KR20190094368A - 스트랜드 주조 시스템을 조절하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스트랜드 주조 시스템을 조절하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 스트랜드 주조 시스템은 몰드(1), 및 몰드(1)의 하류에 배열된 스트랜드 가이드(8)를 갖는다. 용융 금속(3)이 몰드(1) 내로, 특히 유입 장치(4)를 통해 주조되고, 상기 용융 금속은 몰드(1)의 벽들(1a) 상에 경화되어, 경화된 스트랜드 쉘(5) 및 여전히 액체인 코어(6)를 갖는 금속 스트랜드(7)가 형성된다. 금속 스트랜드(7)는 스트랜드 가이드(8)의 상호 이격된 롤러들(8b)에 의해 몰드(1)로부터 인출되고, 몰드 내에 형성된 주조 레벨의 기복(undulation)에 상관되는 측정 변수가 확인된다. 측정 변수는 적어도 하나의 계산 규격을 사용하여 처리되고, 주조 레벨의 기복을 감소시키는데 사용된다. 주조 레벨의 기복들을 감소시키기 위해, 스트랜드 가이드의 대향 롤러들(8b)의 상호 간격은 완전 경화점(D) 이전에 주기적으로 변화된다.

Description

스트랜드 주조 시스템을 조절하기 위한 방법 및 장치

본 발명은 스트랜드 주조 플랜트(strand casting plant)를 조절하기 위한 방법에 관한 것이며,

스트랜드 주조 플랜트는 몰드(mold), 및 몰드의 하류에 있는 스트랜드 가이드(strand guide)를 포함하고,

액체 금속이 몰드 내로, 특히 유입 유닛(inflow unit)을 통해 주입되고, 액체 금속은 몰드의 벽들 상에 응고되어, 응고된 스트랜드 쉘(solidified strand shell) 및 여전히 액체인 코어(still liquid core)를 갖는 금속 스트랜드(metal strand)가 형성되고,

금속 스트랜드는 이격되어 배열된 스트랜드 가이드의 롤러들(rollers)에 의해 몰드로부터 인출되고,

몰드 내에서 형성되는 주조 레벨(costing level)의 변동과 상관되는 측정 변수가 결정되고, 이러한 측정 변수는 적어도 하나의 계산 규칙의 합체에 의해 처리되고, 주조 레벨의 변동들을 감소시키는데 사용된다. 본 발명은 또한 대응하는 장치를 포함한다.

상기 방법은 연속 스트랜드 주조에 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 방법은 높은 주조 속도들을 갖는 모든 스트랜드 주조 방법들에 유리하게 적용될 수 있으며, 이는 주조 레벨의 매우 동적인 조절/제어가 여기에서 더욱더 요구되고 있기 때문이다.

연속 스트랜드 주조에서, 주조 레벨 변동들이 요구되는 좁은 공차 범위 내에 있는 것은 균일하고 균열없는 스트랜드 쉘 및 균질하고 결함없는 슬래브(slab)의 형성을 위해 야금학적 측면에서 일반적으로 매우 중요하다.

주조 레벨에 영향을 미치는 다양한 현상들 때문에, 주조 레벨을 일정하게 유지하기 위해서는 조절이 필요하다. 이러한 현상들은 다음을 포함한다;

1. 유입 유닛을 통한 몰드 내로의 비정상 유동들(transient flows):

- 플러그(plug) 또는 슬라이드(slide)로서 설계될 수 있는 유입 유닛의 막힘(clogging), 침지 파이프의 막힘, 또는 이러한 막힘들이 없는 분리(detaching) 및 플러싱(flushing),

- 플러싱 가스량의 변화들(막힘들이 발생한 경우, 통상적으로 아르곤이 막힘의 중심으로 분사되어, 침지 파이프(공기 흡입을 방지함)에 과압을 생성하고, 이는 몰드 내의 강철 배스(steel bath)에 난류를 유발할 수 있음),

- 예를 들어, 분배기에서의 레이들(ladle)의 유입의 비이상적인 조절에 의해 유발된 분배기 중량 변동들(분배기 = 레이들과 몰드 사이의 중간 용기). 이러한 압력 변화로 인해, 동일한 플러그 개방에 의해 상이한 유량이 생성되고, 이는 조절에 의해 저지되어야 함,

- 예를 들어, 레이들 변화의 경우의 강철의 점도 변화.

