KR101239649B1 - 노즐의 막힘 방지 장치, 이를 구비한 연속 주조 장치, 이를 이용한 노즐 막힘 방지 방법 및 연속 주조 방법 - Google Patents

노즐의 막힘 방지 장치, 이를 구비한 연속 주조 장치, 이를 이용한 노즐 막힘 방지 방법 및 연속 주조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 턴디쉬에서 주형으로 용강이 공급될 때 노즐 막힘 정도를 신속하게 예측하고, 그 결과에 따라 주조 상태를 제어할 수 있는 노즐의 막힘 방지 장치, 이를 구비한 연속 주조 장치, 이를 이용한 노즐 막힘 방지 방법 및 연속 주조 방법에 관한 것으로서, 주조용 노즐에 공급되는 불활성 가스의 배압을 실시간으로 측정하는 단계; 및 상기 측정된 실제 배압으로부터 노즐 상태 지수를 연산하는 단계;를 포함하여, 주조용 노즐로 공급되는 불활성 가스의 배압 변화를 기초로 신속하고 정확하게 노즐 막힘 위치 및 정도를 예측할 수 있고, 불활성 가스의 누기를 감지할 수 있으며, 주조용 노즐에 공급되는 불활성 가스를 적절하게 제어하여 주조 실수율을 향상시키고 주편의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
연속주조, 주조용 노즐, 불활성 가스, 배압

Description

노즐의 막힘 방지 장치, 이를 구비한 연속 주조 장치, 이를 이용한 노즐 막힘 방지 방법 및 연속 주조 방법{Apparatus for preventing from nozzle clogging, apparatus for continuous casting having the same, method for preventing from nozzle clogging and continuous casting method using it}
본 발명은 노즐의 막힘 방지 장치, 이를 구비한 연속 주조 장치, 이를 이용한 노즐 막힘 방지 방법 및 연속 주조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 턴디쉬에서 주형으로 용강이 공급될 때 노즐 막힘 정도를 신속하게 예측하고, 그 결과에 따라 주조 상태를 제어할 수 있는 노즐의 막힘 방지 장치, 이를 구비한 연속 주조 장치, 이를 이용한 노즐 막힘 방지 방법 및 연속 주조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 연속주조장치에 설치되는 턴디쉬는 레이들로부터 용강을 받아 계속적으로 용강을 주형에 주입시키기 위한 것으로, 턴디쉬 바닥에서 주형 사이에는 용강이 공기와 접촉됨이 없이 주형으로 공급되도록 턴디쉬 바닥으로부터 주형을 향하여 순차적으로 상노즐과 슬라이딩 게이트 및 침지 노즐이 설치되어 턴디쉬에 저장된 용강이 주형으로 주입되는 주조용 노즐이 설치된다.
주조 초기에 주조용 노즐로 공급되는 용강은 노즐의 내벽과 접촉하면서 용강 의 온도가 저하되고 주조용 노즐의 내벽에 용강이 응고되어 주조가 진행됨에 따라 부착층이 성장하여 용강의 흐름을 불균일하게 만들어 주조용 노즐을 막게 된다. 이렇게 주조용 노즐 내벽에 성장한 부착층은 부착물이 용강류에 의해 탈락되거나 침지 노즐내의 용강 흐름을 불균일하게 만들게 된다. 또한, 침지 노즐의 토출공으로 토출되는 용강류가 일측으로 치우치는 편류가 발생되어 용강류의 흐름을 방해하여 주형의 용강 탕면에 파동을 일으키는 원인이 된다. 상기와 같이 용강 탕면에 파동이 일어나면 탕면 상부의 몰드 파우더가 주형 내부의 응고층에 포집되는 주편 결함이 발생된다. 이와 같이 주조용 노즐 내부에 부착층이 형성되어 노즐 막힘이 발생되면, 주조가 중단되어 주조 실수율이 저하된다. 즉, 한 턴디쉬로 연속적으로 주조하는 래들수(래들 연연주비)가 감소하게 되어 턴디쉬 내화물의 원가를 상승시키는 원인이 되므로 주조용 노즐의 막힘을 최소화시켜야 한다.
따라서, 종래에는 주조용 노즐 내부로 불활성 가스가 공급되는 배관을 설치하여 주조용 노즐 내벽과 용강 사이에 가스막을 형성하여 용강중 비금속 개재물이 침지 노즐 벽면에 접촉되는 것을 억제시켰다.
그러나, 상기와 같이 노즐 내부로 불활성 가스를 공급하여 노즐 막힘을 최소화하는 방법은 주조용 노즐 각 부위에서 발생하는 노즐 막힘 위치와 그 시점을 작업자의 경험에 의존하여 제어하기 때문에 작업자의 판단 및 숙련도에 따라 노즐 각 부위의 불활성 가스 공급 위치와 그 양이 큰 차이를 보이는 문제가 있었다.
부연하자면, 주조용 노즐 막힘을 저감시키려면 주조용 노즐 내부에 부착층이 형성되는 개시 시점부터 주조용 노즐 내부에 부착층이 형성되는 적정한 위치로 불 활성 가스를 증량시켜야 노즐 막힘을 방지할 수 있는 효과가 있으나 작업자의 잘못된 판단에 의한 불활성 가스의 증량 시점과 불활성 가스의 공급 위치가 상이한 경우 주조용 노즐의 막힘을 방지할 수 없었다.
예를 들어, 주조용 노즐에 부착층이 성장하는 시점보다 빨리 불활성 가스를 증량시킬 경우 주형 내 응고층에 불활성 가스의 기포가 포집되어 주편에 홀(hole)성 결함이 유발되어 주편의 품질을 저하시키고, 주조용 노즐에 부착층이 성장하는 시점보다 늦게 불활성 가스를 증량시킬 경우 주조용 노즐에 부착층이 두껍게 형성되어 불활성 가스를 증량시키더라도 주조용 노즐 내벽 사이에 가스막이 형성되지 않아 노즐 막힘을 방지할 수 없게 된다.
이러한 노즐 막힘을 미연에 감지하기 위하여, 종래의 노즐 막힘 감지법으로서는 주조시 탕면 변동폭 증가 감지법, 개도 증가 감지법, 주조중 불활성 가스 배압의 상대적 변화 감지법 및 열전대 온도 감지법 등이 제안되었다.
탕면 변동폭 증가 감지법은 주조중 노즐 막힘이 발생하면 주형 내 고주파 탕면 변동이 발생하고 진폭이 증가하는 것을 감지하는 방법이고, 개도 증가 감지법은 주조중 선형 개도의 상대적인 증가량 혹은 실제 개도와 이론 개도와의 차이인 선형 개도 증가량으로서 노즐 막힘 시점을 감지하는 방법이며, 열전대 온도 감지법은 침지 노즐 외표면에 열전대를 접촉시켜 온도 변화로써 침지 노즐내 막힘 두께를 감지하는 방법으로서, 공히 노즐내 막힘 위치를 알기 어렵고 불활성 가스 누기를 감지할 수 없다는 단점이 있다.
