KR100476058B1 - cutting casting plate maching controller of constant casting process - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연속주조공정에서 용강이 주편으로 만들어져 나오는 과정에서 그 주편의 속도를 정밀하게 측정하여 주조속도를 정확히 제어하고, 원하는 길이로 정확히 주편을 절단 가능하게 하는 연속주조공정의 주편 절단 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a slab cutting device of a continuous casting process for precisely measuring the speed of the cast in the process of making molten steel into a cast in a continuous casting process to accurately control the casting speed, and to cut the cast accurately to the desired length will be.
즉, 주편의 속도를 측정 할 수 있는 비접촉식 레이저 속도계(221)와, 상기 레이저 속도계(221)의 자료를 속도 값으로 변환해주는 레이저 속도 신호발생기(222)와, 상기 주편(104) 위에 실려 이동하면서 주편(104)을 절단하는 절단기(105)의 거리를 측정해주는 비접촉식 레이저 거리계(311)와, 고정된 위치에서 주편(104)의 헤드(104a) 부분을 촬영하는 카메라(421)와, 그 카메라(421)의 화상정보를 입력받아 위치를 계산해주는 영상 처리기(422)와, 계측된 값들을 비교 연산하는 연산제어 처리부(500)로 각 구비하여서 된 것이다.That is, a non-contact laser speedometer 221 capable of measuring the speed of the slab, a laser speed signal generator 222 for converting the data of the laser speedometer 221 into a speed value, and being carried on the cast steel 104 A non-contact laser rangefinder 311 measuring the distance of the cutting machine 105 for cutting the slab 104, a camera 421 for photographing the head 104a portion of the slab 104 at a fixed position, and the camera ( The image processor 422 receives the image information of 421 and calculates a position, and the arithmetic control processing unit 500 compares the measured values.
Description
본 발명은 연속주조공정의 주편 절단기 제어장치에 관한 것으로서, 보다 상세히는 용강이 연속하여 주편으로 인발되는 과정에서 그 주편을 사용목적에 따라 일정간격 절단하는 연속주조공정의 주편 절단기에 있어서, 그 절단시 그 인발되는 주조속도와 길이를 레이저 속도계와 레이저 거리계, 영상처리기를 통하여 정밀하게 각 측정함은 물론 그 측정된 값을 다시 실시간 각 보정하여 보다 정확하게 주편을 절단 가능하게 하는 연속주조공정의 주편 절단기 제어장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for controlling a slab cutter in a continuous casting process, and more particularly, in a slab cutter in a continuous casting process in which molten steel is continuously cut at regular intervals according to a use purpose in the process of drawing molten steel continuously into a cast steel. The casting speed and length of the casting is precisely measured by the laser speedometer, laser range finder, and image processor, and the casting machine of the continuous casting process enables to cut the cast more accurately by real-time angle correction of the measured value again. It relates to a control device.
통상적으로 사용되는 연속주조공정은 도 1에서 도시된 바와 같이 턴디쉬(101)에 용강을 담아 주형(102)에서 주편(104)을 성형하여 연속적으로 주편을 주조하게 되는 것인데, 이는 연속주조 초기시 주형(102)의 하단부를 더미바로 막고 주형에서 주편이 매끄럽게 빠지게 하기 위해 수평적인 진동을 주고, 용강을 주형(102)에 부어 주형을 냉각시키면, 용강이 바깥부분부터 고체 상태가 되는데, 일정고체상태를 유지하게 한 다음, 주형(102) 하단부를 막고 있는 더미바를 주조속도에 따라 천천히 하단부로 이동시키면서, 핀치롤(103)을 통해 주편(104)을 인발하게 된다. A continuous casting process which is commonly used is to cast molten steel in the mold 102 by casting molten steel in the tundish 101 as shown in Figure 1, which is continuously cast casting, which is the initial casting When the bottom part of the mold 102 is blocked with a dummy bar, and the horizontal vibration is applied to smooth out the cast from the mold, and molten steel is poured into the mold 102 to cool the mold, the molten steel becomes a solid state from the outside. Then, while slowly moving the dummy bar blocking the lower end of the mold 102 to the lower end in accordance with the casting speed, it will draw the cast 104 through the pinch roll 103.
