KR101167997B1 - 탕면 레벨 안정화 방법 및 탕면 레벨 안정화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주형 내에서 발생되는 용강의 탕면레벨의 변동을 방지하기 위한 탕면 레벨 안정화 방법 및 탕면 레벨 안정화 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 탕면 레벨 안정화 방법은 용강을 공급받는 주형내 탕면 레벨의 변동을 측정하고, 측정값에 따라 주형에 주입되는 용강의 양을 결정하는 밸브를 제어하여 주형 내 용강의 탕면 레벨을 안정화하는 방법으로서, 레벨 센서로 주형 내 탕면 레벨을 측정하는 단계와; 상기 레벨 센서에서 측정된 계측값을 분석하여 탕면 레벨변동의 유형을 장주기, 산발주기 및 단주기로 구분하는 단계와; 레벨변동 유형에 대응되는 유형별 밸브제어를 적용하는 단계를 포함한다.

용융몰드플럭스, 연속주조기, 탕면레벨, 변동주기, 제어

Description

탕면 레벨 안정화 방법 및 탕면 레벨 안정화 시스템{Stabilization method of mold level variation and Stabilization system of mold level variation }

본 발명은 탕면 레벨 안정화 방법 및 탕면 레벨 안정화 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주형 내에서 발생되는 용강의 탕면레벨의 변동을 방지하기 위한 탕면 레벨 안정화 방법 및 탕면 레벨 안정화 시스템에 관한 것이다.

연속주조 공정은 성분이 조정된 용강을 턴디쉬에 받고, 이후 주형으로 공급하여 원하는 크기의 주편으로 연속 생산하는 공정이다.

주편의 연주설비는 용강을 중간용기인 턴디쉬(10)에 받고, 턴디쉬(10)의 바닥에 설치된 구멍(토출구)과 노즐(11)을 통해 주형(20)에 용강을 공급하여 연속적으로 주형(mold)모양의 단면을 갖는 금속 덩어리인 주편을 만들도록 구성된다.

주조작업 중에는 작업을 안전하게 하고, 건전한 주편을 제조하기 위해서 주형 내의 탕면레벨을 안정하게 유지하는 것은 필수적이다. 또한 탕면레벨이 불안할 경우 몰드 플럭스나 개재물이 용탕에 혼입되어 주편의 표면품질을 크게 저하시키 며, 주조 중 주편에 터짐이 발생하거나 주형 위로 용탕이 넘칠 경우 생산성을 크게 저하시키는 요인이 된다. 따라서 연속주조 공정에서는 주형내 용탕레벨을 안정적으로 유지하기 위해 여러 제어기법이 사용되고 있다.

연속주조 중 발생할 수 있는 탕면레벨 변동을 시간영역으로 보면 아주 복잡하고 다양하므로 레벨변동을 분류하는 것이 어렵다. 그러나 주파수 영역으로 나타낼 경우 주파수 대역별로 탕면변동을 분류할 수 있고, 각 대역별 탕면변동은 제어계 측면에서 상이한 특성을 지닌다.

장주기 레벨변동의 주파수는 주조속도와 스트랜드의 롤 배열, 주편에 뿌려주는 2차 냉각수 량과 밀접한 관련이 있는데, 종래에 고안된 레벨제어 기법은 대부분 장주기 탕면변동(벌징성 탕면변동)을 안정화하기 위해 많은 시도를 하였으나, 큰 레벨 변동에 대해 안정적으로 탕면변동을 제어하는 방법이 제공되지 못하고 있어서, 현재까지는 통상 장주기 탕면변동이 발생할 경우 그 변동량의 변화가 아주 느리기 때문에 조업자가 주조속도 감속과 같이 조업조건을 변경하는 방법으로 탕면변동에 대처하고 있는 실정이다.

단주기 탕면변동의 경우는 변동량 변화가 아주 빠르고, 크므로 조업자가 즉시 대처하지 않으면 조업사고로 이어진다. 하지만, 단주기 탕면변동은 레벨제어에 있어서 비교적 높은 주파수이므로 대처 방법이 몇 가지 있을 수 있고 간편하다. 가장 널리 사용되는 방법은 해당 주파수에 대해 밸브의 동작을 둔감하게 하기 위해 그 주파수 영역을 필터링 하는 기법인데 저주파수 대역 통과필터(low pass filter)나 노치필터(notch filter)를 많이 사용한다. 그러나 액상의 용융 몰드플럭스를 사 용하는 연속주조에서는 기존 분말상의 파우더를 사용하는 연속주조와는 달리 탕면파에 의한 단주기 탕면변동이 수 배나 크게 발생하여 주조작업을 안정하게 할 수 없을 뿐만 아니라, 탕면파의 주기도 복수 개로 복잡하게 나타나므로 단순히 하나의 기능적 제어 인자의 조작으로 단주기 탕면변동을 억제할 수 없다.

산발주기의 탕면변동은 그 원인이 다양하고, 주파수가 상대적으로 낮고 주파수 밴드가 명확하지 않으므로 제어기로 안정화하는 것이 거의 불가능하였다.

상기한 바와 같이 벌징성 장주기 탕면변동과 탕면파에 의한 단주기 탕면변동은 그 작용을 서로 반대로 해 주어야 탕면변동을 안정화할 수 있고, 장주기와 단주기 사이에 있는 산발주기의 탕면변동은 제어기적 접근보다 레벨계측방법을 개선함으로써 탕면을 안정화할 수 있으므로 탕면레벨 제어 시스템 전체에 하나의 게인값을 사용하는 연주기에서는 모든 탕면레벨 변동을 억제할 수 없으므로, 주형내 탕면레벨의 단주기, 장주기, 산발주기 탕면변동을 안정적으로 억제하는 제어 방법 및 제어 시스템이 요구된다.

본 발명의 실시형태는 파우더 몰드 플럭스를 사용하는 연속주조뿐만 아니라 용융 몰드플럭스를 사용하는 연속주조에서 장주기(벌징성 탕면변동), 단주기(탕면파), 산발주기 등과 같은 여러 가지 유형에 따른 탕면레벨 변동의 요인이 발생하더라도 탕면레벨을 안정하게 유지하도록 하는 탕면 레벨 안정화 방법 및 탕면 레벨 안정화 시스템을 제공한다.

