KR100770337B1 - Method for sensing weight of molten steel of flowing into tundish in twin roll strip casting process - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 일반적인 박판주조기를 도시한 개략도,1 is a schematic view showing a typical sheet casting machine,
도 2는 본 발명에 따른 쌍롤식 주조공정에서 용강 흐름을 도시한 개략도,Figure 2 is a schematic diagram showing the molten steel flow in the twin roll casting process according to the present invention,
도 3은 용강 흐름에 따른 래들 탕면 높이를 도시한 모식도Figure 3 is a schematic diagram showing the height of the ladle bath according to the flow of molten steel
도 4는 본 발명에 따른 슬라이드 게이트의 개폐면적을 구하는 개념도4 is a conceptual diagram for obtaining the opening and closing area of the slide gate according to the present invention
도 5는 본 발명에 따른 섬프내의 용강중량을 구하는 개념도.5 is a conceptual diagram for obtaining the molten steel weight in the sump according to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
110 : 래들 111 : 래들 슬라이드 게이트110: ladle 111: ladle slide gate
112 : 상판 113 : 하판112: top plate 113: bottom plate
114 : 실린더 115 : 상판구멍114
116 : 하판구멍 117 : 엘브이디티(LVDT)센서116: bottom plate hole 117: LVDT sensor
120 : 턴디쉬 130 : 침지노즐120: tundish 130: immersion nozzle
150 : 주조롤 151 : 섬프(sump)150: casting roll 151: sump
152 : CCD 카메라 160 : 에지댐152: CCD camera 160: edge dam
본 발명은 쌍롤식 주조공정에서 턴디쉬에 유입되는 용강의 무게를 감지하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세히는 레들에서 유출된 용강의 무게(l w )에서 롤 섬프안에 채워진 용강의 무게(sl w )와 롤을 빠져나와서 제조된 스트립의 무게(s w )를 빼주는 것에 의하여 턴디쉬내의 용강 무게를 산출함으로써 턴디쉬 로드셀 고장시 턴디쉬 중량 제어의 중량 정보를 제공하여 안정적으로 조업을 할 수 있게 하는 쌍롤식 주조공정에서 턴디쉬에 유입되는 용강의 무게를 감지하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for sensing the weight of molten steel flowing into the tundish in a twin roll casting process, and more specifically, the weight of molten steel ( sl w ) filled in the roll sump at the weight of the molten steel flowing out of the ladle ( l w ). A pair that calculates the molten steel weight in the tundish by subtracting the weight ( s w ) of the strip produced by exiting the roll and the roll to provide the weight information of the tundish weight control in the case of a tundish load cell failure so that the operation can be stably performed. The present invention relates to a method for detecting the weight of molten steel flowing into a tundish in a roll casting process.
도 1을 참조하면, 일반적인 박판주조기의 개략도가 도시되어 있다.1, there is shown a schematic diagram of a general sheet casting machine.