이때부터 턴디쉬에 있는 용강이 연속적으로 주편으로 연속 주조되어 나오게 되고, 그 후 연속적으로 주조되는 주편(104)을 사용목적에 따른 소비자의 요구에 의해 필요한 길이만큼 절단기(105)에서 절단을 하여 이송시키는 일련의 공정으로서, From this time, the molten steel in the tundish is continuously cast into the cast steel, and then the cast steel 104 continuously cast is cut by the cutter 105 to the required length by the demand of the consumer according to the purpose of use. As a series of processes to let
도 3에서 도시된 바와 같이 핀치롤(103)에 펄스 엔코드를 부착하여 주형에서 주편을 인발 하면서 발생되는 핀치롤 회전길이와, 이송롤에 부착된 펄스 엔코더를 이용하여, 주편이 이동되며 롤의 회전에 따라 발생되는 펄스 엔코더의 신호를 이용하여 주편의 이동속도와 주조 길이를 측정하는 한편, 상기 이송롤의 일측 상단에 위치하는 절단기 휠에 부착되어 있는 펄스 엔코드를 이용하여 홈 포지션(106)에서 절단기가 얼마나 움직였는지를 측정하여, 절단기(105)의 위치를 측정한 다음 절단위치가 절단영역에 진입하면 절단기가 안착되는 시간을 감안하여, 절단기(105)를 절단위치에 이동시켜 안착시키고, 주편 절단을 시작한다.As shown in FIG. 3, by using a pinch roll rotation length generated by attaching a pulse encoder to the pinch roll 103 to draw the cast in the mold and a pulse encoder attached to the feed roll, the cast is moved and While measuring the moving speed and the casting length of the cast using the signal of the pulse encoder generated in accordance with the rotation, the home position 106 by using a pulse encoder attached to the cutter wheel located at the upper end of the feed roll Measure how much the cutter moved, and measure the position of the cutter 105 and then, when the cutting position enters the cutting region, in consideration of the time that the cutter is seated, the cutter 105 is moved to the cutting position and seated. Start cutting the cast.
이때, 연속적으로 주조되고 있는 주편(104)의 길이를 측정하기 위해서 롤의 회전을 펄스 엔코드를 이용하여 거리로 계산하는데, 롤과 주편의 마찰이 일정하지 않아서 생기는 슬립현상과, 롤의 마모로 인한 롤둘레 길이의 감소, 롤의 잠김 현상이 발생하여, 주편(104)의 길이에 오차가 발생하게 될 뿐만 아니라 절단기 휠에 부착되어 있는 엔코드 휠의 슬립현상이나 휠의 마모 현상, 잠김현상으로 인해 이동거리에 대한 오차가 발생하고, 이를 보정하기 위해 절단기가 홈 포지션(106)에 들어올 때, 리미트를 이용하여 영점을 맞추게 되는데, 이때 절단기의 이동속도로 인해 백러시가 존재하게 되어 절단기의 영점위치도 오차가 발생하게 되는 문제점이 있었다.At this time, in order to measure the length of the continuously cast steel (104), the rotation of the roll is calculated by the distance using a pulse encoder, due to the slip phenomenon caused by the friction between the roll and the cast steel and the wear of the roll Due to the reduction in roll circumference and the locking of the roll, an error occurs in the length of the cast steel 104, as well as slip or wear of the encoder wheel attached to the cutter wheel or locking. Due to the error of the moving distance occurs, when the cutter enters the home position 106 in order to compensate for this, the zero is set by using a limit, at which time the backlash is present due to the moving speed of the cutter, the zero point of the cutter There was a problem that an error occurs in the position.
한편 위와 같은 문제점을 다소나마 보완하기 위하여 근자에 개발된 기술이 위에서 전술된 펄스 엔코드를 이용하지 않고, 비접촉 레이저 속도계를 이용하여 주편의 주조 속도와 주조 길이를 보다 정확히 측정할 수 있도록 하고 있다.On the other hand, in order to supplement the above problems to some extent, the technique developed in recent years allows a more accurate measurement of the casting speed and the casting length of the cast using a non-contact laser speedometer without using the above-described pulse encoder.
하지만 이 또한 상기의 롤 슬립, 마모, 잠김 현상으로 인한 오차는 발생하지 않으나, 레이저 속도계(221)와 주편의 반사 각도가 정확히 90도를 유지하여야 하고, 레이저 속도계(221)와 주편(104)의 거리가 일정해야 하며, 상기 비접촉 레이저 속도계(221)이지만, 설치 거리 제한이 있어 열악한 환경을 피할 수 없게 되어 많은 외란 요인이 발생하였고,However, this error does not occur due to the roll slip, wear, and locking phenomenon, but the reflection angles of the laser speedometer 221 and the cast steel should be maintained exactly 90 degrees, and the laser speedometer 221 and the cast steel 104 may be The distance should be constant, but the non-contact laser tachometer 221, but because of the installation distance limitation it is inevitable to avoid the harsh environment, many disturbance factors occurred,
또 주편을 냉각시키기 위해서 분무되는 냉각수의 수증기와, 주편에서 발생하는 고열, 금속성의 분진은 레이저빔을 산란시키게 되고, 연속주조기의 진동은 레이저 속도계(221)와 주편(104)간의 반사각도와 거리를 유지하지 못하게 한바, 이런 악조건에서 측정된 속도신호와 주조 길이 신호는 필터를 거쳐 외란 신호를 제거하여도 정밀도가 떨어질 수밖에 없었다.In addition, the water vapor of the cooling water sprayed to cool the cast steel, and the high temperature and metallic dust generated from the cast steel scatters the laser beam, and the vibration of the continuous casting machine causes the reflection angle and distance between the laser speedometer 221 and the cast steel 104 to be reduced. As it was not maintained, the velocity signal and the casting length signal measured under such a bad condition were inferior in accuracy even if the disturbance signal was removed through the filter.