또한, 주조중 불활성 가스 배압의 상대적 변화 감지법은 노즐 막힘의 발생위 치 및 개시 시점을 알 수 있으나, 주조중 주조변수들이 변화하면 배압도 변화하게 되어 정량적인 노즐 막힘량을 예측할 수 없고 신뢰도가 낮다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 연속주조 중 주조용 노즐의 막힘 정도와 위치를 신속하게 예측하고, 이에 따라 주조용 노즐에 공급되는 불활성 가스의 누기를 감지할 뿐만 아니라 공급량을 적절하게 제어하여 주조 실수율을 향상시키고 주편의 품질을 향상시킬 수 있는 노즐의 막힘 방지 장치, 이를 구비한 연속 주조 장치, 이를 이용한 노즐 막힘 방지 방법 및 연속 주조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 노즐의 막힘 방지 장치는, 턴디쉬 바닥에 설치되는 상노즐과, 상기 상노즐의 하부에 설치되어 용강의 유량을 제어하는 슬라이딩 게이트 및 상기 슬라이딩 게이트의 하부에 설치되는 침지 노즐에 각각 연결되어 불활성 가스를 공급하는 가스 배관; 및
상기 불활성 가스의 배압을 실시간으로 측정하여 노즐 상태 지수를 산출하는 제어 장치;
를 포함하며, 상기 제어 장치는 조업 중의 불활성 가스 유량, 용강유량 및 용강량에 따라 실시간으로 변동되는 상기 불활성 가스의 이론 배압을 산출하는 수단과, 상기 이론 배압과 상기 실시간으로 측정된 불활성 가스의 배압을 연산하는 수단과, 상기 연산된 값으로 상기 불활성 가스 공급을 제어하는 수단을 포함한다.
여기서, 상기 노즐 상태 지수는 불활성 가스 누기 지수, 노즐 막힘 지수 및 노즐 막힘 두께 중 적어도 하나 이상을 포함한다.
또한, 상기 제어 장치는, 상기 가스 배관 상의 상기 불활성 가스의 배압을 측정하는 감지부; 상기 측정된 불활성 가스의 배압을 수집하는 데이터 수집부; 상기 수집된 상기 불활성 가스의 배압을 이용하여 노즐 상태 지수를 연산하는 연산부; 및 상기 불활성 가스의 유량을 제어하는 제어부;를 포함며, 상기 노즐 상태 지수는 노즐 막힘 지수 또는 노즐 막힘 두께일 수 있다.
본 발명에 따른 연속 주조 장치는, 턴디쉬와 주형 및 상기 주형과 상기 턴디쉬 간에 설치되는 주조용 노즐을 포함하고, 상기 주조용 노즐은 턴디쉬 바닥에 설치되는 상노즐과, 상기 상노즐의 하부에 설치되어 용강의 유량을 제어하는 슬라이딩 게이트 및 상기 슬라이딩 게이트의 하부에 설치되는 침지 노즐을 포함하며, 상기 상노즐, 슬라이딩 게이트 및 침지 노즐에 각각 별도로 연결되어 불활성 가스를 공급하는 가스 배관과 상기 불활성 가스의 배압을 실시간으로 측정하여 노즐 상태 지수를 산출하는 제어 장치를 포함하며, 상기 제어 장치는 조업 중의 불활성 가스 유량, 용강유량 및 용강량에 따라 실시간으로 변동되는 상기 불활성 가스의 이론 배압을 산출하는 수단과, 상기 이론 배압과 상기 실시간으로 측정된 불활성 가스의 배압을 연산하는 수단과, 상기 연산된 값으로 상기 불활성 가스 공급을 제어하는 수단을 포함한다.
여기서, 상기 주조용 노즐은 상노즐과 슬라이딩 게이트 및 침지 노즐을 포함하고, 상기 가스 배관은 상기 상노즐과 상기 슬라이딩 게이트 및 상기 침지 노즐 중 적어도 하나 이상에 연결되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 연속 주조 장치에 연결되어 조업 변수를 수집하는 통제 장치를 포함할 수 있으며, 상기 통제 장치는 상기 제어 장치와 연결되어 상기 수집된 조업 변수를 제공하여 주는 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 제어 장치는, 상기 가스 배관 상의 상기 불활성 가스의 배압을 측정하는 감지부; 상기 측정된 불활성 가스의 배압을 수집하는 데이터 수집부; 상기 수집된 상기 불활성 가스의 배압을 이용하여 노즐 상태 지수를 연산하는 연산부; 및 상기 불활성 가스의 유량을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 노즐의 막힘 방지 방법은, 턴디쉬 바닥에 설치되는 상노즐과, 상기 상노즐의 하부에 설치되어 용강의 유량을 제어하는 슬라이딩 게이트 및 상기 슬라이딩 게이트의 하부에 설치되는 침지 노즐에 공급되는 불활성 가스의 배압을 실시간으로 측정하는 단계; 상기 측정된 실제 배압으로부터 노즐 상태 지수를 연산하는 단계; 및 상기 연산된 값을 반영하여 상기 불활성 가스 공급을 제어하는 단계;를 포함하며, 상기 노즐 상태 지수를 연산하는 단계는 조업 중의 불활성 가스 유량, 용강유량 및 용강량에 따라 실시간으로 변동되는 상기 불활성 가스의 이론 배압을 산출하는 단계와, 상기 이론 배압과 상기 실시간으로 측정된 불활성 가스의 배압을 연산하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 노즐 상태 지수는 불활성 가스 누기 지수, 노즐 막힘 지수 및 노즐 막힘 두께 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
이때, 상기 불활성 가스 누기 지수는 상기 불활성 가스의 공급 유량과 상기 측정된 실제 배압의 비의 함수를 포함한다.
또한, 상기 노즐 막힘 지수 또는 상기 노즐 막힘 두께는 이론 배압으로 연산되는 것을 특징으로 하며, 상기 노즐 막힘 지수는 이론 배압과 실제 배압의 차이를 포함하는 것을 특징으로 하고, 상기 노즐 막힘 두께는 초기 배압 및 이론 배압차의 합과 상기 실제 배압의 차를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 노즐 상태 지수에 따라 상기 불활성 가스의 유량을 증감하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 연속 주조 방법은, 연속 주조 방법으로서, 턴디쉬 바닥에 설치되는 상노즐과, 상기 상노즐의 하부에 설치되어 용강의 유량을 제어하는 슬라이딩 게이트 및 상기 슬라이딩 게이트의 하부에 설치되는 침지 노즐로 공급되는 각각의 불활성 가스 배압을 실시간으로 측정하는 단계; 상기 측정된 실제 배압으로부터 노즐 상태 지수를 연산하는 단계; 및 상기 노즐 상태 지수에 따라 상기 불활성 가스의 유량을 증감하는 단계;를 포함하며, 상기 노즐 상태 지수를 연산하는 단계는 조업 중의 불활성 가스 유량, 용강유량 및 용강량에 따라 실시간으로 변동되는 상기 불활성 가스의 이론 배압을 산출하는 단계와, 상기 이론 배압과 상기 실시간으로 측정된 불활성 가스의 배압을 연산하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 노즐 상태 지수를 연산하는 단계는 상기 연속 주조 공정의 조업 변수 데이터를 수신하는 단계를 포함하며, 상기 연속 주조 공정의 조업 변수로부터 이론 배압을 연산하는 단계를 포함한다.
