KR101585783B1 - Tundish gap control apparatus and method - Google Patents
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Description
본 발명은 턴디쉬 갭 제어 장치 및 턴디쉬 갭 제어 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a tundish gap control apparatus and a tundish gap control method.
일반적으로, 비결정질 합금(이하 비정질 합금이라 한다) 파이버(fiber)는 결정구조가 물이나 유리와 같은 무질서한 원자구조이다. 따라서, 비정질 합금은 결정질 합금의 특징인 결정입계(grain boundary), 전위(dislocation) 등과 같은 결정결함(crystalline imperfection)이 존재하지 않으며, 같은 조성의 결정질 금속에 비하여 우수한 연자성, 초자왜, 강인성, 내식성, 초전도성 등의 우수한 특성을 갖는다. 상기 특성으로 인하여, 비정질 합금 파이버는 기계적, 자기적 특성이 우수한 소재로 내화물, 건축구조물 보강재, 콘크리트 층간소음 흡수재로 사용될 수 있다.Generally, amorphous alloys (hereinafter referred to as amorphous alloys) are disordered atomic structures in which the crystal structure is water or glass. Accordingly, amorphous alloys are free from crystalline imperfections such as grain boundaries and dislocations, which are characteristics of crystalline alloys, and have excellent soft magnetic properties such as soft magnetic properties, Corrosion resistance, superconductivity and the like. Due to the above characteristics, the amorphous alloy fiber can be used as a material excellent in mechanical and magnetic properties as a refractory material, a reinforcing material for building structures, and a noise absorbing material between concrete layers.
비정질 합금은 금속을 용융상태에서 급속 냉각시켜 제조된다. 따라서 비정질 합금은 원자가 규칙적으로 배열하여 결정화할 시간이 없이 액상의 무질서한 원자배열 상태를 고체 상태까지 유지하게 된다.An amorphous alloy is produced by rapid cooling of the metal in a molten state. Thus, amorphous alloys keep the disordered atomic arrangement of the liquid up to the solid state without the time for the atoms to be ordered and crystallize.
비정질 소재의 특성상 용융 합금은 105K/s 이상의 급속 냉각이 요구되므로 매우 적은 양의 용융 합금 만을 냉각휠에 토출되어 급속 냉각된다. 용융 합금을 미세한 양으로 제어하여 냉각휠에 토출하기 위해서는 용융 합금을 배출하는 노즐과 냉각휠 사이에 설정되는 미세 갭의 제어가 필요하다.Due to the nature of the amorphous material, the molten alloy requires a rapid cooling rate of 10 5 K / s or more, so only a small amount of the molten alloy is discharged to the cooling wheel and rapidly cooled. Controlling the fine gaps between the nozzle for discharging the molten alloy and the cooling wheel is necessary in order to discharge the molten alloy to the cooling wheel by controlling the amount of the molten alloy.
그러나, 턴디쉬 외피와 노즐의 열팽창 또는 냉각휠의 열팽창 등으로 조업 중에 갭이 불규칙하게 변하는 문제점이 발생할 수 있다. 따라서, 노즐과 냉각휠 사이의 갭은 노즐이 냉각휠에 대해 수평을 유지하여 노즐과 냉각휠 사이의 갭을 일정하게 함으로써, 균일한 두께의 스트립 또는 파이버를 제조할 수 있는 장치 및 방법이 요구된다.
However, there may arise a problem that the gap is irregularly changed during operation due to the thermal expansion of the tundish shell, the nozzle, or the thermal expansion of the cooling wheel. Thus, a gap between the nozzle and the cooling wheel is required, and a device and a method are required to make a uniform thickness of the strip or fiber by keeping the nozzle horizontal with respect to the cooling wheel to make the gap between the nozzle and the cooling wheel uniform .
상기한 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는, 턴디쉬 갭 제어 장치 및 턴디쉬 갭 제어 방법을 제공한다.
In order to solve the above problems, an embodiment of the present invention provides a tundish gap controller and a tundish gap controller.
