KR101219607B1 - 몰드플럭스 레벨 측정장치 및 몰드플럭스 레벨 측정방법 - Google Patents

몰드플럭스 레벨 측정장치 및 몰드플럭스 레벨 측정방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101219607B1
KR101219607B1 KR1020100106774A KR20100106774A KR101219607B1 KR 101219607 B1 KR101219607 B1 KR 101219607B1 KR 1020100106774 A KR1020100106774 A KR 1020100106774A KR 20100106774 A KR20100106774 A KR 20100106774A KR 101219607 B1 KR101219607 B1 KR 101219607B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mold
measuring
mold flux
molten steel
length
Prior art date
Application number
KR1020100106774A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120045313A (ko
Inventor
박상현
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020100106774A priority Critical patent/KR101219607B1/ko
Publication of KR20120045313A publication Critical patent/KR20120045313A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101219607B1 publication Critical patent/KR101219607B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28—Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284—Electromagnetic waves
    • G01F23/292—Light, e.g. infrared or ultraviolet
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D2/00—Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass
    • B22D2/003—Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass for the level of the molten metal
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T1/00—General purpose image data processing
    • G06T1/0007—Image acquisition
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

본 발명은 몰드플럭스 레벨 측정장치 및 이를 이용한 몰드플럭스 레벨 측정방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 탕면의 유동을 실시간으로 관측하여 탕면 레벨을 측정하고 이로부터 용융된 몰드플럭스의 두께를 측정하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 몰드에 장입된 용강에 공급되는 몰드플럭스의 두께를 측정하는 방법은, 몰드에 장입된 용강에 공급되며, 상면에 프리카본이 도포된 몰드플럭스의 두께를 측정하는 방법에 있어서, 몰드 내측면 상단에 표시된 기준선에서 탕면까지의 길이(A)를 측정하는 단계; 상기 기준선에서 용강 상면부까지의 길이(B)를 측정하는 단계; 상기 프리카본 도포층의 두께(C)를 측정하는 단계; 및 상기 기준선에서 용강 상면부까지의 길이(B)로부터 상기 계측된 소정 구간의 실제 길이(A)와, 상기 프리카본 도포층의 두께(C)를 뺄셈하여 몰드플럭스 레벨을 측정하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면 본 발명은 고온, 분진 등의 조업환경에서 일정거리를 유지하여 오차, 오작동 등의 성능 저하 없이 안정적으로 탕면 레벨을 측정할 수 있다. 또한 고온, 분진 등의 조업환경에서 일정거리를 유지함으로써 장치의 내구성을 향상시킬 수 있다. 조업자가 직접적으로 몰드플럭스를 탐침하지 않고도 정확하게 몰드 플럭스를 계측할 수 있고, 탕면 높이를 수동측정함에 따라 발생하는 오차를 줄일 수 있다.

Description

몰드플럭스 레벨 측정장치 및 몰드플럭스 레벨 측정방법{APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING LEVEL OF MOULDFLUX}
본 발명은 몰드플럭스 레벨 측정장치 및 몰드플럭스 레벨 측정방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 탕면의 유동을 실시간으로 관측하여 탕면 레벨을 측정하고 이로부터 용융된 몰드플럭스의 두께를 측정하기 위한 방법에 관한 것이다.
일반적으로 연속 주조 장치에서 제조되는 주편(슬라브, 빌렛, 블룸, 빔블랭크 등을 총칭)은 래들(ladle)로부터 액체 상태의 용강을 공급받아, 이를 저장하는 턴디쉬(tundish)를 거쳐 몰드(mould)를 통과하면서, 몰드에서의 냉각작용에 의해 고체 상태의 응고쉘을 형성하게 된다. 이와 같이 용강이 냉각된 응고쉘은 그의 하부에 설치된 가이드 롤에 의해 안내를 받으면서 스프레이 노즐로부터 분사되는 2차 냉각수에 의해 응고가 진행되어 완전한 고체 상태의 주편 형태로 나타난다.
