KR20090071221A - Apparatus and method for predicting clogging of submerged nozzle - Google Patents

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Abstract

A prediction method of the nozzle clogging and a device thereof are provided to prevent the clogging and blow hole defect of the clogged nozzle. A prediction device of the nozzle clogging comprises: a vibration measuring unit(4) consecutively measuring the vibration of a clogged nozzle(3); a signal converter(5) converting a vibratory signal measured in the vibration measuring unit into a frequency signal; and a clogging detection unit(6). The vibration measuring unit is separately placed from the clogged nozzle surface and measures the vibration of the clogged nozzle surface. The clogging detection unit receives the frequency signal from the signal converter in order to calculate the thickness of the clogged nozzle.

Description

침지노즐의 막힘 예측 방법 및 장치{Apparatus and Method for predicting clogging of submerged nozzle}Apparatus and Method for predicting clogging of submerged nozzle}

본 발명은 연속주조 공정에 있어서 침지노즐의 막힘을 예측하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 침지 노즐의 진동을 측정하여 그 주파수 변화 특성을 이용함으로써 노즐의 막힘량을 정확히 예측할 수 있는 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for predicting clogging of an immersion nozzle in a continuous casting process, and more particularly, to a method and apparatus for accurately predicting a clogging amount of a nozzle by measuring vibration of an immersion nozzle and using its frequency change characteristic. It is about.

일반적으로 연속주조 공정은 액상의 용강을 일정한 형태의 고상으로 결함없이 응고시키면서 연속적으로 주조하는 공정으로서, 보다 구체적으로는 래들의 용강이 턴디쉬를 거쳐 몰드로 이송되어 슬라브 형태로 주조되는 공정이 연속적으로 진행된다. 연속 주조 공정에 있어서, 침지 노즐(submerged nozzle)은 용강이 턴디쉬에서 몰드로 공급되는 이동 경로의 역할을 한다. 이 침지노즐은, 용강이 턴디쉬에서 몰드로 직접 쏟아질 경우 발생되는 용강의 산화와 비산을 방지하기 위해, 몰드 내의 용강 중에 침지된 상태에서 용강을 턴디쉬로부터 몰드로 이송시킨다. 이러한 침지 노즐은 고온의 용강을 이송하므로 고온에 견딜수 있는 내화물로 만들어진다. In general, the continuous casting process is a process of continuously casting liquid molten steel into a solid solid without any defect, and more specifically, a process in which molten steel of a ladle is transferred to a mold through a tundish and cast into a slab form. Proceeds to. In a continuous casting process, a submerged nozzle serves as a travel path through which molten steel is fed from the tundish to the mold. The immersion nozzle transfers the molten steel from the tundish to the mold in the state of being immersed in the molten steel in the mold in order to prevent oxidation and scattering of the molten steel generated when the molten steel is poured directly from the tundish into the mold. These immersion nozzles are made of refractory materials that can withstand high temperatures since they convey high temperature molten steel.

턴디쉬와 몰드 사이에 배치된 침지노즐은, 용강 중에 섞여있는 탈산성 개재물 또는 침지노즐의 내화물과 용강이 반응하여 형성된 산화물에 의해, 용강이 통과하는 노즐 내경이 감소하는 노즐 막힘 현상이 발생된다. 이러한 노즐 막힘 현상이 발생한 경우, 용강의 흐름이 일정하지 않아 몰드내의 용강의 높이가 불안정해지고 탕면의 변화로 연속 주조 제품의 품질에 악영향을 미치게 된다. 또한 노즐 막힘 현상으로 인해 편류가 발생하여 몰드 플럭스 등이 용강 내부로 혼입되어 용강의 청정도가 악화될 수 있다. 더욱이, 침지노즐 내벽에 부착된 막힘 물질(개재물 또는 산화물)의 일부가 떨어지는 경우, 그 떨어진 일부가 용강 중에 혼입되어 용강의 청정도를 악화시킨다. 노즐 막힘이 심한 경우, 주조 공정을 중단하기도 한다.The immersion nozzle disposed between the tundish and the mold has a nozzle clogging phenomenon in which the nozzle inner diameter through which the molten steel passes decreases due to deoxidized inclusions mixed in the molten steel or an oxide formed by the refractory of the immersion nozzle and the molten steel. When the nozzle clogging occurs, the flow of molten steel is not constant, the height of the molten steel in the mold is unstable and the change in the hot water surface adversely affects the quality of the continuous cast product. In addition, the nozzle may be clogged, causing drift, and the mold flux may be mixed into the molten steel, thereby degrading the cleanliness of the molten steel. Moreover, when a part of the clogging substance (inclusion or oxide) adhering to the inner wall of the immersion nozzle falls, the part separated is mixed in the molten steel to worsen the cleanliness of the molten steel. If the nozzle is clogged, the casting process may be interrupted.