즉, 위와 같은 종래 방법 중 롤에 펄스 엔코드를 부착하거나, 레이저 속도계를 이용하여 주편의 이동속도와 주조길이를 측정할 때의 경우는 많은 오차요인이 발생하게 되었음을 알 수 있었고, 또 휠에 펄스 엔코드를 부착하여 절단기의 위치를 측정하는 방법 또한 절단기의 위치신호에 오차가 발생하는 것을 쉽게 알 수 있다.That is, when the pulse encoder is attached to the roll or the moving speed and the casting length of the cast steel are measured using the laser speedometer, many error factors occur. The method of measuring the position of the cutter by attaching an encoder can also be easily seen that an error occurs in the position signal of the cutter.
도면 중 미설명 부호 210은 측정위치 이동부, 211은 실린더, 212는 모터, 213은 실린더 구동기, 220은 속도 계측부, 222는 속도신호발생기, 223은 필터, 224는 순속도 연산부, 225는 제어용 컴퓨터, 230은 진동 측정부를 나타낸 것임.In the drawings, reference numeral 210 denotes a measuring position moving unit, 211 a cylinder, 212 a motor, 213 a cylinder driver, 220 a speed measuring unit, 222 a speed signal generator, 223 a filter, 224 a net speed calculating unit, and 225 a control computer. , 230 represents a vibration measuring unit.
위와 같이 주편의 주조길이, 절단기의 위치가 정확하지 못하면, 필요한 절단길이보다 일정하게 여유를 두고 절단할 수밖에 없어 그 여유분 만큼의 재료가 낭비되는 결과를 초래하게 됨으로 원가 상승의 요인이 되고, 또 그 주편(104)의 길이자료가 정확하지 않으면 후 공정에서 불량의 요인가 되는 문제점이 발생하게 된다.If the casting length of the cast iron and the position of the cutter are not accurate as described above, it is necessary to cut with a certain margin than the required cutting length, resulting in a waste of material as much as the margin, causing a cost increase. If the length data of the cast steel 104 is not accurate, a problem that causes a defect in the post-process occurs.
아울러 주편의 이동속도가 정확하지 않으면, 정밀한 주조속도의 제어가 보장되지 않게 되고, 또 정확한 주조속도의 제어가 되지 않으면, 주형에서의 용강 레벨이 일정치 않아 개재물의 혼입이 발생하여 제품의 품질에 악영향을 미치고, 주편의 냉각도 일정하지 않아 주편의 응고셀의 두께가 고르지 않게 되어 주편의 부풀음 현상이 생기게 된다. In addition, if the moving speed of the cast steel is not accurate, precise control of the casting speed is not guaranteed, and if the precise casting speed is not controlled, the level of molten steel in the mold is not constant, resulting in the inclusion of inclusions and the quality of the product. It adversely affects, and cooling of the cast steel is not constant, so that the thickness of the solidification cell of the cast steel becomes uneven, resulting in swelling of the cast steel.
더불어 이러한 원인으로 인해 고속주조를 할 수 없어 주조성향상과, 제조원가의 절감을 기대할 수 없다. In addition, due to these reasons, high-speed casting cannot be performed, and casting performance and manufacturing cost reduction cannot be expected.
