KR101841962B1 - 턴디쉬 설비 및 이를 이용한 주조 방법 - Google Patents

턴디쉬 설비 및 이를 이용한 주조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 턴디쉬 설비는 용강을 수용할 수 있는 내부 공간을 가지도록 형성된 내화물 구조체와, 내화물 구조체의 연장 방향으로 따라 연장 형성되어 내화물 구조체와 접촉되도록 설치된 감지 부재를 포함하는 턴디쉬; 감지 부재와 연결되어, 상기 감지 부재의 온도 및 상기 감지 부재에 흐르는 전류 중 적어도 하나를 측정하는 센서를 구비하고, 상기 센서에서 측정된 온도 변화 및 전류 변화 중 어느 하나를 이용하여 상기 내화물 구조체로의 용강 유출 위험을 감지하는 감지 장치를 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태에 의하면, 턴디쉬의 최 외각인 철피로 용강이 유출되기 전에, 내화물 구조체로의 용강 유출 위험을 감지하고, 보수함으로써, 용강이 턴디쉬 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 용강이 철피 외부로 유출되기 전에, 내화물 구조체의 유출 위험을 감지하여 사전에 보수를 실시함으로써, 용강의 턴디쉬 외부로 유출되는 사고를 방지할 수 있다.

Description

턴디쉬 설비 및 이를 이용한 주조 방법{Tundish apparatus and method for casting using it}
본 발명은 턴디쉬 설비 및 이를 이용한 주조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 턴디쉬의 용강 유출 위험을 사전에 감지하여 용강 유출을 방지할 수 있는 턴디쉬 설비 및 이를 이용한 주조 방법에 관한 것이다.
턴디쉬는 래들로부터 제공받은 용강을 몰드로 용강을 공급하는 수단으로서, 용강이 수용되는 내부 공간을 가지며, 최외각 외관을 이루는 철피와, 철피의 내벽면을 따라 설치된 내화물 구조체를 포함한다.
한편, 턴디쉬 내 내화물 구조체는 고온의 용강에 의해 침식될 수 있는데, 복수번 예컨대 10차지(charge) 이상의 조업이 실시되는 경우, 턴디쉬의 내화물 구조체가 고온의 용강에 의해 과침식되는 일이 빈번하다. 그리고, 내화물 구조체가 과침식되는 경우, 상기 내화물 구조체가 파손 또는 용손이 발생되어 용강이 외부로 유출되는 문제가 발생되는데(도 5 참조), 용강의 유출은 조업장의 안전 사고를 유발시키고, 용강 유출에 따른 손실을 가져온다. 그런데, 내화물 구조체의 침식을 사전에 감지할 수 없고, 조업이 종료된 후에 내화물 구조체의 과침식을 발견하게 되는 경우가 많아, 용강 유출에 따른 사고 및 손실을 사전에 방지할 수 없는 문제가 있다.
한국공개특허 2012-0073414
본 발명은 내화물 구조체의 침식을 감지하여, 용강 유출을 억제 또는 방지할 수 있는 턴디쉬 설비 및 이를 이용한 주조 방법을 제공한다.
본 발명은 용강 유출 전에 조업자가 사전 위험을 감지 및 대응할 수 있도록 하는 턴디쉬 설비 및 이를 이용한 주조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 턴디쉬 설비는 용강을 수용할 수 있는 내부 공간을 가지도록 형성된 내화물 구조체와, 상기 내화물 구조체의 연장 방향으로 따라 연장 형성되어 상기 내화물 구조체와 접촉되도록 설치된 감지 부재를 포함하는 턴디쉬; 상기 감지 부재와 연결되어, 상기 감지 부재의 온도 및 상기 감지 부재에 흐르는 전류 중 적어도 하나를 측정하는 센서를 구비하고, 상기 센서에서 측정된 온도 변화 및 전류 변화 중 어느 하나를 이용하여 상기 내화물 구조체로의 용강 유출 위험을 감지하는 감지 장치;를 포함한다.
상기 감지 부재는 금속을 포함한다.
상기 내화물 구조체는 내부 공간을 가지며, 최 내측에 위치된 제 1 내화물 구조체; 및 상기 제 1 내화물 구조체의 외측 둘레에 설치된 제 2 내화물 구조체;을 포함하고, 상기 턴디쉬는 상기 제 2 내화물 구조체의 외주면을 둘러싸도록 설치된 철피를 포함하며, 상기 감지 부재는 상기 제 1 내화물 구조체와 제 2 내화물 구조체 사이 및 상기 제 2 내화물 구조체와 철피 사이 중 적어도 어느 하나의 위치에 설치된다.
상기 감지 장치는, 상기 센서와 연동되어, 상기 센서에서 측정된 온도 또는 전류 데이타를 전달받아, 상기 온도 또는 전류에 따라 상기 내화물 구조체로의 용강 유출 위험을 판단하는 판단부를 포함한다.
상기 센서는 상기 턴디쉬의 외부에 설치되고,
상기 감지 장치는 상기 센서와 상기 감지 부재를 연결하는 연결부를 포함한다.
