KR100950396B1 - Device for detecting the slag injection using the vibration sensor attached to long nozzle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진동센서를 이용한 슬래그의 유출감지장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 용강의 연속주조공정에서 래들의 용강을 턴디쉬로 주입하는 공정의 말기에 래들내에 잔존부유하던 슬래그가 턴디쉬 내부로 유입되는 것을 감지하기 위한 롱노즐부착형 진동센서를 이용한 슬래그 유출감지장치에 관한 것이다.
본 발명의 롱노즐부착형 진동센서를 이용한 슬래그 유출감지장치는, 용강을 수용하는 래들로부터 용강에 포함된 슬래그가 턴디쉬내로 유출되는 것을 감지하기 위한 장치에 있어서, 롱노즐(11)을 고정시키는 롱노즐장착기(31)의 외부표면에 설치되어 용강과 슬래그의 이동에 따른 롱노즐(11)의 진동을 검출하는 진동센서(32)와, 상기 진동센서(32)로부터 검출된 진동신호를 기전력으로 변환하는 진동/기전력변환기(33)와, 상기 진동/기전력변환기(33)로부터 출력되는 기전력값을 이용하여 두 개의 서로 다른 시간에 따른 이동평균값으로 연산하고 용강의 종류에 따른 진동레벨값을 저장하며, 기본한계값 이하로 진동이 저하될 때 이를 검출하여 출력하는 진동분석기(35)와, 상기 진동분석기(35)로부터 출력신호를 전송받아 슬래그유출값을 지시하고 경보를 발생하는 슬래그유출지시 및 경보기(37)를 포함한다.
용강, 슬래그, 검출, 감지, 롱노즐, 진동센서, 래들, 턴디쉬
The present invention relates to a slag outflow detection device using a vibration sensor, and more particularly, the slag remaining in the ladle into the tundish at the end of the process of injecting the molten steel into the tundish in the continuous casting process of molten steel It relates to a slag outflow detection device using a long nozzle-type vibration sensor for detecting the inflow.
Slag outflow detection device using a long nozzle-type vibration sensor of the present invention, in the device for detecting that the slag contained in the molten steel outflow into the tundish from the ladle containing the molten steel, to fix the long nozzle 11 The vibration sensor 32 which is installed on the outer surface of the long nozzle mounting device 31 and detects the vibration of the long nozzle 11 according to the movement of molten steel and slag, and the vibration signal detected by the vibration sensor 32 as electromotive force. By using the vibration / electromotive force converter 33 and the electromotive force value output from the vibration / electromotive force converter 33 to calculate the moving average value according to two different time and stores the vibration level value according to the type of molten steel The vibration analyzer 35 detects and outputs a vibration when the vibration falls below the basic limit value, and receives an output signal from the vibration analyzer 35 to instruct a slag outflow value and generate an alarm. The slag outflow indication and the alarm 37 is included.
Molten steel, slag, detection, detection, long nozzle, vibration sensor, ladle, tundish
Description
도 1은 종래 래들에서 용강을 턴디쉬로 유입시켜 주편을 생산하는 과정을 나1 illustrates a process of producing cast steel by introducing molten steel into a tundish in a conventional ladle;
타내는 설비구성도,Equipment configuration,
도 2는 종래 슬래그유출을 감지하는 와류식센서의 설치상태도,2 is a state diagram of the installation of a eddy current sensor for detecting a conventional slag outflow,
도 3은 종래 슬래그유출을 감지하는 와류식센서의 검출원리도,3 is a detection principle diagram of a eddy current sensor for detecting a conventional slag outflow,
도 4는 본 발명에 의한 진동센서를 이용한 슬래그 유출감지장치의 블럭도,4 is a block diagram of a slag outflow detection device using a vibration sensor according to the present invention,
도 5는 도 4의 진동분석기의 블럭회로도,5 is a block circuit diagram of the vibration analyzer of FIG.