또한, 탕면변동 유형을 주파수 영역에 따라 구분하고, 각 유형별로 다른 제어방법을 실시하여 탕면레벨을 안정하게 유지하도록 하는 탕면 레벨 안정화 방법 및 탕면 레벨 안정화 시스템을 제공한다.

또한, 장주기 탕면레벨 변동을 억제하기 위해서는 제어기를 적극적으로 반응시키고, 단주기 탕면레벨 변동을 억제하기 위해서는 제어기를 둔감하게 반응시키고, 산발주기 탕면레벨 변동을 억제하기 위해서는 탕면레벨 대표값 계측의 정확성을 향상시킬 수 있는 탕면 레벨 안정화 방법 및 탕면 레벨 안정화 시스템을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 탕면 레벨 안정화 방법은 용강을 공급받는 주형내 탕면 레벨의 변동을 측정하고, 측정값에 따라 주형에 주입되는 용강의 양을 결정하는 밸브를 제어하여 주형 내 용강의 탕면 레벨을 안정화하는 방법으로서, 레벨 센서로 주형 내 탕면 레벨을 측정하는 단계와; 상기 레벨 센서에서 측정된 계측값을 분석하여 탕면 레벨변동의 유형을 장주기, 산발주기 및 단주기로 구분하는 단계와; 레벨변동 유형에 대응되는 유형별 밸브제어를 적용하는 단계를 포함하며, 상기 탕면 레벨을 측정하는 단계에서 탕면 레벨 측정영역의 최대 면적은 주편 두께 * (주편 폭/2)이고, 최소 면적은 직경 150mm인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 탕면 레벨 안정화 방법은 용강을 공급받는 주형내 탕면 레벨의 변동을 측정하고, 측정값에 따라 주형에 주입되는 용강의 양을 결정하는 밸브를 제어하여 주형 내 용강의 탕면 레벨을 안정화하는 방법으로서, 레벨 센서로 주형 내 탕면 레벨을 측정하는 단계와; 상기 레벨 센서에서 측정된 계측값을 분석하여 탕면 레벨변동의 유형을 장주기, 산발주기 및 단주기로 구분하는 단계와; 레벨변동 유형에 대응되는 유형별 밸브제어를 적용하는 단계;를 포함하며, 상기 탕면 레벨을 측정하는 단계에서 상기 레벨 센서의 출력을 주형 폭에 대응하여 보정하는 것을 특징으로 한다. 상기 탕면 레벨을 측정하는 단계에서, 주형 폭이 넓어지는 것에 대응하여 레벨 센서의 출력을 감소시킬 수도 있다.

상기 탕면 레벨변동의 유형을 구분하는 단계에서 구분된 유형이 다수의 유형일 경우에는 구분된 유형에 따라 안정화할 탕면 레벨변동 유형의 우선순위를 결정하는 단계를 더 포함한다.

탕면 레벨변동 유형의 우선순위를 결정하는 단계에서, 탕면변동 유형 중 장주기보다 단주기를 우선순위로 결정하는 것을 특징으로 한다.
탕면 레벨변동 유형에 대응되는 유형별 밸브제어를 적용하는 단계에서, 상기 레벨 센서에서 측정된 계측값에서 단주기 탕면변동 모드가 검출되는 경우에는, 밸브를 제어하는 제어값을 정상상태에 대하여 비례제어게인값(P-게인값)은 줄이고, 적분제어게인값(I-게인값)은 늘리는 것을 특징으로 한다.

상기 탕면 레벨변동의 유형을 구분하는 단계는, 퓨리에 변환(Fourier Transformation)을 통하여 상기 레벨 센서에서 측정된 계측값을 주파수 영역에서 분석하여 2개 이상의 탕면변동 정점(peak)을 0.02 ~ 2Hz 사이에서 찾는 주파수 분석 과정을 포함한다.

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상기 주파수 분석 과정에서 주파수 대역을 0.02 ~ 0.2Hz, 0.2 ~ 0.5Hz, 0.5 ~ 2Hz로 구분하고, 0.02 ~ 0.2Hz은 장주기, 0.2 ~ 0.5Hz은 산발주기, 0.5 ~ 2Hz은 단주기로 탕면변동 유형을 구분하는 것을 특징으로 한다.

탕면 레벨변동 유형에 대응되는 유형별 밸브제어를 적용하는 단계에서, 상기 레벨 센서에서 측정된 계측값에서 단주기 탕면변동 모드가 검출되는 경우에는, 상기 계측값 중에서 검출된 각 단주기 탕면변동 모드에 해당되는 주파수 영역의 탕면 레벨 계측값을 노치필터로 필터링하여 수정값을 도출하고, 상기 수정값을 밸브의 제어값으로 입력하는 것을 특징으로 한다.

탕면 레벨변동 유형에 대응되는 유형별 밸브제어를 적용하는 단계에서, 상기 레벨 센서에서 측정된 계측값에서 단주기 탕면변동 모드를 검출할 때 계측값의 퓨리에 변환(Fourier Transformation) 후 정점 탐색을 다중 구간으로 구분하여 실시하는 것을 특징으로 한다.

탕면 레벨변동 유형에 대응되는 유형별 밸브제어를 적용하는 단계에서, 상기 레벨 센서에서 측정된 계측값에서 다중 모드의 단주기 탕면변동이 검출될 경우 고차 모드 노치필터에서 저차 모드 노치필터 순으로 필터링을 실시하는 것을 특징으로 한다.

탕면 레벨변동 유형에 대응되는 유형별 밸브제어를 적용하는 단계에서, 상기 레벨 센서에서 측정된 계측값에서 장주기 탕면변동 모드가 검출되는 경우에는, 밸브를 제어하는 제어값을 정상상태에 대하여 비례제어게인값(P-게인값)은 1 ~ 3배로 조정하고, 미분제어게인값(D-게인값)은 2 ~ 10배로 조정하는 것을 특징으로 한다.

탕면 레벨변동 유형에 대응되는 유형별 밸브제어를 적용하는 단계에서, 상기 레벨 센서에서 측정된 계측값에서 장주기 탕면변동 모드가 검출되는 경우에는, 레벨변동의 크기에 대응하여 밸브의 위치를 보정하는 것을 특징으로 한다.

보정하는 밸브의 위치는 장주기 탕면변동 모드의 주파수 진폭에 비례하여 결정되는 것을 특징으로 한다.