상기한 바와 같은 노즐 막힘 현상을 방지하기 위한 방법으로서 불활성 가스 취입법이 사용되고 있는데, 불활성 가스 취입법은 침지노즐에 아르곤과 같은 불활성 가스를 취입하여 노즐 내벽에 부착되어 막힘 물질을 제거하는 것이다. 그러나 침지 노즐 또는 상부 노즐에 취입된 가스는 연속 주조 공정에서 용강 밖으로 배출되는데, 필요 이상의 많은 양으로 불활성 가스가 취입되는 경우 기포성 결함을 일으키는 문제가 있다.An inert gas blowing method is used as a method for preventing the nozzle clogging as described above. The inert gas blowing method is to inert an inert gas such as argon into the immersion nozzle and adhere to the nozzle inner wall to remove the clogging material. However, the gas blown into the immersion nozzle or the upper nozzle is discharged out of the molten steel in the continuous casting process, there is a problem causing a bubble defect when the inert gas is blown in a larger amount than necessary.

적절한 때에 적절한 불활성 가스양으로 노즐 막힘 물질을 제거하기 위해, 침지노즐의 막힘을 감지할 필요가 있다. 침지노즐 막힘을 감지하는 방법으로는, 연속 주조 공정 중 슬라이딩 게이트의 개도율을 통한 감지 방법과, 조업자가 침지노즐 벽면에 쇠봉을 접촉시켜 손의 촉감으로 얻은 진동을 통한 감지방법이 있다. 그러나 슬라이등 게이트의 개도율에 따라 침지노즐의 막힘 정도를 감지하는 방법은 노즐 내부가 약 50%이상 막힐 때까지는 사실상 침지노즐의 막힘을 감지하기 어렵다. 조업자가 쇠봉을 접촉시켜 손의 촉감으로 진동을 감지하는 방법은 조업자간의 편차와 정확도의 결여, 그리고 실시간 온라인 측정이 힘들다는 한계를 갖고 있다. In order to remove the nozzle clogging material with an appropriate amount of inert gas at the appropriate time, it is necessary to detect the blockage of the immersion nozzle. As a method of detecting the immersion nozzle clogging, there is a detection method through the opening ratio of the sliding gate during the continuous casting process, and a method through the vibration obtained by the operator's touch by touching the iron rod on the wall of the immersion nozzle. However, the method of detecting the degree of blockage of the immersion nozzle according to the opening degree of the gate of the slide lamp is difficult to detect the blockage of the immersion nozzle until the inside of the nozzle is blocked about 50% or more. The way in which the operator touches the iron rod to detect vibrations with the touch of the hand has the limitation that the variation between the operators and the lack of accuracy and the real-time online measurement are difficult.

본 발명은, 상술한 바와 같은 종래기술이 갖는 제반 문제를 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 침지노즐의 진동을 측정하여 그 주파수 변화 특성을 이용함으로써 침지노즐의 막힘 현상을 실시간으로 정확히 예측할 수 있는 방법과 장치를 제공한다. The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and the present invention has been made to solve the problem. By measuring the vibration of the immersion nozzle and using its frequency change characteristic, the immersion nozzle can be accurately predicted in real time in real time It provides a method and apparatus.

본 발명의 일 측면에 따른 침지노즐의 막힘 예측 방법은, 연속 주조 중 턴디쉬로부터 몰드로의 용강 주입을 위한 침적노즐의 표면의 진동을 연속적으로 측정하는 단계; 상기 측정된 진동 신호를 주파수 신호로 변환하는 단계; 상기 변환된 주파수 신호로부터, 초기 주파수에서 감소되어 일정시간 지속되는 지속성 주파수 이하인 주파수 상태로 지속되는 지속 시간을 획득하는 단계; 및 상기 지속 시간과 침지노즐의 막힘 두께 간의 기설정된 실험적 상관관계식을 사용하여, 상기 획득된 지속 시간으로부터 침지노즐의 막힘 두께를 산출하는 단계;를 포함한다. According to an aspect of the present invention, a method of predicting clogging of an immersion nozzle includes continuously measuring vibration of a surface of a immersion nozzle for injection of molten steel from a tundish into a mold during continuous casting; Converting the measured vibration signal into a frequency signal; Obtaining, from the converted frequency signal, a duration that lasts in a frequency state that is less than or equal to a persistence frequency that is decreased at an initial frequency and lasts for a predetermined time; And calculating a clogging thickness of the immersion nozzle from the obtained duration using a predetermined experimental correlation between the duration and the clogging thickness of the immersion nozzle.