이때, 상기 이론 배압은 불활성 가스 유량, 용강 유량 및 턴디쉬 용강량 중 적어도 하나 이상을 포함하여 연산될 수 있다.
바람직하게는, 상기 노즐 상태 지수에 따라 상기 불활성 가스의 유량을 증감하는 단계를 포함하며, 상기 불활성 가스의 유량을 제어하는 단계는, 상기 불활성 가스의 유량을 증량과 감량을 반복시키는 간헐식, 단차적 증량과 순간적 감량을 반복하는 복합식 및 단순 증량식 중 어느 하나 이상의 방법으로 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 노즐의 막힘 방지 장치, 이를 구비한 연속 주조 장치, 이를 이용한 노즐 막힘 방지 방법 및 연속 주조 방법은, 주조용 노즐로 공급되는 불활성 가스의 배압 변화를 기초로 신속하고 정확하게 노즐 막힘 위치 및 정도를 예측할 수 있고, 불활성 가스의 누기를 감지할 수 있다.
또한, 본 발명은 주조용 노즐에 공급되는 불활성 가스를 적절하게 제어하여 주조 실수율을 향상시키고 주편의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 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. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노즐의 막힘 방지 장치가 구비된 연속주조 장치를 나타낸 개략도이다.
도 1을 참조하여 설명하면, 턴디쉬(101)와 주형(103)의 사이에는 턴디쉬(101)의 용강(102)이 공기와 접촉됨이 없이 안정적으로 주형(103)으로 공급될 수 있도록 용강(102)의 공급 유로가 되는 주조용 노즐(100)이 설치되는데, 주조용 노즐(100)은 상노즐(110)과 슬라이딩 게이트(120) 및 침지 노즐(130)로 구성된다.
상노즐(110)은, 턴디쉬(101) 바닥을 관통하여 설치되는 다공성 내화물로 이루어져 상노즐(110) 내측으로 불활성 가스, 예를 들면 아르곤(Ar) 가스를 불출하기 위한 제1가스 배관(140)과 연결되고, 제1가스 배관(140) 상에는 불활성 가스의 유량을 제어하기 위한 제1제어 밸브(144)와 상노즐(110)에 공급된 불활성 가스의 배압을 실시간으로 측정하기 위한 제1배압 측정기(142)가 구비된다.
또한, 상노즐(110)의 하면에는 주형으로 공급되는 용강(102)의 유량을 제어할 수 있도록 슬라이딩 게이트(120)가 설치되는데, 슬라이딩 게이트(120)는 상노즐(110)의 하면에 고정 설치된 상부 플레이트(122)와 하부 플레이트(126) 및 상부 플레이트(122)와 하부 플레이트(126) 사이를 수평 이동하는 중간 플레이트(124)로 구성된다. 슬라이딩 게이트(120)에는 용강 공급 시 공기가 내부로 유입되는 것을 차단하도록 제2가스 배관(150)이 연결되어 불활성 가스를 슬라이딩 게이트(120) 내로 공급하고, 제2가스 배관(150) 상에는 불활성 가스의 유량을 제어하기 위한 제2제어 밸브(154)와 슬라이딩 게이트(120)에 공급된 불활성 가스의 배압을 실시간으로 측정하기 위한 제2배압 측정기(152)가 구비된다. 이때, 제2가스 배관(150)은 슬라이딩 게이트(120)의 중간 플레이트(124)와 하부 플레이트(126) 간에 연결될 수 있다.
그리고, 슬라이딩 게이트(120)의 하면에는 침지 노즐(130)이 설치되는데, 침지 노즐(130)은 그 하면이 주형(103) 내부로 인입되고 중공의 튜브 형상을 갖는 내벽(132) 및 외벽(136)으로 이루어지는 바, 침지 노즐(130)의 내벽면에서 용강(102)이 응고하는 부착층의 성장을 방지하기 위하여 침지 노즐(130)의 내벽(132)은 다공성 내화물로 이루어지고 내벽(132)과 외벽(136) 사이에 빈공간, 즉 가스 풀(134; GAS POOL)이 마련된다. 특히, 가스 풀(134)에는 불활성 가스를 공급하는 제3가스 배관(160)이 연결되고, 제3가스 배관(160) 상에는 불활성 가스의 유량을 제어하기 위한 제3제어 밸브(164)와 침지 노즐(130)에 공급된 불활성 가스의 배압을 실시간으로 측정하기 위한 제3배압 측정기(162)가 구비된다.
제어 장치(170)는 불활성 가스의 배압 정보를 각각 감지 및 수집하는 감지부 및 데이터 수집부와, 수집된 불활성 가스의 배압 정보를 가공하고 측정된 실제 배압과 이론 배압의 차이 및 배압 변화치를 연산할 수 있는 연산부와, 자동 또는 작업자에 의한 수동으로 제1,2,3제어 밸브(144, 154, 164)를 제어할 수 있는 제어부를 포함한다. 또한, 제어 장치(170)는 턴디쉬 주조 강종, 강번, 래이들 및 턴디쉬의 용강 중량 및 개도, 주조폭, 주조속도, 주조온도 및 주조 두께 등의 주조 변수 정보를 포함하는 연속 주조 공정의 정보가 입력되고 공정을 제어할 수 있는 통제 장치(180), 예를 들면 PLC(Programmable Logic Controller)와 연결되어 상기 주조 변수 정보를 제공받도록 구성될 수 있다. 더욱이, 제어 장치(170)는 작업자에게 상기 주조 변수 정보와 수집된 불활성 가스의 배압 정보 및 연산 정보를 제공하도록 하는 표시부를 더 구비할 수 있다.
여기서, 제어 장치(170)의 연산부에서 불활성 가스의 실제 배압과 이론 배압과의 차이를 연산하기 위하여, 이론 배압은 작업자에 의하여 미리 입력될 수 있고 주조 변수 정보 등에 의하여 실시간 산출될 수도 있다.
본 발명의 실시예에서는 제1,2,3제어 밸브(144, 154, 164)를 개시하였으나, 이외에도 요구되는 공정 및 제어 조건 등에 따라 추가 밸브가 별도로 구비될 수 있다. 또한, 제1,2,3가스 배관(140, 150, 160) 이외에 노즐(100)의 여타 구성 또는 타 위치 상에 가스 배관이 더 구비될 수 있다. 이를테면, 침지 노즐(130) 상에 제3가스 배관(160) 이외에 제3가스 배관(160)이 구성된 부분에 대하여 타 부분 상에 추가적인 가스 배관이 더 구비될 수도 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 노즐의 막힘 방지 장치를 이용한 노즐 막힘 방지 방법 및 연속 주조 방법을 살펴보면, 먼저 턴디쉬(101) 저부에 설치된 상노즐(110)을 폐쇄하고 있던 스토퍼(미도시)가 개방되어 상노즐(110)을 통해 턴디쉬(101)의 용강(102)이 슬라이딩 게이트(120)로 공급된다. 이때 슬라이딩 게이트(120)는 중간 플레이트(124)가 개방된 상태이고, 슬라이딩 게이트(120)와 침지 노즐(130)을 통해 용강(102)이 주형(103)으로 공급되어 턴디쉬(101)와 주형(103) 사이에 설치된 주조용 노즐(100)을 통해 용강(102)이 공기와 접촉됨 없이 안정적으로 주형(103)에 공급된다.
