KR100542907B1

KR100542907B1 - Method for controlling electrode melt-rate in Electro-Slag Remelting process

Info

Publication number: KR100542907B1
Application number: KR1020020082823A
Authority: KR
Inventors: 류창우; 박종혁; 김용덕; 임태균
Original assignee: 창원특수강주식회사; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2002-12-23
Filing date: 2002-12-23
Publication date: 2006-01-11
Also published as: KR20040057053A

Abstract

본 발명은 ESR(Electro-Slag Remelting) 공정에 있어서, 전극 용융율을 측정하여 안정되게 제어함으로써 균일하고 양호한 정련강의 품질을 얻는 ESR 공정의 전극 용융율 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 하고,An object of the present invention is to provide an electrode melting rate control method of an ESR process in which a uniform and good quality of refined steel is obtained by measuring and stably controlling an electrode melting rate in an ESR (Electro-Slag Remelting) process.

기준 전극 용융율과 그에 따른 기준 전압 변동폭 및 기준 과변동 횟수를 설정하는 단계와; 실제 ESR 공정에서, 상기 기설정된 기준 전압 변동폭을 넘는 실제 과변동 횟수를 측정하고, 상기 측정된 실제 과변동 횟수가 상기 기설정된 기준 과변동 횟수의 범위에 포함되는지를 판단하는 단계와; 상기에서 실제 과변동 횟수가 기준 과변동 횟수의 범위에 포함되지 않으면, 전압을 하강시키는 단계를 포함하는 단계와; 실제 과변동 횟수가 기준 과변동 횟수의 범위에 포함되면, 실제 전극 용융율을 측정하고, 실제 전극 용융율과 기설정된 기준 전극 용융율의 크기를 비교하는 단계와; 상기에서 실제 전극 용융율이 기준 전극 용융율보다 큰 경우에는, 전압을 하강시킴과 동시에 전극 이송 기준속도를 낮추는 단계와; 상기에서 실제 전극 용융율이 기준 전극 용융율보다 작은 경우에는, 전압을 상승시킴과 동시에 전극 이송 기준속도를 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Setting a reference electrode melting rate, a reference voltage fluctuation range, and a reference overrun frequency; In an actual ESR process, measuring an actual number of overvariations exceeding the predetermined reference voltage variation range and determining whether the measured number of actual overvariations falls within a range of the predetermined reference overvariation number; If the actual number of over-variations is not within the range of the reference over-variation number, the step of dropping a voltage; Measuring the actual electrode melt rate and comparing the actual electrode melt rate with a preset reference electrode melt rate if the actual number of overvariations is within a range of the reference overvariate number; If the actual electrode melt rate is greater than the reference electrode melt rate, lowering the voltage and simultaneously lowering the electrode transport reference speed; When the actual electrode melt rate is less than the reference electrode melt rate, it is characterized in that it comprises the step of increasing the voltage and at the same time the electrode transfer reference speed.

정련강, ESR 공정, 잉곳, 전극 용융율, 자동 제어Refined Steel, ESR Process, Ingot, Electrode Melt Rate, Automatic Control

Description

{Method for controlling electrode melt-rate in Electro-Slag Remelting process}

도 1은 일반적인 ESR 공정 설비의 구성을 나타낸 개략도이고, 1 is a schematic view showing the configuration of a general ESR process equipment,

도 2는 ESR 공정의 초기 상태를 나타낸 개략도이고, 2 is a schematic diagram showing an initial state of an ESR process,

도 3은 일반적인 ESR 공정의 제어 패턴을 나타낸 그래프이고,3 is a graph showing a control pattern of a general ESR process,

도 4는 본 발명에 따른 ESR 공정의 전극 용융율 제어방법을 나타낸 제어 계통도이고, 4 is a control system diagram illustrating an electrode melting rate control method of an ESR process according to the present invention;

도 5a는 본 발명에 따른 ESR 공정의 전극 용융율 제어방법 중 전동기 제어에 따른 전극 이송 제어의 흐름도이며, Figure 5a is a flow chart of the electrode transfer control according to the motor control of the electrode melt rate control method of the ESR process according to the present invention,

도 5b는 본 발명에 따른 ESR 공정의 전극 용융율 제어방법 중 변압기와 전동기 제어에 따른 전극 용융율 제어의 흐름도이다. 5B is a flowchart of electrode melt rate control according to transformer and motor control in an electrode melt rate control method of an ESR process according to the present invention.

♠도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠♠ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♠

1.....전극 2.....수냉 주형 1 ..... electrode 2 ..... water cooled mold

3.....용융강 4.....슬래그 층 3 ..... molten steel 4 ..... slag layer

6.....변압기 10....ESR 공정 설비 6 .... Transformer 10 .... ESR Process Equipment

11....전극 지지대 13....가이드 11 .... electrode support 13 .... guide

14....리드 스크루(Lead Screw) 16....전동기 14 .... Lead Screw 16 .... Motor

20....스크랩과 슬래그 25....로드셀(Load Cell) 20 .... Scrap and slag 25 .... Load Cell

30....주 제어부 40....PLC부30 .... Main control part 40 .... PLC part

본 발명은 1차 정련된 특수강의 잉곳(Ingot)을 전극으로 사용하여 2차 정련하는 ESR(Electro-Slag Remelting) 공정에서의 전극 용융율 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전극의 용융되는 속도를 안정화하고 재응고되는 속도와의 균형을 유지함으로써, 균일하고 치밀한 양질의 정련된 특수강을 생산하는 ESR 공정의 전극 용융율 제어방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for controlling the electrode melt rate in an ESR (Electro-Slag Remelting) process of secondary refining using an ingot of a specially refined special steel as an electrode, and more particularly, a rate at which an electrode is melted. By stabilizing and balancing the rate of resolidification, the present invention relates to a method for controlling the electrode melt rate in an ESR process that produces uniform, fine and fine refined special steel.

