KR100529060B1 - 세그먼트 클램핑 실린더 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리퀴드 코아 리덕션이나 소프트 리덕션 등을 실시하는 경우 주조 중에 주편에 비정상적인 이물질이 부착되어 스트랜드를 통과할 때, 이물질의 정보를 모르고도 최적의 롤 갭을 조절함으로써 조업의 안정과 주편의 품질을 유지할 수 있는 세그먼트 클램핑 실린더 제어 방법에 관한 것으로, 설비 보호를 위한 압력치(P_Alarm)를 설정하는 단계와; 위치 센서를 통해 입력되는 위치 센싱값을 분석하여 세그먼트 클램핑 실린더의 위치를 검출하는 위치 검출 단계와; 설정된 위치 기준치를 일정하게 제어하는 위치 제어 단계와; 압력 센서를 통해 입력되는 압력 센싱값을 분석하여 세그먼트 클램핑 실린더에 작용하는 압력(P_Actual)을 검출하는 압력 검출 단계와; 설정된 압력 기준치에 따라 압력을 제어하는 압력 제어 단계와; 설정된 기준 위치만큼 위치 제어를 수행하고 있는 동안 세그먼트 클램핑 실린더에 작용하는 압력을 감시하고 있다가 실제 측정 압력(P_Actual)이 설비를 보호할 수 있는 압력(P_Alarm)보다 큰 경우에는 압력 제어로 전환하여 주조 중 비정상적인 이물질이 스트랜드를 통과할 때 세그먼트의 기계적인 손상을 방지하는 단계를 포함하여 이루어진다.

Description

세그먼트 클램핑 실린더 제어 방법{METHOD FOR CONTROLLING SEGMENT CLAMPING CYLINDER}

본 발명은 세그먼트 클램핑 실린더 제어 방법에 관한 것이다.

통상적으로, 연속 주조 공정에서 세그먼트 클램핑 실린더는 롤 갭을 조절하는 구동부로서 일반적으로 유압이나 전동기로 구동된다.

최근에는 점차 생산하는 주편의 품질을 향상시키기 위하여 고정밀의 제어를 요구하는 경향이 있어 유압 실린더를 많이 사용하고 있는 추세이다.

이와 같이 정밀한 제어를 수행할 경우 도 3에 도시된 바와 같이 주조 시에 비정상적인 이물질이 주편에 부착되어 스트랜드(Strand)를 통과할 때 세그먼트의 롤 갭을 일정하게 유지하는 제어를 수행하였다.

이러한 경우 세그먼트가 기계적으로 손상되는 문제가 발생하므로 이를 방지하는 방법이 필요하다.

종래 기술에 따라 세그먼트 클램핑 실린더를 제어하는 방법은 세그먼트 클램핑 실린더의 위치를 측정할 수 있는 위치 센서를 설치하여 비정상적인 이물질이 주편에 부착되어 스트랜드를 통과할 때는 도 4에 도시된 바와 같이 1차 허용 오차(Tolerance 1)와 2차 허용 오차(Tolerance 2), 3차 허용 오차(Tolerance 3) 등을 두어 지정된 제어범위를 벗어나면 허용 오차를 계속 증가하면서 제어하여 설비를 보호하였다.

