KR20070083547A - 금속 특히 강 연속 주조 장치의 지지 롤 프레임용 제어및/또는 조절 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 금속, 특히 강(3)의 연속 주조 장치의 지지 롤 프레임(2)용 제어 및/또는 조절 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따라, 상기 지지 롤 프레임(2)은 상호 간에 조정되는 하부 프레임(11) 및 상부 프레임(12)뿐 아니라 쌍을 이루는 피스톤-실린더 유닛(13)을 구비하여 연속해서 배치되는 다수의 롤 세그먼트(8)로 구성되고, 필드 장치(14)의 측정 데이터는 분산되어 검출 및 처리된다. 본 발명의 목적은 롤 세그먼트(8) 상으로 혹은 그 옆으로 기능들을 변위시킴으로써 필드 케이블 설치 및 조절 컨셉을 간소화하는 것에 있다. 상기 목적은, 상기 필드 장치(14)가 롤 세그먼트(8)에 인접하게, 혹은 그 상부에 배치되거나, 혹은 롤 세그먼트(8)의 근처에서 위치 고정된 홀 스탠드(17)에 배치되고; 상기 필드 장치(14)의 측정 신호들은 축 조절 장치(18)를 통해 처리 및 저장되며; 그리고 상기 필드 장치(14)는 필드 버스 모듈(20)을 통해 메모리 프로그램 가능 제어 시스템(19)과 통신함으로써 달성된다.
연속 주조 장치, 지지 롤, 상부 프레임, 하부 프레임, 롤 세그먼트
Description
본 발명은 금속, 특히 강 연속 주조 장치의 지지 롤 프레임용 제어 및/또는 조절 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따라 상기 지지 롤 스탠드는 상호 간에 연속되어 배치되는 다수의 롤 세그먼트로 구성되며, 이들 롤 세그먼트들은, 이송 및 교정을 위해, 및/또는 내부 품질을 개선하고 두께를 변경하기 위해, 각각 쌍을 이루는 피스톤-실린더 유닛들을 이용하여, 지지 롤들을 지지하는 하부 프레임과 이 하부 프레임의 맞은편에 위치하는 상부 프레임을 통해, 상호 간에 조절되는 방식으로 조정될 수 있으며, 이와 관련하여 필드 장치들의 측정 데이터는 분산되는 방식으로 검출 및 처리된다.
오로지 하나의 유압 실린더를 조정하기 위해, 이 유압 실린더의 영역에서 발생하여 전환되어야 하는 다양한 신호들이 제어부와 전기적으로 연결된다. 이러한 이유에서, 한편으로는 중앙에 설치된 제어 회로에까지 이어지는 롤 세그먼트와 그로 인한 모든 스트랜드 가이드의 필드 케이블 설치는 매우 높은 비용이 소요된다. 다른 한편으로는 처리할 수많은 신호를 바탕으로 중앙 제어 회로도 마찬가지로 매 우 높은 비용이 소요된다.
주조 플랫폼상의 제어실에서 조절회로까지의 거리는 항시 매우 멀고, 100m에까지 이를 수 있다. 각각의 롤 세그먼트는 4개의 위치 센서, 4개 세트의 조절 밸브(서보 내지 개폐 밸브) 그리고 몇몇의 경우에는 8개의 압력 픽업/압력 센서를 포함하기 때문에, 각 세그먼트 당 4개의 동기 직렬 인터페이스와 12개의 아날로그 내지 디지털 신호가 처리되어야 한다. 연속 주조 장치 내에는 종종 조정되는 롤 세그먼트가 15개 이상 위치한다. 이들 롤 세그먼트들 내에서 60개의 동기 직렬 인터페이스와 180개의 아날로그 신호 내지 240개의 디지털 신호가 조절 밸브에 의해 처리되어야 한다. 이와 같이 처리할 신호가 매우 많은 경우, 중앙 제어 회로에 대한 비용은 매우 높으면서도, 중앙 제어 회로는 그 출력 한계에 부딪히게 된다.
