KR100627451B1

KR100627451B1 - 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정장치 및 방법

Info

Publication number: KR100627451B1
Application number: KR1019990058212A
Authority: KR
Inventors: 주재호
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1998-12-30
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2006-09-25
Also published as: KR20000048180A

Abstract

본 발명은 연속주조설비에서 연주몰드의 단변 주조폭 및 경사도를 설정하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 몰드단변의 상, 하부 측방향 폭을 레이저센서로서 정확히 측정하고, 설정된 하단폭에 따라서 몰드단변을 경사도가 0% 인 수직상태로 조정한 후, 몰드 단변의 설정된 경사도에 근접하도록 상단폭을 조정함으로써 몰드단변의 주조폭과 경사도를 동시에 조정할 수 있는 연주몰드단변의 주조폭 설정장치 및 이를 이용한 조정방법에 관한 것이다.

본 발명에 의하면 몰드단변의 상,하부 편측폭을 레이저센서(126)로 정확히 측정하고, 몰드단면을 설정 하단폭으로 경사도가 0% 인 수직상태로 조정한 후, 몰드단변의 상단폭을 설정 경사도에 접근하도록 이동시킴으로써 몰드단변의 주조폭 및 경사도를 동시에 조정할 수 있다. 따라서 주조작업을 위한 몰드 주조폭 및 경사도 설정작업이 신속하게 이루어져 그 작업 생산성을 높이고, 몰드 주조폭 측정작업이 단순 표준화되며, 데이터의 정확도가 향상되어 주편의 품질을 향상시키게 된다. 그리고, 최적의 경사도를 유지할 수 있음으로서 주조중 브레이크아웃(Break-Out) 발생을 최소화하고 설비를 안정적으로 운용할 수 있는 효과를 얻는 것이다.

몰드단변, 레이저센서, 몰드 경사도, 주조폭, 브레이크아웃(Break-Out)

Description

연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR SETTING THE CASTING WIDTH AND TAPER OF MOULD NARROW FACE OF CONTINUOUS CASTING MACHINE}

도 1은 일반적인 연주몰드를 나타내는 사시도;

도 2는 종래의 기술에 따른 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정장치를 나타내는 사시도;

도 3은 종래의 기술에 따라 연주 몰드단변의 주조폭 및 경사도를 측정하는 상태를 나타내는 작업상태도;

도 4는 종래의 기술에 따라 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 조정작업을 나타내는 플로우 챠트;

도 5는 본 발명에 따른 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정장치를 나타내는 외관사시도;

도 6은 본 발명에 따른 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정장치를 나타내는 분해사시도;

도 7은 본 발명에 따른 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정장치에 갖춰진 프레임의 정면도;

도 8은 도 7에 도시된 프레임의 측면도;

도 9는 본 발명에 따른 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정장치가 연주몰드에 장착된 상태를 나타내는 평면도;

도 10은 본 발명에 따른 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정장치의 작업상태를 나타내는 동작설명도;

도 11은 본 발명에 따라서 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 조정작업을 시행하는 상태를 나타내는 설명도;

도 12는 본 발명에 따른 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 조정방법을 단계적으로 나타내는 플로우 챠트;이다.

도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 조정방법을 단계적으로 나타내는 플로우 챠트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 ..... 몰드 2a ..... 몰드장변

2b ..... 몰드단변 5 ..... 폭조정모터

6 ..... 폭조정 스핀들 7 ..... 판 스프링

8 ..... 스프링패키지 9 ..... 몰드댐핑실린더

10 .... 몰드본체 12 .... 줄자

120... 프레임 121... 센서장착구

122.... 스페이스바 124.... 스탠드 핀

125a.... 레벨 스탠드 126.... 레이저 센서

129a,129b... 안착대 136... 제어장치

137... 볼 스페이서 147..... 영점 조정바

본 발명은 연속주조설비에서 연주몰드의 단변 주조폭 및 경사도를 설정하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 몰드단변의 상, 하부 측방향 폭을 레이저센서로서 정확히 측정하고, 설정된 하단폭에 따라서 몰드단변을 경사도가 0% 인 수직상태로 조정한 후, 몰드 단변의 설정된 경사도에 근접하도록 상단폭을 조정함으로써 몰드단변의 주조폭과 경사도를 동시에 조정할 수 있는 연주몰드단변의 주조폭 설정장치 및 이를 이용한 조정방법에 관한 것이다.

일반적으로, 연속주조설비인 몰드(1)는 도 1에 도시한 바와같이 워터자켓(Water Jacket)(3)(4)에 의해 수냉되는 몰드장변(2a)과 몰드단변(2b) 사이에 턴디쉬(tundish)의 용강이 주입되면서 주편을 생산하게 된다.

이때, 몰드 본체(10)에 구비된 스프링 패키지(8)와 클램핑실린더(9)는 몰드장변(2a)과 몰드단변(2b)를 적정한 면압으로 밀착시켜 몰드(1)로 부터의 용강 틈새유출을 방지하고, 판스프링(7)은 요동되는 몰드(1)를 안정적으로 4점 지지하게 된다.

그리고, 몰드폭 변경모터(5)와 몰드폭 변경스핀들(6)은 주조초기에 몰드(1)를 열린 상태로 유지하고, 주조작업을 위해서는 몰드 단변(2b)을 움직여서 제품사양에 적합한 주조폭을 설정하고, 주조중 응고쉘의 터짐이 일어나지 않도록 몰드 단 변(2b)의 경사도를 설정하게 된다.

