KR100843937B1

KR100843937B1 - 턴디쉬 용강온도 연속 감시장치

Info

Publication number: KR100843937B1
Application number: KR1020010083689A
Authority: KR
Inventors: 강영주; 배상진; 신선휴; 이승원
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-12-22
Filing date: 2001-12-22
Publication date: 2008-07-03
Also published as: KR20030053729A

Abstract

본 발명은 연속 주조공정에서의 턴디쉬 용강온도 연속 감시장치에 관한 것으로, 본 발명은 래들(1) 및 턴다쉬(3) 도착을 감지하는 래들 및 턴다쉬 도착 감지 센서(S1); 제어에 따라 대기위치와 측정위치를 사이에서 이동하는 이동식 맨니플레이트(120); 상기 이동식 맨니플레이트(120)에 착탈 가능토록 설치하며, 상기 턴디쉬(3)에 저장된 용강(2)의 온도를 측정하는 열전온도계(110); 상기 턴디쉬(3)에 저장된 용강(2)의 무계를 측정하는 용강무게 측정센서(S2); 상기 열전온도계(110)에 의해 측정된 전압을 전류로 변환하는 변환장치(130); 상기 래들 및 턴다쉬 도착 감지 센서(S1)를 통해 상기 래들 및 턴다쉬의 도착이 감지되면, 상기 이동식 맨니플레이트(120)의 동작을 제어하여, 이 이동식 맨니플레이트(120)에 장착된 상기 열전온도계(110)를 대기위치에서 턴디쉬의 용강온도 측정위치로 이동시키며, 이후 상기 용강무게 측정센서(S2)에 의한 용강 무게가 설정무게 이상이면 용강온도 측정을 시작하여, 상기 턴디쉬(3)의 내부 용강(2)의 온도를 연속적으로 측정하여 저장하고, 이 측정한 값을 감시하면서 측정값이 사전에 설정된 기준값과 비교하여 설비 이상으로 판단되면 경보를 수행하도록 제어하는 제어장치(100)를 구비함을 요지로 한다.

연속 주소, 래들, 턴디쉬, 용강온도, 경보

Description

턴디쉬 용강온도 연속 감시장치{MONITERING SYSTEM FOR TEMPERATURE OF MELTEN STEEL IN TUNDISH}

도 1은 일반적인 턴디쉬를 포함하는 연속주조 공정을 보이는 개략도이다.

도 2는 종래 턴디쉬 용강온도 수동측정방법을 보이는 개념도이다.

도 3은 본 발명에 따른 턴디쉬 용강온도 감시장치의 전체 구성도이다.

도 4는 도 3의 열전온도계(110)의 열전대 및 케이스의 정면도 및 단면도이다.

도 5는 도 3의 이동식 맨니플레이트의 구성도이다.

도 6은 도 5의 이동식 맨니플레이트의 유압구동장치의 구성도이다.

도 7은 본 발명에 따른 감시장치의 동작과정을 보이는 흐름도이다.

도 8은 본 발명에 따른 경보발생 과정을 보이는 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 래들 2 : 용강 3 : 턴디쉬

4 : 몰드 5: 슬라브냉각수 6 : 슬라브

7 : 롱노즐 8 : 슬라이딩노즐 9 : 핀치롤

10 : 롤 11 : 더미바 12: 슬라브절단기

13 : 탕면레벨측정계 21 : 소모형 열전대 22 : 전압변환기

23 : 온도측정 시스템 24 : 지시장치 100 : 제어장치

101 : 분석장치 102 : 표시장치 103 : 기록장치

104 : 경보장치 110 : 열전온도계 111 : 열전온도계

112 : 온도계 케이스 120 : 이동식 맨니플레이트 121 : 고정설치대

122 : 상하이동용 본체 123 : 고정용스토밸브 124 : 수평 및 수직회전암

125 : 구동실린더 126 :유압구동 장치 130 : 변환장치

본 발명은 연속 주조공정에서의 턴디쉬 용강온도 연속 감시장치에 관한 것으로, 특히 슬라브를 생산하는 연속주조공정의 진행중에, 품질에 큰 영향을 주는 턴디쉬 용강온도를 연속적으로 측정하고, 이 측정 온도에 기초해서, 고온에 의한 응고이상성 브렉아웃 및 저온에 의한 턴디쉬 슬라이딩 노즐막힘 등의 이상을 감지하여 경보하도록 하는 턴디쉬 용강온도 연속 감시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제강공정에서 작업자의 기능 숙련도와 고도화를 필요로 하였던 종래의 조괴법에서 탈피하여 근래에는 연속주조방법이 주류를 이루고 있으며, 연속 주조 공정은 전공정인 제강, 노외공정에서 강의 성분조정이 완료된 용강에 대하여 최적의 품질을 보장할 수 있는 냉각수 살수에 의하여 액상의 용강을 응고시켜서 단위 제품인 슬라브를 생산하는 공정을 말한다.

이러한 연속주조는 종래의 강괴법에 의한 조괴와 분괴공정을 모두 포함하며 강괴법에 비하여 공정이 생략되므로 10% 이상의 제품 수율을 달성하고, 성력화(省力化)가 가능하며 생산성 향상과 주편(鑄片)의 품질안정성 향상에도 큰 효과를 나타내므로, 일부 특수강을 제외하고 스테인레스강을 비롯한 거의 전 종류의 강(鋼)에 병용되고 있다.