상기 주형 내 용탕의 상부에 공급되는 몰드 플럭스는 액상의 용융 몰드 플럭스 및 분말형의 파우더 플럭스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 탕면 레벨 안정화 시스템은 주형 내 용강의 탕면 레벨을 안정화하는 시스템으로서, 주형에 주입되는 용강의 양을 결정하는 밸브를 포함하는 주조수단과; 상기 주조수단으로부터 적어도 주형 내 탕면 레벨, 주형의 폭, 주조 속도를 포함하는 주조인자를 측정하는 측정수단과; 측정수단에서 계측된 주조인자를 수집하고, 수집된 주조인자를 분석하여 탕면 레벨변동의 유형을 장주기, 산발주기 및 단주기로 구분하고 각 유형별 보정인자를 도출하는 전산수단과; 전산수단에서 도출된 각 탕면 레벨변동 유형에 따라 보정인자를 적용하여 적어도 상기 밸브의 작동을 제어하는 제어수단을 포함한다.

상기 측정수단은 주형 내 탕면 레벨을 측정하는 레벨 센서를 포함하고, 상기 레벨 센서의 검출 영역의 최대 면적은 주편 두께 * (주편 폭/2)이고, 최소 면적은 직경 150mm인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면 주형 내의 탕면레벨의 변동을 유형별로 구분하고, 탕면레벨 유형별로 제어방법을 구분하여 실시함에 따라 다양한 탕면레벨의 변 동에도 탕면을 안정화시킬 수 있는 효과가 있다. 이에 따라 주편의 품질을 향상시키고, 주조작업의 안정성 확보 및 생산량을 향상시킬 수 있다.

그리고, 탕면레벨의 제어를 유형별로 제어함으로써 탕면변화에 대하여 효과적으로 대응할 수 있기 때문에 파우더 몰드 플럭스를 사용하는 연속주조뿐만 아니라 용융 몰드플럭스를 사용하는 연속주조에서도 탕면을 안정적으로 유지할 수 있다.

또한, 장주기 탕면레벨 변동을 억제하기 위해서는 제어기를 적극적으로 반응시키고, 단주기 탕면레벨 변동을 억제하기 위해서는 제어기를 둔감하게 반응시키고, 산발주기 탕면레벨 변동을 억제하기 위해서는 탕면레벨 대표값 계측의 정확성을 향상시킬 수 있기 때문에 다양한 탕면레벨 변동에도 각 유형별 탕면을 안정하 시킬 수 있어 주편의 품질을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 탕면레벨 제어시스템이 구비된 연속 주조기의 구성도이고, 도 2a는 연속주조 중 발생하는 탕면레벨 변동을 주파수 영역에서 본 개념도이며, 도 2b는 탕면에서 발생하는 표면파에 의한 탕면변동 모드를 보여주는 개념도이고, 도 3a은 본 발명의 일실시예에 따른 탕면 레벨 안정화 방법을 보여주는 순서도이며, 도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 탕면 레벨 안정화 시스템을 보여주는 구성도이고, 도 4는 몰드 폭에 따른 레벨계측 값의 오차를 나타내는 그래프이고, 도 5a는 넓은 영역의 탕면레벨을 계측하는 본 발명에 따른 레벨센서 출력값과 종래의 레벨 센서 출력값을 비교하는 그래프이며, 도 5b는 넓은 영역의 탕면레벨을 계측하는 본 발명에 따른 레벨센서 출력값의 FFT 결과와 종래의 레벨 센서 출력값의 FFT 결과를 비교하는 그래프이고, 도 6은 본 발명에 따른 단주기 탕면변동을 안정화하는 순서도이며, 도 7은 본 발명에 따른 단주기 탕면변동 방법을 적용한 실시예를 나타내는 그림이고, 도 8은 본 발명에 따른 장주기 탕면변동 방법을 적용한 실시예를 나타내는 그림이다.

먼저, 본 발명은 탕면의 레벨변동을 주파수 대역별로 구분하고, 구분된 유형별로 탕면을 안정하는 방법을 구별하여 적용함에 따라 용탕의 상부에 공급되는 몰드 플럭스로 분말상의 파우더 몰드 플럭스가 공급되는 연속주조 방법뿐만 아니라 탕면파에 의한 단주기 탕면변동이 수 배나 크게 발생하는 액상의 용융 몰드 플럭스가 공급되는 연속주조 방법에도 적용될 수 있다.

그리고, 본 발명의 바람직한 설명을 위하여 탕면 레벨의 유형에 대하여 선행하여 설명하도록 한다.

도 2a에 도시된 바와 같이 주형 내의 탕면레벨 변동을 주파수로 변환하면, 탕면레벨 변동을 주파수 영역으로 구분할 수 있는데, 탕면변동 유형은 주파수에 크기에 따라 장주기, 산발주기 및 단주기로 분류한다. 이때 단주기는 탕면파에 의한 탕면변동으로 다시 세분될 수 있는데, 도 2b에 도시된 바와 같이 탕면파의 파형에 따라 단주기 탕면변동 모드를 n=1인 모드, n=2인 모드 및 n=3인 모드로 구분한다. 여기시 n은 탕면파의 모드를 나타내는 정수이다. 통상 1.5m 이하의 협폭을 갖는 주형에서는 저차 모드인 n=1인 탕면파 나타나고, 1.5.m 이상의 광폭인 경우 고차 모드인 n=2,3인 탕면파가 나타나며, 탕면변동 크기는 저차 모드 일수록 큰 경향을 보인다.

도 1 및 도 3a에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 적어도 주형(20)에 주입되는 용강의 양을 결정하는 밸브(30)를 포함하는 주조수단(100)과; 상기 주조수단(100)으로부터 적어도 주형(20) 내 탕면 레벨, 주형(20)의 폭, 주조 속도를 포함하는 주조인자를 측정하는 측정수단(200)과; 측정수단(200)에서 계측된 주조인자를 수집하고, 수집된 주조인자를 분석하여 탕면 레벨변동의 유형을 장주기, 산발주기 및 단주기로 구분하고 각 유형별 보정인자를 도출하는 전산수단(300)과; 전산수단(300)에서 도출된 각 탕면 레벨변동 유형에 따라 보정인자를 적용하여 적어도 상기 밸브(30)의 작동을 제어하는 제어수단(400)을 포함한다.

