KR20070085061A - Continuous casting machine with a continuous casting die for casting liquid metals, particularly steel materials - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 용융 금속, 특히 강 소재를 주조하기 위한 연속 주조 다이를 포함하는 연속 주조기에 관한 것이다. 상기 연속 주조 다이는 주조 금형을 형성하는 광폭측 플레이트를 포함한다. 상기 광폭측 플레이트들 사이에는 주조 강편의 수축을 고려하여 주조 강편 폭을 형성하기 위해 양측에서 조정 가능한 협폭측 플레이트가 배치된다. 상기 협폭측 플레이트들에는 수직으로 이격되어 배치된 2개의 피스톤-실린더 유닛이 액추에이터 및 지지 베어링으로서 각각 제공되어 있다. 상기 피스톤-실린더 유닛의 위치는 필드 측정 장치들을 통해 측정되며, 측정 데이터는 필드 버스 모듈을 통해 BUS-신호로서 BUS-라인으로 전달되고, 상기 연속 주조기의 제어 유닛 내에 저장되며, 그리고 처리 후에 제어 신호로서 상기 액추에이터로 피드백될 수 있다.The present invention relates to a continuous casting machine comprising a continuous casting die for casting molten metal, in particular steel material. The continuous casting die includes a wide side plate that forms a casting mold. Between the wide side plates, narrow side plates that are adjustable on both sides are disposed to form a cast steel piece width in consideration of shrinkage of the cast steel piece. The narrow side plates are provided with two piston-cylinder units arranged vertically spaced apart as actuators and support bearings, respectively. The position of the piston-cylinder unit is measured via field measuring devices, the measurement data being transmitted to the BUS-line as a BUS-signal via the fieldbus module, stored in the control unit of the continuous casting machine, and after processing the control signal. It may be fed back to the actuator as.
상기와 같은 연속 주조기는 WO 01/94052 A1으로부터 공지되어 있다. 상기 문헌에는, 연속 주조 시스템의 제어 유닛의 프로세스 컴퓨터 내에서, 연속 주조 다이에서 센서들을 통해 획득한 측정 데이터의 분산 주조 데이터 처리(decentralized casting data processing)를 실행하기 위한 연속 주조기가 기술된다. 측정 데이터의 분산 수집은 측정 구간을 더욱 효율화한다. 또한, 상기와 같은 분산 수집은, 측정 및 제어 데이터가 연속 주조 다이 상에서 직접적으로 냉각형필드 버스 모듈에 수집되어, BUS-신호로서 BUS-라인으로 전달되고, 최소한 연속 주조 시스템의 제어 유닛 내에서 저장되고/되거나 처리되도록 함으로써 측정 장비를 간소화한다.Such continuous casting machines are known from WO 01/94052 A1. Said document describes, in a process computer of a control unit of a continuous casting system, a continuous casting machine for performing decentralized casting data processing of measurement data obtained via sensors in a continuous casting die. Distributed collection of measurement data further streamlines the measurement interval. In addition, such distributed collection allows measurement and control data to be collected in a cooled fieldbus module directly on a continuous casting die, delivered as a BUS signal to the BUS line, and stored at least in the control unit of the continuous casting system. Simplify measurement equipment by allowing them to be and / or processed
협폭측 플레이트에 체결된 피스톤 로드 또는 유압 실린더를 조정하기 위해, 유압 실린더 근처에서 각각 생성되고 변환되어야 하는 다양한 신호들은 제어 회로와 전기적으로 연결된다. 유압 컴포넌트를 조정하기 위해 필요한 밸브 스탠드는 일반적으로 주입 플랫폼(pouring platform) 영역의 홀 지지 구조물에 배치되거나 혹은 주입 플랫폼 하부에(이른바 고정 받침대 상에) 배치된다. 제어 유닛은 통상적으로 주입 플랫폼 영역에서 제어 챔버 내에 설치된다. 연속 주조 다이의 영역에 위치하는 필드 장치의 경우, 분리부가 제공되어야 한다. 왜냐하면, 연속 주조 다이는 신속하게 해체되고 다시 장착될 수 있어야 하기 때문이다. 그러므로 측정 데이터는 필드 측정 장치에 의해 단지 연속 주조 다이로부터 혹은 밸브 스탠드로부터 제어실의 제어 회로 내로 안내될 수 있다. 