KR102624119B1

KR102624119B1 - Electrode control system

Info

Publication number: KR102624119B1
Application number: KR1020230106971A
Authority: KR
Inventors: 김영민
Original assignee: 주식회사 오케이유시스템; 김영민
Priority date: 2023-08-16
Filing date: 2023-08-16
Publication date: 2024-01-11

Abstract

전극 승강 제어 시스템이 개시되며, 상기 전극 승강 제어 시스템은, 전극봉을 포함하고 상기 전극봉에 전원을 인가하며, 상기 전극봉을 사용하여 대상체를 대상체 용해하는 전극부; 상기 전극봉을 승하강시키는 엘리베이터부; 상기 엘리베이터부와 전극봉의 상태 정보를 획득하는 정보 획득부; 및 상기 대상체 가열 시, 상기 정보 획득부가 획득한 엘리베이터부 및 전극봉의 상태 정보를 기반으로 상기 전극봉의 위치를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 정보 획득부는, 상기 대상체의 가열 시 노체의 진동에 따른 전극봉의 높이 변화와 상기 대상체의 가열에 따른 전극봉의 마모에 관한 정보를 획득하고, 상기 엘리베이터부는, 본체부; 상기 본체부의 하측에 구비되는 장착부; 상기 장착부로부터 일측으로 연장되어 일단이 상기 전극봉을 파지하는 파지부; 및 상기 본체부와 상기 장착부 사이에 구비되어 상기 본체부와 상기 장착부를 연결하며, 상기 본체부와 상기 장착부 사이의 간격 조절이 가능하도록, 길이 조절이 가능한 실린더를 포함하고, 상기 정보 획득부는, 상기 노체 외부에서 상기 전극봉을 촬영하도록 구비된 촬영부; 및 상기 찰영부에서 획득한 영상을 분석하는 영상 분석부;를 포함하고, 상기 영상 분석부는, 상기 대상체의 가열 중에, 상기 파지부와 상기 전극봉의 적어도 일 지점 사이의 거리 변화를 분석하고, 상기 제어부는, 상기 영상 분석부에서 분석한 상기 거리 변화에 따라 상기 실린더의 길이를 증가시키거나 또는 감소시키는 승강 제어 모듈을 포함할 수 있다.An electrode elevation control system is disclosed, the electrode elevation control system comprising: an electrode unit including an electrode, applying power to the electrode, and dissolving an object using the electrode; an elevator unit that raises and lowers the electrode; an information acquisition unit that obtains status information of the elevator unit and the electrode; and a control unit that controls the position of the electrode based on the status information of the elevator unit and the electrode acquired by the information acquisition unit when the object is heated, wherein the information acquisition unit controls the electrode electrode according to the vibration of the furnace body when the object is heated. Obtain information about the change in height and wear of the electrode due to heating of the object, and the elevator unit includes a main body unit; A mounting portion provided on the lower side of the main body portion; a gripping portion extending to one side from the mounting portion, one end of which holds the electrode; and a cylinder provided between the main body and the mounting part to connect the main body and the mounting part, the length of which can be adjusted to allow adjustment of the distance between the main body and the mounting part, and the information acquisition unit includes: a photographing unit provided to photograph the electrode from outside the furnace body; and an image analysis unit that analyzes the image acquired from the imaging unit, wherein the image analysis unit analyzes a change in distance between the grip unit and at least one point of the electrode while the object is heated, and the control unit may include an elevation control module that increases or decreases the length of the cylinder according to the change in distance analyzed by the image analysis unit.

Description

Electrode elevation control system (ECS) {ELECTRODE CONTROL SYSTEM}

본원은 전극 승강 제어 시스템에 관한 것이다.This application relates to an electrode lifting and lowering control system.

일반적으로 전기로에서 스크랩의 용융과 일차 정련 작업이 이루어진 후, 출강되어 나온 용강 성분의 미세조절과 탈황작업을 하는 기구를 래들 퍼니스(LF: Ladle Furnace)라고 한다.In general, after melting and primary refining of scrap in an electric furnace, a device that finely adjusts and desulfurizes the tapped molten steel is called a ladle furnace (LF).

전기로 공정에서는 용강 내에 합금철(또는 고철)을 투입하여 성분 조절을 실시하고, 전극봉을 이용하여 아크(arc)를 발생시켜 고철을 용해하고, 이후 매니플레이터(manipulator)를 진입시켜 산소를 취입함으로써 고철을 용해시키며, 용해된 용강을 적정한 온도 및 성분으로 조성하기 위하여 산소와 탄소원(C + O2)을 각각 슬래그(slag, 또는 슬라그) 중에 취입시켜 공급된 탄소(C)원을 산화 반응시키고, 이 때 발생하는 산화반응열을 이용하여 용강을 목표온도(1600±10℃)까지 승온하고, 또한 용강중의 불순성분을 산화정련한 후 출강을 하게 된다.In the electric furnace process, alloy iron (or scrap iron) is put into the molten steel to control its composition, an arc is generated using an electrode to melt the scrap iron, and then a manipulator is introduced to blow in oxygen. By doing this, the scrap iron is dissolved, and in order to form the dissolved molten steel at an appropriate temperature and composition, oxygen and carbon sources (C + O2) are each blown into the slag (or slag) to oxidize the supplied carbon (C) source. Using the oxidation reaction heat generated at this time, the molten steel is heated to the target temperature (1600 ± 10℃), and impurities in the molten steel are oxidized and refined before tapping.

이때 용해전류 및 전압을 이용하여 아크의 상태를 제어하게 된다. 아크를 일정하게 유지하게 위해, 전극과 슬래그 사이의 간격이 일정하게 유지되어야 하는데, 종래에는 수동 조작으로 전극의 위치를 조정하므로, 불편함이 발생하였다. At this time, the state of the arc is controlled using the melting current and voltage. In order to keep the arc constant, the gap between the electrode and the slag must be kept constant, but in the past, the position of the electrode was adjusted manually, which caused inconvenience.

또한 전극봉에서 발생한 아크가 대기에 노출되지 않도록 하여 아크를 보호할 수 있다. 슬래그에 탄소와 산호를 취입하여 용강 상의 슬래그 층의 높이를 증가시켜 아크를 보호할 수 있다. 이때, 슬래그 층의 높이는 슬래그 게이트로 유출되는 슬래그 상태의 관찰을 통해 예측될 수 있지만, 용강 탕면의 위치를 모르기 때문에 슬래그 게이트로 유출되는 슬래그 상태를 가지고서는 정확한 슬래그 층의 높이를 알 수 없는 문제가 있다.Additionally, the arc generated from the electrode can be protected by preventing it from being exposed to the atmosphere. By blowing carbon and coral into the slag, the arc can be protected by increasing the height of the slag layer on the molten steel. At this time, the height of the slag layer can be predicted through observation of the state of slag flowing out of the slag gate, but since the location of the molten steel surface is not known, the problem is that the exact height of the slag layer cannot be determined based on the state of slag flowing out of the slag gate. there is.

한편, 도 1에 도시된 바와 같이 전기로 주용해(Arcing) 작업 시 전극봉(11)에 아크(Arc)가 발생하면서, 전극봉이 마모된다. 이때, 주용해 작업 중 랜스(L)에 의한 산소 공급 작업이 전극봉(11)의 측면에서 수행되고 있으므로, 전극봉의 측면이 편마모되는 문제가 있다.Meanwhile, as shown in FIG. 1, an arc is generated in the electrode 11 during an electric arcing operation, and the electrode is worn. At this time, since the oxygen supply operation by the lance (L) during the main dissolution operation is performed from the side of the electrode 11, there is a problem that the side of the electrode is unevenly worn.

나아가, 전기로 공정 수행 중 노체에 진동이 발생하고, 노체의 진동은 슬래그 층의 높이나, 전기로 내 엘리베이터 등에 파지된 전극봉의 높이를 변화시키는 요인이 된다. 특히 노체 진동에 따라 전극봉의 파지가 불안정해지고, 전극봉이 소정거리 하강하여 전극봉과 슬래그 층 사이의 거리가 가까워져 아크의 상태 제어가 불안정한 문제가 있다.Furthermore, vibration occurs in the furnace body during the electric furnace process, and the vibration of the furnace body becomes a factor that changes the height of the slag layer or the height of the electrodes held in the elevator in the electric furnace. In particular, the grip of the electrode becomes unstable due to vibration of the furnace body, and the electrode falls a certain distance, causing the distance between the electrode and the slag layer to become closer, causing an unstable arc condition control.

이에 따라, 효율적이고 안전하게 아크를 일정하게 유지하기 위한 전극 승강 제어 시스템에 대한 필요성이 있어왔다.Accordingly, there has been a need for an electrode elevation control system to efficiently and safely maintain a constant arc.

본원의 배경이 되는 기술은 대한민국 공개특허 공개번호 제10-2010-0083864호에 개시되어 있다The technology behind this application is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-2010-0083864.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 효율적이고 안전하게 아크를 일정하게 유지하기 위한 전극 승강 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present application is to solve the problems of the prior art described above, and to provide an electrode elevation control system for efficiently and safely maintaining the arc constant.

또한, 본원은 조업 중 노체 진동에 따른 전극봉의 하강을 고려하여 전극봉과 대상체 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있는 전극 승강 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the purpose of the present application is to provide an electrode lifting control system that can maintain a constant distance between the electrode and the object by considering the lowering of the electrode due to vibration of the furnace body during operation.

또한, 본원은 조업 후 다음 조업 시 전극봉과 대상체 사이의 간격을 정확하게 제어할 수 있는 전극 승강 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the purpose of the present application is to provide an electrode lifting and lowering control system that can accurately control the gap between the electrode and the object during the next operation after operation.

또한, 본원은 조업 중 노체 진동에 따른 대상체 높이 변화를 도출하여 노체 내 전극봉과 대상체 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있는 전극 승강 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the purpose of the present application is to provide an electrode lifting control system that can maintain a constant distance between the electrode in the furnace and the object by deriving the change in height of the object due to vibration of the furnace during operation.

