KR20130088298A - Device for forecasting number of continuous-continuous casting on continuous casting process and method therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 연연주수 예측에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 침지노즐의 막힘 정도를 예측하여 연연주 가능수를 예측하는 연속주조시 연연주수 예측 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to an apparatus and method for predicting an open-casting number during continuous casting in which the degree of clogging of an immersion nozzle is predicted to predict an openable number.
연속주조기는 제강로에서 생산되어 래들(Ladle)로 이송된 용강을 턴디쉬(Tundish)에 받았다가 연속주조기용 몰드로 공급하여 일정한 크기의 주편을 생산하는 설비이다.The continuous casting machine is a machine that is produced in the steel making furnace, receives the molten steel transferred to the ladle by the tundish, and supplies it to the mold for the continuous casting machine to produce the cast steel of a certain size.
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.
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.In other words, the molten steel tapping out of the ladle and tundish is formed as 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. It is made of slabs (Slab), Bloom (Bloom), Billet (Billet) and the like having a predetermined shape.
관련 선행기술로는 한국특허공개 제2004-50195호(공개일: 2004.06.16, 명칭: 침적노즐 막힘 검출 및 방지 장치)가 있다.
Related Prior Art Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-50195 (published on June 16, 2004, entitled " Immersion nozzle clogging detection and prevention device ") is available.
본 발명은 스토퍼의 불활성가스가 공급되는 배관에 가해지는 압력변화율과 압력 누적변화율을 이용하여 침지노즐의 막힘 정도를 예상하여 연연주 가능수를 예측할 수 있는 연속주조시 연연주수 예측 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.The present invention is an apparatus for estimating the number of soft drinks during continuous casting, which can predict the number of soft drinks by predicting the degree of blockage of the immersion nozzle using the pressure change rate and the cumulative pressure change rate applied to the pipe to which the inert gas of the stopper is supplied. 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 연연주수 예측 장치는, 불활성가스가 공급되는 배관 상에 설치되어, 스토퍼를 통해 침지노즐 측으로 공급되는 가스에 의한 배관 내 압력(Back Pressure)을 측정하는 압력검출수단; 및 상기 압력검출수단을 통해 측정된 압력을 설정된 단위주기동안 주기적으로 수집하고, 수집된 압력 실측값에 대한 선형회귀식으로 압력기울기를 계산한 후 계산된 압력기울기를 이용하여 현주기 압력변화율을 산출하고, 현주기 압력변화율과 저장된 전주기 압력변화율을 이용하여 연연주 가능수를 예측하는 중앙처리부;를 포함할 수 있다.The soft-fuel prediction device of the present invention for realizing the above problem is provided on a pipe to which an inert gas is supplied, and a pressure detection to measure a back pressure in the pipe by a gas supplied to the immersion nozzle side through a stopper. Way; And periodically collecting the pressure measured by the pressure detecting means for a predetermined unit period, calculating a pressure gradient by linear regression equations for the collected pressure measured values, and calculating a current cycle pressure change rate using the calculated pressure slope. And, the central processing unit for predicting the number of possible performances using the current cycle pressure change rate and the stored full cycle pressure change rate; may include.
상기 중앙처리부는 현주기 압력변화율과 전주기 압력변화율을 누적으로 곱하여 압력 누적변화율을 산출하고, 산출된 압력 누적변화율을 이용하여 연연주 가능수를 예측할 수 있다.The central processing unit may calculate the cumulative pressure change rate by multiplying the current cycle pressure change rate by the total cycle pressure change rate cumulatively, and predict the number of consecutive performances using the calculated pressure cumulative change rate.
