KR100271205B1 - Casting speed control device for continuous casting process using laser speed meter - Google Patents

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Abstract

본 발명은 노즐(20)을 통해 주형(22) 속에 주입된 용강이 주편(26)으로 성형되어 핀치롤(24)에 의해 인발되는 연속주조공정에서, 주편(26)의 이송속도를 정확하게 측정하고 그러한 측정값을 이용하여 피드백 제어함으로써 정밀한 주조속도제어를 가능하게 하기 위한 것이며, 이 발명에 따른 주조속도제어시스템은, 주편(26)의 이송속도를 비접촉식으로 측정할 수 있게 하는 레이저속도계(102)와, 상기 레이저속도계(102)의 측정값으로부터 시간대별 속도신호를 발생시키는 속도신호발생기(104)와, 상기 속도신호발생기(104)에서 출력되는 시간대별 속도신호를 필터링하여 정해진 주파수대역 내의 성분만을 통과시키는 필터(106)와, 주형(22)의 위치를 검출하는 위치검출기(202)와, 상기 위치검출기(202)의 출력값을 필터링하여 정해진 주파수대역 내의 성분만을 통과시키는 필터(204)와, 필터링된 검출신호로부터 시간대별 속도증감신호를 발생시키는 속도변환기(206)와, 모터(114)에 의해 구동되어 주편(26)에 대한 레이저속도계(102)의 위치를 가변시키게 구성된 실린더(116)와, 제어용 컴퓨터(28)로부터 공급되는 두께정보에 따라 모터(110)를 제어하는 모터제어기(112)를 포함한다.In the present invention, in the continuous casting process in which the molten steel injected into the mold 22 through the nozzle 20 is molded into the cast steel 26 and drawn by the pinch roll 24, the feed speed of the cast steel 26 is accurately measured. The feedback control using such a measurement value is intended to enable precise casting speed control, and the casting speed control system according to the present invention provides a laser speedometer 102 for non-contact measurement of the feed speed of the cast steel 26. And a speed signal generator 104 for generating a time signal for each time zone from the measured value of the laser tachometer 102, and a time signal for each time zone output from the speed signal generator 104 to filter only components within a predetermined frequency band. The filter 106 to pass through, the position detector 202 for detecting the position of the mold 22, and the output values of the position detector 202 are filtered to pass only components within a predetermined frequency band The key is driven by a filter 204, a speed converter 206 for generating a time-phase speed increase signal from the filtered detection signal, and a motor 114 to determine the position of the laser tachometer 102 relative to the slab 26. A cylinder 116 configured to be variable, and a motor controller 112 for controlling the motor 110 according to the thickness information supplied from the control computer 28.

Description

레이저속도계를 이용한 연속주조공정용 주조속도제어장치Casting Speed Control Device for Continuous Casting Process Using Laser Speedometer

본 발명은 레이저속도계를 이용한 연속주조공정용 주조속도제어시스템에 관한 것이며, 보다 상세하게는 연속주조공정에서 주편의 이송속도를 정확하게 측정하고 이것을 설정된 주조속도의 기준치를 얻기 위한 제어치에 궤환함으로써 정밀한 주조속도제어를 가능하게 하는 연속주조공정용 주조속도제어시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a casting speed control system for a continuous casting process using a laser tachometer, and more particularly, to precisely measure the feed speed of a cast in a continuous casting process and to feed it back to a control value for obtaining a reference value of a set casting speed. A casting speed control system for a continuous casting process that enables casting speed control.

일반적으로 금속의 압연제품은 용해→조괴→균질가열→분괴→가열→압연이라고 하는 공정을 거쳐 제조되고 있으나, 용융금속에서 직접 압연에 들어가는 빌레트(billet)를 연속적으로 주조함으로써 위의 공정 중에서 조괴→균질가열→분괴공정을 생략할 수 있다. 이 것을 연속주조(continuous casting)라 하며, 그 장점은 ①공정의 간략화로 인한 설비비의 절감, ② 주조 수율(yield)의 향상으로 인한 경제적 잇점, ③ 얻어지는 빌레트의 표면 및 내부의 품질이 우수하다는 잇점이 있다.In general, rolling products of metal are manufactured through the process of melting → ingot → homogeneous heating → ingot → heating → rolling, but ingot of the above process by continuously casting billet which is directly rolled from molten metal → Homogeneous heating → disintegration process can be omitted. This is called continuous casting, and its advantages include ① cost savings due to the simplification of the process, ② economic advantages due to improved casting yield, and ③ good surface and interior quality of the resulting billet. There is this.

