KR101799652B1 - 래들 안착시 충격량 제어 방법 및 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 래들 안착시 충격량 제어 방법 및 시스템은, 래들을 안착시킬 때 발생하는 충격량을 제어하는 방법으로서, 크레인을 작동시켜 상기 래들을 하강시키는 단계, 상기 래들이 안착지에 안착될 때 발생되는 충격량을 측정하는 단계 및 상기 충격량의 크기 또는 발생 시점이 정상 범위를 벗어날 경우, 크레인 작동 정보를 수정하는 단계를 포함한다.

Description

래들 안착시 충격량 제어 방법 및 시스템{METHOD AND SYSTEM FOR CONTROL OF IMPULSE FOR SOFT LANDING OF LADLE}

본 발명은 래들 안착시 충격량 제어 방법 및 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 래들을 래들 터렛, 대차 등에 안착시킬 때 충격량을 제어하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.

철강 공정에서 용강을 운반하는 용기인 래들은 크레인을 사용하여 운반하는 것이 일반적이다. 제강공정에서 래들 대차에 래들을 내려놓거나, 연속주조공정에서 래들 터렛 암에 래들을 내려놓는 작업을 래들 안착 작업이라고 한다.

래들 안착 작업에서 래들이 래들 대차 또는 래들 터렛 암과 접촉하면서 충격이 발생하게 되는데, 심한 충격이 발생할 경우 설비 파손이나 조업 장애 또는 품질 문제점을 유발시키게 된다.

종래에도 래들이 안착 지점에 정확하게 안착되었는지 여부를 감지하여 신호를 전송하는 장치는 있었지만, 이러한 장치로는 래들 안착 작업에서 래들에 의해 발생하는 충격량을 정량적으로 측정할 수 없었다. 따라서 설비, 조업 또는 품질에 영향을 줄 수 있는 충격이 발생하더라도, 어떠한 충격으로부터 어느 정도의 영향을 받게 된 것인지 판단을 할 수 없는 문제가 있었다.

또한, 크레인을 조정하는 작업자의 숙련도에 따라 래들에 가해지는 충격량이 달라지는 상황에서, 크레인을 어떻게 작동시킬 때 어느 정도의 충격량이 발생하는지 측정할 수 없었기 때문에, 크레인 작동을 표준화시키는데 어려움이 있었다.

따라서, 작업자의 숙련도에 의존하지 않고, 스스로 피드백을 통해 보다 충격량이 적은 안착 방법을 찾아낼 수 있는 피드백 제어 방법 및 시스템이 요구되고 있는 실정이다.

대한민국 공개특허 10-2002-0000402 (2002.01.05.)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 피드백을 통해 가해지는 충격량을 감소시키는 래들 안착시 충격량 제어 방법 및 시스템을 제공하는 데 있다.

위 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 래들 안착시 충격량 제어 방법은, 크레인을 이용하여 래들을 안착지에 안착시킬 때 발생하는 충격량을 제어하는 방법으로서, 상기 래들의 하강 시작시 하강속도를 가속시키는 가속과정 및 상기 가속과정 이후 상기 래들의 하강속도를 감속시키는 감속과정을 포함하여 상기 래들을 상기 안착지로 하강시키는 단계, 상기 하강시키는 단계 중에 상기 래들이 상기 안착지와 충돌할 때 발생되는 충격량을 측정하는 단계 및 상기 측정하는 단계 중에 측정된 충격량의 크기 및 충격량의 발생 시점이 정상 범위를 벗어날 경우, 크레인 작동 정보를 수정하는 단계를 포함하고, 상기 수정하는 단계는, 상기 가속과정 중에 충격량이 측정되는 경우 상기 가속과정 중의 상기 래들의 이동거리 및 속도를 감소시키고, 상기 감속과정 중에 측정되는 충격량이 미리 설정된 수치를 초과할 경우 상기 감속과정 중의 상기 래들의 속도를 감소시키며, 상기 감속과정이 종료되어 상기 크레인의 작동이 정지된 이후에도 충격량이 측정되지 않을 경우 상기 감속과정 중의 상기 래들의 이동거리를 증가시킬 수 있도록 상기 크레인의 작동 정보를 수정하는 것을 특징으로 한다.