상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 연연주수 예측 방법은, 스토퍼를 통해 침지노즐로 공급되는 가스에 의한 배관 내 압력(Back Pressure)을 미리 설정된 단위주기동안 주기적으로 수집하는 단계; 상기에서 단위주기동안 수집된 압력 실측값에 대한 선형회귀식으로 압력기울기를 계산하는 단계; 상기에서 계산된 압력기울기를 이용하여 현주기 압력변화율을 산출하는 단계; 및 상기에서 산출된 현주기 압력변화율과 저장된 전주기 압력변화율을 이용하여 압력 누적변화율을 계산하고, 계산된 압력 누적변화율을 통해 연연주 가능수를 예측하는 단계;를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the soft-fuel prediction method of the present invention includes: periodically collecting a back pressure in a pipe by a gas supplied to an immersion nozzle through a stopper for a predetermined unit period; Calculating a pressure gradient by linear regression of the pressure actual values collected during the unit cycle; Calculating a current cycle pressure change rate using the pressure gradient calculated above; And calculating the cumulative pressure change rate using the calculated current cycle pressure change rate and the stored total cycle pressure change rate, and predicting the number of consecutive performances based on the calculated pressure change rate.
상기 단위주기는 용강토출량, 주조시간 및 연주주편의 길이 중 어느 하나일 수 있다.The unit cycle may be one of a molten steel discharge amount, a casting time, and a length of a casting casting.
상기 압력 누적변화율은 현주기 압력변화율과 전주기 압력변화율을 누적으로 곱함에 따라 산출될 수 있다.
The cumulative pressure change rate may be calculated by accumulating the current cycle pressure change rate and the total cycle pressure change rate cumulatively.
상기와 같이 본 발명에 의하면, 스토퍼의 불활성가스가 공급되는 배관에 가해지는 압력변화율과 압력 누적변화율을 이용하여 침지노즐의 막힘 정도를 예측함으로써, 주조속도 감소 또는 연연주 주조 중단과 같은 생산성 저하 요인을 사전에 예측하여 방지할 수 있는 이점이 있다.
As described above, according to the present invention, by predicting the degree of clogging of the immersion nozzle by using the pressure change rate and the pressure cumulative change rate applied to the pipe to which the inert gas of the stopper is supplied, productivity decrease factors such as decrease in casting speed or stop casting of cast lead. There is an advantage that can be prevented by predicting in advance.
도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 용강의 흐름을 중심으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 연연주수 예측 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 침지노즐의 막힘 상태를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 연연주수 예측 과정을 나타낸 순서도이다.
도 5 및 도 6은 압력에 따른 압력 누적변화율과 연연주수를 설명하기 위해 나타낸 도면이다.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.
FIG. 2 is a view showing an apparatus for predicting a running performance according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining the clogging state of the immersion nozzle.
FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of predicting an annual performance number according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are diagrams for explaining the pressure cumulative change rate and the number of consecutive years according to the pressure.
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 및 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 slabs, blooms and billets, which are mainly rolled materials, and long products of simple cross-section such as square, rectangle, and circle.
연속주조기의 형태는 수직형과 수직만곡형 등으로 분류된다. 도 1에서는 수직만곡형을 예시하고 있다.The shape of a continuous casting machine is classified into a vertical type and a vertical bending type. In Fig. 1, a vertical bending type is illustrated.
