KR20160059750A - 탕면 유동 제어 장치 및 이를 이용한 탕면 유동 제어 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 탕면 유동 제어 장치는 내부에 용강이 수용된 주형의 폭 방향 온도를 복수의 위치에서 측정하는 복수의 측온기, 복수의 측온기 각각에서 측정된 위치별 상대적 온도값을 상기 용강의 탕면 유동 형태로 검출하는 탕면 유동 검출 유닛, 유동 검출 유닛에서 검출된 탕면 유동 형태를 분석하여, 기 저장된 복수의 유동 패턴 타입 중 어느 하나의 유동 패턴 타입으로 분류하는 유동 패턴 분류 유닛, 주형의 외측에 설치되어, 자장을 발생시켜, 상기 자장에 의해 상기 용강의 유동을 제어하는 자장 발생 유닛 및 유동 패턴 분류 유닛에 저장된 복수의 유동 패턴 타입에 따른 복수의 유동 제어 타입이 저장되어 있으며, 상기 복수의 유동 제어 타입 중 상기 분류된 유동 패턴 타입에 따른 하나의 유동 제어 타입을 선택하여, 상기 자장 발생 유닛의 구동을 제어하는 유동 제어 유닛을 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태들에 의하면, 주형의 상측에 복수의 측온기를 설치하여 탕면의 폭 방향 위치별 온도를 검출하고, 이를 상대적으로 나타내어, 용강 탕면의 위치별 상대적 높이로 변환하여 탕면 유동 형태를 검출한다. 또한, 검출된 탕면 유동 형태를 기 저장된 복수의 유동 패턴 타입 중 어느 하나로 분류하고, 분류된 유동 패턴 타입에 따라 주형 내 자장을 제어함으로써, 조업 중인 용강의 유동을 주편 결함 발생 가능성이 적은 또는 없는 정상 유동 패턴이 되도록 제어할 수 있다.

Description

탕면 유동 제어 장치 및 이를 이용한 탕면 유동 제어 방법{APPARATUS FOR CONTROLLING THE FLOW OF MOLTEN STEEL AND METHOD FOR CONTROLLING FLOW OF MOLTEN STEEL}

본 발명은 탕면 유동 제어 장치 및 이를 이용한 탕면 유동 제어 방법에 관한 것으로, 주형 내 용강 탕면의 유동 제어가 용이한 탕면 유동 제어 장치 및 이를 이용한 탕면 유동 제어 방법에 관한 것이다.

일반적으로 연속 주조(continuous casting) 공정은 일정한 형상의 주형에 용강을 연속적으로 주입하고, 주형 내에서 반응고된 용강을 연속적으로 주형의 하측으로 인발하여 주편(slab), 블룸(bloom), 빌렛(billet) 등과 같은 다양한 형상의 반제품을 제조하는 공정이다. 주형은 그 내부에 냉각수가 순환함으로써 주입된 용강이 반응고되어 일정한 형태로 만들어지게 된다. 즉, 용융 상태의 용강이 주형에서의 1차 냉각 작용에 의해 반응고 되고, 주형으로부터 인발된 미응고 용강은 상기 주형 하측에 연장 설치된 2차 냉각대에서 분사되는 냉각수에 의해 응고가 진행되어 완전한 고체 상태의 주편이 형성된다.

주형에서의 1차 냉각은 주편(slab)의 표면 품질을 결정하는데 가장 중요하다. 즉, 1차 냉각은 주형 내의 용강의 유동에 의해 좌우되며, 일반적으로 용강과 주형 내벽 간의 윤활 및 용강의 보온을 위해 용강 탕면(meniscus) 상에는 몰드 플럭스(mold flux)가 도포되어 있다. 그런데, 주형 내에서 용강 탕면(meniscus)에서의 빠른 유동 또는 편류(bias flow)가 발생하면, 몰드 플럭스의 혼입이 야기되고, 이로 인해 따라 주편에 결함이 발생된다.

따라서, 탕면 유동에 따른 주편 결함을 방지하기 위해서는 주조 조업 중에 주형 내 용강 탕면의 유동을 실시간으로 측정할 필요가 있다. 그러나, 용강은 주형 내에서 고온 상태로 유지되기 때문에, 탕면의 유동 패턴(또는 유동 패턴, 유동 형상)을 실시간으로 측정하기란 어렵다. 또한, 용강 탕면 상에 몰드 플럭스가 도포되어 있기 때문에, 육안 또는 카메라 등을 상용하여 작업자가 확인 가능하도록 관찰이 불가능하다.

한편, 주형 내 용강의 탕면 유동을 검출하는 방법으로, 등록특허공보 제10-12244323호에서와 같이 전자기 유도 코일을 이용한 와전류 레벨계(ECLM: eddy current level meter)를 통해 탕면의 높이를 측정하고, 이를 이용하여 탕면의 높이를 제어하는 기술이 이용되고 있다. 그러나, 상술한 방법은 어느 한 지점의 높이만을 측정하기 때문에 탕면 전체의 용강 유동을 측정하는 것은 불가능하다.

등록특허공보 제10-12244323호

본 발명은 주형 내 용강 탕면의 유동을 가시화하고, 이를 이용하여 탕면 유동을 제어할 수 있는 탕면 유동 제어 장치 및 이를 이용한 탕면 제어 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 주형 내 용강 탕면의 유동 패턴 형태에 따라 상기 탕면의 유동을 제어 방법을 조절하여, 탕면 유동에 따른 주편 결함 발생을 줄일 수 있는 탕면 유동 제어 장치 및 이를 이용한 탕면 유동 제어 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 탕면 유동 제어 장치는 내부에 용강이 수용된 주형의 폭 방향 온도를 복수의 위치에서 측정하는 복수의 측온기; 상기 복수의 측온기 각각에서 측정된 위치별 상대적 온도값을 상기 용강의 탕면 유동 형태로 검출하는 탕면 유동 검출 유닛; 상기 유동 검출 유닛에서 검출된 탕면 유동 형태를 분석하여, 기 저장된 복수의 유동 패턴 타입 중 어느 하나의 유동 패턴 타입으로 분류하는 유동 패턴 분류 유닛; 상기 주형의 외측에 설치되어, 자장을 발생시켜, 상기 자장에 의해 상기 용강의 유동을 제어하는 자장 발생 유닛; 상기 유동 패턴 분류 유닛에 저장된 복수의 유동 패턴 타입에 따른 복수의 유동 제어 타입이 저장되어 있으며, 상기 복수의 유동 제어 타입 중 상기 분류된 유동 패턴 타입에 따른 하나의 유동 제어 타입을 선택하여, 상기 자장 발생 유닛의 구동을 제어하는 유동 제어 유닛;을 포함한다.

상기 탕면 유동 검출 유닛은 상기 복수의 측온기에서 측정된 온도 측정값을 상기 용강 탕면의 위치별 온도값을 상대적으로 나타내어, 상기 용강 탕면의 유동 형태로 검출한다.

상기 복수의 측온기는 상기 주형 내에 수용되는 용강 탕면에 비해 높은 위치에서 등간격으로 이격 설치된다.

상기 측온기는 상기 탕면으로부터 50mm 이내의 높이에 설치된다.

상기 유동 패턴 분류 유닛은, 상기 복수의 유동 패턴 타입이 저장된 유동 패턴 타입 저장부; 상기 탕면 유동 검출 유닛에서 검출된 탕면 유동 형태의 온도 데이타와, 상기 기 저장된 복수의 유동 패턴 타입의 온도 데이타를 대비하여, 상기 검출된 탕면 유동 형태를 상기 기 저장된 복수의 유동 패턴 타입 중 어느 하나의 유동 패턴 타입으로 분류하는 패턴 분류부;를 포함한다.

상기 유동 패턴 타입 저장부에 저장된 복수의 유동 패턴 타입은 상기 탕면의 위치별 온도 및 상기 탕면의 온도 분포에 따라 각기 다른 종류의 유동 패턴 타입으로 분류되어 있으며, 상기 복수의 유동 패턴 타입은 탕면 유동에 의한 결함 발생 가능성이 낮은 적어도 하나의 정상 유동 패턴과, 탕면 유동에 의한 결함 발생 가능성이 높은 복수의 비정성 유동 패턴을 포함한다.

상기 유동 제어 유닛은, 상기 유동 패턴 타입 저장부에 저장된 복수의 유동 패턴 타입에 따라 상기 자장 발생 유닛의 제어 조건을 변경하여, 상기 탕면 유동을 제어하도록 복수의 유동 제어 타입이 저장된 유동 제어 타입 저장부; 상기 분류된 유동 패턴 타입에 따라, 상기 유동 제어 타입 저장부에 저장된 복수의 유동 제어 타입 중, 어느 하나의 유동 제어 타입으로 선택하는 유동 제어 타입 선택부; 상기 유동 제어 타입 선택부에서 선택된 유동 제어 타입에 따라 상기 자장 발생 유닛으로 인가되는 전원을 제어하여, 자장의 이동 방향을 제어하는 전자기장 제어부;를 포함한다.

상기 주형은 서로 마주보도록 마련된 제 1 및 제 2 장변과, 제 1 장변과 제 2 장변 사이에 위치하며, 상호 이격되어 마주보도록 설치된 제 1 및 제 2 단변을 포함하고, 상기 복수의 측온기는 상기 주형의 제 1 및 제 2 장변과 제 1 및 제 2 단변 각각에 설치되며, 상기 주형의 제 1 및 제 2 장변 방향의 중심 위치에 상기 주형으로 용강을 토출하는 노즐이 설치되고, 상기 자장 발생 유닛은 상기 제 1 장변의 연장 방향으로 나열되도록 설치되며, 상기 노즐을 중심으로 대칭되도록 설치된 제 1 및 제 2 자장 발생부와, 상기 제 2 장변의 연장 방향으로 나열되도록 설치되며, 상기 노즐을 중심으로 대칭되도록 설치된 제 3 및 제 4 자장 발생부를 포함하며, 상기 전자기장 제어부는 상기 제 1 내지 제 4 자장 발생부와 연결되어, 상기 유동 제어 타입 선택부에서 선택된 유동 제어 타입에 따라 상기 제 1 내지 제 4 자장 발생부 각각으로 인가되는 전원을 제어하여, 제 1 내지 제 4 자장 발생부 각각에서의 자장의 이동 방향을 제어한다.

상기 유동 제어 유닛은 상기 검출된 탕면 유동 형태가 정상 유동 패턴으로 분류되는 경우, 상기 제 1 내지 제 4 자장 발생부의 자장 이동 방향으로 유지시키고, 상기 검출된 탕면 유동 형태가 복수의 비정상 유동 패턴 중 어느 하나로 분류되는 경우, 상기 검출된 탕면 유동 형태가 정상 유동 패턴이 되도록 상기 제 1 내지 제 4 자장 발생부 각각의 자장 이동 방향을 제어한다.

상기 유동 제어 유닛은 상기 선택된 유동 제어 타입이 가지고 있는 자장 이동 방향 및 전류 밀도 조건에 따라, 제 1 내지 제 4 자장 발생부 각각의 자장 이동 방향과, 상기 제 1 내지 제 4 자장 발생부 각각으로 인가되는 전류 밀도를 제어한다.

본 발명에 따른 탕면 유동 제어 방법은 주형의 폭 방향을 따라 나열되도록 설치된 복수의 측온기를 이용하여, 용강 탕면의 폭 방향의 복수의 위치에서 온도를 측정하는 과정; 상기 측정된 각 위치에 따른 온도를 상대적으로 분석하여, 상기 용강의 탕면 유동 형태로 검출하는 과정; 상기 검출된 탕면 유동 형태를 저장된 복수의 유동 패턴 타입 중 어느 하나의 유동 패턴 타입으로 분류하는 과정; 상기 분류된 유동 패턴 타입에 따라 기 저장된 복수의 유동 제어 타입 중 어느 하나를 선택하여 유동 제어 타입을 선택하는 과정; 상기 선택된 유동 제어 타입으로 상기 주형의 외측에 설치된 자장 발생 유닛에서의 자장 형성을 제어하는 과정;을 포함한다.

상기 용강 탕면의 폭 방향의 복수의 위치에서 온도를 측정하는 데 있어서,

상기 복수의 측온기를 상기 주형 상에서 상기 용강 탕면에 비해 높게 위치하며, 상기 주형 폭 방향으로 나열되어 등 간격으로 이격되도록 배치시켜, 복수의 측온기 각각으로 온도를 측정한다.

상기 측정된 각 위치에 따른 온도를 상대적으로 분석하여, 상기 용강의 탕면 유동 형태로 검출하는 과정은, 각 위치에서 측정된 복수의 온도 측정값을 상대적으로 비교하여, 상기 용강 탕면의 각 위치별 상대적인 높이로 나타냄으로써, 용강의 탕면 유동 형태로 검출하는 과정을 포함한다.

상기 검출된 탕면 유동 형태를 2차원적 또는 3 차원적으로 가시화되도록 표시한다.

상기 검출된 탕면 유동 형태를 상기 기 저장된 복수의 유동 패턴 타입 중 어느 하나의 유동 패턴 타입으로 분류하는 과정은, 주조 과정에서 발생할 수 있는 복수의 유동 패턴 타입을 분류하여 저장하는 과정; 상기 기 저장된 복수의 유동 패턴 타입과 검출된 탕면 유동 형태를 대비하는 과정; 상기 검출된 탕면 유동 형태의 온도 데이타를 상기 기 저장된 복수의 유동 패턴 타입 중, 어느 하나의 유동 패턴 타입으로 분류하는 과정; 을 포함한다. 상기 기 저장되는 복수의 유동 패턴 타입은 탕면 유동에 의한 결함 발생 가능성이 낮은 적어도 하나의 정상 유동 패턴과, 탕면 유동에 의한 결함 발생 가능성이 높은 복수의 비정성 유동 패턴을 포함하고, 상기 선택된 유동 제어 타입으로 상기 선택된 유동 제어 타입으로 상기 자장 발생 유닛에서의 자장 형성을 제어하는 과정에 있어서, 상기 검출된 탕면 유동 형태가 정상 유동 패턴 타입으로 분류되는 경우, 상기 자장 발생 유닛의 자장 상태를 유지하고,상기 검출된 탕면 유동 형태가 복수의 비정상 유동 패턴 타입 중 어느 하나의 유동 패턴 타입으로 분류되는 경우, 상기 검출된 탕면 유동 형태가 정상 유동 패턴 타입이 되도록 상기 자장 발생 유닛의 자장 이동 방향을 조절한다.

상기 분류된 유동 패턴 타입으로 상기 자장 발생 유닛의 자장 형성을 제어하는데 있어서, 상기 복수의 유동 제어 타입 중, 상기 복수의 유동 패턴 타입 별로 각기 대응하는 유동 제어 타입을 선택하고, 상기 선택된 유동 제어 타입으로 상기 자장 발생 유닛에 전원을 인가하여, 상기 자장 발생 유닛의 자장 이동 방향을 제어한다.

상기 분류된 유동 패턴 타입으로 상기 자장 발생 유닛의 자장 형성을 제어하는데 있어서, 상기 선택된 유동 제어 타입이 가지고 있는 자장 이동 방향 및 전류 밀도 조건에 따라, 상기 자장 발생 유닛의 자장 이동 방향 및 전류 밀도를 제어한다.

