KR20150075285A - 비정질 파이버 제조시 냉각휠과 노즐 사이 간격 제어 방법 및 비정질 파이버 제조 장치 - Google Patents

비정질 파이버 제조시 냉각휠과 노즐 사이 간격 제어 방법 및 비정질 파이버 제조 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20150075285A
KR20150075285A KR1020130163330A KR20130163330A KR20150075285A KR 20150075285 A KR20150075285 A KR 20150075285A KR 1020130163330 A KR1020130163330 A KR 1020130163330A KR 20130163330 A KR20130163330 A KR 20130163330A KR 20150075285 A KR20150075285 A KR 20150075285A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nozzle
ladle
tundish
cooling wheel
illumination
Prior art date
Application number
KR1020130163330A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101536477B1 (ko
Inventor
정원철
공남웅
이상호
노일환
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020130163330A priority Critical patent/KR101536477B1/ko
Publication of KR20150075285A publication Critical patent/KR20150075285A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101536477B1 publication Critical patent/KR101536477B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/128—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for removing
    • B22D11/1287—Rolls; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
    • B22D11/181—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level
    • B22D11/185—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level by using optical means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C45/00—Amorphous alloys

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

본 발명은 일실시예에서 비정질 파이버 제조 장치에서, 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 정확하고 즉각적으로 제어하는 것이 가능한 노즐과 냉각휠 사이의 간격 제어 방법으로 본 발명은 일실시예로 용선을 저장하며 복수의 구멍이 형성된 노즐을 포함하는 용선 공급부; 상기 노즐의 하부에 배치되며, 상기 노즐을 통하여 제공되는 용선을 냉각하면서 회전하는 냉각휠;을 포함하는 비정질 파이버 제조 장치에서 상기 노즐과 상기 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법으로, 상기 노즐과 상기 냉각휠 사이의 간격을 측정하는 측정 단계; 및 상기 노즐과 상기 냉각휠 사이의 간격을 조절 혹은 유지하는 조절 단계;를 포함하며, 상기 조절 단계는 상기 용선 공급부의 메스 플로우를 고려하여 수행되는 것을 특징으로 하는 비정질 파이버 제조 장치에서 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법을 제공한다.

Description

비정질 파이버 제조시 냉각휠과 노즐 사이 간격 제어 방법 및 비정질 파이버 제조 장치{APPARATUS AND METHOD OF MEASURING GAP BETWEEN NOZZLE AND COOLING WHEEL USING REAR LIGHT IN MANUFACTURING AMORPHOUS FIBER}
본 발명은 비정질 파이버 제조시 냉각휠과 노즐 사이 간격을 제어하는 방법 및 비정질 파이버 제조 장치에 대한 것으로, 구체적으로는 비정질 파이버 제조시 중요한 요소인 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 정밀하게 유지/제어하는 비정질 파이버 제조시 냉각휠과 노즐 사이 간격을 제어하는 방법 및 비정질 파이버 제조 장치에 대한 것이다.
일반적으로, 비결정질 합금(이하 비정질 합금이라 한다)은 금속을 용융상태에서 급속 냉각시켜 제조된다. 이에 비정질 합금은 원자가 규칙적으로 배열하여 결정화할 시간이 없이 액상의 무질서한 원자배열 상태를 고체에서까지 유지시키게 된다.
비정질 합금은 통상적인 결정질 합금과는 달리 원자들이 불규칙하게 배열함으로써 결정성을 갖지 않는 액상과 유사한 구조를 지닌다. 따라서 비정질 합금은 결정질 합금의 특징인 결정입계(grain boundary), 전위(dislocation) 등과 같은 결정결함(crystalline imperfection)이 존재하지 않으며, 같은 조성의 결정질 금속에 비하여 우수한 연자성, 강인성, 내식성, 초전도성 등의 우수한 특성을 갖는다.
이러한 비정질 합금 제조 방법으로서는 다이캐스팅/영구주형주조법(diecasting/permanent mold casting)과 멜트 스피닝법(melt spinning)이 주로 이용되고 있다.
도 1 에는 멜트 스피닝법에 따른 비정질 파이버 제조 장치(1)가 도시되어 있다. 멜트 스피닝법은 용융된 합금이 수용되는 래들(10) 및 래들 하부에 배치되어 합금을 공급하는 턴디쉬(40)와, 턴디쉬(40)의 하부에 장착되어 용융합금을 배출하는 노즐(60)과, 상기 노즐(60)의 하부에 근접 설치되어 회전하는 냉각휠(80)로 구성된다. 이에 턴디쉬(40) 내의 용융합금이 노즐(60)의 슬릿이나 구멍을 통해 고속으로 회전하는 냉각휠의 원주면에 배출되어 퍼들(puddle)을 형성하고, 급속으로 냉각되어 비정질 상태를 유지하는 리본(ribbon)이나 파이버(fiber)로 제조된다.
이러한 비정질 파이버 제조 장치(1)에서 제품 생산 시 냉각휠과 노즐간의 간격(gap)이 비정질 합금 제품의 품질 및 두께를 결정짓는 중요한 인자 중 하나로, ㎛ 단위의 미세한 차이로 인하여 비정질 합금 제품의 품질 및 두께가 결정되므로, 냉각휠과 노즐간의 간격의 측정 및 조절의 정밀도가 요구되나, 종래의 방식은 측정도 곤란하고, 간격 조절도 어렵다는 문제가 있다. 특히, 종래의 방법에는 전면부 조명장치를 이용하여 후면에서 카메라를 이용하여 냉각휠 및 노즐간 간격을 측정하는 것으로 비정질 파이버 제품을 생산하기 전에는 측정이 가능하지만 제품을 만드는 공정 중에는 노즐로부터 고온의 용융물이 흘러나와 고속으로 회전하는 냉각휠에 의해 노즐 부위에 많은 이물질이 부착되거나 노즐과 냉각휠 사이의 가장자리까지 용융물이 비산하기 때문에 기존의 장치와 간격 측정 알고리즘으로는 실시간 자동 노즐 간격 측정에 많은 어려움이 있다.
또한, 측정이 이루어진 후 간격 조절을 위하여 턴디쉬(40)의 무게를 통하여 조절하게 되나, 턴디쉬(40)의 무게를 맞추는 것이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 턴디쉬(40)의 무게를 맞추는 시간이 길게 소요된다는 문제가 있다.
(특허문헌 1) KR2013-0077479 A
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 비정질 파이버 제조 장치에서, 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 정확하고 즉각적으로 제어하는 것이 가능한 노즐과 냉각휠 사이의 간격 제어 방법을 제공한다.
본 발명은 정확한 측정 및 정확하고 빠른 무게 조절이 가능하여, 실시간 제어가 가능한 비정질 파이버 제조 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은 정확한 측정 및 정확하고 빠른 무게 조절을 통하여 고품질의 비정질 파이버를 제공하며, 비정질 파이버의 수율을 향상시키는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 노즐과 상기 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법 및 비정질 파이버 제조 장치를 제공한다.