본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 침지노즐의 막힘 두께 산출 단계에서, 하기의 지속 시간(T)과 침지노즐의 막힘 두께(t) 간의 상관 관계를 사용하여, 상기 획득된 지속 시간으로부터 침지노즐의 막힘 두께를 산출할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, in the step of calculating the clogging thickness of the immersion nozzle, using the correlation between the following duration T and the clogging thickness t of the immersion nozzle, The clogging thickness can be calculated.

T ≥ b/a 인 경우, t = aT - bIf T ≥ b / a, t = aT-b

0 ≤ T ≤ b/a 인 경우, t = 0T = 0 for 0 ≤ T ≤ b / a

여기서, a, b는 0보다 큰 상수로서 침지노즐의 길이, 두께, 재질에 따라 달라지는 실험 상수이다. Here, a and b are constants greater than 0 and are experimental constants that vary depending on the length, thickness, and material of the immersion nozzle.

본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 침지노즐 표면의 진동 측정 단계는, 상기 침지노즐 표면으로부터 이격 배치된 비접촉식 진동측정기를 사용하여 수행될 수 있다. 상기 측정된 진동 신호를 주파수 신호로 변환하는 단계는, 상기 측정된 진동 신호를 FFT(Fast Fourier Trasformation) 변환하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the vibration measuring step of the immersion nozzle surface may be performed using a non-contact vibration measuring device spaced apart from the immersion nozzle surface. The converting the measured vibration signal into a frequency signal may include converting the measured vibration signal into a Fast Fourier Trasformation (FFT).

본 발명의 다른 측면에 따른 침지노즐의 막힘 예측 장치는, 연속 주조 중 턴디쉬로부터 몰드로의 용강 주입을 위한 침지노즐의 막힘 두께를 예측하는 장치에 있어서, 상기 침지노즐 표면의 진동을 연속적으로 측정하기 위한 진동 측정기; 상기 진동 측정기에서 측정된 진동 신호를 주파수 신호로 변환하는 신호 변환기; 및 상기 신호 변환기로부터 주파수 신호를 수신하여, 초기 주파수에서 감소되어 일정시간 지속되는 지속성 주파수 이하인 주파수 상태로 지속되는 지속 시간을 획득하고, 상기 지속 시간과 침지노즐의 막힘 두께 간의 기설정된 실험적 상관관계식을 사용하여, 상기 획득된 지속 시간으로부터 침지노즐의 막힘 두께를 산출하는 막힘량 산출부;를 포함한다. An apparatus for predicting the blockage of an immersion nozzle according to another aspect of the present invention is a device for predicting a blockage thickness of an immersion nozzle for injection of molten steel from a tundish into a mold during continuous casting, wherein the vibration of the surface of the immersion nozzle is continuously measured. Vibration measuring device for doing; A signal converter for converting the vibration signal measured by the vibration meter into a frequency signal; And receiving a frequency signal from the signal converter to obtain a duration that is reduced at an initial frequency and is maintained at a frequency that is less than or equal to a sustained frequency that is constant for a predetermined time, and establishes a predetermined experimental correlation between the duration and the blockage thickness of the immersion nozzle. And a blockage amount calculation unit configured to calculate a blockage thickness of the immersion nozzle from the obtained duration.

상기 진동 측정기는, 상기 침지노즐 표면으로부터 이격 배치되어 비접촉식으 로 상기 침지노즐 표면의 진동을 측정할 수 있다. The vibration measuring device may be spaced apart from the immersion nozzle surface to measure the vibration of the immersion nozzle surface in a non-contact manner.