도 1은 연속주조기의 일반적인 형식을 나타낸 것으로, 상부에 위치한 래들(1)과, 그 하부의 턴디쉬(3)와, 상기 턴디쉬(3) 하부에 설치되는 슬라이딩 노즐(8)과, 주편을 만드는 모울드(주형)(4), 이 모울드(4)내의 1차냉각장치와, 주형 하부의 주편 냉각 지지 가이드로서의 더미 바(10)와, 냉각수 살포에 의하여 표면으로부터 중심으로 응고가 진행되는 주편(6)을 이송하기 위한 핀치롤(9)과, 인발, 곡선화를 위한 다수 개의 롤(10)을 가지는 연속주조기의 곡선화부와,주편 절단을 위한 절단기(12) 및 정정 후처리 등의 부속설비로 이루어진다.

상기 래들(1) 하부에는 턴디쉬(3)에 용강을 공급하기 위하여 롱 노즐(7)이 설치되며, 또, 상기 턴디쉬(3)는 래들(1)에서 공급되는 용강을 일시 저장하는 버퍼 링(buffering) 역할 및 비금속성 개재물의 부상분리를 행하여 품질조정을 목적으로 하여 설치된 것이다.

이러한 구조의 연속주조 설비가 나오기까지는 많은 세월을 필요로 하였다. 즉, 초기에는 수직형이었으나 1960년대 이후에는 수직완전 응고 후 곡선형으로 변화하였고, 1970년대 이후에는 수직 미응고 곡선형과 만곡형이 실용화되었고, 최근의 양산강종(量産鋼種)에는 원호만곡형이 많이 채택되고 있으나, 대상으로 하는 강종, 용도의 다양화에 의해 각 공장의 사정에 따라 적합한 형식의 것이 채택되고 있다.

연속주조작업의 초기에는 턴디쉬의 하부에 구비된 슬라이딩 노즐(8)을 완전 개방(full open)하여 상기 래들(1)에서 턴디쉬(3)로, 또 턴디쉬(3)에서 모울드(4)로 용강을 주입한다.턴디쉬(3)에 주입된 용강은 턴디쉬 자체의 기하학적 구조에 의하여 제한된 용강 홀딩량, 예를들면 3-5톤을 넘으면 상기 모울드(4)에 직접 유입하게 된다. 여기서, 래들(1)의 용량은 약 400톤, 래들 내의 단위 용강은 260톤이고, 턴디쉬(3)의 전후챠지 연결을 위한 버퍼용량은 70톤, 평균용량은 55-65톤이다

즉, 전공정(前工程)인 제강공정, 노외공정에서 성분조정을 마친 용강은 래들(1)에 담겨져서 연속주조 공정의 주조위치로 이송되고 주조위치에 안착된 래들의 용강(熔鋼)(2)은 롱노즐(7)을 통하여 상기 턴디쉬(3) 내로 유입되고 턴디쉬의 하부에 설치된 슬라이딩 노즐(8)로 흘러 나간다. 이 슬라이딩 노즐을 통과한 용강은 상기 모울드로 인입되어 슬라브가 성형된다. 이때, 상기 더미 바(11)는 모울드하부를 밀폐하여 연속적인 응고과정을 거쳐 고상화(固狀化)된다.

모울드내에 충전된 용강이 미리 설정된 기준 수위에 도달하면, 즉 레벨센서(13)의 작동에 의하여 모울드내에 용강이 충분하게 차 오른 것을 감지하게 되면, 도시하지 아니한 오실레이션(ocillation) 기기에 의하여 모울드가 상하 진동하고, 이어서 핀치롤(9)에서 주편의 인발이 진행되고 냉각수(5)의 분사에 의해 슬라브⑥)가 생성되어진다.

도 2는 개선전 턴디쉬 용강온도를 수동측온하는 구성도를 나타낸 것으로서 운전자가 턴디쉬 용강온도를 측온하기 위해 소모형열전온도계(R-타입)(21)를 턴디쉬에 삽입하면 용강온도(1520℃ ~ 1560℃)에 해당되는 전압(mv)이 발생된다. 여기서 전압변환기(mV→mA)(22)를 통해 측온데이터는 시스템(23)에 전송되고 지시장치(24)에 그 측온값이 지시되는 과정을 거쳐 턴디쉬 용강온도측온작업이 진행되는데,

그러나, 종래의 작업방식에서는, 운전자가 용강온도를 수동으로 측온하고 있어 특히 하절기 고온의 환경에서의 운전자의 업무부하가 가중되고 있으며, 측온시 용강 스플라쉬(Splash)에 의한 안전사고의 우려가 있고, 운전자에 따라 측온 측정 위치 및 용강침적깊이가 달라 온도편차발생으로 온도편차발생으로 설비의 신뢰성이 저하되고 있는 실정이며 부분 온도 측정으로 주조공정중 전체의 용강온도분포를 알 수없어 턴디쉬 용강온도의 불균일로 인한 몰드파우더(보온작용 및 슬라브인발의 윤활역활) 용융불량, 용강온도 저온으로 인한 슬라이딩노즐의 순간막힘으로 주조작업이 중단되고, 기준용강온도보다 고온의 용강으로 작업할 경우 슬라브인발중 응고쉘이 파단되는 응고이상성 브렉아웃(Break-out)이 종종 발생되나, 이의 예측이 불가하여 설비사고를 유발하고 있다.

