KR20100122484A - 몰드 내에서 슬래그와 용융금속의 표면을 모니터하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

몰드 내에서 슬래그와 용융금속의 표면을 모니터하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20100122484A
KR20100122484A KR1020107018321A KR20107018321A KR20100122484A KR 20100122484 A KR20100122484 A KR 20100122484A KR 1020107018321 A KR1020107018321 A KR 1020107018321A KR 20107018321 A KR20107018321 A KR 20107018321A KR 20100122484 A KR20100122484 A KR 20100122484A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mold
slag
radar equipment
molten metal
spot
Prior art date
Application number
KR1020107018321A
Other languages
English (en)
Inventor
덴 베르크 프랭크 디미트리. 판
Original Assignee
코루스 스타알 베.뷔.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 코루스 스타알 베.뷔. filed Critical 코루스 스타알 베.뷔.
Publication of KR20100122484A publication Critical patent/KR20100122484A/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/284Electromagnetic waves
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/04Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
    • B22D11/041Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds for vertical casting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/128Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
    • B22D11/1282Vertical casting and curving the cast stock to the horizontal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16Controlling or regulating processes or operations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D2/00Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass
    • B22D2/003Arrangement of indicating or measuring devices, e.g. for temperature or viscosity of the fused mass for the level of the molten metal
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06Systems determining position data of a target
    • G01S13/08Systems for measuring distance only
    • G01S13/32Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 레이더 장비를 사용하여, 연속 주조 장치의 몰드 내에서 슬래그 및 용융금속의 표면을 모니터하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 레이더 장비는 적어도 20 GHz의 주파수대역폭을 갖는 전자기파 빔을 방사한다. 본 발명은 또한 상기 방법을 사용하기 위한 장치에 관한 것이다.

Description

몰드 내에서 슬래그와 용융금속의 표면을 모니터하기 위한 방법 및 장치 {METHOD AND APPARATUS FOR MONITORING THE SURFACES OF SLAG AND MOLTEN METAL IN A MOULD}
본 발명은 연속 주조 장치의 몰드 내에서, 레이더 장비를 사용하여, 슬래그와 용융금속의 표면을 모니터하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
용융금속의 레벨(level)을 제어하기 위해 용융금속의 표면을 모니터하기 위한 방법은 알려져 있다. 통상, 알려진 방법은, 야금 장치 내에서 용융금속의 레벨 및 때때로 슬래그 층의 두께를 또한 측정하도록 반사되는, 라디오파, 마이크로파 또는 레이더파 등과 같은, 전자기파의 방사체를 사용한다.
국제특허공개공보 제2005/062846호는, 사용중의 턴디시(tundish) 내에서 용융금속의 레벨, 부피 또는 중량을 모니터하기 위한 마이크로파의 사용을 설명한다. 마이크로파 방사의 반사는 강(鋼)의 레벨을 모니터하고, 턴디시에서의 소용돌이 형성을 나타내는 마이크로파 패턴을 검출하기 위해 분석된다. 이 방법은 특히, 턴디시에서 용융금속의 레벨이 낮아지게 될 때, 슬래그가 용융금속과 혼합되는 것을 방지하기 위해 사용된다.
일본 특허등록공보 제10080762호는, 슬래그가 흘러나가는 것을 방지하기 위해, 마이크로파를 사용한 래들(ladle) 내의 용융 강 및 슬래그의 연속적인 측정에 관한 것이다. 강의 배출 흐름의 난류도(turbulence)가 측정된다.
유럽 특허공개공보 제EP 0 172 394 A1호는 또한, 연속 주조 장치에서 슬래그가 강과 혼합되는 것을 방지하기 위해 턴디시 내의 강을 측정하는 것에 관한 것이다. 강의 레벨을 결정하기 위해 턴디시의 중량의 측정과 결합하여 실행하게 되는 것으로서, 레이더 시스템이, 슬래그 층의 두께를 측정하고, 슬래그 층의 두께를 제어하기 위해 사용된다. 어떤 유형의 레이더 시스템이 필요한지에 관한 표시는 주어지지 않는다.
국제특허공개공보 제94/18549호는, 전로(converter), 래들 및 전기로(electric arc furnaces) 등과 같은, 야금 용기에서의 야금 과정에서 하나 이상의 표면의 위치들을 동시에 측정하기 위한 방법을 설명한다. 이러한 용기에서, 슬래그의 표면 및 슬래그와 액체 금속 간의 경계면이 모두 측정되는 것이 바람직하다. 이 문서는, FMCW 레이더 시스템(주파수 변조 연속파 레이더 시스템: Frequency Modulated Continuous Wave radar system)에 의해 얻어지는 저주파 IF-신호를 사용함에 의해, 단지 하나의 표면이 검출될 수 있다고 진술한다. IF-신호는 FMCW 레이더 시스템에 의해 반사되는 빔과 전송되는 빔 사이에 형성되는 것으로 알려진다. 국제특허공개공보 제94/18549호는, 원분극(circular polarization)을 갖는 라디오파가 야금 용기를 향해 전송되고, 이러한 방식으로 두 표면까지의 거리들이 측정될 수 있다고 제안한다. 그러나, 이러한 방법의 결점은, 절대 거리(absolute distance)가 알려지는 것이 아니라, 분극의 원형성(circularity of the polarisation)에 의해 결정되는 하나 이상의 주기성(periodicity)이 더해지거나 감해진 거리가 알려진다는 것이다.