도 1은 일반적인 ESR 공정의 설비를 나타낸 개략도이고, 도 2는 도 1에 도시된 ESR 공정의 설비에서 초기 상태를 나타낸 개략도이다.FIG. 1 is a schematic view showing a facility of a general ESR process, and FIG. 2 is a schematic view showing an initial state in a facility of the ESR process shown in FIG. 1.

도 1에 도시된 바와 같이, ESR(Electro-Slag Remelting) 공정은 1차 정련이 끝난 특수강의 잉곳을 고순도의 특수강으로 2차 정련처리하기 위한 공정으로서, 잉곳을 전극(1)으로 활용하여 전극(1)과 수냉 주형(2)의 사이에 고전류를 가한다. 그러면, 용융 슬래그 층(4)에 의해 발생하는 저항열로서 전극(1)은 용융되고, 용융된 전극(1)은 용융 슬래그 층(4)에서 용융강(3)으로 남게 된다. 그리고, 상기 용융강(3)은 수냉 주형(2)내에서 재냉각하여 고순도의 정련강(5)이 된다. As shown in FIG. 1, an ESR (Electro-Slag Remelting) process is a process for secondary refining of an ingot of a special steel after primary refining to a high-purity special steel, and utilizes an ingot as an electrode 1. A high current is applied between 1) and the water cooled mold (2). Then, the electrode 1 melts as resistance heat generated by the molten slag layer 4, and the molten electrode 1 remains in the molten steel 3 in the molten slag layer 4. Then, the molten steel 3 is recooled in the water-cooled mold 2 to become a high purity refined steel 5.

저항열에 의해 용융강(3)의 입자들은 용융 슬래그 층(4)과 접하게 되고, 용 융강(3) 중에 포함된 불순물은 슬래그와 화학반응하여 용융 슬래그 층(4) 상부로 부상한다. 이런 용융강(3)과 슬래그 사이의 화학반응은 일반적인 정련 공정에 비해 상대적으로 매우 서서히 진행되므로, 용융강(3) 중에 포함된 불순물은 대부분 제거되어 고순도의 특수강을 얻을 수 있다. The resistive heat causes the particles of the molten steel 3 to contact the molten slag layer 4, and impurities contained in the molten steel 3 chemically react with the slag to rise above the molten slag layer 4. Since the chemical reaction between the molten steel (3) and the slag proceeds relatively slowly compared to the general refining process, the impurities contained in the molten steel (3) are mostly removed to obtain a high purity special steel.

한편, 도 1에 도시된 바와 같은 일반적인 ESR 공정 설비(10)를 간략하게 설명하면 다음과 같다.On the other hand, a brief description of the general ESR process equipment 10 as shown in FIG.

전극(1)의 상단은 전극 지지대(11)에 고정되고, 이런 전극 지지대(11)는 가이드(13)와 리드 스크루(14)를 따라 상하 이동하는데, 이런 전극 지지대(11)의 상하 이동은 전극 지지대(11)에 설치된 전동기(16)와 웜 감속기(15)에 의해 작동한다. The upper end of the electrode 1 is fixed to the electrode support 11, the electrode support 11 is moved up and down along the guide 13 and the lead screw 14, the vertical movement of this electrode support 11 is the electrode It is operated by the electric motor 16 and the worm reducer 15 provided in the support 11.

따라서, 전극 지지대(11)에 설치된 전동기(16)의 회전에 의해 전극 지지대(11)는 상하 이동하고, 전극 지지대(11)의 단부에 고정된 전극(1)은 수냉 주형(2)으로 삽입 또는 인출된다. 이러한 과정에서 전극(1)은 용융 슬래그 층(4)의 하부로 일정 깊이 만큼 침지되도록 유지하는 것이 바람직하다. 이런 전극(1)의 잠김 깊이는 인가되는 용융 전압과 전류, 전극의 용융율 및 이송 속도에 관련된다. Therefore, the electrode support 11 moves up and down by the rotation of the electric motor 16 installed in the electrode support 11, and the electrode 1 fixed to the end of the electrode support 11 is inserted into the water-cooled mold 2 or Withdrawn. In this process, it is preferable to keep the electrode 1 to be immersed by a predetermined depth under the molten slag layer 4. The immersion depth of this electrode 1 is related to the applied melt voltage and current, the melt rate of the electrode and the feed rate.