즉, 용강온도가 기준치보다 낮을 때 파우더 용융슬라그가 덩어리로 응고되어 유입상태가 불량하면 슬라이딩침적노즐막힘이 발생하여 조업에 지장을 초래하고, 용강온도가 높을 경우 슬라브의 응고쉘이 인발중 찢어지는 응고이상성 브렉아웃이 발생되므로 턴디쉬 용강온도에 의한 품질결함 및 설비사고를 초래하는 문제점이 있다.

또한 종래의 기술은 턴디쉬내의 용강을 연속적으로 측온하여 단순지시만 하였고 1회용 열전온도계케이스를 사용하여 재활용이 불가하며 이에 따라 경제성이 없으며, 연속측온 데이터의 분석 및 설비사고에 대응할 수 없어 설비사고 예측으로 비상조치가 불가능한 단순지시 및 감시형태의 기술이었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 따라서, 본 발명의 목적은 슬라브를 생산하는 연속주조공정의 진행중에, 품질에 큰 영향을 주는 턴디쉬 용강온도를 연속적으로 측정하고, 이 측정 온도에 기초해서, 고온에 의한 응고이상성 브렉아웃 및 저온에 의한 턴디쉬 슬라이딩 노즐막힘 등의 이상을 감지하여 경보하도록 하는 턴디쉬 용강온도 연속 감시장치를 제공하는데 있다.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명의 장치는 래들 및 턴다쉬 도착을 감지하는 래들 및 턴다쉬 도착 감지 센서; 제어에 따라 대기위치와 측정위치를 사이에서 이동하는 이동식 맨니플레이트; 상기 이동식 맨니플레이트에 착탈가능토록 설치하며, 상기 턴디쉬에 저장된 용강의 온도를 측정하는 열전온도계; 상기 턴디쉬에 저장된 용강의 무계를 측정하는 용강무게 측정센서; 상기 열전온도계에 의해 측정된 전압을 전류로 변환하는 변환장치; 상기 래들 및 턴다쉬 도착 감지 센서를 통해 상기 래들 및 턴다쉬의 도착이 감지되면, 상기 이동식 맨니플레이트의 동작을 제어하여, 이 이동식 맨니플레이트에 장착된 상기 열전온도계를 대기위치에서 턴디쉬의 용강온도 측정위치로 이동시키며, 이후 상기 용강무게 측정센서에 의한 용강 무게가 설정무게 이상이면 용강온도 측정을 시작하여, 상기 턴디쉬의 내부 용강의 온도를 연속적으로 측정하여 저장하고, 이 측정한 값을 감시하면서 측정값이 사전에 설정된 기준값과 비교하여 설비 이상으로 판단되면 경보를 수행하도록 제어하는 제어장치를 구비함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 턴디쉬 용강온도 연속 감시장치에 대하여 첨부도면을 참조하여 그 구성 및 작용을 상세하게 설명한다. 본 발명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 턴디쉬 용강온도 감시장치의 전체 구성도로서, 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 턴디쉬 용강온도 연속 감시장치는 래들(1) 및 턴다쉬(3) 도착을 감지하는 래들 및 턴다쉬 도착 감지 센서(S1)와, 제어에 따라 대기위치와 측정위치를 사이에서 이동하는 이동식 맨니플레이트(120)와, 상기 이동식 맨니플레이트(120)에 착탈가능토록 설치하며, 상기 턴디쉬(3)에 저장된 용강(2)의 온도를 측정하는 열전온도계(110)와, 상기 턴디쉬(3)에 저장된 용강(2)의 무계를 측정하는 용강무게 측정센서(S2)와, 상기 열전온도계(110)에 의해 측정된 전압을 전류로 변환하는 변환장치(130)와, 상기 래들 및 턴다쉬 도착 감지 센서(S1)를 통해 상기 래들 및 턴다쉬의 도착이 감지되면, 상기 이동식 맨니플레이트(120)의 동작을 제어하여, 이 이동식 맨니플레이트(120)에 장착된 상기 열전온도계(110)를 대기위치에서 턴디쉬의 용강온도 측정위치로 이동시키며, 이후 상기 용강무게 측정센서(S2)에 의한 용강 무게가 설정무게 이상이면 용강온도 측정을 시작하여, 상기 턴디쉬(3)의 내부 용강(2)의 온도를 연속적으로 측정하여 저장하고, 이 측정한 값을 감시하면서 측정값이 사전에 설정된 기준값과 비교하여 설비 이상으로 판단되면 경보를 수행하도록 제어하는 제어장치(100)를 구성한다.

도 4는 도 3의 열전온도계(110)의 열전대 및 케이스의 정면도 및 단면도이고, 도 5는 도 3의 이동식 맨니플레이트의 구성도이다.

