KR20130034299A

KR20130034299A - 연속주조용 몰드 단변의 제어장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20130034299A
Application number: KR1020110098234A
Authority: KR
Inventors: 안재환; 유석현
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2011-09-28
Filing date: 2011-09-28
Publication date: 2013-04-05

Abstract

본 발명은 몰드 내 탕면의 유속 안정을 위하여 몰드의 좌/우 단변의 위치를 이동 제어하는 연속주조용 몰드 단변의 제어장치 및 그 방법에 관한 것으로, 이를 위하여 몰드의 좌/우 단변의 동일 수평선상에 각각 설치되어 단변의 온도를 측정하는 온도감지수단과, 상기 좌/우 단변에 각각 결합되어 단변의 위치를 좌우로 가변시키는 구동수단, 및 상기 온도감지수단을 통해 측정된 온도를 이용하여 좌/우 단변 간의 온도편차를 계산하고, 계산된 온도편차가 설정된 기준온도를 초과할 경우, 침지노즐이 고정된 상태에서 온도가 높은 단변 방향으로 상기 좌/우 단변이 각각 이동되도록 상기 구동수단을 제어하는 컨트롤러를 제공한다.

Description

연속주조용 몰드 단변의 제어장치 및 그 방법{DEVICE FOR CONTROLLING MOLD NARROW SIDE IN CONTINUOUS CASTING PROCESS AND METHOD THEREFOR}

본 발명은 몰드 단변 제어에 관한 것으로, 특히 몰드 내 탕면의 유속 안정을 위하여 단변 위치를 제어하는 연속주조용 몰드 단변의 제어장치 및 그 방법에 관한 것이다.

연속주조기는 제강로에서 생산되어 래들(Ladle)로 이송된 용강을 턴디쉬(Tundish)에 받았다가 연속주조기용 몰드로 공급하여 일정한 크기의 주편을 생산하는 설비이다.

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.

다시 말해서, 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.

일반적으로, 연주주편의 표면 품질을 향상시키기 위해서는 탕면의 유속 예측 및 제어가 중요하다. 몰드 내 용강에 침적된 침지노즐의 막힘 발생시 침지노즐의 좌우 토출량에 차이가 발생되고, 침지노즐의 좌우 토출량의 차이가 발생되면 몰드의 좌/우 단변의 온도와 탕면 유속이 달라 주편의 청정도가 나빠질 수 있다.

관련된 선행기술로는 한국특허공개 제2009-71221호(공개일; 2009. 07 .01)가 있다.

본 발명은 몰드 내 탕면의 유속 안정을 위하여 몰드의 좌/우 단변의 위치를 이동 제어하는 연속주조용 몰드 단변의 제어장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.

상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 몰드 단변 제어장치는, 몰드의 좌/우 단변의 동일 수평선상에 각각 설치되어 단변의 온도를 측정하는 온도감지수단; 상기 좌/우 단변에 각각 결합되어 단변의 위치를 좌우로 가변시키는 구동수단; 및 상기 온도감지수단을 통해 측정된 온도를 이용하여 좌/우 단변 간의 온도편차를 계산하고, 계산된 온도편차가 설정된 기준온도를 초과할 경우, 침지노즐이 고정된 상태에서 온도가 높은 단변 방향으로 상기 좌/우 단변이 각각 이동되도록 상기 구동수단을 제어하는 컨트롤러;를 포함할 수 있다.

상기 컨트롤러는 단위시간동안 수집된 좌/우 단변의 평균온도를 각각 계산하고, 계산된 좌/우 단변 간의 평균온도를 비교하여 온도편차를 계산할 수 있다.

상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 몰드 단변 제어방법은, 몰드의 좌/우 단변의 온도를 주기적으로 수집하는 단계; 상기에서 수집된 온도를 이용하여 좌/우 단변 간의 온도편차를 계산하고, 계산된 온도편차가 설정된 기준온도를 초과하는지를 판단하는 단계; 및 상기 온도편차가 기준온도를 초과할 경우 온도가 높은 단변 방향으로 상기 좌/우 단변을 설정된 거리만큼 각각 이동시키는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 온도편차는 단위시간동안 수집된 좌/우 단변의 평균온도를 통해 계산될 수 있다.

