KR100518325B1 - A Method for Monitoring the Escape of Molten Steel in Continuous Casting Mold - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연주공정 주형직하에서 용강누출현상을 감시하여 이로 인한 사고발생을 예방하기 위한 연주공정 주형직하에서의 용강누출 감시방법에 관한 것이다.The present invention relates to a molten steel leakage monitoring method directly under the casting process mold to monitor the molten steel leakage phenomenon directly under the casting process mold to prevent the occurrence of accidents.
이를 위하여 본 발명은, 연주공정 주형직하에서의 용강누출 감시방법에 있어서, 주편 주조작업이 시작되면 CCD 카메라를 이용하여 설정된 주기에 따라 주형직하에서의 주편의 영상을 수집하고 상기 수집된 영상에 대한 비디오신호를 출력하는 영상수집단계; 상기 영상에 대한 비디오신호를 칼라영상신호 및 휘도신호로 분리하는 신호분리단계; 상기 분리된 휘도신호로부터 주형직하에서의 주편표면의 온도분포를 획득하는 주편온도획득단계; 상기 획득된 주편표면의 온도분포를 이용하여 주편표면의 평균 온도값을 계산하는 온도값계산단계; 및 상기 계산된 평균 온도값과 기설정된 용강누출 발생한계 온도값을 비교하여 상기 평균 온도값이 상기 용강누출 발생한계 온도값보다 큰 경우 용강누출 경보를 발생하는 경보발생단계를 포함한다.To this end, the present invention, in the molten steel leakage monitoring method directly under the casting process casting process, when the cast casting operation is started by collecting the image of the cast directly under the mold according to the set cycle using a CCD camera for the collected image An image acquisition step of outputting a video signal; A signal separation step of separating the video signal for the image into a color image signal and a luminance signal; A slab temperature obtaining step of obtaining a temperature distribution of the slab surface directly under the mold from the separated luminance signal; A temperature value calculating step of calculating an average temperature value of the surface of the cast using the obtained temperature distribution of the surface of the cast; And an alarm generating step of generating a molten steel leakage alarm when the average temperature value is greater than the molten steel leakage generating system temperature value by comparing the calculated average temperature value with a preset molten steel leakage generating system temperature value.
본 발명에 의하면, 주형직하에서 용강이 누출되는 것을 미연에 방지하고, 주형직하의 파우더 상태를 감시함으로서 주형진동시 윤활작용의 파우더가 흘러내리는 분포의 균일화에 의한 주형의 수명 연장에 효과가 있다.According to the present invention, it is effective in preventing the leakage of molten steel directly under the mold and monitoring the state of the powder directly under the mold, thereby extending the life of the mold by uniformizing the distribution of the lubricating powder flowing during the mold vibration.
Description
본 발명은 연주공정에서의 용강누출 감시방법에 관한 것으로서 보다 상세하게는, 제철소 연주공정 주형내에 주입되어 응고되어지는 용강의 누출현상을 사전에 감시하여 이로 인한 사고발생을 예방하기 위한 연주공정 주형직하에서의 용강누출 감시방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of monitoring the leakage of molten steel in the playing process, and more particularly, to directly monitor the leakage phenomenon of the molten steel injected into the steel mill casting process mold and to prevent the occurrence of an accident. A method of monitoring leakage of molten steel in
일반적으로, 제철소의 연주 공정 설비는 제강 공정에서 취련된 용강(쇳물)을 연주기를 통해 서서히 냉각시키면서 높이 230mm, 너비 980~1950mm의 슬라브(slab)를 생산한다. In general, the reprocessing process facilities of steel mills produce slabs having a height of 230 mm and a width of 980 to 1950 mm while gradually cooling molten steel blown in the steelmaking process through a machine.
도 1은 종래의 방사온도계에 의한 주편 표면온도 검출방식을 설명하기 위한 공정 개략도이다. 철강제조 프로세스에서 연속주조공정은 용강을 응고시켜 주편을 만들어내는 공정이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 연주공정에서 턴디쉬(1) 내의 용강이 주형(3)을 통해 주편(15)으로 인출되면서 인발롤(13)에 따라 주조된다. 이때, 상기 인출되는 주편(15)의 표면은 응고되어 있지만 내부는 미응고상태의 용강이 존재하고 있다. 따라서 상기 주형(3) 내에서 미응고 용강의 냉각이 불충분하거나 불순물의 개입에 의해 주편 표피가 미발달한 채 주편이 주형에서 인출되거나 주형과 주편표피간의 마찰이 커서 표피에 큰 마찰력이 걸리면 종종 주편의 표피가 터져서 설비내로 유출되는 용강 누출현상을 발생시킨다.1 is a process schematic diagram for explaining the surface temperature detection method of a slab by a conventional radiation thermometer. In the steel manufacturing process, the continuous casting process is a process of forming molten steel by solidifying molten steel. As shown in FIG. 1, in the playing process, molten steel in the tundish 1 is cast along the drawing roll 13 while being drawn out to the cast piece 15 through the mold 3. At this time, the surface of the cast piece 15 to be drawn out is solidified, but there is molten steel in an unsolidified state. Therefore, when the non-solidified molten steel is insufficiently cooled in the mold (3) or the cast body is pulled out of the mold without the development of the cuticle skin due to the involvement of impurities, or the friction between the mold and the cuticle skin is large, and the skin has a large friction force, The skin may burst and cause molten steel leaks into the installation.