제어실 내의 제어 회로에 대한 거리는 항시 매우 높으며, 각각의 연속 주조 다이로부터 4개의 위치 센서의 데이터가, 다시 말해 4개의 제어 밸브의 데이터가, 4개의 동기 직렬 인터페이스로 전달되고 12개의 아날로그 신호로 처리된다.In order to adjust the piston rod or hydraulic cylinder fastened to the narrow side plate, the various signals to be generated and converted respectively near the hydraulic cylinder are electrically connected to the control circuit. The valve stand required for adjusting the hydraulic components is generally arranged in the hole support structure of the pouring platform area or below the injection platform (so-called on a fixed pedestal). The control unit is typically installed in the control chamber in the injection platform area. For field devices located in the region of a continuous casting die, a separator must be provided. This is because the continuous casting die must be able to be quickly dismantled and remounted. The measurement data can therefore be guided by the field measuring device only from the continuous casting die or from the valve stand into the control circuit of the control room. The distance to the control circuits in the control room is always very high, and data from four position sensors from each continuous casting die, ie data from four control valves, is transmitted to four synchronous serial interfaces and processed into twelve analog signals. .
본 발명의 목적은 연속 주조 다이 영역의 측정 데이터를 냉각형 필드 장치들에 수집하여 국부적으로 처리하는 것에 있다.It is an object of the present invention to collect and locally process measurement data of a continuous casting die area in cooled field devices.
상기 목적은 본 발명에 따라, 피스톤-실린더 유닛의 유압 실린더가, 측정 신호 및 제어 신호 라인용 위치 고정형 단자함을 구비하여 연속 주조 다이의 영역에 혹은 연속 주조 제어 유닛의 영역에 배치되는 밸브 스탠드에 각각 연결되며, 그리고 상기 단자함은 축 컨트롤러와 연결되고, 이 축 컨트롤러에 의해서 필드 버스 모듈은 신호들을 메모리 프로그램 가능한 제어 유닛으로 안내함으로써 달성된다. 모듈 간의 간격이 보다 짧아짐에 따라 배선에 소요되는 비용이 감소함으로써 이점이 제공될 수 있다. 그러나 주된 장점은 축 컨트롤러에 있다. 이 축 컨트롤러는, 서보 축을 제어하기 위해 이용되는, 특수 마이크로프로세서를 바탕으로 하는 회로이다. 이동 제어 유닛에서 사용되는 표준 소프트웨어는 축 설정을 위한 실시간 제어를 통합한다. 상기 이동 제어 유닛은 예컨대 하기 장비들을 위한 인터페이스를 구비하고 있다:The object is, in accordance with the present invention, a hydraulic cylinder of a piston-cylinder unit, respectively, in a valve stand, which is arranged in the region of the continuous casting die or in the region of the continuous casting control unit with a fixed terminal box for measuring signals and control signal lines. And the terminal box is connected to an axis controller, by which the field bus module is achieved by directing signals to a memory programmable control unit. As the spacing between modules becomes shorter, the benefits can be provided by reducing the cost of wiring. But the main advantage lies in the axis controller. This axis controller is a circuit based on a special microprocessor which is used to control the servo axis. The standard software used in the movement control unit incorporates real-time control for axis setting. The movement control unit is provided with an interface for the following equipment, for example:
- 연주기- 혹은 단계-위치 변환기;A player- or step-position converter;
- 디지털- 혹은 아날로그-입력장치 혹은 출력장치;-Digital or analogue input or output;
- 프로세스 필드 버스;A process field bus;
- 네트워크.- network.
