KR100529062B1 - 리퀴드 코아 리덕션 시 주형 내 탕면 레벨 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 리퀴드 코아 리덕션을 실시하는 경우에 주형 내 발생하는 탕면 레벨 변동을 리덕션 양과 주편 폭 정보 등을 이용하여 주형 내 용강 변화량을 보다 적게 발생하게 하는 리퀴드 코아 리덕션 시 주형 내 탕면 레벨 제어장치에 관한 것으로, 주형 직하에 존재하는 세그먼트 주변에 장착되어 리덕션하는 세그먼트의 롤 갭을 검출하는 롤 갭 측정장치와; 주편 폭을 검출하는 주편 폭 검출장치와; 주형 두께를 검출하는 주형 두께 검출장치와; 주형 내 용강 레벨을 검출하는 레벨 센서와; 주조 속도를 검출하여 주조 시에 주편의 위치를 추적하고 생산하는 강종 정보를 전해주는 프로세스 컴퓨터와; 상기 각각의 센서 및 상기 프로세서 컴퓨터로부터 입력되는 신호들을 분석하여 용강 변화량에 영향을 미치는 인자를 산출하여 데이터베이스로 저장하고, 조업 데이터 및 설비 데이터와 주형 레벨 변동과의 관계식을 저장하며, 주조 조건에 따라 주형 내 용강의 변화량(Q)을 계산하는 용강 변화량 계산장치와; 상기 용강 변화량 계산장치로부터 입력되는 계산된 용강의 변화량을 분석하여 주형 레벨 제어신호를 발생하는 주형 레벨 제어부와; 상기 주형 레벨 제어부로부터 공급되는 주형 레벨 제어신호의 입력에 따라 턴디쉬에서 주형으로 공급하는 용강의 양을 조절하도록 슬라이드 게이트를 구동하여 상기 주형의 레벨을 안정시키는 구동부를 포함하여 구성한다.

Description

리퀴드 코아 리덕션 시 주형 내 탕면 레벨 제어장치{APPARATUS FOR CONTROLLING MOLD LEVEL IN LIQUID CORE REDUCTION}

본 발명은 리퀴드 코아 리덕션 시 주형 내 탕면 레벨 제어장치에 관한 것이다.

통상적으로, 연속 주조 공정에서 리퀴드 코아 리덕션이란 주형 직하에 존재하는 세그먼트의 갭을 조절하여 생산하는 주편의 두께를 줄여 후 공정인 압연 공정에서 압연 부하를 줄이기 위한 프로세스이다.

일반적으로 리퀴드 코아 리덕션은 응고 셀이 얇은 지역인 주형 직하에서 실시하며 특히, 세그먼트의 롤 갭을 변경하여 생산하는 주편의 두께를 줄이는 과정에서 도 4에 도시된 바와 같이 주형 레벨의 변동이 심하게 발생한다.

한편, 주조 중에 리퀴드 코아 리덕션을 실시할 때 종래의 주형 레벨 제어방법은 주형 레벨 감지 센서로부터 주형 내 용강의 레벨을 검출하여, 작업자에 의해 미리 설정된 기준값과 비교하여 그 편차 정보를 이용하여 용강 레벨을 제어하였다.

따라서, 리퀴드 코아 리덕션을 실시할 때 주형 내 용강의 레벨이 심하게 변동되는 결과를 초래하는 문제점이 발생하였다.