국제특허공개공보 제96/36449호는, 용융 강 및 액체 합성 슬래그(liquid synthetic slag)가, 몰드 상부의 커버를 관통하여 연장되는 튜브를 통해 몰드로 공급되는 연속 주조 방법을 설명한다. 이때 커버는, 슬래그 층의 표면과 커버 사이의 공간을 보호가스(protective gas)로 씻어 내리도록 하기 위해 존재한다. 용융 강의 표면과 슬래그의 표면의 위치는, 강 및 슬래그의 표면을 몰드 내에서 예정된 레벨로 유지하도록 하기 위하여 강과 슬래그의 공급을 제어하기 위해, 레이더 시스템과 같은 방사 기반 측정기기(radiation based measuring device)에 의해 연속적으로 측정된다. 방사 기반 측정기기에 대한 상세설명은 주어지지 않으며; 원형으로 분극된 무선 신호와 관련되는 국제특허공개공보 제94/18549호를 참조한다.
이상의 문서들 중 어느 것도, 특히 본 실행에 따르면 슬래그가 액체 형태로 공급되지 않고 슬래그 분말로 공급되며 커버가 몰드 상부에 필요하지 않기 때문에, 직접적으로 연속 주조 기계의 몰드 내에서 사용되기에 적합한 방법을 설명하는 것은 없다.
본 발명의 목적은, 얕은 층의 슬래그가 존재하는 연속 주조 장치의 몰드 내에서 슬래그 및 용융금속의 표면을 모니터하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 몰드 내에서 용융금속 및 슬래그 표면의 높이를 정확하게 측정할 수 있는 레이더 장비를 사용하여, 연속 주조 장치의 몰드 내에서 슬래그 및 용융금속의 표면을 모니터하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 몰드 내에서 용융금속 및 슬래그 층 표면의 프로파일(profile)을 측정하기에 적합한 레이더 장비를 사용하여, 연속 주조 장치의 몰드 내에서 슬래그 및 용융금속의 표면을 모니터하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 레이더 장비를 사용하여, 연속 주조 장치의 몰드 내에서 슬래그 및 용융금속의 표면을 모니터하기 위한 개선된 장치를 제공하는 것이다. 더군다나, 턴디시 및 래들에서 이러한 장치를 사용하는 것 또한 가능해야 한다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적들 중 하나 이상은 적어도 20 GHz 주파수대역폭(bandwidth)을 갖는 전자기파 빔을 방사하는 레이더 장비를 사용하여, 연속 주조 장치의 몰드 내에서 슬래그 및 용융금속의 표면을 모니터하기 위한 방법을 사용함에 의해 달성될 수 있다.
연속 주조 장치의 몰드 내에서 슬래그 및 용융금속 표면을 모니터하기 위한 스위핑 주파수(sweeping frequency)를 생성하는, 적어도 20 GHz 주파수대역폭을 넘는 전자기파를 방사하는 레이더 장비를 사용함에 의해, 국제특허공개공보 제94/18549호에서 확인되는 바와 대조적으로, 연속 주조 장치의 몰드 내에서 대략 3 내지 5 cm의 두께를 갖는 슬래그 층의 표면 및 용융금속의 표면을 구별하는 것을 가능하게 한다. 20 GHz 미만의 주파수대역폭을 갖는 전자기파 빔을 사용하는 레이더 장비는, 슬래그 층이 얕을 때, 특히 슬래그 층 자체가 용융금속 상의 액체에서 슬래그 층 상부 상의 분말로 변화하는 물질을 갖기 때문에, 표면들 사이를 구별할 수 없으나, 20 GHz 이상의 주파수대역폭을 갖는 레이더 장비는 그러한 두께의 슬래그를 구별할 수 있는 것으로 확인되었다.