한편, ESR 공정의 초기 단계에서 저항 열원이 되는 용융 슬래그 층(4)을 형성하기 위하여, 도 2에 나타난 바와 같이 수냉 주형(2) 내에 스크랩(Scrap)과 슬래그(20)를 수냉 주형(2)의 안쪽 바닥면에 위치시키고 잉곳인 전극(1)을 이들 상부에 접촉하도록 한다. 이런 상태에서 전극(1)과 수냉 주형(2)에 고전류를 가하면, 이들 사이의 접촉 저항열에 의해 전극(1)은 용해된다.On the other hand, in order to form a molten slag layer 4 that becomes a resistive heat source in the initial stage of the ESR process, scrap and slag 20 are placed in the water-cooled mold 2 as shown in FIG. 2. It is located on the inner bottom surface of the ingot so that the electrode 1, which is an ingot, is in contact with these tops. When high current is applied to the electrode 1 and the water-cooled mold 2 in this state, the electrode 1 is dissolved by the heat of contact resistance therebetween.

이런 초기 단계에서는 아직 슬래그 층(4)이 형성되어 있지 않았고 스크랩과 슬래그(20)가 건조된 상태이기 때문에 고전류에 의해 아크(Arc)가 발생하기 쉽다. 이렇게 아크가 발생하면 아크 열에 의해 스크랩과 슬래그(20) 및 전극(1)이 쉽게 용해되어 슬래그 층(4)이 형성되기도 하지만, 아크로 인해 불순물이 많이 혼입되고 용융 슬래그 층(4)이 불안정하게 되어 불순물 제거 반응이 방해되므로 정련강의 품질이 나빠진다. In this initial stage, since the slag layer 4 is not formed yet and the scrap and the slag 20 are in a dry state, the arc is easily generated by the high current. When the arc is generated, the slag, slag 20 and the electrode 1 are easily dissolved by the arc heat, and thus the slag layer 4 is formed. However, the arc contains a large amount of impurities and the molten slag layer 4 becomes unstable. Impurity removal reactions are impeded and the quality of the refined steel deteriorates.

따라서, 초기 단계 제어의 주안점은, 전극(1)을 스크랩과 슬래그(20)에 접촉시키면서, 가능한 한 아크가 발생하지 않도록 제어하여 불순물의 혼입을 방지하며, 충분한 슬래그 층(4)이 형성될 때까지 전극(1)이 슬래그 층(4) 밖으로 벗어나면서 아크가 발생하지 않도록 침지 깊이를 제어하는 것이다. Therefore, the point of initial stage control is to prevent the incorporation of impurities by bringing the electrode 1 into contact with the scrap and the slag 20 so as to prevent arcing as much as possible, and when sufficient slag layer 4 is formed. Until the electrode 1 is out of the slag layer 4 is to control the immersion depth so that no arc occurs.

도 3은 이러한 초기 단계 제어를 포함한 전체 구간에서의 시간에 따른 제어 패턴의 한 예를 보여 주는데, 일반적으로, 초기와 중기 및 말기 제어 구간으로 나누어 각기 다른 제어 패턴으로 제어한다. 초기 구간은 전극(1)을 점차 가열해 가며 안정된 슬래그 층(4)을 형성해 가는 과정이므로, 도 3과 같이 용융 전압 등과 같은 설정치를 점차로 높여가는 제어를 한다.FIG. 3 shows an example of a control pattern according to time in the entire section including the initial stage control. In general, the control pattern is divided into the initial, middle, and late stages, and the control pattern is controlled in different control patterns. Since the initial section is a process of gradually heating the electrode 1 to form a stable slag layer 4, as shown in FIG. 3, the control unit gradually increases a set value such as a melting voltage.

이러한 초기 단계의 용융 과정이 반복되어 어느 정도 슬래그 층(4)이 형성되고 전극(1)이 슬래그 층(4)에 잠기면, 아크가 발생하지 않고 슬래그 층(4)의 저항열에 의해서만 전극(1)이 용해되므로, 조용하고 매우 안정된 정련 공정의 진행이 가능하며, 용융 슬래그 층(4) 또한 안정화되어 요동하지 않는다. 이때는 전극 용융율 제어를 통하여 안정되고 균일한 미세 응고조직을 얻도록 제어한다.When this initial stage melting process is repeated to some extent to form the slag layer 4 and the electrode 1 is immersed in the slag layer 4, no arc is generated and only the heat of resistance of the slag layer 4 is applied to the electrode 1. Because of this dissolution, a quiet and very stable refining process can be performed, and the molten slag layer 4 is also stabilized and does not swing. At this time, it is controlled to obtain a stable and uniform fine coagulation structure through the electrode melt rate control.

이때, 전극(1)이 녹으면서 그 길이가 짧아지게 되어 전극(1)이 탕면 가까이 상승하게 되면, 저항원이 짧아져서 전류 및 전압이 요동하게 되어 슬래그 층(4)은 불안정해진다. 이러한 슬래그 층(4)의 요동은 불순물과 슬래그의 화학반응을 방해하여 정련강의 품질을 저하시킨다. At this time, when the electrode 1 melts and its length becomes short, and the electrode 1 rises near the water surface, the resistance source becomes short and the current and voltage fluctuate, and the slag layer 4 becomes unstable. This fluctuation of the slag layer 4 interferes with the chemical reaction between impurities and slag, thereby degrading the quality of the refined steel.