도 5를 참조하면, 상기 이동식 맨니플레이트(120)는 고정설치대(121)와, 상기 고정설치대(121)에 고정설치된 상태에서, 상하 이동할 수 있는 상하이동용 본체(122)와, 상기 상하이동용 본체(122)의 상부에 스톱밸브(123)에 의해 착탈 가능토록 하며, 수평이동 및 회전이동 가능토록 설계한 수평회전암(124)와, 상기 상하이동용 본체(122)를 상하로 이동시키는 실린더(125)와, 상기 제어장치(110)의 제어에 따라, 상기 실린더(125)를 동작시키는 유압구동장치(126)로 구성한다.

도 3을 참조하면, 상기 열전온도계(110)는 내열성 및 기계적강도가 양호한 B 타입(Type) 열전대(111)와, 용강 및 슬래그에 대해 내식성과 내산화성이 우수한 재질로 만들어지며, 상기 열전대(111)를 내장하여 상기 이동식 맨니플레이트(120)의 수평회전암(124)에 설치하며, 상기 상기 열전대(111)를 보호하기 위한 열전대케이스(112)로 구성한다.

또한, 열전대는 비금속과 귀금속 열전대로 대별할 수 있는데 귀금속열전대는 B, R, S 타입 열전대가 있고, 귀금속열전대의 재료인 백금과 로듐은 둘 다 고순도의 정련이 가능하고 균질한 합금의 제조가 가능하여 열전대로서 정밀정확도가 매우 높은데, 본 발명에서는 턴디쉬내 고온의 용강온도를 측정해야 하므로 측정온도 범위가 가장 넓고 R, S 타입열전대에 비해 내열성 및 기계적강도가 양호한 B 타입(Type) 열전대(111)를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 연속적으로 200시간 이상 사용가능하게 하기 위해 화학적으로 안정되고 열전도도가 높은 스텐레스와 지르코니아 성분을 조합한 열전대 케이스(112)를 사용하는 것이 바람직하며, 이 케이스(112)는 연속측온열전온도계를 보호하여 장시간 사용할 수 있도록 하는 보호관 기능을 담당하며, 용강과 슬래그 모두에 대해 내식성과 내산화성이 우수한 "Mgo + Al2o3" 성분 사용하여 3 캐스터(Caster) 연속사용이 가능한 케이스(112)로 구성되는데, 이 케이스에 대한 예로서, 길이는 1015mm, 톱(TOP)부 외경은 90Φ, 톱부내경은 38Φ, 보텀(BOTTOM)부의 외경은 50Φ, 보텀부의 내경은 17Φ, 그리고, 턴디쉬의 용강부침적깊이는 450MM 로 설정할 수 있다.

본 발명은 상기 이동식 맨니플레이트(120)를 상하 조정할 수 있는 리모트스타트버튼(ST)을 더 포함할 수 있다.

도 6은 도 5의 이동식 맨니플레이트의 유압구동장치의 구성도로서, 도 6을 참조하면, 상기 유압구동장치(126)는 상기 리모트스타트버튼(ST)의 조작 또는 상기 제어장치(100)의 제어에 따라 유압파워를 제공하는 유압파워장치(1261)와, 상기 유압파워장치(1261)에 의한 파워로 동작하는 유압유니트 구동용모터(1262)와, 오일을 저장하는 오일탱크(1265)와, 상기 구동용모터(1262)의 동작에 따라 상기 오일탱크(1265)의 오일을 펌핑하는 유압오일펌프(1263)와, 오일탱크(1265)에서 상기 상기 실린더(125)에 연결된 유압배관을 오픈/클로즈하는 유압오픈 클로스 위치변환용 밸브(1264)로 구성한다.

상기 제어장치(100)는 상기 래들 및 턴다쉬 도착 감지 센서(S1)를 통해 상기 래들 및 턴다쉬의 도착이 감지되면, 상기 이동식 맨니플레이트(120)의 동작을 제어하여, 이 이동식 맨니플레이트(120)에 장착된 상기 열전온도계(110)를 대기위치에서 턴디쉬의 용강온도 측정위치로 이동시키며, 이후 상기 용강무게 측정센서(S2)에 의한 용강 무게가 설정무게 이상이면 용강온도 측정을 시작하여, 상기 턴디쉬(3)의 내부 용강(2)의 온도를 연속적으로 측정하여 저장하고, 이 측정한 값을 감시하면서 측정값이 사전에 설정된 기준값과 비교하여 설비 이상으로 판단되면 경보를 수행하도록 제어하는 분석장치(101)와, 상기 분석장치(101)에서 제공받은 측정온도를 화면으로 표시하는 표시장치(102)와, 상기 분석장치(101)에서 제공받은 측정온도를 시간대별로 저장하는 기록장치(103)와, 상기 분석장치(101)의 제어에 따라 용강온도의 불균일현상을 경보하는 경보장치(104)를 포함한다.

상기 제어장치(100)는 강종에 따라 온도 기준값을 서로 다르게 설정하는 것이 바람직한데, 예를들어, 극저탄강 기준온도는 1564℃이고, 저탄강 기준온도는 1555℃이고, 중탄강 기준온도는 1548℃이고, 고탄강 기준온도는 1540℃등으로 설정한다.

