KR20120122089A - 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정기, 그 측정기를 이용한 측정장치 및 방법 - Google Patents

연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정기, 그 측정기를 이용한 측정장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정장치에 관한 것으로, 연속주조용 스트랜드의 롤들이 형성하는 연주라인에 삽입되어 상기 연주라인을 따라 이동하는 블록형상의 몸체와, 상기 몸체의 상하면에 설치되며 상기 연주라인과 접해 상기 연주라인의 형태에 따라 변위되는 변위체와, 상기 변위체에 각각 설치되어 상기 변위체의 기울기값을 측정하는 센서로 이루어진 측정기; 및 상기 측정기의 센서와 연결되며, 상기 센서로부터 전송되는 상기 변위체의 기울기값이 서로 평행한지 측정하는 컴퓨터수단;을 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 온라인 또는 오프라인 상에서 스트랜드 롤의 정렬 상태를 간편하게 측정 및 평가할 수 있다.

Description

연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정기, 그 측정기를 이용한 측정장치 및 방법{INSTRUMENT MEASURING A ALIGNING STATE OF STRAND ROLL FOR CONTINUOUS CASTING, APPARATUS AND METHOD FOR MEASURING A ALIGNING STATE OF STRAND ROLL USING THE SAME}
본 발명은 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정기, 그 측정기를 이용한 측정장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 스트랜드 롤의 정렬 상태를 편리하게 측정할 수 있는 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정기, 그 측정기를 이용한 측정장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 연속 주조기는 제강로에서 생산되어 래들(ladle)로 이송된 용강을 턴디쉬(TUNDISH)에 받았다가 연속 주조기용 주형로 공급하여 일정한 크기의 슬라브를 생산하는 설비이다.
상기 연속 주조기는 용강을 저장하는 래들과, 턴디쉬 및 상기 턴디쉬에서 출강되는 용강을 최초 냉각시켜 소정의 형상을 가지는 주물으로 형성하는 연속 주조기용 주형과, 상기 주형에 연결되어 주형에서 형성된 주물을 이동시키는 다수의 핀치롤러를 포함한다.
다시 말해서, 상기 래들과 턴디쉬에서 출강된 용강은 주형에서 소정의 폭과 두께를 가지는 슬라브(Slab) 또는 블룸(Bloom), 빌렛(Billet) 등의 주물로 형성되어 핀치롤러를 통해 이송되는 것이다.
본 발명의 목적은 스트랜드 롤의 정렬 상태를 편리하게 측정할 수 있는 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정기, 그 측정기를 이용한 측정장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 측정기는 블록 형상을 이루며, 연속주조용 스트랜드의 롤들이 형성하는 연주라인에 삽입되어 상기 연주라인을 따라 이동하는 몸체; 상기 몸체의 상하면에 설치되며, 상기 연주라인과 접해 상기 연주라인의 형태에 따라 변위되는 변위체; 및 상기 변위체에 각각 설치되어 상기 변위체의 기울기값을 측정하는 센서;를 특징으로 한다.
상기 변위체는 상기 스트랜드 롤의 좌우 간격보다 긴 길이를 갖는 것이 바람직하다.
상기 변위체는 상기 몸체와의 사이에 설치되는 스프링을 통해 상기 연주라인의 형태에 따라 탄력적으로 변위될 수 있다.
상기 몸체, 변위체 및 센서는 한 셋트를 이루며, 상기 셋트는 연결부재를 사이에 두고 다수개로 배열될 수 있다.
상기 연결부재는 유연성을 갖는 수지재질로 이루어지는 것이 좋다.
상기 몸체에 설치되는 삽입 및 인출용 고리를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 측정장치는 연속주조용 스트랜드의 롤들이 형성하는 연주라인에 삽입되어 상기 연주라인을 따라 이동하는 블록형상의 몸체와, 상기 몸체의 상하면에 설치되며 상기 연주라인과 접해 상기 연주라인의 형태에 따라 변위되는 변위체와, 상기 변위체에 각각 설치되어 상기 변위체의 기울기값을 측정하는 센서로 이루어진 측정기; 및 상기 측정기의 센서와 연결되며, 상기 센서로부터 전송되는 상기 변위체의 기울기값이 서로 평행한지 측정하는 컴퓨터수단;을 특징으로 한다.
상기 변위체는 상기 스트랜드 롤의 좌우 간격보다 긴 길이를 갖는 것이 바람직하다.
