KR20200127034A - Continuous casting ingot mold for metal, breakout detection system and method in continuous metal casting machine - Google Patents

Continuous casting ingot mold for metal, breakout detection system and method in continuous metal casting machine Download PDF

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KR20200127034A
KR20200127034A KR1020207029781A KR20207029781A KR20200127034A KR 20200127034 A KR20200127034 A KR 20200127034A KR 1020207029781 A KR1020207029781 A KR 1020207029781A KR 20207029781 A KR20207029781 A KR 20207029781A KR 20200127034 A KR20200127034 A KR 20200127034A
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ingot mold
optical fiber
plate
duct
metal
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KR1020207029781A
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기아니 율리아니
에티엔네 카스티옥스
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이비디에스 엔지니어링
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Abstract

냉각수의 순환에 의해 금속 플레이트(22)를 냉각하도록 구성된 냉각 장치(14)에 장착되는 금속 플레이트(22)의 조립체에 의해 형성되는 유형의, 금속용 연속 주조 잉곳 주형(12)이 개시된다. 상기 잉곳 주형은, 1.6 mm보다 큰 직경을 갖고, 다수의 브래그 필터를 가지며, 잉곳 주형(12)의 주조 축에 평행하지 않은 방향으로 상기 플레이트(22) 중 적어도 하나의 벽 안에서 연장되는 광섬유를 포함한다.A continuous casting ingot mold 12 for metal is disclosed, of the type formed by an assembly of metal plates 22 mounted to a cooling device 14 configured to cool the metal plate 22 by circulation of coolant. The ingot mold has a diameter greater than 1.6 mm, has a plurality of Bragg filters, and includes an optical fiber extending within at least one wall of the plates 22 in a direction not parallel to the casting axis of the ingot mold 12 do.

Description

금속용 연속 주조 잉곳 주형, 연속 금속 주조기에서의 브레이크아웃 감지 시스템 및 방법Continuous casting ingot mold for metal, breakout detection system and method in continuous metal casting machine

본 발명은 연속 금속 주조 설비에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 연속 금속 주조용 잉곳 주형에 관한 것이다. 다른 양태에 따르면, 본 발명은 연속 금속 주조 설비에서 브레이크아웃(breakout)을 감지하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous metal casting plant. More specifically, the present invention relates to an ingot mold for continuous metal casting. According to another aspect, the present invention relates to a system and method for detecting breakout in a continuous metal casting facility.

연속 금속 주조 설비, 예를 들어, 연속 강철 주조 설비는 일반적으로 액체 금속을 적절한 형태로 응고시키기 위해 액체 금속이 부어지는 잉곳 주형을 포함한다. 이는 바텀리스(bottomless) 잉곳 주형일 수 있으며, 이 경우 금속이 냉각되어 슬래브(slab)를 형성한다. 액체 금속을 냉각하기 위해 잉곳 주형의 벽은 예를 들어 수냉식 냉각 장치에 부착된다. 잉곳 주형과 냉각 장치는, 슬래브가 잉곳 주형을 빠져나올 때, 여전히 액체 상태인 금속을 슬래브의 코어에 가둘 수 있을 만큼 충분히 큰 두께를 갖는 응고된 외부 표면을 갖도록 금속의 유속에 따라 치수가 결정된다.Continuous metal casting plants, for example continuous steel casting plants, generally include ingot molds into which liquid metal is poured to solidify the liquid metal into a suitable shape. This may be a bottomless ingot mold, in which case the metal is cooled to form a slab. In order to cool the liquid metal, the walls of the ingot mold are attached to, for example, a water-cooled cooling device. The ingot mold and cooling unit are dimensioned according to the flow rate of the metal so that when the slab exits the ingot mold, it has a solidified outer surface that is thick enough to trap the still liquid metal in the core of the slab. .

액체 금속이 잉곳 주형에서 유동함에 따라, 금속이 잉곳 주형의 벽에 달라붙을 수 있는데; 이는 바람직하지 않고 설비의 생산에 중대한 영향을 미칠 수 있다. 이는 특히 잘 알려진 브레이크아웃 현상을 유발한다. 금속이 벽에 달라붙으면 금속이 제대로 응고되지 않는 영역이 슬래브에 생성되고, 따라서 슬래브는 이 영역에서 불충분하게 두꺼운 외부 표면을 가지고 잉곳 주형을 빠져나간다. 그 결과, 슬래브에 균열이 생기고 슬래브 코어 내에서 여전히 액체인 금속이 유출되게 한다. 수율 손실 외에도, 매우 높은 온도에 있는 액체 금속은 설비를 손상시키거나 심지어는 설비 조작자들에게 위험을 초래할 수 있다. 따라서, 예를 들어 슬래브 추출 속도를 늦추거나 설비를 일시적으로 중지하거나 또는 다른 시정 조치를 취하는 등의 예방 조치를 취할 수 있도록 가능한 한 빨리 이러한 브레이크아웃을 감지해야 할 필요가 있다.As the liquid metal flows in the ingot mold, the metal may stick to the walls of the ingot mold; This is undesirable and can have a significant impact on the production of the plant. This causes a particularly well-known breakout phenomenon. When the metal adheres to the wall, an area in which the metal does not solidify properly is created in the slab, so the slab exits the ingot mold with an insufficiently thick outer surface in this area. As a result, the slab cracks and causes the still liquid metal to flow out of the slab core. In addition to yield loss, liquid metals at very high temperatures can damage equipment or even pose a risk to equipment operators. Thus, there is a need to detect such breakouts as soon as possible so that preventive measures can be taken, for example slowing down the rate of slab extraction, temporarily stopping the plant, or taking other corrective actions.

긴박한 브레이크아웃의 징후인, 잉곳 주형의 벽에 금속이 달라붙는지 여부를 감지하기 위한 방법이 선행 기술에 공지되어 있다. 이는 서로 다른 지점에서 잉곳 금형 벽의 온도 측정을 기반으로 한다. 특히, 벽에 금속이 달라붙을 때 벽은 특정 온도 프로파일을 갖는 것이 관찰되었다. 이 온도를 측정하는 공지된 수단은 가능한 한 빨리 온도 이상을 감지할 수 있도록 잉곳 주형의 벽에 규칙적으로 분포된 열전대(thermocouple)를 설치하는 것이다.Methods are known in the prior art for detecting whether metal is sticking to the wall of the ingot mold, which is a sign of an impending breakout. It is based on measuring the temperature of the ingot mold wall at different points. In particular, it has been observed that the wall has a certain temperature profile when the metal adheres to the wall. A known means of measuring this temperature is to install a regularly distributed thermocouple on the wall of the ingot mold so that an abnormal temperature can be detected as quickly as possible.

이러한 감지 방법은 유리하지만 많은 문제점을 내포하고 있다. 특히, 최대 수의 위치에서 벽의 온도를 측정하기 위해서는, 다수의 열전대를 설치해야 한다. 이는 잉곳 주형의 제조 비용을 증가시킬 뿐만 아니라 열전대의 전기적 연결을 복잡하게 만든다. 또한 열전대는 벽의 온도를 항상 정확하고 확실하게 측정할 수 있는 것은 아니고, 따라서 만족스럽지 않은 수의 잘못된 경보, 즉 그렇지 않은 경우에도 긴박한 브레이크아웃을 알리는 경보를 생성할 수 있다.Although this detection method is advantageous, it has many problems. In particular, in order to measure the temperature of the wall at the maximum number of positions, it is necessary to install a number of thermocouples. This not only increases the manufacturing cost of the ingot mold, but also complicates the electrical connection of the thermocouple. In addition, thermocouples are not always able to accurately and reliably measure the temperature of the wall, so they can generate an unsatisfactory number of false alarms, even if they are not, an alarm of an impending breakout.

