KR20100078818A - Apparatus for measuring the thickness of strand, system for measuring the thickness of strand and method for measuring the thickness of strand therewith - Google Patents
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Abstract
본 발명은 주편 두께 측정장치, 주편 두께 측정시스템 및 이를 이용한 주편 두께 측정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연속주조되고 있는 주편의 상하부면에 실시간 온라인 제어를 받아 구동하는 탐촉자를 직접 접촉시켜 주편의 두께를 연속적으로 정확하게 측정할 수 있는 주편 두께 측정장치, 주편 두께 측정시스템 및 이를 이용한 주편 두께 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a slab thickness measuring apparatus, a slab thickness measuring system and a slab thickness measuring method using the same. More particularly, the upper and lower surfaces of the slab being continuously cast in direct contact with the transducer to be driven by real-time online control of the slab The present invention relates to a slab thickness measuring apparatus capable of continuously and accurately measuring thickness, a slab thickness measuring system, and a slab thickness measuring method using the same.
본 발명에 따른 주편 두께 측정장치는 수직방향으로 연장되는 지지몸체부와, 상기 지지몸체부의 일측에서 수평방향으로 구동하는 마스터게이지부와, 상기 지지몸체부의 양단에 수평하게 결합되는 센서지지부 및 상기 센서지지부의 일단에 교차하는 방향으로 결합되고 한 쌍의 탐촉자를 수직방향으로 구동시켜 주편과 접촉에 의해 상기 주편의 두께를 산출하기 위한 변위값을 측정하는 센서부를 포함한다.Apparatus for measuring the thickness of the cast steel according to the present invention includes a support body portion extending in the vertical direction, the master gauge portion to drive in a horizontal direction from one side of the support body portion, the sensor support portion and the sensor coupled horizontally to both ends of the support body portion And a sensor unit coupled in a direction intersecting one end of the support and driving a pair of transducers in a vertical direction to measure a displacement value for calculating the thickness of the slab by contact with the slab.
주조, 세그먼트, 탐촉자, 두께측정, LVDT Casting, segment, transducer, thickness measurement, LVDT
Description
본 발명은 주편 두께 측정장치, 주편 두께 측정시스템 및 이를 이용한 주편 두께 측정방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연속주조되고 있는 주편의 상하부면에 실시간 온라인 제어를 받아 구동하는 탐촉자를 직접 접촉시켜 주편의 두께를 연속적으로 정확하게 측정할 수 있는 주편 두께 측정장치, 주편 두께 측정시스템 및 이를 이용한 주편 두께 측정방법에 관한 것이다.The present invention relates to a slab thickness measuring apparatus, a slab thickness measuring system and a slab thickness measuring method using the same. More particularly, the upper and lower surfaces of the slab being continuously cast in direct contact with the transducer to be driven by real-time online control of the slab The present invention relates to a slab thickness measuring apparatus capable of continuously and accurately measuring thickness, a slab thickness measuring system, and a slab thickness measuring method using the same.
일반적으로, 주조과정에서 주편의 두께를 정확하게 측정하는 것은 주편을 일정한 크기로 절단하거나, 주편의 벌징량 검출 또는 중심편석 저감을 위한 경압하량을 정확히 산정하는데 있어서 필수적으로 요구된다.In general, precisely measuring the thickness of the cast steel during the casting process is essential for accurately calculating the pressure drop for cutting the cast steel to a certain size or for detecting the bulging amount of the cast steel or reducing the center segregation.
그런데, 주조되고 있는 주편 및 주편 주위 분위기의 온도가 1000℃ 이상의 고온 상태이기 때문에 주편의 두께를 실시간으로 직접 실측하는 데에는 여러 가지 어려운 점이 있었다. 즉, 주편의 두께를 측정하기 위한 측정장치가 장시간 고온의 분위기에 노출되어 측정장치가 오작동되는 경우가 발생하며, 측정장치의 열적 변형으로 인하여 측정 데이터에 대한 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다.By the way, since the temperature of the cast steel cast and the surrounding atmosphere of cast steel is 1000 degreeC or more high temperature state, there existed various difficulties in directly measuring the thickness of a cast steel in real time. That is, the measuring device for measuring the thickness of the cast steel is exposed to a high temperature atmosphere for a long time, the measuring device malfunctions, there is a problem that the reliability of the measurement data is degraded due to the thermal deformation of the measuring device.
또한, 주조설비에는 복수개의 롤이 하나의 세트를 이루어 내측으로 주편을 통과시키는 세그먼트(segment)가 주조방향을 따라 다수개 정렬되어 구성되는데, 세그먼트 내의 롤과 롤 사이의 간격은 수십㎜ 이내로 이루어져 세그먼트 내에 주편의 두께를 직접 측정할 수 있는 측정장치를 설치하는데 공간상 제약이 있었다.In addition, the casting equipment is composed of a plurality of segments (segment) for forming a set of a plurality of rolls passing the cast inwards are arranged along the casting direction, the interval between the rolls and the rolls within the segment consists of several tens of millimeters There was a space limitation in installing a measuring device that can directly measure the thickness of the cast steel.
