KR20090051770A - 박판 주조 스트립 내의 결함원인 확인 및 감소 - Google Patents

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KR20090051770A KR1020097006380A KR20097006380A KR20090051770A KR 20090051770 A KR20090051770 A KR 20090051770A KR 1020097006380 A KR1020097006380 A KR 1020097006380A KR 20097006380 A KR20097006380 A KR 20097006380A KR 20090051770 A KR20090051770 A KR 20090051770A
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Abstract

본 발명은 스트립 제조에 관한 것으로, 연속적인 주조에 의해 박판 주조 스트립을 제조하는 방법이 개시된다. 적어도 2개의 센서가 한 쌍의 주조용 롤 또는 한 쌍의 롤 브러시 중 적어도 하나의 적어도 일측에 동작상 접속되어, 주조공정 동안 적어도 2개의 힘-관련 매개변수들을 연속적으로 측정한다. 측정된 힘-관련 매개변수들에 대응하는 적어도 2개의 타임 도메인 신호가 생성된다. 타임 도메인 신호는 연속적으로 모니터 되어 대응하는 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환된다. 주파수 도메인 스펙트럼이 분석되고, 상기 주파수 스펙트럼 내의 주파수성분 신호의 적어도 일부의 강도레벨로부터 합성강도 값이 연속적으로 계산된다. 스트립 결함을 감소시키기 위해 주조 매개변수들이 조정된다.
Figure P1020097006380
주조 스트립, 타임 도메인 신호, 주파수 도메인 스펙트럼, 합성강도 값

Description

박판 주조 스트립 내의 결함원인 확인 및 감소{IDENTIFYING AND REDUCING CAUSES OF DEFECTS IN THIN CAST STRIP}
본 발명은 연속적인 주조에 의한 박판 스트립의 주조에 관한 것이다.
철강 생산을 위한 연속적인 주조방법에 있어서, 용융금속은 주조장치에 의해 박판 스트립으로 직접 주조된다. 박판 스트립의 형상(shape)은 장치에 사용된 주조용 롤의 주형에 의해 결정된다. 주조 스트립은 냉각 및 주조용 롤들로부터 빠져나오는 과정을 거칠 수도 있다.
쌍롤식 주조기에서, 서로 반대방향으로 회전하며 내부적으로 수냉되는 한 쌍의 수평 주조용 롤 사이에 용융금속(molten metal)을 도입함으로써 움직이는 롤 표면에 금속 쉘을 응고시킨 다음 롤들 사이의 닙(nip)에서 금속 쉘을 한데 모아 닙으로부터 하향 송출되는 박판 스트립 제품을 생산한다. 여기서 "닙"이라는 용어는 롤들이 가장 근접하게 되는 영역 전반을 의미한다. 용융금속을 레이들(ladle)로부터 턴디시(turndish)와 닙 위에 위치한 코어 노즐(core nozzle)로 구성되는 금속공급시스템을 통해 부어 닙 바로 위 롤의 주조면 상에 지지되며 닙의 길이방향을 따라 신장되는 용융금속의 주조용 풀을 형성한다. 이러한 주조용 풀은, 주조용 풀의 양쪽 단부로 용융금속이 넘치지 않도록 양쪽 단부를 막기 위해 일반적으로 주조용 롤 의 단면(end surfaces)과 슬라이드 결속된 내화성(refractory)의 측판 또는 사이드 댐 사이에 가두어진다.
통상, 주조용 롤 중 하나는 고정된 축받이(journals) 내에 장착되며, 다른 하나의 주조용 롤은 지지대(support) 상에 회전가능하게 장착되며, 지지대는 주조용 롤의 분리 및 스트립의 두께 변동을 수용하여 롤을 측방으로 이동시킬 수 있도록 편향력(biasing force)의 작용에 대항하여 움직일 수 있다. 편향력은 나선형 압축 스프링(helical compression springs)에 의해 제공될 수 있고, 다른 방법으로 유압 실린더 유닛(pressure fluid cylinder units)으로 구성될 수도 있다.
하나의 주조용 롤에 대해 다른 하나의 주조용 롤이 측방으로 이동하도록 편향시키는 스프링을 구비하는 스트립 주조기는 Fish와 그외 발명가들에 의한 미국특허번호 제6,167,943호에 개시되어 있다. 상기 문헌에 개시된 장치에서 편향스프링은 롤 캐리어와 한 쌍의 스러스트 반발구조(thrust reaction structures) 사이에 작용하며, 그 위치는 스프링의 초기 압축력이 주조용 롤의 양쪽 단부에서 동일하게 설정되도록 한 쌍의 동력 기계장치 잭(powered mechanical jacks)의 작용에 의해 설정될 수 있다. 롤 캐리어의 위치는 주조공정 개시 후에 설정되고 조정됨으로써 안정된 프로파일의 스트립을 생산하기 위해 롤 사이의 간극(gap)이 닙의 폭 전체에 걸쳐 일정하에 유지되도록 한다. 그러나, 주조공정이 지속됨에 따라 롤에서의 이심률(eccentricities) 및 다양한 열 팽창과 다른 역학 효과(dynamic effects)로 인한 역학 변화로 인해 스트립의 프로파일은 불가피하게 변할 것이다.
주조용 롤에서의 이심률은 스트립의 두께를 따라 스트립 두께 변화를 야기할 수 있다. 그러한 이심률은 기계가공 및 주조용 롤의 조립에 의해 또는 주조 캠페인 동안 불균일한 열 유동 분포(heat flux distribution)로 인한 고온 주조용 롤의 왜곡(distortion)에 의해 일어날 수 있다. 특히, 주조용 롤 각각의 회전은 롤에서의 이심률에 따라 두께 변화 패턴을 일으킬 것이며, 스트립 내의 이러한 패턴은 주조용 롤 각각의 회전에 따라 반복될 것이다. 롤의 회전에 따라 주기적으로 반복되는 이와 같은 패턴은 사인곡선(sinusoidal)이지만 거기에는 주조용 롤의 회전 속도와 직접 관계된 사인곡선 패턴이 아닌 2차 또는 다른 진동성 파동(vibrational fluctuations)이 있다.
쌍롤식 주조기용 주조용 롤의 디자인 개선에 의해, 특히 주조용 롤과 주조용 풀 사이 계면에서의 열 유동을 제어할 수 있는 텍스쳐 표면(textured surface) 규정에 의해, 스트립 주조 속도를 극적으로 향상시킬 수 있게 되었다. 그러나, 더 높은 속도록 박판 스트립을 주조함에 따라 주조 스트립의 특성에 영향을 끼칠 수 있는 시스템 내의 고주파 및 저주파 진동 모두를 초래하는 경향이 높아지게 되었다.
주강 스트립 내의 고주파 진동 또는 결함은 쌍롤식 주조기 조립장치(twin caster assembly) 내의 고주파 채터, 중주파 채터 및 브러시-인듀스트(brush-derived) 채터에 기인한 것이다. 저주파 게이지 진동(low frequency gauge variation)은 헤링본(herringbone)(특히 저주파에서 나타나는 스트립 결함의 한 유형), 화이트 라인(white line)(저주파에서 나타나는 결함의 다른 유형) 및 투와이스-퍼-롤 회전(twice-per-roll revolution) 관련 힘의 파동(force fluctuation)이라 알려진 결함이며, 이들 결함은 또한 주조기 조립장치 내에서의 바람직하지 못한 저주파 진동에 기인한 것이다. 다른 유형의 결함들이 또한 관찰되었다.
Nikolovsky와 그외 발명가들에 의한 미국특허번호 제6,604,569호에는, 주강 스트립에서의 진동을 비록 제거하지는 않더라도 감소시키기 위해, 주조용 롤의 회전속도 변화가 수행되는 방법에 대해 개시하고 있다. 예를 들면, 주조용 롤 내의 이심률로부터 야기되는 반복되는 두께변화는 롤의 회전속도에 속도 변화 패턴을 부여함으로써 감소 될 수 있다. 주조 속도에 있어서의 조그마한 속도변화도 효과적일 수 있기 때문에 이와 같은 방법에 있어서의 보상이 가능하다. Nikolovsky 특허는 롤 이심률을 갖는 스트립 두께 변동에 대해 롤의 속도에 있어서의 보상 방법을 결정하기 위한 강철 스트립 생산 후의 두께 측정에 관한 것이다. 그러나, 박판 주강 스트립의 두께 측정은 주조용 롤에서 일어나고 있는 일들을 직접적으로 나타내는 것은 아니며, 박판 주강 스트립 시스템에서 발생할 수 있는 고주파 및 저주파 진동을 보상하지 않는다.
Damasse와 그외 발명가들에 의한 미국특허번호 제5,927,375호에는, 쌍롤식 주조 시스템의 주조용 롤에서의 롤 분리 힘을 측정하고, 주조용 롤의 회전에 관련된 주기적인 고조파(harmonic frequencies)를 관찰하는 것에 대해 개시하고 있다. 상기 Damasse 장치는 주조용 롤의 형상 및 그 외의 요인에 기인한 주조용 롤의 이심률을 제어한다. 상기 Damasse 특허는 주조용 롤의 이심률 및 롤 회전과 무관한 스트립 프로파일 이심률(ecentricities)을 측정하거나 정정하지 않는다. 스트립 프로파일 결함은 주조용 롤의 형상 및 롤의 회전과 무관할 수 있으며, 이는 주조기 시스템에 의해 야기된 다른 역학(dynamics) 및 진동으로 인해 각 주조용 롤 상의 열 유동이 변할 수 있기 때문에 발생할 수 있다.
박판 주조 스트립 프로파일에서 발생할 수 있는 다양한 결함들을 확인 및 정정하고 이를 주조 캠페인 동안 실시간으로 실시하는 것은 스트립의 대량생산에 이점이 있다. 일반적으로 수 밀리미터 또는 그 이하 범위로, 확인된 스트립 결함에 따라 닙에서의 주조용 롤의 적절한 분리를 규정하기 위해 롤 분리 간격을 실시간으로 정확하게 변화시킬 필요가 있다. 주조 캠페인 동안 주조용 롤들이 밀착되도록 하는 편향력을 조정함으로써 주조용 롤 사이의 갭을 조정하는 것은 특히 주조 개시시에 스트립의 두께변동을 또한 조절할 수 있다. 또한, 주조속도 및 주조용 풀의 높이를 확인된 스트립 결함에 따라 실시간으로 조정함으로써 박판 주조 스트립의 특성을 개선할 수 있다.
연속적인 주조에 의해 박판 주조 스트립을 제조하는 방법에 있어서,
a) 그들 사이에 닙을 구비하며, 주조용 롤의 주조 표면상에 지지되는 용융금속의 주조용 풀을 가두어둘 수 있도록 상기 닙의 단부에 인접한 사이드 댐을 구비하는 한 쌍의 주조용 롤을 조립하는 과정과;
b) 적어도 두 개의 센서를 상기 한 쌍의 주조용 롤 중 적어도 일측 단부에 동작상 연결하여 상기 센서에 의해 측정된 힘-관련 매개변수를 나타내는 적어도 2 개의 타임 도메인 신호를 상기 센서로부터 생성하는 과정과;
c) 상기 한 쌍의 주조용 롤 사이에 용강을 도입하여 상기 사이드 댐에 의해 한정되는 상기 주조용 롤의 주조표면상에 유지되는 주조용 풀을 형성하는 과정과;
d) 상기 주조용 롤을 서로 반대방향으로 회전시켜 상기 주조용 롤의 주조 표면상에 응고된 금속 쉘을 형성하고 상기 응고된 쉘로부터 상기 주조용 롤 사이의 닙을 통해 박판 주조 스트립을 형성하는 과정과;
e) 상기 타임 도메인 신호를 프로세서-기반 플랫폼(processor-based platform)에서 연속적으로 수신하는 과정과;
f) 각각의 상기 타임 도메인 신호를 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하는 과정; 및
g) 주어진 주파수 범위에 대해 합성강도 값(composite intensity value)을 연속적으로 계산하는 과정을 포함한다.
상기 방법은 주조공정 동안 박판 주조 금속 스트립 내의 변이성(variability) 및 결함의 원인을 감소시켜 스트립의 특성을 개선하도록 한다.
상기 방법은 상기 한 쌍의 주조용 롤들의 각 주조용 롤의 양쪽 단부에 센서를 접속하고, 각 주조용 롤의 양쪽 단부에서 힘-관련 매개변수를 나타내는 타임 도메인 신호를 각 센서로부터 연속적으로 생성하는 과정을 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 방법은 따라서 쌍롤식 주조기 시스템의 주조용 롤의 일측 단부에서 제1 및 제2 힘-관련 매개변수를 연속적으로 동작상(operationally) 측정하고, 또한 쌍롤식 주조기 시스템의 주조용 롤의 대향 단부(opposite end)에서 제 및 제4 힘-관련 매개변수를 연속적으로 동작상 측정하여 제1 타임 도메인 신호, 제2 타임 도메인 신호, 제3 타임 도메인 신호 및 제4 타임 도메인 신호를 각각 생성하는 과정을 더 포함할 수 있다. 상기 방법은 또한 제1 타임 도메인 신호를 제1 주파수 도메인 스펙트럼으로, 제2 타임 도메인 신호를 제2 주파수 도메인 스펙트럼으로, 제3 타임 도메인 신호를 제3 주파수 도메인 스펙트럼으로, 제4 타임 도메인 신호를 제4 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하는 과정을 포함한다. 상기 방법은 주어진 주파수 범위 내에 존재하는 주파수 성분 신호의 강도 레벨로부터 주어진 주파수 범위에 대한 합성강도 값을 연속적으로 계산하는 과정을 더 포함한다. 합성강도 값의 계산은 주파수 도메인 스펙트럼으로부터 각각의 주어진 주파수 범위에 대한 것이다.
