KR20120110584A - Device for controlling cooling of mold for thin slab and method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 몰드의 냉각 제어에 관한 것으로, 특히 연속주조 공정에서 박슬라브용 몰드의 각 동판의 냉각을 적절하게 제어하는 박슬라브용 몰드의 냉각 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to cooling control of a mold, and more particularly, to a cooling control apparatus and a method of a mold for a thin slab for appropriately controlling cooling of each copper plate of a thin slab mold in a continuous casting process.
일반적으로, 연속주조기는 제강로에서 생산되어 래들(Ladle)로 이송된 용강을 턴디쉬(Tundish)에 받았다가 연속주조기용 몰드로 공급하여 일정한 크기의 주편을 생산하는 설비이다.In general, a continuous casting machine is a facility for producing cast steel of a certain size by receiving a molten steel produced in a steelmaking furnace and transferred to a ladle (Tundish) and then supplied to a continuous casting machine mold.
연속주조기는 용강을 저장하는 래들과, 턴디쉬 및 상기 턴디쉬에서 출강되는 용강을 최초 냉각시켜 소정의 형상을 가지는 연주주편으로 형성하는 연주용 몰드와, 상기 몰드에 연결되어 몰드에서 형성된 연주주편을 이동시키는 다수의 핀치롤을 포함한다.The continuous casting machine includes a ladle for storing molten steel, a playing mold for cooling the tundish and the molten steel discharged from the tundish for the first time to form a casting cast having a predetermined shape, and the casting cast formed in the mold connected to the mold. It includes a plurality of pinch rolls.
상기 래들과 턴디쉬에서 출강된 용강은 몰드에서 소정의 폭과 두께 및 형상을 가지는 연주주편으로 형성되어 핀치롤을 통해 이송되고, 핀치롤을 통해 이송된 연주주편은 절단기에 의해 절단되어 소정 형상을 갖는 슬라브(Slab) 또는 블룸(Bloom), 빌렛(Billet) 등의 주편으로 제조된다.The molten steel tapping out of the ladle and the tundish is formed into a cast piece having a predetermined width, thickness and shape in a mold and is transferred through a pinch roll, and the cast piece transferred through the pinch roll is cut by a cutter to obtain a predetermined shape. It has a slab (Slab) or a slab (Bloom), billet (Billet) and the like.
연주공정에서 생산되는 박슬라브(Thin Slab)는 두께가 50 내지 100mm 정도로 얇은 것으로, 열연공정에서 조압연 공정을 생략할 수 있어 공정 생략 및 단순화에 주로 적용된다.
Thin slab produced in the playing process is thin as 50 ~ 100mm in thickness, can be omitted in the rough rolling process in the hot rolling process is mainly applied to the process omission and simplification.
본 발명의 목적은 연속주조 공정에서 몰드 내 발생하는 현상에 따라 각 동판의 냉각수량을 자동으로 조절함으로써, 우수한 표면품질의 박슬라브를 제조할 수 있는 박슬라브용 몰드의 냉각 제어장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a cooling control apparatus and method for a thin slab mold for producing thin slabs of excellent surface quality by automatically adjusting the amount of cooling water of each copper plate according to a phenomenon occurring in a mold in a continuous casting process. To provide.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above.
상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 몰드의 냉각 제어장치는, 몰드의 동판 두께에 따른 초기 냉각수량, 현재 주조속도, 몰드의 두께, 현재 냉각수량 및 냉각수의 급/배수 온도변화량 중 적어도 어느 하나 이상의 조업변수데이터가 저장된 메모리; 및 상기 메모리에 저장된 주조속도에 따른 목표 열유속을 계산한 후 몰드의 각 동판으로 공급되는 현재 냉각수량과 급/배수의 온도변화량을 이용하여 각 동판의 현재 열유속을 계산하고, 계산된 현재 열유속과 목표 열유속 간의 열유속 편차를 이용하여 각 동판으로 공급되는 냉각수량을 개별 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.The cooling control apparatus of the mold of the present invention for achieving the above object is at least one of the initial cooling water amount, the current casting speed, the thickness of the mold, the current cooling water amount and the amount of supply / drainage temperature change of the cooling water according to the copper plate thickness of the mold A memory in which operation variable data is stored; And calculating a current heat flux of each copper plate by calculating a target heat flux according to the casting speed stored in the memory, using the current amount of cooling water supplied to each copper plate of the mold and the temperature change of the supply / drainage, and the calculated current heat flux and the target. And a controller for individually controlling the amount of cooling water supplied to each copper plate by using a heat flux deviation between heat fluxes.
