KR101130719B1 - Method for sensing the melt level - Google Patents
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Abstract
본 발명은 스트립캐스팅 공정에 관한 것으로 쌍 롤 사이에 형성되는 탕면의 높이를 측정함에 있어, 용강의 출렁거림에 강인하면서 고속으로 탕면 높이를 측정하는 방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a strip casting process, and more particularly, to a method of measuring the height of a hot water surface at a high speed while being resistant to a molten steel in measuring the height of the hot water surface formed between a pair of rolls.
본 발명은 쌍롤식 박판주조공정의 탕면높이 제어방법에 있어서, 롤과 용강의 경계점을 볼 수 있도록 설치된 CCD 카메라에서 컴퓨터로 영상을 전송받고 전송된 영상을 바탕으로 위어와 에지댐 영역을 제외한 가능한 한 넓은 영역을 지정하고 그 영역을 분할하여 분할된 각 영역의 레벨을 구하고 그 레벨들의 평균을 구하여 용강의 높이를 측정하는 것을 특징으로 하는 탕면 불균일에 강인하면서 고속판단이 가능한 용강 높이 감지방법을 제공한다.The present invention is a method for controlling the height of the hot water in the twin-roll thin plate casting process, which is based on the image transmitted from the CCD camera installed to view the boundary point between the roll and the molten steel and then transferred to the computer. Provide a molten steel height detection method that is capable of high-speed determination while being robust against unevenness of water, characterized by designating a wide area and dividing the area to obtain the level of each divided area and calculating the average of the levels. .
쌍롤식 박판주조, 탕면높이, 감지Double roll type sheet casting, floor height, sensing
Description
도 1은 쌍롤식 박판주조기의 개략도,1 is a schematic view of a twin roll sheet casting machine,
도 2는 쌍롤식 박판주조기의 메니스커스 쉴드 및 카메라 장치 개략도,Figure 2 is a schematic diagram of the meniscus shield and camera apparatus of a twin roll sheet caster,
도 3은 탕면 이미지 및 이미지 분할 영역 개념도,3 is a conceptual diagram of the water level image and the image segmentation area;
도 4는 운전자 모니터링 화면을 나타내는 도면,4 is a view showing a driver monitoring screen;
도 5는 본 발명의 적용 결과로 얻은 레벨 측정 그래프.5 is a level measurement graph obtained as a result of the application of the present invention.
♠도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠ ♠ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♠
1 : 주조롤 2 : 래들1: casting roll 2: ladle
3 : 턴디쉬 4 : 침지노즐3: tundish 4: immersion nozzle
5 : 메니스커스 쉴드 6 : 브러쉬롤5: meniscus shield 6: brush roll
7 : 에지댐 8 : 주편7: edge dam 8: cast
12 : 메니스커스 쉴드 위어 13 : CCD 카메라12: meniscus shield weir 13: CCD camera
본 발명은 용탕으로부터 직접 응고 박판을 제조하는 쌍롤형 스트립캐스팅 공 정에 관한 것으로, 더 상세하게는 탕면높이 제어 기술로 용강의 출렁거림에 강인하게 동작하는 탕면높이 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a twin-roll strip casting process for producing a solidified thin plate directly from the molten metal, and more particularly to a method of measuring the height of the molten steel to operate robustly to the molten steel with the molten steel height control technology.
스트립캐스팅은 용강으로부터 2~6mm 두께의 열연 판재를 직접 주조함으로써 생산비용을 절감하는 새로운 철강 공정 프로세스이다. 도 1에 스트립캐스팅 공정의 개략도를 나타내었다. 주요한 설비로는 반대방향으로 회전하는 주조롤(1)과 주조롤(1)의 측면을 막아서 용탕풀을 형성하는 에지댐(7)과 래들(2)과 턴디쉬(3)로부터 주조롤(1) 사이로 용강을 주입하는 침지노즐(4) 그리고, 용탕면의 분위기를 불활성 분위로 유지하는 메니스커스 쉴드(5)가 있으며, 주조롤(1) 사이에서 주편(8)이 생산된다. 6은 브러쉬롤이다.Strip casting is a new steel processing process that reduces production costs by casting 2-6 mm thick hot rolled sheet directly from molten steel. 1 shows a schematic of the stripcasting process. The main equipment is the
이와 같은 쌍롤식 연속 주조 장치에서는 강판의 응고 측면에서 그리고 용강의 높이가 제어되지 않아 생기는 설비 사고의 관점에서 용강 높이를 일정한 레벨로 제어하는 것은 핵심 기술 중의 하나이다. 이러한 용강 높이 제어 기술의 바탕에는 당연히 용강 높이 감지 기술이 바탕이 되어야 한다. 용강 높이 제어기는 불확실한 주변 환경의 영향에 빠르게 대응하기 위해서 매우 빠른 속도로 동작한다. 따라서 용강 높이 감지 센서도 고속으로 동작할 것이 요구된다.In such a twin-roll continuous casting apparatus, it is one of the core technologies to control the molten steel to a constant level in terms of solidification of the steel sheet and in terms of equipment accidents caused by uncontrolled height of the molten steel. Of course, the molten steel height sensing technology should be the basis of the molten steel height control technology. Molten steel height controllers operate at very high speeds to respond quickly to uncertain environmental effects. Therefore, the molten steel height sensor is required to operate at a high speed.