이렇게 주조 초기에는 주조용 노즐(100)에 형성된 공급 유로를 통해 용강(102)이 주형(103)으로 공급되는데, 주조용 노즐(100)로 공급되는 용강(102)은 노즐(100)의 내벽과 접촉하면서 용강(102)의 온도가 저하되어 노즐(100)의 내벽에 용강이 응고되는 부착층이 형성된다. 특히, 주조용 노즐(100)의 내벽에 응고되는 부착층은 주조가 진행됨에 따라 성장하게 되므로 이를 방지하고자 상노즐(110)과 슬라이딩 게이트(120) 및 침지 노즐(130)에 설치된 제1,2,3가스 배관(140, 150, 160)을 통해 불활성 가스를 공급하여 주조용 노즐(100) 내벽과 용강(102) 사이에 가스막을 형성하게 된다.
부연하자면, 주조 초기에 주조용 노즐(100) 각각의 위치에 설치된 제1,2,3가스 배관(140, 150, 160)을 통해 불활성 가스를 공급하되, 주형(103) 내 응고층(104)에 불활성 가스의 기포가 포집되어 주편에 홀(hole)성 결함이 유발되지 않을 정도로 불활성 가스의 공급 유량이 제1,2,3제어 밸브(144, 154, 164)에 의해 제어된다. 이때 제1,2,3가스 배관(140, 150, 160) 상에 각각 설치된 제1,2,3배압 측정기(142, 152, 162)는 불활성 가스의 배압을 실시간으로 측정하고 이를 제어 장치(170)에 송신하게 된다.
제어 장치(170)의 감지부는 실시간으로 측정된 불활성 가스의 배압을 수신하고 수신된 불활성 가스의 실제 배압은 데이터 수집부에 저장된다. 데이터 수집부에 저장된 실제 배압 정보는 연산부에서 이론 배압 또는 초기배압과 함께 연산된다.
여기서, 초기배압은 불활성 가스가 제1,2,3가스 배관(140, 150, 160) 중 어느 하나에 초기 유입될 시의 압력일 수 있으며, 이론 배압은 작업자에 의해서 설정되는 값이거나 연속 주조 조업 변수들에 의하여 구해질 수 있는 값이다. 물론, 실시간으로 불활성 가스의 배압을 측정하여 공정에 반영하도록 하는 본 발명의 취지와 부합하도록 조업 중의 조업 변수로부터 실시간으로 계산되는 것이 바람직할 것 이다. 이를 테면, 이론 배압은 하기 식과 같이 불활성 가스 유량, 용강유량 및 용강량에 종속되는 함수일 수 있다.
P이론치 = f(QAr유량, Q용강유량, TD용강량)____________________________________(1)
여기서, P이론치는 이론 배압, QAr유량는 불활성 가스 유량, Q용강유량은 용강 유량이고, TD용강량은 턴디쉬 용강량이다.
이와 같은 초기 배압과 이론 배압 및 실제 배압의 관계를 도 2에 나타내었다.
도 2는 주조시간에 따라 주조용 노즐에 공급되는 불활성 가스의 배압 및 유량 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2를 참조하면, 주조가 개시되는 시점에서 불활성 가스의 유량은 초기값을 가지게 된다. 각 주조시간마다의 실제 배압은 실선으로 도시하였다. 주조가 개시되는 시점으로부터 소정의 시간이 경과하게 되면 주속 변경과 용강의 상태와 같은 여러 조업 변수에 의해 주조용 노즐(100) 내벽에 부착층이 성장하여 주조용 노즐(100)이 막히게 되는데, 이때 실제 배압은 하강된다. 도 2에서, 이론 배압은 파쇄 점선으로 도시되었으며, 조업 변수에 의하여 가변가능하고 조업 변수 변동을 실시간으로 반영하여 계산되므로 이론 배압 또한 실시간으로 변동될 수 있다. 막힘 개시 시점 이후의 이론 배압과 실제 배압의 차이는 막힘 개시 이전의 이론 배압과 실제 배압의 차이보다 더 커지게 되며 막힘의 정도에 비례한다.
이때, 제1,2,3배압 측정기(142, 152, 162)에서 실시간으로 측정된 배압의 변 화를 제어 장치(170)의 감지부가 감지하여 노즐의 막힘 정도가 상승하는 경우 각 위치에 따른 불활성 가스의 공급 유량을 증가시키게 된다.
여기서, 불활성 가스의 공급 유량은 A)와 같이 증량과 감량을 반복하는 간헐식, B)와 같이 연속적으로 증량되는 단순 증량식 및 C)와 같이 단차적 증량과 순간 감량을 반복하는 복합식 중 어느 하나 이상의 방법으로 제어될 수 있다.
만약, 슬라이딩 게이트(120)의 내벽에 부착층이 형성되고 성장하는 경우 주조 초기에 공급된 불활성 가스의 배압에는 변화를 보이게 되는데, 중간 플레이트(124)의 다공재 재질을 통해 슬라이딩 게이트(120)의 내부 유로로 공급되어야 할 불활성 가스가 부착층에 막혀 원활히 분출되지 못하고 그 분출 압력이 잔존하는 상태가 된다. 이를 제2배압 측정기(152)가 주조가 진행되는 동안 실측하고 제어 장치(170)에 송신하게 되며, 이에 따라서 제어 장치(170)는 제2배압 측정기(152)에서 실측된 배압의 변화에 따라 슬라이딩 게이트(120)에서의 노즐 막힘 정도를 평가하게 된다. 이때, 슬라이딩 게이트(120)에서 발생되는 노즐 막힘 정도를 평가하는 기준으로는 슬라이딩 게이트(120)에 공급되어야 할 불활성 가스의 이론 배압과 슬라이딩 게이트(120)에 공급되는 불활성 가스의 실제 배압의 차이로부터 노즐의 막힘 정도를 평가할 수 있다.
이론 배압과 실제 배압의 차이는 노즐 막힘 지수로 구해지며, 조업 변수로부터 산출되는 이론 배압과 변동가능한 값인 실제 배압의 차이가 커질수록 노즐 막힘 지수는 증가한다. 즉, 노즐 막힘 지수는 하기 식으로 표현될 수 있다.
노즐 막힘 지수 = P이론치 - P실제치______________________________________(2)
노즐 막힘 지수 = P초기치 + ΔP이론치 - P실제치___________________________(2)'
여기서, P실제치는 제어 장치(170)의 검지부에 입력되는 실제 배압이고, P이론치는 QAr유량, Q용강유량 및 TD용강량으로 식 (1)을 사용하여 구해질 수 있으며, ΔP이론치는 하기 식으로 표현되는 이론 배압 증감량이다.