여기서, 주조초기 몰드단변(2b)의 폭과 경사도를 얼마나 정확하게 세팅하는가에 따라서, 폭가변 주조작업중 계속적으로 발생되는 주편의 고유 크기편차량을 줄일 수 있게 된다.

한편, 이와 같이 연속주조작업에 적합한 주조폭을 설정하기 위한 종래의 몰드 단변폭 조정방법이 도 2 및 도 3에 도시되어 있다.

이러한 종래의 방식은 몰드단변(2b)의 상하단폭을 측정하고설정 주조폭으로 단변폭을 조정하는 것이다. 종래의 방식에 따라서 하단폭을 측정하고자 하는 경우, 작업자의 팔이 몰드(1)의 하단 모서리 부분에 닿지 않아 실제적으로 이를 측정할 수 없게 된다. 따라서, 작업자는 도 3에 도시된 바와 같이 몰드단변(2b)의 상단폭(w1)을 줄자(12)로 실측한 후, 몰드단변(2b)의 하단폭(w2)을 육안으로 조정하게 된다.

그리고, 도 2 에 도시된 바와 같은, 경사도 측정기(20)의 받침대(21)를 몰드장변(2a)의 상단에 걸쳐놓고, 상,하측정점(22)(23)을 몰드단변(2b)에 밀착시키면 단변의 경사도가 표시화면(24)에 표시된다.

이때, 경사도 측정기(20)의 표시화면(24)에 표시되는 몰드단변(2b)의 경사도를 보면서 상기 몰드폭 변경모터(5)와 상하부 폭조정 스핀들(6a)(6b)을 이용하여 단변(2b)의 경사도와 하단폭을 미세하게 조정하게 된다.

따라서, 작업자의 목측에 의해 근사치로 측정되는 몰드단변(2b)의 하단폭(w2)은 편차가 발생될 수 밖에 없고, 결국 주조폭에 편차를 초래하게 된다. 더욱이 주조작업이 임박할 때에는 몰드단변(2b)의 폭보다 응고쉘의 터짐방지를 위해 단변(2b)의 하단폭(w2)보다는 단변의 경사도를 우선으로 세팅하기 때문에 몰드단변(2b)의 하단폭 편차발생의 여지가 더욱 크게 된다.

또한, 몰드의 주조횟수에 비례하여 몰드단변(2b)은 그 하단모서리가 도 3에 도시된 바와 같이, 주로 마모되기 때문에 마모가 거의 발생되지 않는 그 상단푹(w1)을 줄자(12)로 측정한 후, 비선형적인 하단모서리의 마모량을 하단폭(w2) 산정에 정확하게 적용한다는 것은 거의 불가능하다. 따라서 편차(△W)의 발생은 필연적이다.

본 발명은 몰드단변의 상, 하단폭을 정확히 측정하여 주조폭을 조정함으로서 몰드 폭조정작업의 생산성을 높이고, 이러한 몰드폭 측정작업이 단순 표준화되고, 측정 데이터의 정확도가 향상되어 주편의 품질을 향상시킬 수 있는 연주몰드단변의 주조폭 설정장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 몰드단변의 경사각을 최적으로 조정함으로서 주조중 브레이크아웃(Break-Out) 발생을 최소화하여 설비를 안정적으로 운용할 수 있는 연주몰드단변의 주조폭 설정장치 및 방법을 제공함에 또 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 연속주조설비에서 연주몰드의 단변 주조폭 및 경사도를 설정하는 장치에 있어서, 상기 연주몰드의 내부로 하향 연장되는 프레임 상에 상하 일정간격을 유지하는 복수의 레이저 센서가 좌우측에 장착되어 몰드 단변의 상하단부 사이 폭을 측정하고, 이를 제어장치를 통하여 외부로 출력시키며, 상기 본체프레임에는 수평이 유지되도록 영점 조정 바가 장착되고, 상기 영점 조정 바는 기준 척으로서 이루어지며, 몰드 단변의 측정 폭 또는 주조 폭에 따라 스페이스 바의 교체가 이루어지는 경우, 그 장착위치가 변경되어진 레이저센서가 정확하게 몰드 단변 폭을 측정하는 지를 사전에 검정할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 연속주조설비에서 연주몰드의 단변 주조폭 및 경사도를 설정하는 방법에 있어서, 복수의 레이저센서들을 이용하여 몰드단변의 상하 측방향폭을 각각 측정하는 단계; 상기 측정된 몰드 단변폭으로 부터 몰드단변을 설정 하단폭에 따라 상하 테이퍼 0% 인 수직상태로 세팅하는 단계; 및 상기 몰드단변의 상단폭을 조정하여 설정 경사도에 일치하도록 이동시킴으로써 몰드단변의 주조폭과 경사도를 동시에 조정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정방법을 제공한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 5와 도 6은 본 발명에 따른 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정장치(100)를 상세히 나타내고 있다.

본 발명에 따른 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정장치(100)는 연주몰드(1)의 내부로 하향 연장되는 프레임(120)상에 상하 일정간격을 유지하는 복수의 레이저 센서(126)가 좌우측에 장착되어 몰드 단변(2b)의 상하단부 사이 폭(w1)(w2)을 측정하고, 이를 제어장치(136)를 통하여 외부로 출력시키게 된다.