또한, 본원은 전극봉의 측면 편마모를 최소화하는 전극 승강 제어 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, the purpose of the present application is to provide an electrode elevation control system that minimizes side wear of the electrode.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.However, the technical challenges sought to be achieved by the embodiments of the present application are not limited to the technical challenges described above, and other technical challenges may exist.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 일 실시예에 따른 전극 승강 제어 시스템은, 전극봉을 포함하고, 상기 전극봉에 전원을 인가하여 아크를 생성하여 노체 내 대상체를 가열하는 전극부; 상기 전극봉을 파지하여 전극봉의 위치를 제어하는 엘리베이터부; 상기 엘리베이터부와 전극봉의 상태 정보를 획득하는 정보 획득부; 및 상기 대상체 가열 시, 상기 정보 획득부가 획득한 엘리베이터부 및 전극봉의 상태 정보를 기반으로 상기 전극봉의 위치를 제어하는 제어부를 포함하며, 상기 정보 획득부는, 상기 대상체의 가열 시 노체의 진동에 따른 전극봉의 높이 변화와 상기 대상체의 가열에 따른 전극봉의 마모에 관한 정보를 획득할 수 있다.As a technical means for achieving the above-described technical problem, an electrode lifting control system according to an embodiment of the present application includes an electrode unit that applies power to the electrode to generate an arc to heat the object in the furnace; an elevator unit that holds the electrode and controls the position of the electrode; an information acquisition unit that obtains status information of the elevator unit and the electrode; and a control unit that controls the position of the electrode based on the status information of the elevator unit and the electrode acquired by the information acquisition unit when the object is heated, wherein the information acquisition unit controls the electrode electrode according to the vibration of the furnace body when the object is heated. It is possible to obtain information about changes in height and wear of the electrode due to heating of the object.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 엘리베이터부는, 본체부; 상기 본체부의 하측에 구비되는 장착부; 상기 장착부로부터 일측으로 연장되어 일단이 상기 전극봉을 파지하는 파지부; 및 상기 본체부와 상기 장착부 사이에 구비되어 상기 본체부와 상기 장착부를 연결하며, 상기 본체부와 상기 장착부 사이의 간격 조절이 가능하도록, 길이 조절이 가능한 실린더를 포함하고, 상기 정보 획득부는, 상기 노체 외부에서 상기 전극봉을 촬영하도록 구비된 촬영부; 및 상기 찰영부에서 획득한 영상을 분석하는 영상 분석부;를 포함하고 상기 영상 분석부는, 상기 대상체의 가열 중에, 상기 파지부와 상기 전극봉의 적어도 일 지점 사이의 거리 변화를 분석하고, 상기 제어부는, 상기 영상 분석부에서 분석한 상기 거리 변화에 따라 상기 실린더의 길이를 증가시키거나 또는 감소시키는 승강 제어 모듈을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present application, the elevator unit includes a main body unit; A mounting portion provided on the lower side of the main body portion; a gripping part extending to one side from the mounting part, one end of which holds the electrode; and a cylinder provided between the main body and the mounting part to connect the main body and the mounting part, the length of which can be adjusted to allow adjustment of the distance between the main body and the mounting part, and the information acquisition unit includes the a photographing unit provided to photograph the electrode from outside the furnace body; and an image analysis unit that analyzes the image acquired by the imaging unit, wherein the image analysis unit analyzes a change in the distance between the grip unit and at least one point of the electrode while the object is heated, and the control unit , and may include a lifting control module that increases or decreases the length of the cylinder according to the change in distance analyzed by the image analysis unit.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 엘리베이터부는, 상기 대상체의 가열 후에 상기 전극봉의 하단이 상기 촬영부에 의해 촬영되도록 상기 전극봉을 상승시키고, 상기 영상 분석부는, 상승된 상기 전극봉의 하단과 파지부 사이 거리를 분석하고, 상기 승강 제어 모듈은, 상기 전극봉의 하단과 파지부 사이 거리에 따라 상기 대상체의 가열 시 상기 전극봉의 하강 높이를 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present application, the elevator unit elevates the electrode so that the lower end of the electrode is photographed by the imaging unit after heating the object, and the image analysis unit moves between the raised lower end of the electrode and the gripper. By analyzing the distance, the lifting control module may control the lowering height of the electrode when heating the object according to the distance between the lower end of the electrode and the gripper.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 정보 획득부는, 상기 대상체의 가열 시 노체의 진동을 측정하는 진동 측정부를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 대상체의 가열 중에, 상기 노체의 진동에 따른 노체 내 대상체의 높이를 도출하는 높이 도출 모듈을 더 포함하고, 상기 승강 제어 모듈은, 상기 높이 도출 모듈에서 도출된 상기 대상체의 높이와 상기 영상 분석부에서 분석한 거리 변화를 기반으로 상기 전극봉의 하단과 상기 대상체 사이의 간격이 기 설정된 간격이 되도록 실린더의 길이를 증가시키거나 또는 감소시킬 수 있다.According to an embodiment of the present application, the information acquisition unit further includes a vibration measuring unit that measures vibration of the furnace body when heating the object, and the control unit is configured to measure the object in the furnace according to vibration of the furnace body during heating of the object. It further includes a height derivation module that derives the height, and the elevation control module is configured to determine the height of the object between the lower end of the electrode and the object based on the height of the object derived from the height derivation module and the distance change analyzed by the image analysis unit. The length of the cylinder can be increased or decreased so that the distance between them is a preset distance.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 높이 도출 모듈은, 노체의 진동에 따른 대상체의 높이를 예측하도록 학습된 예측 모델에 의해 대상체의 높이를 도출하되, 상기 예측 모델의 학습을 위한 학습데이터는, 상기 촬영부가 대상체의 가열 후 노체의 내부를 촬영한 영상으로부터 분석된 용강의 높이, 상기 노체에 형성된 슬래그 게이트로부터 배출되는 슬래그로부터 분석된 슬래그 폼의 높이 및 상기 진동 측정부로부터 획득되는 노체의 진동을 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present application, the height derivation module derives the height of the object using a prediction model learned to predict the height of the object according to the vibration of the furnace body, and the learning data for learning the prediction model is: The imaging unit includes the height of molten steel analyzed from the image taken of the inside of the furnace body after heating the object, the height of the slag foam analyzed from the slag discharged from the slag gate formed in the furnace body, and the vibration of the furnace body obtained from the vibration measuring unit. can do.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 파지부는, 장착부로부터 일측으로 연장되는 암; 및 상기 암의 일단에서 상기 전극봉을 파지하는 클램프를 포함하며, 상기 엘리베이터부는, 상기 장착부와 암 사이에서 수평 방향으로 연장되는 수평 실린더를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 수평 실린더가 상기 장착부로부터 연장되는 길이 및 각도 조절을 통해 파지부에 의해 파지된 전극봉을 회전시키는 회전 제어 모듈을 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the present application, the gripping part includes an arm extending to one side from the mounting part; and a clamp for holding the electrode at one end of the arm, wherein the elevator unit further includes a horizontal cylinder extending in a horizontal direction between the mounting unit and the arm, and the control unit includes a horizontal cylinder extending from the mounting unit. It may further include a rotation control module that rotates the electrode held by the gripper by adjusting the length and angle.

본원의 일 실시예에 따르면, 상기 회전 제어 모듈은, 상기 대상체의 가열 중에, 상기 파지부가 전극봉의 중심을 기준으로 회전하도록 상기 수평 실린더가 상기 장착부로부터 연장되는 길이 및 각도를 조절할 수 있다.According to one embodiment of the present application, the rotation control module may adjust the length and angle at which the horizontal cylinder extends from the mounting unit so that the gripping unit rotates based on the center of the electrode while the object is being heated.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described means of solving the problem are merely illustrative and should not be construed as intended to limit the present application. In addition to the exemplary embodiments described above, additional embodiments may be present in the drawings and detailed description of the invention.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 전극봉의 하단과 대상체(피처리물) 사이의 간격 변화에 따라 전압(아크 전압)이 변화되는데, 이 점을 이용하여, 제어부가 전압 측정기가 측정한 전압값에 따라, 다시 말해, 전압의 변화에 응답하여 엘리베이터부를 제어해 전극봉의 위치를 상하 방향으로 조절할 수 있으므로, 전극봉과 대상체 사이의 간격이 항상 일정하게 자동으로 유지될 수 있다.According to the means for solving the problem of the present application described above, the voltage (arc voltage) changes according to the change in the gap between the lower end of the electrode and the object (object to be processed). Using this point, the control unit determines the voltage value measured by the voltage meter. Accordingly, in other words, the position of the electrode can be adjusted in the vertical direction by controlling the elevator unit in response to changes in voltage, so that the distance between the electrode and the object can be automatically maintained constant at all times.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 제어부가 전극봉을 상하로 이동시키는 엘리베이터부의 상태 정보 또한 고려하여 엘리베이터부를 제어하므로, 엘리베이터부에 의한 사고 발생이 방지될 수 있다.In addition, according to the above-described means for solving the problem of the present application, the control unit controls the elevator unit by considering the status information of the elevator unit that moves the electrode up and down, so that accidents caused by the elevator unit can be prevented.

또한, 본원은 조업 중 노체 진동에 따른 전극봉의 하강을 고려하여 전극봉과 대상체 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있다.In addition, the present invention can maintain a constant distance between the electrode and the object by considering the lowering of the electrode due to vibration of the furnace body during operation.

또한, 본원은 조업 후 다음 조업 시 전극봉과 대상체 사이의 간격을 정확하게 제어할 수 있다.In addition, this facility can accurately control the gap between the electrode and the object during the next operation after operation.

또한, 본원은 조업 중 노체 진동에 따른 대상체 높이 변화를 도출하여 노체 내 전극봉과 대상체 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있는 전극 승강 제어 시스템을 제공하는 효과를 가진다.In addition, the present application has the effect of providing an electrode lifting control system that can maintain a constant distance between the electrode in the furnace and the object by deriving the change in height of the object due to vibration of the furnace during operation.

또한, 본원은 전극봉의 측면 편마모를 최소화하는 효과를 준다.In addition, this method has the effect of minimizing side wear of the electrode.

다만, 본원의 실시예에 의해 달성되는 효과는 상기된 바와 같은 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.However, the effects achieved by the embodiments of the present application are not limited to the effects described above, and other effects may exist.

도 1은 종래의 전기로에서 산소의 취입에 따라전극봉이 편마모되는 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 전극 승강 제어 시스템의 개략적인 개념도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 촬영부(43)에서 전극봉(11)의 상단(11a)과 파지부를 촬영하는 것을 도시한 도면이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 촬영부(43)에서 전극봉(11)의 하단(11b)과 파지부를 촬영하는 것을 도시한 도면이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 제어부(5)의 블록도이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 학습 데이터를 획득하는 것을 도시한 도면이다.
도 7은 노체 진동과 슬래그 높이 사이의 관계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8은 촬영부(43)에서 촬영한 노체 내부를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9는 본원의 일 실시예에 따라 제어부(5)가 파지부(23)에 파지된 전극봉(11)의 높이를 조절하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10은 본원의 일 실시예에 따라 제어부(5)에서 전극봉(11)을 회전시키는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.Figure 1 is a diagram showing a state in which electrodes are unevenly worn due to the introduction of oxygen in a conventional electric furnace.
Figure 2 is a schematic conceptual diagram of an electrode elevation control system according to an embodiment of the present application.
FIG. 3 is a diagram illustrating photographing the upper end 11a of the electrode 11 and the holding portion by the photographing unit 43 according to an embodiment of the present application.
FIG. 4 is a diagram illustrating photographing the lower end 11b and the grip portion of the electrode 11 by the photographing unit 43 according to an embodiment of the present application.
Figure 5 is a block diagram of the control unit 5 according to an embodiment of the present application.
Figure 6 is a diagram illustrating acquisition of learning data according to an embodiment of the present application.
Figure 7 is a diagram schematically showing the relationship between furnace body vibration and slag height.
Figure 8 is a diagram schematically showing the inside of the furnace body photographed by the photographing unit 43.
FIG. 9 is a diagram schematically showing how the control unit 5 adjusts the height of the electrode 11 held by the gripper 23 according to an embodiment of the present application.
Figure 10 is a diagram schematically showing the rotation of the electrode 11 in the control unit 5 according to an embodiment of the present application.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present application will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement them. However, the present application may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present application in the drawings, parts that are not related to the description are omitted, and similar reference numerals are assigned to similar parts throughout the specification.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. Throughout this specification, when a part is said to be “connected” to another part, this includes not only the case where it is “directly connected,” but also the case where it is “electrically connected” with another element in between. do.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is said to be located “on”, “above”, “at the top”, “below”, “at the bottom”, or “at the bottom” of another member, this means that a member is located on another member. This includes not only cases where they are in contact, but also cases where another member exists between two members.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification of the present application, when a part is said to “include” a certain element, this means that it may further include other elements rather than excluding other elements, unless specifically stated to the contrary.