따라서, 전극(1)이 일정한 깊이로 잠기도록 전극(1)의 이송 속도를 제어하여야 한다. 또한, 균일한 정련강(5)의 품질을 얻기 위해서는 전극 용융 속도가 일정하게 제어되어야 하므로, 최종 제어 변수를 용융 전압으로 하여 제어하지 않고 정련강의 품질에 직결되는 전극 용융율을 제어하여야 한다. Therefore, the feeding speed of the electrode 1 should be controlled so that the electrode 1 is locked to a constant depth. In addition, in order to obtain a uniform quality of the refined steel 5, the electrode melting rate must be constantly controlled, and thus the electrode melt rate, which is directly connected to the quality of the refined steel, must be controlled without controlling the final control variable as the melting voltage.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출한 것으로서, ESR 공정의 중기 제어구간에서 안정된 전극 용융율을 제어하여, 고품질의 정련강을 얻을 수 있도록 하는 ESR 공정의 전극 용융율 제어방법을 제공하는 것을 본 발명의 기술적 과제로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, to provide a method for controlling the electrode melt rate of the ESR process to control the stable electrode melt rate in the medium-term control section of the ESR process, to obtain a high-quality refined steel. Let it be the technical subject of this invention.

상기와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 ESR 공정의 전극 용융율 제어방법은, 1차 정련강을 재용융하여 2차 정련하는 ESR(Electro-Slag Remelting) 공정에 있어서, 기준 전극 용융율과 그에 따른 기준 전압 변동폭 및 기준 과변동 횟수를 설정하는 단계와; 실제 ESR 공정에서, 상기 기설정된 기준 전압 변동폭을 넘는 실제 과변동 횟수를 측정하고, 상기 측정된 실제 과변동 횟수가 상기 기설정된 기준 과변동 횟수의 범위에 포함되는지를 판단하는 단계와; 상기에서 실제 과변동 횟수가 기준 과변동 횟수의 범위에 포함되지 않으면, 전압을 하강시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Electrode melt rate control method of the ESR process according to the present invention for achieving the above technical problem, in the ESR (Electro-Slag Remelting) process of remelting primary refining steel and secondary refining, reference electrode melting rate Setting a reference voltage fluctuation range and a reference number of overvariations; In an actual ESR process, measuring an actual number of overvariations exceeding the predetermined reference voltage variation range and determining whether the measured number of actual overvariations falls within a range of the predetermined reference overvariation number; If the actual number of over-variation is not included in the range of the reference over-variation frequency, characterized in that it comprises the step of lowering the voltage.

또한, 본 발명은 실제 과변동 횟수가 기준 과변동 횟수의 범위에 포함되면, 실제 전극 용융율을 측정하고, 실제 전극 용융율과 기설정된 기준 전극 용융율의 크기를 비교하는 단계와; 상기에서 실제 전극 용융율이 기준 전극 용융율보다 큰 경우에는, 전압을 하강시킴과 동시에 전극 이송 기준속도를 낮추는 단계와; 상기에서 실제 전극 용융율이 기준 전극 용융율보다 작은 경우에는, 전압을 상승시킴과 동시에 전극 이송 기준속도를 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention includes the steps of measuring the actual electrode melting rate, and comparing the actual electrode melt rate and the magnitude of the predetermined reference electrode melt rate when the actual number of over-variation is included in the range of the reference over-variation number; If the actual electrode melt rate is greater than the reference electrode melt rate, lowering the voltage and simultaneously lowering the electrode transport reference speed; When the actual electrode melt rate is less than the reference electrode melt rate, it is characterized in that it comprises the step of increasing the voltage and at the same time the electrode transfer reference speed.

이하에서는 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 ESR 공정의 전극 용융율 제어방법의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 살펴본다.Hereinafter, a preferred embodiment of an electrode melting rate control method of an ESR process according to the present invention for solving the above technical problem will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4에는 본 발명에 따른 ESR 공정의 전극 용융율 제어방법에 대한 제어 계통도가 도시되어 있다. 4 is a control schematic diagram of an electrode melt rate control method of an ESR process according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 ESR 공정의 전극 용융율 제어를 실시하기 위한 구성에는, 1차 정련된 잉곳을 2차 정련하는 ESR 공정 설비(10)와, 변압기(6)와 전동기(16) 및 로드셀(25) 등을 통해서 상기 ESR 공정 설비(10)의 운전을 제어하는 PLC(Programmable Logic Controller)부(40)와, 작업자의 명령을 입력받아서 상기 PLC부(40)에 전달하고, 또한 상기 PLC부(40)로부터 ESR 공정 설비(10)의 정보를 전달받아서 출력하는 주 제어부(30)가 포함된다. 여기에서, 상기 ESR 공정 설비(10)는 종래의 일반적인 ESR 공정 설비와 동일한 구성을 가지므로 그에 대한 상 세한 설명은 생략한다.As shown, the configuration for performing electrode melt rate control of the ESR process according to the present invention includes an ESR process facility 10 for secondary refining of the primary refined ingot, the transformer 6 and the electric motor 16. And a programmable logic controller (PLC) unit 40 that controls the operation of the ESR process facility 10 through a load cell 25 and the like, and receives an operator's command and transmits the command to the PLC unit 40. The main control unit 30 that receives the information of the ESR process equipment 10 from the PLC unit 40 and outputs. Here, since the ESR process equipment 10 has the same configuration as a conventional general ESR process equipment, a detailed description thereof will be omitted.