상기 본체프레임(120)은 알루미늄 재료로 이루어져 경량화를 이룰 수 있고, 그 상부에는 레벨스탠드(125a)가 부착되며, 이 레벨스탠드(125a)의 양단측에는 스탠드블록(127)이 일체로 부착되어 있다.

상기 레벨스탠드(125a)에는 그 상면 중앙에 워터레벨(Water Level)(125)이 설치되어 본 프레임(120)이 몰드 장변(2a)상에 장착되는 경우, 상기 레벨스탠드(125a)의 수평여부를 작업자가 알 수 있도록 한다. 그리고, 상기 스탠드블록(127)에는 각각 복수의 레벨조정나사홀(127a)이 형성되어 있다.

그리고, 상기 레벨조정나사홀(127a)에는 그 내주면 중간부에 안착턱(127b)이 형성되어 있고, 이 안착턱(127b)에 걸치도록 스탠드핀(124)이 삽입되어 있으며, 이 스탠드핀(124)의 상부에 위치하도록 레벨조정볼트(128)가 나사결합되어 있다.

특히, 스탠드핀(124)에는 그 하부측에 안착턱(124a)이 형성되어 스탠드 블록(127)을 몰드장변(2a)에 고정시, 몰드장변(2a)의 상단모서리(1a)에 안착턱(124a)이 면접하여 지지된다.

그리고, 본체프레임(120)에는 상,하 일정간격을 유지하면서 중앙에 반원통의 안착대(129a)(129b)가 장착되는 바, 상기 안착대(129a)(129b)에는 원형막대 형상의 스페이스바(122)가 각각 끼워지게 된다. 이 스페이스바(122)는 이후에 설명될 센서장착구의 후단부를 각각 지지한다. 상기 스페이스바(122)는 도 5와 6에서 비록 2개가 도시되어 있지만, 이는 각각 다른 길이를 가진 다수개의 스페이스바중에서 주조폭에 따라서 임의로 선택하여 사용가능한 것으로, 일측에 돌출한 고정핀(122a)이 상기 안착대(129a)(129b)의 고정구멍(129a')(129b')으로 각각 삽입되어 고정되는 것이다.

또한, 상기 안착대(129a)(129b)의 좌우측으로는 센서 장착구를 각각 고정하기 위한 한쌍의 고정구(130a)(130b)(132a)(132b)들이 위치되며, 이들은 상기 안착대(129a)(129b)의 좌,우측에서 각각 본체 프레임(120)의 전면에 부착되어 있고, 그 중간에는 각각 고정볼트(131)를 삽입하는 고정나사홀(131a)(131b)이 형성되어 있다.

여기서, 상기 고정구(130a)(130b)(132a)(132b)에는 각각 센서장착구(121)가 고정되며, 이들은 서로 동일한 구성을 가지는 것이기 때문에 그중 어느 하나에 대해서만 상세히 설명하지만, 이러한 설명은 나머지 것들에도 각각 동일하게 적용된다.

상기 센서 장착구(121)는 고정구(130a)(130b)(132a)(132b)로 삽입되어 끼워지는 지지축(129)에 그 외주면을 따라 길이방향으로 키홈(129a)이 형성되고, 이 키홈(129a)에는 상기 고정구(130a)(130b)(132a)(132b)의 고정나사홀(131a)(131b)을 통해 고정볼트(131)가 삽입되어 조이게 됨으로서, 상기 센서 장착구(121)가 각각의 고정구(130a)(130b)(132a)(132b)에 결합되어 회전 및 축방향 이동이 방지되도록 되어 있다.

그리고, 상기 센서 장착구(121)는 지지축(129)의 외측에 각각 레이저센서(126)가 내장되기 위한 오목홈(121a)이 형성되고, 이 레이저센서(126)를 보호하기 위하여 커버(126a)가 씌워져 있다.

상기 레이저 센서(126)는 센서 장착구(121)의 전방측 개구부를 통해 레이저광선을 주사한 후, 몰드단변(2b)으로 부터 반사되는 레이저광선을 이용하여 측정거리를 감지하는 것이다. 이를 위하여 레이저센서(126)는 상하부측에 광발신부와 광수신부를 구비한 것으로서, 광발신부에서 레이저광을 각각 몰드 단변(2b)측으로 조사하면 몰드 단변(2b)으로부터 레이저광이 반사되고, 광수신부에서 이를 검지하여 몰드단변(2b)과의 사이 거리를 측정하게 된다.

한편, 상기 레이저 센서(126)는 그 측정범위가 짧기 때문에, 몰드 단변(2b)과의 사이 거리가 너무 멀게 되면, 몰드단변(2b)의 전체폭을 측정할 수 없게 된다. 따라서, 몰드(1)의 주조폭에 따라서 그 길이가 선정되는 스페이스바(122)는 안착대(129a)(129b)에 끼워짐으로서 고정구(130a)(130b)에 장착된 센서 장착구(121)의 후방지지축(129) 사이에 위치된다. 따라서, 스페이스바(122)는 좌우 양측의 지지축(129)사이 거리를 서로 멀어지도록 일정하게 유지함으로서, 이러한 스페이스바(122)에 의해서 레이저 센서(126)가 더욱 몰드 단변(2b)측으로 접근하게 되고, 이로써 몰드단변(2b)의 전체폭을 정확하게 측정할 수 있다.