상기 주형은 서로 마주보도록 마련된 제 1 및 제 2 장변과, 제 1 장변과 제 2 장변 사이에 위치하며, 상호 이격되어 마주보도록 설치된 제 1 및 제 2 단변을 포함하고, 상기 복수의 측온기는 상기 주형의 제 1 및 제 2 장변과 제 1 및 제 2 단변 각각에 설치되며, 상기 주형의 제 1 및 제 2 장변 방향의 중심 위치에 상기 주형으로 용강을 토출하는 노즐이 설치되고, 상기 자장 발생 유닛은 상기 제 1 장변의 연장 방향으로 나열되도록 설치되며, 상기 노즐을 중심으로 대칭되도록 설치된 제 1 및 제 2 자장 발생부와, 상기 제 2 장변의 연장 방향으로 나열되도록 설치되며, 상기 노즐을 중심으로 대칭되도록 설치된 제 3 및 제 4 자장 발생부를 포함하며, 상기 전자기장 제어부는 상기 제 1 내지 제 4 자장 발생부와 연결되어, 상기 선택된 유동 제어 타입에 따라 상기 제 1 내지 제 4 자장 발생부 각각으로 인가되는 전원을 제어하여, 제 1 내지 제 4 자장 발생부 각각에서의 자장의 이동 방향을 제어한다.

상기 검출된 탕면 유동 형태에서, 상기 노즐의 일측 및 타측 각각의 탕면에서 복수의 위치에서 검출된 복수의 온도 측정값 중, 최저 온도와 최고 온도 간의 온도 편차, 탕면 중심 온도에 대한 탕면의 양 가장자리의 온도의 높고 낮음, 상기 양 가장자리 온도와 탕면 중심 온도 간의 차이에 의해 정상 유동 패턴과, 비정성 유동 패턴으로 분류되며, 상기 복수의 유동 패턴 타입은, 상기 복수의 유동 패턴 각각의 온도 데이타에서, 최저 온도와 최고 온도 간의 온도 편차, 탕면 중심 온도에 대한 탕면의 양 가장자리의 온도의 높고 낮음, 상기 양 가장자리 온도와 탕면 중심 온도 간의 차이에 의해 서로 다른 비정상 유동 패턴 타입으로 분류된다.

상기 검출된 탕면 유동 형태의 온도값 중, 최저 온도와 최고 온도 간의 차이값인 탕면 온도 편차가 기 설정된 기준 편차를 만족하고, 탕면 양 가장자리의 온도 각각이 중심 온도와 같거나 크며, 상기 탕면 양 가장자리 각각 온도와 중심 온도 간의 차이값인 제 1 및 제 2 온도 편차 각각이 기준값 이하를 만족하면, 정상 유동 패턴으로 분류하고, 상기 탕면 온도 편차가 기준 편차를 벗어나거나, 상기 제 1 및 제 2 온도 편차 각각이 중심 온도에 비해 작거나, 제 1 및 제 2 온도 편차 중 적어도 어느 하나가 기 설정된 기준값을 초과하면, 비정상 유동 패턴으로 분류한다.

상기 검출된 탕면 유동 형태가 복수의 비정상 유동 패턴 타입 중 어느 하나로 분류되는 경우, 상기 검출된 탕면 유동 형태의 양 가장자리의 온도 중 적어도 어느 하나가 중심 온도에 비해 크면, 상기 제 1 내지 제 4 자장 발생부에 있어서, 상기 노즐의 양측 영역 중, 가장자리의 온도가 중심 온도에 비해 큰 영역에 대응 위치한 자장 발생부에서의 자장이 노즐 방향으로 이동하도록 조절하여, 용강 유속을 감속한다.

상기 검출된 탕면 유동 패턴이 복수의 비정상 유동 패턴 중 어느 하나로 분류되는 경우, 상기 검출된 탕면 유동 패턴의 양 가장자리의 온도 중 적어도 어느 하나가 중심 온도에 비해 작으면, 상기 제 1 내지 제 4 자장 발생부에 있어서, 가장자리의 온도가 중심 온도에 비해 작은 영역에 대응 위치한 자장 발생부에서의 자장이 노즐로부터 외측 방향으로 이동하도록 조절하여, 용강의 유속을 가속한다.

상기 양 가장자리의 온도와 상기 중심 온도 간의 온도 차이가 클수록 제 1 내지 제 4 자장 발생부 중 적어도 어느 하나로 인가되는 전류 밀도를 증가시켜, 용강의 가속력 또는 감속력을 증가시킨다.

상기 검출된 탕면 유동 형태가 복수의 비정상 유동 패턴 중 어느 하나로 분류되는 경우, 상기 검출된 탕면 유동 형태가 상기 양 가장자리 각각의 온도와 상기 중심 온도 간의 차이값이 상기 기준 편차의 최 하한치 미만이면, 제 1 내지 제 4 자장 발생부 각각에서의 자장 이동 방향을 서로 다르게 하여, 상기 용강을 회전시킨다.

본 발명의 실시형태들에 의하면, 주형의 상측에 복수의 측온기를 설치하여 탕면의 폭 방향 위치별 온도를 검출하고, 이를 상대적으로 나타내어, 용강 탕면의 위치별 상대적 높이로 변환하여 탕면 유동 형태를 검출한다. 또한, 검출된 탕면 유동 형태를 기 저장된 복수의 유동 패턴 타입 중 어느 하나로 분류하고, 분류된 유동 패턴 타입에 따라 주형 내 자장을 제어함으로써, 조업 중인 용강의 유동을 주편 결함 발생 가능성이 적은 또는 없는 정상 유동 패턴이 되도록 제어할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서는 실시간으로 용강 탕면을 가시화할 수 있고, 또한 비정상 유동 패턴으로 판단되는 경우, 용강의 유동을 실시간으로 제어할 수 있어, 유동에 따른 결함 발생을 방지할 수 있어, 주편의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 탕면 유동 제어 장치의 구성도
도 2는 복수의 측온기 및 자장 발생 유닛이 설치된 주형을 도시한 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탕면 유동 제어 장치의 구성을 불록화하여 도시한 도면
도 4a는 주형의 한 쌍의 장변 및 한 쌍의 단변 각각에 복수의 측온기가 설치된 상면도
도 4b는 복수의 측온기에 의해 측정된 한 쌍의 장변 및 한 쌍의 단변 각각에서의 폭 방향 위치별 온도를 상대적으로 나타내어 검출된 탕면 유동 형태를 그래프화하여 가시화한 도면
도 4c는 3차원적으로 가시화한 도면
도 5는 주형의 장변 및 단변 각각에 설치된 측온기를 설치 모습을 도시한 상면도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유동 패턴 타입 저장부에 기 저장 또는 기 설정되는 복수의 유동 패턴 타입을 나타낸 도면
도 7은 도 6에 도시된 제 8 유동 패턴 타입에서 발생되는 더블롤 유동 형태와, 제 7 유동 패턴 타입에서의 싱글롤 유동 형태를 도시한 도면
도 8은 본 발명의 실시예에서 정상 유동 패턴으로 분류되는 제 1 유동 패턴 타입과, 제 2 유동 패턴 타입의 위치별 온도 분포를 도시한 도면
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 유동 패턴 타입 저장부에 기 저장 또는 기 설정되는 복수의 유동 패턴 타입 및 이에 따른 복수의 유동 제어 타입을 도시한 도면
도 10은 자장 발생 유닛에 인가되는 2상 교류 전류의 위상을 나타낸 도면
도 11은 자장 발생 유닛에 인가되는 2상 교류 전류에 따라 용강의 용강의 유동 방향 및 회전 유동을 설명하는 도면
도 12는 자장 이동 방향에 따른 용강의 감속, 가속 및 회전 상태를 도시한 도면
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 탕면 유동 제어 방법을 설명하기 위한 순서도
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 탕면 유동 제어 방법에서 탕면 유동 형태 검출 방법을 설명하기 위한 순서도
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 탕면 유동 제어 방법에서 검출된 탕면 유동을 하나의 유동 타입으로 분류하는 방법을 설명하기 위한 순서도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 탕면 유동 제어 장치의 구성도이다. 도 2는 복수의 측온기 및 자장 발생 유닛이 설치된 주형을 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탕면 유동 제어 장치의 구성을 불록화하여 도시한 도면이다. 도 4a는 주형의 한 쌍의 장변 및 한 쌍의 단변 각각에 복수의 측온기가 설치된 상면도, 도 4b는 복수의 측온기에 의해 측정된 한 쌍의 장변 및 한 쌍의 단변 각각에서의 폭 방향 위치별 온도를 상대적으로 나타내어 검출된 탕면 유동 형태를 그래프화하여 가시화한 것이고, 도 4c는 3차원적으로 가시화한 것이다. 도 5는 주형의 장변 및 단변 각각에 설치된 측온기를 설치 모습을 도시한 상면도이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 유동 패턴 타입 저장부에 기 저장 또는 기 설정되는 복수의 유동 패턴 타입을 나타낸 도면이다. 도 7은 도 6에 도시된 제 8 유동 패턴 타입에서 발생되는 더블롤 유동 형태와, 제 7 유동 패턴 타입에서의 싱글롤 유동 형태를 도시한 도면이다. 도 8은 본 발명의 실시예에서 정상 유동 패턴으로 분류되는 제 1 유동 패턴 타입과, 제 2 유동 패턴 타입의 위치별 온도 분포를 도시한 것이다. 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 유동 패턴 타입 저장부에 기 저장 또는 기 설정되는 복수의 유동 패턴 타입 및 이에 따른 복수의 유동 제어 타입을 도시한 도면이다. 도 10은 자장 발생 유닛에 인가되는 2상 교류 전류의 위상을 나타낸 도면이다. 도 11은 자장 발생 유닛에 인가되는 2상 교류 전류에 따라 용강의 용강의 유동 방향 및 회전 유동을 설명하는 도면이다. 도 12는 자장 이동 방향에 따른 용강의 감속, 가속 및 회전 상태를 도시한 도면이다. 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 탕면 유동 제어 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 탕면 유동 제어 방법에서 탕면 유동 형태 검출 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 탕면 유동 제어 방법에서 검출된 탕면 유동을 하나의 유동 타입으로 분류하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 탕면 유동 제어 장치를 포함하는 주조 설비는 노즐(20)로부터 용강을 공급받아 1차 냉각시키는 주형(10), 주형(10) 상에서 상기 주형(10)의 폭 방향으로 나열되도록 이격 설치되어, 각각에서 온도를 측정하는 복수의 측온기(100), 주형(10)의 외측에 설치되어 주형(10) 내 용강을 유동시키기 위한 자장을 형성하는 자장 발생 유닛(500)), 주형(10) 내 수용된 용강 탕면의 유동을 검출하는 탕면 유동 검출 유닛(200), 검출된 탕면 유동 형태를 기 저장 또는 기 설정된 복수의 유동 패턴 타입 중 어느 하나의 유동 패턴 타입으로 분류하는 유동 패턴 분류 유닛(300), 분류된 유동 패턴 타입에 따라 자장 발생 유닛(500))의 동작을 제어함으로써 탕면 유동을 조절함으로써, 용강 탕면이 정상 유동 패턴의 형태가 되도록 제어하는 유동 제어 유닛(400)을 포함한다.

또한, 주조 설비는 도시되지는 않았지만, 주형(10) 상측에 위치하며 용강을 일시 저장하는 턴디쉬, 주형(10) 하측에 설치되어 주형으로부터 인발된 반 응고된 주편에 냉각수를 분사하여 냉각시키는 2차 냉각대를 포함한다. 여기서, 2차 냉각대는 복수의 세그먼트가 주조 방향으로 연장 설치된 구성일 수 있다.

턴디쉬, 노즐(20), 2차 냉각대 등은 일반적인 주조 설비의 구성과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

주형(10)은 노즐(20)로부터 공급되는 용강을 수용하고, 소정의 주편 형상으로 용강을 응고시키기 위해 1차 냉각한다. 이러한 주형(10)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 소정 거리 이격되어 서로 마주보도록 마련된 2개의 장변(11a, 11b)과, 2개의 장변(11a, 11b) 사이에 소정 거리 이격되어 서로 마주보도록 마련된 2개의 단변(12a, 12b)을 포함한다. 여기서, 장변(11a, 11b) 및 단변(12a, 12b)은 각각 예를 들어 구리를 이용하여 제작할 수 있다. 따라서, 주형(10)는 2개의 장변(11a, 11b) 및 2개의 단변(12a, 12b) 사이에 용강을 수용하는 소정의 공간이 마련된다. 또한, 주형(10)의 2개의 장변(11a, 11b)과 2개의 단변(12a, 12b)이 이루는 중앙부에 노즐(20)이 마련된다. 노즐(20)로부터 공급된 용강은 주형(10)의 중앙부로부터 외측 방향으로 대칭적으로 공급되며 조업 조건 등에 따라 특정한 유동 현상을 보이면서 토출류가 형성된다. 한편, 용강은 주형(10)의 상단부가 소정 폭으로 잔류하도록 주형(10) 내에 수용되고, 용강 상면에는 몰드 플럭스가 도포될 수 있다. 이러한 용강의 상부면 즉, 용강의 표면이 탕면(meniscus)이 된다.

복수의 측온기(100)는 현 조업 중에 주형(10) 내에 수용된 용강 또는 용강 탕면의 온도를 측정한다. 이러한 복수의 측온기(100)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 주형(10)의 폭 방향으로 나열되도록 상호 이격 설치되는데, 이때 복수의 측온기(100)는 탕면으로부터 ±50mm의 동일한 높이에 설치된다. 또한, 복수의 측온기(100) 간의 상호 이격 간격은 등 간격으로서,100mm 내지 150mm으로 상호 이격 배치되는 것이 바람직하다. 복수의 측온기(100)는 한 쌍의 장변과 한 쌍의 단변 각각에서 폭 방향으로 나열 되도록 상호 이격 설치된다. 그리고 측온기(100)는 탕면의 상측에 위치하도록 주형(10) 상부에 설치되는데, 한 쌍의 장변(11a, 11b) 및 한 쌍의 단변(12a, 12b) 각각에서 탕면보다 50㎜ 이내의 높은 위치에 설치된다. 바람직하게는 측온기(100)는 탕면으로부터 상측으로 10mm 이내의 높은 위치, 보다 바람직하게는 탕면으로부터 4.5mm 높은 지점에 설치된다.

실시예에서는 측온기(100)로 열전대를 사용하나, 이에 한정되지 않고 온도를 측정할 수 있는 다양한 수단이 적용 가능하다.

탕면 유동 검출 유닛은 복수의 측온기(100) 각각에서 측정된 온도 측정값을 주형(10) 또는 용강 탕면의 폭 방향 위치별 온도값을 상대적으로 나타내어, 상기 용강 탕면의 위치별 상대적 높이로 변환하여 탕면 유동 형태를 검출한다.

탕면 유동 검출 유닛(200)에서 복수의 측온기(100)로부터 전달받은 복수의 측정 온도값을 이용하여 탕면 유동 형태를 검출하는 과정 및 방법을 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다. 복수의 측온기(100)는 도 1, 도 2 및 도 4a에 도시된 바와 같이 주형(10)의 한 쌍의 장변(이하, 제 1 장변(11a), 제 2 장변(11b)) 및 한 쌍의 단변(제 1 단변(12a) 및 제 2 단변(12b)) 각각의 연장 방향을 따라 설치되는데, 제 1 및 제 2 장변(11a, 11b)과, 제 1 및 제 2 단변(12a, 12b) 각각의 연장 방향을 따라 기재된 번호 1 내지 10은 상기 제 1, 2 장변(11a, 11b) 및 제 1, 2 단변(12a, 12b) 각각에 설치된 복수의 측온기(100)의 번호이다. 즉, 주형(10)의 제 1 및 제 2 장변(11a, 11b) 각각에 설치된 복수의 측온기(100)는 예컨대 좌측에서 우측 방향으로 제 1 내지 제 9 측온기로 명명될 수 있고, 주형의 제 1 및 제 2 단변(12a, 12b) 각각에 설치된 복수의 측온기(100)는 제 10 측온기로 명명될 수 있다. 실시예에서는 제 1 및 제 2 단변(12a, 12b) 각각에 하나의 측온기(즉, 제 10 측온기)가 설치되나, 이에 한정되지 않고, 단변(12a, 12b)의 연장 방향을 따라 복수의 측온기(100)가 설치될 수 있다.