이러한 철강의 연속 주조 조업 중, 용강이 몰드 내에 공급될 때 용강뿐만 아니라 부자재인 몰드플럭스도 투입된다. 몰드플럭스는 용강과 몰드 사이의 열전달을 제어하고 윤활능을 향상시키는 물질이다. 종래에는 몰드 플럭스가 분말 혹은 과립 과 같은 고체 상태로 투입되어 몰드 내에 공급된 용강에서 발생된 열에 의해 용융된 후 액상층을 형성하고, 액상층이 몰드와 응고쉘 사이로 흘러들어가 몰드 내측벽에서 응고되어 고상 슬래그 필름을 형성하고, 용강 측에서는 액상의 슬래그 필름을 형성하여 용강과 몰드 사이의 열전달을 제어하고 윤활능을 향상시켰다. 이 때, 상기 용해된 슬래그가 고상 슬래그 필름과 응고쉘 사이에 유입되는 지점에는 몰드에 부착된 몰드플럭스가 몰드의 내측으로 돌출된 형태로 형성되는데, 이를 슬래그베어라고 한다. 슬래그베어는 용해된 슬래그가 몰드플럭스 필름과 응고쉘 사이로 유입되는 것을 방해하여 주편과 몰드 사이의 윤활능이 떨어지게 되고, 응고쉘이 몰드와의 마찰에 의해 파단되는 브레이크-아웃 발생이 증가하였다. 슬래그베어로 인하여 액상의 몰드플럭스의 두께가 불균일해짐에 따라 몰드 내에서 응고쉘의 형상이 불균일해지므로 표면크랙을 유발하게 되는데 이 역시 주조 속도를 증가시킬수록 심각한 문제를 야기하였다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 연속 주조 공정의 전체 기간에 걸쳐서 용융된 상태의 몰드플럭스를 몰드 내에 주입할 수 있는 연속 주조 장치 및 방법이 제시되었다. 용융 상태의 몰드플럭스는 500 내지 4,000 nm 사이의 파장에 대하여 거의 투명하여 용강에서 발산되는 복사파가 쉽게 통과하기 때문에 복사열전달이 증가하여 용강 탕면을 보온할 수 없다. 이로 인하여, 주조 공정이 진행되어 일정 시간이 경과하게 되면 용강의 탕면이 응고되는 문제가 발생하게 되어 원활한 연속 주조 공정을 진행할 수 없게 된다. 탕면보온을 위해 주조 조업 중에 수시로 용융된 몰드플럭스 위에 프리카본을 일정량 도포한다.
주조 공정 중에 주조 속도, 탕면 온도 등 조업 조건에 따라 몰드플럭스의 공급량이 결정되기 때문에 몰드플럭스층의 레벨(두께)를 파악하는 것이 중요하다. 조업 중 용융된 몰드플럭스층의 두께를 얇게 가져가면 몰드플럭스 혼입에 따른 브레이크 아웃이 발생하며, 몰드플럭스층의 두께를 너무 두껍게 가져가면 소모량이 줄어들게 되어 조업이 불안해지기 때문이다. 종래에는 몰드플럭스의 두께를 측정하기 위해 초음파 측정법, 직접탐촉법, 마이크로웨이브 방식 등의 방법을 사용하였으나, 몰드 주위의 고온, 분진 및 진동 환경에서 장치가 오작동하거나 파손되는 등 성능 및 내구성에 문제가 있었다. 또한 조업자가 몰드에 접근하여 장시간 계측을 해야 하는 문제가 있었다.
본 발명은 고온, 분진 등의 조업환경에서 일정거리를 유지하여 오차, 오작동 등의 성능 저하 없이 안정적으로 탕면 레벨을 측정하여 몰드 플럭스 두께를 계측할 수 있는 몰드플럭스 레벨 측정장치 및 측정방법을 제공한다.
본 발명은 조업자가 직접적으로 몰드플럭스를 탐침하지 않고도 정확하게 몰드 플럭스를 계측할 수 있고, 수동측정에 따라 발생하는 오차를 줄일 수 있는 몰드플럭스 레벨 측정장치 및 측정방법을 제공한다.
또한 본 발명은 실시간으로 탕면의 레벨을 측정하여 몰드 플럭스의 레벨을 감지할 수 있는 몰드플럭스 레벨 측정장치 및 몰드플럭스 레벨 측정방법을 제공한다.