주파수 성분 신호는 모니터상에서 운용자에게 표시되고, 주파수 도메인 스펙트럼을 형성하는 주어진 주파수 범위 내의 주어진 범위의 주파수 성분 신호로부터 합성강도 값을 연속적으로 계산함에 따라 운용자에 의해 주조용 롤 사이의 갭 분리 힘, 주조용 풀의 높이 및/또는 주조속도에 대한 조정이 이루어질 수 있다. 이러한 조정은, 예를 들면, 저주파 범위, 즉, 14Hz 미만, 중주파 범위, 즉, 14 내지 52 Hz, 고주파 범위, 즉, 52Hz 초과 주파수에 대한 합성강도 값을 계산함으로써 운용자가 이들 주파수 범위 각각의 합성강도 값을 모니터(monitoring) 하도록 한다. 다른 방법으로, 박판 주조 스트립 내의 결함 원인을 자동으로 모니터하기 위한 컴퓨터 프로그램이 제공될 수도 있다.
부가적으로 또는 다른 방법으로, 제1 및 제2 주조용 롤과 상기 주조용 롤의 주조표면을 깨끗이 하도록 위치가 정해진 제1 및 제2 주조용 롤 브러시(burshes)를 이용하여 연속적인 주조공정 동안 박판 주조 금속 스트립 내의 변이성 및 결함의 원인을 감소시키는 방법이 또한 개시되어 있다. 상기 방법은 제1 및 제2 주조용 롤 브러시의 적어도 일측에 적어도 2개의 센서를 동작상 접속하고, 상기 센서에 의해 측정된 적어도 2개의 힘-관련 매개변수를 나타내는 적어도 2개의 타임 도메인 신호들을 상기 센서로부터 생성하는 과정을 포함한다. 상기 방법은 쌍롤식 주조기 시스템의 제1 주조용 롤 브러시의 일측 단부에서 제1 힘-관련 매개변수를, 제2 주조용 롤 브러시의 일측 단부(상기 제1 주조용 롤 브러시와 동일한 일측 단부)에서 제2 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하여 제1 타임 도메인 신호 및 제2 타임 도메인 신호를 각각 생성하는 과정을 포함한다. 그러나, 상기 방법은, 제1 주조용 롤 브러시의 타측 단부에서 제3 힘-관련 매개변수를, 제2 주조용 롤의 동일한 타측 단부에서 제4 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하여 제3 타임 도메인 신호 및 제4 타임 도메인 신호를 각각 생성하는 과정을 반드시 더 포함하지는 않는다. 상기 방법은 제1 타임 도메인 신호를 제1 주파수 도메인 스펙트럼으로, 제2 타임 도메인 신호를 제2 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하고, 만일 발생되면, 제3 타임 도메인 신호를 제3 주파수 도메인 스펙트럼으로, 제4 타임 도메인 신호를 제4 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하는 과정을 또한 포함한다. 상기 방법은 각각의 2개 또는 4개의 주파수 도메인 스펙트럼을 분석하여 적어도 하나의 주어진 주파수 범위에 대해 주파수 도메인 스펙트럼으로부터 주어진 주파수 범위 내에 존재하는 주파수 합성 성분으로부터 합성강도 값을 확인하는 과정을 더 포함한다. 합성 주파수 레벨의 계산은 주파수 도메인 스펙트럼으로부터 각각의(several) 주어진 주파수 범위에 대한 것이다.
주파수 성분 신호는 모니터상에서 운용자에게 표시되고, 주어진 주파수 범위에 대해 확인된 주파수 성분의 강도 레벨로부터 합성강도 값을 주어진 주파수 범위에 대해 연속적으로 계산함으로써 운용자가 주조용 롤의 회전속도 및/또는 주조용 롤 브러시에 의해 주조용 롤의 주조표면상에 가해지는 힘을 조정할 수 있다. 이러한 조정은, 확인된 주파수 도메인 스펙트럼을 저주파 범위, 즉, 14Hz 미만, 중주파 범위, 즉, 14 내지 52 Hz, 고주파 범위, 즉, 52Hz 초과 주파수로 분할함에 따라 이루어지므로, 운용자는 이들 주어진 주파수 범위 각각에 대한 합성강도 값을 모니터할 수 있다. 다른 방법으로, 박판 주조 스트립 내의 확인된 결합 원인을 정정하기 위해 기 설정된 우선순위 스케줄에 따라 주조용 롤 브러시의 회전속도 및/또는 주조용 롤 브러시에 의해 주조용 롤의 주조 표면상에 가해지는 압력을 자동으로 조정하기 위한 컴퓨터 프로그램이 제공될 수도 있다.
본 발명의 이러한 이점 및 여타의 이점들과 본 발명의 신규한 특징들은, 실시예에 상세하게 기술된 바와 같이, 후술하는 상세한 설명 및 도면을 통해 더 명백해질 것이다.
도 1a 내지 도 1g는 본 발명의 실시예에 사용되는 연속적인 쌍롤식 주조 시스템의 다양한 양상(various aspects)을 나타낸 도면,
도 2는 도 1a 내지 도 1g에 도시된 쌍롤식 주조기 시스템과 유사한 쌍롤식 주조기 시스템에 사용되며, 주조공정 동안 박판 금속 주조 스트립 내의 변이성 및 결함의 원인을 감소시키기 위해 사용된 서브시스템을 나타내는 개략적인 블럭도,
도 3은 주조공정 동안 박판 주조 스트립 내의 변이성 및 결함의 원인을 감소시키기 위해 도 2에 도시된 서브시스템의 적어도 일부를 이용하는 쌍롤식 주조기 시스템에 사용된 방법의 제 1 실시예를 나타내는 순서도,
도 4a 내지 도 4d는 도 3에 도시된 방법에 사용되는 도 2의 서브시스템에 의해 측정된 타임 도메인 힘 신호(time domain force signals) 그래프를 예시적으로 나타내는 도면,
도 5a 내지 도 5d는 도 4a 내지 도 4d에 도시된 타임 도메인 힘 신호로부터 파생된 주파수 도메인 스펙트럼의 그래프 또는 플롯(flots)을 예시적으로 나타내는 도면,
도 6a 및 도 6b는 도 5a 내지 도 5d의 주파수 도메인 스펙트럼 내의 주파수 합성 신호로부터 파생된 주파수 대 시간 및 제곱평균제곱근(root-mean-square) 강도 대 시간 그래프 또는 플롯을 예시적으로 나타내는 도면,
도 7은 주조공정 동안 박판 주조 스트립 내의 변이성 및 결함의 원인을 감소시키기 위해 도 2에 도시된 서브시스템의 적어도 일부를 이용하는 쌍롤식 주조기 시스템에 사용된 방법의 제2 실시예를 나타내는 순서도,
도 8a 및 도 8b는 연속적인 주조에 의한 박판 주조 스트립 제조방법의 제3 실시예를 나타내는 순서도,
도 9는 박판 주조 금속 스트립 내에 헤링-본(herring-bone) 타입의 결함을 야기할 수 있는 저주파 진동을 나타내는 그래프 또는 플롯 세트를 예시적으로 나타내는 도면,
도 10a 및 도 10b는 박판 주조 금속 스트립 내에 화이트-라인(white-line) 타입의 결함을 야기할 수 있는 저주파 진동을 나타내는 그래프 또는 플롯을 예시적 으로 나타내는 도면,
도 11은 박판 주조 금속 스트립 내에 브러시-인듀스트(brush-induced) 타입의 결함을 야기할 수 있는 중주파(medium frequency) 진동을 나타내는 그래프 또는 플롯 세트를 예시적으로 나타내는 도면,
도 12는 보상되지 않은 롤 이심률 또는 주조용 풀의 요동(turbulence)에 기인한 고주파 타입의 결함을 야기할 수 있는 고주파 진동을 나타내는 그래프 또는 플롯 세트를 예시적으로 나타내는 도면,
도 13 내지 도 16은 박판 주조 스트립 내에 다양한 타입의 결함을 야기할 수 있는 저주파 채터(lfc), 중주파 채터(mfc) 및 고주파 채터(hfc)의 다양한 예를 나타내는 그래프 또는 플롯 세트를 예시적으로 나타내는 도면.
도 1a 내지 1g는 본 발명의 실시예에 사용되는 연속적인 쌍롤식 주조 시스템을 나타낸다. 일반적으로 도면 번호 11로써 표시되는 쌍롤식 주조기(twin roll caster)는 주조 강철 스트립(12)을 제조하며, 주조 강철 스트립은 밀폐된 봉입부(10)(sealed enclosure)를 통과하여 가이드 테이블(13)을 지난 다음 핀치롤 스탠드(14)를 지나고, 이를 통해 밀폐된 봉입부(10)를 빠져나온다. 봉입부(10)의 밀폐는 완전하지 않을 수 있지만, 봉입부 내에서 공기의 조절과 후술하는 봉입부 내에서의 주조 스트립에 산소를 제한하도록 구성된다. 상기 스트립은, 봉입부(10)를 빠져나온 후 또 다른 밀폐된 부분을 통과할 수 있으며, 본 발명에는 개시하고 있지 않지만 인-라인 열연(in-line hot rolling) 및 냉각 처리를 거칠 수 있다.
쌍롤식 주조기(11)는 나란하게 배치되어 그들 사이에 닙(15)을 형성하는 한 쌍의 주조용 롤(22)을 포함하며, 여기에 레이들(23)(ladle)로부터의 용융 금속이 금속공급시스템(24)(metal delivery system)을 통해 전달된다. 금속공급시스템(24)은 상기 닙(15) 위에 위치하는 턴디시(25), 분리 가능한 턴디시(26) 및 하나 이상의 코어 노즐들(27)을 포함한다. 용융 금속은 주조용 롤로 전달되어 닙(15) 위의 주조용 롤(22)의 주조표면상에 주조용 풀(16)(casting pool)을 형성한다. 주조용 롤 상에 유지되는 용강(molten steel)의 주조용 풀은 한 쌍의 제 1 사이드 댐(35)에 의해 주조용 롤(22)의 단부(ends)에서 가두어지며, 사이드 댐은 사이드 댐 홀더(37)에 접속된 스러스트 로드(50)를 통해 작용하는 한 쌍의 유압 실린더 유닛(36)의 동작에 의해 롤의 계단형 단부에 적용된다.
주조용 롤(22)은 냉각제 공급기(17), 통상 물에 의해 내부적으로 냉각된다. 주조용 롤(22)은 구동기들(18)에 의해 서로 반대방향으로 회전하도록 구동됨으로써 주조표면이 주조용 풀(16)을 통해 이동함에 따라 움직이는 주조용 롤 표면상에 금속 쉘이 응고된다. 이들 금속 쉘은 닙(15)에서 한데 모아져서 롤 사이 닙(15)으로부터 아래쪽으로 송출되는 박판 주조 스트립으로 제조된다.
턴디시(25)에는 뚜껑(28)(lid)이 장착된다. 용강(molten steel)은 배출 노즐(outlet nozzle)(29)을 통해 레이들(23)로부터 턴디시(25)로 도입된다. 상기 턴디시(25)에는 스토퍼 로드(33)(stopper rod)와 슬라이드 게이트 밸브(34)(slide gate valve)가 장착되어 배출구(31)를 선택적으로 개폐하고 턴디시(25)로부터 분리 가능한 턴디시(26)로의 금속의 흐름을 효과적으로 제어한다. 용융 금속은 턴디 시(25)로부터 배출구(31)와 배출 노즐(32)를 통과하고, 분리 가능한 턴디시(26)(분배 용기 또는 전이부로도 지칭됨)를 통과한 다음, 코어 노즐(27)로 흐른다. 주조공정 초기에는 주조 조건이 안정화되는 동안 짧은 길이의 불완전한 스트립이 생산된다. 연속적인 주조공정이 이루어진 후, 주조공정 캠페인 주기를 개시하기 위해 다음 단계의 주조 스트립의 깨끗한 헤드 단부(head end)를 형성할 수 있도록 주조용 롤들은 다소 분리되어 이동된 다음 다시 한데 모아짐으로써 스트립의 선단부(leading end)가 절단(break away) 되도록 한다. 불완전한 물질은 주조기(11) 아래에 배치되어 후술하는 바와 같이 봉입부(10)의 일부를 형성하는 스크랩 박스 리셉터클(40)(scrap box receptacle) 쪽으로 떨어진다. 이때, 피봇(39)(pivot)으로부터 봉입부(10) 내의 일측으로 통상 아래쪽으로 매달려 있는 흔들리는 에이프런(38)(swinging apron)은 닙(15)으로부터 스트립 배출구를 가로질러 흔들림으로써 주조 스트립의 헤드 단부를 가이드 테이블(13)로 안내하며, 가이드 테이블(13)은 핀치 롤 스탠드(14, pinch roll stand)로 상기 스트립을 공급한다. 이후, 도 1b 및 도 1d에 도시된 바와 같이, 에이프런(38)은 그 매달린 위치로 다시 복원되어, 스트립이 일련의 가이드 롤러들이 맞물려 있는 가이드 테이블을 통과하기 전에 주조기 아래에서 루프 형태로 매달려 있도록 한다.
본 발명에서 개시하고 있는 쌍롤식 주조기는 미국특허번호 제 5,184,668 및 제 5,277,243에 상세하게 설명된 유형의 것일 수 있으며, 본 발명의 일부를 구성하지 않는 적절한 구조적인 세부사항들에 대해서는 상기 특허들을 참조할 수 있다.