참고로, 본원의 실시예에 관한 설명 중 방향이나 위치와 관련된 용어(상측, 상부, 상단, 하측, 하부, 하단 등)는 도면에 나타나 있는 각 구성의 배치 상태를 기준으로 설정한 것이다. 예를 들면 도 2를 보았을 때, 전반적으로 12시 방향이 상측, 전반적으로 12시 방향을 향하는 부분이 상부, 전반적으로 12시 방향을 향하는 단부가 상단, 전반적으로 6시 방향이 하측, 전반적으로 6시 방향을 향하는 부분이 하부, 전반적으로 6시 방향을 향하는 단부가 하단 등이 될 수 있다.For reference, in the description of the embodiments of the present application, terms related to direction or location (top, top, top, bottom, bottom, bottom, etc.) are set based on the arrangement status of each component shown in the drawings. For example, looking at Figure 2, the 12 o'clock direction is generally on the upper side, the generally 12 o'clock direction is on the upper side, the overall 12 o'clock direction is on the top, the 6 o'clock direction is generally on the lower side, and the overall 6 o'clock direction is on the upper side. The part facing the o'clock direction may be the bottom, and the end generally facing the 6 o'clock direction may be the bottom.

이하에서는, 본원의 일 실시예에 따른 전극 승강 제어 시스템(100)에 대해 설명한다.Hereinafter, the electrode elevation control system 100 according to an embodiment of the present application will be described.

참고로, 전극 승강 제어 시스템(100)은, 아크 용접 장치, 제철소의 전기로, LF 등에서 적용 가능하다. 전극 승강 제어 시스템(100)은 대상체의 높이, 대상체의 용해 또는 가열 중 전극봉(11)의 마모, 노체의 진동에 따른 전극봉의 하강 등의 원인으로 전극봉(11)의 일단과 대상체의 거리가 변화하여 전극봉과 대상체 사이에서 발생하는 아크가 불안정해지는 것을 방지하고, 전극봉의 하단과 대상체 사이의 거리를 일정하게 유지할 수 있다. 본원의 바람직한 일 실시예에 따라 아크를 발생시키는 전기로에서 사용되는 전극 승강 제어 시스템(100)의 경우, 대상체는 노체(F) 내 용강(M) 또는 슬래그(S)일 수 있다. For reference, the electrode elevation control system 100 can be applied to arc welding equipment, electric furnaces in steel mills, LF, etc. The electrode lifting and lowering control system 100 changes the distance between one end of the electrode 11 and the object due to the height of the object, wear of the electrode 11 during dissolution or heating of the object, and lowering of the electrode due to vibration of the furnace body. The arc occurring between the electrode and the object can be prevented from becoming unstable, and the distance between the bottom of the electrode and the object can be kept constant. In the case of the electrode elevation control system 100 used in an electric furnace that generates an arc according to a preferred embodiment of the present application, the object may be molten steel (M) or slag (S) in the furnace body (F).

본원에서, 대상체의 가열 시는 전극봉과 대상체 사이에서 아크를 발생시켜 대상체를 가열하거나 용해하는 조업 중을 지칭할 수 있으며, 대상체의 가열 후는 대상체로서 용강의 가열이나 용해 후 출강 시 또는 대상체로서 용강의 가열이나 용해 후 출강 전을 지칭할 수 있다.In the present application, heating of an object may refer to the operation of heating or dissolving the object by generating an arc between the electrode and the object. After heating the object, it may refer to the time of tapping the molten steel as the object or after heating or melting the molten steel as the object. It can refer to the period after heating or dissolving but before tapping.

전극 승강 제어 시스템(100)은 전극부(1)를 포함한다. 전극부(1)는 전극봉(11)을 포함한다. 또한, 전극부(1)는 전극봉(11)에 전원을 인가하여 아크를 생성하며, 전극봉(11)을 사용하여 노체 내 대상체를 용해하거나 가열할 수 있다. 보다 구체적으로, 전극부(1)는 대상체의 용해 영역을 용해하거나 가열 영역을 가열할 수 있다. 용해 영역과 가열 영역은 불균일한 면과 균일한 면을 포함할 수 있다. 즉, 용해 영역 및 가열 영역에는 곡면과 같은 변형이 형성될 수 있다. 또한, 전극부(1)는 전극봉(11)에 전원을 공급하는 전원 제공부(12)를 포함할 수 있다. 전원 제공부(12)는 용해에 요구되는 전압을 전극봉(11)에 공급할 수 있다.The electrode elevation control system 100 includes an electrode unit 1. The electrode portion 1 includes an electrode rod 11. Additionally, the electrode unit 1 generates an arc by applying power to the electrode 11, and the electrode 11 can be used to dissolve or heat an object in the furnace. More specifically, the electrode unit 1 may dissolve the dissolution area or heat the heating area of the object. The melting zone and heating zone may include non-uniform surfaces and uniform surfaces. That is, deformations such as curved surfaces may be formed in the melting zone and heating zone. Additionally, the electrode unit 1 may include a power supply unit 12 that supplies power to the electrode 11. The power supply unit 12 can supply the voltage required for dissolution to the electrode 11.

또한, 도 1을 참조하면, 전극부(1)는 전극봉(11)을 승하강시키는 엘리베이터부(2)를 포함한다.Additionally, referring to Figure 1, the electrode unit 1 includes an elevator unit 2 that raises and lowers the electrode rod 11.

엘리베이터부(2)는 본체부(21)를 포함할 수 있다.The elevator unit 2 may include a main body unit 21.

엘리베이터부(2)는 본체부(21)의 하측에 구비되는 장착부(22)를 포함할 수 있다.The elevator unit 2 may include a mounting unit 22 provided on the lower side of the main body unit 21.

또한, 엘리베이터부(2)는 장착부(22)로부터 일측으로 연장되어 일단이 전극봉(11)을 파지하는 파지부(23)를 포함할 수 있다. 상기 파지부(23)는 장착부로부터 일측으로 연장되는 암(231)과 상기 암의 일단에서 상기 전극봉을 파지하는 클램프(233)를 포함할 수 있다.In addition, the elevator unit 2 may include a gripping part 23 that extends from the mounting part 22 to one side and one end of which holds the electrode 11. The holding part 23 may include an arm 231 extending to one side from the mounting part and a clamp 233 that holds the electrode at one end of the arm.

또한, 엘리베이터부(2)는 본체부(21)와 장착부(22) 사이에 구비되어 본체부(21)와 장착부(22)를 연결하며, 본체부(21)와 장착부(22) 사이의 간격 조절이 가능하도록, 길이 조절이 가능한 실린더(24) 복수개를 포함할 수 있다. 실린더(24) 복수 개 각각은 상단이 본체부(21)에 결합되고, 하단이 장착부(22)에 결합될 수 있다. 또한, 실린더(24)는 동력을 제공받아 그의 길이를 조절, 다시 말해, 그의 하단의 높이를 조절할 수 있다. 이에 따라, 복수 개의 실린더(24)의 길이 조절에 의해 장착부(22)의 상하 높이 조절이 이루어질 수 있다. 즉, 장착부(22)는 복수 개의 실린더(24)에 의해, 본체부(21)에 대하여 상대적으로 상하 운동, 다시 말해, 상하 높이 조절될 수 있다. 예시적으로, 실린더(24)로는 유압 실린더 등 다양한 실린더가 적용될 수 있다.In addition, the elevator unit 2 is provided between the main body 21 and the mounting part 22, connects the main body 21 and the mounting part 22, and adjusts the gap between the main body 21 and the mounting part 22. To enable this, a plurality of cylinders 24 whose length can be adjusted may be included. The upper end of each of the plurality of cylinders 24 may be coupled to the main body 21 and the lower end may be coupled to the mounting part 22. Additionally, the cylinder 24 can be powered to adjust its length, that is, the height of its lower end. Accordingly, the vertical height of the mounting portion 22 can be adjusted by adjusting the length of the plurality of cylinders 24. That is, the mounting part 22 can be moved up and down, that is, adjusted in height, up and down relative to the main body 21 by the plurality of cylinders 24. For example, various cylinders such as hydraulic cylinders may be applied as the cylinder 24.

실린더(24) 복수 개가 함께 일괄적으로 길이 조절이 이루어짐으로써, 장착부(22)의 높이 조절이 이루어질 수 있고, 이에 따라, 전극봉(11)의 높이 조절이 이루어질 수 있다.By collectively adjusting the length of the plurality of cylinders 24 together, the height of the mounting portion 22 can be adjusted, and accordingly, the height of the electrode 11 can be adjusted.

종래에 볼 스크루의 회전에 의해 전극봉의 상하 이동이 이루어지는 전극 승강 제어 시스템이 개시된바 있다. 그런데, 개시된 전극 승강 제어 시스템에 의하면, 볼스크류의 회전량과 전극봉의 상하 이동량이 대응되지 않고, 볼 스크루의 회전량 대비 전극봉의 상하 이동량이 적으므로, 전극봉의 상하 이동에 딜레이가 발생할 수 있었다.In the past, an electrode elevation control system in which the electrode is moved up and down by rotation of a ball screw has been disclosed. However, according to the disclosed electrode lifting control system, the rotation amount of the ball screw and the vertical movement amount of the electrode do not correspond, and since the vertical movement amount of the electrode is small compared to the rotation amount of the ball screw, a delay may occur in the vertical movement of the electrode.

반면에, 본원의 전극 승강 제어 시스템(100)에 의하면, 전극봉(11)의 높이 조절이 전극봉(11)이 장착된 파지부(23)와 연결된 장착부(22)의 상하 이동에 의해 이루어지므로, 장착부(22)의 상하 이동과 대응되게, 전극봉(11)의 상하 이동이 이루어질 수 있어, 딜레이 없이 전극봉(11)의 신속한 높이 조절이 이루어질 수 있다.On the other hand, according to the electrode lifting control system 100 of the present application, the height of the electrode 11 is adjusted by vertical movement of the mounting part 22 connected to the gripping part 23 on which the electrode 11 is mounted. Corresponding to the vertical movement of (22), the electrode 11 can be moved up and down, so that the height of the electrode 11 can be quickly adjusted without delay.

또한, 도 1을 참조하면, 전극 승강 제어 시스템(100)은 대상체 용해시 발생되는 전압값을 측정하는 전압 측정기(미도시)를 포함할 수 있다.Additionally, referring to FIG. 1 , the electrode elevation control system 100 may include a voltage meter (not shown) that measures a voltage value generated when an object is dissolved.

또한, 도 1을 참조하면, 전극 승강 제어 시스템(100)은 대상체 용해시, 전극봉과 대상체의 간격(a)이 미리 설정된 간격이 되도록 엘리베이터부(2)의 구동을 제어하는 제어부(5)를 포함할 수 있다. 제어부(5)는 상기 대상체 가열 시, 상기 정보 획득부가 획득한 엘리베이터부 및 전극봉의 상태 정보를 기반으로 상기 전극봉의 위치를 제어할 수 있다. 전극봉의 위치는 전극봉의 높이와 회전 각도를 포함할 수 있다. 또한, 미리 설정된 간격이란, 전극봉(11)의 단부와 대상체 사이의 전압값이 미리 설정된 기준 전압값을 이룰 때 형성되는 전극봉(11)과 대상체의 간격을 의미할 수 있으며, 기 설정된 간격일 수 있다. In addition, referring to FIG. 1, the electrode elevation control system 100 includes a control unit 5 that controls the operation of the elevator unit 2 so that the distance a between the electrode and the object is a preset distance when dissolving the object. can do. When heating the object, the control unit 5 may control the position of the electrode based on the status information of the elevator unit and the electrode acquired by the information acquisition unit. The position of the electrode may include the height and rotation angle of the electrode. In addition, the preset interval may refer to the interval between the electrode 11 and the object that is formed when the voltage value between the end of the electrode 11 and the object reaches a preset reference voltage value, and may be a preset interval. .