본 발명의 목적은 리퀴드 코아 리덕션을 실시하는 경우에 주형 내 발생하는 탕면 레벨 변동을 리덕션 양과 주편 폭 정보 등을 이용하여 주형 내 용강 변화량을 보다 적게 발생하게 하는 리퀴드 코아 리덕션 시 주형 내 탕면 레벨 제어장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 주조 초기 리퀴드 코아 리덕션을 실시하는 연속 주조기의 주형 내 탕면 레벨 제어장치에 있어서, 주형 직하에 존재하는 세그먼트 주변에 장착되어 리덕션하는 세그먼트의 롤 갭을 검출하는 롤 갭 측정장치와; 주편 폭을 검출하는 주편 폭 검출장치와; 주형 두께를 검출하는 주형 두께 검출장치와; 주형 내 용강 레벨을 검출하는 레벨 센서와; 주조 속도를 검출하여 주조 시에 주편의 위치를 추적하고 생산하는 강종 정보를 전해주는 프로세스 컴퓨터와; 상기 각각의 센서 및 상기 프로세서 컴퓨터로부터 입력되는 신호들을 분석하여 용강 변화량에 영향을 미치는 인자를 산출하여 데이터베이스로 저장하고, 조업 데이터 및 설비 데이터와 주형 레벨 변동과의 관계식을 저장하며, 주조 조건에 따라 주형 내 용강의 변화량(Q)을 계산하는 용강 변화량 계산장치와; 상기 용강 변화량 계산장치로부터 입력되는 계산된 용강의 변화량을 분석하여 주형 레벨 제어신호를 발생하는 주형 레벨 제어부와; 상기 주형 레벨 제어부로부터 공급되는 주형 레벨 제어신호의 입력에 따라 턴디쉬에서 주형으로 공급하는 용강의 양을 조절하도록 슬라이드 게이트를 구동하여 상기 주형의 레벨을 안정시키는 구동부를 포함하여 구성하는 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 턴디쉬(1)에서 주형(5)으로 공급하는 용강의 양을 조절하는 장치(예를 들면, 슬라이드 게이트(3) 또는 스토퍼)와, 주형(5) 내 용강의 레벨을 측정할 수 있는 레벨 센서(4)와, 주형(5) 직하에 롤 갭을 조절할 수 있는 세그먼트(2)가 있어 리퀴드 코아 리덕션을 실시할 수 있는 연속 주조 설비에 있어서, 주조 초기에 리퀴드 코아 리덕션을 실시할 때 주형(5) 내 탕면 레벨을 정확하게 제어할 수 있는 제어장치에 관한 것이다.

도 1은 연속 주조 설비의 전체 구성도이며, 도 2는 세그먼트 롤 갭을 조정하는 세그먼트 구성도이다.

그리고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주조 중 리퀴드 코아 리덕션을 고려한 주형(5) 내 용강 레벨 제어장치 구성을 도시한 도면이다.

일반적으로, 리퀴드 코아 리덕션이나 소프트 리덕션 기능을 수행할 수 있는 연속 주조 설비에서 스트랜드 세그먼트의 구조는 도 2에 도시된 바와 같이 세그먼트 상부 프레임을 상하 방향으로 조절할 수 있도록 되어있어 어느 정도 생산하기를 원하는 두께의 주편을 만들 수 있다.

이와 같은 리퀴드 코아 리덕션을 실시할 경우, 생산되는 주편의 두께를 강제로 변경하기 때문에 주편 내부의 미응고된 용강이 주형(5) 하부를 통하여 주형(5)으로 역 유입되는 현상이 발생하게 되어 턴디쉬(1)에서 공급하는 용강과 서로 혼합되어 순간적으로 주형(5)의 레벨 변동이 심하게 발생되어 도 4에 도시된 바와 같이 그 영향이 오랫동안 지속되는 문제점이 있었다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 리퀴드 코아 리덕션 시 주형(5) 내 탕면 레벨 제어장치 구성 및 동작을 설명한다.

본 발명의 실시예는 롤 갭 측정장치(6), 주편 폭을 검출하는 주편 폭 검출장치, 주형(5) 두께를 검출하는 주형 두께 검출장치, 주형(5) 내 용강 레벨을 검출하는 레벨 센서(4), 프로세스 컴퓨터(10), 용강 변화량 계산장치(9), 주형 레벨 제어부(8), 구동부(7)를 포함하여 구성한다.