바람직하게, 레이더 장비는 적어도 30 GHz의 주파수대역폭을 갖는 전자기파 빔을 방사한다. 적어도 30 GHz의 주파수대역폭을 사용함에 의해, 슬래그 층 두께가 용융금속의 표면에 걸쳐서 변화할 수 있다는 것이 예상되기 때문에, 슬래그 층의 두께가 3 내지 5 cm의 일반적인 두께보다 얇은 경우라도, 슬래그 및 용융금속 표면을 구별하는 것 또한 가능하다. 적어도 30 GHz의 주파수대역폭을 사용함으로써, 그로 인해 더 얇은 슬래그 층 또한 측정될 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 빔은 주파수 변조 연속파(frequency modulated continuous wave) 또는 준-계단형 주파수 변조 파(quasi-stepped frequency modulated wave)를 형성한다. 이러한 유형의 파는, 주파수 변조 파를 기록하고 검출하기 위한 무선 장비(radio equipment)에 기반을 둔, 비교적 단순한 최신식 장비(state of the art equipment)의 사용을 가능하게 한다.
바람직하게, 레이더 장비는 몰드의 측면에 위치하게 되어, 전자기파 빔이 거울 등과 같은 편향 기기(deflection device)를 사용하여 몰드 내의 슬래그와 용융금속 방향으로 향하게 된다.
몰드 내에서 금속 및 슬래그 표면의 측정을 가능하게 하기 위해, 빔은 거의 수직으로 이들 표면들을 지향하게 되어야 한다. 그 이유는 박 슬래브 주편(thin slab caster)의 몰드가 내부적으로 단지 대략 10 cm의 폭과 대략 200 cm의 길이를 갖고 용융금속 표면이 몰드의 가장자리 아래에서 꽤 큰 거리일 수 있기 때문이다. 반사 기기(reflection device)를 사용함에 의해, 레이더 장비는, 상부에 위치하는 턴디시로 인해 공간을 거의 이용할 수 없고 온도가 높은, 몰드 상부에 배치되지 않아도 되는 반면, 레이더 장비는 더 큰 공간이 이용가능하고 온도가 더 낮고 레이더 장비를 취급하고 유지하기 더 쉬운, 몰드의 측면에 배치될 수 있다. 이때, 단지 편향 기기 만이 몰드의 상부에 배치하면 된다.
바람직한 실시예에 따르면, 레이더 장비는, 전자기파 빔을 방사하기 위한 바람직하게 30 °이하의 개구부 각도(opening angle)를 갖는 누출 렌즈 안테나(leaky lens antenna)를 사용한다. 이러한 누출 렌즈 안테나는, 예를 들어 유럽 특허공개공보 제EP 1619754 A1으로부터 알려져 있다. 이러한 유형의 안테나로 인해, 넓은 주파수대역폭을 갖는, 고 지향성의 빔(highly directed beam)이 생성될 수 있다.
바람직하게, 전자기파 빔은 렌즈를 사용하여 초점이 맞추어진다. 렌즈는 몰드 내부에서 빔을 집중시키는데 사용될 수 있다. 레이더 파를 집중시키기 위한 렌즈들은 관련 기술분야에 알려져 있다.
더욱 바람직하게, 렌즈는 금속 표면 상의 3 내지 5 cm 직경을 갖는 스폿(spot)에 전자기파 빔을 집중시킨다. 그러한 직경을 갖는 스폿에 의해, 몰드 내부의 특정 위치에서 용융금속의 레벨을 측정하는 것이 가능하며, 따라서 용융금속의 평균 레벨 또는 중간 레벨이 측정되지 않는다. 그러한 스폿을 사용함으로써, 훨씬 더 많은 상세한 정보가 용융금속의 레벨의 변화에 관하여 수집될 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 많은 수의 초당 용융금속 레벨 측정, 바람직하게 적어도 초당 10회 측정이 실행된다. 많은 수의 초당 측정을 실행함에 따라, 금속 표면의 높이가 적시에 요구되는 정확성을 갖도록 모니터될 수 있다.
다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 스폿은 금속 표면의 형상 이미지를 형성하도록 하기 위해 금속 표면 위에서 이동하게 된다. 상기 스폿이 금속 표면 위에서 이동하는 것이 가능하도록 함에 따라, 몰드 내의 서로 다른 지점에서의 변화를 측정하는 것이 가능하다.
바람직하게, 상기 스폿은 편향 기기의 회전을 이용하여 금속 표면 위에서 이동하게 된다. 통상적으로, 그러한 편향 기기는 몰드의 측면에 레이더 장비를 배치하는 것을 가능하도록 하기 위해 이미 존재할 것이다. 이때, 편향 기기는 금속 표면 위에서 스폿을 이동시키기 위해 회전하게 될 것이다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 스폿은, 금속 표면을 스캔하고 많은 수의 초당 금속 표면 이미지를 형성하기 위해, 금속 표면 위에서 이동하게 된다. 이러한 방식으로, 금속 표면의 높이 프로파일이 측정될 수 있고, 이러한 초당 수회의 측정으로, 프로파일의 변화가 뒤따르게 될 수 있다. 이것은, 예를 들어 자기 브레이크(magnetic brake)를 사용하여, 금속 표면의 프로파일에 영향을 미치도록 하는 것을 가능하게 한다.
