KR101685843B1 - 슬래브의 제조장치 및 그 방법 - Google Patents

슬래브의 제조장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 슬래브의 제조장치 및 그 방법이 개시된다. 본 발명의 슬래브의 제조장치는, 몰드에서 주조되어 인출되는 슬래브의 이동거리를 측정하는 이동거리 측정부; 세그먼트롤의 후단에서 롤갭을 조절하여 슬래브의 두께를 조절하는 롤갭구동부; 연속으로 인출되는 슬래브를 절단하는 절단기; 및 상위제어장치로부터 연주공정에서 생산되는 슬래브의 슬래브정보 및 압연공정에서 생산되는 날판의 날판정보를 입력받아 도그본량과 도그본길이를 산출하고, 도그본량과 도그본길이에 근거하여 슬래브의 이동거리를 입력받아 롤갭구동부에 롤갭 구동신호를 출력하고 절단기에 절단 구동신호를 출력하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

슬래브의 제조장치 및 그 방법{APPARATUS FOR MANUFACTURING CONTINUOUS CASTING SLAB AND METHOD THEREOF}
본 발명은 슬래브의 제조장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연주공정에서 롤갭의 압하력을 조절하여 압연공정의 고르기 공정에서 형성되는 도그본(Dog-Bone) 형상을 갖도록 슬래브를 제조하는 슬래브의 제조장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 철강제조는 용선을 생산하는 제선공정, 용선에서 불순물을 제거하는 제강공정, 액체상태의 철을 고체로 변형시키는 연주공정, 철을 강판이나 선재로 만드는 압연공정으로 이루어진다.
연주공정은 액체 상태인 용강을 주형(Mold)에 주입한 후 연속 주조기를 통과시키면서 냉각, 응고시켜 연속적으로 슬리브(Slab)나 블룸(Bloom) 등의 중간 소재로 만들어내는 공정이다.
이 과정에서 블룸은 다시 강편 압연기를 거쳐 빌릿(Billet)으로 변하며 선재 압연기를 통해 선재로 가공된다.
또한, 슬리브는 후판 압연기를 거쳐 후판으로 생산되거나 열간 압연장치를 통과하면서 열연코일이나 열연강판 등으로 만들어진다.
관련 선행기술로는 한국등록특허 제1149374호(2012.05.17.공고, 연소주조 방법 및 이에 따라 제조되는 연속주조 주편)가 있다.
본 발명은 연주공정에서 롤갭의 압하력을 조절하여 압연공정의 고르기 공정에서 형성되는 도그본 형상을 갖도록 슬래브를 제조하는 슬래브의 제조장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 슬래브의 제조장치는, 몰드에서 주조되어 인출되는 슬래브의 이동거리를 측정하는 이동거리 측정부; 세그먼트롤의 후단에서 롤갭을 조절하여 슬래브의 두께를 조절하는 롤갭구동부; 연속으로 인출되는 슬래브를 절단하는 절단기; 및 상위제어장치로부터 연주공정에서 생산되는 슬래브의 슬래브정보 및 압연공정에서 생산되는 날판의 날판정보를 입력받아 도그본량과 도그본길이를 산출하고, 도그본량과 도그본길이에 근거하여 슬래브의 이동거리를 입력받아 롤갭구동부에 롤갭 구동신호를 출력하고 절단기에 절단 구동신호를 출력하는 제어부;를 포함하되, 슬래브의 두께변화를 측정하여 제어부에 제공하는 변위센서를 더 포함하고, 제어부는 슬래브의 두께변화와 이동거리 측정부로부터 입력된 이동거리를 비교하여 절단위치를 결정하고, 아래식 1에 의한 폭내기비와 고르기비의 비율에 대한 도그본량의 상관관계에 기초하여 슬래브정보와 날판정보로부터 도그본량을 산출하는 것을 특징으로 한다.
[아래식 1]
Figure 112016061971522-pat00007