본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 갭 제어 장치는, 내부에 용융 합금을 수용하는 턴디쉬; 상기 턴디쉬 하부에 배치되어 용융 합금을 배출하는 노즐; 상기 노즐의 하부에 배치되어 상기 노즐로부터 배출되는 용융 합금을 냉각시키는 냉각휠; 상기 턴디쉬의 양측에 배치되는 한 쌍의 턴디쉬 실린더; 상기 노즐의 양측에서 냉각휠과의 갭을 각각 측정하는 갭 측정부; 및 상기 갭 측정부의 양측 측정 값에 기초하여 상기 한 쌍의 턴디쉬 실린더를 각각 승강시켜 상기 갭 측정부에서 측정한 갭들을 제어하는 갭 제어부; 를 포함할 수 있다.A tundish gap controller according to an embodiment of the present invention includes: a tundish housing a molten alloy therein; A nozzle disposed below the tundish to discharge the molten alloy; A cooling wheel disposed below the nozzle to cool the molten alloy discharged from the nozzle; A pair of tundish cylinders disposed on both sides of the tundish; A gap measuring unit for measuring a gap between the cooling wheel and the cooling wheel at both sides of the nozzle; And a gap controller for controlling the gaps measured by the gap measuring unit by raising and lowering the pair of tundish cylinders based on the measured values on both sides of the gap measuring unit. . ≪ / RTI >
또한, 상기 한 쌍의 실린더의 변위, 속도 및 상기 한 쌍의 실린더가 받는 힘 중 적어도 하나를 측정하는 실린더 측정부를 더 포함하고, 상기 갭 제어부는 상기 실린더 측정부의 측정 값에 기초하여 상기 한 쌍의 턴디쉬 실린더를 각각 승강시켜 상기 갭 측정부에서 측정한 갭들을 제어할 수 있다.The apparatus further includes a cylinder measuring unit for measuring at least one of a displacement of the pair of cylinders, a speed of the pair of cylinders, and a force of the pair of cylinders, and the gap control unit calculates, based on the measured value of the cylinder measuring unit, And the gaps measured by the gap measuring unit can be controlled by raising and lowering the tundish cylinders, respectively.
또한, 상기 갭 제어부는 상기 실린더 측정부가 측정한 값들이 서로 다른 복수의 동작점을 설정하고, 각각의 동작점을 중심으로 상기 한 쌍의 턴디쉬 실린더를 선형적으로 제어할 수 있다.The gap controller may set a plurality of operating points having different values measured by the cylinder measuring unit and linearly control the pair of tundish cylinders around each operating point.
또한, 상기 갭 제어부의 제어를 상태공간(state-space)으로 모델링할 수 있다.
In addition, the control of the gap controller can be modeled as a state-space.
본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 갭 제어 방법은, 턴디쉬에 포함된 제1 실린더의 변위인 x1, 상기 제1 실린더의 속도인 x1' 및 상기 제1 실린더가 받는 힘인 u1 중 적어도 하나를 측정하는 제1 실린더 측정단계; 턴디쉬에 포함된 제2 실린더의 변위인 x2, 상기 제2 실린더의 속도인 x2' 및 상기 제2 실린더가 받는 힘인 u2 중 적어도 하나를 측정하는 제2 실린더 측정단계; 턴디쉬에 포함된 노즐의 오른쪽 부분과 냉각휠 사이의 갭인 y1을 측정하고, 턴디쉬에 포함된 노즐의 왼쪽 부분과 냉각휠 사이의 갭인 y2를 측정하는 갭 측정단계; 및 x1, x1', u1, x2, x2', u2, y1, y2의 값에 기초하여 상기 제1 실린더 및 제2 실린더를 각각 승강시켜 y1, y2를 제어하는 갭 제어단계; 를 포함할 수 있다.
The tundish gap control method according to an embodiment of the present invention is a method for controlling at least one of a displacement x1 of a first cylinder included in a tundish, a speed x1 'of a first cylinder, and a force u1 applied to the first cylinder Measuring a first cylinder; A second cylinder measuring step of measuring at least one of a displacement x2 of the second cylinder included in the tundish, a speed x2 'of the second cylinder and a force u2 of the second cylinder; Measuring a gap y1 between the right portion of the nozzle included in the tundish and the cooling wheel and measuring a gap y2 between the left portion of the nozzle included in the tundish and the cooling wheel; A gap control step of controlling the first cylinder and the second cylinder by elevating and respectively controlling y1 and y2 based on the values of x1, x1 ', u1, x2, x2', u2, y1 and y2; . ≪ / RTI >
본 발명에 의하면, 턴디쉬 실린더의 위치와 노즐 갭 사이의 3차원적인 관계를 모델링하여 노즐 갭의 정밀한 제어를 수행할 수 있다.
