KR20090056141A

KR20090056141A - 연속주조용 침지노즐 예열장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20090056141A
Application number: KR1020070123169A
Authority: KR
Inventors: 최주태; 장진수; 도영주
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-06-03

Abstract

본 발명에 연속주조용 침지노즐 예열장치는 연속주조용 침지노즐 예열장치에 있어서, 상기 침지노즐의 위치별 온도를 측정하는 온도감지부; 상기 온도감지부를 통해 측정된 온도를 수치화하여 온도가 측정된 시간과 함께 저장하는 제어유닛; 및 상기 제어유닛을 통해 수치화된 온도를 표시하는 표시부를 포함한다. 상기와 같은 구성에 의하여 침지노즐의 위치별로 예열 상태를 정확하게 파악하여 최단시간 최소의 열원으로 최적의 침지노즐 예열 방식을 도출하기 위한 실험적 데이터를 얻을 수 있다.

침지노즐, 예열, 열원, 온도감지부

Description

연속주조용 침지노즐 예열장치 및 그 방법{Entry nozzle preheating apparatus for continuous casting and method thereof}

본 발명은 연속주조용 침지노즐 예열장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 침지노즐을 주조 전에 완벽하게 예열하기 위한 침지노즐 예열장치 및 그 방법에 관한 것이다.

전로/전기로에서 의도하는 용강의 성분을 1차적으로 조정하고, 2차 정련에서 최종 목적 성분에 맞는 용강을 래들에 주입하게 된다. 이렇게 만들어진 용강은 연속주조 공정으로 운반되어 턴디쉬, 몰드, 2차 냉각이라는 과정을 거쳐 슬라브(slab)로 생산된다. 연속주조 과정에서 턴디쉬라는 버퍼(Buffer) 역할의 장치에서 용강을 계속적으로 몰드에 공급하려면 고온의 용강을 견딜 수 있는 장치가 필요하게 되는데 그것을 침지노즐이라고 한다. 그러나, 침지노즐이 연속주조가 시작되기 전 상온의 상태로 용강과 접촉하게 되면 급격한 온도차에 의한 침지노즐의 손상 및 파괴가 일어나 연속공정이 불가능하게 된다. 그래서 주조 전 침지노즐을 적당한 온도로 예열해 놓아야만 한다.

도 1은 종래 연속주조용 침지노즐 예열장치를 설명하기 위한 도면이다.

침지노즐(10)의 예열은 침지노즐 예열대(40)에서 이루어지게 되는데 침지노즐 체결부(12)가 침지노즐 예열대(40)에 형성되어 있는 걸림턱에 의해 지지되어 있는 상태에서 예열이 이루어지게 된다. 침지노즐(10)은 열원공급부(20)에서 분출되는 열원을 통해 예열 되는데, 도 1에 도시된 바와 같이, 열원공급부(20)에서 분출되는 열원은 침지노즐 토출구(30) 쪽을 향하여 분출되게 된다. 그리고, 열원공급부(20)에서 분출되는 열원은 복사를 통해 침지노즐(10) 상부까지 전달되어 전체적으로 예열이 이루어진다. 하지만, 종래의 침지노즐 예열장치를 이용한 예열방식으로는 침지노즐(10)의 예열 상태를 정확하게 파악할 수 없었다. 즉, 현장에서 침지노즐(10)을 예열하는 작업자의 판단에 의해서만 예열이 이루어지기 때문에 침지노즐(10)의 예열온도가 항상 일정하지 않았고, 불균일한 예열온도로 인해 제품의 품질 및 생산성의 저하를 가져오게 되었다. 또한, 최단시간에 최소의 열원으로 최적의 침지노즐 예열 방식을 도출하기 위한 실험적 데이터를 얻을 수 없다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 침지노즐을 주조 전에 완벽하게 예열하며, 침지노즐의 위치별로 예열 상태를 정확하게 파악하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 연속주조용 침지노즐 예열장치는, 연속주조용 침지노즐 예열장치에 있어서, 상기 침지노즐의 위치별 온도를 측정하는 온도감지부; 상기 온도감지부를 통해 측정된 온도를 수치화하여 저장하는 제어유닛; 및 상기 제어유닛을 통해 수치화된 온도를 표시하는 표시부를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 연속주조용 침지노즐 예열장치는, 연속주조용 침지노즐 예열장치에 있어서, 상기 침지노즐의 온도를 위치별로 측정하는 온도감지부; 상기 온도감지부를 통해 측정된 온도를 수치화하여 저장하고, 상기 온도감지부를 통해 측정된 온도가 기설정된 온도 이상이면 열원차단 제어신호를 출력하는 제어유닛; 상기 제어유닛을 통해 수치화된 온도를 표시하는 표시부; 및 상기 제어유닛으로부터 열원차단 제어신호가 입력되면 상기 침지노즐에 공급되는 열원을 차단하는 열원차단부를 포함한다.

특히, 상기 온도감지부는, 상기 침지노즐의 하단, 중단, 및 상단 중 적어도 두 군데 이상의 온도를 측정하는 적어도 두 개 이상의 온도센서를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 온도감지부는, 상기 침지노즐의 하단의 온도를 측정하는 제1온도센서; 상기 침지노즐의 중단의 온도를 측정하는 제2온도센서; 및 상기 침지노즐의 상단의 온도를 측정하는 제3온도센서를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1온도센서 내지 제3온도센서는 K-Type 열전대로 구성되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조용 침지노즐 예열방법은, 연속주조용 침지노즐 예열방법에 있어서, 상기 연속주조용 침지노즐을 가열하는 제 1단계; 상기 침지노즐의 위치별 온도를 측정하는 제 2단계; 상기 제 2단계에서 측정된 상기 침지노즐의 위치별 온도가 기설정된 온도 이상인지를 판단하는 제 3단계; 및 상기 침지노즐의 위치별 온도가 기설정된 온도가 이상이면, 상기 침지노즐을 가열하는 것을 중단하는 제 4단계를 포함한다.

특히, 상기 제 2단계는, 상기 침지노즐의 하단, 중단, 및 상단 중 적어도 두 군데 이상의 온도를 측정하는 것이 바람직하다.

또한. 상기 침지노즐의 위치별 온도가 기설정된 온도 이상이면, 상기 침지노즐의 예열이 완료되었음을 알리는 메시지를 표시하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 침지노즐의 위치별 온도가 기설정된 온도 이상이면, 상기 침지노즐의 예열이 완료되었음을 알리는 경보음을 출력하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 연속 주조용 침지노즐 예열장치 및 그 방법을 통해 침지노즐을 주조 전에 완벽하게 예열할 수 있다. 또한, 침지노즐의 위치별로 예열 상태를 정확하게 파악하여 최단시간 최소의 열원으로 최적의 침지노즐 예열 방식을 도출하기 위한 실험적 데이터를 얻을 수 있다. 또한, 기설정온도로 침지노즐이 에열되면 자동으로 열원공급을 중단하고 작업자에게 예열이 완료되었음을 알려주기 때문에 작업자가 일정주기 간격으로 예열상태를 육안으로 확인해야하는 불편함을 해소할 수 있는데 그 효과가 있다.

이와 같이 이루어진 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조용 침지노즐 예열장치를 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 연속 주조용 침지노즐 예열장치는 열원공급부(20), 침지노즐 예열대(40), 온도감지부(50), 제어유닛(60), 저장부(70), 표시부(80),및 열원차단부(90)를 포함한다.

온도감지부(50)는 침지노즐(10)의 하단의 온도를 측정하는 제1온도센서(50c), 침지노즐(10)의 중단의 온도를 측정하는 제2온도센서(50b), 침지노즐(10)의 상단의 온도를 측정하는 제3온도센서(50a)를 포함한다.

제1온도센서(50c)는 침지노즐 예열대(40)의 하단에 장착되어 침지노즐(10)의 하단의 온도를 아날로그 값으로 측정하여 제어유닛(60)에 전송한다. 제2온도감지부(50b)는 침지노즐 예열대(40)의 중단에 장착되어 침지노즐(10)의 중단의 온도를 아날로그 값으로 측정하여 제어유닛(60)에 전송한다. 제3온도센서(50a)는 침지노즐 예열대(40)의 상단에 장착되어 침지노즐(10)의 상단의 온도를 아날로그 값으로 측정하여 제어유닛(60)에 전송한다.