여기서, y는 도그본량이고, x는 고르기비를 폭내기비로 나눈 값이며, 고르기비는 (슬래브길이 + 800mm)를 슬래브길이로 나눈 값이고, 폭내기비는 날판폭을 슬래브폭으로 나눈 값이다.
삭제
본 발명에서 이동거리 측정부는, 슬래브의 진입상태를 감지하는 파이로미터;및 슬래브를 이송시키는 이송롤러의 회전량을 측정하는 엔코더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명의 다른 측면에 따른 슬래브의 제조방법은, 제어부가 상위제어장치로부터 연주공정에서 생산되는 슬래브의 슬래브정보 및 압연공정에서 생산되는 날판의 날판정보를 입력받아 도그본량과 도그본길이를 산출하는 단계; 제어부가 도그본량과 도그본길이에 근거하여 이동거리 측정부로부터 슬래브의 이동거리를 입력받아 롤갭구동부에 롤갭 구동신호를 출력하는 단계; 및 제어부가 이동거리 측정부로부터 슬래브의 이동거리를 입력받아 절단기에 절단 구동신호를 출력하는 단계를 포함하되,
도그본량과 도그본길이를 산출하는 단계는, 제어부가 아래식 2에 의한 폭내기비와 고르기비의 비율에 대한 도그본량의 상관관계에 기초하여 슬래브정보와 날판정보로부터 도그본량을 산출하고,
절단기에 절단 구동신호를 출력하는 단계는, 제어부가 변위센서로부터 슬래브의 두께변화를 입력받아 슬래브의 두께변화와 이동거리 측정부로부터 입력된 슬래브의 이동거리를 비교하여 절단위치를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
[아래식 2]
Figure 112016061971522-pat00008