According to the present invention, precise control of the nozzle gap can be performed by modeling the three-dimensional relationship between the position of the tundish cylinder and the nozzle gap.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 갭 제어 장치를 도시한 개략적인 정면도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 갭 제어 장치를 도시한 개략적인 측면도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 갭 제어 장치에 포함된 갭 제어부의 제어를 도시한 도면이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 갭 제어 장치가 해결할 문제점을 도시한 도면이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 갭 제어 방법을 도시한 순서도이다. 1 is a schematic front view showing a tundish gap control apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic side view showing a tundish gap control device according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a control of a gap controller included in a tundish gap controller according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a problem to be solved by the tundish gap controller according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a tundish gap control method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in order that those skilled in the art can easily carry out the present invention.
다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.In the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In the drawings, like reference numerals are used throughout the drawings.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
In addition, in the entire specification, when a part is referred to as being 'connected' to another part, it may be referred to as 'indirectly connected' not only with 'directly connected' . Also, to "include" an element means that it may include other elements, rather than excluding other elements, unless specifically stated otherwise.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 갭 제어 장치를 도시한 개략적인 정면도이고, 도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 갭 제어 장치를 도시한 개략적인 측면도이다.
FIG. 1 is a schematic front view showing a tundish gap control apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic side view illustrating a tundish gap control apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 갭 제어 장치(100)는, 턴디쉬(110), 노즐(120), 냉각휠(130), 갭 측정부(140), 한 쌍의 턴디쉬 실린더(151, 152), 갭 제어부(160) 및 실린더 측정부(171, 172)를 포함할 수 있다.
The
턴디쉬(110)는, 내부에 용융 합금을 수용할 수 있다. 여기서, 상기 용융 합금은 멜트 스피닝법(melt spinning)을 이용하여 비정질 합금을 제조하는데 이용될 수 있다. 상기 턴디쉬(110)는 승강할 수 있다.The tundish 110 is capable of receiving a molten alloy therein. Here, the molten alloy may be used for producing an amorphous alloy using melt spinning. The tundish 110 can move up and down.
노즐(120)은, 턴디쉬(110) 하부에 배치되어 용융 합금을 배출할 수 있다. 즉, 상기 턴디쉬(110)에 수용된 용융 합금을 냉각휠(130)의 특정 부분에 일정한 속도로 낙하시킬 수 있다. 턴디쉬(110)가 승강할 경우, 상기 노즐(120)도 따라서 승강할 수 있다.The
냉각휠(130)은, 노즐(120)의 하부에 배치되어 상기 노즐(120)로부터 배출되는 용융 합금을 급속 냉각시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 용융 합금은 노즐(120)을 통해 고속으로 회전하는 냉각휠(130)의 원주면에 토출되면서 급속으로 냉각되어, 비정질 상태를 유지하는 일정 폭 및 두께를 가지는 스트립 또는 파이버로 제조될 수 있다.
The
갭 측정부(140)는, 상기 노즐(120)의 오른쪽 부분과 냉각휠(130) 사이의 갭을 측정하고, 상기 노즐(120)의 왼쪽 부분과 냉각휠(130) 사이의 갭을 측정할 수 있다.The
노즐(120)과 냉각휠(130)의 갭을 측정하는 방법을 예시하면, 상기 갭 측정부(140)는 LVDT(Linear Variable Differential Transformer) 이용 방법, 레이저 이용 방법, 와전류 센서 이용 방법, 엑스선(X-ray) 이용 방법, 영상 카메라 이용 방법 등으로 갭을 측정할 수 있다.
A method of using a linear variable differential transformer (LVDT), a method of using a laser, a method of using an eddy current sensor, a method of using an X-ray X -ray) and the method of using a video camera.