이에 본 발명에서는 상기와 같은 종래의 문제점을 일소하기 위하여 안출한 것으로서, 연속주조공정의 열악한 환경(특히 수증기)에서도, 주편 헤드부분 절대위치를 측정하는 것과; 주편의 이동속도를 정확히 측정하여, 절단기가 주편 위에 안착하는 시점을 계산하는 것과; 주편 헤드의 절대 위치가 측정되지 않는 위치에서 절단 하더라도, 영향을 받지 않고 정확히 절단을 할 수 있도록 하여 주편의 이동속도와 주조길이를 보다 정확히 측정 가능토록 함은 물론 주편을 절단하는 절단기의 위치정보를 정확히 측정하여, 이동하는 주편에 안착되는 절단기가 보다 정확한 길이로 절단할 수 있도록 하는 주편 절단기 제어장치를 제공함에 주안점을 두고 그 기술적 과제로서 완성한 것이다. In the present invention, to solve the above-mentioned conventional problems, and to measure the absolute position of the cast head portion, even in the harsh environment (particularly steam) of the continuous casting process; Accurately measuring the moving speed of the slab to calculate the point of time when the cutter rests on the slab; Even if the absolute position of the slab head is cut, the cutting speed can be accurately measured without being affected, so that the moving speed and casting length of the slab can be measured more accurately. The technical object of the present invention is to provide a caster cutter control device that accurately measures and allows a cutter mounted on a moving caster to be cut to a more accurate length.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위해서 본 발명에서는 첨부된 각 도면에 의거하여 상세히 설명하면 하기와 같다.In order to achieve the above technical problem, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4에서 도시된 바와 같이 주형에서 성형되어 핀치롤(103)에 의해 주편(104)이 연속적으로 인발되는 연속주조공정에서 상기 주편(104)의 주조 길이를 측정하고, 주편(104)의 주조속도를 측정하며, 절단기(105)의 위치를 측정하여, 요구하는 길이로 주편(104)을 정확히 절단될 수 있도록 하는 주편 절단기 제어 장치에 있어서,As shown in FIG. 4, the casting length of the cast steel 104 is measured in a continuous casting process in which the cast steel 104 is continuously drawn by the pinch rolls 103, and the casting speed of the cast steel 104 is measured. In the slab cutter control device for measuring the position of the cutting machine 105, so that the slab 104 can be accurately cut to the required length,
상기 주편 절단기 제어장치는 레이저 속도계(221)를 이용하여 주편(104)의 이송 속도를 계측하는 속도 계측부(200)와, 상기 주편 헤드의 절대 위치를 측정하는 주편 헤드 측정부(400)와, 상기 절단기의 절대 위치를 측정하는 절단기 측정부(300)가 각 구비되고, 그 일측에 상기 속도계측부(200), 주편 헤드 측정부(400), 절단기 측정부(300)의 신호를 받아 절단기를 제어하는 연산 처리부(400)로 이루어진다.The slab cutter control device includes a speed measurement unit 200 for measuring the feed speed of the slab 104 using a laser speedometer 221, a slab head measuring unit 400 for measuring the absolute position of the slab head, Cutter measuring unit 300 for measuring the absolute position of the cutter is provided, each of which receives the signal of the speed measuring unit 200, the slab head measuring unit 400, the cutter measuring unit 300 to control the cutter It consists of arithmetic processing unit 400.
상기한 속도 계측부(200)는, 주조되어 이동하는 주편에 레이저 빔을 발사하여, 반사된 레이저 빔을 디지털 신호로 변환해주는 레이저 속도계(221)와 변환된 신호를 속도로 연산해서 속도신호로 변환해주는 속도신호발생기(222)를 포함한다. The speed measuring unit 200 emits a laser beam on a cast and moving cast, and converts the reflected laser beam into a digital signal and converts the converted signal into a speed signal as a speed signal. And a speed signal generator 222.
상기 주편 헤드 측정부(400)는 주조되는 주편(104)의 헤드(104a)를 촬영하는 카메라와 그 영상을 이용하여, 주편 헤드(104a)의 절대위치를 계산해주는 영상(화상)처리기(422)를 포함한다.The cast head measuring unit 400 is an image (image) processor 422 that calculates the absolute position of the cast head (104a) by using the camera and the image to photograph the head (104a) of the cast slab 104 to be cast It includes.
상기 절단기 측정부(300)는 절단기(105)에 레이저빔을 발사하고 반사된 레이저빔을 거리 신호로 변환해주는 레이저 거리계(311)와, 발사된 레이저를 양호하게 반사해주는 반사판(312)을 포함한다.The cutter measuring unit 300 includes a laser rangefinder 311 that emits a laser beam to the cutter 105 and converts the reflected laser beam into a distance signal, and a reflector 312 that reflects the emitted laser well. .
상기 연산 제어 처리부(400)는 상기 속도 계측부(200)에서 전송 받은 주편(104)의 이동 속도 및 주편(104)의 주조 길이신호와 주편 헤드 측정부(400)에서 전송 받은 주편 헤드 절대위치 신호와, 절단기 측정부(300)에서 전송받은 절단기 위치 신호를 이용하여 절단기 제어 연산을 하는 연산기(511)와, 절단기(105)를 제어하는 절단 제어기(521)을 포함한다.The arithmetic control processing unit 400 may include a moving speed of the cast steel 104 received from the speed measuring unit 200, a casting length signal of the cast steel 104, and a cast head absolute position signal transmitted from the cast steel head measuring unit 400. , A calculator 511 performing a cutter control operation using the cutter position signal received from the cutter measuring unit 300, and a cutting controller 521 controlling the cutter 105.
실시예Example
위와 같은 구성을 가지는 본 발명의 주편 절단기 제어장치를 통하여 이루어 지는 실시예를 보다 상세히 설명하면 하기와 같다.Referring to the embodiment made through the slab cutter control device of the present invention having the above configuration in more detail as follows.