상기 제어장치(100)는 기준값에 오차범위를 설정하여 기준범위라 할때, 상기 측정값을 상기 기준범위보다 낮을 경우에는 저온경보를 수제어하고, 상기 측정값을 상기 기준범위보다 높을 경우에는 고온경보를 제어하도록 구성한다.

상기 제어장치(100)는 고온판단시 연소 주소 작업 속도를 감속으로 제어하고, 저온 판단시 연속 주소 작업 속도를 감속 시키고, 파우더 및 슬라이딩 노즐링 아르곤 유량을 증가시키도록 제어하도록 구성한다.

도 7은 본 발명에 따른 감시장치의 동작과정을 보이는 흐름도이고, 도 8은 본 발명에 따른 경보발생 과정을 보이는 흐름도이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 동작을 첨부도면에 의거하여 하기에 상세히 설명한다.

먼저, 주조위치에 도착된 래들의 롱노즐(7)이 오픈되면 턴디쉬(3)내로 용강이 유입되고 일정레벨이상 용강이 차게되면 슬라이딩노즐(8)이 오픈되어 몰드내로(4) 용강이 유입되는 순서대로 주조준비조건이 완료되면 도3의 연속측온맨니플레이트(120)가 턴디쉬커버의 중심으로 이동하는데, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 턴디쉬 용강온도 연속 감시장치에 대한 동작을 설명하면, 먼저, 래들 및 턴다 쉬 도착 감지 센서(S1)는 래들(1) 및 턴다쉬(3) 도착을 감지하여 변환장치(130)를 통해 전류로 변환시킨후 제어장치(100)로 제공하고, 또한, 용강무게 측정센서(S2)는 상기 턴디쉬(3)에 저장된 용강(2)의 무계를 측정하여 상기 변환장치(130)를 통해 전류로 변환시킨후 제어장치(100)로 제공한다.

도 3 내지 도 7을 참조하면, 상기 제어장치(100)는 상기 래들 및 턴다쉬 도착 감지 센서(S1)를 통해 상기 래들 및 턴다쉬의 도착이 감지되면(S71,S72), 상기 이동식 맨니플레이트를 턴디쉬카에 장착하여 상기 이동식 맨니플레이트(120)의 동작을 제어하여(S73-S74), 이 이동식 맨니플레이트(120)에 장착된 상기 열전온도계(110)를 대기위치에서 턴디쉬의 용강온도 측정위치로 이동시키며, 이 제어장치(100)의 제어에 따라 이동식 맨니플레이트(120)가 대기위치와 측정위치로 이동하어, 이 이동식 맨니플레이트(120)에 설치된 열전온도계(110)가 상기 턴디쉬(3)의 내부에 저장된 용강(2)에 삽입된다(S75).

도 5를 참조하여 상기 이동식 맨니플레이트(120)에 대한 동작을 설명하면, 먼저, 상기 제어장치(100)의 제어에 따라 유압구동장치(126)가 상기 실린더(125)를 동작시켜서, 이 실린더(125)의 동작에 따라 고정설치대(121)에 고정설치된 상하이동용 본체(122)가 대기위치인 상부에서 측정 위치인 하부로 이동되고, 이 상하이동용 본체(122)의 상부에 스톱밸브(123)에 의해 착탈 가능토록 설치된 수평회전암(124)이 하강하면서 이 수평회전암(124)의 단부에 설치된 열전온도계(110)가 상기와 같이 턴디쉬(3)의 내부에 저장된 용강(2)에 삽입되어 가측정가능한 상태로 된다.

도 6을 참조하여 상기 이동식 맨니플레이트(120)의 유압구동장치(126)는 상기한 바와같이 제어장치(120)의 제어에 따라 동작할 수도 있지만, 본 발명에 따른 리모트스타트버튼(ST) 선택신호에 응답하여 동작할 수도 있으며, 이에 따른 동작을 설명하면, 상기 유압구동장치(126)의 유압파워장치(1261)가 상기 리모트스타트버튼(ST)의 조작 또는 상기 제어장치(100)의 제어에 따라 동작하여 파월를 제공하면, 상기 유압파워장치(1261)에 의한 파워에 의해 유압유니트 구동용모터(1262)가 동작하며, 이때, 상기 구동용모터(1262)의 동작에 따라 상기 오일탱크(1265)의 오일을 유압오일펌프(1263)가 펌핑하여 오일탱크(1265)에서 배관을 통해 상기 실린더(125)로 제공하며, 이 경우에 상기 실린더(125)가 유압의 공급량에 따라 동작하여 본체가 상승 또는 하강되며, 이때, 상기 유압배관을 유압오픈 클로스 위치변환용 밸브(1264)가 제어장치의 제어에 따라 동작하여 오픈/클로즈 시킨다.

