KR100928775B1 - A predicting device of the main polarization stage in the performance process by measurement of mold vibration and frictional force - Google Patents

A predicting device of the main polarization stage in the performance process by measurement of mold vibration and frictional force Download PDF

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Abstract

본 발명은 용융 금속인 용강을 주편으로 연속 주조하는 연주공정에 관한 것으로,

주입된 용강을 원하는 규격의 주편으로 인발하는 몰드의 진동 및 마찰력 측정을 통한 연주공정의 주편파단 예측 장치에 있어서, 상기 몰드의 상부면에 설치되고, 몰드의 진동폭, 진동속도 및 진동가속도를 검출하는 하나 이상의 진동검출기와, 상기 진동검출기에서 소정의 시간동안 검출된 진동속도의 평균값 및 진동가속도의 평균값을 이용하여 주편과 몰드 사이의 마찰력을 계산하는 마찰력 연산부와, 상기 마찰력 연산부에서 계산된 마찰력이 소정의 시간동안 소정의 비율로 계속 상승하는 경우 주편파단 경보를 발생시키는 마찰력 분석부와, 상기 진동검출기에서 소정의 시간동안 검출된 진동폭의 평균값이 사전에 설정된 한계 진동폭보다 작을 경우 주편파단 경보를 발생시키는 진동폭비교부를 포함하는 몰드 진동 및 마찰력 측정을 통한 연주공정의 주편파단 예측 장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 주편의 파단이 발생하기 전에 주편파단을 미리 예측할 수 있는 효과가 있다.

Figure R1020020084745

연속주조, 연속주조공정, 연주공정, 주편파단, 용강, 몰드, 진동

The present invention relates to a casting process for continuously casting molten steel as a molten metal into a cast steel,

A main polarization stage predicting device for a casting process by measuring the vibration and frictional force of a mold, which casts molten steel into a cast steel of a desired standard, and is provided on the upper surface of the mold, and detects vibration width, vibration velocity and vibration acceleration of the mold A friction force calculating unit for calculating a friction force between the cast steel and the mold using an average value of the vibration speed detected for a predetermined time and an average value of the vibration acceleration in the vibration detector; A friction force analyzer for generating a main polarized wave alarm when the vibration sensor continuously ascends at a predetermined rate for a predetermined period of time; And a vibration amplitude comparison section for generating a vibration amplitude and a vibration amplitude, The main polarization provides a predictive end devices.

According to the present invention, there is an effect that the main polarization stage can be predicted in advance before the break of the cast strip occurs.

Figure R1020020084745

Continuous casting, continuous casting process, performance process, main polarization stage, molten steel, mold, vibration

Description

몰드 진동 및 마찰력 측정을 통한 연주공정의 주편파단 예측 장치{An Apparatus for Predicting Fracture from Oscillation and Frictional Force in Casting Process} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an apparatus for predicting a main polarization stage in a performance process by measuring mold vibration and frictional force,             

도 1은 연속주조 공정에 사용되는 일반적인 연속주조기의 구성도이다.1 is a structural diagram of a general continuous casting machine used in a continuous casting process.

도 2는 종래의 주편파단 감지 장치의 개략도이다.2 is a schematic diagram of a conventional main polarization stage sensing apparatus.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 주편파단 예측 장치의 구성도이다.3 is a configuration diagram of a main polarization stage predicting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 주편파단 예측 장치의 상세 구성도이다.4 is a detailed block diagram of a main polarization stage predicting apparatus according to the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*Description of the Related Art [0002]

1 : 래들 2 : 롱노즐1: Ladle 2: Long nozzle

3 : 턴디쉬 4 : 슬라이딩 노즐3: Tundish 4: Sliding nozzle

5 : 몰드 6 : 핀치롤5: mold 6: pinch roll

7 : 냉각수 분사장치 8 : 주편7: Cooling water injection device 8:

20 : 열전온도계 300 : 진동검출기20: Thermoelectric thermometer 300: Vibration detector

320 : 신호변환기 310 : 주편파단 예측기320: signal converter 310: main polarization stage predictor

330 : 디스플레이 410 : 진동진폭 전처리부330: display 410: vibration amplitude preprocessing section

420 : 마찰력 연산부 430 : 마찰력 분석부 420: friction force calculation unit 430: friction force analysis unit                 

440 : 진동진폭 비교부 450 : 한계진폭 설정부440: vibration amplitude comparing unit 450: limiting amplitude setting unit

460 : 경보부
460:

본 발명은 용융 금속인 용강을 주편으로 연속 주조하는 연주공정에 관한 것으로, 보다 상세하게는 턴디쉬로부터 주입된 용강을 원하는 규격의 주편으로 생산하는 몰드 내에서 발생하는 주편의 파단을 미리 감지하여 설비사고를 예방할 수 있는 몰드 진동 및 마찰력 측정을 통한 연주공정의 주편파단 예측 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a casting process for continuously casting molten steel, which is a molten metal, into a cast steel, and more particularly, to a casting process for casting molten steel from a tundish into a cast steel having a desired size, The present invention relates to a predicting device for predicting a main polarization of a performance process by measuring mold vibration and frictional force capable of preventing an accident.