WO 01/94052 A1에는 분산식 제어 회로가 공지되었다. 이 공지된 분산식 제어 회로에 따라, 측정 및 제어 데이터가 연속 주조 몰드 상에 직접 장착되는 냉각식 필드 버스 모듈에서 수집되고, 버스 신호로 전환되어 버스 라인으로 전달되며, 그리고 적어도 연속 주조 장치의 제어 시스템에 저장 및/또는 처리되도록 하면서, 연속 주조 장치의 제어 시스템의 처리 컴퓨터에서, 연속 주조 몰드에서 센서들을 통해 획득한 측정 데이터를 처리하기 위한 분산식 주조 데이터 처리 방법이 더욱 효율적으로 달성되고, 해당하는 장치 및 측정 구간은 간소화된다.
본 발명의 목적은 롤 세그먼트 상으로 혹은 그 옆으로 기능들을 변위시킴으로써 스트랜드 가이드의 조절 컨셉과 그 필드 케이블 설치를 개선하는 것에 있다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 필드 장치가 롤 세그먼트들에 인접하게 혹은 그 상부에 배치되거나, 혹은 롤 세그먼트 근처에서 위치 고정된 홀 스탠드에 배치되고, 필드 장치의 측정 신호들은 축 조절 장치를 통해 처리 및 저장되며, 그리고 상기 필드 장치는 필드 버스 모듈을 통해 메모리 프로그램 가능 제어 시스템과 통신함으로써 달성된다. 발생하는 측정 신호들은 직접적으로 현장에서 더욱 소형인 제어 회로(축 조절 장치)로 처리 및 저장된다. 상기한 축 조절 장치는 각각의 롤 세그먼트에 대해 독립적으로 기능하며, 그리고 모든 조절 및 모니터링 과제를 수행한다. 모든 축 조절 장치는 필드 버스 모듈을 통해 메모리 프로그램되는 제어 시스템과 통신한다. 상기한 축 조절 장치들은 특수한 마이크로 프로세서를 바탕으로 하고 서보 축을 제어하기 위해 이용되는 회로들이다. 이동 제어 시스템 내의 표준 소프트웨어는 축 세팅을 위한 실시간 제어를 구성한다. 이동 제어 시스템은 예컨대 하기 구성요소를 위한 인터페이스를 구비한다:
- 절대 위치 센서 혹은 증분식 위치 센서;
- 디지털 혹은 아날로그 입력/출력 장치들;
- 필드 버스;
- 네트워크.
적용을 위해 이용되는 이동 제어 시스템은 키보드와 데이터 표시 장치(디스플레이)를 포함한다. 응용 소프트웨어는 표준이며, 반복 가능 메모리 내에 저장되어 있다. 이동 제어 시스템은 다수의 축을 제어한다. 이동 제어 시스템은 그래프 메뉴를 바탕으로 매개변수를 통해 축 타입 및 위치 복귀 타입에 부합하게 조정된다. 프로그래밍은 필요하지 않다. 필드 버스 혹은 네트워크 접속을 통해, 이동 제어 시스템은 필요한 설정값과 스타트 이동을 획득하여, 이 설정값 및 스타트 이동을, 위치 및 상태 표시부를 구비한 상위 시스템으로 피드백한다. 적용은 롤 세그먼트들의 피스톤 실린더 유닛 상에서, 다시 말해 예컨대 유압 실린더 축과 같은, 롤 세그먼트의 메인 축 상에서 이루어진다.
기본적으로 조절 및 제어의 개선은 2 종류의 회로에 의해 달성된다.