ΔP이론치 = f(ΔQAr유량, ΔQ용강유량, ΔTD용강량)____________________________(3)
이때, ΔQAr유량는 불활성 가스 유량 증감량, ΔQ용강유량은 용강 유량 증감량이고, ΔTD용강량은 턴디쉬 용강량 증감량으로서, 초기치 대비 증감량을 나타낸다. 즉, ΔP이론치는 주조 초기의 노즐의 막힘이 없는 상태의 P초기치 대비 증감량을 나타낸다. 따라서, ΔP이론치는 (P현재 이론치 - P초기 이론치)가 되며, 초기 이론치, 즉 초기 이론 배압이 초기치, 즉 초기 배압과 동일할 시에 노즐 막힘 지수는 (P현재 이론치 - P실제치)가 되어 최종적으로 (2)식과 동일하게 표현될 수 있다. 상기 식에서 나타난 바와 같이, 조업 변수에 종속되는 이론 배압과 변동치인 실제 배압의 차이가 커질수록 노즐 막힘 지수가 증가한다는 것을 알 수 있다. 즉, 실제 배압이 이론 배압에서 멀어질수록 노즐 막힘 지수는 증가한다. 한편, P실제치가 P이론치를 넘어서는 경우, 즉 실제 배압이 이론 배압보다 큰 경우에는 노즐의 용손이 발생되었다고 평가될 수 있다. 노즐의 용손에 의하여 불활성 가스의 배압이 커지게 되기 때문이다.
상기 식으로 구해지는 노즐 막힘 지수와 노즐의 막힘 두께와의 관계를 도 3에 나타내었다. 노즐의 막힘 두께는 막힘이 발생된 노즐을 해체하여 막힘 두께를 실측하였다. 노즐 막힘 지수에 해당하는 노즐 막힘 두께를 점으로 표시하였고, 다수의 점들을 내삽하여 선으로 도시하였다. 도 3에 나타난 바와 같이, 노즐 막힘 지수와 노즐의 최대 막힘 두께는 대략 비례관계를 이룬다는 것을 알 수 있으며, 노즐 막힘 지수와 노즐의 최대 막힘 두께 간의 상관관계를 하기 식으로 표현할 수 있다.
노즐 막힘 두께 = a(P초기치 + ΔP이론치 - P실제치) + b_____________________(4)
여기서, P초기치는 초기 배압이며, ΔP이론치는 상기 식 (3)으로 표현되는 이론 배압 증감량이다. 따라서, ΔP이론치는 (P현재 이론치 - P초기 이론치)가 되며, 초기 이론치, 즉 초기 이론 배압이 초기치, 즉 초기 배압과 동일할 시에 노즐 막힘 두께는 a(P현재 이론치 - P실제치) + b가 되어 최종적으로 a(노즐 막힘 지수) + b로 표현될 수 있다. 여기서, a, b는 도 3의 관계로부터 구해질 수 있는 임의의 상수이며, 사용되는 용강, 연속 주조기 등에 따라 가변될 수 있다.
상기와 같이 노즐 막힘 지수로부터 주조용 노즐의 막힘 두께가 예측되면 작업자는 주조용 노즐(100)에 공급되는 불활성 가스의 유량을 제어하여 부착층이 주조용 노즐의 내벽에서 탈락 또는 성장을 억제하여 주조 실수율을 향상시키고 주편의 품질이 향상되도록 주조 상태를 제어하게 된다. 예를 들어, 제1,2,3배압 측정기(142, 152, 162) 중 어느 하나 이상에서 노즐의 막힘 두께가 예측되면 막힘이 예 측된 것에 해당하는 제1,2,3가스 배관(140, 150, 160) 중 어느 하나 이상에 공급되는 불활성 가스의 공급 유량을 증량시키게 되는데, 슬라이딩 게이트(120)에서의 노즐 막힘 정도(지수)가 0보다 큰 실수인 경우 슬라이딩 게이트(120)로 공급되는 불활성 가스의 유량을 노즐 막힘 정도에 비례하여 증량되도록 제2가스 배관(150) 상에 설치된 제2제어 밸브(154)를 제어하여 불활성 가스의 공급 유량을 증량시켜 부착층을 탈락시키거나 성장을 억제하게 된다.
한편, 공급되는 불활성 가스의 유량과 실제 배압을 제어 장치(170)의 감지부에서 감지하여 데이터 수집부에 수집시킴으로써, 제1,2,3가스 배관(140, 150, 160) 상 등에서 발생되는 불활성 가스의 누기 정도를 평가할 수도 있다. 불활성 가스의 누기는 노즐에서의 불활성 가스의 유효 공급량을 감소시켜 노즐 벽멱에서의 가스막에 의한 비금속 개재물 등의 부착 억제 효과를 저감시키므로 노즐 막힘 감지를 위하여 관리되어야할 필요성이 있다. 불활성 가스의 누기는 노즐 막힘 발생 전의 불활성 가스 유량과 실제 배압의 관계로부터 하기 식과 같이 구해질 수 있다.
불활성 가스 누기 지수 = f(Pa/QAr)____________________________________(5)
여기서, Pa는 불활성 가스의 실제 배압이고, QAr는 불활성 가스의 유량이다.
일정량의 불활성 가스 유량이 공급되는 경우에 불활성 가스의 실제 배압이 감소된다면, 불활성 가스 누기가 증가된다. 이는 일정량의 불활성 가스 유량에 대하여 불활성 가스의 누기에 의하여 실제 배압이 감소하는 것이다. 불활성 가스의 누기 발생에 따라 노즐에서의 불활성 가스 유효 공급량, 즉 인입되는 불활성 가스 대비 노즐에서 분사되는 불활성 가스의 양은 감소된다. 따라서, 불활성 가스 누기 지수는 불활성 가스 유효 공급 지수라고도 할 수 있다.
만약, 불활성 가스 누기가 발생되지 않는 상태에서 노즐이 막히게 된다면 불활성 가스의 유량과 불활성 가스의 실제 배압이 동시에 감소되어 그 비율을 나타내는 불활성 가스 누기 지수는 변동하지 않을 수 있다. 이로써 노즐 막힘과 불활성 가스 누기를 구분할 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 노즐 막힘 방지 방법을 도 4에 나타내었다.
도 4를 참조하면, 주조가 개시된 노즐 상에 불활성 가스가 공급되고(S1), 공급되는 불활성 가스의 유량 및 배압이 실시간으로 측정된다(S2). 측정된 불활성 가스 유량 및 배압은 각종 조업 변수와 함께 수집되고(S3) 수집된 조업 변수로부터 주조 상태 지수가 구해진다(S4).
측정된 불활성 가스 유량 및 배압으로부터 상술된 바와 같이 불활성 가스 누기가 계산되고, 불활성 가스 실제 배압과 이론 배압으로부터 노즐 막힘 지수가 계산되며, 초기 배압 및 이론 배압 증감량의 합과 실제 배압과의 연산을 통하여 노즐 막힘 두께가 계산될 수 있다. 계산된 불활성 가스 누기, 노즐 막힘 지수 및 노즐 막힘 두께에 의하여 제어 장치(170)의 제어부는 불활성 가스의 공급량을 가감시킨다(S5).
물론, 각각의 데이터 및 계산값들은 작업자에게 표시될 수 있으며, 작업자는 이를 조업에 반영하여 불활성 가스 공급량 제어 이외의 수작업이 필요한 보수 등을 수행할 수 있다.
이하, 본 발명을 더욱 세분하여 설명한다.
[불활성 가스 누기 감지]
불활성 가스 누기를 감지하기 위하여, 도 1과 같은 상노즐(110), 슬라이딩 게이트(120) 및 침지노즐(130) 부위에 불활성 가스가 공급되는 구조를 사용하였다. 본 발명의 실시예로서 주조중 불활성 가스 배압의 변화치, 즉 이론 배압과 실제 배압의 차이를 이용한 방법을 사용하였다.
