KR101267588B1 - 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 장치 및 예측 방법 - Google Patents
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Abstract
턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 장치 및 예측 방법이 개시된다. 설정된 목표 온도로 상기 턴디쉬의 내부를 가열하는 버너부, 목표 온도를 유지하는 턴디쉬의 외부 표면 온도를 측정하는 온도측정부 및 측정된 표면 온도값을 저장 및 관리하는 제어부를 포함하며, 제어부는 설정된 상기 턴디쉬의 표면 온도값 및 측정된 상기 턴디쉬의 상기 표면 온도값의 편차를 연산하여 상기 내화재의 두께를 예측하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 장치와 버너부가 턴디쉬를 가열하는 단계, 온도측정부가 턴디쉬 외부 표면의 온도를 측정하는 단계, 제어부가 측정된 온도값 및 미리 설정된 온도값의 편차를 연산하여 내화재의 두께를 예측하는 단계를 포함하는 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 방법이 제공된다.
Description
본 발명은 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 장치 및 예측 방법에 관한 것이다.
턴디쉬(tundish)는 제강 공정으로부터 용강을 받아 반제품인 슬라브를 만드는 연속주조공정에서, 래들로부터 용강을 받아 쇳물을 일정하게 몰드로 주입하는 설비이다. 고온의 쇳물을 수용하기 위하여, 턴디쉬의 내벽에는 고온을 견디는 내화재가 결합된다. 이러한 내화재는 고온으로 인한 마모가 심하여 주기적으로 교체해주어야 한다. 일반적으로 내화재의 교체 시기는 일정 횟수를 반복하여 사용하게 되는 것으로서 정해진다.
이와 관련된 기술로는 하여 문제점을 해결하기 위한 기술로 공개 특허 제2010-0104746호가 있다.
본 발명의 실시예들은, 턴디쉬 예열 시 온도 측정을 통하여 내화재의 두께 변화를 예측 가능한 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 장치 및 예측 방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 설정된 목표 온도로 상기 턴디쉬의 내부를 가열하는 버너부, 목표 온도를 유지하는 턴디쉬의 외부 표면 온도를 측정하는 온도측정부 및 측정된 표면 온도값을 저장 및 관리하는 제어부를 포함하며, 제어부는 설정된 상기 턴디쉬의 표면 온도값 및 측정된 상기 턴디쉬의 상기 표면 온도값의 편차를 연산하여 상기 내화재의 두께를 예측하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 장치가 제공된다.
제어부는, 편차가 15% 이상이 되면 내화재의 교환 시기임을 판단할 수 있다.
제어부와 연결되며, 편차가 설정된 범위를 넘어서면 경보를 발생시키는 알람부를 더 포함할 수 있다.
온도측정부는 복수로 배치되어, 복수의 지점에서 턴디쉬의 외부 표면 온도를 측정하고, 제어부는 복수의 측정된 표면 온도값의 평균값을 연산하고, 평균값을 이용하여 내화재의 평균 두께 변화량을 예측할 수 있다.
제어부와 연결되며, 측정된 온도값 및 편차를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 버너부가 턴디쉬를 가열하는 단계, 온도측정부가 턴디쉬 외부 표면의 온도를 측정하는 단계, 제어부가 측정된 온도값 및 미리 설정된 온도값의 편차를 연산하여 내화재의 두께를 예측하는 단계를 포함하는 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 방법이 제공된다.
편차가 15% 이상인 경우, 제어부가 내화재의 교환 시기인 것을 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제어부가 내화재의 교환 시기를 판단하는 단계 이후에, 편차가 미리 설정된 범위를 넘어서는 경우, 알람부가 경보를 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
온도측정부가 턴디쉬 외부 표면의 온도를 측정하는 단계는, 온도측정부가 복수로 배치되며, 턴디쉬 외부 표면의 복수의 지점에서 온도를 측정할 수 있다.
턴디쉬 외부 표면의 온도를 측정하는 단계 이후에, 제어부는 측정된 복수의 온도값의 평균값을 연산하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제어부가 편차를 연산하는 단계 이후에, 표시부가 측정된 표면 온도값 및 편차를 표시하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 턴디쉬 외부 표면 온도를 측정하여 측정된 온도값을 바탕으로 턴디쉬용 내화재의 두께 변화를 예측하여 내화재의 교체 시기를 알려주는 턴디쉬용 내화재 두께 예측 장치 및 예측 방법이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬용 내화재 두께 예측 장치를 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 턴디쉬용 내화재 두께 예측 방법을 순서대로 도시한 순서도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 턴디쉬용 내화재 두께 예측 방법의 알고리즘을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 턴디쉬용 내화재 두께 예측 방법을 순서대로 도시한 순서도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 턴디쉬용 내화재 두께 예측 방법의 알고리즘을 도시한 도면.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 장치 및 예측 방법의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 장치를 도시한 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 버너부(110), 온도측정부(120), 제어부(130)를 포함하는 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 장치가 제공된다.