제1 실시예에 따라, 롤 세그먼트 상부 프레임 상에서, 필드 장치들은 단자 박스 내의 축 조절 장치에 연결되고, 롤 세그먼트 상부 프레임 상에는 개폐 밸브들이 제공되고, 이들 개폐 밸브들은 축 조절 장치와 연결되고, 또한 이 축 조절 장치로부터 탈착식 매체 공급 커플링을 거쳐 케이블 팩을 이용하여 단자 박스와 연결되고, 필드 버스 모듈을 통해서는 연속 주조 장치의 제어실 내 메모리 프로그램 가능 제어 시스템과 연결된다. 이와 관련하여, 상기한 단자 박스는 위치 고정된 홀 스탠드 상에 배치된다. 축 조절 장치들은 사전 지정된 설정값을 획득하여, 경고 혹은 간섭을 메모리 프로그램 가능 제어 시스템에 피드백한다. 메모리 프로그램 가능 제어 시스템은 상기한 정보를 시각화 장치에 전달할 수 있다. 다양한 연속 주조 장치에서 다수의 롤 세그먼트를 변경할 시에도, 메모리 프로그램 가능 제어 시스템 내 응용 시스템을 위한 적용은 최소화될 수 있다.
제2 실시예에 따라, 롤 세그먼트 상부 프레임 상에서, 위치 센서의 신호들은 유압 실린더들로부터 각각 단자 박스로 안내되고, 탈착식 매체 공급 커플링을 이용하여 구현된 케이블 팩은 롤 세그먼트로부터 위치 고정된 홀 스탠드로, 혹은 연속 주조 장치 및 축 조절 장치로 안내되고, 축 조절 장치에는 위치 고정된 홀 스탠드 상의 밸브 스탠드가 연결되며, 그리고 축 조절 장치의 신호들은 필드 버스 모듈을 통해 연속 주조 장치의 제어실 내 메모리 프로그램 가능 제어 시스템으로 공급된다. 그렇게 함으로써 제어 및 조절은 마찬가지로 개선되고 간소화된다.
일 실시예에 따라, 축 조절 장치는, 지지 롤들의 위치 결정을 위해, 이웃 롤 세그먼트들의 구동되는 지지 롤들을 동기화하기 위해, 좌측 혹은 우측 유압 실린더를 위해, 또는 유입측 혹은 유출측을 위해, 센서들의 상태를 모니터링하기 위해, 롤 세그먼트 코딩을 위해, 유지보수 주기 등을 위해, 저장되어 있는 신호들을 처리한다.
또 다른 실시예에 따라, 단자 박스들은 롤 세그먼트의 상부 프레임 상에 존재하는 기계 냉각수를 이용하여 냉각된다.
또 다른 본 발명의 특징들은, 필드 버스 모듈들이 물리적으로 전기 금속선, 광섬유, 혹은 무선 전송 기술, 혹은 적외선 신호를 이용하여 연결 가능케 함으로써 제공된다. 신호 전송과 관련한 제1 실시예의 경우, 3개의 케이블만으로도 롤 세그먼트에 신호 혹은 전압을 충분히 공급한다: 축 조절 장치의 전압 공급 장치용, 필드 버스 모듈의 전압 공급 장치용, 그리고 필드 버스 모듈의 데이터용.
또 다른 특징에 따라, 전압 공급 장치, 축 조절 장치 및 필드 버스 모듈을 위한 케이블 팩의 케이블들은 공동의 플러그 타입 커넥터를 이용하여 연결된다.
최종의 실시예에 따라, 위치 센서의 신호용 케이블은 롤 세그먼트 상의 단자 박스로부터 매체 공급 커플링을 이용하여 축 조절 장치로 향하는 탈착식 플러그 타입 커넥터로서 구현된다. 이때, 오로지 각각의 롤 세그먼트에 있어 유압 실린더들 내에 통합되는 그의 위치 센서만이 플러그 타입 커넥터를 통해 위치 고정된 홀 스탠드의 밸브 스탠드에 연결되며, 그리고 이 밸브 스탠드로부터 모든 기타 신호 장치와 함께 현장에 설치된 축 조절 장치와 연결된다.
다음에서 본 발명은 도면에 도시한 실시예들에 따라 더욱 상세하게 설명된다.
도 1 은 홀 스탠드를 구비한 연속 주조 장치를 도시한 개략적 측면도이다.
도 2 는 롤 세그먼트를 도시한 사시도이다.
도 3 은 제1 실시예의 모듈러 구조를 도시한 기본도이다.
도 4 는 제2 실시예의 모듈러 구조를 도시한 기본도이다.