2. 몰드 내의 액체 강철의 용적 변화:

- 몰드의 형식 변화,

- (예를 들어, 침지 파이프 상의 마모의 출현들을 감소시키기 위한) 주조 레벨 목표 값 변화.

3. 몰드 외부로의 비정상 유동들:

- 벌징(bulging),

- 주조 속도 변화들,

- 굽힘 롤러들,

- 주조 갭(casting gap)의 의도적인 변화들(예를 들어, 경압하(soft reduction)).

나열된 이러한 모든 현상들은 주조 레벨의 변화들을 야기하고, 이러한 변화들은 저지되어야 한다. 많은 현상들이 매우 갑작스럽고 예기치않게 발생하기 때문에, 조절의 동적 범위가 매우 큰 역할을 한다.

특수강 품질들의 경우, 예를 들어, 포정 강철들(peritectic steels) 또는 페라이트계 방청 강철들의 경우, 배스 레벨(bath level)의 불규칙적으로 발생하는 상승 및 하강(= 주기적)은 연속 스트랜드 주조 절차 동안에 더욱더 발생하며, 이는 "벌징(bulging)" 또는 "몰드 레벨 헌팅(mold level hunting)"으로 알려져 있다. 벌징 동안, 벌징과 연관된 측정 변수와 주조 레벨 이동 사이에 결정 가능한 관계가 설정될 수 있다. 이러한 주기적으로 발생하는 외란(disturbance)의 특징은 특정 주조 속도의 경우에서 스트랜드 가이드의 적어도 하나의 영역의 평균 롤러 분할(즉, 스트랜드의 이송 방향에서의 롤러들의 간격)에 대략 대응하는 지속기간(period duration)에 발생한다는 것이다. 벌징은 스트랜드 주조 플랜트들에 있어서 스트랜드 가이드의 롤러 분할이 긴 부분들에 걸쳐 일정한(즉, 스트랜드의 이송 방향에서의 다수의 연속적인 롤러들이 서로에 대해 동일한 간격을 갖는) 특정 범위에서 발생한다. 기본파에 부가하여, 고조파들도 또한 발생한다. 벌징이 경험적으로 결정되는 임계 주조 속도 초과에서만 발생하며, 이는 결국 사용되는 장비 및 작동 모드에 따라 달라진다는 것을 설정하는 것이 가능하였다. 그러나, 용량 증가들을 향한 지속적인 경향의 측면에서 주조 속도의 제한은 허용 가능하지 않다.

배스 또는 주조 레벨 변동들을 감쇠시키기 위한 조절 방법은, 예를 들어, DE 102 14 497 A1로부터 이미 공지되어 있다. 이러한 방법에서, 전력 소비가 하나 이상의 구동 롤러들(driver rollers)에서 측정되고, 전력 소비 측정 값들은, 전력 소비 측정 값을 외란 변수로서 제어 루프에 부가함으로써, 중간 용기로부터 스트랜드 주조 몰드 내로 금속 용융물을 공급하는 동안의 양 조절을 위한 보정 값으로서 고려된다. 예를 들어, 주조 속도의 변화에 의해 유발된 전력 소비의 변화들, 또는 예를 들어, 정확한 상태에서 벗어나 작동하는 구동 롤러들의 롤러 충격들에 의해 유발된 전력 소비 값들의 주기적으로 반복되는 외란들은 측정된 전력 소비 신호로부터 미리 차단된다. 그러나, 설명된 조절 방법은, 예를 들어, 입력 데드 타임들(input dead times)을 보상할 수 없어, 항상 벌징에 기인하는 배스 레벨 이동들의 일부만이 보정될 수 있다.

스트랜드 주조 플랜트의 주조 레벨에 대한 조절 방법은 특허 출원 A 50301/2016으로부터 공지되어 있으며, 여기서 주조 레벨의 높이, 주조 레벨의 높이에 대한 목표 값 및 추가 신호들 및 예비 또는 최종 목표 포지션이 레귤레이터(regulator)에 공급되고, 레귤레이터는, 최종 목표 포지션―이에 기초하여, 몰드의 유입 유닛에 대한 조작 변수가 유입 유닛의 실제 설정과 함께 결정됨―이 보상 값에 의해 보정된 예비 목표 포지션에 대응하도록, 예비 목표 포지션에 부가되는 보상 값을 결정한다.