본 발명에 따르면, 침지노즐의 진동을 측정하여 노즐 막힘 두께를 정확히 정량적으로 예측가능하게 된다. 이에 따라 침지노즐에 투입되는 불활성 가스양을 바로 적절히 조절할 수 있고, 침지노즐의 막힘 현상 및 기포성 결함을 미연에 방지할 수 있다. According to the present invention, it is possible to accurately and quantitatively predict the nozzle clogging thickness by measuring the vibration of the immersion nozzle. Accordingly, the amount of inert gas introduced into the immersion nozzle can be appropriately adjusted immediately, and the clogging phenomenon and the bubble defect of the immersion nozzle can be prevented in advance.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 침지노즐 예측 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다. 연속 주조 공정시, 턴디쉬(1)에 담겨진 용강은 침지노즐(3)을 통해 몰드로 주입된다. 실린더에 연결된 슬라이딩 게이트의 슬라이딩 동작에 의해 침지노즐로의 용강 흐름이 개폐될 수 있다. 1 is a view schematically showing an immersion nozzle prediction apparatus according to an embodiment of the present invention. In the continuous casting process, the molten steel contained in the tundish 1 is injected into the mold through the immersion nozzle 3. The molten steel flow to the immersion nozzle can be opened and closed by the sliding operation of the sliding gate connected to the cylinder.

도 1을 참조하면, 침지노즐 예측 장치는 진동 측정기(4), 신호변환기(5) 및 막힘량 산출부(6)를 포함한다. 바람직하게는, 침지노즐(3) 표면의 진동을 연속적으로 측정하기 위해, 레이저 센서나 초음파 센서 등을 구비한 비접촉식 진동 측정기(4)를 침지노즐(3) 표면으로부터 이격 배치하여 사용한다. 침지노즐(3) 주위 환경의 온도가 매우 높기 때문에 진동 측정기(3)는 냉각수 등으로 냉각시켜준다. Referring to FIG. 1, the immersion nozzle predicting apparatus includes a vibration measuring device 4, a signal converter 5, and a blockage calculating unit 6. Preferably, in order to continuously measure the vibration of the immersion nozzle 3 surface, the non-contact vibration measuring device 4 equipped with a laser sensor, an ultrasonic sensor, etc. is used and spaced apart from the immersion nozzle 3 surface. Since the temperature of the environment surrounding the immersion nozzle 3 is very high, the vibration measuring device 3 cools it with coolant or the like.

연속 주조 공정 초기에 침지노즐(3) 안으로 용강이 흐르기 시작하면, 침지노즐(3)에 진동이 발생하게 된다. 이 때, 진동 측정기(4)는 연속 주조중의 침지노즐(3)의 표면의 진동을 측정하여 진동 신호를 발생시킨다(도 3 참조).When molten steel starts to flow into the immersion nozzle 3 at the beginning of the continuous casting process, vibration occurs in the immersion nozzle 3. At this time, the vibration measuring device 4 measures the vibration of the surface of the immersion nozzle 3 during continuous casting to generate a vibration signal (see FIG. 3).

신호변환기(5)는 진동 측정기(4)에서 측정된 진동 신호를 주파수 신호로 변환한다. 예를 들어, 진동 측정기(4)의 진동 신호를 FFT(Fast Fourier Transformaton) 변환하여 FFT 변환신호(도 4 참조)를 발생시키는 신호변환기를 사용할 수 있다. 이러한 주파수 신호를 통해 주파수 변화 특성을 알 수 있게 된다. The signal converter 5 converts the vibration signal measured by the vibration meter 4 into a frequency signal. For example, a signal converter for generating an FFT converted signal (see FIG. 4) by converting the vibration signal of the vibration measuring device 4 into an FFT (Fast Fourier Transformaton) may be used. Through this frequency signal it is possible to know the frequency change characteristics.

통상 노즐 막힘층의 두께(노즐 막힘 두께)는 주조 시간이 경과함에 따라 점차 두꺼워지며, 따라서 노즐의 진동 주파수는 낮아진다. 연속 주조 공정에 있어서, 침지노즐(3)의 진동 주파수는 초기 주파수(fi)에서 점차 감소하여 막히기 시작하면 도 5에 도시된 바와 같이, 특정한 지속성 주파수(fr)로 일정시간 지속되는 특징을 갖는다. 여기서, 초기 주파수(fi)와 감소된 지속성 주파수(fr)는 침지노즐(3)의 길 이, 두께, 재질 등에 따라 달라질 수 있다. 도 5에 나타난 침지노즐의 진동 주파수 특성예에서는, 초기 주파수(fi)가 25Hz, 감소된 지속성 주파수(fr)가 20Hz로 나타나 있다. Usually, the thickness of the nozzle clogging layer (nozzle clogging thickness) becomes thicker as the casting time elapses, and thus the vibration frequency of the nozzle is lowered. In the continuous casting process, the vibration frequency of the immersion nozzle 3 gradually decreases at the initial frequency fi and starts to become clogged, and thus has a characteristic that the vibration frequency of the immersion nozzle 3 lasts for a certain time at a specific sustain frequency fr. Here, the initial frequency (fi) and the reduced persistence frequency (fr) may vary depending on the length, thickness, material, etc. of the immersion nozzle (3). In the vibration frequency characteristic example of the immersion nozzle shown in FIG. 5, the initial frequency fi is 25 Hz, and the reduced persistence frequency fr is 20 Hz.