상기 센서가 상기 감지 부재의 온도를 측정하는 온도 센서인 경우, 상기 판단부는 상기 온도 센서에서 측정된 온도가 기 설정된 기준 온도를 초과하는 경우, 상기 내화물 구조체에 용강 유출 위험이 있는 것으로 판단한다.
상기 센서가 상기 감지 부재에 흐르는 전류를 감지하는 전류 센서인 경우,
상기 감지 장치는 상기 감지 부재와 연결되어, 상기 감지 부재에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하고, 상기 판단부는 상기 감지 부재에 흐르는 전류가 기 설정된 기준 전류 이하인 경우, 상기 내화물 구조체에 용강 유출 위험이 있는 것으로 판단한다.
상기 감지 부재는, 상기 제 1 내화물 구조체와 제 2 내화물 구조체 사이에 위치되는 제 1 감지 부재; 및 상기 제 2 내화물 구조체와 상기 철피 사이에 위치되는 제 2 감지 부재;를 포함하고, 상기 감지 장치는 상기 제 1 감지 부재 및 제 2 감지 부재 각각에 연결된다.
본 발명에 따른 주편 주조 방법은 턴디쉬 내 용강을 주형으로 공급하는 과정; 상기 주형에서 용강을 응고시켜 주편을 주조하는 과정; 상기 턴디쉬에 구비된 내화물 구조체와 접촉되도록 설치된 감지 부재의 온도 및 상기 감지 부재에 흐르는 전류 중 적어도 어느 하나를 측정하는 과정; 측정된 상기 감지 부재의 온도 및 전류 중 적어도 어느 하나를 기준값과 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 내화물 구조체로의 용강 유출 위험을 판단하는 과정;을 포함한다.
상기 내화물 구조체에 용강 유출 위험이 있는 것으로 판단되면, 알람을 발생시키는 과정; 및 상기 내화물 구조체를 보수하는 과정;을 포함한다.
상기 감지 부재의 온도를 측정하는 경우, 상기 내화물 구조체의 용강 유출 위험을 판단하는 데 있어서, 상기 측정된 감지 부재의 온도가 기준 온도 미만일 때, 상기 내화물 구조체에 용강 유출 위험이 없는 것으로 판단하고, 상기 측정된 감지 부재의 온도가 기준 온도 이상일 때, 상기 내화물 구조체에 용강 유출 위험이 있는 것으로 판단한다.
상기 감지 부재의 전류를 측정하는 경우, 상기 내화물 구조체의 용강 유출 위험을 판단하는 데 있어서, 상기 측정된 감지 부재의 전류가 기준 전류를 초과할 때, 상기 내화물 구조에 용강 유출 위험이 없는 것으로 판단하고, 상기 측정된 감지 부재의 전류가 기준 전류 이하일 때, 상기 내화물 구조체에 용강 유출 위험이 있는 판단한다.
상기 감지 부재의 온도 및 상기 감지 부재에 흐르는 전류 중 적어도 어느 하나를 측정하는 과정은, 내부 공간을 가지며, 최 내측에 위치된 제 1 내화물 구조체와, 상기 제 1 내화물의 외측 둘레를 따라 설치된 제 2 내화물 구조체 사이에 위치된 제 1 감지 부재의 온도 및 전류 중 적어도 어느 하나 측정하는 과정; 및 상기 제 2 내화물 구조체와, 상기 제 2 내화물 구조체의 외측 둘레에 설치된 철피 사이에 위치된 제 2 감지 부재의 온도 및 전류 중 적어도 어느 하나를 측정하는 과정;을 포함한다.
상기 내화물 구조체로의 용강 유출 위험을 판단하는 과정은, 상기 제 1 감지 부재의 온도 및 전류 중 적어도 어느 하나를 기준값과 비교하여, 상기 제 1 내화물 구조체의 용강 유출 위험을 감지하는 과정; 및 상기 제 2 감지 부재의 온도 및 전류 중 적어도 어느 하나를 기준값과 비교하여, 상기 제 1 내화물 구조체의 용강 유출 위험을 감지하는 과정;을 포함한다.
상기 제 1 내화물 구조체에 용강 유출 위험이 있는 것으로 판단되는 경우, 현 차지의 조업 종료 후, 또는 현 차지 이후 1회 이상 차지의 주편 주조를 더 실행한 후에, 상기 제 1 내화물 구조체를 보수하고, 상기 제 2 내화물 구조체에 용강 유출 위험이 있는 것으로 판단되는 경우, 현 차지의 조업 종료 후에, 상기 제 2 내화물 구조체를 보수한다.
본 발명의 실시형태에 의하면, 턴디쉬의 최 외각인 철피로 용강이 유출되기 전에, 내화물 구조체로의 용강 유출 위험을 감지하고, 보수함으로써, 용강이 턴디쉬 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 용강이 철피 외부로 유출되기 전에, 내화물 구조체의 유출 위험을 감지하여 사전에 보수를 실시함으로써, 용강의 턴디쉬 외부로 유출되는 사고를 방지할 수 있다.