<도면의 주요부분에 대한 설명>
1: 연속 주조 장치 2: 지지 롤 프레임
3: 용강 소재 4: 주입 레들
5: 턴디쉬 6: 연속 주조 몰드
7: 주조 스트랜드 8: 롤 세그먼트
8a: 제1 롤 세그먼트 9: 챔버
10: 지지 롤 11: 하부 프레임
12: 상부 프레임 13: 피스톤-실린더 유닛
13a: 유압 실린더 14: 필드 장치
15: 개폐 밸브 16: 조절 밸브 블록
17: 홀 스탠드 18: 축 조절 장치
19: 메모리 프로그램 가능 제어 시스템 20: 필드 버스 모듈
21: 롤 세그먼트의 단자 박스 21a: 홀 스탠드의 단자 박스
22: 탈착식 매체 공급 커플링 22a: 공동 플러그 타입 커넥터
23: 케이블 팩 24: 위치 고정된 단자 박스
25: 제어실 26: 밸브 스탠드
도1에 따른 연속 주조 장치(1)는 지지 롤 프레임(2)을 포함하며, 이 지지 롤 프레임(2) 내에서는, 용강 소재(3)로부터 개시되어 주조 레들(4)로부터 턴디쉬(5) 및 연속 주조 몰드(6)를 통해 유출되고 부분적으로 냉각되는 주조 스트랜드(7)가 지지되고 계속해서 냉각된다. 지지 롤 프레임(2)은 다수의, 종종 15개까지의 롤 세그먼트(8)를 포함하되, 이들 롤 세그먼트(8) 중 제1 롤 세그먼트(8a)는 증기 챔버(9)에 의해 둘러싸여 있다. 연속해서 배치되는 롤 세그먼트(8) 각각은 지지 롤(10)을 지지하는 하부 프레임(11)과 이 하부 프레임의 맞은편에 위치하는 상부 프레임(12)으로 형성된다. 하부 프레임(11) 및 상부 프레임(12)은 쌍을 이룬 피스톤 실린더 유닛(13)(도2 비교)을 이용하여 상호 간에 조절되는 방식으로 각각 조정된다. 도2에는 상기한 피스톤 실린더 유닛(13) 중 2개의 쌍이 자체 유압 실린더(13a)를 구비하여 도시되어 있다. 측정 데이터를 제공하기 위한, 유압 압력, 피스톤의 위치 등의 측정은 센서들, 위치 센서들, 압력 센서들, 조절 밸브들 등을 이용 하여 획득되며, 이들은 요컨대 필드 장치(14)의 개념 하에서 설명된다. 그 외에도 개폐 밸브(15) 및 조절 밸브 블록(16)이 이용된다. 그렇게 하여 제어 및/또는 조절되는 피스톤 실린더 유닛(13)은 주조 스트랜드(7)를 이송 및 교정, 및/또는 주조 스트랜드(7)의 내부 품질을 개선하며, 그리고 지지 롤(10)에 걸친 장소별 두께 변화를 고려한다.
필드 장치(14)는 각각 2가지 방법으로 중앙 제어 시스템을 분산식 제어 시스템으로 교체할 수 있다: 필드 장치(14)는 롤 세그먼트(8)에 인접하게 혹은 그 상부에 배치되거나, 혹은 롤 세그먼트(8)의 근처에서 위치 고정된 홀 스탠드(17)에서 배치되며, 그리고 상기한 홀 스탠드(17)는 또한 소위 "콘티넨트(continent; Festland)"로서 지칭되며, 필드 장치들의 측정 신호들은 축 조절 장치(18)를 통해 처리 및 저장되며, 그리고 축 조절 장치(18)는 메모리 프로그램 가능 제어 시스템(19) 및 필드 버스 모듈(20)과 통신한다.