도 1을 참조하면, 연속주조기는 래들(10)과 턴디쉬(20), 몰드(30), 2차냉각대(60 및 65), 및 핀치롤(70)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the continuous casting machine may include a
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. The tundish 20 is a container that receives the molten metal from the
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. The
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. The
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.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
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 쉬라우드노즐(Shroud nozzle, 15)이 설치된다. 쉬라우드노즐(15)은 용강(M)이 공기에 노출되어 산화 및 질화되지 않도록 턴디쉬(20) 내의 용강에 잠기도록 연장한다.The continuous casting machine configured as described above allows the molten steel M accommodated in the
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 스토퍼(Stopper, 21)에 의해 결정된다. 구체적으로, 스토퍼(21)는 침지노즐(25)의 입구를 개폐하도록 침지노즐(25)과 동일한 배관을 따라 수직 이동될 수 있다. 침지노즐(25)을 통한 용강(M)의 유동에 대한 제어는, 스토퍼 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.The molten steel M in the tundish 20 is caused to flow into the
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.Molten steel (M) in the mold (30) starts to solidify from a portion in contact with the wall surface of the mold (30). This is because the periphery of the molten steel M is liable to lose heat by the water-cooled
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.As the pinch roll 70 (FIG. 1) pulls the
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 연연주수 예측 장치를 나타낸 도면으로서, 예측 장치(100)는 압력검출수단(110), 입력부(120), 저장부(130), 표시부(140) 및 중앙처리부(150)를 포함하여 이루어져 있다.FIG. 2 is a diagram illustrating an apparatus for estimating a number of years in accordance with an embodiment of the present invention, wherein the
압력검출수단(110)은 불활성가스가 공급되는 배관(105) 상에 설치되어, 스토퍼(21)를 통해 침지노즐(25) 측으로 공급되는 가스에 의한 배관 내 압력(Back Pressure)을 측정하게 된다. 스토퍼(21)의 중앙부에 길이 방향으로 불활성가스가 공급되는 중공이 형성되어 있고, 이 중공을 통해 불활성가스가 침지노즐(25) 측으로 공급된다. 압력검출수단(110)은 스토퍼(21)와 외부의 유량 제어기(101) 사이의 불활성가스가 공급되는 배관 상에 설치되어 가스의 공급에 의해 배관(105)에 걸리는 압력을 측정하게 된다.The pressure detecting means 110 is installed on the piping 105 to which the inert gas is supplied and measures the back pressure of the piping due to the gas supplied to the
입력부(120)는 외부로부터 각종 조업 변수나 설정 기준값들을 입력받도록 구성되어 있다. 여기서, 입력부(120)는 키보드와 같은 입력수단이거나 외부의 PLC(Programmable Logic Controller)와 연결되어 소정의 조업 정보를 제공받는 입력수단일 수도 있다. 조업 정보는 연주주편의 주조폭, 주조두께, 밀도 및 주조속도 등과 같은 주조 변수이거나 연연주수 예측을 위한 측정 주기 및 단위주기 등과 같은 설정값일 수 있다.The