버너부(110)는 내벽에 내화재가 결합된 턴디쉬를 설정된 목표 온도로 가열한다.
턴디쉬 외부 표면의 실제 온도 및 설정된 온도의 차이는 턴디쉬 내부와 외부의 온도 차이에 비례하므로, 턴디쉬 내부 온도를 높게 하면 다 정확하게 내화재 두께 변화를 예측할 수 있다.
버너부(110)에는 연료 및 공기를 공급하는 노즐이 결합될 수 있으며, 복수로 형성될 수 있다.
온도측정부(120)는 턴디쉬 외부 표면의 온도를 측정하는 것으로, 복수로 형성될 수 있다. 본 실시예에 따라 복수로 형성된 온도측정부(120)는 턴디쉬 외부 표면의 복수의 지점에서 온도를 측정하여 측정된 온도값을 전기적 신호로 변환하여 제어부(130)로 전송할 수 있다.
제어부(130)는 측정된 온도값을 저장 및 관리하며, 미리 설정된 턴디쉬의 표면 온도값과 측정된 온도값의 편차를 연산하여 턴디쉬 내벽에 결합된 내화재의 두께 변화를 예측할 수 있다.
본 실시예에 따라 복수의 지점에서 측정된 턴디쉬 외부 표면의 온도는 제어부(130)에서 평균값을 연산한 뒤, 연산된 평균값을 이용하여 내화재의 두께 변화를 예측하게 된다.
구체적으로 일 예를 들어 설명하기로 한다.
본 실시예에 따라, 턴디쉬에 예열이 진행되어, 1200℃를 유지하고 있는 경우를 가정한다. 세 겹으로 형성되는 내화재를 이루는 각각의 물질의 물성에 따라 세 겹의 내화재의 총 두께가 400mm이며, 턴디쉬 내부가 1200℃인 경우, 턴디쉬 외부 표면의 온도는 100℃가 되도록 설계한다.
내화재의 총 두께가 400mm를 유지하고 있다면, 턴디쉬 외부 표면의 온도는 100℃를 유지하게 될 것이다. 반면에, 장기간의 사용 및 열화로 인하여 손상을 입고 내화재 두께의 감소가 진행되었다면, 턴디쉬 외부 표면의 온도는 100℃ 이상이 될 것이다.
일 예로, 턴디쉬 외부 표면의 온도가 103℃인 경우에는 내화재의 두께가 30mm 감소되어 370mm일 것이라 예상할 수 있으며, 106℃인 경우에는 50mm가 감소되어 350mm일 것이라 예상할 수 있다.
이와 같이 턴디쉬 설계 시, 설정되는 턴디쉬 외부 표면의 온도와 실제로 측정되는 턴디쉬 외부 표면의 온도 차이를 측정하여 내화재 두께의 변화량을 예측할 수 있으며, 설계된 두께와 감소된 두께의 차이를 통하여 남아있는 내화재의 두께 변화를 예측할 수 있다.
상술한 것은 일 예에 해당할 뿐이며, 내화재의 물성에 따라 상술한 수치 범위의 변경이 가능함은 물론이다.
내화재 두께의 감소량이 일정 범위를 넘어서면, 제어부(130)는 내화재 교체 시기임을 알려, 내화재를 교체하도록 할 수 있다. 일 예로 15% 이상의 온도 차이를 보이게 되면 내화재를 교체할 수 있다.
이때, 내화재의 교체 시기를 알리는 경보를 발생시키는 알람부(140) 및 측정된 온도값, 온도 편차 및 교체 시기를 표시하는 표시부(150)가 형성될 수 있다.
기존에는 사용 횟수에 따라 교체 시기를 판단하였기 때문에, 더 사용할 수 있음에도 불구하고 교체하게 되거나, 이미 내화재가 많은 손실이 일어났음에도 불구하고 계속하여 사용함으로써 제조공정의 효과적인 운영에 어려움이 있어왔다.