그리고, 상기 ESR 공정 설비(10)의 제어는, 크게 전동기(16)에 의한 전극위치 또는 전극 이송 속도 제어와, 로드셀(25)과 전동기(16)와 변압기(6)에 의한 전극 용융율 제어로 이루어진다.The control of the ESR process equipment 10 is largely performed by controlling the electrode position or the electrode feed speed by the electric motor 16 and controlling the electrode melt rate by the load cell 25, the motor 16, and the transformer 6. Is done.

상기 전동기(16)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 전극(1)의 용융된 양에 따라 전극 지지대(11)를 하부 방향 또는 상부 방향으로 이송하는 장치이고, 상기 로드셀(25)은 작업하고 남아 있는 전극(1)의 무게를 측정하는 센서로서, 상기 로드셀(25)을 이용하여 시간에 따른 일련의 무게를 비교함으로써, 전극(1)의 녹는 속도 즉 전극 용융율을 계산할 수 있게 된다. 또한, 상기 변압기(6)는 1차측과 2차측 코일의 위치 차이를 변경하여 인가 전압을 조정하는 방식의 전력원이다. The electric motor 16 is a device for transferring the electrode support 11 in the lower direction or the upper direction according to the molten amount of the electrode 1, as shown in Figure 1, the load cell 25 is working As a sensor for measuring the weight of the remaining electrode 1, the melting rate of the electrode 1, that is, the electrode melting rate, can be calculated by comparing a series of weights with time using the load cell 25. In addition, the transformer 6 is a power source in which the applied voltage is adjusted by changing the positional difference between the primary and secondary coils.

PLC부(40)는 용융 전압 및 전류, 전극 이송 속도, 로드셀 및 각종 스위치의 상태 등을 측정하고, 상위의 주 제어부(30)에 작업자가 설정한 명령 패턴에 따라, 변압기(6)와 전동기(16) 및 로드셀(25)의 제어를 통해 ESR 공정 설비(10)의 제어를 수행하는 역할을 담당한다. 그리고 상기 주 제어부(30)는, 예를 들면 작업자 친화형 MMI(man machine interface)기능을 통하여, 작업자의 명령을 입력받는 기능과, PLC부(40)에서 측정하여 보내 온 각종 공정 변수 및 전체 제어 시스템의 상태를 모니터 등의 출력부를 통해 출력하는 기능을 수행한다. 따라서, 작업자는 MMI기능을 사용하여 자기의 조업 경험을 토대로 최적의 제어 출력에 도달할 수 있도록 시간에 따른 제어명령 패턴을 주 제어부(30)를 통해 설정 및 변경할 수 있게 된다.PLC unit 40 measures the melt voltage and current, the electrode transfer speed, the state of the load cell and various switches, and the like, and according to the command pattern set by the operator in the upper main control unit 30, the transformer 6 and the motor ( 16) and to control the ESR process facility 10 through the control of the load cell 25. The main control unit 30 has a function of receiving an operator's command through, for example, an operator-friendly man machine interface (MMI) function, various process variables measured by the PLC unit 40 and overall control. This function outputs the status of the system through an output unit such as a monitor. Therefore, the operator can set and change the control command pattern over time through the main controller 30 so that the operator can reach the optimum control output based on his operation experience using the MMI function.

한편, ESR 공정의 전극 이송 제어는, 전극(1)을 용융시키기 위해 공급하는 전류에 연동하여 전극 이송 속도를 제어함으로써 이루어지게 되는데, 결국 용융 슬래그 층(4)에 대한 전극의 잠김량을 일정하게 유지하여 ESR 공정 안정한 제어를 가능하게 한다. 이하에서는 도면을 참조하여 상기 전극 이송 제어에 대하여 설명한다.On the other hand, the electrode transfer control of the ESR process is achieved by controlling the electrode transfer speed in conjunction with the current supplied to melt the electrode 1, so that the amount of locking of the electrode with respect to the molten slag layer 4 is constant. To maintain stable control of the ESR process. Hereinafter, the electrode transfer control will be described with reference to the drawings.

도 5a에는 본 발명에 따른 ESR 공정의 전극 용융율 제어방법 중 전동기 제어에 따른 전극 이송 제어의 흐름도가 도시되어 있다. Figure 5a is a flow chart of the electrode transfer control according to the motor control of the electrode melt rate control method of the ESR process according to the present invention.

도시된 바에 따르면, 먼저, 전극 용융 속도에 상응하는 전극 이송 기준속도를 설정한다(S11). 여기서, 전극 이송 기준속도라는 것은 ESR 공정을 수행할 때 가장 합리적인 전극 이송 속도를 말한다. 상기와 같은 전극 이송 기준속도는 실험 또는 실제 ESR 공정을 반복 실시함으로써, 가장 적절한 값으로 구할 수 있다. As shown, first, an electrode transfer reference speed corresponding to the electrode melting rate is set (S11). Here, the electrode transfer reference speed refers to the most reasonable electrode transfer speed when performing the ESR process. The electrode transfer reference speed as described above can be obtained at the most appropriate value by repeating the experiment or actual ESR process.

그리고, 상기 설정된 전극 이송 기준속도에 따라서 ESR 공정을 수행했을 때, 요구되는 전류값을 측정하고, 상기 측정된 전류값을 기준 전류값으로 하여 주 제어부(30)에 입력한다(S12).When the ESR process is performed according to the set electrode transfer reference speed, the required current value is measured, and the measured current value is input to the main controller 30 as the reference current value (S12).