상술한 바와 같이, 복수의 측온기(100)는 주형(10)의 제 1 및 제 2 장변(11a, 11b)과, 제 1 및 제 2 단변(12a, 12b)에 설치되어, 각 위치별 온도를 측정하는데, 탕면의 높이에 따라, 측정되는 온도가 다르다. 즉, 주형(10) 내 용강의 출렁거림에 의한 탕면 높이가 위치별로 다른데, 상대적으로 탕면의 높이가 높은 위치에서 측정된 온도값이 다른 위치에서의 온도값에 비해 높다. 이는, 용강 탕면의 높이와 측온기(100) 간의 간격이 가까울수록, 측온기(100)에서 측정되는 온도가 높고, 간격이 멀수록 측온기(100)에서 측정되는 온도가 낮기 때문이다. 이를 다른 말로 설명하면, 실시간으로 온도를 측정할 때, 일 측온기(100)에 있어서, 상기 일 측온기(100)에서 측정된 온도가 상승하면 탕면 높이가 높아져 탕면이 상기 일 측온기(100)와 가까워졌기 때문이고, 상기 일 측온기(100)에서 측정된 온도가 하강하면 탕면 높이가 낮아져 탕면이 상기 일 측온기(100)와 멀어졌기 때문이다. 따라서, 복수의 측온기(100)에서 측정된 온도의 차이를 이용하여 전체 탕면의 형상(또는 형태)를 검출할 있다. 이에, 복수의 측온기(100)에서 측정된 온도 차이를 이용하여 탕면의 유동을 검출할 수 있다. 즉, 주형(10)의 폭 방향 또는 탕면의 폭 방향으로 나열 배치된 복수의 측온기(100)에서 측정된 온도값을 위치별로 나타내는데, 탕면의 높이에 따라 온도가 달라지므로, 상기 온도값들을 상대적으로 비교하여 나타내면, 탕면의 상대적인 높이를 알 수 있다. 이에, 복수의 측온기(100)로부터 측정된 온도값들을 상대적으로 비교하여 나타내면, 탕면의 위치별 높이를 상대적으로 파악할 수 있어, 탕면 유동 형태를 검출할 수 있다.

그리고, 주형(10)의 제 1 및 제 2 장변(11a, 11b) 방향 각각에서의 위치에 따른 온도를 그래프화 하면, 도 4b와 같이 가시화할 수 있으며, 이는 작업자가 확인할 수 있도록 표시부(600)에 표시(디스플레이)할 수 있다. 또한, 주형(10)의 제 1 및 제 2 장변(11a, 11b) 방향 각각에서의 위치에 따른 온도와, 제 1 및 제 2 단변(12a, 12b) 방향 각각에서의 위치에 따른 온도를 이용하면, 도 4c에 도시된 바와 같이 3차원(3D)으로 가시화할 수 있으며, 이는 작업자가 확인할 수 있도록 표시부에 표시(디스플레이)할 수 있다.

유동 패턴 분류 유닛(300)은 검출된 탕면 유동 형태와 기 설정 또는 기 저장된 유동 패턴 타입을 비교하여, 상기 검출된 탕면 유동 형태가 어떤 패턴 타입의 유동 패턴인지 비교하여, 분류한다. 이때 유동 패턴 분류 유닛(300)에서는 결함 발생 가능성이 낮은 유동 패턴(이하, 정상 유동 패턴)인지, 결함 발생 가능성이 높은 유동 패턴(이하, 비정상 유동 패턴) 인지를 분류 또는 판단한다. 이러한 유동 패턴 분류 유닛(300)은 주조 조업 중에 발생할 수 있는 복수 종류의 유동 패턴 형태의 온도 데이터화하여 복수의 유동 패턴 타입이 저장된 유동 패턴 타입 저장부(310), 검출된 탕면 유동 형태와 저장된 복수의 유동 패턴 타입들을 비교하여, 상기 검출된 탕면 유동 패턴을 복수의 유동 패턴 타입들 중 하나로 분류, 정의 또는 결정하는 패턴 분류부(320)를 포함한다.

유동 패턴 타입 저장부(310)에는 상술한 바와 같이 복수의 유동 패턴 타입이 저장되는데, 복수의 유동 패턴 타입은 측정된 복수의 온도 측정값 중, 최저 온도와 최고 온도 간의 온도 차이(즉, 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})), 측정된 복수의 온도 측정값 중, 양측 최 외각에 위치한 측온기(100)로부터 측정된 탕면의 양 가장자리 각각의 온도(T_E1, T_E2)와, 노즐(20)이 위치한 탕면 중심 위치에서 설치된 측온기(100)로부터 측정된 중심 온도(T_C) 간의 관계 등에 따라 구분되어 진다. 이하에서는 복수의 측온기(100)로부터 측정된 탕면의 위치별 온도 측정값 중, 최저 온도와 최고 온도 간의 온도 차이(ΔT_{H -L})를 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})라 명명한다. 그리고 중심 온도(Tc)는 탕면 폭 방향의 중심에서 측정된 온도로서, 노즐과 대응 위치하는 측온기 또는 상기 노즐과 대응 위치하는 측온기의 양 측에 위치한 측온기 중 어느 하나의 측온기로부터 측정된 온도일 수 있다.

한편, 탕면의 일 연장 방향의 온도 분포에 있어서, 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})가 소정 범위 내이고, 양 가장자리 각각의 온도(T_E1, T_E2)가 탕면 중심의 온도(T_C)에 비해 높거나, 같으며(± 오차 범위 이내), 양 가장자리 각각의 온도(T_E1, T_E2)와 중심의 온도(T_C) 간의 온도 편차(이하, 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C}), 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C})가 소정 범위 이내일 때, 용강이 안정적으로 유동되어, 유동에 의한 결함 발생을 방지할 수 있는 주편을 주조할 수 있다.

여기서, 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})는 그 값이 너무 크거나, 작을 경우 탕면 유동에 의한 결함이 발생되므로, 제 1 소정값 이상, 상기 제 1 소정값 이상 수치인 제 2 소정값 이하여야 한다. 즉, 다시 설명하면 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})는 제 1 기준값(T₁) 이상, 제 2 기준값(T₂) 이하 범위 내여야하며, 상기 제 1 기준값(T₁)과 제 2 기준값(T₂)은 용강의 조성 및 제조 설비의 조건 등에 따라, 당업자가 여러번의 조업을 통해 획득할 수 있다.

이하에서는 제 1 기준값(T₁) 이상, 제 2 기준값(T₂) 이하의 범위를 기준 편차라고 명명하여 설명한다. 그리고 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})가 기준 편차를 만족한다는 것은 상기 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})가 제 1 기준값(T₁) 이상, 제 2 기준값(T₂) 이하의 값인 것을 의미한다. 반대로 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})가 기준 편차를 만족하지 않은다는 것은 상기 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})가 제 1 기준값(T₁) 미만이거나, 제 2 기준값(T₂)을 초과하는 값을 가진다는 것을 의미한다. 예컨대 제 1 온도가 50℃, 제 2 기준값 100℃라 할 때, 기준 편차는 50℃ 이상, 100℃ 이하(50℃ ≤기준 편차≥ 100℃)의 범위로 표현할 수 있다. 그리고, 탕면 유동에 의한 결함 발생을 방지할 수 있는 주편을 주조하기 위해서는 주조 중의 탕면의 위치별로 측정된 측정 온도값 중 최저 온도와 최고 온도 간의 차이 즉, 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})가 제 1 기준값(T₁)이상, 제 2 기준값(T₂) 이하(예컨대, 50℃ 이상, 100℃ 이하)가 되어야 한다.

또한, 탕면 유동에 의한 결함 발생을 방지하기 위해서는 탕면의 양 가장자리의 온도(T_E1, T_E2)가 중심 온도(T_C)에 비해 크거나, 같으면서, 이때 양 가장자리 각각의 온도(T_E1, T_E2)와 중심 온도(T_C) 간의 차이 즉, 온도 편차(ΔT_{E1 -C},ΔT_{E2 -C})가 소정의 값 이하여야 한다. 여기서 탕면의 양 가장자리는 주형(10) 내에서 주형(10) 단변(12a, 12b)과 인접한 가장자리 영역의 온도로서, 주형(10) 폭 방향으로 나열되도록 설치된 복수의 측온기(100)들 중 제 1 단변(12a) 및 제 2 단변(12b) 각각과 인접 배치된 측온기(100)로 측정된 온도이다. 또 다른 말로 설명하면, 복수의 측온기(100)들 중 양측의 최 외각에 위치한 측온기(100)에서 측정된 온도로서, 제 1 단변(12a) 및 제 2 단변(12b)과 인접한 탕면의 양 끝단의 온도이다.

이하에서는 상술한 양 가장자리의 온도 중, 제 1 단변(12a)과 인접한 탕면의 가장자리 또는 탕면의 일측 끝단 또는 제 1 단변(12a)과 인접한 최 외각 측온기(100)로부터 측정된 탕면의 온도를 제 1 가장자리 온도(T_E1)라 명명하고, 제 2 단변(12b)과 인접한 탕면의 가장자리 또는 탕면의 타측 끝단 또는 제 2 단변(12b)과 인접한 최 외각 측온기(100)로부터 측정된 탕면의 온도를 제 2 가장자리 온도(T_E2)라 명명한다.

상술한 바와 같이, 탕면 유동에 의한 결함 발생을 방지하기 위해서는 제 1 가장자리 온도(T_E1)와 제 2 가장자리 온도(T_E2) 각각은 중심 온도(T_C)에 비해 높거나, 같으면서, 제 1 가장자리 온도(T_E1)와 중심 온도 간의 차이값(이하, 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C}))와, 제 2 가장자리 온도(T_E2)와 중심 온도(T_C) 간의 차이 값(이하, 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C})이 소정값 이하여야 한다. 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C}) 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C}) 각각이 만족하여야 하는 소정값 이하의 기준값은 복수의 유동 패턴 타입을 구분 또는 분류하는 온도 수치값이다. 따라서, 이하에서는 유동 패턴 타입을 분류하기 위하여 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C}) 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C}) 각각과 비교되는 기준이 되는 값을 상기 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C}) 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C})의 기준이 되는 수치를 제 3 기준값(T₃)라 명명한다.

상술한 정의를 근거로 하여, 본 발명에서는 용강 또는 탕면 유동에 의한 주편 결함 발생을 최소화 또는 방지하기 위해서는 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})가 기준 편차를 만족(즉, 제 1 기준값(T₁) 이상, 제 2 기준값(T₂) 이하)하면서, 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 각각은 중심 온도(T_C)에 비해 크거나 같고, 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C})가 제 2 기준값(T₃) 이하이며, 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C})가 제 3 기준값(T₃) 이하여야 한다. 그리고 상술한 조건을 만족하는 유동 패턴을 정상 유동 패턴이라 정의한다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 복수의 유동 패턴 타입 중에서도 복수개의 유동 패턴 타입을 정상 유동 패턴으로 정의한다. 즉, 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 모두가 중심 온도(T_C)에 비해 크고, 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C}) 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C}) 각각이 제 3 기준값(T₃) 이하일 때, 유동 패턴 타입을 제 1 유동 패턴 타입으로 정의한다. 그리고, 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2)가 중심 온도(T_C)와 같고, 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C}) 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C}) 각각이 제 3 기준값(T₃) 이하일 때 제 2 유동 패턴 타입으로 정의한다.

여기서 "제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 중 적어도 어느 하나가 중심 온도(T_C)와 같다"는 것은 ±오차를 포함하는 것으로, 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 각각이 중심 온도(T_C)와 완전하게 동일하다는 의미는 아니며, ±오차 범위 내로 유사하다는 것을 의미한다.

현재 용강의 탕면 유동 형태가 제 1 유동 패턴 타입 및 제 2 유동 패턴 타입 중 어느 하나의 형태일 때, 탕면의 유동은 매우 안정적인 유동 상태로서, 적절한 탕면 속도 및 온도 확보가 가능하여 결함 발생이 낮은 유동 상태이다. 이에, 탕면 유동 형태가 제 1 유동 패턴 타입 및 제 2 유동 패턴 타입 형태가 될 때, 유동에 의한 결함이 발생되지 않거나, 최소화된다. 그리고 일반적으로 별도로 자장 발생 유닛(500))의 구동을 변경하지 않고, 검출된 유동 패턴 형태가 제 1 유동 패턴 타입 및 제 2 유동 패턴 타입 중 어느 하나일 때, 노즐(20)의 양측 영역에 각기 위치한 자장 발생 유닛(500))으로 인가되는 전류는 동일하다.

반대로, 용강 또는 탕면 유동에 의해 주편에 결함이 발생될 때, 탕면의 유동 패턴 또는 탕면의 온도를 보면, 탕면 온도 편(ΔT_{H -L}) 제 1 기준값(T₁) 내지 제 2 기준값(T₂) 이하(즉, 제 1 기준값(T₁) 이상, 제 2 기준값(T₂) 이하)의 범위를 벗어나거나, 제 1 가장자리 온도(T_E1)및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 중심 온도(T_C)에 비해 작거나, 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C})가 제 3 기준값(T₃) 초과 또는 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C})가 제 3 기준값(_T3)를 초과한다(도 6의 제 3 내지 제 10 유동 패턴 타입).

본 발명의 실시예에서는 복수의 유동 패턴 타입 중에서도 복수개의 유동 패턴 타입을 비정상 유동 패턴으로 정의한다(제 3 내지 제 10 유동 패턴 타입). 즉, 본 발명의 실시예에서는 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 중 적어도 하나가 중심 온도(T_C)에 비해 높되, 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C}) 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C}) 중 적어도 하나가 제 3 기준값(T₃)을 초과하는 유동 패턴 타입을 제 3 유동 패턴 타입, 제 4 유동 패턴 타입, 제 8 유동 패턴 타입으로 정의한다. 그리고, 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 중 어느 하나가 제 3 기준값(T₃)을 초과하는 유동 패턴 타입을 제 3 유동 패턴 타입 또는 제 4 유동 패턴 타입으로 정의하고, 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 모두 제 3 기준값(T₃)를 초과하는 유동 패턴 타입을 제 8 유동 패턴 타입으로 정의한다. 또한, 제 3 기준값(T₃)에 비해 높은 값을 제 4 기준값(T₄)이라 할 때, 제 3 기준값(_T3)을 초과하는 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 중 어느 하나가, 제 4 기준값(T₄)을 초과하면, 제 3 유동 패턴으로 정의한다. 그리고, 제 3 기준값(T₃)을 초과하는 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 중 어느 하나가 제 3 기준값(T₃)을 초과하면서, 제 4 기준값(T₄) 이하인 경우, 제 4 유동 패턴 타입으로 정의하였다.