바람직하게, 상기 스폿은 또한, 슬래그 층의 이미지를 형성하고 슬래그 층의 두께를 측정하기 위해 사용된다. 상기한 바와 같은 레이더 장비의 사용으로 인해, 용융금속의 레벨과 슬래그의 레벨을 모두 측정할 수 있으며, 따라서 슬래그의 두께를 측정할 수 있다.
더욱 바람직하게, 이동하는 상기 스폿은 또한, 슬래그 층의 표면을 스캔하고 슬래그 층의 두께를 측정하기 위해 사용된다. 이러한 방식으로 또한, 슬래그 층의 두께의 적시 변화(variation in time)가 측정될 수 있다. 바람직한 실시예에 따르면, 레이더 장비는, 전자기파가 0.5 m 내지 5 m 인 레이더 장비와 강 표면 간의 거리에 걸쳐 이동하도록, 몰드에 관련하여 위치하게 된다. 이러한 거리는 정확한 진행중인 측정을 실행하는데 최적이다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 적어도 20 GHz 주파수대역폭을 갖는 전자기파 빔을 방사하는 레이더 장비를 사용하여, 연속 주조 장치의 몰드, 턴디시 또는 래들 내에서 슬래그 및 용융금속의 표면을 모니터하기 위한 장치가 제공된다. 이러한 장치는 상기한 바와 같은 방법을 위해 사용될 수 있다.
상기 장치의 추가적인 양태는 청구범위에 설명되며, 그 장점은 이상에서 설명한 방법의 관련된 양태로부터 알려지게 된다.
이상에서, 레이더 장비는 특히 레이더 안테나 및, 적정한 경우, 렌즈를 의미하게 된다. 물론, 레이더 전자기기가 또한 필요하지만, 일반적으로 상기 전자기기는 몰드(또는 턴디시 또는 래들)로부터 어느 정도 떨어진 거리에 제공된다.
몰드(또는 턴디시 또는 래들) 내에서의 레벨 측정 및 슬래그 두께 측정을 위한 본 발명에 따른 상기한 방법 및 장치는 또한, 용선 래들(torpedo ladle), 진공 래들(vacuum ladle), 턴디시 또는 전로 등과 같은, 강 제조 공정에서의 다른 레벨 및 슬래그 두께 측정을 위해 또한 사용될 수 있음을 이해하게 될 것이다.
본 발명은 첨부되는 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 연속 주조 장치의 주조 구역을 개략적으로 도시한다.
도 2는 연속 주조 장치의 몰드와 함께 사용하기 위한 본 발명에 따른 레이더 기기를 도시한다.
도 1은 전통적인 연속 주조 장치를 도시한 단면도이다. 용융 강(1: molten steel)은 레들(2)에 공급된다. 하나의 래들이 비어지면, 이 비어 있는 래들은 제거되고 채워진 래들로 교체된다. 래들로부터, 용융금속이 턴디시(3)에 주입된다. 턴디시는 빈 래들이 채워진 래들로 교체되는 동안 연속적으로 몰드에 공급될 수 있도록 하기 위해 충분한 용융금속을 유지해야 한다. 턴디시는, 높은 열적 부하로 인해 정기적으로 교체되어야만 하는, 액중(液中) 주입노즐(5: entry nozzle)을 통해 몰드(4)를 채운다. 일반적으로 적어도 두 개의 몰드가 턴디시 아래에 존재하게 된다. 몰드의 채움은 턴디시 바닥에 있는 밸브 시스템(6)에 의해 조절된다.
몰드(4) 속으로 공급되는 용융 강(1)은 스트랜드(7: strand)를 형성하기 위해 몰드를 통해 이끌려 내려간다. 몰드 내에서, 용융 강은 몰드 내에서 실질적으로 일정한 높이를 갖는 메니스커스(8: meniscus)를 형성한다. 메니스커스 위에, 몰드 파우더(9: mould powder)가 예를 들어 4개의 지점에 공급된다. 몰드는 상하로 진동상태에 있고, 그 결과 몰드 파우더가 메니스커스 상부에 분포하게 된다. 용융 강의 열로 인해, 몰드 파우더는 녹고, 메니스커스 상부에, 용융 강과 몰드의 벽 사이에 유리질 슬래그 막(slag film)을 공급하는, 유리질 층(glassy layer)을 형성한다. 슬래그 막으로 인해, 응고된 강 껍질(solidified steel shell)이 용융 강과 몰드 사이에 형성될 수 있으며, 이때 (액체 강을 함유하는) 껍질은 몰드 밖으로 하향 이송되며, 여기서 껍질은 지지롤(10)에 의해 지지된다. 여기서, 상기 껍질은 분사되는 물(11)에 의해 냉각되며, 껍질 내부의 액체 풀(pool)은, 스트랜드가 수평 방향으로 굽혀지는 동안, 응고된다. 스트랜드가 충분히 응고되었을 때, 토치(12)가 수평의 스트랜드로부터 슬래브(13: slab)를 잘라낸다.