상술한 제1온도센서(50c) 내지 제3온도센서(50a)는 고온(예를 들면, 1200℃)에서도 온도측정이 가능한 K-type 열전대(Thermocouple) 또는 R-type 열전대로 구성되는 것이 바람직하다.

제어유닛(60)은 온도감지부(50)를 통해 측정된 침지노즐(10)의 상·중·하단의 온도 값을 입력받아 예열 시작으로부터 수치화하여 예열 시작으로부터 온도가 측정된 시간과 함께 저장부(70)에 저장하고, 측정된 침지노즐(10)의 현재온도를 상·중·하단으로 구분하여 표시부(80)를 통해 표시한다. 또한, 제어유닛(60)은 온도감지부(50)를 통해 측정된 침지노즐(10)의 온도를 기설정된 온도(예를 들면, 1000℃)와 비교한다. 온도감지부(50)를 통해 측정된 침지노즐(10)의 온도가 기설정된 온도 이상일 경우, 제어유닛(10)은 열원차단부(90)에 열원차단 제어신호를 출력한 다. 열원차단부(90)는 제어유닛(60)으로부터 열원차단 제어신호가 입력되면 열원공급부(20)를 통해 침지노즐(10)에 공급되는 열원공급을 차단한다.

또한, 제3온도센서(50a)를 통해 측정된 온도가 기설정된 온도 이상이면, 제어유닛(60)은 침지노즐(10)의 예열이 완료되었음을 알리는 메시지를 표시부(80)에 출력하고, 이에 표시부(80)는 침지노즐(10)의 예열이 완료되었음을 알리는 메시지를 표시하게 된다.

또한, 제3온도센서(50a)를 통해 측정된 온도가 기설정된 온도 이상이면, 제어유닛(60)은 침지노즐(10)의 예열이 완료되었음을 알리는 경보 제어신호를 알람부(도시생략)에 출력하고, 이에 알람부는 침지노즐(10)의 예열이 완료되었음을 알리는 경보음을 출력하게 된다.

이상, 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조용 침지노즐 예열장치에 적용된 온도감지부(50)는 침지노즐(10)의 상·중·하단의 온도를 측정하는 3개의 온도센서(50a,50b,50c)를 갖는 것으로 설명하였으나, 온도센서의 수가 이에 국한되는 것은 아님을 밝혀둔다.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조용 침지노즐 예열방법을 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조용 침지노즐 예열방법을 설명하기 위한 도면이다.

침지노즐(10)이 침지노즐 예열대(40)에 장착되고, 작업자는 열원공급부(20) 를 이용하여 침지노즐 토출구(30)에 열을 가하여 침지노즐(10)을 예열하기 시작한다(S10). 온도감지부(50)를 통해 침지노즐(10)의 상·중·하단의 온도가 측정되고, 측정된 온도는 제어유닛(60)에 전송된다. 제어유닛(60)은 온도감지부(50)로부터 입력되는 온도를 수치화하여 온도가 측정된 시간과 함께 저장부(70)에 저장하고, 측정된 침지노즐(10)의 현재온도를 상·중·하단으로 구분하여 표시부(80)를 통해 실시간으로 표시한다. 저장부(70)에 측정된 시간과 함께 수치화되어 저장된 온도 데이터는 시간경과에 따라 침지노즐(10)의 예열상태를 알 수 있게 해줌으로써 추후 침지노즐(10)을 효과적으로 예열하기 위한 데이터로 활용된다.