상술한 제 3 유동 패턴 타입 및 제 4 유동 패턴 타입은 용강이 토출되는 노즐(20)의 양 측 토출구 중 하나의 토출구의 막힘으로 인해, 용강의 편류가 심하게 나타나는 발생되는 경우 나타나는 탕면 유동 형태이다. 그리고, 제 3 유동 패턴 타입 및 제 4 유동 패턴 타입의 유동이 발생될 때, 와류(VORTEX) 형태의 흐름 또는 유동이 발생되며, 이에 따라 결함 발생 가능성이 매우 커진다. 그리고 제 8 유동 패턴 타입은 노즐(20)의 양측 토출구의 막힘으로 인해, 도 7a와 같이 노즐로부터 토출된 용강이 상하로 분기되어 흐르는(도 7a의 A, B) 강한 더블 롤(Double roll) 유동이 발생되는 경우 나타나는 탕면 유동 형태이며, 제 8 패턴이 발생될 때, 와류(VORTEX) 형태의 흐름 또는 유동이 발생되며, 이에 따라 결함 발생 가능성이 매우 커진다.

또한, 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 중 어느 하나는 중심 온도(T_C)에 비해 작고, 다른 하나의 온도는 중심 온도(T_C)에 비해 높으며, 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C}) 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C}) 중 어느 하나가 제 3 기준값(T₃)를 초과하는 유동 패턴 타입을 제 5 유도 패턴 타입 또는 제 6 유동 패턴 타입으로 정의하였다.

또한, 제 3 기준값(T₃)에 비해 높은 값을 제 4 기준값(T₄)이라 할 때, 제 3 기준값(_T3)을 초과하는 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 중 어느 하나가, 제 4 기준값(T₄)을 초과하면, 제 5 유동 패턴으로 정의한다. 그리고, 제 3 기준값(T₃)을 초과하는 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 중 어느 하나가 제 3 기준값(T₃)을 초과하면서, 제 4 기준값(T₄) 이하인 경우, 제 6 유동 패턴 타입으로 정의한다.

이러한 제 5 유동 패턴 타입은 턴디쉬와 주형(10) 사이에서 노즐(20)의 연통을 제어하는 슬라이딩 게이트로 외기가 혼입되거나, 노즐(20)로 공급되는 Ar량의 제어 불능, 노즐(20) 용손 등으로 인한 문제로 인해, 용강으로부터 토출된 용강이 하측으로 향하는 흐름(C)이 발생되는 싱글롤이면서, 편류인 유동 패턴이다(도 7b 참조). 이러한 제 5 유동 패턴 타입에 의해서는 용강으로의 슬래그(slag) 혼입이 발생되며 이로 인한 결함이 발생된다. 또한, 제 6 유동 패턴 타입은 탕면 중심을 기준으로 일측 또는 타측 영역에 하향류의 유동이 발생되거나, 느린 탕면 속도로 인해 발생되는 유동 패턴으로서, 제 5 유동 패턴 타입에 비해서는 약한 싱글롤 및 편류를 형성하는 유동 패턴이며, 탕면 온도의 하락이 크고, 이로 인해 홀(hole) 형태의 결함 발생 가능성이 크다.

그리고, 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})는 제 1 기준값(T₁) 이상, 제 2 기준값(T₂) 이하를 만족하나 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2)가 중심 온도에 비해 작은 유동 패턴 타입을 제 7 유동 패턴 타입으로 정의한다. 다른 패턴 타입으로서, 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})가 온도가 제 1 기준값(T₁) 미만이고, 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 각각이 중심 온도(T_C)와 동일하거나, ±오차 범위 내로 유사하여, 잔잔한 유동을 가지는 유동 패턴 타입을 제 9 유동 패턴 타입으로 정의하였다. 또한, 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 중 어느 하나가 중심 온도(T_C)에 비해 작고, 다른 하나의 온도가 중심 온도(T_C)와 동일하거나, ±오차 범위 내로 유사한 유동 패턴 타입을 제 10 유동 패턴 타입으로 정의하였다.

제 7 유동 패턴 타입은 제 5 유동 패턴 타입의 발생 이유와 유사한데, 턴디쉬와 주형(10) 사이에서 노즐(20)의 연통을 제어하는 슬라이딩 게이트로 외기가 혼입되거나, Ar량의 제어 불능, 노즐(20) 용손 등으로 인한 문제로 싱글 롤 및 강한 편류 유동에 의한 유동 패턴이며, 제 7 유동 패턴 타입에 의해서는 용강으로의 슬래그(slag) 혼입이 발생됨에 따른 강한 싱글롤 유동 패턴으로서, 이에 따른 결함이 발생된다.

여기서 제 9 유동 패턴 타입은 유동의 거이 발생되지 않는 flat meniscus 형태의 매우 잔잔한 유동으로서, 상기 제 9 유동 패턴 타입의 발생 이유는 상술한 제 6 유동 패턴 타입과 유사하게 탕면 중심을 기준으로 일측 또는 타측 영역에 하향류의 유동이 발생되거나, 느린 탕면 속도로 인해 발생된다. 이러한 제 9 유동 패턴 타입이 발생되면 탕면 온도의 하락이 크고, 이로 인해 홀(hole) 형태의 결함 발생 가능성이 크다. 또한 제 10 유동 패턴 타입은 flat meniscus 형태의 매우 잔잔한 유동과, 싱글롤 유동이 혼재하는 것으로, 이러한 유동에 의해서는 홀(hole) 형태의 결함이 발생될 가능성이 크다.

이렇게 본 발명에서는 상술한 바와 같이 탕면 유동 패턴 타입을 10 종류로 분류하였고(도 6 참조), 이들 중 제 1 및 제 2 유동 패턴 타입은 결함 발생 가능성이 적은 정상 패턴 타입이며, 제 3 유동 패턴 타입 내지 제 10 유동 패턴 타입은 결함 발생 가능성이 높은 비정상 패턴 타입이다. 그리고 상술한 바와 같이 구분되어 지는 제 1 내지 제 10 유동 패턴 타입 및 이들에 따른 데이타는 유동 패턴 저장부(310)에 기 저장 또는 기 설정된다.

상기에서는 유동 패턴 타입 저장부(310)에 제 1 내지 제 10 유동 패턴 타입이 저장되어 검출된 탕면 패턴 형태를 상기 제 1 내지 제 10 유동 패턴 타입 중 하나로 분류하는 것을 설명하였다. 검출된 탕면 유동 패턴이 유동 패턴 타입 저장부(310)에 저장된 탕면 유동 패턴 데이터와 일치하지 않을 경우, 현재의 탕면 유동 패턴 및 그에 따른 주편의 품질을 추적하고 이들 데이터를 유동 패턴 타입 저장에 저장하여 유동 패턴 타입 저장부(310)를 지속적으로 업데이트한다.

패턴 분류부(320)에서는 탕면 유동 검출 유닛(200)에서 검출된 유동 패턴 형태와 유동 패턴 타입 저장부(310)에 저장된 제 1 내지 제 10 유동 패턴 타입을 대비 또는 비교하여, 주조 조업 중에 검출된 유동 패턴 형태를 제 1 내지 제 10 유동 패턴 타입 중 어느 하나의 패턴으로 분류한다.

즉, 패턴 분류부(320)에서는 검출된 유동 패턴 형태의 탕면 위치별(주형의 폭 방향 위치별) 온도를 분석하여, 분석된 온도 데이타와 일치하는 또는 분석된 온도 데이타 형태가 만족되는 유동 패턴 타입을 선택하여 분류한다. 보다 상세하게는 검출된 유동 패턴 형태의 위치별 온도 중, 최저 온도와 최고 온도 간의 차이 즉, 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L}), 제 1 및 제 2 가장자리 온도(T_{E1 ,} T_E2)와 탕면 중심 온도(T_C)를 분석하여, 분석된 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L}), 제 1 및 제 2 가장자리 온도(T_E1, T_E2), 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C}) 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C}) 각각이 만족하는 유동 패턴 타입을 선택하여 분류한다. 즉, 검출된 유동 패턴 형태의 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})가 기준 편차를 만족하는지, 벗어나는지, 제 1 및 제 2 가장자리 온도(T_E1, T_E2)가 탕면 중심 온도(T_C)와 같거나 큰지 또는 작은지, 제 1 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E1 -C}, ΔT_E2-C) 각각이 제 3 기준값(T₃)에 비해 작거나 같은지 또는 큰지에 따라, 제 1 내지 제 10 유동 패턴 타입 중 어느 하나로 선택하며, 이에 따라 정상 유동 패턴 및 비정성 유동 패턴 중 어느 하나로 분류된다.

예컨대, 검출된 탕면 유동 형태에 있어서, 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C})가 기준 편차를 만족하고, 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 각각이 중심 온도(T_C)의 이상이며, 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C}) 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C}) 각각이 제 3 기준값(T₃) 이하이면, 제 1 및 제 2 유동 패턴 타입 중 어느 하나로 분류된다. 그리고 여기서, 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 각각이 중심 온도(T_C)에 비해 큰 경우 제 1 유동 패턴 타입으로 분류되고, 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 각각이 중심 온도(T_C)와 동일하거나, ± 오차 범위 내로 유사한 경우 제 2 유동 패턴 타입으로 분류한다.

그리고, 용강 또는 탕면 유동에 의해 주편에 결함이 발생될 때, 탕면의 유동 패턴 또는 탕면의 온도를 보면, 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})가 제 1 기준값(T₁) 내지 제 2 기준값(T₂)(즉, 제 1 기준값(T₁) 이상, 제 2 기준값(T₂) 이하)의 범위를 벗어나거나, 제 1 가장자리 온도(T_E1)및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 중심 온도(T_C)에 비해 작거나, 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C})가 제 3 기준값(T₃) 초과 또는 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C})가 제 3 기준값(T₃)를 초과하는 경우, 제 3 내지 제 10 유동 패턴 타입 중 어느 하나로 분류된다.

즉, 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})가 기준 편차를 벗어나고, 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 중 적어도 하나가 중심 온도에 비해 높되, 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C}) 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C}) 중 적어도 하나가 제 3 기준값(T₃)을 초과하는 유동 패턴 타입을 제 3 유동 패턴 타입, 제 4 유동 패턴 타입, 제 8 유동 패턴 타입으로 분류한다. 여기서, 제 1 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E1 -C}, ΔT_{E2 -C}) 중 어느 하나가 제 3 기준값(T₃)를 초과하는 경우 제 3 및 제 4 유동 패턴 타입 중 어느 하나로 분류하고, 제 1 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E1 -C}, ΔT_{E2 -C}) 모두 제 3 기준값(T₃)를 초과하는 경우 제 8 유동 패턴 타입으로 분류한다. 그리고, 제 1 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E1 -C}, ΔT_{E2 -C}) 중 어느 하나가 제 3 기준값(T₃)을 초과할 때, 상기 제 3 기준값(T₃)를 초과하는 가장자리 온도가 제 3 기준값(T₃)를 초과하면서 제 4 기준값(T₄)을 초과하는 경우, 제 3 유동 패턴 타입으로 분류한다. 또한, 제 3 기준값(T₃)을 초과하는 가장자리 온도가 제 3 기준값(T₃)을 초과하면서 제 4 기준값(T4) 이하인 경우, 제 4 유동 패턴 타입으로 분류한다.

다른 예로, 검출된 유동 패턴의 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 중 어느 하나는 중심 온도(T_C)에 비해 작고, 다른 하나의 온도는 중심 온도(T_C)에 비해 높으며, 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C}) 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C}) 중 어느 하나가 제 3 기준값(T₃)을 초과하는 유동 패턴 타입을 제 5 유동 패턴 타입 또는 제 6 유동 패턴 타입으로 분류한다. 여기서, 제 1 또는 제 2 온도 편차(ΔT_{E1 -C}, ΔT_{E2 -C})가 제 3 기준값(T₃)를 초과하면서 제 4 기준값(T₅)을 초과하게 되면, 제 5 유동 패턴 타입으로 정의하고, 제 1 또는 제 2 온도 편차(ΔT_{E1 -C}, ΔT_{E1 -C})가 제 3 기준값(T₃)을 초과하면서 제 4 기준값(T₄) 이하인 경우 제 6 유동 패턴 타입으로 분류한다.

그리고, 검출된 유동 패턴의 탕면 온도 편(ΔT_H-L)는 제 1 기준값(T₁) 이상, 제 2 기준값_{( T2 )} 이하를 만족하나, 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2)가 중심 온도(T_C)에 비해 작은 유동 패턴 타입을 제 7 유동 패턴 타입으로 분류한다.

또한, 검출된 탕면 유동 패턴 유동의 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})가 제 1 기준값(T₁) 미만이고, 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 각각이 중심 온도(T_C)와 동일하거나, ±오차 범위 내로 유사하여 잔잔한 유동을 가지는 유동 패턴 타입을 제 9 유동 패턴 타입으로 분류한다.

또한, 제 1 가장자리 온도(T_E1) 및 제 2 가장자리 온도(T_E2) 중 어느 하나가 중심 온도(T_C)에 비해 작고, 다른 하나의 온도가 중심 온도(T_C)와 동일하거나, ±오차 범위 내로 유사한 유동 패턴 타입을 제 10 유동 패턴 타입으로 분류한다.

본 발명에서는 상술한 방법으로 검출된 탕면 유동 형태를 하나의 유동 패턴 타입으로 분류한다. 실시예에 따른 패턴 분류부에서는 제 1 장변(11a) 및 제 2 장변(11a) 중 어느 하나에 설치된 복수의 측온기(100)로부터 측정된 온도값으로 검출된 탕면 유동 형태를 하나의 유동 패턴 타입으로 분류한다. 이때, 제 1 장변(11a)을 따라 설치된 복수의 측온기(100)로부터 측정되어 검출된 탕면 유동 형태와, 제 2 장변(11b)을 따라 설치된 복수의 측온기(100)로부터 측정되어 검출된 탕면 유동 형태 중, 상대적으로 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})가 큰 탕면 유동 형태를 하나의 유동 패턴 타입으로 분류하여, 유동 제어 유닛(400)에 전달한다. 그리고 유동 제어 유닛(400)에서는 분류된 유동 패턴 타입으로 용강 유동이 발생되도록, 자장 발생 유닛(500)에 전원 또는 전류를 인가한다.

자장 발생 유닛(510)은 자장 발생 유닛(500))은 자장을 형성하여, 상기 자장에 의해 용강을 유동시키는 것으로, 유동 제어 유닛(400)에 의해 제어된다. 이러한 자장 발생 유닛(510)은 복수개의 자장 발생부(510a, 510b, 510c, 510d)를 포함한다. 도 1, 도 2b 및 도 5 참조하면, 자장 발생부(510a, 510b, 510c, 510d)는 복수개로 마련되어 주형(10)의 외측에 설치되는데, 실시예에서는 4개의 자장 발생부(510a, 510b, 510c, 510d)를 마련하여 주형(10)의 한 쌍의 장변(11a, 11b) 외측에 설치된다. 보다 구체적으로는 제 1 장변(11a)의 외측에 2개의 자장 발생부(이하 제 1 자장 발생부(510a), 제 2 자장 발생부(510b))가 설치되는데, 제 1 자장 발생부(510a)와 제 2 자장 발생부(510b)는 제 1 장변(11a)의 연장 방향을 따라 나열되도록 설치된다. 또한, 제 2 장변(11b)의 외측에 2개의 자장 발생부(이하, 제 3 자장 발생부(510c), 제 4 자장 발생부( 510d))가 설치되며, 제 3 자장 발생부(510c)와 제 4 자장 발생부(510d)는 제 2 장변(11b)의 연장 방향을 따라 나열되도록 설치된다. 즉, 주형(10)의 외측에서 상기 주형(10) 폭 방향의 중심에 위치한 노즐(20)을 기준으로 일측 방향에 제 1 자장 발생부(510a)와 제 3 자장 발생부(510c)가 마주보도록 설치되고, 타측 방향에서 제 2 자장 발생부(510b)와 제 4 자장 발생부(510d)가 마주보도록 설치된다.