상기 변위체는 상기 상기 몸체와의 사이에 설치되는 스프링을 통해 상기 연주라인의 형태에 따라 변위될 수 있다.
상기 몸체, 변위체 및 센서는 한 셋트를 이루며, 상기 셋트는 연결부재를 사이에 두고 다수개로 배열될 수 있다.
상기 연결부재는 유연성을 갖는 수지재질로 이루어지는 것이 좋다.
상기 몸체에 설치되는 삽입 및 인출용 고리를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 측정방법은 연속주조용 스트랜드의 롤들이 형성하는 연주라인에 삽입되어 상기 연주라인을 따라 이동하는 측정기의 센서로부터 각 변위체의 기울기값을 얻는 단계; 및 상기 변위체의 기울기값들이 서로 평행한지 측정하는 단계;를 특징으로 한다.
상기 변위체의 기울기값들이 서로 평행하면 상기 스트랜드 롤들의 정렬상태가 양호함을 판단한다.
본 발명에 의해, 온라인 또는 오프라인 상에서 스트랜드 롤의 정렬 상태가 간편하게 측정 및 평가될 수 있다.
이로 인해, 스트랜드 롤의 정렬 상태를 측정하기 위한 준비 시간이 크게 단축되어 작업성이 크게 향상된다.
또한, 소형이고 구조가 간단하기 때문에 제조가 쉽고 경제적이다.
도 1은 용강(M)의 흐름을 중심으로 연속주조기를 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정기를 이용한 측정장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정기를 이용한 측정방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 측정기가 연속주조용 스트랜드 롤이 형성하는 연주라인을 따라 이동하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 롤 정렬상태 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
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.
도 1을 참조하면, 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. 슈라우드노즐(15)의 파손 등으로 용강(M)이 공기 중에 노출된 경우를 오픈 캐스팅(Open casting)이라 한다.
턴디쉬(20) 내의 용강(M)은 몰드(30) 내로 연장하는 침지노즐(Submerged Entry Nozzle, 25)에 의해 몰드(30) 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. 침지노즐(25)을 통한 용강(M)의 유동에 대한 제어는, 스톱퍼 방식과 다른, 슬라이드 게이트(Slide gate) 방식을 이용할 수도 있다. 슬라이드 게이트는 판재가 턴디쉬(20) 내에서 수평 방향으로 슬라이드 이동하면서 침지노즐(25)을 통한 용강(M)의 토출 유량을 제어하게 된다.
몰드(30) 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, 스트랜드(80)의 주조 방향을 따른 뒷부분은 미응고 용강(82)이 응고쉘(81)에 감싸여진 형태를 이루게 된다.
핀치롤이 완전히 응고된 스트랜드(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 스트랜드(80)에서 미응고 용강(82)이 차지하는 두께가 점차로 작아지게 한다. 스트랜드(80)가 일 지점(85)에 이르면, 스트랜드(80)는 전체 두께가 응고쉘(81)로 채워지게 된다. 응고가 완료된 스트랜드(80)는 절단 지점(91)에서 일정 크기로 절단되어 슬라브 등과 같은 주편(P)으로 나누어진다.
한편, 상기 도 1에서 지지롤과 핀치롤 등(이하, "롤(60)"라고 한다)을 포함한 장치를 스트랜드(strand)라고도 하는데, 본 발명에 기재된 스트랜드(80)는 몰드(30)와 절단기 사이에서 이동되는 응고쉘(81)과 미응고 용강(82)을 칭한다.
도 2는 본 발명의 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정기를 이용한 측정장치를 나타낸 도면으로서, 본 발명의 측정기(100)는 스트랜드 롤(60)이 형성하는 연주라인(L)에 삽입되어 연주라인(L)을 따라 이동하며 롤(60)의 정렬 상태를 측정하기 위한 기울기값을 얻는다.
이러한 측정기(100)는 몸체(110)를 구비한다. 몸체(110)는 블록 형상을 이루어 연주라인(L)에 삽입되어 연주라인(L)을 따라 이동하며, 이와 같은 몸체(110)의 상하면에 변위체(120a)(120b)가 각각 설치되고, 기울기값을 얻기 위한 센서(130)가 변위체(120a)(120b)에 각각 설치된다.