한편, 안착대(129a)(129b)의 상부측에는 각각 본체프레임(120)에 홀(140a)(140b)이 형성되고, 상기 홀(140a)(140b)에는 영점조정바(147)가 끼워지게 된다. 그리고, 상기 영점조정바(147)의 수평을 유지시키는 수평지지대(138)가 장착홀(140a)(140b)의 양측에 위치하도록 본체프레임(120)에 돌출상태로 부착되어 있다.

상기 영점조정바(147)는 기준척으로서, 몰드(1)의 주조폭에 따라 스페이스바(122)의 교체가 이루어지는 경우, 장착위치가 변경되어진 레이저센서(126)가 정확하게 몰드단변(2b) 폭을 측정하는 지를 사전에 확인할 수 있도록 한다.

즉, 주편제품의 평균폭 또는 최다 생산폭을 기준길이로 하여 제작되는 영점조정바(147)를 상기 장착홀(140a)(140b)에 각각 삽입하고, 위치 변경된 레이저센서(126)로서 상기 영점 조정바(147)의 양단 표적부(147a)까지의 거리를 각각 측정한다. 그리고, 상기 측정값이 정확한지를 확인하는 것이다.

이는 작업자가 레이저 센서(126)로부터 상기 영점 조정바(147)의 양단 표적부(147a)까지의 실제 거리를 척도계산으로서 측정한 다음, 레이저센서(126)를 이용한 상기 양단 표적부(147a)까지의 거리검출 측정치와를 비교함으로서 레이저 센서(126)가 정확한 측정값을 검출하는 지를 판별하고, 정확한 측정값이 얻어지도록 레이저센서(126)와 제어장치(136)를 조정(calibration)하게 된다.

그리고, 도 8에 명확하게 도시된 바와 같이, 상기 장착홀(140a)(140b)의 좌우측에 각각 위치하도록 본체 프레임(120)의 전,후면에 서로 반대방향으로 장착되는 볼스페이서(137)는 볼(133)을 내부에 수용한 중공형의 고정튜브(135)를 구비하고, 상기 고정튜브(135)는 본체프레임(120)의 전후면에 각각 고정되면서 볼(133)하부에 스프링(134)이 내장되어 볼(133)이 전방측으로 탄성돌출되도록 구성된다.

상기 볼스페이서(137)는 내장된 볼(133)이 몰드장변(2a)에 탄성 밀착되면서 본체 프레임(120)의 하부가 몰드장변(2a)사이에서 그 폭방향 중간에 위치하도록 지지하게 되고, 본체프레임(120)의 흔들림을 방지하게 된다.

한편, 상기 레이저 센서(126)에 전기적으로 연결되어 레이저 센서(126)로 부터의 측정 데이터를 받아 이를 수치로서 외부로 출력시키는 제어장치(136)는 도 9에 도시된 바와 같이, 레이저 센서(126)로 부터의 값을 외부로 지시하는 데이터출력부인 액정화면(136a)과 레이저 센서(126)로 부터의 도선(136i)이 전기적으로 연결되는 다수개의 센서플러그(136b)등을 갖는다.

그리고, 제어장치(136)는 데이터연산부인 마이크로컴퓨터(136c)와 그 기능키(136d)들을 갖고, 마이크로컴퓨터(136c)의 일측에 전원입력단자(136e)와 그 결과값을 인쇄물로서 출력시키는 프린터(136f)를 갖추며, 센서콘트롤러(136g)를 갖는다.

따라서, 상기 레이저센서(126)에서 감지된 몰드단변(2b)의 측정폭은 센서 도선(136i)을 통해 제어장치(136)내의 센서 콘트롤러(136g)에 아날로그신호로서 전달되고, 마이크로컴퓨터(136c)의 신호변환기(미도시)에서 디지탈신호로 변환되면서 스페이스바(122)와 양측 센서 장착구(121)의 길이를 합산하여 몰드(1) 단변폭의 검출치를 액정화면(136a)상에서 수치로 표시하게 된다.

또한, 제어장치(136)는 기능키(136d)로서 몰드단변(2b)의 종류와 스페이스바(122)의 종류를 선택하고, 몰드단변(2b)의 설정 하단폭과 경사도(%)를 입력할 수 있으며, 마이크로 컴퓨터(136c)에 의해서 상기 설정 입력값과 측정 검출값의 차이가 계산된 데이터는 액정화면(136a)상에 몰드단변(2b)의 테이퍼량(mm)과 폭 편차등을 나타낸다.

즉, 액정화면(136a)상에서 상기 몰드단변(2b)의 종류(상하단변궤적이 직선 또는 곡선형)와 몰드단변(2)의 하단폭을 기준을 한 스페이스 바(122)의 종류를 선택하고, 몰드단변(2)의 설정하단폭과 테이퍼(%)를 입력하면 현재 몰드단변(2b)의 테이퍼량(mm)과 폭의 편차등이 나타난다. 그리고, 필요한 경우 이러한 출력값은 프린터(136f)로서 인쇄하게 된다.

이하, 본 발명의 작용효과를 설명한다.

먼저, 주조대상제품의 제품설계가 확정되면, 스페이스바(122)를 측정대상의 주편폭에 따라 선정하여 안착대(129a)(129b)에 안착시킨 후, 영점조정바(147)를 장착홀(140a)(140b)에 각각 끼운다.