종래의 주편 두께 측정장치 및 방법에 관하여 살펴보면, 주편과의 접촉여부에 따라서 비접촉식과 접촉식 방식으로 크게 구분된다.Looking at the conventional slab thickness measuring apparatus and method, it is divided into a contactless and a contact type according to the contact with the cast.
종래에 사용되는 비접촉식 방식으로는 방사선 투과방식, 와전류 감지방식 또는 주편 촬영방식 등이 있는데(출원번호 한국10-2002-0082918, 출원번호 한국10-2000-0083164, 출원번호 한국10-2000-0065719, 출원번호 한국10-2000-0052441, 출원번호 한국10-1999-0064526) 방사선 투과방식이나 와전류 감지방식은 방사선을 주편에 투과시키거나 와전류를 주편에 가하고 주편을 통과한 방사선이나 와전류의 밀도를 감지하여 주편의 두께를 산출하는 방식이며, 주편 촬영방식은 주편을 화상 이미지로 촬영하고 이를 주편의 두께로 치수 변환하는 방식이다.Conventional non-contact methods include radiation transmission method, eddy current detection method or cast method (application number Korea 10-2002-0082918, application number Korea 10-2000-0083164, application number Korea 10-2000-0065719, Application No. 10-2000-0052441, Application No. Korea 10-1999-0064526) The radiation transmission method or the eddy current detection method transmits radiation to a slab or applies an eddy current to the slab and detects the density of radiation or eddy current that has passed through the slab. It is a method of calculating the thickness of the cast steel, the cast shooting method is a method of taking the cast as an image image and converts it to the thickness of the cast steel.
그런데, 비접촉식 방식을 사용하는 종래의 주편 두께 측정장치는 고가이며, 대형으로 이루어져 협소한 주조공간에 설치하기 곤란하였다. 또한, 많은 부속장치를 필요로 하고 주조공정의 특성상 고열, 수증기 및 분진이 발생되는 열악한 운전조건에 의해서 신호 왜곡과 간섭이 발생되어 정확한 주편의 두께 측정이 어려웠다.By the way, the conventional slab thickness measuring apparatus using a non-contact system is expensive and difficult to install in a narrow casting space because it was made large. In addition, it requires a lot of accessories and due to the characteristics of the casting process, it is difficult to accurately measure the thickness of the cast due to the signal distortion and interference caused by the poor operating conditions that generate high heat, steam and dust.
한편, 종래에 사용되는 접촉식 방식(출원번호 일본평5-226690)은 주편의 상 하부면과 접촉하는 접촉식 로드의 끝에 발광기구를 설치하고, 발광기구의 변위값을 통해 주편의 두께를 산출하는 방식으로서, 이러한 접촉식 방식을 사용하는 종래의 주편 두께 측정장치는 발광기구의 변위를 측정하기 위해 별도의 측정장치를 구성하여야 하는 번거로움이 있었다.On the other hand, the conventional contact method (application number Japanese Patent No. 5-226690) is provided with a light emitting device at the end of the contact rod in contact with the upper and lower surfaces of the cast steel, and calculate the thickness of the cast steel through the displacement value of the light emitting mechanism As a way, the conventional slab thickness measuring apparatus using such a contact method has had to configure a separate measuring device to measure the displacement of the light emitting device.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 열악한 열적 환경을 갖는 주조공간에 설치되고, 주조되고 있는 고온의 주편 두께를 실시간 온라인 제어를 받아 구동하는 접촉식 탐촉자를 이용하여 연속적이고 정확하게 측정할 수 있는 주편 두께 측정장치, 주편 두께 측정시스템 및 이를 이용한 주편 두께 측정방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is installed in a casting space having a poor thermal environment, it can be measured continuously and accurately using a contact probe driven by real-time online control of the thickness of the hot cast being cast The present invention provides a cast steel thickness measuring apparatus, a cast steel thickness measuring system, and a cast steel thickness measuring method using the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주편 두께 측정장치는 수직방향으로 연장되는 지지몸체부와, 상기 지지몸체부의 일측에서 수평방향으로 구동하는 마스터게이지부와, 상기 지지몸체부의 양단에 수평하게 결합되는 센서지지부 및 상기 센서지지부의 일단에 교차하는 방향으로 결합되고 한 쌍의 탐촉자를 수직방향으로 구동시켜 주편과 접촉에 의해 상기 주편의 두께를 산출하기 위한 변위값을 측정하는 센서부를 포함한다.Cast steel thickness measuring apparatus according to the present invention for achieving the above object is a support body portion extending in the vertical direction, a master gauge portion for driving in a horizontal direction from one side of the support body portion, horizontal to both ends of the support body portion And a sensor unit coupled in a direction intersecting with one end of the sensor support unit to be coupled to each other and driving a pair of transducers in a vertical direction to measure a displacement value for calculating the thickness of the cast unit by contact with the cast steel. .