롤 갭 측정장치(6)는 도 3에 도시된 바와 같이 주형(5) 직하에 존재하는 세그먼트 주변에 장착되어 리덕션하는 세그먼트의 롤 갭을 검출하는 기능을 한다.

프로세스 컴퓨터(10)는 주조 속도를 검출하여 주조 시에 주편의 위치를 추적하는 컴퓨터이다. 여기서, 주편의 위치는 주조 속도를 검출하는 속도센서(도시되지 않음)로부터 입력되는 주조 속도값에 속도정보를 시간에 따라 누적한 값을 곱하고, 이에 이전의 주편 위치값을 더한 값으로 얻을 수 있다.

용강 변화량 계산장치(9)는 각각의 센서 및 프로세서 컴퓨터(10)로부터 입력되는 신호들을 분석하여 용강 변화량에 영향을 미치는 인자를 산출하여 데이터베이스로 저장하고, 조업 데이터 및 설비 데이터와 주형 레벨 변동과의 관계식을 저장하며, 주조 조건에 따라 주형 내 용강의 변화량(Q)을 계산하는 기능을 한다. 즉, 리퀴드 코아 리덕션을 실시하는 동안 주형 내에서 용강 변화량에 영향을 미치는 인자 인 턴디쉬(1)로부터 주형으로 용강을 공급하는 노즐의 개도량과 스트랜드 롤 갭 정보를 각각의 센서로부터 측정하여 주형내 용강 변화량을 계산한다. 참고로, 주형내 용강 변화량은 턴디쉬(1)에서 주형으로 유입된 용강 변화량에서 리퀴드 코아 리덕션을 할 때 롤 갭이 작아져서 스트랜드에 미응고된 용강이 주형으로 역행하여 유입되는 용강량을 감산한 값으로 얻을 수 있다.

일정 주조 속도에서 주형 내 용강의 변화량(Q)은 수학식 1과 같으며, 이와 같은 용강의 변화량으로 인하여 주형 레벨의 변동이 발생하게 된다.

주형 내 용강의 변화량(Q) = 턴디쉬(1)에서 유입된 용강의 변화량 - 리퀴드 코아 리덕션에 의하여 주형(5)으로 유입되는 용강의 변화량

리퀴드 코아 리덕션을 실시할 때 주형 내 용강의 변화량(Q)을 0으로 하면 주형(5) 내 탕면의 변화량도 없으므로, 수학식 1에서 보는 바와 같이 턴디쉬(1)에서 유입된 용강의 변화량을 리퀴드 코아 리덕션에 의하여 주형(5)으로 유입되는 용강의 변화량과 동일하게 조절하면 된다.

주형 레벨 제어부(8)는 용강 변화량 계산장치(9)로부터 입력되는 계산된 용강의 변화량을 분석하여 주형 레벨 제어신호를 발생한다. 즉, 주형 레벨 제어부(8)는 용강 변화량을 계산하는 용강 변화량 계산장치(9)로부터 용강 변화량 정보를 수신하여 턴디쉬(1)의 개도량을 조절하여 주형 레벨을 일정하게 유지하는 주형 레벨 제어신호를 발생한다.

구동부(7)는 주형 레벨 제어부(8)로부터 공급되는 주형 레벨 제어신호의 입력에 따라 턴디쉬(1)에서 주형(5)으로 공급하는 용강의 양을 조절하도록 슬라이드 게이트(3)를 구동하여 주형(5)의 레벨을 안정시키는 기능을 한다.

리퀴드 코아 리덕션에 의하여 주형(5)으로 유입되는 용강의 변화량에 영향을 미치는 인자는 리퀴드 코아 리덕션 양과 주편 폭이 주요 인자이다.

그 외 주형(5) 두께와 강종에 따라서 약간의 변동이 있으므로, 용강 변화량은 수학식 2와 같이 각 인자에 가중치를 설정하여 데이터베이스(DB ; Database)로 저장하여 조업 조건에 따라 주형 레벨 제어의 보상 인자로 활용할 수 있다.