또 다른 문제는, 냉각수의 순환에 의해 금속 플레이트를 냉각하도록 구성된 냉각 장치에 장착되는 금속 플레이트의 조립체에 의해 일반적으로 형성되는 잉곳 주형의 구성과 연관된다. 온도를 측정해야 하는 잉곳 주형의 영역에 도달하기 위해서는, 이 냉각 장치를 통과하여 순환수를 통과해야 한다. 이로 인해 밀봉 및 배선 문제가 더 발생한다.Another problem is associated with the construction of an ingot mold that is generally formed by an assembly of metal plates mounted on a cooling device configured to cool the metal plates by circulation of coolant. In order to reach the area of the ingot mold where the temperature is to be measured, it must pass through this cooling device and pass through circulating water. This leads to further sealing and wiring problems.

측정 장치가 구비된 선행 기술의 잉곳 주형에서 직면하는 추가 문제는 또한 특히 잉곳 주형의 벽이 사용되는 동안 잉곳 주형의 매우 제한된 접근성과 연관된다. 온도 측정 장치가, 고장이 발생한 경우, 전체 설비를 분해할 필요 없이 교체될 수 있는 잉곳 주형을 가질 수 있는 것이 특히 유리할 것이다.A further problem faced with prior art ingot molds with measuring devices is also associated with the very limited accessibility of the ingot mold, especially while the walls of the ingot mold are used. It would be particularly advantageous for the temperature measuring device to be able to have an ingot mold that can be replaced without the need to disassemble the entire installation in case of failure.

WO-A1-2017/032488은 연속 금속 주조용 잉곳 주형을 개시하고 있다. 잉곳 주형은 네 개의 구리 플레이트(10)의 조립체로 형성되며, 이들 플레이트 중 적어도 하나는 광섬유(20)를 각각 수용하는 다수의 덕트(12)를 갖는다. 이로 인해 잉곳 주형에서 주조되는 금속의 온도를 측정할 수 있는데, 이 문헌은 특히 "광섬유 브래그 격자(Fiber Bragg Grating)" 방법을 언급하고 있다. 도 1c에 도시된 실시형태에서, 광섬유(20)는 금속의 주조 방향에 수직으로 연장된다. 그러나, 해당 문서에 개시된 덕트는 0.3 내지 1.2 mm의 직경을 갖지만 1.2 mm보다 큰 직경은 갖지 않는다.WO-A1-2017/032488 discloses an ingot mold for continuous metal casting. The ingot mold is formed from an assembly of four copper plates 10, at least one of which has a plurality of ducts 12 each receiving an optical fiber 20. This makes it possible to measure the temperature of the metal cast in the ingot mold, which in particular refers to the "Fiber Bragg Grating" method. In the embodiment shown in Fig. 1C, the optical fiber 20 extends perpendicular to the casting direction of the metal. However, the ducts disclosed in that document have a diameter of 0.3 to 1.2 mm, but no diameter greater than 1.2 mm.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결함으로써 브레이크아웃 감지를 개선하는 것이다.It is an object of the present invention to improve breakout detection by solving the above problems.

이를 위해, 본 발명은 냉각수의 순환에 의해 금속 플레이트를 냉각하도록 구성된 냉각 장치에 장착되는 금속 플레이트의 조립체에 의해 형성되는 유형의, 연속 금속 주조용 잉곳 주형을 제공하며, 잉곳 주형은, 다수의 브래그 필터(Bragg filter)를 갖고 상기 플레이트 중 적어도 하나의 벽 안에서 연장되는 광섬유를 포함하고, 광섬유는 잉곳 주형의 주조 축에 평행하지 않은 방향으로 연장되며, 광섬유는 1.6 mm보다 큰 직경을 갖는다. 광섬유의 직경은 코팅, 클래딩, 튜브 또는 이들의 조합의 선택적인 존재를 고려한다(예를 들어, 코어는 얇은 클래딩을 구비하고, 그 자체가 튜브에 삽입되고, 코팅을 구비할 수 있음). 다시 말해서, 광섬유의 직경은 코어, 클래딩 및 경우에 따라 코팅 또는 튜브 또는 이들의 조합으로 구성된 조립체의 직경이다.To this end, the present invention provides an ingot mold for continuous metal casting, of the type formed by an assembly of metal plates mounted on a cooling device configured to cool the metal plate by circulation of coolant, and the ingot mold includes a plurality of Bragg And an optical fiber extending within the wall of at least one of the plates with a Bragg filter, the optical fiber extending in a direction not parallel to the main axis of the ingot mold, the optical fiber having a diameter greater than 1.6 mm. The diameter of the optical fiber takes into account the optional presence of a coating, cladding, tube, or a combination thereof (eg, the core has a thin cladding, which itself is inserted into the tube, and may have a coating). In other words, the diameter of an optical fiber is the diameter of an assembly consisting of a core, a cladding, and optionally a coating or tube or a combination thereof.

따라서, 선행 기술의 열전대는 브래그 필터를 포함하는 광섬유로 대체된다. 광섬유는, 광섬유를 통한 광빔의 방출과 반사빔 및/또는 투과빔의 감지를 통해, 각각 필터에서 벽의 온도를 측정할 수 있다. 광섬유는 열전대보다 공간을 덜 차지하고 장착하기가 훨씬 쉽다는 것을 알 수 있다. 또한 브래그 필터에 의한 온도 측정은 열전대에 의해 얻은 것보다 더 정확하고, 따라서 잘못된 경보의 수가 줄어든다.Thus, prior art thermocouples are replaced by optical fibers comprising Bragg filters. The optical fiber can measure the temperature of the wall in each filter through emission of a light beam through the optical fiber and detection of a reflected beam and/or a transmitted beam. It can be seen that fiber optics take up less space and are much easier to mount than thermocouples. In addition, temperature measurements by Bragg filters are more accurate than those obtained by thermocouples, thus reducing the number of false alarms.

또한, 충분히 큰 직경을 갖는 광섬유를 제공함으로써, 잉곳 주형을 제조하는 것이 훨씬 용이하며, 특히 광섬유가 삽입되는 벽 안에 덕트를 제조하는 것이 더욱 용이하다. 이는 작은 직경의 매우 긴 덕트를 정밀하게 천공하는 것이 산업적으로 어렵기 때문이다. 덕트의 직경은 덕트 내의 광섬유의 실제 위치와 관련하여 불확실성이 없도록 하기 위해 광섬유의 직경과 거의 같아야 하며, 불확실성이 존재하는 경우 온도 측정이 부정확해질 수 있다. 광섬유의 직경을 늘리면 덕트의 직경을 늘릴 수 있고, 따라서 제조가 더욱 용이해진다.In addition, by providing an optical fiber having a sufficiently large diameter, it is much easier to manufacture an ingot mold, in particular it is easier to manufacture a duct in the wall into which the optical fiber is inserted. This is because it is industrially difficult to precisely drill very long ducts of small diameter. The diameter of the duct should be approximately the same as the diameter of the optical fiber so that there is no uncertainty with respect to the actual position of the optical fiber within the duct, and if uncertainty exists, the temperature measurement may become inaccurate. Increasing the diameter of the optical fiber can increase the diameter of the duct, thus making manufacturing easier.