즉, 상기 제어장치(100)의 제어에 따라 실린더 오픈위치로 기동하여 실린더가 작동하여 도 5의 상하이동용본체(122)가 상향이동되게 된다. 이 때 기(旣)계측된 450mm만큼 상하이동용 본체를 상향 이동시킨다. 그 다음에 도 5의 수평이동암(124)을 기(旣)계측된 300mm만큼 앞으로 전진이동시켜서 턴디쉬(3)의 커 버중심부위로 이동하여 설치한다. 이 때 맨니플레이트 설치가 완료되면 도 5의 스톱밸브(123)를 시계방향으로 회전시켜 수평이동 및 회전암을 고정시킨다. 여기서 연속주조기의 핀치롤(9)이 기동되면서 주조작업동안에 용강온도 측정이 시작된다.

이후, 상기 제어장치(100)는 상기 용강무게 측정센서(S2)에 의한 용강 무게가 설정무게 이상이면 용강온도 측정을 시작하여, 상기 턴디쉬(3)의 내부 용강(2)의 온도를 연속적으로 측정하여 저장하고, 이 측정한 값을 감시하면서 측정값이 사전에 설정된 기준값과 비교하여 설비 이상으로 판단되면 경보를 수행하도록 제어한다.

상기 제어장치(100)에 대해서 설명하면, 상기 제어장치의 분석장치(101)가 상기 래들 및 턴다쉬 도착 감지 센서(S1)를 통해 상기 래들 및 턴다쉬의 도착이 감지되면, 상기 이동식 맨니플레이트(120)의 동작을 제어하여, 이 이동식 맨니플레이트(120)에 장착된 상기 열전온도계(110)를 대기위치에서 턴디쉬의 용강온도 측정위치로 이동시키킨다.

이후 상기 용강무게 측정센서(S2)에 의한 용강 무게가 설정무게, 예를들어, 대략 50톤 이상이면 용강온도 측정을 시작하여(S76), 상기 턴디쉬(3)의 내부 용강(2)의 온도를 연속적으로 측정하여 저장하고(S77), 이 측정한 값을 감시하면서 측정값이 사전에 설정된 기준값과 비교하여 설비 이상으로 판단되면 경보를 수행하 도록 제어한다(S78).

즉, 턴디쉬용강의 온도(약 1520℃ ~ 1560℃)를 연속측온하게 되는데, 도 3의 분석장치(101)에서는 용강온도분포를 연속적으로 기록, 감시를 행하여 각 강종에 따른 기준용강온도 대비 현재의 용강온도가 일정시간전(1분간격)의 기준온도보다 일정 레벨(Level) 이상(기준값 대비 +-5℃)이상 편차가 발생시 브렉아웃 및 슬라이딩 노즐막힘예측 경보발생을 제어한다.

도 8을 참조하면, 상기 제어장치(100)는 강종에 따라 온도 기준값을 서로 다르게 설정할 수 있는데, 예를들어, 극저탄강 기준온도는 1564℃이고, 저탄강 기준온도는 1555℃이고, 중탄강 기준온도는 1548℃이고, 고탄강 기준온도는 1540℃등으로 설정한다(S81,S82).

이에 따라 표시장치(102)는 상기 분석장치(101)에서 제공받은 측정온도를 화면으로 표시하고, 기록장치(103)는 상기 분석장치(101)에서 제공받은 측정온도를 시간대별로 저장하며, 경보장치(104)는 상기 분석장치(101)의 제어에 따라 용강온도의 불균일현상을 경보한다.

또한, 상기 제어장치(100)는 기준값에 오차범위를 설정하여 기준범위라 할때, 상기 측정값을 상기 기준범위보다 낮을 경우에는 저온경보를 수제어하고, 상기 측정값을 상기 기준범위보다 높을 경우에는 고온경보를 제어할 수 있으며, 이 경우에는 상기 표시장치(102)는 각 저온경보 및 고온경보 상황을 표시하고, 또한, 상기 경보장치(104)는 각 저온경보 및 고온경보 상황을 구분하여 경보하도록 하는 것이 바람직하다(S83).

한편, 상기 제어장치(100)는 고온판단시 연소 주소 작업 속도를 감속으로 제어하고, 저온 판단시 연속 주소 작업 속도를 감속 시키고, 파우더 및 슬라이딩 노즐링 아르곤 유량을 증가시키도록 제어할 수 있는데, 이는 미도시된 작업속도 제어장치에 감속 제어신호를 제공하여 작업의 감속을 지시할 수 있고, 또한, 파우더 및 슬라이딩 노즐링 아르곤 유량 조절장치에 유량 공급 제어신호를 제공하여 해당 량을 조절할 수 있다(S84). 이후 조업자가 문제를 해결한 후에는 경보를 해제시키고, 안정 조업으로 복귄하게 된다(S85).

전술한 바와같은 과정을 통해서, 각 용강의 강종에 따른 기준온도를 일정시간(1분)전후 연속측온 데이터를 분석장치(101)에 내장된 기준온도 테이블과 비교분석하여 톱(Top), 다운(Down)값을 연산하여 경보를 발생하게 되는데, 기준온도대비 +5℃ 이상 상승하고 있는 부분을 추출하여 톱경보를 발생하여 고온의 용강에 의해 슬라브가 인발도중 슬라브응고쉘이 찢어져 설비내로 용강이 쏟아지는 설비사고인 브렉아웃를 예측, 자동적으로 연속주조작업속도 감속등의 조치가 취해져서 이를 예방하게 된다. 또한, 현재의 턴디쉬용강 연속측온데이터가 일정시간전의 기준온도보 다 일정 레벨(Level) 이하(기준값 대비 -5℃)로 하강하고 있는 부분을 추출하여 다운경보를 발생하여 슬라이딩 노즐막힘을 알려주며, 연속주조작업속도 자동감속, 몰드내파우더 증량, 슬라이딩노즐실링 아르곤유량 증가등의 조치가 취해져서 이를 예방하게 된다.

