KR20040085874A

KR20040085874A - 몰드 내부의 주조폭 및 테이퍼 각도 측정장치

Info

Publication number: KR20040085874A
Application number: KR1020030020717A
Authority: KR
Inventors: 김명남; 정상준; 김종철
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2003-04-02
Filing date: 2003-04-02
Publication date: 2004-10-08

Abstract

본 발명은 제철소 연속주조공정에서 몰드 내부의 주조폭 및 테이퍼 각도를 측정하는 장치에 관한 것이다.

본 발명은 몰드 내부의 중앙에 설치되어 몰드의 양 벽면으로 동시에 레이저를 발사하고 상기 몰드의 벽면에서 반사되어 돌아오는 레이저를 수신하여 몰드의 주조폭(W)을 검출하는 센서부와, 상기 센서부와 회전기어로 연결되어, 회전기어의 회전수에 따라 상기 센서부를 몰드 내부의 상, 하로 이동시키고 센서 구동부와, 상기 이동거리 산출부의 이동거리(L) 및 상기 센서부의 주조폭(W)을 입력받고 상기 이동거리(L)에 해당되는 주조폭(W_o)을 연산하여 몰드의 테이퍼 각도(θ)를 수학식 θ=tan^-1(W_o/2)/L 에 의해 산출하는 테이퍼 각도 산출부와, 상기 센서부의 주조폭(W) 및 테이퍼 각도 산출부의 테이퍼 각도(θ)를 운전자가 알 수 있도록 표시하는 디스플레이부로 구성된다.

이러한 본 발명의 구성에 의하면, 본 발명은 원하는 사이즈의 슬라브를 제조하느데 있어 발생되는 사이즈 불량을 방지하는 효과가 있다.

Description

몰드 내부의 주조폭 및 테이퍼 각도 측정장치{AN APPARATUS FOR MEASURING A WIDTH AND TAPER DEGREE OF MOLD}

본 발명은 제철소 연속주조공정에서 몰드 내부의 주조폭 및 테이퍼 각도를 측정하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 원하는 슬라브 사이즈에 따라 요구되는 몰드 내부의 주조폭 및 테이퍼 각도를 정확하게 측정함으로서, 슬라브 사이즈의 불량을 미연에 방지하는 몰드 내부의 주조폭 및 테이퍼 각도 측정장치에 관한 것이다.

도1은 일반적인 연속주조공정의 구성도로서, 연속주조는 액상의 용강이 결함없이 일정한 형태의 고상으로 응고되는 공정 전반을 뜻한다. 용강이 래들(1)에서 턴디쉬(2)로 공급되면, 상기 턴디쉬(2)는 용강에서 개재물을 제거하고 용강이 일정한 온도가 되도록 조절한 뒤 액체 상태의 용강을 몰드(3)로 공급한다. 상기 몰드(3)에서 용강은 서서히 응고되어 최종적인 슬라브 형태로 변환되는데, 이때 슬라브의 사이즈 및 품질은 몰드내 주조폭(W) 및 테이퍼 각도(θ)에 따라 좌우된다.

도2는 도1의 원부분으로 상기 몰드의 구성을 나타낸 도면이다. 도2를 참조하여 슬라브의 사이즈 및 품질과 몰드내 주조폭(W) 및 테이퍼 각도(θ)와의 관계를 살펴보면, 상기 몰드의 주조폭(W)이 넓을 수록 슬라브의 폭 사이즈도 커지고, 응고속도가 빨라지며, 상기 테이퍼 각도(θ)가 클수록 슬라브의 사이즈는 작아지고 용강의 응고속도는 감소한다. 따라서, 주조 초기에 원하는 슬라브의 사이즈 및 품질에 따라서 상기 몰드(3)의 주조폭(W) 및 테이퍼 각도(θ)를 정확하게 세팅하는 것은 무엇보다 중요하므로, 이하 종래 상기 몰드(3)의 주조폭(W) 및 테이퍼 각도(θ)를 측정하고 세팅하는 방법 및 장치에 대해 설명한다.

종래 상기 몰드(3)의 주조폭(W)은 줄자 또는 스틸바(Steel bar)에 의해 측정되는데, 상기 줄자를 이용한 주조폭(W) 측정은 운전자가 몰드(3)의 주조폭(W) 양단을 줄자로 연결하여 원시적으로 측정하는 것이다. 이는 조업원의 측정위치 또는 줄자의 휨에 의해 그 정확성이 떨어지는데, 평균적으로 슬라브 폭에서 10mm정도의 오차가 발생된다. 또한, 스틸바(Steel bar)를 이용한 주조폭(W) 측정은 슬라브 크기에 따른 정확한 몰드의 주조폭과 일치하는 스틸 바(Steel bar)를 제작하여 조업 초기에 상기 스틸바만큼 몰드의 주조폭(W)을 세팅하는 것이다. 이는 조업원의 측정위치, 스틸바 자체의 휨 또는 측정 방법에 따라 몰드(2)의 주조폭(W)이 달라지는 문제점이 있다.

