KR20050001481A

KR20050001481A - 몰드 열전대 자동 고장진단 장치

Info

Publication number: KR20050001481A
Application number: KR1020030041655A
Authority: KR
Inventors: 유광호; 허성옥; 이현종; 신선휴
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2003-06-25
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2005-01-07

Abstract

본 발명은 연속주조공정에 있어 몰드 동판내 다수점의 온도를 측정하기 위해 설치되는 여러개의 T형 열전대 센서가 최적으로 관리 운영될 수 있도록 열전대 센서 상태를 자동으로 점검진단할 수 있고, 동판온도신호에 따라 요구되는 작업상황을 현장 운전자가 상황별로 용이하게 파악하여 신속한 대응조치가 가능하도록 구성된 몰드 열전대 자동 고장진단 장치에 관한 것이다.

본 발명은 몰드의 인사이드 및 아웃사이드 열전대 센서(4)들을 연결하는 열전대 보상도선(8)과, 상기 보상도선(8)이 보상도선 케이블 단자대(103)에 전기적으로 연결되고 타측에는 케이블 컨넥터(102)를 설치한 열전대 보상도선 케이블 컨넥터 박스(101)와, 상기 컨넥터 박스(101)에 전기적으로 연결되어 상기 보상도선(8)을 통한 열전대 신호가 열전대 신호검출부(214)로 입력, 연산되고 그 연산된 신호값이 컨버터(212)에서 디지털값으로 변환된후 디스플레이유니트(206)에 출력 표시되도록 구성되고 내장 밧테리 충전부(216)를 구비하여 구성된 저항측정기(201)와, 상기 컨넥터 박스(101)에 전기적으로 연결되어 상기 보상도선(8)으로부터의 열전대 신호가 입력되고 입력된 신호값이 컨버터(302)에서 디지털값으로 변환되며 이로부터 파악되는 동판 온도상태가 표시램프(305)와 경보장치(314)를 통해 외부로 나타나도록 구성된 온도측정 판넬(301)과, 상기 온도측정 판넬(301)에 전기적으로 연결설치되는 컴퓨터(401) 및 모니터(402)를 포함하는 구성을 특징으로 하는 몰드 열전대 자동 고장진단 장치를 제공한다.

Description

몰드 열전대 자동 고장진단 장치{APPARATUS FOR CHECKING THERMOSTAT SENSORS PROVIDED IN CONTINUOUS CASTING MOLD}

본 발명은 연주 공장에서 용강을 슬라브로 응고시키는 장치인 몰드 동판내 다수점의 온도를 측정하기 위해 설치되는 열전대 센서가 최적으로 관리 운영될 수있도록 열전대 센서 상태를 검출하여 고장여부를 자동으로 진단할 수 있는 장치에 관한 것이다.

본 발명이 관련된 연속주조공정은 도1의 예시와 같이 래들(20)내의 용강을 턴디쉬(30)를 거쳐 몰드(1)로 유입시키고 이와 같이 유입된 용강이 몰드(1)내를 통과하면서 슬라브 형태로 연속주조되도록 하는 공정이다. 몰드(1)는 사각의 장,단변 동판들로 구성되어 있으며, 용강을 주편형태로 응고시키기 위한 설비로 연속주조공정에서 매우 중요한 설비이다.

이러한 연속주조공정에 있어서의 몰드(1)는 도3의 예시와 같이 몰드(1)를 구성하는 동판 인사이드(2)와 아웃사이드(3) 양쪽에 복수개의, 통상적으로는 각 10개씩 총 20개의 열전대 센서(4)가 설치되어, 이들 센서를 통해 몰드의 여러 지점에서 측정된 온도를 연산하여 주형내에서 발생하는 주편 브레이크아웃(break-out), 즉 주편터짐 등을 예측하여 주조속도를 자동으로 제어할 수 있게 하고, 또 조업자가 용강의 품질 문제 발생시 이에 대한 대책을 마련할 수 있도록 하는 것이 요구된다.