삭제
삭제
삭제
삭제
본 발명에 따른 몰드에 장입된 용강에 공급되는 몰드플럭스의 두께를 측정하는 방법은, 몰드에 장입된 용강에 공급되며, 상면에 프리카본이 도포된 몰드플럭스의 두께를 측정하는 방법에 있어서, 몰드 내측면 상단에 표시된 기준선에서 탕면까지의 길이(A)를 측정하는 단계; 상기 기준선에서 용강 상면부까지의 길이(B)를 측정하는 단계; 상기 프리카본 도포층의 두께(C)를 측정하는 단계; 및 상기 기준선에서 용강 상면부까지의 길이(B)로부터 상기 계측된 소정 구간의 실제 길이(A)와, 상기 프리카본 도포층의 두께(C)를 뺄셈하여 몰드플럭스 레벨을 측정하는 단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 몰드플럭스 레벨 측정방법에 있어서, 기준선에서 탕면까지의 길이(A)를 측정하는 단계는 몰드 내 탕면에 라인레이저를 조사하는 단계; 조사된 라인레이저를 촬영하는 단계; 촬영부에서 촬영된 소정 구간의 라인레이저 길이를 픽셀 값으로 변환하는 단계; 픽셀 값을 실제 길이(A)로 환산하여 탕면 레벨을 계측하는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
삭제
본 발명에 따른 몰드플럭스 레벨 측정방법에 있어서, 몰드 내측면 상단에 표시된 기준선에서 탕면까지의 길이(A)를 측정하는 단계는 실시간으로 측정하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예들에 따르면 본 발명은 고온, 분진 등의 조업환경에서 일정거리를 유지하여 오차, 오작동 등의 성능 저하 없이 안정적으로 탕면 레벨을 측정할 수 있다. 또한 고온, 분진 등의 조업환경에서 일정거리를 유지함으로써 장치의 내구성을 향상시킬 수 있다.
조업자가 직접적으로 몰드플럭스를 탐침하지 않고도 정확하게 몰드 플럭스를 계측할 수 있고, 탕면 높이를 수동측정함에 따라 발생하는 오차를 줄일 수 있다.
그리고 실시간으로 탕면의 레벨을 측정하여 몰드 플럭스의 레벨을 공정 내내 감지할 수 있다.
또한 조업시 조업자가 몰드에 접근하여 장시간 계측을 해야 할 필요가 없어 조업시간을 단축할 수 있고, 안전한 조업을 할 수 있어 조업 사고 및 산업재해를 예방할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드플럭스 레벨 측정장치의 탕면레벨 측정부를 나타내는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드플럭스 레벨 측정장치를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드플럭스 레벨 측정장치를 통해 탕면레벨을 측정하는 것을 나타내는 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드플럭스 레벨 측정장치를 통해 탕면레벨을 측정하는 것을 확대한 사진이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드플럭스 레벨 측정장치에서 탕면레벨을 측정하는 방법을 나타내는 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드플럭스 레벨 측정장치에 의해 측정된 탕면레벨에 관한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드플럭스 레벨 측정장치에 의해 측정된 탕면레벨과 실측한 탕면레벨을 비교한 그래프이다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 몰드플럭스 레벨 측정장치 및 이를 이용한 몰드플럭스 레벨 측정방법에 관하여 구체적으로 설명한다. 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 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드플럭스 레벨 측정장치의 탕면레벨 측정부를 나타내는 개념도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드플럭스 레벨 측정장치를 개략적으로 나타내는 개념도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드플럭스 레벨 측정장치를 통해 탕면레벨을 측정하는 것을 나타내는 개념도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드플럭스 레벨 측정장치를 통해 탕면레벨을 측정하는 것을 확대한 사진이다.
먼저 몰드(10)에 대해 살펴보면, 연속주조 공정에 있어서 주편의 응고는 몰드(10)에서 가장 먼저 시작된다. 몰드(10)는 연속주조 공정에서 버퍼(buffer) 역할을 하는 턴디쉬(미도시)로부터 용강을 이송받아 용강을 초기 응고시키는 장치로서, 몰드(10)는 측벽이 용강을 냉각시키기 위해 동판(cupper)과 그 내부에 삽입되어 냉각수가 흐르는 워터자켓으로 구성된다. 몰드(10)는 상부가 개방되며 용강을 수용하기 위한 공간을 구비한다. 몰드(10)는 바닥면에서 상방향으로 연장 형성된 복수개의 측벽으로 구성되는데, 일반적으로 장변부와 단변부의 측벽으로 구성되어, 그 수평 단면이 직사각형 형상을 갖는다. 몰드 형상은 이에 한정되지 않고 제조할 제품의 크기와 형상에 따라 결정되는데, 본 발명의 실시예에서는 상술한 바와 같은 몰드(10)를 예시한다.