도 1은 위와 같은 종래의 연속주조공정에서의 주조속도제어시스템을 나타내는 구성도이다. 이러한 연속주조에서는 노즐(20)을 통해 주형(22) 속에 주입된 용강은 주형(22)의 아래쪽으로 빠져나가 도시되지 않은 냉각수단들에 의한 냉각과정을 거치면서 핀치롤(pinch roll)(24)을 통해 인발되어 연속적으로 주편(slab)(26)으로 성형된다. 연속주조시에 주형(22)은 수평방향으로 왕복운동, 즉, 진동하여 주편(26)의 성형을 확실하게 한다.1 is a block diagram showing a casting speed control system in the conventional continuous casting process as described above. In such continuous casting, the molten steel injected into the mold 22 through the nozzle 20 exits below the mold 22 and goes through a cooling process by cooling means (not shown). Drawn through and subsequently formed into slabs 26. In continuous casting, the mold 22 reciprocates in the horizontal direction, i.e., vibrates to ensure the molding of the slab 26.

이와 같은 연속주조공정에서 주조속도는 반드시 제어되어야 할 기본적인 변수이다. 그러한 주조속도의 실제치는 주편(26)에 접촉하여 주편(26)을 이송하는 핀치롤(24)의 회전속도에 의해 측정되는 주편(26)의 이송속도에 의해 인식되었다. 그러므로, 이러한 측정방법은 접촉식 측정법이라고 칭해진다. 핀치롤(24)의 회전속도는 핀치롤(24)의 회전에 따라 핀치롤(24)의 후단에 있는 펄스엔코더(34)에 의하여 검출된 펄스수를 계수하여 계산된다. 측정되는 핀치롤의 위치는 연속주조공장마다 다르지만, 주로 마지막 핀치롤(24)이고, 다른 핀치롤의 속도를 측정하여 서로 비교되기도 한다.In such continuous casting process, casting speed is a basic variable that must be controlled. The actual value of such casting speed was recognized by the conveying speed of the slab 26 measured by the rotational speed of the pinch rolls 24 in contact with the slab 26 and conveying the slab 26. Therefore, this measuring method is called a contact measuring method. The rotation speed of the pinch roll 24 is calculated by counting the number of pulses detected by the pulse encoder 34 at the rear end of the pinch roll 24 as the pinch roll 24 rotates. The position of the pinch rolls to be measured varies depending on the continuous casting plant, but is mainly the last pinch roll 24, and may be compared with each other by measuring the speed of other pinch rolls.

그러나, 이러한 종래의 주조속도제어시스템은 주조속도의 실제치에 무관하게 PLC(Programable Logic Controller;제어용 컴퓨터)(28)에서 입력된 기준치에 따라 주조속도를 제어하는 오픈루프(open loop) 제어방식으로 제어했다. 이것은 접촉식 측정법에 의해서는 주편(26)의 이송속도를 정확하게 측정할 수 없기 때문이었다. 즉, 주편(26)에서 방사되는 고열로 인해 환경이 열악하고, 핀치롤(24)에 기계적인 백래시(back lash)가 존재하며, 주편(26)의 표면이 매끄럽지 못하고, 핀치롤(24)과 주편(26)과의 슬립이 발생하는 등과 같이 오차요인이 매우 많았다.However, such a conventional casting speed control system is controlled by an open loop control method that controls the casting speed according to a reference value input from a programmable logic controller (PLC) 28 regardless of the actual value of the casting speed. did. This is because the conveyance speed of the slab 26 cannot be measured accurately by the contact measuring method. That is, due to the high heat radiated from the slab 26, the environment is poor, there is a mechanical backlash in the pinch roll 24, the surface of the slab 26 is not smooth, and the pinch roll 24 and There were many error factors, such as slip with the slab 26.

이러한 오픈루프 제어방식에 의하면, 핀치롤(24)은 PLC(28)에서 입력된 주조속도의 기준치에 따라 모터구동기(30)를 통해 PLC(28)에 의해 제어되는 모터(32)에 의해 구동된다. 측정된 주편(26)의 이송속도에 의한 주조속도의 실제치는 PLC(28)를 통해 디스플레이(display)에 표시된다. 디스플레이에 표시된 주조속도의 실제치가 설정된 주조속도의 기준치와 다른 경우에는 작업자가 PLC(28)에서의 입력값을 조정해야 한다.According to this open loop control method, the pinch rolls 24 are driven by the motor 32 controlled by the PLC 28 via the motor driver 30 according to the reference value of the casting speed input from the PLC 28. . The actual value of the casting speed due to the feed rate of the measured slab 26 is displayed on the display via the PLC 28. If the actual value of the casting speed indicated on the display is different from the reference value of the set casting speed, the operator must adjust the input value in the PLC 28.

