KR100848627B1 - 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연주몰드로부터 슬래브의 이상응고에 의한 슬래브 표면 및 코너부의 터짐에 의한 용강유출 사고인 브레이크 아웃의 발생을 조기에 감지하여 용강유출을 사전에 감지하여 대형설비사고를 방지하기 위한 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치에 관한 것으로서, 슬래브(15)를 연속 주조하는 몰드의 장변측 풋롤(14)과 단변측 가이드롤(13) 사이에 설치되는 스테인리스 튜브(10a.10b)와; 상기 스테인리스 튜브(10a.10b)를 연결시키는 매니폴드(16a.16b.16c.16d)와; 상기 매니폴드(16a.16b.16c.16d) 중 어느 하나의 매니폴드(16a)에 형성된 에어 공급관(29a) 및 에어 배기관(29b)에 연관되는 차압 트랜스듀스(8)와; 상기 차압 트랜스듀스(8)에 에어공급기(17)로부터 공급된 에어를 공급하도록 압력스위치(7)가 연관 설치된 에어 공급배관(23) 및 상기 에어 배기관(29b)으로부터 배기된 에어를 배출하는 에어 배출관(23a)과; 상기 차압 트랜스듀스(8)로부터 검출된 에어 공급압과 배기압의 차이를 입력받아 처리하는 신호 연산처리부(30)로 구성되는 것을 특징으로 하는 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치를 제공한다.
Figure R1020020031418
연주몰드, 용강유출검출, 차압 트랜스듀스, 매니폴드, 스테인리스 튜브

Description

연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치{APPARATUS FOR DETECTING THE BREAK-OUT OF MOLTEN STEEL FROM CONTINUOUS CASTING MOULD}
도 1은 연주기의 연주공정을 도시한 공정도;
도 2는 본 발명에 따른 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치가 연주몰드에 설치된 상태를 도시한 평면도;
도 3은 본 발명에 따른 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치가 연주몰드에 설치된 상태를 도시한 사시도;
도 4는 본 발명에 따른 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치의 구성을 도시한 장치 구성도;
도 5는 본 발명에 따른 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치로부터 송출된 신호를 처리하는 신호 연산처리부의 구성도;
도 6은 본 발명에 따른 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치에 의하여 디스플레이된 몰드주변의 압력분포도이다.
♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣
15:슬래브 10a.10b:스테인리스 튜브 16a.16b.16c.16d:매니폴드
8:차압 트랜스듀스 7:압력스위치 30:신호 연산처리부 26:비교기
24:신호 입출력기 25:연산기 28:플랙시블 연결호스
본 발명은 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연주몰드로부터 슬래브의 이상응고에 의한 슬래브 표면 및 코너부의 터짐에 의한 용강유출 사고인 브레이크 아웃의 발생을 조기에 감지하여 용강유출을 사전에 감지하여 대형설비사고를 방지하기 위한 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치에 관한 것이다.
연속주조공장의 주조공정을 간략히 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 제강에서 정련이 끝난 용강을 냉각수의 최적분사에 의한 용강의 응고과정을 통해 슬래브(15)를 생산하는 공정으로서, 연주기는 용강을 담고 있는 래이들(1) 및 래이들(1)을 지지하는 래이들 터렛(1a), 상기 래이들(1)로부터 용강을 공급받아 일시적으로 용강을 저장한 후 각 스트랜드(4)로 분배하는 기능을 가진 턴디쉬(2)와, 상기 턴디쉬(2)에서 주입된 용강을 형상으로 초기 응고시켜 주는 수냉몰드(3)와 턴디쉬(2)의 침적노즐의 개도를 최적제어하기 위한 몰드(3) 레벨 제어시스템 및 미응고 주편을 냉각하여 응고를 완료하여 슬래브를 완성시키기 위한 2차 냉각시스템, 그리고 주편절단장치 등으로 구성되어 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 연주설비는 슬래브(15)의 이상응고에 의한 슬래브 표면 및 코너부의 터짐으로 용강유출에 의한 설비사고인 브레이크 아웃(Break-Out)이 발생하여 대형설비사고로 이어지는 연주공정상의 큰 문제점이 있다.
상기와 같은 용강의 브레이크 아웃(Break-Out)을 예지하는 종래의 장치로서는 몰드(3) 내에 열전대를 삽입하여 몰드 냉각수의 온도를 측정하여 용강과 몰드 동판과의 전열량을 계산하여 용강유출인 브레이크 아웃을 예지하는 장치를 적용하고 있다.