응용을 위해 이용되는 이동 제어 유닛은 원격 제어 장치 및 데이터 표시 장치(디스플레이)를 포함한다. 응용 소프트웨어는 표준 소프트웨어이며, 재호출 가능한 메모리에 저장된다. 상기 이동 제어 유닛은, 다수의 축(유압식 피스톤-실린더 유닛)을 제어할 수 있다. 그래프 메뉴를 바탕으로, 상기 이동 제어 유닛은 파라미터들을 통해 축의 타입에 적응될 뿐 아니라 위치 피드백의 타입에도 적응된다. 프로그래밍은 요구되지 않는다. 상기 이동 제어 유닛은 필드 버스 라인 단자를 통해 필요한 설정값 및 스타트 이동을 수신받고, 이 내용을 위치 및 상대 표시부를 구비한 상위 시스템에 피드백한다. 또 다른 장점은, 메모리 프로그램 가능한 제어 유닛과 축 컨트롤러 사이의 데이터 전달이 시간에 따라 비임계 상태에서 확실하게 이루어짐으로써 제공된다.The movement control unit used for the application includes a remote control device and a data display device (display). Application software is standard software and is stored in recallable memory. The movement control unit can control a plurality of shafts (hydraulic piston-cylinder unit). Based on the graph menu, the movement control unit is adapted not only to the type of axis via the parameters but also to the type of position feedback. Programming is not required. The movement control unit receives the necessary set values and start movements through the field bus line terminals and feeds the contents back to the host system with position and relative display. Another advantage is provided by ensuring that data transfer between the memory programmable control unit and the axis controller is made in a non-critical state over time.
응용 소프트웨어 모듈은 표준화될 수 있다. 소재 비용 및 시설 비용 그리고 시간에 따른 배선 비용은 절감될 수 있다. 전기적 결함 민감성이 감소된다. 마찬가지로 유지 보수 비용도 절감된다. 조립 및 작동 개시에 필요한 시간이 단축된다.Application software modules can be standardized. Material costs, facility costs, and wiring costs over time can be reduced. Electrical fault sensitivity is reduced. Similarly, maintenance costs are reduced. The time required for assembly and start of operation is shortened.
전자 장치의 조립 및 유지 보수는, 메모리 프로그램 가능한 제어 유닛이 접점 수가 그에 상응하는 조건에서 탈착식 플러그 타입 커넥터를 이용하여 필드 버스 모듈에 연결됨으로써 간소화된다.Assembly and maintenance of the electronic device is simplified by the memory programmable control unit being connected to the field bus module using a removable plug type connector under the condition that the number of contacts corresponds.
또한, 상기한 장점들은 또 다른 구현예에 따라, 유압 실린더에 각각 통합되는 위치 센서들이, 플러그 타입 커넥터를 통해, 홀 지지 구조물에 안착된 밸브 스탠드와 연결됨으로써 달성된다.In addition, the above advantages are achieved according to another embodiment by the position sensors respectively integrated in the hydraulic cylinders being connected via a plug type connector with a valve stand seated on the hole support structure.
고온 구역 근처에 위치하는 모듈들은 또 다른 특징에 따라, 연속 주조 다이 영역의 단자함이 내부적으로 냉각됨으로써 보호된다. Modules located near the hot zone are protected by internal cooling of the terminal box of the continuous casting die area according to another feature.
냉각을 위해, 일반적으로, 냉매로서 공기나 혹은 연속 주조 다이로부터 배출되는 냉각수가 사용되는 점이 제안된다.For cooling, it is generally proposed that coolant discharged from air or a continuous casting die is used as the refrigerant.
일 개선예에 따라, BUS 라인 및 필드 버스 모듈, 그리고 측정 신호 및 제어 신호 라인들은 물리적으로 광도파관, 혹은 무선 전송장치, 혹은 적외선 기술로 형성된다.According to one refinement, the BUS lines and field bus modules, and the measurement and control signal lines are physically formed by optical waveguides, radio transmitters or infrared technology.