쌍롤식 주조롤(1)은 인접하면서 평행으로 배치되고, 주조롤(1)의 끝단에는 용강을 지지하기 위한 에지댐(7)이 설치된다. 도 2는 메니스커스쉴드 부위의 확대도로서 도 2에서 보면 주조롤(1)과 탕면이 만나는 경계 부근에는 비스듬히 위어(weir)(12)로 불리는 평판이 삽입되어 용강 탕면에 부유하는 스컬이 롤에 혼입되는 것을 막고 있다. 탕면 위에는 메니스커스 쉴드(5)라 불리는 장치가 탕면을 밀폐시켜 분위기를 조성한다. 롤의 끝단이면서 메니스커스 쉴드(5) 위에 장착된 CCD 카메라(13)로 탕면의 높이를 측정한다. The twin roll
그러나, 구조적인 문제 때문에 카메라의 위치를 변경하는 것은 어렵다. 카메라가 보고 있는 영역은 부유물의 유동, 에지댐에서의 응고를 막기 위해 에지댐은 진동하고 있는데 이런 진동의 영향과 롤의 회전에 의한 용강의 출렁거림에 의해 롤과 용강의 경계면은 항상 불균일하다. However, it is difficult to change the position of the camera because of structural problems. In the area that the camera is looking at, the edge dam is vibrating to prevent the floating of the float and the solidification at the edge dam. The interface between the roll and the molten steel is always uneven due to the vibration and the rumble of the molten steel caused by the rotation of the roll.
CCD 카메라(13)를 사용하여 용강 높이를 감지하는 기존의 방법들에서는 위에서 언급한 경계면의 불균일에도 강인하게 동작하는 방법들이 현재까지 제안되지 않고 있다. In the existing methods of sensing the molten steel height using the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서,용강 탕면의 불균일에 강인하면서 고속으로 탕면 높이를 감지하는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object thereof is to provide a method for detecting the height of the hot water at a high speed while being robust against the unevenness of the molten steel.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 쌍롤식 박판주조공정의 탕면높이 제어방법에 있어서, 롤과 용강의 경계점을 볼 수 있도록 설치된 CCD 카메라에서 컴퓨터로 영상을 전송받고 전송된 영상을 바탕으로 위어와 에지댐 영역을 제외한 가능한 한 넓은 영역을 지정하고 그 영역을 분할하여 분할된 각 영역의 레벨을 구하고 그 레벨들의 평균을 구하여 용강의 높이를 측정하는 것을 특징으로 하는 탕면 불균일에 강인하면서 고속판단이 가능한 용강 높이 감지방법을 제공한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a method for controlling the height of a hot plate in a twin roll sheet metal casting process, which is based on an image transmitted and received from a CCD camera installed on a computer to view a boundary between a roll and molten steel. High-speed judgment is made by designing the widest possible area excluding the edge dam area and the edge dam area, and dividing the area to obtain the level of each divided area and the average of the levels to measure the height of molten steel. Provides a method of detecting molten steel height as much as possible.
또한, 본 발명은 상기 측정결과를 레벨선으로 표시하여 운전자를 안내함으로써 측정과 모니터링 기능을 겸비한 것을 특징으로 하는 탕면 불균일에 강인하면서 고속판단이 가능한 용강 높이 감지방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a molten steel height detection method capable of high-speed determination while being robust against the surface of the hot water, characterized in that it combines the measurement and monitoring functions by guiding the driver by displaying the measurement results in a level line.
이하, 본 발명의 구성 및 작용에 대하여 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the structure and effect | action of this invention are demonstrated in detail.