도 2는 몰드(4: 단면도로)와 함께 본 발명에 따른 레이더 기기를 더욱 상세하게 도시한다. 용융 강(1)과 액중 주입노즐(5: 은선으로 도시됨)을 갖는 턴디시(3)가 몰드의 대략 1 m 상부에 존재한다. 턴디시와 몰드 사이에 열이 강렬하며, 예를 들어 액중 주입노즐의 교체에 의해 야기되는 것으로서, 용융금속 액적이 형성될 가능성이 있다. 이러한 이유 때문에, 본 발명에 따른 레이더 기기의 민감한 부품들은 몰드로부터 어느 정도 이격된 거리에 배치되고, 단지 거울(22)만이 턴디시와 몰드 사이에 존재하는 것이 바람직하다. 세라믹 쉴드(ceramic shield: 미도시)가, 거울을 보호하기 위해, 몰드와 거울 사이에 존재할 수 있다.
레이더 안테나(20)가 예를 들어 몰드로부터 1 내지 3 m 의 거리에 배치되고, (전자)처리유닛(미도시)와 전원(미도시)에 연결된다. 레이더 안테나는 예를 들어 5 내지 40 GHz의 범위에서 적어도 20 GHz의 주파수대역폭을 갖는 전자기파 빔을 방사해야 한다. 레이더 안테나는 바람직하게 최대 30°개구부 각도, 예를 들어 20°정도의 개구부 각도를 갖는 것이 바람직하다. 레이더 안테나와 거울 사이에, 레이더 빔(23)을 몰드 내의 강의 메니스커스(8)에 집중시키기 위한 렌즈(21)가 배치된다. 레이더 안테나(20)는, 메니스커스에 의해 (부분적으로) 반사되는, 주파수변조 연속파(이하, FMCW)를 방사한다. 방사되는 빔과 반사되는 빔 간의 주파수 차이는, 무선 장비(radio equipment) 에 기반을 둔 장비로 처리될 수 있는, 간섭주파수(IF: interference frequency)를 갖는 파를 제공한다. FMCW 대신에, 준-계단형 주파수 변조 파가 또한 사용될 수 있다.
집중된 전자기파 빔으로 인해, 3 내지 5 cm의 직경을 갖는 용융 강의 메니스커스 위의 스폿은 모니터될 수 있고, 메니스커스의 높이 변화가 측정될 수 있다. 빔의 주파수대역폭이 넓기 때문에, 몰드 파우더(9)의 표면 또한 모니터될 수 있다. 이러한 측정에 근거하여, 용융 강(1)의 턴디시(3)로부터의 유입 및 몰드 파우더의 첨가가 더욱 정확하게 조절될 수 있다.
바람직하게, 몰드 상부의 거울(22)은 회전가능하다. 거울을 단계적으로 회전시킴에 의해, 상기 빔(23)은 용융 강의 메니스커스(8) 위에서 이동하게 될 수 있고, 몰드 파우더(9) 및 메니스커스(8)의 높이 변화가 몰드의 길이를 따라 측정될 수 있다.
또한 거울의 수직방향 선회에 의해, 메니스커스가 그 전체 표면에 걸쳐 모니터될 수 있다. 또한, 용융 강의 메니스커스의 형상 이미지를 형성하도록 하기 위해, 바람직하게 짧은 시간 안에서, 연속적으로 거울을 회전시키는 것이 가능하다. 예를 들어 적어도 초당 10회의 특정 빈도로 실행함에 의해, 메니스커스의 이동이 모니터될 수 있고, 예를 들어 턴디시로부터의 용융 강의 유입의 영향이 측정될 수 있다. 이것은 몰드 내부에서 용융 강의 흐름을 조절하는 것에 대한 가능성을 연다. 이는, 예를 들어, 당해 기술분야에 알려져 있는, 자기 브레이크로 실행될 수 있다

Claims (21)

  1. 연속 주조 장치의 몰드 내에서 슬래그와 용융금속의 표면을 모니터하기 위한 방법에 있어서,
    레이더 장비를 사용하며,
    상기 레이더 장비는 적어도 20 GHz 주파수대역폭을 갖는 전자기파 빔을 방사하는 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 레이더 장비는 적어도 30 GHz 주파수대역폭을 갖는 전자기파 빔을 방사하는 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 빔은 주파수 변조 연속파 또는 준-계단형 주파수 변조 파를 형성하는 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이더 장비는 상기 몰드의 측면에 위치하고, 상기 전자가파 빔이 거울 등과 같은 편향 기기를 사용하여 몰드 내의 상기 슬래그와 상기 용융금속 방향으로 향하게 되는 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 방법.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이더 장비는, 전자기파 빔을 방사하기 위한 30 °이하의 개구부 각도를 갖는 누출 렌즈 안테나를 사용하는 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 전자기파 빔은 렌즈를 사용하여 초점이 맞추어지는 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 렌즈는 금속 표면 상의 3 내지 5 cm 직경을 갖는 스폿에 상기 전자기파 빔을 집중시키는 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 방법.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    다수의 초당 용융금속 레벨 측정, 적어도 초당 10회 측정이 실행되는 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 방법.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 스폿은 상기 금속 표면의 형상 이미지를 형성하도록 하기 위해 상기 금속 표면 위에서 이동하게 되는 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 스폿은 편향 기기의 회전을 이용하여 상기 금속 표면 위에서 이동하게 되는 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 방법.