본 발명은 다음에서 도면에 도시된 실시예에 따라 더욱 상세하게 설명된다.The invention is explained in more detail according to the embodiment shown in the following figures.
도 1 은 홀 지지 구조물을 구비한 임의의 연속 주조기를 나타내는 측면도이다.1 is a side view of an optional continuous casting machine having a hole support structure.
도 2 는 협폭측 플레이트의 조정 장치를 구비한 연속 주조 다이를 절결하여 도시한 수직 횡단면도이다.FIG. 2 is a vertical cross-sectional view cut away showing a continuous casting die provided with an adjustment device for narrow side plates.
도 3 은 개폐 회로를 구비한 연속 주조 다이를 나타내는 개략화된 블록도이다.3 is a schematic block diagram illustrating a continuous casting die with an open / close circuit.
<도면의 주요부분에 대한 설명><Description of main parts of drawing>
1: 연속 주조기 2: 지지 롤 스탠드1: continuous casting machine 2: support roll stand
3: 강 소재 4: 주입 래들(pouring ladle)3: steel material 4: pouring ladle
5: 턴디쉬(tundish) 6: 연속 주조 다이5: tundish 6: continuous casting die
7: 주조 강편(casting billet) 8: 롤 세그먼트7: casting billet 8: roll segment
8a: 제1 롤 세그먼트 9: 증기 챔버8a: first roll segment 9: vapor chamber
10: 연속 주조 다이의 주조 금형 11: 광폭측 플레이트10: Casting mold of continuous casting die 11: wide side plate
12: 주조 강편 폭 13: 협폭측 플레이트12: casting slab width 13: narrow side plate
14: 고정 블록 15: 조정 장치14: fixed block 15: adjusting device
16: 피스톤-실린더 유닛 16a: 유압 실린더16: piston-
17: 스프링 18: 클램핑 블록17: spring 18: clamping block
19: 브래킷 20: 지지 프레임19: bracket 20: support frame
21: 필드 측정 장치 21a: 통합된 위치 센서21:
22: 필드 버스 모듈 22a: BUS-라인22:
23: 연속 주조 제어 유닛 24: 밸브 스탠드23: continuous casting control unit 24: valve stand
25: 단자함 26: 제어 챔버25: terminal box 26: control chamber
27: 홀 지지 구조물 28: 측정 신호 및 제어 신호 라인27: hole support structure 28: measurement signal and control signal line
29: 플러그 타입 커넥터 30: 축 컨트롤러29
31: 메모리 프로그램 가능한 제어 유닛31: memory programmable control unit
32: 분리선32: dividing line