상기 봉입부(10)는 주조용 롤들(22)을 둘러싸고 있는 봉입벽 섹 션(41)(enclosure wall section)을 구비한다. 봉입부(10)는 한 쌍의 사이드 댐(35이 실린더 유닛(36)에 의해 롤의 단부로 밀착될 때 사이드 댐 플레이트 홀더(37)를 꼭 맞게 수용하도록 구성된 노치(65)(notch)를 구비하는 사이드 플레이트(64)(side plates)로 구성된다. 사이드 댐 홀더(37)와 봉입벽 섹션(41) 사이의 경계(interfaces)에는 밀봉부재(66)(seals)를 슬라이딩시켜 밀봉함으로써 상기 봉입부(10)의 밀봉상태를 유지하도록 한다. 상기 밀봉부재(66)는 세라믹 섬유 로프 또는 다른 적합한 밀봉 물질로 구성될 수 있다.
상기 실린더 유닛(36)은 봉입벽 섹션(41)을 관통하여 외부로 연장되고, 주조용 풀의 클로져 플레이트들(pool closure plates)이 주조용 롤의 단부에 밀착되도록 실린더 유닛이 작동할 때 봉입벽 섹션(41)과 맞물리도록 이 지점에서 봉입부는 실린더 유닛에 장착된 밀봉 플레이트들(67)(sealing plates)에 의해 밀봉된다. 실린더 유닛(36)은 또한 실린더 유닛의 작동에 의해 이동되는 내화성 슬라이드들(68)을 이동시켜 봉입부(10)의 상부에 있는 슬롯들(69)(slots)을 폐쇄하고, 이를 통해, 사이드 댐(35)은 주조용 롤에 적용하기 위해 주조 캠페인이 개시되었을 때 봉입부(10) 및 홀더(37)로 삽입된다. 실린더 유닛이 사이드 댐(35)을 압박하여 주조용 롤(22)에 밀착되도록 작동하면, 밀폐된 봉입부(10) 꼭대기(top)는 턴디시(26), 사이드 댐 홀더(37) 및 슬라이드(68)에 의해 폐쇄된다.
도 2는 도 1a 내지 도 1g에 도시된 쌍롤식 주조기 시스템(11)과 유사한 쌍롤식 주조기 시스템에 사용된 하부 시스템(subsystem, 200)을 나타낸 개략적인 블럭도이다. 하부 시스템(200)은 주조공정 동안 박판 주조 금속 스트립 내에서의 변이 성 및 결함 원인을 감소시키기 위해 이용된다.
상기 하부 시스템(200)은 한 쌍의 주조용 롤(22)의 제1 주조용 롤의 제1 단부에, 통상 초크에, 동작상 접속된 제1 힘센서(211)를 포함한다. 서브 시스템(200)은 주조공정 동안 제1 주조용 롤(210)의 제1 단부 상의 제1 힘(force)을 연속적으로 측정한다. 서브 시스템(200)은 또한 서브 시스템(200)의 제1 측면 상의 주조용 롤(22)의 제2 주조용 롤(220)의 제1 단부에, 통상 쵸크에, 동작상 접속된 제2 힘센서(221)를 포함하며, 주조공정 동안 주조용 롤(220)의 제1 단부 상의 제2 힘을 연속적으로 측정한다.
상기 서브 시스템(200)은 제2 대향하는 측면 상에 제1 주조용 롤의 대향하는 제2 단부에, 통상 쵸크에, 동작상 접속되어 주조공정 동안 주조용 롤(210)의 상기 대향하는 제2 단부상의 제3 힘을 연속적으로 측정하는 제3 힘센서(212)를 더 포함할 수 있다. 서브시스템(200)은 또한 제2 주조용 롤의 대향하는 제2 단부에, 통상 쵸크에, 동작상 접속되어 주조공정 동안 주조용 롤(220)의 대향하는 제2 단부상의 제4 힘을 연속적으로 측정하는 제4 힘센서(212)를 더 포함할 수 있다.
일반적으로, 힘은 통상 제1 및 제2 주조용 롤(210 및 220)의 단부에서 주조용 롤(210, 220) 축에 대해 횡방향으로 측정된다. 주조용 롤 단부에서의 이들 횡력(transverse forces)은 주조금속 스트립 내에 형성된 결함과 관련될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에 따르면, 한 쌍의 일측 힘센서(211 및 221)만 채용되거나, 또는 다른 방법으로 한 쌍의 타측 힘센서(212 및 222)만 채용될 수 있다. 다른 실시예에서, 주조 스트립 내의 결함을 더 정확하게 확인하고 이를 정정할 수 있도록 더 완벽한 데이터를 제공하기 위해 4개의 힘센서(211, 212, 221, 222)가 모두 채용될 수 있다.
상기 센서들(211, 212, 221, 222)은 예를 들면, 로드셀(load cells) 또는 변형계(strain gauges)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 주조용 롤의 쵸크에 부착된 가속도계 또는 유압 실린더(hydraulic cylinders) 상의 델타 압력(delta pressure)을 측정하는 변환기와 같은 다른 유형의 센서가 이용될 수 있다. 일반적으로, 힘-관련 매개변수(즉, 힘, 스트레인(strain), 가속도, 압력)를 측정할 수 있는 어떤 유형의 센서든 이용될 수 있다. 센서들(211, 212, 221, 222)에 의해 출력되는 타임 도메인 신호들은 아날로그 전기신호 또는 디지털 전기신호를 포함한다. 이때, 타임 도메인 힘 신호(force signal)는 아날로그 전기신호이고, 아날로그-대-디지털(A/D) 변환기(231, 232)(및 선택적으로 233, 234) 는 서브 시스템에 채용되어 아날로그 신호를 디지털 타임 도메인 신호로 변환한다. A/D 변환기(231-234)는 프로세서-기반 플랫폼(230)의 일부일 수 있다. 다른 방법으로, A/D 변환기(231-234)는 하기에 기술하는 바와 같이 프로세서-기반 플랫폼(230)의 외부에 위치할 수 있다.
어떠한 경우에도, 서브 시스템(200)은 각각의 힘센서로부터 하나의 타임 도메인 신호를 수신하여 2 개 또는 4 개의 타임 도메인 힘신호를 2개 또는 4개의 대응하는 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환할 수 있도록 2개의 힘센서(211 및 212) 또는 (221 및 222) 또는 4개의 힘센서 모두에 동작상 접속된 프로세서-기반 플랫폼(230)을 또한 포함한다. 각 주파수 도메인 스펙트럼은 힘센서들 중 하나에 의해 생성된 타임 도메인 신호에 대응한다.
상기 변환된 주파수 도메인 스펙트럼으로부터 파생된 정보는 프로세서-기반 플랫폼(230)에 동작상 접속된 디스플레이(240) 상에서 운용자(즉, 사용자)에게 표시된다. 운용자는, 표시된 주파수 도메인 스펙트럼에 따라, 사용자 인터페이스(250)를 통해 주조용 롤들(210, 220) 중 하나 또는 모두의 회전속도 조정, 주조용 풀의 높이 조정 및/또는 주조용 롤들(210, 220) 사이에 적용된 갭 분리 힘의 조정 등의 조치를 취할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 프로세서-기반 플랫폼(230)은 소프트웨어(software) 또는 펌웨어(firmware)를 통해 주파수 도메인 스펙트럼을 자동으로 분석하고 그 분석에 따라 제어신호(281)를 생성하도록 프로그램된다. 상기 제어신호(281)는 바람직한 실시예에 따라 제1 주조용 롤 및/또는 제2 주조용 롤의 회전속도를 조정하기 위해 이용된다. 회전 드라이브들(215, 225)은, 제1 주조용 롤(210) 및 제2 주조용 롤(220)에 각각 동작상 접속된다. 제어신호(281)는 후술하는 바와 같이, 회전 드라이브(215, 225)를 통해 회전속도를 조정하도록 적용 또는 변경될 수 있다. 이를 위해, 회전 드라이브(215, 225)는 실제 드라이브 메커니즘에 부가하여 제어회로 및 제어 메커니즘을 포함할 수 있다. 다른 방법으로 또는 부가적으로, 제어신호(281)는 주조용 풀의 높이 또는 롤 분리 힘(roll separation force), 또는 양자 모두를 조정하도록 이용될 수 있다.
상기 표시장치(display, 240)는 문자 및 그래픽 정보를 표시할 수 있는 다양한 유형의, 다양한 개수의 표시장치를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(250)는 키보드, 터치스크린 패널 또는 다른 유형의 적절한 사용자 인터페이스를 또한 포함 할 수 있다. 사용자 인터페이스(250)는 표시장치(240)에 없어서는 안 될 부분이다.
상기 프로세서-기반 플랫폼은 퍼스널 컴퓨터(PC), 워크스테이션 또는 본 발명의 다양한 실시예에 따라 소프트웨어 명령들을 실행할 수 있는 적어도 하나의 프로세서(예를 들면, CPU)를 구비하는 다른 유형의 프로세서-기반 플랫폼을 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서-기반 플랫폼은 고속 데이터 이력 기록장치(data logger)로서 사용되는 LabVIEW-기반 시스템(LabVIEW-based system)의 일부이다. LabVIEW는 내셔널 인스트루먼트(National Instruments)에서 개발한 그래픽 프로그래밍 언어이다. 많은 라이브러리(libraries) 및 툴(tools)을 구비하는 광범위한 개발환경이 LabVIEW 분포에 포함된다. 그래픽 언어는 "G"로 명명된다. 1986년 애플 매킨토시에서 최초로 내놓은, LabVIEW는 데이터 획득, 명령 제어 및 마이크로소프트 윈도우(Microsoft Windows), 유닉스(UNIX), 리눅스(Linux) 및 맥 운영체계(Mac OS)를 포함하는 다양한 프로세서-기반 플랫폼상의 산업자동화를 위해 사용된다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 주조공정 동안 박판 주조 스트립 내의 변이성 및 결함의 원인을 감소시키기 위해 도 2의 서브시스템을 이용하는 쌍롤식 주조기 시스템에 사용된 방법(300)을 나타내는 순서도이다. 상기 방법(300)의 과정은 후술하는 바와 같이 이루어진다.
310 과정에서, 제1 힘-관련 매개변수가 쌍롤식 주조기 시스템의 제1 주조용 롤의 제1 단부상에서 연속적으로 측정되고, 제2 힘-관련 매개변수가 쌍롤식 주조기 시스템의 제2 주조용 롤의 동일한 제1 단부상에서 연속적으로 측정되어 제1 타임 도메인 신호 및 제2 타임 도메인 신호를 각각 생성한다. 320 과정에서, 제3 힘-관 련 매개변수가 제1 주조용 롤의 대향하는 제2 단부상에서 연속적으로 측정되고, 제4 힘-관련 매개변수가 제2 주조용 롤의 동일한 대향하는 제2 단부상에서 연속적으로 측정되어 제3 타임 도메인 신호 및 제4 타임 도메인 신호를 각각 생성한다. 320 과정은 선택적이다. 330 과정에서, 제1 타임 도메인 신호는 제1 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환되고, 제2 타임 도메인 신호는 제2 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환된다. 원한다면, 제3 타임 도메인 신호는 제3 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환되고, 제4 타임 도메인 신호는 제4 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환된다.
340 과정에서, 합성강도 값은 주어진 주파수 범위 내에 존재하는 각 주파수 도메인 스펙트럼으로부터의 주파수성분 신호의 강도 값으로부터 주어진 주파수 범위에 대해 연속적으로 계산된다. 즉, 주파수 도메인 스펙트럼 중 하나의 주파수 성분 신호의 적어도 일부는 합성강도 값을 계산하기 위해 이용된다. 합성강도 값의 연속적인 계산은 후술하는 바와 같이 주파수 도메인 스펙트럼으로부터 주어진 여러 주파수 범위에 대해, 예를 들면, 14Hz 미만, 14 내지 52Hz 및 52Hz 초과 범위에 대해 이루어진다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 합성강도 값은 기설정된 주파수 범위 내에 존재하는 확인된 주파수 도메인 신호의 강도레벨로부터 계산된 피크 대 피크(peak-to-peak) 값이다.
하기에 더 상세히 기술하는 바와 같이, 상기 합성강도 값은 쌍롤식 주조기 시스템의 매개변수들을 수동으로 또는 자동으로 조정하여, 박판 주조 스트립 내의 결함 원인을 비록 제거하지는 않더라도 감소시키는데 실질적으로 이용된다.
전술한 바와 같이, 타임 도메인 힘신호는 2개 또는 4개의 힘센서(211, 212, 221, 222)에 의해 생성된다. 프로세서-기반 플랫폼(230)은 타임 도메인 힘신호를 수신하여 이 타임 도메인 힘신호를 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환한다. 프로세서-기반 플랫폼(230)은 타임 도메인 힘신호에 푸리에 변환 프로세스(Fourier transform process)(예를 들면, 고속 푸리에 변환 또는 FFT)를 적용하여 주파수 도메인 스펙트럼을 생성한다.
적용된 푸리에 변환 알고리즘은 Labview의 일부인 "Real FFT"이다. 본 발명의 다른 실시예에 따라, 예를 들면, 웨이브렛 변환기술(wavelet transformation techniques)(프로세스)과 같은 다른 변환기술이 가능하다. 다시, 2개의 힘센서(예를 들면, 211 및 221)만 채용된 경우, 2개의 타임 도메인 신호 및 2개의 주파수 도메인 스펙트럼이 생성된다. 운용자 또는 자동화 시스템에 더 많은 자료를 제공하여 주조 스트립 내의 결합을 확인하고 감소시키기 위해 4개의 힘센서(211, 221, 212 및 222)를 모두 사용하는 것은 선택사항이다.