또한, 용강 유출 의한 조업 사고를 방지하고, 그에 따른 비용 손실을 줄일 수 있다.
도 1은 연속주조설비의 일부의 구성을 보여주는 도면
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 턴디쉬 설비를 도시한 단면도
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 턴디쉬 설비를 도시한 단면도
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 감지 장치의 동작을 설명하는 순서도
도 5는 턴디쉬 외부로 용강이 유출되는 모습을 개략적으로 나타낸 도면
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 연속주조설비의 일부의 구성을 보여주는 도면이다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 턴디쉬 설비를 도시한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 턴디쉬 설비를 도시한 단면도이다. 도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 감지 장치의 동작을 설명하는 순서도이다.
본 발명의 실시예에 따른 연속주조설비는 제강공정에서 정련된 용강이 담기는 래들(ladle)과, 래들에 연결되는 주입노즐을 통해 용강을 공급받아 이를 일시 저장하는 턴디쉬(100)와, 턴디쉬(100)에 저장된 용강을 침지노즐(30)을 통해 전달받아 일정한 형상으로 초기 응고시키는 주형(10), 턴디쉬(100)로부터의 용강 유출 위험을 감지 및 방지하는 감지 장치(200)를 포함한다. 또한, 도시되지는 않았지만, 주형(10)의 하부에 구비되어 주형(10)으로부터 인발된 미응고 주편을 냉각시키면서 일련의 성형 작업을 수행하도록 복수의 세그먼트(segment)가 연속적으로 배열되는 냉각라인을 포함한다.
이하에서는 턴디쉬(100) 및 감지 장치(200)를 포함하는 구성을 "턴디쉬 설비(1000)"로 명명한다.
즉, 턴디쉬 설비(1000)는 래들로부터 용강을 공급받아 일시 저장하는 턴디쉬(100), 턴디쉬(100)와 연동되어, 턴디쉬(100)로부터의 용강 유출 위험을 감지하는 감지 장치(200)를 포함한다.
턴디쉬는 도 2에 도시된 바와 같이, 용강을 수용할 수 있는 내부 공간을 가지도록 형성된 내화물 구조체(120), 내화물 구조체(120)의 외주면을 따라 형성되어, 최외각의 형태를 이루는 철피(110), 내화물 구조체(120)의 내부 및 철피(110)와 내화물 구조체(120) 사이 중 적어도 어느 하나의 위치에 설치되어, 용강 유출 위험 판단을 위한 데이타 또는 신호를 감지 장치로 전달하는 감지 부재(130)를 포함한다.
철피(110)는 턴디쉬(100)의 외형을 이루는 것으로, 상부가 개방되고, 하부에 용강이 배출될 수 있는 배출구가 마련된 통 형상이다. 이러한 철피(110)의 내부 바닥 및 내벽면에는 내화물 구조체(120)가 밀착되도록 축조된다. 이에, 내화물 구조체(120)는 용강이 수용되는 내부 공간을 가지며, 상부가 개방된 통 형상이 된다. 그리고 내화물 구조체(120)의 하부에는 철피(110)의 배출구와 연통되는 배출구가 마련된다. 이러한 내화물 구조체(120)는 Al2O3 및 MgO 중 적어도 하나를 포함하는 내화물을 이용하여 제조될 수 있다.
실시예들에 따른 내화물 구조체(120)는 복수개의 내화물 구조체 제 1 및 제 2 내화물 구조체(120a, 120b)를 포함한다. 즉, 턴디쉬(100)는 최 내측에 위치되며, 용강을 수용하는 내부 공간을 가지도록 형성된 제 1 내화물 구조체(120a), 철피(110)와 제 1 내화물 구조체(120a) 사이에 위치하도록 형성된 제 2 내화물 구조체(120b)를 포함한다. 여기서 제 1 내화물 구조체(120a)와 제 2 내화물 구조체(120b)는 서로 다른 재료 및 서로 다른 두께로 형성될 수 있다. 예컨대, 최 내측에 위치된 제 1 내화물 구조체(120a)는 MgO을 포함하는 내화물로 30mm 내지 70mm(보다 바람직하게는 50mm)의 두께로 형성, 제 2 내화물 구조체(120b)는 Al2O3을 포함하는 내화물로 130mm 내지 170mm(보다 바람직하게는 150mm)의 두께로 형성될 수 있다. 여기서 해당 기술 분야에서, 제 1 내화물 구조체(120a)는 건닝재, 제 2 내화물 구조체(120b)는 유입재로 명명되는 내화물 구조체일 수 있다.