유리하게, 광섬유는 코팅 또는 튜브를 구비한다.Advantageously, the optical fiber has a coating or tube.

따라서, 필요에 따라 광섬유의 직경을 쉽게 늘릴 수 있다.Therefore, it is possible to easily increase the diameter of the optical fiber as needed.

유리하게, 광섬유는 2 mm 이상, 바람직하게는 2.5 mm 이상, 우선적으로는 3 mm의 직경을 갖는다.Advantageously, the optical fiber has a diameter of at least 2 mm, preferably at least 2.5 mm and preferably at least 3 mm.

유리하게, 방향은 주조 축에 대해 75° 내지 105°의 각도를 갖는다.Advantageously, the direction has an angle of 75° to 105° relative to the casting axis.

유리하게, 잉곳 주형은 정사각형 또는 직사각형 단면을 갖는다.Advantageously, the ingot mold has a square or rectangular cross section.

따라서, 설비는 정사각형 또는 직사각형 단면을 갖는 금속 슬래브를 생산할 수 있게 하는데, 이는 일반적으로 슬래브로 제조되는 후속 사용에 편리하다.Thus, the plant makes it possible to produce metal slabs with a square or rectangular cross section, which is convenient for subsequent use, which is usually made of slabs.

바람직하게, 잉곳 주형은 적어도 두 개의 서로 대향하는 플레이트 내에, 바람직하게는 네 개의 플레이트 내에 광섬유를 포함한다.Preferably, the ingot mold comprises optical fibers in at least two opposing plates, preferably in four plates.

유리하게, 잉곳 주형은 구리 또는 구리 합금으로 제조된다.Advantageously, the ingot mold is made of copper or copper alloy.

따라서, 잉곳 주형은 열 전도성이 높은 재료로 제조된다. 이는 냉각 장치 및 잉곳 주형을 통과하는 금속 사이의 열 교환을 용이하게 한다.Therefore, the ingot mold is made of a material with high thermal conductivity. This facilitates heat exchange between the cooling device and the metal passing through the ingot mold.

유리하게, 광섬유는 잉곳 주형 내에 나섬유(bare fiber)로 설치된다.Advantageously, the optical fiber is installed as bare fibers in the ingot mold.

일 실시형태의 변형예에 따르면, 광섬유는 코팅을 구비한다.According to a variant of one embodiment, the optical fiber has a coating.

또 다른 실시형태의 변형예에 따르면, 광섬유는 상기 플레이트 중 적어도 하나의 벽 안에서 연장되는 튜브에 삽입된다.According to another embodiment variant, the optical fiber is inserted into a tube extending within the wall of at least one of the plates.

따라서, 코팅 또는 튜브의 존재 또는 부재로 인해 광섬유의 직경을 변화시킬 수 있다. 이는 잉곳 주형의 플레이트의 벽 안에 있는 덕트의 치수에 더 많은 자유를 허용하고, 따라서 제조가 더욱 용이해진다.Thus, it is possible to change the diameter of the optical fiber due to the presence or absence of a coating or tube. This allows more freedom in the dimensions of the duct in the wall of the plate of the ingot mold, thus making the manufacture easier.

유리하게, 잉곳 주형은 적어도 두 개의 서로 대향하는 플레이트 내에, 바람직하게는 네 개의 플레이트 내에 광섬유를 포함한다.Advantageously, the ingot mold comprises optical fibers in at least two opposing plates, preferably in four plates.

따라서, 잉곳 주형의 벽의 온도 측정이 향상되고, 브레이크아웃을 확실하게 감지할 수 있다.Thus, the temperature measurement of the wall of the ingot mold is improved, and the breakout can be reliably detected.

일 실시형태의 변형예에 따르면, 잉곳 주형은 단일 광섬유를 포함한다.According to a variant of one embodiment, the ingot mold comprises a single optical fiber.

따라서, 잉곳 주형은 생산이 용이하고 제조 비용이 적당하다.Therefore, the ingot mold is easy to produce and the production cost is reasonable.

유리하게, 광섬유는 미터당 적어도 10 개의 브래그 필터, 바람직하게는 미터당 적어도 20 개의 브래그 필터, 우선적으로는 미터당 적어도 30 개의 브래그 필터, 더욱 더 우선적으로는 미터당 적어도 40 개의 브래그 필터를 갖는다.Advantageously, the optical fiber has at least 10 Bragg filters per meter, preferably at least 20 Bragg filters per meter, preferentially at least 30 Bragg filters per meter, even more preferentially at least 40 Bragg filters per meter.

따라서, 다수의 지점에서 잉곳 주형의 벽의 온도를 측정할 수 있고, 이를 통해 브레이크아웃의 감지를 보다 안정적으로 할 수 있다.Therefore, it is possible to measure the temperature of the wall of the ingot mold at a plurality of points, thereby making the detection of breakout more stable.

유리하게, 잉곳 주형은, 서로 평행하게 연장되고, 바람직하게는 10 내지 25 센티미터만큼 이격되고, 더욱 우선적으로는 15 내지 22 센티미터만큼 이격된 적어도 두 개의 광섬유를 포함한다.Advantageously, the ingot mold comprises at least two optical fibers extending parallel to each other, preferably 10 to 25 centimeters apart, more preferentially 15 to 22 centimeters apart.

따라서, 잉곳 주형의 두 개의 상이한 높이에서 잉곳 주형의 벽의 온도를 측정할 수 있다. 이로써 잉곳 주형을 따라 달라붙는 현상의 확대를 더 잘 모니터링할 수 있고, 따라서 브레이크아웃이 발생할 가능성이 있는지 더 잘 결정할 수 있기 때문에 특히 효과적이다.Thus, it is possible to measure the temperature of the walls of the ingot mold at two different heights of the ingot mold. This is especially effective because it allows you to better monitor the spread of sticking along the ingot mold and thus better determine if a breakout is likely to occur.

본 발명은 또한 냉각수의 순환에 의해 금속 플레이트를 냉각하도록 구성된 냉각 장치에 장착되는 금속 플레이트의 조립체에 의해 형성되는 유형의, 연속 금속 주조용 잉곳 주형을 제공하며, 잉곳 주형은, 상기 플레이트의 적어도 하나의 벽 안에서 잉곳 주형의 주조 축에 평행하지 않은 방향으로 연장되는 적어도 하나의 덕트를 포함하고, 덕트는 1.6 mm 이상의 직경을 갖는다.The present invention also provides an ingot mold for continuous metal casting, of the type formed by an assembly of metal plates mounted on a cooling device configured to cool the metal plate by circulation of coolant, wherein the ingot mold comprises at least one of the plates. At least one duct extending in a direction not parallel to the casting axis of the ingot mold within the wall of, the duct having a diameter of 1.6 mm or more.

유리하게, 덕트는 2 mm 이상, 바람직하게는 2.5 mm 이상, 우선적으로는 3 mm의 직경을 갖는다.Advantageously, the duct has a diameter of at least 2 mm, preferably at least 2.5 mm and preferably at least 3 mm.