본 발명이 제안하는 탕면 높이 감지 방법에는 탕면과 롤 경계면의 불균일 요소에 대응하여 고속으로 판단해야 하는 기술적 과제가 있다. 도 3은 카메라 이미지의 롤, 탕면 그리고 탕면 경계면을 개념적으로 나타낸 것이다. 도 3에 표시된 전영역을 이미지 처리를 할 경우 강인한 특성을 가질 수 있지만 처리 속도가 떨어진다. 따라서 이를 해결하기 위해 일단 카메라 이미지를 일정 구간으로 나눈다. 처리영역1에서 픽셀(pixel)값이 문턱값(threshold) 이상 되는 픽셀의 수가 정해진 수를 넘어서면 다음 처리영역으로 넘어가서 같은 과정을 반복한다. 각 구간에서 레벨을 구하고 구해진 각 레벨을 평균함으로써 강인성과 고속 처리 측면을 상호 절충하여 목적을 달성한다.There is a technical problem in the method for detecting the height of the water surface proposed by the present invention to determine the high speed in response to the nonuniformity between the water surface and the roll interface. 3 conceptually illustrates the roll, tang surface and tang surface boundaries of the camera image. When the image processing the entire area shown in Figure 3 may have a robust characteristic, but the processing speed is low. Therefore, to solve this problem, the camera image is divided into a certain section. If the number of pixels whose pixel value is greater than or equal to the threshold in the
CCD 카메라(13)로부터 전송되는 영상을 프레임 그래버(frame grabber)로 받아서 컴퓨터에서 이미지 처리를 한다. 컴퓨터가 전송받는 이미지는 도 4와 같다. 위어와 에지댐을 제외한 영역으로 이미지 처리 대상 영역(14)과 같이 설정한다. (15)는 위험선을 표시하고 있는데 이는 용강이 넘쳐 메니스커스 쉴드 및 설비를 손상할 위험이 있는 지점이다. (16)은 제안된 방법으로 구해진 레벨을 탕면 이미지 위에 표시해서 운전자에게 알려준다. (17)은 수치로 표시된 레벨 값이며 (18)은 해당 픽셀값이다. (19)는 레벨 제어기로 전송되는 레벨을 전압값으로 환산한 값이다.
An image transmitted from the
상기와 같이 측정결과를 레벨선으로 표시하여 운전자를 안내함으로써 측정과 모니터링 기능을 겸비할 수 있게 된다.As described above, the measurement result is displayed on the level line to guide the driver, thereby enabling the measurement and monitoring function to be combined.
이하, 본 발명의 방법을 단계별로 정리한다.Hereinafter, the method of the present invention is summarized step by step.
1) CCD카메라로부터 영상을 입력 받는다.1) Receive image from CCD camera.
2) 전송된 영상 중에서 위어와 에지댐을 제외한 이미지의 영역을 설정한다.2) Set the area of the image except the weir and the edge dam in the transmitted image.
3) 이미지 분할 개수 n과 유효개수를 정한다.3) Determine the number of image divisions n and the effective number.
4) 처리영역1에서 픽셀값이 문턱값을 넘어서는 픽셀의 위치를 저장하고 개수를 센다.4) In the
5) 유효 개수를 넘어서면 픽셀 위치중 세로 위치의 합을 유효 개수로 나누어서 평균 세로 위치를 구한다.
이때, 유효 개수로 나누지 않고 픽셀들의 개수로 나누게 되면 유효하지 않은 부분의 값들까지 포함되게 되어 오히려 노이즈로 작용함으로써 평균값에 왜곡이 발생될 수 있으므로 유효한 개수로만 나누는 것이 바람직하다.5) If the effective number is exceeded, the average vertical position is obtained by dividing the sum of the vertical positions among the pixel positions by the effective number.
In this case, when dividing by the number of pixels rather than dividing by the effective number, even the values of the invalid part are included. Rather, it is preferable to divide by the effective number because distortion may occur in the average value by acting as noise.
6) 처리영역 2로 넘어가서 4) 5)를 반복한다.6) Go to processing
7) 처리영역 n 까지 4)부터 5)의 과정을 반복한다.7) Repeat the process 4) to 5) until processing area n.
8) 각 처리영역의 평균 세로 위치의 합에서 n을 나누어서 최종 용강 높이를 구한다.8) Determine the final molten steel height by dividing n from the sum of the average longitudinal positions of each treatment area.
9) 구해진 용강 높이를 이미지에 표시한다.9) Display the obtained molten steel height in the image.
상기의 방법으로 실행된 결과를 도 5에 나타내었다. 도 5는 실제 주조 중 본 발명에서 제안된 방법을 사용하여 레벨을 측정한 결과 그래프로서 탕면 불균일에 강인하면서 고속판단이 가능함으로써 안정적인 측정결과를 얻을 수 있게 된다.The results of the above method are shown in FIG. 5. 5 is a result of measuring the level using the method proposed in the present invention during the actual casting as a graph that can be obtained by a high-speed determination while being robust to the surface irregularities can be obtained a stable measurement results.
본 발명에 따르면 부유물의 유동, 에지댐의 진동 영향과 롤의 회전에 의한 용강의 출럼거림 등 원인으로 유발되는 롤과 용강 경계면이 불균일한 상황에서도 안정적으로 용강의 레벨을 감지할 수 있고 감지와 동시에 감지 레벨선과 위험 레벨선을 표시하는 운전자 모니터링 기능으로 조업을 안정화 시킬 수 있다.
According to the present invention, it is possible to stably detect the level of molten steel even in a situation where the interface between the roll and the molten steel caused by the flow of float, the vibration of the edge dam and the rumble of molten steel due to the rotation of the roll is uneven. Operation can be stabilized with operator monitoring which displays the detection level line and the danger level line.
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