이러한 요구에 부응하기 위해 도2와 같은 T형 열전대 센서(4)를 도3과 같이 몰드(1)에 설치하도록 하는 종래의 기술은 T형 열전대 센서와 스프링 제어 장치를 결합하는 구조로 되어 있는데, 진동 및 열전대 센서에 파우더 누적에 의한 접촉률 저하발생 등으로 브레이크아웃 예지 시스템 운영상의 문제점이 발생하였다.

즉, 첫 번째 문제점으로는 연주 주형 동판과 T형 열전대의 접촉상태가 몰드 교환 또는 몰드 카바 취외시, 충격과 진동에 의한 접촉률 저하로 연주 주형 동판의 측정온도 편차가 커지게 되고, 이로 인해 온라인 및 오프라인에서 몰드 열전대 센서(4) 상태의 점검 수리시 몰드 1대당 많은 갯수로 설치된 열전대 센서들에 대해 일일히 테스터(6)로 이상 유무 판단 및 조치 작업을 하고 있는데, 작업 시간이 과다하게 소요되고 또 작업인원도 많이 투입되어야 하는 현실적으로 매우 불합리한 문제점이 있다.

두 번째 문제점으로는 조업중 운전실의 용강터짐(브레이크아웃) 예지 시스템에 이상신호 출력 발생시 현장 작업자가 신속히 조치할 수 있어야 하는데, 현장에는 작업중에 위와 같은 이상 신호 출력 감시 기능이 없어 신속한 조치가 이루어지지 않아 주조중단이 발생되는 경우가 있다.

나아가서, 세 번째 문제점으로는 연주 조업중 운전실의 용강터짐 예지 시스템에 온도 이상신호 그래프출력 발생시, 주조 완료후 열전대 점검 수리작업을 수행해야 하는데, 몰드에 설치된 센서들중 몇번째의 열전대 센서가 불량인지 쉽게 확인이 되지 않아 정비작업이 잘 이루어지지 않고 많은 시간이 걸리는 문제점 등이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로, 연주공정에 있어 몰드에 부착설치되는 열전대 센서들에 대한 측정체크 및 정비작업이 신속, 용이하게 이루어지도록 하기 위해 열전대 보상도선 케이블 컨넥터 박스를 몰드 인사이드 및 아웃사이드에 취부하고, 주조중 몰드 열전대 센서가 항상 정상적인 상태(열전대 저항값 : 보통 5Ω~7Ω)로 유지관리 및 정비가 될 수 있도록 열전대 자동 고장진단 장치를 마련하고, 현장 작업자가 주조 작업중 몰드 동판 온도상태를 가까운 곳에서 알 수 있도록 상황별 동판 온도상태 표시램프를 현장에 별도로 설치 구비하도록 하는 몰드 열전대 자동 고장진단 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 하는 것이다.

그리고, 주조중 열악한 작업 환경에 따른 온도감지 열전대 센서 오동작으로동판 온도 신호 출력 패턴 변화 발생시, 열전대 센서 자체 이상으로 이상 신호가 출력되고 있는 것인지의 여부가 확인될 수 있도록 운전실 감시 모니터 화면에 표시기능을 구성함으로써, 운전자가 주조 조업중 동판온도 상황을 쉽게 판단한고 신속한 대응 조치가 이루어질 수 있도록 하여, 주조중 몰드내 용강 초기 응고층의 불균일로 인한 브레이크아웃 사태로 주조 중단 사고가 발생하는 것을 사전에 예방할 수 있는 장치를 제공하고자 하는 것이다.