저장부(130)에는 측정된 실측 압력정보와, 상기 압력정보를 이용하여 산출된 압력기울기, 압력변화율 및 압력 누적변화율과, 연연주수 예측을 위한 측정 주기 및 단위주기와, 용강토출량의 계산을 위한 주조폭, 주조두께 및 주조속도 등에 대한 정보가 저장되어 있다.The
표시부(140)는 측정되거나 계산된 가스에 의한 배관 내 압력과 압력변화율 및 압력 누적변화율 등이 선택적으로 그래픽으로 디스플레이될 수 있다. The
중앙처리부(150)는 입력부(120)를 통해 입력된 각종 데이터를 저장부(130)에 저장함과 아울러 압력검출수단(110)을 통해 측정된 압력을 설정된 단위주기동안 주기적으로 수집하여 저장부(130)에 저장하고, 저장된 압력 실측값에 대한 선형회귀식(linear regression model)으로 압력기울기를 계산한 후 계산된 압력기울기를 이용하여 현주기 압력변화율을 산출하고, 현주기 압력변화율과 저장된 전주기 압력변화율을 이용하여 연연주 가능수를 예측하게 된다. 여기서, 중앙처리부(150)는 현주기 압력변화율과 전주기 압력변화율을 누적으로 곱하여 압력 누적변화율을 산출하고, 산출된 압력 누적변화율을 이용하여 연연주 가능수를 예측할 수 있다. The
그리고, 단위주기는 용강토출량이나 주조 시간 또는 연주주편(80)의 길이를 기준으로 설정될 수 있다. 중앙처리부(150)는 단위주기가 용강토출량일 경우에는 미리 설정된 연주주편의 폭과 두께, 밀도 및 주속을 이용하여 용강토출량을 구할 수 있고, 단위주기가 시간일 경우 측정 시간을 카운트하면 되고, 단위주기가 연주주편(80)의 길이일 경우에는 주속을 이용하여 연주주편(80)의 주조 길이를 구할 수 있다. 주속은 핀치롤(70)의 회전속도를 이용하여 계산되며, 이는 공지된 사항이므로 상세한 설명은 생략한다.The unit cycle can be set based on the molten steel discharge amount, the casting time, or the length of the
일반적으로, 연속주조장비에 설치되는 턴디쉬(20)는 래들(10)로부터 용강을 받아 계속적으로 용강을 몰드(30)에 주입시키기 위한 것으로, 턴디쉬(20) 바닥에서 몰드(30) 사이에는 용강이 공기와 접촉됨이 없이 몰드(30)로 공급되도록 턴디쉬(20) 바닥으로부터 몰드(30)를 향하여 침지노즐(25)이 설치되어 턴디쉬(20)에 저장된 용강이 몰드(30)로 주입된다.The
주조 초기에 침지노즐(25)로 공급되는 용강은 침지노즐(25)의 내벽과 접촉하면서 용강의 온도가 저하되고 침지노즐(25)의 내벽에 용강이 응고되어 주조가 진행됨에 따라 부착층이 성장하여 용강의 흐름을 불균일하게 만들어 침지노즐(25)을 막게 된다. 도 3과 같이 침지노즐(25) 내벽에 성장한 부착층(29)은 부착물이 용강류에 의해 탈락되거나 침지노즐(25)내의 용강 흐름을 불균일하게 만들게 된다. 또한, 침지노즐(25)의 토출공으로 토출되는 용강류가 일측으로 치우치는 편류가 발생되어 용강류의 흐름을 방해하여 몰드(30)의 용강 탕면에 파동을 일으키는 원인이 된다. 상기와 같이 용강 탕면에 파동이 일어나면 탕면 상부의 몰드 파우더가 몰드(30) 내부의 응고층에 포집되는 연주주편 결함이 발생된다.The molten steel supplied to the
이와 같이 침지노즐(25) 내부에 부착층이 형성되어 침지노즐 막힘이 발생되면, 주조가 중단되어 주조 실수율이 저하된다. 즉, 하나의 턴디쉬(20)로 연속적으로 주조하는 래들수(래들 연연주비)가 감소하게 되어 턴디쉬(20) 내화물의 원가를 상승시키는 원인이 되므로 침지노즐(25)의 막힘을 최소화시켜야 한다.If an adhesion layer is formed inside the
턴디쉬(20)에 일시 저장된 용강에는 비금속 개재물(Non-Metallic Inclusion)이 존재하므로, 몰드(30)로 용강이 전달될 때 침지노즐(25) 측의 내화물 내벽에 비금속 개재물이 고착되어 주조(Casting)를 방해한다. Since non-metallic inclusion exists in the molten steel temporarily stored in the
이러한 막힘을 방지하기 위하여, 불활성가스(Inert Gas)인 아르곤가스(Ar Gas)를 연속적으로 취입하게 된다. 취입된 불활성가스는 기포 또는 기포막을 형성시켜 침지노즐(25)의 내벽을 따라 흐르게 하거나 기포가 비금속 개재물을 포집하여 이동하게 함으로써, 막힘 현상을 저감시킨다. In order to prevent such clogging, argon gas (Ar gas), which is an inert gas, is continuously blown. The blown inert gas forms a bubble or a bubble film to flow along the inner wall of the immersion nozzle (25), or bubbles collect and move non-metallic inclusions, thereby reducing clogging.