스트립캐스팅은 용강으로부터 2~6mm 두께의 열연 판재를 주조함으로써 생산비용을 절감하는 새로운 철강 공정 프로세스로서, 주요한 설비로는 제강 공정으로 만들어진 용강을 담는 그릇인 래들(110), 수도 꼭지와 같은 역할을 하는 래들 슬라이드 게이트(111), 반대방향으로 회전하는 주조롤(150)과 주조롤의 측면을 막아서 용탕풀을 형성하는 에지댐(160)과 턴디쉬(120)로부터 주조롤 사이로 용강을 주입하는 침지노즐(130) 그리고, 용탕면의 분위기를 불활성 분위기로 유지하는 메니스커스 쉴드(140)가 있다.Strip casting is a new steel processing process that reduces the production cost by casting 2 ~ 6mm thick hot rolled sheet from molten steel. The main equipment is the
턴디쉬(120)는 용강을 담고 있는 그릇으로 주조롤(150) 사이 섬프(151; sump)에 청정한 용강을 공급하기 위해 온도를 엄격히 관리할 필요가 있다. 이러한 온도 관리 측면에서 턴디쉬 내의 중량을 일정량으로 제어하는 것이 중요하다. The tundish 120 is a vessel containing molten steel and needs to strictly control the temperature to supply clean molten steel to the
턴디쉬 내의 용강량을 일정 수준으로 제어하는 방법은 턴디쉬 하부에 설치된 로드셀(121)이 감지하는 중량에 따라 래들 슬라이드 게이트(111; slide gate)의 개폐를 수동으로 조절하거나 자동으로 조절하는 방식이다. 이와 같은 턴디쉬 중량 제어를 위해서는 턴디쉬 내의 중량을 정확히 감지하는 것이 우선적으로 중요하다. The method of controlling the amount of molten steel in the tundish to a predetermined level is a method of manually or automatically adjusting the opening and closing of the ladle slide gate (111) according to the weight detected by the
그러나 턴디쉬 하부에 설치된 로드셀(121)이 턴디쉬에 잘못 장착되어 제대로 작동을 못하거나 로드셀 센서의 전기적 부분의 손상으로 로드셀이 제대로 작동을 못할 경우 턴디쉬 중량 제어가 불가능하게 되고, 이 경우 턴디쉬에서 용강이 넘쳐 안전상 심각한 문제가 발생할 수 있다. However, if the
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 쌍롤식 주조공정에서 턴디쉬 로드셀을 사용하지 않고 래들에서 유출된 용강의 양에서 롤섬프에 있는 용강의 양과 롤 사이를 빠져 나가는 스트립의 중량을 각각 빼 주는 방법으로 턴디쉬에 유입되는 용강의 무게를 감지하는 방법을 제공하는데 있다.The present invention is to overcome the above-mentioned conventional problems, an object of the present invention is to slip between the amount of molten steel in the roll sump and the roll in the amount of molten steel flowing out of the ladle without using a tundish load cell in a twin roll casting process The present invention provides a method of detecting the weight of molten steel flowing into the tundish by subtracting the weight of each outgoing strip.
본 발명은 쌍롤식 주조공정에서 턴디쉬에 유입되는 용강의 무게를 감지하는 방법에 관한 것으로서, 레들에서 유출된 용강의 무게(l w )에서 롤 섬프안에 채워진 용강의 무게(sl w )와 롤을 빠져나와서 제조된 스트립의 무게(s w )를 빼주는 것에 의하여 턴디쉬내의 용강 무게를 산출한다.The present invention relates to a method for detecting the weight of molten steel flowing into the tundish in a twin roll casting process, the weight of the molten steel ( sl w ) and the roll filled in the roll sump from the weight ( l w ) of the molten steel flowing out of the ladle The weight of the molten steel in the tundish is calculated by subtracting the weight ( s w ) of the strip produced by exiting.
이하, 본 발명의 구성을 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 쌍롤식 주조공정에서 용강 흐름의 개략도가 도시되어 있다.2, there is shown a schematic diagram of a molten steel flow in a twin roll casting process according to the present invention.
래들에 담겨 있는 용강은 래들 슬라이드 게이트(111)를 열어서 유출 시킨다. 래들 슬라이트 게이트(111)는 유압으로 작동하며 실린더(114)에 부착된 상판(112)의 구멍(115)이 고정된 하판(113)의 구멍(116)과 만나는 시점부터 용강은 상판구멍(115)과 하판구멍(116)이 교차하여 생성된 공간을 통해서 빠져 나가기 시작한다. 개폐 정도는 실린더에 부착된 위치센서인 엘브이디티(117; LVDT) 센서로 알 수 있다. 유출된 용강은 턴디쉬(120)를 채운다. 턴디쉬가 일정 중량이 되면 턴디쉬 스토퍼(stopper)가 작동하여 롤사이 공간인 롤섬프(151)로 용강을 채우게 되고 일정한 섬프 레벨에서 롤(150)이 돌기 시작하여 스트립을 만들게 된다. 레벨 감지에는 여러가지 방식이 있으나 본 발명에서 사용하는 방법은 CCD 카메라(152)를 사용하는 방법이다. 롤 속도는 모터 드라이브에서 기본적으로 제공되는 값이다. The molten steel contained in the ladle flows out by opening the
상기된 것과 같은 용강의 흐름에서 턴디쉬내 용강 중량은 다음과 같은 간단한 수식으로 나타낼 수 있다.In the flow of molten steel as described above, the molten steel weight in the tundish can be represented by the following simple equation.