일반적으로, 연속주조 공정(이하 연주공정)은 제강, 노외공정에서 성분조성이 완료된 용강을 몰드를 이용해 주편의 형태를 생성시킨 후 냉각수의 분사를 통해 액상의 용강을 응고시켜 주편을 생산하는 공정이다. 도 1은 연주공정에 사용되는 일반적인 연속주조기를 도시한 것으로, 상부에 위치한 래들(1)에 저장된 용강은 롱노즐(2)을 통해 턴디쉬(3)에 저장된다. 상기 턴디쉬(3)는 래들(1)에서 공급되는 용강을 일시 저장하고, 용강에 포함된 이물질인 비금속성 개재물을 부상 분리시켜 용강을 품질을 향상시키는 역할을 한다. 상기 턴디쉬(3)에 저장된 용강의 양이 사전에 설정된 양에 이르면, 턴디쉬(3) 하부에 설치된 슬라이딩 노즐(4)을 개방하여 몰 드(5) 내로 용강을 주입한다. 상기 몰드(5) 내로 주입된 용강은 서서히 냉각되어 몰드(5)의 하부에서는 주편이 형성되기 시작하는데, 이 때 몰드(5) 하부에 존재하는 주편은, 그 표피는 응고되고 그 내부는 미응고 상태의 용강이 존재하는 상태가 된다. 상기 몰드(5) 내에 주입된 용강이 사전에 설정된 수위에 도달하면, 상기 몰드(5)가 상하진동을 시작하고 몰드(5) 하부에서 핀치롤(6)에 의한 주편의 인발이 시작되며, 동시에 인발되는 주편을 냉각수 분사장치(7)에 의한 냉각수로 냉각시켜 표피 및 그 내부까지 완전하게 냉각된 주편(8)을 생산하게 된다.
Generally, a continuous casting process (hereinafter referred to as a casting process) is a process of producing a cast steel by forming molten steel whose composition is completed in the steelmaking and extrusion processes by using a mold, and then solidifying the molten steel in liquid phase through injection of cooling water . Fig. 1 shows a general continuous casting machine used in a performance process. Molten steel stored in the upper ladle 1 is stored in the tundish 3 through the long nozzle 2. Fig. The tundish 3 serves to temporarily store molten steel supplied from the ladle 1 and floating the non-metallic inclusions contained in the molten steel to improve the quality of the molten steel. When the amount of molten steel stored in the tundish 3 reaches a preset amount, the sliding nozzle 4 provided at the bottom of the tundish 3 is opened to inject molten steel into the mold 5. [ Molten steel injected into the mold 5 is gradually cooled and a main piece starts to be formed in the lower part of the mold 5. At this time, the cast steel existing in the lower part of the mold 5 is coagulated, The molten steel in the state is present. When the molten steel injected into the mold 5 reaches a preset level, the mold 5 starts to oscillate up and down, and the drawing of the strip by the pinch roll 6 starts at the bottom of the mold 5, The cast steel is cooled with cooling water by the cooling water injection device 7 to produce a completely cooled cast steel 8 to the skin and the inside thereof.