용강을 초기 응고시키는 데 있어서, 용강과 몰드 사이의 열전달을 제어하고 윤활능을 향상시키기 위해 부자재인 몰드플럭스를 투입한다. 원활한 조업과 주편의 표면 품질을 위해서는 몰드플럭스의 투입량, 즉 몰드플럭스 층의 두께를 파악하여야 하는데, 본 발명에서는 이를 위해 먼저 몰드에 장입된 용탕의 탕면 높이를 측정하고 이로부터 몰드플럭스 층의 두께를 계측한다. 몰드(10)의 내벽면 상단부에는 탕면 높이를 파악하기 위해 수평 방향으로 기준선(15, 도 3 참조)이 형성되어 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드 플럭스 레벨측정장치는 라인레이저를 조사하는 레이저 구동부(110)와, 레이저 구동부(110)와 인접배치되어 조사된 라인레이저를 실시간으로 촬영하는 촬영부(120)를 구비하는 탕면레벨 측정부(100)를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 몰드플럭스 레벨 측정장치는 레이저와 촬영장치를 이용해서탕면 레벨을 측정하고, 측정된 탕면 레벨(높이)와 용강의 높이의 차이를 이용하여 몰드플럭스 층의 두께를 측정하는데, 탕면 레벨을 측정하는 장치가 탕면레벨 측정부(100)이다.
레이저 구동부(110)는 라인 레이저를 조사(照射)하는 장치로서, 라인 형태의 레이저를 몰드(10) 내 탕면 위로 조사하여 탕면에 그 형상에 대응하는 라인이 나타나도록 함으로써 탕면의 형상을 측정한다. 탕면에 라인 형태의 레이저를 조사하면(도 3 참조), 레이저가 형성되는 표면에 대응하는 형상이 드러나게 된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 라인레이저(5, 6)를 소정 각도로 탕면에 조사하면, 라인레이저는 탕면 형상을 따라 형성되고, 탕면이 몰드(10) 내벽과 만나는 지점에서 꺾여 몰드(10) 내벽을 따라 형성한다. 이 때 라인레이저(5)는 탕면과는 수직이 아닌 경사진 각도로 조사하고, 몰드(10) 내벽에 형성되는 라인레이저가 지면과 수직을 이루도록 조사하는 것이 바람직하다. 기준선(15)과 탕면 사이에 형성된 라인레이저(6)가 지면에 수직해야 높이를 용이하게 파악할 수 있기 때문이다. 레이저 구동부(110)는 최적의 이미지를 획득할 수 있도록 라인레이저의 세기가 조절하는 세기조절부(미도시)를 더 구비할 수 있다.
촬영부(120)는 조사된 라인레이저를 실시간으로 촬영하기 위한 장치로서, 레이저 구동부(110)와 인접배치되어 있다. 촬영부(120)는 후술할 계측부(200)에서 라인레이저의 길이를 픽셀 값으로 변환할 수 있도록 라인레이저가 조사된 영역을 촬영한다. 촬영부(120)는 탕면과 몰드를 따라 조사된 라인레이저를 감지하여 탕면 및 몰드의 기하학적 형상의 이미지를 획득한다. 이러한 이미지의 획득은 CCD(Charge Coupled Device) 카메라를 이용하여 구현될 수 있다. CCD는 복수개의 축전기(Condenser)가 쌍으로 상호 연결되어 있는 회로로 구성되어 있고, 회로 내의 각 축전기는 자신 주변의 축전지로 충적된 전하를 전달한다. CCD는 포토 다이오드들이 모여 있는 칩으로서, 각각의 포토 다이오드에 빛이 비추어지면 빛의 알갱이인 광자(Photon)의 양에 따라 전자가 생기고 해당 포토다이오드의 전자량이 각각 빛의 밝기에 대한 정보를 재구성함으로써 화면을 이루는 이미지 정보가 만들어진다. 도 4에 도시된 바와 같은 라인레이저(5, 6)의 빛이 촬영부(120)에 비춰지면 촬영부(120)가 이 정보를 재구성하여 계측부(200) 및 디스플레이부(300)로 보낸다. 촬영부(120)는 CCD 카메라에 한정되지 않고, 라인레이저를 구분하여 이미지를 재구성할 수 있는 장치라면 다양하게 선택할 수 있다. 촬영부(120)는 도 1에 도시된 바와 같이, 레이저 구동부(110)와 상하로 소정각도(α)를 이루도록 설치되어 라인레이저가 조사되는 영역을 촬영하며 촬영부(120)의 촬영방향은 레이저 구동부(110)의 레이저 조사방향과 평행하지 않도록 하는데, 이는 라인레이저를 측면에서 비스듬히 촬영하여 라인레이저가 탕면이 몰드(10) 내벽과 만나 꺾이는 지점(M)을 명확하게 촬영하기 위함이다.