본 발명은 일실시예로 용선을 저장하며 복수의 구멍이 형성된 노즐을 포함하는 용선 공급부; 상기 노즐의 하부에 배치되며, 상기 노즐을 통하여 제공되는 용선을 냉각하면서 회전하는 냉각휠;을 포함하는 비정질 파이버 제조 장치에서 상기 노즐과 상기 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법으로, 상기 노즐과 상기 냉각휠 사이의 간격을 측정하는 측정 단계; 및 상기 노즐과 상기 냉각휠 사이의 간격을 조절 혹은 유지하는 조절 단계;를 포함하며, 상기 조절 단계는 상기 용선 공급부의 메스 플로우를 고려하여 수행되는 것을 특징으로 하는 비정질 파이버 제조 장치에서 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에서 상기 용선 공급부는 용선을 1차적으로 저장하는 래들에 의해서 공급된 용선을 저장하며 상기 노즐이 하면에 배치된 턴디쉬를 포함하며, 상기 용선 공급부의 메스 플로우는 상기 래들로부터 상기 턴디쉬로 공급되는 공급 유량과, 상기 노즐을 통하여 턴디쉬로부터 빠져나가는 배출 유량에 의해서 설정될 수 있다.
또, 일실시예에서 상기 조절 단계는 상기 래들로부터 상기 턴디쉬로 공급되는 공급 유량을 조절할 수 있으며, 상기 조절 단계는 간격 조절을 위한 상기 턴디쉬의 목표 무게를 설정하고, 상기 턴디쉬의 측정 무게로부터 상기 목표 무게로 변화를 위하여, 상기 래들로부터 상기 턴디쉬로 공급되는 공급 유량 및 상기 공급 유량에 따른 래들 노즐의 개도를 연산하고, 상기 래들 노즐의 개도 연산값에 따라서 상기 래들 노즐의 개도를 조절함에 있어서, 목표 무게에서의 메스 플로우를 고려할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서 상기 측정 단계는 상기 노즐 일면에서 조명을 비추고, 상기 조명의 반대면에 배치된 카메라를 통하여 상기 노즐과 냉각휠 사이의 영상 정보를 획득한 후 상기 영상 정보를 처리함으로써 수행될 수 있다.
또, 상기 측정 단계는 상기 일면의 조명으로부터 상기 카메라가 얻는 영상 정보가 영상 정보 처리에 부족한 경우에 상기 반대면에 설치된 추가 조명으로 상기 노즐과 냉각휠 사이를 비추고, 상기 카메라가 상기 추가 조명에 의해서 반사되는 반사 영상 정보를 획득하고, 상기 반사 영상 정보를 처리함으로써 수행될 수 있다.
이때, 상기 카메라는 상기 노즐의 가장자리의 영상 정보를 획득할 수 있으며, 상기 조명은 청색광을 제공하거나, 상기 카메라는 청색광만의 영상 정보를 획득할 수 있다.
일실시예에서 상기 카메라는 상기 노즐의 후면에, 상기 조명은 상기 노즐의 전면에 배치될 수 있으며, 다르게는 상기 노즐과 냉각휠 사이의 간격의 측정은 상기 노즐 일면에서 조명을 비추고, 상기 조명과 같은 면에 배치된 카메라를 통하여 상기 조명에 의한 상기 노즐과 냉각휠 사이의 반사 영상 정보를 획득한 후 상기 반사 영상 정보를 처리함으로써 수행될 수 있다.
또 다르게는, 상기 노즐과 냉각휠 사이의 간격의 측정은 상기 일면의 조명으로부터 상기 카메라가 얻는 영상 정보가 영상 정보 처리에 부족한 경우에 상기 조명의 반대면에 설치된 추가 조명으로 상기 노즐과 냉각휠 사이를 비추고, 상기 카메라가 상기 추가 조명에 영상 정보를 획득하고, 상기 영상 정보를 처리함으로써 수행될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서 상기 래들은 상기 턴디쉬로 용선을 제공하는 래들 노즐과 상기 래들 노즐을 개폐하며, 개도 조절이 가능한 래들 스토퍼를 포함하며, 상기 래들에서 상기 턴디쉬로 공급되는 유량을 조절하는 것은 턴디쉬의 목표 중량을 위한 래들 스토퍼의 개도 위치로 상기 래들 스토퍼를 이동시키되, 목표 중량에서의 메스 플로우를 고려하여 상기 래들 스토퍼를 이동시키는 것을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예의 상기 측정 단계에서 상기 노즐의 복수의 구멍의 막힘 여부를 함께 판단하고, 상기 조절 단계에서 상기 노즐의 구멍 막힘 여부를 상기 용선 공급부의 메스 플로우에 반영하여 상기 노즐과 상기 냉각휠 사이의 간격을 제어할 수 있다.
다르게, 본 발명은 일실시예로서, 용선을 1차적으로 저장하며, 턴디쉬로 용선을 제공하는 래들 노즐과 상기 래들 노즐을 개폐하며, 개도 조절이 가능한 래들 스토퍼를 포함하는 래들; 상기 래들 노즐 하부에 배치되어 상기 래들에서 공급된 용선을 저장하며 복수의 구멍이 형성된 노즐이 하면에 배치된 턴디쉬; 상기 노즐의 하부에 배치되며, 상기 노즐을 통하여 제공되는 용선을 냉각하면서 회전하는 냉각휠; 및 상기 래들 스토퍼에 연결되며, 상기 턴디쉬의 메스 플로우를 고려하여 상기 노즐과 상기 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 제어부를 포함하는 비정질 파이버 제조 장치를 제공한다.
일실시예에서 상기 노즐 제 1 면에 배치된 제 1 조명; 상기 제 1 면의 반대위치인 제 2 면에 배치된 제 2 조명; 및 상기 제 2 면에 배치된 카메라;를 더 포함하며, 상기 제 1 조명, 제 2 조명 및 상기 카메라는 상기 제어부에 연결되며, 상기 제어부는 상기 카메라의 영상 정보를 통하여 상기 노즐과 상기 냉각휠 사이의 간격을 획득하도록 상기 제 1 조명과 상기 제 2 조명의 온/오프를 조절할 수 있다.
또한, 일실시예에서 상기 제 1 및 제 2 조명 및 상기 카메라는 상기 노즐의 가장자리의 영상정보를 얻도록 상기 노즐의 가장자리를 향하여 배치될 수 있다.
본 발명은 위와 같은 구성을 통하여 조업 환경에 영향받지 않고 정확하게 간격을 측정하는 것이 가능하고, 실시간으로 노즐의 위치 제어를 통해 간격 제어가 가능한 비정질 파이버 제조 장치에서 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 비정질 파이버 제조 장치에서 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법은 실시간 측정에 따라서, 실시간 응답이 가능하도록 무게를 조절하는 것이 가능하다.
또, 본 발명은 비정질 파이버 제품을 지속적으로 및 안정적으로 생산하는 것을 가능하게 하고, 생산되는 비정질 파이버의 제품 품질을 향상시킬 수 있다.
나아가, 본 발명은 갭측정 및 무게 조절을 통하여 안정적 연속 조업과 함께 비정질 파이버의 두께를 감소시킬 수 있다.
도 1 은 종래의 비정질 파이버 제조 장치를 도시한 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 일실시예의 비정질 파이버 제조 장치를 도시한 개략도이다.
도 3 은 본 발명의 일실시예의 비정질 파이버 제조 장치에서 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법의 순서도이다.
도 4 는 도 2 의 비정질 파이버 제조 장치의 노즐을 도시한 사시도이다.