이러한 용강 누출현상이 발생되면 다량의 용강이 연속주조기의 주변에 흘러내려서 조업에 큰 지장을 초래하고 막대한 피해가 발생되므로 용강 누출현상을 예지하는 기술의 확립은 연속주조공정에서 예전부터 요구되었다. 그렇지만 용강누출을 일으키는 주형직하의 환경은 고온일 뿐만 아니라 다량의 냉각수가 주편에 분사되고 있고 냉각 파이프 등의 간섭이 많아 감시장치를 주형직하에 설치하는 것은 매우 곤란하였다.When such molten steel leakage occurs, a large amount of molten steel flows around the continuous casting machine, which causes great obstacles in operation and enormous damage occurs. Therefore, the establishment of a technology for predicting the leakage of the molten steel has been required in the continuous casting process. However, the environment directly under the mold causing the leakage of molten steel is not only high temperature, but a large amount of cooling water is injected onto the cast steel, and the interference of the cooling pipe, etc. is high, making it difficult to install the monitoring device directly under the mold.
종래에는 도 1에 도시된 바와 같이, 방사온도계(5)를 이용하여 주형(3)을 벗어난 연주기 내에서 주편(15)의 표면온도를 측정하여 용강 누출과 주형의 상태를 감시하였다(대한민국 특허출원 제2001-79526호). 그러나, 방사온도계(5)를 연주기의 상부에 배치하여 다점측정을 시도한 종래방식의 경우 냉각수에 의한 온도지시치의 헌팅, 유지보수의 난해함, 포인트의 계측의 한계 때문에 온도분포 측정이 불가능하여 용강누출을 정확히 감시하지 못했다. 특히, 주형과 연주기의 상부 세그멘트에 설치된 방사온도계(5)로서는 주편의 표면온도만 감시될 뿐이지 주형직하에서의 용강누출을 직접적으로 감시할 수 없었으며, 용강누출에 대한 정보는 불충분하기 때문에 현재는 이 같은 방식을 실시하고 있지는 않고 있다.In the related art, as shown in FIG. 1, the surface temperature of the cast steel 15 is measured in the player outside the mold 3 by using the radiation thermometer 5 to monitor the state of molten steel leakage and the mold (Korean Patent Application) 2001-79526). However, in the conventional method in which the multi-point measurement is performed by placing the radio thermometer 5 on the upper part of the instrument, hunting of temperature indication value by the coolant, difficulty in maintenance, and limitation of measurement of the point make it impossible to measure the temperature distribution. I wasn't exactly watching. In particular, the radiation thermometer (5) installed on the upper segment of the mold and the machine only monitors the surface temperature of the cast steel, but cannot directly monitor the leakage of molten steel directly under the mold, and the information on the leakage of molten steel is insufficient. This is not the case.
또한, 슬라브 표피의 두께를 측정하는 초음파센서 등도 개발되었지만 역시 각 측정포인트가 한 점으로 되어 있고, 측정위치가 주형직하에서는 설치가 불가하여 큰 도움이 되지 못하기 때문에 주형직하에서의 용강누출을 감시하는 것이 불가능하였다.In addition, an ultrasonic sensor for measuring the thickness of the slab skin has been developed, but each measuring point has one point, and since the measuring position cannot be installed directly under the mold, it is not helpful for monitoring molten steel leakage directly under the mold. It was impossible to do.
본 발명은, 상기한 바와 같이 방사온도계 및 초음파센서 등을 이용한 종래의 용강누출 감시의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 연주공정 주형직하에서의 주편온도 감시를 위한 CCD 카메라의 비디오 신호를 휘도신호와 칼라화상신호로서 분리하고, 상기 칼라화상신호는 운전자가 모니터로 감시하도록 화면에 제시되며 상기 휘도신호는 주형직하의 주편 온도분포로 변환하여 기설정된 온도 상한치와의 비교를 통해 용강의 누출현상을 감시하는 연주공정 주형직하에서의 용강누출 감시방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been proposed to solve the problems of the conventional molten steel leakage monitoring using a radiation thermometer and ultrasonic sensor as described above, the video signal of the CCD camera for monitoring the temperature of the cast steel directly under the casting process mold, the luminance signal And the color image signal are displayed on the screen so that the driver monitors the monitor, and the luminance signal is converted into the cast temperature distribution directly under the mold and compared with the preset upper temperature limit to prevent leakage of molten steel. The object of the present invention is to provide a molten steel leakage monitoring method directly under a casting process mold to be monitored.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 연주공정 주형직하에서의 용강누출 감시방법에 있어서, 주편 주조작업이 시작되면 CCD 카메라를 이용하여 설정된 주기에 따라 주형직하에서의 주편의 영상을 수집하고 상기 수집된 영상에 대한 비디오신호를 출력하는 영상수집단계; 상기 영상에 대한 비디오신호를 칼라영상신호 및 휘도신호로 분리하는 신호분리단계; 상기 분리된 휘도신호로부터 주형직하에서의 주편표면의 온도분포를 획득하는 주편온도획득단계; 상기 획득된 주편표면의 온도분포를 이용하여 주편표면의 평균 온도값을 계산하는 온도값계산단계; 및 상기 계산된 평균 온도값과 기설정된 용강누출 발생한계 온도값을 비교하여 상기 평균 온도값이 상기 용강누출 발생한계 온도값보다 큰 경우 용강누출 경보를 발생하는 경보발생단계를 포함한다.In the present invention for achieving the above object, in the molten steel leakage monitoring method directly under the casting process casting, when the casting operation is started, the image of the cast directly under the mold according to the set cycle using a CCD camera and collecting the collection An image acquisition step of outputting a video signal for the received image; A signal separation step of