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주편 두께 측정시스템은 주편에 직접 접촉하여 상기 주편의 두께를 산출하기 위한 초기 위치값 및 변위값을 제공하는 측정유닛과, 상기 측정유닛을 동작시키는 구동 명령이 입력되고, 상기 주편의 두께를 포함하는 주편 측정데이터 및 주조정보를 온라인상에서 실시간으로 디스플레이하는 클라이언트유닛과, 상기 구동 명령을 통해 상기 측정유닛을 구동 제어하며, 상기 초기 위치값 및 변위값을 상기 주편 측정데이터로 변환시키고 상기 클라이언트유닛에 상기 주편 측정데이터 및 주조정보를 제공하는 서버유닛을 포함한다.In addition, the cast steel thickness measuring system according to the present invention for achieving the above object is a measurement unit for providing an initial position value and a displacement value for calculating the thickness of the cast steel in direct contact with the cast steel, the operation of the measuring unit A client command for inputting a driving command to display a cast steel measurement data and casting information including the thickness of the cast steel in real time on-line; and driving control of the measuring unit through the driving command, wherein the initial position value and displacement And a server unit converting a value into the cast measurement data and providing the cast measurement data and casting information to the client unit.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 주편 두께 측정방법은 열적 변형을 일으키지 않는 마스터게이지의 수직길이를 인식하는 단계와, 상기 마스터게이지의 상하부면에 한 쌍의 탐촉자를 직접 접촉하여 초기 위치값을 측정하는 단계와, 주편의 상하부면에 상기 한 쌍의 탐촉자를 직접 접촉하여 변위값을 측정하는 단계 및 상기 마스터게이지의 수직길이, 상기 초기 위치값 및 상기 변위값을 사용하여 상기 주편의 두께를 산출하는 단계를 포함한다.In addition, the method for measuring the thickness of the cast steel according to the present invention for achieving the above object is to recognize the vertical length of the master gauge does not cause thermal deformation, by directly contacting a pair of transducers on the upper and lower surfaces of the master gauge Measuring an initial position value, measuring a displacement value by directly contacting the pair of transducers with upper and lower surfaces of the cast steel, and using the vertical length of the master gauge, the initial position value and the displacement value, Calculating the thickness of the bias.
본 발명에 따르면 열악한 열적 환경에 노출되는 세그먼트 내의 협소한 주조공간상에 설치가 가능하여 주편의 두께를 직접 접촉식 방식으로 용이하게 측정할 수 있다.According to the present invention, it is possible to install on a narrow casting space in a segment exposed to a poor thermal environment, so that the thickness of the cast can be easily measured in a direct contact method.
또한, 주편 두께 측정장치를 내열합금을 사용하여 제작하고 내부에 냉각수단을 구비시켜 주편과 주편 주위의 고온 분위기에서도 우수한 운전 신뢰성 및 측정데이터를 확보할 수 있다.In addition, the cast steel thickness measuring apparatus is manufactured using a heat-resistant alloy and provided with a cooling means therein to ensure excellent operation reliability and measurement data even in a high temperature atmosphere around the cast steel and the cast steel.
또한, 주편 두께 측정장치를 온라인으로 연결되는 네트워크상에 포함시키고 실시간 온라인 제어함으로써 주편의 측정데이터 및 주조정보를 원격의 장소에서도 실시간으로 확인할 수 있는 편의성이 있다.In addition, by including the cast steel thickness measuring device on the network connected online and real-time online control, there is a convenience that can check the measurement data and casting information of the cast steel in real time in a remote place.
따라서, 본 발명에 따른 주편 두께 측정장치, 주편 두께 측정시스템 및 이를 이용한 주편 두께 측정방법은 주조과정에서 주편의 두께 측정을 통해 주편의 이상유무를 용이하게 판단하여 품질이 우수한 주편을 제조 가능하게 함으로써 주조공정의 생산성을 향상시키는 효과가 있다.Therefore, the slab thickness measuring apparatus, the slab thickness measuring system and the slab thickness measuring method using the same according to the present invention by making it easy to determine the abnormality of the slab through the thickness measurement of the slab in the casting process, thereby making it possible to manufacture a quality cast There is an effect of improving the productivity of the casting process.
이후, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment according to the present invention in more detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and to those skilled in the art the scope of the invention. It is provided for complete information. Like reference numerals in the drawings refer to like elements.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 주편 두께 측정장치의 설치 모습을 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 A방향에서 바라본 일측면도이다.1 is a view showing the installation state of the cast steel thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a side view seen from the direction A shown in FIG.