한 쌍의 턴디쉬 실린더(151, 152)는, 턴디쉬(110)의 양측에 배치될 수 있다. 즉, 하나의 턴디쉬 실린더(151)는 턴디쉬(110)의 오른쪽에 배치될 수 있고, 다른 하나의 턴디쉬 실린더(152)는 턴디쉬(110)의 왼쪽에 배치될 수 있다.A pair of
갭 제어부(160)는, 갭 측정부(140)의 양쪽 방향 측정 값에 기초하여 상기 한 쌍의 턴디쉬 실린더(151, 152)를 각각 승강시켜 상기 갭 측정부(140)에서 측정한 갭들을 제어할 수 있다.The
노즐(120)이 냉각휠(130)에 대해 수평을 유지하여 노즐과 냉각휠 사이의 갭을 일정하게 함으로써, 턴디쉬 갭 제어 장치(100)는 균일한 두께의 스트립 또는 파이버를 제조할 수 있다. 따라서, 한 쌍의 턴디쉬 실린더(151, 152) 중 하나를 승강시킴으로써, 노즐(120)이 냉각휠(130)에 대해 수평을 유지할 수 있다.By keeping the
예를 들어, 갭 측정부(140)의 측정에 의해, 노즐(120)의 오른쪽 부분과 냉각휠(130) 사이의 갭이 노즐(120)의 왼쪽 부분과 냉각휠(130) 사이의 갭보다 크다는 것을 알 수 있다. 이때, 갭 제어부(160)는 오른쪽 턴디쉬 실린더(151)의 하강 및/또는 왼쪽 턴디쉬 실린더(152)를 상승을 제어할 수 있다.For example, by measuring the
전술한 과정을 반복함으로써, 갭 제어부(160)는 노즐(120)의 오른쪽 부분과 냉각휠(130) 사이의 갭과 노즐(120)의 왼쪽 부분과 냉각휠(130) 사이의 갭의 차이를 지속적으로 줄일 수 있다. 예를 들어, 상기 노즐(120)과 냉각휠(130) 사이의 평균 갭이 200 ㎛ 일 경우, 상기 갭 제어부(160)는 좌우 갭 편차가 ±150 ㎛이하를 유지하도록 지속적으로 제어할 수 있다. 상기 갭 제어부(160)에서 수행하는 제어의 구체적인 내용에 대해서는 도3을 참조하여 후술한다.
The
실린더 측정부(171, 172)는, 한 쌍의 실린더(151, 152)의 변위, 속도 및 상기 한 쌍의 실린더가 받는 힘 중 적어도 하나를 측정할 수 있다. 이에 따라, 갭 제어부(160)는 상기 실린더 측정부(171, 172)의 측정 값에 기초하여 오른쪽 턴디쉬 실린더(151)를 승강시키거나 왼쪽 턴디쉬 실린더(152)를 승강시켜 상기 갭 측정부(140)에서 측정한 갭들을 제어할 수 있다.The
예를 들어, 실린더 측정부(171, 172)의 측정 값을 이용할 경우, 갭 제어부(160)는 한 쌍의 실린더(151, 152)에 가할 힘의 크기를 판단할 수 있다. 따라서, 상기 갭 제어부(160)는 더욱 정밀하게 한 쌍의 실린더(151, 152)의 승강을 제어할 수 있다.
For example, when the measurement values of the
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 갭 제어 장치에 포함된 갭 제어부의 제어를 도시한 도면이다.
3 is a diagram illustrating a control of a gap controller included in a tundish gap controller according to an embodiment of the present invention.
도3을 참조하면, 턴디쉬 갭 제어 장치(100)는 턴디쉬 실린더의 위치(x1,x2)를 각각 승강시켜 노즐(120)과 냉각휠(130)사이의 갭(y1,y2)을 제어할 수 있다. 이를 위해, 갭 제어부(160)는 상기 턴디쉬 실린더의 위치(x1,x2)와 상기 갭(y1,y2) 사이의 3차원적인 관계를 찾을 수 있다. 여기서, 상기 갭 제어부(160)는 상기 3차원적인 관계 및 PID 알고리즘을 이용하여 갭 제어량을 계산할 수 있다.
3, the
이하 턴디쉬 실린더의 위치(x1,x2)와 갭(y1,y2) 사이의 3차원적인 관계를 찾는 과정을 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a process of finding a three-dimensional relationship between the positions (x1, x2) of the tundish cylinder and the gaps (y1, y2) will be described in detail.