연속주조공정은 위에서 설명한 바대로, 용강을 주형에 주입하여 주편을 연속적으로 주조하는 공정으로서, 주형을 통해 성형된 주편이 핀치롤에 의해 인발되고, 냉각과정을 거치면서 절단 지역으로 주조되어서 나오게 되며, 수요에 의한 필요길이로 절단을 한 후 다음 공정으로 보내는 것이다.As described above, the continuous casting process is a process of continuously casting molten steel by injecting molten steel into a mold, and the cast steel formed through the mold is drawn out by a pinch roll, and is cast into a cutting area through a cooling process. In other words, it is cut to the required length by demand and sent to the next process.
상기한 연속주조공정이 시작 되면, 레이저 거리계(311)가 홈포지션 내에 대기 중인 절단기(105)의 위치를 측정하고, 최초 주조되어 나오는 주편(104)의 이동속도를 레이저 속도계(221)를 이용하여 측정된 신호를 연산기(511)로 보낸다.When the continuous casting process starts, the laser rangefinder 311 measures the position of the cutter 105 in the home position, and the moving speed of the cast steel 104 that is first cast is measured using the laser speedometer 221. The measured signal is sent to the calculator 511.
상기 주편(104)의 이동속도가 측정되면서 헤드부(104a)의 위치가 절단영역 안으로 진입하면, 레이저 속도계(221)가 측정한 주편(104)의 이동속도신호를 근거로, 연산기(511)에서 주편헤드(104a) 위치를 계산하여, 최초 주조시 성형이 제대로 안된 헤드크랍(Head crap) 부를 자르기 위해 주편 헤드(104a) 부근에 절단기(105)를 안착시켜 절단을 시작하고, 레이저 거리계(311)가 주편(104)과 함께 이동하는 절단기(105)의 시간대별 위치를 측정하여 신호를 연산기(511)로 보낸다.When the position of the head portion 104a enters the cutting region while the moving speed of the cast steel 104 is measured, the calculator 511 uses the moving speed signal of the cast steel 104 measured by the laser speedometer 221. Calculate the position of the slab head 104a, and start cutting by placing the cutter 105 near the slab head 104a in order to cut the head scrap portion that was not molded properly at the time of initial casting, and the laser rangefinder 311 Measures the time zone position of the cutter 105 moving with the cast steel 104 and sends a signal to the calculator 511.
상기 헤드크랍 절단 후 주편헤드(104a)가 헤드인식영역(107)에 진입하게 되면, 고정된 카메라(421)가 헤드(104a)부분을 촬영하고 그 신호를 영상처리기(422)가 헤드(104a)부의 시간대별 절대위치로 계산하여 신호를 연산기(511)에 전송한다.When the slab head 104a enters the head recognition area 107 after the head crop is cut, the fixed camera 421 captures the head 104a portion, and the image processor 422 receives the signal from the head 104a. It calculates the negative position by time zone and transmits the signal to the calculator 511.
상기 연산기는 속도 계측부(200)에서 측정된 주편(104)의 주조속도와 주조길이 신호를 절단기 측정부(300)에서 측정된 주조속도와 주조길이 신호를 이용하여 1차 보정을 하며, 헤드 측정부(400)에서 주편헤드(104a)의 절대위치를 측정하여 연산된 주조속도와 주조길이 신호를 이용하여 2차 보정을 하여 정밀하게 계산된 주편(104)의 주조속도와 주조 길이 및 절단기 측정부(300)에서 측정된 절단기(105)의 위치신호를 절단기 제어기(521)로 보낸다.The calculator performs the first correction of the casting speed and the casting length signal of the cast steel 104 measured by the speed measuring unit 200 using the casting speed and the casting length signal measured by the cutter measuring unit 300, and the head measuring unit. Casting speed and casting length and cutter measuring unit of the cast steel 104 is precisely calculated by performing secondary correction using the casting speed and the casting length signal calculated by measuring the absolute position of the cast head 104a at 400. The position signal of the cutter 105 measured at 300 is transmitted to the cutter controller 521.
상기한 신호를 받은 절단기 제어기(521)는 연산기(511)로부터 전송받은 주편(104)의 주조속도, 길이와 절단기(105) 위치 신호를 계산하여, 요구된 길이로 주편을 절단하기 위해 절단기(105)를 정확한 위치로 이동시키고, 절단기(105)를 주편(104)에 안착시켜 절단을 시작한다.The cutter controller 521 receiving the above signal calculates the casting speed, the length of the slab 104 and the cutter 105 position signal received from the calculator 511, and cuts the slab to the required length. ) Is moved to the correct position, and the cutter 105 is seated on the cast steel 104 to start cutting.
이때, 절단기 측정부(300)가 주편(104) 절단을 끝내고, 대기하고 있거나, 홈 포지션(106)에 있을 경우와 주편(104)의 절단길이가 짧아 헤드인식영역(107)에 주편의 헤드(104a)가 진입을 하지 않을 경우에도 주편(104)을 절단하는 작업이 발생하게 된다. At this time, when the cutter measuring unit 300 finishes the cutting of the cast steel 104 and is waiting, or is at the home position 106 and the cutting length of the cast steel 104 is short, the head of the cast steel in the head recognition area 107 ( Even when 104a) does not enter, an operation of cutting the cast steel 104 occurs.