그러나, 위와 같은 방법을 사용할 때 종래에는 이물질의 정보를 알 수 없기 때문에 허용 오차 범위를 설정하는 것이 매우 어려우며 허용 오차를 잘못 설정하면 주편의 품질을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 리퀴드 코아 리덕션이나 소프트 리덕션 등을 실시하는 경우 주조 중에 주편에 비정상적인 이물질이 부착되어 스트랜드를 통과할 때, 이물질의 정보를 모르고도 최적의 롤 갭을 조절함으로써 조업의 안정과 주편의 품질을 유지할 수 있는 세그먼트 클램핑 실린더 제어 방법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 세그먼트 클램핑 실린더의 위치를 검출하는 위치 센서와, 상기 세그먼트 클램핑 실린더의 압력을 검출하는 압력 센서와, 상기 세그먼트 클램핑 실린더의 위치 제어 및 압력 제어 동작을 포함하여 상기 세그먼트 클램핑 실린더의 전반적인 제어동작을 수행하는 제어기를 가지며, 주조 중 소프트 리덕션 또는 리퀴드 코아 리덕션을 실시할 수 있는 세그먼트를 가지고 있는 연속 주조기를 통해 세그먼트 클램핑 실린더를 제어하는 방법에 있어서, 설비 보호를 위한 압력치(P_Alarm)를 설정하는 단계와; 위치 센서를 통해 입력되는 위치 센싱값을 분석하여 세그먼트 클램핑 실린더의 위치를 검출하는 위치 검출 단계와; 설정된 위치 기준치를 일정하게 제어하는 위치 제어 단계와; 압력 센서를 통해 입력되는 압력 센싱값을 분석하여 세그먼트 클램핑 실린더에 작용하는 압력(P_Actual)을 검출하는 압력 검출 단계와; 설정된 압력 기준치에 따라 압력을 제어하는 압력 제어 단계와; 설정된 기준 위치만큼 위치 제어를 수행하고 있는 동안 세그먼트 클램핑 실린더에 작용하는 압력을 감시하고 있다가 실제 측정 압력(P_Actual)이 설비를 보호할 수 있는 압력(P_Alarm)보다 큰 경우에는 압력 제어로 전환하여 주조 중 비정상적인 이물질이 스트랜드를 통과할 때 세그먼트의 기계적인 손상을 방지하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예는 주조 중에 소프트 리덕션이나 리퀴드 코아 리덕션을 할 수 있는 세그먼트를 장착하고 있는 연속 주조 설비에 있어서, 세그먼트의 상부 프레임(2)을 구동시켜 롤 갭을 조절할 수 있는 세그먼트 클램핑 실린더(1)의 제어 방법에 관한 것이다.여기서, 소프트 리덕션은 연속주조공정에서 주조중 스트랜드 내 어느 지점에서 형성되는 응고 완료점을 도출하여 응고 완료점 부근에 존재하는 세그먼트의 롤갭을 축소하여 응고 완료점 근처에서 발생하는 주편 결함을 없애는 프로세스이다. 소프트 리덕션은 주조속도를 일정하게 유지하여 응고 완료점이 주조 중에 바뀌지 않도록 하는 스태틱 방식과 주조 속도 변경이나 강종에 따라 응고 완료점이 계속하여 변화할 경우 응고 완료점을 자동으로 감지하여 응고 완료점 근처에서 주편의 두께를 감소시키는 다이나믹 방식이 있다.리퀴드 코어 리덕션은 연속 주조 공정에서 주형 직하에 존재하는 세그먼트의 갭을 조절하여 생산하는 주편의 두께를 줄여 후 공정인 압연 공정에서 압연 부하를 줄이기 위한 프로세스이다.

도 1은 세그먼트 클램핑 실린더(1)와 세그먼트 상부 프레임(2) 및 세그먼트 하부 프레임(3)의 구성도이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 세그먼트 클램핑 실린더(1)의 제어 구성도이다.

그리고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 세그먼트 클램핑 실린더(1)의 제어 상태를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 세그먼트 클램핑 실린더(1)를 제어하기 위한 제어장치는 세그먼트 클램핑 실린더(1)의 위치를 검출하는 위치 센서(Position Sensor)(6)와, 세그먼트 클램핑 실린더(1)의 압력을 검출하는 압력 센서(Pressure Sensor)(7)와, 세그먼트 클램핑 실린더(1)의 위치 제어 및 압력 제어 동작을 포함하여 세그먼트 클램핑 실린더(1)의 전반적인 제어동작을 수행하는 제어기(4, 5)를 포함하여 구성한다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 제어기(4, 5)는 도 2에 도시된 바와 같이 압력 센서(7)를 통해 입력되는 압력 센싱값을 분석하여 세그먼트 클램핑 실린더(1)의 압력을 제어하는 압력 제어기(4)와 위치 센서(6)를 통해 입력되는 위치 센싱값을 분석하여 세그먼트 클램핑 실린더(1)의 위치를 제어하는 위치 제어기(5)를 포함하여 구성한다.