도 6은 도 4의 진동/기전력변환기의 출력전압파형을 나타내는 그래프,FIG. 6 is a graph showing an output voltage waveform of the vibration / electromotive force converter of FIG. 4;
도 7은 슬래그유출시 진동레벨의 변화패턴을 나타내는 그래프,7 is a graph showing a pattern of change of vibration level during slag outflow;
도 8은 진동분석기에서의 슬래그검출신호 판단방식을 나타내는 그래프,8 is a graph illustrating a slag detection signal determination method in a vibration analyzer;
도 9는 진동분석기에서 슬래그유출감지시의 진동레벨비를 나타내는 그래프.9 is a graph showing the vibration level ratio at the time of detecting slag outflow in the vibration analyzer.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1 : 래들 2 : 턴디쉬1: ladle 2: tundish
3 : 몰드 4 : 연주기인발롤3: mold 4: player drawing roll
5 : 주편 11: 롱노즐5: cast 11: long nozzle
12: 와류식센서 13: 용강 12: Vortex sensor 13: molten steel
15: 내화벽돌 17: 래들철피15: firebrick 17: ladle
21: 1차코일 23: 2차코일21: Primary coil 23: Secondary coil
25: 자장 31: 롱노즐장착기25: magnetic field 31: long nozzle
33: 진동/기전력변환기 35: 진동분석기33: vibration / electromotive transducer 35: vibration analyzer
37: 슬래그유출 지시 및 경보기 43: A/D변환 및 노이즈필터37: Slag outflow indicator and alarm 43: A / D conversion and noise filter
45: 단시간 이동평균처리회로 46: 장시간 이동평균처리회로45: short time moving average processing circuit 46: long time moving average processing circuit
47: 나눗셈 연산부 49: (진동저하상태) 지속판단회로47: division operation unit 49: (vibration deterioration state) continuous determination circuit
51: 검지회로 53: D/A변환 및 출력기51: detection circuit 53: D / A conversion and output
55: 지시 및 경보기 57: 롱노즐제어장치55: indicator and alarm 57: long nozzle control device
본 발명은 진동센서를 이용한 슬래그의 유출감지장치에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 용강의 연속주조공정에서 래들의 용강을 턴디쉬로 주입하는 공정의 말기에 래들내에 잔존부유하던 슬래그가 턴디쉬 내부로 유입되는 것을 감지하기 위한 롱노즐부착형 진동센서를 이용한 슬래그 유출감지장치에 관한 것이다.The present invention relates to a slag outflow detection device using a vibration sensor, and more particularly, the slag remaining in the ladle into the tundish at the end of the process of injecting the molten steel into the tundish in the continuous casting process of molten steel It relates to a slag outflow detection device using a long nozzle-type vibration sensor for detecting the inflow.
제강공정의 전로에서 정련된 용융금속(이하 "용강"이라 함)은 래들(1)로부터 다음 연속주조작업을 위하여 턴디쉬(2)로 래들(1)의 하부에 수직으로 연결된 롱노즐(11)을 통하여 주입(주탕)된다. 일반적으로 용강에는 불순물인 슬래그(slag)가 혼재하기 때문에 래들(1)에서 턴디쉬(2)로 용강을 주입하는 말기(末期)에 슬래그가 같이 포함되어 이동된다. The molten metal refined in the converter of the steelmaking process (hereinafter referred to as "molten steel") is a
용강에 혼재된 슬래그는 연속주조기의 주형에 섞여서 연주기인발롤(4)을 통과하면서 주조되는 주편(5)에 내부결함으로 잔류하게 된다. 따라서 슬래그를 턴디쉬(2)로 유입되지 못하게 하는 것이 품질향상에 매우 주요한 요소가 되며, 슬래그의 주입시점을 검출하는 즉시 롱노즐(11)의 주입구를 차단하기 위한 장치가 사용되고 있다. 미설명부호 3은 몰드이다. The slag mixed in the molten steel is mixed with the mold of the continuous casting machine and remains as an internal defect in the
도 2에 도시된 것은 종래 슬래그의 유입상태를 검출하는 검출장치에 사용되는 와류식센서의 개략적인 설치상태도이다.2 is a schematic installation state diagram of a vortex type sensor used in a detection apparatus for detecting an inflow state of a conventional slag.
도 2의 (가)(나)를 참고하면, 래들(1) 하부에 연결된 용강유출부위인 롱노즐(11)의 상부측에 와류식센서(12)가 환형으로 설치되어 있다. 상기 와류식센서(12)는 도 2의 (나)와 같이 용강이 통과하는 면을 감싸도록 롱노즈(11)의 외주면에 설치되어서 용강(13)의 이동상태를 검출하게 된다. 미설명부호 15는 내화벽돌, 17은 래들철피를 나타낸다.Referring to (a) (b) of Figure 2, the
와류식센서(12)는, 도 3의 (가)에서 보는 바와 같이, 롱노즐(11)의 외부에 위치되는 1차 및 2차 코일(21,23)로 구성되어 있으며 1차코일(21)에 교류 전류를 흘려주면 용강의 흐름량에 따라서 유도기전력이 발생된다. 유도기전력은 2차코일(23)에 유도되며 2차전압이 된다. 2차전압의 절대값은 용강류의 성분에 따라서 변화한다. 즉 용강류에 순용강성분만이 포함되어 있으면 슬래그에 비하여 자기장이 감소되며, 주입되는 용강과 슬래그의 혼재량에 따라서 전압차이가 생성되며, 이에 따른 검출신호가 발생된다.