  11. 제 9항 또는 제 10항에 있어서,
    상기 스폿은, 상기 금속 표면을 스캔하고 다수의 초당 상기 금속 표면 이미지를 형성하기 위해, 상기 금속 표면 위에서 이동하게 되는 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 방법.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 스폿은, 상기 슬래그 층의 이미지를 형성하고 상기 슬래그 층의 두께를 측정하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    이동하는 상기 스폿은, 상기 슬래그 층의 표면을 스캔하고 상기 슬래그 층의 두께를 측정하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 방법.
  14. 제 4항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자기파는 0.5 내지 5 m 범위에서 레이더 장비와 강 표면 사이의 거리에 걸쳐 이동하는 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 방법.
  15. 연속 주조 장치의 몰드, 턴디시 또는 래들 내에서 슬래그 및 용융금속의 표면을 모니터하기 위한 장치에 있어서,
    레이더 장비를 사용하며,
    상기 레이더 장비는 적어도 20 GHz 주파수대역폭을 갖는 전자기파 빔을 방사하는 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 장치.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 빔은 30 GHz의 주파수대역폭을 갖는 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 장치.
  17. 제 15항 또는 제 16항에 있어서,
    거울 등과 같은 편향 기기는 상기 빔을 상기 몰드 내의 상기 슬래그 및 상기 용융금속 방향으로 향하도록 하기 위한 상기 장치의 일부분인 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 장치.
  18. 제 15항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이더 장비는 상기 빔을 방사하기 위한 20 °이하의 개구부 각도를 갖는 누출 렌즈 안테나를 사용하는 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 용융금속 표면상의 스폿에 상기 빔을 집중시키기 위해 상기 누출 렌즈 안테나 전면에 렌즈가 배치되는 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 장치.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 렌즈는 0.5 내지 5 m 의 거리에 걸쳐 상기 빔을 집중시키도록 선택되는 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 장치.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 금속 표면상에서 상기 스폿을 이동시키는 것을 가능하게 하기 위해 상기 렌즈 후면에 회전가능한 편향 기기가 배치되는 것을 특징으로 하는 표면 모니터링 장치.
KR1020107018321A 2008-01-18 2009-01-12 몰드 내에서 슬래그와 용융금속의 표면을 모니터하기 위한 방법 및 장치 KR20100122484A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP08100646A EP2090387A1 (en) 2008-01-18 2008-01-18 Method and apparatus for monitoring the surfaces of slag and molten metal in a mould
EP08100646.2 2008-01-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100122484A true KR20100122484A (ko) 2010-11-22

Family

ID=39473247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020107018321A KR20100122484A (ko) 2008-01-18 2009-01-12 몰드 내에서 슬래그와 용융금속의 표면을 모니터하기 위한 방법 및 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8717222B2 (ko)
EP (2) EP2090387A1 (ko)
JP (1) JP2011510279A (ko)
KR (1) KR20100122484A (ko)
CN (1) CN102036771A (ko)
WO (1) WO2009090025A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190114520A (ko) * 2018-03-30 2019-10-10 박영준 전자기파를 이용한 레벨 측정유닛, 이를 포함하는 아스팔트 콘크리트 제조장치 및 아스팔트 콘크리트 제조방법
KR20230036665A (ko) * 2021-09-08 2023-03-15 동아대학교 산학협력단 터보팬 엔진 베인의 진공 정밀 주조장치

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008029771A1 (de) * 2008-06-25 2009-12-31 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Anordnung zur Füllstandsmessung