그러나, 이러한 종래의 장치는 몰드 동판의 온도를 측정하여 몰드 냉각수의 온도를 계산하는 소프트웨어에 의한 간접적인 계측방법으로서 오검출의 빈도가 높으며, 수십 개의 열전대를 몰드에 삽입, 고정함으로써 열전대의 접촉 불량에 의한 검출 데이터 불량 및 고장이 발생되어도 즉각적인 대응이 불가하고 몰드 자체를 교체해야만 조치가 가능하다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 몰드 직하부에서 발생되는 슬래브 표면 및 코너부의 터짐으로 미응고된 용강의 유출에 의한 설비사고인 브레이크 아웃의 발생을 조기에 감지하여 용강 유출을 사전에 감지하여 대형설비사고를 미연에 방지함으로써 생산성을 향상시키기 위한 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 슬래브(15)를 연속 주조하는 몰드의 장변측 풋롤(14)과 단변측 가이드롤(13) 사이에 설치되는 스테인리스 튜브(10a.10b)와; 상기 스테인리스 튜브(10a.10b)를 연결시키는 매니폴드(16a.16b.16c.16d)와; 상기 매니폴드(16a.16b.16c.16d) 중 어느 하나의 매니폴드(16a)에 형성된 에어 공급관(29a) 및 에어 배기관(29b)에 연관되는 차압 트랜스듀스(8)와; 상기 차압 트랜스듀스(8)에 에어공급기(17)로부터 공급된 에어를 공급하도록 압력스위치(7)가 연관 설치된 에어 공급배관(23) 및 상기 에어 배기관(29b)으로부터 배기된 에어를 배출하는 에어 배출관(23a)과; 상기 차압 트랜스듀스(8)로부터 검출된 에어 공급압과 배기압의 차이를 입력받는 신호 입출력기(24)와, 이로부터 입력된 데이터를 연산 처리하는 연산기(25)와, 이로부터 연산된 전후 차압데이터를 비교하는 비교기(26)와, 이로부터 분석된 데이터를 타 시스템으로 전송하는 상기 신호 입출력기(24) 및 분석된 데이터를 디스플레이하는 모니터(19)로 이루어지는 신호 연산부(30)로 구성되는 것을 특징으로 하는 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 매니폴드(16a)에 형성된 에어 공급관(29a)에 공급되는 에어의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(9)가 연관 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치를 제공하며,
상기 스테인리스 튜브(10a.10b)와 각각의 매니폴드(16a.16b.16c.16d)는 슬래브 치수변경에 신축적으로 대응하도록 플랙시블 금속재 연결호스(28)로 연결되며, 상기 에어 배출관(23a)에는 에어의 흐름을 차단할 수 있도록 니들밸브(11)가 연관 설치되는 것을 특징으로 하는 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치를 제공하게 된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치가 연주몰드에 설치된 상태를 도시한 평면도 및 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치의 구성을 도시한 장치 구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치로부터 송출된 신호를 처리하는 신호 연산처리부의 구성도이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치의 핵심부는 슬래브(15)를 연속 주조하는 연주몰드를 구성하는 장변측 풋롤(14)과 단변측 가이드롤(13) 사이에 설치되는 스테인리스 튜브(10a.10b)이다.
상기 스테인리스 튜브(10a.10b)의 기능은 연속주조되는 슬래브(15)로부터 표면 및 코너부 터짐현상으로 인한 용강유출시 유출되는 용강과 접촉하는 스테인리스 튜브(10a.10b)의 부위가 용손되면 이 용손부위로 공급된 에어가 누기되어 하기하는 바와 같이, 공급된 에어의 공급압과 배기되는 배기압의 차이를 감지하여 용강유출을 감지하기 위한 핵심부인 것이다.
이러한 상기 스테인리스 튜브(10a.10b)는 매니폴드(16a.16b.16c.16d)와 각각 연결되어진다. 즉, 장변측 스테인리스 튜브(10a)와 단변측 스테인리스 튜브(10b)를 상기 4세트의 매니폴드(16a.16b.16c.16d)가 연결되는 것이다.
상기 매니폴드(16a.16b.16c.16d)는 흡기다기관 또는 배기다기관이라고 불리며, 증기나 물, 공기와 같은 유체의 집합관(集合管)이며, 이러한 매니폴드(16a.16b.16c.16d)의 역할은 공기(Air)의 흡기나 배기의 간섭(干涉)이 생 기지 않도록 하며, 또 에어의 흡기시 일정한 압력으로 흡입되도록 하는 기능을 부여한다.
또한, 상기 스테인리스 튜브(10a.10b)와 상기 각각의 매니폴드(16a.16b.16c.16d)는 플랙시블 금속재 연결호스(28)로 서로 연관되어 연주되는 슬래브(15)의 치수변경시 이에 신축적으로 대응하도록 한다.
