KR100290569B1 - 파우더층 높이 정보를 이용한 몰드 파우더 살포장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제철소 연속주조공정의 몰드(2)내 용강 상부에 파우더를 살포하는 장치의 개선에 관한 것이다.

본 발명의 장치는 몰드내 침지노즐(3) 일측 및 타측에 설치된 용강높이측정센서(4) 및 파우더층 높이측정 레이저 레벨 센서(5)와, 상기 센서(4) (5)들로부터의 신호를 전송받아 처리하고 그 처리데이터를 토대로 파우더살포기제어기(7) 및 파우더 살포기(6)의 동작을 제어하는 중앙제어수단(8)을 포함하는 구성을 특징으로 한다. 이러한 본 발명의 장치는 용강의 높이 정보와 파우더층의 높이 정보를 파우더 살포기(6)의 작동에 함께 연계시킴으로써 최적의 파우더살포를 이루어낼 수 있는 효과가 있다.

Description

파우더층 높이 정보를 이용한 몰드 파우더 살포장치

본 발명은 연속주조 공정의 몰드파우더 살포장치에 관한 것으로, 파우더층의 두께를 비접촉식으로 검출하고 이와같이 하여 얻어진 파우더층의 높이와 용강의 높이를 이용하여 보다 효율적인 파우더 살포를 이루도록 한 몰드 파우더 살포기에 관한 것이다.

연속주조 공정은 단면이 일정한 주편을 주탕해가면서 뽑아내어 얻는 방법이며, 이로써 원형재, 각형재, 판재, 판상체 등의 제조가 행하여질 수 있다. 강의 연속주조법에 대해서 설명하면, 용탕이 레이들에서 턴디쉬에 부어지며, 다시 턴디쉬에서 수냉 주형(몰드)내에 부어진다. 주형을 나온 주편은 다수의 로올로 지지되며, 냉각수에 의해서 식혀진다.

주형내 탕면에는 주형내 용강의 보온, 단열, 산화방지, 탈산 생성물이나 개재물의 포획 및 응고셀과 주형과의 윤활등을 위해 몰드 파우더가 살포된다. 파우더는 용강과의 접촉으로 용융되어, 용융층을 형성함과 동시에, 주형과 응고셀 사이로 흘러 들어 상기한 여러가지의 기능을 발휘한다.

기존의 파우더 살포기는 설정된 일정한 값으로 탕면상에서 몰드의 길이 방향으로 왕복운동을 하며 파우더를 살포하도록 되어 있으며, 탕면상에 CCD 카메라등을 설치하여 이를 통해 얻어지는 탕면의 영상정보를 토대로 파우더 살포기가 제어되도록하는 방법을 사용하여 왔다. 그러나, 이러한 방법은 화상의 정보만을 이용하기 때문에 실제 파우더가 탕면에 얼마나 투여되어 있는지는 검출이 되지 않는다.

따라서, 본 발명은 상술한 종래의 단점을 보완하기 위해 파우더층의 높이를 비접촉식으로 검출하는 센서를 설치하여 이 센서를 통해 얻어진 파우더층의 높이 및 용강의 높이 정보를 파우더 살포기와 함께 연계시켜 보다 효율적인 파우더살포를 이루어낼 수 있는 장치를 제공할 목적으로 발명된 것이다.

제1도는 본 발명에 따른 장치의 구성 개요도.

제2도는 본 발명의 장치에서 레이저와 반사경의 설치 구조도.

제3도는 탕면 높이 계산을 위한 개략도.

제4도는 레이저 거리 데이타와 탕면 높이 데이타를 예시한 그래프.

제5도는 ECLM 센서 데이타와 레이저 레벨 센서의 파우더층 높이 데이타의 비교 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 턴디쉬카 2 : 몰드

3 : 침지노즐 4 : ECLM 센서

5 : 레이저 레벨 센서 6 : 파우더살포기

7 : 파우더살포기제어기 8 : 중앙제어수단

9 : 모터 10 : 반사경

11 : 레이저 발생기 12 : 레이저 투시창

이하에서, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

현재 연속주조 공정의 설비는 탕면의 높이를 측정하기 위하여 ECLM을 이용하여 용강의 높이를 측정하고 있다. 본 발명은 이 용강의 높이 정보와 파우더층 상단부의 높이 정보를 함께 파우더 살포기 작동에 연계시킨 시스템이다.

제1도는 본 발명에 따른 장치의 구성개요를 보여 주는데, 여기에서 1은 턴디쉬카, 2는 몰드, 3은 침지노즐을 각각 나타내며, 본 발명의 장치에는 종래의 장치에서와 같이 몰드(2)내의 용강높이를 측정하기 위해 침지노즐(3)일측에 설치된 통상의 ECLM 센서(4)와 용강 상부에 전술한 용도의 파우더를 살포하는 파우더살포기(6)와 이 파우더살포기(6)의 작동을 제어하는 파우더살포기제어기(7)등의 기본 요소들이 포함된다.

본 발명의 장치는 상기의 구성요소들과 함께, 용강 상부의 파우더층 높이측정을 위해 침지노즐(3)의 타측에 설치된 레이저를 이용한 파우더층 높이측정 센서(5)와, 상기 센서(4)(5)들로부터의 신호들을 전송받아 처리하고 그 처리정보를 토대로 파우더살포기제어기(7) 및 파우더살포기(6)의 동작을 적합하게 콘트롤하는 예컨대 컴퓨터와 같은 중앙제어수단(8)을 또한 포함하는 구성을 특징으로 한다.

상기 센서(4) (5)들이 일단 설치되면 용강의 높이를 측정하는 센서(4)와 파우더층의 높이를 측정하는 센서(5)간에 영점조정이 필요하게 되며, 이는 다음과 같이 수행된다.

레이저 센서(5)와 ECLM 센서(4)의 아래부분에 편평한 철판을 위치시킨 후 각각의 센서로부터 나오는 신호값을 같게 설정하면 영점조정이 된다.

제2도는 레이저 레벨 센서(5)의 내부구성을 보여주며, 탕면의 상부를 스캔할 수 있도록 반사경(10)을 달아서 레이저 빔의 방향을 바꿀 수 있는 구조를 갖게 하였다. 반사경(10)은 모터(9)와 45도의 기울기를 가지며 모터의 회전운동으로 인하여 레이저발생기(11)로부터의 레이저 빔은 좌, 우의 직선운동으로 바뀐다. 몰드 탕면의 높이를 측정하기에 적합한 형태로 레이저 빔의 앞쪽에 스텝 모터 (9)를 단 반사경(10)을 설치하여 빔의 방향을 바꾸어 1차원적인 탕면의 높이를 구할 수 있도록 장치된다. 반사경(10)을 이용하여 레이저의 빛을 목표물에 옮겨가며 탕면(13)의 높이를 측정하고자 할 때는 제3도에서처럼 측정된 거리 d로부터 h를 유도해 내어야 한다. 우선 반사경(10)과 레이저의 입사각도를 x로 보면 반사각 또한 x를 이룰것이며, 반사경(10)면에 반사되어 목표물의 P에 도달한 레이저 빛에서 레이저와 평행한 직선 m과 반사경면의 연장선 n과 이루는 각도 또한 x를 이룬다. 이러한 관계에서 실질적으로 구하고자하는 탕면(13)의 높이(h)는 점 P에서 반사경이 없을 경우 레이저 투사선을 연장한 직선 ℓ에 도달할 때까지의 높이이며, 이 높이는 직선 m에서 원점 0의 높이(h′)와 같게 된다. 각도 y는 삼각형의 기하학적 관계에서 π/2-2x 이며 h′는 다음과 같이 구할 수 있다.

h′ = dcos (π/2-2x) ........................ (1)

제4도는 레이저 레벨 센서(5)로부터 받은 데이타와 이를 실제 높이값으로 변환한 데이타의 예시이며, 가운데 부분은 레이저 빔이 투시창(12)에 수직으로 투과하는 부분으로 같은 거리에 있는 목표물이라도 제일 낮은 수치가 나타나며, 모터(9)를 좌, 우로 조금씩 돌려서 측정하면 같은 거리에 위치한 목표물이라도 점점 높은 수치가 나타난다. 이 레이저 거리 데이타를 식 (1)을 이용하여 탕면 높이 데이타 곡선으로 바꾸면 같은 거리에 있는 목표물은 같은 수치를 나타내게 된다.

제5도는 ECLM 센서 데이타와 레이저 레벨 센서의 파우더층 높이 데이타를 비교 도시한 그래프이다.

상기 제5도의 그래프를 참조하여 본 발명을 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.

ECLM 센서(4)의 용강의 높이 측정치와 레이저 레벨 센서(5)의 파우더층의 높이 측정치의 차가 설정치 이하이면 파우더살포기(6)를 작동시키고, 상기 ECLM 센서(4)의 용강의 높이 측정치와 상기 레이저 레벨 센서(5)의 파우더층의 높이 측정치의 차가 설정치 이상이면 파우더살포기(6)를 작동시키지 않는다.

상기 ECLM 센서(4)의 용강의 높이 측정치와 상기 레이저 레벨 센서(5)의 파우더층의 높이 측정치의 차와 설정치와의 비교는 중앙제어수단(8)에서 수행되며, 상기 중앙제어수단(8)은 비교치에 따라 파우더살포기(6)의 동작을 제어하는 파우더살포기제어기(7)를 제어하게 된다.

또한 상기 설정치(또는 기준치)는 임의로 정할 수 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 레이저 레벨 센서를 통해 얻어지는 파우더층 높이 정보와 ECLM 센서로부터 얻어지는 용강 높이 정보를 파우더살포기의 작동과 함께 효율적으로 연계시켜 최적의 파우더 살포를 이루어낼 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (2)

1. 연속주조공정의 몰드(2)내 용강상부에 파우더를 살포하기 위한 장치로서, 침지노즐(3)의 일측 및 타측에 설치된 용강 높이측정 센서(4) 및 파우더층 높이측정 레이저 레벨 센서(5)와, 상기 센서(4)로부터 얻은 용강의 높이 측정치와 상기 센서(5)로부터 얻은 파우더층의 높이 측정치의 차가 설정치 이하이면 파우더살포기(6)를 작동하고 설정치 이상이면 작동시키지 않도록 제어하는 중앙제어수단(8)과, 상기 중앙제어수단(8)의 제어에 의해 상기 파우더살포기(6)를 제어하는 파우더살포기제어기(7)를 포함하여 구비하는 것을 특징으로 하는 파우더층 높이 정보를 이용한 몰드 파우더 살포장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 레이저 레벨 센서(5)가 레이저발생기(11)와 이 레이저발생기(11)로부터의 레이저 빔을 탕면상부에 조사 스캔하는 반사경(10) 및 이 반사경을 구동시키는 모터(9)를 포함하는 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 파우더층 높이 정보를 이용한 몰드 파우더 살포장치.