separating the video signal for the image into a color image signal and a luminance signal; A slab temperature obtaining step of obtaining a temperature distribution of the slab surface directly under the mold from the separated luminance signal; A temperature value calculating step of calculating an average temperature value of the surface of the cast using the obtained temperature distribution of the surface of the cast; And an alarm generating step of generating a molten steel leakage alarm when the average temperature value is greater than the molten steel leakage generating system temperature value by comparing the calculated average temperature value with a preset molten steel leakage generating system temperature value.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 용강누출 감시방법을 적용하기 위한 CCD 방식의 주편온도 검출장치의 일실시예에 따른 구성도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명을 적용하기 위한 CCD 방식의 주편온도 검출장치는, 연주기 주형(23)내에 유입된 용강(20)이 주형측면 가이드롤(25)에 의해 서서히 하강하는 동안 주편직하에서의 주편온도분포감시 및 용강누출의 감시를 위해 지지대(29)에 설치된 상기 주형(23)과 상기 가이드롤(25)사이에 릴레이 방식의 CCD(Charge Coupled Device) 카메라를 포함하여 구비한 CCD 카메라박스(31)와, 상기 CCD 카메라로부터 전달되는 비디오 신호를 칼라 영상신호 및 휘도신호로 분리하는 비디오신호분리기(33)와, 하나의 화상을 분배하여 설정된 주기로 그 지시를 행할 수 있게 하는 화상분배처리기(35) 및 상기 화상과 온도지시 및 기록저장과 용강누출을 분석하여 사전 예측 가능하게 하는 화상온도지시 및 용강누출분석기(37)로 구성된다.Figure 2 is a block diagram according to an embodiment of the apparatus for detecting a slab temperature of the CCD method for applying the molten steel leakage monitoring method according to the present invention. As shown in FIG. 2, the apparatus for detecting slab temperature of the CCD method for applying the present invention is characterized in that the molten steel 20 introduced into the player mold 23 is gradually lowered by the mold side guide roll 25. As shown in FIG. CCD camera including a relay type CCD (Charge Coupled Device) camera between the mold 23 and the guide roll 25 installed on the support 29 for monitoring cast temperature distribution and monitoring molten steel leakage under knitting. A box 31, a video signal separator 33 for separating the video signal transmitted from the CCD camera into a color image signal and a luminance signal, and an image distribution processor for distributing a single image and making the instruction at a set period And 35, an image temperature indication and a molten steel leakage analyzer 37 which analyzes the image, temperature indication, recording storage, and molten steel leakage and makes them predictable in advance.
도 3은 도 2에 도시된 CCD 카메라 박스의 상세도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 상기 CCD 카메라 박스(31)는, 연주기 주형직하의 주편 코너부(단변)의 화상과 온도를 상시 감시할 수 있도록 CCD 소자(광전변환소자)를 이용하여 전자주사로 주편의 폭방향의 열 방사 에너지를 계측하여 전기 신호로 변환한 후 비디오 신호로 출력하는 일차원 CCD 카메라(65), 상기 CCD 카메라(65)의 측정 시야를 에어 퍼지하는 것에 의해 항상 선명한 화상을 얻을 수 있도록 그 측정시 수증기，먼지 등을 배제하여 기기 자체를 보호하기 위해 마련된 에어퍼지입측(67), 시야각도가 100도 정도의 광에너지를 집광하는 다수의 집광렌즈(53), 상기 다수의 집광렌즈(53)를 조합하여 그 길이를 주편의 표면에 근접하게 설치가 가능한 900mm정도 길이를 갖는 릴레이 렌즈(51), 상기 릴레이 렌즈(51)를 외부로부터 보호하는 렌즈보호파이프(55), 상기 릴레이 렌즈(51)를 통과하여 핀홀을 통해 퍼지하는 에어퍼지핀홀(69), 상기 CCD 카메라 박스(31)를 고온의 환경에서 보호하는 냉각장치입측(59)과 출측(57)으로 구성되어 있다. 미설명 도면부호 61은 상기 CCD 카메라 박스(31)의 고정볼트이며, 63은 비디오 신호 출력 콘넥터이다.3 is a detailed view of the CCD camera box shown in FIG. 2. As shown in FIG. 3, the CCD camera box 31 according to the present invention uses a CCD element (photoelectric conversion element) so that the image and temperature of the corner portion (short side) of the slab directly under the casting machine mold can be monitored at all times. By measuring the heat radiation energy in the width direction of the cast steel by electron scanning, converting it into an electrical signal, and outputting it as a video signal, thereby always clearing the measurement field of the CCD camera 65 by air purging. The air purge side 67 provided to protect the device itself by excluding water vapor and dust during the measurement to obtain an image, and a plurality of condenser lenses 53 for condensing light energy having a viewing angle of about 100 degrees. Combination of a plurality of condenser lenses 53, the length of the relay lens 51 is approximately 900mm length that can be installed close to the surface of the cast steel, the lens protection pie to protect the relay lens 51 from the outside 55, an air purge pin hole 69 passing through the relay lens 51 and purging through a pinhole, and a cooling device inlet 59 and an outlet 57 for protecting the CCD camera box 31 in a high temperature environment. It consists of. Reference numeral 61 is a fixing bolt of the CCD camera box 31, and 63 is a video signal output connector.