US8482295B2 (en) * 2009-02-23 2013-07-09 Hatch Ltd. Electromagnetic bath level measurement for pyrometallurgical furnaces
CN102762290B (zh) * 2009-12-18 2015-11-25 道达尔研究技术弗吕公司 用于监测乙烯聚合催化剂淤浆的水平的方法
KR101224978B1 (ko) * 2010-03-31 2013-01-22 현대제철 주식회사 몰드 슬래그 필름층 측정 방법 및 이를 적용한 몰드 슬래그 필름층 측정 장치
AT509736B1 (de) * 2010-05-14 2012-03-15 Inteco Special Melting Technologies Gmbh Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen erfassung des schlackenniveaus in esu-anlagen mit kurzen gleitkokillen
JP5738411B2 (ja) 2011-06-24 2015-06-24 株式会社ニレコ 溶融金属レベル測定装置及び溶融金属レベル測定方法
HUE046226T2 (hu) * 2011-09-06 2020-02-28 Stamicarbon Radar szint mérés
US8941532B2 (en) * 2012-12-06 2015-01-27 Rosemount Tank Radar Ab Probe spacing element
JP2014153077A (ja) * 2013-02-05 2014-08-25 Nippon Steel & Sumitomo Metal 溶融金属の湯面上に浮遊するスラグの厚さ測定方法
EP2803951B1 (de) 2013-05-17 2020-02-26 VEGA Grieshaber KG Topologiebestimmung für Schüttgüter
EP3404375A1 (de) * 2013-05-17 2018-11-21 VEGA Grieshaber KG Messgerätesteuerung zur bestimmung einer topologie einer oberfläche eines schüttguts
EP2837950B1 (de) 2013-08-14 2016-05-04 VEGA Grieshaber KG Radar-Strahlablenkungseinheit für ein Füllstandradar
CN106537088A (zh) * 2014-07-30 2017-03-22 新日铁住金株式会社 熔融金属的液面上悬浮的熔渣的厚度测定方法
CN104209480B (zh) * 2014-09-29 2016-08-24 湖南镭目科技有限公司 一种渣厚检测及加渣预测方法和系统
CN106643588A (zh) * 2016-10-31 2017-05-10 攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司 一种用微波测量铁水罐铁水带渣厚度的方法
CA3083051A1 (en) * 2017-12-04 2019-06-13 Norsk Hydro Asa Casting apparatus and casting method
CN108127100B (zh) * 2018-01-11 2019-10-08 重庆长安汽车股份有限公司 一种低压铸造机加压系统的可视化检测装置
DE102018216529A1 (de) * 2018-09-27 2020-04-02 Sms Group Gmbh Verfahren und Anlage zum Stranggießen eines metallischen Produkts
AT521924B1 (de) * 2018-11-21 2021-03-15 Primetals Technologies Austria GmbH Dickenmessung einer Schicht eines Gieß- oder Abdeckpulvers in einer Kokille
CN113000802B (zh) * 2021-02-22 2023-04-21 内蒙古科技大学 一种连铸结晶器内保护渣厚度测量装置及方法
CN115319070A (zh) * 2022-08-16 2022-11-11 泛凯斯特汽车零部件(江苏)有限公司 一种高精度灰铸铁铸件浇筑速度控制装置及其使用方法

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54158195A (en) 1978-06-02 1979-12-13 Kobe Steel Ltd Method of measuring elevating speed of molten metal level
IT1211006B (it) * 1981-03-09 1989-09-29 Cise Spa Sensore a microonde per il controllo del livello del metallo fuso nelle colate continue.
JPS5890130A (ja) * 1981-11-26 1983-05-28 Nippon Kokan Kk <Nkk> 溶融金属湯面計
DE3430558C2 (de) 1984-08-20 1986-10-16 Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf Verfahren und Einrichtung zum Kontrollieren von Schlacke in einem Vorratsbehälter beim Stranggießen von Metall, insbesondere von Stahl
FR2651876B1 (fr) * 1989-09-13 1991-12-13 Siderurgie Fse Inst Rech Procede pour determiner en continu l'epaisseur du laitier liquide a la surface d'un bain de metal en fusion dans un recipient metallurgique.