도1은 본 발명이 관련된 연주공정 주조설비의 레이아웃도,

도2는 몰드에 설치되는 열전대 센서의 구성을 보인 단면도,

도3은 종래 몰드 열전대 고장 진단방법을 보인 사시도,

도4는 본 발명의 전체 구성도,

도5는 본 발명중 열전대 보상도선 케이블 컨넥터 박스의 구성을 보인 사시도,

도6은 본 발명중 열전대 자동 저항측정기의 구성을 보인 사시도,

도7은 본 발명중 저항측정기를 사용하는 경우의 회로도,

도8은 본 발명중 몰드 동판 온도측정 판넬의 구성을 보인 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 몰드 2 : 몰드 동판 인사이드

3 : 몰드 동판 아웃사이드 4 : 열전대 센서

5 : 케이블 컨넥터 6 : 테스터

8 : 열전대 보상도선 101 : 보상도선 케이블 컨넥터 박스

102 : 보상도선 케이블 컨넥터 103 : 보상도선 케이블 단자대

201 : 저항측정기 202,204 : 컨넥터

206 : 디스플레이유니트 209 : 밧데리 충전 표시램프

210 : 누름버튼 스위치 211 : 셀렉터 스위치

212 : 아나로그-디지털 컨버터 214 : 열전대신호 검출부

215 : 정전압공급부 216 : 밧데리 충전부

301 : 동판 온도측정 판넬 302 : 컨버터

303 : 누름버튼 스위치 304 : 컨넥터

305 : 표시램프 309 : 전원동작 표시램프

310,311 : 컨넥터 312 : 전원 셀렉터 스위치

314 : 경보장치 402 : 모니터

401 : 프로세스 컴퓨터

이하에서, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 몰드 동판 열전대 센서 관리 및 운영 시스템의 문제점을 해소하기 위해 몰드(1)에 취부되는 열전대 보상도선 케이블 컨넥터 박스(101)를 포함하는데, 이 컨텍터 박스(101)의 구성은, 분진과 수분침투가 방지 될수 있는 내구성이 우수한 밀폐형 박스에 몰드 동판의 인사이드 또는 아웃사이드에 설치되는 복수개의, 예컨대 10개의 열전대 센서(4)들을 전기적으로 연결하는 열전대 보상도선(8)을 결선할 수 있는 단자대(103)와, 자동 저항측정기 및 온도측정 판넬에 보상도선(8) 케이블을 전기적으로 연결시킬 수 있는 케이블 컨넥터(102)를 설치하여 구성되어 있으며, 도5는 이 열전대 보상도선 케이블 컨넥터 박스(101)의 개략구성을, 도4은 상기 열전대 보상도선 케이블 컨넥터 박스(101)를 포함하는 시스템의 전체적인 구성개요를 보여 준다.

본 발명은 또한 도6, 도7과 같은 자동 저항측정기(201)의 설치구성을 포함하는데, 이 저항측정기(201)의 외함은 휴대가 가능토록 가볍고 절연이 될 수 있는 아크릴 재질이고, AC-DC 아답타(208)를 통해 내장된 밧데리 충전부(216)에 전원(DC5V)을 공급받아 그 충전전력으로 작동할 수 있게 되어 있다. 그리고 몰드 인사이드와 아웃사이드 T형 열전대 보상도선(8)을 연결할 수 있는 컨넥터(202)(204)가 취부되어 있고, 측정기 내부에는 열전대 신호검출부(214)와, 이로부터의 신호를 연산하는 연산부(213)와, 연산된 신호값을 디지털 숫자로 변환시키는 컨버터(212) 및 디스플레이유니트(206), 정전압공급부(215)등이 내장되어 있다. 또한, 측정기 외부에는 측정기의 작동을 온-오프(on-off)하기 위한 누름 버튼 스위치(210), 전원 셀렉터 스위치(211), 내부 밧데리 충전상태 표시램프(209)등이 설치되어 있다.

다음은, 도4, 도8을 통해 본 발명중 온도측정 판넬(301)의 설치구성을 살펴보면, 판넬에는 AC전원을 DC전원으로 공급시켜주는 파워서플라이(DC5V) 및 열전대 입력신호를 아나로그에서 디지털로 변환시켜주는 컨버터(302)가 있고, 몰드 인사이드와 아웃사이드로부터의 열전대 보상도선 케이블을 연결할 수 있는 컨넥터(310)(311)가 부착되어 있으며, 운전실 감시용 모니터 컴퓨터(401)와의 전기적인 연결을 위한 컨넥터(304)가 취부되고, 전원 온오프 스위치(312), 전원상태 표시램프(303), 열전대 신호상태를 표시해주는 표시램프(305), 그리고 주조중 열전대 센서에 의해 측정되는 동판온도가 미리 설정된 범위이상으로 출력될 때 작업자에게 신호를 보내는 경보장치(314)가 설치되어 구성되어진다.