여기서 t w 는 턴디쉬 안의 용강 무게, l w 는 래들에서 유출된 용강 무게, sl w 는 섬프 안의 용강 무게 그리고 s w 는 스트립의 무게이다.Where t w is the weight of the molten steel in the tundish, l w is the weight of the molten steel from the ladle, sl w is the weight of the steel in the sump and s w is the weight of the strip.
● l w 를 구하는 방법● How to find l w
l w 는 래들에 설치된 로드셀로 직접적으로 구할 수 있지만 래들 로드셀의 감지 최대치가 250톤으로 감지 범위가 넓기 때문에 오차 범위 역시 넓다. 따라서 본발명에서는 래들 로드셀을 사용하지 않고 실린더(114)의 위치 값을 이용하여 계산한다. l w can be obtained directly from the load cell installed in the ladle, but the detection range of the ladle load cell is 250 tons, so the detection range is wide. Therefore, the present invention is calculated using the position value of the
슬라이드 게이트를 열었을 경우 용강의 토출 속도(v)는 유체 방정식으로,When the slide gate is opened, the discharge velocity ( v ) of molten steel is a fluid equation.
와 같이 나타낼 수 있다. 여기서 v는 토출속도, c는 토출계수(discharge coefficient), g는 중력 가속도, h는 래들의 탕면 높이이다.Can be expressed as: Where v is the discharge velocity, c is the discharge coefficient, g is the acceleration of gravity, and h is the height of the ladle.
시간 dt동안 방출된 용강의 부피는 다음과 같다.The volume of molten steel released over time dt is
여기서 A는 래들 슬라이드 게이트의 개폐면적이다.Where A is the opening and closing area of the ladle slide gate.
도 3을 참조하면 용강 흐름에 따른 래들 탕면 높이의 모식도가 도시되어 있다.Referring to Figure 3 is a schematic diagram of the height of the ladle surface according to the flow of molten steel.
용강의 토출 속도는 용강의 높이와 연관성이 있고 용강의 높이를 측정하는 센서가 없으므로 다음과 같이 계산한다.Since the discharge rate of molten steel is related to the height of molten steel and there is no sensor measuring the height of molten steel, it is calculated as follows.
시간 dt동안 슬라이드 게이트(111)를 열었을 경우 토출량은 다음식으로 계산된다.When the
시간 dt동안 낮아진 레벨 h 1 에서 탕면의 반지름을 u 1 이라고 하면 u 1 은 다음식으로 계산된다.If the radius of the water surface at the level h 1 lowered during the time dt is u 1 , u 1 is calculated by the following equation.
이때 유출된 용강의 부피는, 이고 이는 와 같아야 한다.At this time, the volume of molten steel leaked Which is Must be equal to
식과 을 연립하여, u 1 ,h 1 을 구하면 Expression By making u 1 , h 1
시간 2 dt에서의 u 2 ,h 2 는 수학식 2, 수학식 3에서 u 1 →u, h-h 1 →h로 치환을 한 후 구할 수 있다. 이와 같은 치환을 반복해서 행하면 모든 시간에 대해 래들의 탕면 높이를 구할 수 있다. U 2 and h 2 at time 2 dt can be obtained by substituting u 1 → u and h − h 1 → h in Equations 2 and 3 below. By repeating such substitution, the ladle surface height can be found for all times.