상기한 바와 같이 몰드(5) 하부에 존재하는 주편은, 그 표피는 응고되고 그 내부는 미응고 상태의 용강이 존재하는 상태이다. 이 때, 몰드(5) 내에서 충분한 냉각이 이루어지지 않을 경우 주편의 표피가 충분히 응고되지 않고, 이로 인해 응고되지 않은 부분이 터져 주편 내부의 응고되지 않은 용강이 외부로 유출되는 주편파단이 발생할 수 있다. 또한, 몰드(5)와 주편의 표피 사이에 큰 마찰력이 인가되거나, 몰드(5)와 주편의 표피 사이에 윤활제로 첨가되는 윤활파우더가 불균일하게 주편 표피에 흐르는 경우, 상기 주편의 표피가 터져 주편 내부의 응고되지 않은 용강이 외부로 유출되는 주편파단이 발생할 수 있다. 또한, 몰드(5) 내벽에 이물질이 점착되어 있는 경우, 이 이물질은 주편의 표피의 일부분이 응고되는 것을 방해하여 주편 표피에 충분히 응고되지 않은 부분을 발생시키며, 이로 인해 상기와 같이 주편파단이 발생할 수 있다.
As described above, the cast steel existing in the lower part of the mold 5 is in a state in which the skin is solidified and molten steel in the non-solidified state exists therein. At this time, if sufficient cooling is not performed in the mold 5, the epidermis of the cast steel is not sufficiently solidified, thereby causing a non-solidified portion to be blown out, causing a main polarization stage in which molten steel in the casting product flows out to the outside . In addition, when a large friction force is applied between the mold 5 and the cutting edge of the cast steel, or when the lubricating powder added between the mold 5 and the cast steel surface as a lubricant flows unevenly on the cast steel skin, The main polarization stage in which the molten steel in the interior that is not solidified flows out may occur. When foreign matter is adhered to the inner wall of the mold 5, the foreign matter interferes with the solidification of a part of the skin of the cast steel, thereby generating a portion which is not sufficiently solidified on the steel sheet skin. As a result, Lt; / RTI >

상기와 같이 주편파단이 발생하면, 다량의 용강이 연속주조기의 주변에 흘러내려 설비의 파손 및 오염을 가져오고, 장시간 설비를 휴지시키게 되어 제품 생산에 막대한 피해가 발생하므로, 상기 주편파단을 사전에 감지하는 기술들이 개발되어 왔다. 이러한 주편파단을 감지하는 종래의 기술은 도 2에 도시된 바와 같이 몰드(5)에 열전온도계(20)를 설치하여, 용강이 턴디쉬(3)로부터 몰드(5) 내로 유입 시부터 몰드의 온도를 검출하고 검출된 온도의 변화를 연산 처리하여 주편파단을 사전에 예측하는 방법을 사용하였다.
When the main polarization stage is generated as described above, a large amount of molten steel flows down to the periphery of the continuous casting machine, causing breakage and contamination of the equipment, causing the equipment to shut down for a long time, Pre-sensing technologies have been developed. 2, a thermoelectric thermometer 20 is installed in the mold 5 so that molten steel is supplied to the mold 5 from the tundish 3 through the mold 5, A method of predicting the main polarization stage by detecting the temperature and calculating the change of the detected temperature was used.

그러나, 상기 종래의 주편파단 방법은 열전온도계의 설치 초기에는 효과가 있으나, 상기 열전온도계의 설치환경이 진동 및 충격에 노출되어 있고 고온다습하기 때문에 상기 열전온도계가 빈번하게 오동작을 일으키는 문제점이 있으며, 이로 인해 상기 열전온도계를 수시로 점검 보수해야 하므로 정비부하가 가중되는 문제점이 있다.
However, although the conventional main polarization method has an effect at the initial stage of the thermoelectric thermometer, there is a problem that the thermoelectric thermometer frequently malfunctions because the installation environment of the thermoelectric thermometer is exposed to vibration and impact and is high temperature and high humidity , Which causes a problem that the maintenance load is increased because the thermoelectric thermometer needs to be checked and repaired from time to time.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 몰드에서 발생하는 진동을 검출하고, 상기 진동을 이용하여 몰드와 주편 사이의 마찰력을 계산하고, 상기 마찰력 및 진동을 이용하여 주편파단을 예측하는 몰드 진동 및 마찰력 측정을 통한 연주공정의 주편파단 예측 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method of detecting a vibration generated in a mold, calculating frictional force between the mold and the cast using the vibration, The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a predicting device of a main polarization stage of a performance process by measuring mold vibration and frictional force.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 주입된 용강을 원하는 규격의 주편으로 인발하는 몰드의 진동 및 마찰력 측정을 통한 연주공정의 주편파단 예측 장치에 있어서,In order to accomplish the above object, the present invention provides a predicting apparatus for predicting a main polarization of a casting process through measurement of vibration and frictional force of a mold that draws molten steel into a cast steel of a desired standard,