한편, 턴디쉬 용강온도는 도 1의 레들로부터 턴디쉬로 용강을 주입 개시한 직후의 온도와 연속주조작업중의 온도는 항상 변화하게 된다. 또한 용강의 강종에 따라 턴디쉬에 주입하는 온도가 다르다. 이와 같이 정상적인 상태라 할지라도 턴디쉬내용강온도는 항상 변화하고 있다. 따라서 슬라브온도감시를 할 때에는 이 변화를 고려하지 않으면 안된다. 턴디쉬용강연속측정분석장치에서는 이를 고려한 현재의 온도 패턴과 일정시간전의 온도패턴을 비교분석 현재의 온도패턴과 일정시간전의 온도와 비교하여 편차가 발생하는 것을 항상 감시하여 연산을 행하게 된다.

이와같 은 본 발명에 따른 감시장치에 의해 턴디쉬내 용강주입시간경과나 강종에 의한 온도레벨을 변화시키지 않고서도 온도이상치를 알 수 있게 되며, 또한, 도3의 분석장치(101)에서는 풍부한 용량의 데이터저장 메모리를 구비하여 브렉아웃발생 및 슬라이딩 노즐막힘 발생시 수개월내지는 수일전부터의 연속온도측정데이터가 전부 연속적으로 기록 및 메모리되어 있어 원인분석과 조치기능을 분,초단위까지 수행할 수 있으며, 조정이 가능한 타임트랜드(Time trend)를 구비하여 항시 현재의 온도분포화면과 일정시간전의 온도분포화면을 4분활화면상으로 편집구성하여 화면상으로도 온도분포비교분석이 가능하게 하였다. 이 온도분포트랜드는 온도구배의 향방을 쉽게 파악할 수 있는 칼라로 변환되어 표시되고 있다.

그리고, 도 8에 도시한 바와같이, 경보발생후 예방조치로서 용강온도가 정상복귀 경보가 해재되면 주조속도를 경보발생전으로 증속 안정조업을 행하게 되며, 연속주조작업이 완료되어 도3의 턴디쉬연속열전온도장치의 장착용 맨니플레이트(120)를 취외할 경우에는 설치할 경우의 역순으로 도 6의 리모트스타트버튼(130)을 상하조작하여 변환밸브(134)를 기동하여 구동실린더(136)를 작동하여 맨니플레이트를 측정위치에서 취외하게 된다.

또한, 도 6에서 제시된 바와 같이 맨니플레이트 유압파워제어장치가 작동중 과부하가 걸렸을 경우에는 서멀오버로드(Thermal Overload)가 작동하여 전회로를 차단하여 과부하시의 설비를 보호하여 작용하도록 할 수 있다.

본 발명에 의한 턴디쉬 용강연속온도 측정해 본 결과, 소모형 열전대를 기준으로 하여 연속측온 온도계의 온도편차가0℃∼-2℃내에 유지 하여 매우 정도가 양호 한것을 확인하였고, 연속측온시 차지내 용강온도 드롭(Drop)은 평균 8도로 나타났으며, 래들연결시 가장 크게 나타나고, 턴디쉬 용강온도는 래들잔탕 150톤에서 가장 높음을 알 수 있었다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 슬라브를 생산하는 연속주조공정의 진행중에, 품질에 큰 영향을 주는 턴디쉬 용강온도를 연속적으로 측정하고, 이 측정 온도에 기초해서, 고온에 의한 응고이상성 브렉아웃 및 저온에 의한 턴디쉬 슬라이딩 노즐막힘 등의 이상을 감지하여 경보하도록 함으로서, 설비사고 및 안전사고를 사전 예방할 수 있고, 주조작업중단을 방지하여 생선성 및 품질을 향상시킬 수 있으며, 이에따라 공정의 안정화를 확보할 수 있는 특별한 효과가 있다.

또한, 실제 각 강종에 따른 용강온도의 패턴을 집중분석하여 품질관리 데이터(Data)로 활용할 수 있으며, 이 연속측온된 데이터가 기준온도보다 높을경우 용강이 몰드하부를 통과시 응고쉘(슬라브표면 응고표피)의 찢어짐으로 고온의 용강이 설비내로 쏟아지는 브레아웃(Break-out) 발생을 방지하여 조업안정화를 도모할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 구체적인 실시 예에 대한 설명에 불과하고, 본 발명은 이러한 구체적인 실시 예에 한정되지 않으며, 또한, 본 발명에 대한 상술한 구체적인 실시 예로부터 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.