종래 몰드 테이퍼 각도(θ)는 용강이 슬라브 형태로 변환되는 과정 중에서 용강의 응고속도를 감안하여 세팅되는데, 상기 테이퍼 각도(θ)는 경사계(5)에 의해 측정된다. 상기 경사계(5)는 몰드 벽면에 부착되므로 동시에 양 벽면을 검출하는 것이 불가능하며, 벽면 자체의 굴곡으로 인해 발생되는 테이퍼 각도(θ)의 오차를 측정할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 그 목적은 제철소 연속주조공정에서 원하는 슬라브 사이즈에 따라 요구되는 몰드 내부의 주조폭 및 테이퍼 각도를 정확하게 측정함으로서, 슬라브 사이즈의 불량을 미연에 방지하는 몰드 내부의 주조폭 및 테이퍼 각도 측정장치를 제공하는 것이다.

도1은 일반적인 연속주조공정의 구성도이다.

도2는 몰드의 구성도이다.

도3은 종래 몰드의 주조폭 및 테이퍼 각도 측정장치이다.

도4는 본 발명에 의한 주조폭 및 테이퍼 각도 측정장치이다.

도5a 본 발명에 의한 주조폭 및 테이퍼 각도 측정장치의 측면도이고, 도5b는 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 센서부 20: 센서 구동부

21: 회전기어 30: 이동거리 산출부

40: 테이퍼 각도 산출부 50: 디스플레이부

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명의 장치는

몰드 내부의 중앙에 설치되어 몰드의 양 벽면으로 레이저를 발사하고 상기몰드의 벽면에서 반사되어 돌아오는 레이저를 수신하여 몰드의 주조폭(W)을 검출하는 센서부;

상기 센서부와 회전기어로 연결되어, 상기 회전기어의 회전수에 따라 상기 센서부를 몰드 내부의 상, 하로 이동시키는 센서 구동부;

상기 센서구동부의 모터 회전수를 상기 센서부의 상, 하 이동거리(L)로 환산하는 이동거리 산출부; 및

상기 이동거리 산출부의 이동거리(L) 및 상기 센서부의 주조폭(W)을 입력받고 상기 이동거리(L)에 해당하는 주조폭(W_O)을 연산하여 몰드의 테이퍼 각도(θ)를 수학식 θ=tan^-1(W_O/2)/L 에 의해 산출하는 테이퍼 각도 산출부

를 구비함을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 몰드 내부의 주조폭 및 테이퍼 각도 측정장치는 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 참조된 도면에서 실질적으로 동일한 구성 및 기능을 갖는 구성요소들은 동일한 부호를 사용할 것이다.

도4는 본 발명에 의한 몰드 내부의 주조폭 및 테이퍼 각도 측정장치의 구성도로서, 도4를 참조하면 본 발명의 장치는 몰드(3) 내부의 중앙에 설치되어 몰드(3)의 양 벽면으로 레이저를 발사하고 상기 몰드(3)의 벽면에서 반사되어 돌아오는 레이저를 수신하여 몰드(3)의 주조폭(W)을 검출하는 센서부(10)와, 상기 센서부(10)와 회전기어(21)로 연결되어, 상기 회전기어(21)의 회전수에 따라 상기 센서부(10)를 몰드(3) 내부의 상, 하로 이동시키는 센서구동부(20)와, 상기 센서구동부(20)의 모터 회전수를 상기 센서부(10)의 상, 하 이동거리(L)로 환산하는 이동거리 산출부(30)와, 상기 이동거리 산출부(30)의 이동거리(L) 및 상기 센서부(10)의 주조폭(W)을 입력받고 상기 이동거리(L)에 해당하는 주조폭(W_O)을 연산하여 몰드의 테이퍼 각도(θ)를 수학식 θ=tan^-1(W_O/2)/L 에 의해 산출하는 테이퍼 각도 산출부(40)와, 상기 센서부(10)의 주조폭(W) 및 테이퍼 각도 산출부(40)의 테이퍼 각도(θ)를 운전자가 알 수 있도록 표시하는 디스플레이부(50)를 포함한다.

이하, 상기 서술한 본 발명의 구성에 따른 작용을 설명한다.

본 발명은 종래 수동으로 측정되던 상기 몰드(3) 내부의 주조폭(W) 및 테이퍼 각도(θ)를 자동으로 측정하는 장치에 관한 것이다.