또는, 상기 전극 이송 기준속도를 주 제어부(30)에 곧바로 입력하면(S11), 주 제어부(30)는 상기 입력된 전극 이송 기준속도를 PLC부(40)에 전달하고, PLC부(40)에서 상기 전극 이송 기준속도를 기준 전류값으로 변환하도록 구성할 수 있다(S12). Alternatively, when the electrode transfer reference speed is directly input to the main control unit 30 (S11), the main control unit 30 transmits the input electrode transfer reference speed to the PLC unit 40, and at the PLC unit 40 The electrode transfer reference speed may be configured to convert the reference current value (S12).

상술한 바와 같이, 전극(1)에 전류를 공급함으로써 전극(1) 하단의 용융이 이루어지고, 그에 따라서 전극(1) 하단은 상승하게 된다. 그러나, 전극(1) 하단의 상승이 너무 빨라서 용융 슬래그 층(4)을 벗어나면 아크가 발생하므로, 전극(1) 하 단이 용융 슬래그 층(4)을 벗어나지 않도록 전극(1)의 하강 속도 즉, 전극 이송 속도를 적절히 조절해야 하고, 이러한 전극 이송 속도는 전극(1)에 공급되는 전류의 양에 따라 결정되므로, 상기 전극 이송 기준속도 역시 그에 상당하는 기준 전류값으로 변환할 수 있다. As described above, the lower end of the electrode 1 is melted by supplying a current to the electrode 1, whereby the lower end of the electrode 1 is raised. However, since the rise of the lower end of the electrode 1 is too fast to leave the molten slag layer 4, an arc occurs, so that the lowering speed of the electrode 1 is lowered so that the lower end of the electrode 1 does not leave the molten slag layer 4. Since the electrode feeding speed must be appropriately adjusted, and the electrode feeding speed is determined according to the amount of current supplied to the electrode 1, the electrode feeding reference speed can also be converted into a corresponding reference current value.

또한, 상기 PLC부(40)는 실제 ESR 공정 중에 전극(1)에 공급되는 실제 용융 전류값을 기설정된 기준 전류값과 비교한다(S13). 여기서, 상기 실제 용융 전류값은 실제의 전극 이송 속도에 해당한다.In addition, the PLC unit 40 compares the actual melt current value supplied to the electrode 1 with the actual reference current value during the actual ESR process (S13). Here, the actual melt current value corresponds to the actual electrode transfer speed.

그리고, 상기 PLC부(40)에서 실제 용융 전류값과 기준 전류값을 비교한 결과, 실제 용융 전류값이 기준 전류값보다 크면 전극(1) 하단이 빨리 용융되는 것을 나타내고, 결국 전극(1) 하단이 빨리 상승하게 되므로, PLC부(40)는 전동기(16)를 제어하여 전극 이송 속도 즉 전극(1)을 수냉 주형(2)의 내부로 삽입하는 하강 속도를 가속하여, 전극(1)이 용융 슬래그 층(4)에 더 깊이 잠기도록 제어한다(S15). 반대로, PLC부(40)에서 실제 용융 전류값과 기준 전류값을 비교한 결과, 실제 용융 전류값이 기준 전류값보다 작으면, 전극(1) 하단이 천천히 용융되는 것이므로, PLC부(40)는 전동기(16)를 제어하여 전극 이송 속도를 감속한다(S14). As a result of comparing the actual melt current value and the reference current value in the PLC unit 40, when the actual melt current value is larger than the reference current value, it indicates that the lower end of the electrode 1 melts quickly, and eventually the lower end of the electrode 1. Since this rises quickly, the PLC unit 40 controls the electric motor 16 to accelerate the electrode feeding speed, that is, the falling speed of inserting the electrode 1 into the water-cooled mold 2, so that the electrode 1 melts. The control is soaked deeper in the slag layer (4) (S15). On the contrary, as a result of comparing the actual melt current value and the reference current value in the PLC unit 40, if the actual melt current value is smaller than the reference current value, since the lower end of the electrode 1 is slowly melted, the PLC unit 40 The electric motor 16 is controlled to reduce the electrode feed speed (S14).

상기와 같은 전극 이송 제어에 의하면, 전극(1)의 하강 속도를 적절하게 조절할 수 있게 되어서, 전극(1)의 용융시 아크의 발생을 억제하여 용융강(3)에 대한 불순물의 유입을 최소화할 수 있게 된다.According to the electrode transfer control as described above, it is possible to appropriately adjust the falling speed of the electrode 1, to suppress the generation of arc during melting of the electrode 1 to minimize the inflow of impurities into the molten steel (3) It becomes possible.

상기에서는 아크 발생을 방지하기 위한 전극 이송 제어에 대해 살펴보았고, 정련강의 미세 품질과 직접적으로 연관해서는 전극 용융율을 적절히 제어하는 것이 필요하다. 여기서, 전극 용융율은 전극(1)의 용융되는 속도를 의미한다.In the above, the electrode transfer control to prevent the generation of arc has been described, and it is necessary to properly control the electrode melt rate in direct connection with the fine quality of the refined steel. Here, the electrode melting rate means the rate at which the electrode 1 is melted.