첫째, 갭 제어부(160)는 장치의 기계적 구성을 묘사하는 Inventor 3D CAD 파일을 Matlab Simmechanics를 이용하여 Matlab Simulink 환경에서 시뮬레이션이 가능하도록 변환시킬 수 있다. 여기서, 갭 제어부(160)는 상기 Simulink에서 턴디쉬 실린더(x1, x2)에 힘을 가하여 정지 상태에 있는 노즐(120)이 원하는 동작을 할 수 있게 설계를 조정할 수 있다.
First, the
둘째, 갭 제어부(160)가 변환한 모델은 비선형적인 모델이므로, 상기 갭 제어부는 상기 모델을 선형화시켜서 노즐과 냉각휠 사이의 갭을 제어할 수 있다. 즉, 상기 갭 제어부는 한 쌍의 턴디쉬 실린더(151, 152)의 특정 동작점을 다수로 설정함으로써, 상기 특정 동작점에 대해서 선형화시킬 수 있다. 즉, 갭 제어부는 턴디쉬 실린더의 위치(x1,x2)와 갭(y1,y2) 사이의 상태방정식(State-Space Model)을 추출하여 각각의 동작점을 중심으로 상기 한 쌍의 턴디쉬 실린더(151, 152)를 선형적으로 제어할 수 있다.Second, since the model converted by the
예를 들어, 상기 갭 제어부(160)는 한 쌍의 실린더(151, 152)의 변위의 범위가 100mm이고 한 쌍의 실린더의 속도의 범위가 5mm/s일 경우 200개의 동작점을 설정하고, 각각의 동작점을 중심으로 상기 한 쌍의 턴디쉬 실린더를 선형적으로 제어할 수 있다.
For example, when the range of displacement of the pair of
셋째, 갭 제어부(160)는 한 쌍의 턴디쉬 실린더(151, 152)의 동역학 모델을 완성하고, 한 쌍의 턴디쉬 실린더(151, 152)를 제어할 수 있다.Third, the
구체적으로, 갭 제어부(160)의 제어는 아래의 수학식 1 및 수학식 2에 의해 수행될 수 있다. 여기서, 수학식 2의 x, x', u, y, A, B, C는 아래의 수학식 3의 행렬로 표현될 수 있다. 여기서, x1은 상기 복수의 제1 턴디쉬 실린더 중 적어도 하나의 제1 턴디쉬 실린더의 변위이고, x2는 상기 복수의 제2 턴디쉬 실린더 중 적어도 하나의 제2 턴디쉬 실린더의 변위이고, x1'은 상기 복수의 제1 턴디쉬 실린더 중 적어도 하나의 제1 턴디쉬 실린더의 속도이고, x2'는 상기 복수의 제2 턴디쉬 실린더 중 적어도 하나의 제2 턴디쉬 실린더의 속도이고, u1은 상기 복수의 제1 턴디쉬 실린더 중 적어도 하나의 제1 턴디쉬 실린더가 받는 가속도이고, u2는 상기 복수의 제2 턴디쉬 실린더 중 적어도 하나의 제2 턴디쉬 실린더가 받는 가속도이고, y1은 상기 노즐의 오른쪽 부분과 상기 냉각휠 사이의 갭이고, y2는 상기 노즐의 왼쪽 부분과 상기 냉각휠 사이의 갭이고, a31, a32, a33, a34, a41, a42, a43, a44, b31, b32, b41, b42, c11, c12, c21, c22는 상태공간 모델링에 따라 정해지는 상수이다.Specifically, the control of the
예를 들어, 갭 제어부(160)는 턴디쉬 실린더의 위치(x1,x2)와 갭(y1,y2)이 각각 [0.1267 0.0279 0.0249 0.0056]인 동작점을 설정하고, A, B, C 행렬에 포함된 상수들은 아래의 값으로 추출될 수 있다.For example, the
a31=0.001412, a32=-0.001412, a33=0.00292, a34=-0.00292,a31 = 0.001412, a32 = -0.001412, a33 = 0.00292, a34 = -0.00292,
a41=0.0002828, a42=-0.0002828, a43=0.008925, a44=-0.008925,a41 = 0.0002828, a42 = -0.0002828, a43 = 0.008925, a44 = -0.008925,
b31=-0.00595, b32=0.01846, b41=0.01769, b42=-0.00595,b31 = -0.00595, b32 = 0.01846, b41 = 0.01769, b42 = -0.00595,
c11=572.5, c12=427.5, c21=365.6, c22=634.4c11 = 572.5, c12 = 427.5, c21 = 365.6, c22 = 634.4
즉, 갭 제어부(160)는 특정 동작점의 근처에서 (x1,x2) 및 (y1,y2)사이의 관계가 선형적이라고 가정하여 A, B, C 행렬에 포함된 상수들을 추출하고, c11, c12, c21, c22의 값을 이용하여 턴디쉬 실린더의 위치(x1,x2)와 갭(y1,y2)을 제어할 수 있다.