제 1 실시형태에 따르면, 덕트는 관통 덕트(through-duct)이다.According to a first embodiment, the duct is a through-duct.

제 2 실시형태에 따르면, 덕트는 플레이트의 하나의 측면 단부에서만 시작된다.According to a second embodiment, the duct starts only at one side end of the plate.

제 3 실시형태에 따르면, 각각의 덕트는 플레이트 길이의 적어도 절반을 따라 연장되고 플레이트의 두 개의 대향하는 측면 단부에서 시작된다.According to a third embodiment, each duct extends along at least half the length of the plate and starts at two opposite side ends of the plate.

제 4 실시형태에 따르면, 잉곳 주형은 플레이트의 두 개의 대향하는 측면 단부에서 시작되는 두 개의 비-연통(non-communicating) 동축 덕트를 갖는다.According to a fourth embodiment, the ingot mold has two non-communicating coaxial ducts starting at two opposite side ends of the plate.

바람직하게, 덕트(들)는 플레이트의 벽을 천공함으로써 생성된다.Preferably, the duct(s) are created by perforating the wall of the plate.

일 실시형태의 변형예에 따르면, 덕트(들)는 플레이트의 벽에 하나 이상의 홈을 예를 들어 밀링 가공(milling)에 의해 파낸 다음 홈의 상부를 밀봉함으로써 생성된다.According to a variant of one embodiment, the duct(s) are created by digging one or more grooves in the wall of the plate, for example by milling, and then sealing the top of the grooves.

이러한 다양한 실시형태는 잉곳 주형 내에 광섬유를 설치하는 많은 수단에 대응하고, 따라서 본 발명의 다양성을 보여준다.These various embodiments correspond to the many means of installing optical fibers in an ingot mold and thus show the versatility of the present invention.

본 발명은 또한 연속 금속 주조 시스템에서 브레이크아웃을 감지하기 위한 시스템을 제공하며, 시스템은:The present invention also provides a system for detecting breakout in a continuous metal casting system, the system comprising:

- 위에서 정의된 바와 같은 잉곳 주형과,-An ingot mold as defined above, and

- 광섬유로 광을 전송하고 반사광 및/또는 광섬유에 의해 전송된 광을 수신하도록 설계된 트랜시버(transceiver)와,-A transceiver designed to transmit light through an optical fiber and receive reflected light and/or light transmitted by the optical fiber,

- 트랜시버에 의해 수신된 반사광 및/또는 전송광과 관련된 데이터를 브레이크아웃 감지에 대한 정보로 변환하도록 설계된 프로세서, 및-A processor designed to convert data related to reflected light and/or transmitted light received by the transceiver into information for breakout detection, and

- 사용자 인터페이스를 포함하는 단말기를 포함하고, 상기 단말기는 프로세서에 연결된다.-Comprising a terminal including a user interface, the terminal being connected to the processor.

본 발명은 또한, 위에서 정의된 바와 같은 잉곳 주형의 벽 온도가 측정되는 것을 특징으로 하는, 연속 금속 주조 설비에서 브레이크아웃을 감지하기 위한 방법을 제공한다.The invention also provides a method for detecting a breakout in a continuous metal casting installation, characterized in that the wall temperature of the ingot mold as defined above is measured.

본 발명의 실시형태가 이제 제시될 것이며, 상기 실시형태는 비제한적인 예로서 그리고 첨부된 도면을 참조하여 제공된다, 도면에서:
- 도 1은 본 발명에 따른 잉곳 주형을 포함하는 연속 금속 주조 설비의 개요도이고,
- 도 2a 및 도 2b는 도 1의 설비의 기능을 나타내는 도면이고,
- 도 3은 도 1의 설비의 잉곳 주형의 단면도이고,
- 도 4는 도 3의 잉곳 주형의 플레이트의 사시도이고,
- 도 5는 도 4의 벽 안에 포함된 광섬유의 종단면도이고,
- 도 6은 도 5의 광섬유의 기능을 설명하는 도면이고, 및
- 도 7a, 도 7b, 도 7c 및 도 7d는 브레이크아웃의 생성을 나타내는, 도 3의 잉곳 주형의 단면도이다.Embodiments of the invention will now be presented, which embodiments are provided by way of non-limiting example and with reference to the accompanying drawings, in which:
1 is a schematic diagram of a continuous metal casting facility including an ingot mold according to the present invention,
-Figures 2a and 2b are diagrams showing the function of the facility of Figure 1,
-Figure 3 is a cross-sectional view of the ingot mold of the facility of Figure 1,
-Figure 4 is a perspective view of the plate of the ingot mold of Figure 3,
-Figure 5 is a longitudinal cross-sectional view of the optical fiber included in the wall of Figure 4,
-FIG. 6 is a diagram for explaining the function of the optical fiber of FIG. 5, and
7A, 7B, 7C and 7D are cross-sectional views of the ingot mold of FIG. 3, showing the creation of a breakout.

도 1은 연속 금속 주조 설비(2)를 도시하고 있다. 이는 종래의 구성을 가지고 있고, 따라서 그 구성 요소의 대부분은 간략하게만 제시될 것이다.1 shows a continuous metal casting plant 2. It has a conventional configuration, and thus most of its components will be presented only briefly.

설비(2)는 냉각될 액체 금속을 함유하는 레이들(ladle, 4)을 포함한다. 이 경우, 모터 구동 아암(motor-driven arm, 6)에 의해 운반되는 두 개의 레이들(4)이 있다. 이 모터 구동 아암(6)은 특히 레이들(4)을 이동시킬 수 있는데, 이들 레이들은 도 1에 도시된 위치로 이동하기 전에, 용융 금속이 상기 레이들에 부어질 수 충전 구역, 예를 들어, 용광로(furnace) 또는 전로(converter, 도시되지 않음)로부터의 운반 시스템(예를 들어, 브리지 크레인(bridge crane), 도시되지 않음)에 의해 충전 상태에서 주조 영역으로 이동한다. 레이들(4)이 비워진 후, 모터 구동 아암(6)은 또한 운반 시스템이 레이들을 회수할 수 있는 위치에 빈 레이들을 배치하고, 레이들이 충전 구역으로 복귀하기 전에 재조정될 준비 구역으로 이를 이동시킬 수 있다.The installation 2 comprises a ladle 4 containing the liquid metal to be cooled. In this case, there are two ladles 4 carried by a motor-driven arm 6. This motor-driven arm 6 can in particular move the ladle 4, which before moving to the position shown in Fig. 1, a filling zone in which molten metal can be poured into the ladle, for example , From a furnace or converter (not shown) to the casting area in a charged state by a conveying system (eg, a bridge crane, not shown). After the ladle 4 is emptied, the motor-driven arm 6 will also place the empty ladle in a position where the conveying system can retrieve the ladle and move it to the ready area to be readjusted before the ladle returns to the filling area. I can.

설비(2)는 레이들(4) 아래에 위치하는 턴디쉬(tundish) 또는 분배조(distribution basin, 8)를 포함한다. 레이들은 액체 금속이 턴디쉬(8)에 부어질 수 있도록 개방 가능한 바닥을 갖는다.The installation 2 comprises a tundish or distribution basin 8 located below the ladle 4. The ladle has an openable bottom so that liquid metal can be poured into the tundish 8.