감지 부재(130)는 내화물 구조체(120)의 침식에 의한 용강의 유출 위험을 판단하기 위한 데이타 또는 신호를 감지 장치로 전달한다. 이러한 감지 부재(130)는 열전도성 및 도전체 중 적어도 어느 하나의 특성을 가지는 재료, 예컨대 금속을 포함하도록 제조된다. 그리 감지 부재(130)는 내화물 구조체(120)로의 용강 유출 위험을 감지하기 위하여, 내화물 구조체(120)의 내부 및 철피(110)와 내화물 구조체(120) 사이 중 적어도 어느 하나의 위치에 설치된다. 즉, 감지 부재(130)는 판 형상으로, 내화물 구조체(120)의 내부에서 상기 내화물 구조체(120)의 연장 방향을 따라 형성되거나, 철피(110)와 내화물 구조체(120) 사이에서 상기 철피(110) 및 내화물 구조체(120)의 연장 방향을 따라 형성되거나, 내화물 구조체(120) 내부 및 철피(110)와 내화물 구조체(120) 사이 모두에 위치하도록 형성될 수 있다.
그리고, 예를 들어, 내화물 구조체(120)가 제 1 내화물 구조체(120a)와 제 2 내화물 구조체(120b)로 구성되는 경우, 제 1 내화물 구조체(120a)와 제 2 내화물 구조체(120b) 사이 및 제 2 내화물 구조체(120b)와 철피(110) 사이 각각에 감지 부재(이하, 제 1 및 제 2 감지 부재(130a, 130b))가 설치될 수 있다. 물론 제 1 내화물 구조체(120a)와 제 2 내화물 구조체(120b) 사이 및 제 2 내화물 구조체(120b)와 철피(110) 사이 중 어느 하나의 위치에만 감지 부재(130)가 설치될 수도 있다.
감지 장치(200)는 감지 부재(130)의 온도 또는 전류를 측정하는 센서(220), 센서(220)로 입력된 측정 데이타를 이용하여 내화물 구조체(120)의 용강 유출 위험을 판단하는 판단부(230), 판단부(230)에서 용강 유출 위험이 있는 것으로 판단되면, 알람을 발생시키는 알람부(240)를 포함한다. 또한, 일단이 감지 부재(130)와 연결되고 타단이 센서(220)와 연결되어, 감지 부재(130)의 온도 또는 전류 신호를 센서(220)로 전달하는 연결부(210)를 포함한다.
여기서, 연결부(210)는 열전도성 및 도전체 중 적어도 어느 하나의 특성을 가지는 재료로 제조되는데, 예컨대, 감지 부재(130)와 동일한 재료 예컨대, 금속을 포함하는 재료로 형성될 수 있다. 그리고 연결부(210)는 감지 부재(130)와 센서(220) 사이를 연결하는 바(bar) 또는 라인(line) 형상일 수 있다.
한편, 턴디쉬(100)에 용강을 저장할 때, 탕면이 턴디쉬(100)의 전체 높이 중 2/3 정도 높이에 위치하도록 한다. 즉, 용강을 턴디쉬(100) 내부를 가득(100%) 채우지 않고, 전체 높이 일부 예컨대, 2/3만을 채우도록 한다.
이때, 연결부(210)는 용강이 위치하지 않는 감지 부재(130)의 상부 예컨대, 감지 부재(130)의 상부 끝단과 연결시키는 것이 바람직하다. 이는 연결부(210)가 용강의 열로 인해 손상되는 것을 방지하기 위함이다.
그리고, 제 1 내화물 구조체(120a)와 제 2 내화물 구조체(120b) 사이 및 제 2 내화물 구조체(120b)와 철피(110) 사이 각각에 감지 부재(130)가 설치되는 경우, 제 1 내화물 구조체(120a) 및 제 2 내화물 구조체(120b) 각각에 연결부(이하, 제 1 및 제 2 연결부(210a, 210b))가 설치될 수 있으며, 각각의 제 1 및 제 2 연결부(210a, 210b)가 센서(220)와 연결된다.
센서(220)는 턴디쉬(100) 외부에 설치되어, 주조 시에 감지 부재(130)의 온도 및 전류 중 어느 하나를 실시간으로 측정하여 판단부(230)로 전송한다. 예컨대, 센서(220)는 연결부를 통해 전달된 감지 부재(130)의 온도를 측정하는 서미스터(thermistor)와 같은 온도 센서이거나, 전류를 측정하는 전류 센서일 수 있다.
먼저, 센서가 온도 센서인 경우의 감지 장치의 구성 및 동작에 대해 설명한다.
센서(220)가 서미스터(thermistor)와 같은 온도 센서인 경우, 상기 센서(220)는 연결부(210)를 통해 전달되는 감지 부재(130)의 온도를 실시간으로 측정할 수 있으며, 이 온도 데이타는 판단부(230)로 전달된다.
판단부(230)에서는 기준값 즉, 기준 온도가 기 설정되어, 기준 온도와 센서로부터 측정된 온도를 실시간으로 비교하여, 측정 온도가 기준 온도 이상이면 내화물 구조체가 과침식되고, 이에 따라 용강이 내화물 구조체에 용강 유출 위험이 있는 것으로 판단한다. 이때, 기준 온도는 1100℃ 내지 1300℃, 보다 바람직하게는 1200℃일 수 있다.