상기 몰드의 상부면에 설치되고, 몰드의 진동폭, 진동속도 및 진동가속도를 검출하는 하나 이상의 진동검출기와, 상기 진동검출기에서 소정의 시간동안 검출된 진동속도의 평균값 및 진동가속도의 평균값을 이용하여 주편과 몰드 사이의 마찰력을 계산하는 마찰력 연산부와, 상기 마찰력 연산부에서 계산된 마찰력이 소정의 시간동안 소정의 비율로 계속 상승하는 경우 주편파단 경보를 발생시키는 마찰력 분석부와, 상기 진동검출기에서 소정의 시간동안 검출된 진동폭의 평균값이 사전에 설정된 한계 진동폭보다 작을 경우 주편파단 경보를 발생시키는 진동폭비교부를 포함하는 몰드 진동 및 마찰력 측정을 통한 연주공정의 주편파단 예측 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.
At least one vibration detector installed on an upper surface of the mold and detecting a vibration width, a vibration speed and a vibration acceleration of the mold, and a vibration detector for detecting the vibration width, the vibration speed and the vibration acceleration of the mold, A frictional force calculator for calculating a frictional force between the mold and the mold, a frictional force analyzer for generating a main polarization alarm when the frictional force calculated by the frictional force calculator continuously rises at a predetermined rate for a predetermined time, And a vibration amplitude comparator for generating a main polarization stage alarm when an average value of the detected vibration widths is smaller than a preset limit vibration amplitude, thereby providing a main polarization stage predicting device for a performance process by measuring the mold vibration and the frictional force .

또한, 상기 마찰력 연산부는,In addition,

하기 수학식 1에 의해 주편과 몰드 사이의 마찰력을 계산하는 것을 특징으로 한다.And the frictional force between the cast steel and the mold is calculated by the following formula (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112002043122288-pat00001
Figure 112002043122288-pat00001

(D: 감쇄상수, v(t): 진동속도, m: 몰드질량, a(t): 진동가속도, g: 중력가 속도)
M is the mass of the mold, a (t) is the vibration acceleration, and g is the gravitational velocity.

또한, 상기 연주공정의 주편파단 예측 장치는,In addition, the main polarization stage predicting device in the above-

상기 복수개의 진동검출기에서 소정의 시간동안 검출되는 몰드의 진동폭, 진동속도, 진동가속도의 평균값을 구하는 진동 전처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
And a vibration pre-processing unit for obtaining an average value of a vibration width, a vibration speed, and a vibration acceleration of the mold detected for a predetermined time in the plurality of vibration detectors.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 몰드 진동 및 마찰력 측정을 통한 연주공정의 주편파단 예측 장치의 구성을 상세하게 설명한다. 이하의 설명에 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성과 기능을 가진 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the structure of a main polarization stage predicting device in a performance process by measuring mold vibration and frictional force according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings referred to in the following description, components having substantially the same configuration and function will use the same reference numerals.

본 발명에 따른 몰드 진동 및 마찰력 측정을 통한 연주공정의 주편파단 예측 장치는 상기 몰드의 상부면에 설치되고, 몰드의 진동폭, 진동속도 및 진동가속도를 검출하는 하나 이상의 진동검출기와, 상기 진동검출기에서 소정의 시간동안 검출된 진동속도의 평균값 및 진동가속도의 평균값을 이용하여 주편과 몰드 사이의 마찰력을 계산하는 마찰력 연산부와, 상기 마찰력 연산부에서 계산된 마찰력이 소정의 시간동안 소정의 비율로 계속 상승하는 경우 주편파단 경보를 발생시키는 마찰력 분석부와, 상기 진동검출기에서 소정의 시간동안 검출된 진동폭의 평균값이 사전에 설정된 한계 진동폭보다 작을 경우 주편파단 경보를 발생시키는 진동폭비교부를 포 함하여 구성된다.
The main polarization stage predicting device for the performance process by measuring the mold vibration and the frictional force according to the present invention comprises at least one vibration detector installed on the upper surface of the mold and detecting the vibration width, the vibration speed and the vibration acceleration of the mold, A friction force calculating unit for calculating a friction force between the cast steel and the mold using an average value of the vibration speed detected for a predetermined time and an average value of the vibration acceleration; And a vibration amplitude comparator for generating a main polarization stage alarm when the average value of the amplitude of the vibration detected for a predetermined time in the vibration detector is smaller than a preset threshold vibration width, do.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 주편파단 예측 장치의 구성도이다. 도 3을 참조하면, 몰드(5)의 상부면에는 진동검출기(300)가 대각선 방향으로 2개 설치되는 것이 바람직하다. 상기 진동검출기(300)의 개수는 한정되는 것이 아니다. 상기 진동검출기(300)는 몰드의 진동폭, 진동속도 및 진동가속도를 검출하는 것으로, 고온 다습한 환경에서 사용되므로 그 외부는 수 mm 두께의 지르코니아 재질을 이용하여 코팅처리하는 것이 바람직하다.
3 is a configuration diagram of a main polarization stage predicting apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, it is preferable that two vibration detectors 300 are installed diagonally on the upper surface of the mold 5. The number of the vibration detectors 300 is not limited. The vibration detector 300 detects vibration amplitude, vibration velocity, and vibration acceleration of the mold. Since the vibration detector 300 is used in a high temperature and high humidity environment, it is preferable to coat the outside with a zirconia material having a thickness of several mm.