상기와 같이 스테인리스 튜브(10a.10b)와 연관 설치된 매니폴드(16a.16b.16c.16d) 중 어느 하나의 매니폴드(16a)에는 에어 공급관(29a) 및 에어 배기관(29b)에 연관 형성되어 있으며,
상기 에어 공급관(29a) 및 에어 배기관(29b)은 공급되는 에어의 압력과 배기되는 에어의 압력을 검출하는 차압 트랜스듀스(Transducer; 8)가 연관되어 있다.
즉, 상기 차압 트랜스듀스(Transducer; 8)가 공급되는 에어의 압력을 감지하고, 또한 배기되는 에어의 압력을 감지하여 하기하는 바와 같이, 그 압력차이에 따라 상기 스테인리스 튜브(10a.10b)의 용손에 따른 에어의 누기를 검출하여 용강의 유출발생원인인 브레이크 아웃(Break-Out)을 감지하는 것이다.
상기와 같은 기능을 가지는 차압 트랜스듀스(8)로 에어를 공급하는 방법은 에어공급기(17)로부터 확관된 에어 공급배관(23)이 설비되며, 상기 에어 공급배관(23)에는 공급되는 공기량을 조절하는 레귤레이트(Regulator; 6)가 연관 설치되어 있으며, 이러한 레귤레이트(Regulator; 6)의 전후 배관에는 배관 내의 에어의 압력을 지시하는 압력계(5a.5b)가 연관 설치되어 있다.
또한, 상기 에어 공급배관(23)에는 에어의 공급을 차단할 수 있는 압력스위 치(7)가 연관 배설되며,
상기 에어 공급배관(23)과 연관된 상기 차압 트랜스듀스(Transducer; 8)로부터 확장되어 상기 매니폴드(16a)와 연관된 에어 공급관(29a)에는 공급되는 에어의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(9)가 연관 설치되어 있다.
상기와 같은 구성으로 이루어진 각각의 장치부를 통하여 공급된 에어가 상기 스테인리스 튜브(10a.10b) 및 각각의 매니폴드(16a.16b.16c.16d)를 거쳐 에어 배기관(29b)를 통하여 다시 상기 차압 트랜스듀스(8)를 거쳐 배기되면, 이에 연관된 에어 배출관(23a)이 에어를 배기하게 된다.
또한, 상기 에어 배출관(23a)에는 에어의 흐름을 차단할 수 있도록 니들밸브(11)가 연관 설치되어있다.
상기한 바와 같이, 상기 차압 트랜스듀스(Transducer; 8)가 공급되는 에어의 압력을 감지하고, 또한 배기되는 에어의 압력을 감지하면 이 데이터를 전송받아, 도 5에 도시된 바와 같이 구성된 신호 연산처리부(30)가 연산처리하게 된다.
즉, 상기 신호 연산처리부(30)는 상기 차압 트랜스듀스(Transducer; 8)로부터 공급되는 에어의 압력 및 배기되는 에어의 압력을 입력받는 신호 입출력기(24)와, 이로부터 입력된 데이터를 연산 처리하는 연산기(25)가 구성되며,
상기 연산기(25)로부터 연산된 전후 차압데이터를 비교하는 비교기(26)와, 이로부터 분석된 데이터를 타 시스템으로 전송하는 상기 신호 입출력기(24) 및 분석된 데이터를 디스플레이하는 모니터(19)로 구성된다.
이하, 본 발명이 작용을 상세하게 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치에 의하여 디스플레이된 몰드주변의 압력분포도이다.
도 1에 도시된 연주설비에서 용강을 주입하여 슬래브(15)를 연속주조하면, 본 발명에 따른 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치를 구성하는 에어공급기(17)로부터 공급배관(23)을 통하여 공급되면, 이와 연관되어 공급되는 에어량을 제어하는 레귤레이터(6)에 의하여 적정압의 에어를 제어하여 공급하게 되며, 배관내의 공기압은 배관에 설치된 압력게이지(5a.5b)를 통하여 확인할 수 있다.
상기 공급된 에어는 공급배관(23)과 연관된 압력스위치(7)의 개폐작동에 의하여 최종적으로 공급되며, 상기 압력스위치(7)가 개방되어 적정압으로 제어된 에어가 차압 트랜스듀스(8)를 거치게 되면 에어의 공급압을 상기 차압 트랜스듀스(8)가 감지한다.