본 발명자들은 상술한 감소된 지속성 주파수(fr) 이하(지속성 주파수를 포함함)인 주파수 상태의 지속시간(T)이 침지노즐의 막힘 두께(t)와 상관관계가 있다는 사실을 밝혀냈다. 특히, 침지노즐의 막힘 두께(t)는 상기 지속성 주파수(fr) 이하로 지속되는 지속시간에 따라 선형적으로 증가하는데, 주조 시작 후 특정한 임계시간에 도달할 때까지는 실질적으로 노즐 막힘 두께(t)는 0이고, 그 이후부터 상기 지속시간에 따라 선형적으로 증가한다(도 7 참조). The inventors have found that the duration T of the frequency state below the reduced sustain frequency fr described above (including the sustain frequency) correlates with the plugging thickness t of the immersion nozzle. In particular, the plugging thickness (t) of the immersion nozzle increases linearly with the duration that lasts below the sustaining frequency (fr), and the nozzle plugging thickness (t) is substantially until a certain threshold time is reached after the start of casting. Is 0 and increases linearly with the duration thereafter (see FIG. 7).

따라서, 침지노즐 막힘 두께(t)가 임계시간을 초과하여 0보다 크게 될 때에는, 지속성 주파수 이하의 지속시간(T)과 지속시간(T)과 침지노즐의 막힘 두께(t)는 아래의 수학식과 같이 표현될 수 있다.Therefore, when the immersion nozzle plugging thickness t becomes greater than zero beyond the threshold time, the duration T and the duration T below the sustaining frequency and the plugging thickness t of the immersion nozzle are expressed by the following equation. Can be expressed as:

t = aT - b (T ≥ b/a)t = aT-b (T ≥ b / a)

여기서, a, b는 0보다 큰 상수로서 침지노즐의 길이, 두께, 재질에 따라 달라지는 실험 상수이다. Here, a and b are constants greater than 0 and are experimental constants that vary depending on the length, thickness, and material of the immersion nozzle.

노즐 막힘 두께가 실질적으로 생기기 시작하는 임계시간은 상술한 수학식에서 t = 0 인 T값으로부터 얻을 수 있으므로, 임계시간은 b/a라고 놓을 수 있다. 따 라서 지속성 주파수 이하의 지속시간이 0 이상 b/a이하이면(0 ≤ T ≤ b/a), 노즐 막힘 두께는 실질적으로 0이라고 예측할 수 있다. Since the threshold time at which the nozzle clogging thickness starts to occur substantially can be obtained from a T value of t = 0 in the above equation, the threshold time can be set to b / a. Therefore, if the duration below the sustain frequency is greater than or equal to 0 and less than or equal to b / a (0 ≦ T ≦ b / a), it can be expected that the nozzle clogging thickness is substantially zero.

t= 0 (0 ≤ T ≤ b/a)t = 0 (0 ≤ T ≤ b / a)

이러한 실험적 사실에 근거하여, 막힘 두께(t)와 감소된 지속성 주파수(fr) 이하의 지속시간(T)의 선형식을 실험적으로 도출할 수 있으며, 이 실험적 선형 상관 관계식을 설정함으로써 침지노즐의 막힘두께를 정확히 예측할 수 있다. Based on this experimental fact, it is possible to experimentally derive a linear equation of the plugging thickness (t) and the duration (T) below the reduced persistence frequency (fr), and by setting up this experimental linear correlation, the plugging of the immersion nozzle The thickness can be accurately predicted.