조절 방법이 WO 2010/149419 A1에 공지되어 있으며, 여기서 옵저버(observer)는 스트랜드 주조 몰드의 모델(model)을 포함하고, 이 모델에 의해 옵저버가 주조 레벨에 대한 예상 값을 결정한다. 옵저버는 다수의 진동 보상기들(oscillation compensator)을 가지며, 이 진동 보상기들에 의해, 각각의 간섭 주파수에 관련된 간섭 성분이 각각의 경우에 예상 값과의 주조 레벨의 높이의 차이에 기초하여 결정된다. 간섭 성분들의 합계는 보상 값에 대응한다.

인용된 공보들에서, 주조 레벨의 조절은 단지 낮은 동적 범위를 갖는 몰드의 유입 유닛의 설정에 의해 구현된다. 따라서, 예를 들어, 연속 스트랜드 주조에서 2 m/분 이상의 속도로부터 발생하고, 강철 제품에 불규칙성을 야기하고 그에 따라 제품의 품질을 저하시키는 0.6 Hz 이상의 주파수들을 상쇄하는 것은 가능하지 않다. "고주파수 벌징(high-frequency bulging)"의 문제, 즉 0.6 Hz 이상의 주파수들에서의 벌징에 대한 벌징 보상은 종래 기술의 문헌들에서는 지금까지 해결되지 않고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 단점들을 극복하고, 주조 레벨의 보다 양호한 품질 및 보다 높은 동적 범위를 달성할 수 있는, 스트랜드 주조 플랜트를 조절하기 위한 방법을 제안하는 것이다. 특히, 상기 방법을 사용하여 0.6 Hz 이상의 주파수 범위에서 벌징의 진동들을 상쇄하는 것도 가능하다는 것이다.

이러한 목적은 본 발명에 따라 스트랜드 주조 플랜트를 조절하기 위한 방법에 의해 달성되며,

스트랜드 주조 플랜트는 몰드, 및 몰드의 하류에 있는 스트랜드 가이드를 포함하고,

액체 금속이 몰드 내로, 특히 유입 유닛을 통해 주입되고, 액체 금속은 몰드의 벽들 상에 응고되어, 응고된 스트랜드 쉘 및 여전히 액체인 코어를 갖는 금속 스트랜드가 형성되고,

금속 스트랜드는 이격되어 배열된 스트랜드 가이드의 롤러들에 의해 몰드로부터 인출되고,

몰드 내에서 형성되는 주조 레벨의 변동과 상관되는 측정 변수가 결정되고, 이러한 측정 변수는 적어도 하나의 계산 규칙의 합체에 의해 처리되고, 주조 레벨의 변동들을 감소시키는데 사용된다. 이러한 경우, 주조 레벨의 변동들을 감소시키기 위해, 스트랜드 가이드의 대향하는 롤러들의 상호 간격은 완전 응고점 이전에 주기적으로 변화되는 것이 제공된다.

따라서, 변동들을 조정하는 이동은 스트랜드 가이드의 조정된 롤러들에 의해서 계산 규칙에 의해 달성된다. 사이에 스트랜드가 안내되는 대향 롤러들의 상호 간격은 스트랜드의 액체 코어에 직접적인 영향을 미치고, 주조 레벨을 직접 변화시키며, 주조 레벨의 변동들이 즉시 보정된다. 따라서, 주조 레벨의 보다 정확하고 동적인 조절이 가능해진다. 결국, 주조 레벨의 보다 작은 변동들은 스트랜드 및/또는 슬래브 최종 제품의 품질 향상, 예를 들어, 개재물들의 감소 또는 균열들의 방지를 달성한다. 따라서, 보다 높은 주파수들을 갖는 동위상 진동들(in-phase oscillations)이 또한 롤러 간격의 변화들에 의해 생성될 수 있다. 반대로, 몰드로 들어가는 액체 금속의 양을 설정하는 유입 유닛의 이동은 주조 레벨까지 보다 느리게 전달되며, 이는 유입 유닛의 포지션이 변화될 때 유입 유닛 아래에 위치된 액체 금속이 여전히 몰드 내로 유입되기 때문이다. 따라서, 유입 유닛의 포지션의 동위상 변화는 유입 유닛을 사용하여 보다 낮은 주파수에서만 달성될 수 있으며, 그리고/또는 보다 낮은 조절 품질만이 상쇄될 수 없는 이러한 추가적인 동적 범위에 의해 달성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 주조 레벨의 제어 및/또는 조절은 대향 롤러들의 상호 간격의 변화에 의해 달성될 수 있다. 스트랜드는 대향 롤러들 사이에 위치된다.