도 5는 도 3에 도시된 바와 같이 이물질이 포함된 주편이 스트랜드를 통과할 때, 본 발명의 실시예에서 제시한 제어 방법을 적용하여 실시한 예를 도시한 것으로, 입구측 세그먼트 클램핑 실린더 위치(Entry Clamping Cylinder Position)와 출구측 세그먼트 클램핑 실린더 위치(Exit Clamping Cylinder Position) 및 입구측 세그먼트 클램핑 실린더 압력(Entry Clamping Cylinder Pressure)와 출구측 세그먼트 클램핑 실린더 압력(Exit Clamping Cylinder Pressure)의 관계를 알 수 있다.

도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 세그먼트 클램핑 실린더(1)의 제어 방법을 설명한다.

일반적으로, 소프트 리덕션 또는 리퀴드 코아 리덕션을 실시하는 연속 주조기의 스트랜드 세그먼트는 도 1에 도시된 바와 같이 세그먼트 상부 프레임(2)에 4개의 세그먼트 클램핑 실린더(1)가 있어 세그먼트 상부 프레임(2)을 상하로 동작시켜 롤 갭을 제어한다.

여기서, 세그먼트 클램핑 실린더(1)의 제어는 위치 센서(6)를 세그먼트 클램핑 실린더(1)에 부착하여 운전자가 지정한 위치 기준치를 유지하는 제어를 수행하며, 압력 센서(7)는 설비 또는 조업 상황을 모니터링 하기 위하여 설치하는 것이 일반적이다.

따라서, 주조 시 주편이 스트랜드를 통과할 때 도 3에 도시된 바와 같이 이물질이 포함되어 있을 때, 각 세그먼트가 일정하게 위치를 유지하는 제어를 수행하면 기계적으로 손상을 입을 수가 있다.

그래서 기존 제어기에서는 도 4에 도시된 바와 같이 1차 허용 오차, 2차 허용 오차, 3차 허용 오차를 지정하여 [수학식 1]과 같이 위치 기준치를 변경하여 제어함으로써 기계의 손상을 피할 수 있었다.

[수학식 1]

위치 기준치 = 최초 위치 기준치 + 허용 오차

하지만, 이와 같은 제어 방법은 이물질의 두께 정보를 정확하게 모르기 때문에 너무 크거나 또는 작은 허용 오차를 지정하여 주편의 품질을 떨어뜨리는 문제가 발생할 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이 제어기에 위치 제어 루프와 압력 제어 루프를 두어 설비가 보호될 수 있는 압력을 미리 지정한 뒤, 보통은 원하는 위치 제어를 수행하다가 실제 측정 압력(P_Actual)이 설비를 보호할 수 있는 압력(P_Alarm)보다 큰 경우에는 압력 제어로 전환함으로써 설비를 보호한다.

예를 들어, 위치 제어기(5)는 위치 센서(6)를 통해 입력되는 위치 센싱값을 분석하여 세그먼트 클램핑 실린더(1)의 위치를 검출하고, 설정된 위치 기준치를 일정하게 제어하는 위치 검출 단계 및 위치 제어 단계를 수행한다.

그리고, 압력 제어기(4)는 압력 센서(7)를 통해 입력되는 압력 센싱값을 분석하여 세그먼트 클램핑 실린더(1)에 작용하는 압력(P_Actual)을 검출하고, 설정된 압력 기준치에 따라 압력을 제어하는 압력 검출 단계와 압력 제어 단계를 수행한다.

설비 보호를 위한 압력치(P_Alarm)는 별도로 구성되는 메모리에 저장되어 설정한다.