구체적으로, 냉각 제어장치는, 몰드의 각 동판으로 공급되는 냉각수의 온도를 측정하는 온도검출수단; 상기 각 동판으로 공급되는 냉각수량을 측정하는 수량측정수단; 및 상기 제어부의 제어에 따라 각 동판으로 공급되는 냉각수량을 조절하는 냉각수량조절부;를 더 포함하고, 상기 제어부는 측정된 냉각수의 온도를 통해 급/배수 간의 온도변화량을 계산하고, 계산된 온도변화량과 측정된 냉각수량을 메모리에 저장할 수 있다.Specifically, the cooling control device, the temperature detection means for measuring the temperature of the cooling water supplied to each copper plate of the mold; Quantity measuring means for measuring the amount of cooling water supplied to each copper plate; And a cooling water amount adjusting unit adjusting the amount of cooling water supplied to each copper plate under the control of the control unit, wherein the control unit calculates a temperature change amount between the supply / drainage through the measured temperature of the cooling water, and calculates the calculated temperature. The amount of change and the measured amount of coolant can be stored in the memory.
또한, 제어부는 계산된 현재 열유속과 목표 열유속 간의 열유속 편차를 미리 설정된 기준치와 비교하고, 상기 열유속 편차가 기준치 이내일 경우 냉각수량을 편차 정도에 따라 증감시킬 수 있다. 또한, 열유속 편차가 기준치를 초과할 경우 냉각수량을 편차에 따라 증감시킴과 동시에 주조속도를 변경시킬 수 있다.The controller may compare the calculated heat flux deviation between the current heat flux and the target heat flux with a preset reference value, and increase or decrease the amount of cooling water according to the deviation degree when the heat flux deviation is within the reference value. In addition, when the heat flux deviation exceeds the reference value, the amount of cooling water may be increased or decreased according to the deviation and the casting speed may be changed.
상기 제어부는 몰드내 용강의 접촉면적, 냉각수량, 물의 비열, 및 냉각수의 온도변화량 중 적어도 어느 하나의 조업변수를 이용하여 현재 열유속을 계산할 수 있다.The controller may calculate the current heat flux using at least one operation variable among the contact area of the molten steel in the mold, the amount of cooling water, the specific heat of water, and the amount of temperature change of the cooling water.
상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 몰드의 냉각 제어방법은, 연주주편의 현재 주조속도를 검출하고, 주조속도에 따른 몰드의 목표 열유속을 계산하는 제1 단계; 몰드 각 동판으로 공급되는 냉각수량과 냉각수의 온도변화량을 각각 측정하는 제2 단계; 상기에서 측정된 냉각수량과 온도변화량을 이용하여 각 동판의 현재 열유속을 계산하는 제3 단계; 및 상기에서 계산된 현재 열유속과 목표 열유속 간의 열유속 편차를 이용하여 각 동판으로 공급되는 냉각수량을 개별 제어하는 제4 단계;를 포함할 수 있다.The cooling control method of the mold of the present invention for realizing the above object comprises: a first step of detecting the current casting speed of the casting cast, and calculating the target heat flux of the mold according to the casting speed; A second step of measuring the amount of cooling water supplied to each copper plate and the temperature change amount of the cooling water, respectively; A third step of calculating a current heat flux of each copper plate by using the amount of cooling water and the temperature change measured in the above; And a fourth step of individually controlling the amount of cooling water supplied to each copper plate by using the heat flux deviation between the current heat flux and the target heat flux calculated above.
상기 목표 열유속은 강냉 및 완냉 조건에 따라 다르게 계산될 수 있다.The target heat flux may be calculated differently depending on the cold and slow cooling conditions.
상기 제4 단계는, 계산된 각 동판의 현재 열유속과 목표 열유속을 비교하여 열유속 편차를 계산하는 단계; 상기 계산된 열유속 편차와 미리 설정된 기준치를 상호 비교하는 단계; 및 상기 열유속 편차가 기준치 이내일 경우 해당 동판의 냉각수량을 편차에 따라 증감시키는 단계;를 포함할 수 있다.
The fourth step may include calculating a heat flux deviation by comparing the calculated current heat flux and the target heat flux of each copper plate; Comparing the calculated heat flux deviation with a preset reference value; And increasing or decreasing the amount of cooling water of the copper plate according to the deviation when the heat flux deviation is within a reference value.
상기와 같이 본 발명에 의하면, 연속주조 공정에서 몰드 내 발생하는 현상에 따라 각 동판의 냉각수량을 자동으로 조절함으로써, 우수한 표면품질의 박슬라브를 제조할 수 있고, 박슬라브의 표면 크랙을 방지할 수 있는 이점이 있다.
As described above, according to the present invention, by automatically adjusting the amount of cooling water of each copper plate according to the phenomenon occurring in the mold in the continuous casting process, it is possible to manufacture a thin slab of excellent surface quality, to prevent the surface cracks of the thin slab There is an advantage to this.
도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 용강 흐름을 중심으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 박슬라브용 몰드와 그 냉각 제어장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 박슬라브용 몰드의 냉각 제어과정을 나타낸 순서도이다.1 is a conceptual diagram showing a continuous casting machine according to an embodiment of the present invention mainly on the flow of molten steel.
2 is a view showing a thin slab mold and its cooling control apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a flow chart showing a cooling control process of the mold for thin slab according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like elements in the figures are denoted by the same reference numerals wherever possible. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 용강의 흐름을 중심으로 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a continuous casting machine according to an embodiment of the present invention mainly on the flow of molten steel.