상기 온도편차가 설정된 기준온도를 초과할 경우, 몰드의 침지노즐에서 온도가 낮은 단변 측에 노즐막힘이 발생된 것으로 판단하여 노즐막힘이 발생된 측의 단변이 침지노즐에 더 근접되도록 좌/우 단변의 이동을 제어할 수 있다.

상기와 같이 본 발명에 의하면, 몰드 단변의 온도 측정을 통해 침지노즐의 막힘발생 여부를 실시간으로 판단하고, 노즐 막힘시 온도가 높은 단변 방향으로 몰드의 좌/우 단변의 위치를 이동 변경함으로써, 침지노즐을 기준으로 좌우측 탕면의 대칭적인 유동을 확보할 수 있어 슬라브의 청정도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 용강의 흐름을 중심으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 도 1의 몰드 및 그와 인접한 부분에서의 용강(M)의 분포 형태를 보인 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 몰드 단변 제어장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 침지노즐의 막힘시 탕면 유속을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 5는 침지노즐의 막힘시 좌/우 단변의 온도차를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 몰드 단변 제어과정을 나타낸 순서도이다.
도 7은 몰드 단변의 온도차에 의한 개재물 면적율 지수를 나타낸 도면이다.
도 8 및 도 9는 몰드 좌/우 단변의 이동 방식을 설명하기 위해 나타낸 도면이다.

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 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 용강의 흐름을 중심으로 나타낸 개념도이다.

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 및 빌릿을 제조하는 데 이용된다.

연속주조기의 형태는 수직형과 수직만곡형 등으로 분류된다. 도 1에서는 수직만곡형을 예시하고 있다.

도 1을 참조하면, 연속주조기는 래들(10)과 턴디쉬(20), 몰드(30), 2차냉각대(60 및 65), 핀치롤(70), 그리고 절단기(90)를 포함할 수 있다.

턴디쉬(Tundish, 20)는 래들(Ladle, 10)로부터 용융금속을 받아 몰드(Mold, 30)로 용융금속을 공급하는 용기이다. 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.

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. 이러한 테이퍼는 몰드(30) 내에서 용강(M)의 응고로 인한 수축을 보상하기 위해 설정한다. 용강(M)의 응고 정도는 강종에 따른 탄소 함량, 파우더의 종류(강냉형 Vs 완냉형), 주조 속도 등에 의해 달라지게 된다.

몰드(30)는 몰드(30)에서 뽑아낸 연주주편이 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.

몰드(30)는 용강이 몰드의 벽면에 붙는 것을 방지하기 위하여 오실레이터(40)에 의해 오실레이션(oscillation, 왕복운동)된다. 오실레이션시 몰드(30)와 응고쉘(81)과의 마찰을 줄이고 타는 것을 방지하기 위해 윤활제가 이용된다. 윤활제로는 뿜어 칠하는 평지 기름과 몰드(30) 내의 용융금속 표면에 첨가되는 파우더(Powder)가 있다. 파우더는 몰드(30) 내의 용융금속에 첨가되어 슬래그가 되며, 몰드(30)와 응고쉘(81)의 윤활뿐만 아니라 몰드(30) 내 용융금속의 산화/질화 방지와 보온, 용융금속의 표면에 떠오른 비금속 개재물의 흡수의 기능도 수행한다. 파우더를 몰드(30)에 투입하기 위하여, 파우더 공급기(50)가 설치된다. 파우더 공급기(50)의 파우더를 배출하는 부분은 몰드(30)의 입구를 지향한다.

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.

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.

이와 같이 구성된 연속주조기는 래들(10)에 수용된 용강(M)이 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 및 질화되지 않도록 턴디쉬(20) 내의 용강에 잠기도록 연장한다.

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, 연주주편(80)의 주조 방향을 따른 뒷부분은 미응고 용강(82)이 응고쉘(81)에 감싸여진 형태를 이루게 된다.

핀치롤(70, 도 1)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 일지점(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.

몰드(30) 및 그와 인접한 부분에서의 용강(M)의 형태에 대해서는 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2는 도 1의 몰드(30) 및 그와 인접한 부분에서의 용강(M)의 분포 형태를 보인 개념도이다.