그러나 레이저 속도계(221)는 항상 주편(104)의 주조 속도와 주조길이를 측정하고 있고, 절단기 측정부(300)와 헤드 측정부(400)에서 나온 신호로 실시간 레이저 속도계(221)의 신호를 보정했기 때문에, 이러한 경우에도 주편(104)의 주조 속도와 주조 길이의 신호가 양호하여 정밀하게 주편(104)을 절단하는데 문제가 발생하지 않는다. However, the laser speedometer 221 always measures the casting speed and the casting length of the cast steel 104, and corrects the signal of the real-time laser speedometer 221 by the signals from the cutter measuring unit 300 and the head measuring unit 400. Therefore, even in such a case, the signal of the casting speed and casting length of the cast steel 104 is good, and a problem does not arise in cutting the cast steel 104 precisely.
상기와 같이 주편(104)이 핀치롤(103)에 의해 인발되어 나와서 냉각 과정을 거쳐, 절단위치로 이송되며 절단위치 전방, 주편(104)의 폭방향 중앙에 90도의 직각으로 레이저 빔을 발사 할 수 있도록 레이저 속도계(221)를 설치하는 것은 주편(104)의 폭이 가변이므로 폭이 줄어들거나 늘어나도 주편에 레이저를 발사하기 위한 것이며, As described above, the cast steel 104 is drawn out by the pinch rolls 103, and then cooled and transferred to the cutting position, and in front of the cutting position, the laser beam can be fired at a right angle of 90 degrees at the center of the width direction of the cast steel 104. Installing the laser tachometer 221 so that the width of the cast steel 104 is variable, so that even if the width is reduced or increased to launch the laser on the cast steel,
또 상기한 레이저 속도계(221)는 레이저 빔을 발사하여 돌아오는 레이저 빔으로 속도를 감지하기 때문에, 가장 많이 레이저 빔을 수광 할 수 있게 레이저 속도계의 주편 발사 각도를 90도를 유지하였다.In addition, since the laser speedometer 221 senses the speed with the laser beam returning by firing the laser beam, the firing angle of the laser speedometer was maintained at 90 degrees to receive the most laser beam.
그리고 상기 연속주조공정 초기에 주편(104)의 헤드(104a)부가 레이저 속도계(221) 측정구역에 도착하면, 레이저 속도계(221)가 주편(104)에 레이저 빔을 발사하고, 레이저 속도계(104)의 수광부에서 반사되는 레이저를 받아들여 디지털 신호로 바꾸어, 속도 신호발생기(222)로 전송하며 이 신호를 속도신호로 변환하여, 연산제어 처리부(500)내의 연산기(511)로 전송하게 된다.When the head 104a of the slab 104 reaches the laser speedometer 221 measuring zone at the beginning of the continuous casting process, the laser speedometer 221 emits a laser beam to the slab 104 and the laser speedometer 104. The laser beam reflected by the light receiving unit of the laser beam is converted into a digital signal, transmitted to the speed signal generator 222, and converted into a speed signal, and transmitted to the calculator 511 in the operation control processing unit 500.
또 상기 연속적으로 주조되어 이송되는 주편의 절단 길이가 가변이므로, 어떤 길이로 주편을 절단 하더라도, 공통적으로 주편헤드(104a)를 촬영할 수 있는 영역을 카메라가 비출 수 있게 상기 헤드 측정부(400)에 카메라(421)를 고정 설치한 것이다.In addition, since the cutting length of the continuously cast and transported cast pieces are variable, the head measuring unit 400 is provided to the camera so that the camera can project a region in which the slab head 104a can be taken in common, even if the slabs are cut to any length. The camera 421 is fixedly installed.
상기 헤드 측정부(400)에 구비하는 카메라(421)는 주편(104)이 헤드 인식영역(107)으로 이송될 때 주편헤드(104a)를 촬영하여 영상을 영상처리기(422)로 전송하게 되는 것이고, 상기 영상처리기(422)는 수많은 점과 색으로 구성되어있는 영상에서 헤드(104a)부분을 찾아내어 헤드(104a) 부분이 어느 지점에 있는지를 계산하여 절대위치를 찾아내며, 이 신호를 연산기(511)로 이송하는 역할을 담당한다.The camera 421 included in the head measuring unit 400 photographs the slab head 104a when the slab 104 is transferred to the head recognition area 107 and transmits an image to the image processor 422. The image processor 422 finds the head 104a portion of the image composed of numerous dots and colors, calculates the position of the head 104a portion, and finds the absolute position. 511) is responsible for the transfer.