연속주조(continuous casting)는 용융금속을 바닥이 없는 몰드(Mold)에서 응고시키면서 연속적으로 주편 또는 강괴(steel ingot)를 뽑아내는 주조법이다. 연속주조는 정사각형?직사각형?원형 등 단순한 단면형의 긴 제품과 주로 압연용 소재인 슬라브?블룸?빌릿을 제조하는 데 이용된다.Continuous casting is a casting process in which a molten metal is continuously cast into a bottomless mold while continuously drawing a steel ingot or steel ingot. Continuous casting is used to manufacture simple products such as squares, rectangles, circles, etc., and simple slabs, blooms, and billets.
연속주조기는 도시된 바와 같이, 래들(10)과 턴디쉬(20), 몰드(30), 2차냉각대(60 및 65), 핀치롤(70), 그리고 절단기(90)를 포함할 수 있다.The continuous casting machine may include a
턴디쉬(Tundish, 20)는 래들(Laddle, 10)로부터 용융금속을 받아 몰드(Mold, 30)로 용융금속을 공급하는 용기이다. 래들(10)은 한 쌍으로 구비되어, 교대로 용강을 받아서 턴디쉬(20)에 공급하게 된다. 턴디쉬(20)에서는 몰드(30)로 흘러드는 용융금속의 공급 속도조절, 각 몰드(30)로 용융금속 분배, 용융금속의 저장, 슬래그 및 비금속 개재물(介在物)의 분리 등이 이루어진다. A tundish 20 is a container for receiving molten metal from a
몰드(30)는 통상적으로 수냉식 구리제이며, 수강된 용강이 1차 냉각되게 한다. 몰드(30)는 구조적으로 마주보는 한 쌍의 면들이 개구된 형태로서 용강이 수용되는 중공부를 형성한다. 슬라브를 제조하는 경우에, 몰드(30)는 한 쌍의 장벽과, 장벽들을 연결하는 한 쌍의 단벽을 포함한다. 여기서, 단벽은 장벽보다 작은 넓이를 가지게 된다. 몰드(30)의 벽들, 주로는 단벽들은 서로에 대하여 멀어지거나 가까워지도록 회전되어 일정 수준의 테이퍼(Taper)를 가질 수 있다. The
몰드(30)는 몰드에서 뽑아낸 연주주편이 일정 모양을 유지하고, 아직 응고가 덜 된 용융금속이 유출되지 않게 강한 응고각(凝固殼) 또는 응고쉘(Solidified Shell, 81)이 형성되도록 하는 역할을 한다. 수냉 구조에는 구리관을 이용하는 방식, 구리블록에 수냉홈을 뚫는 방식, 수냉홈이 있는 구리관을 조립하는 방식 등이 있다. The
몰드(30)는 용강이 몰드의 벽면에 붙는 것을 방지하기 위하여 오실레이션(oscillation, 왕복운동)되며, 오실레이션시 몰드(30)와 응고쉘(81)과의 마찰을 줄이고 타는 것을 방지하기 위해 파우더(Powder)와 같은 윤활제가 이용된다. 파우더는 몰드 내의 용융금속에 첨가되어 슬래그가 되며, 몰드(30)와 응고쉘의 윤활뿐만 아니라 몰드 내 용융금속의 산화?질화 방지와 보온, 용융금속의 표면에 떠오른 비금속 개재물의 흡수의 기능도 수행한다. The
2차 냉각대(60 및 65)는 몰드(30)에서 1차로 냉각된 용강을 추가로 냉각한다. 1차 냉각된 용강은 지지롤(60)에 의해 응고각이 변형되지 않도록 유지되면서, 물을 분사하는 스프레이수단(65)에 의해 직접 냉각된다. 연주주편의 응고는 대부분 상기 2차 냉각에 의해 이루어진다. The
인발장치(引拔裝置)는 연주주편이 미끄러지지 않게 뽑아내도록 몇 조의 핀치롤(70)들을 이용하는 멀티드라이브방식 등을 채용하고 있다. 핀치롤(70)은 용강의 응고된 선단부를 주조 방향으로 잡아당김으로써, 몰드(30)를 통과한 용강이 주조방향으로 연속적으로 이동할 수 있게 한다. The drawing device adopts a multidrive method using a pair of pinch rolls 70 and the like so as to pull out the cast pieces without slipping. The pinch roll 70 pulls the solidified tip of the molten steel in the casting direction, thereby allowing the molten steel passing through the
연속적으로 생산되는 연주주편은 소정의 절단기(미 도시됨)에 의해 일정한 크기로 절단된다.Continuously produced cast pieces are cut to a certain size by a predetermined cutter (not shown).