막힘량 산출부(6)는 신호변환기(6)에 연결되어 신호변환기(6)에서 변환된 주파수 신호를 수신한다. 이 막힘량 산출부(6)는, 신호변환기(6)로부터 수신받은 주파수 신호로부터, 지속성 주파수(fr) 이하인 주파수 상태로 지속되는 지속 시간(To)을 획득하고, 지속 시간 변수(T)와 침지노즐의 막힘 두께 변수(t) 간의 기설정된 실험적 상관관계식(특히, 상술한 선형식)을 사용하여, 상기 획득된 지속 시간(To)으로부터 침지노즐의 막힘 두께를 정확히 실시간으로 산출할 수 있다. The blockage calculator 6 is connected to the signal converter 6 to receive the frequency signal converted by the signal converter 6. The blockage calculation unit 6 obtains, from the frequency signal received from the signal converter 6, the duration To which continues in the frequency state which is less than or equal to the duration frequency fr, and the duration variable T and the immersion. Using a predetermined experimental correlation (particularly the above-described linear equation) between the clogging thickness parameters t of the nozzles, the clogging thickness of the immersion nozzle can be calculated in real time from the obtained duration To.

도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 침지노즐 예측 방법을 설명하는 흐름도이다. 2 is a flowchart for explaining an immersion nozzle prediction method according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 2를 참조하면, 먼저 레이저 센서등을 구비한 비접촉식 진동 측정기(4)를 사용하여 침적노즐(3)의 표면의 진동을 연속적으로 측정한다(S210). 그 후, 신호변환기(5)에 의해 침지노즐(3)의 진동 신호를 주파수 신호로 변환한 다(S220). 예를 들어 침지노즐(3)의 진동 신호를 FFT 변환하여 FFT 변환신호를 얻을 수 있다. 1 and 2, first, the vibration of the surface of the immersion nozzle 3 is continuously measured using the non-contact vibration measuring device 4 equipped with a laser sensor or the like (S210). Thereafter, the vibration signal of the immersion nozzle 3 is converted into a frequency signal by the signal converter 5 (S220). For example, the FFT conversion signal can be obtained by performing FFT conversion on the vibration signal of the immersion nozzle 3.

그리고 나서, 막힘량 산출부(6)는 상기 변환된 주파수 신호로부터 지속성 주파수(fr) 이하인 주파수 상태로 지속되는 지속 시간(To)을 획득한다(S230). 계속해서, 막힘량 산출부(6)는 상술한 지속시간(변수 T)과 막힘두께(변수 t) 간의 기설정된 실험적 상관관계식(t = aT - b)을 사용하여, 상기 획득된 지속 시간(To)으로부터 노즐의 막힘 두께를 산출한다(S240). 즉, 획득된 지속시간이 To일 때, 산출되는 노즐 막힘 두께는 a×To - b가 된다(단, To ≥ b/a). 노즐 막힘 두께를 산출할 때, 임계시간(b/a)까지는 실질적인 막힘 두께가 없다고 할 수 있으므로, 상기 획득된 지속 시간(To)이 0 ≤ To ≤ b/a 인 경우, 침지노즐의 막힘 두께는 실질적으로 0 인 것으로 예측한다.Then, the blockage calculation unit 6 obtains the duration To lasted in the frequency state which is less than or equal to the sustain frequency fr from the converted frequency signal (S230). Subsequently, the blockage calculation unit 6 uses the predetermined experimental correlation equation (t = aT−b) between the above-described duration (variable T) and the blockage thickness (variable t), thereby obtaining the obtained duration (To). ) The clogging thickness of the nozzle is calculated (S240). That is, when the obtained duration is To, the calculated nozzle clogging thickness is a × To−b (where To ≧ b / a). When calculating the nozzle clogging thickness, it can be said that there is no substantial clogging thickness until the critical time (b / a). Therefore, when the acquired duration time (To) is 0 ≦ To ≦ b / a, the clogging thickness of the immersion nozzle is It is expected to be substantially zero.