도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 주편 두께 측정장치(100)는 주조방향을 따라 복수개 정렬된 세그먼트(segment; 10)를 통과하는 주편(S), 즉 고온의 열간주편의 두께(thickness; t)를 측정하는 장치로서, 세그먼트(10)에 내장된 복수의 롤러(11, 12, 13, 14)사이의 공간, 즉 주편(S)의 진행방향을 따라 수평하게 서로 인접하는 상부롤러(11, 13)사이의 이격공간과 하부롤러(12, 14)사이의 이격공간에 수직으로 설치된다. 세그먼트(10)내의 롤(11, 13)과 롤(12, 14)사이의 이격공간은 협소하기 때문에 본 실시예에 따른 열간주편 두께 측정장치(100)는 롤의 이격공간의 폭(w2)보다 작은 크기의 폭(w1)을 갖도록 설계된다. 물론, 롤과 롤 사이의 피치, 즉 이격공간의 폭(w2)이 커짐에 따라서 주편 두께 측정장치(100)의 폭(w1)도 커질 수 있다. 1 to 2, the slab
한편, 세그먼트(10)내에 주편 두께 측정장치(100)를 설치하기 위해서 용접 방식, 볼트 체결방식 등 다양한 방식을 사용할 수 있다.On the other hand, in order to install the slab
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 주편 두께 측정장치의 내부 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 센서부의 내부 구성도이다.3 is an internal configuration diagram of a slab thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 4 is an internal configuration diagram of the sensor unit shown in FIG.
도 3 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 주편 두께 측정장치(100)는 수직방향(y방향)으로 연장되는 지지몸체부(110)와, 지지몸체부(110)의 일측에서 수평방향(x방향)으로 구동하는 마스터게이지부(120)와, 지지몸체부의 양단에 수평하게 결합되는 센서지지부(130) 및 센서지지부(130)의 일단에 교차하는 방향으로 결합되고 한 쌍의 탐촉자(146)를 수직방향(y방향)으로 구동시켜 주편(S)과 접촉에 의해 주편의 두께(t)를 산출하기 위한 변위값을 측정하는 센서부(140)를 포함한다.3 to 4, the slab
본 실시예에서는 지지몸체부(110)가 세그먼트(10;도2참조) 내에 구비되는 복수의 롤러(11, 12, 13, 14;도2참조)에 수직으로 설치된다. 이에 따라, 주편 두께 측정장치(100)는 수증기와 분진이 발생되고 고온 상태로 유지되는 열악한 설치 환 경에서 장시간 노출되기 때문에 변형될 가능성이 높다. 이를 방지하기 위해서 본 발명에 따른 주편 두께 측정장치(100)를 구성하는 지지몸체부(110), 마스터게이지부(120), 센서지지부(130) 및 센서부(140)의 내부에는 냉각수가 순환되는 냉각수회로(111, 121, 131, 141)가 각각 구비된다.In the present embodiment, the support body 110 is installed perpendicular to the plurality of
또한, 주편 두께 측정장치(100)는 1000℃ 이상의 고온에도 잘 견딜 수 있도록 내열성이 우수한 내열합금을 재질로 하여 제작된다. 본 실시예에서 사용되는 내열합금으로는 인코넬(Inconel)계 또는 스테인레스(Stainless)계의 내열합금이 사용되며, 인코넬계 내열합금보다 내열성이 약한 스테인레스계 내열합금을 주편 두께 측정장치(100)에 적용하는 경우에는 보다 강력한 냉각수단이 요구되어 냉각수회로(111, 121, 131, 141)의 구성, 냉각수의 온도 및 냉각수의 종류가 달라진다.In addition, the cast steel
마스터게이지부(120)는 센서부(140)에서 측정된 변위값을 주편의 두께(t)로 산출하기 위한 기준이 되는 초기 위치값을 측정하는데, 이를 위해 지지몸체부(110)의 중앙부에 결합되는 마스터게이지 실린더(125)와, 마스터게이지 실린더(125)의 피스톤(126)에 연결되어 지지몸체부(110)의 일측 수평방향(x방향)으로 전진 또는 후진되는 냉각챔버(127) 및 냉각챔버(127)의 내측에 위치 고정되어 초기 위치값의 기준이 되는 마스터게이지(master gage; 128)를 포함한다.The
마스터게이지(128)은 고온에 노출되어도 열적 변형이 일어나지 않고 항상 일정한 길이를 유지하며 내열성이 우수한 인코넬 재질로 이루어진다. 또한, 초기 위치값 측정시 한 쌍의 탐촉자(146)가 직접 접촉하는 마스터게이지(128)의 상부면과 하부면은 편평하게 제작된다. 이러한 마스터게이지(128)를 측면에서 감싸 위치 고 정시키는 냉각챔버(127)는 내부에 냉각수가 순환되는 냉각수회로(121)가 구비되고, 마스터게이지 실린더(125)의 일측으로 냉각수가 주입되고 배출되는 주입관(122)과 배출관(123)이 구비된다. 그리고, 주입관(122)과 배출관(123)과 인접하여 마스터게이지 실린더(125)를 구동시키기 위해 동력원으로서의 압축공기(compressed air)가 주입되는 압축공기 공급관(124)이 구비된다. 냉각챔버(127)의 상하 양단은 개방되어 있어서 마스터게이지(128)가 냉각챔버(127)의 내측에서 지지되면 냉각챔버(127)의 개방된 상하 양단면으로 마스터게이지(128)의 편평한 상부면과 하부면이 노출된다.The