즉, 용강(M)은 래들(10)에 수용된 상태에서 턴디쉬(20)로 유동하게 된다. 이러한 유동을 위하여, 래들(10)에는 턴디쉬(20)를 향해 연장하는 슈라우드노즐(Shroud nozzle, 15)이 설치된다. 슈라우드노즐(15)은 용강(M)이 공기에 노출되어 산화?질화되지 않도록 턴디쉬(20) 내의 용강에 잠기도록 연장한다.That is, the molten steel M flows to the tundish 20 in the state accommodated in the
턴디쉬(20) 내의 용강(M)은 몰드 내로 연장하는 침지노즐(Submerged Entry Nozzle, 25)에 의해 몰드 내로 유동하게 된다. 침지노즐(25)은 몰드(30)의 중앙에 배치되어, 침지노즐(25)의 양 토출구에서 토출되는 용강(M)의 유동이 대칭을 이룰 수 있도록 한다. 침지노즐(25)을 통한 용강(M)의 토출의 시작, 토출 속도, 및 중단은 침지노즐(25)에 대응하여 턴디쉬(20)에 설치되는 스톱퍼(Stopper, 21)에 의해 결정된다. 구체적으로, 스톱퍼(21)는 침지노즐(25)의 입구를 개폐하도록 침지노즐(25)과 동일한 라인을 따라 수직 이동될 수 있다. The molten steel M in the tundish 20 flows into the mold by a submerged
몰드 내의 용강(M)은 몰드(30)를 이루는 벽면에 접한 부분부터 응고하기 시작한다. 이는 용강(M)의 중심보다는 주변부가 수냉되는 몰드(30)에 의해 열을 잃기 쉽기 때문이다. 주변부가 먼저 응고되는 방식에 의해, 연주주편(80)의 주조 방향을 따른 뒷부분은 미응고 용강(82)이 응고쉘(81)에 감싸여진 형태를 이루게 된다.The molten steel M in the mold starts to solidify from the part in contact with the wall surface of the
핀치롤(70)이 완전히 응고된 연주주편(80)의 선단부(83)를 잡아당김에 따라, 미응고 용강(82)은 응고쉘(81)과 함께 주조 방향으로 이동하게 된다. 미응고 용강(82)은 위 이동 과정에서 냉각수를 분사하는 스프레이수단(65)에 의해 냉각된다. 이는 연주주편(80)에서 미응고 용강(82)이 차지하는 두께가 점차로 작아지게 한다. 연주주편(80)이 일 지점(85)에 이르면, 연주주편(80)은 전체 두께가 응고쉘(81)로 채워지게 된다. 응고가 완료된 연주주편(80)은 절단 지점(91)에서 일정 크기로 절단되어 슬라브 등과 같은 주편(P)으로 나누어진다.As the pinch roll 70 pulls the
몰드(30)에서 적절한 냉각은 슬라브의 표면 품질에 중요하며, 박슬라브의 생산시 몰드 냉각수의 영향은 일반 슬라브에 비해 크다.Proper cooling in the
일반적으로, 몰드(30)의 동판 두께에 따라 냉각수량이 조절되는 데, 동판의 두께가 감소될수록 냉각수량을 감소시켜 과냉을 방지한다. 박슬라브용 몰드의 경우 장변과 단변의 두께도 상이하며, 그에 따라 각 동판으로 공급되는 냉각수량도 두께에 따라 달라진다.In general, the amount of cooling water is controlled according to the thickness of the copper plate of the
따라서, 본 발명에서는 연속주조 중 몰드 내 발생하는 현상에 따라 몰드(30)의 각 동판으로 공급되는 냉각수량을 개별 제어함으로써, 적절한 수준의 냉각이 각 동판에서 이루어지도록 하고자 한다.Therefore, in the present invention, by controlling the amount of cooling water supplied to each copper plate of the
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 박슬라브용 몰드와 그 냉각 제어장치를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a thin slab mold and its cooling control apparatus according to an embodiment of the present invention.
먼저, 몰드(30)의 동판은 장변과 단변으로 이루어져 있고, 박슬라브용 몰드(30)는 장변과 단변의 두께가 다르게 형성되어 있다.First, the copper plate of the
몰드 내부의 상부에는 소정의 파우더 공급기(미 도시됨)로부터 공급된 파우더에 의해 파우더층(51)이 형성된다. 파우더층(51)은 파우더가 공급된 형태대로 존재하는 층과 용강(M)의 열에 의해 소결된 층(소결층이 미응고 용강(82)에 더 가깝게 형성됨)을 포함할 수 있다. 파우더층(51)의 하측에는 파우더가 용강(M)에 의해 녹아서 형성된 슬래그층 또는 액체 유동층(52)이 존재하게 된다. 액체 유동층(52)은 몰드 내의 용강(M)의 온도를 유지하고 이물질의 침투를 차단한다.On top of the inside of the mold, a
한편, 냉각 제어장치는 메모리(110), 온도검출수단(120), 수량측정수단(130), 입력부(140), 표시부(150), 제어부(160) 및 냉각수량조절부(170) 등을 포함한다.On the other hand, the cooling control device includes a
메모리(110)는 외부로부터 수집되거나 입력된 몰드(30)의 동판 두께에 따른 초기 냉각수량, 현재 주조속도, 몰드(30)의 두께, 현재 냉각수량 및 냉각수의 급/배수 온도변화량 중 적어도 어느 하나 이상의 조업변수데이터가 저장되어 있다.The
온도검출수단(120)은 몰드(30)의 각 동판으로 공급된 냉각수가 배출되는 배수라인(105) 상에 설치되어 냉각수의 배수온도를 검출한다. 여기에서, 온도검출수단(120)은 냉각수가 몰드(30)로 공급하는 급수라인(101)에도 설치될 수 있지만, 몰드(30)로 공급되는 냉각수의 급수온도는 거의 일정하기 때문에 실시간으로 검출할 필요가 적고 미리 설정된 값을 이용할 수 있다. The
수량측정수단(130)은 몰드(30)의 각 동판으로 냉각수가 공급되는 급수라인(101) 상에 설치되어 각 동판으로 공급되는 냉각수량을 측정한다.Quantity measuring means 130 is installed on the
입력부(140)는 외부로부터 각종 조업변수에 대한 데이터를 입력받아 설정한다.The
표시부(150)는 각종 조업변수를 입력하기 위한 GUI 화면이나 각 동판의 열유속 편차 및 그 결과를 문자 또는 그래프로 디스플레이한다.The
냉각수조절부(170)는 소정의 제어신호에 따라 작동되어, 각 동판으로 공급되는 냉각수량을 조절하게 된다.The cooling
제어부(160)는 수량측정수단(130)을 통해 측정된 냉각수량과 온도검출수단(120)을 통해 측정된 냉각수의 온도를 통해 급/배수 간의 온도변화량을 계산하고, 계산된 온도변화량과 측정된 냉각수량을 메모리(110)에 각각 저장한다.The
또한, 제어부(160)는 메모리(110)에 저장된 주조속도에 따른 목표 열유속을 계산한 후 몰드(30)의 각 동판으로 공급되는 현재 냉각수량과 급/배수의 온도변화량을 이용하여 각 동판의 현재 열유속을 계산하고, 계산된 현재 열유속과 목표 열유속 간의 열유속 편차를 이용하여 각 동판으로 공급되는 냉각수량을 개별 제어하게 된다. In addition, the
여기서, 제어부(160)는 계산된 현재 열유속과 목표 열유속 간의 열유속 편차를 미리 설정된 기준치와 비교하고, 상기 열유속 편차가 기준치 이내일 경우 냉각수량을 편차에 따라 증감시킨다. 만일, 상기 열유속 편차가 기준치를 초과할 경우 제어부(160)는 냉각수량을 편차에 따라 증감시킴과 동시에 주조속도 등 조업조건을 변경시키게 된다. 즉, 제어부(160)는 열유속 편차가 기준치를 초과할 경우 핀치롤(70)을 제어하여 몰드(30)에서 배출되는 연주주편(81)의 주조속도를 조절할 수 있다.Here, the
상기에서 제어부(160)는 현재 열유속을 계산할 때, 몰드내 용강의 접촉면적, 냉각수량, 물의 비열, 및 냉각수의 온도변화량 중 적어도 어느 하나의 조업변수를 이용할 수 있으며, 몰드(30)의 열유속(Heat Flux)은 주조속도(casting speed)가 증가함에 따라 선형적으로 증가할 수 있다. When calculating the current heat flux, the
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 박슬라브용 몰드의 냉각 제어과정을 나타낸 순서도로서, 첨부된 도면을 참조하여 살펴본다.3 is a flowchart illustrating a cooling control process of a mold for a thin slab according to an embodiment of the present invention, with reference to the accompanying drawings.
먼저, 냉각 제어장치(100)는 열유속 계산을 위해 몰드(30)의 동판 두께에 따른 초기 냉각수량, 현재 주조속도, 몰드(30)의 두께, 현재 냉각수량 및 냉각수의 급/배수 온도변화량 중 적어도 어느 하나 이상의 조업변수데이터를 수집하거나 입력부(140)를 통해 입력받아 메모리(110)에 저장하게 된다(S11).First, the cooling control device 100 is at least of the initial cooling water amount, the current casting speed, the thickness of the
이어, 제어부(160)는 핀치롤(70)을 통해 연주주편(81)의 현재 주조속도를 검출하고, 주조속도에 따른 몰드(30)의 목표 열유속을 계산하게 된다(S12, S13). 상기 목표 열유속은 강냉 및 완냉 조건에 따라 다르게 계산될 수 있으며, 강냉 및 완냉 조건은 강종이나 몰드 파우더의 종류에 따라 결정될 수 있다. 즉, 강냉조건에서의 목표 열유속(Qt)은 수학식 1과 같이 구해질 수 있고, 완냉조건에서의 목표 열유속(Qt)은 수학식 2와 같이 구해질 수 있다.Subsequently, the
수학식 1Equation 1
Qt=0.2×Vc+1.8Qt = 0.2 × Vc + 1.8
여기서, Qt는 목표 열유속[WM/m2]이고, Vc는 주조속도[m/min]이다.Where Qt is the target heat flux [WM / m 2 ] and Vc is the casting speed [m / min].
수학식 2Equation 2
Qt=0.35×Vc+1.1Qt = 0.35 x Vc + 1.1
상기 수학식 1에서 0.2는 0.1 내지 0.4 사이의 값으로 조정될 수 있고, 1.8은 0 내지 3 사이의 값으로 조정될 수 있다. 그리고, 수학식 2에서 0.35는 0.3 내지 0.5 사이의 값으로 조정될 수 있고, 1.1은 0 내지 3 사이의 값으로 조정될 수 있다.In Equation 1, 0.2 may be adjusted to a value between 0.1 and 0.4, and 1.8 may be adjusted to a value between 0 and 3. In Equation 2, 0.35 may be adjusted to a value between 0.3 and 0.5, and 1.1 may be adjusted to a value between 0 and 3.
이와 같이 목표 열유속을 계산한 상태에서, 제어부(160)는 온도검출수단(120)을 이용하여 몰드(30)의 각 동판으로 공급된 냉각수가 배출되는 배수라인(105) 상에 설치되어 냉각수의 배수온도를 측정하고, 측정된 냉각수의 온도를 통해 급/배수 간의 온도변화량을 계산한다. 여기서, 온도검출수단(120)은 냉각수가 몰드(30)에서 배출되는 배수라인(105) 뿐만 아니라 냉각수가 공급되는 급수라인(101)에도 설치될 수 있지만, 몰드(30)로 공급되는 냉각수의 급수온도는 거의 일정하기 때문에 실시간으로 검출할 필요가 적다. 이에 따라 제어부(160)는 배수온도는 실시간으로 측정하고 냉각수의 급수온도는 메모리(110)에 미리 설정된 값을 이용할 수 있다. 또한, 제어부(160)는 수량측정수단(130)을 통해 몰드(30)의 각 동판으로 공급되는 냉각수량을 측정한다(S14).In the state where the target heat flux is calculated as described above, the
이와 같이 몰드(30)의 각 동판으로 공급되는 냉각수량과 냉각수의 온도변화량을 각각 측정한 후 제어부(160)는 측정된 냉각수량과 온도변화량을 이용하여 각 동판의 현재 열유속을 계산하게 된다(S15). 현재 열유속은 몰드내 용강의 접촉면적, 냉각수량, 물의 밀도, 물의 열용량 및 냉각수의 온도변화량 중 적어도 어느 하나의 조업변수를 이용하여 계산될 수 있다. 즉, 현재 열유속(Qp; [W/m2])은 아래 수학식 3에 의해 계산될 수 있다.As described above, after measuring the amount of cooling water and the temperature change amount of the cooling water supplied to each copper plate of the
수학식 3Equation 3
여기서, A는 몰드내 용강 접촉면적이고, d는 물의 밀도[kg/l]이고, w는 현재 냉각수량[l/min]이며, Cp는 물의 열용량이며, dt는 냉각수의 온도변화량이다.Where A is the molten steel contact area in the mold, d is the density of water [kg / l], w is the amount of cooling water [l / min], Cp is the heat capacity of the water, and dt is the temperature change of the cooling water.
이와 같이 계산된 현재 열유속(Qp)을 목표 열유속(Qt)에서 감산하여 열유속 편차를 계산하고, 열유속 편차를 이용하여 각 동판으로 공급되는 냉각수량을 냉각수량조절부(170)를 통해 개별 제어하게 된다.The heat flux deviation is calculated by subtracting the current heat flux Qp calculated from the target heat flux Qt and the amount of cooling water supplied to each copper plate using the heat flux deviation is individually controlled through the cooling water
즉, 제어부(160)는 계산된 각 동판의 현재 열유속과 목표 열유속을 비교하여 열유속 편차를 계산하고(S16), 계산된 열유속 편차와 미리 설정된 기준치를 상호 비교하게 된다(S17). 여기서, 기준치는 목표 열유속을 기준으로 몰드(30)의 장변은 ±10%이고, 몰드(30)의 단변은 ±15% 정도로 설정될 수 있다.That is, the
상기의 비교 결과, 제어부(160)는 열유속 편차가 기준치 이내일 경우 해당 동판의 냉각수량을 편차 정도에 따라 증감시키게 되고(S18, S19), 상기 열유속 편차가 기준치를 초과할 경우 해당 동판의 냉각수량을 편차 정도에 따라 증감시킴과 동시에 주조속도를 변경 제어하게 된다(S20). 예컨대, 제어부(160)는 열유속 편차가 기준치 이내이면서 양수일 경우에는 현재 열유속이 목표 열유속보다 작으므로 냉각수량을 증가시키게 되고, 열유속 편차가 기준치 이내이면서 음수일 경우에는 현재 열유속이 목표 열유속보다 크므로 냉각수량을 감소시키게 된다.As a result of the comparison, the
또한, 제어부(160)는 열유속 편차가 기준치를 초과할 경우 소정의 경보수단을 통해 경보신호가 출력되도록 제어할 수도 있다.In addition, the
상기에서 제어부(160)가 주조속도를 가변시킬 때 0.05 내지 0.1m/min 단위로 가변되도록 핀치롤(70)의 회전수를 제어할 수 있다. 주조속도의 급격한 변화는 연주주편(80)의 표면 크랙이 발생될 수 있어 바람직하지 않다.The
이와 같이 제어부(160)는 몰드 각 동판의 현재 열유속(Qp)이 목표 열유속(Qt)을 벗어날 경우 각 동판으로 공급되는 냉각수량을 조절함에 따라 현재 열유속을 목표 열유속으로 복귀시키게 된다.As such, when the current heat flux Qp of each mold copper plate deviates from the target heat flux Qt, the
상기와 같은 박슬라브용 몰드의 냉각 제어는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
Cooling control of the thin slab mold as described above is not limited to the configuration and operation of the embodiments described above. The above embodiments may be configured such that various modifications may be made by selectively combining all or part of the embodiments.
10: 래들 20: 턴디쉬
30: 몰드 51: 파우더층
60: 지지롤 65: 스프레이
70: 핀치롤 80: 연주주편
81: 응고쉘 82: 미응고 용강
83: 선단부 85: 응고 완료점
90: 절단기 91: 절단 지점
110: 메모리 120: 온도검출수단
130: 수량측정수단 140: 입력부
150: 표시부 160: 제어부
170: 냉각수량조절부10: Ladle 20: Tundish
30: mold 51: powder layer
60: support roll 65: spray
70: pinch roll 80: performance cast
81: solidified shell 82: unsolidified molten steel
83: tip 85: solidification completion point
90: cutting machine 91: cutting point
110: memory 120: temperature detection means
130: quantity measuring means 140: input unit
150: display unit 160: control unit
170: cooling water amount control unit
Claims (11)
상기 메모리에 저장된 주조속도에 따른 목표 열유속을 계산한 후 몰드의 각 동판으로 공급되는 현재 냉각수량과 급/배수의 온도변화량을 이용하여 각 동판의 현재 열유속을 계산하고, 계산된 현재 열유속과 목표 열유속 간의 열유속 편차를 이용하여 각 동판으로 공급되는 냉각수량을 개별 제어하는 제어부;를 포함하는 박슬라브용 몰드의 냉각 제어장치.
A memory in which at least one operation variable data among initial cooling water amount, current casting speed, mold thickness, current cooling water amount, and supply / drainage temperature change amount of cooling water according to a copper plate thickness of a mold is stored; And
After calculating the target heat flux according to the casting speed stored in the memory, using the current amount of cooling water supplied to each copper plate of the mold and the temperature change of the supply / drainage, calculate the current heat flux of each copper plate, the calculated current heat flux and target heat flux Cooling control device for a thin slab mold comprising a; control unit for individually controlling the amount of cooling water supplied to each copper plate using the heat flux deviation therebetween.
몰드의 각 동판으로 공급되는 냉각수의 온도를 측정하는 온도검출수단;
상기 각 동판으로 공급되는 냉각수량을 측정하는 수량측정수단; 및
상기 제어부의 제어에 따라 각 동판으로 공급되는 냉각수량을 조절하는 냉각수량조절부;를 더 포함하고,
상기 제어부는 측정된 냉각수의 온도를 통해 급/배수 간의 온도변화량을 계산하고, 계산된 온도변화량과 측정된 냉각수량을 메모리에 저장하는 박슬라브용 몰드의 냉각 제어장치.
The method according to claim 1,
Temperature detecting means for measuring the temperature of the cooling water supplied to each copper plate of the mold;
Quantity measuring means for measuring the amount of cooling water supplied to each copper plate; And
Further comprising: a cooling water amount adjusting unit for adjusting the amount of cooling water supplied to each copper plate under the control of the controller,
The control unit calculates the temperature change amount between the supply and drainage through the measured temperature of the coolant, and the cooling control device of the mold for thin slabs for storing the calculated temperature change and the measured amount of cooling water in the memory.
상기 제어부는 계산된 현재 열유속과 목표 열유속 간의 열유속 편차를 미리 설정된 기준치와 비교하고, 상기 열유속 편차가 기준치 이내일 경우 냉각수량을 편차에 따라 증감시키는 박슬라브용 몰드의 냉각 제어장치.
The method according to claim 1,
And the control unit compares the calculated heat flux deviation between the current heat flux and the target heat flux with a preset reference value, and increases or decreases the amount of cooling water according to the deviation when the heat flux deviation is within the reference value.
상기 제어부는 계산된 현재 열유속과 목표 열유속 간의 열유속 편차를 미리 설정된 기준치와 비교하고, 상기 열유속 편차가 기준치를 초과할 경우 냉각수량을 편차에 따라 증감시킴과 동시에 주조속도를 변경시키는 박슬라브용 몰드의 냉각 제어장치.