상기 방법은 완전 응고점 이전에 배열된 조정 가능한 롤러들만을 필요로 한다. 완전 응고점은 스트랜드 가이드를 따라 볼 때, 스트랜드 또는 슬래브의 코어가 이미 고체인 위치이다. 그러나, 주조 레벨의 조절 또는 제어는 완전 응고 전에, 즉 스트랜드 또는 슬래브가 여전히 코어에서 액체인 경우에만 가능하다. 주조 레벨의 변동들을 감소시키도록 상호 간격이 변화된 롤러들은 금속 스트랜드를 몰드로부터 인출하도록 구동되는 롤러들일 수 있지만, 반드시 그럴 필요는 없다.

스트랜드 가이드의 대향 롤러들의 상호 간격은 본 발명에 따라 주기적으로 변화된다. "주기적으로 변화되는"은 대향 롤러들이 서로에 대해 그 상호 간격을 주기적으로 변화시킨다는 것을 의미한다.

이러한 경우, 본 발명에 따른 방법은 (유입 유닛의 유량 조절과 조합하여) 주조 레벨에 대한 단일 조절 및/또는 제어 방법으로서 사용될 수 있거나, 유입 유닛에 의한 주조 레벨에 대한 다른 조절 및/또는 제어 방법들과 조합하여 또한 사용될 수 있다. 조절 및/또는 제어 방법들의 조합의 경우, 개별적인 조절 및/또는 제어 방법들은 서로 독립적으로 작동될 수 있다.

특히, 벌징이 (또한) 상쇄되어야 하는 경우, 주기적 변화들은 0.6 Hz 이상, 바람직하게는 5 Hz까지의 주파수 범위에 있을 수 있다. 따라서, 롤러 간격의 변화는, 또한 0.6 Hz 이상이고, 특히 5 Hz까지인 주파수들에서 발생할 수 있다.

따라서, 예를 들어, 롤러들에 작용하는 조절 및/또는 제어 방법만이 적용되는 경우, 롤러 간격의 주기적 변화들은 0 내지 0.6 Hz, 0 내지 1 Hz, 0 내지 2 Hz, 0 내지 3 Hz, 0 내지 4 Hz, 또는 0 내지 5 Hz의 주파수 범위일 수 있다. 주조 레벨의 변동들을 감소시키기 위한 본 발명에 따른 조절 및/또는 제어 방법이 주조 레벨의 변동들을 감소시키기 위한 다른 조절 및/또는 제어 방법들, 예를 들어, 몰드의 유입 유닛을 사용하는 처음에 언급된 조절 방법과 조합되는 경우, 따라서 다른 방법 또는 방법들은 보다 낮은 주파수 범위(예를 들어, 0 내지 0.6 Hz)를 커버할 수 있는 한편, 본 발명에 따른 방법은 보다 높은 주파수 범위(예를 들어, 0.6 내지 1 Hz, 0.6 내지 2 Hz, 0.6 내지 3 Hz, 0.6 내지 4 Hz, 또는 0.6 내지 5 Hz)만을 커버한다.

본 발명에 따른 방법의 추가의 바람직한 변형 실시예에서, 하나 이상의 롤러들을 각각 갖는 다수의 롤러 세그먼트들(roller segments)이 스트랜드 가이드를 따라 양측부들에 배열되고(즉, 스트랜드에 대해 서로 대향함), 적어도 하나의 롤러 세그먼트가 스트랜드 가이드 방향에 대해 수직으로 조정되는 것이 제공된다. 롤러 세그먼트라는 용어는 또한, 전형적으로 몰드 바로 아래에 배열되는 소위 그리드들(grids)을 포함한다. "스트랜드 가이드 방향에 대해 수직으로"는 여기서는 스트랜드 가이드 방향에 대해 본질적으로 수직으로 연장되는 임의의 조정을 의미한다. 이것은 롤러 세그먼트의 피봇과, 또한 평행 변위 모두를 포함한다. 스트랜드 가이드는 일반적으로 스트랜드 가이드 방향을 따라 다수의 세그먼트들로 분할되며, 세그먼트 각각은 2 개의 대향하는 롤러 세그먼트들을 보유한다.