Claims

래들(1) 및 턴디쉬(3) 도착을 감지하는 래들 및 턴디쉬 도착 감지 센서(S1);

제어에 따라 대기위치와 측정위치 사이에서 이동하는 이동식 맨니플레이트(120);

상기 이동식 맨니플레이트(120)에 착탈가능토록 설치하며, 상기 턴디쉬(3)에 저장된 용강(2)의 온도를 측정하는 열전온도계(110);

상기 턴디쉬(3)에 저장된 용강(2)의 무게를 측정하는 용강무게 측정센서(S2);

상기 열전온도계(110)에 의해 측정된 전압을 전류로 변환하는 변환장치(130);

상기 래들 및 턴디쉬 도착 감지 센서(S1)를 통해 상기 래들 및 턴디쉬의 도착이 감지되면, 상기 이동식 맨니플레이트(120)의 동작을 제어하여, 이 이동식 맨니플레이트(120)에 장착된 상기 열전온도계(110)를 대기위치에서 턴디쉬의 용강온도 측정위치로 이동시키며, 이후 상기 용강무게 측정센서(S2)에 의한 용강 무게가 설정무게 이상이면 용강온도 측정을 시작하여, 상기 턴디쉬(3)의 내부 용강(2)의 온도를 연속적으로 측정하여 저장하고, 이 측정한 값을 감시하면서 측정값이 사전에 설정된 기준값과 비교하여 설비 이상으로 판단되면 경보를 수행하도록 제어하는 제어장치(100)를 구비함을 특징으로 하는 턴디쉬 용강온도 연속 감시장치.
제1항에 있어서, 상기 이동식 맨니플레이트(120)는

고정설치대(121);

상기 고정설치대(121)에 고정설치된 상태에서, 상하 이동할 수 있는 상하이동용 본체(122);

상기 상하이동용 본체(122)의 상부에 스톱밸브(123)에 의해 착탈 가능토록 하며, 수평이동 및 회전이동 가능토록 설계한 수평회전암(124);

상기 상하이동용 본체(122)를 상하로 이동시키는 실린더(125);

상기 제어장치(100)의 제어에 따라, 상기 실린더(125)를 동작시키는 유압구동장치(126)로 구성함을 특징으로 하는 턴디쉬 용강온도 연속 감시장치.
제2항에 있어서, 상기 유압구동장치(126)는

리모트스타트버튼(ST)의 조작 또는 상기 제어장치(100)의 제어에 따라 유압파워를 제공하는 유압파워장치(1261);

상기 유압파워장치(1261)에 의한 파워로 동작하는 유압유니트 구동용모터(1262);

오일을 저장하는 오일탱크(1265);

상기 구동용모터(1262)의 동작에 따라 상기 오일탱크(1265)의 오일을 펌핑하는 유압오일펌프(1263); 및

오일탱크(1265)에서 상기 실린더(125)에 연결된 유압배관을 오픈/클로즈하는 유압오픈 클로스 위치변환용 밸브(1264)로 구성함을 특징으로 하는 턴디쉬 용강온도 연속 감시장치.
제2항에 있어서, 상기 열전온도계(110)는

내열성 및 기계적강도가 양호한 B 타입(Type) 열전대(111);

용강 및 슬래그에 대해 내식성과 내산화성이 우수한 재질로 만들어지며, 상기 열전대(111)를 내장하여 상기 이동식 맨니플레이트(120)의 수평회전암(124)에 설치하며, 상기 열전대(111)를 보호하기 위한 열전대케이스(112)로 구성함을 특징으로 하는 턴디쉬 용강온도 연속 감시장치.
제4항에 있어서, 상기 제어장치(100)는

상기 래들 및 턴디쉬 도착 감지 센서(S1)를 통해 상기 래들 및 턴디쉬의 도착이 감지되면, 상기 이동식 맨니플레이트(120)의 동작을 제어하여, 이 이동식 맨니플레이트(120)에 장착된 상기 열전온도계(110)를 대기위치에서 턴디쉬의 용강온도 측정위치로 이동시키며, 이후 상기 용강무게 측정센서(S2)에 의한 용강 무게가 설정무게 이상이면 용강온도 측정을 시작하여, 상기 턴디쉬(3)의 내부 용강(2)의 온도를 연속적으로 측정하여 저장하고, 이 측정한 값을 감시하면서 측정값이 사전에 설정된 기준값과 비교하여 설비 이상으로 판단되면 경보를 수행하도록 제어하는 분석장치(101);

상기 분석장치(101)에서 제공받은 측정온도를 화면으로 표시하는 표시장치(102);

상기 분석장치(101)에서 제공받은 측정온도를 시간대별로 저장하는 기록장치(103); 및

상기 분석장치(101)의 제어에 따라 용강온도의 불균일현상을 경보하는 경보장치(104)를 포함하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬 용강온도 연속 감시장치.
제5항에 있어서, 상기 제어장치(100)는

강종에 따라 온도 기준값을 서로 다르게 설정하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬 용강온도 연속 감시장치.
제5항에 있어서, 상기 제어장치(100)는

기준값에 오차범위를 설정하여 기준범위라 할때, 상기 측정값을 상기 기준범위보다 낮을 경우에는 저온경보를 제어하고, 상기 측정값을 상기 기준범위보다 높을 경우에는 고온경보를 제어하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬 용강온도 연속 감시장치.