레이저 구동부(110) 및 촬영부(120)를 거치하면서 이들이 상하로 각도가 조절되도록 하는 각도조절부(130)가 더 구비될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이 각도 조절부(130)가 하방으로 경동하여 레이저를 용이하게 조사할 수 있다.
각도 조절부(130)를 지지하여 탕면레벨 측정부(100)가 고정되어 안정적으로 레이저를 조사하고 촬영하도록 하는 지지부(140)가 더 구비될 수 있다. 지지부(140)는 길이 방향으로 연장형성되어 몰드(10)와 이격된 거리에 탕면레벨 측정부(100)가 설치되더라도 원활히 탕면에 레이저를 조사하고 촬영할 수 있도록 한다. 지지부(140)는 턴디쉬를 소정 주조 위치로 이동시키는 턴디쉬 카에 고정될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니고, 몰드(10)와 이격된 다른 구조물들도 고려할 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 몰드플럭스 레벨 측정장치는 계측부(200)를 더 포함할 수 있다. 계측부(200)는 촬영부(120)에서 촬영된 라인레이저의 길이를 픽셀 값으로 변환하고, 픽셀 값에 따라 실제 길이를 계측하는 장치이다. 촬영부(120)가 촬영된 영상을 기초로 빛의 밝기를 통해 라인레이저를 이미지화 하면, 계측부(200)는 이미지화된 라인레이저를 픽셀로 변환한다. 라인레이저에서 원하는 구간의 길이에 대해 그 구간이 이루는 이미지의 픽셀 갯수를 파악한다. 그리고 하나의 픽셀이 의미하는 실제 길이를 이용하여 원하는 구간의 길이를 계측한다. 예를 들면, 본 실시예에서 실제 구하고자 하는 구간은 라인레이저가 탕면에서 몰드와 만나는 지점(M)에서 기준선(15)까지의 길이(A)이므로, 그 길이(A)가 20 픽셀로 구성되고 1 픽셀당 실제 길이가 1 mm라고 한다면, 구하고자 하는 실제 길이(A)는 20 mm로 계측될 것이다. 보다 자세한 계측방법은 후술하기로 한다.
본 발명에 따른 몰드플럭스 레벨 측정장치는 디스플레이부(300)를 더 포함할 수 있다. 디스플레이부(300)는 촬영부(120)에서 촬영된 이미지와, 계측부(200)에서 변환된 픽셀 값 및 계측된 실제 길이를 실시간으로 나타내는 장치로서, 조업 작업자가 실시간으로 몰드플럭스의 두께, 즉 투입량을 파악할 수 있도록 해준다.
이하 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 몰드플럭스 레벨 측정장치의 작동 및 이를 이용한 몰드플럭스 레벨을 측정하는 방법에 대해 설명하기로 한다.
몰드(10) 내에 용강(20)을 장입시키고, 용강(20) 위에 용융된 몰드플럭스(30)를 투입시키며, 경우에 따라서는 몰드플럭스(30)를 보온하기 위해 몰드 플럭스 위해 프리카본(40) 분말을 도포할 수 있다. 연주 공정 중에 투입된 몰드플럭스(30) 층의 두께(X)를 측정하기 위해서는 도 3에 도시된 바와 같이 몰드(10) 내측면 상단에 표시된 기준선(15)에서부터 용강(20) 상면부까지의 길이(B)와, 프리카본 층(40)의 두께(C) 및 기준선(15)에서 탕면까지의 길이(A)를 측정한다. 그리고 난 후, 몰드(10) 내측면 상단에 표시된 기준선(15)에서부터 용강(20) 상면부까지의 길이(B)에서 프리카본 층(40)의 두께(C) 및 기준선(15)에서 탕면까지의 길이(A)를 빼면, 몰드플럭스(30) 층의 두께(X)를 구할 수 있다(즉, X = B - A - C).
기준선(15)에서 탕면까지의 길이(A)를 측정하기 위해 레이저 구동부(110)를 통해 몰드(10) 내 탕면에 라인레이저를 조사한다. 앞서 설명한 바와 같이 각도 조절부(130)가 하방으로 소정각도 경동하여 라인레이저가 탕면과 수직이 아닌 소정 각도를 이루고, 내벽에 형성되는 라인레이저(6)는 지면에 수직하도록 조사한다. 라인레이저(5)는 탕면을 만나 레이저 진행 방향으로 전진하다가, 몰드(10) 내벽을 만나면 꺾이면서 내벽을 따라 전진하여 기준선(15)과 교차한다.