그리고, 이하에서 설명될 전극 용융율의 제어에 따라서 상기 전극 이송 기준속도의 설정도 달라지게 된다. 한편, 본 발명에 따른 ESR 공정의 전극 용융율 제어방법은, 전압의 변동을 줄여서 전원의 안정을 도모하고, 적절한 전극 용융율이 나올 수 있도록 전압과 전극 이송 기준속도를 제어하는 것을 주요 내용으로 하는 바, 이하에서는 도면을 참조하여 전극 용융율 제어의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 살펴본다.In addition, the setting of the electrode transport reference speed also varies according to the control of the electrode melt rate to be described below. On the other hand, the electrode melting rate control method of the ESR process according to the present invention is to reduce the voltage fluctuations to stabilize the power supply, and to control the voltage and the electrode transfer reference speed so that the appropriate electrode melt rate is the main content The following describes a preferred embodiment of the electrode melt rate control with reference to the drawings with reference to the drawings.

도 5b에는 본 발명에 따른 ESR 공정의 전극 용융율 제어방법 중 변압기와 전동기 제어에 따른 전극 용융율 제어의 흐름도가 도시되어 있다. Figure 5b is a flow chart of the electrode melt rate control according to the control of the transformer and the motor of the electrode melt rate control method of the ESR process according to the present invention.

도시된 바와 같이, 전극 용융율 제어를 위해서는 먼저, 실험 또는 실제 ESR 공정의 반복을 통해서 바람직한 전극 용융율을 결정한 후, 상기에서 구한 전극 용융율을 기준 전극 용융율로 설정하고, 상기에서 설정된 기준 전극 용융율로 구동되는 ESR 공정시, 전압 변동폭을 측정하여, 그때의 전압 변동폭을 기준 전압 변동폭으로 설정한 후, 상기에서 구한 기준 전극 용융율과 기준 전압 변동폭을 주 제어부(30)에 입력한다(S21).As shown in the figure, in order to control the electrode melt rate, the desired electrode melt rate is first determined by repeating an experiment or an actual ESR process, and then the electrode melt rate obtained above is set as the reference electrode melt rate, and the reference electrode set above. In the ESR process driven at the melting rate, the voltage fluctuation range is measured, the voltage fluctuation range at that time is set as the reference voltage fluctuation range, and the reference electrode melt rate and the reference voltage fluctuation range obtained above are input to the main controller 30 (S21). ).

또는, 상기 기준 전극 용융율을 직접 주 제어부(30)에 입력하면, PLC부(40)에서 주 제어부(30)에 입력된 기준 전극 용융율을 전달받아서, 상기 기준 전극 용융율에 상당하는 기준 전압 변동폭을 계산하도록 구성할 수도 있다(S21).Alternatively, when the reference electrode melt rate is directly input to the main control unit 30, the PLC unit 40 receives the reference electrode melt rate input to the main control unit 30, so that the reference voltage corresponds to the reference electrode melt rate. It may be configured to calculate the fluctuation range (S21).

그리고, 상기와 같이 기준 전압 변동폭을 설정한 다음, 기준 과변동 횟수를 설정하여 주 제어부(30)에 입력한다. 여기서, 과변동 횟수는 실제 전압 변동폭이 상기 설정된 기준 전압 변동폭에 포함되지 않는 경우의 횟수를 의미한다(S21). 상기와 같이 기준 전극 용융율과 그에 따른 기준 전압 변동폭 및 기준 과변동 횟수를 주 제어부(30)에 입력한 후, 실제 ESR 공정에 들어간다.After setting the reference voltage fluctuation range as described above, the reference overvariation frequency is set and input to the main controller 30. Here, the number of times of over-variation means the number of times when the actual voltage fluctuation range is not included in the set reference voltage fluctuation range (S21). As described above, the reference electrode melting rate, the reference voltage fluctuation range, and the reference overvariation frequency are input to the main controller 30, and then the actual ESR process is performed.

그리고, PLC부(40)는, 예컨대 전압계 등을 통해, 실제 ESR 공정에서의 전압 변동폭을 계속적으로 측정하고, 상기 측정된 실제 전압 변동폭 중에서 기준 전압 변동폭에 포함되지 않는 실제 과변동 횟수를 측정한다(S22).Then, the PLC unit 40 continuously measures the voltage fluctuation in the actual ESR process through a voltmeter or the like, and measures the number of actual over-variations not included in the reference voltage fluctuation range among the measured actual voltage fluctuations ( S22).

상기와 같이 실제 과변동 횟수를 측정한 후, 상기 PLC부(40)는 상기 측정된 실제 과변동 횟수가 기설정된 기준 과변동 횟수의 범위 내에 포함되는지를 판단한다(S23).After measuring the actual number of over-variation as described above, the PLC unit 40 determines whether the measured number of actual over-variation is within the range of the preset reference over-variation number (S23).

그리고, PLC부(40)의 판단 결과, 실제 과변동 횟수가 기설정된 기준 과변동 횟수의 범위에 포함되지 않으면, 전압이 불안정한 것이므로, 상기 PLC부(40)는 변압기(6)을 제어하여 전압을 하강시켜서(S26) 전원을 안정화시킨다.As a result of the determination of the PLC unit 40, if the actual number of overvariations does not fall within the range of the preset reference overvariation, the voltage is unstable, and the PLC unit 40 controls the transformer 6 to control the voltage. Stabilize the power supply by lowering (S26).