또한, 운전실 감시 모니터(402)는 몰드 동판 열전대 센서에서 감지된 온도값을 온도측정 판넬(301)의 컨버터에서 디지털 신호로 전송받아, 그 모니터(402) 화면에 몰드 동판 온도 상태 및 열전대 상태를 나타내어 몰드 동판의 온도 이상 여부와 열전대 센서의 이상여부를 판단할 수 있도록 하고, 정상적인 데이터 신호는 연속적 신호출력으로 모니터(402) 화면에 나타날 수 있도록 프로세스 컴퓨터(401)가 설치되어 구성되어진다.

작용에 있어서, 상기와 같은 본 발명의 장치는 연속 주조중에 발생되는 고열과 수분침투 및 파우더 성분의 분진침투에도 견딜 수 있도록 견고하게 설계되어 몰드(1)에 설치된다. 몰드 인사이드 및 아웃사이드에 장착된 각 열전대 센서들에 보상도선(8)을 연결하고, 몰드를 교환하거나 열전대 센서(4)를 정비할 때 유용하도록 설계된 보상도선 연결 컨넥터 박스(101)를 마련하여, 센서에 연결된 보상도선(8)을 박스내의 단자대(103)에 결선시킨다.

한편, 자동 저항측정기(201)에 전원을 공급하기 위해 플러그(207)를 교류전원의 콘센트에 연결하고, 전원 공급 아답타 잭(205)을 상기 저항측정기(201)에 꽂으면 아답타(208)를 통해 저항측정기 내부 밧데리 충전부(216)에 전원(DC5V)이 공급충전된다. 이와 같이 충전 밧데리가 측정기에 내장되어 있으므로 몰드 열전대 센서 점검측정 작업시 상기 저항측정기(201)를 휴대하여 여러장소로 이동하면서 편리하게 사용 가능하고, 특히 몰드 수리장 오프라인에서 몰드(1)에 설치된 열전대 센서(4)의 상태 점검 및 수리작업시 효율적으로 사용될 수 있다.

몰드 인사이드측 열전대 보상도선 케이블과 아웃사이드측 열전대 보상도선 케이블을 상기 저항측정기(201)의 컨넥터(202,204)에 연결하고, 전원 셀렉터 스위치(211)를 선택된 위치로 조작한 상태에서 누름버튼 스위치(210)를 한번 누르면, 몰드 열전대 센서에서 동판과의 접촉 저항값이 검출되어 그 값이 열전대 신호검출부(214)로 전송되고, 아나로그-디지털 컨버터(212)에서는 검출, 연산된 열전대 신호 저항값을 숫자로 변환하여 디스플레이유니트(206)에 나타내어 작업자 혼자서도 목적하는 테스트 작업을 쉽게 이루어낼 수 있다. 그리고, 상기 저항측정기 내부의 밧데리 충전부(216) 충전되어 있을 때, 전원충전 표시램프(209)가 커져서 자체 밧데리 전원으로 사용가능 여부를 나타내어 준다.

상태 판정시 정상적인 데이터는 열전대 센서별로 접촉 저항값이 5Ω~ 7Ω정도로 유지되고, 비정상적인 센서 접촉 저항값은 20Ω ~ 3KΩ정도인데, 열전대 센서(4)가 동판과 비접촉 상태일 경우 저항값이 전혀 나타나지 않는 경우도 있다. 이와 같이 오동작되는 열전대 센서가 나타날 경우는 주조완료후 새것으로 교환하여, 연속주조 설비 라인에서 용강터짐(브레이크아웃) 발생을 사전에 예방하도록 할수 있다.