As shown in (a) of FIG. 3, the eddy
다시말하면, 전자기장 측정원리에 의해 용강내에 함유된 슬래그의 량을 검출하는 것으로 슬래그는 용강보다 도전율이 적기때문에 슬래그중의 와상전류가 적게 나타나므로 이 차이에 의해 슬래그와 용강을 구분하게 된다. 용강 또는 용강 및 슬래그의 혼재상태에 따른 자장의 검출상태가 도 3의 (나) 및 (다)에 각각 도시되어 있다.In other words, by detecting the amount of slag contained in molten steel by electromagnetic field measurement principle, slag has less electrical conductivity than molten steel, so there is less eddy current in slag. Thus, slag and molten steel are distinguished by this difference. The detection state of the magnetic field according to the molten steel or the mixed state of the molten steel and the slag is shown in FIGS. 3B and 3C, respectively.
그러나, 상기의 와류식센서를 이용한 검출장치의 문제점은, 진동 및 국부적인 충격 등으로 신호커넥터의 연결접촉 부위의 불량현상이 발생하고, 래들수리장에서 래들의 내화벽돌수리 작업시 센서부위의 노즐카세트에 설치된 와류식센서에 충격을 가함으로서 센서의 변형 및 센서내부코일의 특성변화와 노이즈의 영향등으로 센서의 오동작이 발생하여 슬래그검출설비의 가동율이 떨어지고, 이로 인한 품질불량현상이 발생된다. 따라서 정기적인 청소와 센서부위의 지속적인 예방점검이 필요하여 정비유지에 많은 시간이 필요하는 등의 문제점이 발생하고 있다.However, the problem of the detection device using the vortex type sensor is that a failure of the connection contact portion of the signal connector occurs due to vibration and local shock, and the nozzle of the sensor portion during the repair of the fireproof brick of the ladle at the ladle repair station. By applying an impact to the vortex type sensor installed in the cassette, the sensor malfunctions due to the deformation of the sensor, the characteristic change of the internal coil of the sensor, and the influence of noise, resulting in a decrease in the operation rate of the slag detection equipment, resulting in poor quality. Therefore, there is a problem such as the need for regular cleaning and continuous preventive inspection of the sensor area, a lot of time for maintenance and maintenance.
또한 와류식센서는 고온의 용강에 간접적으로 노출되어 있어 센서가 잦은 파손 혹은 수명이 저하되어 제조원가 상승의 원인이 되고 있으며, 또한 센서의 고장으로 센서교체시 교체시간의 장시간 소요로 정비유지부하가 증가하며, 이에 따라서 설비가동율이 저하되어 슬래그유출에 의한 품질저하의 원인과, 운전자의 수동작업으로 인한 운전부하율이 증가되고 있으며, 공장전체의 각각의 래들에 설치해야 되는 와류식센서의 관리로 인한 원가상승등의 문제가 있다.In addition, the vortex type sensor is indirectly exposed to high temperature molten steel, which causes frequent breakage or degradation of the sensor, which leads to an increase in manufacturing cost.In addition, maintenance load increases due to long time of replacement time due to sensor failure. As a result, the facility operation rate is lowered, causing the deterioration of quality due to the slag outflow and the operation load rate due to the manual operation of the driver. There is a problem such as a rise.
더욱이, 슬래그 유출한계치를 용강의 강종에 구분없이 고정값으로 설정하기 때문에, 용강유입시 그 흐름이 불안정하거나 유입노즐의 크기와 형상이 변화함에 따라 슬래그가 통과할 때에 발생하는 기전력에 분산이 생기고 이에 따라서 슬래그의 미검출이나 오검출이 종종 발생된다.Moreover, since the slag outflow limit is set to a fixed value regardless of the steel type of molten steel, the flow becomes unstable during inflow of molten steel or dispersion of the electromotive force generated when the slag passes as the size and shape of the inflow nozzle changes. Therefore, undetected or misdetected slag often occurs.
유입되는 용강류의 혼란등에 의해 슬래그 통과시의 기전력은, 슬래그 100%에 대한 기전력 값의 20%~100%의 범위에서 변동한다. 이 경우, 한계치를 높게 설정하면, 실제로 슬래그가 출강구를 통과하였는데 슬래그를 검출할 수 없는 미검출을 일으키게 되고, 한계치를 낮게 설정하면, 실제로 슬래그가 출강구를 통과하고 있지 않는데도 슬래그로 판단하여 검출하는 오검출을 일으키는 등의 문제점이 있었다.The electromotive force at the time of passing a slag fluctuates in the range of 20%-100% of the electromotive force value with respect to 100% of slag by the confusion of the molten steel which flows in. In this case, if the threshold is set high, the slag actually passes through the tap, but the slag cannot be detected. If the threshold is set low, the slag is judged as slag even though the slag is not actually passing through the tap. There were problems such as causing false detection to be detected.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 용강의 연속주조공정에서 래들의 용강을 턴디쉬로 주입하는 공정의 말기에 래들내에 잔존부유하던 슬래그가 턴디쉬 내부로 유입되는 것을 감지하기 위한 롱노즐부착형 진동센서를 이용한 슬래그 유출감지장치를 제공하는데 있다.The present invention is to solve the above problems, the object is to detect that the slag remaining in the ladle flow into the tundish at the end of the process of injecting the molten steel into the tundish in the continuous casting process of molten steel It is to provide a slag outflow detection device using a long nozzle mounted vibration sensor for.
본 발명의 다른 목적은 슬래그의 유출시 강종에 관계없이 정확한 검출을 수행함으로서, 고품질의 주편을 제조할 수 있으며, 설비의 점검시간을 단축시켜서 제조공정을 개선할 수 있는 롱노즐부착형 진동센서를 이용한 슬래그 유출감지장치를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to produce a high-quality cast steel by performing an accurate detection irrespective of the type of steel when the slag outflow, and a long nozzle-type vibration sensor that can improve the manufacturing process by reducing the inspection time of the equipment It is to provide a slag outflow detection device used.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 슬래그 유출감지장치는, 용강을 수용하는 래들로부터 용강에 포함된 슬래그가 턴디쉬내로 유출되는 것을 감지하기 위한 장치에 있어서, 롱노즐을 고정시키는 롱노즐장착기의 외부표면에 설치되어 용강과 슬래그의 이동에 따른 롱노즐의 진동을 검출하는 진동센서와, 상기 진동센서로부터 검출된 진동신호를 기전력으로 변환하는 진동/기전력변환기와, 상기 진동/기전력변환기로부터 출력되는 기전력값을 이용하여 두 개의 서로 다른 시간에 따른 이동평균값으로 연산하고 용강의 종류에 따른 진동레벨값을 저장하며, 기본한계값 이하로 진동이 저하될 때 이를 검출하여 출력하는 진동분석기와, 상기 진동분석기로부터 출력신호를 전송받아 슬래그유출값을 지시하고 경보를 발생하는 슬래그유출지시 및 경보기를 포함한다.The slag outflow detection device of the present invention for achieving the above object, in the device for detecting that the slag contained in the molten steel outflow into the tundish from the ladle containing the molten steel, the outside of the long nozzle mounting device for fixing the long nozzle Vibration sensor installed on the surface to detect the vibration of the long nozzle according to the movement of the molten steel and slag, vibration / electromotive force converter for converting the vibration signal detected from the vibration sensor into electromotive force, electromotive force output from the vibration / electromotive force converter A vibration analyzer that calculates a moving average value according to two different time values using the value, stores vibration level values according to the type of molten steel, and detects and outputs a vibration when the vibration falls below a basic limit value; Slag outflow indicator and alarm that indicates the slag outflow value from the output signal and generates an alarm It includes.
또한 본 발명의 진동분석기는, 진동에 상응하는 전압신호를 디지털로 변환하고 노이즈를 제거하는 A/D변환 및 노이즈필터와, 상기 A/D변환 및 노이즈필터로부터 출력되는 신호를 이용하여 미리 설정된 처리시간에 따라서 이동평균값을 산출하는 단시간 이동평균처리회로 및 장시간 이동평균처리회로와, 상기 단, 장시간 이동평균처리회로로부터 출력되는 값을 나눗셈 연산처리하는 연산부와, 상기 연산부로부터 출력된 출력값을 이용하여 슬래그 유출시에 진동이 계속하여 저하될 것인가를 판단하는 진동저하상태 지속판단회로와, 상기 진동저하상태 지속판단회로로부터 출력되는 신호를 이용하여 진동저하상태를 검지하는 검지회로와, 상기 검지회로로부터 출력되는 신호를 아날로그로 변환하여 출력하는 D/A변환 및 출력기와, 롱노즐을 차단하기 위한 롱노즐제어장치를 포함한다.In addition, the vibration analyzer of the present invention, the A / D conversion and noise filter for converting the voltage signal corresponding to the vibration to digital and remove the noise, and the predetermined process using the signal output from the A / D conversion and noise filter By using a short time moving average processing circuit and a long time moving average processing circuit for calculating a moving average value according to time, a calculating unit for dividing the value output from the long time moving average processing circuit, and an output value output from the calculating unit. Vibration reduced state continuous judging circuit for judging whether vibration continues to fall when slag flows out; detection circuit for detecting vibration lowered state using a signal output from the vibration reduced state continuous judging circuit; D / A converter and output device that converts the output signal to analog and output the long nozzle Long nozzle and a control device.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 롱노즐부착형 진동센서를 이용한 슬래그 유출감지장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a slag leak detection apparatus using the long nozzle-mounted vibration sensor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 용강의 공기차단 및 주입용 실링파이프로 사용되는 래들 롱노즐에 서 턴디쉬로 투입되는 용강에 의하여 발생하는 진동레벨을 2개의 서로 다른 시간에 따른 이동평균값을 연속적으로 측정하고, 용강과 슬래그의 비중차에 따른 진동레벨의 변화에 기초하여 슬래그 유출을 검지하는 장치로서, 진동레벨의 검출원리는 하기와 같다.The present invention continuously measures the moving average value according to two different times of the vibration level generated by the molten steel injected into the tundish in the ladle long nozzle used as air blocking and injection sealing pipe for molten steel. An apparatus for detecting the outflow of slag on the basis of the change of the vibration level according to the specific gravity difference of the slag, the detection principle of the vibration level is as follows.
도 4를 참고하면, 래들(1) 내의 용강은 용강주입용 롱노즐(11)을 통해 중력에 의해 자유낙하하여 턴디쉬(2) 안의 탕면과 충돌한다. 롱노즐(11)에는 상세히 도시되지 않았지만 롱노즐(11)의 개구면을 차단하는 제어설비가 종래 구비되어 있다. 용강의 자유낙하 충돌에 의해 롱노즐(11) 파이프의 말단부위에 충격이 가해지고, 그 충격이 가진(加振)되어져 진동이 발생한다. Referring to FIG. 4, the molten steel in the
특히 용강대신에 슬래그가 유출되는 경우에 슬래그의 비중은 용강의 1/3 정도밖에 되지 않기 때문에 그 비중차에 의하여 유체충돌에 의해 발생되는 롱노즐파이프로 전해지는 가진력이 저하되면서 롱노즐(11)에 발생하는 진동레벨은 용강에 의한 것보다 감소된다. 따라서 진동레벨의 감소정도를 측정하여 슬래그의 유입을 검출할 수 있다. Particularly, when the slag flows out instead of the molten steel, the specific gravity of the slag is only about one third of the molten steel, and thus the excitation force transmitted to the long nozzle pipe caused by the fluid collision is reduced due to the specific gravity difference. The vibration level occurring at the is reduced than that due to the molten steel. Therefore, the inflow of slag can be detected by measuring the reduction degree of vibration level.
진동레벨은, 롱노즐장착기(31)에 설치된 전하형 진동센서(32)를 이용하여 측정한다. 진동센서(32)에 의하여 측정된 진동신호는 진동/기전력변환기(33)에 의하여 전압값으로 변환되어 진동분석기(35)에 입력된다.The vibration level is measured using the charge
상기 진동/기전력변환기(33)에 의한 변환의 일례가 도 6에 표시되어 있다. 그래프를 참고하면, 용강의 주입말기에 슬래그 유출시 소량의 슬래그가 용강과 혼합되어 나오다가 마지막 남은 슬래그가 대량으로 유출되는 약 70초의 시점에서 약 75mV까지 기전력이 상승함을 알 수 있다. 상기와 같이 슬래그의 유출에 따라서 진동신호가 기전력으로 변환되어 출력된다. An example of the conversion by the vibration /
측정된 진동레벨의 판단은 진동분석기(35)에 의하여 수행되며 다음과 같다. 래들(1)로부터의 용강주입시 상기 롱노즐(11)에서 발생되는 진동레벨을 진동센서(32)를 이용하여 연속적으로 계측한다. 그리고 계측된 진동레벨의 크기를 평균하는 시간의 길이가 다른 두개의 시간(단시간, 장시간)마다 진동값에 대하여 이동평균처리를 하여 해당 이동평균처리 후의 평균하는 단시간대의 평균화된 진동레벨의 크기 A를 이동평균처리 후의 평균하는 장시간대의 평균화된 진동레벨의 크기 B로 나눈 값(A/B)이 소정값 즉 한계값보다도 작게 되었을 때에 슬래그가 유출되었다고 판단한다. 또한 소정의 한계값보다도 작게 검출되는 시간이 소정시간(T) 계속될 때 슬래그가 유출되었다고 판단한다.The determination of the measured vibration level is performed by the
상기 진동레벨을 이동평균처리하는 두 개의 시간(단시간, 장시간)은, 진동센서(32)로부터 진동신호가 입력되면 그 데이터를 그대로 사용하지 않고 최소한 2 종류 이상의 평균하는 시간(단시간, 장시간)으로 나누어 각각이 시간마다 단시간은 1초간, 장시간은 5초간의 이동평균처리를 행하여 연산처리를 수행하는 것이다.Two times (short time, long time) of moving average processing the vibration level is divided into at least two kinds of average time (short time, long time) without using the data as it is when the vibration signal is input from the
본 발명은 롱노즐(11)에 가해지는 진동신호의 저하를 이용하여 슬래그의 유출을 검지하는 것이기 때문에, 진동레벨의 검출에 있어서 고려하여야 할 사항은 다음과 같다. (1) 용강속에 포함된 슬래그 유출시의 진동값은 항상 일정하다고 한정하지 않는다. 이것은 측정이 진행되는 조업상태(예를 들면 롱노즐의 개도, 턴디쉬 내의 용강의 양등)에 의해서 롱노즐파이프 내의 흐름의 상황이 변화하기 때문에 그 것에 따라 진동레벨 자체가 변화하기 때문이다.Since the present invention detects the outflow of slag by using the lowering of the vibration signal applied to the
(2) 슬래그 유출시 진동레벨 변화의 패턴(연속적으로 진동 레벨이 어떻게 변화하여 가는지의 흐름)은 복수개가 존재한다. 이러한 진동레벨의 변화패턴의 예가 도 7의 그래프에 나타나 있다. 도 7의 (a)는 진동레벨이 안정된 상태로부터 슬래그 유출시 급격하게 저하하는 경우, 도 7의 (b)는 진동레벨이 서서히 저하하는 경우, 도 7의 (c)는 진동이 불안정한 상태(진동레벨의 상승과 저하가 반복되는 상태)에 있는 동안에 슬래그 유출이 생겨 진동레벨이 저하하는 경우를 각각 나타낸다. 따라서 슬래그 유출을 자동적으로 검출하려 할 때 상기와 같은 진동패턴에 대하여 모두 적용가능하여야 한다.(2) There are a plurality of patterns of vibration level change (flow of how the vibration level changes continuously) when slag flows out. An example of such a pattern of change in vibration level is shown in the graph of FIG. FIG. 7A illustrates a case where the vibration level drops rapidly when the slag is discharged from a stable state, and FIG. 7B illustrates a case where the vibration level gradually decreases, and FIG. 7C shows an unstable vibration state (vibration). The case where the slag outflow occurs while the level rises and falls repeatedly is shown, respectively. Therefore, when attempting to detect the slag outflow automatically should be applicable to all the vibration patterns as described above.
이러한 점을 고려하여 진동레벨의 저하는, 슬래그 주입의 평균적인 진동레벨에 대한 변화율로 평가한다. 이렇게 함으로서 각각의 래들마다 진동레벨이 달라도 변화율로 평가하면 조업상태에 영향을 받지 않고 슬래그의 유출을 판단할 수 있는 이점이 있다. 또한 불안정한 오검출을 피하기 위해서 상기 변화율의 저하상태가 소정시간 지속되면 슬래그의 유출로 판단한다.In view of this point, the decrease in vibration level is evaluated as the rate of change of the average vibration level of slag injection. By doing so, even if the vibration level is different for each ladle, the rate of change has the advantage of determining the outflow of slag without being affected by the operating conditions. In addition, in order to avoid unstable misdetection, it is determined that the slag is outflowed when the deterioration state of the change rate continues for a predetermined time.
본 발명의 진동레벨의 슬래그유출의 감지상태를 도 8을 참고하여 설명한다. 도 8의 (a)는 롱노즐(11)에서 발생하는 진동레벨의 시간에 따른 변화를 나타내는 그래프이다. 도 8의 (a)에서 C의 시점에 있어서 슬래그유출에 의한 진동레벨의 변화가 나타나 있지만 기준이 되는 진동레벨을 파악할 수 없기 때문에 진동레벨의 변화량을 정량화할 수 없고 진동레벨의 신호에 기초한 슬래그의 유출을 검출하는 것이 매우 어렵다.
The detection state of the slag outflow of the vibration level of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8A is a graph showing a change with time of the vibration level generated in the
도 8의 (b)는 도 8의 (a)의 진동레벨신호를 단시간(t1)마다 이동평균처리한 다음의 진동레벨의 연속적인 변화를 보이는 그래프이다. 또한 도 8의 (c)는 도 8의 (a)의 진동레벨신호를 장시간(t2, t1보다도 긴 시간)마다 이동평균처리한 다음의 진동레벨의 연속적 변화를 나타내는 그래프이다.FIG. 8B is a graph showing a continuous change of the vibration level after moving average processing the vibration level signal of FIG. 8A for each short time t1. FIG. 8C is a graph showing the continuous change of the vibration level after moving average processing the vibration level signal of FIG. 8A every time (time longer than t2 and t1).
도 8의 (b) 및 도 8의 (c)의 이동평균처리를 행하는 것에 의한 진동레벨의 변화는 도 8의 (a)부터도 분명하게 나타나지만 도 8의 (a)의 진동레벨의 신호에 기초하는 것과 같이 진동레벨의 변화량을 정량화할 수 없고, 평균화된 신호레벨에 기초하여 슬래그 유출을 검지하는 일은 곤란하다.The change in the vibration level by performing the moving average processing in FIGS. 8B and 8C is apparent from FIG. 8A but is based on the signal of the vibration level in FIG. 8A. As can be seen, it is difficult to quantify the amount of change in vibration level, and it is difficult to detect the slag outflow based on the averaged signal level.
도 8의 (d)는 진동레벨의 변화량을 정량화하기 위해서 대응하는 시간마다 도 8의 (b)의 평균화된 진동레벨 A를 도 8의 (c)의 평균화된 진동레벨 B로 나눈 값(A/B)의 연속적인 변화를 보이는 그래프이다.FIG. 8D is a value obtained by dividing the averaged vibration level A of FIG. 8B by the averaged vibration level B of FIG. 8C for each corresponding time in order to quantify the amount of change in the vibration level (A / This graph shows the continuous change of B).
도 8의 (d)에 있어서 (A/B)의 값은, 진동레벨이 일정치를 중심으로서 변화하고 있을 때, 예를 들면 용강만이 유출하고 있을 때에는 1을 중심으로 변화하고 있으며, 슬래그가 유출되면 진동레벨이 1보다 감소하는 것을 알 수 있다.In Fig. 8 (d), the value of (A / B) is changed around 1 when the vibration level is changing with a constant value, for example, when only molten steel is flowing out, and the slag is It can be seen that when outflow, the vibration level decreases from one.
상기와 같은 신호처리 방법에 의하여, 이동평균(여러 개의 값을 모아 평균처리함)하는 시간 구분의 차이에 의해 발생하는 진동레벨의 차를 이용하여 그 차를 비에 의해 기준화하여 진동 레벨의 절대치와는 관계없이 진동레벨의 변화량을 정량화하는 것이 가능하게 된다. 예를 들면, 도 8의 (d)에서는 C의 시점에 있어서의 슬래그 유출에 의한 진동레벨의 감소를 한계치 0.8로 설정한 것이다.According to the signal processing method described above, the absolute value of the vibration level is standardized by using the difference of the vibration level caused by the difference in the time division of the moving average (a plurality of values are collected and averaged). Irrespective of this, it is possible to quantify the amount of change in the vibration level. For example, in FIG. 8 (d), the reduction of the vibration level due to the outflow of slag at the time of C is set to a threshold value of 0.8.
도 5는 상기와 같은 진동레벨의 신호처리를 수행하는 진동분석기(35)의 블럭 도이다. 도시된 바와 같이, 진동에 상응하는 전압(기전력) 신호를 디지털로 변환하고 노이즈를 제거하는 A/D변환 및 노이즈필터(43)와, 상기 A/D변환 및 노이즈필터(43)로부터 출력되는 신호를 이용하여 미리 설정된 처리시간에 따라서 이동평균값을 산출하는 단시간 이동평균처리회로(45) 및 장시간 이동평균처리회로(46)와, 상기 단, 장시간 이동평균처리회로(45,46)로부터 출력되는 값을 나눗셈 연산처리하는 연산부(47)와, 상기 연산부(47)로부터 출력된 출력값을 이용하여 슬래그 유출시에 진동이 계속하여 저하될 것인가를 판단하는 진동저하상태 지속판단회로(49)와, 상기 진동저하상태 지속판단회로(49)로부터 출력되는 신호를 이용하여 진동저하상태를 검지하는 검지회로(51)와, 상기 검지회로(51)로부터 출력되는 신호를 아날로그로 변환하여 출력하는 D/A변환 및 출력기(53)와, 상기 D/A변환 및 출력기(53)로부터 출력되는 신호에 의하여 롱노즐(11)을 차단하기 위한 롱노즐제어장치(57)를 포함하고 있다.5 is a block diagram of a
진동분석기(35)에 입력되는 신호는 진동센서(32)로부터 검출된 진동을 기전력으로 변환한 신호이다. 진동신호는 A/D변환 및 노이즈필터(43)로 입력되어 10~1000Hz의 주파수대역의 신호만이 추출된다. 진동신호는 단시간 이동평균처리회로(45) 및 장시간 이동평균처리회로(46)로 각각 전송된다. 단시간 이동평균처리회로(45)는 1초 단위로, 장시간 이동평균처리회로(46)로는 5초 단위로 진동신호의 평균치화(A,B)가 각각 수행된다. 그러나 상기 단시간, 장시간은 상기 수치에 한정되지 않음은 명백하다.The signal input to the
상기와 같이 평균치화된 두 개의 진동레벨 A,B는 나눗셈 연산부(47)로 전달 되어서 단시간 이동평균처리회로(45)로 평균치화된 진동레벨 A를 장시간 이동평균처리회로(46)로 평균치화 된 진동레벨 B로 나누는 나눗셈 연산처리가 수행된다.The two vibration levels A and B averaged as described above are transmitted to the
나눗셈 연산부(47)로부터 출력되는 (A/B)값은 진동저하상태 판단회로(49)에 전달되고, (A/B)의 값이 소정치이하에서 지속되는 시간 T보다 길 때에는 검지회로(51)로부터 슬래그유출값 지시 및 경보장치(55) 및 롱노즐제어기(57)에 그 신호를 발송하게 되고 롱노즐제어기에서는 롱노즐차단신호를 발생하여 유출되는 슬래그를 차단하게 된다.The (A / B) value output from the
그리고 진동분석기(35)에서의 A/B와 T의 쌍방의 조건이 성립할 때에 슬래그유출신호가 출력하는지, A/B의 조건만이 성립할 때에 출력하는지가 선택될 수 있도록 구성되고 있다. 이것은, 진동의 상태가 불안정의 경우에는 오검출을 피하기 위해서 A/B과 T의 쌍방의 조건이 성립할 필요가 있지만, 진동의 레벨상태가 안정되어 있는 경우에는 오검출의 염려가 없기 때문에 응답성을 향상시키기 위해서 A/B의 조건만으로 출력한다. 이 경우, 진동의 안정, 불안정의 판정은 자동으로 행할 수도 있고 슬래그유출지시 및 경보기(37)의 기록트랜드를 확인하고 조업자가 판단하여 선택할 수가 있다.And it is comprised so that the slag outflow signal may be output when the conditions of both A / B and T in the
도 9의 (b)는 상기와 같이 슬래그유출을 검지하였을 때의 진동 레벨 비(A/B의 값)의 변화를 나타내는 예이고, 도 9의 (a)는 이동평균처리를 수행하기 전의 진동레벨의 연속적인 변화를 나타낸다.FIG. 9B is an example showing the change of the vibration level ratio (value of A / B) when the slag outflow is detected as described above, and FIG. 9 (A) shows the vibration level before performing the moving average process. Indicates a continuous change of.
도 9의 (b)에 있어서, C의 시점에서 진동레벨의 비가 한계치인 0.8까지 감소하여 슬래그 유출을 검지하고 있다. 이 진동신호가 기록될 때에는 동시에 운전자 에 의한 턴디쉬내 용강 탕면위에 부상되어 목측으로 확인되었지만, 상기 C의 시각의 2초 후에 이와 같은 슬래그 유출이 검출되어졌다.In FIG. 9B, the ratio of vibration levels at time C decreases to a limit of 0.08, and the slag outflow is detected. When this vibration signal was recorded, the driver was injured on the molten steel in the tundish at the same time and confirmed to the neck side, but such a slag outflow was detected two seconds after the time of C.
하기의 표 1은 용융금속인 용강의 강종별로 진동레벨의 검출한계값을 구분한 일례이다. 진동레벨은 연속주조작업이 시작되는 시점에서는 용강의 유량변화가 심하기 때문에 진동레벨값이 조금 크게 나타나며 정상주조가 되었을 때는 진동평균값이 조금 적게 나타나며, 순용강이 주입될 때의 진동레벨값보다 슬래그가 유출될 때는 그 진동레벨값이 매우 작게 나타나게 되므로 그 시점을 정확하게 감지할 수 있다. 상기와 같은 검출한계값은 테이블로서 검출장치에 저장되어 사용된다.Table 1 below is an example of dividing the detection limit value of the vibration level for each steel type of molten metal. The vibration level is slightly larger because the flow rate of molten steel is severe at the time of continuous casting, and the average value of vibration is slightly smaller when normal casting is made, and the slag is higher than the vibration level when pure molten steel is injected. When outflowing, the vibration level value appears very small, so that the timing can be detected accurately. Such detection limit values are stored and used in the detection apparatus as a table.
이와 같은 본 발명에 의하면, 용강의 강종별로 진동레벨이 서로 상이하여도 슬래그 유출의 타이밍을 정확하게 판단할 수 있으며, 또한 슬래그 유출을 오검출할 확률이 낮으며, 슬래그 유출을 최소화시켜 차단함으로서 주조되는 주편의 품질을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to accurately determine the timing of the slag outflow even if the vibration level is different for each steel grade of the molten steel, and also has a low probability of misdetecting the slag outflow, is cast by minimizing the slag outflow It can improve the quality of cast steel.
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Legal Events
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E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
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FPAY | Annual fee payment |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |