고 고정 장착될 수도 있고, 대안으로서 2개의 유도로 각각을 서비스할 수도 있다. 대안으로서, 단일 레이저 이미징 조립체(30)는 용융 데크(92)에 연결된 트랙에 설치되고 파운드리의 복수의 전기 유도로에 대해 배열된 단일 파운드리 장착 구조에 장착될 수 있으므로 단일 레이저 이미징 조립체(30)는 복수의 전기 유도로가 "내화물 스캔" 위치에 있는 각 유도로에서 멈춘다.
본 발명의 일부 예에서, 도가니 내부 체적의 기하학적 형상이 원통형이 아닌 경우, 또는 내부 체적 실린더의 기하학적 형상이, 예를 들어, 내화물 측벽과 바닥 내화물 사이의 경계면에서의 레이저 거리 측정에 문제가 되는 경우, 예를 들어, 3개의 개별 레이저 어셈블리(36', 36'' 및 36''')가 사용되는 도 8에 도시된 바와 같이, 내화물 라이닝의 내측면에 대해 복수의 파운드리 장착 구조(20) 및 레이저 어셈블리(30)를 사용하는 것이 유리하다. 본 발명의 이러한 실시예에서, 복수의 레이저 어셈블리(30)에 대한 복수의 스캐닝 평면은 복수의 레이저 어셈블리에 의해 생성된 순간 레이저 빔 사이의 간섭을 피하기 위해 선택적으로 시간 동기화될 수 있다. 3개의 레이저 어셈블리 각각에 의해 수집된 이미징 디지털 데이터 세트들은 데이터 이미징 프로세싱 소프트웨어의 소프트웨어 이미지 스티칭 소프트웨어 코드를 통해 함께 스티칭되어, 단일 2차원 또는 3차원 스크린 디스플레이 또는 내화물 라이닝 표면의 하드 카피를 생성할 수 있다.
본 발명은 또한 내화물이 탄화규소 조성물과 같은 높은 저항률을 갖는 고온의 전기 전도성 재료로 대체되는 전기 유도로에도 적용된다.
일반적으로 본 발명의 시스템 및 방법은 수명 주기 소모성 라이닝 마모를 이미지화하고 분석할 뿐, 결함 있는 내화물 설치 또는 부적절한 유도로 작동으로 인한 내화물 균열과 같은 내화물 이상을 분석하기 위한 진단 시스템 및 방법은 아니다.
본 발명은 바람직한 예시 및 실시예의 관점에서 설명되었다. 명시적으로 언급된 것 이외에도 등가물, 대안 및 수정이 가능하며 본 발명의 범위 내에 속한다. 본 명세서의 교시의 이점을 갖는 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 수정을 할 수 있다.

Claims (5)

  1. 파운드리 환경에 배치된 전기 유도로용 소모성 내화물 수명 사이클 마모 이미징 및 이미지 프로세싱 시스템으로서,
    상기 파운드리 환경 내의 상기 전기 유도로에 인접하게 배치된 파운드리 이미징 장착 시스템; 및
    상기 파운드리 이미징 장착 시스템에 부착된 레이저 이미징 어셈블리를 포함하고, 상기 레이저 이미징 어셈블리는 레이저 센서 유닛 및 레이저 모션 마운트를 포함하고, 상기 파운드리 이미징 장착 시스템에 부착된 상기 레이저 이미징 어셈블리는 상기 전기 유도로의 도가니 상단 위로 오프셋되어 있고 상기 전기 유도로 내의 소모성 내화물 위에 대략 중심이 맞춰져 있으며, 상기 레이저 센서 유닛 및 상기 레이저 모션 마운트는 상기 파운드리 환경으로부터 열적으로 격리되어 있고, 상기 레이저 센서 유닛은 2D 평면 내화물 벽 데이터 포인트의 시리즈에 걸쳐 소모성 내화물 표면을 레이저 스캐닝하도록 구성되고, 상기 레이저 모션 마운트는 상기 레이저 센서 유닛에 의해 상기 2D 평면 내화물 벽 데이터 포인트의 시리즈에 걸쳐 상기 소모성 내화물 표면에 걸쳐 레이저 스캐닝하기 위해 상기 레이저 센서 유닛의 일련의 각도 회전을 위해 구성되고, 상기 2D 평면 내화물 벽 데이터 포인트의 시리즈는 상기 내화물의 내측면의 전체 내화물 벽 표면 원시 데이터 스캔을 형성하는 것을 특징으로 하는 파운드리 환경에 배치된 전기 유도로용 소모성 내화물 수명 사이클 마모 이미징 및 이미지 프로세싱 