도 5에 도시된 바와 같이, 제어부(5)는 상기 실린더(24)의 길이를 증가시키거나 또는 감소시키는 승강 제어 모듈(51), 노체(F)의 진동에 따른 노체 내 대상체의 높이를 도출하는 높이 도출 모듈(52), 예측 모델을 노체의 진동에 따른 대상체의 높이를 예측하도록 학습시키는 학습 모듈(53) 및 파지부에 의해 파지된 전극봉을 회전시키는 회전 제어 모듈(54)을 포함할 수 있다. 제어부(5)의 각 하위 구성들읠 작용은 후술하도록 한다.As shown in FIG. 5, the control unit 5 includes a lifting control module 51 that increases or decreases the length of the cylinder 24, and a lift control module 51 that derives the height of the object in the furnace body according to the vibration of the furnace body F. It may include a height derivation module 52, a learning module 53 that trains the prediction model to predict the height of the object according to the vibration of the furnace body, and a rotation control module 54 that rotates the electrode held by the gripper. . The operation of each sub-component of the control unit 5 will be described later.

아크를 통한 대상체 용해 또는 가열시 소정의 전압이 발생되는데, 이 전압은 전극봉(11)의 단부와 대상체가 일정 이상으로 가까워지면 낮아지고 일정 이상으로 멀어지면 높아질 수 있다. 이에 따라, 대상체 용해시 전극봉(11)은 그 단부와 대상체 사이의 간격(a)이 전극봉(11)의 단부와 대상체 사이의 전압이 기준 전압값을 갖는 간격을 갖도록 지속적으로 높이 조절이 이루어질 필요가 있다.When dissolving or heating an object through an arc, a predetermined voltage is generated. This voltage can be lowered when the end of the electrode 11 and the object are closer than a certain amount, and can be increased when the end of the electrode 11 is further away than a certain amount. Accordingly, when dissolving an object, the height of the electrode 11 needs to be continuously adjusted so that the distance a between its end and the object is such that the voltage between the end of the electrode 11 and the object has a reference voltage value. there is.

이에 따라, 제어부(5)는, 전압 측정기(3)가 측정한 전압값이 미리 설정된 기준 전압값에 이르도록 엘리베이터부(2)의 구동을 제어하여, 전극봉(11)의 상하 방향 위치를 조절함으로써, 전극봉과 대상체의 간격(a)이 미리 설정된 간격이 되게 할 수 있다. 또한, 본원의 제어부(5)는 전압 측정부에 의한 전압 측정을 통하지 않고 정보 획득부(4)에서 획득한 정보를 기반으로 전극봉의 하단과 대상체의 간격(a)이 기 설정된 간격이 되도록 엘리베이터부(2)의 구동을 제어할 수도 있다.Accordingly, the control unit 5 controls the operation of the elevator unit 2 so that the voltage value measured by the voltage meter 3 reaches a preset reference voltage value and adjusts the vertical position of the electrode 11. , the distance (a) between the electrode and the object can be set to a preset distance. In addition, the control unit 5 of the present invention controls the elevator unit to ensure that the distance (a) between the bottom of the electrode and the object is a preset distance based on the information obtained from the information acquisition unit 4 rather than through voltage measurement by the voltage measurement unit. The operation of (2) can also be controlled.

이에 따라, 전극봉(11)은 대상체 용해를 실시하면서 실시간으로 위치가 가변될 수 있다. 이에 따라, 본원에 의하면, 전극봉(11)을 사용하여 대상체를 용해하거나 가열하는 경우, 용해 영역의 변형 상태에 무관하게 전극봉(11)의 단부와 용해 영역 또는 가열 영역 사이의 간격(a)은 항상 일정하게 유지될 수 있다.Accordingly, the position of the electrode 11 may change in real time while dissolving the object. Accordingly, according to the present application, when dissolving or heating an object using the electrode 11, the distance a between the end of the electrode 11 and the dissolving area or the heating area is always maintained regardless of the deformation state of the dissolving area. can be kept constant.

구체적으로, 도 1을 참조하면, 전극 승강 제어 시스템(100)은 엘리베이터부(2)의 상태 정보를 획득하는 정보 획득부(4)를 포함할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 1 , the electrode lifting control system 100 may include an information acquisition unit 4 that acquires status information of the elevator unit 2.

제어부(5)는 정보 획득부가 획득한 엘리베이터부(1)의 상태 정보 및 전압 측정기가 측정한 전압값을 고려하여, 전압 측정기가 측정한 전압값이 미리 설정된 기준 전압값에 이르도록 엘리베이터부(2)의 구동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(5)는, 전압 측정기가 측정한 전압값이 미리 설정된 기준값 미만인 경우, 복수의 실린더(24)의 길이를 감소시키고, 전압 측정기가 측정한 전압값이 미리 설정된 기준값 초과인 경우, 복수의 실린더(24)의 길이를 증가시킬 수 있다. 정전류 특성 전원을 사용하는 대상체 용해 또는 가열에서는 전극봉(11)으로부터 대상체로 공급되는 전류(I)가 일정하므로 전극봉(11)과 대상체 사이의 거리가 증가하는 경우 전극봉(11)과 대상체 사이의 저항(R)이 증가하므로 전압(V)도 증가하게 되고, 전극봉(11)과 대상체 사이의 거리가 감소하는 경우 전극봉(11)과 대상체 사이의 저항(R)이 감소하므로 전압(V)도 감소하게 될 수 있다. 이 점을 고려하여, 제어부(5)는 전압 측정기가 측정한 전압값이 미리 설정된 기준값 미만인 경우, 전극봉(11)이 상측으로 이동되도록(전극봉(11)과 대상체 사이의 거리가 증가하도록) 복수의 실린더(24)의 길이를 감소시키고, 전압 측정기가 측정한 전압값이 미리 설정된 기준값 초과인 경우, 전극봉(11)이 하측으로 이동되도록(전극봉(11)과 대상체 사이의 거리가 감소하도록) 복수의 실린더(24)의 길이를 증가시킬 수 있다. 복수의 실린더(24)의 길이 변화(길이 증가 또는 길이 감소)는, 전압 측정기가 측정하는 전압값이 기준 전압값이 될 때까지 이루어질 수 있다.The control unit 5 considers the status information of the elevator unit 1 acquired by the information acquisition unit and the voltage value measured by the voltage meter, and controls the elevator unit 2 so that the voltage value measured by the voltage meter reaches a preset reference voltage value. ) can be controlled. For example, the control unit 5 reduces the length of the plurality of cylinders 24 when the voltage value measured by the voltage meter is less than the preset reference value, and when the voltage value measured by the voltage meter is greater than the preset reference value. , the length of the plurality of cylinders 24 can be increased. In melting or heating an object using constant current characteristic power, the current (I) supplied from the electrode 11 to the object is constant, so when the distance between the electrode 11 and the object increases, the resistance between the electrode 11 and the object ( As R) increases, the voltage (V) also increases, and when the distance between the electrode 11 and the object decreases, the resistance (R) between the electrode 11 and the object decreases, so the voltage (V) also decreases. You can. In consideration of this point, the control unit 5 moves the electrode 11 upward (so that the distance between the electrode 11 and the object increases) when the voltage value measured by the voltage meter is less than a preset reference value. The length of the cylinder 24 is reduced, and when the voltage value measured by the voltage meter exceeds a preset reference value, the electrode 11 is moved downward (so that the distance between the electrode 11 and the object is reduced). The length of the cylinder 24 can be increased. The length of the plurality of cylinders 24 can be changed (length increased or decreased) until the voltage value measured by the voltage meter becomes the reference voltage value.

실린더(24)의 길이 증가가 이루어질 경우, 장착부(23)가 본체부(21)에 대하여 상대적으로 하측으로 이동될 수 있으므로 전극봉(11)이 하측으로 이동될 수 있고, 실린더(24)의 길이가 감소할 경우, 장착부(23)가 본체부(21)에 대하여 상대적으로 상측으로 이동될 수 있으므로 전극봉(11)이 상측으로 이동될 수 있다. 이에 따라, 제어부(5)는 전압 측정기가 측정한 전압값에 따라 실시간으로 전극봉(11)을 상하 방향 위치를 조절하여 전극봉(11)의 하단과 대상체의 용해 영역 사이의 간격(a)이 미리 설정된 간격을 유지할 수 있게, 다시말해, 전압값이 기준 전압값을 유지하게 할 수 있다.When the length of the cylinder 24 is increased, the mounting portion 23 can be moved downward relative to the main body 21, so the electrode 11 can be moved downward, and the length of the cylinder 24 can be increased. When reduced, the mounting portion 23 may be moved upward relative to the main body portion 21, and thus the electrode 11 may be moved upward. Accordingly, the control unit 5 adjusts the vertical position of the electrode 11 in real time according to the voltage value measured by the voltage meter so that the gap a between the lower end of the electrode 11 and the dissolution area of the object is set in advance. The interval can be maintained, that is, the voltage value can be maintained at the reference voltage value.

또한, 정보 획득부(4)는 장착부(22)의 실린더(24) 복수개 각각이 연결된 부분 복수 개 각각의 높이를 측정하는 높이 측정 센서부(42)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 높이 측정 센서부(42)는 실린더(24) 복수개 각각이 연결된 부분의 주변 부분과 본체부(21) 사이의 거리를 측정하여 측정된 거리 값을 장착부(22)의 실린더(24) 복수개 각각이 연결된 부분 복수 개 각각의 높이로 산정할 수 있다.In addition, the information acquisition unit 4 may include a height measurement sensor unit 42 that measures the height of each of the plurality of parts to which the plurality of cylinders 24 of the mounting unit 22 are connected. For example, the height measurement sensor unit 42 measures the distance between the peripheral portion of the portion where each of the plurality of cylinders 24 is connected and the main body portion 21 and uses the measured distance value as the cylinder 24 of the mounting portion 22. It can be calculated by the height of each of the plurality of connected parts.

보다 구체적으로, 높이 측정 센서부(42)는 초음파 센서일 수 있고, 초음파 센서는 복수의 실린더(24) 각각에 대하여 구비될 수 있는데, 하나의 초음파 센서는 그가 발산하는 초음파(429)가 장착부(22)의 하나의 실린더(24)가 연결된 부분의 이웃하는 부분의 일부에 도달하도록 구비될 수 있고(도 1 참조), 그가 발산한 초음파(429)가 상기 이웃하는 부분의 일부에 도달한 후 반사된 것을 수신하여 상기 이웃하는 부분의 일부의 본체부(21)로부터의 거리를 측정할 수 있다. 이런 방법으로 복수의 초음파 센서는 복수의 실린더(24) 각각에 대응하여 구비될 수 있고, 장착부(22)의 복수의 실린더(24) 각각이 연결된 부분의 이웃하는 부분 각각의 본체부(21)로부터의 거리가 산정될 수 있다. 참고로, 장착부(22)의 하나의 실린더(24)가 연결된 부분의 이웃하는 부분은 다른 실린더(24)가 연결된 부분보다 하나의 실린더(24)가 연결된 부분과 가까운 부분일 수 있다.More specifically, the height measurement sensor unit 42 may be an ultrasonic sensor, and the ultrasonic sensor may be provided for each of the plurality of cylinders 24. One ultrasonic sensor is configured to transmit the ultrasonic waves 429 it emits to the mounting unit ( One cylinder 24 of 22) can be provided to reach a part of the neighboring part of the connected part (see Figure 1), and the ultrasonic waves 429 emitted by it are reflected after reaching a part of the neighboring part. It is possible to measure the distance from the main body 21 of some of the neighboring parts. In this way, a plurality of ultrasonic sensors may be provided corresponding to each of the plurality of cylinders 24, and the plurality of ultrasonic sensors may be provided from the main body portion 21 of each neighboring portion of the portion where each of the plurality of cylinders 24 of the mounting portion 22 is connected. The distance can be calculated. For reference, the adjacent part of the mounting part 22 to which one cylinder 24 is connected may be closer to the part to which one cylinder 24 is connected than to the part to which other cylinders 24 are connected.