CA2038825A1 (en) * 1990-03-30 1991-10-01 Akio Nagamune In-furnace slag level measuring apparatus
SE501472C2 (sv) * 1993-02-03 1995-02-27 Stiftelsen Metallurg Forsk Sätt att vid metallurgiska processer mäta positionerna av ytor mellan olika skikt
GB9401361D0 (en) * 1994-01-25 1994-03-23 Philips Electronics Uk Ltd A radar system
SE9501866L (sv) 1995-05-19 1996-11-20 Stiftelsen Metallurg Forsk Sätt att stränggjuta metall
JP3358457B2 (ja) 1996-09-06 2002-12-16 日本鋼管株式会社 溶鋼鍋のスラグ流出予測方法及び装置
US6130637A (en) * 1998-08-18 2000-10-10 Usx Corporation Measuring the thickness of hot slag in steelmaking
US6166681A (en) * 1998-08-18 2000-12-26 Usx Corporation Measuring the thickness of materials
JP2000254770A (ja) * 1999-03-09 2000-09-19 Nippon Steel Corp 溶融金属用容器内張り耐火物の乾燥および予熱方法
JP2001320228A (ja) * 2000-03-03 2001-11-16 Anritsu Corp 誘電体漏れ波アンテナ
ATE294401T1 (de) * 2001-04-20 2005-05-15 Krohne Messtechnik Kg Verarbeitungsverfahren für ein frequenzsignal
JP3843881B2 (ja) 2001-05-31 2006-11-08 株式会社デンソー ガス濃度センサのヒータ制御装置
JP4653910B2 (ja) * 2001-08-08 2011-03-16 三井造船株式会社 マルチパスミリ波映像化レーダシステムおよび透過映像再生方法
JP3930376B2 (ja) * 2002-06-03 2007-06-13 日本無線株式会社 Fmcwレーダ装置
US6987481B2 (en) * 2003-04-25 2006-01-17 Vega Grieshaber Kg Radar filling level measurement using circularly polarized waves
JP4273860B2 (ja) 2003-07-16 2009-06-03 住友金属工業株式会社 マグネシウム合金溶湯の連続鋳造方法
ITPN20030067A1 (it) * 2003-10-06 2005-04-07 Ergolines Lab S R L Procedimento e dispositivo per il controllo del bagno di
US20050133192A1 (en) 2003-12-23 2005-06-23 Meszaros Gregory A. Tundish control
JP2005233783A (ja) 2004-02-19 2005-09-02 Shogo Tanaka 電磁波レーダを用いた位置の遠隔計測方法
EP1619754A1 (en) 2004-07-23 2006-01-25 Nederlandse Organisatie voor toegepast-natuurwetenschappelijk Onderzoek TNO Broadband leaky wave antenna
JP2007124510A (ja) * 2005-10-31 2007-05-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 電磁波イメージング装置
EP1783517A1 (en) * 2005-11-04 2007-05-09 AGELLIS Group AB Multi-dimensional imaging method and apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190114520A (ko) * 2018-03-30 2019-10-10 박영준 전자기파를 이용한 레벨 측정유닛, 이를 포함하는 아스팔트 콘크리트 제조장치 및 아스팔트 콘크리트 제조방법
KR20230036665A (ko) * 2021-09-08 2023-03-15 동아대학교 산학협력단 터보팬 엔진 베인의 진공 정밀 주조장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN102036771A (zh) 2011-04-27
EP2090387A1 (en) 2009-08-19
WO2009090025A1 (en) 2009-07-23
JP2011510279A (ja) 2011-03-31
US20110109496A1 (en) 2011-05-12
EP2237908B1 (en) 2019-03-13
EP2237908A1 (en) 2010-10-13
US8717222B2 (en) 2014-05-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20100122484A (ko) 몰드 내에서 슬래그와 용융금속의 표면을 모니터하기 위한 방법 및 장치
JP5755438B2 (ja) 金属の鋳造機のコントロール装置及び方法
CN107921527A (zh) 铸造模具和用于检测铸造模具中熔融金属温度分布的方法
WO2016016967A1 (ja) 溶融金属の湯面上に浮遊するスラグの厚さ測定方法
KR101701322B1 (ko) 용강량 측정 장치 및 방법
KR20200127034A (ko) 금속용 연속 주조 잉곳 주형, 연속 금속 주조기에서의 브레이크아웃 감지 시스템 및 방법
US20050133192A1 (en) Tundish control
KR101219607B1 (ko) 몰드플럭스 레벨 측정장치 및 몰드플럭스 레벨 측정방법
KR101981459B1 (ko) 유동 계측장치 및 유동 계측방법
WO2013002220A1 (ja) 連続鋳造用モールドパウダーの溶融層厚み測定方法
KR100803733B1 (ko) 용융 몰드플럭스를 이용한 연속 주조에 사용하는 탕면 레벨측정 센서 유닛
WO2017089396A1 (en) A method and a system measuring liquid and solid materials in the process of converting iron to steel in metallurgical vessels or furnaces
EP2603336B1 (en) Device to detect the level of liquid metal in a casting apparatus and relative method
KR100793936B1 (ko) 용융 몰드플럭스 두께 측정 장치 및 방법
JPH0318462A (ja) 連続鋳造の鋳型内における溶鋼浴面上のモールドパウダ溶融層厚の測定方法および装置
RU2763994C1 (ru) Устройство и способ управления непрерывной разливкой
KR101257285B1 (ko) 주편 온도측정장치 및 온도측정방법
WO1996036449A1 (en) A method of continuously casting a metal
JPH1177265A (ja) 連続鋳造鋳型内における溶鋼流動制御方法
AU6340799A (en) Vertical continuous casting installation with optimized measurement of the metal level
WO2005037461A1 (en) Method and apparatus for controlling the steel bath in an ingot mould
JP2011183445A (ja) 鋳片表面温度計測方法および鋳片表面温度計測装置
KR100290569B1 (ko) 파우더층 높이 정보를 이용한 몰드 파우더 살포장치
KR20060074399A (ko) 침지노즐 침적깊이 측정장치
JPH02108444A (ja) 連続鋳造の鋳型内における溶鋼浴面上のモールドパウダ溶融層厚の測定方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E601 Decision to refuse application