도 4는 도 3에 도시된 릴레이 렌즈 부착 CCD 카메라 박스의 내부 구성도이다. 상기한 바와 같이, CCD 카메라 박스(31)는 주편표면의 휘도를 시야각도가 100도 정도의 광에너지를 집광하는 다수의 집광렌즈(53), 릴레이식 렌즈(51), 렌즈보호파이프(55), CCD카메라(65)로서 구성된다. 4 is an internal configuration diagram of a CCD camera box with a relay lens shown in FIG. 3. As described above, the CCD camera box 31 includes a plurality of condenser lenses 53, a relay lens 51, and a lens protection pipe 55 for condensing the brightness of the surface of the cast steel to light energy with a viewing angle of about 100 degrees. And a CCD camera 65.
이하에서, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 용강누출 감시원리를 설명한다. Hereinafter, the molten steel leakage monitoring principle according to the present invention with reference to FIGS.
주형직하주편(15)으로부터의 광에너지인 적외선을 집광렌즈(53)에 의해 일차원 CCD 카메라(65) 내 CCD 소자의 측온 면상에 집광하고, 일차원 CCD 소자에 의한 광원／전기 신호변환(광/전변환)을 통해 비디오신호를 비디오신호 분리기(33)로 전송한다. 상기 비디오신호 분리기(33)는 상기 CCD 카메라(65)로부터 비디오신호를 전송받고 상기 비디오신호를 휘도신호와 칼라영상신호로 분리하여, 상기 칼라영상신호는 열악한 환경하의 주형직하 부위의 주조상황을 운전자가 상시 파악감시 할 수 있도록 화면에 제시해 주고, 상기 휘도신호는 소정의 연산을 통해 주편표면온도를 구할 수 있도록 한다. 상기 칼라영상신호를 이용한 운전자 화면감시와 상기 휘도신호를 이용한 주편온도 측정은 동시에 구현될 수도 있고, 별도로 독립적으로 구현될 수도 있다. 화상분배 및 처리기(35)는 하나의 화상을 여러 화면으로 분배하여 운전자가 온도분포 화상을 알아보기 쉽도록 하며, 화상온도지시 및 용강누출분석기(37)는 상기 분리된 휘도신호에서 변환된 주편 표면온도신호를 입력받아 기설정된 기준온도와 비교하여 용강누출발생의 예측을 행한다.Infrared rays, which are light energy from the mold direct casting piece 15, are collected by the condensing lens 53 on the temperature measuring surface of the CCD element in the one-dimensional CCD camera 65, and the light source / electrical signal conversion by the one-dimensional CCD element (light / electric The video signal is transmitted to the video signal separator 33 through the conversion. The video signal separator 33 receives a video signal from the CCD camera 65 and separates the video signal into a luminance signal and a color image signal, and the color image signal is used to drive a casting situation of a mold directly under a poor environment. It is presented on the screen to monitor and monitor virtually, and the luminance signal allows to obtain the surface temperature of the slab through a predetermined operation. The driver screen monitoring using the color image signal and the slab temperature measurement using the luminance signal may be simultaneously implemented or separately. The image distribution and processor 35 distributes one image to several screens so that the driver can easily recognize the temperature distribution image, and the image temperature indication and the molten steel leak analyzer 37 convert the slab surface converted from the separated luminance signal. The temperature signal is input to predict the molten steel leakage by comparing with the preset reference temperature.
상기 릴레이 렌즈(51)를 부착한 CCD 카메라(65)를 연속주조기의 주형직하롤스탠드에 설치하여 주형직하에서 인발되어가는 주편(15)의 측면을 연속적으로 감시하고 지시한다. 상기 릴레이 렌즈(51)의 길이는 900mm로서 렌즈선단에서 주편표면까지의 거리는 측정 가능한 최소한의 거리를 유지하여야 한다. 또한, 상기 릴레이 렌즈(51)의 직경은 45mm이고 그 외측에는 보호파이프(55)에 의해 보호된 구조로 되어 있다. The CCD camera 65 with the relay lens 51 is mounted on the mold direct roll stand of the continuous casting machine to continuously monitor and instruct the side surface of the cast 15 being drawn directly under the mold. The length of the relay lens 51 is 900mm, and the distance from the lens tip to the surface of the slab should be kept at a minimum distance that can be measured. In addition, the diameter of the relay lens 51 is 45mm, and the outer side of the relay lens 51 is protected by a protective pipe 55.