주조수단(100)은 용강을 이용하여 주편을 주조하는 수단으로서, 도 1에 도시된 바와 같이 용강이 일시적으로 보관되는 턴디쉬(10;tundish)가 구비되고, 턴디쉬(10)의 하부에는 턴디쉬(10)의 하부에 연결되는 노즐(11)을 통하여 용강을 공급 받아 소정의 두께와 폭을 갖는 주편으로 생산하는 주형(20;mold)이 설치되며, 주형(20)의 하부에는 주편을 안내하는 복수개의 스트랜드(21;strand)이 설치된다. 이때 턴디쉬(10)의 내부 또는 턴디쉬(10)와 노즐이 결합부에는 노즐(11)로 공급되는 용강의 유량을 조절하는 밸브(30)가 구비된다.

측정수단(200)은 주편의 주조시 다양하게 변동되는 주조 인자를 측정하는 수단으로서, 각종 센서를 이용하여 상기 주조수단(100)으로부터 적어도 주형(20) 내 탕면 레벨, 주형(20)의 폭, 주조 속도를 측정한다. 특히 주형(20) 내 탕면 레벨을 실시간으로 측정하기 위하여 레벨 센서(41)를 포함한다.

상기 레벨 센서(41)는 탕면의 레벨을 측정할 수 있다면 어떠한 방식의 레벨 센서가 적용되어도 무방하다. 예를 들어 방사선을 이용하는 방식의 레벨 센서와 와전류를 이용하는 방식의 레벨 센서를 적용할 수 있다. 이렇게 다양한 방식의 레벨 센서가 적용될 수 있다. 본 발명에서는 레벨 센서(41)의 검출 영역에 대한 범위를 한정하는데, 그 범위는 검출되는 탕면의 최대 면적이 주편 두께 * (주편 폭/2)이고, 최소 면적이 직경 150mm인 것이 바람직하다. 그 이유는 종래에 상용화되어 널리 보급된 레벨 센서는 센서 주위 직경 약 100mm 정도에 해당하는 면적의 탕면레벨을 계측하여 출력하는 것이었다. 따라서 국부적인 탕면변동이 있을 경우 주형(20) 내 모든 영역의 탕면레벨을 대표하는 값을 제공하지 못하였다. 따라서 그 출력을 이용하여 용강 공급량을 조절하는 밸브(30)를 제어할 경우 오히려 탕면레벨의 불안정을 초래하였다. 이러한 경우 산발주기의 주파수 영역에 해당하는 탕면레벨 변동이 발생하고 품질과 조업을 악화시키는 요인이 되었다. 따라서 이러한 산발주기의 탕면레벨을 안정화하기 위해서는 근본적으로 레벨 센서(41)가 넓은 영역의 레벨을 계측하여 가능한 주형 내 용탕레벨 대표값을 제공하는 것이 바람직하다. 따라서 본 발명에서는 레벨 센서(41)를 중심으로 직경 약 150mm 이상의 탕면 면적에 해당하는 레벨을 계측하여 밸브(30)의 조절에 이용한다. 상기 직경이 150mm 이하일 경우 종래 레벨 센서의 검출 영역인 100mm에 비해 개선 정도가 2배 이하이므로, 탕면 안정화에 큰 효과가 없게 된다. 그리고, 레벨 센서(41) 검출 영역의 상한치는 주조수단의 구조상 허용할 수 있는 한 광범위한 것이 바람직하다. 이에 따라 레벨 센서(41) 검출 영역의 상한치는 주형(20)이 중앙에 배치되는 노즐(11)과 간섭되지 않도록 주편 두께 * (주편 폭/2)로 한정하는 것이 바람직하다. 예를 들어 주조수단(100)에서 주편의 두께가 250mm, 주조 최소폭(w)이 950mm, 침지노즐 직경(d)이 약 150mm 인 경우 레벨 센서(41)가 검출할 최대 폭은 (w-d)/2인 400mm이므로 400mm 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 경우는 레벨 검출 영역을 정의하는 직경이 주편의 두께보다 크므로 직경의 의미가 없게 되고, 검출영역은 주편 두께에 해당하는 250mm * 검출 폭 400mm가 검출영역으로 정의된다. 다만, 레벨 센서(41)의 검출 영역이 주형(20)의 폭보다 넓을 경우에는 레벨 센서(41)가 탕면과 더불어 주형(20)의 내벽 영역까지 계측함에 따라 레벨 계측값에 오차가 발생된다.

그리고 주형(20)의 폭보다 작은 영역을 검출하는 레벨 센서(41)를 사용하더라도, 레벨 센서(41)의 위치가 주형(20)의 단변 쪽으로 위치할수록 폭 변경에 의한 영향을 받게 되므로 레벨의 계측값에 오차가 발생된다. 이에 따라 레벨 센서(41)의 출력을 주형(20) 폭에 대응하여 보정하는 과정이 필수적이다. 도 4는 주형(20) 폭 에 따른 레벨 계측값의 오차를 나타내는 그래프로서, 도 4에 도시된 바와 같이 주형(20)의 폭이 넓어져서 탕면의 레벨 측정영역이 레벨 센서의 검출영역보다 넓을 경우에는 주형(20) 폭이 넓어지는 것에 대응하여 레벨 센서(41)의 출력을 감소시키는 것이 바람직하다. 그래서, 레벨 센서(41)가 국부지역의 탕면 변동에 의해 민감하게 반응하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

종래의 100mm 영역을 검출하는 레벨 센서를 이용한 종래예와 본 실시예에 따른 레벨 센서를 사용하여 발명에 대하여 실제 주조에서 산발주기 레벨변동을 억제한 비교를 도 5a 및 5b에 나타내었다. 도 5a에서 알 수 있듯이 종래의 레벨 계측 결과에 비해 본 발명의 레벨 계측의 결과가 탕면레벨을 제어하기에는 탁월하게 유리함을 알 수 있고, 도 5b에서 0.3 ~ 0.6Hz 범위 주파수 대역의 탕면변동을 특히 안정화할 수 있음을 알 수 있다.

전산수단(300)은 측정수단(200)에서 계측된 주조인자를 수집하고, 수집된 주조인자를 분석하여 탕면 레벨변동의 유형을 장주기, 산발주기 및 단주기로 구분하고 각 유형별 보정인자를 도출하는 수단으로서, 연속주조 공정에 사용되는 전산장치(PLC)가 사용될 수 있다. 상기 전산수단(300)에서는 예를 들어 측정된 레벨 계측값을 주파수로 변환하여 분석하고, 주파수의 정점을 탐색하며, 주파수 중 특정 주파수를 검출하고, 이에 따라 탕면 변동 유형을 판단하며, 유형 판단에 의해 우선 제어 유형을 결정하고, 주파수의 필터링 인자 및 보정인자를 결정한다.