그리고, 제어장치(136)의 스위치(미도시)를 동작시켜서 레이저센서(126)로 부터 레이저광을 영점조정바(147)의 양단 표적부(147a)에 주사하고, 이로부터 반사된 레이저광을 수신하여 측정되는 검출치와, 레이저 센서(126)로부터 영점조정바(147)의 양단 표적부(147a)까지의 척도에 의한 기준값이 서로 일치하는지 여부를 비교하여 레이저센서(126)의 폭검출 정확도를 확인하게 된다.

그리고, 제어장치(136)에는 몰드단변(2b)의 종류및, 스페이스바(122)의 종류를 선택하여 입력하고, 생산하고자 하는 주편의 몰드하단폭과 경사도를 입력시키게 된다. 한편, 상기와 같이 레이저센서(126)의 폭검출 정확도가 양호하다는 것을 확인한 다음에는, 상기 영점조정바(147)를 각각 프레임(120)으로부터 제거하고, 프레임(120)을 도 10에 도시된 바와 같이 몰드(1)의 내부로 삽입한다.

이러한 경우, 상기 몰드장변(2a)의 상면 중앙에는 스탠드핀(124)의 안착턱(124a)이 걸치도록 스탠드블록(127)을 올려놓은 후, 워터레벨(125)을 보면서 레벨조정볼트(128)를 조정하여 레벨스탠드(125a)의 수평을 맞추게 된다.

그리고, 제어장치(136)의 스위치조작으로 레이저센서(126)에서 레이저광을 주사하여 좌,우편측의 몰드단변(2b)의 상하부폭을 각각 측정하게 되고, 이 측정값을 제어장치(136)에서 외부로 출력하며, 몰드단변(2b)의 설정값과 측정값과의 편차등을 출력한다.

다음, 작업자는 제어장치(136)에서 외부로 출력되는 몰드단변(2b)의 상,하부폭 측정치를 제어장치(136)에 이미 입력한 생산하고자 하는 몰드단변(2b)의 설정 하단폭(w2)에 일치시켜 몰드단변(2b)을 테이퍼 0% 인 수직상태로 조정하게 된다. 즉 작업자는 상기 제어장치(136)에서 출력되는 측정 하단폭값이 설정 하단폭에 일치하도록 별도의 몰드위치제어판넬(미도시)을 통하여 몰드폭 변경모터(5)와 상하부 몰드폭 변경스핀들(6a)(6b)를 동작시킨다. 그리고, 상기 제어장치(136)에서 연속적으로 출력되는 상, 하단폭 측정값이 상기 설정 하단폭에 일치하도록 위치조정한 다음, 몰드단변(2b)을 테이퍼 0% 인 수직상태로 위치시키게 된다.

이러한 경우, 몰드단변(2b)의 테이퍼 0% 라 함은, 도 11에서 a)로 도시된 바와 같이 단변(2b)의 상단폭(w1)과 하단폭(w2)이 서로 동일하여 단변(2b)들이 연직인 상태를 말하는 것이다.

이와 같이, 몰드단변(2b)의 테이퍼 0%의 조정이 완료되면, 작업자는 도 11의 b)와 같이 상부 가변스핀들(6a)만을 서서히 후진시키면서 몰드단변(2b)을 테이퍼상태로 변환하게 되고, 레이저센서(126)에서 연속적으로 측정되는 몰드단변(2b)의 검출 경사도 값이 제어장치(136)에 이미 입력된 설정 경사도값에 일치하게 되면 상부가변스핀들(6a)의 작동을 정지시킴으로써 몰드단변(2b)의 주조폭 및 경사도가 동시에 조정된다.

한편, 상기에서 도 11의 b)와 같이 몰드단변(2b)의 주조폭 및 경사도를 일치시키기 위하여 하부 가변스핀들(6b)는 정지상태로 하고, 상부 가변스핀들(6a)만을 후진시키면서 위치 조정하면, 상기 몰드단변(2b)의 실제 주조폭(w3)은 상기 설정 하단폭(w2)보다 다소 적어진다. 그 이유는 상기 상부 가변스핀들(6a)의 당김으로 인하여 몰드단변(2b)이 하부 가변스핀들(6b)을 중심으로 회전하기 때문이며, 이러한 회전으로 인하여 몰드단변(2b)의 하단모서리가 설정 하단폭(w2)내측으로 진입되어 실제 주조폭(w3)은 상기 설정 하단폭(w2)보다 적어지는 것이다.

그러나, 상기 하부 가변스핀들(6b)의 장착위치는 몰드단변(2b)의 하단모서리에 대하여 항상 일정한 위치에 연결되어 있음으로서, 상기 상부 가변스핀들(6a)의 당김으로 인한 몰드단변(2b)의 임의의 경사도는 그 경사도에 항상 비례하는 몰드단변(2b)의 하부모서리 변위를 초래한다는 것을 알 수 있다.

따라서, 생산하고자 하는 주편의 주조폭(w3)은 상기 설정하단폭(w2)과 몰드 단변(2b)의 경사도에 따라서 도표화 될 수 있고, 작업자는 상기 도표로 부터 생산하고자 하는 주편의 주조폭(w3)에 해당하는 몰드단변(2b)의 설정하단폭(w2)을 제어장치(136)에 입력할 수 있는 것이다. 그리고, 이러한 설정 하단폭(w2)을 기준으로 몰드단변(2b)의 테이퍼 0%의 조정을 이룬 다음, 상부 가변스핀들(6a)만을 후진시켜 몰드단변(2b)의 경사도를 조정하면, 상기 몰드단변(2b)의 실제 주조폭(w3)도 그 경사도에 따라서 정확하게 얻을 수 있는 것이다.