한편, 상기 CCD 카메라(65)는 RGB 3소자형의 칼라 카메라를 사용하고 있다. 이러한 3소자의 칼라형은 영상이 매우 수려할 뿐만 아니라 휘도신호의 다이나믹 레인지(dynamic range) 휘도신호전압의 최소치와 최대치의 비가 60dB정도로서 통상의 1소자형 CCD 카메라에 비하여 10dB이상 넓고 단색 카메라와 동등의 레벨을 얻을 수 있기 때문에 온도분포측정에 적합하다. 그리고, 주편표면을 보는 카메라의 시야는 도 4에 도시된 바와 같이 약 100도정도로서 렌즈선단을 도 3에서와 같이 주편표면까지 근접시키지 않으면 주편표면을 정확하게 측정할 수 없다.On the other hand, the CCD camera 65 uses an RGB three-element color camera. The color of these three elements is not only beautiful, but also the dynamic range of the luminance signal. The minimum and maximum ratio of the luminance signal voltage is about 60 dB, which is more than 10 dB wider than that of a conventional one-element CCD camera. It is suitable for temperature distribution measurement because it can get the level of. And, the field of view of the camera looking at the surface of the slab is about 100 degrees as shown in FIG. 4 and the surface of the slab cannot be accurately measured unless the lens tip is close to the surface of the slab as shown in FIG.
이와 같은 구성으로 된 상기 릴레이 렌즈(51) 선단에 강력한 에어퍼지를 실시하면 주편표면의 검은 핫 스팟등을 제거하여 항상 선명한 주편표면영상을 얻을 수 있다. 또한, 상기 CCD 카메라(65)는 롤스탠드의 지지대에 붙여 롤을 정비할 때에는 CCD 카메라 박스(31)를 간단하게 장,탈착할 수 있도록 되어 있다.When a strong air purge is applied to the tip of the relay lens 51 having such a configuration, it is possible to always obtain a clear cast surface image by removing black hot spots on the cast surface. In addition, the CCD camera 65 is attached to the support of the roll stand so that the CCD camera box 31 can be easily mounted and detached when the roll is maintained.
상기 CCD 카메라(65)로부터의 비디오신호 중 RGB신호는 상시 주형표면의 영상 감시용으로서 상기 신호를 이용하여 주형직하의 상태를 감시할 수가 있다. 이 RGB신호는 상기 비디오신호분리기(33)로 입력되어 휘도신호와 칼라영상신호로 분리되고, 화상분배 및 처리기(35)에서 상기 칼라영상신호를 이용하여 화상신호로 변환하여 한 화면에 두 개 혹은 4개 정도로 화상을 분배하고, 또한 상기 휘도신호를 이용하여 주편온도분포로 변환한다. 상기 변환된 온도신호 및 화상신호는 화상온도지시 및 분석기(37)에서 연속적으로 지시되며 트랜드되어 연속적으로 기록한다.Among the video signals from the CCD camera 65, the RGB signal can monitor the state directly under the mold by using the signal for video surveillance of the mold surface at all times. The RGB signal is inputted to the video signal separator 33 to be divided into a luminance signal and a color image signal, and the image distribution and processor 35 converts the image signal into an image signal using the color image signal, or two on one screen. The image is distributed to about four, and converted into slab temperature distribution using the luminance signal. The converted temperature signal and image signal are continuously instructed and trended by the image temperature instruction and analyzer 37 and recorded continuously.
또한, 지나간 화상과 온도는 지워지면서 최신의 값과 화상으로 업데이트된다. 이와 같은 구성을 하면 주편표면온도분포화상은 상시 현재보다 일정시간 과거의 화상과 온도값을 전부 기록장치에 기록하고 있게 된다. 따라서, 화상은 약 10초 간격으로 온도값은 1초 간격으로 기록되어지고 있다. Also, past images and temperatures are erased and updated with the latest values and images. With such a configuration, the cast surface temperature distribution image records all the images and temperature values of a certain time past than the present time in the recording apparatus. Therefore, images are recorded at about 10 second intervals and at 1 second intervals.
또한, 화상온도지시 및 용강누출분석기(37)에 의해 현재의 온도분포화면과 1시간전의 온도분포화면이 2분활 혹은 4분활 화면상에 출력되고 있다. 이 온도영상은 온도구배를 알 수 있는 칼라로 변환되어 표시된다. 그리고 화면상의 최고 휘도위치에 대응한 온도가 도 5에서 A로 표시된 바와 같이 나타나는데, 최고 휘도위치의 온도는 때로는 주편표면의 영상이 수증기나 수막으로 차단된 경우에는 도 5에서 B로 표시된 바와 같이 온도가 급격하게 저하된다. 이 때는 아래와 같은 표 1에 의해 기준용강의 강종온도에서 벗어나게 되므로 무시된다.In addition, the image temperature instruction and the molten steel leak analyzer 37 output the current temperature distribution screen and the temperature distribution screen one hour ago on the two-split or four-split screen. This temperature image is converted to a color that shows the temperature gradient and displayed. And the temperature corresponding to the highest luminance position on the screen is shown as A in Fig. 5, the temperature of the highest luminance position is sometimes shown as B in Fig. 5 when the image on the surface of the slab is blocked by water vapor or water film Decreases rapidly. In this case, it is disregarded because it is out of the steel grade temperature of the reference molten steel according to Table 1 below.