상술한 제 1 내지 제 4 자장 발생부(510a, 510b, 510c, 510d) 각각은 동일한 구성 및 형상을 가지는데, 각각은 주형(10)의 장변(11a, 11b) 방향으로 연장 형성된 코어 부재(511a, 511b, 511c, 511d), 각각이 코어 부재(511a, 511b, 511c, 511d)의 외주면에 감기도록 설치되며, 상기 코어 부재(511a, 511b, 511c, 511d)의 연장 방향을 따라 상호 이격 배치된 복수의 코일 부재(512a, 512b, 512c, 512d)를 포함한다. 여기서 코일 부재(512a, 512b, 512c, 512d)는 인가되는 코일이 나선형으로 감긴 형상의 부재로서, 하나의 코어 부재(511a, 511b, 511c, 511d) 상에 복수의 코일 부재(512a, 512b, 512c, 512d)가 설치된다.

본 발명의 실시예에 따른 자장 발생 유닛은 일반적인 EMS로서, 자장의 이동 방향, 회전, 가속력 및 감속력을 제어하는 것은 특별히 한정되지 않고, 통상적인 EMS의 구동 방법과 동일하다.

그리고 제 1 자장 발생부(510a)의 코일 부재(512a)가 코어 부재(511a)에 감기는 방향과 제 2 자장 발생부(510b)의 코일 부재(512b)가 코어 부재(511b)에 감기는 방향이 동일하고, 제 3 자장 발생부(510c)의 코일 부재(512c)가 코어 부재(511c)에 감기는 방향과 제 4 자장 발생부(510d)의 코일 부재(512d)가 코어 부재(511d)에 감기는 방향이 동일하다. 그리고 제 1 및 제 2 자장 발생부(510a, 510b) 각각의 코일 부재(512a, 512b)가 코어 부재(511a, 511b)에 감기는 방향과, 제 3 및 제 4 자장 발생부(510c, 510d) 각각의 코일 부재(512c, 512d)가 코어 부재(511c, 511d)에 감기는 방향이 서로 반대가 되도록 한다.

예컨대, 도 2a에 도시된 바와 같이 제 1 자장 발생부(510a)의 코일 부재(512a)가 코어 부재(511a)에 감기는 방향과 제 2 자장 발생부(510b)의 코일 부재(512b)가 코어 부재(511b)에 감기는 방향은 시계 방향이고, 제 3 자장 발생부(510c)의 코일 부재(512c)가 코어 부재(511c)에 감기는 방향과 제 4 자장 발생부(510d)의 코일 부재(512d)가 코어 부재(511d)은 반시계 방향일 수 있다. 물론, 제 1 및 제 2 자장 발생부(510a, 510b) 각각의 코일 부재(512a, 512b)가 반시계 방향으로 감기고, 제 3 및 제 4 자장 발생부(510c, 510d) 각각의 코일 부재(512c, 512d)가 시계 방향으로 감길 수 있다.

한편, 일반적으로 용강의 온도는 탄소강의 경우 1500℃ 내외이며, 큐리 온도는 대략 800℃ 내외이다. 용강은 큐리 온도를 넘기때문에 자화 특성을 가지지 않는다 하지만 자기장이 용강에 영향을 주는 것은 로렌츠 힘(Lorentz Force)이 발생하기 때문으로 하기 수학식 (1) 식과 같이 전기전도도도(σ), 용강과 자장 사이의 상대 속도(V) 및 자장 밀도(B)와 관계가 있기 때문이다.

수학식 (1)

F= σ·B²·V (1)

유동 제어 유닛(400)은 유동 패턴 분류 유닛(300)에서 분류된 탕면 유동 패턴에 따라 자장 발생 유닛(500))에 인가되는 전원 또는 전류를 제어하여, 정상 유동 패턴이 될 수 있도록 용강 내 자장을 조절한다.

주형(10) 장변(11a, 11b)의 연장 방향을 따라 설치된 전자석 형태의 자장 발생 유닛에 다상 또는 2상 교류 전압을 인가하여(도 10 참조), 이동 자장(또는 이동 자기장)을 형성하고, 상기 이동 자장에 의해 용강의 유동이 조절되도록 한다. 이러한 유동 제어 유닛(400)은 유동 패턴 분류 유닛(300)에서 분류된 탕면 패턴 타입의 종류에 따라, 자장 발생 유닛(500))의 전원 인가 조건 즉, 복수의 유동 제어 타입이 저장된 유동 제어 타입 저장부(410), 분류된 유동 패턴 타입을 정상 유동 패턴으로 유지 또는 조절할 수 있도록, 복수의 유동 제어 타입 중 하나를 선택하는 유동 제어 타입 선택부(420) 및 유동 제어 타입 선택부(420)에서 선택된 타입에 따라 자장 발생 유닛(510)에 전원을 인가하는 전원 인가 제어부(430)를 포함한다.

유동 제어 타입 저장부(410)에는 적어도 유동 패턴 타입 저장부(310)에 저장된 각각의 유동 패턴 타입을 정상 유동 패턴으로 조절하기 위한 유동 제어 타입이 설정 또는 저장되어 있다. 즉, 적어도 비정상 패턴인 제 3 내지 제 10 유동 패턴 타입을 제 1 유동 패턴 타입 및 제 2 유동 패턴 타입 중 어느 하나로 조절하도록 상기 제 3 내지 제 10 유동 패턴 타입에 대한 유동 제어 타입(즉, 제 1 내지 제 6 제어 타입)이 설정 또는 저장되어 있다.

유동 제어 타입 저장부(410)에 저장된 유동 제어 타입은 자장(또는 자장 또는 자계)의 인가 방법에 따라 달라진다. 즉, 장변 방향을 따라 수평으로 이동하는 자장을 주형(10) 단변(12a, 12b) 쪽으로부터 노즐(20)이 위치한 방향, 즉 노즐(20)에서의 용강 토출 방향과 반대 방향으로 이동시켜, 노즐(20)에서의 용강 토출류에 제동력을 부여하도록 한 용강 유동을 일으키는 인가 방법이며, 본 명세서에서는 이 인가 방법을 "EMLS", "EMLS 모드", "EMLS 모드에 의한 자장 인가"라고 기재하기로 한다(EMLS: Electromagnetic Level Stabilizer). 이러한 EMLS 모드로 자장 발생 유닛(500)에 자장을 형성하는 경우, 주형(10) 내 용강 탕면의 용강 유속을 감쇄시킬 수 있다. 다른 자장 인가 방법으로는 노즐(20)로부터 토출되는 용강의 가속력을 부여하기 위한 방법으로서, 주형 장변 방향을 따라 수평으로 이동하는 자장을 노즐(20)로부터 주형(10)의 단변(12a, 12b) 방향으로 이동시키는 방향 다른 말로 하면, 노즐(20)의 용강 토출 방향과 동일 방향으로 자장을 이동시켜, 용강 토출류에 가속력을 부여하도록 용강 유동 방법으로서, 본 명세서에서는 "EMLA", "EMLA 모드", "EMLA 모드에 의한 자장 인가"라고 기재하기로 한다(EMLS: Electromagnetic Level Accelerating). 자장 발생 유닛(500)으로 상술한 이러한 EMLA 모드로 자장을 형성하면, 노즐(20)로부터의 용강 토출류가 가속되고, 이에 따라 토출류가 주형(10) 단변(12a, 12b)의 벽에 충돌하며, 그 후 용강이 단변(12a, 12b)을 따라 상하로 분기되고, 상측(위쪽)으로 분기된 것은 용강 탕면에서 주형(10) 단변(12a, 12b) 위치로부터 노즐(20) 방향으로 향하게 된다. 또 다른 자장 인가 방법은 주형(10) 내 용강을 노즐(20)을 중심으로 하여 수평 회전하도록 하는 방법으로서, 보다 구체적으로는 주형(10) 장변(11a, 11b) 방향을 따라 수평으로 이동하는 자장을 상대적인 장변을 따라 각각 각각 상반되는 방향으로 이동시키고, 응고 계면을 따라 수평 방향으로 회전하도록 한 용강 유동을 일으키는 방법이다. 본 명세서에서는 이 인가 방법을 "EMRS", "EMRS 모드", "EMRS 모드에 의한 자장 인가"라고 기재하기로 한다(EMLS: Electromagnetic Roative Stabilizer).

상술한 바와 같은 EMLS 모드, EMLA 모드, EMRS 모드의 자장 인가 방법은 제 1 내지 제 4 자장 발생부 각각을 구성하는 각각의 코일 부재(512a, 512b, 512c, 512d)에 각각으로 교류 전류를 인가할 때, U상, W상의 전류 인가 순서에 따라 달라지며, 그 순서는 90°(π/2)마다 달라진다.

전원 인가 제어부(430)는 유동 제어 타입 선택부(420)에서 선택된 유동 제어 타입에 따라 복수의 자장 발생부(510a, 510b, 510c, 510d)로 인가되는 전원 즉, 교류 전압을 조절한다. 보다 구체적으로는 복수의 자장 발생부(510a, 510b, 510c, 510d) 각각을 구성하는 코일 부재(512a, 512b, 512c, 512d)로 교류 전압을 인가할 때, 도 10에 도시된 U상, W상 위상의 교류 전압을 복수의 코일 부재(512a, 512b, 512c, 512d)에 대해 순차적으로 변환시키면서 인가하는데, 상기 위상의 변화는 90°간격으로 변경될 수 있다.

예컨대, 제 1 장변(11a)의 외측에 설치된 제 1 자장 발생부(510a) 및 제 2 자장 발생부(510b)에 있어서, 제 1 자장 발생부(510a)를 구성하는 복수의 코일 부재(512a)에 전류를 인가할 때, 제 1 단변(12b)으로부터 노즐(20) 방향으로 U상, W상, U상, W상, U상 순으로 전류를 인가하고, 제 2 자장 발생부(510b)를 구성하는 복수의 코일 부재(512b)에 전류를 인가할 때, 제 2 단변(12b)으로부터 노즐(20) 방향으로 U상, W상, U상, W상, U상 순으로 전류를 인가한다. 보다 구체적으로 설명하면, 제 1 단변(12a)으로부터 노즐(20) 방향 순서로 배치된 제 1 자장 발생부(510a)의 복수의 코일 부재(512a)를 제 1 내지 제 5 코일 부재(512a)라 할 때, 제 1 코일 부재(512a)에 U상, 제 2 코일 부재(512a)에 W상, 제 3 코일 부재(512a)에 U상, 제 4 코일 부재(512a)에 W상, 제 5 코일 부재(512a)에 U상을 인가한다. 그리고 제 2 단변(12b)으로부터 노즐(20) 방향 순서로 배치된 제 2 자장 발생부(510b)의 복수의 코일 부재(512b)를 제 1 내지 제 5 코일 부재(512b)라 할 때, 제 1 코일 부재(512b)에 U상, 제 2 코일 부재(512b)에 W상, 제 3 코일 부재(512b)에 U상, 제 4 코일 부재(512b)에 W상, 제 5 코일 부재(512b)에 U상을 인가한다. 이에, 자장이 제 1 자장 발생부(510a)의 코어 부재(511a)의 연장 방향을 따라 제 1 단변(12a)쪽에서 노즐(20) 방향으로 이동하고, 제 2 자장 발생부(510b)의 코어 부재(511b) 연장 방향을 따라 제 2 단변(12b)쪽에서 노즐(20) 방향으로 이동한다. 이로 인해 용강에는 유도 전류가 발생되고, 이 유도 전류가 자장으로부터 받는 힘(로렌츠 힘)에 의해, 용강은 자계의 이동 방향에 추종하여 유동하는 구동력이 부여되어, 도 11(a)에서와 같이 양 단변으로부터 노즐 방향(F1, F2)으로 용강의 흐르도록 유동한다.

그리고 마찬가지로 제 2 장변(11b)의 외측에 설치된 제 3 자장 발생부(510c) 및 제 4 자장 발생부(510d)에 있어서, 제 3 자장 발생부(510c)를 구성하는 복수의 코일 부재(512c)에 전류를 인가할 때, 제 1 단변(12a)으로부터 노즐(20) 방향으로 U상, W상, U상, W상, U상 순으로 전류를 인가하고, 제 4 자장 발생부(510d)를 구성하는 복수의 코일 부재(512d)에 전류를 인가할 때, 제 2 단변(12b)으로부터 노즐 방향으로 U상, W상, U상, W상, U상 순으로 전류를 인가한다. 즉, 제 1 단변(12a)으로부터 노즐(20) 방향 순서로 배치된 제 3 자장 발생부(510c)의 복수의 코일 부재(512c)를 제 1 내지 제 5 코일 부재(512c)라 할 때, 제 1 코일 부재(512c)에 U상, 제 2 코일 부재(512c)에 W상, 제 3 코일 부재(512c)에 U상, 제 4 코일 부재(512c)에 W상, 제 5 코일 부재(512c)에 U상을 인가한다. 그리고 제 2 단변(12b)으로부터 노즐(20) 방향 순서로 배치된 제 4 자장 발생부(510d)의 복수의 코일 부재(512d)를 제 1 내지 제 5 코일 부재(512d)라 할 때, 제 1 코일 부재(512d)에 U상, 제 2 코일 부재(512d)에 W상, 제 3 코일 부재(512d)에 U상, 제 4 코일 부재(512d)에 W상, 제 5 코일 부재(512d)에 U상을 인가한다. 이에, 자장이 제 3 자장 발생부(510c)의 코어 부재(511c)의 연장 방향을 따라 제 1 단변(12a)쪽에서 노즐(20) 방향으로 이동하고, 제 4 자장 발생부(510d)의 코어 부재(511d)의 연장 방향을 따라 제 2 단변(12b)쪽에서 노즐(20) 방향으로 이동한다. 이로 인해 용강에는 유도 전류가 발생되고, 이 유도 전류가 자장으로부터 받는 힘(로렌츠 힘)에 의해, 용강은 자계의 이동 방향에 추종하여 유동하는 구동력이 부여되어, 도 11(a)에서와 같이 양 단변으로부터 노즐 방향(F3, F4)으로 용강의 흐르도록 유동한다.

이렇게 제 1 및 제 2 자장 발생부(510a, 510b)와 제 3 및 제 4 자장 발생부(510c, 510d) 각각에서 단변(12a, 12b)측에서 노즐(20) 방향으로 자장이 이동하며, 이것이 EMLS 자장 인가 방법이며, 이때 용강이 양 단변(12a, 12b)에서 노즐 방향으로 이동한다. 이때 이러한 용강의 유동 방향과 노즐(20)의 토출구로부터 토출되는 용강의 토출 방향이 다르므로 용강 탕면의 유속이 감쇄된다. 그리고 상술한 자장 인가 방법에 의하면 도 11a에 도시된 바와 같이 노즐(20)을 중심으로 양측에 위치한 제 1 및 제 3 자장 발생부(510a, 510c) 와 제 2 및 제 4 자장 발생부(510b, 510d) 각각에서 EMLS 모드의 자장 이동이 발생된다(도 12a 참조).