도1에 따른 연속 주조기(1)는 지지 롤 스탠드(2)를 포함한다. 이 지지 롤 스탠드(2) 내에서는, 용강 소재(3)로 출발하여 주입 래들(4)로부터 턴디쉬(5) 및 연속 주조 다이(6)를 통해 유동되어 외부에서 냉각되는 주조 강편(7)이 보호되면서 추가로 냉각된다. 상기 지지 롤 스탠드(2)는 다수의 롤 세그먼트(8)로, 빈번하게는 15개까지의 롤 세그먼트(8)로 구성되며, 롤 세그먼트들 중 제1 롤 세그먼트(8a)는 증기 챔버(9)로 둘러싸여 있다. 상기 증기 챔버(9) 전방에는 연속 주조 다이(6)가 위치하며, 이 연속 주조 다이(6)의 주조 금형(10)은 도2에 따라 생산될 주조 강편(7)의 두께 간격으로 이격되어 상호 간에 마주보고 위치하는 2개의 광폭측 플 레이트(11)로 구성된다. 상기 광폭측 플레이트(11) 사이에는 주조 강편(7)의 수축을 고려하면서 주조 강편 폭(12)을 형성하기 위해 양측에서 조정 가능한 협폭측 플레이트(13)가 배치되며, 이 협폭측 플레이트(13)에는, 예컨대 수직으로 이격되어 평행하게 배치되는 2개의 고정 블록(14)이 각각 제공된다. 이 고정 블록(14) 사이에는 양측면에 조정 장치(15)가 배치된다. 조정 장치(15)는 유압식 피스톤-실린더 유닛(16)을 포함한다. 상기 고정 블록(14)은 클램핑 블록(18) 내부에 스프링(17)을 구비하고 있다. 그리고 상기 고정 블록(14)은 지지 프레임(20)에 의해 지지되는 브래킷(19) 상에 장착 지지된다. 상기 피스톤-실린더 유닛(16)은 동시에 액추에이터 및 지지 베어링이다. 자체에 유압 실린더(16a)를 구비한 두 피스톤-실린더 유닛(16)의 위치는 필드 측정 장치(21)를 통해 측정된다. 필드 측정 장치(21)는 예컨대 통합된 위치 센서(21a), 그리고 좌측 또는 우측용 동기화 수단, 상부 혹은 하부용 동기화 수단뿐 아니라, 센서 상태, 주조 다이 암호화, 유지 보수 주기 등에 필요한 동기화 수단으로 구성된다. 목표되는 측정 데이터는, 각각의 필드 버스 모듈(22)을 통해 BUS 신호로서 BUS 라인(22a)으로 전달되고, 위치 고정된 단자함(25)을 구비한 밸브 스탠드(24)를 통해 본원의 연속 주조기(1)의 연속 주조 제어 유닛(23) 내로 유도되어 저장되며, 그리고 처리 후에 제어 신호로서 액추에이터로, 다시 말해 예컨대 유압 실린더(16a)로 피드백된다. 상기 제어 유닛은 홀 지지 구조물(27)과 견고하게 체결된 제어실의 제어 챔버(26) 내에 위치한다.The continuous casting machine 1 according to FIG. 1 comprises a
상기 유압 실린더(16a)는 연속 주조 다이(6)의 근처에서, 혹은 연속 주조 제어 유닛(23)의 근처에서 밸브 스탠드(24)에 연결된다. 상기 밸브 스탠드(24)는 또 한 상기 제어 챔버(26)의 근처에 위치할 수도 있다(도1). 상기 밸브 스탠드(24)는 단자함(25)을 구비하고 있으며, 이 단자함(25)으로 측정 신호 및 제어 신호 라인(28)이 안내된다. 상기 측정 신호 및 제어 신호 라인(28)은 플러그 타입 커넥터(29)와 연결된다. 상기 밸브 스탠드(24)로부터 수신되는 신호들은, 연결된 축 컨트롤러(30) 내에서 처리되어, 필드 버스 모듈(22)을 통해 제어 챔버(26) 내에 위치하는 메모리 프로그램 가능한 제어 유닛(31)으로 전송된다.The
회로 블록은 액추에이터 및 지지 베어링(유압 실린더(16a))의 변형된 실시예를 위해 재차 개략화되어 도3에 도시되어 있다. 분리선(32)은 축 컨트롤러(30)에 대해 밸브 스탠드(24) 및 단자함(25)이 근처에 위치해 있음을 나타내고 있으며, 유압 실린더(16a)로부터 획득한 측정 데이터는 플러그 타입 커넥터(29)를 통해 축 컨트롤러(30)로 전송되고, 그런 다음 필드 버스 모듈(22)을 통해 제어 챔버(26) 내의 메모리 프로그램 가능한 제어 유닛(31)으로 전송된다. 이와 관련하여 본원에 따라 상기 제어 유닛(31)은 상기 축 컨트롤러(30)로부터 더 이상 매우 멀리 떨어져 있지 않다.The circuit block is again outlined in FIG. 3 for a modified embodiment of the actuator and support bearing (
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