그러므로, 종래의 주조속도제어시스템에 의한 오픈루프 제어방식에서는 정밀한 주조속도의 제어를 기대할 수 없으며, 정밀한 주조속도의 제어가 이루어지지 않는 경우에는, 주형(22)에서 용탕(溶湯)의 레벨이 일정하게 되지 않으므로, 개재물의 혼입이 발생하여 제품의 품질에 악영향을 미친다. 또한, 주조속도가 일정하지 않은 경우에는, 주편(26)의 냉각속도가 일정하지 않으므로, 주편(26)의 응고셀(shell)의 두께가 고르지 않게 되어 벌징(bulging;주편의 부풀음 현상)을 유발시키는 문제점이 있다. 또한, 연속주조공정에서의 고속주조는 생산성 향상과 제조코스트 저감을 위해 필수적인 바, 고속주조를 위해서는 정밀한 주조속도의 측정이 선행되어야 한다.Therefore, in the open loop control method using the conventional casting speed control system, precise casting speed control cannot be expected, and when the precise casting speed is not controlled, the level of the molten metal in the mold 22 is constant. Because of this, the inclusion of inclusions occurs, adversely affecting the quality of the product. In addition, when the casting speed is not constant, since the cooling speed of the cast steel 26 is not constant, the thickness of the solidification shell (shell) of the cast steel 26 is uneven, causing bulging (bulging phenomenon). There is a problem. In addition, high speed casting in the continuous casting process is essential for improving productivity and reducing manufacturing cost, and precise casting speed should be measured for high speed casting.

본 발명은 종래의 연속주조공정을 위한 주조속도제어시스템에서의 위와 같은 문제들을 해결하기 위한 것으로서, 주편의 이송속도를 정확하게 측정하여 정밀한 주조속도제어를 함으로써 주형 속에서의 용탕의 레벨을 일정하게 유지하면서 주조속도도 일정하게 유지할 수 있게 하려는 것이다.The present invention is to solve the above problems in the conventional casting speed control system for the continuous casting process, by precisely measuring the feed speed of the cast steel to maintain a precise level of molten metal in the mold by controlling the casting speed While trying to maintain a constant casting speed.

본 발명은 또한 측정된 주편의 이송속도에서의 교란요인을 제거하고 진정한 주편의 이송속도를 구할 수 있게 하려는 것이다.The present invention also seeks to eliminate disturbances in the measured feed rate of the cast and to obtain the true feed rate of the cast.

본 발명은 또한 주편의 폭의 실제치에 따라 측정위치를 가변할 수 있게 함으로써 주편의 폭이 변하더라도 측정오차를 줄일 수 있게 하려는 것이다.The present invention is also intended to reduce the measurement error even if the width of the cast steel changes by allowing the measuring position to be varied according to the actual value of the width of the cast steel.

도 1 - 종래의 연속주조공정을 위한 주조속도제어시스템을 도시한 블록선도1-A block diagram showing a casting speed control system for a conventional continuous casting process

도 2 - 본 발명에 따른 연속주조공정에서의 레이저속도계를 이용한 주조속도제어시스템을 도시한 블록선도2-block diagram showing a casting speed control system using a laser speedometer in a continuous casting process according to the present invention

도 3 - 도 2에 도시된 주조속도제어시스템의 레이저속도계로 계측된 시간대별 주편의 이송속도를 나타낸 그래프3-2 is a graph showing the feed rate of the cast steel for each time zone measured by the laser speedometer of the casting speed control system shown in FIG.

도 4 - 도 3에 도시된 바와 같이 계측된 속도성분을 필터링한 후의 시간대별 주편의 이송속도를 나타낸 그래프4 to 3 are graphs showing the feed rate of the cast steel according to time zones after filtering the measured velocity component.

도 5 - 도 2에 도시된 주조속도제어시스템의 위치검출기로 계측되어 속도변환기로 변환된 주형의 진동에 의한 시간대별 속도증감분을 나타낸 그래프5-2 is a graph showing the speed increase and decrease by time due to vibration of the mold measured by the position detector of the casting speed control system shown in FIG.