불활성 가스 배관에서 노즐에 이르는 구간 중에 불활성 가스의 누기가 발생하면 배압의 변화가 발생된다. 이를 도 5를 참조하여 설명하면, 일정한 불활성 가스 유량이 공급될 때 배압치가 낮은 경우(A)와 높은 경우(B)를 비교하면, 배압이 낮은 경우(A)가 노즐 막힘의 두께가 두꺼운 것을 알 수 있다. 이는 불활성 가스 누기가 발생되면 유효 불활성 가스량이 감소하므로 노즐 벽멱에서의 가스막에 의한 비금속 개재물의 부착 억제 효과가 감소하기 때문이다. 따라서, 불활성 가스의 유량에 대한 실제 배압의 비율로서 불활성 가스가 누기되는 것을 감지할 수 있다.
즉, 고정된 불활성 가스의 유량에 대한 실제 배압의 비가 감소할 경우 불활성 가스의 누기가 발생한 경우이고, 불활성 가스 유량에 대한 실제 배압 비의 감소되는 정도에 따라 불활성 가스의 누기 발생 정도도 비례하며, 불활성 가스의 누기 발생 정도가 증가되는 것에 따라서 노즐의 막힘도 증가된다. 이러한 불활성 가스의 누기가 발생되면 불활성 가스의 공급 유량을 증가시켜 불활성 가스의 유량에 대한 실제 배압의 비율과 불활성 가스 유효 공급량을 노즐 막힘 이전의 상태로 유지시킬 수 있으며, 누기 발생 여부를 작업자에게 통보하여 수작업으로 보수를 수행하도록 할 수 있다.
[노즐 막힘 감지 시간]
노즐 막힘 감지를 위하여, 도 1과 같은 상노즐(110), 중간 플레이트(124) 및 침지노즐(130) 부위에 불활성 가스가 공급되는 구조를 사용하였다. 비교예로서는 실제개도와 이론개도의 차이를 이용하여 노즐 막힘 정도를 평가하는 방법을 사용하였으며, 본 발명의 실시예로서 주조중 불활성 가스의 실시간의 이론 배압 증감량과 실제 배압간의 차이를 이용한 방법을 사용하였다.
비교예 및 실시예의 결과를 하기 표에 나타내었다.
비교예 실시예
막힘 감지 시간 [분] 180 30
실제개도와 이론개도의 차이를 이용한 비교예에서는 노즐이 중간 플레이트(124)의 개도보다 구경이 크기 때문에, 노즐 막힘이 개시되어 노즐의 실제 구경이 점차적으로 작아지게 되면서 중간 플레이트의 개도보다 작아지는 시점 이후부터 노즐 막힘이 감지된다. 즉, 노즐 막힘 개시 시점에는 노즐 막힘의 감지가 불가능하며, 노즐 막힘이 중간 플레이트 개도보다 작아지는 시점 이후인 180 분 이후부터 막힘을 감지할 수 있다.
이에 반하여, 불활성 가스의 배압 변화를 감지하는 본 발명의 실시예에서는 노즐 막힘 개시 시점에서부터 불활성 가스의 배압이 변화되며, 막힘 감지 시간이 30 분으로 비교예의 180 분보다 더욱 신속하게 노즐 막힘을 감지해 낼 수 있다.
[노즐 막힘 예측 및 불활성 가스 유량 제어]
본 발명의 실시예에서는 노즐 막힘이 예측될 경우 이를 해소하기 위하여 불 활성 가스의 유량을 가변시켜 공급하여 준다. 불활성 가스 유량의 가변 패턴에 따라 노즐 막힘 정도가 변화되는 양상을 비교관찰하였다.
먼저, 실시예1에서는 불활성 가스 유량을 단순히 증감량시키고, 실시예2에서는 불활성 가스 유량을 간헐적으로 공급시켜, 실시예1과 실시예2를 통한 노즐 막힘 해소 정도를 도 6에 도시하였다. 실제적으로 실시예1은 도 2에서의 B)와 같은 패턴의, 실시예2는 도 2에서의 A)와 같은 패턴의 불활성 가스 공급을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 실시예1에서 보다 실시예2에서의 노즐 막힘이 약 20% 정도 감소한 것을 알 수 있으며, 편차 또한 감소됨을 알 수 있었다. 이는 실시예1에서와 같이 불활성 가스 유량을 단순히 증감시킨 경우, 불활성 가스의 가속도는 부착층에 1 회만이 가해지나, 간헐적으로 불활성 가스를 공급할 시에는 매 간헐 공급시마다 불활성 가스의 가속도가 부착층에 가해져 단위 시간당 더 많은 힘을 공급시켜 줄 수 있기 때문이다.
[노즐 막힘 지수]
본 발명에 따른 노즐 막힘 방지 방법의 실시예와 종래예와의 노즐 막힘 정도를 도 7에 도시하였다. 종래예로서는 [노즐 막힘 감지 시간]에서 비교예로서 설명된 개도차 감지법을 사용하였다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에서의 노즐 막힘 면적율은 종래예 대비 평균 25% 정도 저감되었음을 알 수 있다. 이는 상술된 바와 같이 종래예에서의 개도차 감지법은 노즐 막힘 개시 시점 이후 막힘 감지 시간이 지둔하여 노즐 막힘에 효율적으로 대처할 수 없기 때문이며, 본 발명의 실시예에서는 노즐 막힘 개시 시 점에서부터 불활성 가스 실제 배압이 변화하므로 이에 따라 상대적으로 신속한 대처가 가능하여 노즐 막힘 면적율을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
도 8에서는 연속 주조 장치 사용 개월수에 따른 노즐막힘 지수의 증감을 나타내었다. 도 8에서 본 발명의 실시예에 따른 노즐 막힘 방지 방법은 8 개월 이후부터 적용하였다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 노즐 막힘 방지 방법을 적용하기 이전에는 노즐 막힘 지수가 점진적으로 증가하는 추세를 보이며 8 개월째되는 시점에는 노즐 막힘이 최고조에 달함을 알 수 있다. 8 개월 이후 본 발명의 실시예를 적용한 시점부터는 노즐 막힘 지수가 급격히 하락하여 0.5이하의 하향 안정화를 이루는 것을 알 수 있다.
[종래 방법들과의 비교]
하기 표에 종래예1,2,3,4 및 본 발명에 따른 실시예3,4와의 비교를 나타내었다.