도 4a 내지 도 4d는 도 3의 방법(300)을 이용하는 도 2의 서브시스템(200) 에 의해 측정된 타임 도메인 힘신호 그래프의 예를 나타낸 것이다. 도 4a는 도면부호 211로 지시되는 센서(211)에 의해 감지되는 힘을 나타내는 그래프이다. 도 4b는 도면부호 212로 지시되는 센서(212)에 의해 감지되는 힘을 나타내는 그래프이다. 도 4c는 도면부호 221로 지시되는 센서(221)에 의해 감지되는 힘을 나타내는 그래프이다. 도 4d는 도면부호 222로 지시되는 센서(222)에 의해 감지되는 힘을 나타내는 그래프이다. 대응하는 타임 도메인 힘신호들(410, 420, 430 및 440)은 다양한 힘 또는 크기 레벨(즉, 강도 레벨)의 저주파 신호, 중주파 신호 및 고주파 신호로 구성된다.
도 5a 내지 도 5d는 도 4a 내지 도 4d에 도시된 타임 도메인 힘신호로부터 파생된 주파수 도메인 스펙트럼의 그래프 또는 플롯(flot)의 예를 나타낸다. 주파수 도메인 스펙트럼(510, 520, 530 및 540)은 대응 타임 도메인 힘신호(410, 420, 430 및 440)에 작용하는 도 2의 프로세서-기반 플랫폼(230)에 의해 수행된 변환프로세스에 의한 것이다. 모든 주파수 성분은 스펙트럼으로 형성되며, 주조용 롤 회전의 고조파 성분(harmonic components)만은 아니다.
도 5a 내지 도 5d의 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 주조용 롤 사이의 닙으로부터 형성된 주강 스트립 내에 발생할 수 있는 다양한 유형의 결함과 관련된 다양한 저주파 및 고주파 성분들이 나타난다. 도 5a 내지 도 5d의 주파수 도메인 그래프 또는 주파수 도메인 스펙트럼으로부터 파생된 다른 정보는 표시장치(240) 상에서 운용자에게 표시될 수 있다. 이런 방법으로, 운용자는 스펙트럼들(510 내지 540)을 볼 수 있거나, 다른 방법으로 합성 값으로부터 파생된, 실시간 진단을 수행하여 주조 스트립 내에 존재하지 않아야될 결함을 확인하고 조정하도록 한다.
다른 방법으로, 상기 주파수 도메인 스펙트럼은 프로세서-기반 플랫폼(230)에 의해 자동으로 분석되어 주조용 롤(210 및/또는 220)의 회전 속도, 주조용 풀의 높이 및/또는 주조용 롤들(210 및 220) 사이에 적용된 갭 분리 힘 중 적어도 하나를 실시간 조정하도록 할 수 있다. 상기 분석 프로세스의 일부로서, 주파수 도메인 스펙트럼 내의 개별 스펙트럼 성분이 확인될 수 있다. 예를 들면, 제어신호(281)는 합성강도 값에 따라 연속적으로 생성 및 수정될 수 있고, 회전 드라이브(215 및/또 는 225)에 전송되어 전술한 바와 같이 회전속도를 조정 및 제어할 수 있다.
전술한 바와 같이, 주파수 도메인 스펙트럼은 주파수 도메인 스펙트럼 내의 하나 또는 그 이상의 주어진 주파수 범위 내의 합성강도레벨로 변환되며, 주조용 롤의 회전 주기와 관련된 고조파만은 아니다(not just harmonic frequencies). 합성강도 값은 적어도 주어진 주파수 범위 내에 존재하는 주파수 도메인 스펙트럼으로부터의 주파수성분 신호로부터 연속적으로 계산된다. 즉, 타임 도메인 힘신호가 수신되어 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환됨에 따라 적어도 하나의 주어진 주파수 범위 내의 이들 스펙트럼 성분의 강도레벨은 주어진 시점에서 합성강도 값 신호로 변환된다. 이러한 프로세스는 강도레벨 대 시간으로 도시될 수 있는 복수의 합성강도 값을 생성하도록 전시간에 걸쳐 지속되며, 운용자가 관찰할 수 있도록 표시장치상에 표시될 수 있다.
상기 합성강도 값을 계산하는 방법은 예를 들면, 평균법칙(averaging-like methods)과 같은 여러 가지 다른 방법이 될 수 있다. 합성강도 값은 기선택된 주파수 범위 내에 존재하는 확인된 주파수 성분 신호 강도 값의 제곱평균제곱근(root-mean-square, RMS)을 계산함으로써 결정될 수 있다. 대응 RMS 수학공식은 다음과 같다.
Irms = [1/N (∑Xi 2)]1/2, 여기서
Irms 는 제곱평균제곱근 강도 값이고,
Xi는 기설정된 주파수 범위 내의 i번째(ith) 주파수 성분의 강도레벨이고,
N은 기설정된 주파수 범위 내에 존재하는 주파수 성분의 번호이고, 합, ∑는 i=1에서 N까지인 지수(index) i에 대해 행해진다.
다른 방법으로, 합성강도 값은 기선택된 주파수 범위 내에 존재하는 확인된 주파수 성분 신호의 강도레벨의 제곱평균제곱근을 계산함으로써 결정될 수 있다. 대응 RSS 수학공식은 다음과 같다.
Irss = [(∑Xi 2)]1/2, 여기서
Irss 는 제곱평균제곱근 강도 값이고,
Xi는 기설정된 주파수 범위 내의 i번째(ith) 주파수 성분의 강도레벨이고,
합, ∑는 i=1에서 N까지인 지수(index) i에 대해 행해지며, N은 기설정된 주파수 범위에 존재하는 주파수 성분의 번호이다.
도 6a 및 도 6b는 도 5a 내지 도 5d의 주파수 도메인 스펙트럼 내의 주파수 성분 신호로부터 파생된 주파수 대 시간 및 제곱평균제곱근 강도 대 시간 그래프 또는 플롯의 예를 나타낸다. 도 6a를 참조하면, 주어진 주파수 범위 내에 존재하는 스펙트럼 주파수 성분(601)은 전 시간에 걸쳐 도시된다(plotted). 스펙트럼 주파수 성분(601)은 전술한 바와 같이 전 시간대에 걸쳐 측정된 힘 신호로부터 연속적으로 생성되는 주파수 도메인 스펙트럼으로부터 파생된다.
도 6b를 참조하면, 상기 합성강도 값(602)(이 경우, RMS 강도 값)은 전 시간 대에 걸쳐 도시된다. 합성강도 값(602)은 도 6a에 도시된 스펙트럼 주파수 성분(601)으로부터 파생된다. 따라서, 2개의 도표를 함께 살펴봄으로써 특정 시간에 특정 RMS 강도 값에 기여하는 주파수 성분이 관찰될 수 있다. 예를 들면, 도 6b에서 도면부호 610으로 지시되는 영역에서의 RMS 강도변화는 도 6a에서 도면부호 620으로 지시되는 영역에 존재하는 주파수 성분에 기인한다. 유사하게, 도 6b에서 도면부호 630으로 지시되는 영역에서의 RMS 강도변화는 도 6a에서 도면부호 640으로 지시되는 영역에 존재하는 주파수 성분에 기인한다.
주조공정 동안 RMS 강도레벨(602)의 증가는 박판 주조 금속 스트립에 결함을 야기할 수 있다. 도시된 RMS 강도레벨(602)이 기설정된 임계레벨 이상으로 증가하면, 쌍롤식 주조시스템의 운용자는 시스템의 매개변수들(예를 들면, 주조용 롤(210, 220) 중 하나 또는 양자의 회전속도)을 조정 또는 변경하여 RMS 강도레벨을 낮춤으로써 모니터된 기설정된 주파수 범위 내의 RMS 강도레벨의 증가로 인한 결함을 제거 또는 적어도 감소시킬 수 있다. 다른 방법으로 또는 부가적으로, 운용자는 주조용 풀의 높이 및/또는 주조용 롤들(210 및 220) 사이에 적용된 갭 분리 힘을 조정할 수 있다.
일 실시예에서, 기설정된 주파수 범위는 약 0 내지 14Hz, 약 14 내지 52Hz 및 52Hz 초과 중 하나를 포함할 수 있다. 바람직한 실시예에 따라 다른 주파수 범위가 선택될 수 있다. 0 내지 14Hz의 주파수 범위에서의 진동에 의해 야기된 결함은 전형적으로 투와이스-퍼-롤 회전(twice-per-roll revolution)-관련 결함(예를 들면, 주조기 롤 회전 주파수의 2배로 인한), 화이트 라인 타입(white line type) 결함(예를 들면, 금속을 함유하는 주조용 롤의 접속손실로 인한) 및 헤링-본 타입(herring-bone type) 결함(예를 들면, 주조용 롤에 너무 높은 힘이 적용됨으로 인한)을 포함한다. 14 내지 52Hz의 주파수 범위에서의 진동으로 인한 결함은 전형적으로 브러시-인듀스트(bursh-induced vibration) 결함(예를 들면, 1 및 2배의 브러시 회전 주파수로 인한) 및 고주파 롤 진동 결함(예를 들면, 브러시에 너무 높은 힘이 적용됨으로 인한)을 포함한다. 52Hz 초과 주파수 범위에서의 진동으로 인한 결함은 전형적으로 보상되지 않은 롤 이심률 및/또는 주조용 풀의 요동(즉, 불충분한 금속공급)으로 인한 1x 주조용 롤 결함(1x casting roll defects)을 포함한다.
수동 또는 자동으로 제어된 매개변수들(예를 들면, 주조속도 및 갭 분리 힘)을 조정하는 경우 기설정된 우선 프로그램이 수행될 수 있다. 예를 들면, 결함-관련 영향을 감소시키기 위해 우선 주조용 롤의 회전속도가 주어진 매개변수 내에서 조정될 수 있다. 다음으로, 원한다면, 결함-관련 영향을 추가로 감소시키기 위해 주조용 롤에 적용된 갭 분리 힘이 주어진 매개변수 내에서 조정될 수 있다. 끝으로, 원한다면, 결함-관련 영향을 더 감소시키기 위해 주조용 풀의 높이가 주어진 매개변수 내에서 조정될 수 있다. 주조 스트립 내의 결함을 확인 및 정정하기 위해 추가의 또는 여타의 기설정된 조정 우선순위 스케줄이 프로그램될 수 있다.
도 7은 주조공정 동안 박판 주조 스트립 내에서의 변이성 및 결함 원인을 감소시키기 위해 전술한 바와 같이, 도 2의 서브시스템의 적어도 일부를 이용하는 쌍롤식 주조기 시스템에 이용된 방법의 제2 실시예(700)의 순서도이다. 상기 방법(700)의 과정들은 하기에 기술하는 바와 같이 이루어진다.
710 과정에서, 제1 주조용 롤(210)에 사용되는 제1 주조용 롤 브러시의 제1 단부상에서, 통상 쵸크에서 제1 힘-관련 매개변수가 연속적으로 측정되고, 제2 주조용 롤(220)에 사용되는 제2 주조용 롤 브러시의 동일한 제1 단부상에서, 통상 쵸크에서 제2 힘-관련 매개변수가 연속적으로 측정되어 제1 타임 도메인 신호 및 제2 타임 도메인 신호를 각각 생성한다. 720 과정에서, 제1 주조용 롤 브러시의 대향 제2 단부상에서, 통상 쵸크에서 제3 힘-관련 매개변수가 연속적으로 측정되고, 제2 주조용 롤 브러시의 동일한 대향 제2 단부상에서, 통상 쵸크에서 제4 힘-관련 매개변수가 연속적으로 측정되어 제3 타임 도메인 신호 및 제4 타임 도메인 신호를 각각 생성한다. 720 과정은 선택적이다. 730 과정에서, 제1 타임 도메인 신호는 제1 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환되고, 제2 타임 도메인 신호는 제2 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환된다. 가능한 경우, 제3 타임 도메인 신호는 제3 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환되고, 제4 타임 도메인 신호는 제4 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환된다.
740 과정에서, 주어진 주파수 범위 내에 존재하는 적어도 하나의 주파수 도메인 스펙트럼으로부터의 주파수성분 신호의 강도레벨로부터 주어진 주파수 범위에 대해 합성강도 값이 연속적으로 계산된다.
다시 도 2를 참조하면, 상기 서브시스템(200)은 제1 주조용 롤(210)의 주조표면에 인접하여 이와 접촉할 수 있는 제1 주조용 롤 브러시(260)를 선택적으로 포함한다. 유사하게, 서브시스템(200)은 제2 주조용 롤(220)의 주조표면에 인접하여 이와 접촉할 수 있는 제2 주조용 롤 브러시(270)를 선택적으로 포함한다. 브러 시(260, 270)는 회전드라이브(265)를 통해 회전되며, 주조공정 동안 주조용 롤(210, 220)의 주조용 롤 표면을 깨긋하게 하는데 기여한다. 회전드라이브(265, 275)는 제1 주조용 롤 브러시(260) 및 제2 주조용 롤 브러시(270)에 각각 동작상 접속된다. 제어신호(282)는 회전드라이브(265, 275)를 통해 회전속도를 조정할 수 있다. 회전드라이브(265, 275)는 실제 드라이브 메커니즘 외에도 제어회로 및 제어 메커니즘을 포함할 수 있다.