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상기 하강시키는 단계 이후에, 상기 래들과 상기 크레인을 분리시키는 단계를 더 포함하고, 상기 수정하는 단계는, 상기 분리시키는 단계중에 측정되는 충격량이 미리 정해진 설정값을 초과할 경우 상기 래들의 하강거리를 조절하도록 상기 크레인의 작동 정보를 수정하는 것을 특징으로 한다.

한편, 래들 안착시 충격량 제어 시스템은, 크레인을 이용하여 래들을 안착지에 안착시킬 때 발생하는 충격량을 제어하는 시스템으로서, 하강시키는 속도를 조절하는 가속과정과 감속과정을 순차적으로 거치면서 상기 래들을 상기 안착지에 안착시키는 크레인, 상기 안착지에 설치되어 상기 래들과 상기 안착지가 충돌할 때 발생되는 충격량을 측정하는 충격센서 및 상기 충격센서에서 측정된 충격량의 크기 및 발생 시점을 전송받고, 상기 가속과정 중에 상기 충격센서에서 충격량이 측정되면 상기 가속과정 중의 상기 래들의 속도 및 이동거리를 감소시키고, 상기 감속과정 중에 상기 충격센서에서 측정되는 충격량이 미리 설정된 수치를 초과할 경우 상기 감속과정 중의 상기 래들의 속도를 감소시키며, 상기 감속과정이 종료되어 상기 크레인의 작동이 정지된 이후에도 상기 충격센서에서 충격량이 측정되지 않을 경우 상기 감속과정 중의 상기 래들의 이동거리를 증가시킬 수 있도록 상기 크레인의 작동 정보를 수정하는 제어부를 포함한다.
상기 제어부로부터 경고 신호를 전송받아 알람을 발생시키는 모니터링부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 크레인의 작동 정보가 수정될 경우, 상기 모니터링부에 경고 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.

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본 발명에 의한 래들 안착시 충격량 제어 방법 및 시스템에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 래들 안착시 발생하는 충격량을 정량적으로 측정하고, 이를 토대로 피드백 제어하여 래들에 가해지는 충격량을 감소시킬 수 있다.

둘째, 래들에 가해진 충격량을 기록하여, 래들의 수명을 예측할 수 있다.

셋째, 래들을 승하강시키는 크레인의 동작을 표준화하여, 래들에 과도한 충격량이 가해지는 것을 방지할 수 있다.

넷째, 래들 크레인을 조정하는 작업자의 숙련도와 무관하게 래들에 가해지는 충격량을 감소시킬 수 있다.

도 1은 래들 터렛 및 충격센서의 설치 위치를 나타낸 도면,
도 2는 래들 대차 및 충격센서의 설치 위치를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 래들 안착시 충격량 제어 방법을 나타낸 순서도이다.

여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 래들 안착시 충격량 제어 방법 및 시스템에 대하여 설명하기로 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 래들 안착시 충격량 제어 방법은, 크레인을 작동시켜 래들을 하강시키는 단계(S100), 래들이 안착지에 안착될 때 발생되는 충격량을 측정하는 단계(S200) 및 충격량의 크기 또는 발생 시점이 정상 범위를 벗어날 경우, 크레인 작동 정보를 수정하는 단계(S300)를 포함한다. 이후 수정된 크레인 작동 정보를 토대로 다음번 래들 하강시 크레인의 작동을 제어함으로써, 래들의 하강 거리 및 속도를 조절하여 래들 및 안착지에 가해지는 충격량을 적정 범위로 관리할 수 있게 된다.

래들을 하강시키는 단계(S100)는 크게 가속 과정(S110)과 감속 과정(S120)을 포함하게 되는데, 래들의 하강이 시작되면 래들의 하강 속도가 0에서부터 증가해야 하고, 래들이 안착지에 안착되어 정지하기 전에 래들의 하강 속도가 감소되어야 한다. 가속 과정(S110)중의 래들의 가속도 및 최대 하강 속도, 감속 과정(S120)중의 감속 시작 시점, 래들의 가속도, 래들의 최종 하강 거리 등은 작업 환경에 따라 다양하게 변형이 가능할 것이므로 여기에서는 구체적인 수치로 한정하지 않는다.

다만, 감속 과정(S120)의 감속 시작 시점의 전 또는 후에 충격이 발생할 경우, 이후 수정하는 단계(S300)의 대응 방법이 달라지게 된다.