[표 1]TABLE 1
상기 표 1은 본 발명에 따른 주형직하에서 주편의 표면온도측정 실시 예를 나타낸 것으로 본 발명이 상기한 수치, 온도 등에 한정되는 것은 아니며, 상기 값은 용강누출발생한계의 기준온도로서 사용된다.Table 1 shows an embodiment of measuring the surface temperature of the cast directly under the mold according to the present invention, the present invention is not limited to the numerical value, the temperature, etc., the value is used as the reference temperature of the molten steel leakage limit.
이와 같이 기준용강의 강종온도에서 벗어나는 경우의 신호는 무시되고 도 6에 도시된 바와 같이, 상시 최고온도의 피크치만을 주목하면 되고 이 값에 의해 용강누출을 감시하게 된다. 통상 주형직하의 주편표면온도 신호는 상기 표 1에서 나타난 바와 같이 주조작업 개시직후의 온도가 가장 높고 천천히 저하되어 간다. As such, the signal in the case of deviation from the steel grade temperature of the reference molten steel is ignored, and as shown in FIG. 6, only the peak value of the highest temperature is constantly noted, and the molten steel leakage is monitored by this value. In general, the cast surface temperature signal directly under the mold has the highest temperature immediately after the start of the casting operation and slowly decreases as shown in Table 1 above.
이 때, 비디오 신호로 입력된 값은 화상온도지시 및 용강누출분석기(37)에 입력된다. 여기서 주편인발속도에 따른 주편표면온도값, 즉 최고 휘도온도값을 분석하게 된다. 그리고 상기 화상온도지시 및 용강누출분석기(37) 내에서 미리 설정된 용강누출발생 한계값 및 각 용강의 강종에 따른 기준값(표1 참조)을 현재 온도측정값과 대비 비교분석하게 된다. 상기 용강누출의 한계점을 산출하는 것은 시시각각 변화하는 온도측정신호값을 강종에 따른 용강온도의 기준값 대비 현재의 온도값이 미리 설정된 발생 한계값과 비교하여 그 편차가 설정값(예를 들어, 50 ℃) 이상 높은 경우에 용강누출현상이라고 인식하여 이 응고각 파단부가 주형통과 직후로 용강이 설비내로 누출될 것이라고 예측하는 것으로서 용강누출 사전에 발생을 예지하는 것이 가능하게 된다.At this time, the value input as the video signal is input to the image temperature instruction and the molten steel leak analyzer 37. Here, the surface temperature of the slab according to the slab drawing speed, that is, the highest luminance temperature value is analyzed. In addition, the image temperature indication and the molten steel leak analyzer 37 compare and analyze a preset molten steel leakage limit value and a reference value according to the steel grades of each molten steel with the present temperature measurement value. Computing the threshold of the molten steel leakage is compared with the temperature measurement signal value that changes from time to time and the current temperature value compared to the reference value of the molten steel temperature according to the steel grade and the deviation value is a predetermined value (for example, 50 ℃ In the case of high abnormality, it is possible to anticipate the occurrence of molten steel leakage by predicting molten steel leakage phenomenon and predicting that molten steel will leak into the facility immediately after the mold passing.
도 7은 본 발명에 따른 연주공정 주형직하에서의 용강누출 감시방법을 보이는 흐름도이다. 먼저, 주조작업이 시작되면(S71), 주형직하에서의 주편온도감시 및 용강누출의 감시를 위해 마련된 CCD 카메라(65)를 이용하여 연주기 주형직하의 영상을 수집한다(S72). 여기서, 상기 CCD 카메라(65)에서의 영상 수집은 바람직하게는 설정된 주기에 따라 측정한다. 더욱 바람직하게는 실시간으로 연속해서 측정한다.7 is a flowchart showing a molten steel leakage monitoring method directly under a casting process mold according to the present invention. First, when the casting operation is started (S71), using the CCD camera 65 provided for the casting temperature monitoring and the molten steel leakage directly under the mold to collect the image directly under the caster (S72). Here, the image collection in the CCD camera 65 is preferably measured according to a set period. More preferably, it measures continuously in real time.
이어, 비디오신호 분리기(33)에서 상기 영상에 대한 신호를 비디오신호로 변환하고(S73), 상기 화상분배 및 처리기(35)에서 상기 비디오신호를 칼라화상신호 및 주편온도신호로 변환한다(S74). 실질적으로 상기 단계(S74)의 경우 상기 비디오신호를 칼라화상신호 및 휘도신호로 변환한 후, 상기 휘도신호를 다시 주편온도신호로 변환한다. Subsequently, the video signal separator 33 converts the signal for the image into a video signal (S73), and the image distribution and processor 35 converts the video signal into a color image signal and a slab temperature signal (S74). . Subsequently, in the step S74, the video signal is converted into a color image signal and a luminance signal, and then the luminance signal is converted into a slab temperature signal.
상기 변환된 칼라연상신호는 계속해서 상기 주형직하의 비디오를 운전자가 상시 파악할 수 있도록 화면에 제시되고(S75), 상기 주편온도신호는 계속해서 수집되어 소정의 저장장치에 저장된다(S76). 상기 단계(S75)는 필요에 따라 구현될 수도 있고 구현되지 않을 수도 있다.The converted color association signal is continuously presented on the screen so that the driver can always grasp the video directly under the mold (S75), and the slab temperature signal is continuously collected and stored in a predetermined storage device (S76). The step S75 may or may not be implemented as necessary.
화상온도지시 및 용강누출분석기(37)는 상기 수집된 주편온도를 이용하여 평균값을 계산한 후(S77), 상기 계산된 평균값과 기설정된 용강누출 발생한계 온도값을 비교하여(S78), 상기 계산된 평균값이 상기 용강누출 발생한계 온도값보다 작은 경우 계속해서 주편온도를 수집하고(S76), 반대로 상기 계산된 평균값이 상기 용강누출 발생한계 온도값보다 큰 경우 상기 주형직하에서 용강누출 발생을 예지하는 경보를 발생한다(S79). 여기서, 상기 용강누출 발생한계 온도값은 상기한 표 1에서의 기준온도값보다 소정의 온도만큼 더 높은 값을 갖는다. 그 이유는 상기 계산된 평균 온도값이 상기 용강누출 발생한계 온도값보다 상기 소정의 온도만큼 높은 온도가 될 때 경보를 발생하도록 하기 위한 것이다.The image temperature instruction and the molten steel leak analyzer 37 calculate an average value using the collected slab temperature (S77), and then compare the calculated average value with a predetermined molten steel leakage generation meter temperature value (S78). If the average value is smaller than the molten steel leakage generation system temperature value continues to collect the slab temperature (S76), on the contrary, if the calculated average value is larger than the molten steel leakage generation system temperature value to predict the occurrence of molten steel leakage directly under the mold Generate an alarm (S79). Here, the molten steel leakage generation temperature value is higher than the reference temperature in Table 1 by a predetermined temperature. The reason is to generate an alarm when the calculated average temperature value becomes a temperature higher by the predetermined temperature than the molten steel leakage generating meter temperature value.
본 발명의 일실시예에서는 상기 단계(S77)에서 계산된 평균 온도값이 상기 표 1에서와 같이, 각 강종의 기준값 대비 50℃ 이상 높게 지시될 경우, 이를 용강누출발생한계 온도값으로 인식하여 판정을 내리도록 설정한다.In one embodiment of the present invention, when the average temperature value calculated in the step (S77) is indicated as 50 ℃ or more than the reference value of each steel grade, as shown in Table 1, it is determined by recognizing it as the molten steel leakage limit temperature value Set to lower.
이때, 상기 소정의 온도값은 사용자가 임의로 설정할 수 있으며, 상기 설정되는 온도값의 크기를 조정하여 용강누출 발생 사전경보를 발생시켜 운전자가 이를 감지하여 인발의 감속 및 정지를 지시하는 기능을 수행할 수 있다.At this time, the predetermined temperature value can be arbitrarily set by the user, and by adjusting the magnitude of the set temperature value, a preliminary alarm is generated to generate molten steel leakage, and the driver detects this to instruct the deceleration and stop of drawing. Can be.
또한, 정상적인 상태라 할지라도 주변환경의 영향에 의해 그 값은 조금씩 상이하게 나타나는데, 이 변화를 고려한 현재 온도값과 일정시간전의 주편표면온도측정값을 비교분석하여 어느 상한치 이상으로 측정될 경우 이를 경보장치와 연계할 수 있도록 한다. 상기 단계(S74)에서 휘도신호로부터 변환된 주편온도신호를 연속적으로 획득하고, 현재 획득된 주편 온도값과 일정시간전의 온도값을 상시 트랙킹하여 이상시에 경보를 발생시켜 운전자에게 이를 예지시키고, 연속적으로 이를 기록 및 메모리하여 비정상상태의 주편표면온도값이 측정될 경우 원인분석이 가능할 수 있도록 분,초단위까지 수행할 수 있는 타임트랜드를 구비하여 항시 현재의 온도분포화면과 일정시간전의 주편온도분포화면을 분활화면상으로 편집구성하여 화면상으로도 주편표면온도분포가 비교분석이 가능하도록 화상온도지시 및 용강누출분석기(37)에서 그 작용을 할 수 있도록 하였다.In addition, even in the normal state, the value is slightly different due to the influence of the surrounding environment.The current temperature value considering the change and the surface temperature measurement value of the cast steel before a certain time are compared and analyzed, and the alarm is alerted when measured above a certain upper limit value. Allows for linkage with devices. In step S74, continuously obtain the cast temperature signal converted from the luminance signal, and constantly track the currently obtained cast temperature value and the temperature value before a predetermined time to generate an alarm in the event of an abnormality and to inform the driver, and continuously This is recorded and memorized and equipped with a time trend that can be performed up to minute and second unit for the cause analysis in case abnormal surface temperature value is measured.Always the current temperature distribution screen and the slab temperature distribution screen before a certain time In order to allow comparative analysis of cast surface temperature distribution on the screen, the image temperature indication and the molten steel leak analyzer 37 can perform the function.