조사된 라인레이저를 촬영한다. 특히 조사된 라인레이저가 몰드(10) 내벽을 만나면서 꺾인 부분(M)부터 기준선(15)까지의 라인레이저를 중심으로 촬영한다. 도 5는 라인레이저가 촬영된 영역을 이미지화되어 디스플레이부(300)에 나타나는 화면으로서, 5a는 탕면 상에 형성된 라인레이저, 6a는 몰드(10) 내벽면 상에 형성된 라인레이저, 15는 기준선을 나타낸다. 탕면 상에 형성된 라인레이저(5a)가 나타내는 선은 탕면 상에 존재하는 불순물, 기포, 프리카본 분말 등으로 인해 상대적으로 매끄럽지 못하고 미세한 굴곡이 존재하며, 몰드(10) 내벽 상에 형성된 라인레이저(6a)가 나타내는 선은 매끄럽다. 라인레이저가 몰드(10) 내벽을 만나면서 꺾인 부분(M)을 명확하게 드러내기 위해 탕면 상에 형성된 라인레이저(5a), 즉 매끄럽지 못한 선에 대해 가상의 연장선(5b)를 긋고, 몰드 위에 형성된 라인레이저(5b), 즉 매끄러운 선의 가상의 연장선(6b)를 그어 두 선(5, 6)의 교차점(M)을 표시한다. 교차점(M)에서부터 기준선(15)까지의 거리(A)를 이루는 픽셀의 갯수를 파악하고, 픽셀의 갯수 및 픽셀당 길이를 이용하여 교차점(M)에서부터 기준선(15)까지의 실제 길이(A)를 구한다. 이 때 교차점(M)의 궤적을 파악하여 교차점(M)에서부터 기준선(15)까지의 거리(A)의 변화를 알 수 있으며, 이를 통해 실제 길이(A)를 실시간으로 측정할 수 있다.
기준선(15)에서 용강(20) 상면부까지의 길이(B)를 측정한다. 몰드(10)에 장입된 용강(20)을 일정 수준으로 유지하기 위해 용강의 높이를 파악하고, 파악된 높이를 통해 용강의 투입량을 제어하는 장치가 구비되는데, 이를 통해 용강의 높이를 측정할 수 있다. 구체적으로 살펴보면, 몰드(10)에 용강을 공급하는 턴디쉬 저면에는 침지노즐이 구비되어, 용강이 침지노즐을 통해 턴디쉬에서 용강으로 장입된다. 턴디쉬와 침지노즐 사이에는 몰드로 장입되는 용강의 양을 조절하기 위해 턴디쉬 배출구 개도를 단속하는 스토퍼가 구비된다. 몰드(10)에 장입되는 용강의 양을 검출하기 위해 용강 검출장치가 몰드 상부에 배치되고, 용강 검출장치에서 검출된 신호에 따라 스토퍼를 제어하여 몰드로 투입되는 용강의 양을 제어한다. 이 때 용강 검출장치는 감마 레이(γ-ray)를 사용하거나 와상전류(Eddy current)를 이용한 ECLM(Eddy Current Level Meter)등 다양한 장치에서 선택할 수 있다. 용강 검출장치로부터 용강의 최상면의 높이를 알 수 있고, 이를 통해 기준선(15)에서 용강(20) 상면부까지의 길이(B)를 구할 수 있다.
그리고 몰드플럭스(30) 위에 도포된 프리카본 층(40)의 두께를 측정한다. 프리카본 층(40)의 두께는 수동 탐침기구를 몰드(10)내로 삽입하여 파악할 수도 있으나, 투입되는 프리카본의 무게와 밀도를 통해 몰드플럭스 위에 도포된 프리카본 층(40)의 부피, 즉 두께를 알 수 있다. 그리고 약간의 탈탄으로 인해 프리카본 층(40)의 높이가 변할 수 있는데, 계산식을 통해 대략적인 프리카본 층(40)의 두께 변화를 계측한다. 예컨대 장변 2000 mm, 단변 200 mm의 직사각형 단면을 갖는 몰드(10)에 1.2 kg의 프리카본을 투입하면 프리카본 층이 10 mm의 두께로 도포되며, 연속 주조 작업 중에 0.41mm/min의 속도로 높이가 줄어든다. 이러한 계산을 통해 몰드플럭스 위에 도포된 프리카본 층(40)의 두께를 구할 수 있다.