이와 같은 경사도의 설정작업에도 본 발명의 장치에서는 레이저센서(126)로부터 제어장치(136)로 연속적으로 몰드단변(2b)의 상하단폭 검출신호가 제공됨으로서, 제어장치(136)에서는 위치 조정되어지는 몰드단변(2b)의 현재 상,하단폭 및 경사도가 실시간으로 출력된다. 따라서, 이러한 실시간으로 검출되는 상,하단폭과 경사도를 이용하여 이미 입력된 제어장치(136)의 설정 하단폭과 경사도에 일치하도록 몰드단변(2)을 경사시키는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 연주몰드의 단변 주조폭 및 경사도를 설정하는 방법에 대하여 도 12를 참조하여 단계적으로 보다 상세히 설명한다.

도 12에서 본 발명의 방법은, 먼저 복수의 레이저센서(126)들을 이용하여 몰드단변(2b)의 상하 측방향폭을 각각 측정하는 단계(210)가 이루어진다. 이는 레이저센서(126)의 광발신부에서 레이저광을 각각 몰드 단변(2b)측으로 조사하고, 레이저광이 반사되어 광수신부로 입사되면, 이를 검지하여 전기적인 신호로 변환하고, 이를 제어장치(136)로 송신하여 마니크로컴퓨터(136c)가 이를 연산하고, 몰드단변(2b)의 상,하단폭을 실시간으로 측정하게 된다.

그리고, 상기 측정된 몰드 단변(2b) 폭으로 부터 몰드단변을 설정 하단폭(w1)에 따라 상하 테이퍼 0% 인 수직상태로 세팅하는 단계(220)가 이루어지는 바, 이 단계(220)는 제어장치(136)에서 출력되는 몰드단변(2b)의 현재 측정 하단폭값이 설정 하단폭에 일치하도록 별도의 몰드위치 제어판넬(미도시)을 통하여 몰드폭 변경모터(5)와 상하부 몰드폭 변경스핀들(6a)(6b)을 동작시키고, 상기 제어장치(136)에서 연속적으로 출력되는 상, 하단폭 측정값이 설정 하단폭(w2)에 일치하도록 위치조정하는 것이다.

상기와 같이 연속적으로 출력되는 상, 하단폭 측정값이 설정 하단폭(w2)에 일치한 상태로 동일하게 조정되면, 상기 몰드단변(2b)이 테이퍼 0% 인 수직상태로 정확하게 위치되었다는 것을 알 수 있는 것이다.

그리고, 다음으로는 상기 몰드단변의 상단폭(w1)을 조정하여 설정 경사도에 일치하도록 이동시킴으로써 몰드단변(2b)의 주조폭(w3)과 경사도를 동시에 조정하는 단계(230)가 이루어진다. 이 단계(230)는 상부 가변스핀들(6a)만을 서서히 후진시키면서 몰드단변(2b)을 테이퍼상태로 경사지도록 변환하게 되고, 레이저센서(126)에서 측정된 몰드단변(2b)의 검출 경사도 값이 제어장치(136)에 이미 입력된 설정 경사도값에 일치하게 되면 상부 가변스핀들(6a)의 작동을 정지시킴으로써 몰드단변(2b)의 주조폭(w3) 및 경사도가 동시에 조정된다.

한편, 도 13에는 본 발명의 방법에 선행하는 부가적인 단계들이 본 발명의 방법과 함께 도시되어 있다.

도 13에서는 주조대상제품의 제품설계가 확정되면, 몰드 주조폭에 따른 레이저센서(126)의 위치조정단계(200)가 이루어진다. 이 단계(200)는 도 5에 도시된 바와 같은, 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정장치(100)를 이용한다. 이는 스페이스바(122)를 샌산하고자 하는 주편폭에 따라 선정하여 안착대(129a)(129b)에 안착시킨 후, 상기 안착대(129a)(129b)의 좌우측으로 레이저 센서(126)를 각각 한쌍씩 상하 간격을 두고 고정한다.

주편의 설정 하단폭(w2)과 경사도를 포함한 조업정보를 제어장치(136)에 입력하는 단계(202)가 이루어지며, 이는 제어장치(136)에서 기능키(136d)로서 몰드단변(2b)의 종류와 스페이스바(122)의 종류를 선택하고, 몰드단변(2b)의 설정 하단폭(w2)과 경사도(%)를 입력하는 것이다.

그리고, 상기 레이저 센서(126)의 측정값을 검정하는 단계(204)가 이루어지며, 이 단계(204)는 프레임(120)에 영점조정바(147)를 장착하고, 제어장치(136)를 동작시켜서 레이저센서(126)로 부터 레이저광선을 영점조정바(147)의 양단 표적부(147a)에 주사하고, 이로부터 반사된 레이저광을 수신하여 측정되는 검출치와, 레이저 센서(126)로부터 영점조정바(147)의 양단 표적부(147a)까지의 척도에 의한 기준값이 서로 일치하는지 여부를 비교하여 레이저센서(126)의 폭검출 정확도를 검출 확인하는 것이다.