유리하게는, 몰드에 근접하게 배열된 롤러 세그먼트가 조정된다. 따라서, 제1 세그먼트의 적어도 하나의 롤러 세그먼트가 조정되는 것이 제공될 수 있다. 따라서, 최상측 롤러 세그먼트, 즉 몰드에 가장 근접하게 위치된 롤러 세그먼트가 조정되는 것이 제공될 수 있다. 직접 결합되는 액추에이터(actuator)의 최대 증폭은 최고의 동적 범위를 가능하게 한다. 최상측 세그먼트에서의 롤러 간격의 변화와 주조 레벨에의 그의 영향에 대한 팩터는 전형적으로 약 1:10(피봇 가능한 세그먼트들) 또는 1:20(평행하게 이동하는 세그먼트들)이다. 이것은 몰드 내의 주조 레벨의 각각 대략 1 mm 또는 2 mm의 하강이 0.1 mm만큼의 롤러 간격의 증가에 의해 달성된다는 것을 의미한다. 이러한 방식으로, 롤러 간격의 매우 작은 변화들만이 필요하며, 이는 5 Hz까지의 벌징의 높은 주파수들을 보상할 수 있도록 매우 짧은 시간에 달성될 수 있다.

스트랜드 가이드 방향에 대해 수직으로 다수의 롤러들을 각각 갖는 개별 롤러 세그먼트들의 선택적인 조정으로 인해, 서로 대향하여 위치된 롤러들 사이의 간격은 주조 레벨의 변동들의 주파수들을 상쇄시키기 위해 주조 레벨의 변동들에 반대로 감소된다. 이러한 보상으로 인해, 연속 스트랜드 주조의 안정성이 현저하게 증가되고, 강철 제품의 균일한 품질과 함께 높은 주조 속도들이 가능해진다.

본 발명에 따른 방법의 하나의 바람직한 변형 실시예에 따르면, 적어도 하나의 롤러 세그먼트가 피봇되는 것이 제공된다. 이러한 경우, 피봇축(pivot axis)은 바람직하게는 몰드에 보다 근접하여 있어, 몰드로부터 보다 멀리 떨어진 롤러 세그먼트의 부분은 보다 강하게 편향된다. 이러한 경우, 외측 롤러 세그먼트, 즉 스트랜드 가이드의 외측방으로 만곡된 측의 롤러 세그먼트는 고정될 수 있으며, 예를 들어, 고정식 외측 프레임에 의해 구현될 수 있다. 대향하는 롤러 세그먼트, 즉 스트랜드 가이드의 내측방으로 만곡된 측의 롤러 세그먼트가 피봇된다. 이러한 목적을 위해, 그것은, 예를 들어, 롤러들을 지지하고 피봇 가능하게 장착된 내측 프레임을 갖는다. 내측 롤러 세그먼트가 고정적으로 부착되고, 외측 롤러 세그먼트가 내측 롤러 세그먼트에 대해 피봇되는 것도 또한 구상될 수 있다.

롤러 세그먼트들을 피봇하는 것 대신에, 적어도 하나의 롤러 세그먼트가 스트랜드 가이드를 따라 배열된 대향 롤러 세그먼트에 대해 평행한 정렬로 조정되는 것이 제공될 수 있으며, 이에 의해 다시 개별 롤러 세그먼트들과 롤러들 사이의 롤러 간격의 선택적인 적합화가 가능해진다. 이러한 경우, 외측 롤러 세그먼트, 즉 스트랜드 가이드의 외측방으로 만곡된 측의 롤러 세그먼트는 고정될 수 있으며, 예를 들어, 고정식 외측 프레임에 의해 구현될 수 있다. 그 다음에, 대향하는 롤러 세그먼트, 즉 스트랜드 가이드의 내측방으로 만곡된 측의 롤러 세그먼트는 외측 롤러 세그먼트의 방향으로 병진 변위된다. 여기서는, 이와 반대로, 내측 롤러 세그먼트가 고정되는 한편, 대향하는 외측 롤러 세그먼트가 병진 변위되는 것도 또한 구상될 수 있다.