턴디쉬(8)는 액체 금속의 유동을 제어할 수 있는 스토퍼 로드(stopper rod, 10)에 의해 폐쇄될 수 있는 유동 오리피스(flow orifice)를 포함한다. 턴디쉬의 유동 오리피스는 잉곳 주형(12)에 부어진 액체 금속을 보호하기 위한 침지 입구 노즐(submerged entry nozzle, SEN)(11)에 의해 연장된다.The tundish 8 comprises a flow orifice that can be closed by a stopper rod 10 that can control the flow of liquid metal. The flow orifice of the tundish is extended by a submerged entry nozzle (SEN) 11 to protect the liquid metal poured into the ingot mold 12.

도 2a 에서 보다 명확하게 그리고 도 2b에서 더 큰 비율로 볼 수 있는 바와 같이, 침지 입구 노즐(11)은 잉곳 주형(12)의 상부 개구로 이어진다. 이는 수직인 주조 축을 갖는 바텀리스 잉곳 주형이다. 잉곳 주형(12)은 아래에서 더 상세히 기술될 것이다.As can be seen more clearly in FIG. 2A and at a greater proportion in FIG. 2B, the immersion inlet nozzle 11 leads to the upper opening of the ingot mold 12. This is a bottomless ingot mold with a vertical casting axis. The ingot mold 12 will be described in more detail below.

설비(2)는 잉곳 주형(12)의 외부 표면에 배치되는 냉각 장치(14)를 포함한다. 이들은 수냉식 냉각 장치이다. 이를 위해, 냉각 장치는 냉매, 예를 들어, 물이 흐르는 도관을 포함한다. 냉매는 액체 금속을 냉각 및 응고시키기 위해 잉곳 주형(12) 내의 액체 금속의 열을 흡수한다. 이 경우, 금속은 액체 코어(20)를 둘러싸는 응고된 외부 표면(18)을 갖는 슬래브 형태로 응고된다.The installation 2 comprises a cooling device 14 arranged on the outer surface of the ingot mold 12. These are water-cooled cooling units. To this end, the cooling device comprises a conduit through which a refrigerant, for example water, flows. The refrigerant absorbs the heat of the liquid metal in the ingot mold 12 to cool and solidify the liquid metal. In this case, the metal is solidified in the form of a slab having a solidified outer surface 18 surrounding the liquid core 20.

설비(2)는 잉곳 주형(12)의 하류에 위치하는 롤러 가이드(roller guide, 16)를 포함한다. 가이드(16)는 외부 표면(18)이 응고된 슬래브를 잉곳 주형(12) 외부로 안내할 수 있다. 도 2a에서 볼 수 있는 바와 같이, 슬래브는 가이드(16)에서 이동함에 따라 점진적으로 응고된다. 다시 말해서, 잉곳 주형(12)에서 멀어질수록 슬래브의 응고된 외부 표면(18)의 부피가 더 증가하고 슬래브의 액체 코어(20)의 부피가 더 감소한다.The installation 2 comprises a roller guide 16 located downstream of the ingot mold 12. The guide 16 may guide the slab on which the outer surface 18 is solidified to the outside of the ingot mold 12. As can be seen in FIG. 2A, the slab gradually solidifies as it moves in the guide 16. In other words, the further away from the ingot mold 12 the volume of the solidified outer surface 18 of the slab increases and the volume of the liquid core 20 of the slab further decreases.

잉곳 주형(12)은 도 3에 더 상세히 도시되어 있다. 이 경우, 잉곳 주형은 네 개의 플레이트(22)를 갖는다(네 번째 플레이트는 단면 평면의 위치 때문에 보이지 않음). 플레이트(22)는 구리 또는 구리 합금으로 제조되며, 이들은 열 전도성이 높고 따라서 냉각 장치(14)와 잉곳 주형(12) 간의 열 교환을 용이하게 하는 재료이다. 플레이트(22)는 잉곳 주형(12)이 직사각형 또는 정사각형 단면을 갖도록 배치된다. 그러나, 플레이트는 잉곳 주형이 임의의 다른 단면 형상을 갖도록 배치될 수도 있다.The ingot mold 12 is shown in more detail in FIG. 3. In this case, the ingot mold has four plates 22 (the fourth plate is not visible due to the location of the cross-sectional plane). The plate 22 is made of copper or a copper alloy, which is a material having high thermal conductivity and thus facilitating heat exchange between the cooling device 14 and the ingot mold 12. The plate 22 is arranged such that the ingot mold 12 has a rectangular or square cross section. However, the plate may be arranged such that the ingot mold has any other cross-sectional shape.

잉곳 주형(12)의 플레이트(22) 중 하나가 도 4에서 더 큰 비율로 도시되어 있으며, 여기서 주조 축은 수직 방향에 대응한다. 이의 벽에, 플레이트(22)는 잉곳 주형(12)의 주조 축에 평행하지 않은 방향으로 연장되는 적어도 하나의 덕트(24)를 갖는다. 보다 구체적으로, 덕트(24)는 주조 축에 대해 75° 내지 105°의 각도를 갖는다. 이 경우, 덕트(24)는 주조 축에 수직이다. 덕트(24)는 1.6 mm 이상의 직경을 갖는다. 바람직하게, 덕트(24)는 2 mm 이상, 우선적으로는 2.5 mm 이상의 직경을 갖는다. 이 경우, 덕트는 3 mm의 직경을 갖는다. 이 경우, 네 개의 덕트(24)가 있다. 보호 커버(26)는 덕트(24)를 보호하기 위해, 덕트(24)가 시작되는 플레이트(22)의 영역 위에 설치된다.One of the plates 22 of the ingot mold 12 is shown in a larger proportion in FIG. 4, where the casting axis corresponds to the vertical direction. On its wall, the plate 22 has at least one duct 24 extending in a direction not parallel to the casting axis of the ingot mold 12. More specifically, the duct 24 has an angle of 75° to 105° relative to the casting axis. In this case, the duct 24 is perpendicular to the casting axis. The duct 24 has a diameter of 1.6 mm or more. Preferably, the duct 24 has a diameter of at least 2 mm, preferably at least 2.5 mm. In this case, the duct has a diameter of 3 mm. In this case, there are four ducts 24. A protective cover 26 is installed over the area of the plate 22 from which the duct 24 starts, in order to protect the duct 24.

본 발명의 제 1 실시형태에서, 덕트(24)는 관통 덕트이다. 본 발명의 제 2 실시형태에 따르면, 덕트는 플레이트의 하나의 측면 단부에서만 시작된다. 본 발명의 제 3 실시형태에 따르면, 플레이트는 평행하지만 동축이 아닌 두 개의 덕트를 갖고, 각각의 덕트는 플레이트 길이의 적어도 절반을 따라 연장되고 플레이트의 두 개의 대향하는 측면 단부에서 시작된다. 본 발명의 제 4 실시형태에 따르면, 플레이트는 플레이트의 두 개의 대향하는 측면 단부에서 시작되는 두 개의 비-연통 동축 덕트를 갖는다.In the first embodiment of the present invention, the duct 24 is a through duct. According to a second embodiment of the invention, the duct starts only at one side end of the plate. According to a third embodiment of the invention, the plate has two ducts that are parallel but not coaxial, each duct extending along at least half of the length of the plate and starting at two opposite side ends of the plate. According to a fourth embodiment of the invention, the plate has two non-communicating coaxial ducts starting at two opposite side ends of the plate.