The method according to claim 1,
The control unit compares the calculated heat flux deviation between the current heat flux and the target heat flux with a preset reference value, and when the heat flux deviation exceeds the reference value, increases and decreases the amount of cooling water according to the deviation, and simultaneously changes the casting speed of the thin slab mold. Cooling control.
상기 제어부는 몰드내 용강의 접촉면적, 냉각수량, 물의 비열, 및 냉각수의 온도변화량 중 적어도 어느 하나의 조업변수를 이용하여 현재 열유속을 계산하는 박슬라브용 몰드의 냉각 제어장치.
The method according to claim 1,
The control unit is a cooling control device for a mold for thin slabs for calculating the current heat flux using at least one operation variable of the contact area of the molten steel in the mold, the amount of cooling water, the specific heat of water, and the temperature change amount of the cooling water.
몰드 각 동판으로 공급되는 냉각수량과 냉각수의 온도변화량을 각각 측정하는 제2 단계;
상기에서 측정된 냉각수량과 온도변화량을 이용하여 각 동판의 현재 열유속을 계산하는 제3 단계; 및
상기에서 계산된 현재 열유속과 목표 열유속 간의 열유속 편차를 이용하여 각 동판으로 공급되는 냉각수량을 개별 제어하는 제4 단계;를 포함하는 박슬라브용 몰드의 냉각 제어방법.
Detecting a current casting speed of the cast piece and calculating a target heat flux of the mold according to the casting speed;
A second step of measuring the amount of cooling water supplied to each copper plate and the temperature change amount of the cooling water, respectively;
A third step of calculating a current heat flux of each copper plate by using the amount of cooling water and the temperature change measured in the above; And
And a fourth step of individually controlling the amount of cooling water supplied to each copper plate by using the heat flux deviation between the current heat flux and the target heat flux calculated in the above.
상기 목표 열유속은 강냉 및 완냉 조건에 따라 다르게 계산되는 박슬라브용 몰드의 냉각 제어방법.
The method of claim 6,
The target heat flux is a cooling control method of the mold for thin slabs is calculated differently depending on the cold and slow cooling conditions.
상기 현재 열유속은 몰드내 용강의 접촉면적, 냉각수량, 물의 밀도, 물의 열용량 및 냉각수의 온도변화량 중 적어도 어느 하나의 조업변수를 이용하여 계산되는 박슬라브용 몰드의 냉각 제어방법.
The method of claim 6,
The current heat flux is a cooling control method for a mold for a thin slab is calculated using at least one operation variable of the contact area of the molten steel in the mold, the amount of cooling water, the density of water, the heat capacity of the water and the temperature change of the cooling water.
상기 제4 단계는, 계산된 각 동판의 현재 열유속과 목표 열유속을 비교하여 열유속 편차를 계산하는 단계; 상기 계산된 열유속 편차와 미리 설정된 기준치를 상호 비교하는 단계; 및 상기 열유속 편차가 기준치 이내일 경우 해당 동판의 냉각수량을 편차에 따라 증감시키는 단계;를 포함하는 박슬라브용 몰드의 냉각 제어방법.
The method of claim 6,
The fourth step may include calculating a heat flux deviation by comparing the calculated current heat flux and the target heat flux of each copper plate; Comparing the calculated heat flux deviation with a preset reference value; And increasing or decreasing the amount of cooling water of the copper plate according to the deviation when the heat flux deviation is within a reference value.
상기 제4 단계는, 계산된 각 동판의 현재 열유속과 목표 열유속을 비교하여 열유속 편차를 계산하는 단계; 상기 계산된 열유속 편차와 미리 설정된 기준치를 비교하는 단계; 및 상기 열유속 편차가 기준치를 초과할 경우 해당 동판의 냉각수량을 편차에 따라 증감시킴과 동시에 주조속도를 변경 제어하는 단계;를 포함하는 박슬라브용 몰드의 냉각 제어방법.
The method of claim 6,
The fourth step may include calculating a heat flux deviation by comparing the calculated current heat flux and the target heat flux of each copper plate; Comparing the calculated heat flux deviation with a preset reference value; And changing and controlling the casting speed while increasing and decreasing the amount of cooling water of the copper plate according to the deviation when the heat flux deviation exceeds the reference value.
상기 현재 열유속(Qp)은 아래 수학식에 의해 계산되는 박슬라브용 몰드의 냉각 제어방법.
수학식
여기서, A는 몰드내 용강 접촉면적이고, d는 물의 밀도이고, w는 현재 냉각수량이며, Cp는 물의 열용량이며, dt는 냉각수의 온도변화량임.The method of claim 6,
The current heat flux (Qp) is a cooling control method of the mold for thin slabs is calculated by the following equation.
Equation
Where A is the molten steel contact area in the mold, d is the density of water, w is the amount of cooling water present, Cp is the heat capacity of the water, and dt is the temperature change of the cooling water.
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