제어수단(400)은 상기 전산수단(300)에서 도출된 각 탕면 레벨변동 유형에 따라 보정인자를 적용하여 적어도 상기 밸브(30)의 작동을 제어하는 수단으로서, 밸브(30)를 작동시키는 밸브 조절기(31)와, 상기 밸브 조절기(31)에 제어값을 제공하는 레벨 제어기(40,level controller)를 포함한다. 상기 레벨 제어기(40)는 상기 레벨 센서(41)의 출력값에 따라 밸브 조절기(31)를 조절하여 주형(20) 내 용탕의 레벨을 일정하게 유지하는 기능을 한다. 이때 상기 레벨 제어기(40)는 상기 전산장치(PLC)와는 별도로 구비되는 컴퓨터(PC) 또는 워크스테이션(workstastion)이 사용된다. 그리고, 상기 레벨 제어기(40)는 적어도 PID 제어를 위한 PID 제어기(미도시)가 구비된다. 여기서 PID 제어기란 PID제어를 조절하는 수단으로서 PID제어는 비례제어(P;Proportional), 적분제어(I;Integral), 미분제어(D;Differential)를 함께하는 제어 알고리즘이다.

상기 제어수단(400)에서는 예를 들어 상기 전산수단(300)에서 결정된 주파수 필터링 인자 및 보정인자를 밸브 조절기(41)에서 적용하여 밸브 조절기(31)를 제어함에 의해 밸브(30)의 작동을 결정한다.

다음으로, 상기와 같이 구성되는 탕면 안정화 시스템을 이용하여 탕면을 안정화시키는 방법에 대하여 설명한다.

도 3b에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 탕면 레벨 안정화 방법은 크게 레벨 센서(41)로 주형(20) 내 탕면 레벨을 측정하는 단계와; 상기 레벨 센서(41)에서 측정된 계측값을 분석하여 탕면 레벨변동의 유형을 장주기, 산발주기 및 단주기로 구분하는 단계와; 레벨변동 유형에 대응되는 유형별 밸브제어를 적용하는 단계를 포함한다. 그리고, 상기 탕면 레벨변동의 유형을 구분하는 단계에서 구분된 유형이 다수의 유형일 경우에는 구분된 유형에 따라 안정화할 탕면 레벨변동 유형의 우선순위를 결정하는 단계를 더 포함한다.

먼저, 레벨 센서(41)를 이용하여 주형(20) 내 탕면 레벨을 측정한다. 이때 전술된 설명에서와 같이 최대한 탕면의 넓은 영역을 검출하여 탕면레벨의 계측값에 대한 오차를 감소시킨다. 그리고, 탕면레벨의 계측값을 안정적으로 검출하기 위해서 탕면레벨을 측정하는 취득주기는 0.2초 이하로 하는 것이 바람직하다. 취득주기가 0.2초 이상일 경우는 1Hz 이상의 탕면변동을 안정적으로 검출할 수 없으므로 탕면파에 의한 고주기 탕면변동을 검출할 수 없다.

그리고, 탕면레벨의 계측값을 유형별로 구분하기 위하여 먼저 레벨 센서(41)에서 측정된 계측값을 주파수로 변환한다. 레벨 센서(41)로부터 계측된 레벨값을 퓨리어변환(FFT; Fast Fourier Transformation)하고, 변환된 주파수 중에서 후술되는 탕면 레벨변동의 유형을 구분하기 위하여 변환 값에서 나타나는 정점(peak)들을 찾는다. 정점의 개수는 최대치부터 시작하여 적어도 2개 이상으로 하고, 검출 주파수 영역은 0.02Hz ~ 2Hz 사이로 한정한다.

그리고, 상기 주파수 검출의 결과로부터 정해진 주파수 대역과 크기에 해당하는 값이 있는지 비교 연산하여 탕면 레벨변동의 유형을 구분한다. 이때 연산을 하기 위한 각 탕면 변동 별 주파수 대역 조건은 다음과 같다. 장주기 탕면변동의 경우 주파수 영역은 0.02 ~ 0.2Hz이고, 산발주기 탕면변동의 경우 주파수 영역은 0.2 ~ 0.5Hz이며, 단주기 탕면변동의 경우 주파수 영역은 0.5 ~ 2Hz이다. 즉, 변환된 주파수 중 0.02 ~ 0.2Hz 범위의 주파수가 존재하면 장주기 탕면변동 유형으로 구분하고, 0.2 ~ 0.5Hz 범위의 주파수가 존재하면 산발주기 탕면변동 유형으로 구분하며, 0.5 ~ 2Hz 범위의 주파수가 존재하면 단주기 탕면변동 유형으로 구분한다.

그리고, 상기 각 주파수 영역에서 퓨리에 변환한 정점 값이 아주 작을 경우는 그 주파수에 해당하는 탕면변동이 있어도 주편의 품질에는 영향을 미치지 않으므로 정점크기의 한계치는 주편품질 및 조업에 미치는 영향을 고려하여 상황에 맞게 알맞게 설정해야 한다.

탕면변동 유형이 구분되었다면 그 유형에 대응하여 탕면을 안정화시킨다. 다만, 구분된 탕면변동 유형이 복수개가 존재할 경우에는 탕면변동의 유형에 따라 안정화할 탕면 레벨변동 유형의 우선순위를 결정한다.

전술된 바와 같이 장주기 주파수 영역과 단주기 주파수 영역에 동시에 정점이 발생할 경우 두 경우는 밸브(30)의 제어를 반대로 작용해야 하므로 어느 변동을 우선적으로 안정화해야 할지 결정해야 하여야 한다. 이때 단주기 탕면변동을 억제하기 위해 밸브(30)에 동작을 취하면 대체로 5개 이내의 변동주기(수 초) 내에 탕면은 안정화되지만, 장주기 탕면변동은 여러 개 또는 수십 개의 변동주기 시간(수 분)이 소요된다. 따라서 단주기 탕면변동을 우선적으로 제어한 다음, 장주기 탕면변동을 제어하는 것이 타당하다. 이에 따라 여러 유형의 탕면변동이 함께 존재하는 경우는 단주기 탕면변동을 우선 제어한 다음 장주기 탕면변동을 제어하고, 하나의 탕면변동이 유형이 존재하는 경우에는 각각에 적합한 제어를 한다.