도 2를 참조하면, 침지노즐(25)의 단부 측에는 통상적으로 도면상 좌우에 한 쌍의 토출구(25a)들이 형성된다. 몰드(30) 및 침지노즐(25) 등의 형태는 중심선(C)을 기준으로 대칭되는 것으로 가정하여, 본 도면에서는 좌측만을 표시한다.

토출구(25a)에서 아르곤(Ar) 가스와 함께 토출되는 용강(M)은 화살표(A1, A2)로 표시된 바와 같이 상측을 향한 방향(A1)과 하측을 향한 방향(A2)으로 유동하는 궤적을 그리게 된다.

몰드(30) 내부의 상부에는 파우더공급기(50, 도 1을 참조)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(30) 내의 용강(M)의 온도를 유지하고 이물질의 침투를 차단한다. 파우더층(51)의 일부는 몰드(30)의 벽면에서 응고되어 윤활층(53)을 형성한다. 윤활층(53)은 응고쉘(81)이 몰드(30)에 붙지 않도록 윤활하는 기능을 한다.

응고쉘(81)의 두께는 주조 방향을 따라 진행할수록 두꺼워진다. 응고쉘(81)의 몰드(30) 내에 위치한 부분은 두께가 얇으며, 몰드(30)의 오실레이션에 따라 자국(oscillation mark, 87)이 형성되기도 한다. 응고쉘(81)은 지지롤(60)에 의해 지지되며, 물을 분사하는 스프레이수단(65)에 의해 그 두께가 두꺼워진다. 응고쉘(81)은 두꺼워지다가 일부분이 볼록하게 돌출하는 벌징(bulging) 영역(88)이 형성되기도 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 의한 몰드 단변의 제어장치를 나타낸 도면으로서, 제어장치(100)는 온도감지수단(110), 저장부(120), 표시부(130), 입력부(140), 구동수단(150) 및 컨트롤러(160)를 포함한다.

온도감지수단(110)은 몰드(30)의 좌/우 단변(31, 35)에 각각 적어도 하나 이상 배치되어 몰드 단변의 온도를 검출한다. 온도감지수단(110)은 연속주조 공정이 수행되는 동안 몰드 단변의 온도를 실시간으로 감지한다. 몰드(30)의 온도는 몰드 내측에 존재하는 응고쉘(81)의 온도와 동일한 것으로 간주한다. 온도감지수단(110)에 의해 측정된 온도 정보는 컨트롤러(160)로 전달된다. 여기서, 몰드의 좌/우 단변(31, 35)에 각각 설치되는 온도감지수단(111, 115)은 동일 수평선상의 동일 위치에 매설되어 배치된다. 온도감지수단(110)은 열전대(thermocouple)와 온도감지센서 중 어느 하나가 될 수 있다.

저장부(120)에는 몰드 단변의 온도 검출을 위한 주기와 기준온도, 각종 기준값 및 시간별 측정온도 등이 저장된다.

표시부(130)는 좌/우 단변(31, 35)에 각각 설치된 온도감지수단(111, 115)을 통해 수집된 온도와 좌/우 단변(31, 35) 간의 온도편차를 시간축으로 디스플레이하거나 좌/우 단변(31, 35)의 이동에 따른 몰드 상태를 그래픽으로 디스플레이할 수 있다.

입력부(140)는 외부로부터 각종 동작 명령이나 설정 기준값들을 입력받아 컨트롤러(160)로 전달하도록 구성되어 있다.

구동수단(150)은 상기 좌/우 단변(31, 35)에 각각 결합되어 단변의 위치를 좌우로 가변시켜 좌/우 단변(31, 35) 간의 폭을 조절하도록 구성되어 있다. 구동수단(150)은 유압실린더 또는 공압실린더로 구성될 수 있다. 구동수단(150)은, 예컨대 몰드 단변에 결합되어 유압실린더에 인가되는 유압에 따라 전후로 이동되는 로드와, 제어신호에 따라 유압실린더로 공급되는 유량을 조절하는 조절밸브와, 유압실린더로 공급되는 유량을 검출하는 유량센서와, 오일탱크에 저장된 오일이 조절밸브를 통해 유압실린더로 공급되도록 펌핑하는 오일펌프 등을 포함하여 구성될 수 있다. 상기에서 유량센서를 사용하는 대신 상기 로드의 위치를 감지하는 위치센서를 통해 단변의 위치를 감지할 수도 있다. 이와 같은 구동수단(150)은 공지된 다양한 장치들이 사용될 수 있다.