That is, the
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 갭 제어 장치가 해결할 문제점을 도시한 도면이다.
4 is a diagram illustrating a problem to be solved by the tundish gap controller according to an embodiment of the present invention.
도4를 참조하면, 턴디쉬 갭 제어장치(100)가 한 쌍의 턴디쉬 실린더를 승강시킬 경우, 무게중심(A위치)이 턴디쉬 실린더 동작위치(B위치)와 일치하지 않으므로, 실린더 구동시 작용힘의 회전성분에 의한 토크 발생으로 진동이 유발될 수 있다. 따라서, 턴디쉬 실린더의 위치와 노즐(120) 부착 위치 사이의 관계 파악이 어려워질 수 있다.4, when the
이를 해결하기 위하여, 실린더 측정부(171, 172)는 한 쌍의 턴디쉬 실린더(151, 152)의 위치뿐만 아니라 속도 및 받는 힘까지 측정할 수 있다. 또한, 갭 제어부(160)는 한 쌍의 턴디쉬 실린더(151, 152)의 위치뿐만 아니라 속도 및 받는 힘까지 고려하여 노즐(120)의 갭과 턴디쉬 실린더 위치 사이의 3차원적인 관계를 계산할 수 있다.
In order to solve this problem, the
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 갭 제어 방법을 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 갭 제어 방법은 전술한 내용을 참조하여 상술한 턴디쉬 갭 제어 장치(100)에서 수행될 수 있으므로, 상술한 설명과 동일하거나 그에 상응하는 내용에 대해서는 중복적으로 설명하지 아니한다.
Hereinafter, a tundish gap control method according to an embodiment of the present invention will be described. The tundish gap control method according to an embodiment of the present invention can be performed in the tundish
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 갭 제어 방법을 도시한 순서도이다. 5 is a flowchart illustrating a tundish gap control method according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 턴디쉬 갭 제어 방법은, 제1 실린더 측정단계(S10), 제2 실린더 측정단계(S20), 갭 측정단계(S30) 및 갭 제어단계(S40)를 포함할 수 있다.
The tundish gap control method according to an embodiment of the present invention may include a first cylinder measurement step S10, a second cylinder measurement step S20, a gap measurement step S30, and a gap control step S40 have.
제1 실린더 측정단계(S10)에서는, 턴디쉬 갭 제어 장치가, 턴디쉬에 포함된 제1 실린더의 변위인 x1, 상기 제1 실린더의 속도인 x1' 및 상기 제1 실린더가 받는 힘인 u1 중 적어도 하나를 측정 할 수 있다.In the first cylinder measuring step (S10), the tundish gap controller calculates at least one of a displacement x1 of the first cylinder included in the tundish, a velocity x1 'of the first cylinder and a force u1 of the first cylinder One can measure.
제2 실린더 측정단계(S20)에서는, 턴디쉬 갭 제어 장치가, 턴디쉬에 포함된 제2 실린더의 변위인 x2, 상기 제2 실린더의 속도인 x2' 및 상기 제2 실린더가 받는 힘인 u2 중 적어도 하나를 측정 할 수 있다. In the second cylinder measuring step S20, the tundish gap control device calculates at least one of the displacement x2 of the second cylinder included in the tundish, the velocity x2 'of the second cylinder, and the force u2 of the second cylinder One can measure.
갭 측정단계(S30)에서는, 턴디쉬 갭 제어 장치가, 턴디쉬에 포함된 노즐의 오른쪽 부분과 냉각휠 사이의 갭인 y1을 측정하고, 턴디쉬에 포함된 노즐의 왼쪽 부분과 냉각휠 사이의 갭인 y2를 측정할 수 있다.In the gap measuring step S30, the tundish gap controller measures y1, which is the gap between the right part of the nozzle included in the tundish and the cooling wheel, and calculates the gap between the left part of the nozzle included in the tundish and the cooling wheel y2 can be measured.