덕트(24)는 플레이트(22)의 벽을 천공함으로써 생성된다. 그러나 변형에서, 플레이트의 벽에 하나 이상의 홈을 파낸 다음 홈의 상부를 밀봉함으로써 생성된다.The duct 24 is created by perforating the wall of the plate 22. However, in a variant, it is created by digging one or more grooves in the wall of the plate and then sealing the top of the groove.

광섬유(28)는 각각의 덕트(24)에 수용된다. 광섬유(28)는 덕트(24)의 직경과 대략 동일한 직경을 갖는다. 광섬유(28)는 1.6 mm 이상의 직경을 갖는다. 바람직하게, 광섬유(28)는 2 mm 이상, 우선적으로는 2.5 mm 이상의 직경을 갖는다. 이 경우, 광섬유는 덕트(24)와 같이 3 mm의 직경을 갖는다. 그러나, 덕트(24)와 광섬유(28)의 직경 사이에, 예를 들어 0.1 mm 미만 또는 심지어 0.05 mm 미만의 공차가 제공될 수 있다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 각각의 광섬유(28)는 광 클래딩(optical cladding, 30) 및 광 클래딩(30)으로 둘러싸인 코어(32)를 포함한다. 광섬유(28)는 코어(32) 내에 다수의 브래그 필터(34)를 포함한다. 광섬유(28)는 미터당 적어도 10 개의 브래그 필터, 바람직하게는 미터당 적어도 20 개의 브래그 필터, 우선적으로는 미터당 적어도 30 개의 브래그 필터, 더욱 더 우선적으로는 미터당 적어도 40 개의 브래그 필터를 갖는다. 실시형태의 변형예에서, 잉곳 주형이 단 하나의 광섬유를 포함하도록 할 수 있다.The optical fiber 28 is accommodated in each duct 24. The optical fiber 28 has a diameter approximately equal to the diameter of the duct 24. The optical fiber 28 has a diameter of 1.6 mm or more. Preferably, the optical fiber 28 has a diameter of 2 mm or more, preferably 2.5 mm or more. In this case, the optical fiber has a diameter of 3 mm like the duct 24. However, a tolerance may be provided between the duct 24 and the diameter of the optical fiber 28, for example less than 0.1 mm or even less than 0.05 mm. Referring to FIGS. 5 and 6, each optical fiber 28 includes an optical cladding 30 and a core 32 surrounded by the optical cladding 30. The optical fiber 28 includes a number of Bragg filters 34 within the core 32. The optical fiber 28 has at least 10 Bragg filters per meter, preferably at least 20 Bragg filters per meter, preferentially at least 30 Bragg filters per meter, even more preferentially at least 40 Bragg filters per meter. In a variant of the embodiment, it is possible to make the ingot mold contain only one optical fiber.

광섬유(28)는 덕트(24) 내에 나섬유로 수용되거나, 보호 코팅을 구비하거나, 설치 전에 튜브에 삽입될 수 있다. 상기한 바와 같이, 광섬유(28)의 직경은 코팅 또는 튜브의 선택적인 존재를 고려한다. 다시 말해서, 광섬유(28)의 직경은 코어(32) 광 클래딩(30) 및 경우에 따라 코팅 또는 튜브로 구성된 조립체의 직경이다. 이 코팅 또는 튜브는 특히 덕트(24)의 직경을 완전히 또는 거의 완전히 채우도록 광섬유(28)의 반경을 늘리는 기능을 가질 수 있다. 이는 작은 직경의 덕트를 긴 길이를 따라 천공하는 것이 상대적으로 어렵기 때문이다. 따라서, 광섬유(28)의 직경을 늘리면, 덕트(24)의 가능한 직경을 늘릴 수 있고, 따라서 제조가 더욱 용이해진다.The optical fiber 28 may be received as a bare fiber within the duct 24, may have a protective coating, or may be inserted into the tube prior to installation. As mentioned above, the diameter of the optical fiber 28 takes into account the optional presence of a coating or tube. In other words, the diameter of the optical fiber 28 is the diameter of the assembly consisting of the core 32 optical cladding 30 and optionally a coating or tube. This coating or tube may in particular have the function of increasing the radius of the optical fiber 28 so as to completely or nearly completely fill the diameter of the duct 24. This is because it is relatively difficult to drill small diameter ducts along long lengths. Therefore, by increasing the diameter of the optical fiber 28, it is possible to increase the possible diameter of the duct 24, thus making manufacturing easier.

광섬유(28)의 기능은 도 6에 도시되어 있다. 브래그 필터(34)는, 필터 제조업체에 의해 설정될 수 있는 반사 파장이라고 하는, 미리 결정된 값을 중심으로 하는 파장 범위에 걸쳐 빛을 반사할 수 있는 필터이다. 또한 이러한 미리 결정된 값은 특히 필터가 있는 온도에 따라 달라지며, 따라서 각각의 필터에 대해 다음과 같이 나타낼 수 있다.The function of the optical fiber 28 is shown in FIG. 6. Bragg filter 34 is a filter capable of reflecting light over a range of wavelengths centered on a predetermined value, referred to as a reflection wavelength that can be set by the filter manufacturer. In addition, this predetermined value depends in particular on the temperature at which the filter is located, and can therefore be expressed as follows for each filter.

λ반사 =f(λ0, T)λ reflection = f(λ 0 , T)

여기서 λ반사는 필터에 의해 효과적으로 반사되는 파장이고, f는 알려진 함수이고, T는 필터의 온도이고, λ0은 미리 결정된 온도에서 예를 들어 주변 온도에서 필터에 의해 반사되는 파장이다.Where λ reflection is the wavelength effectively reflected by the filter, f is a known function, T is the temperature of the filter, and λ 0 is the wavelength reflected by the filter at a predetermined temperature, for example at ambient temperature.

이러한 두 가지 특성으로 인해, 광섬유(28)를 온도 센서로 사용할 수 있다. 먼저, 예를 들어 5 나노미터만큼 서로 분리된 상이한 선택된 반사 파장 값 λ0를 갖는 브래그 필터(34)가 광섬유(28) 내에 설치된다. 그 다음, 다색 스펙트럼(35a)을 갖는 광빔, 예를 들어, 백색광이 광섬유(28)로 전송된 후, 반사빔의 스펙트럼(35b)에 나타난 파장의 피크가 결정된다. 각각의 피크에서, 측정된 값(λ반사)과 주변 온도에서 반사되는 파장의 이론 값(λ0)이 비교되며, 해당 필터의 온도(T)는 함수(f)에 의해 계산된다. 대안적으로, 광섬유(28)가 수용되는 덕트(24)의 구성이 이를 허용한다면, 투과빔의 스펙트럼(35c)의 골(trough)을 기반으로 이러한 단계를 수행할 수도 있다.Due to these two characteristics, the optical fiber 28 can be used as a temperature sensor. First, a Bragg filter 34 having different selected reflection wavelength values λ 0 separated from each other by, for example, 5 nanometers is installed in the optical fiber 28. Then, after the light beam having the multicolor spectrum 35a, for example, white light, is transmitted to the optical fiber 28, the peak of the wavelength appearing in the spectrum 35b of the reflected beam is determined. At each peak, the measured value (λ reflection ) and the theoretical value (λ0) of the wavelength reflected at the ambient temperature are compared, and the temperature (T) of the filter is calculated by the function (f). Alternatively, if the configuration of the duct 24 in which the optical fiber 28 is accommodated allows this, this step may be performed based on the trough of the spectrum 35c of the transmitted beam.