내화물 구조체(120)에 대한 용강 유출 위험은, 상기 내화물 구조체(120)의 과침식에 의해 내화물 구조체(120)의 내부 공간과 감지 부재(130)가 연통되도록 구멍이 뚫린 또는 구멍이 발생된 상태(즉, 내화물 구조체(120)로 용강이 유출되고 있는 상태)와, 내화물 구조체(120)에 완전히 뚫리거나 구멍이 발생되지는 않았으나, 과침식되어 곧 뚫리기 전 또는 구멍이 발생되기 전 상태(즉, 내화물 구조체(120)로 용강이 유출되기 직전 상태)의미할 수 있다.
여기서, 내화물 구조체(120)로 용강이 유출되고 있는 상태는, 내화물 구조체(120)를 통과하여, 감지 부재(130)와 접하도록 흐르도록 용강이 유출되고 있는 상태를 의미한다. 내화물 구조체(120)로 용강이 유출되기 직전 상태는, 내화물 구조체(120) 내부로 용강이 유입되었으나, 감지 부재(130)와 접하도록 완전히 유출되지 않은 상태를 의미한다.
그리고, 판단부(230)에 저장되는 기준 온도는 내화물 구조체(120)로 용강이 유출되기 직전 상태의 기준이 되는 제 1 기준 온도와, 내화물 구조체(120)로 용강이 유출되고 있는 상태의 기준이 되는 제 2 기준 온도를 포함할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 감지 부재(130a, 130b) 각각에서 측정된 온도를 제 1 및 제 2 기준 온도(130a, 130b)와 비교하여, 내화물 구조체(120)로 용강이 유출되기 직전 상태와, 내화물 구조체(120)로 용강이 유출되는 상태를 모두 감지, 판단할 수 있다.
물론, 판단부(230)에서는 제 1 및 제 2 감지 부재(130a, 130b) 각각에서 측정된 온도를 제 1 및 제 2 기준 온도 중 어느 하나만 비교하여, 용강 유출 직전 상태 또는 용강 유출 상태 중 어느 하나를 감지, 판단할 수도 있다.
이하에서는 판단부(230)에서 제 1 및 제 2 감지 부재(130a, 130b) 각각에서 측정된 온도를 용강 유출 상태의 기준이 되는 기준 온도(즉, 제 2 기준 온도)와 비교하여, 용강 유출 여부를 감지하는 것을 예를 들어 설명한다.
턴디쉬(100)가 제 1 감지 부재(130a)와 제 2 감지 부재(130b)를 포함하는 경우, 센서는 제 1 감지 부재(130a)와 제 2 감지 부재(130b) 각각의 온도를 측정한다. 그리고 판단부(230)는 제 1 감지 부재(130a)로부터 측정된 온도와 제 2 감지 부재(130b)로부터 측정된 온도 각각을 기준 온도와 비교하여, 제 1 내화물 구조체(120a) 및 제 2 내화물 구조체(120b) 각각으로의 용강 유출 위험을 판단한다.
상기에서는 센서(220)가 온도 센서인 것을 예를 들어 설명하였으나, 상기 센서(220)는 감지 부재(130)의 온도를 측정하는 전류 센서일 수 있다. 그리고, 센서(220)가 전류 센서인 경우, 감지 장치(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 감지 부재(130)로 전원을 공급하는 전원 공급부(250)가 연결될 수 있다. 이때, 감지 부재(130)가 제 1 및 제 2 감지 부재(130a, 130b)를 포함하는 경우, 전원 공급부(250)는 제 1 및 제 2 감지 부재(130a, 130b) 각각에 전원을 공급한다.
연속 주조 시에 전원 공급부(250)를 통해 감지 부재(130)로 일정한 전압 크기의 전원을 공급하면, 감지 부재(130)에 전류가 흐르며, 센서(220)는 감지 부재(130)의 전류 데이타는 판단부(230)로 전달된다.
판단부(230)에서는 기준값 즉, 기준 전류가 기 설정되어, 기준 전류와 센서(220)로부터 측정된 전류를 실시간으로 비교하여, 측정 전류가 기준 전류 이하이면, 내화물 구조체가 과침식되고, 이에 따라 용강이 내화물 구조체(120)에 용강 유출 위험이 있는 것으로 판단한다.
이때, 기준 전류는 용강이 유출되어 용강의 열에 의해 감지 부재(130)가 용융되었을 때, 용융된 감지 부재(130)에 흐르는 소정 수치의 전류일 수 있다. 여기서, 상기 소정 수치의 전류는 전류가 거의 흐르지 않을때의 낮은 전류 또는 전류가 흐르지 않을 때의 전류인 OmA 수 있다.
