일반기술

박강판 내부의 비금속 개재물 온라인 자동탐상기

압연기술의 최첨단이라고 할 수 있는 박강판 2piece can 소재에서 문제가 되는 플랜지 크랙은 그 원인이 제강공정에서 발생하는 비금속 산화물 등에 의한 것으로 알려져 있다. 그러나 그 크기가 극히 미소하며, 표면 및 내부에 산재하고 있으므로 제강공정에서 그 존재를 사전에 파악하는 것이 곤란하다. 또한 압연기술의 발달에 의해 캔 소재의 극박화가 지속적으로 이루어지고 있으므로 문제가 되는 개재물의 크기가 점점 작아지고 있는 실정이다. 그러나 비금속 개배물이 박강판의 표면에 노출되지 않는 경우가 많으므로 일반적인 광학을 이용한 실시간 결함 검출기술이 아닌 새로운 방식의 결함 탐상 기술이 필요하다.이에 본 기술에서는 개재물 탐상기는 각 자기센서 신호를 독립적으로 처리하여 결함의 위치 및 크기의 정량화가 동시에 가능하도록 하였다. 이를 위해 다양한 자기센서를 채택하여 센서 운영의 최적화 방안을 도출하였으며, 500~1000mpm의 고속 생산공정에 적용하기 위해 다중자기센서를 일렬로 배열하여 실시간 자료처리를 하므로써 전장 전폭 검사가 가능하도록 하였다. 현재 개재물 탐상기는 박강판의 생산공정 중의 하나인 냉연공장의 생산라인에 설치하였고, 비금속 개재물의 존재유무 및 정량적 평가를 위하여 운영 중에 있다.2piece can 소재는 Al-killed강으로 압연공정을 거쳐 박강판으로 제조하여 식음료 등의 보관에 사용되는 강종이다. 이 강종을 이용하여 심가공(deep drawing)을 통해 캔을 제조함에 있어 강판의 내부에 비금속 개재물이 존재할 경우 응력의 집중에 의해 크랙이 발생할 가능성이 높아진다. 주로 플랜징 공정에서 크랙이 발생하며, 현재 국내의 상황에서 주로 문제가 되고 있는 개재물의 크기는 1㎜L×0.1㎜W×0.01㎜T 정도일 것으로 예상된다. 표면결함 탐상에 주로 사용되고 있는 광학적 방법은 그 원리상 강판매부의 결함은 탐상할 수 없다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 누설자속 탐상법을 사용한 탐상기술이 일본을 중심으로 개발되었다. 캔의 소재가 자성체이므로 외부에서 소재에 직류의 자기장을 가하여 소재를 자기적으로 포화시킨다. 비금속 개배물은 자기특성상 캔 소재와는 다른 비자성 물질이므로 개재물을 중심으로 자기장의 왜곡이 발생한다. 이로 인해 박강판 외부에 누설되는 직류 자기장의 크기를 자기센서를 이용하여 측정하므로써 박강판의 내부에 존재하는 비금속 개재물을 파악할 수 있다. 누설자속 탐상법은 일정한 형상을 갖는 강자성 소재의 연속생산 공정에서 표면결함의 자동탐상에 적합한 기술로써 주로 박강판재의 표면결함 및 내부결함 탐상에 유리하다.