상기 진동검출기(300)에 의해 검출된 몰드의 진동폭, 진동속도 및 진동가속도는 신호변환기(320)를 거쳐 주편파단 예측기(310)로 입력된다. 상기 신호변환기(320)는 상기 진동검출기(300)에 의해 검출된 몰드의 진동폭, 진동속도 및 진동가속도를 상기 주편파단 예측기(310)에서 처리할 수 있는 신호로 변환하는 역할을 한다. 상기 주편파단 예측기(310)는 상기 진동검출기(300)에 의해 검출된 몰드의 진동폭, 진동속도 및 진동가속도를 이용하여 주편의 파단을 예측하는 것으로, 상기 주편파단 예측기(310)에서 처리되는 진동폭, 진동속도 및 진동가속도 등에 대한 정보를 디스플레이(300) 장치를 이용하여 시각적으로 표시할 수 있다.
The vibration width, the vibration speed, and the vibration acceleration of the mold detected by the vibration detector 300 are input to the main polarization stage predictor 310 via the signal converter 320. The signal converter 320 converts a vibration amplitude, a vibration velocity, and a vibration acceleration of the mold detected by the vibration detector 300 into a signal that can be processed by the main polarization stage predictor 310. The main polarization stage predictor 310 predicts the breaking of the cast strip by using the vibration width, the vibration velocity, and the vibration acceleration of the mold detected by the vibration detector 300, and the main polarization stage predictor 310 processes Vibration width, vibration speed, and vibration acceleration can be visually displayed using the display 300 device.

도 4는 본 발명에 따른 주편파단 예측 장치의 상세 구성도로서 상기 주편파단 예측기의 상세 구성을 도시하고 있다. 상기 주편파단 예측기는 상기 진동검출기 에서 소정의 시간동안 검출된 진동속도의 평균값 및 진동가속도의 평균값을 이용하여 주편과 몰드 사이의 마찰력을 계산하는 마찰력 연산부(420)와, 상기 마찰력 연산부(420)에서 계산된 마찰력이 소정의 시간동안 소정의 비율로 계속 상승하는 경우 주편파단 경보를 발생시키는 마찰력 분석부(430)와, 상기 진동검출기에서 소정의 시간동안 검출된 진동폭의 평균값이 사전에 설정된 한계 진동폭보다 작을 경우 주편파단 경보를 발생시키는 진동폭비교부(440)를 포함하여 구성된다.
FIG. 4 is a detailed block diagram of a main polarization stage predicting apparatus according to the present invention, and shows the detailed configuration of the main polarization stage predicting unit. The main polarization stage predictor includes a friction force calculation unit 420 that calculates a friction force between the cast and mold using an average value of the vibration velocity and a vibration acceleration detected for a predetermined time in the vibration detector, A frictional force analyzer 430 for generating a main polarization alarm when the frictional force calculated at the predetermined period of time rises at a predetermined rate for a predetermined period of time; And a vibration amplitude comparison unit 440 for generating a main polarization phase alarm when the amplitude is smaller than the vibration amplitude.

또한, 상기 주편파단 예측기는 상기 복수개의 진동검출기에서 소정의 시간동안 검출되는 몰드의 진동폭, 진동속도, 진동가속도의 평균값을 구하는 진동 전처리부(410)와, 상기 진동폭 비교부(440)에서 검출되는 진동폭과 비교되는 한계 진동폭을 사전에 설정하는 한계 진동폭 설정부(450)와, 상기 마찰력분석부(430) 및 상기 진동폭비교부(440)에서 주편파단 경보가 발생하면 이를 설비 운전자에게 알려줄 수 있는 경광등 또는 경음기와 같은 경보기를 더 포함하여 구성된다.
The main polarization stage predictor includes a vibration preprocessing unit 410 for obtaining an average value of a vibration width, a vibration speed, and a vibration acceleration of the mold detected for a predetermined time in the plurality of vibration detectors, A limit vibration width setting unit 450 for presetting a limit vibration width to be compared with a vibration width of the main vibration polarization unit 440; And further comprises an alarm device such as a warning light or a horn.