이상과 같이 최초 주편(104)이 주조되어 레이저 속도계(221)의 계측범위에 들어오면, 주조되고 있는 주편(104)에 레이저빔을 발사하여, 레이저 속도계(221)의 반사된 레이저빔을 수광부에서 받아 디지털 신호의 형태로 속도 신호발생기(22)로 전송하고,As described above, when the first cast steel 104 is cast and falls within the measurement range of the laser speedometer 221, the laser beam is emitted to the cast steel slab 104 to reflect the reflected laser beam of the laser speedometer 221 at the light receiving unit. Receive and transmit it to the speed signal generator 22 in the form of a digital signal,
상기 신호를 받은 속도 신호발생기(222)는 이 신호를 이용하여, 속도 신호로 변환하여 측정 및 제어용 연산제어 처리부(500)의 연산기(511)으로 속도신호를 전송하게 되고, 상기한 연산기(511)에서는 일정한 범위를 벗어난 신호를 제거하고 유효한 신호만을 이용하여, 속도신호를 계산한 다음 각 속도신호에 측정시간을 같이 부여하게 되며,The speed signal generator 222 receiving the signal converts the speed signal into a speed signal and transmits the speed signal to the calculator 511 of the calculation and control operation control unit 500 for measurement and control. Removes the signal out of a certain range, calculates the speed signal using only the valid signal, and then gives the measurement time to each speed signal.
상기 카메라(421)에서 주편 헤드(104a)부분의 절대위치를 계산한 후 이 값 또한 상기 연산기(511)로 각 전송하게 되는데, After calculating the absolute position of the cast head (104a) portion of the camera 421, this value is also transmitted to each of the calculator 511,
상기와 같이 각 전송된 값을 연산기(511)에서는As described above, the operator 511 calculates each transmitted value.
1. 레이저 속도계(221)가 측정한 주속을 평균 주속으로 계산해 내고,1.Calculate the peripheral speed measured by the laser speedometer 221 as the average peripheral speed,
2. 영상처리기(422)를 이용하여 절대위치를 찾아내어, 레이저 속도계(221)가 최초 주속을 측정했던 시간과 비교하여 계산한 평균 주속을 계산한다.2. The absolute position is found using the image processor 422, and the average circumferential speed calculated by comparing the time when the laser speedometer 221 measures the initial circumferential speed is calculated.
3. 상기 영상처리기(422)에서 계산한 평균 주속과 레이저 속도계(221)가 계산한 평균 주속을 비교하면, 레이저 속도계(221)의 오차 변수를 계산 한 다음,3. Comparing the average peripheral speed calculated by the image processor 422 and the average peripheral speed calculated by the laser speedometer 221, after calculating the error variable of the laser speedometer 221,
4. 상기 오차변수를 적용하여 주조속도를 2차 보정한다.4. Secondary correction of casting speed by applying the above error parameters.
한편, 절단기(105)가 주편(104)을 절단하기 위해서 주편(104) 상부에 얹혀 이동하면서 주편(104)을 절단하는데, 이때 레이저 거리계(311)로 절단기(105)의 절대 위치를 측정한 후 이 또한 상기 연산기로 그 값을 전송하게 되는데,Meanwhile, the cutter 105 cuts the slab 104 while moving on the slab 104 to cut the slab 104. At this time, the absolute position of the cutter 105 is measured by the laser rangefinder 311. This also sends the value to the operator,
이 경우에 연산기(511)에서는 In this case, the calculator 511
1. 먼저, 측정한 시간대별 절대위치를 주조속도로 환산한 후,1. First, the absolute position of each measured time zone is converted into casting speed, and then
2. 상기 1차 보정한 주조속도와 비교하여 오차 변수를 계산하고,2. Compute the error variable by comparing with the first-corrected casting speed,
3. 상기 오차변수를 적용하여 1차 보정된 주조속도를 2차 보정한다.3. Secondary correction of the first corrected casting speed by applying the error variable.
이러한 과정을 거치면서 연속적으로 주속을 실시간 보정하여 정확한 주속을 얻게 되었다.Through this process, the speed was corrected continuously to obtain accurate speed.
따라서 상기 레이저 속도계(221)와 레이저 거리계(311), 영상처리기(422)가 측정한 주속이, 외란요인으로 지속적 또는 한시적으로 교란과 오차가 발생하여도, 안정되고 정확한 주속을 측정할 수 있었다.Therefore, even when disturbances and errors occur continuously or temporarily due to disturbance factors, the peripheral speeds measured by the laser speedometer 221, the laser rangefinder 311, and the image processor 422 were able to measure stable and accurate peripheral speeds.
한편, 상기 연산기(511)는 상기 레이저 거리계(311)가 측정한 절단기(105)의 위치정보와, 주편(104)의 끝부분에서 절단기정지위치까지의 거리를 연산하여 주속과 함께, 실시간으로 절단기 제어기(521)에 전송한다. On the other hand, the calculator 511 calculates the position information of the cutter 105 measured by the laser rangefinder 311 and the distance from the end of the slab 104 to the cutter stop position by cutting the cutting machine in real time with the circumferential speed. Send to the controller 521.