본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 장치는 온도 차이를 기초로 하여 턴디쉬용 내화재의 두께 변화를 예측함으로써, 보다 정확하게 내화재의 교체 시기를 판단할 수 있도록 한다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 제공되는 턴디쉬용 내화재의 두께 변화 예측 장치에 대하여 설명하였다. 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제공되는 턴디쉬용 내화재의 두께 변화 예측 방법에 대하여 도 1 내지 도 3을 참고하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따라 제공되는 턴디쉬용 내화재의 두께 변화 예측 방법을 순서대로 도시한 순서도이며, 도 3은 본 실시예에 따라 제공되는 턴디쉬용 내화재의 두께 변화 예측 방법이다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 버너부(110)가 턴디쉬를 가열하는 단계(s10), 온도측정부(120)가 턴디쉬 외부 표면의 온도를 측정하는 단계(s20), 제어부(130)가 내화재의 두께 변화를 예측하는 단계(s30)를 포함하는 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 방법이 제공된다.
버너부(110)가 턴디쉬를 가열하는 단계(s10)는, 턴디쉬 외부 표면의 실제 온도 및 설정된 온도의 차이는 턴디쉬 내부와 외부의 온도 차이에 비례할 것이므로, 턴디쉬 내부 온도를 높게 하면 다 정확하게 내화재 두께 변화를 예측할 수 있다.
버너부(110)가 턴디쉬를 가열한 이후에는, 온도측정부(120)가 턴디쉬 외부 표면의 온도를 측정하는 단계(s20)가 진행될 수 있다.
온도측정부(120)는 복수일 수 있으며, 턴디쉬 외부 표면의 복수의 지점으로부터 온도를 측정할 수 있으며, 이후 제어부(130)가 복수의 지점에서 측정된 온도의 평균값을 연산하여, 연산된 평균값을 근거로 내화재의 두께 변화를 예측할 수 있다.
제어부(130)가 내화재의 두께 변화를 예측하는 단계(s30)는, 온도측정부(120)에 의하여 측정된 턴디쉬 외부 표면의 온도와 미리 설정된 온도를 비교하여 그 차이에 따라 내화재의 변화를 예측할 수 있다. 구체적인 내용은 전술한 것과 같다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.
110: 버너부
120: 온도측정부
130: 제어부
140: 알람부
150: 표시부
120: 온도측정부
130: 제어부
140: 알람부
150: 표시부
Claims (11)
- 설정된 목표 온도로 턴디쉬의 내부를 가열하는 버너부;
상기 목표 온도를 유지하는 상기 턴디쉬의 외부 표면 온도를 측정하는 온도측정부; 및
측정된 표면 온도값을 저장 및 관리하는 제어부를 포함하며,
상기 제어부는 설정된 상기 턴디쉬의 표면 온도값 및 측정된 상기 턴디쉬의 상기 표면 온도값의 편차를 연산하여 내화재의 두께를 예측하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 편차가 15% 이상이 되면 상기 내화재의 교환 시기임을 판단하는 것을 특징으로 하는 턴다쉬용 내화재 두께 변화 예측 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 제어부와 연결되며, 상기 편차가 설정된 범위를 넘어서면 경보를 발생시키는 알람부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 온도측정부는 복수로 배치되어, 복수의 지점에서 상기 턴디쉬의 외부 표면 온도를 측정하고,
상기 제어부는 복수의 상기 측정된 표면 온도값의 평균값을 연산하고, 상기 평균값을 이용하여 상기 내화재의 평균 두께 변화량을 예측하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제어부와 연결되며, 상기 측정된 온도값 및 상기 편차를 표시하는 표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 장치.
- 버너부가 턴디쉬를 가열하는 단계;
온도측정부가 상기 턴디쉬 외부 표면의 온도를 측정하는 단계;
제어부가 측정된 온도값 및 미리 설정된 온도값의 편차를 연산하여 내화재의 두께를 예측하는 단계를 포함하는 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 편차가 15% 이상인 경우, 상기 제어부가 상기 내화재의 교환 시기인 것을 판단하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 제어부가 상기 내화재의 교환 시기를 판단하는 단계 이후에,
상기 편차가 미리 설정된 범위를 넘어서는 경우, 알람부가 경보를 발생시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 온도측정부가 상기 턴디쉬 외부 표면의 온도를 측정하는 단계는,
상기 온도측정부가 복수로 배치되며, 상기 턴디쉬 외부 표면의 복수의 지점에서 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 방법.
- 제9항에 있어서,
상기 턴디쉬 외부 표면의 온도를 측정하는 단계 이후에,
상기 제어부는 측정된 복수의 상기 온도값의 평균값을 연산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 방법.
- 제6항에 있어서,
상기 제어부가 상기 편차를 연산하는 단계 이후에,
표시부가 상기 측정된 표면 온도값 및 상기 편차를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬용 내화재 두께 변화 예측 방법.
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