도 5 는 도 2 의 비정질 파이버 제조 장치의 래들 노즐 및 스토퍼의 단면도이다.
도 6 은 도 2 의 비정질 파이버 제조 장치의 스토퍼의 높이에 따른 개도 면적의 그래프이다.
도 7 은 도 2 의 제어부의 무게 제어기를 도시한 도면이다.
도 8 은 도 2 의 비정질 파이버 제조 장치의 스토퍼의 열 팽창률을 도시한 그래프이다.
도 9 은 종래의 방법에 따라서 제어한 경우 시간에 따른 턴디쉬 용선 무게를 도시한 그래프이다.
도 10 는 본 발명의 일실시예에 따라서 제어한 경우 시간에 따른 턴디쉬 용선 무게를 도시한 그래프이다.
도 11 은 본 발명의 일실시예에 따른 측정부의 부분 사시도이다.
도 12 는 본 발명의 일실시예에 따른 측정 방법을 도시한 순서도이다.
도 13 내지 17 는 본 발명의 일시예에 따른 측정 방법에서 영상 처리 과정을 설명하는 도면이다.
도 18 은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 갭 측정 영역을 도시한 도면이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 참고로 하여 본 발명에 대하여 설명하도록 한다.
도 2 에는 본 발명은 일실시예에 따른 비정질 파이버 제조 장치가 도시되어 있다. 도 2 에서 보이듯이, 용융된 합금이 수용되는 래들(10) 및 래들 하부에 배치되어 합급을 공급하는 턴디쉬(40)와, 턴디쉬(40)의 하부에 장착되어 용융합금을 배출하는 노즐(60)과, 상기 노즐(60)의 하부에 근접 설치되어 회전하는 냉각휠(80)로 구성된다.
래들(10)은 래들 노즐(15)과 상기 래들 노즐(15)의 개도를 조절하는 래들 스토퍼(11) 및 상기 래들 스토퍼(11)에 연결되어 래들 스토퍼(11)를 이동시키는 래들 실린더(20) 및 상기 래들(20)의 하부에 부착되어 래들(10) 무게를 측정하는 래들 로드셀(30)을 포함한다.
턴디쉬(40)는 턴디쉬 노즐(45)과 상기 턴디쉬 노즐(60)의 개폐를 조절하는 턴디쉬 스토퍼(41) 및 상기 턴디쉬 스토퍼(41)에 연결되어 턴디쉬 스토퍼(41)를 이동시키는 턴디쉬 실린더(50), 및 상기 턴디쉬(40)의 하부에 부착되어 턴디쉬(40)의 무게를 측정하는 턴디쉬 로드셀(70)을 포함한다.
턴디쉬(40)의 하부에는 냉각휠(80)이 배치되며, 냉각휠(80)의 회전 방향 전면에는 전면 조명(120)이 배치되며, 냉각휠(80)의 회전 방향 후면에는 카메라(100) 및 후면 조명(110)이 배치된다.
상기 래들 실린더(20), 래들 로드셀(30), 턴디쉬 실린더(50), 턴디쉬 로드셀(70), 후면 카메라(100) 및 전,후면 조명(110, 120)은 제어부(150)에 연결된다.
래들(10)에서 래들 스토퍼(11)를 개방하면, 일정량의 용강이 턴디쉬(40)로 공급되며, 턴디쉬(40)는 턴디쉬 스토퍼(41)를 개방하여 노즐(60)을 통하여 용강을 냉각휠(80)로 공급한다. 냉각휠(80)을 회전하면서 내려오는 용강을 냉각하여 비정질 파이버(F)로 생산한다.
종래 기술에서도 말한 바와 같이, 비정질 파이버(F)의 생산에 있어서, 노즐(60)과 냉각휠(80) 사이의 간격이 품질 및 생산에 중요한 요소인데, 냉각휠(80)과 노즐(60)사이의 간격이 유지되지 못하는 경우에 노즐 막힘이 발생할 수 있으며, 냉각이 원활하지 못하여 원하는 품질을 얻을 수 없으며, 비정질 파이버의 굵기 역시 균일하지 못한다.
그런데, 냉각휠(80)은 지속적을 회전하여 진동을 유발하며, 래들(10) 및 턴디쉬(40)에서는 지속적으로 용강이 흐르고 있는 상태이기 때문에 냉각휠(80)과 노즐(60) 사이의 간격 조절이 용이하지 않다. 특히, 턴디쉬(40)에서의 용강 무게에 따라서, 노즐(60)과 냉각휠(80) 사이의 간격이 변하게 되며, 그로 인하여 품질 및 생산량이 변화된다.
도 3 에는 비정질 파이버 제조 장치에서 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법의 순서도가 도시되어 있다.
도 3 에서 보이듯이, 본 발명에서의 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어는 노즐(60)과 냉각휠(80) 사이의 간격을 측정(S110)하고, 냉각휠(80)과 노즐(60)의 간격의 조정이 필요한 경우에, 즉, 기준값에서 벗어난 정도를 기초로 조절 여부를 판단한다(S130). 냉각휠(80)과 노즐(60)간의 간격 조절이 필요없는 경우에는 턴디쉬(40)의 무게를 유지(S180)하면서 지속적으로 냉각휠(80)과 노즐(60)의 간격을 측정하면서, 조절이 필요한지를 지속적으로 판단한다.
냉각휠(80)과 노즐(60)의 간격 조절이 필요한 경우에, 현재 턴디쉬(40) 무게를 턴디쉬 로드셀(70)을 통하여 측정받고(S140), 간격 조절을 위하여 변동시켜야 하는 턴디쉬(40)의 무게를 연산한다(S150). 턴디쉬(40)의 하부에 연결되어 있는 노즐(60)은 턴디쉬(40)의 무게가 무거워지는 경우에 하부로 미세하게 이동되게 되며, 턴디쉬(40)의 무게가 가벼워지는 경우에 상부로 미세하게 이동된다. 본 발명의 일 실시예에서는 턴디쉬(40)의 무게를 통하여 노즐(60)과 냉각휠(80) 사이의 간격을 조절한다.
한편, 본 발명의 일실시에에서 턴디쉬(40)에서는 래들(10)에서 용강이 유입되며, 노즐(60)에서는 용강이 유출되고 있기 때문에, 목표 무게로 바로 갈 수 없으며, 래들(10)에서의 공급되는 유량을 조절하는 방식으로 턴디쉬(40)의 무게를 조절한다(S160). 즉, 턴디쉬(40)에서의 메스 플로우를 통하여 노즐(60)과 냉각휠(80) 사이의 간격을 조절한다.
이때, 턴디쉬(40)에서 유입/유출 두 메스 플로우가 발생한다, 유출의 경우에 노즐(60)의 막힘 등 제품에 직결되기 때문에, 유출은 조절하지 않고, 유입량을 조절하며, 이는 공급 유량에 따른 래들 노즐(15), 즉, 래들 스토퍼(11)의 개도를 연산한 후, 래들 스토퍼(11)의 위치를 조절한다. 본 발명에 따른 무게 조절에 있어서는 래들 노즐(15)의 개도를 메스 플로우 및 모델링을 통하여 계산하고, 모델링을 통하여 얻어진 개도로 상기 래들 스토퍼(11)를 이동시킴으로써, 공급량을 변동시키며 이를 통하여 신속한 턴디쉬 무게 변동이 가능하다.