기준선(15)에서 탕면까지의 길이를 측정하는 단계(A), 기준선(15)에서 용강 상면부까지의 길이(B)를 측정하는 단계, 프리카본 층의 두께(C)를 측정하는 단계는 순서와 무관하며, 어느 단계를 먼저 측정하여도 무방하다.
몰드(10) 내측면 상단에 표시된 기준선(15)에서부터 용강(20) 상면부까지의 길이(B), 프리카본 층(40)의 두께(C) 및 기준선(15)에서 탕면까지의 길이(A)를 모두 구했으므로, 계산(X = B - A - C)을 통해 몰드플럭스(30) 층의 두께(X)를 구할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드플럭스 레벨 측정장치에 의해 측정된 탕면레벨에 관한 그래프이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 몰드플럭스 레벨 측정장치에 의해 측정된 탕면레벨과 실측한 탕면레벨을 비교한 그래프이다.
x축은 조업시간(단위 : 분), y축은 몰드플럭스의 두께(단위 : mm)이며, a는 본 실시예에 따라 1분 단위로 계측한 몰드플럭스의 두께, b는 본 실시예에 따라 5분 단위로 계측한 몰드플럭스의 두께, c는 본 실시예에 따라 10분 단위로 계측한 몰드플럭스의 두께, d는 실제 측정한 몰드플럭스의 두께를 나타낸다.
도 6에서 알 수 있듯이, 1분 단위로 계측한 결과와 10분 단위로 계측한 결과에 큰 차이점이 없으므로, 10분 단위로 몰드플럭스의 두께를 계측하는 것이 보다 효율적이다. 그리고 도 7에서 알 수 있듯이, 본 실시예에 따라 10분 단위로 몰드플럭스의 두께와 실제 측정한 몰드플럭스의 두께가 큰 차이가 없다. 이와 같이 본 발명에 따라 정확하게 몰드플럭스의 두께를 측정할 수 있다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
5, 6 : 라인 레이저 10 : 몰드
15 : 기준선 20 : 용강
30 : 몰드플럭스 40 : 프리카본
100 : 탕면레벨 측정부 110 : 레이저 구동부
120 : 촬영부 130 : 각도조절부
140 : 지지대

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 몰드에 장입된 용강에 공급되며, 상면에 프리카본이 도포된 몰드플럭스의 두께를 측정하는 방법에 있어서,
    몰드 내측면 상단에 표시된 기준선에서 탕면까지의 길이(A)를 측정하는 단계;
    상기 기준선에서 용강 상면부까지의 길이(B)를 측정하는 단계;
    상기 프리카본 도포층의 두께(C)를 측정하는 단계; 및
    상기 기준선에서 용강 상면부까지의 길이(B)로부터 상기 계측된 소정 구간의 실제 길이(A)와, 상기 프리카본 도포층의 두께(C)를 뺄셈하여 몰드플럭스 레벨을 측정하는 단계;
    를 포함하는 몰드플럭스 레벨 측정방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 기준선에서 탕면까지의 길이(A)를 측정하는 단계는
    몰드 내 탕면에 라인레이저를 조사하는 단계;
    상기 조사된 라인레이저를 촬영하는 단계;
    촬영부에서 촬영된 소정 구간의 라인레이저 길이를 픽셀 값으로 변환하는 단계;
    상기 픽셀 값을 실제 길이(A)로 환산하여 탕면 레벨을 계측하는 단계;
    를 포함하는 몰드플럭스 레벨 측정방법.
  7. 삭제
  8. 청구항 5에 있어서,
    몰드 내측면 상단에 표시된 기준선에서 탕면까지의 길이(A)를 측정하는 단계는 실시간으로 측정하는 몰드플럭스 레벨 측정방법.