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전체 내화물 벽 표면 원시 데이터 스캔의 내화물 벽 표면 이미지 프로세싱을 위한 인간 기계 인터페이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파운드리 환경에 배치된 전기 유도로용 소모성 내화물 수명 사이클 마모 이미징 및 이미지 프로세싱 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 내화물의 내측면의 상기 전체 내화물 벽 표면 원시 데이터 스캔으로부터 생성된 중심이 맞춰진 3D 포인트 클라우드는 이전 내화물 라이닝 스캔과 정렬되고 일관성 있게 중심이 맞춰진 내화물 라이닝 표면 형상을 형성하는 것을 특징으로 하는 파운드리 환경에 배치된 전기 유도로용 소모성 내화물 수명 사이클 마모 이미징 및 이미지 프로세싱 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 파운드리 이미징 장착 시스템은 상기 전기 유도로의 유도로 용융 데크에 제1 수직 방향 장착 구조(VOMS) 단부에 고정된 수직 방향 장착 구조(VOMS), 상기 제1 VMOS 단부 반대편의 상기 수직 방향 장착 구조의 제2 VOMS 단부, 수평 방향 장착 구조(HOMS)의 제1 HOMS 단부에 고정된 상기 파운드리 이미징 장착 시스템의 수평 방향 장착 구조, 상기 전기 유도로의 내부 도가니 체적의 수평 평면의 중심 위에서 수평으로 가변적으로 연장 가능하고 상기 전기 유도로의 상부 도가니 개구 위에서 수직으로 연장 가능한 상기 수평 방향 장착 구조의 제2 HOMS 단부를 포함하고, 상기 레이저 이미징 어셈블리는 상기 수평 방향 장착 구조의 상기 제2 HOMS 단부에 연결된 것을 특징으로 하는 파운드리 환경에 배치된 전기 유도로용 소모성 내화물 수명 사이클 마모 이미징 및 이미지 프로세싱 시스템.
  5. 파운드리 환경에 배치된, 재료를 가열 및 용융시키기 위한 전기 유도로의 빈 뜨거운 도가니 내의 소모성 내화물 라이닝 표면의 마모를 측정하는 방법으로서,
    레이저 센서 유닛 및 상기 레이저 센서 유닛에 부착된 레이저 모션 마운트를 갖는 레이저 이미징 어셈블리를 위치조절하는 단계로서, 상기 레이저 센서 유닛 및 상기 레이저 모션 마운트는 상기 빈 뜨거운 도가니의 상단 개구부 위에 오프셋되어 있고, 상기 레이저 센서 유닛 및 상기 레이저 모션 마운트는 상기 빈 뜨거운 도가니의 중심 위에 대략적으로 중심이 맞춰져 있는 것인, 상기 레이저 이미징 어셈블리를 위치조절하는 단계;
    상기 빈 뜨거운 도가니 내의 상기 레이저 센서 유닛을 통해 상기 소모성 내화물 라이닝 표면의 복수의 순차적인 2차원 평면 레이저 스캔을 실행하는 단계로서, 상기 복수의 순차적인 2차원 평면 레이저 스캔 각각은 상기 복수의 순차적인 2차원 평면 레이저 스캔 각각에서의 레이저 빔 스위프에 의해 형성되고, 상기 복수의 순차적인 2차원 평면 레이저 스캔 각각은 내화물 라이닝 표면 원시 데이터 스캔을 생성하기 위해 상기 레이저 모션 마운트에 의한 상기 레이저 센서 유닛의 복수의 방사상 회전이 뒤따르는 것인, 상기 복수의 순차적인 2차원 평면 레이저 스캔을 실행하는 단계; 및
    상기 내화물 라이닝 표면 원시 데이터 스캔을 상기 레이저 이미징 어셈블리로부터 상기 내화물 라이닝 표면 데이터 원시 데이터의 이미지 프로세싱을 수행하는 인간 기계 인터페이스로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파운드리 환경에 배치된, 재료를 가열 및 용융시키기 위한 전기 유도로의 빈 뜨거운 도가니 내의 소모성 내화물 라이닝 표면의 마모를 측정하는 방법.
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