그리고, 턴디쉬(100)가 제 1 감지 부재(130a)와 제 2 감지 부재(130b)를 포함하는 경우, 센서(220)는 제 1 감지 부재(130a)와 제 2 감지 부재(130b) 각각의 전류를 측정한다. 그리고, 판단부(230)는 제 1 감지 부재(130a)로부터 측정된 전류와 제 2 감지 부재(130b)로부터 측정된 전류 각각을 기준 전류와 비교하여, 제 1 내화물 구조체(120a) 및 제 2 내화물 구조체(120b) 각각으로의 용강 유출 위험을 판단한다.
그리고, 판단부(230)에 저장되는 기준 전류는 내화물 구조체(120)로 용강이 유출되기 직전 상태의 기준이 되는 제 1 기준 전류와, 내화물 구조체(120)로 용강이 유출되고 있는 상태의 기준이 되는 제 2 기준 전류를 포함할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 감지 부재(130a, 130b) 각각에서 측정된 전류를 제 1 및 제 2 기준 온도(130a, 130b)와 비교하여, 내화물 구조체(120)로 용강이 유출되기 직전 상태와, 내화물 구조체(120)로 용강이 유출되는 상태를 모두 감지, 판단할 수 있다.
물론, 판단부(230)에서는 제 1 및 제 2 감지 부재(130a, 130b) 각각에서 측정된 전류를 제 1 및 제 2 기준 전류 중 어느 하나만 비교하여, 용강 유출 직전 상태 또는 용강 유출 상태 중 어느 하나를 감지, 판단할 수도 있다.
이하에서는 판단부(230)에서 제 1 및 제 2 감지 부재(130a, 130b) 각각에서 측정된 전류를 용강 유출 상태의 기준이 되는 기준 전류(즉, 제 2 기준 전류)와 비교하여, 용강 유출 여부를 감지하는 것을 예를 들어 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 턴디쉬 설비에서의 용강 유출 위험 감지 방법을 순차적으로 도시한 순서도이다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 주편 주조 중에 본 발명의 실시예에 따른 턴디쉬 설비(1000)의 동작을 설명한다. 이때, 센서(220)는 온도 센서를 적용하여 설명한다.
먼저, 래들에 담긴 정련된 용강을 턴디쉬(100)로 공급한다. 그리고, 침지노즐을 통해 턴디쉬 내 용강을 주형으로 공급하고, 주형에서는 용강을 1차 응고시킨다. 그리고, 주형(10)에서 1차 응고된 주편을 인발시켜, 세그먼트를 통해 연속 이동시키면서, 2차 응고시켜 주편을 연속 주조한다.
이렇게 턴디쉬(100) 내 용강을 주형(10)으로 연속 공급하면서 주편을 주조하는 동안, 감지 장치(200)의 센서(220)는 제 1 및 제 2 감지 부재(130a, 130b)의 온도를 실시간으로 측정한다(S100). 제 1 및 제 2 감지 부재(130a, 130b) 각각에서 측정된 제 1 및 제 2 온도는 판단부(230)로 전송된다.
판단부(230)에서는 측정된 제 1 및 제 2 온도가 기준 온도 미만인지 여부를 판단한다(S200). 즉, 판단부(230)는 제 1 및 제 2 온도 모두가 기준 온도 미만인 경우 제 1 및 제 2 내화물 구조체(120b) 각각에 용강 유출 위험이 없는 것으로 판단한다(S310).
반대로, 제 1 및 제 2 온도 중 적어도 하나가 기준 온도 이상인 경우, 용강유출 위험이 있는 것으로 판단한다(S320). 예컨대, 제 1 감지 부재(130a)의 온도인 제 1 온도가 기준 온도 이상이고, 제 2 감지 부재(130b)의 온도인 제 2 온도가 기준 온도 미만인 경우, 판단부(230)는 제 1 내화물 구조체(120a)가 과침식되어 상기 제 1 내화물 구조체(120a)에 용강 유출 위험이 있는 것으로 판단(S320)하고, 알람을 발생시킨다(S321).
이러한 경우, 상대적으로 내부에 위치된 제 1 내화물 구조체(120a)에만 용강 유출 위험이 있는 것이므로, 예컨대 1~2회 차지의 주조 조업을 더 수행한 후에 제 1 내화물 구조체(120a)를 보수하거나, 현재 주조 중이던 주조 조업이 종료된 후에 바로 제 1 내화물 구조체(120a)의 보수를 실시할 수 있다.
다른 예로, 제 1 감지 부재(130a)의 제 1 온도와, 제 2 감지 부재(130b)의 제 2 온도 모두가 기준 온도 이상인 경우, 판단부(230)는 제 1 및 제 2 내화물 구조체(120a, 120b) 모두가 과침식되어 상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체(120a, 120b)에 용강 유출 위험이 있는 것으로 판단한다(S320).
이러한 경우, 현재 주조 중이던 주조 조업이 종료된 후에 바로 제 1 및 제 2 내화물 구조체(120a, 120b)의 보수를 실시한다. 물론, 조업 환경에 따라 주조 중에 바로 조업을 중지시키고, 제 1 및 제 2 내화물 구조체(120a, 120b)의 보수를 실시할 수도 있다.