용강 변화량 = A * 롤 갭 변경 양 + B * 주편 폭 + C + D

A : 롤 갭 변경 양에 의한 용강 변동량 인자

B : 주편 폭에 따른 용강 변동량 인자

C : 주형(5) 두께에 따른 용강 변동량 인자

D : 강종에 따른 용강 변동량 인자

여기서, 각각의 인자는 시뮬레이션을 통하여 개략적으로 인자 A, B, C, D를 산출하고 조업하면서 인자를 다시 튜닝하여 용강 변화량 계산장치(9) 내에 데이터베이스로 입력된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 리퀴드 코아 리덕션 시 주형 내 탕면 레벨 제어장치는 연속 주조 공정에 있어서, 리퀴드 코아 리덕션을 실시하는 경우에 보다 정확한 용강 레벨 제어기술을 확보함으로써 주편의 품질 향상 및 작업의 안정성을 높이는 효과가 있다.

도 1은 연속 주조 설비의 전체 구성도.

도 2는 세그먼트 롤 갭을 조정하는 세그먼트 구성도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 주조 중 리퀴드 코아 리덕션을 고려한 주형 내 용강 레벨 제어장치 구성을 도시한 도면.

도 4는 리퀴드 코아 리덕션 시, 주형 내 용강 레벨 변화량을 도시한 도면.

-도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명-

1 ; 턴디쉬 2 ; 세그먼트

3 ; 슬라이드 게이트 4 ; 레벨 센서

5 ; 주형 6 ; 롤 갭 측정장치

7 ; 구동부 8 ; 주형 레벨 제어부

9 ; 용강 변화량 산출부 10 ; 프로세스 컴퓨터

Claims (2)

1. 주조 초기 리퀴드 코아 리덕션을 실시하는 연속 주조기의 주형 내 탕면 레벨 제어장치에 있어서,

   주형 직하에 존재하는 세그먼트 주변에 장착되어 리덕션하는 세그먼트의 롤 갭을 검출하는 롤 갭 측정장치와;

   주편 폭을 검출하는 주편 폭 검출장치와;

   주형 두께를 검출하는 주형 두께 검출장치와;

   주형 내 용강 레벨을 검출하는 레벨 센서와;

   주조 속도를 검출하는 속도센서로부터 입력되는 주조 속도값에 속도정보를 시간에 따라 누적한 값을 곱하고, 이에 이전의 주편 위치값을 더한 값으로 주편의 위치를 검출하는 프로세스 컴퓨터와;

   상기 각각의 센서 및 상기 프로세서 컴퓨터로부터 입력되는 신호들을 분석하여 용강 변화량에 영향을 미치는 인자를 산출하여 데이터베이스로 저장하고, 조업 데이터 및 설비 데이터와 주형 레벨 변동과의 관계식을 저장하며, 주조 조건에 따라 주형 내 용강의 변화량(Q)을 계산하는 용강 변화량 계산장치와;

   상기 용강 변화량 계산장치로부터 입력되는 계산된 용강의 변화량을 분석하여 턴디쉬의 개도량을 조절하여 주형 레벨을 일정하게 유지하는 주형 레벨 제어신호를 발생하는 주형 레벨 제어부와;

   상기 주형 레벨 제어부로부터 공급되는 주형 레벨 제어신호의 입력에 따라 턴디쉬에서 주형으로 공급하는 용강의 양을 조절하도록 슬라이드 게이트를 구동하여 상기 주형의 레벨을 안정시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 리퀴드 코아 리덕션 시 주형 내 탕면 레벨 제어장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 용강 변화량 계산장치는 턴디쉬에서 유입된 용강의 변화량에서 리퀴드 코아 리덕션에 의하여 주형으로 유입되는 용강의 변화량을 감한 값으로 주형 내 용강의 변화량(Q)을 계산하는 것을 특징으로 하는 리퀴드 코아 리덕션 시 주형 내 탕면 레벨 제어장치.