충격량을 측정하는 단계(S200)는 충격이 발생하는 시점, 충격량의 정도 등에 따라 크레인의 작동 정보를 수정시키기 위한 기반 정보를 수집하는 단계이다. 충격량은 가속도 센서, 진동 센서 등을 이용하여 측정하고, 충격 발생 시점의 시각, 래들의 하강 속도 등의 정보를 추가로 수집하게 된다.

만약 감속 과정(S120)이 시작되기 전, 즉 가속 과정(S110) 중에 충격이 발생하였다면 래들의 속도가 높기 때문에 높은 충격량이 발생하게 될 것이다. 따라서 이 시점에 발생된 충격을 감지(S210)할 경우, 감속 과정(S120)의 시작 시점을 앞당기도록 크레인의 작동 정보를 수정(S310)할 필요가 있다. 이를 통해 래들이 안착지에 도달하기 이전에 감속을 시작함으로써 래들에 과도한 충격량이 전달되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

감속 과정(S120) 중에 래들과 안착지가 접촉하여 충격이 발생하는 것은 정상적인 조업에 해당되지만, 이때 미리 설정된 설정값을 초과하는 충격량이 가해질 경우(S220)에는 감속 과정(S120) 중에 래들의 감속 가속도를 높여 빠르게 감속시키거나, 래들이 안착지와 접할 때의 속도를 낮추거나, 래들의 하강 거리를 감소시키도록 크레인의 작동 정보를 수정(S320)해야 한다. 이 과정 중에 상술한 수정사항 중 일부를 선택할 수도 있고, 전부 적용할 수도 있다.

감속 과정(S120)이 종료되어 래들이 정지할 때까지 래들과 안착지의 접촉 충격량이 감지되지 않거나, 충격량이 감지되었지만 그 양이 지나치게 작을 경우(S230)에는, 래들과 안착지 사이에 간격이 발생하였을 수 있다. 따라서, 이런 경우에는 래들의 하강 거리를 상승시키도록 크레인의 작동 정보를 수정(S330)하여야 한다. 만약 이러한 조치가 없다면 래들과 크레인이 분리될 때 래들이 안착지로 낙하하면서 설비 손상 또는 비정상 조업이 발생될 수 있다.

이러한 래들-안착지 사이 유격 현상을 감지하여 크레인 작동 정보를 수정하는 단계를 별도로 마련할 수도 있을 것이다. 예를 들어, 래들과 크레인을 분리시킬 때 일정 이상의 충격량이 발생할 경우 래들의 하강 거리를 상승시키는 것이다.

만약 모든 공정 중에 한 번이라도 크레인 작동 정보에 수정사항이 발생될 경우(S340)에는 이를 작업자에 알리면서 크레인에 이 정보를 피드백 전송하게 된다. 이에 따라 다음 번 작업에서는 전번에 발생하였던 문제가 재발하지 않도록 할 수 있다.

모든 공정 중에 문제가 발생하지 않아 크레인 작동 정보에 수정사항이 발생되지 않을 경우(S350)에는 기존의 작동 정보를 그대로 사용하게 된다. 만약 다음 번 공정 중에 문제가 발생한다면 다시 상술한 단계들을 거치게 되는 것이다.

상술한 충격량 제어 방법은, 이하에서 서술하는 충격량 제어 시스템을 통해 구현된다. 이에 대해 도 1 및 2에 도시된 구성을 살펴보면, 래들(L)을 승하강시키는 크레인(미도시), 래들(L)이 안착되는 안착지(11, 21), 안착지(11, 21)에 설치되어 래들(L)과 안착지(11, 21)가 충돌할 때 발생되는 충격량을 측정하는 충격센서(100) 및 충격센서(100)에서 측정된 충격량을 전송받고, 충격량의 크기 및 발생 시점을 이용하여 크레인의 작동 정보를 수정하는 제어부(미도시)를 포함한다.

여기에 작업자에게 경고를 발신하거나 크레인 작동 정보의 수정사항을 알리는 모니터링부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

래들(L)을 래들 터렛(10) 또는 래들 대차(20)에 안착시키기 위해 크레인을 사용하게 된다. 래들 터렛(10)의 래들 터렛 안착지(11) 또는 래들 대차(20)의 래들 대차 안착지(21)에 래들(L)을 안착시킬 때, 충격의 발생 시점 또는 충격량의 크기가 원하는 범위를 벗어날 경우, 제어부에서는 이 정보를 토대로 크레인에 작동 정보를 피드백 수정하여 추후 작동시 이를 적용할 수 있도록 한다. 이때 수집되는 정보 및 수집된 정보에 따라 수정되는 크레인의 작동 정보는 상술한 제어 방법에 대한 설명으로 갈음하도록 한다.