이렇게, 본 발명에서는 용강이 최외부인 철피를 통과하도록 유출되기 전에, 내화물 구조체(120)에 용강 유출 위험이 있을 때, 이를 감지하고, 보수함으로써, 용강이 턴디쉬(100) 외부로 유출되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 용강이 철피(110) 외부로 유출되기 전에, 내화물 구조체의 유출 위험을 감지하여 사전에 보수를 실시함으로써, 용강의 턴디쉬(100) 외부로 유출되는 사고를 방지할 수 있다.
100: 턴디쉬 110: 철피
120: 내화물 구조체 120a: 제 1 내화물 구조체
120b: 제 2 내화물 구조체 130: 감지 부재
130a: 제 1 감지 부재 130b: 제 2 감지 부재

Claims (15)

  1. 용강을 수용할 수 있는 내부 공간을 가지도록 형성된 내화물 구조체와, 상기 내화물 구조체의 연장 방향으로 따라 연장 형성된 판 형상이며, 상기 내화물 구조체와 접촉되도록 설치된 감지 부재를 포함하는 턴디쉬;
    상기 감지 부재와 연결되어, 상기 감지 부재의 온도 및 상기 감지 부재에 흐르는 전류 중 적어도 하나를 측정하는 센서를 구비하고, 상기 센서에서 측정된 온도 변화 및 전류 변화 중 어느 하나를 이용하여 상기 내화물 구조체로의 용강 유출 위험 및 용강이 유출되고 있는 상태 여부를 감지하는 감지 장치;
    를 포함하고,
    상기 내화물 구조체는,
    내부 공간을 가지며, 최 내측에 위치된 제 1 내화물 구조체; 및
    상기 제 1 내화물 구조체의 외측 둘레에 설치된 제 2 내화물 구조체;
    를 포함하고,
    상기 턴디쉬는 상기 제 2 내화물 구조체의 외주면을 둘러싸도록 설치된 철피를 포함하며,
    상기 감지 부재는,
    상기 제 1 내화물 구조체와 제 2 내화물 구조체 사이에 위치되는 제 1 감지 부재; 및
    상기 제 2 내화물 구조체와 상기 철피 사이에 위치되는 제 2 감지 부재;
    를 포함하고,
    상기 감지 장치는 상기 제 1 감지 부재 및 제 2 감지 부재 각각에 연결되며,
    상기 감지 장치는, 상기 센서와 연동되어, 상기 센서에서 측정된 온도 또는 전류 데이타를 전달받아, 상기 온도 또는 전류에 따라 상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체로의 용강 유출 위험을 판단하는 판단부를 포함하고,
    상기 판단부는 상기 센서에서 측정된 온도 또는 전류 데이터를 상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체로의 용강 유출 위험 상태의 기준이 되는 제 1 기준값 및 상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체로 용강이 유출되고 있는 상태의 기준이 되는 제 2 기준값과 각기 비교하여, 상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체로의 용강 유출 위험 또는 용강이 유출되고 있는 상태를 판단하는 턴디쉬 설비.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 감지 부재는 금속을 포함하는 턴디쉬 설비.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 센서는 상기 턴디쉬의 외부에 설치되고,
    상기 감지 장치는 상기 센서와 상기 제 1 및 제 2 감지 부재를 연결하는 연결부를 포함하는 턴디쉬 설비.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 센서가 상기 제 1 및 제 2 감지 부재의 온도를 측정하는 온도 센서인 경우,
    상기 제 1 기준값은 제 1 기준 온도, 상기 제 2 기준값은 제 2 기준 온도이며,
    상기 판단부는 상기 온도 센서에서 측정된 온도가 기 설정된 제 1 기준 온도이상이고, 상기 제 2 기준 온도 미만인 경우, 상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체에 용강 유출 위험이 있는 것으로 판단하고, 상기 온도 센서에서 측정된 온도가 기 설정된 제 2 기준 온도 이상인 경우, 상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체로부터 용강이 유출되고 있는 상태로 판단하는 턴디쉬 설비.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 센서가 상기 제 1 및 제 2 감지 부재에 흐르는 전류를 감지하는 전류 센서인 경우,
    상기 제 1 기준값은 제 1 기준 전류, 상기 제 2 기준값은 제 2 기준 전류이며,
    상기 감지 장치는 상기 제 1 및 제 2 감지 부재와 연결되어, 상기 제 1 및 제 2 감지 부재에 전원을 공급하는 전원 공급부를 포함하고,
    상기 판단부는 상기 제 1 및 제 2 감지 부재에 흐르는 전류가 기 설정된 상기 제 1 기준 전류 이하 및 상기 제 2 기준 전류를 초과하는 경우, 상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체에 용강 유출 위험이 있는 것으로 판단하고, 상기 센서에서 측정된 전류가 기 설정된 제 2 기준 전류 이하인 경우, 상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체로부터 용강이 유출되고 있는 상태로 판단하는 턴디쉬 설비.