엘리베이터 상태 정보는 장착부(22)의 복수의 실린더 각각이 연결된 부분 각각의 높이 정보를 포함할 수 있고, 제어부(5)는 장착부(22)의 복수의 실린더 각각이 연결된 부분 각각의 높이가 동일한 경우, 전압 측정기가 측정한 전압값이 미리 설정된 기준 전압값에 이르도록 복수의 실린더(24)의 길이를 조절할 수 있다.The elevator status information may include height information of each portion to which each of the plurality of cylinders of the mounting portion 22 is connected, and the control unit 5 may determine the height of each portion to which each of the plurality of cylinders of the mounting portion 22 is connected. The lengths of the plurality of cylinders 24 can be adjusted so that the voltage value measured by the voltage meter reaches a preset reference voltage value.

여기서, 복수의 실린더 각각이 연결된 부분 각각의 높이가 동일하다는 것은, 장착부(22)가 기울어지지 않고 수평 상태인 것을 의미할 수 있고, 이러한 경우, 복수의 실린더(24)의 길이 연장 또는 길이 축소가 이루어지더라도 안전 사고가 발생하지 않을 수 있으므로, 복수의 실린더(24)의 길이 조절이 이루어질 수 있다.Here, the fact that the height of each part where each of the plurality of cylinders is connected is the same may mean that the mounting part 22 is not tilted but is horizontal, and in this case, the length of the plurality of cylinders 24 can be extended or shortened. Even if this is done, a safety accident may not occur, so the length of the plurality of cylinders 24 can be adjusted.

참고로, 복수의 실린더 각각이 연결된 부분 각각의 높이가 동일하다는 것은 오차를 고려하여, 오차 범위 내에서 실린더(24) 복수개 각각이 연결된 부분의 주변 부분 복수 개 각각과 본체부(21) 사이의 거리가 대응하는 것을 의미할 수 있다.For reference, considering the error that the height of each part where each of the plurality of cylinders is connected is the same, the distance between each of the plurality of peripheral parts of the part where each of the plurality of cylinders 24 is connected and the main body 21 is within the error range. may mean corresponding.

또한, 복수의 실린더(24) 각각이 연결된 부분 각각의 높이가 동일하지 않는 경우, 복수의 실린더(24) 중 적어도 하나의 길이가 다른 실린더(24)의 길이와 다르다는 것을 의미하고, 이것은 장착부(22)가 기울어진 상태라는 것을 의미하므로, 이러한 상태에서 복수의 실린더(24)의 길이 연장 또는 길이 축소가 이루어지면 안전 사고가 발생할 가능성이 있다. 따라서, 이러한 경우, 제어부(5)는 대상체 용해를 중단할 수 있다. 예를 들어, 전극봉(11)으로의 전압의 인가를 중단할 수 있다.In addition, if the heights of the parts where each of the plurality of cylinders 24 are connected are not the same, it means that the length of at least one of the plurality of cylinders 24 is different from the length of the other cylinders 24, which means that the mounting part 22 ) means that it is in an inclined state, so if the length of the plurality of cylinders 24 is extended or shortened in this state, there is a possibility that a safety accident may occur. Therefore, in this case, the control unit 5 may stop dissolving the object. For example, application of voltage to the electrode 11 can be stopped.

또한, 정보 획득부(4)는 복수의 실린더 각각의 구동 상태를 감지하여 복수의 실린더(24) 중 비정상 상태인 실린더(24)가 있을 경우, 비정상 상태인 실린더(24)에 대한 정보를 생성하는 감지부(41)를 포함할 수 있다. 여기서 정상 상태라는 것은, 복수의 실린더 각각이 제어부(5)의 제어 신호를 받고 그에 응답하여, 길이가 조절되는 것(늘어나거나 또는 줄어들게 작동하는 것)을 의미할 수 있고, 구동 상태가 비정상 상태라 함은 제어부(5)가 제어 신호를 보냈으나, 실린더(24)가 응답하지 않고 구동하지 않는 것, 길이가 조절되지 않는 것을 의미할 수 있다. 복수의 실린더(24) 중 구동 상태가 비정상 상태인 실린더(24)가 있을 경우, 감지부(41)는 비정상 상태인 실린더(24)의 정보를 생성하여 제어부(5)에 송신할 수 있고, 제어부(5)는 이를 수신할 수 있다. 또한, 제어부(5)는 비정상 상태인 실린더(24)의 정보를 수신하면, 대상체 용해를 중단하고, 비정상 상태인 실린더(24)의 정보를 외부에 송출할 수 있다. 여기서 비정상 상태인 실린더(24)의 정보라 함은, 복수의 실린더(24) 각각에 부여되는 개별적인 코드를 의미할 수 있는데, 제어부(5)가 비정상 상태인 실린더(24)의 정보를 외부에 송출함으로써, 외부에서 비정상 상태인 실린더(24)의 정보를 수신한 관리자는 복수의 실린더(24) 중 무슨 실린더(24)가 비정상 상태인 실린더(24)인지를 파악하여 비정상 상태인 실린더(24)에 대한 수리를 진행할 수 있다.In addition, the information acquisition unit 4 detects the driving state of each of the plurality of cylinders and, when there is a cylinder 24 in an abnormal state among the plurality of cylinders 24, generates information about the cylinder 24 in an abnormal state. It may include a detection unit 41. Here, the normal state may mean that each of the plurality of cylinders receives a control signal from the control unit 5 and adjusts its length (operates to increase or decrease) in response, and the driving state is abnormal. This may mean that the control unit 5 sends a control signal, but the cylinder 24 does not respond and does not drive, and the length is not adjusted. If there is a cylinder 24 in an abnormal driving state among the plurality of cylinders 24, the detection unit 41 may generate information on the cylinder 24 in an abnormal state and transmit it to the control unit 5. (5) can receive this. Additionally, upon receiving information about the cylinder 24 in an abnormal state, the control unit 5 can stop dissolving the object and transmit information about the cylinder 24 in an abnormal state to the outside. Here, the information on the cylinder 24 in an abnormal state may mean an individual code assigned to each of the plurality of cylinders 24, and the control unit 5 transmits the information on the cylinder 24 in an abnormal state to the outside. By doing so, the manager who receives information about the cylinder 24 in an abnormal state from the outside determines which cylinder 24 among the plurality of cylinders 24 is the cylinder 24 in an abnormal state and determines which cylinder 24 is in an abnormal state. Repairs can be carried out.

전술한 바에 따르면, 전압 측정기가 측정한 전압값이 미리 설정된 기준값 미만이거나 또는 초과이고, 높이 측정 센서부(42)가 측정한 장착부(22)의 실린더(24) 복수개 각각이 연결된 부분 복수 개 각각의 높이가 서로 오차 범위 내에서 동일한 경우, 제어부(5)는 복수의 실린더(24)의 길이를 조절(길이 증가 또는 길이 축소)하는 신호를 복수의 실린더(24) 각각에 보낼 수 있다(이때, 제어부(5)는, 전압 측정기(3)가 측정한 전압값이 미리 설정된 기준값 미만인 경우, 복수의 실린더(24)의 길이를 감소시키는 명령어를 복수의 실린더(24) 각각에 송신할 수 있고, 전압 측정기(3)가 측정한 전압값이 미리 설정된 기준값 초과인 경우, 복수의 실린더(24)의 길이를 증가시키는 명령어를 복수의 실린더(24) 각각에 송신할 수 있음). 복수의 실린더(24)는 제어부(5)가 송신한 명령 신호에 따라, 길이를 증가시키거나 감소시킬 수 있는데, 제어부(5)의 명령 신호가 있었음에도, 구동하지 않는 실린더(24)가 있을 경우, 감지부(41)는 구동하지 않는 실린더(24)를 비정상 상태인 실린더(24)로 판단하여 비정상 상태인 실린더(24)에 대한 정보를 생성해 제어부(5)에 송신할 수 있고, 제어부(5)는 비정상 상태인 실린더(24)의 정보를 수신하면, 대상체 용해를 중단하고, 비정상 상태인 실린더(24)의 정보를 외부에 송출할 수 있다. 또한, 전압 측정기가 측정한 전압값이 미리 설정된 기준값 미만이거나 또는 초과이고, 높이 측정 센서부(42)가 측정한 장착부(22)의 실린더(24) 복수개 각각이 연결된 부분 복수 개 각각의 높이가 서로 오차 범위 내에서 다를 경우, 제어부(5)는 대상체 용해를 중단하고, 외부에 이에 대한 정보를 생성하여 외부에 송출할 수 있다. According to the above, the voltage value measured by the voltage meter is less than or exceeds the preset reference value, and the plurality of cylinders 24 of the mounting part 22 measured by the height measurement sensor unit 42 are each connected to a plurality of parts. When the heights are the same within the error range, the control unit 5 may send a signal to each of the plurality of cylinders 24 to adjust the length (increase or reduce the length) of the plurality of cylinders 24 (at this time, the control unit 5 (5), when the voltage value measured by the voltage meter 3 is less than a preset reference value, a command for reducing the length of the plurality of cylinders 24 can be transmitted to each of the plurality of cylinders 24, and the voltage meter 3 (3) If the measured voltage value exceeds a preset reference value, a command to increase the length of the plurality of cylinders 24 may be transmitted to each of the plurality of cylinders 24). The plurality of cylinders 24 can increase or decrease the length according to the command signal transmitted from the control unit 5. If there is a cylinder 24 that does not drive despite the command signal from the control unit 5. , the detection unit 41 may determine that the cylinder 24, which is not driven, is a cylinder 24 in an abnormal state, generate information about the cylinder 24 in an abnormal state, and transmit it to the control unit 5, and the control unit ( 5) When receiving information about the cylinder 24 in an abnormal state, dissolution of the object can be stopped and the information about the cylinder 24 in an abnormal state can be transmitted to the outside. In addition, the voltage value measured by the voltage meter is less than or greater than the preset reference value, and the heights of the plurality of portions of the cylinder 24 of the mounting portion 22 measured by the height measurement sensor 42 are connected to each other. If there is a difference within the error range, the control unit 5 may stop dissolving the object, generate information about this, and transmit it to the outside.

또한, 파지부(23)에는 파지부(23)에 파지된 전극봉(11)의 무게를 감지하는 무게 감지부가 구비될 수 있다. 무게 감지부가 감지하는 무게는 제어부(5)로 전송될 수 있다. 제어부(5)는 그가 수신하는 무게 정보와 관련하여, 무게가 미리 설정된 값 이하가될 경우, 대상체 용해를 중단하고, 전극봉(11)의 무게와 관련된 정보를 외부에 송출할 수 있다. 전극봉(11)은 대상체 용해시 마모될 수 있고, 마모에 따라 무게가 감소할 수 있다. 전극봉(11)의 무게가 미리 설정된 값 이하가 될 경우, 그 마모가 심한 것일 수 있으므로, 사용자는 외부로 송출된 정보에 따라 전극봉(11)을 교체하거나 수리할 수 있다. Additionally, the gripper 23 may be provided with a weight sensing unit that senses the weight of the electrode 11 held by the gripper 23. The weight detected by the weight sensor may be transmitted to the control unit 5. Regarding the weight information it receives, the control unit 5 may stop dissolving the object when the weight falls below a preset value and transmit information related to the weight of the electrode 11 to the outside. The electrode 11 may be worn when the object is dissolved, and its weight may decrease due to wear. If the weight of the electrode 11 is less than a preset value, the wear may be severe, so the user can replace or repair the electrode 11 according to the information sent to the outside.