따라서, 잉곳 주형(12)의 벽 안에 광섬유(28)를 설치함으로써, 미리 결정된 위치에서 시간에 따라 변화하는 벽의 온도를 측정할 수 있다. 충분한 수의 측정 지점을 달성하기 위해, 잉곳 주형(12)의 네 개의 플레이트(22) 각각에 적어도 하나의 광섬유(28)를 배치하는 것이 바람직하다. 그러나, 더 경제적인 해결책은 광섬유(28)를 두 개의 대향하는 플레이트(22) 내에만 배치하는 것일 수 있다.Therefore, by installing the optical fiber 28 in the wall of the ingot mold 12, it is possible to measure the temperature of the wall that changes with time at a predetermined position. In order to achieve a sufficient number of measuring points, it is preferred to place at least one optical fiber 28 in each of the four plates 22 of the ingot mold 12. However, a more economical solution could be to place the optical fiber 28 only within two opposing plates 22.

또한, 두 개의 상이한 높이에서 잉곳 주형(12)의 온도를 측정할 수 있도록 플레이트(22)당 두 개의 광섬유(28)를 배치하는 것이 또한 바람직하다. 예를 들어, 두 개의 광섬유(28)를 서로 평행하고 15 내지 25 센티미터만큼 이격되도록 각각의 플레이트 내에 배치할 수 있다.It is also preferred to place two optical fibers 28 per plate 22 so that the temperature of the ingot mold 12 can be measured at two different heights. For example, two optical fibers 28 may be arranged in each plate so as to be parallel to each other and spaced apart by 15 to 25 centimeters.

브레이크아웃은 다음과 같이 감지된다.Breakout is detected as follows.

도 7a 내지 도 7d는 잉곳 주형(12)에 포함된 금속이 플레이트(22) 중 하나에 달라붙는 영역(36)의 확대를 도시하고 있다. 이들 도면 각각의 우측 하단 영역에 위치한 그래프는 시간이 지남에 따라 상부 광섬유(28a)의 브래그 필터(34)에 의해 측정된 온도 변화(상단 곡선) 및 하부 광섬유(28b)의 브래그 필터(34)에 의해 측정된 온도 변화를 보여준다.7A to 7D illustrate an enlarged view of a region 36 in which the metal contained in the ingot mold 12 adheres to one of the plates 22. The graph located in the lower right area of each of these figures shows the temperature change (top curve) measured by the Bragg filter 34 of the upper optical fiber 28a and the Bragg filter 34 of the lower optical fiber 28b over time. It shows the temperature change measured by

도 7a 및 도 7b의 그래프에서 볼 수 있는 바와 같이, 상부 광섬유(28a)는 비정상적인 온도 상승을 감지하는데, 이는 영역(36)에서 금속이 잉곳 주형(12)에 달라붙는 것에 해당한다. 이는 긴박한 브레이크아웃의 첫 번째 신호이다.As can be seen in the graphs of FIGS. 7A and 7B, the upper optical fiber 28a detects an abnormal temperature rise, which corresponds to the metal sticking to the ingot mold 12 in the region 36. This is the first sign of an impending breakout.

그 다음, 도 7c 및 도 7d의 그래프에서 볼 수 있는 바와 같이, 하부 광섬유(28b)는 상부 광섬유(28a)에 의해 이전에 감지된 비정상적인 온도 상승을 감지한다. 이는 긴박한 브레이크아웃의 두 번째 신호이며, 브레이크아웃이 피할 수 없는 것으로 보인다는 확인을 제공한다.Then, as can be seen in the graphs of FIGS. 7C and 7D, the lower optical fiber 28b detects an abnormal temperature rise previously detected by the upper optical fiber 28a. This is the second sign of an impending breakout and provides confirmation that the breakout appears to be inevitable.

광섬유(28a 및 28b)에 의해 수집된 정보가 설비(2)의 사용자에게 전달되도록 하기 위해, 설비는:In order to ensure that the information collected by the optical fibers 28a and 28b is communicated to the user of the installation 2, the installation:

- 광섬유로 광을 전송하고 반사광 및/또는 광섬유에 의해 전송된 광을 수신하도록 설계된 트랜시버와,-A transceiver designed to transmit light through an optical fiber and receive reflected light and/or light transmitted by the optical fiber,

- 트랜시버에 의해 수신된 반사광 및/또는 전송광과 관련된 데이터를 브레이크아웃 감지에 대한 정보로 변환하도록 설계된 프로세서, 및-A processor designed to convert data related to reflected light and/or transmitted light received by the transceiver into information for breakout detection, and

- 사용자 인터페이스를 포함하는 단말기를 포함하고, 상기 단말기는 프로세서에 연결된다.-Comprising a terminal including a user interface, the terminal being connected to the processor.

이러한 구성요소(명확성을 위해 도면에 도시되지 않음)에 의해, 광섬유(28)에 의해 수행되는 온도 측정을, 설비(2)의 사용자가 이해할 수 있는, 브레이크아웃의 감지 또는 비-감지에 대한 정보로 변환할 수 있다. 다시 말해서, 광섬유(28) 트랜시버, 프로세서 및 단말기가 장착된 잉곳 주형(12)은 브레이크아웃 감지 시스템을 형성한다. 브레이크아웃을 분명히 감지하는 경우, 사용자는 브레이크아웃으로 인한 피해를 줄이거나 이를 예방하기 위한 조치를 취할 수 있다.By means of these components (not shown in the drawings for clarity), the temperature measurement performed by the optical fiber 28 can be understood by the user of the installation 2, information on the detection or non-sensing of a breakout. Can be converted to In other words, the ingot mold 12 on which the optical fiber 28 transceiver, processor and terminal are mounted forms a breakout detection system. If the breakout is clearly detected, the user can take steps to reduce or prevent the damage caused by the breakout.

본 발명은 제시된 실시형태로 제한되지 않으며, 다른 실시형태는 본 기술 분야의 숙련자에게 명백할 것이다.The present invention is not limited to the embodiments presented, and other embodiments will be apparent to those skilled in the art.

2: 설비(연속 금속 주조용)
4: 레이들
6: 모터 구동 아암
8: 턴디쉬
10: 스토퍼 로드
11: 노즐
12: 잉곳 주형
14: 냉각 장치
16: 가이드
18: 응고된 외부 표면
20: 액체 코어
22: 플레이트
24: 덕트
26: 보호 커버
28: 광섬유
30: 광 클래딩
32: 코어
34: 브래그 필터
35a: 다색 스펙트럼
35b: 반사빔의 스펙트럼
35c: 투과빔의 스펙트럼
36: 영역2: Equipment (for continuous metal casting)
4: Ladle
6: motor drive arm
8: Tundish
10: stopper rod
11: nozzle
12: ingot mold
14: cooling system
16: guide
18: solidified outer surface
20: liquid core
22: plate
24: duct
26: protective cover
28: optical fiber
30: optical cladding
32: core
34: Bragg filter
35a: multicolor spectrum
35b: spectrum of reflected beam
35c: spectrum of transmitted beam
36: area

Claims (15)