변위체(120a)(120b)는 연주라인(L)과 접해 즉, 롤(60)과 접해 롤(60)이 형성하는 연주라인(L)의 형태에 따라 변위되고, 센서(130)는 이와 같이 변위되는 변위체(120a)(120b)의 기울기값을 측정하여 얻는다.
변위체(120a)(120b)는 몸체(110)와의 사이에 설치되는 스프링(140)을 통해 연주라인(L)의 형태에 따라 탄력적으로 변위되며, 도면과 같이 2개의 스프링(140)이 받치는 형태로 몸체(110)의 상하면에 설치되어 연주라인(L)의 형태에 따라 상하, 전후로 변위한다.
변위체(120a)(120b)는 길이를 좌우 롤(60)간 간격보다 다소 길게 하고 너비는 가능한 최소화 하도록 설계하여 연주라인(L)에 대한 측정기(100)의 이동 및 측정의 용이성을 얻도록 함이 좋고, 몸체(110)는 이와 같은 변위체(120a)(120b)의 길이 및 너비를 따른다. 센서(130)는 잘 알려진 바와 같은 통상의 기술인 기울기센서로서 이에 대한 설명은 생략한다.
이와 같은 구조의 측정기(100)는 연결부재(161)를 사이에 두고 2대 이상 배열되어 기울기값을 반복 측정함으로써 측정의 정밀성을 얻도록 함이 좋은데, 3대 이상이 배열될 경우 연주라인(L)을 따라 이동이 쉽지 않기 때문에, 2대가 연결부재(161)를 사이에 두고 배열되어 기울기값을 반복 측정함이 좋다.
연결부재(161)는 연주라인(L)의 곡선부에서 구부러져 측정기(100)가 용이하게 이동할 수 있도록 유연성을 갖는 수지재질로 이루어지며, 바람직하게는 고무재질로 이루어지는 것이다.
측정기(100)는 삽입 및 인출용 고리(181)를 달아 연주라인(L)에 대한 삽입 및 인출을 용이하게 하는데, 1대가 사용되는 경우 몸체(110)의 앞뒤면에 설치되고, 연결부재(161)를 사이에 두고 2대가 사용되는 경우 전후(前後) 측정기(100)의 몸체(110) 앞뒤면에 각각 설치되어 연주라인(L)에 대한 삽입 및 인출을 용이하게 한다. 예컨대, 고리(181)에는 와이어(182)가 연결되어 측정기(100)의 삽입 및 인출을 용이하게 한다.
한편, 센서(130)가 얻은 변위체(120a)(120b)의 기울기값은 통신케이블(201)을 거쳐 컴퓨터수단(210)으로 전송된다. 컴퓨터수단(210)은 노트북이나 PC 등과 같은 컴퓨터로서 센서(130)에서 실시간 전송되는 변위체(120a)(120b)의 기울기값을 수집하여 저장한다.
컴퓨터수단(210)은 수집한 변위체(120a)(120b)의 기울기값을 통해 롤(60)의 정렬 상태를 판단하며, 변위체(120a)(120b)의 기울기값이 서로 평행한지 측정하여 롤(60)의 정렬 상태를 판단한다.
도 3은 본 발명의 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정기를 이용한 측정방법을 나타낸 흐름도로서, 연주라인(L)을 따라 측정기(100)가 이동하는 동안(단계 S1), 컴퓨터수단(210)은 센서(130)로부터 변위체(120a)(120b)의 기울기값을 수집하고(단계 S2), 수집한 변위체(120a)(120b)의 기울기값이 서로 평행한지 측정하여 롤(60)의 정렬 상태를 판단한다(단계 S3).
컴퓨터수단(210)은 연주라인(L)을 여러 구간으로 구획하여 롤(60)의 정렬 상태를 판단하는데, 예컨대 롤(60)과 롤(60) 사이를 1구간으로 구획해서 롤(60)의 정렬 상태를 정밀하게 판단하며, 롤(60)과 구간에 고유번호(예컨대, 숫자와 알파벳 등)를 각각 부여하여 어느 구간에 어떤 롤(60)이 배치되는지 설정한다.
도 4 및 도 5에 예시된 바와 같이, 컴퓨터수단(210)은 기울기값을 수집한 결과, B구간과 C구간의 기울기값이 서로 평행하지 않음을 측정하고, 하면 변위체(120b)의 기울기값이 변곡되어 서로 평행하지 않음을 측정하여, 연주라인(L)의 하측 B구간과 C구간 사이에 위치하는 6번 롤(60)의 정렬 상태가 불량임을 판단한다.