컨트롤러(160)는 온도감지수단(111, 115)을 통해 측정된 온도를 이용하여 좌/우 단변(31, 35) 간의 온도편차를 계산하고, 계산된 온도편차가 설정된 기준온도를 초과할 경우, 침지노즐(25)이 고정된 상태에서 온도가 높은 단변 측으로 상기 좌/우 단변(31, 35)이 각각 이동되도록 상기 구동수단(150)을 제어한다.

컨트롤러(160)는 단위시간동안 수집된 좌/우 단변(31, 35)의 평균온도를 각각 계산하고, 계산된 좌/우 단변(31, 35) 간의 평균온도를 감산하여 온도편차를 획득한다.

여기서, 컨트롤러(160)는 계산된 좌/우 단변(31, 35) 간의 온도편차가 설정된 기준온도를 초과할 경우, 몰드의 침지노즐(25)에서 온도가 낮은 단변 측에 노즐막힘이 발생된 것으로 판단하여 노즐막힘이 발생된 측의 단변이 침지노즐(25)에 더 근접되도록 좌/우 단변(31, 35)의 이동을 제어하게 된다.

일반적으로, 연주주편의 표면 품질을 향상시키기 위해서는 탕면의 유속 예측 및 제어가 중요하다. 탕면의 유속이 너무 빠르면 몰드 슬래그가 용강으로 혼입되고, 탕면 유속이 너무 느리면 연주주편의 표면에 개재물이 포집된다.

도 4에서와 같이 침지노즐(25)의 막힘 발생시 침지노즐(25)의 좌우 토출량에 차이가 발생되고, 침지노즐(25)의 좌우 토출량의 차이가 발생되면 몰드의 좌/우 단변(31, 35)의 온도와 탕면 유속이 달라 슬라브의 청정도가 나빠진다.

침지노즐(25)이 막힘 발생시, 좌우 토출량에 차이가 발생되므로 도 5와 같이 좌/우 단변(31, 35)의 온도 차이가 발생하게 된다. 침지노즐(25)이 막힌 쪽의 단변 온도가 막히지 않은 쪽의 단변 온도보다 낮다. 즉, 좌/우 단변(31, 35)의 온도편차가 기준온도 이상일 경우 침지노즐(25)이 막힌 것으로 간주될 수 있을 것이다.

도 6은 본 발명의 실시예에 의한 몰드 단변의 제어과정을 나타낸 순서도로서, 첨부된 도면을 참조하여 살펴보고자 한다.

먼저, 몰드의 좌/우 단변(31, 35)에 각각 매설된 온도감지수단(111, 115)을 통해 단변 온도가 각각 검출되고, 검출된 각 온도는 컨트롤러(160)로 전송된다. 컨트롤러(160)에서는 좌/우 단변(31, 35)에 대한 측정 온도를 주기적으로 수집하여 시간정보와 함께 저장부(120)에 저장한다(S11).

컨트롤러(160)는 설정된 단위시간이 경과되면 단위시간동안 수집된 좌/우 단변(31, 35)의 온도에 대한 평균온도를 각각 계산하고(S12), 계산된 평균온도를 비교하여 좌/우 단변(31, 35) 간의 온도편차를 계산한다(S13). 단위시간동안 수집된 온도의 평균온도를 이용하는 것은 침지노즐(25)의 막힘 현상과 무관하게 일시적으로 좌/우 단변(31, 35) 간의 온도편차가 발생될 수 있기 때문이다. 단위시간은 대략 10초 정도가 될 수 있다.