  8. 삭제
  9. 턴디쉬 내 용강을 주형으로 공급하는 과정;
    상기 주형에서 용강을 응고시켜 주편을 주조하는 과정;
    상기 턴디쉬에 구비된 내화물 구조체의 연장 방향으로 연장된 판 형상이며, 상기 내화물 구조체와 접촉되도록 설치된 감지 부재의 온도 및 상기 감지 부재에 흐르는 전류 중 적어도 어느 하나를 측정하는 과정;
    측정된 상기 감지 부재의 온도 및 전류 중 적어도 어느 하나를 기준값과 비교하여, 비교 결과에 따라 상기 내화물 구조체로의 용강 유출 위험 및 용강이 유출되고 있는 상태 여부를 판단하는 과정;
    을 포함하고,
    상기 감지 부재의 온도 및 상기 감지 부재에 흐르는 전류 중 적어도 어느 하나를 측정하는 과정은,
    내부 공간을 가지며, 최 내측에 위치된 제 1 내화물 구조체와, 상기 제 1 내화물의 외측 둘레를 따라 설치된 제 2 내화물 구조체 사이에 위치된 제 1 감지 부재의 온도 및 전류 중 적어도 어느 하나를 측정하는 과정; 및
    상기 제 2 내화물 구조체와, 상기 제 2 내화물 구조체의 외측 둘레에 설치된 철피 사이에 위치된 제 2 감지 부재의 온도 및 전류 중 적어도 어느 하나를 측정하는 과정;
    을 포함하며,
    상기 내화물 구조체로의 용강 유출 위험 및 용강이 유출되고 있는 상태 여부를 판단하는데 있어서,
    상기 제 1 및 제 내화물 구조체로의 용강 유출 위험 및 용강이 유출되고 있는 상태 여부를 판단하고,
    측정된 상기 제 1 및 제 2 감지 부재의 온도 또는 전류를 제 1 및 제 2 내화물 구조체로의 용강 유출 위험 상태의 기준이 되는 제 1 기준값 및 상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체로 용강이 유출되고 있는 상태의 기준이 되는 제 2 기준값과 각기 비교하는 주편 주조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체에 용강 유출 위험이 있는 것으로 판단되면, 알람을 발생시키는 과정; 및
    상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체를 보수하는 과정;
    을 포함하는 주편 주조 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 감지 부재의 온도를 측정하는 경우, 상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체의 용강 유출 위험을 판단하는 데 있어서,
    상기 제 1 기준값은 제 1 기준 온도, 상기 제 2 기준값은 제 2 기준 온도이며,
    상기 측정된 제 1 및 제 2 감지 부재의 온도가 상기 제 1 기준 온도 미만일 때, 상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체에 용강 유출 위험이 없는 것으로 판단하고,
    상기 측정된 제 1 및 제 2 감지 부재의 온도가 상기 제 2 기준 온도 미만일 때, 상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체로부터 용강이 유출되지 않고 있는 상태로 판단하며,
    상기 측정된 제 1 및 제 2 감지 부재의 온도가 상기 제 1 기준 온도 이상 및 상기 제 2 기준 온도 미만일 때, 상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체에 용강 유출 위험이 있는 것으로 판단하고,
    상기 측정된 제 1 및 제 2 감지 부재의 온도가 상기 제 1 기준 온도 이상 및 상기 제 2 기준 온도 이상일 때, 상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체로부터 용강이 유출되고 있는 상태로 판단하는 주편 주조 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 감지 부재의 전류를 측정하는 경우, 상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체의 용강 유출 위험을 판단하는 데 있어서,
    상기 제 1 기준값은 제 1 기준 전류, 상기 제 2 기준값은 제 2 기준 전류이며,
    상기 측정된 제 1 및 제 2 감지 부재의 전류가 상기 제 1 기준 전류를 초과할 때, 상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체에 용강 유출 위험이 없는 것으로 판단하고,
    상기 측정된 제 1 및 제 2 감지 부재의 전류가 상기 제 2 기준 전류를 초과할 때, 상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체로부터 용강이 유출되지 않고 있는 상태로 판단하며,
    상기 측정된 제 1 및 제 2 감지 부재의 전류가 상기 제 1 기준 전류 이하이고, 상기 제 2 기준 전류를 초과할 때, 상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체에 용강 유출 위험이 있는 판단하고,
    상기 측정된 제 1 및 제 2 감지 부재의 전류가 상기 제 2 기준 전류 이하일 때, 상기 제 1 및 제 2 내화물 구조체로부터 용강이 유출되지 않고 있는 상태로 판단하는 주편 주조 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 제 1 내화물 구조체에 용강 유출 위험이 있는 것으로 판단되는 경우, 현 차지의 조업 종료 후, 또는 현 차지 이후 1회 이상 차지의 주편 주조를 더 실행한 후에, 상기 제 1 내화물 구조체를 보수하고,
    상기 제 2 내화물 구조체에 용강 유출 위험이 있는 것으로 판단되는 경우, 현 차지의 조업 종료 후에, 상기 제 2 내화물 구조체를 보수하는 주편 주조 방법.
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