여기서, y는 도그본량이고, x는 고르기비를 폭내기비로 나눈 값이며, 고르기비는 (슬래브길이 + 800mm)를 슬래브길이로 나눈 값이고, 폭내기비는 날판폭을 슬래브폭으로 나눈 값이다.
삭제
삭제
본 발명에 따른 슬래브의 제조장치 및 그 방법은 연주공정에서 롤갭의 압하력을 조절하여 압연공정의 고르기 공정에서 형성되는 도그본 형상을 갖도록 슬래브를 제조함으로써 압연공정에서의 고르기 공정을 생략할 수 있어 압연공정의 전체 패스수를 줄여 압연 생산성을 향상시킬 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래브의 제조장치를 나타낸 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래브의 제조장치의 적용상태를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래브의 제조장치에서 제조되는 도그본 형상을 갖는 슬래브를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래브의 제조장치에서 두께가 조절된 슬래브를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래브의 제조장치에서 도그본량을 산출하기 위한 상관그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래브의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 슬래브의 제조장치 및 그 방법을 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래브의 제조장치를 나타낸 블록구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래브의 제조장치의 적용상태를 나타낸 예시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래브의 제조장치에서 제조되는 도그본 형상을 갖는 슬래브를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래브의 제조장치에서 두께가 조절된 슬래브를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래브의 제조장치에서 도그본량을 산출하기 위한 상관그래프이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래브의 제조장치는 이동거리 측정부(30), 롤갭구동부(50), 절단기(60) 및 제어부(40)를 포함한다.
이동거리 측정부(30)는 몰드(70)에서 주조되어 인출되는 슬래브(S)의 이동거리를 측정하여 제어부(40)에 제공한다.
이동거리 측정부(30)는 슬래브(S)의 진입상태를 감지하는 파이로미터(미도시); 및 슬래브(S)를 이송시키는 이송롤러(90)의 회전량을 측정하는 엔코더(미도시)를 포함하여 측정할 수 있다.
즉, 파이로미터를 통해 온도변화를 감지하여 슬래브(S)의 진입상태를 감지한 후 엔코더로부터 이송롤러(90)의 회전량을 입력받아 슬래브(S)의 이동거리를 측정할 수 있다.
이를 기반으로 슬래브정보에 따라 슬래브(S)를 절단하게 될 뿐만 아니라 도그본 형상을 갖도록 롤갭을 조절하게 된다.
롤갭구동부(50)는 세그먼트롤(80)의 후단에서 롤갭을 조절하여 슬래브(S)의 두께를 조절한다.
몰드(70)에서 주조되어 인출되는 슬래브(S)는 세그먼트롤(80)에 의해 압하되는 동시에 표면에 냉각수가 살수되어 냉각되어 설정된 두께 및 폭의 슬래브(S)로 제조된다.
이때 롤갭구동부(50)는 세그먼트롤(80)의 후단에서 롤갭을 좁고 넓게 조절하여 설정된 두께 및 폭으로 제조된 슬래브(S)에 대해 두께를 두껍고 얇게 함으로써 도 4와 같은 두께 패턴을 갖도록 슬래브를(S) 형성하여, 두껍게 형성된 위치를 절단할 경우 전단부와 후단부가 두꺼운 도그본 형상을 갖는 슬래브(S)가 되도록 한다.
절단기(60)는 연속으로 인출되는 슬래브(S)를 절단하여 개별적인 슬래브(S)로 생산한다.
제어부(40)는 상위제어장치(10)로부터 연주공정에서 생산되는 슬래브(S)의 슬래브정보 및 압연공정에서 생산되는 날판의 날판정보를 입력받아 도 3과 같이 도그본량(T)과 도그본길이(L)를 산출한다. 여기서 도그본량(T)은 슬래브(S)의 두께보다 두껍게 형성되는 량을 나타내고, 도그본길이(L)는 슬래브(S)의 두께를 두껍게 형성하는 길이로써 고르기 압연을 수행한 후 슬래브 길이의 25%로 각각 설정할 수 있다.
이때 제어부(40)는 도 5에 도시된 바와 같이 폭내기비와 고르기비의 비율에 대한 도그본량의 상관관계에 의한 수학식 1에 기초하여 슬래브정보와 날판정보로부터 도그본량을 산출할 수 있다.
Figure 112016061971522-pat00009
여기서, y는 도그본량이고, x는 고르기비를 폭내기비로 나눈 값이다.
여기서 폭내기비는 날판폭을 슬래그폭으로 나눈 값을 의미하고, 고르기비는 슬래그길이에 800mm를 더한값을 슬래브길이로 나눈 값을 의미한다.
또한, 제어부(40)는 도그본량과 도그본길이에 따라 슬래브(S)의 이동거리를 입력받아 롤갭구동부(50)에 롤갭 구동신호를 출력하고, 절단기(60)에 절단 구동신호를 출력하여 도 3과 같이 전단부와 후단부가 두꺼운 도그본 형상의 슬래브(S)가 되도록 한다.
한편, 변위센서(20)는 슬래브(S)의 상부에서 슬래브(S)의 두께변화를 측정하여 제어부(40)에 제공함으로써, 제어부(40)가 이동거리 측정부(30)로부터 입력되는 이동거리와 변위센서(20)로부터 입력되는 슬래브(S)의 두께변화를 통해 도그본량이 가장 큰 위치에 절단위치가 위치할 수 있도록 절단위치를 결정하고 보정할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 슬래브의 제조장치에 따르면, 연주공정에서 롤갭의 압하력을 조절하여 압연공정의 고르기 공정에서 형성되는 도그본 형상을 갖도록 슬래브를 제조함으로써 압연공정에서의 고르기 공정을 생략할 수 있어 압연공정의 전체 패스수를 줄여 압연 생산성을 향상시킬 수 있도록 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래브의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래브의 제조방법에서는, 먼저 제어부(40)가 상위제어장치(10)로부터 연주공정에서 생산되는 슬래브(S)의 슬래브정보 및 압연공정에서 생산되는 날판의 날판정보를 입력받는다(S10).
S10 단계에서 입력받은 슬래브(S)의 슬래브정보와 날판의 날판정보를 기반으로 제어부(40)는 도 3과 같은 도그본 형상을 갖도록 도그본량(T)과 도그본길이(L)를 산출한다(S20).
여기서 도그본량(T)은 슬래브(S)의 두께보다 두껍게 형성되는 두께를 나타내고, 도그본길이(L)는 슬래브(S)의 두께를 두껍게 형성하는 길이로써 고르기 압연을 수행한 후 슬래브 길이의 25%로 각각 설정할 수 있다.
S20 단계에서 제어부(40)는 도 5에 도시된 바와 같이 폭내기비와 고르기비의 비율에 대한 도그본량의 상관관계에 의한 수학식 2에 기초하여 슬래브정보와 날판정보로부터 도그본량을 산출할 수 있다.
Figure 112016061971522-pat00010
여기서, y는 도그본량이고, x는 고르기비를 폭내기비로 나눈 값이다.
여기서 폭내기비는 날판폭을 슬래그폭으로 나눈 값을 의미하고, 고르기비는 슬래그길이에 800mm를 더한값을 슬래브길이로 나눈 값을 의미한다.
그런 다음 제어부(40)는 이동거리 측정부(30)로부터 슬래브(S)의 이동거리를 입력받는다(S30).
S30 단계에서 슬래브(S)의 이동거리를 입력받은 제어부(40)는, 도그본량과 도그본길이에 따라 롤갭구동부(50)에 롤갭 구동신호를 출력하여, 슬래브(S)의 두께를 두껍고 얇게 함으로써 도 4와 같은 두께 패턴을 갖도록 슬래브(S)를 형성한다(S40).
이후 제어부(40)는 이동거리 측정부(30)로부터 슬래브(S)의 이동거리를 입력받는다(S50). 이때 변위센서(20)로부터 슬래브(S)의 두께변화도 입력받을 수도 있다.
S50 단계에서 입력된 슬래브(S)의 이동거리에 따라 제어부(40)는 절단위치를 결정하여 절단기(60)에 절단 구동신호를 출력한다(S60).
한편, S50 단계에서 제어부(40)가 변위센서(20)로부터 슬래브(S)의 두께변화를 입력받은 경우에는, S60 단계에서 슬래브(S)의 두께변화와 이동거리 측정부(30)로부터 입력된 슬래브(S)의 이동거리를 비교하여 절단위치를 결정하여 절단기(60)에 절단 구동신호를 출력할 수도 있다.
이와 같이 연주공정에서 세그먼트롤(80)의 롤갭을 조절하여 슬래브(S)의 두께를 도 4와 같은 패턴을 갖도록 형성한 후 절단하여 도 3과 같이 전단부와 후단부가 두꺼운 도그본 형상의 슬래브(S)가 되도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 슬래브의 제조방법에 따르면, 연주공정에서 롤갭의 압하력을 조절하여 압연공정의 고르기 공정에서 형성되는 도그본 형상을 갖도록 슬래브를 제조함으로써 압연공정에서의 고르기 공정을 생략할 수 있어 압연공정의 전체 패스수를 줄여 압연 생산성을 향상시킬 수 있도록 한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 상위제어장치 20 : 변위센서
30 : 이동거리 측정부 40 : 제어부
50 : 롤갭구동부 60 : 절단기
70 : 몰드 80 : 세그먼트롤
90 : 이송롤러 S : 슬래브

Claims (7)

  1. 몰드에서 주조되어 인출되는 슬래브의 이동거리를 측정하는 이동거리 측정부;
    세그먼트롤의 후단에서 롤갭을 조절하여 상기 슬래브의 두께를 조절하는 롤갭구동부;
    연속으로 인출되는 상기 슬래브를 절단하는 절단기; 및
    상위제어장치로부터 연주공정에서 생산되는 상기 슬래브의 슬래브정보 및 압연공정에서 생산되는 날판의 날판정보를 입력받아 도그본량과 도그본길이를 산출하고, 상기 도그본량과 상기 도그본길이에 근거하여 상기 슬래브의 이동거리를 입력받아 상기 롤갭구동부에 롤갭 구동신호를 출력하고 상기 절단기에 절단 구동신호를 출력하는 제어부;를 포함하되,
    상기 슬래브의 두께변화를 측정하여 상기 제어부에 제공하는 변위센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 슬래브의 두께변화와 상기 이동거리 측정부로부터 입력된 이동거리를 비교하여 절단위치를 결정하고, 아래식 1에 의한 폭내기비와 고르기비의 비율에 대한 도그본량의 상관관계에 기초하여 상기 슬래브정보와 상기 날판정보로부터 상기 도그본량을 산출하는 것을 특징으로 하는 슬래브의 제조장치.
    [아래식 1]
    Figure 112016061971522-pat00011

    여기서, y는 도그본량이고, x는 고르기비를 폭내기비로 나눈 값이며, 고르기비는 (슬래브길이 + 800mm)를 슬래브길이로 나눈 값이고, 폭내기비는 날판폭을 슬래브폭으로 나눈 값이다.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 이동거리 측정부는, 상기 슬래브의 진입상태를 감지하는 파이로미터;및 상기 슬래브를 이송시키는 이송롤러의 회전량을 측정하는 엔코더를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래브의 제조장치.
  4. 삭제
  5. 제어부가 상위제어장치로부터 연주공정에서 생산되는 슬래브의 슬래브정보 및 압연공정에서 생산되는 날판의 날판정보를 입력받아 도그본량과 도그본길이를 산출하는 단계;
    상기 제어부가 상기 도그본량과 상기 도그본길이에 근거하여 이동거리 측정부로부터 상기 슬래브의 이동거리를 입력받아 롤갭구동부에 롤갭 구동신호를 출력하는 단계; 및
    상기 제어부가 상기 이동거리 측정부로부터 상기 슬래브의 이동거리를 입력받아 절단기에 절단 구동신호를 출력하는 단계를 포함하되,
    상기 도그본량과 상기 도그본길이를 산출하는 단계는, 상기 제어부가 아래식 2에 의한 폭내기비와 고르기비의 비율에 대한 도그본량의 상관관계에 기초하여 상기 슬래브정보와 상기 날판정보로부터 상기 도그본량을 산출하고,
    상기 절단기에 절단 구동신호를 출력하는 단계는, 상기 제어부가 변위센서로부터 상기 슬래브의 두께변화를 입력받아 상기 슬래브의 두께변화와 상기 이동거리 측정부로부터 입력된 상기 슬래브의 이동거리를 비교하여 절단위치를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래브의 제조방법.
    [아래식 2]
    Figure 112016061971522-pat00012

    여기서, y는 도그본량이고, x는 고르기비를 폭내기비로 나눈 값이며, 고르기비는 (슬래브길이 + 800mm)를 슬래브길이로 나눈 값이고, 폭내기비는 날판폭을 슬래브폭으로 나눈 값이다.
  6. 삭제
  7. 삭제
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