또한, 상기 화상온도지시 및 용강누출분석기(37)에서는 주형직하의 조업상태를 감시하기 위해 CCD카메라(65)로부터 입력된 RGB 비디오신호에 의해 칼라처리된 감시화상으로서 냉각수분사상태, 핫 스팟(주형에 유입된 용강의 상부 즉(미니스커스부위) 뿌려져서, 윤활과 보온작용을 하는 파우더가 인발되는 주편에 묻어 나오는 형상)등을 감시하여 파우더가 고르게 분포되어 뿌려지는지 등도 화상으로서 감시하게 된다. In addition, the image temperature indication and the molten steel leakage analyzer 37 are a cooling water injection state and a hot spot (mold) as a monitoring image color-processed by the RGB video signal input from the CCD camera 65 to monitor the operation state directly under the mold. The upper part of the molten steel introduced into the molten steel (ie, the shape of the mini scus), which is sprayed on the cast steel, in which the powder for lubrication and warming action is drawn, is monitored, and the powder is evenly distributed and sprayed as an image.
본 발명의 상세한 설명 및 도면에는 본 발명을 이해를 돕기 위한 바람직한 일실시예를 개시한 것으로서 본 발명의 권리범위를 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 권리의 범위는 상기한 상세한 설명에 의해 결정되는 것이 아니라 첨부한 청구범위에 결정되어야만 할 것이다.The detailed description and drawings of the present invention disclose a preferred embodiment to help understand the present invention, and do not limit the scope of the present invention, and the scope of the present invention is determined by the above detailed description. Rather, it should be determined in the appended claims.
본 발명에 의하면, 연속주조공정에서의 주형직하에서 설비내로 용강이 누출되어 막대한 피해를 주는 현상을 미연에 방지하고, 주형직하의 파우더 상태를 감시함으로서 주형진동시 윤활작용의 파우더가 흘러내리는 분포의 균일화에 의한 주형의 수명 연장에 효과가 있다. According to the present invention, the molten steel leaks into the facility directly under the mold in the continuous casting process, and prevents the phenomenon of enormous damage, and by monitoring the powder state directly under the mold, the distribution of lubricating powder flows during the mold vibration. It is effective in extending the life of the mold by homogenization.
상술한 상세한 설명 및 도면에 개시된 내용은 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 가능함은 명백한 것이다. The above detailed description and contents disclosed in the drawings are not intended to limit the present invention, and it is apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made without departing from the spirit of the present invention. will be.
도 1은 종래의 방사온도계에 의한 주편 표면온도 검출방식을 설명하기 위한 공정 개략도이다.1 is a process schematic diagram for explaining the surface temperature detection method of a slab by a conventional radiation thermometer.
도 2는 본 발명에 따른 용강누출 감시방법을 적용하기 위한 CCD 방식의 주편온도 검출장치의 실시예에 따른 구성도이다. 2 is a configuration diagram according to an embodiment of the apparatus for detecting slab temperature of the CCD system for applying the molten steel leakage monitoring method according to the present invention.
도 3은 도 2에 도시된 CCD 카메라박스의 상세도이다.3 is a detailed view of the CCD camera box shown in FIG. 2.
도 4는 도 3에 도시된 릴레이렌즈 부착 CCD 카메라 박스의 내부 구성도이다. 4 is an internal configuration diagram of a CCD camera box with a relay lens shown in FIG. 3.
도 5는 본 발명에 따른 주형직하에서 측정된 주편온도의 수막현상에 의한 온도저하를 나타내는 그래프이다.5 is a graph showing the temperature drop due to the water film phenomenon of the slab temperature measured directly under the mold according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 주형직하에서 측정된 주편온도의 시간경과에 따른 온도차를 나타내는 그래프이다.Figure 6 is a graph showing the temperature difference with time of cast steel temperature measured directly under the mold according to the present invention.
도 7은 본 발명에 따른 연주공정 주형직하에서의 용강누출 감시방법을 보이는 흐름도이다.7 is a flowchart showing a molten steel leakage monitoring method directly under a casting process mold according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 턴디쉬 3 : 주형1: tundish 3: mold
5 : 방사온도계 13 : 인발롤5: radiation thermometer 13: drawing roll
15 : 주편 20 : 주형내 유입된 용강15 cast steel 20 molten steel introduced into the mold
23 : 주형 25 : 주형측면 가이드롤23: mold 25: mold side guide roll
29 : 카메라박스지지대 31 : CCD 카메라 박스29: camera box support 31: CCD camera box
33 : 비디오신호 분리기 35 : 화상분배 및 처리기 33: video signal separator 35: image distribution and processor
37 : 화상온도지시 및 용강누출분석기37: Image temperature indication and molten steel leak analyzer
51 : 릴레이렌즈 53 : 집광렌즈51: relay lens 53: condensing lens
55 : 렌즈보호파이프 57 : 냉각수출측55: lens protection pipe 57: cooling export side
59 : 냉각수입측 61 : 카메라박스고정볼트59: Cooling side 61: Camera box fixing bolt
63 : 신호출력콘넥터 65 : CCD 카메라63: Signal output connector 65: CCD camera
67 : 에어퍼지입측 69 : 에어퍼지핀홀(출측)67: Air purge inlet 69: Air purge pin hole (outlet)
71 : 릴레이렌즈고정볼트71: relay lens fixing bolt
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