이어, 컨트롤러(160)는 계산된 온도편차와 저장부(120)에 설정된 기준온도를 비교하여 온도편차가 기준온도를 초과하는지를 판단하게 된다(S14). 여기서, 좌/우 단변(31, 35)의 온도편차가 증가될수록 도 7과 같이 개재물 면적율 지수가 증가하게 된다. 개재물 면적율 지수에 대한 측정은 연주공정에 의해 생산된 일정 크기의 슬라브를 대략 5mm 두께로 압연한 후 초음파 검사를 실시함에 따라 알 수 있다. 도 7에서와 같이 좌/우 단변(31, 35)의 온도편차가 대략 15℃ 이상이 되면 연주주편의 표면에 개재물이 포집되며, 대략 25℃ 이상에서는 개재물 면적율 지수가 '200' 이상이 되어 개재물 포집이 많이 발생되는 것을 알 수 있다. 따라서, 저장부(120)에 설정된 기준온도는 15 내지 25℃ 사이에서 설정되는 것이 바람직하다.

상기에서 온도편차가 기준온도를 초과하지 않을 경우에는 다음 단위시간동안 수집된 좌/우 단변(31, 35)의 온도를 이용하여 온도편차를 계산하고, 계산된 온도편차가 기준온도를 초과하는지를 비교 판단하는 과정을 반복적으로 수행하게 된다(S12~S14).

한편, 온도편차가 기준온도를 초과할 경우에는, 컨트롤러(160)는 좌측 단변(31)의 평균온도와 우측 단변(35)의 평균온도를 상호 비교하여 어느 단변의 평균온도가 더 높은지를 판단하게 된다(S15). 만일, 좌측 단변(31)의 평균온도가 우측 단변(35)의 평균온도보다 더 높으면, 컨트롤러(160)는 침지노즐(25)의 우측 토출구에 막힘 현상이 있는 것으로 판단하게 된다. 침지노즐(25)의 우측 토출구에 막힘 현상이 있을 경우 침지노즐(25)을 기준으로 좌측 탕면보다 우측 탕면의 유속이 느려지게 되고 개재물 포집도 용이하게 된다.

이에 따라 컨트롤러(160)는 구동수단(150)을 제어하여 도 8과 같이 좌/우 단변(31, 35)이 좌측으로 설정된 이동거리만큼 시프트되도록 제어하게 된다(S16, S17). 침지노즐(25)에서 단변의 거리가 멀어질수록 탕면 유속이 느려지게 되므로, 침지노즐(25)을 기준으로 좌/우 단변(31, 35)의 거리를 조정함에 따라 좌측 탕면과 우측 탕면의 유속을 유사하게 조절할 수 있다. 여기서, 좌/우 단변(31, 35)의 이동거리는 대략 10mm 정도인 것이 바람직하다. 좌/우 단변(31, 35)의 이동거리를 작게 할 경우 침지노즐(25)의 막힘 현상에 따른 탕면 유속의 안정을 꾀하기가 어렵고, 이동거리를 크게 할 경우 조업 중 응고쉘의 파단 등의 문제가 발생될 수 있다.

컨트롤러(160)는 구동수단(150)을 통해 좌/우 단변(31, 35)을 이동시킬 때 도 9와 같은 방식으로 이동시킬 수 있다. 좌/우 단변(31, 35)을 도 8과 같이 좌측으로 이동시킬 때, 먼저 컨트롤러(160)는 좌측 단변(31)의 상단에 위치된 구동수단(151)을 제어하여 좌측 단변(31)의 상단면을 좌측으로 일정거리만큼 이동시킨 후 좌측 단변(31)의 하단에 위치된 구동수단(151)을 제어하여 좌측 단변(31)의 하단면도 좌측으로 일정거리만큼 이동시킨다. 이어, 컨트롤러(160)는 우측 단변(35)의 상단에 위치된 구동수단(155)을 제어하여 우측 단변(35)의 상단면을 좌측으로 일정거리만큼 이동시킨 후 우측 단변(35)의 하단에 위치된 구동수단(155)을 제어하여 우측 단변(35)의 하단면도 좌측으로 일정거리만큼 이동시킨다. 이와 같이 좌/우 단변(31, 35)을 좌측으로 이동시킴에 따라 좌측 단변(31)과 침지노즐(25) 간의 간격(ⓐ)이 우측 단변(35)과 침지노즐(25) 간의 간격(ⓑ)보다 더 커지며, 이로 인해 침지노즐(25)의 막힘 현상과 관계없이 침지노즐(25)을 기준으로 좌측 탕면의 유속과 우측 탕면의 유속이 유사하게 된다. 이와 같이 상하단의 구동수단(150)을 순차적으로 작동시키는 것은 조업 변경에 따른 응고쉘의 파단 등의 사고를 미연에 방지하기 위함이다.