상기 진동 전처리부(410)는 입력되는 진동신호(진동폭, 진동속도, 진동가속도)의 소정의 시간동안의 평균값을 구한다. 몰드의 진동은 여러 가지 원인에 의해 순간적으로 급격하게 변동될 수 있으며, 입력되는 진동신호에 헌팅이 발생할 수 있으므로 소정의 시간동안의 평균값을 사용하는 것이 바람직하다.
The vibration preprocessing unit 410 obtains an average value of a vibration signal (vibration width, vibration speed, vibration acceleration) for a predetermined time. The vibration of the mold can be rapidly changed instantaneously due to various causes and hunting may occur in the input vibration signal, so that it is preferable to use an average value for a predetermined time.

상기 마찰력 연산부(420)는 상기 진동 전처리부(410)에 의해 평균 처리된 진 동속도 및 진동가속도를 이용하여 하기 수학식 1을 통해 몰드와 주편간의 마찰력을 계산한다.
The frictional force calculating unit 420 calculates the frictional force between the mold and the cast using the vibration speed and the vibration acceleration averaged by the vibration pre-processing unit 410 using the following equation (1).

Figure 112002043122288-pat00002
Figure 112002043122288-pat00002

(D: 감쇄상수, v(t): 진동속도, m: 몰드질량, a(t): 진동가속도, g: 중력가속도)
M is the mass of the mold, a (t) is the vibration acceleration, and g is the gravitational acceleration.

상기 마찰력 분석부(430)는 상기 마찰력 연산부(420)에서 계산되는 마찰력을 지속적으로 입력받아 상기 마찰력이 소정의 시간동안 소정의 비율로 계속 상승하는 경우 주편파단 경보를 발생시킨다. 예를 들어, 상기 마찰력 연산부(420)에서 계산되는 마찰력이 50N으로 일정하게 유지되다가, 초당 1N~1.5N으로 증가하기 시작하여, 이러한 증가가 3초 이상 계속되는 경우, 상기 마찰력 분석부(430)는 주편과 몰드사이의 마찰력이 증가하여 파단이 발생할 수 있음을 예측하고 주편파단 경보를 발생시키게 된다.
The frictional force analyzer 430 continuously receives the frictional force calculated by the frictional force calculator 420 and generates a main polarization alarm when the frictional force continues to rise at a predetermined rate for a predetermined time. For example, when the frictional force calculated by the frictional force calculator 420 is constantly maintained at 50 N, and the friction force is increased from 1 N to 1.5 N per second and the increase continues for 3 seconds or more, the frictional force analyzer 430 The frictional force between the cast steel and the mold increases, and it is predicted that the fracture can occur, and the main polarization alarm is generated.

상기 진동폭 비교부(440)는 상기 진동 전처리부(410)에 의해 평균 처리된 진동폭이 사전에 설정된 한계 진동폭보다 작은 경우 주편파단을 예측하는 주편파단 경보를 발생시킨다. 상기 한계 진동폭은 한계 진동폭 설정부(450)에서 사전에 설정될 수 있으며, 이 한계 진동폭은 주조되는 주편의 성분에 따라 실험적으로 구해질 수 있다. 하기 표 1은 주조되는 주편의 성분에 따른 한계 진동폭의 보기이다.
The oscillation width comparator 440 generates a main polarization stage alarm that predicts a main polarization stage when the oscillation width averaged by the oscillation preprocessing unit 410 is smaller than a preset limit oscillation width. The limit vibration width may be preset in the limit vibration setting unit 450, and the limit vibration width may be experimentally determined according to the casting component to be cast. Table 1 below is an example of the critical vibration amplitude according to the casting casting components.

주편의 성분Ingredients 주조초기 진동폭 평균Initial casting width average 정상작업 중 진동폭 평균Vibration width average during normal operation 한계 진동폭Limit amplitude 극저탄소강Ultra-low carbon steel 3mm3mm 2.5mm2.5 mm 2.2mm2.2 mm 저탄소강Low carbon steel 3.4mm3.4 mm 2.7mm2.7mm 2.3mm2.3mm 중탄소강Medium carbon steel 3.8mm3.8mm 3.1mm3.1 mm 2.6mm2.6mm 고탄소강High carbon steel 4.3mm4.3mm 3.4mm3.4 mm 2.8mm2.8 mm

예를 들어 상기 표 1에서 저탄소강의 경우, 연주공정이 정상적으로 진행되는 중의 진동폭의 평균은 2.7mm인데, 진동폭이 점점 감소하여 한계 진동폭이 2.3mm가 되면 상기 진동폭 비교부(440)는 주편파단 경고를 발생하게 되는 것이다. 이와 같이 진동폭이 감소하는 이유는, 주편과 몰드 사이의 마찰력이 증가하여 몰드의 진동을 방해하기 때문이다.
For example, in the case of the low-carbon steel in Table 1, the average of the vibration widths during the performance process is normally 2.7 mm. When the vibration width gradually decreases and the limit vibration width becomes 2.3 mm, the vibration width comparator 440 compares the major- . The reason why the vibration width is reduced in this manner is that the frictional force between the cast steel and the mold increases, thereby hindering the vibration of the mold.