도 6 - 도 4에 도시된 속도성분으로부터 도 5에 도시된 속도증감분을 차감한 후의 시간대별 주편의 이송속도를 나타낸 그래프6 to 4 are graphs showing the feed rate of the cast steel at each time zone after subtracting the speed increment shown in FIG. 5 from the speed component shown in FIG.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

22: 주형, 26: 주편,22: mold, 26: cast,

28: PLC (제어용 컴퓨터) 30: 모터구동기,28: PLC (control computer) 30: motor driver,

32: 모터, 34: 펄스엔코더,32: motor, 34: pulse encoder,

100: 속도계측부, 102: 레이저속도계,100: speed measurement unit, 102: laser speed meter,

104: 속도신호발생기, 106: 필터,104: speed signal generator, 106: filter,

110: 측정위치이동부, 112: 실린더구동기,110: measuring position moving part, 112: cylinder driver,

114: 모터, 116: 실린더,114: motor, 116: cylinder,

200: 진동측정부, 202: 위치검출기,200: vibration measuring unit, 202: position detector,

204: 필터, 206: 속도변환기,204: filter, 206: speed converter,

300: 순속도연산부.300: net speed calculating unit.

위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 노즐을 통해 주형 속에 주입된 용강이 주편으로 성형되어 핀치롤에 의해 인발되는 연속주조공정에서, 주편의 이송속도를 정확하게 측정하고 그러한 측정값을 이용하여 피드백 제어함으로써 정밀한 주조속도제어를 가능하게 하는 주조속도제어시스템이 제공된다. 이러한 주조속도제어시스템은, 주편의 이송속도를 비접촉식으로 측정할 수 있게 하는 속도계측부와, 주형의 진동을 측정하는 진동측정부와, 상기 속도계측부에 의해 측정된 주편의 이송속도로부터 상기 진동측정부에 의해 측정된 주형의 진동에 의한 변화요인을 제거하는 순속도연산부와, 주편을 인발하는 핀치롤의 회전속도를 제어하는 핀치롤제어부 및, 상기 순속도연산부에서 입력되는 순속도에 따라 상기 핀치롤제어부에 입력하는 제어치를 변화시키는 제어용 컴퓨터를 포함한다.According to the present invention for achieving the above object, in the continuous casting process in which the molten steel injected into the mold through the nozzle is formed into a cast steel and drawn by the pinch roll, the feed rate of the cast steel is accurately measured and using such measured values A feedback speed control system is provided which enables precise casting speed control by feedback control. The casting speed control system includes a speed measuring unit for measuring the feed speed of the cast steel in a non-contact manner, a vibration measuring unit for measuring the vibration of the mold, and the vibration measuring unit from the feed speed of the cast steel measured by the speed measuring unit. Net speed operation unit for removing the change factors due to the vibration of the mold measured by the pinch, the pinch roll control unit for controlling the rotational speed of the pinch roll for drawing the cast, and the pinch roll in accordance with the net speed input from the net speed operation unit The control computer which changes the control value input to a control part is included.

또한, 상기 속도계측부는 주편의 폭의 실제치에 따라 주편의 이송속도를 측정하는 위치를 이동시킬 수 있는 측정위치이동부를 포함할 수도 있다.In addition, the speed measuring unit may include a measuring position moving unit capable of moving the position for measuring the feed rate of the cast steel according to the actual value of the width of the cast steel.

[실시예]EXAMPLE

이하, 본 발명에 따른 연속주조공정을 위한 주조속도제어시스템의 양호한 실시예에 대해 첨부된 도면을 보면서 상세히 설명하겠다.Hereinafter, a preferred embodiment of a casting speed control system for a continuous casting process according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에 도시된 주조속도제어시스템은 주편(26)의 이송속도를 비접촉식으로 측정할 수 있게 하는 속도계측부(100)와, 주형(22)의 진동을 측정하는 진동측정부(200)와, 상기 속도계측부(100)에 의해 측정된 주편(26)의 이송속도로부터 상기 진동측정부(200)에 의해 측정된 주형(22)의 진동에 의한 변화요인을 제거하는 순속도연산부(300)와, 주편(26)을 인발하는 핀치롤(24)의 회전속도를 제어하는 핀치롤제어부 및, 상기 순속도연산부(300)에서 입력되는 순속도에 따라 상기 핀치롤제어부에 입력하는 제어치를 변화시키는 PLC(28)를 포함한다.The casting speed control system shown in FIG. 2 includes a speed measuring unit 100 for measuring the feed speed of the cast steel 26 in a non-contact manner, a vibration measuring unit 200 for measuring the vibration of the mold 22, and Net speed calculation unit 300 and cast steel to remove the change factor caused by the vibration of the mold 22 measured by the vibration measuring unit 200 from the feed speed of the slab 26 measured by the speed measuring unit 100 Pinch roll control unit for controlling the rotational speed of the pinch roll 24 for drawing (26), and PLC (28) for changing the control value input to the pinch roll control unit in accordance with the net speed input from the net speed operation unit 300 ).