단지 한 쌍의 일측 힘센서(261, 271)가 채용되거나, 또는 다른 방법으로, 단지 한 쌍의 타측 힘센서(262, 272)가 채용될 수 있다. 그러나, 브러시(260, 270) 상에 사용될 수 있는 4개의 힘센서 모두는 브러시(260, 270)의 축에 대해 횡방향으로 측정된다. 상기 4개의 센서(261, 262, 271, 272)는 로드셀(load cells) 또는 변형계(strain gauges)를 포함할 수 있다. 그러나, 예를 들면, 주조용 롤의 초크에 부착된 가속도계 또는 유압실린더 상의 델타압력을 측정하는 변환기와 같은 다른 유형의 센서가 이용될 수 있다. 일반적으로, 힘-관련 매개변수(예를 들면, 힘, 스트레인, 가속도, 압력)를 측정할 수 있는 어떠한 유형의 센서든 이용될 수 있다. 힘은 전술한 바와 같이 힘센서(211, 212, 221, 221)를 이용하는 주조용 롤(210, 220)에 대한 힘 측정과 유사한 방법으로 선택적인 4개의 힘센서(261, 262, 271, 272)에 의해 측정된다.
주조용 롤 브러시 단부에서의 이들 2개 또는 4개의 횡력(transverse forces)에 의해 금속 스트립 주조시 형성된 결함을 수정할 수 있다.
상기 프로세서-기반 플랫폼(230)은 적어도 2개의 힘센서에 동작상 접속되어, 전술한 바와 같이 각각의 힘센서로부터 타임 도메인 신호를 수신하여, 2개 또는 4개의 타임 도메인 힘 신호를 2개 또는 4개의 대응하는 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환한다. 각 주파수 도메인 스펙트럼은 힘센서 중 하나에 대응된다. 힘센서(261, 262, 271, 272)는 프로세서-기반 플랫폼(230) 내의 대응 광 A/D 변환기(235, 236, 237, 238)에 동작상 접속되어 힘센서로부터의 아날로그 타임 도메인 신호를 샘플링하여 디지털 신호로 변환한다. 힘센서(261, 262, 271, 272)는 타임 도메인 신호를 디지털 형태로 출력할 수 있으며, 이 경우 프로세서-기반 플랫폼(230) 내의 A/D 변환기는 필요하지 않다.
주파수 도메인 스펙트럼으로부터 파생된 합성값의 정보는 표시장치(240) 상에서 운용자에게 표시될 수 있으며, 표시장치는 동작상 프로세서-기반 플랫폼(230)에 접속된다. 운용자는, 표시된 데이터에 따라 사용자 인터페이스(250)를 통해 주조용 롤 브러시(260, 270)의 일측 또는 양측 모두의 회전속도를 조정하거나 주조용 롤의 주조표면으로 밀착되도록 주조용 롤 브러시(260, 270)에 힘을 가하도록 조정하는 등의 조치를 취할 수 있다.
상기 프로세서-기반 플랫폼(230)은 주파수 도메인 스펙트럼을 분석하고, 이러한 분석에 따라 제어신호(282)를 생성할 수 있다. 제어신호(282)는 제1 주조용 롤 브러시(260) 및/또는 제2 주조용 롤 브러시(270)의 회전속도를 조정하는데 이용될 수 있다. 회전드라이브(265, 275)는 제1 주조용 롤 브러시(260) 및 제2 주조용 롤 브러시(270)에 각각 접속될 수 있다. 제어신호(282)는 전술한 회전드라이브(265, 275)를 통해 회전속도를 조정하도록 동작할 수 있다. 다른 방법으로 또는 부가적으로, 제어신호(282)는 주조용 롤의 주조표면에 밀착하여 주조용 롤 브러시(260, 270)의 일측 또는 양자 모두에 적용된 힘을 조정하도록 동작할 수 있다.
주조용 롤 브러시의 매개변수(예를 들면, 회전속도 및 적용된 힘)를 수동 또는 자동으로 조정하는 경우 기설정된 우선순위 프로그램이 적용될 수 있다. 예를 들면, 주조용 롤 브러시의 회전속도가 주어진 매개변수 내에서 먼저 조정되어 결함 관련 영향을 감소시킨 다음 원하는 경우, 주조용 롤 브러시에 의해 적용된 힘이 주어진 매개변수 내에서 조정되어 결함 관련 영향을 더 감소시킬 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에 따라, 부가적인 또는 선택적인 프로그램된 우선순위가 적용될 수 있다.
힘센서(261, 262, 271, 272)로부터 출력된 타임 도메인 힘 신호는 아날로그 전기신호 또는 디지털 전기신호를 포함할 수 있다. 타임 도메인 힘 신호가 아날로그 전기 신호인 경우, 아날로그 신호를 샘플(sampled) 디지털 타임 도메인 신호로 변환하기 위해 서브시스템(200) 내에 A/D 변환기(235 내지 238)가 채용된다. 상기 A/D 변환기(235 내지 238)는 프로세서-기반 플랫폼(230)의 일부일 수 있다. 다른 방법으로, A/D 변환기(235 내지 238)는 프로세서-기반 플랫폼(230)의 외부에 위치할 수 있다.
전술한 바와 같이 주조용 롤 상의 힘센서로부터 생성되는 타임 도메인 신호와 유사하게 타임 도메인 힘 신호는 주조용 롤 브러시 상의 힘센서에 의해 생성된다. 상기 프로세서-기반 플랫폼(230)은 타임 도메인 힘 신호를 수신하여, 이 타임 도메인 힘 신호를 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서-기반 플랫폼(230)은 타임 도메인 힘 신호에 푸리에 변환 프로세스(예를 들면, 고속 푸리에 변환 또는 FFT)를 적용하여 주파수 도메인 스펙트럼을 생성한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 예를 들면, 웨이브렛 변환기술과 같은 다른 변환기술이 이용될 수 있다. 또한, 단지 2개의 힘센서(예를 들면, 261, 271)가 채용되는 경우, 2개의 타임 도메인 신호 및 2개의 주파수 도메인 스펙트럼이 생성된다. 주조 스트립 내의 결함을 더 정확하게 확인하고 정정하기 위해 더 많은 데이터를 적용할 수 있도록 4개의 힘센서(261, 271, 262, 272) 모두를 사용하는 것은 선택사항이다.
또한, 주파수 도메인 스펙트럼의 결과로서, 주조용 롤 사이의 닙에서 형성되는 주강 스트립에 발생할 수 있는 다양한 유형의 결함과 관련이 있는 다양한 저주파 및 고주파 성분이 나타난다. 주파수 도메인 스펙트럼 및/또는 주파수 도메인 스펙트럼으로부터 파생된 합성값은 표시장치(240) 상에서 운용자에게 표시될 수 있다. 이 경우, 운용자는 주파수 도메인 스펙트럼 및 계산된 합성레벨을 관찰하고, 실시간 진단을 수행하여 회전속도 및 주조용 롤 브러시에 적용된 힘을 조정하여 주조 스트립에서 확인된 결함을 조정한다.
다른 방법으로, 프로세서-기반 플랫폼(230)에 의해 주파수 도메인 스펙트럼이 자동으로 분석되어, 주조용 롤 브러시(260, 270)의 회전속도 및 주조용 롤의 주조 표면에 대해 주조용 롤 브러시(260 및/또는 270)에 적용된 힘 중 적어도 하나를 실시간으로 제어한다. 분석 프로세스의 일부로서, 주파수 도메인 스펙트럼 내의 스펙트럼 성분이 확인될 수 있다. 예를 들면, 제어신호(282)는 분석된 주파수 도메인 스펙트럼에 응답하여 연속적으로 생성 및 수정되고 회전속도를 연속적으로 제어할 수 있도록 회전드라이브(265 및/또는 275)에 연속적으로 전송된다.
전술한 바와 같이, 주어진 주파수 범위에 대한 합성강도 값을 계산하기 위해주파수 도메인 스펙트럼이 분석된다. 합성강도 값은 선택된 주파수 범위 내에 존재하는 확인된 주파수 성분 신호의 레벨을 확인함으로써 연속적으로 계산된다. 다시 말해, 타임 도메인 힘 신호가 수신되어 변환됨에 따라 적어도 하나의 주어진 주파수 범위 내의 주파수 도메인 스펙트럼의 이들 스펙트럼 성분의 합성강도 값은 주어진 시점에 대한 합성강도 값으로 변환된다. 이와 같은 프로세스는 공정 내내 지속되어 다수의 합성강도 값을 생성하며, 강도레벨 대 시간으로 도시될 수 있고, 운용자가 관찰할 수 있도록 표시장치상에 표시된다. 합성강도 값을 계산하는 방법은 전술한 바와 같다(예를 들면, RMS 강도 값).
대응 타임 도메인 신호 및 주파수 도메인 스펙트럼을 생성하기 위해 주조용 롤 또는 주조용 롤 브러시 또는 양자 모두 상에 2개 또는 4개의 힘센서들 간의 조합 또는 부분집합이 채용될 수 있다. 4개 센서들의 서로 다른 조합 또는 부분집합과 생성된 타임 도메인 신호 및 주파수 도메인 스펙트럼은 박판 주조 스트립 결함의 유형을 확인하는데 다른 것보다 효과적이지만, 일반적으로 서로 다른 힘센서로부터 제공되는 데이터가 더 많을수록 주조 스트립 내의 결함 확인 및 정정이 더 정확하다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 2개의 힘센서(211, 221)가 서브시스템(200)의 제1측에 채용되고, 다른 2개의 힘센서(261, 271)가 서브시스템(200)의 제2측에 채용된다. 도 8의 방법(800)은 4개의 힘센서(211, 221, 261, 271)를 이용하여 수행 된다(즉, 이루어진다). 다른 4개의 힘센서(212, 222, 262, 272)는 본 실시예에서는 이용되지 않는다. 이러한 구성은 특별한 주조 캠페인에 대해서만 관련이 있는 저주파 관련 결함을 확인하는데 적합하다. 그러나 일반적으로, 8개 센서(211, 212, 221, 222, 261, 262, 271, 272)의 모든 결합 또는 부분 결합이 구성 및 채용되어(예를 들면, 제1 센서, 제2 센서, 제3 센서, 제4 센서, 제5 센서, 제6 센서, 제7 센서 및/또는 제8센서) 대응하는 타임 도메인 신호 및 주파수 도메인 스펙트럼을 생성할 수 있다.
도 8a 내지 도 8b는 연속적인 주조에 의해 박판 주조 스트립을 생산하는 방법(800)의 실시예를 나타낸 순서도이다. 810 과정에서, 그들 사이에 닙을 구비하는 한 쌍의 주조용 롤이 조립된다. 820 과정에서, 한 쌍의 주조용 롤 브러시가 조립되며, 이때 각 주조용 롤 브러시는 한 쌍의 주조용 롤의 대응하는 일측 주조용 롤에 인접 및 접촉하도록 조립된다. 주조용 롤 브러시는 주조공정의 특별한 실시예에 선택적으로 적용될 수 있다. 830 과정에서, 적어도 2개의 센서가 한 쌍의 주조용 롤 및 한 쌍의 주조용 롤 브러시(선택적임) 중 적어도 하나의 적어도 일측 단부에 동작상 접속되어 센서에 의해 측정된 적어도 2개의 힘-관련 매개변수를 나타내는 적어도 2개의 타임 도메인 신호를, 센서로부터, 연속적으로 생성한다.
840 과정에서, 닙의 단부들에 인접하여 주조용 롤의 주조표면상에 지지되는 용융금속의 주조용 풀을 가두어두는 사이드 댐을 포함하는 금속 공급 시스템이 조립된다. 850 과정에서, 한 쌍의 주조용 롤 사이에 용융 강철이 도입되어 사이드 댐에 의해 주조용 롤의 주조표면상에 가두어지는 주조용 풀을 형성한다. 860 과정에 서, 주조용 롤이 서로 반대방향으로 회전하여 주조용 롤의 표면상에 응고된 금속쉘을 형성하고 상기 응고된 쉘로부터 주조용 롤 사이의 닙을 통해 박판 주강 스트립을 형성한다.
870 과정에서, 주조용 롤 브러시를 대응하는 주조용 롤에 대해 회전시켜 주조용 롤의 주조표면을 깨끗하게 한다. 880 과정에서, 타임 도메인 신호가 프로세서-기반 플랫폼에 연속적으로 수신된다. 890 과정에서, 각 타임 도메인 신호는 대응하는 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환된다. 895 과정에서, 설정된 주파수 범위 내에 존재하는 적어도 하나의 주파수 도메인 스펙트럼으로부터의 주파수성분 신호의 강도레벨로부터 합성강도 값이 연속적으로 계산된다.
합성강도 값은 그 후에, 전술한 바와 같은 쌍롤식 주조기 시스템의 매개변수를 조정하여, 박판 주조 스트립 내의 확인된 원인을 비록 제거하지는 못하더라도 감소시키는데 이용된다.
도 9는 박판 주조 금속 스트립에서의 헤링본(herring-bone) 타입의 결함을 초래할 수 있는 저주파 진동(915)을 보여주는 그래프 또는 플롯세트(900)를 예시적으로 나타낸 것이다. 저주파 채터(915)는 RMS 강도 대 시간(910)으로 도시된다. 저주파 채터(915) 값은 약 0 내지 14Hz 범위의 주파수성분 신호의 강도 값으로부터 파생된다. 대응하는 주파수 대 시간 플롯(920)은 바로 위의 플롯(910)에 나타낸 바와 같다. 도면부호 900으로 지시되는 플롯세트(900)에 기인한 측정된 힘은 전술한 바와 같은 방법에 따라 한 쌍의 주조용 롤의 4개의 모서리부분에서 측정되었다. 일 예로서, 도면부호 910으로 지시되는 플롯(910)에서 약 130분 지점에 박판 주조 금 속 스트립 내의 헤링본 타입 결합을 방지하기 위해 저주파 진동(915)을 감소시키는 조치가 취해지는 것을 확인할 수 있다.