갭 제어단계(S40)에서는, 턴디쉬 갭 제어 장치가, x1, x1', u1, x2, x2', u2, y1, y2의 값에 기초하여 상기 제1 실린더 및 제2 실린더를 각각 승강시켜 y1, y2를 제어할 수 있다.
In the gap control step S40, the tundish gap controller raises and lowers the first cylinder and the second cylinder on the basis of the values of x1, x1 ', u1, x2, x2', u2, y1 and y2, , y2 can be controlled.
본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명에 따른 구성요소를 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것이 명백할 것이다.
The present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
100: 턴디쉬 갭 제어 장치 110: 턴디쉬
120: 노즐 130: 냉각휠
140: 갭 측정부 151: 제1 턴디쉬 실린더
152: 제1 턴디쉬 실린더 160: 갭 제어부
171, 172: 실린더 측정부100: Tundish gap control device 110: Tundish
120: nozzle 130: cooling wheel
140: gap measuring unit 151: first tundish cylinder
152: first tundish cylinder 160: gap control unit
171 and 172:
Claims (8)
상기 턴디쉬 하부에 배치되어 용융 합금을 배출하는 노즐;
상기 노즐의 하부에 배치되어 상기 노즐로부터 배출되는 용융 합금을 냉각시키는 냉각휠;
상기 턴디쉬의 양측에 배치되는 한 쌍의 턴디쉬 실린더;
상기 노즐의 양측에서 냉각휠과의 갭을 각각 측정하는 갭 측정부; 및
상기 갭 측정부의 양측 측정 값에 기초하여 상기 한 쌍의 턴디쉬 실린더를 각각 승강시켜 상기 갭 측정부에서 측정한 갭들을 제어하는 갭 제어부; 를 포함하고,
상기 갭 제어부는 하기의 미분방정식:
을 상태공간(state-space)으로 모델링하여 제어하고,
여기서, x는 턴디쉬 실린더의 변위, x'는 턴디쉬 실린더의 속도, u는 턴디쉬 실린더가 받는 가속도, y는 노즐의 갭, A, B 및 C는 상태공간 모델링에 따라 정해지는 상수인 턴디쉬 갭 제어 장치.
A tundish housing a molten alloy therein;
A nozzle disposed below the tundish to discharge the molten alloy;
A cooling wheel disposed below the nozzle to cool the molten alloy discharged from the nozzle;
A pair of tundish cylinders disposed on both sides of the tundish;
A gap measuring unit for measuring a gap between the cooling wheel and the cooling wheel at both sides of the nozzle; And
A gap controller for raising and lowering the pair of tundish cylinders based on the measured values of both sides of the gap measuring unit to control the gaps measured by the gap measuring unit; Lt; / RTI >
The gap control unit calculates the following differential equation:
To a state-space,
Where x is the displacement of the tundish cylinder, x 'is the velocity of the tundish cylinder, u is the acceleration experienced by the tundish cylinder, y is the gap of the nozzle, A, B and C are constants Dish gap controller.
상기 한 쌍의 실린더의 변위, 속도 및 상기 한 쌍의 실린더가 받는 힘 중 적어도 하나를 측정하는 실린더 측정부를 더 포함하고,
상기 갭 제어부는 상기 실린더 측정부의 측정 값에 기초하여 상기 한 쌍의 턴디쉬 실린더를 각각 승강시켜 상기 갭 측정부에서 측정한 갭들을 제어하는 턴디쉬 갭 제어 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a cylinder measuring section for measuring at least one of a displacement, a speed of the pair of cylinders, and a force received by the pair of cylinders,
Wherein the gap control unit controls the gap measured by the gap measuring unit by raising and lowering the pair of tundish cylinders based on the measurement value of the cylinder measuring unit.
상기 갭 제어부는 상기 실린더 측정부가 측정한 값들이 서로 다른 복수의 동작점을 설정하고,
각각의 동작점을 중심으로 상기 한 쌍의 턴디쉬 실린더를 선형적으로 제어하는 턴디쉬 갭 제어 장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the gap controller sets a plurality of operating points having different values measured by the cylinder measuring unit,
Wherein the pair of tundish cylinders are linearly controlled around each operating point.
상기 갭 제어부는 한 쌍의 턴디쉬 실린더의 변위의 범위가 100mm이고 한 쌍의 턴디쉬 실린더의 속도의 범위가 5mm/s일 경우 200개의 동작점을 설정하고,
각각의 동작점을 중심으로 상기 한 쌍의 턴디쉬 실린더를 선형적으로 제어하는 턴디쉬 갭 제어 장치.
The method of claim 3,
The gap control unit sets 200 operating points when the displacement range of the pair of tundish cylinders is 100 mm and the speed range of the pair of tundish cylinders is 5 mm / s,
Wherein the pair of tundish cylinders are linearly controlled around each operating point.
턴디쉬에 포함된 제2 실린더의 변위인 x2, 상기 제2 실린더의 속도인 x2' 및 상기 제2 실린더가 받는 가속도인 u2 중 적어도 하나를 측정하는 제2 실린더 측정단계;
턴디쉬에 포함된 노즐의 오른쪽 부분과 냉각휠 사이의 갭인 y1을 측정하고, 턴디쉬에 포함된 노즐의 왼쪽 부분과 냉각휠 사이의 갭인 y2를 측정하는 갭 측정단계; 및
x1, x1', u1, x2, x2', u2, y1, y2의 값에 기초하여 상기 제1 실린더 및 제2 실린더를 각각 승강시켜 y1, y2를 제어하는 갭 제어단계; 를 포함하고,
상기 갭 제어단계의 제어를 상태공간(state-space)으로 모델링하면,
의 미분방정식으로 표현되며,
상기 x, x', u, y, A, B, C는 하기의 행렬:
로 표현되고,
여기서, a31, a32, a33, a34, a41, a42, a43, a44, b31, b32, b41, b42, c11, c12, c21, c22는 상태공간 모델링에 따라 정해지는 상수인 턴디쉬 갭 제어 방법.
A first cylinder measuring step of measuring at least one of a displacement x1 of the first cylinder included in the tundish, a speed x1 'of the first cylinder and an acceleration u1 of the first cylinder;
A second cylinder measuring step of measuring at least one of a displacement x2 of a second cylinder included in the tundish, a velocity x2 'of the second cylinder and an acceleration u2 of the second cylinder;
Measuring a gap y1 between the right portion of the nozzle included in the tundish and the cooling wheel and measuring a gap y2 between the left portion of the nozzle included in the tundish and the cooling wheel; And
a gap control step of raising and lowering the first cylinder and the second cylinder respectively based on the values of x1, x1 ', u1, x2, x2', u2, y1, y2 to control y1, y2; Lt; / RTI >
When the control of the gap control step is modeled into a state space,
And is expressed by the differential equation of
X, x ', u, y, A, B, and C satisfy the following matrix:
Lt; / RTI >
Wherein a31, a32, a33, a34, a41, a42, a43, a44, b31, b32, b41, b42, c11, c12, c21, c22 are constants determined according to state space modeling.
상기 갭 제어단계는 x1, x1', x2, x2'의 값이 서로 다른 복수의 동작점을 설정하고,
각각의 동작점을 중심으로 상기 제1 실린더 및 제2 실린더를 선형적으로 제어하는 턴디쉬 갭 제어 방법.
The method according to claim 6,
Wherein the gap control step sets a plurality of operating points having different values of x1, x1 ', x2, and x2'
And controlling the first cylinder and the second cylinder linearly around the respective operating points.
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---|---|---|---|
KR1020140105803A KR101585783B1 (en) | 2014-08-14 | 2014-08-14 | Tundish gap control apparatus and method |
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06320240A (en) * | 1993-05-14 | 1994-11-22 | Kawasaki Steel Corp | Method and device for controlling gap between cooling roll and nozzle in production of rapid cooled metallic thin strip |
KR20130077479A (en) * | 2011-12-29 | 2013-07-09 | 재단법인 포항산업과학연구원 | Device for controlling gap of cooling wheel and nozzle for manufacturing amorphous fiber |
JP2014018838A (en) * | 2012-07-19 | 2014-02-03 | Jfe Steel Corp | Method and device for detecting solidification completed position of continuous casting cast piece, and continuous casting method and apparatus |
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2014
- 2014-08-14 KR KR1020140105803A patent/KR101585783B1/en active IP Right Grant
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