KR0117420Y1 - 연속주조기의 슬러그베어 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 연속주조 장치에 있어서 슬러그베어를 검출하기 위한 수단으로써 레이저와 카메라를 사용하는 거리측정방법을 이용한 연속주조의 슬러그베어 검출장치에 관한 것으로 슬러그베어의 검출을 위하여 줄무늬 레이저를 탕면에 비추고 탕면의 직상에서 촬상한 영상을 이용하여 거리 영상을 얻어서 이로부터 슬러그베어 생성유무와 탕면의 높이를 구하여 슬러그베어를 제거할 수 있도록 한 것이다.

이와 같은 본 고안은 슬러그베어의 검출을 극히 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라 안정성 확보 및 주편의 품질향상을 기할 수 있게 하였다.

Description

연속주조기의 슬러그베어 검출장치

도 1은 종래의 슬러그베어 생성 상황 검출장치의 일예를 나타낸 블럭도.

도 2(a)(b)는 종래의 문제점을 설명하기 위한 설명도.

도 3은 본 고안의 슬러그베어 검출장치의 구성도.

도 4는 위에서 본 몰드 시뮬레이터도.

도 5는 본 고안 카메라에서 얻은 영상으로부터 구한 거리 정보의 영상도.

도 6은 본 고안 거리 정보의 영상에서부터 재 구성한 3차원 영상도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:몰드 시뮬레이터 2:지지대

3:광학필터 4:카메라

5:레이저 6:실린더리컬 렌즈

7:스텝 모터 8:반사경

9:영상 그래버 10:디지털 신호 처리기

11:스텝 모터 드라이버 12:슬러그베어 제거장치

21:주형 22:슬러그베어

23:미용융 파우더 24:용강

25:용강이 냉각되어 생성된 응고셀

26:주형내에 산포된 파우더

27:용융 파우더 28:주입 노즐

29:슬라이딩 노즐 30:냉각 방진 박스

31:이미지 센서 32:턴디쉬

33:화상처리장치 34:연산기

35:표시유닛 36:슬러그베어 생성상황검출장치

본 고안은 연속주조 장치에 있어서 슬러그베어를 검출하기 위한 수단으로써 레이저와 카메라를 사용하는 거리측정방법을 이용한 연속주조기의 슬러그베어 검출장치에 관한 것이다.

연속주조에 있어서 주형내 용강표면에는 용강의 보온, 단기, 비금속 개재물의 흡수, 그리고 응고셀과 주형과의 윤활등을 위해, 파우더가 살포되어 있으며 이 파우더는 용강의 열을 받아서 용해하고, 용강표면에서 주형벽면으르 따라서 유동해간다.

이와 같이 용융한 파우더는 주형에 의해 냉각되는 반면 용강으로부터는 가열되므로 주형에는 응고쉘의 고착을 방지하기 위하여 상,하방향의 진동이 가해지기 때문에 용강의 응고계면직상에서는 일단 용해한 파우더가 재차응고하여 주형벽면에 부착하게 된다.

이와 같이 하여, 파우더의 부착이 생기면 주조의 진행에 따라서 그 양이 서서히 증가하고, 주형벽면에 원래의 파우더가 테라스상으로 불어나와서 슬러그베어를 형성한다.

이와 같은 슬러그베어는 주편 품질에 나쁜 영향을 미치는 원인으로 될 뿐만 아니라 연속주조 조업상 증대한 문제점을 야기하게 된다.

예컨대, 상기와 같이 슬러그베어가 생성되어 있을 때에 어떠한 원인으로 급격한 용강 탕면의 상승이 발생한 경우, 슬러그베어는 응고쉘에 흡수되어 버려 주편 표면 품질의 증대한 결함으로 된다.

이상과 같으므로해서 슬러그베어를 발생시키지 않을 조업을 실시하는 것이 가장 바람직하다.

그러나 응고 계면직상에서 생기는 복잡한 열조건에서, 슬러그베어의 발생 그 자체를 억제하는 것은 대단히 곤란하다.

그런데 종래, 전술한 슬러그베어의 생성상황을 정밀도 좋게 검출하는 방법은 없었고, 기껏해야 주형의 온도 측정을 행하고, 그 온도 변화에서 파우더의 주형 내 벽면으로의 부착을 추정하고, 슬러그베어의 생성을 예측하는 방법이 일부에서 제안되고 있는데 지나지 않는다.

그러나 이와 같은 간접적인 측정수단에 의한 검출방법에서는 당연한 것이지만 그 정밀도는 나쁘고, 실제 레벨에서 채용할 수 있는 것으로는 될 수 없는 것이 현실정이었다.

그러므로 오로지 작업자가 주형내의 상황을 직접 눈으로 봐서 감시하고, 슬러그베어의 생성상황을 검출함과 함께 슬러그베어의 생성이 검출되면, 당해 작업자가 적당한 막대기로서 슬러그베어를 쿡쿡찌르는 등으로 하여 주형 벽면에서 박리시켜, 제거하는 방법이 일반적으로 채용되고 있었다.

이 때문에 작업자의 육체적, 정신적 부담은 매우 크고, 안정상에도 문제가 있으며, 덧붙여서 작업자가 과실로 해서 응고쉘을 손상시키고, 이에 따른 주편의 품질에 품질결함을 일으키거나, 극단적인 경우 브레이크 아우트에 연계되는 수도 간혹 발생하고 있었다.

그래서 이를 해결하기 위해 종래에는 주형 상방의 주형내 용탕면을 향한 부위에 카메라 등을 이용한 이미지센서를 형성하고, 주형벽면을 포함한 용탕면의 밝기, 즉 휘도를 조사하였다.

도 2의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이 주형(21)의 상면부는 광이 반사하기 때문에 비교적 휘도가 높게 나타난다.

이에 대하여 미용융 파우더(23)의 표면 부분은 살포되고 얼마되지 않은 파우더층으로 온도가 낮고, 또 파우더이기 때문에 광의 반사율이 작으므로, 휘도도 낮은 레벨이 되고 있다.

그런데 슬러그베어(22)가 발생하면, 슬러그베어(22)의 주형 벽면과의 부착부분은 주형(21)에서 냉각되어 있으므로 온도가 낮고, 뿐만 아니라 광을 반사하기 어려운 특성도 수반되어 휘도가 극단적으로 낮아지고 있다.

그리고 주형(21)으로부터 멀어짐에 따라서 용융 파우더(27)의 여을 받아 온도가 상승하고, 이에 따라서 휘도도 상승하여 간다.

슬러그베어(22)의 주형 벽면으로부터 가장 떨어진 선단부에서는 주형(21)의 진동에 의해서 용융 파우더(27)가 보였다 안보였다 하고, 또한 슬러그베어(22)의 자체가 용융 파우더(27)의 열로 빨갛게 달기 때문에 휘도가 가장 높아져서 상기 휘도 분포에서는 예리한 피크를 나타낸다.

한편, 슬러그베어(22)가 생성하고 있지 않을 때에는 도 2의(b)에 점선으로 나타낸 바와 같이 용탕면 상을 미용융 파우더(23)가 균등하게 덮어있으므로 휘도 분포는 피크가 실질상 없는 평탄한 분포를 가진다.

이와 같이 주형(21)과 교차하는 선상, 바람직하게는 주형 벽면과 대략 직교하는 선상에서의 용탕면 근방의 휘도 분포를 구하므로서 용탕면 상황의 검출, 즉 주형(21) 벽면의 위치검출 및 슬러그베어(22), 미용융 파우더(23)의 용융 파우더(27)와의 식별, 특히 슬러그베어(22)의 생성 유무 및 그 크기 등의 생성 상황을 검출할 수 있도록 하였으나, 탕면에 화면이 있어서 휘도 분포를 판결가능할 때는 적용 가능하지만, 탕면이 고르게 파우더로 덮혀 있어서 카메라의 휘도 분포로는 판별할 수 없는 경우에는 이 방법을 사용할 수 없는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 제반 문제점들을 감안하여 이를 해소하고자 고안한 것으로, 슬러그베어의 검출을 위하여 줄무늬 레이저를 탕면에 비추고 탕면의 직상에서 촬영한 영상을 이용하여 거리 영상을 얻고, 이로부터 슬러그베어의 생성유무와 탕면의 높이를 구하여 슬러그베어를 제거하는데 그 목적이 있는 것이다.

이와같은 목적을 갖는 본 고안을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

연속주기기의 슬러그베어 검출장치에 있어서, 줄무늬 패턴을 얻기 위한 실린더리컬렌즈(6)가 부착된 레이저(5)와, 줄무늬 패턴을 몰드 탕면 임의의 위치로 옮겨가기 위한 반사경(8)이 부차된 스텝모타(7)를 설치하며 줄무늬 패턴의 파장을 통과할 수 있는 광학필터(3)를 부착한 카메라(4)를 구비시키는 한편 영상신호는 영상그래버(9)에서 영상을 입력받아 디지털 신호 처리기(10)로 처리한 다음 그 결과를 슬러그베어 제거장치(12)로 지시명령을 전달하도록 된 것이다.

미설명부호(1)은 슬러그베어를 가지고 있는 시뮬레이터이고(11)은 스텝모타를 구동시키기 위한 스텝모타 드라이버이다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 도 3에서 도시된 바와 같이 먼저 줄무늬 패턴을 얻기 위해서 실린더리컬 렌즈(6)가 부착되어 있는 레이저(5)를 사용하였으며 이 줄무늬 패턴을 몰드 탕면의 임의의 위치로 옮겨가기 위해 반사경(8)이 부착된 스텝모터(7)를 사용하여 회전을 시키며 몰드 탕면을 감시하기 위하여 줄무늬패턴의 파장만 통과할 수 있는 광학 필터(3)를 부착한 카메라(4)를 사용하였다.

또한 영상신호는 영상 그래버(9)에서 영상을 입력받아 화상처리기로처리한 다음 그 결과를 슬러그베어 제거장치나 로봇 등으로 지시명령을 전달한다.

또한 도 5는 슬러그베어(22)를 가지고 있는 몰드 시뮬레이터(1)의 여상이며 이 몰드 시뮬레이터(1)에 줄무늬 패턴을 주사하여 디지털 신호처리기(10)에서 거리 정보의 영상으로 만들도록 하였다.

여기에서 알 수 있듯이 슬러그베어(22)가 있는 부분에서는 줄무늬가 일직선으로 나타나지 않고 자리가 이동되어 나타남을 알 수 있다.

한편 도 6은 도 5의 거리영상을 알아보기 쉽게 3차원으로 다시 그린 그림이며 그림에서 알 수 있는 바와 같이 슬러그베어(22)의 유무가 쉽게 판별될 수 있으며 또한 탕면의 높이, 슬러그베어(22)의 크기등의 상황을 검출할 수 있다.

이상과 같은 본 고안은 연속주조의 슬러그베어 검출장치를 고안하여 제공하므로서 슬러그베어의 검출을 극히 용이하게 할 수 있을 뿐만 아니라 안정성 확보 및 주편의 품질향상을 기할 수 있게 하였다.

Claims (1)

1. 연속주조기의 슬러그베어 검출장치에 있어서, 줄무늬 패턴을 얻기 위한 실린더리컬)가 부착된 레이저(5)와 줄무늬 패턴을 몰드 탕면의 임의의 위치로 옮겨가기 위한 반사경(8)이 부착된 스텝모타(7)를 설치하며, 줄무늬 패턴의 파장을 통과할 수 있는 광학필터(3)를 부착한 카메라(4)를 구비시키는 한편 영상신호는 영상그래버(9)에서 영상을 입력받아 디지털 신호처리기(10)로 처리한 다음 그 결과를 슬러그베어 제거장치(12)로 지시명령을 전달하도록 된 것을 특징으로 하는 연속주조기의 슬러그베어 검출장치.