도 10a는 박판 주조 금속 스트립에 화이트-라인(white-line) 타입의 결함을 초래하는 저주파 진동(1015)을 나타내는 그래프 또는 플롯세트(1000)의 대표적인 실시예를 나타낸 것이다. 도 9와 유사하게, 저주파 채터(1015)는 도면부호 1010으로 지시되는 플롯(1010)에서 RMS 강도 대 시간으로 도시된다. 저주파 채터(1015) 값은 약 0 내지 14Hz 범위 주파수성분 신호의 강도 값으로부터 파생된다. 대응하는 주파수 대 시간의 플롯(1020)은 도면부호 1010으로 지시되는 플롯(1010) 바로 위에 도시된 바와 같다. 일 예로서, 주조용 롤 사이에 적용된 갭 분리 힘은 저주파 채터(1015)의 강도를 감소시키도록 변경될 수 있다.
유사하게, 도 10b는 박판 주조 금속 스트립에 화이트-라인 타입의 결함을 초래하는 저주파 진동(1065)을 나타내는 그래프 또는 플롯세트(1050)의 대표적인 실시예를 나타낸 것이다. 다시, 저주파 채터(1065)는 도면부호 1060으로 지시되는 플롯(1060)에서 RMS 강도 대 시간으로 도시된다. 저주파 채터(1065) 값은 약 0 내지 14Hz 범위 주파수성분 신호의 강도 값으로부터 파생된다. 대응하는 주파수 대 시간의 플롯(1070)은 도면부호 1060으로 지시되는 플롯(1060) 바로 위에 도시된 바와 같다. 일 예로서, 주조용 롤 사이에 적용된 갭 분리 힘은 저주파 채터(1065)의 강도를 감소시키도록 변경될 수 있다. 일 예로서, 약 70분 지점에서 주조용 풀의 높이를 변화시켜 저주파 채터(1065)의 강도를 차츰 감소시킨다. 또한, 약 100분 지점에서 레이들 덮개(ladle shroud)를 주조시스템으로부터 제거하여 저주파 채 터(1065)를 더욱 감소시킬 수 있다.
도 11은 박판 주조 금속 스트립에 브러시-인듀스트(brush-induced) 타입의 결함을 초래하는 중주파 진동(1110)을 나타내는 그래프 또는 플롯세트(1100)의 대표적인 실시예를 나타낸 것이다. 도면부호 1100으로 지시되는 플롯세트(1100)의 결과를 낳는 측정된 힘은 전술한 바와 같은 방법에 따라 한 쌍의 주조용 롤 브러시의 4개의 모서리부분에서 측정되었다. 일 예로서, 중주파수 진동을 감소시켜 브러시-인듀스트 결함을 감소시키기 위해 브러시 중 하나 또는 양자의 회전속도를 변경하거나 주조용 롤의 주조표면에 밀착되도록 주조용 롤 브러시에 의해 적용된 힘을 변경할 수 있다.
도 12는 보상되지 않은 롤 가속도 및/또는 주조용 풀의 요동으로 인한 고주파 타입 결합을 초래하는 고주파 진동(1215)을 나타내는 그래프 또는 플롯세트(1200)의 대표적인 실시예를 나타낸 것이다. 고주파 채터(1215)는 도면부호 1210으로 지시되는 플롯(1210)에서 RMS 강도 대 시간으로 도시된다. 고주파 채터(1215) 값은 약 60 내지 100Hz 범위 주파수성분 신호의 강도 값으로부터 파생된다. 대응하는 주파수 대 시간의 플롯(1220)은 도면부호 1210으로 지시되는 플롯(1210) 바로 위에 도시된 바와 같다.
도 13 내지 16은 박판 주강 스트립 내에 다양한 타입의 결함을 초래할 수 있는 저주파 채터(1fc), 중주파 채터(mfc) 및 고주파 채터(hfc)의 다양한 예를 보여주는 그래프 또는 플롯 세트의 대표적인 실시예를 나타낸다. 여기에 개시된 방법 및 시스템은 그러한 채터 및 관련 결함들을 감소시키기 위해 이용될 수 있다.
도 9 내지 도 16의 플롯들에 나타난 바와 같이, 저주파 채터, 중주파 채터, 고주파 채터, 브러시-드라이브드(brush-derived) 채터, 헤링본(herring-bone) 타입 결함 채터, 화이트-라인(white-line) 타입 결함 채터, 투와이스-퍼-롤(twice-per- roll) 타입 결함 채터 또는 확인 가능한 다른 타입의 채터 또는 결합의 존재를 나타내는 지시(indicia)가 표시될 수 있다.
요약하면, 본 발명의 어떤 실시예는 연속적인 쌍롤식 주조기 시스템의 주조공정 동안 박판 주조 금속 스트립 내의 변이성 및 결함의 원인을 감소시키기 위한 방법 및 시스템을 제공한다. 한 쌍의 쌍롤식 주조기 및/또는 대응하는 브러시에서 힘이 연속적으로 측정되고, 측정된 힘으로부터 주파수 도메인 스펙트럼이 생성된다. 주파수 도메인 스펙트럼 내의 어떤 스펙트럼 성분은 박판 주조 금속 스트립 내에 생성되는 결함과 관련이 있다. 그러한 스펙트럼 성분을 확인하고 주조공정의 어떤 매개변수를 조정함으로써 결함원인을 제거 또는 적어도 감소시킬 수 있다.
실시예를 참조하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하며 균등물로 대체될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 또한, 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 특정 상황 또는 물질을 본 발명의 사상에 적용하기 위한 많은 변경이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정 실시예에 국한되지 않으며, 첨부된 특허청구범위에 포함되는 모든 실시예를 포함할 수 있다.

Claims (102)

  1. 쌍롤식 주조공정 동안 박판 주조 금속 스트립 내의 변이성 및 결함의 원인을 감소시키기 위한 방법에 있어서,
    쌍롤식 주조기 시스템의 제1 주조용 롤의 제1 단부에서 제1 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하고, 상기 쌍롤식 주조기 시스템의 제2 주조용 롤의 상기 제1 단부에서 제2 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하여 제1 타임 도메인 신호 및 제2 타임 도메인 신호를 각각 생성하는 과정과;
    상기 제1 주조용 롤의 대향 제2 단부에서 제3 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하고, 상기 제2 주조용 롤의 상기 대향 제2 단부에서 제4 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하여 제3 타임 도메인 신호 및 제4 타임 도메인 신호를 각각 생성하는 과정과;
    상기 제1 타임 도메인 신호를 제1 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하고, 상기 제2 타임 도메인 신호를 제2 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하고, 상기 제3 타임 도메인 신호를 제3 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하고, 그리고 상기 제4 타임 도메인 신호를 제4 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하는 과정; 및
    설정된 주파수 범위 내에 존재하는 주파수 도메인 스펙트럼 중 하나로부터의 주파수성분 신호의 강도레벨로부터 설정된 주파수 범위에 대한 합성강도 값을 연속적으로 계산하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 합성강도 값은 상기 설정된 주파수 범위 내에 존재하는 상기 확인된 주파수성분 신호의 강도레벨로부터 계산된 피크 대 피크값(peak-to-peak value)인 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 확인된 주파수성분 신호의 적어도 일부를 표시장치상에 주파수 대 시간의 플롯(plot)으로 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 합성강도 값을 상기 표시장치상에 강도레벨 대 시간의 플롯으로 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  5. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 설정된 주파수범위는 0 Hz 내지 14Hz 범위의 저주파성분 셋트에 해당하는 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 설정된 주파수범위는 14 Hz 내지 52Hz 범위의 중주파성분 셋트에 해당하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 설정된 주파수범위는 52Hz 이상 범위의 고주파성분 셋트에 해당하는 방법.
  8. 제 4 항에 있어서, 상기 표시장치상에 고주파 채터의 존재를 나타내는 지 시(indicia)를 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  9. 제 4 항에 있어서, 상기 표시장치상에 중주파 채터의 존재를 나타내는 지시를 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  10. 제 4 항에 있어서, 상기 표시장치상에 중주파 채터의 존재를 나타내는 지시를 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  11. 제 4 항에 있어서, 상기 표시장치상에 헤링본 타입(herringbone type) 저주파 채터의 존재를 나타내는 지시를 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  12. 제 4 항에 있어서, 상기 표시장치상에 화이트-라인 타입(white-line type) 저주파 채터의 존재를 나타내는 지시를 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  13. 제 4 항에 있어서, 상기 표시장치상에 투와이스-퍼-롤 타입 회전(twice-per-roll type revolution)-관련 힘의 파동(force fluctuations)의 존재를 나타내는 지시를 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  14. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합성강도 값에 따라 적어도 하나의 상기 주조용 롤의 회전속도를 변경하는 과정을 더 포함하는 방법.
  15. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합성강도 값에 따라 상기 연속적인 쌍롤식 주조기 시스템의 주조용 풀의 높이를 변경하는 과정을 더 포함하는 방법.
  16. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합성강도 값에 따라 상기 주조용 롤들 사이에 적용된 갭 분리 힘을 변경하는 과정을 더 포함하는 방법.
  17. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변환과정은 상기 타임 도메인 신호에 푸리에 변환 프로세스를 적용함으로써 이루어지는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 푸리에 변환 프로세스는 고속 푸리에 변환(FFT) 프로세스를 포함하는 방법.
  19. 제 1 항 내지 제 16 항에 있어서, 상기 변환과정은 상기 타임 도메인 신호에 웨이브렛 변환(wavelet transform) 프로세스를 적용함으로써 이루어지는 방법.
  20. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 힘-관련 매개변수의 측정은 제1 센서를 이용하여 이루어지며, 상기 제2 힘-관련 매개변수의 측정은 제2 센서를 이용하여 이루어지며, 상기 제3 힘-관련 매개변수의 측정은 제3 센서를 이용 하여 이루어지며, 상기 제4 힘-관련 매개변수의 측정은 제4 센서를 이용하여 이루어지는 방법.
  21. 선행하는 항들 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 쌍롤식 주조기 시스템의 제1 주조용 롤 브러시의 제1 단부에서 제5 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하고, 상기 쌍롤식 주조기 시스템의 제2 주조용 롤 브러시의 상기 제1 단부에서 제6 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하여 제5 타임 도메인 신호 및 제6 타임 도메인 신호를 각각 생성하는 과정과;
    상기 제1 주조용 롤 브러시의 대향 제2 단부에서 제7 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하고, 상기 제2 주조용 롤 브러시의 상기 대향 제2 단부에서 제8 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하여 제7 타임 도메인 신호 및 제8 타임 도메인 신호를 각각 생성하는 과정과;
    상기 제5 타임 도메인 신호를 제5 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하고, 상기 제6 타임 도메인 신호를 제6 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하고, 상기 제7 타임 도메인 신호를 제7 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하고, 그리고 상기 제8 타임 도메인 신호를 제8 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하는 과정; 및
    설정된 주파수 범위 내에 존재하는 주파수 도메인 스펙트럼 중 하나로부터의 주파수성분 신호의 강도레벨로부터 설정된 주파수 범위에 대한 합성강도 값을 연속적으로 계산하는 과정을 포함하는 방법.
  22. 쌍롤식 주조기 시스템에서, 주조공정 동안 박판 주조 금속 스트립 내의 변이성 및 결함의 원인을 감소시키기 위한 방법에 있어서,
    쌍롤식 주조기 시스템의 제1 주조용 롤의 제1 단부에서 제1 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하고, 상기 쌍롤식 주조기 시스템의 제2 주조용 롤의 상기 제1 단부에서 제2 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하여 제1 타임 도메인 신호 및 제2 타임 도메인 신호를 각각 생성하는 과정과;
    상기 제1 타임 도메인 신호를 제1 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하고, 상기 제2 타임 도메인 신호를 제2 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하는 과정; 및
    설정된 주파수 범위 내에 존재하는 주파수 도메인 스펙트럼 중 하나로부터의 주파수성분 신호의 강도레벨로부터 설정된 주파수 범위에 대한 합성강도 값을 연속적으로 계산하는 과정을 포함하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 합성강도 값은 상기 설정된 주파수 범위 내에 존재하는 상기 확인된 주파수성분 신호의 강도레벨로부터 계산된 피크 대 피크값(peak-to-peak value)인 방법.
  24. 제 22 항에 있어서, 상기 확인된 주파수성분 신호의 적어도 일부를 표시장치상에 주파수 대 시간의 플롯(plot)으로 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 합성강도 값을 상기 표시장치상에 강도레벨 대 시 간의 플롯으로 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  26. 제 22 항 내지 제 25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 설정된 주파수범위는 0 Hz 내지 14 Hz 범위의 저주파성분 셋트에 해당하는 방법.
  27. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 설정된 주파수범위는 14 Hz 내지 52 Hz 범위의 중주파성분 셋트에 해당하는 방법.
  28. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 설정된 주파수범위는 52 Hz 초과 범위의 고주파성분 셋트에 해당하는 방법.
  29. 제 25 항에 있어서, 상기 표시장치상에 고주파 채터의 존재를 나타내는 지시(indicia)를 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  30. 제 25 항에 있어서, 상기 표시장치상에 중주파 채터의 존재를 나타내는 지시를 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  31. 제 25 항에 있어서, 상기 표시장치상에 브러시-드라이브드(brushed-derived) 채터의 존재를 나타내는 지시를 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  32. 제 25 항에 있어서, 상기 표시장치상에 헤링본 타입(herringbone type) 저주파 채터의 존재를 나타내는 지시를 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  33. 제 25 항에 있어서, 상기 표시장치상에 화이트-라인 타입(white-line type) 저주파 채터의 존재를 나타내는 지시를 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  34. 제 25 항에 있어서, 상기 표시장치상에 투와이스-퍼-롤 타입 회전(twice-per-roll type revolution)-관련 힘의 파동의 존재를 나타내는 지시를 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  35. 제 25 항에 있어서, 상기 합성강도 값에 따라 적어도 하나의 상기 주조용 롤의 회전속도를 변경하는 과정을 더 포함하는 방법.