다른 예로, 제 1 장변(11a)의 외측에 설치된 제 1 자장 발생부(510a) 및 제 2 자장 발생부(510b)에 있어서, 제 1 자장 발생부(510a)를 구성하는 복수의 코일 부재(512a)에 전류를 인가할 때, 제 1 단변(12a)으로부터 노즐(20) 방향으로 W상, U상, W상, U상, W상 순으로 전류를 인가하고, 제 2 자장 발생부(510b)를 구성하는 복수의 코일 부재(512b)에 전류를 인가할 때, 제 2 단변(12b)으로부터 노즐(20) 방향으로 W상, U상, W상, U상, W상 순으로 전류를 인가한다. 보다 구체적으로, 제 1 단변(12a)으로부터 노즐(20) 방향 순서로 배치된 제 1 자장 발생부(510a)의 복수의 코일 부재(512a)를 제 1 내지 제 5 코일 부재(512a)라 할 때, 제 1 코일 부재(512a)에 W상, 제 2 코일 부재(512a)에 U상, 제 3 코일 부재(512a)에 W상, 제 4 코일 부재(512a)에 U상, 제 5 코일 부재(512a)에 W상을 인가한다. 그리고 제 2 단변(12b)으로부터 노즐(20) 방향 순서로 배치된 제 2 자장 발생부(510b)의 복수의 코일 부재(512b)를 제 1 내지 제 5 코일 부재(512b)라 할 때, 제 1 코일 부재(512b)에 W상, 제 2 코일 부재(512b)에 U상, 제 3 코일 부재(512b)에 W상, 제 4 코일 부재(512b)에 U상, 제 5 코일 부재(512b)에 W상을 인가한다. 이에, 자장이 제 1 자장 발생부(510a)의 코어 부재(511a)의 연장 방향을 따라 노즐쪽에서 제 1 단변(12a) 방향으로 이동하고, 제 2 자장 발생부(510b)의 코어 부재(511b)의 연장 방향을 따라 노즐(20)쪽에서 제 2 단변(12b) 방향으로 이동한다. 이로 인해 용강에는 유도 전류가 발생되고, 이 유도 전류가 자장으로부터 받는 힘(로렌츠 힘)에 의해, 용강은 자계의 이동 방향에 추종하여 유동하는 구동력이 부여되어, 도 11(b)에서와 같이 노즐로부터 양 단변 방향(F1, F2)으로 용강의 흐르도록 유동한다.

또한, 제 2 장변(11b)의 외측에 설치된 제 3 자장 발생부(510c) 및 제 4 자장 발생부(510d)에 있어서, 제 3 자장 발생부(510c)를 구성하는 복수의 코일 부재(512c)에 전류를 인가할 때, 제 1 단변(12a)으로부터 노즐(20) 방향으로 W상, U상, W상, U상, W상 순으로 전류를 인가하고, 제 4 자장 발생부(510d)를 구성하는 복수의 코일 부재(512d)에 전류를 인가할 때, 제 2 단변(12b)으로부터 노즐(20) 방향으로 W상, U상, W상, U상, W상 순으로 전류를 인가한다. 즉, 제 1 단변(12a)으로부터 노즐(20) 방향 순서로 배치된 제 3 자장 발생부(510c)의 복수의 코일 부재(512c)를 제 1 내지 제 5 코일 부재(512c)라 할 때, 제 1 코일 부재(512c)에 W상, 제 2 코일 부재(512c)에 U상, 제 3 코일 부재(512c)에 W상, 제 4 코일 부재(512c)에 U상, 제 5 코일 부재(512c)에 W상을 인가한다. 그리고 제 2 단변(12b)으로부터 노즐(20) 방향 순서로 배치된 제 4 자장 발생부(510d)의 복수의 코일 부재(512d)를 제 1 내지 제 5 코일 부재(512d)라 할 때, 제 1 코일 부재(512d)에 W상, 제 2 코일 부재(512d)에 U상, 제 3 코일 부재(512d)에 W상, 제 4 코일 부재(512d)에 U상, 제 5 코일 부재(512d)에 W상을 인가한다. 이에, 자장이 제 3 자장 발생부(510c)의 코어 부재(511c)의 연장 방향을 따라 노즐(20)쪽에서 제 1 단변(12a) 방향으로 이동하고, 제 4 자장 발생부(510d)의 코어 부재(511d)의 연장 방향을 따라 노즐(20)쪽에서 제 2 단변(12b) 방향으로 이동한다. 이로 인해 용강에는 유도 전류가 발생되고, 이 유도 전류가 자장으로부터 받는 힘(로렌츠 힘)에 의해, 용강은 자계의 이동 방향에 추종하여 유동하는 구동력이 부여되어, 도 11(b)에서와 같이 양 단변으로부터 노즐 방향(F3, F4)으로 용강의 흐르도록 유동한다.

이렇게 제 1 및 제 2 자장 발생부(510a, 510b)와 제 3 및 제 4 자장 발생부(510c, 510d) 각각에서 노즐(20)에서 단변(12a, 12b) 방향으로 자장이 이동하며, 이것이 EMLA 자장 인가 방법이며, 이때 용강이 노즐(20)에서 양 단변 방향으로 이동한다. 이러한 용강의 유동 방향과 노즐(20)의 토출구로부터 토출되는 용강의 토출 방향이 같으므로 용강 탕면의 유속이 가속된다. 그리고 상술한 자장 인가 방법에 의하면 도 11b에 도시된 바와 같이 노즐(20)을 중심으로 양측에 위치한 제 1 및 제 3 자장 발생부(510c)와 제 2 및 제 4 자장 발생부(510b, 510d) 각각에서 EMLA 모드의 자장 이동이 발생된다(도 12b 참조).

상기에서는 노즐(20)을 중심으로 양 측에 위치한 제 1 자장 발생부(510a)와 제 2 자장 발생부(510b)에 동일 방향으로 자장이 흐르도록 하고, 제 3 자장 발생부(510c)와 제 4 자장 발생부(510d)에 동일 방향으로 자장이 흐르도록 하여, 도 11a와 같이 노즐(20)을 중심으로 양 측에 EMLS 모드로 전원이 인가되어 용강 탕면이 노즐(20)의 양측에서 감속되거나, 도 11b와 같이 EMLA 모드로 전원이 인가되어 용강 탕면이 노즐(20)의 양측에서 가속되는 것을 설명하였다.

하지만 이에 한정되지 않고, 노즐(20)의 양측 방향에 있어서, 일측 및 타측 중 어느 하나에서는 EMLA 모드 다른 하나에서는 EMLS 모드로 자장을 형성할 수 있다. 예컨대 노즐(20)의 일측에 위치한 제 1 및 제 3 자장 발생부(510a, 510c) 각각에는 EMLA 모드로 자장을 형성하고, 제 2 및 제 4 자장 발생부(510b, 510d) 각각에는 EMLS 모드로 자장을 형성한다. 이를 위해, 도 11c에 도시된 바와 같이, 제 1 자장 발생부(510a)의 제 1 내지 제 5 코일(512a)에 W상, U상, W상, U상, W상 순으로 전류를 인가하고, 제 3 자장 발생부(510c)의 제 1 내지 제 5 코일(512c)에 W상, U상, W상, U상, W상 순으로 전류를 인가하며, 제 2 자장 발생부의 제 1 내지 제 5 코일(512c)에 U상, W상, U상, W상, U상 순으로 전류를 인가하고, 제 4 자장 발생부의 제 1 내지 제 5 코일(512d)에 W상, U상, W상, U상, W상 순으로 전류를 인가한다.

반대 예로서, 노즐(20)의 일측에 위치한 제 1 및 제 3 자장 발생부(510a, 510c) 각각에는 노즐(20)로부터 제 1 단변(12a) 방향으로 EMLS 모드로 자장을 형성하고, 노즐(20)의 타측에 위치한 제 2 및 제 4 자장 발생부(510b, 510d) 각각에는 EMLA 모드로 자장을 형성한다. 이를 위해, 제 1 자장 발생부(510a)의 제 1 내지 제 5 코일(512a)에는 U상, W상, U상, W상, U상 순으로 전류를 인가하고, 제 3 자장 발생부(510c)의 제 1 내지 제 5 코일(512c)에 U상, W상, U상, W상, U상 순으로 전류를 인가하며, 제 2 자장 발생부(510b)의 제 1 내지 제 5 코일(512b)에는 W상, U상, W상, U상, W상 순으로 전류를 인가하고, 제 4 자장 발생부(510d)의 제 1 내지 제 5 코일(512d)에는 W상, U상, W상, U상, W상 순으로 전류를 인가한다.

또한, 용강을 회전시킬 수 있는데, 이를 위해서는 노즐(20)을 중심으로 양측에 위치한 제 1 자장 발생부(510a)와 제 2 자장 발생부(510b)에의 자장 이동 방향을 다르게 하고, 제 3 자장 발생부(510c)와 제 4 자장 발생부(510d)에서 자장 이동 방향을 다르게하며, 마주보는 제 1 자장 발생부(510a)와 제 3 자장 발생부(510c)의 자장 이동 방향을 서로 다르게하고, 제 2 자장 발생부(510b)와 제 4 자장 발생부(510d)의 자장 이동 방향을 서로 다르게 한다. 예를 들어 제 1 자장 발생부(510a)에는 EMLS 모드, 제 2 자장 발생부(510b)에는 EMLA 모드, 제 3 자장 발생부(510c)에는 EMLA 모드, 제 4 자장 발생부(510d)에는 EMLS 모드로 인가하면, 자장이 도 11d와 같이 회전하여 용강이 회전 유동한다(도 12c 참조).

한편, 제 1 유동 패턴 타입 및 제 2 유동 패턴 타입의 경우 정상 유동 패턴으로서, 검출된 탕면의 유동 타입이 제 1 유동 패턴 타입 및 제 2 유동 패턴 타입 중 어느 하나일 경우, 현 상태의 유동 조건 즉, 제 1 내지 제 4 자장 발생부(510a, 510b, 510c, 510d) 전류 인가 방법 또는 자장 이동 모드를 유지한다.

제 3 내지 제 10 유동 패턴 타입과 같은 비정상 패턴을 제 1 및 제 2 유동 패턴 타입 중 어느 하나의 정상 패턴으로 조절하기 위해서는 자장의 이동 방향, 가속, 감속 또는 회전시켜야 한다. 그리고 자장의 이동 방향, 가속, 감속 또는 회전 등의 제어는 제 3 내지 제 10 유동 패턴 타입에 따라 다르게 조절된다.

자장을 탕면 중심 즉, 노즐(20) 위치에서부터 탕면의 양 끝단 즉, 단변 방향으로 이동시키면, 노즐(20)의 양측 토출구로부터 토출된 용강의 흐름과 같은 방향으로 자장이 이동하게 되어 가속력이 발생된다. 반대로 자장이 단변(12a, 12b)에서부터 노즐(20)로 향하도록 하면, 자장의 이동 방향과 노즐(20)로부터 토출된 용강의 흐름이 반대가 되어 감속력이 발생된다. 또한, 탕면의 중심 즉, 노즐(20)을 중심으로 자장을 회전시키면, 탕면에 회전력이 발생된다. 상술한 자장의 이동 방향 및 회전 이동은 제 1 내지 제 4 자장 발생부(510a, 510b, 510c, 510d)로 인가되는 전류의 위상 변화에 따라 조절되며, 감속력, 가속력 및 회전력은 인가되는 전류 밀도의 크기에 따른 자장 밀도에 따라 달라진다.

이하에서는 검출된 탕면 유동 형태가 각각의 비정상 유동 패턴 타입 중 어느 하나로 분류될 때, 상기 검출된 탕면 유동 형태를 제 1 및 제 2 유동 패턴 타입 중 어느 하나의 정상 유동 패턴이 되도록 하는 방법을 보다 구체적으로 설명한다.

제 3 및 제 4 유동 패턴 타입은 편류 패턴 타입으로서, 노즐(20)의 양측 토출구의 막힘에 의해 발생되며, 노즐(20)을 중심으로 일측 및 타측 중 어느 하나의 영역에서 편류가 발생되는 패턴이다. 이때, 제 3 유동 패턴 타입은 제 4 유동 패턴에 비해 상대적으로 강한 편류가 발생되는 경우이고, 제 4 유동 패턴 타입은 제 3 유동 패턴 타입에 비해 상대적으로 약한 편류가 발생되는 경우이다.

검출된 탕면 유동 패턴이 제 3 및 제 4 유동 패턴 타입으로 분류되는 경우, 양 방향에서 모두 용강의 유동을 감소(감속)하도록 자장을 형성한다. 즉, 도 9에 도시된 제 2 유동 제어 타입과 같이 제 1 단변(12a)으로부터 노즐(20) 방향으로 용강이 이동되도록 제 1 자장 발생부(510a)와 제 3 자장 발생부(510c)에 EMLS 모드로 자장을 형성하고, 제 2 단변(12b)으로부터 노즐(20) 방향으로 용강이 이동하도록 제 2 자장 발생부(510b)와 제 4 자장 발생부(510d)에 EMLS 모드로 자장을 형성한다. 이때, 상술한 바와 같이 제 3 및 제 4 유동 패턴 타입은 제 1 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E1 -C} ΔT_{E2 -C})가 제 3 기준값에 비해 큰데, 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C})와 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C})가 서로 다르다. 즉, 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C})에 비해 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C})가 크거나, 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C})에 비해 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C})가 크다. 따라서, 온도 편차가 더 큰쪽에 위치한 자장 발생부에서 더 큰 전류 밀도가 크도록 하여, 감속력이 상대적으로 크게 한다. 예컨대, 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C})에 비해 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C})가 큰 경우, 제 1 및 제 3 자장 발생부(510a, 510c)로 인가되는 전류 밀도에 비해 제 2 및 제 4 자장 발생부(510b, 510d)에 인가되는 전류 밀도가 크게 한다.

다른 예로, 검출된 유동 패턴 형태가 제 8 유동 패턴 타입으로 분류되는 경우, 제 5 유동 제어 타입과 같이 노즐(20)의 양 측 방향에서 모두 용강의 유동을 감소(감속)하도록 자장을 형성하는데, 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C})와 제 2 온도 편차(ΔT_E2-C)가 동일하거나, ± 오차 범위로 유사하므로, 노즐(20) 양 측에서의 감속력이 동일 또는 유사하도록 한다. 즉, 제 1 및 제 3 자장 발생부(510a, 510c) 각각에 EMLS 모드로 인가되고, 제 2 및 제 4 자장 발생부(510b, 510d) 각각에 EMLS 모드로 인가되는데, 제 1 및 제 3 자장 발생부(510a, 510c) 각각에 인가되는 전류 밀도와 제 2 및 제 4 자장 발생부 각각에 인가되는 전류가 동일 또는 유사하도록 한다.

그리고, 검출된 유동 패턴 형태가 노즐(20)의 일측 영역 및 타측 영역 각각에서 서로 다른 유동이 발생되며, 어느 하나의 가장자리 온도(TE1 및 TE2 중 어느 하나)는 중심 온도(T_C)에 비해 낮고, 다른 하나의 가장자리 온도(TE1 및 TE2 중 어느 하나)는 중심 온도(T_C)에 비해 커, 제 5 및 제 6 유동 패턴 타입으로 분류된 경우, 도 9의 제 3 유동 제어 타입과 같이 가장자리 온도가 중심 온도에 비해 작은 영역에서는 용강 유동을 가속시키고, 반대로 가장자리 온도(T_E1 및 T_E2 중 어느 하나)가 중심 온도(T_C)에 비해 큰 영역에서는 용강 유동을 감속시킨다. 예컨대, 제 1 가장자리 온도(T_E1)가 중심 온도(T_C)에 비해 낮고, 제 2 가장자리 온도(T_E2)가 중심 온도에 비해 큰 경우, 노즐(20)의 일측(즉, 좌측)에 위치한 제 1 및 제 3 자장 발생부(510a, 510c)에는 EMLA 모드, 노즐(20)의 타측(즉, 우측)에 위치한 제 2 및 제 4 자장 발생부(510b, 510d)에는 EMLS 모드로 자장을 발생시킨다. 이에 따라 용강이 노즐(20)로부터 제 1 단변(12a) 방향으로 이동하고, 제 2 단변(12b)으로부터 노즐(20) 방향으로 이동하여, 노즐(20)의 일측(즉, 좌측) 영역에서는 용강 유속이 가속되고, 노즐(20)의 타측(즉, 우측) 영역에서는 용강 유속이 감속된다.