(실시예)(Example)

상술한 침지노즐 막힘 두께 예측 방법의 일례로서, 발명자들은 레이저 센서로 침지노즐의 표면 진동을 측정한 후 도 3과 도 4에 도시된 바와 같은 진동 신호 및 FFT 변환신호를 얻었다(초기 주파수(fi)는 25Hz이고, 감소된 지속성 주파수(fr)는 20Hz로 나타남) . 그 FFT 변환신호에 따른 주파수 대 시간 그래프는 도 5와 같다. 도 6과 같이 주조 종료후 폐기된 침지노즐을 절단한 후 막힘 두께를 측정하였고 그 실제 측정된 실 두께는 아래의 표와 같다. As an example of the method of predicting the immersion nozzle clogging thickness described above, the inventors obtained the vibration signal and the FFT conversion signal as shown in FIGS. 3 and 4 after measuring the surface vibration of the immersion nozzle with a laser sensor (initial frequency (fi)). Is 25 Hz, and the reduced sustain frequency (fr) is represented by 20 Hz). 5 is a graph of frequency vs. time according to the FFT signal. As shown in FIG. 6, after the end of the casting, the immersion nozzles were discarded and the clogging thicknesses were measured.

Figure 112007094084590-PAT00001
Figure 112007094084590-PAT00001

상기 표 1의 데이터로부터 도 7에 도시된 바와 같은 실제 막힘 두께와 지속성 주파수(fr) 이하의 지속시간의 산점도를 얻을 수 있다. 이 산점도 데이터로부터 막힘 두께(t)와 지속시간(T)간의 선형적 상관관계식을 아래 수학식과 같이 얻었다. From the data in Table 1, a scatter plot of the actual clogging thickness and duration below the sustain frequency fr as shown in FIG. 7 can be obtained. From the scatter plot data, a linear correlation between the blockage thickness (t) and the duration (T) was obtained as in the following equation.

t (mm) = 0.0028171×T(초) - 8.62157t (mm) = 0.0028171 × T (sec)-8.62157

위 상관관계식은 해당 주조 설비의 동일 제품군의 침지노즐에 대해 유효하게 적용될 수 있다. 주조 설비가 바뀌어 침지노즐의 길이, 두께, 재질 등이 변경되면 , 상술한 방법을 통해, 그 변경된 침지노즐에 대한 선형적 상관관계식을 도출한다. The above correlation can be effectively applied to immersion nozzles of the same family in the foundry. When the casting equipment is changed and the length, thickness, material, etc. of the immersion nozzle are changed, a linear correlation with respect to the changed immersion nozzle is derived through the above-described method.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims, and that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention described in the claims. It will be apparent to one of ordinary skill in the art.

도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 침지노즐 예측 방법을 실행하기 위한 침지노즐 예측 장치의 설치 상태를 나타낸 개략도.1 is a schematic diagram showing an installation state of an immersion nozzle prediction apparatus for executing an immersion nozzle prediction method according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 침지노즐 예측 방법을 설명하기 위한 흐름도.2 is a flowchart for explaining an immersion nozzle prediction method according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시형태에 따라 획득된 진동 신호를 나타낸 그래프.3 is a graph showing a vibration signal obtained according to an embodiment of the present invention.

도 4는 도 3의 진동 신호를 FFT(Fast Fourier Transformation) 변환하여 얻은 FFT 변환 주파수 신호를 나타낸 그래프.4 is a graph showing an FFT transform frequency signal obtained by fast Fourier transform (FFT) transform the vibration signal of FIG.

도 5는 시간에 따른 침지노즐 진동 주파수의 변화를 나타낸 그래프.5 is a graph showing a change in the vibration frequency of the immersion nozzle with time.

도 6은 침지노즐의 단면과 막힘 상태를 나타낸 사진.Figure 6 is a photograph showing a cross section of the immersion nozzle and the blocked state.

도 7은 침지노즐의 실제 막힘 두께와 20Hz의 지속시간의 산점도.7 is a scatter plot of the actual clogging thickness of a immersion nozzle and a duration of 20 Hz.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1: 턴디쉬 2: 슬라이딩 게이트1: tundish 2: sliding gate

3: 침지노즐 4: 진동 측정기3: immersion nozzle 4: vibration measuring instrument

5: 신호변환기 6: 막힘량 산출부5: signal converter 6: blockage calculator

11: 실린더 11: cylinder

Claims (6)