  36. 제 25 항에 있어서, 상기 합성강도 값에 따라 상기 연속적인 쌍롤식 주조기 시스템의 주조용 풀의 높이를 변경하는 과정을 더 포함하는 방법.
  37. 제 25 항에 있어서, 상기 합성강도 값에 따라 상기 주조용 롤들 사이에 적용된 갭 분리 힘을 변경하는 과정을 더 포함하는 방법.
  38. 제 22 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변환과정은 상기 타 임 도메인 신호에 푸리에 변환 프로세스를 적용함으로써 이루어지는 방법.
  39. 제 38 항에 있어서, 상기 푸리에 변환 프로세스는 고속 푸리에 변환(FFT) 프로세스를 포함하는 방법.
  40. 제 22 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변환과정은 상기 타임 도메인 신호에 웨이브렛 변환(wavelet transform) 프로세스를 적용함으로써 이루어지는 방법.
  41. 제 22 항 내지 제 40 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 힘-관련 매개변수의 측정은 제1 센서를 이용하여 이루어지며, 상기 제2 힘-관련 매개변수의 측정은 제2 센서를 이용하여 이루어지며, 상기 제3 힘-관련 매개변수의 측정은 제3 센서를 이용하여 이루어지며, 상기 제4 힘-관련 매개변수의 측정은 제4 센서를 이용하여 이루어지는 방법.
  42. 제 22 항 내지 제 41 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 쌍롤식 주조기 시스템의 제1 주조용 롤 브러시의 제1 단부에서 제3 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하고, 상기 쌍롤식 주조기 시스템의 제2 주조용 롤 브러시의 상기 제1 단부에서 제4 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하여 제3 타임 도메인 신호 및 제4 타임 도메인 신호를 각각 생성하는 과정과;
    상기 제3 타임 도메인 신호를 제3 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하고, 상기 제4 타임 도메인 신호를 제4 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하는 과정; 및
    설정된 주파수 범위 내에 존재하는 주파수 도메인 스펙트럼 중 하나로부터의 주파수성분 신호의 강도레벨로부터 설정된 주파수 범위에 대한 합성강도 값을 연속적으로 계산하는 과정을 포함하는 방법.
  43. 쌍롤식 주조공정 동안 박판 주조 금속 스트립 내의 변이성 및 결함의 원인을 감소시키기 위한 방법에 있어서,
    쌍롤식 주조기 시스템의 제1 주조용 롤 브러시의 제1 단부에서 제1 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하고, 상기 쌍롤식 주조기 시스템의 제2 주조용 롤 브러시의 상기 제1 단부에서 제2 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하여 제1 타임 도메인 신호 및 제2 타임 도메인 신호를 각각 생성하는 과정과;
    상기 제1 타임 도메인 신호를 제1 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하고, 상기 제2 타임 도메인 신호를 제2 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하는 과정; 및
    설정된 주파수 범위 내에 존재하는 주파수 도메인 스펙트럼 중 하나로부터의 주파수성분 신호의 강도레벨로부터 설정된 주파수 범위에 대한 합성강도 값을 연속적으로 계산하는 과정을 포함하는 방법.
  44. 제 43 항에 있어서, 상기 합성강도 값은 상기 설정된 주파수 범위 내에 존재하는 상기 확인된 주파수성분 신호의 강도레벨로부터 계산된 제곱평균제곱근(root- mean-square)인 방법.
  45. 제 43 항에 있어서, 상기 확인된 주파수성분 신호의 적어도 일부를 표시장치상에 주파수 대 시간의 플롯(plot)으로 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  46. 제 43 항에 있어서, 상기 합성강도 값을 상기 표시장치상에 강도레벨 대 시간의 플롯으로 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  47. 제 43 항 내지 제 46항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 설정된 주파수범위는 0 Hz 내지 20 Hz 범위의 저주파성분 셋트에 해당하는 방법.
  48. 제 43 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 설정된 주파수범위는 14 Hz 내지 52 Hz 범위의 중주파성분 셋트에 해당하는 방법.
  49. 제 43 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 설정된 주파수범위는 52 Hz 초과 범위의 고주파성분 셋트에 해당하는 방법.
  50. 제 46 항에 있어서, 상기 표시장치상에 고주파 채터의 존재를 나타내는 지시(indicia)를 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  51. 제 46 항에 있어서, 상기 표시장치상에 중주파 채터의 존재를 나타내는 지시를 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  52. 제 46 항에 있어서, 상기 표시장치상에 브러시-드라이브드(bursh-derived) 채터의 존재를 나타내는 지시를 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  53. 제 46 항에 있어서, 상기 표시장치상에 헤링본 타입(herringbone type) 저주파 채터의 존재를 나타내는 지시를 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  54. 제 46 항에 있어서, 상기 표시장치상에 화이트-라인 타입(white-line type) 저주파 채터의 존재를 나타내는 지시를 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  55. 제 46 항에 있어서, 상기 표시장치상에 투와이스-퍼-롤 타입 회전(twice-per-roll type revolution)-관련 힘의 파동의 존재를 나타내는 지시를 표시하는 과정을 더 포함하는 방법.
  56. 제 43 항 내지 제 55 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합성강도 값에 따라 상기 주조용 롤 브러시들 중 적어도 하나의 회전속도를 변경하는 과정을 더 포함하는 방법.
  57. 제 43 항 내지 제 55 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합성강도 값에 따라 상기 주조용 롤 브러시들 중 적어도 하나에 적용된 힘을 변경하는 과정을 더 포함하는 방법.
  58. 제 43 항 내지 제 57 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변환과정은 상기 타임 도메인 신호에 푸리에 변환 프로세스를 적용함으로써 이루어지는 방법.
  59. 제 58 항에 있어서, 상기 푸리에 변환 프로세스는 고속 푸리에 변환(FFT) 프로세스를 포함하는 방법.
  60. 제 43 항 내지 제 57 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 변환과정은 상기 타임 도메인 신호에 웨이브렛 변환(wavelet transform) 프로세스를 적용함으로써 이루어지는 방법.
  61. 제 43 항 내지 제 60 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 힘-관련 매개변수의 측정은 제1 센서를 이용하여 이루어지며, 상기 제2 힘-관련힘-관련수의 측정은 제2 센서를 이용하여 이루어지는 방법.
  62. 제 43 항 내지 제 61 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 주조용 롤 브러시의 대향 제2 단부에서 제3 힘-관련 매개변수를 연 속적으로 측정하고, 상기 제2 주조용 롤 브러시의 상기 대향 제2 단부에서 제4 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하여 제3 타임 도메인 신호 및 제4 타임 도메인 신호를 각각 생성하는 과정과;
    상기 제3 타임 도메인 신호를 제3 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하고, 상기 제4 타임 도메인 신호를 제4 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하는 과정; 및
    설정된 주파수 범위 내에 존재하는 주파수 도메인 스펙트럼 중 하나로부터 주파수성분 신호의 강도레벨로부터 설정된 주파수 범위에 대한 합성강도 값을 연속적으로 계산하는 과정을 더 포함하는 방법.
  63. 쌍롤식 주조기 시스템에서, 주조공정 동안 박판 주조 금속 스트립 내의 변이성 및 결함의 원인을 감소시키기 위한 서브시스템에 있어서,
    상기 쌍롤식 주조기 시스템의 제1 주조용 롤의 제1 단부에 동작상 접속되어 주조공정 동안 상기 제1 주조용 롤의 상기 제1 단부에서 제1 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하는 제1 센서와;
    상기 쌍롤식 주조기 시스템의 제2 주조용 롤의 상기 제1 단부에 동작상 접속되어 주조공정 동안 상기 제2 주조용 롤의 상기 제1 단부에서 제2 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하는 제2 센서; 및
    상기 제1 및 제2 센서에 동작상 접속되어 상기 제1 및 제2 센서 각각으로부터 하나의 타임 도메인 신호를 수신하고, 상기 제1 및 제2 타임 도메인 신호를 제1 및 제2 주파수 도메인 스펙트럼으로 각각 변환하며, 상기 제1 및 제2 스펙트럼은 상기 제1 및 제2 센서에 각각 대응하는 프로세서-기반 플랫폼을 포함하며, 상기 프로세서-기반 플랫폼은 상기 제1 및 제2 주파수 도메인 스펙트럼 중 하나의 주어진 범위 내의 주파수성분 신호의 강도 값으로부터 주어진 주파수 범위에 대한 합성강도 값을 연속적으로 측정할 수 있는 서브시스템.
  64. 제 63 항에 있어서, 적어도 하나의 제어신호는 상기 합성강도 값에 따라 변경되며, 상기 제어신호는 상기 제1 주조용 롤 및 상기 제2 주조용 롤 중 적어도 하나의 회전속도, 주조용 풀의 높이 및 상기 제1 주조용 롤 및 제2 주조용 롤 사이에 적용된 갭 분리 힘 중 적어도 하나를 조정하도록 적용되는 서브시스템.
  65. 제 63 항에 있어서,
    상기 제1 주조용 롤의 대향 제2 단부에 동작상 접속되어, 상기 주조공정 동안 상기 제1 주조용 롤의 상기 대향 제2 단부에서 제3 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하는 제3 센서; 및
    상기 제2 주조용 롤의 상기 대향 제2 단부에 동작상 접속되어, 상기 주조공정 동안 상기 제2 주조용 롤의 상기 대향 제2 단부에서 제4 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하는 제4 센서를 더 포함하며,
    상기 프로세서-기반 플랫폼은 상기 제3 및 제4 센서에 동작상 접속되어 상기 제3 및 제4 센서 각각으로부터 하나의 타임 도메인 신호를 수신하고, 상기 제3 및 제4 타임 도메인 신호를 제3 및 제4 주파수 도메인 스펙트럼으로 각각 변환하며, 상기 제3 및 제4 스펙트럼은 상기 제3 및 제4 센서에 각각 대응하며, 상기 프로세서-기반 플랫폼은 상기 제1, 제2, 제3 및 제4 주파수 도메인 스펙트럼 중 하나로부터의 상기 주파수 범위 내의 주파수성분의 강도 값으로부터 적어도 하나의 주어진 주파수 범위에 대한 합성강도 값을 연속적으로 측정할 수 있는 서브시스템.
  66. 제 65 항에 있어서, 적어도 하나의 제어신호는 상기 합성강도 값에 따라 변경되며, 상기 제어신호는 상기 제1 주조용 롤 및 상기 제2 주조용 롤 중 적어도 하나의 회전속도, 주조용 풀의 높이 및 상기 제1 주조용 롤과 상기 제2 주조용 롤 사이에 적용된 갭 분리 힘 중 적어도 하나를 조정하도록 적용되는 서브시스템.
  67. 제 65 항에 있어서,
    상기 쌍롤식 주조기 시스템의 제1 주조용 롤 브러시의 제1 단부에 동작상 접속되어, 상기 주조공정 동안 상기 제1 주조용 롤 브러시의 상기 제1 단부에서 제5 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하는 제5 센서; 및
    상기 쌍롤식 주조기 시스템의 제2 주조용 롤 브러시의 상기 제1 단부에 동작상 접속되어, 주조공정 동안 상기 제2 주조용 롤 브러시의 상기 제2 단부에서 제6 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하는 제6 센서를 더 포함하며,
    상기 프로세서-기반 플랫폼은 상기 제5 및 제6 센서에 동작상 접속되어 상기 제5 및 제6 센서 각각으로부터 하나의 타임 도메인 신호를 수신하고, 상기 제5 및 제6 타임 도메인 신호를 제5 및 제6 주파수 도메인 스펙트럼으로 각각 변환하며, 상기 제5 및 제6 스펙트럼은 상기 제5 및 제6 센서에 각각 대응하며, 상기 프로세서-기반 플랫폼은 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 및 제6 주파수 도메인 스펙트럼의 주어진 주파수 범위 내의 상기 확인된 주파수성분 신호의 상기 강도로부터 주어진 주파수 범위에 대한 상기 합성강도 값을 연속적으로 측정할 수 있는 서브시스템.
  68. 제 67 항에 있어서, 적어도 하나의 제어신호는 상기 합성강도 값에 따라 변경되며, 상기 제어신호는
    상기 제1 주조용 롤, 상기 제2 주조용 롤, 상기 제1 주조용 롤 브러시 및 상기 제2 주조용 롤 브러시 중 적어도 하나의 회전속도;
    주조용 풀의 높이;
    상기 제1 주조용 롤과 제2 주조용 롤 사이에 적용된 갭 분리 힘; 및
    상기 제1 주조용 롤 브러시와 상기 제2 주조용 롤 브러시 중 적어도 하나에 적용된 힘 중 적어도 하나를 조정하도록 적용되는 서브시스템.
  69. 제 67 항에 있어서,
    상기 제1 주조용 롤 브러시의 대향 제2 단부에 동작상 접속되어, 상기 주조공정 동안 상기 제1 주조용 롤 브러시의 상기 대향 제2 단부에서 제7 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하는 제7 센서; 및
    상기 제2 주조용 롤 브러시의 상기 대향 제2 단부에 동작상 접속되어, 상기 주조공정 동안 상기 제2 주조용 롤 브러시의 상기 대향 제2 단부에서 제8 힘-관련 매개변수를 연속적으로 측정하는 제8 센서를 더 포함하며,
    상기 프로세서-기반 플랫폼은 상기 제7 및 제8 센서에 동작상 접속되어 상기 제7 및 제8 센서 각각으로부터 하나의 타임 도메인 신호를 수신하고, 상기 제7 및 제8 타임 도메인 신호를 제7 및 제8 주파수 도메인 스펙트럼으로 각각 변환하며, 상기 제7 및 제8 스펙트럼은 상기 제7 및 제8 센서에 각각 대응하며, 상기 프로세서-기반 플랫폼은 상기 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7 및 제8 주파수 도메인 스펙트럼으로부터 주어진 주파수 범위에서 주파수성분 신호의 상기 강도로부터 주어진 주파수 범위에 대한 상기 합성강도 값을 연속적으로 측정할 수 있는 서브시스템.