도 4를 참조하면, 슬라이드 게이트의 개폐면적을 구하는 개념도가 도시되어 있다.4, there is shown a conceptual diagram for obtaining the opening and closing area of the slide gate.
슬라이드 게이트(111)를 열었을 경우 개폐면적(A)은 다음과 같이 계산된다.When the
최종적으로 래들에서 유출된 용강 무게 l w 는 다음과 같은 수식으로 나타낼 수 있다.Finally, the molten steel weight l w flowing out of the ladle can be expressed by the following equation.
● sl w 를 구하는 방법How to get sl w
도 5를 참조하면, 섬프내의 용강중량을 구하는 개념도가 도시되어 있다.Referring to Fig. 5, a conceptual diagram for obtaining the molten steel weight in the sump is shown.
섬프 내의 용강의 중량은 섬프의 부피를 계산한 다음 용강의 밀도를 곱하면 된다. 섬프의 부피는 다음과 같이 구할 수 있다.The weight of molten steel in the sump is calculated by calculating the volume of the sump and multiplying the density of the molten steel. The volume of the sump can be found as follows.
탕면의 면적을 수식으로 나타내면,If the area of the bath surface is represented by a formula,
롤 사이 용강의 부피를 수식으로 나타내면,If the volume of molten steel between the rolls is represented by a formula,
롤 사이 용강의 중량은 부피와 밀도의 곱으로 구할 수 있다.The weight of molten steel between the rolls can be obtained by multiplying the volume and the density.
이 때, ρ m 은 용강의 밀도이다.At this time, ρ m is the density of molten steel.
● s w 를 구하는 방법● How to get s w
이 때, r g 는 롤 갭, r w 는 롤 폭, r v 는 롤 회전속도, ρ s 는 고체 상태 스트립의 밀도이다.Where r g is the roll gap, r w is the roll width, r v is the roll rotation speed, and ρ s is the density of the solid state strip.
수학식 1에 수학식 5, 수학식 6, 수학식 7의 값을 대입하면 턴디쉬의 용강 무게(t w (t))는 다음과 같이 나타낼 수 있다.Substituting the values of Equation 5, Equation 6 and Equation 7 into
이 때, t roll 은 주조롤이 회전하기 시작한 시간이다.At this time, t roll is the time when the casting roll starts to rotate.
상기 수학식 8은 다음과 같이 해석될 수 있다.Equation 8 may be interpreted as follows.
예를 들어, t=60, t roll =20 즉 20초후 주조롤이 돌기 시작했다면,For example, if t = 60, t roll = 20, that is, the casting roll started turning after 20 seconds,
상기 수학식과 같이, 60초동안 래들에서 유출된 용강 양에서 30초동안 빠져나간 스트립 양과 섬프안에 머물고 있는 용강의 양을 빼주면 턴디쉬내의 용강 무게를 유추할 수 있다.As shown in the above equation, the weight of the molten steel in the tundish can be inferred by subtracting the amount of stripped out for 30 seconds from the amount of molten steel flowing out of the ladle for 60 seconds and the amount of molten steel remaining in the sump.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 쌍롤식 주조공정에서 턴디쉬에 유입되는 용강의 무게를 감지하는 방법은 턴디쉬 로드셀을 사용하지 않고 턴디쉬 내의 용강 무게를 감지하는 방법으로 턴디쉬 로드셀 고장시 턴디쉬 중량 제어의 중량 정보를 제공함으로써 안정적으로 조업을 할 수 있게 한다.As described above, the method of detecting the weight of the molten steel flowing into the tundish in the twin roll casting process according to the present invention is a method of detecting the weight of the molten steel in the tundish without using a tundish load cell, when the tundish load cell is turned off By providing the weight information of dish weight control, it is possible to operate stably.
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2006
- 2006-07-13 KR KR1020060065657A patent/KR100770337B1/en not_active IP Right Cessation
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