연속 주조 중 턴디쉬로부터 몰드로의 용강 주입을 위한 침적노즐의 표면의 진동을 연속적으로 측정하는 단계; Continuously measuring vibration of the surface of the deposition nozzle for injection of molten steel from the tundish into the mold during continuous casting; 상기 측정된 진동 신호를 주파수 신호로 변환하는 단계; Converting the measured vibration signal into a frequency signal; 상기 변환된 주파수 신호로부터, 초기 주파수에서 감소되어 일정시간 지속되는 지속성 주파수 이하인 주파수 상태로 지속되는 지속 시간을 획득하는 단계; 및 Obtaining, from the converted frequency signal, a duration that lasts in a frequency state that is less than or equal to a persistence frequency that is decreased at an initial frequency and lasts for a predetermined time; And 상기 지속 시간과 침지노즐의 막힘 두께 간의 기설정된 실험적 상관관계식을 사용하여, 상기 획득된 지속 시간으로부터 침지노즐의 막힘 두께를 산출하는 단계;를 포함하는 침지노즐의 막힘 예측 방법.Calculating a blockage thickness of the immersion nozzle from the obtained duration using a predetermined experimental correlation between the duration and the blockage thickness of the immersion nozzle. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 침지노즐의 막힘 두께 산출 단계에서, 하기의 지속 시간(T)과 침지노즐의 막힘 두께(t) 간의 상관 관계를 사용하여, 상기 획득된 지속 시간으로부터 침지노즐의 막힘 두께를 산출하는 것을 특징으로 하는 침지노즐의 막힘 예측 방법,In the step of calculating the blockage thickness of the immersion nozzle, the blockage thickness of the immersion nozzle is calculated from the obtained duration using the correlation between the following duration T and the blockage thickness t of the immersion nozzle. To predict the blockage of the immersion nozzle T ≥ b/a 인 경우, t = aT - bIf T ≥ b / a, t = aT-b 0 ≤ T ≤ b/a 인 경우, t = 0T = 0 for 0 ≤ T ≤ b / a 여기서, a, b는 0보다 큰 상수로서 침지노즐의 길이, 두께, 재질에 따라 달라지는 실험 상수임.Here, a and b are constants greater than 0, which are experimental constants depending on the length, thickness, and material of the immersion nozzle. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 침지노즐 표면의 진동 측정 단계는, 상기 침지노즐 표면으로부터 이격 배치된 비접촉식 진동측정기를 사용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 침지노즐의 막힘 예측 방법.The vibration measuring step of the immersion nozzle surface, the method of predicting the clogging of the immersion nozzle, characterized in that performed using a non-contact vibration measuring device disposed spaced apart from the immersion nozzle surface. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 측정된 진동 신호를 주파수 신호로 변환하는 단계는, 상기 측정된 진동 신호를 FFT 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 침지노즐 막힘 예측 방법.The converting of the measured vibration signal into a frequency signal, FFT conversion of the measured vibration signal comprising the immersion nozzle clogging prediction method. 연속 주조 중 턴디쉬로부터 몰드로의 용강 주입을 위한 침지노즐의 막힘 두께를 예측하는 장치에 있어서, An apparatus for predicting the blockage thickness of an immersion nozzle for injection of molten steel from a tundish into a mold during continuous casting, 상기 침지노즐 표면의 진동을 연속적으로 측정하기 위한 진동 측정기; Vibration measuring device for continuously measuring the vibration of the immersion nozzle surface; 상기 진동 측정기에서 측정된 진동 신호를 주파수 신호로 변환하는 신호 변환기; 및 A signal converter for converting the vibration signal measured by the vibration meter into a frequency signal; And 상기 신호 변환기로부터 주파수 신호를 수신하여, 초기 주파수에서 감소되어 일정시간 지속되는 지속성 주파수 이하인 주파수 상태로 지속되는 지속 시간을 획득하고, 상기 지속 시간과 침지노즐의 막힘 두께 간의 기설정된 실험적 상관 관계를 사용하여, 상기 획득된 지속 시간으로부터 침지노즐의 막힘 두께를 산출하는 막힘량 산출부;를 포함하는 침지노즐의 막힘 예측 장치.Receiving a frequency signal from the signal converter, obtaining a duration that is reduced to an initial frequency and is maintained at a frequency that is less than or equal to a sustained frequency that is constant for a certain time, and uses a predetermined experimental correlation between the duration and the clogging thickness of the immersion nozzle. And a blockage calculation unit for calculating a blockage thickness of the immersion nozzle from the obtained duration. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 진동 측정기는, 상기 침지노즐 표면으로부터 이격 배치되어 비접촉식으로 상기 침지노즐 표면의 진동을 측정하는 것을 특징으로 하는 침지노즐의 막힘 예측 장치. The vibration measuring device is spaced apart from the surface of the immersion nozzle, it is non-contact measuring the vibration of the immersion nozzle surface, characterized in that the immersion nozzle clogging prediction apparatus.
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