이와 같은 상태에서 설정된 기준 위치만큼 위치 제어를 수행하고 있는 동안 세그먼트 클램핑 실린더(1)에 작용하는 압력을 감시하고 있다가 실제 측정 압력(P_Actual)이 설비를 보호할 수 있는 압력(P_Alarm)보다 큰 경우에는 압력 제어로 전환하여 주조 중 비정상적인 이물질이 스트랜드를 통과할 때 세그먼트의 기계적인 손상을 방지하는 단계를 수행한다.

그리고, 압력 제어로 전환 후 일정 시간이 경과되면, 주편에 포함된 이물질이 해당 세그먼트를 통과시 원래 지정한 기준 위치로 다시 회복되도록 위치 제어로 전환함으로써 설비를 보호함과 동시에 주편의 품질을 최대한으로 확보할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 세그먼트 클램핑 실린더 제어 방법은 소프트 리덕션 및 리퀴드 코아 리덕션 기능을 가진 연속 주조 공정의 세그먼트 제어에 있어서, 비정상적인 이물질이 포함된 주편이 스트랜드를 통과할 때 세그먼트의 기계적인 보호와 주편의 품질을 최대한 유지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 세그먼트 클램핑 실린더와 세그먼트 상하부 프레임의 구성도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 세그먼트 클램핑 실린더의 제어 구성도.

도 3은 주편에 포함된 이물질을 도시한 도면.

도 4는 종래 기술에 따른 세그먼트 클램핑 실린더의 제어 상태를 도시한 도면.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 세그먼트 클램핑 실린더의 제어 상태를 도시한 도면.

-도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명-

1 ; 세그먼트 클램핑 실린더 2 ; 세그먼트 상부 프레임

3 ; 세그먼트 하부 프레임 4 ; 압력 제어기

5 ; 위치 제어기 6 ; 위치 센서

7 ; 압력 센서

Claims (2)

1. 세그먼트 클램핑 실린더의 위치를 검출하는 위치 센서와, 상기 세그먼트 클램핑 실린더의 압력을 검출하는 압력 센서와, 상기 세그먼트 클램핑 실린더의 위치 제어 및 압력 제어 동작을 포함하여 상기 세그먼트 클램핑 실린더의 전반적인 제어동작을 수행하는 제어기를 가지며, 주조 중 소프트 리덕션 또는 리퀴드 코아 리덕션을 실시할 수 있는 세그먼트를 가지고 있는 연속 주조기를 통해 세그먼트 클램핑 실린더를 제어하는 방법에 있어서,

   설비 보호를 위한 압력치(P_Alarm)를 설정하는 단계와;

   위치 센서를 통해 입력되는 위치 센싱값을 분석하여 세그먼트 클램핑 실린더의 위치를 검출하는 위치 검출 단계와;

   설정된 위치 기준치를 일정하게 제어하는 위치 제어 단계와;

   압력 센서를 통해 입력되는 압력 센싱값을 분석하여 세그먼트 클램핑 실린더에 작용하는 압력(P_Actual)을 검출하는 압력 검출 단계와;

   설정된 압력 기준치에 따라 압력을 제어하는 압력 제어 단계와;

   설정된 기준 위치만큼 위치 제어를 수행하는 동안 세그먼트 클램핑 실린더에 작용하는 압력을 감시하고, 실제 측정 압력(P_Actual)이 설비 보호 압력(P_Alarm)보다 큰 경우 압력 제어로 전환하여 주조 중 비정상적인 이물질이 스트랜드를 통과할 때 세그먼트의 기계적인 손상을 방지하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 세그먼트 클램핑 실린더 제어 방법.
2. 제1항에 있어서,

   압력 제어 단계에서 주편에 포함된 이물질이 해당 세그먼트를 통과시 원래 지정한 기준 위치로 다시 회복되도록 위치 제어로 전환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세그먼트 클램핑 실린더 제어 방법.