만일, 침지노즐(25)이 막히게 되면, 침지노즐(25)의 상부인 스토퍼(21)의 하단에 철정압(ferrostatic pressure)이 증가되며, 철정압이 증가되면 불활성가스가 공급되는 배관에 압력이 증가된다. 압력이 증가되면 침지노즐(25)의 막힘 상태가 심해진다는 것을 알 수 있다. 즉, 측정된 압력이 설정된 기준 압력(이론 압력)보다 큰 경우에는 침지노즐(25)의 막힘이 발생된 것으로 간주될 수 있고, 압력의 증가 상태를 통해 침지노즐(25)의 막힘 정도를 예측할 수 있다.If the
압력검출수단(110)을 통해 불활성가스가 공급되는 배관 내의 압력을 측정하고, 측정된 압력을 이용하여 연연주 가능수를 예측하게 된다. 이를 위해 본 발명에서는 설정된 단위주기동안 불활성가스가 공급되는 배관 상에 가해지는 압력을 주기적으로 측정하여 현주기 압력변화율을 산출한 후 현주기 압력변화율과 미리 설정된 전주기 압력변화율을 이용하여 압력 누적변화율을 산출하고, 산출된 압력 누적변화율을 이용하여 침지노즐(25)의 막힘 정도를 간접적으로 판단함으로써, 연연주 가능수를 예측할 수 있다.The pressure detecting means 110 measures the pressure in the pipe through which the inert gas is supplied, and predicts the number of possible performances by using the measured pressure. To this end, the present invention calculates the current cycle pressure change rate by periodically measuring the pressure applied to the pipe to which the inert gas is supplied during the set unit cycle, and then accumulates the pressure change rate using the current cycle pressure change rate and the preset total cycle pressure change rate. By calculating the cumulative change rate of the
예컨대, 용강 청정도가 저하되면 용강 재산화가 발생되어 침지노즐(25)이 막히게 된다. 침지노즐(25)이 막히게 되면, 정상적인 주조 작업이 어려워져 주조속도(Casting speed)를 감소시키거나 또는 연연주 주조를 중단하여야 한다.For example, when the molten steel cleanliness is lowered, molten steel is reoxidized and the
따라서, 생산성 저하를 방지하기 위해 침지노즐(25)의 막힘에 따른 연연주 가능성을 예측할 필요가 있다.Therefore, in order to prevent the productivity from deteriorating, it is necessary to predict the open playability due to clogging of the
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 연연주수 예측 과정을 나타낸 순서도로서, 첨부된 도면을 참조하여 살펴보고자 한다.FIG. 4 is a flowchart illustrating a process of predicting an annual performance number according to an embodiment of the present invention, and will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 연속주조시 유량제어기(101)는 불활성가스가 배관(105)을 따라 스토퍼(21)의 중공을 통해 침지노즐(25) 측으로 주입되도록 제어하게 된다(S10).The
이와 같은 상태에서, 중앙처리부(150)는 핀치롤(70)의 회전수를 통해 연속주조시의 주속을 계산하게 되고, 계산된 주속이 목표 주속인지를 판단한다(S11). 주조속도가 목표 주속에 도달되면 연연주수 예측 과정이 시작된다. 목표 주속은 미리 설정될 수 있다.In this state, the
주조속도가 목표 주속에 도달되면(S12), 중앙처리부(150)는 압력검출수단(110)으로부터 불활성가스의 공급에 의해 배관(105)에 가해지는 압력을 주기적으로 수집하게 된다. 여기서, 압력검출수단(110)은 배관 상에 가해지는 압력을 연속적으로 측정하게 되고, 중앙처리부(150)의 수집 주기에 따라 해당 시점에 측정된 실측 압력을 중앙처리부(150)로 전달하게 된다(S13). When the casting speed reaches the target circumferential speed (S12), the