특히, 종래의 방식과 같은 래들 로드셀(30), 턴디쉬 로드셀(70)을 통한 무게 조절의 경우에, 래들 노즐(15)의 개도는 사용자의 감각에 의해서 이루어지며, 이는 시행착오를 통하여 무게를 조절하는 것으로, 무게 조절까지의 시간이 오래 소요될 뿐만 아니라 이 동안에 제품의 불량이 발생할 뿐만 아니라 노즐의 막힘까지 발생할 수 있으나, 본 발명의 일실시예의 경우에, 신속한 무게 변동을 통하여 이러한 문제를 해결할 수 있다.
무게 제어는 간격 조절에 단독으로 사용될 수도 있으나, 노즐(60)을 공압 실린더, 유압 실린더 혹은 서보모터 실린더를 통하여 이동시키는 것과 함께 연계해서 활용될 수도 있다. 즉, 본 발명의 무게제어는 단독으로 활용하여 간격 조절을 수행할 수도 있지만, 다른 간격 조절과 함께 연동하여 조절에 사용될 수도 있다.
이하에서는 본 발명에서는 1. 간격 조절을 빠르게 달성하도록 턴디쉬 무게를 신속 및 정확하게 제어하고, 2. 정확한 측정을 통하여 정확한 간격 조절을 위한 근거를 마련하는 것에 대하여 순차적으로 설명하도록 한다.
1. 메스 플로우를 고려한 턴디쉬 무게 조절
비정질 파이버 제조 장치에서 노즐(60)과 냉각휠 사이의 간격을 조절하기 위하여는 턴디쉬(40)의 무게 조절이 필수적이나, 위에서 말한 바와 같이, 턴디쉬(40)는 유입/유출 유량이 있는 것으로 본 발명에서는 무게를 조절을 신속하게 수행하기 위하여는 턴디쉬(40)에서 메스 플로우를 고려하여 턴디쉬(40)의 무게를 조절한다.
턴디쉬(40)의 메스플로우를 고려하기 위하여는 턴디쉬(40)의 무게제어시스템을 모델링할 필요가 있다. 무게제어시스템의 모델링은 적용된 설비에 따라서 달라지게 되며, 이하에서는 첨부된 도면을 기초하여 설명하나, 다른 설비의 경우에 해당 설비에 맞게 변경되어 사용한다.
턴디시(40) 내 용선무게시스템의 모델링 및 제어를 위해서는 래들 스토퍼의 높이와 유량 및 무게변화의 상관관계의 규명이 필요하다. 우선 턴디시(40)내 용선의 무게(M)는 식(1)과 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00001
... 식 (1)
여기서,
Figure pat00002
: 턴디시내 용선무게
Figure pat00003
: 턴디시내 용선 초기 무게
Figure pat00004
: 용선 밀도 [kg/m3]
Figure pat00005
: 턴디시내 용선유량[m3/sec]이다.
또한, 턴디쉬 내의 용선유량 Q는 공급되는 유량과 유출되는 유량의 차이에 의해 식(2)와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00006
... 식(2)
유량은 단면적과 유속의 곱으로 나타낼 수 있으며, 단면적, 즉 개도면적은 래들 스토퍼(11)의 높이(H)에 의해서 달라지므로, 단면적은 높이(H)의 함수로 정의될 수 있으며, 따라서, 유입 유량은 래드 스토퍼(11)의 높이의 함수로 정의될 수 있으며, 유출되는 유량의 경우 도 4 에 도시된 바와 같이 노즐(60)에 형성된 구멍(61)의 수(N)와 구멍의 면적(Anoz)을 곱한 총 유출 면적에 유속을 곱하여 구해지게 된다.
이러한, 유입/유출을 고려하며, 턴디쉬(40) 내부에서 용선무게시스템은 다음의 식(3)에 따라서 정의된다.
Figure pat00007
... 식(3)
즉, 턴디쉬(40) 내부에서 용선무게시스템은 래들 스토퍼의 높이와 단면적 상관 관계인 f(H)와 두가지 유속인 래들 유속(V_lad), 노즐 유속(V_noz)에 의해서 정해진다.
래들 스토퍼(11)의 높이와 단면적 상관 관계(f(H))와 관련하여, 도 5 에서 보이듯이, 래들 스토퍼(11)가 올라가는 경우에 래들 스토퍼(11)와 래들 노즐(15)사이의 구단은 래들 스토퍼의 높이(H)에 따라서 변화된다. 일정 높이에서는 래들 스토퍼(11)와 래들 노즐(15)의 이너면(16)의 최단 거리를 잇는 선분이 경사면을 형성하는 절두 원뿔의 경사면의 면적이 개도가 되며, 높이(H)에 따라서 최대값을 가지게 된다. 도 6 에는 도 2 의 비정질 파이버 제조 장치의 스토퍼의 높이에 따른 개도 면적의 그래프가 도시되어 있다.
한편, 유속과 관련하여, 식(3)을 미분하면, 식(4)와 같은 미분 방정식을 얻을 수 있으며, 이로부터 턴디시내 용선무게의 변화는 두 개의 유속 V_lad과 V_noz의 선형결합임을 알 수 있다.
Figure pat00008
... 식(4)
선형결합은 중첩의 원리를 이용할 수 있으므로 식(4)을 다음과 같이 분해할 수 있다.
Figure pat00009
... 식(5)
식(5)의 두 번째 식으로부터 래들 유속(V_lad)을 구할 수 있으며, f(H)는 상술한 관계를 활용한다면 래들(10) 하부에 설치된 래들 로드셀(30)로부터 무게를 받아 미분함으로써, M1의 변화를 측정하는 것이 가능하며, 식(5)의 세 번째 식으로부터 노즐 유속(V_noz)을 구할 수 있다. 노즐 유속(V_noz)을 구할 때, 래들(10)로부터 유입되는 유량을 없애고 턴디쉬 로드셀(80)로부터 무게를 받아서 미분함으로써 M2의 변화를 측정할 수 있다.
도 7 에는 본 발명의 일실시예에 따른 제어부의 무게 제어기(151) 및 턴디쉬 모델(155)이 도시되어 있다.
본 발명의 제어부(150)에서 무게 제어기(151)는 턴디쉬 스토퍼 제어기(152), 래들 스토퍼 제어기(153) 및 메스 플로우 제어기(154)를 포함하며, 턴디쉬 모델(155)은 상기 턴디쉬 스토퍼 제어기(152), 래들 스토퍼 제어기(153) 및 메스 플로우 제어기(154)로부터 전달받은 턴디쉬 스토퍼(41), 래들 스토퍼(11)의 제어 입력을 가지고 유출 유량 연산부(156), 유입 유량 연산부(157) 및 적분기(158)를 통하여 턴디쉬(40)의 무게를 도출한다.
턴디쉬 스토퍼 제어기(152)는 턴디쉬 스토퍼(41)의 위치 지령에 따라서 개도량을 조절하여, 온-오프로 제어된다.
래들 스토퍼 제어기(153)는 무게 목표치(M_ref)를 받아서, 무게값과의 차이를 구하며, 이를 비례 적분 제어하여 래들 스토퍼의 위치 제어량 출력을 계산한다.