물론, 우측 단변(35)의 평균온도가 좌측 단변(31)의 평균온도보다 더 높으면, 컨트롤러(160)는 좌/우 단변(31, 35)이 우측으로 설정된 거리만큼 이동되도록 구동수단(150)을 제어하게 된다(S18, S19).

본 발명에서는 온도편차가 설정된 기준온도를 초과할 경우, 몰드의 침지노즐(25)에서 온도가 낮은 단변 측에 노즐막힘이 발생된 것으로 판단하여 노즐막힘이 발생된 측의 단변이 침지노즐(25)에 더 근접되도록 좌/우 단변(31, 35)의 이동을 제어하게 된다.

따라서, 본 발명에서는 몰드 단변의 온도 측정을 통해 침지노즐의 막힘발생 여부를 실시간으로 판단하고, 노즐 막힘시 온도가 높은 단변 방향으로 몰드의 좌/우 단변의 위치를 이동 변경함으로써, 침지노즐을 기준으로 좌우측 탕면의 대칭적인 유동을 확보할 수 있다.

상기와 같은 몰드 단변 제어방식은 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.

10: 래들 15: 슈라우드노즐
20: 턴디쉬 25: 침지노즐
30: 몰드 31: 좌측 단변
35: 우측 단변 40: 몰드오실레이터
50: 파우더 공급기 51: 파우더층
52: 액체 유동층 53: 윤활층
60: 지지롤 65: 스프레이
70: 핀치롤 80: 연주주편
81: 응고쉘 82: 미응고 용강
91: 절단 지점 100: 제어장치
110: 온도감지수단 120: 저장부
150: 구동수단 160: 컨트롤러

Claims

몰드의 좌/우 단변의 동일 수평선상에 각각 설치되어 단변의 온도를 측정하는 온도감지수단;
상기 좌/우 단변에 각각 결합되어 단변의 위치를 좌우로 가변시키는 구동수단; 및
상기 온도감지수단을 통해 측정된 온도를 이용하여 좌/우 단변 간의 온도편차를 계산하고, 계산된 온도편차가 설정된 기준온도를 초과할 경우, 침지노즐이 고정된 상태에서 온도가 높은 단변 방향으로 상기 좌/우 단변이 각각 이동되도록 상기 구동수단을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 연속주조용 몰드 단변의 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 컨트롤러는 단위시간동안 수집된 좌/우 단변의 평균온도를 각각 계산하고, 계산된 좌/우 단변 간의 평균온도를 비교하여 온도편차를 계산하는 연속주조용 몰드 단변의 제어 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 구동수단은 몰드의 좌/우 단변의 상단과 하단에 각각 결합된 유압실린더 또는 공압실린더를 포함하는 연속주조용 몰드 단변의 제어 장치.
몰드의 좌/우 단변의 온도를 주기적으로 수집하는 단계;
상기에서 수집된 온도를 이용하여 좌/우 단변 간의 온도편차를 계산하고, 계산된 온도편차가 설정된 기준온도를 초과하는지를 판단하는 단계; 및
상기 온도편차가 기준온도를 초과할 경우 온도가 높은 단변 방향으로 상기 좌/우 단변을 설정된 거리만큼 각각 이동시키는 단계;를 포함하는 연속주조용 몰드 단변의 제어 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 온도편차는 단위시간동안 수집된 좌/우 단변의 평균온도를 통해 계산되는 연속주조용 몰드 단변의 제어 방법.
청구항 4에 있어서,
상기에서 설정된 기준온도는 15 내지 25℃인 연속주조용 몰드 단변의 제어 방법.
청구항 4에 있어서,
상기 온도편차가 설정된 기준온도를 초과할 경우, 몰드의 침지노즐에서 온도가 낮은 단변 측에 노즐막힘이 발생된 것으로 판단하여 노즐막힘이 발생된 측의 단변이 침지노즐에 더 근접되도록 좌/우 단변의 이동을 제어하는 연속주조용 몰드 단변의 제어 방법.