이렇게 탕면 레벨변동 유형에 대한 제어 우선순위가 결정되었다면 결정된 우선순위에 따라 순차적으로 각 탕면 레벨변동 유형에 대응되는 유형별 밸브제어를 적용하여 탕면을 안정화시킨다.

이하에서는 각 유형별 탕면 레벨변동이 발생할 경우에 대하여 PID 제어기에서 레벨 제어기(40)에 가하는 동작을 정리하였다.

주형(20) 내의 용탕 자유표면에서는 탕면파가 종종 발생하게 된다. 탕면파의 주파수(fw)는 주조하는 주편의 폭(주형의 폭)에 의해 하기의 관계식 1과 같이 결정된다.

<관계식 1>

관계식 1에서 n은 탕면파의 모드로 정수이며, g는 중력가속도, L은 주형의 폭을 나타낸다. 주편 폭이 900 ~ 2000mm 일 경우 n=1에 해당하는 주파수는 0.625 ~ 0.931Hz 범위 내에 존재하며, n=2에 해당하는 일 때 그 폭에 해당하는 주파수는 0.883 ~ 1.317Hz, 1.082 ~ 1.613Hz 이다. 설비의 복잡성에 따른 오차를 감안할 때 상기의 주편 폭을 주조할 경우는 단주기 탕면변동 유형의 탕면파에 의한 탕면변동이 발생하는 것으로 생각할 수 있다.

먼저, 단주기 탕면변동 유형의 제어방법에 대하여 설명하자면, 단주기 탕면변동의 유형은 그 원인이 탕면파에 의한 것이므로 레벨 변동에 따라서 용강주입량을 밸브(11)로 조절할 경우 오히려 탕면변동을 더 조장하는 결과를 초래한다. 따라서 레벨 계측값에 따른 레벨 제어기(40)의 반응을 둔감하게 하는 것이 중요하다. 이에 따라 PID 제어기의 비례제어게인값(P-게인값)을 줄여야 하고, 더 큰 효과를 얻기 위해서는 적분제어게인값(I-게인값)을 늘리는 것이 바람직하다.

그리고, 본 발명에서는 단주기 탕면변동 유형에 대한 보다 적극적인 대응으로 검출한 단주기 주파수 영역에 대해 밸브(30)가 동작하지 않게 할 수 있다. 그 방법은 검출한 레벨 계측값이 노치필터(notch filter)를 거치게 하였고, 탕면변동을 야기한 주파수 성분이 제거된 신호를 밸브 조절기(31)에 제공함으로써 단주기 탕면변동에 대해 더 이상 동작하지 않게 할 수 있다.

또한, 광폭의 주편을 생산할 경우 탕면파에 의한 레벨 변동은 하나의 모드(mode)만 발생하는 것이 아니라 두 개 이상의 다중 모드가 발생할 수 있다. 이때 제어 알고리즘을 단순하게 구성하기 위해서는 0.5Hz ~ 2Hz 대역의 밴드 노치필터(band notch filter)를 사용할 수도 있다. 하지만, 공정이 빠른 제어를 해야 할 경우는 0.5Hz ~ 2Hz 대역과 같이 큰 대역의 노치필터를 사용할 경우 제어 시스템의 지연을 초래하므로 탕면레벨의 안정적 제어에 불리하다.

따라서 두 모드 이상의 탕면파에 의한 탕면레벨의 변동이 발생할 경우는 도 6과 같이 각 모드에 대한 노치필터를 각각 순차적으로 적용하는 것이 안정적이다. 이때 고차의 모드를 먼저 안정화하는 것이 유리하다. 노치필터의 밴드(band)는 시스템의 안정성을 고려하여 현장에서 적정화할 인자이며, 본 발명의 예에서는 0.2Hz 이다.

다중모드 탕면파가 발생할 경우 퓨리에 변환(FFT)한 결과치의 정점들을 탐색하는 것은 아주 중요하다. 안정적이고 신속한 정점 탐색 및 필터 적용 주파수 결정을 위해 정점 탐색을 두 구역으로 나누어 한 구역은 n=1모드 근처만 탐색하고, 나머지 한 구역은 n=2와 n=3 근처의 주파수 영역을 탐색하게 한다. 이렇게 할 경우 각 모드가 중복되게 탐색될 가능성도 없앨 수 있고, 신속하게 탐색할 수 있으므로 원하는 목적인 안정성과 신속성을 쉽게 달성할 수 있다.

특히 단주기 탕면변동이 주로 발생되는 고속의 주조수단(100)에 본 발명을 적용할 경우 제어수단(400)의 시간 지연을 최소화해야 한다. 이에 따라 본 발명은 제어수단(400)과 전산수단(300)으로 별도로 구비하여 처리시간을 단축하였다. 상세하게 설명하자면 전산장치(PLC) 내에서 주파수 분석하는 프로그램을 구성할 경우 로직이 복잡하고, 프로그램 내용이 길어서 시간이 많이 소모된다. 외부에 워크스테이션(workstation) 이나 컴퓨터(PC) 같은 전산수단을 두고 제어수단(400)과 전산수단(300)간 통신을 활용하면 시간을 충분히 확보 가능하다. 제어수단(400)과 전산수단(300)을 직접 연결하거나 통신을 활용하여 레벨 측정치, 주형(20) 폭, 주조속도, 밸브(30) 동작정보 등 필요 정보를 실시간으로 보내고, 전산수단(300)에서는 주파수 분석, 탕면레벨 변동 유형 분류, 밸브(30)에 적용해야 할 제어 모드 결정, 노치 필터링 할 주파수 결정 등을 수행하여 제어모드와 주파수 정보를 전산장치(PLC)로 실시간 전송한다. 제어수단(400)은 제어모드와 주파수 정보를 받아 전산장치(PLC) 내부에 있는 필터기능을 사용하여 밸브(30) 제어량을 밸브 조절기(31)로 전송한다. 상기와 같은 시스템을 구성할 경우 제어 주기를 수십 ms 이내로 확보할 수 있으므로 도 7의 예와 같이 고속의 연주공정에도 적용 가능하다.