메스 플로우 제어기(154)는 무게 모델에 사용된 유출 유량 계수(식(5)의 세 번째 식)과 유입 유량 계수((식(5)의 두 번째 식)의 상관 관계를 이용하여(식(7)), 피드 포워드 하며, 턴디쉬 모델(155) 내부에 있는 유출량에 해당하는 유입량을 계산하여 래들 스토퍼(11)의 위치값을 변환시킨다.
Figure pat00010
... 식 (6)
이렇게 래들 스토퍼(11)의 위치값이 래들 스토퍼 제어기(153)와 메스 플로우 제어기(154)에 의해서 제어됨으로써, 무게 제어가 신속하게 수행될 수 있다.
턴디쉬 모델(155)에서는 턴디쉬 스토퍼(41)의 제어값(uout)과 래들 스토퍼(11)의 제어값(uin)을 받아서, 각각 유출 유량 연산부(156) 및 유입 유량 연산부(157)를 통과하며, 이들이 합쳐져 적분기(158)를 통과하여 턴디쉬(40)의 무게가 구해진다. 턴디쉬(40)의 무게는 피드백되도록 상기 래들 스토퍼 제어기(153)로 제공된다.
도 7 의 제어부(150)에서 메스 플로우 제어기(154)는 턴디쉬 모델(155)에 있는 유출량(Qout)에 해당하는 상쇄를 시켜주게 되어 턴디쉬 스토퍼 제어기(152)와 레들 스토퍼 제어기(153)가 디커플(decouple)되는 효과를 가지게 된다.
한편, 턴디쉬 스토퍼(41)는 온/오프로 동작하나, 래들 스토퍼(11)의 경우에 높이(H)에 따라서 턴디쉬(40)로의 유입유량이 조절되므로, 정밀한 제어가 필요하다. 래들 스토퍼(11)의 경우 일례로 그라파이트재질로써 알루미나와 카본의 함량이 70% 이상인 금속 물성을 가질 수 있다. 이 경우 온도에 따라서 팽창할 수 있으며, 그 경우 온도에 따른 팽창률의 관계가 도 8 에 도시되어 있다.
따라서, 래들 스토퍼(11)를 제어함에 있어서, 래들(10) 내에 설치된 래들 온도계로부터 온도 값을 전달받아서, 래들 스토퍼(11)의 제어에 반영하여야 한다. 도 8 의 열팽창값을 고려하면, 래들 스토퍼(11)가 그라파이트재질로써 알루미나와 카본의 함량이 70% 이상인 금속 물성을 가지는 경우 1400℃에서는 대략 11mm 가 팽창하게 되므로, 이를 고려하지 않는 경우에 래들 스토퍼(11)를 완전하게 닫는 제어를 하면 실제로는 11mm의 압축력을 제공하는 것이어서 래들 스토퍼(11)와 노즐(15)이 파손될 수 있다.
도 9 및 10 에는 종래의 방법에 따라서 제어한 경우 시간에 따른 턴디쉬 용선 무게를 도시한 그래프와 본 발명의 일실시예에 따라서 제어한 경우 시간에 따른 턴디쉬 용선 무게를 도시한 그래프가 각각 도시되어 있다.
도 9 에서 보이듯이, 턴디쉬(40)에서 메스 플로우를 고려하지 않고 무게제어를 한 경우에 무게의 편차도 크며, 사실상 제어가 잘 이루어지지 않는 것을 알 수 있다. 이와 같은 경우에 노즐(60)과 냉각휠(80) 사이의 간격이 무게에 따라서 변동되면서 비정질 파이버(F)의 품질이 들쭉날쭉해지는 원인이 된다. 반면, 도 10 에서 보이듯이, 본 발명의 일실시예에 따라서 제어하는 경우에 제어 편차가 5kg 이내로 감소함을 확인할 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예에 따라서 제어하는 경우에 무게 변화가 신속할 뿐만 아니라 정확하게 제어되는 것을 확인할 수 있다. 이는 무게를 변화시킬 때도 가능하며, 무게를 유지시킴에 있어서도 유용하게 활용할 수 있다.
2. 노즐과 냉각휠 사이의 간격 측정
도 11 에는 본 발명의 일실시예에 따른 측정부의 부분 사시도가 도시되어 있다.
도 11 에서 보이듯이, 냉각휠(80)의 회전 방향 전면에는 전면 조명(120)이 배치되며, 냉각휠(80)의 회전 방향 후면에는 후면 조명(110) 및 카메라(100)가 배치된다. 도 11 의 실시예에서 냉각휠(80)은 시계방향으로 회전한다.
전면 조명(120)은 노즐(60)의 길이 방향을 따라서 배치되며, 노즐(60)의 전역으로 조명을 제공하며, 후면 조명(110) 및 카메라(100)는 노즐(60)의 에지부에 대응되는 위치에 배치되며, 노즐(60)의 에지부를 조명 및 촬영한다
본 발명의 일실시예에서 전면 조명(120)에 의해 카메라(100)에 취득된 영상을 제어부(150)에서 개발된 간격 측정 알고리즘을 이용하여 냉각휠(80)과 노즐(60) 사이의 간격을 실시간 자동으로 정확히 측정한다. 만약, 전면 조명(120)에 의한 영상으로 간격 측정이 불가능한 경우에는 후면 조명(110)에 의한 반사 특성을 이용하여 영상을 취득한 후 간격 측정 알고리즘을 이용하여 간격을 측정한다.
전면 조명(120)이 점등되어 있고 후면 조명(110)이 소등되어 있는 경우, 후면부의 카메라(100)에서 노즐(60)과 냉각휠(80)의 가장자리를 측정한다. 측정된 영상은 제어부(150)의 영상처리기의 간격 자동 계측 알고리즘을 적용하여 냉각휠(80)과 노즐(60) 사이의 간격을 측정한다. 만약, 측정 가능 영역이 오염되어 있다면, 후면 조명(110)을 점등한 후 간격을 측정한다. 이렇게 측정된 간격은 턴디쉬 로드셀(70)의 턴디쉬 무게와 함께 제어부(150)로 제공되어 상술한 무게 조절에 사용된다.
도 12 에는 본 발명의 일실시예에 따른 측정 방법을 도시한 순서도가 도시되어 있다. 카메라로부터 간격 측정 영상을 획득한다(S111). 측정 영상에 대해 이진화 과정을 거친다(S112). 그 후 비정질 파이버 제품 생산을 위한 주조 공정이 시작되었는지를 판단하고(S113).
만약 주조 시작 전일 경우, 간격 부분이 조명에 의해 화이트 특성을 가지는 점을 이용하여 이진화 영상으로부터 노즐 후보 영역을 계산한다(S115). 그 후 세로방향으로 투사시켜서 노즐의 위치를 찾으며(S116). 미분을 이용하여 노즐의 가장자리 부분을 찾는다(S117). 노즐의 가장자리 부분에서 간격 측정 가능 영역을 계산한다(S118).
만약 주조가 시작되었다면 현재 후면부 조명이 점등되었는지를 확인한다(S114). 후면부 조명이 소등되어 있고(S114), 측정 가능 영역이 오염되어 있지 않다(S120)면 주조 전 계산된 측정 가능 영역에서 간격 측정을 수행한다(S122). 만일 후면부 조명이 소등되어 있고(S114), 측정 가능 영역이 오염되었을 경우(S120)는 후면 조명을 점등한다(S121). 이때, 전면 및 후면 조명(110, 120) 및 카메라(100)의 위치는 서로 반대가 될 수 있다.
주조 시작 후 후면 조명(110)이 점등되어 있으면 간격 측정 영역에서 이진화를 수행한 후(S119)에 다시 간격을 측정한다(S120).
이때, 전면 및 후면 조명(110, 120)으로는 청색광을 발생시키는 광원 혹은 청색 필터를 사용할 수 있으며, 카메라(100)가 청색광만을 받아들이도록 카메라(100)에 청색 필터를 설치할 수 있다. 비정질 파이버의 제조 장치에서는 1000℃ 이상의 고온의 용강이 사용되기 때문에, 적색광의 경우에 용강으로 인하여 정확한 측정이 어려울 수 있으나, 청색광의 경우에는 비정질 파이버의 용강에서 나오는 색이 아니기 때문에 용강에 간섭 없이 정확한 측정이 가능할 수 있다.
한편, 제어부(150)는 에지 검출부(161)를 포함하며, 이진화부(162), 프로파일 생성부(163) 및 에지 판단부(164)를 포함하여 이루어지며, 카메라(100)로부터 획득된 영상으로부터 노즐(60)의 측면 에지를 검출할 수 있다. 이하에서는 발명의 이해를 돕기 위해 제1 영역(Z1)에 대한 영상을 기준으로 설명하나, 제2 영역(Z2)에 대한 영상에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 13 내지 17 에는 본 발명의 일시예에 따른 측정 방법에서 영상 처리 과정을 설명하는 도면이 도시되어 있다(S115~118).
다음, 제어부(150)의 에지 검출부(161) 중 프로파일 생성부(163)는, 이진화부(162)로부터 전달받은 이진화된 영상에 대해서, 도 15에 도시된 바와 같은 수직 프로파일을 생성할 수 있다. 도 15에서 가로축은 도 13 영상의 가로축을, 세로축은 도 13 영상의 각 열에 대하여 화소값을 모두 더한 값(즉, 수직 프로파일)을 의미한다.
한편, 수직 프로파일을 구하는데 걸리는 연산 시간을 저감하기 위해, 프로파일 생성부(163)는, 이진화된 영상(도 13 참조) 중 노즐(60)의 하부와 냉각휠(80)의 상부 영역을 갭 측정 후보 영역(도 14 참조)으로 설정하는 갭 후보 영역 설정부(163a)와, 설정된 갭 측정 후보 영역(도 14 참조)에 대하여 수직 프로파일을 생성하는 수직 프로파일 생성부(163b)를 포함하여 구성될 수 있다.
그리고 에지 검출부(161) 중 에지 판단부(164)는, 프로파일 생성부(163)에서 생성된 수직 프로파일의 미분값이 최대치(201; 도 16)를 가지는 지점을 노즐의 측면 에지로 판단할 수 있다. 즉, 도 15의 수직 프로파일에 대하여, 가로 방향으로 수직 프로파일을 미분할 수 있으며, 그 결과 도 16 과 같은 수직 프로파일의 미분값을 구할 수 있다. 도 16에서 미분값이 최대값(201)을 가지는 지점을 노즐(60)의 측면 에지로 검출할 수 있는 것이다.
한편, 갭 측정 영역 설정부(165)는, 도 17 에 도시된 바와 같이, 검출된 노즐(60)의 측면 에지를 기준으로 노즐(60)의 하부 에지와 냉각휠(80)의 상부를 포함하는 갭 측정 영역(300)을 설정할 수 있다.
도 18에는 도 17에 도시된 갭 측정 영역(300)을 확대한 도면이 도시되어 있다. 즉, 도 18에 도시된 바와 같이, 갭 측정 영역(300)은 에지 검출부(161)에서 검출한 노즐의 에지(EdGe, EG)를 기준으로 측면 에지(EG)로부터 일정 거리(L) 이격된 상태로, 노즐(60)의 하부 에지와 냉각휠(20)의 상부가 포함되도록 설정될 수 있다. 즉, 갭 측정 영역(300)의 노즐(60)에는 구멍(61; 도 11 참고)이 구비되어 있지 않기 때문에 갭 측정 영역(300)에는 노즐(60)로부터 용융 합금이 배출되지 않으며, 이에 따라 노즐(60)로부터 용융 합금이 배출되는 동안에도 설정된 갭 측정 영역(300)의 영상으로부터 노즐(60)의 하부 에지와 냉각휠(80)의 상부 에지까지의 거리(즉, 갭)을 측정할 수 있는 것이다. 상술한 일정 거리(L)는 분사구들이 구비된 위치에 따라 결정될 수 있는 값이다. 본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 갭 측정 영역(300)은 에지 검출부(161)에서 검출한 노즐(60)의 측면 에지(EdGe, EG), 노즐(60)의 하부 에지와 냉각휠(80)의 상부가 포함되도록 설정될 수도 있다.
마지막으로, 갭 측정부(167)는, 갭 측정 영역 설정부(165)에서 설정된 갭 측정 영역(300)에 대하여, 노즐(60)의 하부 에지와 냉각휠(80)의 상부 에지까지의 거리인 갭(도 18의 G 참조)을 측정할 수 있다.
즉, 카메라(100)에 의해 획득된 영상, 즉 노즐(60)의 측면 에지와 냉각휠(80)의 상부를 포함하는 영상 중 위에서 설정한 갭 측정 영역(300)에 대하여 이진화 과정, 에지 검출 알고리즘을 적용하여 노즐(60)의 하부 에지와 냉각휠(80)의 상부 에지를 검출한 후, 노즐(60)의 하부 에지와 냉각휠(80)의 상부 에지까지의 거리(즉, 갭)를 측정할 수 있다.
상술한 갭 측정 영역(300)의 설정은, 노즐(60)로부터 용융 합금이 배출되지 않는 상태에서 획득된 영상으로부터 설정될 수 있다. 그리고 설정된 갭 측정 영역(300)에 대하여, 노즐(60)로부터 용융 합금이 배출 중인 상태에서 획득된 영상에 기초하여 갭 측정부(167)는, 노즐(60)의 하부 에지와 냉각휠(80)의 상부 에지까지의 거리를 측정 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 냉각휠의 전면 및 후면에 노즐과 냉각휠 사이의 갭으로 조명을 조사하는 전면 조명 및 후면 조명과 노즐의 측면 에지와 냉각휠의 상부를 포함하는 영상을 획득하기 위한 카메라를 배치시킨 후, 영상 획득부에서 획득된 영상으로부터 노즐의 측면 에지를 검출하고, 검출된 노즐의 측면 에지를 기준으로 설정된 갭 측정 영역에 대하여, 노즐의 하부 에지와 냉각휠의 상부 에지까지의 거리를 측정함으로써, 노즐로부터 용융 합금이 배출되는 도중에도 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 측정할 수 있다.
특히, 상황에 따라서 전면 조명(120)과 후면 조명(110)을 선택하여 쓸 수 있어서, 정확한 간격 측정이 가능하며, 이에 기초하여 턴디쉬(40)의 무게 제어, 위치 제어가 가능하다.
도 11 에서는 카메라(100)가 노즐 에지를 측정 영역으로 하고 있는데, 필요에 따라서는 카메라(100)가 노즐(60) 전역을 측정 영역으로 할 수 있으며, 전면 조명(120) 투광 여부 및 후면 조명(110)의 반사 여부를 통하여 노즐(60)에서 구멍(61)의 막힘 여부를 판단할 수 있다.
노즐(60)에서 구멍의 막힘 여부는 무게 제어에서 턴디쉬(40)의 유출량(Qout)에 영향을 주게 되므로, 카메라(100)를 통하여 노즐(60)의 구멍(61)의 막힘을 감지하는 경우에 이는 제어부(150)의 무게 모델(155)의 유출 유량 연산부(156)에 제공하여 무게 모델에 반영한다.
이상에서는 본 발명의 일실시예를 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 위 실시예로 제한되지 않고 본 발명이 속하는 분야의 기술자에 의해서 다양하게 변형실시될 수 있음은 물론이다.
예를 들어, 간격 측정에서 에지부 판정 및 조명을 통한 떨어진 거리 측정은 통상의 기술자가 사용할 수 있는 방식에서 다양하게 변형실시될 수 있으며,
또, 무게 모델에 있어서도 사용되는 설비에 맞게 무게 모델을 변형하여 실시할 수 있음은 물론이다.
10: 래들 11: 래들 스토퍼
15: 래들 노즐 20: 래들 스토퍼 실린더
30: 래들 로드셀 40: 턴디쉬
41: 턴디쉬 스토퍼 50: 턴디쉬 스토퍼 실린더
60: 노즐 70: 턴디쉬 로드셀
80: 냉각휠 100: 카메라
110: 후면 조명 120: 전면 조명
150: 제어부 151: 무게 제어기
154: 메스 플로우 제어기 155: 무게 모델
161: 에지 검출부 165: 갭 측정 영역 설정부
167: 갭 측정부

Claims (17)

  1. 용선을 저장하며 복수의 구멍이 형성된 노즐을 포함하는 용선 공급부; 상기 노즐의 하부에 배치되며, 상기 노즐을 통하여 제공되는 용선을 냉각하면서 회전하는 냉각휠;을 포함하는 비정질 파이버 제조 장치에서 상기 노즐과 상기 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법으로,
    상기 노즐과 상기 냉각휠 사이의 간격을 측정하는 측정 단계; 및
    상기 노즐과 상기 냉각휠 사이의 간격을 조절 혹은 유지하는 조절 단계;를 포함하며,
    상기 조절 단계는 상기 용선 공급부의 메스 플로우를 고려하여 수행되는 것을 특징으로 하는 비정질 파이버 제조 장치에서 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 용선 공급부는 용선을 1차적으로 저장하는 래들에 의해서 공급된 용선을 저장하며 상기 노즐이 하면에 배치된 턴디쉬를 포함하며,
    상기 용선 공급부의 메스 플로우는 상기 래들로부터 상기 턴디쉬로 공급되는 공급 유량과, 상기 노즐을 통하여 턴디쉬로부터 빠져나가는 배출 유량에 의해서 설정되는 것을 특징으로 하는 비정질 파이버 제조 장치에서 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 조절 단계는 상기 래들로부터 상기 턴디쉬로 공급되는 공급 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 비정질 파이버 제조 장치에서 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 조절 단계는
    간격 조절을 위한 상기 턴디쉬의 목표 무게를 설정하고,
    상기 턴디쉬의 측정 무게로부터 상기 목표 무게로 변화를 위하여, 상기 래들로부터 상기 턴디쉬로 공급되는 공급 유량 및 상기 공급 유량에 따른 래들 노즐의 개도를 연산하고,
    상기 래들 노즐의 개도 연산값에 따라서 상기 래들 노즐의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는 비정질 파이버 제조 장치에서 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 측정 단계는 상기 노즐 일면에서 조명을 비추고, 상기 조명의 반대면에 배치된 카메라를 통하여 상기 노즐과 냉각휠 사이의 영상 정보를 획득한 후 상기 영상 정보를 처리함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 비정질 파이버 제조 장치에서 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 측정 단계는 상기 일면의 조명으로부터 상기 카메라가 얻는 영상 정보가 영상 정보 처리에 부족한 경우에 상기 반대면에 설치된 추가 조명으로 상기 노즐과 냉각휠 사이를 비추고, 상기 카메라가 상기 추가 조명에 의해서 반사되는 반사 영상 정보를 획득하고, 상기 반사 영상 정보를 처리함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 비정질 파이버 제조 장치에서 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 카메라는 상기 노즐의 가장자리의 영상 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 비정질 파이버 제조 장치에서 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 조명은 청색광을 제공하거나, 상기 카메라는 청색광만의 영상 정보를 획득하는 것을 특징으로 하는 비정질 파이버 제조 장치에서 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 카메라는 상기 노즐의 후면에, 상기 조명은 상기 노즐의 전면에 배치되는 것을 특징으로 하는 비정질 파이버 제조 장치에서 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐과 냉각휠 사이의 간격의 측정은 상기 노즐 일면에서 조명을 비추고, 상기 조명과 같은 면에 배치된 카메라를 통하여 상기 조명에 의한 상기 노즐과 냉각휠 사이의 반사 영상 정보를 획득한 후 상기 반사 영상 정보를 처리함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 비정질 파이버 제조 장치에서 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 노즐과 냉각휠 사이의 간격의 측정은 상기 일면의 조명으로부터 상기 카메라가 얻는 영상 정보가 영상 정보 처리에 부족한 경우에 상기 조명의 반대면에 설치된 추가 조명으로 상기 노즐과 냉각휠 사이를 비추고, 상기 카메라가 상기 추가 조명에 영상 정보를 획득하고, 상기 영상 정보를 처리함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 비정질 파이버 제조 장치에서 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법.
  12. 제 4 항에 있어서,
    상기 래들은 상기 턴디쉬로 용선을 제공하는 래들 노즐과 상기 래들 노즐을 개폐하며, 개도 조절이 가능한 래들 스토퍼를 포함하며,
    상기 래들에서 상기 턴디쉬로 공급되는 유량을 조절하는 것은 턴디쉬의 목표 중량을 위한 래들 스토퍼의 개도 위치로 상기 래들 스토퍼를 이동시키되, 상기 래드 스토퍼의 이동시 목표 중량 시의 턴디쉬 메스플로우를 고려하여 이동시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질 파이버 제조 장치에서 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법.
  13. 제 5 항에 있어서,
    상기 측정 단계에서 상기 노즐의 복수의 구멍의 막힘 여부를 함께 판단하고,
    상기 조절 단계에서 상기 노즐의 구멍 막힘 여부를 상기 용선 공급부의 메스 플로우에 반영하여 상기 노즐과 상기 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 것을 특징으로 하는 비정질 파이버 제조 장치에서 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 래드 스토퍼의 이동시 목표 중량 시의 턴디쉬 메스플로우를 고려하여 이동시키는 것은 목표 중량에서의 턴디쉬의 유출량에 해당하는 유입량을 반영하는 것을 특징으로 하는 비정질 파이버 제조 장치에서 노즐과 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 방법.