상기 속도계측부(100)는 주편(26)의 이송속도를 비접촉식으로 측정할 수 있게 하는 레이저속도계(102)와, 상기 레이저속도계(102)의 측정값으로부터 시간대별 속도신호를 발생시키는 속도신호발생기(104) 및 상기 속도신호발생기(104)에서 출력되는 시간대별 속도신호를 필터링하여 정해진 주파수대역 내의 성분만을 통과시키는 필터(106)를 포함한다.The speed measuring unit 100 includes a laser tachometer 102 for measuring the feed speed of the slab 26 in a non-contact manner, and a speed signal generator for generating a speed signal for each time zone from the measured value of the laser tachometer 102 ( 104 and a filter 106 for filtering the time-specific speed signal output from the speed signal generator 104 to pass only components within a predetermined frequency band.

상기 진동측정부(200)는 주형의 위치를 검출하는 위치검출기(202)와, 상기 위치검출기(202)의 출력값을 필터링하여 정해진 주파수대역 내의 성분만을 통과시키는 필터(204) 및, 필터링된 검출신호로부터 시간대별 속도증감신호를 발생시키는 속도변환기(206)를 포함한다.The vibration measuring unit 200 includes a position detector 202 for detecting a position of a mold, a filter 204 for filtering only an output value of the position detector 202 and passing a component within a predetermined frequency band, and a filtered detection signal. It includes a speed converter 206 for generating a time-dependent speed increase signal from.

상기 순속도연산부(300)는 상기 속도계측부(100)에서 입력된 주편(26)의 이송속도로부터 상기 진동측정부(200)에서 입력된 주형의 진동에 따른 속도증감분을 차감하여 주편(26)의 순속도성분을 얻어낸다.The forward speed calculating unit 300 subtracts the speed increase or decrease according to the vibration of the mold input from the vibration measuring unit 200 from the feed speed of the slab 26 input from the speed measuring unit 100 of the cast steel 26. Obtain the net velocity component.

이렇게 얻어진 주편(26)의 순속도성분은 PLC(28)로 입력되어 설정된 주조속도의 기준치와 비교되며, PLC(28)는 비교결과에 따라 상기 핀치롤제어부에 입력되는 핀치롤(24)의 회전속도를 제어하기 위한 제어치를 증감한다.The net velocity component of the cast steel 26 thus obtained is input to the PLC 28 and compared with the reference value of the set casting speed, and the PLC 28 rotates the pinch roll 24 input to the pinch roll control unit according to the comparison result. Increase or decrease the control value for controlling the speed.

도 2에 도시된 이 실시예에 따른 주조속도제어시스템의 핀치롤제어부는 도 1에 도시된 종래의 주조속도제어시스템에서와 마찬가지로 핀치롤(24)과 PLC(28)와 모터구동기(30)와 모터(32)와 펄스엔코더(34)로 구성된다.The pinch roll control unit of the casting speed control system according to this embodiment shown in FIG. 2 is similar to the pinch roll 24, the PLC 28, the motor driver 30, and the same as in the conventional casting speed control system shown in FIG. 1. It consists of a motor 32 and a pulse encoder 34.

한편, 상기 속도계측부(100)는 주편(26)의 폭의 실제치에 따라 주편(26)의 이송속도를 측정하는 위치를 이동시킬 수 있는 측정위치이동부(110)를 포함한다. 상기 측정위치이동부(110)는 모터(114)와, 상기 모터(114)에 의해 구동되어 주편(26)에 대한 레이저속도계(102)의 위치를 가변시키게 구성된 실린더(116) 및, PLC(28)로부터 순속도연산부(300)를 통해 공급되는 두께정보에 따라 상기 모터(114)를 제어하는 모터제어기(112)를 포함한다.On the other hand, the speed measuring unit 100 includes a measuring position moving unit 110 to move the position for measuring the feed rate of the slab 26 according to the actual value of the width of the slab 26. The measuring position moving unit 110 is a motor 114, a cylinder 116 configured to be driven by the motor 114 to vary the position of the laser tachometer 102 relative to the slab 26, and the PLC 28 And a motor controller 112 for controlling the motor 114 according to the thickness information supplied from the forward speed calculating unit 300.

아래에서는, 도 2에 도시된 이 실시예에 따른 주조속도제어시스템을 이용하여 연속주조공정의 주조속도를 제어하는 방법에 대해 설명하겠다.In the following, a method of controlling the casting speed of the continuous casting process by using the casting speed control system according to this embodiment shown in FIG.

앞서 설명한 종래기술에서와 마찬가지로, 노즐(20)을 통해 주형(22) 속에 주입된 용강은 주편(26)으로 성형되어 핀치롤(24)에 의해 인발된다. 이 때, 핀치롤(24)의 회전속도는 설정된 제어속도의 기준치에 따라 정해진다. 즉, PLC(28)는 제어속도의 기준치에 따라 제어치를 정하고, 이 제어치를 모터구동기(30)에 입력하여 모터(32)의 속도를 제어함으로써 핀치롤(24)의 회전속도를 제어한다. 주편(26)은 핀치롤(24)의 회전속도에 대응하는 속도로 이송된다.As in the prior art described above, the molten steel injected into the mold 22 through the nozzle 20 is formed into a slab 26 is drawn by the pinch roll 24. At this time, the rotation speed of the pinch roll 24 is determined according to the reference value of the set control speed. That is, the PLC 28 controls the rotational speed of the pinch roll 24 by setting a control value according to the reference value of the control speed, and inputting the control value to the motor driver 30 to control the speed of the motor 32. The slab 26 is conveyed at a speed corresponding to the rotational speed of the pinch roll 24.

한편, 속도계측부(100)의 레이저속도계(102)는 이송되는 주편(26)에 레이저빔을 발사하고, 반사되는 레이저빔을 분석하여 주편(26)의 이송속도에 대응하는 신호를 얻는다. 레이저속도계(102)에 의해 얻어진 신호는 속도신호발생기(104)에 입력되어 시간대별 주편의 이송속도를 나타내는 속도신호로 변환된다. 이렇게 얻어지는 시간대별 이송속도는 도 3에 도시된 바와 같다. 도 3에 보이듯이, 이 속도신호는 주형(22)의 진동에 의한 변화요인을 포함할 뿐만 아니라, 주편(26)의 거친 표면으로 인한 교란요인 등과 같은 여러 가지의 교란요인을 포함하고 있다. 이 속도신호는 필터(106)를 통과하면서 정해진 주파수대역을 벗어난 성분들이 필터링됨으로써 교란요인이 제거된다. 필터링된 후의 속도신호는 도 4에 도시된 바와 같으며, 이 속도신호는 순속도연산부(300)로 입력된다. 그렇지만, 필터링된 후의 속도신호에도 주형(22)의 진동에 의한 변화요인은 여전히 남아 있다.On the other hand, the laser tachometer 102 of the speed measuring unit 100 emits a laser beam to the slab 26 to be transferred, and analyzes the reflected laser beam to obtain a signal corresponding to the feed speed of the slab 26. The signal obtained by the laser tachometer 102 is input to the speed signal generator 104 and converted into a speed signal representing the feed speed of the cast steel for each time zone. The time-specific feed rate thus obtained is shown in FIG. 3. As shown in Fig. 3, the speed signal not only includes the change factor due to the vibration of the mold 22, but also includes various disturbance factors such as the disturbance factor due to the rough surface of the slab 26. This velocity signal passes through the filter 106, and filters out components outside the predetermined frequency band, thereby eliminating disturbance factors. The velocity signal after filtering is as shown in FIG. 4, and the velocity signal is input to the forward velocity calculator 300. However, the change factor due to the vibration of the mold 22 still remains in the velocity signal after filtering.

또한, 진동측정부(200)의 위치검출기(202)는 왕복운동, 즉, 진동하는 주형의 위치를 검출한다. 검출된 위치신호는 필터(204)로 입력되어 정해진 주파수대역을 벗어난 신호들이 필터링된다. 필터링된 위치신호는 속도변환기(206)로 입력되어 주형(22)의 진동에 따른 주편(26)의 이송속도의 증감분을 나타내는 신호로 변환된다. 이 신호는 도 5에 도시된 바와 같으며, 이 신호도 순속도연산부(300)로 입력된다.In addition, the position detector 202 of the vibration measuring unit 200 detects the reciprocating motion, that is, the position of the vibrating mold. The detected position signal is input to the filter 204 to filter out signals outside the predetermined frequency band. The filtered position signal is input to the speed converter 206 and converted into a signal representing the increase and decrease of the feed speed of the slab 26 according to the vibration of the mold 22. This signal is as shown in FIG. 5, and this signal is also input to the forward speed calculator 300.