도 3을 참고하면, 본원의 일 실시예에 따른 정보 획득부(4)는 상기 대상체의 가열 시 노체의 진동에 따른 전극봉의 높이 변화와 상기 대상체의 가열에 따른 전극봉의 마모에 관한 정보를 획득할 수 있다. 상기 정보 획득부(4)는 촬영부(43) 및 영상 분석부(44)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the information acquisition unit 4 according to an embodiment of the present application acquires information about the change in height of the electrode due to vibration of the furnace body when heating the object and the wear of the electrode due to heating of the object. You can. The information acquisition unit 4 may include a photographing unit 43 and an image analysis unit 44.

상기 촬영부(43)는 노체(F) 외부에서 전극봉(11)을 촬영하도록 구비될 수 있다. 촬영부(43)는 영상 분석부(44)와 연결되어 촬영된 영상을 전달할 수 있다. The photographing unit 43 may be provided to photograph the electrode 11 from outside the furnace body (F). The photographing unit 43 is connected to the image analysis unit 44 and can transmit the captured image.

상기 영상 분석부(44)는 상기 찰영부에서 획득한 영상을 분석하도록 구비될 수 있다. 영상 분석부(44)는 상기 대상체의 가열 중에, 상기 파지부와 상기 전극봉의 적어도 일 지점 사이의 거리 변화를 분석할 수 있다. 영상 분석부(44)는 촬영된 이미지로부터 엣지를 특징점으로 잡아 전극봉의 형상을 특정할 수 있다. 예를 들어, 영상 분석부(44)는 촬영된 이미지 내 가로/세로 위치 변화에 따른 픽셀 값의 변화율을 이미지의 도함수(Image derivatives)로 정의하여 중앙차분법(Central diffeence)을 통해 미분할 수 있다. 이후 이미지를 그레디언트(gradient) 벡터의 크기로 판단하여 엣지를 추출하는데, Sobel edge Detection 또는 Canny edge Detection 등이 사용될 수 있고, CNN 신경망을 통하여 전극봉의 엣지를 인식하여 폐곡선으로 추출하고 이미지 내 전극봉의 영역을 추출할 수 있다. 이때 전극봉(11)은 파지부, 노체(F) 내 용강 또는 슬래그와 색상 및 밝기 차이가 있도록 구비됨이 바람직하다.The image analysis unit 44 may be provided to analyze the image obtained from the recording unit. The image analysis unit 44 may analyze a change in distance between the gripper and at least one point of the electrode while the object is being heated. The image analysis unit 44 can specify the shape of the electrode by selecting the edge as a feature point from the captured image. For example, the image analysis unit 44 defines the rate of change of the pixel value according to the horizontal/vertical position change in the captured image as the derivative of the image and differentiates it through the central difference method. . Afterwards, the edge is extracted by judging the image based on the size of the gradient vector. Sobel edge detection or Canny edge detection can be used. The edge of the electrode is recognized through a CNN neural network, extracted as a closed curve, and the area of the electrode in the image is extracted. can be extracted. At this time, the electrode 11 is preferably provided so that the color and brightness of the electrode 11 differs from that of the gripper and the molten steel or slag in the furnace body (F).

도 3을 참고하면, 촬영부(43)는 파지부의 클램프(233)에 의해 파지된 전극봉(11)의 적어도 일부분을 영상으로 획득할 수 있다. 촬영부(43)는 전극봉(11)의 상단(11a)과 파지부의 클램프(233)에 의해 파지된 부분을 촬영하여 촬영된 영상을 영상 분석부(44)로 전달할 수 있다. 영상 분석부(44)는 대상체의 가열 중, 즉 조업 중에 파지부의 클램프(233)와 전극봉의 상단(11a) 사이의 거리(d1) 변화를 분석할 수 있다.Referring to FIG. 3, the imaging unit 43 may acquire an image of at least a portion of the electrode 11 held by the clamp 233 of the holding unit. The imaging unit 43 may photograph the upper end 11a of the electrode 11 and the portion held by the clamp 233 of the holding part and transmit the captured image to the image analysis unit 44. The image analysis unit 44 may analyze a change in the distance d1 between the clamp 233 of the gripper and the upper end 11a of the electrode while the object is being heated, that is, during operation.

조업 중인 전기로는 아크전극에서 발생하는 고전력의 아크에 의하여 노체가 진동을 하게 된다. 노체 진동에 따라 파지부(23)에서 파지하고 있는 전극봉(11)도 진동하게 되고, 진동에 의해 파지가 불완전하게 되어 전극봉(11)이 파지부로부터 소정 거리 하측으로 이동할 수 있다. 촬영부(43) 및 영상 분석부(44)는 파지부의 클램프(233)와 전극봉의 상단(11a) 사이의 거리(d1) 변화를 분석하여 노체 진동에 의해 전극봉이 얼마나 하강했는지 분석할 수 있다. 이에 따라 도 5에 도시된 제어부(5)의 승강 제어 모듈(51)은 영상 분석부에서 분석한 상기 거리 변화에 따라 엘리베이터부(2)를 제어하여 실린더의 길이를 증가시킴으로써 하강한 전극봉(11)의 높이를 보정할 수 있다. 후술하는 도 4에 도시된 실시예에 비해, 도 3에 도시된 실시예의 경우 조업 중 전극봉의 상단(11a)과 파지부 사이 거리(d1) 변화를 분석함으로써 노체 진동에 따른 전극봉 하강에 실시간으로 대응할 수 있다.In an operating electric furnace, the furnace body vibrates due to the high-power arc generated from the arc electrode. As the furnace body vibrates, the electrode 11 held by the gripper 23 also vibrates, and the grip becomes incomplete due to the vibration, causing the electrode 11 to move downward a predetermined distance from the gripper. The imaging unit 43 and the image analysis unit 44 can analyze the change in distance d1 between the clamp 233 of the gripper and the upper end 11a of the electrode to analyze how much the electrode has descended due to vibration of the furnace body. . Accordingly, the lifting control module 51 of the control unit 5 shown in FIG. 5 controls the elevator unit 2 according to the distance change analyzed by the image analysis unit to increase the length of the cylinder, thereby lowering the electrode 11. The height can be corrected. Compared to the embodiment shown in FIG. 4, which will be described later, in the case of the embodiment shown in FIG. 3, it is possible to respond in real time to the lowering of the electrode due to vibration of the furnace body by analyzing the change in the distance d1 between the upper end 11a of the electrode and the gripper during operation. You can.

도 4를 참고하면, 촬영부(43)는 조업 후, 즉 대상체의 가열 후에 전극봉(11)의 하단(11b)과 파지부의 클램프(233)에 의해 파지된 부분을 촬영하여 촬영된 영상을 영상 분석부(44)로 전달할 수 있다. 영상 분석부(44)는 대상체의 가열 후, 즉 조업 후 파지부의 클램프(233)와 전극봉의 하단(11b) 사이의 거리(d2) 변화를 분석할 수 있다. 엘리베이터부(2)는 대상체의 가열 후 전극봉의 하단을 촬영할 수 있도록 전극봉(11)을 상승시킬 수 있다. Referring to FIG. 4, the photographing unit 43 photographs the lower end 11b of the electrode 11 and the portion held by the clamp 233 of the gripper after operation, that is, after heating the object, and converts the captured image into an image. It can be transmitted to the analysis unit 44. The image analysis unit 44 may analyze the change in distance d2 between the clamp 233 of the gripper and the lower end 11b of the electrode after heating the object, that is, after operating it. The elevator unit 2 can raise the electrode 11 so that the bottom of the electrode can be photographed after heating the object.

대상체를 가열하거나 용해시키는 조업으로 인해 전극봉의 하단이 마모되어 전극봉의 길이가 실질적으로 짧아질 수 있다. 또한 상술한 바와 같이 노체 진동에 의해 전극봉이 소정 길이 하강할 수 있다. 즉 조업 중 전극봉(11)의 마모에 따라 전극과 대상체 사이의 거리(a)가 실질적으로 증가하는 요소, 노체 진동에 따라 전극과 대상체 사이의 거리(a)가 실질적으로 감소하는 요소가 모두 반영될 수 있다. 본원의 일 실시예에서는 조업 후 파지부(23)와 전극봉의 하단(11b) 사이 거리를 분석함으로써 다음 조업 시 엘리베이터부(2)를 통해 전극봉을 얼마나 하강시켜야 하는지 도출할 수 있고, 제어부의 승강 제어 모듈(51)은 전극봉의 하단과 파지부 사이 거리에 따라 상기 대상체의 가열 시 상기 전극봉의 하강 높이를 제어할 수 있다. 도 4에는 영상 분석부(44)가 파지부의 클램프(233)와 전극봉 하단(11b) 사이의 거리(d2)를 분석하도록 도시되었으나, 상기 영상 분석부(44)가 전극봉 하단(11b)과 노체(F)의 일부분, 예를 들면 노체의 상단 사이의 거리를 분석할 수도 있다. 상술한 도 3의 실시예와 달리, 도 4에 도시된 실시예는 대상체의 가열 후, 즉 조업 후 전극봉(11)의 마모 길이 및 하강 길이를 측정하지만, 다음 조업 시 전극봉(11)의 하강 높이를 더욱 정확하게 정할 수 있다.Due to the operation of heating or dissolving the object, the lower end of the electrode may be worn and the length of the electrode may be substantially shortened. Additionally, as described above, the electrode rod may descend a predetermined length due to vibration of the furnace body. In other words, the factors that substantially increase the distance (a) between the electrode and the object due to wear of the electrode 11 during operation and the factor that the distance (a) between the electrode and the object substantially decreases due to vibration of the furnace body will all be reflected. You can. In one embodiment of the present application, by analyzing the distance between the grip part 23 and the lower end 11b of the electrode after operation, it is possible to derive how much the electrode should be lowered through the elevator part 2 during the next operation, and the lifting control of the control part The module 51 may control the lowering height of the electrode when heating the object according to the distance between the lower end of the electrode and the gripper. In FIG. 4, the image analysis unit 44 is shown to analyze the distance d2 between the clamp 233 of the gripper and the lower end 11b of the electrode. However, the image analysis unit 44 analyzes the lower end 11b of the electrode and the furnace body. It is also possible to analyze parts of (F), for example the distance between the tops of the furnace bodies. Unlike the above-described embodiment of FIG. 3, the embodiment shown in FIG. 4 measures the wear length and descent length of the electrode 11 after heating the object, that is, after operation, but the descent height of the electrode 11 during the next operation can be determined more accurately.