이때, 제 5 및 제 6 유동 패턴 타입은 제 1 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E1 -C}, ΔT_E2-C)가 제 3 기준값(T3)에 비해 큰데, 제 5 유동 패턴 타입의 제 1 온도 편차(ΔΔT_E1-C) 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C}) 중 상대적으로 큰 온도 편차는 제 6 유동 패턴 타입의 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C}) 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C}) 중 상대적으로 큰 온도 편차에 비해 크다. 예컨대, 제 5 유동 패턴 타입의 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C}) 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E1 -C}) 중 제 2 온도 편차가 크고, 제 6 유동 패턴 타입의 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C}) 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C}) 중 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C})가 큰데 제 5 유동 패턴 타입의 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C})가 제 6 유동 패턴 타입의 제 2 온도 편차(ΔT_E2-C)에 비해 크다. 이에, 검출된 유동 패턴 형태가 제 5 유동 패턴 타입으로 분류될 때, 제 2 및 제 4 자장 발생부(510d)에 인가되는 전류 밀도가 검출된 유동 패턴 형태가 제 6 유동 패턴 타입으로 분류될 때, 제 2 및 제 4 자장 발생부(510b, 510d)에 인가되는 전류 밀도에 비해 크도록 한다. 이에, 검출된 유동 패턴 형태가 제 5 유동 패턴 타입으로 분류될 때, 제 2 단변(12b)에서 노즐(20) 방향으로 용강이 이동하여 유속이 증가하는 감속력이, 검출된 유동 패턴 형태가 제 6 유동 패턴 타입으로 분류될 때, 제 2 단변(12b)에서 노즐(20) 방향으로 용강이 이동하여 유속이 증가하는 감속력에 비해 크도록 조절된다.

또한, 검출된 유동 패턴 형태가 제 7 유동 패턴 타입으로 분류되는 경우, 도 9의 제 4 유동 제어 타입과 같이 노즐(20)의 양 방향에 모두 용강에 가속력을 하는데, 제 7 유동 패턴 타입은 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C})와 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C})가 동일하거나, ± 오차 범위로 유사하므로, 노즐(20) 양 측에서의 가속력이 동일 또는 유사하도록 한다. 즉, 제 1 및 제 3 자장 발생부(510a, 510c) 각각에 EMLA 모드로 인가되고, 제 2 및 제 4 자장 발생부(510b, 510d) 각각에 EMLA 모드로 인가되는데, 제 1 및 제 3 자장 발생부(510a, 510c) 각각에 인가되는 전류 밀도와 제 2 및 제 4 자장 발생부(510b, 510d) 각각에 인가되는 전류가 동일 또는 유사하도록 한다.

그리고, 검출된 유동 패턴 형태가 제 9 유동 패턴 타입인 경우, 도 9의 제 6 유동 제어 타입과 같이, 제 6 제어 타입과 같이 회전시켜 탕면을 활성화시킨다. 예를 들어 제 1 자장 발생부(510a)에는 EMLS 모드, 제 2 자장 발생부(510b)에는 EMLA 모드, 제 3 자장 발생부(510c)에는 EMLA 모드, 제 4 자장 발생부(510d)에는 EMLS 모드로 인가하면, 자장이 도 11d와 같이 회전하여 용강이 회전 유동한다.

또한, 검출된 유동 패턴 형태가 제 10 유동 패턴 타입인 경우, 노즐(20)로부터 양 방향 각각에 EMLA 모드로 자장을 형성하여, 양 방향에서 용강의 유속을 가속시킨다. 이때, 제 1 온도 편차(ΔT_{E1 -C}) 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E2 -C}) 중 큰 값을 가지는 쪽에의 가속력이 상대적으로 더 크도록 한다.

이하에서는 도 1 내지 도 15를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 탕면 유동 제어 방법을 설명한다.

도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 탕면 유동 제어 방법은 주형 내 장입된 용강 탕면의 유동 형태를 실시간으로 검출하는 과정(S100), 검출된 탕면 유동 형태를 기 설정 또는 기 저장된 복수의 유동 패턴 타입 중 하나의 타입으로 분류 또는 결정하는 과정(S200), 분류된 유동 패턴 타입이 정상 유동 패턴인지, 비정상 유동 패턴인지 판단하는 과정(S300), 분류된 유동 패턴 타입이 정상 유동 패턴인 경우 현 유동 패턴을 유지하면서 다시 실시간으로 탕면 유동 형태를 검출하고, 분류된 유동 패턴 타입이 비정상 유동 패턴인 경우, 분류된 유동 패턴 타입에 따라 다른 방법으로 탕면 유동을 조절하여, 탕면 유동을 정상 상태의 유동 형태로 조절하는 과정(S400)을 포함한다.

본 발명의 실시예에서는 주형(10)의 장변(11a, 11b) 방향의 온도를 측정하고, 온도 차이를 통해 용강 탕면의 유동 형태를 검출한다. 실시예에 따른 용강 탕면의 유동 형태 검출 과정(S100)은 도 14에 도시된 바와 같이, 주형(10) 폭 방향으로 나열되도록 이격 설치된 복수의 측온기(100)를 통해 온도를 측정하는 과정(S110)과, 복수의 측온기(100)를 통해 측정된 각 위치에 따른 온도 측정값을 상대적으로 비교하여, 탕면 유동 패턴으로 검출하는 과정(S120), 검출된 탕면 유동 패턴을 표시부(600)에 가시화 또는 디스플레이화하는 과정(S130)을 포함한다.

탕면 유동 형태를 검출하는 과정 및 방법을 보다 구체적으로 설명하면 하기와 같다. 주형(10)의 한 쌍의 장변(11a, 11b) 및 한 쌍의 단변(12a, 12b)에 각기 설치된 복수의 측온기(100)를 통해 온도를 측정한다. 복수의 측온기(100)를 통해 측정된 온도값은 측정 시점에서의 탕면의 유동 상태에 따라 달라진다. 즉, 주형(10) 내 용강의 유동 상태에 따라 다른데, 상대적으로 탕면의 높이가 높은 위치에서 측정된 온도값이 다른 위치에서의 온도값에 비해 높다. 이는, 용강 탕면의 높이와 측온기(100) 간의 간격이 가까울수록, 측온기(100)에서 측정되는 온도가 높고, 간격이 멀수록 측온기(100)에서 측정되는 온도가 낮기 때문이다.

복수의 측온기(100)를 통해 온도가 측정되면, 탕면 유동 검출 유닛(200)에서는 탕면의 폭 방향 위치별 온도값을 상대적으로 나타내어, 상기 용강 탕면의 위치별 상대적 높이로 변환하여 탕면 유동 형태를 검출한다. 그리고, 각각에서의 위치에 따른 온도값을 그래프화 하면, 도 4b와 같이 2차원적으로 또는 도 4c와 같이 3차원적으로 가시화하여 표시부(600)에 디스플레이할 수 있다.

현 주조 조업 상태에서의 탕면 유동 형태가 검출되면, 유동 패턴 분류 유닛(300)에서는 상기 검출된 탕면 유동 형태를 기 저장된 또는 기 설정된 복수의 유동 패턴 타입 중 어느 하나의 유동 패턴 타입으로 분류한다. 이는 검출된 탕면 유동 패턴의 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L}), 제 1 및 제 2 가장자리 온도(T_E1, T_E2), 중심 온도(T_C), 제 1 및 제 2 온도 편차(ΔT_{E1 -C}, ΔT_{E2 -C})에 따라 도 6에 도시된 제 1 내지 제 10 타입 중 어느 하나로 분류된다.

도 15를 참조하면, 검출된 탕면 유동 형태를 기 설정 또는 기 저장된 복수의 유동 패턴 타입 중 하나의 타입으로 분류 또는 결정하는 과정(S200)은 다양한 탕면 유동 패턴의 온도값을 데이터화하여, 복수의 유동 패턴 타입과, 각 유동 패턴 타입에 따른 온도 데이타를 유동 패턴 타입 저장부(410)에 저장 또는 기 설정하는 과정(S121), 검출된 탕면 유동 형태의 온도 데이타를 분석하는 과정(S122), 복수의 유동 패턴 타입 중 검출된 탕면 유동 형태의 온도 데이타와 대응되는 유동 패턴 타입을 선택하여 분류하는 과정(S123)을 포함한다.

검출된 탕면 유동 형태를 기 설정 또는 기 저장된 복수의 유동 패턴 타입 중 하나의 타입으로 분류 또는 결정하는 과정을 보다 구체적으로 설명하면, 제 1 장변(11a) 방향을 따라 측정된 복수의 측온기(100)에 측정된 복수의 온도값들을 분석하고, 여기서의 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})와 1 장변 방향을 따라 측정된 복수의 측온기(100)에 측정된 복수의 온도값들을 분석하고, 여기서의 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})를 비교하였을 때, 제 1 장변을 따라 측정된 큰 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})와, 제 2 장변을 따라 측정된 큰 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L}) 중, 상대적으로 큰 탕면 온도 편차(ΔT_{H -L})를 가지는 장변에서의 온도 데이타를 이용하여 유동 패턴 타입으로 분류한다.

이후, 유동 제어 유닛(400)에서는 분류된 탕면 유동 형태가 정상 유동 패턴인 제 1 유동 패턴 타입 및 제 2 유동 패턴 타입 중 어느 하나인 경우, 현 유동 상태를 유지시킨다. 즉, 도 9의 제 1 유동 제어 타입과 같이 자장이 제 1 및 제 2 단변 각각의 방향으로부터 노즐 방향으로 자장이 이동되는 상태를 유지한다. 또한, 노즐(20)을 중심으로 일 측에 위치한 제 1 또는 제 3 자장 발생부(510a, 510c)와, 타측에 위치한 제 2 및 제 4 자장 발생 유닛(510b, 510d)에 인가되는 전류를 동일하게 하여, 자장의 크기를 같도록 유지한다.

반면, 유동 제어 유닛(400)에서는 분류된 탕면 유동 패턴이 비정상 패턴인 제 3 내지 제 10 유동 패턴 타입 중 어느 하나인 경우, 제 2 내지 제 7 유동 제어 타입 중 어느 하나의 방법으로 제어하여, 정상 유동 패턴이 되도록 한다.

예컨대, 탕면이 제 1 유동 패턴 타입과 같이 정상 유동 패턴으로 유지되다가, 노즐(20) 토출구의 막힘이 발생되어 제 3 유동 패턴 타입과 같이 편류 패턴이 발생되면, 노즐(20)을 중심으로 일측 및 타측 중 예컨대 타측 방향에 강한 편류가 발생되고, 일측 방향에서 약한 유동이 발생된다. 이때, 도 9의 제 2 유동 제어 타입과 같이 제 1 및 제 3 자장 발생부(510a, 510c)와, 제 2 및 제 4 자장 발생부(510b, 510d) 각각에 EMLS 모드의 자장을 형성한다. 이때, 상대적으로 강한 편류가 발생된 노즐(20)의 타측에 대응 위치한 제 2 및 제 4 자장 발생부(510b, 510d)에 인가되는 전류를 높여서 조절되기 전에 비해 감속력을 더 증가시킴으로써 강한 유동을 낮추고, 상대적으로 약한 유동이 발생된 노즐(20)의 일측에 대응 위치한 제 1 및 제 3 자장 발생부(510a, 510c)에 인가되는 전류를 낮춰, 조절되기 전에 비해 감속력을 감소시킴으로써 유동을 증가시킨다.

다른 예로, 제 1 유동 패턴 타입과 같이 정상 유동 패턴으로 유지되다가, 노즐(20)의 Ar 량이 많아지거나, 외기가 혼입되면 노즐(20)을 향해 상승하는 용강 흐름이 많아져, 탕면 유동 패턴에 제 7 유동 패턴 타입이 된다. 이렇게 검출된 탕면 유동 패턴이 제 7 유동 패턴 타입으로 분류되는 경우, 제 4 유동 제어 패턴과 같이 노즐(20)의 양 방향 각각에 EMLA 모드 자장을 형성하여, 용강의 유속을 가속시킨다. 즉, 제 1 및 제 3 자장 발생부(510a, 510c)에서 자장이 노즐(20)로부터 제 1 단변(12b) 방향으로 이동되도록 하여 용강을 가속시키고, 자장이 제 2 및 제 4 자장 발생부(510b, 510d)에서 제 2 단변(12a) 방향으로 이동되도록 하여 용강을 가속시킨다.

또 다른 예로, 제 1 유동 패턴 타입과 같이 정상 유동 패턴으로 유지되다가, 노즐(20)의 용손에 의해 토출구가 커져, 유동 강도가 약해지면, 검출된 또는 분류된 유동 패턴이 제 9 유동 패턴 타입과 같이 된다. 이때, 용강 탕면에 대해 노즐(20)을 중심으로 회전하도록 전자기 회전력을 부여하여, 탕면 유동을 활성화시킨다. 즉, 는 노즐(20)을 중심으로 양측에 위치한 제 1 자장 발생부(510a)와 제 2 자장 발생부(510b)에의 자장 이동 방향을 다르게 하고, 제 3 자장 발생부(510c)와 제 4 자장 발생부(510d)에서 자장 이동 방향을 다르게하며, 마주보는 제 1 자장 발생부(510a)와 제 3 자장 발생부(510c)의 자장 이동 방향을 서로 다르게하고, 제 2 자장 발생부(510b)와 제 4 자장 발생부(510d)의 자장 이동 방향을 서로 다르게 하여, 용강을 회전시킨다.

이와 같이 본 발명의 실시형태들에 의하면, 주형(10)의 상측에 복수의 측온기(100)를 설치하여 탕면의 폭 방향 위치별 온도를 검출하고, 이를 상대적으로 나타내어, 용강 탕면의 위치별 상대적 높이로 변환하여 탕면 유동 형태를 검출한다. 또한, 검출된 탕면 유동 형태를 기 저장된 복수의 유동 패턴 타입 중 어느 하나로 분류하고, 분류된 유동 패턴 타입에 따라 주형 내 자장을 제어함으로써, 조업 중인 용강의 유동을 주편 결함 발생 가능성이 적은 또는 없는 정상 유동 패턴이 되도록 제어할 수 있다.

이와 같이, 본 발명에서는 실시간으로 용강 탕면을 가시화할 수 있고, 또한 비정상 유동 패턴으로 판단되는 경우, 용강의 유동을 실시간으로 제어할 수 있어, 유동에 따른 결함 발생을 방지할 수 있어, 주편의 품질을 향상시킬 수 있다.

10: 주형 20: 노즐
100: 측온기 200: 탕면 유동 검출 유닛
300: 유동 패턴 분류 유닛 400: 유동 제어 유닛
500: 자장 발생 유닛 600: 표시부

Claims (25)

1. 내부에 용강이 수용된 주형의 폭 방향 온도를 복수의 위치에서 측정하는 복수의 측온기;
   상기 복수의 측온기 각각에서 측정된 위치별 상대적 온도값을 상기 용강의 탕면 유동 형태로 검출하는 탕면 유동 검출 유닛;
   상기 유동 검출 유닛에서 검출된 탕면 유동 형태를 분석하여, 기 저장된 복수의 유동 패턴 타입 중 어느 하나의 유동 패턴 타입으로 분류하는 유동 패턴 분류 유닛;
   상기 주형의 외측에 설치되어, 자장을 발생시켜, 상기 자장에 의해 상기 용강의 유동을 제어하는 자장 발생 유닛;
   상기 유동 패턴 분류 유닛에 저장된 복수의 유동 패턴 타입에 따른 복수의 유동 제어 타입이 저장되어 있으며, 상기 복수의 유동 제어 타입 중 상기 분류된 유동 패턴 타입에 따른 하나의 유동 제어 타입을 선택하여, 상기 자장 발생 유닛의 구동을 제어하는 유동 제어 유닛;
   을 포함하는 탕면 유동 제어 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 탕면 유동 검출 유닛은 상기 복수의 측온기에서 측정된 온도 측정값을 상기 용강 탕면의 위치별 온도값을 상대적으로 나타내어, 상기 용강 탕면의 유동 형태로 검출하는 탕면 유동 제어 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 복수의 측온기는 상기 주형 내에 수용되는 용강 탕면에 비해 높은 위치에서 등간격으로 이격 설치되는 탕면 유동 제어 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 측온기는 상기 탕면으로부터 50mm 이내의 높이에 설치되는 탕면 유동 제어 장치.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 유동 패턴 분류 유닛은,
   상기 복수의 유동 패턴 타입이 저장된 유동 패턴 타입 저장부;
   상기 탕면 유동 검출 유닛에서 검출된 탕면 유동 형태의 온도 데이타와, 상기 기 저장된 복수의 유동 패턴 타입의 온도 데이타를 대비하여, 상기 검출된 탕면 유동 형태를 상기 기 저장된 복수의 유동 패턴 타입 중 어느 하나의 유동 패턴 타입으로 분류하는 패턴 분류부;
   를 포함하는 탕면 유동 제어 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 유동 패턴 타입 저장부에 저장된 복수의 유동 패턴 타입은 상기 탕면의 위치별 온도 및 상기 탕면의 온도 분포에 따라 각기 다른 종류의 유동 패턴 타입으로 분류되어 있으며,
   상기 복수의 유동 패턴 타입은 탕면 유동에 의한 결함 발생 가능성이 낮은 적어도 하나의 정상 유동 패턴과, 탕면 유동에 의한 결함 발생 가능성이 높은 복수의 비정성 유동 패턴을 포함하는 탕면 유동 제어 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 유동 제어 유닛은,
   상기 유동 패턴 타입 저장부에 저장된 복수의 유동 패턴 타입에 따라 상기 자장 발생 유닛의 제어 조건을 변경하여, 상기 탕면 유동을 제어하도록 복수의 유동 제어 타입이 저장된 유동 제어 타입 저장부;
   상기 분류된 유동 패턴 타입에 따라, 상기 유동 제어 타입 저장부에 저장된 복수의 유동 제어 타입 중, 어느 하나의 유동 제어 타입으로 선택하는 유동 제어 타입 선택부;
   상기 유동 제어 타입 선택부에서 선택된 유동 제어 타입에 따라 상기 자장 발생 유닛으로 인가되는 전원을 제어하여, 자장의 이동 방향을 제어하는 전자기장 제어부;
   를 포함하는
   탕면 유동 제어 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 주형은 서로 마주보도록 마련된 제 1 및 제 2 장변과, 제 1 장변과 제 2 장변 사이에 위치하며, 상호 이격되어 마주보도록 설치된 제 1 및 제 2 단변을 포함하고,
   상기 복수의 측온기는 상기 주형의 제 1 및 제 2 장변과 제 1 및 제 2 단변 각각에 설치되며,
   상기 주형의 제 1 및 제 2 장변 방향의 중심 위치에 상기 주형으로 용강을 토출하는 노즐이 설치되고,
   상기 자장 발생 유닛은 상기 제 1 장변의 연장 방향으로 나열되도록 설치되며, 상기 노즐을 중심으로 대칭되도록 설치된 제 1 및 제 2 자장 발생부와, 상기 제 2 장변의 연장 방향으로 나열되도록 설치되며, 상기 노즐을 중심으로 대칭되도록 설치된 제 3 및 제 4 자장 발생부를 포함하며,
   상기 전자기장 제어부는 상기 제 1 내지 제 4 자장 발생부와 연결되어, 상기 유동 제어 타입 선택부에서 선택된 유동 제어 타입에 따라 상기 제 1 내지 제 4 자장 발생부 각각으로 인가되는 전원을 제어하여, 제 1 내지 제 4 자장 발생부 각각에서의 자장의 이동 방향을 제어하는 탕면 유동 제어 장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 유동 제어 유닛은 상기 검출된 탕면 유동 형태가 정상 유동 패턴으로 분류되는 경우, 상기 제 1 내지 제 4 자장 발생부의 자장 이동 방향으로 유지시키고,
   상기 검출된 탕면 유동 형태가 복수의 비정상 유동 패턴 중 어느 하나로 분류되는 경우, 상기 검출된 탕면 유동 형태가 정상 유동 패턴이 되도록 상기 제 1 내지 제 4 자장 발생부 각각의 자장 이동 방향을 제어하는 탕면 유동 제어 장치.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 유동 제어 유닛은 상기 선택된 유동 제어 타입이 가지고 있는 자장 이동 방향 및 전류 밀도 조건에 따라, 제 1 내지 제 4 자장 발생부 각각의 자장 이동 방향과, 상기 제 1 내지 제 4 자장 발생부 각각으로 인가되는 전류 밀도를 제어하는 탕면 유동 제어 장치.
11. 주형의 폭 방향을 따라 나열되도록 설치된 복수의 측온기를 이용하여, 용강 탕면의 폭 방향의 복수의 위치에서 온도를 측정하는 과정;
    상기 측정된 각 위치에 따른 온도를 상대적으로 분석하여, 상기 용강의 탕면 유동 형태로 검출하는 과정;
    상기 검출된 탕면 유동 형태를 저장된 복수의 유동 패턴 타입 중 어느 하나의 유동 패턴 타입으로 분류하는 과정;
    상기 분류된 유동 패턴 타입에 따라 기 저장된 복수의 유동 제어 타입 중 어느 하나를 선택하여 유동 제어 타입을 선택하는 과정;
    상기 선택된 유동 제어 타입으로 상기 주형의 외측에 설치된 자장 발생 유닛에서의 자장 형성을 제어하는 과정;
    을 포함하는 탕면 유동 제어 방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 용강 탕면의 폭 방향의 복수의 위치에서 온도를 측정하는 데 있어서,
    상기 복수의 측온기를 상기 주형 상에서 상기 용강 탕면에 비해 높게 위치하며, 상기 주형 폭 방향으로 나열되어 등 간격으로 이격되도록 배치시켜, 복수의 측온기 각각으로 온도를 측정하는 탕면 유동 제어 방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 측정된 각 위치에 따른 온도를 상대적으로 분석하여, 상기 용강의 탕면 유동 형태로 검출하는 과정은,
    각 위치에서 측정된 복수의 온도 측정값을 상대적으로 비교하여, 상기 용강 탕면의 각 위치별 상대적인 높이로 나타냄으로써, 용강의 탕면 유동 형태로 검출하는 과정을 포함하는 탕면 유동 제어 방법.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 검출된 탕면 유동 형태를 2차원적 또는 3 차원적으로 가시화되도록 표시하는 탕면 유동 제어 방법.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 검출된 탕면 유동 형태를 상기 기 저장된 복수의 유동 패턴 타입 중 어느 하나의 유동 패턴 타입으로 분류하는 과정은,
    주조 과정에서 발생할 수 있는 복수의 유동 패턴 타입을 분류하여 저장하는 과정;
    상기 기 저장된 복수의 유동 패턴 타입과 검출된 탕면 유동 형태를 대비하는 과정;
    상기 검출된 탕면 유동 형태의 온도 데이타를 상기 기 저장된 복수의 유동 패턴 타입 중, 어느 하나의 유동 패턴 타입으로 분류하는 과정;
    을 포함하는 탕면 유동 제어 방법.
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 기 저장되는 복수의 유동 패턴 타입은 탕면 유동에 의한 결함 발생 가능성이 낮은 적어도 하나의 정상 유동 패턴과, 탕면 유동에 의한 결함 발생 가능성이 높은 복수의 비정성 유동 패턴을 포함하고,
    상기 선택된 유동 제어 타입으로 상기 선택된 유동 제어 타입으로 상기 자장 발생 유닛에서의 자장 형성을 제어하는 과정에 있어서,
    상기 검출된 탕면 유동 형태가 정상 유동 패턴 타입으로 분류되는 경우, 상기 자장 발생 유닛의 자장 상태를 유지하고,
    상기 검출된 탕면 유동 형태가 복수의 비정상 유동 패턴 타입 중 어느 하나의 유동 패턴 타입으로 분류되는 경우, 상기 검출된 탕면 유동 형태가 정상 유동 패턴 타입이 되도록 상기 자장 발생 유닛의 자장 이동 방향을 조절하는 탕면 유동 제어 방법.
17. 청구항 16에 있어서,
    상기 분류된 유동 패턴 타입으로 상기 자장 발생 유닛의 자장 형성을 제어하는데 있어서,
    상기 복수의 유동 제어 타입 중, 상기 복수의 유동 패턴 타입 별로 각기 대응하는 유동 제어 타입을 선택하고, 상기 선택된 유동 제어 타입으로 상기 자장 발생 유닛에 전원을 인가하여, 상기 자장 발생 유닛의 자장 이동 방향을 제어하는 탕면 유동 제어 방법.
18. 청구항 17에 있어서,
    상기 분류된 유동 패턴 타입으로 상기 자장 발생 유닛의 자장 형성을 제어하는데 있어서,
    상기 선택된 유동 제어 타입이 가지고 있는 자장 이동 방향 및 전류 밀도 조건에 따라, 상기 자장 발생 유닛의 자장 이동 방향 및 전류 밀도를 제어하는 유동 제어 장치.
19. 청구항 18에 있어서,
    상기 주형은 서로 마주보도록 마련된 제 1 및 제 2 장변과, 제 1 장변과 제 2 장변 사이에 위치하며, 상호 이격되어 마주보도록 설치된 제 1 및 제 2 단변을 포함하고,
    상기 복수의 측온기는 상기 주형의 제 1 및 제 2 장변과 제 1 및 제 2 단변 각각에 설치되며,
    상기 주형의 제 1 및 제 2 장변 방향의 중심 위치에 상기 주형으로 용강을 토출하는 노즐이 설치되고,
    상기 자장 발생 유닛은 상기 제 1 장변의 연장 방향으로 나열되도록 설치되며, 상기 노즐을 중심으로 대칭되도록 설치된 제 1 및 제 2 자장 발생부와, 상기 제 2 장변의 연장 방향으로 나열되도록 설치되며, 상기 노즐을 중심으로 대칭되도록 설치된 제 3 및 제 4 자장 발생부를 포함하며,
    상기 전자기장 제어부는 상기 제 1 내지 제 4 자장 발생부와 연결되어, 상기 선택된 유동 제어 타입에 따라 상기 제 1 내지 제 4 자장 발생부 각각으로 인가되는 전원을 제어하여, 제 1 내지 제 4 자장 발생부 각각에서의 자장의 이동 방향을 제어하는 유동 제어 장치.
20. 청구항 19에 있어서,
    상기 검출된 탕면 유동 형태에서, 상기 노즐의 일측 및 타측 각각의 탕면에서 복수의 위치에서 검출된 복수의 온도 측정값 중, 최저 온도와 최고 온도 간의 온도 편차, 탕면 중심 온도에 대한 탕면의 양 가장자리의 온도의 높고 낮음, 상기 양 가장자리 온도와 탕면 중심 온도 간의 차이에 의해 정상 유동 패턴과, 비정성 유동 패턴으로 분류되며,
    상기 복수의 유동 패턴 타입은,
    상기 복수의 유동 패턴 각각의 온도 데이타에서, 최저 온도와 최고 온도 간의 온도 편차, 탕면 중심 온도에 대한 탕면의 양 가장자리의 온도의 높고 낮음, 상기 양 가장자리 온도와 탕면 중심 온도 간의 차이에 의해 서로 다른 비정상 유동 패턴 타입으로 분류되는 탕면 유동 제어 방법.
21. 청구항 20에 있어서,
    상기 검출된 탕면 유동 형태의 온도값 중, 최저 온도와 최고 온도 간의 차이값인 탕면 온도 편차가 기 설정된 기준 편차를 만족하고, 탕면 양 가장자리의 온도 각각이 중심 온도와 같거나 크며, 상기 탕면 양 가장자리 각각 온도와 중심 온도 간의 차이값인 제 1 및 제 2 온도 편차 각각이 기준값 이하를 만족하면, 정상 유동 패턴으로 분류하고,
    상기 탕면 온도 편차가 기준 편차를 벗어나거나, 상기 제 1 및 제 2 온도 편차 각각이 중심 온도에 비해 작거나, 제 1 및 제 2 온도 편차 중 적어도 어느 하나가 기 설정된 기준값을 초과하면, 비정상 유동 패턴으로 분류하는 탕면 유동 제어 방법.
22. 청구항 21에 있어서,
    상기 검출된 탕면 유동 형태가 복수의 비정상 유동 패턴 타입 중 어느 하나로 분류되는 경우,
    상기 검출된 탕면 유동 형태의 양 가장자리의 온도 중 적어도 어느 하나가 중심 온도에 비해 크면,
    상기 제 1 내지 제 4 자장 발생부에 있어서, 상기 노즐의 양측 영역 중, 가장자리의 온도가 중심 온도에 비해 큰 영역에 대응 위치한 자장 발생부에서의 자장이 노즐 방향으로 이동하도록 조절하여, 용강 유속을 감속하는 탕면 유동 제어 방법.
23. 청구항 22에 있어서,
    상기 검출된 탕면 유동 패턴이 복수의 비정상 유동 패턴 중 어느 하나로 분류되는 경우,
    상기 검출된 탕면 유동 패턴의 양 가장자리의 온도 중 적어도 어느 하나가 중심 온도에 비해 작으면,
    상기 제 1 내지 제 4 자장 발생부에 있어서, 가장자리의 온도가 중심 온도에 비해 작은 영역에 대응 위치한 자장 발생부에서의 자장이 노즐로부터 외측 방향으로 이동하도록 조절하여, 용강의 유속을 가속하는 탕면 유동 제어 방법.
24. 청구항 21에 있어서,
    상기 양 가장자리의 온도와 상기 중심 온도 간의 온도 차이가 클수록 제 1 내지 제 4 자장 발생부 중 적어도 어느 하나로 인가되는 전류 밀도를 증가시켜, 용강의 가속력 또는 감속력을 증가시키는 탕면 유동 제어 방법.
25. 청구항 21에 있어서,
    상기 검출된 탕면 유동 형태가 복수의 비정상 유동 패턴 중 어느 하나로 분류되는 경우,
    상기 검출된 탕면 유동 형태가 상기 양 가장자리 각각의 온도와 상기 중심 온도 간의 차이값이 상기 기준 편차의 최 하한치 미만이면,
    제 1 내지 제 4 자장 발생부 각각에서의 자장 이동 방향을 서로 다르게 하여, 상기 용강을 회전시키는 탕면 유동 제어 방법.

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