종래예1 종래예2 종래예3 종래예4 실시예3 실시예4
측정법 탕면주파수 감지법 열전대법 개도차 감지법 불활성 가스 배압 상대비교 불활성 가스 배압 절대비교 불활성 가스 배압차 절대비교
측정원리 고주파 탕면 진폭 변화 열전대 감지법 개도 상대변동(초기 개도 - 현개도) 초기 배압 - 현 배압 이론 배압 - 현 배압
(P이론치 - P실제치)		 초기 배압 + 이론 배압 - 현 배압
(P초기치 + ΔP이론치 - P실제치)
노즐 막힘 위치 판단 불가 불가 불가 가능 가능 가능
노즐 막힘 개시 시점 감지 - 80 분 이후 180 분 이후 30 분 이후 30 분 이후 30 분 이후
노즐 막힘 여부 판정 적중률(%) - - 13 45 73 95
주조중 주조조건 변동시 노즐 막힘 두께 감지 불가 불가 불가 불가 가능 가능
노즐의 불활성 가스 누기 감지 불가 불가 불가 가능 가능 가능
노즐 막힘시 불활성 가스 유량 자동제어 불가 불가 불가 불가 가능 가능
상기 표에 나타난 바와 같이, 종래예1,2,3에서는 각각 탕면, 노즐 외표면, 개도를 감지하므로 노즐 막힘 여부만을 판별할 뿐 노즐 막힘 위치의 판단은 불가능하며, 노즐의 불활성 가스 누기 감지 또한 마찬가지다.
노즐의 막힘 위치 및 노즐의 불활성 가스 누기를 판별하기 위해서는 노즐 각 부위에 불활성 가스를 분사하고 이를 각각 감지하는 방식이 유리하며, 이러한 방식은 종래예4 및 실시예3,4에서 사용된다.
노즐 막힘 개시 시점 감지 또한, 주조중 연속적으로 취입되는 불활성 가스 측정하여 감지하는 것이 유리하며, 개도차를 이용한 종래예3에서는 180 분, 열전대 를 이용한 종래예2에서는 80 분으로 종래예4 및 실시예3,4의 30 분에 대하여 현저히 늦음을 알 수 있다.
주조중 주조조건 변동시 노즐 막힘 두께 감지에 있어서는 종래예1,2,3,4 공히 주조중의 주조 변수를 반영하지 않았으므로 불가능하며, 실시예3,4에서는 가능하다는 것을 알 수 있다.
또한, 노즐 막힘시 불활성 가스 유량 자동제어 수단도 종래예1,2,3,4에서는 구비되지 않고, 실시예3,4에서만 구비되어 노즐 막힘이 발생할 시에 신속히 대처할 수 있음을 알 수 있다.
총대상 노즐수 중 작업자가 부착층 유무를 주조말에 정확히 판단한 노즐수의 백분율인 노즐 막힘 판단 적중률(%)은 실시예4가 실시예3보다 더 높은데, 이는 주조중에 조업 변수가 변화하면 노즐이 안 막힌 상태에서도 실제 배압이 변화하여 초기 배압과 달라지게 되므로, 노즐 막힘에 의해 증감된 배압을 정확히 알 수 없게 되기 때문이다. 그러나, 실시예3,4 공히 종래예1,2,3,4에 비해서 월등한 노즐 막힘 판단 적중률을 나타냄을 알 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예로서만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 노즐의 막힘 방지 장치를 나타낸 개략도,
도 2는 주조시간에 따라 주조용 노즐에 공급되는 불활성 가스의 배압 및 유량 변화를 나타낸 그래프,
도 3은 노즐 막힘 지수와 노즐의 막힘 두께와의 관계를 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 노즐 막힘 방지 방법을 나타낸 순서도,
도 5는 불활성 가스 배압치에 대한 상노즐의 막힘 면적율의 관계를 나타낸 그래프,
도 6은 실시예1,2에서의 상노즐의 막힘 면적율을 나타낸 그래프,
도 7은 종래예와 실시예에서의 상노즐의 막힘 면적율을 나타낸 그래프,
도 8은 연속 주조 장치 사용 개월수에 따른 노즐막힘 지수 증감을 나타낸 그래프.
<도면 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 주조용 노즐 101 : 턴디쉬
102 : 용강 103 : 주형
104 : 주형내 응고층 110 : 상노즐
120 : 슬라이딩 게이트 122 : 상부 플레이트
124 : 중간 플레이트 126 : 하부 플레이트
130 : 침지 노즐 132 : 침지 노즐 내벽
134 : 가스 풀 136 : 침지 노즐 외벽
140 : 제1가스 배관 142 : 제1배압 측정기
144 : 제1제어 밸브 150 : 제2가스 배관
152 : 제2배압 측정기 154 : 제2제어 밸브
160 : 제3가스 배관 162 : 제3배압 측정기
164 : 제3제어 밸브 170 : 제어부

Claims (19)

  1. 턴디쉬 바닥에 설치되는 상노즐과, 상기 상노즐의 하부에 설치되어 용강의 유량을 제어하는 슬라이딩 게이트 및 상기 슬라이딩 게이트의 하부에 설치되는 침지 노즐에 각각 연결되어 불활성 가스를 공급하는 가스 배관; 및
    상기 불활성 가스의 배압을 실시간으로 측정하여 노즐 상태 지수를 산출하는 제어 장치;
    를 포함하며,
    상기 제어 장치는
    조업 중의 불활성 가스 유량, 용강유량 및 용강량에 따라 실시간으로 변동되는 상기 불활성 가스의 이론 배압을 산출하는 수단과,
    상기 이론 배압과 상기 실시간으로 측정된 불활성 가스의 배압을 연산하는 수단과,
    상기 실시간으로 산출된 불활성 가스의 이론 배압과 상기 불활성 가스의 실제 배압의 차이를 연산하여, 노즐 막힘 지수를 산출하는 수단과,
    상기 노즐 막힘 지수에 따른 노즐 막힘 두께 간의 상관 관계식을 이용하여, 노즐 막힘 두께를 산출하여 예측하는 수단과,
    상기 산출된 불활성 가스의 이론 배압, 실제 배압, 노즐 막힘 지수 및 노즐 막힘 두께를 이용하여 상기 불활성 가스 공급을 제어하는 수단을 포함하는 노즐의 막힘 방지 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 노즐 막힘 발생 전의 불활성 가스의 유량과 실제 배압의 비의 함수를 이용하여 불활성 가스 누기 지수를 산출하는 수단을 포함하고,
    상기 불활성 가스 누기 지수를 이용하여 상기 불활성 가스 공급을 제어하는 노즐의 막힘 방지 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 가스 배관 상의 상기 불활성 가스의 배압을 측정하는 감지부;
    상기 측정된 불활성 가스의 배압을 수집하는 데이터 수집부;
    상기 수집된 상기 불활성 가스의 배압을 이용하여 노즐 상태 지수를 연산하는 연산부; 및
    상기 불활성 가스의 유량을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 노즐의 막힘 방지 장치.