이때, 중앙처리부(150)는 실측 압력을 수집할 때 설정된 단위주기를 기준으로 수집하게 된다. 여기서, 단위주기는 용강토출량(예를 들어, 1 내지 10ton)이나 주조 시간(예를 들어, 1분 내지 10분) 또는 연주주편(80)의 길이(예를 들어, 1 내지 20m)를 기준으로 설정될 수 있다. 중앙처리부(150)는 단위주기가 용강토출량일 경우에는 미리 설정된 연주주편의 폭과 두께, 밀도 및 주속을 이용하여 용강토출량을 구할 수 있고, 단위주기가 시간일 경우 측정 시간을 카운트하면 되고, 단위주기가 연주주편(80)의 길이일 경우에는 주속을 이용하여 연주주편(80)의 주조 길이를 구할 수 있다. 하지만, 침지노즐(25)의 막힘은 용강에 포함된 비금속 개재물과 관련된 것이므로, 단위주기는 용강토출량을 기준으로 하는 것이 가장 정확한 예측이 될 수 있다(S14).At this time, the
이와 같이 중앙처리부(150)는 설정된 단위주기동안 실측 압력을 주기적으로 수집하고, 단위주기가 경과되면 수집된 압력 실측값에 대한 선형회귀식으로 현주기의 압력기울기를 계산하게 된다(S15, S16). 즉, 단위주기인 용강토출량 내에서 측정되는 압력 실측값을 선형 회귀하면, ""과 같은 선형회귀식을 구할 수 있고, 여기서 압력기울기는 a값인 것이다.As such, the
이와 같이 구해진 현주기(Current Period) 압력기울기를 하기의 관계식 1에 대입하여 현주기 압력변화율을 계산하게 된다(S17).The current period pressure change rate is calculated by substituting the slope of the current period pressure obtained as described in
관계식 1
중앙처리부(150)는 계산된 현주기 압력변화율을 시간정보와 함께 저장부(130)에 저장한다.The
중앙처리부(150)는 현주기(Current Period) 압력변화율을 구한 후 저장부(130)에 저장된 전주기(Previous Period) 압력변화율이 있는지를 확인하게 된다. 만일, 저장부(130)에 저장된 전주기 압력변화율이 있으면, 중앙처리부(150)는 계산된 현주기 압력변화율을 전주기 압력변화율에 누적으로 곱함에 따라 압력 누적변화율을 산출하게 된다(S18). 여기서, 압력 누적변화율을 구하는 방법은 하기 관계식 2와 같다.The
관계식 2Relation 2
예컨대, 현주기 압력변화율이 '0.95'이고 전주기 압력변화율이 '0.98'이며 전전주기 압력변화율이 '0.99'일 경우, 압력 누적변화율은 '0.92'(0.950.980.99)가 될 것이다. 본 발명에서는 압력변화율을 이용하여 연연주 가능수를 예측하게 되는 데, 이는 압력의 경우 설비나 설치 상태에 따라 다소의 차이가 있기 때문에 그 변화율을 사용하는 것이다.For example, if the current cycle pressure change rate is '0.95', the total cycle pressure change rate is '0.98', and the previous cycle pressure change rate is '0.99', the cumulative pressure change rate is '0.92' (0.95). 0.98 0.99). In the present invention, it is possible to predict the number of possible performances by using the rate of change of pressure, which is to use the rate of change because the pressure is somewhat different depending on the installation or installation conditions.
이어, 압력 누적변화율이 계산되면, 중앙처리부(150)는 압력 누적변화율을 통해 연연주 가능수를 예측하게 된다(S19). 압력 누적변화율에 따른 연연주 가능수는 아래 표 1과 같다.Subsequently, when the pressure change rate is calculated, the
표 1에서와 같이 구해진 압력 누적변화율이 0.9 이상에서는 연연주 가능수가 적어도 +1Heat이고, 압력 누적변화율이 0.90미만에서는 현재 주조만 수행하고 연연주는 중단한다. 여기서, 1Heat는 1개의 래들(10)에 담긴 용강의 주조를 의미한다.As shown in Table 1, if the cumulative pressure change rate is 0.9 or more, the number of consecutive casts is at least + 1Heat. If the cumulative pressure change rate is less than 0.90, only the current casting is performed and the smoker stops. Here, 1eat means casting of molten steel contained in one
압력 누적변화율이 0.9 이상일 경우 연연주 가능수가 +1Heat가 되는 데, 여기서 연연주 가능수는 누적되는 값이 아니라 현재 주조에서 연연주 가능수를 의미하는 것이다.If the cumulative pressure change rate is 0.9 or more, the number of possible performances is + 1Heat, where the number of performances is not a cumulative value but means the number of performances available in the current casting.
도 5의 경우에서는 5연연주시의 압력 누적변화율을 나타낸 도면으로서, 스토퍼(21)의 위치(stopper pos')가 조금씩 가변(개도량이 큰 변화없이 점차적으로 증가됨)될 경우 가스에 의한 배관 내 압력(Ar Pressure)도 급격한 변화없이 점차적으로 증가되는 것으로 나타났다. 가스에 의한 배관 내 압력이 급격한 변화없이 일정할 경우 압력 누적변화율이 점차적으로 감소하기는 하지만 5연연주 내에서는 적어도 연연주 기준치(; 0.9) 이상이 되는 것으로 나타났다. 압력 누적변화율이 연연주 기준치인 0.9 이상일 경우에는 추가적인 연연주(6연연주)가 가능하다.5 shows the cumulative change rate of the pressure during the five-thousand performance, when the stopper pos' of the
하지만, 도 6의 경우에서는 3연연주 내에서는 가스 공급에 의한 압력이 큰 변화없이 유지되다가, 대략 4연연주부터는 배관(105)에 가해지는 압력이 다소 불안정해지면서 증가되기 시작하며, 이때부터 압력 누적변화율이 다소 급격하게 변하기 시작한다. 물론, 이에 따라 스토퍼(21)의 위치도 급격하게 변하는 것을 알 수 있다. 5연연주에 들어서는 압력 누적변화율이 연연주 기준치()인 0.9 미만으로 감소되는 것으로 나타났다. 이 경우에는 다음 연연주(6연연주)가 불가능한 것으로 예측하고, 다음 주조를 중단하게 된다. However, in the case of FIG. 6, the pressure due to the gas supply is maintained without significant change in the three-ply cast. From approximately four-ply, the pressure applied to the
따라서, 본 발명에서는 스토퍼(21)의 불활성가스가 공급되는 배관에 가해지는 압력변화율과 압력 누적변화율을 이용하여 침지노즐(25)의 막힘 정도를 예측함으로써, 주조속도 감소 또는 연연주 주조 중단과 같은 생산성 저하 요인을 사전에 예측하여 방지할 수 있다.Therefore, in the present invention, by predicting the degree of clogging of the
상기와 같은 연연주 가능수 예측방식은 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.
The above-described soft playability prediction method 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 15: 쉬라우드노즐
20: 턴디쉬 20a: 출강구
21: 스토퍼 25: 침지노즐
30: 몰드 40: 몰드오실레이터
50: 파우더 공급기 60: 지지롤
65: 스프레이 70: 핀치롤
80: 연주주편 91: 절단 지점
100: 예측 장치 101: 유량제어기
105: 가스 배관 110: 압력검출수단
120: 입력부 130: 저장부
140: 표시부 150: 중앙처리부10: ladle 15: shroud nozzle
20: Tundish 20a:
21: stopper 25: immersion nozzle
30: Mold 40: Mold oscillator
50: Powder feeder 60: Support roll
65: spray 70: pinch roll
80: Play piece 91: Cutting point
100: prediction device 101: flow controller
105: gas piping 110: pressure detecting means
120: input unit 130: storage unit
140: display unit 150: central processing unit
Claims (8)
상기 압력검출수단을 통해 측정된 압력을 설정된 단위주기동안 주기적으로 수집하고, 수집된 압력 실측값에 대한 선형회귀식으로 압력기울기를 계산한 후 계산된 압력기울기를 이용하여 현주기 압력변화율을 산출하고, 현주기 압력변화율과 저장된 전주기 압력변화율을 이용하여 연연주 가능수를 예측하는 중앙처리부;를 포함하는 연속주조시 연연주수 예측 장치.