모니터링부는 크레인 및 래들의 상태, 제어부에 의한 수정 사항 등을 작업자에게 알리는 구성으로써, 수정 사항이 발생할 경우 경보를 발생시켜 이를 작업자에게 알릴 수 있도록 구성된다. 이는 모니터, HMI, 컴퓨터 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.

모니터링부에 표시되는 정보는 시간대별로 저장되어, 문제가 발생했을 때의 환경을 파악하고 분석하여 해결책을 찾아내는 데 도움을 줄 수 있을 것이다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10: 래들 터렛 11: 래들 터렛 안착지
20: 래들 대차 21: 래들 대차 안착지
100: 충격센서 L: 래들
S100: 하강시키는 단계 S200: 충격량을 측정하는 단계
S300: 수정하는 단계

Claims (8)

1. 크레인을 이용하여 래들을 안착지에 안착시킬 때 발생하는 충격량을 제어하는 방법으로서,
   상기 래들의 하강 시작시 하강속도를 가속시키는 가속과정 및 상기 가속과정 이후 상기 래들의 하강속도를 감속시키는 감속과정을 포함하여 상기 래들을 상기 안착지로 하강시키는 단계;
   상기 하강시키는 단계 중에 상기 래들이 상기 안착지와 충돌할 때 발생되는 충격량을 측정하는 단계; 및
   상기 측정하는 단계 중에 측정된 충격량의 크기 및 충격량의 발생 시점이 정상 범위를 벗어날 경우, 크레인 작동 정보를 수정하는 단계;를 포함하고,
   상기 수정하는 단계는, 상기 가속과정 중에 충격량이 측정되는 경우 상기 가속과정 중의 상기 래들의 이동거리 및 속도를 감소시키고, 상기 감속과정 중에 측정되는 충격량이 미리 설정된 수치를 초과할 경우 상기 감속과정 중의 상기 래들의 속도를 감소시키며, 상기 감속과정이 종료되어 상기 크레인의 작동이 정지된 이후에도 충격량이 측정되지 않을 경우 상기 감속과정 중의 상기 래들의 이동거리를 증가시킬 수 있도록 상기 크레인의 작동 정보를 수정하는 것을 특징으로 하는, 래들 안착시 충격량 제어 방법.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 하강시키는 단계 이후에, 상기 래들과 상기 크레인을 분리시키는 단계를 더 포함하고,
   상기 수정하는 단계는, 상기 분리시키는 단계중에 측정되는 충격량이 미리 정해진 설정값을 초과할 경우 상기 래들의 하강거리를 조절하도록 상기 크레인의 작동 정보를 수정하는 것을 특징으로 하는, 래들 안착시 충격량 제어 방법.
   
6. 크레인을 이용하여 래들을 안착지에 안착시킬 때 발생하는 충격량을 제어하는 시스템으로서,
   하강시키는 속도를 조절하는 가속과정과 감속과정을 순차적으로 거치면서 상기 래들을 상기 안착지에 안착시키는 크레인;
   상기 안착지에 설치되어 상기 래들과 상기 안착지가 충돌할 때 발생되는 충격량을 측정하는 충격센서; 및
   상기 충격센서에서 측정된 충격량의 크기 및 발생 시점을 전송받고,
   상기 가속과정 중에 상기 충격센서에서 충격량이 측정되면 상기 가속과정 중의 상기 래들의 속도 및 이동거리를 감소시키고, 상기 감속과정 중에 상기 충격센서에서 측정되는 충격량이 미리 설정된 수치를 초과할 경우 상기 감속과정 중의 상기 래들의 속도를 감소시키며, 상기 감속과정이 종료되어 상기 크레인의 작동이 정지된 이후에도 상기 충격센서에서 충격량이 측정되지 않을 경우 상기 감속과정 중의 상기 래들의 이동거리를 증가시킬 수 있도록 상기 크레인의 작동 정보를 수정하는 제어부;를 포함하는, 래들 안착시 충격량 제어 시스템.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 제어부로부터 경고 신호를 전송받아 알람을 발생시키는 모니터링부를 더 포함하고,
   상기 제어부는, 상기 크레인의 작동 정보가 수정될 경우, 상기 모니터링부에 경고 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는, 래들 안착시 충격량 제어 시스템.
   
8. 삭제

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