이를 전송 받은 절단기 제어기(521)는 요구하는 주편(104) 절단길이 지점이 절단기(105) 정지위치에 도착하면 주속을 감안하여, 절단기(105)가 주편(104) 위에 착지하는 적절한 시간을 계산하여 착지신호를 보내고, 절단기(105)는 주편(104) 위에 착지를 하여 주편(104)과 함께 이동을 하면서 주편을 절단한다. 이렇게 절단한 주편은 요구하는 길이와 오차가 아주 적은 정밀하고도 양호한 절단이 될 수 있는 것이다.The cutter controller 521 received this calculates an appropriate time for the cutter 105 to land on the cast steel 104 in consideration of the circumferential speed when the required cutting length of the cast steel 104 reaches the stop position of the cutter 105. Sending the landing signal, the cutting machine 105 is landed on the cast steel 104 to cut the cast while moving with the cast steel (104). This cut can be a precise and good cut with a very small length and error required.
본원 출원인은 이러한 근거를 갖고 종래 주편절단 제어 장치와 본원의 기존의 주편절단 제어 장치를 이용하여 실질적으로 실험한 결과하기 도표와 같은 결과를 얻을 수 있었다. (단위 : mm)Applicant has obtained the results as shown in the following diagram based on the above results and practical experiments using the conventional cast cutting control device and the existing cast cutting control device of the present application. (Unit: mm)
위에서 설명한 바와 같은 구성과 작용을 가지는 본 발명의 주편 절단기 제어 장치는 주편의 주조속도와 주조길이를 정확히 측정할 수 있음은 물론 절단기의 절대위치를 정확히 측정할 수 있음에 따라서 보다 정확히 절단기를 제어하여, 요구되는 주편의 절단위치에 정확히 절단기를 안착시켜 주편의 정밀한 절단이 가능하게 되어, 주편길이에 여유를 주지 않아 생산원가가 절감되고, 주편의 정확한 길이가 보장됨으로 인하여 제품의 질적 향상을 도모할 수 있고, 또 주편의 주조속도가 정밀하여 피드백하면 주조속도를 보다 정확히 제어할 수 있다.Cast control device of the present invention having the configuration and action as described above can accurately measure the casting speed and casting length of the cast, as well as to accurately measure the absolute position of the cutter to control the cutter more accurately It is possible to precisely cut the cast by placing the cutter exactly at the required cutting position of the cast, and to reduce the production cost by not allowing the length of the cast, and to ensure the quality of the product by ensuring the exact length of the cast. In addition, if the casting speed of the cast is precise feedback, the casting speed can be controlled more accurately.
아울러 상기와 같이 보다 정확하게 주조속도가 제어되면 주형에서의 용강레벨을 일정하게 하여 개재물의 혼입이 발생하지 않고, 주편의 냉각이 일정하여 주편의 부풀음 현상이 발생하지 않아 한층 품질을 높일 수 있으며, 또 연속주조공정에서 고속주조가 가능하여 생산성의 향상과 제조원가의 절감을 대폭 기대할 수 있는 획기적인 발명이다. In addition, if the casting speed is more accurately controlled as described above, the molten steel level in the mold is kept constant, and the inclusion of inclusions does not occur, and the cooling of the cast is constant, so that the swelling phenomenon of the cast does not occur. It is a revolutionary invention that can be expected to improve productivity and reduce manufacturing cost by enabling high speed casting in continuous casting process.
도 1은 통상적으로 사용되는 연속주조공정을 나타낸 측면 예시도1 is an exemplary view showing a side of a continuous casting process commonly used
도 2는 도 1의 평면도2 is a plan view of FIG. 1
도 3은 종래의 주편 절단제어 장치에 대한 개략도3 is a schematic diagram of a conventional cast control device
도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예를 보인 주편절단 장치에 대한 개략도.Figure 4 is a schematic diagram of a slab cutting device showing a preferred embodiment of the present invention.
□도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 □ □ Explanation of symbols for main parts of drawing □
102:주형 103:핀치롤 102: mold 103: pinch roll
104:주편 105:절단기104: cast 105: cutter
106:홈 포지션 107:헤드 인식영역106: home position 107: head recognition area
108:절단영역 200:속도 계측부 108: cutting area 200: speed measurement unit
221:레이저 속도계 222:속도 신호발생기221: laser speedometer 222: speed signal generator
300:절단기 측정부 311:레이저 거리계300: cutter measuring unit 311: laser rangefinder
312:반사판 400:헤드 측정부312: reflector 400: head measuring unit
421:카메라 422:영상 처리기 421: camera 422: image processor
500:연산제어 처리부 511:연산기 500: operation control processing unit 511: operator
521:절단 제어기521: cutting controller
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