반대로, PLC부(40)의 판단 결과, 실제 과변동 횟수가 기설정된 기준 과변동 횟수의 범위에 포함되면, 안정화된 전원이므로, PLC부(40)는 로드셀(25)을 통해 전극의 무게를 측정하여 전극 용융율을 계산하고, 측정된 실제 전극 용융율이 기설정된 기준 전극 용융율보다 큰지를 판단한다(S24). 상기 PLC부(40)에서의 판단 결과, 실제 전극 용융율이 기준 전극 용융율보다 큰 경우에는, 전극이 너무 빨리 녹고 있는 것이므로, PLC부(40)는 변압기(6)를 제어하여 전압을 하강시킴과 동시에, 전극 이송 기준속도를 낮춘다(S27).On the contrary, as a result of the determination of the PLC unit 40, when the actual number of overvariations is within the range of the preset number of overvariations, since the stabilized power source, the PLC unit 40 measures the weight of the electrode through the load cell 25. The electrode melt rate is calculated to determine whether the measured actual electrode melt rate is greater than the predetermined reference electrode melt rate (S24). If the actual electrode melting rate is greater than the reference electrode melting rate, as the result of the determination in the PLC unit 40, the electrode is melting too fast, so the PLC unit 40 controls the transformer 6 to lower the voltage. At the same time, the electrode transfer reference speed is lowered (S27).

한편, 상기 S24 단계에서, 실제 전극 용융율이 기준 전극 용융율보다 크지 않다고 판단되면, 이번에는 실제 전극 용융율이 기준 전극 용융율보다 작은지를 판단한다(S25). 실제 전극 용융율이 기준 전극 용융율보다 작은 경우에는, 전극이 너무 천천히 녹고 있는 것이므로, PLC부(40)는 변압기(6)를 제어하여 전압을 상승시킴과 동시에, 전극 이송 기준속도를 증가시킨다(S28).On the other hand, if it is determined in step S24 that the actual electrode melt rate is not greater than the reference electrode melt rate, this time it is determined whether the actual electrode melt rate is less than the reference electrode melt rate (S25). If the actual electrode melt rate is less than the reference electrode melt rate, the electrode is melting too slowly, so the PLC unit 40 controls the transformer 6 to increase the voltage and increase the electrode transfer reference speed ( S28).

그리고, 상기 S25 단계에서, 실제 전극 용융율이 기준 전극 용융율보다 작지 않다고 판단되면, 결국 실제 전극 용융율이 기준 전극 용융율과 동일한 것이므로, 상기 처음 단계로 복귀하여, 상기의 과정들을 반복하게 된다.In step S25, when it is determined that the actual electrode melt rate is not smaller than the reference electrode melt rate, the actual electrode melt rate is the same as the reference electrode melt rate, and thus, the process returns to the first step and the above processes are repeated. .

상기와 같이 실제 전극 용융율과 기준 전극 용융율의 비교를 통해 전극 이송 기준 속도가 변경되면, 상기 변경된 전극 이송 기준속도의 값은 도 5a에서 설명된 전극 이송 제어에 영향을 미치게 되어, 결국 실제의 전극 이송 속도를 제어할 수 있게 된다.When the electrode transfer reference speed is changed by comparing the actual electrode melt rate and the reference electrode melt rate as described above, the changed value of the electrode transfer reference speed affects the electrode transfer control described in FIG. It is possible to control the electrode feed rate.

상기와 같은 구성을 가지는 ESR 공정의 전극 용융율 제어방법에 의하면, 전극의 녹는 속도를 적절히 제어하여 아크의 발생을 억제함으로써 불순물의 침입을 저지할 수 있고, 전압 변동폭을 제어하여 전원을 안정화시키고, 또한 전극 용융율의 적절한 제어를 통해 균일하고 치밀한 미세 조직을 형성하여, 고품질의 2차 정련강을 얻을 수 있게 된다.
According to the electrode melting rate control method of the ESR process having the above configuration, it is possible to prevent the intrusion of impurities by appropriately controlling the melting rate of the electrode to suppress the generation of arc, stabilize the power supply by controlling the voltage fluctuation range, In addition, it is possible to obtain a high quality secondary refined steel by forming a uniform and dense microstructure through proper control of the electrode melting rate.

Claims

In the Electro-Slag Remelting (ESR) process of remelting primary refining steel and refining secondly,

Setting a reference electrode melting rate, a reference voltage fluctuation range, and a reference overrun frequency;

In an actual ESR process, measuring an actual number of overvariations exceeding the predetermined reference voltage variation range and determining whether the measured number of actual overvariations falls within a range of the predetermined reference overvariation number;

If the actual number of over-variation is greater than the reference over-variation number, the electrode melting rate control method of the ESR process, characterized in that it comprises the step of lowering the voltage.

The method of claim 1, further comprising: measuring the actual electrode melt rate and comparing the magnitude of the actual electrode melt rate with a predetermined reference electrode melt rate when the actual number of overvariations is within a range of the reference overvariate number;

If the actual electrode melt rate is greater than the reference electrode melt rate, lowering the voltage and simultaneously lowering the electrode transport reference speed;

If the actual electrode melt rate is less than the reference electrode melt rate, the electrode melting rate control method of the ESR process comprising the step of increasing the voltage and at the same time the electrode transfer reference speed.