위와 같이 구성된 마스터게이지부(120)에서 마스터게이지(128)는 주편의 두께(t) 측정 개시 전에는 마스터게이지 실린더(125)와 근접한 위치에서 정지하고 있다가, 주편의 두께(t) 측정이 개시되면 수평방향(x방향)으로 밀려 상부센서(140a)와 하부센서(140b)사이로 이동하고, 마스터게이지(128)의 상부면과 하부면으로 직접 접촉하는 한 쌍의 탐촉자(146)에 의해 초기 위치값이 측정된다. 초기 위치값의 측정이 완료되면 마스터게이지(128)는 측정 개시전의 위치로 복귀한다. 단, 마스터게이지부(120)의 구동 전, 즉 초기 위치값이 측정되기 전에 열적 변형을 일으키지 않는 마스터게이지(128)의 수직길이는 작업자에 의해 인식된다.In the
센서지지부(130)는 센서부(140)가 주편(S)의 상측 및 하측에 위치하도록 지지몸체부(110)의 양단에 수평하게 결합된다.The
센서지지부(130)는 지지몸체부(110)의 상단에 결합되는 상부센서지지부(130a)와, 지지몸체부(110)의 하단에 결합되는 하부센서지지부(130b)로 구분되 며, 그 내부에는 냉각수가 순환되는 냉각수회로(131)가 각각 형성된다. 상부센서지지부(130a)와 하부센서지지부(130b)의 일측으로는 냉각수를 냉각수회로(131)에 공급 및 배출시키기 위한 주입관(132)과 배출관(133)이 돌출 형성된다.The
상부센서지지부(130a)와 하부센서지지부(130b)의 차이점으로는 상부센서지지부(130a)의 내측에는 상부센서지지부(130a)의 일단에 교차하는 방향으로 결합되는 상부센서(140a)를 회전시킬 수 있는 회전실린더(135)가 구비된다. 본 실시예에서는 상부센서(140a)를 회전시킬 수 있도록 함으로써 주조 완료시 주편(S)의 꼬리부분이 비정상적으로 구부러져 주편 두께 측정장치(100)를 통과할 때 꼬리부분이 상부센서(140a)를 타격하여 손상 또는 파손되는 위험을 방지한다. 회전실린더(135)는 상부센서지지부(130a)의 일측에 구비된 압축공기 공급관(134)을 통해 제공된 압축공기에 의해서 구동한다.As a difference between the upper sensor support 130a and the lower sensor support 130b, the
본 실시예에서는 일자형의 지지몸체부(110)의 양단에 상부센서지지부(130a)와 하부센서지지부(130b)를 수평하게 결합하였으나, 변형예로서 지지몸체부(110)를 "ㄴ"자 형상이나 또는 "ㄷ"자 형상으로 변형시켜 센서지지부(130)의 일부 또는 전부를 지지몸체부(110)와 일체화시킬 수 있다.In this embodiment, the upper
센서부(140)는 상부센서지지부(130a)의 일단에 교차하는 방향으로 결합되어 탐촉자(146)를 하측방향을 향해 전진 또는 후진시키는 상부센서(140a)와, 하부센서지지부(130b)의 일단에 교차하는 방향으로 결합되어 탐촉자(146)를 상측방향을 향해 전진 또는 후진시키는 하부센서(140b)를 포함한다. 상부센서(140a)와 하부센서(140b)는 수직방향(y방향)을 따라 일직선상에서 마주보도록 위치하여 주편(S)의 두께(t)를 정확하게 측정할 수 있다.The
본 실시예에서 상부센서(140a)와 하부센서(140b)는 동일한 구성으로 이루어진다. 단, 하부센서(140b)는 하부센서지지부(130b)의 일단에 단순 결합되지만, 상부센서(140a)는 상부센서지지부(130a)에서 회전가능하도록 결합되며, 이를 위해 상부센서(140a)와 상부센서지지부(130b) 사이에는 회전부(138)가 구비된다.In this embodiment, the
상부센서(140a)의 내부 구성을 살펴보고, 하부센서(140b)와의 차이점을 설명하기로 한다.An internal configuration of the
상부센서(140a)는 상부센서지지부(130a)의 일단에 교차하는 방향으로 결합되며 냉각기체(gas)가 통과하도록 내부공간이 비어있는 센서몸체(145)와, 센서몸체(145)의 하단면을 관통하여 일단에 센서부 보호커버(146a)와 탐촉자(146)가 부착되는 구동막대(rod; 147)와, 센서몸체(145)의 내부공간에 구비되고 구동막대(147)의 타단이 연결되어 구동막대(147)를 수직방향으로 왕복시키는 탐촉자 구동실린더(148)와, 탐촉자 구동실린더(148)의 일측에 부착되어 탐촉자 구동실린더(148)의 변위값을 측정하는 접촉식 변위센서(149a)와, 센서몸체(145)의 내부공간에 위치하는 구동막대(147)의 외주면 일측에 구비되어 구동막대(147)의 변위값을 측정하는 변위측정자기(Linear variable differential transformer; LVDT)센서(149b) 및 센서몸체(145)의 내부공간에 위치하는 구동막대(147)의 외주면 일측과 센서몸체(145)의 내부면 일측 사이에 결합되어 탐촉자(146)를 주편(S)의 상부면으로 밀어 보다 강하게 탐촉자(146)를 주편(S)에 접촉시키는 탄성부재(149c)를 포함한다.The
