KR20110017896A - 연속 주조에서 길이방향 크랙의 발생을 예측하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 몰드 벽 내에 분포되는 열쌍에 의해 국부적 스트랜드 온도가 측정되는, 강철 슬래브의 연속 주조 동안에 길이방향 크랙의 발생을 예측하기 위한 방법에 관한 것이다. 이러한 방법에서, 길이방향 크랙의 결과로서의 스트랜드 붕괴의 위험성은, 상기 몰드 내에 배치되는 상기 열쌍에 의해 측정되는 현재 온도값을 고려하고, 크랙이 없을 때 판정 온도값에 기초하여 통계적으로 평가된다.

Description

연속 주조에서 길이방향 크랙의 발생을 예측하기 위한 방법{PROCESS FOR PREDICTING THE EMERGENCE OF LONGITUDINAL CRACKS DURING CONTINUOUS CASTING}

본 발명은, 몰드 벽 내에 분포되도록 배치되는 열 부재(thermal elements)에 의해 국부적인 스트랜드의 온도를 측정하는, 강철 슬래브의 연속 주조에서 길이방향 크랙의 발생을 예측하기 위한 방법에 관한 것이다.

강철의 연속 주조에서는 길이방향 크랙이 몰드 내에서 냉각 스트랜드에 형성된다. 길이방향 크랙은 연속 주조 몰드 내의 개별적 열 부재의 온도의 급격한 하강에 의해 확인될 수 있다. 몰드의 높이를 따라 분포되는 복수의 로우(row)의 열 부재에 의해 더 큰 예측 정확도가 얻어진다. 초기 검출 후에, 스트랜드에 의해 후속적으로 통과되는 열 부재의 로우들은 결함을 확인하며 결과를 확실하게 할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 여러 가지 로우에서의 열 부재 신호는 타이밍에 대해 교정되어야 한다. 교정치는 열 부재의 로우들 사이의 간격 및 스트랜드의 현재 속도에 의해 주어지는데, 그것은 결함이 스트랜드 표면에, 고정된 방식으로 위치되기 때문이다.

예를 들면 JP 01210160 A 또는 JP 62192243 A에 기술된 것과 같은, 온도값의 직접 측정 및 평가에 의한 종래의 방법은, 열 부재의 높은 고장율(failure rate) 및 열 부재의 팁과 몰드의 구리 사이의 불량한 연결로 인해 자주 성공적이지 못하다. 이들 연결 문제로 인해, 신호는 온도 레벨에 대해 신뢰성이 매우 떨어진다.

다른 한편, 상술한 두 가지 사실은 각각의 몰드에 자체 "지문"(자체 패턴 또는 식별 이미지)을 남긴다. 이러한 지문은, 온도 레벨의 편차, 및 넓은 측부와 좁은 측부 상에 여러 개의 로우로 배치되는 많은 양의 열 부재의 전체 고장율에 의해 특징지어진다.

본 발명의 목적은 길이방향 크랙의 위험성을 예측하기 위한 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은, 강철 슬래브의 연속 주조에서 길이방향 크랙의 발생을 예측하기 위한 방법에 있어서, 몰드 벽 내에 분포되도록 배치되는 열 부재(thermal elements)에 의해 국부적 스트랜드(strand) 온도가 측정되고, 길이방향 크랙에 의해 발생되는 상기 스트랜드 내에서의 터짐(break-out)의 위험성의 통계적 평가는, 상기 몰드 내에 배치되는 상기 열 부재에 의해 측정되는 실제 온도값을 고려하고, 크랙이 없는 상태에서 판정되는 온도값에 기초하여 수행되는, 연속 주조에서 길이방향 크랙의 발생을 예측하기 위한 방법에 의해 충족된다.

실시예는 종속항에 표시되며 다음과 같이 기술된다.

공지된 방법과는 대조적으로, 본 발명은 측정된 온도값의 통계적 평가에 의존한다. 이러한 목적을 위해, 두 가지 방법 변경예가 적용될 수 있다.

제1 변경예는 모델 베이스 방법, 예를 들면 주성분 분석(principle component analysis)(PCA)이다.

모델 베이스 방법을 적용함으로써, 실제 온도는 모델 및 따라서 이전의 주조로부터 얻어진 정보와 비교된다.

이러한 모델은, 길이방향 크랙이 없는 이력 데이터 세트(historica data set)로부터 얻어진다. 모델은, 찾는 결함이 발생하지 않은 상태를 기술한다. 매 PCA 경보는, 퍼지 제어에 기초하는 전문가 판정 시스템에 의해 후속적으로 평가되며, 길이방향 크랙 또는 어떤 다른 규정되지 않은 결함이 존재하는가에 대한 판정이 이루어진다. 전문가 시스템은 PCA 경보의 검증을 수행한다.

이러한 방법은 상술한 2-단계 프로세스에 기초한다.

이 경우에, 결함 검출은 모델 베이스 방법에 의해 수행된다.

이러한 모델 베이스 방법은, 설치의 실제 상태를, 이력 데이터로부터 판정되었던 정상 상태와 비교한다. 그 후에, 전문가 시스템은, 컬럼 내에 상하로 배치되며 길이방향 크랙이 연속적으로 통과하는 열 부재의 신호를 평가한다. 그렇게 함에 있어서, 결함 식별 및 결함 차단이 수행된다. 온도 구배에 기초하여, 길이방향 크랙 또는 어떤 다른 종류의 결함이 존재하는가에 대한 판정이 이루어진다.