상기 마찰력 분석부(430) 및 진동폭 비교부(440)에서 주편파단 경보가 발생되면, 경보기(460)에서 주편 파단이 발생할 수 있음을 설비 운전자에게 경고하게 되고, 이어 설비 운전자는 몰드와 주편 사이에 윤활 작용을 돕는 주형플럭스를 투입하거나 주조속도를 감소시켜 주편파단이 발생하는 것을 사전에 방지할 수 있게 된다.
When the main polarity stage alarm is generated in the frictional force analyzer 430 and the vibration amplitude comparator 440, the facility driver is warned that breakage of the slab may occur in the alarm 460. Then, It is possible to prevent the occurrence of the main polarization stage by reducing the casting speed or by injecting the casting flux for lubricating the casting mold.

또한 상기 마찰력 연산부(420), 마찰력 분석부(430) 및 진동폭 비교부(440)의 동작상태를 디스플레이에 시각적으로 표시할 수 있으므로 설비 운전자는 주편파 단 경고가 발생하기 이전에 주편 및 몰드의 상태를 수시로 점검할 수 있게 된다.
Further, since the operating states of the friction force calculating unit 420, the friction force analyzing unit 430, and the vibration width comparing unit 440 can be visually displayed on the display, the facility operator can determine the states of the cast steel and the mold Can be checked from time to time.

이하, 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 몰드 진동 및 마찰력 측정을 통한 연주공정의 주편파단 예측 장치의 동작을 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the operation of the main polarization stage prediction apparatus in the performance process by measuring the vibration of the mold and the frictional force according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.

먼저, 도 3에 도시된 진동검출기(300)에 의해 검출되는 몰드의 진동신호(진동폭, 진동속도, 진동가속도)는 진동 전처리부(410)에 입력된다. 상기 진동 전처리부(410)는 순간적인 몰드의 진동 및 신호의 헌팅 등에 의한 영향을 무시하기 위해 소정의 시간동안 입력되는 진동신호의 평균값을 구한다. 이어, 상기 진동 전처리부(410)에서 구한 진동속도 및 진동 가속도의 평균값은 마찰력 연산부(420)에 입력되고 상기 수학식 1을 이용하여 몰드와 주편 사이의 마찰력을 구한다. 상기 마찰력 연산부(420)에서 계산된 마찰력은 마찰력 분석부(430)에 입력되고, 상기 마찰력 분석부(430)는 상기 마찰력 연산부(420)에서 계산되는 마찰력을 지속적으로 입력받아 상기 마찰력이 소정의 시간동안 소정의 비율로 계속 상승하는 경우 주편파단 경보를 발생시킨다.
First, the vibration signal (vibration width, vibration speed, vibration acceleration) of the mold detected by the vibration detector 300 shown in FIG. 3 is inputted to the vibration pre-processing unit 410. The vibration preprocessing unit 410 obtains an average value of the vibration signals input for a predetermined time in order to ignore the influence of instantaneous vibration of the mold and signal hunting. Next, the average value of the vibration velocity and the vibration acceleration obtained by the vibration preprocessing unit 410 is input to the friction force operation unit 420 and the frictional force between the mold and the cast is obtained using the equation (1). The frictional force calculated by the frictional force calculator 420 is input to the frictional force analyzer 430. The frictional force analyzer 430 continuously receives the frictional force calculated by the frictional force calculator 420, The main polarity stage alarm is generated.

한편, 상기 진동 전처리부(410)에 의해 평균 처리된 진동폭은 진동폭 비교부(440)에 입력되고, 한계 진동폭 설정부(450)에서 사전에 설정된 한계 진동폭보다 입력된 진동폭이 작은 경우 주편파단을 예측하는 주편파단 경보를 발생시킨다. 상기 마찰력 분석부(430) 및 진동폭 비교부(440)에서 주편파단 경보가 발생되 면, 경보기(460)에서 주편 파단이 발생할 수 있음을 설비 운전자에게 경고하게 되고, 이어 설비 운전자는 몰드와 주편 사이에 윤활 작용을 돕는 주형플럭스를 투입하거나 주조속도를 감소시켜 주편파단이 발생하는 것을 사전에 방지할 수 있게 된다.
Meanwhile, the vibration amplitude averaged by the vibration preprocessing unit 410 is input to the vibration amplitude comparison unit 440. When the vibration amplitude input from the limit vibration size setting unit 450 is smaller than the preset threshold vibration width, And generates a predominant primary polarization alarm. When a main polarization stage alarm is generated in the frictional force analysis unit 430 and the vibration amplitude comparison unit 440, the facility driver is warned that breakage of the slab may occur in the alarm 460. Then, It is possible to prevent the occurrence of the main polarization stage by reducing the casting speed or by injecting the casting flux for lubricating the casting mold.