다음으로 장주기 탕면변동의 제어 방법에 대하여 설명하자면, 장주기 탕면변동의 유형은 주조수단(100)의 주형(20) 아래에 있는 스트랜드(21) 내에서 발생하는 벌징성 외란이 그 주된 원인이다. 따라서 레벨 계측값에 따른 레벨 제어기(40)의 반응을 민감하게 하는 것이 중요하다. 이는 레벨변동에 따라 용강주입량을 최대한 빨리 조절해야 하므로 PID 제어기의 비례제어게인값(P-게인값)을 제어계가 발산하지 않는 범위 내에서 늘려야 한다. 또한 더 큰 효과를 얻기 위해서는 미분제어게인값(D-게인값)을 늘리는 것이 유리하다. 탕면변 계측값을 퓨리에 변환(FFT)한 결과로부터 정점을 지니는 변동의 주파수 대역이 0.05Hz ~ 0.2Hz 인 경우, 그리고 그 주파수(f_p )가 관계식 2와 부합하는 경우 장주기 탕면변동으로 정의한다.

<관계식 2>

관계식 2에서 v는 주조속도를 나타내며, p는 스트랜드 내의 롤간 거리(roll pitch)를 나타내는데 상기 롤은 주형 직하부터 응고가 완료되는 지점까지의 롤로 한정한다. 장주기 탕면변동이 발생할 경우 그 탕면변동 계측값의 퓨리에 변환(FFT)한 진폭(amplitude)에 비례하여 비례제어게인값(P-게인값)을 정상상태에 비해 1~3 배까지 높게 조절하여 사용하며, 미분제어게인값(D-게인값)은 정상상태 대비 2 ~ 10배 크게 한다.

상기와 같은 게인값의 조절로 장주기 탕면변동이 품질관리와 연관한 레벨변동의 수준(통상 +/- 1~5mm로 설정하여 사용함) 이상으로 안정화되지 않을 경우에는 보다 적극적인 방법이 필요하다.

이에 따라 본 발명은 탕면변동의 크기와 밸브(30) 위치의 관계를 추적하여 레벨 변동의 크기에 비례하게 밸브(30)의 위치를 미리 보정하는 방법을 사용한다. 장주기 탕면변동의 주파수가 fp이고, 진폭이 A인 경우 보정하는 밸브의 위치(x)는 관계식 3과 같다.

<관계식 3>

관계식 3에서 X₀는 밸브위치 보정 직전에 발생하고 있는 장주기 탕면변동 주기의 정수 배 주기에 해당하는 밸브위치를 평균한 값이며, k는 실수의 상수, φ는 위상차를 나타낸다. 상기 k와 φ는 연주기 제어시스템의 동적 특성과 연관한 값으로 이는 주조수단마다 달라서 적정화해야 한다. 본 발명에 의한 실시 예를 도 8에 나타내었다.

마지막으로 산발주기 탕면변동 유형의 제어는 밸브(30)의 제어기적 접근보다 레벨계측방법을 개선함으로써, 산발주기 탕면변동 유형에 따라 별도의 밸브(30)의 제어값을 수정하여 밸브(30)를 제어하는 과정은 필요치 않다. 다만, 전술된 바와 같이 시스템에 검출 영역이 넓은 레벨 센서(41)를 적용함에 따라 산발주기 탕면변동 유형으로 구분되는 검출값을 불필요한 검출을 예방하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 본 발명에서 제공하는 레벨 센서(41)로 탕면레벨을 측정하고, 탕면변동의 주기를 분석하여 안정화할 탕면변동을 구분하며, 제어해야 할 탕면변동의 순서대로 각 탕면변동의 유형에 따라 밸브(30)의 제어 방법을 적용함으로써 탕면레벨을 안정적으로 유지한 상태로 연속주조를 할 수 있다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

도 1은 탕면레벨 제어시스템이 구비된 연속 주조기의 구성도이고,

도 2a는 연속주조 중 발생하는 탕면레벨 변동을 주파수 영역에서 본 개념도이며,

도 2b는 탕면에서 발생하는 표면파에 의한 탕면변동 모드를 보여주는 개념도이고,

도 3a은 본 발명의 일실시예에 따른 탕면 레벨 안정화 방법을 보여주는 순서도이며,

도 3b는 본 발명의 일실시예에 따른 탕면 레벨 안정화 시스템을 보여주는 구성도이고,

도 4는 몰드 폭에 따른 레벨계측 값의 오차를 나타내는 그래프이고,

도 5a는 넓은 영역의 탕면레벨을 계측하는 본 발명에 따른 레벨센서 출력값과 종래의 레벨 센서 출력값을 비교하는 그래프이며,

도 5b는 넓은 영역의 탕면레벨을 계측하는 본 발명에 따른 레벨센서 출력값의 FFT 결과와 종래의 레벨 센서 출력값의 FFT 결과를 비교하는 그래프이고,

도 6은 본 발명에 따른 단주기 탕면변동을 안정화하는 순서도이며,

도 7은 본 발명에 따른 단주기 탕면변동 방법을 적용한 실시예를 나타내는 그림이고,

도 8은 본 발명에 따른 장주기 탕면변동 방법을 적용한 실시예를 나타내는 그림이다.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

100: 주조수단 200: 측정수단

300: 전산수단 400: 제어수단

10: 턴디쉬 11: 노즐

20: 주형 21: 스트랜드

30: 밸브 31: 밸브 조절기

40: 레벨 제어기 41: 레벨 센서

Claims (17)

1. 용강을 공급받는 주형 내 탕면 레벨의 변동을 측정하고, 측정값에 따라 주형에 주입되는 용강의 양을 결정하는 밸브를 제어하여 주형 내 용강의 탕면 레벨을 안정화하는 방법으로서,

   레벨 센서로 주형 내 탕면 레벨을 측정하는 단계와;

   상기 레벨 센서에서 측정된 계측값을 분석하여 탕면 레벨변동의 유형을 장주기, 산발주기 및 단주기로 구분하는 단계와;

   레벨변동 유형에 대응되는 유형별 밸브제어를 적용하는 단계;를 포함하며,

   상기 탕면 레벨을 측정하는 단계에서 탕면 레벨 측정영역의 최대 면적은 주편 두께 * (주편 폭/2)이고, 최소 면적은 직경 150mm인 탕면 레벨 안정화 방법.
2. 용강을 공급받는 주형내 탕면 레벨의 변동을 측정하고, 측정값에 따라 주형에 주입되는 용강의 양을 결정하는 밸브를 제어하여 주형 내 용강의 탕면 레벨을 안정화하는 방법으로서,