순속도연산부(300)에서는 도 4에 도시된 바와 같은 속도계측부(100)에서 입력된 신호로부터 도 5에 도시된 바와 같은 진동측정부(200)에서 입력된 신호를 차감한다. 차감된 신호는 도 6에 도시된 바와 같으며, 이 신호는 신뢰할 만한 주편의 순속도를 나타낸다. 주편의 순속도의 평균치는 도 6에 보이듯이 약 1.3mpm 이다.The forward speed calculating unit 300 subtracts the signal input from the vibration measuring unit 200 as shown in FIG. 5 from the signal input from the speed measuring unit 100 as shown in FIG. 4. The subtracted signal is as shown in Fig. 6, which represents the net velocity of the reliable cast. The average value of the net velocity of the cast steel is about 1.3 mpm, as shown in FIG.

위와 같은 주편의 순속도는 PLC(28)로 입력되어 설정된 주조속도의 기준치와 비교되며, PLC(28)는 비교결과에 따라 모터구동기(30)에 입력하는 제어치를 변화시킨다. 모터구동기(30)는 제어치의 변화에 따라 모터(32)의 회전속도를 증감시킴으로써 핀치롤(24)의 회전속도를 변화시킨다.The net speed of the cast steel as described above is compared to the reference value of the set casting speed is input to the PLC 28, the PLC 28 changes the control value input to the motor driver 30 in accordance with the comparison result. The motor driver 30 changes the rotational speed of the pinch roll 24 by increasing or decreasing the rotational speed of the motor 32 in accordance with the change of the control value.

이와 같이, 이 발명에 따른 주조속도제어시스템에서는 정확하게 측정된 주편(26)의 순속도를 피드백시켜 제어치를 실시간적으로 변화시킴으로써 연속주조공정의 주조속도를 정밀하게 제어할 수 있게 한다.As described above, in the casting speed control system according to the present invention, it is possible to precisely control the casting speed of the continuous casting process by feeding back the net speed of the accurately measured slab 26 and changing the control value in real time.

한편, 주편(26)의 두께가 변화하는 경우에는 주편(26)의 표면과 레이저속도계(102)와의 거리가 변화함으로써 측정오차를 유발할 수 있다. 이 것을 방지하기 위해 PLC(28)는 핀치롤(24) 등과 같은 두께측정수단을 이용하여 측정한 주편(26)의 두께의 실제치를 모터제어기(112)에 입력한다. 모터제어기(112)는 입력된 주편두께의 실제치에 따라 모터(114)를 적절히 제어함으로써 주편(28)과 레이저속도계(102)의 상대거리를 일정하게 유지시킨다.On the other hand, when the thickness of the slab 26 changes, the distance between the surface of the slab 26 and the laser tachometer 102 may change, causing measurement errors. In order to prevent this, the PLC 28 inputs the actual value of the thickness of the slab 26 measured by the thickness measuring means such as the pinch roll 24 to the motor controller 112. The motor controller 112 keeps the relative distance between the slab 28 and the laser tachometer 102 constant by appropriately controlling the motor 114 in accordance with the actual value of the input slab thickness.

위에서는 양호한 실시예에 의해 이 발명에 따른 주조속도제어시스템의 구성과 작동을 설명하였지만, 이 발명은 그러한 실시예에 의해 한정되지 않는다.Although the configuration and operation of the casting speed control system according to the present invention have been described by the preferred embodiments above, the present invention is not limited to such embodiments.

위에서 설명한 바와 같이, 이 발명에 따르면, 주편의 순속도를 정확하게 측정할 수 있으며, 이 것을 이용한 피드백제어에 의해 주조속도를 정밀하게 제어할 수 있고, 또한, 주조속도를 일정하게 유지할 수 있다. 그러므로, 주형에서 용탕의 레벨이 일정하게 유지되고, 개재물이 혼입할 우려가 적어지며, 벌징이 없는 고품질의 주편을 얻을 수 있다. 또한, 연속주조공정에서의 고속주조가 가능해져서 생산성의 향상과 제조코스트의 저감을 기대할 수 있다.As described above, according to the present invention, the net speed of the cast steel can be measured accurately, the casting speed can be precisely controlled by the feedback control using the cast steel, and the casting speed can be kept constant. Therefore, the level of the molten metal is kept constant in the mold, there is less possibility that inclusions are mixed, and a high quality cast without bulging can be obtained. In addition, high-speed casting in the continuous casting process can be performed, whereby an improvement in productivity and a reduction in manufacturing cost can be expected.