도 5 내지 도 7을 참고하면, 상기 정보 획득부(4)는 대상체의 가열 시 노체의 진동을 측정하는 진동 측정부(45)를 더 포함할 수 있다. 진동 측정부(45)는 조업 중 노체의 진동을 측정하여 제어부(5)로 전송할 수 있다. 아크 발생 중에 랜스를 통해 산소가 취입되고 노체 진동에 따라 슬래그 포밍이 진행하게 되면 슬래그가 부풀어 오르고, 이 슬래그 포밍에 의하여 전극봉(11)이 잠기게 되는데, 이때 아크 및 노체의 진동의 세기에 따라 슬래그의 높이가 변하게 된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 아크에 의한 전기로(F)의 진동의 세기는 슬래그 포밍의 두께가 증가함에 따라 대체로 감소할 수 있다. 제어부(5)의 높이 도출 모듈(53)은 대상체의 가열 중에, 상기 노체의 진동에 따른 노체 내 대상체의 높이를 도출할 수 있다. 노체 진동에 따라 대상체의 높이가 달라지면, 전극봉의 하단과 대상체 사이의 거리(a)도 달라질 수 있다. 승강 제어 모듈(51)은, 상기 높이 도출 모듈에서 도출된 상기 대상체의 높이와 상기 영상 분석부에서 분석한 거리 변화를 기반으로 상기 전극봉의 하단과 상기 대상체 사이의 간격(a)이 기 설정된 간격이 되도록 실린더의 길이를 증가시키거나 또는 감소시킬 수 있다.Referring to FIGS. 5 to 7 , the information acquisition unit 4 may further include a vibration measurement unit 45 that measures vibration of the furnace body when the object is heated. The vibration measuring unit 45 can measure the vibration of the furnace body during operation and transmit it to the control unit 5. During arc generation, oxygen is blown in through the lance and slag forming proceeds according to the vibration of the furnace body, the slag swells, and the electrode 11 is locked by this slag forming. At this time, the slag is formed according to the intensity of the arc and vibration of the furnace body. The height changes. As shown in FIG. 7, the intensity of vibration of the electric furnace (F) caused by the arc may generally decrease as the thickness of the slag forming increases. The height derivation module 53 of the control unit 5 may derive the height of the object in the furnace according to vibration of the furnace while the object is being heated. If the height of the object changes depending on the vibration of the furnace body, the distance (a) between the lower end of the electrode and the object may also change. The lifting control module 51 determines that the distance (a) between the lower end of the electrode and the object is a preset distance based on the height of the object derived from the height derivation module and the change in distance analyzed by the image analysis unit. If possible, the length of the cylinder can be increased or decreased.

일 실시예에서, 높이 도출 모듈(52)은 노체의 진동에 따른 대상체의 높이를 예측하도록 학습된 예측 모델에 의해 대상체의 높이를 도출할 수 있다. In one embodiment, the height derivation module 52 may derive the height of the object using a prediction model learned to predict the height of the object according to vibration of the furnace body.

제어부(5)의 학습 모듈(53)은 인공 신경망을 구축하여 상기 촬영부가 대상체의 가열 후 노체의 내부를 촬영한 영상으로부터 분석된 용강의 높이, 상기 노체에 형성된 슬래그 게이트(G)로부터 배출되는 슬래그(S)로부터 분석된 슬래그 폼의 높이 및 상기 진동 측정부로부터 획득되는 노체의 진동을 학습 데이터로 하여 노체 진동에 따른 조업 중 대상체의 높이를 학습할 수 있다. 즉, 조업 중 및 조업 후 노체(F)에서 대상체를 가열하거나 용해할 때 발생하는 데이터가 학습 모듈(53)로 전송되어 학습 데이터로 활용될 수 있다. 일 실시예에서 학습 모듈(53)에 의해 학습된 예측 모델은 진동 측정부(45)로부터 전송된 노체의 진동에 대한 데이터를 입력 데이터로 가지며, 노체 진동에 따른 조업 중 대상체의 높이를 출력 데이터로 가질 수 있다. 또한, 예측 모델은 진동에 따른 전극봉의 파지부로부터 하강 높이를 학습하여 노체 진동에 따른 전극봉의 하강 높이를 출력 데이터로 가질 수도 있다.The learning module 53 of the control unit 5 builds an artificial neural network to determine the height of the molten steel analyzed from the image taken by the imaging unit of the interior of the furnace body after heating the object, and the slag discharged from the slag gate (G) formed in the furnace body. Using the height of the slag foam analyzed from (S) and the vibration of the furnace body obtained from the vibration measuring unit as learning data, the height of the object during operation according to the vibration of the furnace body can be learned. That is, data generated when heating or dissolving an object in the furnace F during and after operation may be transmitted to the learning module 53 and used as learning data. In one embodiment, the prediction model learned by the learning module 53 has data on the vibration of the furnace body transmitted from the vibration measurement unit 45 as input data, and uses the height of the object during operation according to the vibration of the furnace body as output data. You can have it. Additionally, the prediction model may learn the lowering height of the electrode from the grip portion of the electrode due to vibration and have the lowering height of the electrode due to furnace body vibration as output data.

학습데이터를 인식하기 위한 신경망은 인간의 뇌 구조를 컴퓨터 상에서 모의하도록 설계될 수 있으며 인간의 신경망의 뉴런(neuron)을 모의하는, 가중치를 가지는 복수의 네트워크 노드들을 포함할 수 있다. 복수의 네트워크 노드들은 뉴런이 시냅스를 통하여 신호를 주고받는 뉴런의 시냅틱(synaptic) 활동을 모의하도록 각각 연결 관계를 형성할 수 있으며, 신경망 모델에서 발전한 딥 러닝 모델을 포함할 수 있다. 신경망은 노드(뉴런)라고 지칭될 수 있는 상호연결된 계산 단위들의 집합으로 구성될 수 있고, 하나 이상의 링크에 의해 상호연결되며, 링크를 통해 연결된 하나 이상의 노드들은 상대적으로 입력 노드 및 출력 노드의 관계를 형성할 수 있다. 이들 중 일부는 최초 입력 노드로부터의 거리들에 기초하여, 하나의 레이어(layer)를 구성할 수 있고, 신경망은 입력 레이어(Input layer), 출력 레이어(Output layer) 외에 복수의 히든 레이어(Hidden layer)를 통해 DNN(Deep neural network)를 구성할 수 있다. 신경망은 학습 데이터를 학습(training)하여 신경망 내부의 가중치 값들을 최적화하여 설정할 수 있으며, 목적하는 출력 데이터인 노체 진동에 따른 대상체의 높이를 파악할 수 있다. A neural network for recognizing learning data may be designed to simulate the human brain structure on a computer and may include a plurality of network nodes with weights that simulate neurons of a human neural network. A plurality of network nodes may each form a connection relationship to simulate the synaptic activity of neurons sending and receiving signals through synapses, and may include a deep learning model developed from a neural network model. A neural network can be composed of a set of interconnected computational units, which can be referred to as nodes (neurons), and are interconnected by one or more links, and one or more nodes connected through the links have a relative relationship between input nodes and output nodes. can be formed. Some of these can form one layer based on the distances from the initial input node, and the neural network has a plurality of hidden layers in addition to the input layer and output layer. ), you can configure a DNN (Deep neural network). The neural network can train learning data to optimize and set the weight values within the neural network, and the height of the object according to the vibration of the furnace body, which is the desired output data, can be determined.

신경망의 입력 계층에는 획득되거나 전처리된 데이터에서 추출된 튜브의 직경과 두께를 포함한 정보가 입력될 수 있다. 입력 계층에는 입력 노드들에 입력된 데이터를 배치 및/또는 정규화하기 위한 정규화 레이어가 포함될 수 있다. 신경망의 숨은 계층(Hidden layer)에서는 적어도 하나 이상 계층에서의 연산을 수행할 수 있으며, 합성곱 계층과 상기 합성곱 계층 후단의 드롭아웃을 포함할 수 있다. 상기 숨은 계층을 통과하면서, 입력된 데이터의 특징을 나타내는 데이터들이 생성될 수 있다. 숨은 계층 내 특징 추출 영역은 컨볼루션 계층과 풀링 계층이 복수 회 반복되거나, 컨볼루션 계층이 복수 회 반복될 수 있다. 이후 출력 계층에서는 목적하는 출력 데이터로서 노체 진동에 따른 대상체의 높이 값이 도출될 수 있다. 또한, 목적하는 출력 데이터는 노체 진동에 따른 대상체의 높이 값 외에 노체 진동에 따른 전극봉(11)이 하강한 높이를 포함할 수도 있다.Information including the diameter and thickness of the tube extracted from acquired or preprocessed data can be input to the input layer of the neural network. The input layer may include a normalization layer for placing and/or normalizing data input to input nodes. The hidden layer of a neural network can perform operations in at least one layer and may include a convolution layer and a dropout at the rear of the convolution layer. While passing through the hidden layer, data representing characteristics of the input data may be generated. In the feature extraction area within the hidden layer, the convolution layer and the pooling layer may be repeated multiple times, or the convolution layer may be repeated multiple times. Afterwards, in the output layer, the height value of the object according to the vibration of the furnace body can be derived as the desired output data. Additionally, the desired output data may include the height to which the electrode 11 descends due to the furnace vibration, in addition to the height value of the object due to the furnace vibration.

도 6 내지 도 8을 참고하여 학습 데이터의 획득을 설명하면, 먼저 촬영부(43)는 노체 내 용강(M)의 양을 도출하기 위해 대상체의 가열 후 노체(F) 내부의 영상을 촬영하여 용강(M)과 노체(F)의 내면을 촬영할 수 있다. 이를 위해 촬영부(43)가 노체 내외부에서 이동가능하게 구비되어 아크를 통해 대상체를 가열 및 용해시킬 때에는 노체 외부에서 전극봉(11)을 촬영하고, 조업 후에는 노체(F) 내부로 진입하여 노체 내부를 촬영할 수 있다. 도 8에 도시된 것과 같이, 촬영부(43)에서 촬영한 영상에는 용강(M)과 노체(F)의 내면 사이에 슬래그(S)로 인한 노이즈가 다수 존재할 수 있으므로, 영상 분석부(44)에서 영상 내 노이즈를 제거하거나 용강(M)의 높이를 추정할 수 있는 경계선이 표시된 영상의 일부분을 선택하여 용강(M)의 높이를 분석할 수 있다. 영상 분석부(44)에서 용강과 노체 내면 사이의 경계를 검출하는 과정은 상술한 엣지 검출 알고리즘을 통해 수행될 수 있다. 영상 분석부(44)에서의 노이즈 제거는 노체 내부 영상에 대해 변환을 수행한 후 슬래그에 해당하는 성분의 색상 및 채도 성분을 제거하고 용강(M)에 해당하는 이미지와 노체 내면에 해당하는 이미지만을 추출하고 경계를 도출함으로써 용강(M)의 높이를 획득할 수 있다. 영상에 대한 변환은 H.S.I(Hue. Saturation. Intensity) 또는 RGB 변환 등이 수행될 수 있다.When explaining the acquisition of learning data with reference to FIGS. 6 to 8, first, the imaging unit 43 captures an image of the inside of the furnace (F) after heating the object to derive the amount of molten steel (M) in the furnace. The inner surfaces of (M) and Nose (F) can be photographed. For this purpose, the imaging unit 43 is provided to be movable inside and outside the furnace, so that when heating and dissolving the object through the arc, the electrode 11 is photographed from outside the furnace, and after operation, it enters the inside of the furnace F and enters the inside of the furnace. can be filmed. As shown in FIG. 8, since there may be a lot of noise due to slag (S) between the molten steel (M) and the inner surface of the furnace body (F) in the image captured by the imaging unit 43, the image analysis unit 44 You can analyze the height of molten steel (M) by removing noise in the image or selecting a part of the image with a boundary line that can estimate the height of molten steel (M). The process of detecting the boundary between the molten steel and the inner surface of the furnace body in the image analysis unit 44 can be performed through the edge detection algorithm described above. Noise removal in the image analysis unit 44 performs conversion on the image inside the furnace body, removes the color and saturation components of the component corresponding to the slag, and only the image corresponding to the molten steel (M) and the image corresponding to the inner surface of the furnace body are removed. By extracting and deriving the boundary, the height of the molten steel (M) can be obtained. Conversion of the image may be performed through H.S.I (Hue. Saturation. Intensity) or RGB conversion.