그리고, 레이저 센서(126)의 정확한 측정값이 얻어진 것을 확인한 다음, 레이저 센서(126)를 몰드(1)내에 장착하는 단계(206)가 이루어지며, 이는 프레임(120)의 스탠드 블록(127)을 몰드장변(2a)에 안착하고, 몰드장변(2a)의 상단모서리(1a)에 면접하여 지지하도록 하며, 상기 본체 프레임(120)의 전,후면에 서로 반대방향으로 장착되는 볼스페이서(137)의 내장된 볼(133)이 몰드장변(2a)에 탄성 밀착되도록 하여 본체 프레임(120)의 하부가 몰드장변(2a)사이에서 그 폭방향 중간에 위치하도록 하고, 본체프레임(120)의 흔들림을 방지하는 것이다.

그리고, 레벨스탠드(125a)의 워터레벨(Water Level)(125)과 레벨조정나사홀(127a)을 이용하여 프레임(120)이 몰드장변(2a)상에 장착되는 경우, 상기 레벨스탠드(125a)가 수평상태로 장착되도록 하여 레이저 센서(126)들이 수평으로 위치하도록 조정하는 단계(208)가 이루어지는 것이다.

또한, 이러한 상태에서 상기 본 발명의 단계(210)(220)(230)들을 수행하여 연주몰드의 단변 주조폭 및 경사도를 설정하는 것이다.

한편, 본 발명을 이용하면, 도 11 c)와 d)에 도시된 바와 같은 멀티 테이퍼형 단변(2b')의 몰드를 사용할 수도 있다. 상기 멀테 테이퍼형 단변(2b')은 주편에 마주하는 측면이 주편의 응고쉘 형상에 근거하여 형성한 것으로서, 이는 몰드 단변(2b')의 하단모서리가 주편에 마모되어 변형되는 것을 방지하기 위한 구조이다.

이러한 멀티 테이퍼형 단변(2b')은 그 주편에 마주한 측면의 윤곽선(profile) 궤적을 미리 알 수 있고, 본 발명과 동일한 방식을 채택하여 몰드 단변(2b')의 주조폭 및 경사도를 동시에 조정한다.

즉, 복수의 레이저센서(126)들을 이용하여 멀티 테이퍼형 몰드단변(2b')의 상하 측방향폭을 각각 측정하고, 상기 측정된 멀티 테이퍼형 몰드 단변(2b')의 하단폭이 설정 하단폭(w2)에 일치하도록 하고, 멀티 테이퍼형 몰드 단변(2b')의 상단폭을 후진시켜 상기 윤곽선(profile) 궤적에 따라서 하단모서리의 변위량을 조정함으로서 몰드단변(2b')의 주조폭(w3)과 경사도를 동시에 원하는 값으로 조정하는 것이다.

상기에서와 같이, 본 발명에 의하면 몰드단변(2b)의 상,하부 편측폭을 레이저센서(126)로 정확히 측정하고, 몰드단변(2b)을 설정 하단폭(w2)으로 경사도가 0% 인 수직상태로 조정한 후, 몰드단변(2b)의 상단폭을 설정 경사도에 접근하도록 이동시킴으로써 몰드단변(2b)의 주조폭(w3) 및 경사도를 동시에 조정할 수 있다.

따라서 주조작업을 위한 몰드 주조폭 및 경사도 설정작업이 신속하게 이루어져 그 작업 생산성을 높이고, 몰드 주조폭 측정작업이 단순 표준화되며, 데이터의 정확도가 향상되어 주편의 품질을 향상시키게 된다.

그리고, 몰드단변(2b)의 최적의 경사도를 유지할 수 있음으로서 주조중 브레이크아웃(Break-Out) 발생을 최소화하고, 설비를 안정적으로 운용할 수 있는 효과를 얻는 것이다.

Claims

연속주조설비에서 연주몰드의 단변 주조폭 및 경사도를 설정하는 장치에 있어서, 상기 연주몰드(1)의 내부로 하향 연장되는 프레임(120)상에 상하 일정간격을 유지하는 복수의 레이저 센서(126)가 좌우측에 장착되어 몰드 단변(2b)의 상하단부 사이 폭을 측정하고, 이를 제어장치(136)를 통하여 외부로 출력시키며,

상기 본체프레임(120)에는 수평이 유지되도록 영점 조정 바(147)가 장착되고, 상기 영점 조정 바(147)는 기준 척으로서 이루어지며, 몰드 단변(2b)의 측정 폭 또는 주조 폭에 따라 스페이스 바(122)의 교체가 이루어지는 경우, 그 장착위치가 변경되어진 레이저센서(126)가 정확하게 몰드 단변(2b) 폭을 측정하는 지를 사전에 검정할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정장치.
제1항에 있어서,