상기 센서부(10)는 상기 몰드(3) 내부의 중앙에 설치되어 센서구동부(20)에 의해 상기 몰드 내부의 중앙을 상, 하로 이동이 가능하며, 레이저송신부(10a)로부터 발사된 레이저빔의 양과 레이저수신부(10b)로 수신된 레이저빔의 양을 비교하여 그 차이에 따라서 몰드(3)의 벽면과 상기 센서부(10)와의 거리를 판단한다. 상기 몰드(3)의 주조폭(W1,W2,W3..Wn)은 테이퍼 각도(θ)로 인해 아래로 갈수록 작아지며, 상기 센서부(10)는 상기 센서구동부(20)에 의해 상기 몰드(3) 내부의 상, 하를자유롭게 이동할 수 있어서, 상기 몰드(3) 내부의 각 위치별로 주조폭(W)을 측정할 수 있다. 상기 센서 센서구동부 상기 센서부(10)와 회전기어(Rotate gear)(21)로 연결되어 있어서, 모터를 구동시켜 상기 회전기어(21)가 회전하면, 회전방향에 따라서 상기 센서부(10)가 몰드(30)내의 상, 하로 움직이게 된다. 따라서, 상기 이동거리 산출부(30)는 상기 회전기어(21)의 회전수 및 회전방향을 입력받아 이에 따른 상기 센서부(10)의 상, 하 이동거리(L)를 산출하고, 산출된 상, 하 이동거리(L)를 상기 테이퍼 각도 산출부(40) 및 디스플레이부(50)로 출력한다.

상기 테이퍼 각도 산출부(40)는 상기 이동거리 산출부(30)의 이동거리(L) 및 상기 이동거리(L)의 끝점에 해당되는 센서부(10)의 주조폭(W)을 입력받아 상기 몰드(3)의 테이퍼 각도(θ)를 산출한다. 상기 테이퍼 각도(θ)를 산출하는 원리는 도3에 기재된 직각삼각형에 있다. 상기 센서부(10)의 상, 하 이동거리(L)에 따른 주조폭(W)이 입력되면, 이동거리(L)의 이동 시작점(P1)과 끝지점(P2)의 주조폭(W)의 차를 구한다. 상기 이동거리(L)의 연산된 주조폭은 주조폭(W_o)이다. 따라서, 상기 테이퍼 각도(θ)는 직각삼각형의 원리에 따라 수학식 θ= tan^-1(W_o/L)에 의해 산출되어 상기 디스플레이부(50)로 출력된다.

상기 디스플레이부(50)는 상기 센서부(10)의 주조폭(W) 및 상기 테이퍼 각도 산출부(40)의 테이퍼 각도(θ)를 입력받아 운전자가 육안으로 확인할 수 있도록 표시한다. 따라서, 운전자는 디스플레이부(50)에 표시되는 수치를 통해 상기 몰드(30)의 주조폭(W) 및 테이퍼 각도(θ)를 쉽게 알 수 있다.

본 발명은 원하는 슬라브 사이즈에 따라 요구되는 몰드 내부의 주조폭 및 테이퍼 각도를 정확하게 측정함으로서, 슬라브 사이즈의 불량을 미연에 방지하는 효과가 있다.

Claims

몰드 내부의 중앙에 설치되어 몰드의 양 벽면으로 레이저를 발사하고 상기 몰드의 벽면에서 반사되어 돌아오는 레이저를 수신하여 몰드의 주조폭(W)을 검출하는 센서부;

상기 센서부와 회전기어로 연결되어, 상기 회전기어의 회전수에 따라 상기 센서부를 몰드 내부의 상, 하로 이동시키는 센서구동부;

상기 센서구동부의 모터 회전수를 상기 센서부의 상, 하 이동거리(L)로 환산하는 이동거리 산출부; 및

상기 이동거리 산출부의 이동거리(L) 및 상기 센서부의 주조폭(W)을 입력받고 상기 이동거리(L)에 해당하는 주조폭(W_O)을 연산하여 몰드의 테이퍼 각도(θ)를 수학식 θ=tan^-1(W_O/2)/L 에 의해 산출하는 테이퍼 각도 산출부

로 이루어진 것을 특징으로 하는 몰드 내부의 주조폭 및 테이퍼 각도 측정장치.
제1항에 있어서,

상기 센서부의 주조폭(W) 및 테이퍼 각도 산출부의 테이퍼 각도(θ)를 운전자가 알 수 있도록 표시하는 디스플레이부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 몰드 내부의 주조폭 및 테이퍼 각도 측정장치.