냉각수의 순환에 의해 금속 플레이트(22)를 냉각하도록 구성된 냉각 장치(14)에 장착되는 금속 플레이트(22)의 조립체에 의해 형성되는 유형의, 연속 금속 주조용 잉곳 주형(12)으로서, 잉곳 주형은, 다수의 브래그 필터(34)를 갖고 상기 플레이트(22) 중 적어도 하나의 벽 안에서 연장되는 광섬유(28)를 포함하고, 광섬유(28)는 잉곳 주형(12)의 주조 축에 평행하지 않은 방향으로 연장되며, 광섬유(28)는 1.6 mm보다 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 잉곳 주형(12).
As an ingot mold 12 for continuous metal casting, of the type formed by an assembly of metal plates 22 mounted on a cooling device 14 configured to cool the metal plate 22 by circulation of coolant, the ingot mold , An optical fiber 28 having a plurality of Bragg filters 34 and extending within at least one wall of the plate 22, the optical fiber 28 in a direction not parallel to the casting axis of the ingot mold 12 Ingot mold 12, characterized in that it extends, and the optical fiber 28 has a diameter greater than 1.6 mm.
 제 1 항에 있어서,
광섬유(28)는 코팅 또는 튜브를 구비하는, 잉곳 주형(12).
The method of claim 1,
The optical fiber 28 is provided with a coating or tube, ingot mold 12.
 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
방향은 주조 축에 대해 75° 내지 105°의 각도를 갖는, 잉곳 주형(12).
The method according to claim 1 or 2,
The ingot mold 12, the direction having an angle of 75° to 105° relative to the casting axis.
 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
정사각형 또는 직사각형 단면을 갖고, 적어도 두 개의 서로 대향하는 플레이트(22) 내에, 바람직하게는 네 개의 플레이트(22) 내에 광섬유(28)를 포함하는 잉곳 주형(12).
The method according to any one of claims 1 to 3,
An ingot mold (12) having a square or rectangular cross section and comprising optical fibers (28) in at least two mutually opposing plates (22), preferably in four plates (22).
 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
광섬유(28)는 미터당 적어도 10 개의 브래그 필터, 바람직하게는 미터당 적어도 20 개의 브래그 필터, 우선적으로는 미터당 적어도 30 개의 브래그 필터, 더욱 더 우선적으로는 미터당 적어도 40 개의 브래그 필터를 갖는, 잉곳 주형(12).
The method according to any one of claims 1 to 4,
The optical fiber 28 comprises an ingot mold 12 having at least 10 Bragg filters per meter, preferably at least 20 Bragg filters per meter, preferentially at least 30 Bragg filters per meter, even more preferentially at least 40 Bragg filters per meter. ).
 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
서로 평행하게 연장되고, 바람직하게는 10 내지 25 센티미터만큼 이격되고, 더욱 우선적으로는 15 내지 22 센티미터만큼 이격된 적어도 두 개의 광섬유(28)를 포함하는 잉곳 주형(12).
The method according to any one of claims 1 to 5,
An ingot mold (12) comprising at least two optical fibers (28) extending parallel to each other, preferably spaced by 10 to 25 centimeters, more preferentially spaced apart by 15 to 22 centimeters.
 냉각수의 순환에 의해 금속 플레이트(22)를 냉각하도록 구성된 냉각 장치(14)에 장착되는 금속 플레이트(22)의 조립체에 의해 형성되는 유형의, 연속 금속 주조용 잉곳 주형(12)으로서, 잉곳 주형은, 상기 플레이트(22)의 적어도 하나의 벽 안에서 잉곳 주형(12)의 주조 축에 평행하지 않은 방향으로 연장되는 적어도 하나의 덕트(24)를 포함하고, 덕트는 1.6 mm 이상의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 잉곳 주형(12).
As an ingot mold 12 for continuous metal casting, of the type formed by an assembly of metal plates 22 mounted on a cooling device 14 configured to cool the metal plate 22 by circulation of coolant, the ingot mold , At least one duct 24 extending in a direction not parallel to the casting axis of the ingot mold 12 within at least one wall of the plate 22, the duct having a diameter of 1.6 mm or more. Ingot mold (12).
 제 7 항에 있어서,
덕트는 2 mm 이상, 바람직하게는 2.5 mm 이상, 우선적으로는 3 mm의 직경을 갖는, 잉곳 주형(12).
The method of claim 7,
The duct has a diameter of at least 2 mm, preferably at least 2.5 mm, preferentially of 3 mm, ingot mold (12).
 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
덕트는 플레이트의 하나의 측면 단부에서만 시작되는, 잉곳 주형(12).
The method according to claim 7 or 8,
The duct starts only at one side end of the plate, ingot mold (12).
 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
평행하지만 동축이 아닌 두 개의 덕트를 갖고, 각각의 덕트는 플레이트 길이의 적어도 절반을 따라 연장되고 플레이트의 두 개의 대향하는 측면 단부에서 시작되는, 잉곳 주형(12).
The method according to claim 7 or 8,
An ingot mold (12) having two ducts parallel but not coaxial, each duct extending along at least half the length of the plate and starting at two opposite side ends of the plate.
 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,
플레이트의 두 개의 대향하는 측면 단부에서 시작되는 두 개의 비-연통 동축 덕트를 갖는 잉곳 주형(12).
The method according to claim 7 or 8,
Ingot mold (12) with two non-communicating coaxial ducts starting at two opposite side ends of the plate.
 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
덕트(들)는 플레이트의 벽을 천공함으로써 생성되는, 잉곳 주형(12).
The method according to any one of claims 7 to 11,
The duct(s) are created by perforating the wall of the plate, ingot mold (12).
 제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
덕트(들)는 플레이트의 벽에 하나 이상의 홈을 파낸 다음 홈의 상부를 밀봉함으로써 생성되는, 잉곳 주형(12).
The method according to any one of claims 7 to 11,
The duct(s) are created by digging one or more grooves in the wall of the plate and then sealing the top of the groove, an ingot mold (12).
 연속 금속 주조 시스템에서 브레이크아웃을 감지하기 위한 시스템으로서, 시스템은:
- 제 1 항 내지 제 6 항 중 적어도 하나의 항에 따른 잉곳 주형(12)과,
- 광섬유(28)로 광을 전송하고 반사광 및/또는 광섬유(28)에 의해 전송된 광을 수신하도록 설계된 트랜시버와,
- 트랜시버에 의해 수신된 반사광 및/또는 전송광과 관련된 데이터를 브레이크아웃 감지에 대한 정보로 변환하도록 설계된 프로세서, 및
- 사용자 인터페이스를 포함하는 단말기를 포함하고, 상기 단말기는 프로세서에 연결되는, 시스템.
As a system for detecting breakout in a continuous metal casting system, the system:
-An ingot mold (12) according to at least one of claims 1 to 6,
-A transceiver designed to transmit light to the optical fiber 28 and to receive reflected light and/or light transmitted by the optical fiber 28,
-A processor designed to convert data related to reflected light and/or transmitted light received by the transceiver into information for breakout detection, and
-A terminal comprising a user interface, the terminal being connected to a processor.
 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 하나의 항에 따른 잉곳 주형(12)의 벽 온도가 측정되는 것을 특징으로 하는, 연속 금속 주조 설비에서 브레이크아웃을 감지하기 위한 방법.
Method for detecting a breakout in a continuous metal casting plant, characterized in that the wall temperature of the ingot mold (12) according to any of the preceding claims is measured.
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