   레벨 센서로 주형 내 탕면 레벨을 측정하는 단계와;

   상기 레벨 센서에서 측정된 계측값을 분석하여 탕면 레벨변동의 유형을 장주기, 산발주기 및 단주기로 구분하는 단계와;

   레벨변동 유형에 대응되는 유형별 밸브제어를 적용하는 단계;를 포함하며,

   상기 탕면 레벨을 측정하는 단계에서 상기 레벨 센서의 출력을 주형 폭에 대응하여 보정하는 탕면 레벨 안정화 방법.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 탕면 레벨을 측정하는 단계에서,

   주형 폭이 넓어지는 것에 대응하여 레벨 센서의 출력을 감소시키는 탕면 레벨 안정화 방법.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 탕면 레벨변동의 유형을 구분하는 단계에서 구분된 유형이 다수의 유형일 경우에는 구분된 유형에 따라 안정화할 탕면 레벨변동 유형의 우선순위를 결정하는 단계를 더 포함하는 탕면 레벨 안정화 방법.
5. 청구항 4에 있어서,

   탕면 레벨변동 유형의 우선순위를 결정하는 단계에서,

   탕면변동 유형 중 장주기보다 단주기를 우선순위로 결정하는 탕면 레벨 안정화 방법.
6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   탕면 레벨변동 유형에 대응되는 유형별 밸브제어를 적용하는 단계에서,

   상기 레벨 센서에서 측정된 계측값에서 단주기 탕면변동 모드가 검출되는 경우에는,

   밸브를 제어하는 제어값을 정상상태에 대하여 비례제어게인값(P-게인값)은 줄이고, 적분제어게인값(I-게인값)은 늘리는 탕면 레벨 안정화 방법.
7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 탕면 레벨변동의 유형을 구분하는 단계는,

   퓨리에 변환(Fourier Transformation)을 통하여 상기 레벨 센서에서 측정된 계측값을 주파수 영역에서 분석하여 2개 이상의 탕면변동 정점(peak)을 0.02 ~ 2Hz 사이에서 찾는 주파수 분석 과정을 포함하는 탕면 레벨 안정화 방법.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 주파수 분석 과정에서 주파수 대역을 0.02 ~ 0.2Hz, 0.2 ~ 0.5Hz, 0.5 ~ 2Hz로 구분하고, 0.02 ~ 0.2Hz은 장주기, 0.2 ~ 0.5Hz은 산발주기, 0.5 ~ 2Hz은 단주기로 탕면변동 유형을 구분하는 탕면 레벨 안정화 방법.
9. 청구항 7에 있어서,

   탕면 레벨변동 유형에 대응되는 유형별 밸브제어를 적용하는 단계에서,

   상기 레벨 센서에서 측정된 계측값에서 단주기 탕면변동 모드가 검출되는 경우에는,

   상기 계측값 중에서 검출된 각 단주기 탕면변동 모드에 해당되는 주파수 영역의 탕면 레벨 계측값을 노치필터로 필터링하여 수정값을 도출하고, 상기 수정값을 밸브의 제어값으로 입력하는 탕면 레벨 안정화 방법.
10. 청구항 9에 있어서,

    탕면 레벨변동 유형에 대응되는 유형별 밸브제어를 적용하는 단계에서,

    상기 레벨 센서에서 측정된 계측값에서 단주기 탕면변동 모드를 검출할 때 계측값의 퓨리에 변환(Fourier Transformation) 후 정점 탐색을 다중 구간으로 구분하여 실시하는 탕면 레벨 안정화 방법.
11. 청구항 9에 있어서,

    탕면 레벨변동 유형에 대응되는 유형별 밸브제어를 적용하는 단계에서,

    상기 레벨 센서에서 측정된 계측값에서 다중 모드의 단주기 탕면변동이 검출될 경우 고차 모드 노치필터에서 저차 모드 노치필터 순으로 필터링을 실시하는 탕면 레벨 안정화 방법.
12. 청구항 7에 있어서,

    탕면 레벨변동 유형에 대응되는 유형별 밸브제어를 적용하는 단계에서,

    상기 레벨 센서에서 측정된 계측값에서 장주기 탕면변동 모드가 검출되는 경우에는,

    밸브를 제어하는 제어값을 정상상태에 대하여 비례제어게인값(P-게인값)은 1 ~ 3배로 조정하고 미분제어게인값(D-게인값)은 2 ~ 10배로 조정하는 탕면 레벨 안정화 방법.
13. 청구항 7에 있어서,

    탕면 레벨변동 유형에 대응되는 유형별 밸브제어를 적용하는 단계에서,

    상기 레벨 센서에서 측정된 계측값에서 장주기 탕면변동 모드가 검출되는 경우에는,

    레벨변동의 크기에 대응하여 밸브의 위치를 보정하는 탕면 레벨 안정화 방법.
14. 청구항 13에 있어서,

    보정하는 밸브의 위치는 장주기 탕면변동 모드의 주파수 진폭에 비례하여 결정되는 탕면 레벨 안정화 방법.
15. 청구항 1에 있어서,

    상기 주형 내 용탕의 상부에 공급되는 몰드 플럭스는 액상의 용융 몰드 플럭스 및 분말형의 파우더 플럭스를 포함하는 탕면 레벨 안정화 방법.
16. 주형 내 용강의 탕면 레벨을 안정화하는 시스템으로서,

    주형에 주입되는 용강의 양을 결정하는 밸브를 포함하는 주조수단과;

    상기 주조수단으로부터 적어도 주형 내 탕면 레벨, 주형의 폭, 주조 속도를 포함하는 주조인자를 측정하는 측정수단과;

    측정수단에서 계측된 주조인자를 수집하고, 수집된 주조인자를 분석하여 탕면 레벨변동의 유형을 장주기, 산발주기 및 단주기로 구분하고, 각 유형별 보정인자를 도출하는 전산수단과;

    전산수단에서 도출된 각 탕면 레벨변동 유형에 따라 보정인자를 적용하여 적어도 상기 밸브의 작동을 제어하는 제어수단을 포함하는 탕면 레벨 안정화 시스템.
17. 청구항 16에 있어서,

    상기 측정수단은 주형 내 탕면 레벨을 측정하는 레벨 센서를 포함하고,

    상기 레벨 센서의 검출 영역의 최대 면적은 주편 두께 * (주편 폭/2)이고, 최소 면적은 직경 150mm인 탕면 레벨 안정화 시스템.

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