측정 부재들 및 컴포넌트들의 할당에 관한 제1 실시예에 따라, 롤 세그먼트 상부 프레임(12)에 인접하거나, 혹은 그 상부에서, 필드 장치(14)는 단자 박스(21) 내의 축 조절 장치(18)에 연결되며, 그리고 롤 세그먼트 상부 프레임(12) 상에 개폐 밸브(15)이 제공되는데, 이들 개폐 밸브들은 축 조절 장치(18)와 연결되며, 그리고 이 축 조절 장치(18)로부터 탈착식 매체 공급 커플링(22)을 거쳐 케이블 팩(23)을 이용하여, 위치 고정된 홀 스탠드(17)(도1)에 배치되는 위치 고정된 단자 박스(24)에 연결되며, 그리고 필드 버스 모듈(20)을 통해서는, 연속 주조 장치(1)의 제어실(25) 내 메모리 프로그램 가능 제어 시스템(19)과 연결된다(도3).
도4에 따른 측정 부재들 및 컴포넌트들의 할당에 관한 제2 실시예에 따라, 롤 세그먼트 상부 프레임(12) 상에서, 위치 센서들의 신호들은 유압 실린더(13a)로부터 각각 단자 박스(21)로 안내된다. 탈착식 매체 공급 커플링(22)을 이용하여 형성된 케이블 팩(23)은 자체의 롤 세그먼트(8)로부터 위치 고정된 스탠드(17) 상으로, 혹은 연속 주조 장치(1) 및 축 조절 장치(18) 상으로 안내된다. 이 축 조절 장치(18)에는, 위치 고정된 스탠드(17) 상의 밸브 스탠드(26)가 연결된다. 축 조절 장치(18)의 신호들은 필드 버스 모듈(20)을 통해 연속 주조 장치(1)의 제어실(25) 내 메모리 프로그램 가능 제어 시스템(19)으로 안내된다.
축 조절 장치(18)는 위치 결정 및 동기화를 위해, 좌측 혹은 우측 유압 실린더(13a)를 위해, 혹은 주조 스트랜드(7)의 유입측 혹은 유출측의 활성화를 위해, 센서들의 상태를 위해, 롤 세그먼트 코딩을 위해, 유지보수 주기를 위해, 혹은 유사한 기능들을 위해, 저장되어 있는 신호들을 처리한다.
롤 세그먼트(8)의 상부 프레임(12) 상에 제공되는 단자 박스(21)는 상기한 상부 프레임(12) 상에서 다른 곳에 가용되는 기계 냉각수를 이용하여 냉각된다.
필드 버스 모듈(20)은 물리적으로 전기 금속선, 혹은 광섬유, 혹은 무선 전송 기술, 혹은 적외선 신호를 이용하여 접속 및 연결된다.
전압 공급 장치용 케이블 팩(23)의 케이블은 축 조절 장치(18) 및 필드 버스 모듈(20)을 위한 에너지를 전달하면서, 공동의 플러그 타입 커넥터(22a)를 형성한다.
Claims (8)
- 금속, 특히 강(3)의 연속 주조 장치(1)의 지지 롤 프레임(2)용 제어 및/또는 조절 장치로서, 상기 지지 롤 프레임(2)은 연속해서 배치되는 다수의 롤 세그먼트(8)로 구성되고, 이들 롤 세그먼트(8)는 이송 및 교정, 및/또는 내부 표면 품질을 개선하고 두께를 변경하기 위해, 쌍을 이룬 피스톤 실린더 유닛(13)을 이용하여, 지지 롤(10)을 지지하는 하부 프레임(11)과 이 하부 프레임의 맞은편에 위치하는 상부 프레임(12)을 통해 상호 간에 조절되는 방식으로 조정될 수 있으며, 필드 장치(14)의 측정 데이터는 분산되어 검출 및 처리되는 상기 제어 및/또는 조절 장치에 있어서, 필드 장치(14)는 상기 롤 세그먼트(8)에 인접되게 혹은 그 상부에 배치되거나, 혹은 롤 세그먼트(8) 근처에서 위치 고정된 홀 스탠드(17)에 배치되며, 그리고 상기 필드 장치(14)의 측정 신호들은 축 조절 장치(18)를 통해 처리 및 저장되며, 그리고 상기 필드 장치(14)는 필드 버스 모듈(20)을 통해 메모리 프로그램 가능 제어 시스템(19)과 통신하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 장치의 지지 롤 프레임용 제어 및/또는 조절 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 롤 세그먼트 상부 프레임(12) 상에서는, 상기 필드 장치(14)는 단자 박스(21) 내의 축 조절 