상기 차압 트랜스듀스(8)를 거친 에어는 에어공급관(29a)을 거쳐 제1매니폴드(16a)로 공급되며, 이를 거쳐 장변측 스테인리스 튜브(10a), 제2매니폴드(16b), 단변측 스테인리스 튜브(10b), 제3매니폴드(16c), 또 다른 장변측 스테인리스 튜브(10a), 제4매니폴드(10d)를 거쳐, 또 다른 단변측 스테인리스 튜브(10b)를 통하여 상기한 제1매니폴드(16a)를 거쳐 최종적으로 에어배기관(29b)으로 배기되어진다.
상기 에어배기관(29b)으로 배기된 에어는 상기한 차압 트랜스듀스(8)를 거치면서 배기압이 감지되는 것이며, 차압 트랜스듀스(8)로부터 배기된 에어는 에어 배출관(23a)을 통하여 완전 배기되어진다.
상기와 같은 경로를 통하여 차압 트랜스듀스(8)가 에어 공급압 및 배기압을 감지하여 본 발명을 구성하는 신호 연산처리부(30)의 신호 입출력기(24)로 전송하게 된다.
상기 신호 입출력기(24)는 입력된 데이터(에어 공급압 및 배기압)를 연산기(25)로 출력하여 상기 연산기(25)가 에어차압 데이터를 연산처리하게 되며,
상기 연산기(25)로부터 연산된 에어차압 데이터는 비교기(26)로 전송되어 전후 에어차압데이터를 비교하여 적정 차압차가 발생할 경우, 미응고된 용강이 슬래브(15)로부터 유출된 것으로 판단하여 상기 신호 입출력기(24)로부터 경보를 발생시키고, 자동적으로 주조 비상중단을 위한 인터록에 의하여 턴디쉬(2)에서 몰드(3)로의 용강공급을 중단하고 주조속도를 최소속도로 변경토록 타 시스템(예를 들면, PLC, DCS 등)에 인터록(Interlock)을 제공하고 도 6에 도시된 바와 같은 데이터를 모니터(19)에 디스플레이하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 몰드직하부에서 발생되는 슬래브 표면 및 코너부의 터짐으로 미응고된 용강의 유출에 의한 설비사고인 브레이크 아웃 발생을 조기감지 및 대형 용강유출 발생을 방지에 의한 대형설비사고를 방지하여 생산성을 향상시키고 운전자의 업무부하를 감소시키며 용강 유출최소화로 사후 점검시 화상의 위험을 방지하고 설비내부가 협소하고 어둡기 때문에 실족에 의한 안전사고의 위험을 예방할 수 있는 실용상의 효과를 얻을 수 있다.

Claims (5)

  1. 슬래브(15)를 연속 주조하는 몰드의 장변측 풋롤(14)과 단변측 가이드롤(13) 사이에 설치되는 스테인리스 튜브(10a.10b)와;
    상기 스테인리스 튜브(10a.10b)를 연결시키는 매니폴드(16a.16b.16c.16d)와;
    상기 매니폴드(16a.16b.16c.16d) 중 어느 하나의 매니폴드(16a)에 형성된 에어 공급관(29a) 및 에어 배기관(29b)에 연관되는 차압 트랜스듀스(8)와;
    상기 차압 트랜스듀스(8)에 에어공급기(17)로부터 공급된 에어를 공급하도록 압력스위치(7)가 연관 설치된 에어 공급배관(23) 및 상기 에어 배기관(29b)으로부터 배기된 에어를 배출하는 에어 배출관(23a)과;
    상기 차압 트랜스듀스(8)로부터 검출된 에어 공급압과 배기압의 차이를 입력받아 처리하는 신호 연산처리부(30)로 구성되는 것을 특징으로 하는 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 매니폴드(16a)에 형성된 에어 공급관(29a)은 공급되는 에어의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(9)가 연관 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스테인리스 튜브(10a.10b)와 각각의 매니폴드(16a.16b.16c.16d)는 슬래브 치수변경에 신축적으로 대응하도록 플랙시블 금속재 연결호스(28)로 연결되는 것을 특징으로 하는 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 에어 배출관(23a)에는 에어의 흐름을 차단할 수 있도록 니들밸브(11)가 연관 설치되는 것을 특징으로 하는 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 신호 연산처리부(30)는 상기 차압 트랜스듀스(8)로부터 검출된 에어 공급압과 배기압의 차이를 입력받는 신호 입출력기(24)와, 이로부터 입력된 데이터를 연산 처리하는 연산기(25)와, 이로부터 연산된 전후 차압데이터를 비교하는 비교기(26)와, 이로부터 분석된 데이터를 타 시스템으로 전송하는 상기 신호 입출력기(24) 및 분석된 데이터를 디스플레이하는 모니터(19)로 구성되는 것을 특징으로 하는 연주몰드로부터 용강유출을 검출하기 위한 장치.
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