  70. 제 69 항에 있어서, 적어도 하나의 제어신호는 상기 합성강도 값에 따라 변경되며, 상기 제어신호는
    상기 제1 주조용 롤, 상기 제2 주조용 롤, 상기 제1 주조용 롤 브러시 및 상기 제2 주조용 롤 브러시 중 적어도 하나의 회전속도;
    주조용 풀의 높이;
    상기 제1 주조용 롤과 제2 주조용 롤 사이에 적용된 갭 분리 힘; 및
    상기 제1 주조용 롤 브러시와 상기 제2 주조용 롤 브러시 중 적어도 하나에 적용된 힘 중 적어도 하나를 조정하도록 적용되는 서브시스템.
  71. 제 63 항 내지 제 70 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서들 중 적어도 하 나는 로드셀(load cell)을 포함하는 서브시스템.
  72. 제 63 항 내지 제 71 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 센서들 중 적어도 하나는 변형계(strain gauge)를 포함하는 서브시스템.
  73. 제 63 항 내지 제 72 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 타임 도메인 신호는 아날로그 전기신호인 서브시스템.
  74. 제 63 항 내지 제 72 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 타임 도메인 신호는 디지털 전기신호인 서브시스템.
  75. 제 73 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세서-기반 플랫폼은 각각의 대응하는 상기 아날로그 타임 도메인 신호를 디지털 타임 도메인 신호로 변환하는 적어도 하나의 아날로그-디지털 변환기를 포함하는 서브시스템.
  76. 제 63 항 내지 제 75 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세서-기반 플랫폼에 동작상 접속되어 주파수 대 타임 플롯 및 합성강도 값 대 타임 플롯 중 적어도 하나로 표시하며, 상기 플롯들은 상기 주파수 도메인 스펙트럼 중 적어도 하나에서 파생되는 것인 표시장치를 더 포함하는 서브시스템.
  77. 제 64 항에 있어서, 상기 프로세서-기반 플랫폼에 동작상 접속되어 사용자가 상기 제어신호를 적어도 변경하도록 하는 사용자 인터페이스를 더 포함하는 서브시스템.
  78. 제 63 항 내지 제 77 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 합성강도 값은 상기 확인된 주파수 성분 신호의 적어도 상기 부분(portion)의 강도레벨로부터 계산된 제곱평균제곱근(root-mean-square)인 서브시스템.
  79. 제 69 항에 있어서, 상기 프로세서-기반 플랫폼에 동작상 접속되어 주파수 대 타임 플롯 및 합성강도 값 대 타임 플롯 중 적어도 하나로 표시하며, 상기 플롯들은 상기 주파수 도메인 스펙트럼 중 적어도 하나에서 파생되는 것인 표시장치를 더 포함하는 서브시스템.
  80. 제 70 항에 있어서, 상기 프로세서-기반 플랫폼에 동작상 접속되어 사용자가 상기 제어신호를 적어도 변경하도록 하는 사용자 인터페이스를 더 포함하는 서브시스템.
  81. 연속적인 주조에 의한 박판 주조 스트립 제조방법에 있어서,
    a) 그들 사이에 닙을 구비하는 한 쌍의 주조용 롤을 조립하는 과정과;
    b) 상기 한 쌍의 주조용 롤의 적어도 일측 단부에 적어도 2개의 센서를 동작 상 접속하여 상기 센서로부터, 상기 센서에 의해 측정된 적어도 2개의 힘-관련 매개변수의 존재를 나타내는 적어도 2개의 타임 도메인 신호를 생성하는 과정과;
    c) 상기 닙의 단부들에 인접하여, 상기 주조용 롤의 주조표면상에 유지되는 용융금속의 주조용 풀을 가두어두는 사이드 댐을 포함하는 금속공급시스템을 조립하는 과정과;
    d) 상기 한 쌍의 주조용 롤 사이에 용융금속을 도입하여 상기 사이드 댐들에 의해 한정되는 주조용 롤의 주조표면상에 유지되는 주조용 풀을 형성하는 과정과;
    e) 상기 주조용 롤을 서로 반대방향으로 회전시켜 상기 주조용 롤의 표면상에 응고된 금속쉘을 형성하고, 상기 응고된 쉘로부터 상기 주조용 롤 사이의 닙을 통해 박판 강철 스트립을 주조하는 과정과;
    f) 프로세서-기반 플랫폼에서 상기 타임 도메인 신호를 연속적으로 수신하는 과정과;
    g) 각각의 상기 타임 도메인 신호를 대응하는 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하는 과정; 및
    h) 주어진 주파수 범위에 존재하는 주파수 도메인 스펙트럼 중 하나로부터 주파수성분 신호의 강도레벨로부터 주어진 주파수범위에 대한 합성강도 값을 연속적으로 계산하는 과정을 포함하는 박판 주조 스트립 제조방법.
  82. 제 81 항에 있어서, 상기 합성강도 값은 상기 설정된 주파수 범위 내에 존재하는 상기 확인된 주파수성분 신호의 강도레벨로부터 계산된 제곱평균제곱근(root- mean-square)인 박판 주조 스트립 제조방법.
  83. 제 81 항 또는 제 82 항에 있어서, 상기 확인된 주파수성분 신호의 적어도 일부를 주파수 대 타임 플롯으로 표시장치상에 표시하는 과정을 더 포함하는 박판 주조 스트립 제조방법.
  84. 제 83 항에 있어서, 상기 합성강도 값을 강도레벨 대 시간으로 표시장치상에 표시하는 과정을 더 포함하는 박판 주조 스트립 제조방법.
  85. 제 84 항에 있어서, 상기 표시장치상의 상기 합성강도 값의 상기 플롯 관찰에 따라, 상기 박판 주조 스트립 내의 적어도 하나의 주조 결합 원인을 제거 또는 적어도 감소시키기 위해 상기 한 쌍의 주조용 롤 중 적어도 하나의 회전속도를 조정하는 과정을 더 포함하는 박판 주조 스트립 제조방법.
  86. 제 84 항에 있어서, 상기 표시장치상의 상기 합성강도 값의 상기 플롯 관찰에 따라, 상기 박판 주조 스트립 내의 적어도 하나의 주조 결합 원인을 제거 또는 적어도 감소시키기 위해 주조용 풀의 높이를 조정하는 과정을 더 포함하는 박판 주조 스트립 제조방법.
  87. 제 84 항에 있어서, 상기 표시장치상의 상기 합성강도 값의 상기 플롯 관찰 에 따라, 상기 박판 주조 스트립 내의 적어도 하나의 주조 결합 원인을 제거 또는 적어도 감소시키기 위해 상기 한 쌍의 주조용 롤 사이에 적용된 갭 force를 조정하는 과정을 더 포함하는 박판 주조 스트립 제조방법.
  88. 연속적인 주조에 의한 박판 주조 스트립 제조방법에 있어서,
    a) 그들 사이에 닙을 구비하는 한 쌍의 주조용 롤을 조립하는 과정과;
    b) 상기 한 쌍의 주조용 롤 각각과 인접하고 대응하는 주조용 롤과 접촉할 수 있는 한 쌍의 주조용 롤 브러시를 조립하는 과정과;
    c) 상기 한 쌍의 주조용 롤 및 상기 한 쌍의 주조용 롤 브러시 중 적어도 하나의 적어도 일측 단부에 적어도 2개의 센서를 동작상 접속하여 상기 센서로부터, 상기 센서에 의해 측정된 적어도 2개의 힘-관련 매개변수의 존재를 나타내는 적어도 2개의 타임 도메인 신호를 생성하는 과정과;
    d) 상기 닙의 단부들에 인접하여, 상기 주조용 롤의 주조표면상에 유지되는 용융금속의 주조용 풀을 가두어두는 사이드 댐을 포함하는 금속공급시스템을 조립하는 과정과;
    e) 상기 한 쌍의 주조용 롤 사이에 용융금속을 도입하여 상기 사이드 댐들에 의해 한정되는 주조용 롤의 주조표면상에 유지되는 주조용 풀을 형성하는 과정과;
    f) 상기 주조용 롤을 서로 반대방향으로 회전시켜 상기 주조용 롤의 표면상에 응고된 금속쉘을 형성하고, 상기 응고된 쉘로부터 상기 주조용 롤 사이의 닙을 통해 박판 강철 스트립을 주조하는 과정과;
    g) 상기 주조용 롤 브러시를 상기 대응하는 주조용 롤에 대해 회전시켜 상기 주조용 롤을 깨끗하게 하는 과정과;
    h) 프로세서-기반 플랫폼에서 상기 타임 도메인 신호를 연속적으로 수신하는 과정과;
    i) 각각의 상기 타임 도메인 신호를 대응하는 주파수 도메인 스펙트럼으로 변환하는 과정; 및
    j) 주어진 주파수 범위에 존재하는 주파수 도메인 스펙트럼 중 하나로부터 주파수성분 신호의 강도레벨로부터 주어진 주파수범위에 대한 합성강도 값을 연속적으로 계산하는 과정을 포함하는 박판 주조 스트립 제조방법.
  89. 제 88 항에 있어서, 상기 합성강도 값은 상기 주어진 주파수 범위 내에 존재하는 상기 확인된 주파수성분 신호의 강도레벨로부터 계산된 제곱평균제곱근(root-mean-square)인 박판 주조 스트립 제조방법.
  90. 제 88 항 또는 제 89 항에 있어서, 상기 확인된 주파수성분 신호의 적어도 일부를 주파수 대 타임 플롯으로 표시장치상에 표시하는 과정을 더 포함하는 박판 주조 스트립 제조방법.
  91. 제 90 항에 있어서, 상기 합성강도 값을 강도레벨 대 시간으로 표시장치상에 표시하는 과정을 더 포함하는 박판 주조 스트립 제조방법.
  92. 제 91 항에 있어서, 상기 표시장치상의 상기 합성강도 값의 상기 플롯 관찰에 따라, 상기 박판 주조 스트립 내의 적어도 하나의 주조 결합 원인을 제거 또는 적어도 감소시키기 위해 상기 한 쌍의 주조용 롤 중 적어도 하나의 회전속도를 조정하는 과정을 더 포함하는 박판 주조 스트립 제조방법.
  93. 제 91 항에 있어서, 상기 표시장치상의 상기 합성강도 값의 상기 플롯 관찰에 따라, 상기 박판 주조 스트립 내의 적어도 하나의 주조 결합 원인을 제거 또는 적어도 감소시키기 위해 상기 한 쌍의 주조용 롤 브러시 중 적어도 하나의 회전속도를 조정하는 과정을 더 포함하는 박판 주조 스트립 제조방법.
  94. 제 91 항에 있어서, 상기 표시장치상의 상기 합성강도 값의 상기 플롯 관찰에 따라, 상기 박판 주조 스트립 내의 적어도 하나의 주조 결합 원인을 제거 또는 적어도 감소시키기 위해 주조용 풀의 높이를 조정하는 과정을 더 포함하는 박판 주조 스트립 제조방법.
  95. 제 91 항에 있어서, 상기 표시장치상의 상기 합성강도 값의 상기 플롯 관찰에 따라, 상기 박판 주조 스트립 내의 적어도 하나의 주조 결합 원인을 제거 또는 적어도 감소시키기 위해 상기 한 쌍의 주조용 롤 사이에 적용된 갭 force를 조정하는 과정을 더 포함하는 박판 주조 스트립 제조방법.
  96. 제 91 항에 있어서, 상기 표시장치상의 상기 합성강도 값의 상기 플롯 관찰에 따라, 상기 박판 주조 스트립 내의 적어도 하나의 주조 결합 원인을 제거 또는 적어도 감소시키기 위해 상기 한 쌍의 주조용 롤 브러시 중 적어도 하나에 적용된 force를 조정하는 과정을 더 포함하는 박판 주조 스트립 제조방법.
  97. 제 69 항에 있어서, 상기 센서들 중 적어도 하나는 가속도계를 포함하는 박판 주조 스트립 제조방법.
  98. 제 69 항에 있어서, 상기 센서들 중 적어도 하나는 유압실린더 상의 델타 압력(delta pressure)을 측정하는 게이지(gauge)를 포함하는 박판 주조 스트립 제조방법.
  99. 제 43 항에 있어서, 상기 합성강도 값은 상기 설정된 주파수 범위 내에 존재하는 상기 확인된 주파수성분의 강도레벨로부터 계산된 루트-썸-스퀘어(root-sum-square)인 방법.
  100. 제 63 항에 있어서, 상기 합성강도 값은 상기 확인된 주파수성분의 적어도 상기 부분의 상기 강도레벨로부터 계산된 루트-썸-스퀘어(root-sum-square)인 서브시스템.
  101. 제 81 항에 있어서, 상기 합성강도 값은 상기 설정된 주파수 범위 내에 존재하는 상기 확인된 주파수성분의 강도레벨로부터 계산된 루트-썸-스퀘어(root-sum-square)인 방법.
  102. 제 88 항에 있어서, 상기 합성강도 값은 상기 설정된 주파수 범위 내에 존재하는 상기 확인된 주파수성분의 강도레벨로부터 계산된 루트-썸-스퀘어(root-sum-square)인 방법.
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