  15. 용선을 1차적으로 저장하며, 턴디쉬로 용선을 제공하는 래들 노즐과 상기 래들 노즐을 개폐하며, 개도 조절이 가능한 래들 스토퍼를 포함하는 래들;
    상기 래들 노즐 하부에 배치되어 상기 래들에서 공급된 용선을 저장하며 복수의 구멍이 형성된 노즐이 하면에 배치된 턴디쉬;
    상기 노즐의 하부에 배치되며, 상기 노즐을 통하여 제공되는 용선을 냉각하면서 회전하는 냉각휠; 및
    상기 래들 스토퍼에 연결되며, 상기 턴디쉬의 메스 플로우를 고려하여 상기 노즐과 상기 냉각휠 사이의 간격을 제어하는 제어부를 포함하는 비정질 파이버 제조 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 노즐 제 1 면에 배치된 제 1 조명;
    상기 제 1 면의 반대위치인 제 2 면에 배치된 제 2 조명; 및
    상기 제 2 면에 배치된 카메라;를 더 포함하며,
    상기 제 1 조명, 제 2 조명 및 상기 카메라는 상기 제어부에 연결되며, 상기 제어부는 상기 카메라의 영상 정보를 통하여 상기 노즐과 상기 냉각휠 사이의 간격을 획득하도록 상기 제 1 조명과 상기 제 2 조명의 온/오프를 조절하는 것을 특징으로 하는 비정질 파이버 제조 장치.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 조명 및 상기 카메라는 상기 노즐의 가장자리의 영상정보를 얻도록 상기 노즐의 가장자리를 향하여 배치되는 것을 특징으로 하는 비정질 파이버 제조 장치.
KR1020130163330A 2013-12-25 2013-12-25 비정질 파이버 제조시 냉각휠과 노즐 사이 간격 제어 방법 및 비정질 파이버 제조 장치 KR101536477B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130163330A KR101536477B1 (ko) 2013-12-25 2013-12-25 비정질 파이버 제조시 냉각휠과 노즐 사이 간격 제어 방법 및 비정질 파이버 제조 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130163330A KR101536477B1 (ko) 2013-12-25 2013-12-25 비정질 파이버 제조시 냉각휠과 노즐 사이 간격 제어 방법 및 비정질 파이버 제조 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150075285A true KR20150075285A (ko) 2015-07-03
KR101536477B1 KR101536477B1 (ko) 2015-07-13

Family

ID=53788329

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130163330A KR101536477B1 (ko) 2013-12-25 2013-12-25 비정질 파이버 제조시 냉각휠과 노즐 사이 간격 제어 방법 및 비정질 파이버 제조 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101536477B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107690361A (zh) * 2015-09-11 2018-02-13 马克思-普朗克科学促进协会 通过熔体纺丝制造具有微米范围内厚度的金属或无机纤维的设备和方法
CN110142384A (zh) * 2019-05-17 2019-08-20 山东电亮亮信息科技有限公司 大容量纳米晶喷带双液位闭环控制生产装置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05293610A (ja) * 1992-04-22 1993-11-09 Kawasaki Steel Corp 急冷薄帯製造における供給流量制御方法及びその装置
JPH09192794A (ja) * 1995-11-09 1997-07-29 Kawasaki Steel Corp 急冷金属薄帯の製造方法
KR100920310B1 (ko) * 2002-12-24 2009-10-08 재단법인 포항산업과학연구원 급냉응고 스트립 제조설비의 갭 측정/유지장치 및 그 방법
KR20130077479A (ko) * 2011-12-29 2013-07-09 재단법인 포항산업과학연구원 비정질 파이버 제조설비의 노즐과 냉각휠의 갭 제어장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107690361A (zh) * 2015-09-11 2018-02-13 马克思-普朗克科学促进协会 通过熔体纺丝制造具有微米范围内厚度的金属或无机纤维的设备和方法
JP2018516177A (ja) * 2015-09-11 2018-06-21 マックス−プランク−ゲゼルシャフト ツール フェルデルンク デル ヴィッセンシャフテン エー．ファウ． メルトスピニングによりミクロン範囲の厚みを有する金属繊維または無機繊維を製造する装置および方法
CN107690361B (zh) * 2015-09-11 2019-11-08 马克思-普朗克科学促进协会 通过熔体纺丝制造具有微米范围内厚度的金属或无机纤维的设备和方法
CN110142384A (zh) * 2019-05-17 2019-08-20 山东电亮亮信息科技有限公司 大容量纳米晶喷带双液位闭环控制生产装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR101536477B1 (ko) 2015-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6430467B2 (ja) 鋳片品質の予測装置及びその方法
CN110851997B (zh) 一种测量和预测结晶器内真实初凝坯壳厚度的系统和方法
WO2000051762A1 (fr) Procede et dispositif permettant, en coulee continue, de predire et de reguler la configuration d'ecoulement de l'acier en fusion
KR101536477B1 (ko) 비정질 파이버 제조시 냉각휠과 노즐 사이 간격 제어 방법 및 비정질 파이버 제조 장치
CN107303601B (zh) 铸坯的冷却监控系统和方法
KR101257260B1 (ko) 개재물 탈락 결함 지수를 이용한 슬라브의 품질 예측방법
JP5716333B2 (ja) 鋳片表層品質予測方法および鋳片表層品質予測装置
JP5690230B2 (ja) 連続鋳造用モールドパウダーの溶融層厚み測定方法
CN105195701A (zh) 连铸钢包浇注时钢水流场分布的测量方法及装置
ES2949545T3 (es) Método y aparato para monitorizar un proceso de colada de acero continuo
US20240116234A1 (en) Extrusion device and extrusion method
KR20120110589A (ko) 탕면 레벨을 이용한 주편 품질 평가방법
JP4501892B2 (ja) 連続鋳造の鋳型内溶湯温度の推定方法及び装置
Mazza et al. The mold temperature mapping with ultrasonic contactless technology is the key for the real-time initial solidification process control tools
CN117265449B (zh) 一种钢管镀锌风环控制系统
RU2775264C1 (ru) Способ управления для машины непрерывного литья, устройство управления для машины непрерывного литья и способ изготовления отливки
Krasilnikov et al. Local heat transfer through mold flux film and optimal narrow face taper adjustment
JP2894272B2 (ja) 溶融金属の流速測定装置とその方法
KR100516028B1 (ko) 연속주조에 있어서의 용강의 유동패턴추정·제어방법 및그를 위한 장치
JP7332875B2 (ja) 連続鋳造鋳型内可視化装置、方法、およびプログラム
JP2010194548A (ja) 連続鋳造における凝固シェル厚み推定方法及び装置、連続鋳造におけるブレークアウト検出方法及び装置
JP2011104618A (ja) 連続鋳造によって製造される薄膜素材の材料設計方法及び材料設計装置
Rout et al. Development and application of nozzle clogging index to improve the castabilty in continuous slab casting
KR20140084701A (ko) 급냉응고 주편제조장치의 노즐간격 측정장치 및 급냉응고 주편 제조장치의 노즐간격 측정방법
JP2009226480A (ja) 連続鋳造におけるブレークアウト検出方法及び装置、該装置を用いた鋼の連続鋳造方法、ブレークアウト防止装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant