KR100308829B1 - 연속 주조중의 롤 진단 및 롤 패스라인 설정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속주조중에 롤의 정확한 패스라인의 설정 및 시간에 따른 각 롤의 열화정도를 모니터링 하기 위한 방법에 관한 것으로, 타점식의 벌징 계측시스템을 이용하여 롤 변위를 측정함으로써 주조시의 패스라인을 모니터링 하고, 비 주조시에 롤 갭 체커가 연주기 롤 사이를 통과시 동시에 상기의 롤 변위측정장치로 롤 변위를 측정하여 주조 때와 비주조 때의 롤 변위차를 디스플레이 하고, 롤러 에프런의 노후에 따른 고온변형의 증가를 온라인으로 측정함에 의해서 항상 바람직한 주조중 패스라인 설정 및 롤 관리를 할 수 있는 방법을 제공한다.

Description

연속주조중의 롤 진단 및 롤 패스라인 설정방법

본 발명은 연속주조시 및 롤 체커(roll checker) 측정시 온-라인으로 가이드롤의 변위를 측정하고, 이를 동시에 디스플레이(display) 함으로써 실제 연속 주조중에 최적의 롤 페스라인(roll passline)을 확보할 수 있는 롤 페스라인 관리방법에 관한 것으로, 특히 롤 페스라인을 측정함으로써 주편의 내부품질(내부crack, 중심편석) 예측이나 내부결함을 방지하고자 하는 것이다.

종래의 롤 페스라인 관리는 비주조시에 롤 캡 체커 데이타(roll gap checker data)를 이용하여 페스라인을 관리하고 있지만, 실제 주조중에는 인발력의 영향 및 특히 응고말기 부위에서는 철정력의 변화로 인하여 비주조 때 설정한 페스라인과 차이가 있게 된다.

실제로 주편의 변형이나 이로인한 주편의 표면 또는 내부결합의 경우 주조시의 롤 페스라인이 중요하지만 주조중에 롤 변위를 모니터링(monitoring)하고(ISIJ, VOL.31, NO.12, 1991, P1408-1416) 이를 이용하여 페스라인 관리를 시도한 예는 현재까지 이루어진 바 없다.

상기에서 언급한 바와 같이 비주조시에 롤 갭 체커를 이용하여 페스라인을 잘 설정하였다 하더라도 주조 만곡(casting bow) 부근에서 인발력의 영향, 핀치 롤(pinch roll)의 변위 및 응고말기 부위에서의 철정력의 감소로 인해 주조중의 페스라인이 영향을 받게 된다.

또한 2차 냉각, 주조속도 등 여러 조업변수의 변화에 따라 페스라인이 달라질 수 있기 때문에 비주조시에 정확한 페스라인을 예측하여 설정하기란 거의 불가능하다.

주조시 페스라인을 기준으로 한 롤 관리 방법은 보고된 바 없고 다만 주조중 롤 변위 측정을 통하여 롤 형상이나 내부품질에의 영향을 고찰한 보고가있을 뿐이다.

본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위하여 발명한 것으로, LVDT를 사용한 타점식의 벌징(bulging) 계측시스템을 롤 변위측정에 적합토록 개조하고 연주기의 여러위치에 확대적용함으로써 주조중 실시간으로 롤의 변위를 측정한다. 또한 비주조시 롤 갭 체커에 의한 롤 갭 측정과 병행하여 상기의 장치를 이용하여 롤의 변위를 측정하고 연주주편 페스라인 설정을 할 수 있고, 시간에 따른 각 롤의 변형 및 열화정도를 감시할 수 있는 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 연속주조중의 정확한 페스라인의 설정 및 시간에 따른 각 롤의 열화정도를 모니터링 하기위한 방법에 있어서, 타점식의 벌징 계측시스템을 롤 변위측정에 적합토록 개조 및 연주기의 여러위치에 확대적용하여 주조중의 롤 변위를 측정함으로써 주조시의 페스라인을 모니터링하고, 비주조시에 롤 갭 체커가 연주기 롤 사이를 통과시 동시에 상기의 롤 변위측정장치로 롤 변위를 측정하여 주조때와 비주조때의 롤 변위차를 디스플레이 함으로써 이를 근거로 바람직한 주조중 패스라인 설정 및 롤 관리를 할 수 있는 방법을 마련함을 특징으로 한다.

도 1은 롤 변위계측시스템 장치의 구성도.

도 2는 넷트워크 시스템의 구성 및 롤러 패스라인 설정방법을 나타낸 개념도.

도 3은 롤 갭체커 통과시 롤 변위 측정장치를 이용하여 각 위치별 롤의 변위를 나타낸 그래프.

도 4는 주조중 위치별 롤 변위를 측정한 결과와 롤 갭 체커 통과시의 데이터와의 차이를 나타낸 상태도.

도 5는 롤 변위장치를 이용하여 턴디쉬 교환시의 롤 변위를 측정한 결과를 나타낸 그래프.

< 도면중 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1: 바디 하단부 2: 로드 가이드

3: 캡 4: 하단부 워터 자켓

5: 측면 워터 자켓 6: 측정 로드

7: 로드 피스톤 연결부 8: 로드 센서 연결부

9: 로드 가이드 마찰부 10: 측정 팁

11: 센서 홀더 12: 브라켓트

13: 센서(LVDT) 14: 에어 실린더

15: 내측 롤 16: 에어 인넷트

17: 에어 미스트 냉각 18: 롤 캡 체커에 의한 힘

19: 철정압에 의한 힘 20: 찬넬

21: 증폭기 22: A/D 컨버터

23: 신호A 24: 신호B

25: 신호A-신호B

도 1은 본 발명에 따른 롤 변위측정시스템 장치를 개략적으로 도시한 구성도로써, 에어 실린더(14)의 주기적인 상하작동에 의해 측정로드(6) 및 LVDT 센서(13)가 작동되어 롤 변위값을 주기적으로 측정하게 된다.

상기 에어 실린더(14)의 주기는 타이머에 의해 조절 가능하다. 한편 가이드(2)에 의해 측정 로드의 편심을 방지하며, 탄성율이 작은 2단스프링에 의해 적은 힘으로 롤 표면에 손상을 주지않으면서 변위를 정확하게 추적하게 된다.

도 2는 넷트워크 시스템(network system)의 구성도 및 내측 롤러 패스라인(inside roller passline) 설정방법의 개념을 나타낸 것으로써 롤 갭 체커 측정시와 주조중의 롤 변위 시그날(signal)은 각각 찬넬(channel)(20)별로 증폭기(amplifier)(21)에서 증폭되고 A/D 컨버터(converter)(22)를 통과 후 통신에 의해 컴퓨터까지 전달되고 ,그 차이가 온-라인으로 디스플레이 된다.

상기한 방법으로 인해 기존의 방법으로는 불가능하였던 주조중 내측 롤러 패스라인을 정확히 설정할 수 있고, 시간에 따른 롤러 에프런(roller apron)의 변형 및 열화정도를 연속주조중 온-라인으로 계측할 수 있게 된다.

상술하면, 연속주조시 롤 미스얼라인먼트 (roll misalignment)에 의해 패스라인이 불량하게 될 경우, 미응고용강이 철정압에 의한 주편 벌징이 심화되고 이에 따라 주편변형량이 증가하게 되어 크랙(crack)의 위험성이 증가한다. 또한 바람직하지 않은 용강유동에 의해 중심편석이 심화될 수 있는 요인으로도 작용한다.

통상적으로 롤 관리는 대수리 때 외측 수직(straightener outside) #1 롤을 기준으로 기타 외측 롤의 위치를 세팅(setting)함으로써 외측 롤 패스라인을 완성한 후 롤 갭 체커에 의한 롤 갭 측정을 통하여 세그먼트 및 개별 롤의 위치를 설정하는 방식으로 진행된다.

그러나 실주조시에는 주편인발력의 영향, 핀치롤 유압 및 철정력의 변화에 의한 주편 벌징력의 변화 등에 의해서 롤 갭 체커 데이타와 상이한 값을 나타내며 위치에 따라서 이 차이가 변하게 된다.

따라서 롤 변위측정에 적합하도록 개조된 타점식의 벌징 계측시스템을 이용하여 롤 변위를 측정하였다. 이때 감도가 0.04mm인 센서를 사용하였고 계측시스템의 열팽창을 최대한 줄일 수 있는 냉각시스템을 사용함으로써 측정 데이타의 신뢰도를 높였다.

우선 롤의 특정위치를 기준으로 하여 롤의 변위를 측정하되, 비주조, 롤 갭 체커시 일정한 힘으로 롤을 밀기 때문에 이때의 변위를 본 발명의 롤 변위측정시스템을 이용하여 측정하여 이 값들을 저장한다.

다음 주조시 인발력, 핀치 롤 유압, 철정벽 및 벌징 등에 의한 롤의 변위를 온-라인으로 계측하고 롤 갭 체커시의 데이타와 비교하고 이 차이를 바탕으로 주조중 패스라인을 설정할 수 있는 근거를 제공하게 된다.

연주기가 시간에 따라 노후되어 롤 에프런이 열화 또는 강성이 저하됨에 따라 이 차이가 커질 가능성이 있으나 이러한 방법에 의하면 연주기의 노후에 관계없이 정확한 주조중 내측 롤러 패스라인을 설정할 수 있고 롤러 에프런의 노후에 따른 변형 정도를 온-라인으로 측정할 수 있기 때문에 롤 진단장치로서의 기능도 갖고 있다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

(실시예 1)

도 3은 롤 갭 체커가 내측, 외측 롤을 통과시 본 발명의 롤변위측정 장치를 이용하여 각 위치별 롤의 변위를 측정한 것이다. 비주조시 롤이 처진상태를 0으로 하였을 때 위치별로 차이가 있으며 0.5-1.8mm의 변위를 나타내고 있음을 알 수 있고 수직 및 수평 존(zone)에 비해 만곡 부위에서의 변위가 상대적으로 크다.

도 4는 주조중의 위치별 롤 변위를 측정한 결과를 나타내며 롤 갭 체커 데이타와의 차이를 나타내고 있다.

즉, 주조 만곡부에서는 주조 때가 롤 갭 체커 통과시보다 약 1mm이상 큰 값을 나타내고 수직방향에서는 비슷한 값을 나타내며 응고 말기 부위에서는 N0.1 수평 #1 롤 변위에서 추측할 수 있듯이 철정력 및 핀치 롤의 영향으로 인하여 강종 및 주조속도에 따라 다른 값을 나타내고 있다. 따라서 이러한 측정치 및 내부품질을 기준으로 위치, 강종 및 주조조건에 따른 바람직한 내측 롤 패스라인을 설정할 수 있다.

(실시예 2)

도 5는 롤 변위측정장치를 이용하여 턴디쉬 교환시의 롤변위를 측정한 결과이다. 주편정체에 따라 롤이 구부러져 다시 출발한 후 약 10분간 롤 벤딩이 심한 것을 알 수 있다. 즉, 연주기 노후에 따른 롤러 에프런의 열화 및 강성저하 등을 효과적으로 계측할 수 있음을 나타내며 이로부터 스라브 내부품질 관점에서 롤 패스라인 관리에 적절히 활용할 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 연속주조시 및 롤 체커(roll checker) 측정시 온-라인으로 가이드롤의 변위를 측정하고, 이를 동시에 디스플레이(display) 함으로써 실제 주조중에 최적의 롤 페스라인(roll passline)을 확보할 수 있는 롤 페스라인 관리방법에 관한 것으로, 특히 롤 페스라인을 측정함으로써 주편의 내부품질(내부crack, 중심편석) 예측이나 내부결함을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 연속주조중의 정확한 패스라인의 설정 및 시간에 따른 패스라인의 변화를 모니터링 하되, 타점식의 롤변위 계측시스템을 이용하여 주조중의 롤 변위를 온-라인으로 측정함으로써 주조시의 패스라인을 모니터링하고, 비주조시에 롤 갭 체커가 연주기 롤 사이를 통과시 동시에 롤 변위측정장치로 롤 변위를 측정하여 주조때와 비주조때의 롤 변위차를 디스플레이하고, 롤러 에프런의 노후에 따른 고온변형의 증가를 온-라인으로 측정함에 의해서 항상 바람직한 주조중 패스라인을 설정 할 수 있도록 하여서 됨을 특징으로 하는 연속주조중의 롤 진단 및 롤 패스라인 설정방법.
2. 제 1 항에 있어서, 에어 실린더에 의해 변위 센서와 측정로드가 주기적으로 작동되며, 특수냉각 시스템에 의해 최대한 열팽창을 방지하도록 하여서 됨을 특징으로 하는 연속주조중의 롤 진단 및 롤 패스라인 설정방법.
3. 제 1 항에 있어서, 롤 갭 체커 측정과 동시에 롤변위 측정시스템을 이용하여 비주조시의 롤 변위를 실시간으로 측정하고, 주조중 온-라인으로 롤 패스라인을 모니터링 하도록 하여서됨을 특징으로 하는 연속주조중의 롤 진단 및 롤 패스라인 설정방법.

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