Pressure detecting means installed on a pipe to which inert gas is supplied and measuring a back pressure in the pipe by the gas supplied to the stopper; And
The pressure measured by the pressure detecting means is periodically collected for a set unit cycle, the pressure slope is calculated by linear regression equation on the collected pressure measured value, and then the current cycle pressure change rate is calculated using the calculated pressure slope. And a central processor for predicting the number of consecutive performances using the current cycle pressure change rate and the stored total cycle pressure change rate.
상기 중앙처리부는 현주기 압력변화율과 전주기 압력변화율을 누적으로 곱하여 압력 누적변화율을 산출하고, 산출된 압력 누적변화율을 이용하여 연연주 가능수를 예측하는 연속주조시 연연주수 예측 장치.
The method according to claim 1,
The central processing unit calculates the cumulative pressure change rate by multiplying the current cycle pressure change rate and the total cycle pressure change rate by a cumulative rate, and using the calculated pressure cumulative change rate to predict the number of consecutive performance of continuous casting time continuous casting apparatus.
상기 현주기 압력변화율은 하기 관계식에 의해 산출되는 연속주조시 연연주수 예측 장치.
관계식
The method according to claim 1,
The present cycle pressure change rate is a continuous number prediction device during continuous casting calculated by the following relation.
Relation
상기에서 단위주기동안 수집된 압력 실측값에 대한 선형회귀식으로 압력기울기를 계산하는 단계;
상기에서 계산된 압력기울기를 이용하여 현주기 압력변화율을 산출하는 단계; 및
상기에서 산출된 현주기 압력변화율과 저장된 전주기 압력변화율을 이용하여 압력 누적변화율을 계산하고, 계산된 압력 누적변화율을 통해 연연주 가능수를 예측하는 단계;를 포함하는 연속주조시 연연주수 예측 방법.
Periodically collecting back pressure in the pipe by the gas supplied to the stopper for a predetermined unit period;
Calculating a pressure gradient by linear regression of the pressure actual values collected during the unit cycle;
Calculating a current cycle pressure change rate using the pressure gradient calculated above; And
Calculating the cumulative pressure change rate using the calculated current cycle pressure change rate and the stored total cycle pressure change rate, and predicting the number of consecutive performance possible through the calculated pressure cumulative change rate; Way.
상기 단위주기는 용강토출량, 주조시간 및 연주주편의 길이 중 어느 하나인 연속주조시 연연주수 예측 방법.
The method of claim 4,
Wherein the unit cycle is one of a molten steel discharge amount, a casting time, and a length of a casting casting.
상기 압력 누적변화율은 현주기 압력변화율과 전주기 압력변화율을 누적으로 곱함에 따라 산출되는 연속주조시 연연주수 예측 방법.
The method of claim 4,
The cumulative pressure change rate is a method for predicting the annual number of consecutive weeks when continuous casting is calculated by multiplying the current cycle pressure change rate and the total cycle pressure change rate cumulatively.
상기 압력변화율은 하기 관계식에 의해 산출되는 연속주조시 연연주수 예측 방법.
관계식
The method of claim 4,
The pressure change rate is a continuous number prediction method during continuous casting is calculated by the following relationship.
Relation
상기에서 압력 누적변화율이 0.9 미만일 경우에는 연연주를 중단하는 연속주조시 연연주수 예측 방법.The method of claim 4,
If the cumulative pressure change rate is less than 0.9 in the continuous casting to stop the continuous casting method.
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