(하부센서(140b)에서는 구동막대(147)가 선체몸체(145)의 상단면을 관통하여 상하로 구동한다)(In the
고온의 환경에 노출되는 센서몸체(145)에는 내부에 냉각수가 순환되는 냉각수회로(141)가 형성되고, 탐촉자(146)가 관통되는 일단면의 반대측 면에는 냉각수가 주입되고 배출되는 주입관(142)과, 배출관(143)이 돌출 형성된다. 또한, 주입관(142)과 배출관(143) 사이에는 센서몸체(145)의 내부공간을 냉각시키기 위하여 냉각기체가 공급되는 냉각기체 공급관(142a)이 형성된다. 냉각기체 공급관(142a)을 통해 센서몸체(145)의 내부로 들어간 냉각기체는 센서몸체(145)의 내부를 냉각시킨 후 구동막대(147)가 관통되는 센서몸체(145)의 하단면 또는 상단면을 통해 외부로 배출된다. 이때, 냉각기체의 배출흐름을 일정한 방향으로 유도하기 위하여 센서몸체(145)와 센서부 보호커버(146a)사이에 냉각기체 유도커버(145)가 결합된다. 한편, 탐촉자(146)를 구동시키는 탐촉자 구동실린더(148)에 동력원인 압축공기를 제공하는 압축공기 공급관(144)이 센서몸체(145)의 일측에 구비된다.The
위와 같이 구성된 주편 두께 측정장치를 사용하여 주편의 두께(t)를 측정하는 본 발명에 따른 주편 두께 측정방법을 도 5를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.Referring to Figure 5 the thickness measurement method according to the present invention for measuring the thickness (t) of the cast using a cast thickness measuring device configured as described above is as follows.
우선, 주편 두께 측정장치에 사용된 마스터게이지(128)의 수직길이(L)가 여러 방식으로 측정되어 인식된다. 마스터게이지(128)는 주편 두께 측정장치가 고온에 노출되더라도 다른 부분과 달리 길이가 변형되지 않아 계측의 기준이 되며, 이를 통해 주편의 두께(t) 측정시 보정수단으로 사용된다.First, the vertical length L of the
이러한 마스터게이지(128)를 이용하여 주편(S)이 주편 두께 측정장치를 통과하기 전, 마스터게이지(128)의 상부면 및 하부면에 직접 접촉하는 한 쌍의 탐촉 자(146)에 의해서 초기 위치값(Sup, Sdown)이 측정된다. 이때의 초기 위치값은 상부센서(140a)와 하부센서(140b)의 내부에 구비된 접촉식 변위센서(149a;도4참조)에 의해서 측정된다.Initial position by a pair of
또한, 주편(S)이 세그먼트(10;도2참조)를 통과하면 주편(S)의 상측과 하측에 각각 이격되어 위치하는 상부센서(140a)와 하부센서(140b)에서 탐촉자(146)를 수직방향으로 이동시켜 주편(S)의 상부면과 하부면에 탐촉자(146)가 직접 접촉할 때 변위측정자기센서(149b)에서 감지된 값을 변위값(Vup, Vdown)으로 측정한다.In addition, when the slab S passes through the segment 10 (see FIG. 2), the
따라서, 주편(S)의 두께(t)는 아래의 식과 같이 산출된다.Therefore, the thickness t of the cast steel S is calculated as in the following equation.
t = L + (Sup - Vup) + (Sdown - Vdown)t = L + (S up -V up ) + (S down -V down )
이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 주편 두께 측정장치(100) 및 주편 두께 측정방법을 통해 도 6에 도시된 실험예와 같이 주편(S)의 두께를 정확하게 측정할 수 있다. 여기에서, 도 6은 주편 두께 측정장치(100)를 이용하여 10시간 연속적으로 주편의 두께를 측정한 결과와 매시간마다 주편(S)을 정체시키고 버어니어 캘리퍼스를 이용하여 주편의 두께를 직접 측정한 결과를 함께 나타낸 그래프이다.Thus, through the cast steel
그래프에서 보는 바와 같이, 각 결과는 0.1% 이내의 범위에서 일치하였으며, 고온, 고습의 가혹한 조건에서 10시간 이상 장치를 운용해 본 결과, 측정 개시부터 종료시까지 주편 측정데이터의 신뢰성이 우수함을 확인할 수 있다.As shown in the graph, the results were consistent within the range of 0.1%, and the results of operating the device for 10 hours or more under the harsh conditions of high temperature and high humidity showed that the reliability of the cast measurement data from the start to the end of the measurement was excellent. have.
이하에서는 앞서 설명한 본 발명에 따른 주편 두께 측정장치를 이용한 주편 두께 측정시스템에 관하여 살펴보기로 한다.Hereinafter will be described with respect to the slab thickness measurement system using the slab thickness measuring apparatus according to the present invention described above.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 주편 두께 측정시스템의 구성도이다.Figure 7 is a block diagram of a slab thickness measurement system according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 주편 두께 측정시스템은 주편에 직접 접촉하여 상기 주편의 두께를 산출하기 위한 초기 위치값 및 변위값을 제공하는 측정유닛(300)과, 측정유닛(300)을 동작시키는 구동 명령이 입력되고, 주편의 두께를 포함하는 주편 측정데이터 및 주조정보를 온라인상에서 실시간으로 디스플레이하는 클라이언트유닛(400)과, 구동 명령을 통해 측정유닛(300)을 구동 제어하며, 초기 위치값 및 변위값을 주편 측정데이터로 변환시키고 클라이언트유닛(400)에 주편 측정데이터 및 주조정보를 제공하는 서버유닛(500)을 포함한다.Referring to FIG. 7, the slab thickness measuring system according to an embodiment of the present invention includes a measuring
측정유닛(300)은 열적 변형을 받지 않는 마스터게이지에 탐촉자를 직접 접촉하여 초기 위치값을 측정하고, 주편의 상하부면에 탐촉자를 직접 접촉하여 변위값을 측정하는 주편 두께 측정장치(100)와, 주편 두께 측정장치(100)의 일측에 연결되어 동력원 및 냉각제를 제공하는 공급부(200)로 이루어진다.The measuring
여기에서 주편 두께 측정장치(100)는 수직방향으로 연장되는 지지몸체부와, 지지몸체부의 일측에서 수평방향으로 구동하는 마스터게이지를 구비한 마스터게이지부와, 지지몸체부의 양단에 수평하게 결합되는 센서지지부 및 센서지지부의 일단에 교차하는 방향으로 결합되고 한 쌍의 탐촉자를 수직방향으로 구동시켜 주편과 접촉에 의해 주편의 두께를 산출하기 위한 상기 변위값을 측정하는 센서부를 포함한다.Here, the slab
클라이언트유닛(400)은 온라인상에서 실시간으로 주편 두께 측정시스템에 접속하여 구동 명령을 입력할 수 있으며, 이에 따른 결과(주편 측정데이터 및 주조정 보)를 확인할 수 있는 유닛으로서 원격의 장소에 설치가 가능하며, 서로 다른 여러 장소에서 동시 또는 이시에 사용이 가능한 적어도 하나 이상의 단말기(410)로 구성된다.The
그런데, 본 실시예에서는 복수의 단말기(410)를 사용할 경우에 서로 다른 원격의 장소에서 동시 다발적으로 주편 두께 측정시스템에 접속이 이루어져 주편 두께 측정장치(100)의 구동 명령을 입력함으로써 주편 두께 측정장치(100)의 구동에 혼란을 일어날 가능성이 발생하기 때문에 복수의 단말기(410)를 통해 주편 두께 측정시스템에 접속하기 위해서는 사용자 인증단계를 거치도록 시스템을 구축하였다. 한편, 사용자 인증이 이루어진 모든 단말기(410)를 통해서 주편 측정데이터 및 주조정보는 제한없이 실시간으로 열람할 수 있지만, 주편 두께 측정장치(100)를 구동시키는 구동 명령을 입력하기 위해서 주조공정과 관계있는 자를 선별하는 추가적인 사용자 인증단계를 구축할 수 있다.By the way, in the present embodiment, when using a plurality of
서버유닛(500)은 클라이언트유닛(400)에서 입력된 구동 명령을 통해 측정유닛(300)을 구동 제어하며, 주편 측정데이터가 저장되는 메인서버(520)와, 메인서버(520)에 주조정보를 실시간으로 제공하는 주조정보 제공서버(540) 및 측정유닛(300)에서 측정된 주편의 초기 위치값 및 변위값을 주편 측정데이터로 변환시켜 메인서버(520)로 전송하는 데이터변환부(560)를 포함한다. 주조정보 제공서버(540)에 저장되는 연속주조 정보는 클라이언트유닛(400)의 단말기(410)에 의해서 새로운 정보가 입력되어 실시간으로 업데이트된다.The
메인서버(520)에는 측정유닛(300)의 주편 두께 측정장치(100)와 공급부(200) 를 각각 제어하기 위한 제어부(미도시)가 포함되어 있으며, 제어부에 전송되는 각 종 신호는 전력선통신(Power Line Communication; PLC)방식으로 제어된다. The
제어부에 의해 제어되는 각종 신호로는 클라이언트유닛(400)에서 입력된 구동 명령에 의한 동작 개시 또는 정지 신호, 주편 두께 측정장치(100) 및 공급부(200)의 장치 오류(error) 신호 등이 있다. Various signals controlled by the controller include an operation start or stop signal by a driving command input from the
장치 오류 신호가 발생되어 메인서버(520)에 전송되면 제어부는 측정유닛(300)의 손상, 파손 등을 방지하기 위하여 즉시 측정유닛(300)에 보호 신호를 보내어 측정유닛(300)의 동작을 정지시키거나 일련의 과정을 통해 측정유닛(300)을 다르게 구동시키는 쌍방향 통신이 이루어진다.When a device error signal is generated and transmitted to the
또한, 제어부에서는 측정유닛(300)에서 측정된 초기 위치값 및 변위값을 주편 측정데이터로 변환시키고 이를 메인서버(520)의 저장부(미도시)에 저장한다.In addition, the control unit converts the initial position value and the displacement value measured in the measuring
데이터변환부(560)는 주편 두께 측정장치(100)에서 측정된 아날로그 형식의 초기 위치값 및 변위값을 디지털 신호로 변환시키고, 변환된 주편 측정데이터를 메인서버(520)로 전송한다. 이렇게 전송된 주편 측정데이터는 메인서버(520)에 저장되고 다시 클라이언트유닛(400)의 열람 요청에 의해서 클라이언트유닛(400)에 제공된다.The
전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 열간주편 두께 측정장치를 통해서 세그먼트 내의 협소한 공간내에 설치가 가능하고 세그먼트를 통과하는 열간주편의 두께를 직접 접촉식 방식으로 용이하게 측정할 수 있다. 또한, 고온에도 잘 견디는 내열합금의 재질을 사용하고 냉각수회로를 내부에 구비하여 주편과 주편 주위의 열 악한 환경에서도 우수한 운전신뢰성 및 측정데이터를 확보할 수 있다.The hot slab thickness measuring apparatus according to the present invention configured as described above can be installed in a narrow space in the segment, and the thickness of the hot slab passing through the segment can be easily measured in a direct contact method. In addition, by using a heat-resistant alloy material that can withstand high temperatures and having a cooling water circuit therein, it is possible to secure excellent operation reliability and measurement data even in poor environments around cast steel and cast steel.
한편, 위와 같은 열간주편 두께 측정장치를 이용하여 네트워크 측정시스템을 구축함으로써 온라인 상에서 실시간으로 주편의 두께를 측정할 수 있으며, 이에 따른 주편의 측정데이터 및 연속주조 정보를 원격의 장소에서도 손쉽게 확인할 수 있는 편의성이 있다.On the other hand, by building a network measurement system using the hot cast thickness measuring device as described above, the thickness of the cast can be measured in real time online, and thus the measured data and continuous casting information of the cast can be easily checked at a remote location. There is convenience.
따라서, 본 발명에 따른 열간주편 두께 측정장치 및 이를 이용한 네트워크 측정시스템은 연속주조 공정의 생산성을 향상시키는 동시에 주편의 이상유무를 용이하게 판단하여 내부 품질이 우수한 주편을 제조할 수 있는 효과가 있다.Therefore, the hot cast thickness measuring apparatus and the network measuring system using the same according to the present invention have the effect of improving the productivity of the continuous casting process and at the same time easily determine the abnormality of the cast can produce a cast having excellent internal quality. .
이상, 본 발명에 대하여 전술한 실시예 및 첨부된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다양하게 변형 및 수정될 수 있음을 알 수 있을 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated with reference to the above-mentioned Example and an accompanying drawing, this invention is not limited to this, It is limited by the following claims. Therefore, it will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be variously modified and modified without departing from the technical spirit of the following claims.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 주편 두께 측정장치의 설치 모습을 나타낸 도면.1 is a view showing the installation state of the cast steel thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1에 도시된 A방향에서 바라본 일측면도.FIG. 2 is a side view seen from the direction A shown in FIG. 1; FIG.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 주편 두께 측정장치의 내부 구성도.Figure 3 is an internal configuration of the cast steel thickness measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 도시된 센서부의 내부 구성도.4 is a diagram illustrating an internal configuration of a sensor unit illustrated in FIG. 3.
도 5는 주편의 두께가 산출되는 과정을 개략적으로 나타낸 도면.5 is a view schematically showing a process of calculating the thickness of the cast steel.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 주편 두께 측정장치 및 주편 두께 측정방법을 사용한 실험예를 나타낸 그래프.Figure 6 is a graph showing an experimental example using the slab thickness measuring apparatus and the slab thickness measuring method according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 주편 두께 측정시스템의 구성도.Figure 7 is a block diagram of a slab thickness measurement system according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>
100 : 열간주편 두께 측정장치 120 : 마스터게이지부100: hot cast thickness measuring device 120: master gauge
128 : 마스터게이지 130 : 센서지지부128: master gauge 130: sensor support
135 : 회전실린더 140 : 센서부135: rotation cylinder 140: sensor
145 : 센서몸체 146 : 탐촉자145: sensor body 146: transducer
149a : 접촉식 변위센서 149b : 변위측정자기센서149a:
111, 121, 131, 141 : 냉각수회로111, 121, 131, 141: cooling water circuit
300 : 측정유닛 400 : 클라이언트 유닛300: measuring unit 400: client unit
500 : 서버유닛500: server unit
S : 열간주편 t : 열간주편 두께S: hot casting t: hot casting thickness
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