Claims (2)

노즐을 통해 주형 속에 주입된 용강이 주편으로 성형되어 핀치롤에 의해 인발되는 연속주조공정에서, 주편의 이송속도를 정확하게 측정하고 그러한 측정값을 이용하여 피드백 제어함으로써 정밀한 주조속도제어를 가능하게 하는 주조속도제어시스템에 있어서,In the continuous casting process in which molten steel injected into a mold through a nozzle is formed into a cast steel and drawn out by a pinch roll, casting is precisely measured and the feed rate is controlled by using the measured value to enable precise casting speed control. In a speed control system, 주편(26)의 이송속도를 비접촉식으로 측정할 수 있게 하는 속도계측부(100)와,A speed measuring unit 100 for measuring the feed speed of the cast steel 26 in a non-contact manner, 주형(22)의 진동을 측정하는 진동측정부(200)와,Vibration measuring unit 200 for measuring the vibration of the mold 22, 상기 속도계측부(100)에 의해 측정된 주편(26)의 이송속도로부터 상기 진동측정부(200)에 의해 측정된 주형(22)의 진동에 의한 변화요인을 제거하는 순속도연산부(300)와,A net speed calculating part 300 for removing a change factor due to vibration of the mold 22 measured by the vibration measuring part 200 from the feed speed of the slab 26 measured by the speed measuring part 100, 주편(26)을 인발하는 핀치롤(24)의 회전속도를 제어하는 핀치롤제어부 및,Pinch roll control unit for controlling the rotational speed of the pinch roll 24 for drawing the cast piece 26, 상기 순속도연산부(300)에서 입력되는 순속도에 따라 상기 핀치롤제어부에 입력하는 제어치를 변화시키는 제어용 컴퓨터(28)를 포함하고,It includes a control computer 28 for changing the control value input to the pinch roll control unit in accordance with the net speed input from the forward speed operation unit 300, 상기 속도계측부(100)는 주편(26)의 이송속도를 비접촉식으로 측정할 수 있게 하는 레이저속도계(102)와, 상기 레이저속도계(102)의 측정값으로부터 시간대별 속도신호를 발생시키는 속도신호발생기(104) 및 상기 속도신호발생기(104)에서 출력되는 시간대별 속도신호를 필터링하여 정해진 주파수대역 내의 성분만을 통과시키는 필터(106)를 포함하며,The speed measuring unit 100 includes a laser tachometer 102 for measuring the feed speed of the slab 26 in a non-contact manner, and a speed signal generator for generating a speed signal for each time zone from the measured value of the laser tachometer 102 ( 104) and a filter 106 for filtering the time-specific speed signal output from the speed signal generator 104 to pass only components within a predetermined frequency band, 상기 진동측정부(200)는 주형(22)의 위치를 검출하는 위치검출기(202)와, 상기 위치검출기(202)의 출력값을 필터링하여 정해진 주파수대역 내의 성분만을 통과시키는 필터(204) 및, 필터링된 검출신호로부터 시간대별 속도증감신호를 발생시키는 속도변환기(206)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속주조공정을 위한 주조속도제어시스템.The vibration measuring unit 200 includes a position detector 202 for detecting the position of the mold 22, a filter 204 for filtering only the output value of the position detector 202, and a component within a predetermined frequency band, and filtering. Casting speed control system for a continuous casting process comprising a speed converter (206) for generating a time-dependent speed increase signal from the detected detection signal. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 속도계측부(100)는 주편(26)의 폭의 실제치에 따라 주편(26)의 이송속도를 측정하는 위치를 이동시킬 수 있는 측정위치이동부(110)를 부가적으로 포함하며,The speed measuring part 100 additionally includes a measuring position moving part 110 capable of moving a position for measuring a feed speed of the slab 26 according to the actual value of the width of the slab 26. 상기 측정위치이동부(110)는 모터(114)와, 상기 모터(114)에 의해 구동되어 주편(26)에 대한 레이저속도계(102)의 위치를 가변시키게 구성된 실린더(116) 및, 상기 제어용 컴퓨터(28)로부터 공급되는 두께정보에 따라 상기 모터(114)를 제어하는 모터제어기(112)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속주조공정을 위한 주조속도제어시스템.The measurement position moving unit 110 is a motor 114, a cylinder 116 configured to be driven by the motor 114 to vary the position of the laser tachometer 102 relative to the slab 26, and the control computer ( 28. A casting speed control system for a continuous casting process, characterized in that it comprises a motor controller (112) for controlling the motor (114) in accordance with the thickness information supplied from.
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KR101320342B1 (en) 2011-09-28 2013-10-23 현대제철 주식회사 Device for extracting inclusion entrapped slab and method thereof

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