장치(18)에 연결되고, 상기 롤 세그먼트 상부 프레임(12) 상에 개폐 밸브(15)가 제공되고, 이들 개폐 밸브(15)는 상기 축 조절 장치(18)와 연결되고, 이 축 조절 장치(8)로부터 탈착식 매체 공급 커플링 (22)을 거쳐 케이블 팩(23)을 이용하여, 위치 고정된 홀 스탠드(17)에 고정된 단자 박스(24)와 연결되며, 그리고 필드 버스 모듈(20)을 통해서는 상기 연속 주조 장치(1)의 제어실(25) 내 메모리 프로그램 가능 제어 시스템(19)과 연결되는 것을 특징으로 하는 연속 주조 장치의 지지 롤 프레임용 제어 및/또는 조절 장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 롤 세그먼트 상부 프레임(12) 상에서, 유압 실린더(13a)로부터 제공되는 위치 센서들의 신호들은 각각 단자 박스(21)로 안내되고, 탈착식 매체 공급 커플링(22)을 이용하여 형성된 케이블 팩(23)은 롤 세그먼트(8)로부터 위치 고정된 홀 스탠드(17) 상으로, 혹은 연속 주조 장치(1) 및 축 조절 장치(18) 상으로 안내되고, 상기 축 조절 장치(18)에는 상기 위치 고정된 스탠드(17) 상의 밸브 스탠드(26)가 연결되며, 그리고 상기 축 조절 장치(18)의 신호들은 필드 버스 모듈(20)을 통해 상기 연속 주조 장치(1)의 제어실(25) 내 메모리 프로그램 가능 제어 시스템(19)으로 안내되는 것을 특징으로 하는 연속 주조 장치의 지지 롤 프레임용 제어 및/또는 조절 장치.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 축 조절 장치(18)는, 지지 롤(10)을 위치 결정하기 위해, 이웃한 롤 세그먼트(8)의 구동되는 지지 롤(10)을 동기화하기 위해, 좌측 혹은 우측 유압 실린더(13a)를 위해, 또는 유입측 혹은 유출측을 위해, 센서들의 상태를 모니터링 하기 위해, 롤 세그먼트 코딩을 위해, 유지보수 주기 등을 위해, 저장되어 있는 신호들을 처리하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 장치의 지지 롤 프레임용 제어 및/또는 조절 장치.
- 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 단자 박스(21)는, 상기 롤 세그먼트(8)의 상부 프레임(12) 상에 존재하는 기계 냉각수를 이용하여 냉각되는 것을 특징으로 하는 연속 주조 장치의 지지 롤 프레임용 제어 및/또는 조절 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 필드 버스 모듈(20)은 물리적으로 전기 금속선, 광섬유, 혹은 무선 전송 기술, 혹은 적외선 신호를 이용하여 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 연속 주조 장치의 지지 롤 프레임용 제어 및/또는 조절 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항 또는 제 6 항에 있어서, 전압 공급 장치, 축 조절 장치(18) 및 필드 버스 모듈(20)용 케이블 팩의 케이블들은, 공동의 플러그 타입 커넥터(22a)를 이용하여 연결되는 것을 특징으로 하는 연속 주조 장치의 지지 롤 프레임용 제어 및/또는 조절 장치.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항 또는 제 6 항에 있어서, 위치 센서들의 신호용 케이블들은, 상기 롤 세그먼트(8) 상의 단자 박스(21)로부터, 매체 공급 커플링(22)을 이용하여 축 조절 장치(18)로 향하는 탈착식 플러그 타입 커넥터(22a)로서 구현되는 것을 특징으로 하는 연속 주조 장치의 지지 롤 프레임용 제어 및/또 는 조절 장치.
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