이와 같은 컴퓨터수단(210)의 판단은 연주라인(L)을 따라 측정기(100)가 이동하는 동안 이루어질 수 있고, 정렬 상태가 불량한 롤(60)이 감지되면, 즉시 경보기를 울리거나 경고등을 점멸하여 작업자에게 고지하고, 모니터에 그 위치를 표시할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 온라인 또는 오프라인 상에서 스트랜드 롤의 정렬 상태를 간편하게 측정 및 평가가 가능하고, 이로 인해 스트랜드 롤의 정렬 상태를 측정하기 위한 준비 시간이 크게 단축되어 작업성이 크게 향상될 수 있다. 또한, 소형이고 구조가 간단하기 때문에 제조가 쉽고 경제적이다.
상기의 본 발명은 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 발명의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 발명의 본질적 기술범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
10:래들 15:슈라우드노즐
20:턴디쉬 21:스토퍼
25:침지노즐 30:몰드
60:롤 65:스프레이수단
80:스트랜드 81:응고쉘
82:미응고 용강 83:선단부
85:응고 완료점 91:절단 지점
100:측정기 110:몸체
120a,120b:변위체 130:센서
140:스프링 161:연결부재
181:고리 182:와이어
201:통신케이블 210:컴퓨터수단

Claims (14)

  1. 블록 형상을 이루며, 연속주조용 스트랜드의 롤들이 형성하는 연주라인에 삽입되어 상기 연주라인을 따라 이동하는 몸체;
    상기 몸체의 상하면에 설치되며, 상기 연주라인과 접해 상기 연주라인의 형태에 따라 변위되는 변위체; 및
    상기 변위체에 각각 설치되어 상기 변위체의 기울기값을 측정하는 센서;를 포함하는,
    연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변위체는 상기 스트랜드 롤의 좌우 간격보다 긴 길이를 갖는, 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 변위체는 상기 몸체와의 사이에 설치되는 스프링을 통해 상기 연주라인의 형태에 따라 탄력적으로 변위되는, 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 몸체, 변위체 및 센서는 한 셋트를 이루며, 상기 셋트는 연결부재를 사이에 두고 다수개로 배열되는, 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 연결부재는 유연성을 갖는 수지재질로 이루어지는, 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몸체에 설치되는 삽입 및 인출용 고리를 더 포함하는, 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정기.
  7. 연속주조용 스트랜드의 롤들이 형성하는 연주라인에 삽입되어 상기 연주라인을 따라 이동하는 블록형상의 몸체와, 상기 몸체의 상하면에 설치되며 상기 연주라인과 접해 상기 연주라인의 형태에 따라 변위되는 변위체와, 상기 변위체에 각각 설치되어 상기 변위체의 기울기값을 측정하는 센서로 이루어진 측정기; 및
    상기 측정기의 센서와 연결되며, 상기 센서로부터 전송되는 상기 변위체의 기울기값이 서로 평행한지 측정하는 컴퓨터수단;을 포함하는,
    연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 변위체는 상기 스트랜드 롤의 좌우 간격보다 긴 길이를 갖는, 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 변위체는 상기 상기 몸체와의 사이에 설치되는 스프링을 통해 상기 연주라인의 형태에 따라 변위되는, 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 몸체, 변위체 및 센서는 한 셋트를 이루며, 상기 셋트는 연결부재를 사이에 두고 다수개로 배열되는, 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 연결부재는 유연성을 갖는 수지재질로 이루어지는, 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정장치.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 몸체에 설치되는 삽입 및 인출용 고리를 더 포함하는, 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정장치.
  13. 연속주조용 스트랜드의 롤들이 형성하는 연주라인에 삽입되어 상기 연주라인을 따라 이동하는 측정기의 센서로부터 각 변위체의 기울기값을 얻는 단계; 및
    상기 변위체의 기울기값들이 서로 평행한지 측정하는 단계;를 포함하는, 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 변위체의 기울기값들이 서로 평행하면 상기 스트랜드 롤들의 정렬상태가 양호함을 판단하는, 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정방법.
KR1020110040066A 2011-04-28 2011-04-28 연속주조용 스트랜드 롤의 정렬상태 측정기, 그 측정기를 이용한 측정장치 및 방법 KR101235615B1 (ko)

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