그리고, 제어유닛(50)은 침지노즐(10) 하단의 온도가, 즉, 제1온도센서(50c)를 통해 측정된 온도가 기설정된 온도(예를 들면, 1000℃) 이상인지를 판단한다(S20). 제1온도센서(50c)를 통해 측정된 온도가 기설정된 온도 이상이면, 제2온도센서(50b)를 통해 측정된 온도가 기설정된 온도 이상인지를 판단한다(S30). 제2온도센서(50b)를 통해 측정된 온도가 기설정된 온도 이상이면, 제3온도센서(50a)를 통해 측정된 온도가 기설정된 온도 이상인지를 판단한다(S40). 제3온도센서(50a)를 통해 측정된 온도가 기설정된 온도 이상이면, 제어유닛(60)은 열원 차단부(90)에 열원차단 제어신호를 출력하고, 이에, 열원 차단부(90)는 열원 공급부(20)을 통해 침지노즐(10)에 공급되던 열원을 차단하게 된다(S50). 또한, 제3온도센서(50a)를 통해 측정된 온도가 기설정된 온도 이상이면, 제어유닛(60)은 침지노즐(10)의 예열이 완료되었음을 알리는 메시지를 표시부(80)에 출력하고, 이에 표시부(80)는 침지노즐(10)의 예열이 완료되었음을 알리는 메시지를 표시하게 된다(S60). 또한, 제3 온도센서(50a)를 통해 측정된 온도가 기설정된 온도 이상이면, 제어유닛(60)은 침지노즐(10)의 예열이 완료되었음을 알리는 경보 제어신호를 알람부(도시생략)에 출력하고, 이에 알람부는 침지노즐(10)의 예열이 완료되었음을 알리는 경보음을 출력하게 된다(S60).

이상, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

<도면의 주요부분에 대한 설명>

10 : 침지노즐 12 : 침지노즐 체결부

20 : 열원공급부 30 : 침지노즐 토출구

40 : 침지노즐 예열대 50 : 온도감지부

50a : 제1온도센서 50b : 제2온도센서

50c : 제3온도센서 60 : 제어유닛

70 : 저장부 80 : 표시부

90 : 열원차단부

Claims

연속주조용 침지노즐 예열장치에 있어서,

상기 침지노즐의 위치별 온도를 측정하는 온도감지부;

상기 온도감지부를 통해 측정된 온도를 수치화하여 저장하는 제어유닛; 및

상기 제어유닛을 통해 수치화된 온도를 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속주조용 침지노즐 예열장치.
연속주조용 침지노즐 예열장치에 있어서,

상기 침지노즐의 온도를 위치별로 측정하는 온도감지부;

상기 온도감지부를 통해 측정된 온도를 수치화하여 저장하고, 상기 온도감지부를 통해 측정된 온도가 기설정된 온도 이상이면 열원차단 제어신호를 출력하는 제어유닛;

상기 제어유닛을 통해 수치화된 온도를 표시하는 표시부; 및

상기 제어유닛으로부터 열원차단 제어신호가 입력되면 상기 침지노즐에 공급되는 열원을 차단하는 열원차단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속주조용 침지노즐 예열장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 온도감지부는,

상기 침지노즐의 하단, 중단, 및 상단 중 적어도 두 군데 이상의 온도를 측정하는 적어도 두 개 이상의 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속주조용 침지노즐 예열장치.
청구항 3에 있어서,

상기 온도감지부는,

상기 침지노즐의 하단의 온도를 측정하는 제1온도센서;

상기 침지노즐의 중단의 온도를 측정하는 제2온도센서; 및

상기 침지노즐의 상단의 온도를 측정하는 제3온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속주조용 침지노즐 예열장치.
청구항 3에 있어서,

상기 제1온도센서 내지 제3온도센서는 K-Type 열전대로 구성되는 것을 특징으로 하는 연속 주조용 침지노즐 예열장치.
연속주조용 침지노즐 예열방법에 있어서,

상기 연속주조용 침지노즐을 가열하는 제 1단계;

상기 침지노즐의 위치별 온도를 측정하는 제 2단계;

상기 제 2단계에서 측정된 상기 침지노즐의 위치별 온도가 기설정된 온도 이상인지를 판단하는 제 3단계; 및

상기 침지노즐의 위치별 온도가 기설정된 온도가 이상이면, 상기 침지노즐을 가열하는 것을 중단하는 제 4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연속주조용 침지노즐 예열방법.
청구항 6에 있어서,

상기 제 2단계는,

상기 침지노즐의 하단, 중단, 및 상단 중 적어도 두 군데 이상의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 연속주조용 침지노즐 예열방법.
청구항 6에 있어서,

상기 침지노즐의 위치별 온도가 기설정된 온도 이상이면, 상기 침지노즐의 예열이 완료되었음을 알리는 메시지를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속주조용 침지노즐 예열방법.
청구항 6에 있어서,

상기 침지노즐의 위치별 온도가 기설정된 온도 이상이면, 상기 침지노즐의 예열이 완료되었음을 알리는 경보음을 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연속주조용 침지노즐 예열방법.