상기 본체프레임(120)의 상단에는 레벨스탠드(125a)가 고정되고, 그 상면 중앙에는 워터레벨(125)이 장착되며, 상기 레벨스탠드(125a)의 좌우측에는 스탠드블록(127)이 부착되고, 상기 스탠드블록(127)에는 복수의 레벨조정홀(127a)이 상하로 형성되며, 상기 각각의 레벨조정홀(127a)에는 각각 스탠드핀(124)과 레벨조정볼트(128)가 삽입되고, 상기 스탠드핀(124)의 하부측에는 각각 상기 몰드장변(2a)의 상단모서리에 안착되도록 안착턱(124a)이 형성되어 본체 프레임(120)의 레벨스탠드(125a)가 몰드장변(2a)의 상단 모서리에 수평 장착되고, 레이저 센서(126)가 각각 몰드 단변의 상하단측에 마주하도록 배치됨을 특징으로 하는 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정장치.
제1항에 있어서, 상기 본체 프레임(120)의 전,후면에는 서로 반대방향으로 장착되는 복수의 볼스페이서(137)를 갖추고, 상기 볼스페이서(137)는 볼(133)을 내부에 수용한 중공형의 고정튜브(135)를 구비하고, 상기 고정튜브(135)는 본체프레임(120)의 전후면에 각각 고정되면서 볼(133)하부에 스프링(134)이 내장되어 볼(133)이 전방측으로 탄성돌출되도록 지지함으로서, 상기 볼스페이서(137)의 내장된 볼(133)이 몰드장변(2a)에 탄성 밀착되면서 본체 프레임(120)의 하부가 몰드장변(2a)사이에서 그 폭방향 중간에 위치하고, 본체프레임(120)의 흔들림을 방지하도록 구성됨을 특징으로 하는 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정장치.
제1항에 있어서, 상기 본체프레임(120)은 전면 상,하부 중앙에 각각 스페이스바(122)를 고정하는 안착대(129a)(129b)가 고정되고, 상기 안착대(129a)(129b)의 좌우편에는 원통형 고정관(130a)(132a)이 장착되며, 상기 고정관(130a)(132a)에는 각각 레이저센서(126)가 내장되는 센서 장착구(121)가 고정되며, 상기 센서 장착구(121)는 그 후방측 지지축(129)이 상기 스페이스바(122)에 의해 서로 이격되도록 지지되어 레이저센서(126)가 몰드단변(2b)측으로 근접 배치됨을 특징으로 하는 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정장치.
제4항에 있어서, 상기 스페이스바(2)는 상기 레이저센서(126)의 측정범위를 보상하기 위하여 몰드단변(2b)의 측정폭에 따라 선정되는 것을 특징으로 하는 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 영점조정바(147)는 주편제품의 평균폭 또는 최다 생산폭을 기준길이로 제작되고, 레이저 센서(126)로부터 상기 영점 조정바(147)의 양단 표적부(147a)까지의 실제 거리를 척도계산으로서 측정하며, 이 측정값을 레이저센서(126)를 이용한 상기 양단 표적부(147a)까지의 거리검출 측정치와를 비교함으로서 레이저 센서(126)가 정확한 측정값을 검출하는 지를 판별하도록 구성됨을 특징으로 하는 연주몰드 단변의 주조폭 및 경사도 설정장치.
제1항에 있어서, 상기 제어장치(136)는 상기 레이저센서(126)에서 측정된 측정값으로 부터 몰드단변(2b)의 실제 상하단폭을 연산하고, 몰드단변(2b)의 상하단폭과 경사도를 실시간으로 출력하도록 구성됨을 특징으로 하는 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정장치.
제 1항에 있어서, 상기 연주몰드는 주편에 마주한 측면이 주편의 응고쉘 형 상에 근거한 멀티 테이퍼형 단변(2b')의 몰드임을 특징으로 하는 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정장치.
연속주조설비에서 연주몰드의 단변 주조폭 및 경사도를 설정하는 방법에 있어서,

복수의 레이저센서(126)들을 이용하여 몰드단변(2b)의 상하 측방향폭을 각각 측정하는 단계(210); 상기 측정된 몰드 단변폭으로 부터 몰드단변(2b)을 설정 하단폭(w2)에 따라 상하 테이퍼 0% 인 수직상태로 세팅하는 단계(220); 및 상기 몰드단변의 상단폭(w1)을 조정하여 설정 경사도에 일치하도록 이동시킴으로써 몰드단변(2b)의 주조폭과 경사도를 동시에 조정하는 단계(230);를 포함하는 것을 특징으로 하는 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정방법.
제 10항에 있어서, 상기 복수의 레이저센서(126)들을 이용하여 몰드단변(2b)의 상하 측방향폭을 각각 측정하는 단계(210)의 이전에 몰드폭에 따른 레이저센서의 위치조정단계(200)를 추가 포함함을 특징으로 하는 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정방법.
제 11항에 있어서, 상기 단계(200)의 다음에는 제어장치(136)의 기능키(136d)로서 몰드단변(2b)의 종류와 스페이스바(122)의 종류를 선택하고, 몰드단변(2b)의 설정 하단폭(w2)과 경사도(%)를 입력함으로서 조업정보를 제어장치(136)에 입력하는 단계(202)를 추가 포함함을 특징으로 하는 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정방법.
제 12항에 있어서, 상기 단계(202)의 다음에는 영점조정바(147)를 이용하여 상기 레이저 센서(126)의 측정값을 검정하는 단계(204)를 추가 포함함을 특징으로 하는 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정방법.
제 10항에 있어서, 상기 연주몰드(1)는 주편에 마주한 측면이 주편의 응고쉘 형상에 근거한 멀티 테이퍼형 단변(2b')의 몰드임을 특징으로 하는 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도 설정방법.
제 1항 내지 제 5항 및 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 장치를 이용하여 연주몰드단변의 주조폭 및 경사도를 설정하는 방법.