측정된 온도값을 상기와 마찬가지로 고려하는 다른 방법 변경예에서, 3개의 위험성 인자들이 정의된다. 이들 위험성 인자들은, 길이방향 크랙에 의해 발생되는 터짐(break-out)의 위험성을 나타낸다. 이들 인자들 중 하나가 소정 크기를 초과하면, 길이방향 크랙에 의해 발생되는 터짐(break-out)에 대한 조치는, 다음번에 길이방향 크랙이 검출될 때에 취해진다. 이들 조치는, 주조 속도를 감소시키거나, 전자기 브레이크에 영향을 주거나, 구체적으로 주조 표면 레벨의 설정값을 변경시키는 것일 수 있다.

구체적으로, 3개의 인자는 다음과 같다.

1. 넓은 측부를 따른 길이방향 크랙의 빈도 분포,

2. 넓은 측부를 따라 고려되는, 몰드의 수직 방향으로의 동적 온도 분포, 및/또는

3. 넓은 측부를 따라 고려되는, 몰드의 수직 방향으로의 정적 온도 분포의 변화.

모든 3개의 인자를 뒷받침하는 것은, 가까이 인접하는 큰 온도 구배는 원주 방향의 높은 응력을 발생시킬 수 있고, 따라서 길이방향 크랙을 발생시킬 수 있다.

빈도 분포에 대해서, 몰드의 넓은 측부의 소정 위치에 발생하는 길이방향 크랙의 퍼센티지가 계산된다. 그렇게 함에 있어서, 시간 순서도 고려된다. 기준이 소정 임계치를 초과하면, 임계치 침해의 넓은 측부 위치에서 길이방향 크랙이 발생하면 곧 조치가 취해진다.

수직 방향에서의 동적 온도 분포의 기준은, 열 부재 컬럼 내의 열 부재의 동적 변화의 평균에 의해 특징지어진다. 동적 변화는, 예를 들면 소정 기준 시간 주기에 걸친 측정치의 표준 편차 또는 변화에 의해 맵핑(mapped)된다. 열 부재 컬럼 당 이러한 계산된 평균 동적 변화가 인접 컬럼에서 급격히 다른 값을 발생시키면, 조치가 취해진다. 이들 조치는 제1 기준에서의 조치와 동일하다. 그러나, 조치는, 제2 기준의 임계치가 침해된 위치 근처에서 다른 길이방향 크랙이 발생하고, 이러한 길이방향 크랙이 발생할 때 제2 기준의 임계치가 여전히 초과되어야만 곧 효과를 가진다.

제3 기준은, 몰드의 넓은 측부를 따라 상부 열 부재 로우로부터 하부 열 부재 로우에 형성되는 온도 구배를 비교한다. 인접 컬럼 내의 온도 구배가 급격히 다른 값을 가지면, 제1 기준에서의 조치와 동일한 조치가, 이러한 특정 위치 근처에 길이방향 크랙이 발생하고, 길이방향 크랙이 발생할 때 제3 기준의 한계치가 여전히 초과되면 곧 취해진다.

Claims (8)

1. 강철 슬래브의 연속 주조에서 길이방향 크랙의 발생을 예측하기 위한 방법에 있어서,
   몰드 벽 내에 분포되도록 배치되는 열 부재(thermal elements)에 의해 국부적 스트랜드(strand) 온도가 측정되고,
   길이방향 크랙에 의해 발생되는 상기 스트랜드 내의 터짐(break-out)의 위험성의 통계적 평가는, 상기 몰드 내에 배치되는 상기 열 부재에 의해 측정되는 실제 온도값을 고려하고, 크랙이 없는 상태에서 판정되는 온도값에 기초하여 수행되는,
   연속 주조에서 길이방향 크랙의 발생을 예측하기 위한 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 통계적 평가는, 상기 몰드를 위한 특정 지문으로서 로우 및 컬럼으로 배치되는 상기 열 부재의 측정 및 평가로부터 판정되는, 연속 주조에서 길이방향 크랙의 발생을 예측하기 위한 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   PCA 또는 주성분 분석(principle component analysis)은, 이전의 주조로부터 얻어진 데이터를 포함하여 통계적 평가를 위해 적용되는, 연속 주조에서 길이방향 크랙의 발생을 예측하기 위한 방법.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 PCA 또는 주성분 분석의 하류에 있는 전문가 시스템은, 길이방향 크랙 또는 다른 결함의 존재를 구별하는, 연속 주조에서 길이방향 크랙의 발생을 예측하기 위한 방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 통계적 평가를 위해 다음의 사항, 즉
   a) 상기 스트랜드의 상기 넓은 측부를 따른 상기 길이방향 크랙의 빈도 분포가 판정되고,
   b) 상기 넓은 측부를 따른 상기 몰드의 수직 방향으로의 동적 온도 분포가 판정되며, 및/또는
   c) 상기 넓은 측부를 따른 상기 몰드의 수직 방향으로의 정적 온도 분포의 변화가 판정되는
   것이 수행되는, 연속 주조에서 길이방향 크랙의 발생을 예측하기 위한 방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 스트랜드의 상기 넓은 측부를 따른 상기 길이방향 크랙의 상기 빈도 분포는 퍼센티지로서 시간에 걸쳐 판정되는, 연속 주조에서 길이방향 크랙의 발생을 예측하기 위한 방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 몰드의 상기 넓은 측부의 수직 방향으로의 상기 동적 온도 분포는, 상기 몰드의 벽의 높이에 걸쳐 분포되도록 컬럼 방향으로 배치되는 상기 열 부재에 의해 판정되는, 연속 주조에서 길이방향 크랙의 발생을 예측하기 위한 방법.
8. 제5항에 있어서,
   상기 몰드의 상기 넓은 측부를 따른 상기 정적 온도 분포는, 상기 몰드의 상기 넓은 측부에 걸쳐 분포되도록 로우로 배치되는 상기 열 부재에 의해 판정되는, 연속 주조에서 길이방향 크랙의 발생을 예측하기 위한 방법.