상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 몰드의 진동을 측정하고, 몰드와 주편 사이의 마찰력을 계산함으로써, 주편의 파단이 발생하기 전에 주편파단을 미리 예측할 수 있는 효과가 있다. 또한 본 발명에 의하면, 주편파단을 미리 예측함으로써 연속 주조설비의 파손 및 오염을 방지하고, 파손 및 오염에 의한 장시간 설비 휴지를 예방하는 우수한 효과가 있다.
According to the present invention as described above, the vibration of the mold is measured, and the frictional force between the mold and the cast steel is calculated, whereby the main polarization stage can be predicted in advance before the breakage of the cast steel occurs. Further, according to the present invention, it is possible to prevent breakage and contamination of the continuous casting equipment by predicting the main polarization stages in advance, and to prevent the equipment from being stopped for a long time due to breakage and contamination.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention as defined by the appended claims. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.

Claims (3)

주입된 용강을 원하는 규격의 주편으로 인발하는 몰드의 진동 및 마찰력 측정을 통한 연주공정의 주편파단 예측 장치에 있어서,An apparatus for predicting a main polarization stage of a casting process through measurement of vibration and frictional force of a mold that draws molten steel injected into a cast steel of a desired standard, 상기 몰드의 상부면에 설치되고, 몰드의 진동폭, 진동속도 및 진동가속도를 검출하는 하나 이상의 진동검출기;At least one vibration detector installed on an upper surface of the mold and detecting vibration width, vibration speed and vibration acceleration of the mold; 상기 진동검출기에서 소정의 시간동안 검출된 진동속도의 평균값 및 진동가속도의 평균값을 이용하여 주편과 몰드 사이의 마찰력을 계산하는 마찰력 연산부;A friction force calculating unit for calculating a friction force between the cast steel and the mold using an average value of the vibration speed detected for a predetermined time and an average value of the vibration acceleration in the vibration detector; 상기 마찰력 연산부에서 계산된 마찰력이 소정의 시간동안 소정의 비율로 계속 상승하는 경우 주편파단 경보를 발생시키는 마찰력 분석부; 및A frictional force analyzer for generating a main polarization alarm when the frictional force calculated by the frictional force calculator continuously rises at a predetermined rate for a predetermined time; And 상기 진동검출기에서 소정의 시간동안 검출된 진동폭의 평균값이 사전에 설정된 한계 진동폭보다 작을 경우 주편파단 경보를 발생시키는 진동폭비교부를 포함하는 몰드 진동 및 마찰력 측정을 통한 연주공정의 주편파단 예측 장치.And a vibration amplitude comparator for generating a main polarization stage alarm when an average value of the amplitude of the vibration detected in the vibration detector is smaller than a preset limit vibration amplitude. 제1항에 있어서, 상기 마찰력 연산부는,2. The apparatus according to claim 1, 하기 수학식 1에 의해 주편과 몰드 사이의 마찰력을 계산하는 것을 특징으로 하는 몰드 진동 및 마찰력 측정을 통한 연주공정의 주편파단 예측 장치.And a frictional force between the cast steel and the mold is calculated by the following equation (1). [수학식 1][Equation 1]
Figure 112002043122288-pat00003
Figure 112002043122288-pat00003
 (D: 감쇄상수, v(t): 진동속도, m :몰드질량, a(t): 진동가속도, g: 중력가 속도)M is the mass of the mold, a (t) is the vibration acceleration, and g is the gravitational velocity. 제1항에 있어서, 상기 연주공정의 주편파단 예측 장치는,The apparatus as claimed in claim 1, wherein the main polarization- 상기 하나 이상의 진동검출기에서 소정의 시간동안 검출되는 몰드의 진동폭, 진동속도, 진동가속도의 평균값을 구하는 진동전처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 몰드 진동 및 마찰력 측정을 통한 연주공정의 주편파단 예측 장치.And a vibration pre-processing unit for obtaining an average value of a vibration width, a vibration speed and a vibration acceleration of the mold detected for a predetermined time in the at least one vibration detector. .
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