주조중 몰드 열전대에서 측정된 동판온도 신호출력은 온도측정 판넬(301)에 전송되고, 전송된 아나로그 데이타는 컨버터에 의해 다시 디지털 데이터로 내부에서 변환되어, 운전실에서 동판 열전대 온도 측정값이 감시 모니터(402) 화면을 통해 나타나고, 또 설정된 범위를 벗어나는 이상 신호 출력을 나타내는 열전대 센서에 대해 열전대 자체 오동작에 의한 것인지의 여부가 화면상에 나타나며, 정상적인 데이터 신호는 연속적인 그래프로 모니터 화면에 출력되어, 주조중인 동판 온도를 각 센서 위치별로 알 수 있다.

그리고, 종래에는 주조중 열전대 신호출력을 현장 운전자가 모니터링할 수 있는 기능이 없어 상황에 부딪혔을 때 대응조치가 늦어지는 문제가 있었는 바, 본 발명에 있어서는 온도측정 판넬(301)이 현장에 가까운 곳에 설치구비되어 이 판넬(301)에 동판내 용강 응고층의 불균형에 의한 이상 신호가 들어오면, 미리 설정된 동판 온도값에 따라 각 신호 표시램프(305)(예컨대 정상운전시는 램프(305a), 구속1단계등장시는 램프(305b), 구속2단계발진시는 램프(305c), 감속주조시는 램프(305d))가 동작되게 되고, 또한 경보장치(314)도 함께 작동되어 신속한 대응조치가 가능하도록 되어 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 의하면, 연속주조 몰드 열전대 센서의 점검 수리작업시 기존에는 테스터(6)를 사용한 개개의 몰드 열전대 센서에 대한 점검측정 작업으로서 작업자 한명은 열전대 센서부를 분해 점검하여 관찰하고, 또 한명은 테스터(6)로 각 열전대 센서를 체크하면서 이상여부를 조사 확인해야 하기 때문에, 한 몰드에 대해 적어도 두명 이상의 작업자가 열전대 센서 점검, 수리작업을 해야 하고 많은 작업시간이 소요되었으나, 본 발명은 상술한 바와 같은 구성, 작용의 장치를 제공함으로써 한 작업자가 혼자서도 충분히 목적하는 점검 수리작업이 가능하고 시간이 단축되며, 숙달된 전문가가 아니더라도 쉽게 몰드 열전대 센서를 정비관리할 수 있는 효과가 있다.

또한, 주조중 열전대 이상 신호 출력 발생시 현장 운전자가 즉시 대응 조치를 하도록 할 수 있어 주조 제품의 품질을 최적으로 유지하고, 특히 연주 몰드내용강터짐의 심각한 사고가 발생됨을 사전 예지하여 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims

몰드의 인사이드 및 아웃사이드 열전대 센서(4)들을 연결하는 열전대 보상도선(8)과, 상기 보상도선(8)이 보상도선 케이블 단자대(103)에 전기적으로 연결되고 타측에는 케이블 컨넥터(102)를 설치한 열전대 보상도선 케이블 컨넥터 박스(101)와, 상기 컨넥터 박스(101)에 전기적으로 연결되어 상기 보상도선(8)을 통한 열전대 신호가 열전대 신호검출부(214)로 입력, 연산되고 그 연산된 신호값이 컨버터(212)에서 디지털값으로 변환된후 디스플레이유니트(206)에 출력 표시되도록 구성되고 내장 밧테리 충전부(216)를 구비하여 구성된 저항측정기(201)와, 상기 컨넥터 박스(101)에 전기적으로 연결되어 상기 보상도선(8)으로부터의 열전대 신호가 입력되고 입력된 신호값이 컨버터(302)에서 디지털값으로 변환되며 이로부터 파악되는 동판 온도상태가 표시램프(305)와 경보장치(314)를 통해 외부로 나타나도록 구성된 온도측정 판넬(301)과, 상기 온도측정 판넬(301)에 전기적으로 연결설치되는 컴퓨터(401) 및 모니터(402)를 포함하는 구성을 특징으로 하는 몰드 열전대 자동 고장진단 장치.