KR1020100106774A 2010-10-29 2010-10-29 몰드플럭스 레벨 측정장치 및 몰드플럭스 레벨 측정방법 KR101219607B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100106774A KR101219607B1 (ko) 2010-10-29 2010-10-29 몰드플럭스 레벨 측정장치 및 몰드플럭스 레벨 측정방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100106774A KR101219607B1 (ko) 2010-10-29 2010-10-29 몰드플럭스 레벨 측정장치 및 몰드플럭스 레벨 측정방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120045313A KR20120045313A (ko) 2012-05-09
KR101219607B1 true KR101219607B1 (ko) 2013-01-08

Family

ID=46264801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100106774A KR101219607B1 (ko) 2010-10-29 2010-10-29 몰드플럭스 레벨 측정장치 및 몰드플럭스 레벨 측정방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101219607B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102098770B1 (ko) * 2014-03-19 2020-04-08 재단법인 포항산업과학연구원 전기로에서 탕면의 높이를 측정하기 위한 영상 처리 장치 및 방법
KR101536242B1 (ko) * 2014-09-15 2015-07-14 재단법인 포항산업과학연구원 전기로의 용강 레벨 측정 장치
KR101649670B1 (ko) 2014-10-22 2016-08-22 주식회사 포스코 두께 측정 장치 및 방법
KR101628658B1 (ko) * 2014-11-13 2016-06-13 재단법인 포항산업과학연구원 수냉형 인젝터를 이용한 슬래그의 두께 측정 장치 및 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5689019A (en) * 1979-12-21 1981-07-20 Furukawa Electric Co Ltd:The Method of detecting level of molten metal
JPS56129822A (en) * 1980-03-17 1981-10-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Level detector for molten metal in mold in continuous casting equipment
JPH02142656A (ja) * 1988-11-24 1990-05-31 Sumitomo Metal Ind Ltd 連続鋳造鋳型内パウダー層厚測定方法
JPH0919747A (ja) * 1995-07-07 1997-01-21 Sumitomo Metal Ind Ltd 連続鋳造におけるパウダー層厚制御方法および装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5689019A (en) * 1979-12-21 1981-07-20 Furukawa Electric Co Ltd:The Method of detecting level of molten metal
JPS56129822A (en) * 1980-03-17 1981-10-12 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Level detector for molten metal in mold in continuous casting equipment
JPH02142656A (ja) * 1988-11-24 1990-05-31 Sumitomo Metal Ind Ltd 連続鋳造鋳型内パウダー層厚測定方法
JPH0919747A (ja) * 1995-07-07 1997-01-21 Sumitomo Metal Ind Ltd 連続鋳造におけるパウダー層厚制御方法および装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120045313A (ko) 2012-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101219607B1 (ko) 몰드플럭스 레벨 측정장치 및 몰드플럭스 레벨 측정방법
CN108856664A (zh) 一种连铸机结晶器自动加渣系统及控制方法
JP2007002306A (ja) 高炉出銑流速測定方法、出銑流速測定装置、及び出銑量測定方法
KR930010005B1 (ko) 연속주조용 로봇
WO2010064727A1 (ja) 溶銑温度の検知方法及びこれを用いた高炉の操業方法
JP2011510279A (ja) 鋳型中のスラグ及び溶融金属の表面をモニタリングする方法及び装置
JP2006507950A (ja) コントロールシステム、コンピュータプログラム製品、装置及び方法
KR20200127034A (ko) 금속용 연속 주조 잉곳 주형, 연속 금속 주조기에서의 브레이크아웃 감지 시스템 및 방법
TWI710741B (zh) 用以供給材料之方法及用於實施該方法之設備
JP2012071330A (ja) 連続鋳造機内での鋳片表面温度の測定方法
JP5703828B2 (ja) 連続鋳造機内での鋳片表面温度の測定方法
US9931692B2 (en) Hoisting type continuous casting device, hoisting type continuous casting method, and solidification interface detection device
US9427796B2 (en) Method for continuously casting ingot made of titanium or titanium alloy
US4102190A (en) Method and apparatus for determining the weight of slag on a bath of molten metal
JPH0976050A (ja) モールドパウダー厚の制御方法および装置
KR100793936B1 (ko) 용융 몰드플럭스 두께 측정 장치 및 방법
JP5703827B2 (ja) 連続鋳造機内での鋳片表面温度の測定方法
CN105764632B (zh) 上引式连续铸造设备以及上引式连续铸造方法
JPS63242451A (ja) モ−ルド内パウダ−層厚の測定方法及び装置
JP2856077B2 (ja) 連続鋳造用パウダー層厚の制御方法および装置
KR101224978B1 (ko) 몰드 슬래그 필름층 측정 방법 및 이를 적용한 몰드 슬래그 필름층 측정 장치
US10302417B2 (en) Use of a laser measuring system and a pulse gas flow to enable a feedback controlled mold powder application
JP2012170995A (ja) 連続鋳造機内での鋳片表面温度の測定方法
US20220355371A1 (en) Method for balancing a flow of liquid steel into a casting mold and continuous casting system for liquid steel
JP5884179B2 (ja) 溶融金属収容容器の検査装置及び検査方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160105

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170103

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180103

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190103

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200103

Year of fee payment: 8