  4. 삭제
  5. 턴디쉬와 주형 및 상기 주형과 상기 턴디쉬 간에 설치되는 주조용 노즐을 포함하고, 상기 주조용 노즐은 턴디쉬 바닥에 설치되는 상노즐과, 상기 상노즐의 하부에 설치되어 용강의 유량을 제어하는 슬라이딩 게이트 및 상기 슬라이딩 게이트의 하부에 설치되는 침지 노즐을 포함하며, 상기 상노즐, 슬라이딩 게이트 및 침지 노즐에 각각 별도로 연결되어 불활성 가스를 공급하는 가스 배관과 상기 불활성 가스의 배압을 실시간으로 측정하여 노즐 상태 지수를 산출하는 제어 장치를 포함하며, 상기 제어 장치는 조업 중의 불활성 가스 유량, 용강유량 및 용강량에 따라 실시간으로 변동되는 상기 불활성 가스의 이론 배압을 산출하는 수단과, 상기 이론 배압과 상기 실시간으로 측정된 불활성 가스의 배압을 연산하는 수단과, 상기 실시간으로 산출된 불활성 가스의 이론 배압과 상기 불활성 가스의 실제 배압의 차이를 연산하여, 노즐 막힘 지수를 산출하는 수단과, 상기 노즐 막힘 지수에 따른 노즐 막힘 두께 간의 상관 관계식을 이용하여, 노즐 막힘 두께를 산출하여 예측하는 수단과, 상기 산출된 불활성 가스의 이론 배압, 실제 배압, 노즐 막힘 지수 및 노즐 막힘 두께를 이용하여 상기 불활성 가스 공급을 제어하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐의 막힘 방지 장치가 구비되는 연속 주조 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 주조용 노즐은 상노즐과 슬라이딩 게이트 및 침지 노즐을 포함하고, 상기 가스 배관은 상기 상노즐과 상기 슬라이딩 게이트 및 상기 침지 노즐 중 적어도 하나 이상에 연결되는 것을 특징으로 하는 연속 주조 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 연속 주조 장치에 연결되어 조업 변수를 수집하는 통제 장치를 포함하고, 상기 통제 장치는 상기 제어 장치와 연결되어 상기 수집된 조업 변수를 제공하여 주는 것을 특징으로 하는 연속 주조 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 가스 배관 상의 상기 불활성 가스의 배압을 측정하는 감지부;
    상기 측정된 불활성 가스의 배압을 수집하는 데이터 수집부;
    상기 수집된 상기 불활성 가스의 배압을 이용하여 노즐 상태 지수를 연산하는 연산부; 및
    상기 불활성 가스의 유량을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 연속 주조 장치.
  9. 턴디쉬 바닥에 설치되는 상노즐과, 상기 상노즐의 하부에 설치되어 용강의 유량을 제어하는 슬라이딩 게이트 및 상기 슬라이딩 게이트의 하부에 설치되는 침지 노즐에 공급되는 불활성 가스의 배압을 실시간으로 측정하는 단계;
    상기 측정된 실제 배압으로부터 노즐 상태 지수를 연산하는 단계; 및
    상기 연산된 노즐 상태 지수에 따라 상기 불활성 가스 공급을 제어하는 단계;
    를 포함하며,
    상기 노즐 상태 지수를 연산하는 단계는
    조업 중의 불활성 가스 유량, 용강유량 및 용강량에 따라 실시간으로 변동되는 상기 불활성 가스의 이론 배압을 산출하는 단계와,
    상기 이론 배압과 상기 실시간으로 측정된 불활성 가스의 배압을 연산하는 단계와,
    상기 실시간으로 산출된 불활성 가스의 이론 배압과 상기 불활성 가스의 실제 배압의 차이를 연산하여, 노즐 막힘 지수를 산출하는 단계와,
    상기 노즐 막힘 지수에 따른 노즐 막힘 두께 간의 상관 관계식을 이용하여, 노즐 막힘 두께를 산출하여 예측하는 단계
    를 포함하고,
    상기 예측된 노즐 막힘 두께에 따라 상기 불활성 가스의 유량을 증감하는 것을 특징으로 하는 노즐의 막힘 방지 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 노즐 상태 지수는 불활성 가스 누기 지수, 노즐 막힘 지수 및 노즐 막힘 두께 중 적어도 하나 이상을 포함하는 노즐의 막힘 방지 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 불활성 가스 누기 지수는 상기 불활성 가스의 공급 유량과 상기 측정된 실제 배압의 비의 함수를 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐의 막힘 방지 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 노즐 막힘 지수 또는 상기 노즐 막힘 두께는 이론 배압으로 연산되는 것을 특징으로 하는 노즐의 막힘 방지 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 노즐 막힘 지수는 이론 배압과 실제 배압의 차이를 포함하는 식으로 산출되며,
    상기 노즐 막힘 지수를 산출하는 식은 ‘노즐 막힘 지수 = P초기치 + ΔP이론치 - P실제치’ 것을 특징으로 하고,
    P초기치는 초기 배압, ΔP이론치는 이론 배압 증감량, P실제치는 실제 배압인 노즐의 막힘 방지 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 노즐 막힘 두께는 초기 배압 및 이론 배압차의 합과 상기 실제 배압의 차를 포함하고,
    상기 노즐 막힘 두께를 산출하는 식은‘노즐 막힘 두께 = a(P초기치 + ΔP이론치 - P실제치) + b’인 것을 특징으로 하고,
    상기 a 및 b는 상기 ‘노즐 막힘 두께 = a(P초기치 + ΔP이론치 - P실제치) + b’의 식의 노즐 막힘 지수와 노즐 막힘 두께 간의 관계에 의해 산출되는 상수인 노즐의 막힘 방지 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 노즐 상태 지수에 따라 상기 불활성 가스의 유량을 증감하는 단계를 포함하는 노즐의 막힘 방지 방법.
  16. 연속 주조 방법으로서, 턴디쉬 바닥에 설치되는 상노즐과, 상기 상노즐의 하부에 설치되어 용강의 유량을 제어하는 슬라이딩 게이트 및 상기 슬라이딩 게이트의 하부에 설치되는 침지 노즐로 공급되는 각각의 불활성 가스 배압을 실시간으로 측정하는 단계; 상기 측정된 실제 배압으로부터 노즐 상태 지수를 연산하는 단계; 및 상기 연산된 노즐 상태 지수에 따라 상기 불활성 가스의 유량을 증감하는 단계;
    를 포함하며, 상기 노즐 상태 지수를 연산하는 단계는 조업 중의 불활성 가스 유량, 용강유량 및 용강량에 따라 실시간으로 변동되는 상기 불활성 가스의 이론 배압을 산출하는 단계와, 상기 이론 배압과 상기 실시간으로 측정된 불활성 가스의 배압을 연산하는 단계와, 상기 실시간으로 측정된 불활성 가스의 이론 배압과 상기 불활성 가스의 실제 배압의 차이를 연산하여, 노즐 막힘 지수를 산출하는 단계와, 상기 노즐 막힘 지수에 따른 노즐 막힘 두께 간의 상관 관계식을 이용하여, 노즐 막힘 두께를 산출하여 예측하는 단계를 포함하고, 상기 예측된 노즐 막힘 두께에 따라 상기 불활성 가스의 유량을 증감하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 노즐 상태 지수를 연산하는 단계는,
    상기 연속 주조 공정의 조업 변수 데이터를 수신하는 단계; 및
    상기 연속 주조 공정의 조업 변수로부터 이론 배압을 연산하는 단계;
    를 포함하는 연속 주조 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 이론 배압은 불활성 가스 유량, 용강 유량 및 턴디쉬 용강량 중 적어도 하나 이상을 포함하여 연산되는 연속 주조 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 불활성 가스의 유량을 제어하는 단계는, 상기 불활성 가스의 유량을 증량과 감량을 반복시키는 간헐식, 단차적 증량과 순간적 감량을 반복하는 복합식 및 단순 증량식 중 어느 하나 이상의 방법으로 제어하는 것을 특징으로 하는 연속 주 조 방법.
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