진동 측정부(45)는 조업 중 노체의 진동을 측정하여 이를 학습 모듈(53) 및 높이 도출 모듈(52)로 전송하여 노체 진동에 관한 데이터가 학습데이터 및 입력데이터로 사용될 수 있다.The vibration measuring unit 45 measures the vibration of the furnace body during operation and transmits it to the learning module 53 and the height derivation module 52, so that data on furnace vibration can be used as learning data and input data.

슬래그 게이트(G)로부터 배출되는 슬래그의 형상을 이용하여 슬래그 폼의 높이를 측정할 수 있다. 이에 따라 본원에서는 노체에 형성된 슬래그 게이트(G)로부터 배출되는 슬래그의 영상신호 등을 통해 슬래그의 높이를 측정한 후 슬래그의 높이를 학습 모듈(53)로 전송할 수 있다. The height of the slag foam can be measured using the shape of the slag discharged from the slag gate (G). Accordingly, in this facility, the height of the slag can be measured through an image signal of the slag discharged from the slag gate (G) formed in the furnace body, and then the height of the slag can be transmitted to the learning module 53.

이에 따라, 정보 획득부(4)는 조업 시 측정된 노체 진동으로부터 대상체로서 슬래그의 높이(HS)를 도출할 수 있다. 또한, 정보 획득부(4)는 조업 시 촬영부(43)에서 노체 외부의 전극봉(11)과 파지부(23)를 촬영하고 전극봉 상단으로부터 파지부까지의 거리(d1)를 분석하여 조업 중 노체 진동에 따른 전극봉(11)의 하강을 도출할 수 있다. 나아가 노체 내 용강(M)의 높이는 조업 이전 촬영부(43)에 의해 촬영된 노체 내부 영상에서 도출되거나 사전 입력된 값에 의해 도출될 수 있다. 도 9에 도시된 일 실시예에서는 제어부(5)의 승강 제어 장치(51)가 노체 내 용강의 높이(HM), 대상체로서 슬래그의 높이(HS), 전극봉과 파지부의 거리(d1) 변화를 고려하여 전극봉(11)의 하단과 대상체 사이의 거리(a)가 기 설정된 간격이 되도록 엘리베이터부(2)를 제어하여 전극봉(11)을 승강시킬 수 있다.Accordingly, the information acquisition unit 4 can derive the height (HS) of the slag as an object from the furnace body vibration measured during operation. In addition, the information acquisition unit 4 photographs the electrode 11 and the gripping part 23 outside the furnace body in the photographing unit 43 during operation and analyzes the distance d1 from the top of the electrode to the gripping part to control the furnace body during operation. The descent of the electrode 11 due to vibration can be derived. Furthermore, the height of the molten steel M within the furnace body may be derived from an image inside the furnace body captured by the photographing unit 43 before operation or may be derived from a pre-entered value. In one embodiment shown in FIG. 9, the elevation control device 51 of the control unit 5 changes the height of the molten steel in the furnace (HM), the height of the slag as the object (HS), and the distance between the electrode and the gripper (d1). Considering this, the electrode 11 can be raised and lowered by controlling the elevator unit 2 so that the distance a between the lower end of the electrode 11 and the object is a preset interval.

도 10을 참고하면, 상기 엘리베이터부(2)는 장착부(22)와 암(231) 사이에서 수평 방향으로 연장되는 수평 실린더(25)를 더 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 측면에서 취입되는 산소에 의해 전극봉(11)의 측면에 편마모가 진행된다. 일정한 아크 발생을 위해서 전극봉(11)의 편마모 최소화가 요구되며, 전극봉(11) 조업 후 전극봉의 측면 마모상태를 확인하여 전극봉을 회전시킨 후 다음 조업 시 마모가 진행되지 않은 면 측으로 산소가 취입되도록 할 수 있다. 그러나 조업 중 노체 진동에 따른 전극봉(11)의 하강에 따라 엘리베이터부(2) 제어를 통해 전극봉(11)을 상승시키는 것과 같이, 전극봉(11)이 노체 내에 진입된 상태에서 조업 중에 편마모를 최소화하는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 10, the elevator unit 2 may further include a horizontal cylinder 25 extending in the horizontal direction between the mounting unit 22 and the arm 231. As shown in FIG. 1, uneven wear occurs on the side of the electrode 11 due to oxygen blown in from the side. In order to generate a constant arc, it is necessary to minimize uneven wear of the electrode 11. After operating the electrode 11, check the wear condition of the side of the electrode, rotate the electrode, and ensure that oxygen is blown into the side where the wear has not progressed during the next operation. You can. However, as the electrode 11 is lowered due to vibration of the furnace body during operation, the electrode 11 is raised through the control of the elevator unit 2, and uneven wear is minimized during operation with the electrode 11 entered into the furnace body. It is desirable.

상기 수평 실린더(25)는 암(231)을 수평 방향으로 이동시켜 파지부(23)가 파지하는 전극봉(11)을 회전시키도록 구비될 수 있다. 여기서, 전극봉(11)을 직접 파지하는 클램프(233)를 회전시켜 전극봉(11)을 회전시키는 것은 전극봉 회전을 위해 클램프(233)에 추가적으로 구비되는 구성으로 인해 전극봉(11)의 파지력 약화를 초래할 수 있으며, 이에 따라 조업 중 노체의 진동에 의해 전극봉(11)의 하강 증가가 야기된다. 이에 따라 본원의 일 실시예에서는 전극봉(11)을 파지하는 클램프(233)를 암(231)에 고정시키고, 장착부(22)에서 연장되는 암(231)을 이동시킴으로써 전극봉(11)을 회전시키면서도 노체 진동에 따른 전극봉(11)의 하강을 최소화할 수 있다. 상기 수평 실린더(25)는 장착부(22)와 암(231) 사이에서 수평 방향으로 연장되되, 장착부(22)로부터 연장되는 각도 및 길이가 가변되도록 구비될 수 있다. 수평 실린더(25)의 연장 및 각도 변화는, 제어부(5)의 회전 제어 모듈(54)에 의할 수 있는데, 회전 제어 모듈(54)은, 상기 대상체의 가열 중에, 상기 파지부(23)가 전극봉(11)의 중심(C)을 기준으로 회전하도록 상기 수평 실린더(25)의 연장 길이 및 각도를 조절할 수 있다. 즉, 회전 제어 모듈(54)에 의해, 전극봉(11)은 노체 내에서 중심을 유지한 채 소정 각도 회전할 수 있도록 구비되고, 이에 따라 전극봉(11)의 편마모가 방지되거나 최소화될 수 있다.The horizontal cylinder 25 may be provided to move the arm 231 in the horizontal direction to rotate the electrode 11 held by the gripper 23. Here, rotating the electrode 11 by rotating the clamp 233 that directly holds the electrode 11 may result in a weakening of the gripping force of the electrode 11 due to the configuration additionally provided to the clamp 233 for rotating the electrode. Accordingly, the lowering of the electrode 11 increases due to vibration of the furnace body during operation. Accordingly, in one embodiment of the present application, the clamp 233 holding the electrode 11 is fixed to the arm 231, and the arm 231 extending from the mounting portion 22 is moved to rotate the electrode 11 while maintaining the furnace body. The descent of the electrode 11 due to vibration can be minimized. The horizontal cylinder 25 extends in the horizontal direction between the mounting part 22 and the arm 231, and may be provided so that the angle and length extending from the mounting part 22 are variable. The extension and angle change of the horizontal cylinder 25 may be performed by the rotation control module 54 of the control unit 5, where the rotation control module 54 controls the gripping unit 23 during heating of the object. The extension length and angle of the horizontal cylinder 25 can be adjusted to rotate based on the center C of the electrode 11. That is, the rotation control module 54 allows the electrode 11 to rotate at a predetermined angle while maintaining its center within the furnace body, and thus uneven wear of the electrode 11 can be prevented or minimized.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.The description of the present application described above is for illustrative purposes, and those skilled in the art will understand that the present application can be easily modified into other specific forms without changing its technical idea or essential features. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive. For example, each component described as single may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as distributed may also be implemented in a combined form.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present application is indicated by the claims described below rather than the detailed description above, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be construed as being included in the scope of the present application.

1: 전극부
11: 전극봉
12: 전원 제공부
2: 엘리베이터부
21: 본체부
22: 장착부
23: 파지부
24: 실린더
25: 수평 실린더
4: 정보 획득부
41: 감지부
42: 높이 측정 센서부
43: 촬영부
44: 영상 분석부
45: 진동 측정부
5: 제어부
51: 승강 제어 모듈
52: 높이 도출 모듈
53: 학습 모듈
54: 회전 제어 모듈1: Electrode part
11: Electrode
12: Power supply unit
2: Elevator section
21: main body
22: Mounting part
23: Holding part
24: cylinder
25: horizontal cylinder
4: Information Acquisition Department
41: detection unit
42: Height measurement sensor unit
43: Filming Department
44: Video analysis unit
45: Vibration measurement unit
5: Control unit
51: Elevating control module
52: Height derivation module
53: Learning module
54: rotation control module

Claims

In the electrode lifting control system,
An electrode unit that includes an electrode and heats an object in the furnace by applying power to the electrode to generate an arc;
an elevator unit that holds the electrode and controls the position of the electrode;
an information acquisition unit that acquires status information of the elevator unit and the electrode; and
When heating the object, it includes a control unit that controls the position of the electrode based on the status information of the elevator unit and the electrode acquired by the information acquisition unit,
The information acquisition unit acquires information about the change in height of the electrode due to vibration of the furnace body when heating the object and the wear of the electrode due to heating of the object,
The elevator unit raises the electrode so that the lower end of the electrode is photographed by the imaging unit after heating the object,
main body;
A mounting portion provided on the lower side of the main body portion;
a gripping portion having an arm extending to one side from the mounting portion and one end of the arm extending to one side to hold the electrode, and a clamp gripping the electrode at one end of the arm;
a cylinder provided between the main body and the mounting part to connect the main body and the mounting part, and having an adjustable length to enable adjustment of a distance between the main body and the mounting part; and
It includes a horizontal cylinder extending in a horizontal direction between the mounting portion and the arm,
The information acquisition department,
a photographing unit provided to photograph the electrode from outside the furnace body; and
It includes an image analysis unit that analyzes the image acquired by the imaging unit,
The image analysis unit analyzes the distance between the lower end of the raised electrode and the gripper,
The control unit includes a lifting control module that controls a lowering height of the electrode when heating the object according to the distance between the lower end of the electrode and the gripper analyzed by the image analysis unit; and
The horizontal cylinder includes a rotation control module that rotates the electrode held by the gripper by adjusting the length and angle extending from the mounting portion,
The rotation control module controls the length and angle at which the horizontal cylinder extends from the mounting unit during heating of the object, and moves the arm in the horizontal direction while fixing the clamp for holding the electrode to the arm. An electrode lifting control system that controls the electrode to rotate based on the center of the electrode.

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According to paragraph 1,
The information acquisition department,
It further includes a vibration measuring unit that measures vibration of the furnace body when the object is heated,
The control unit further includes a height derivation module that derives the height of the object in the furnace according to vibration of the furnace during heating of the object,
The lifting control module adjusts the length of the cylinder so that the distance between the lower end of the electrode and the object is a preset distance based on the height of the object derived from the height derivation module and the distance change analyzed by the image analysis unit. An electrode lifting control system that increases or decreases.

According to paragraph 4,
The height derivation module derives the height of the object using a prediction model learned to predict the height of the object according to vibration of the furnace body,
The learning data for learning the prediction model includes the height of the molten steel analyzed from the image taken by the imaging unit of the inside of the furnace body after heating the object, the height of the slag foam analyzed from the slag discharged from the slag gate formed in the furnace body, and An electrode lifting control system comprising vibration of the furnace body obtained from the vibration measuring unit.

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