스트랜드의 코어에서의 액체 금속의 용적은 2 개의 대향 롤러 세그먼트들의 롤러들의 간격에 의해 결정될 수 있으며, 그에 따라 상대적인 주조 레벨 변화에 대한 추론이 도출될 수 있다.

본 발명에 따른 방법의 하나의 특히 바람직한 변형 실시예에 따르면, 적어도 하나의 롤러 세그먼트는 적어도 하나의 유압 또는 전기기계적 액추에이터(예를 들어, 유압 실린더(hydraulic cylinder) 또는 전기 스핀들 드라이브(electrical spindle drive))를 포함하는 조정 장치에 의해 조정된다. 주조 레벨 변동들에 대한 롤러 간격의 설정에 대해 최적의 반응 시간을 가능하게 하기 위해, 바람직하게는 비례 밸브(proportional valve)가 적어도 하나의 유압 실린더에 사용된다.

본 발명의 일 실시예는 0 내지 5 Hz의 주파수 범위에서의 주조 레벨의 변동들의 하나 이상의 주파수들이 바람직하게는 동시에 검출되고, 변동들이 스트랜드 가이드의 롤러들의 롤러 간격의 주기적인 반대 변화에 의해 상쇄되는 것을 제공한다.

이에 대안적인 본 발명의 일 실시예는 제1 주파수 범위에서의 주조 레벨의 변동들의 하나 이상의 주파수들이 바람직하게는 동시에 검출되고, 변동들이 (몰드의) 유입 유닛의 주기적인 반대 이동들에 의해 상쇄되며, 제2 주파수 범위에서의 주조 레벨의 변동들의 추가의 주파수들이 검출되고, 변동들이 스트랜드 가이드의 롤러들의 롤러 간격의 주기적인 반대 변화에 의해 상쇄되며, 여기서 제2 주파수 범위는 제1 주파수 범위보다 큰 것을 제공한다.

이러한 변형 실시예는, 이전과 같이 주조 레벨의 보다 낮은 주파수 변동들이 몰드의 유입 유닛을 조절함으로써 상쇄될 수 있는 이점을 가지는 한편, 주조 레벨의 보다 높은 주파수 변동들만이 롤러들의 간격의 조절에 의해 상쇄된다. 따라서, 보다 낮은 주파수 변동들을 위한 기존의 레귤레이터들을 롤러들의 간격의 추가적인 레귤레이터로 개조할 가능성이 존재한다.

이러한 경우, 유입 유닛에 대한 조절 및/또는 롤러 간격에 대한 조절은 A 50301/2016에 개시된 바와 같이, 소위 옵저버의 도움으로 구현될 수 있다. 조절 기술에 따르면, 옵저버는 알려진 입력 변수들(예를 들어, 조작 변수들 또는 측정 가능한 외란 변수들) 및 관측 기준 시스템(observed reference system)의 출력 변수들(측정 변수들)로부터 측정 불가능한 변수들(상태들)을 재구성하는 시스템으로 이해된다. 이러한 목적을 위해, 옵저버는 모델로서 관측 기준 시스템을 시뮬레이팅하고, 따라서 레귤레이터를 사용하여 기준 시스템과 비교할 수 있는 측정 가능한 상태 변수들을 추적한다. 따라서, 모델은 시간 경과에 따라 증가하는 에러들을 생성하는 것이 방지된다.

2 개의 주파수 범위들을 갖는 방법 변형예는 바람직하게는 제1 주파수 범위의 주파수들에 기초하여 유입 유닛의 목표 포지션에 대한 제1 보상 값을 결정하는 제1 옵저버, 및 제2 주파수 범위의 주파수들에 기초하여 스트랜드 가이드의 롤러들의 롤러 간격에 대한 제2 보상 값을 결정하는 제2 옵저버를 포함한다.

이러한 방식으로, 몰드 내의 주조 레벨은 몰드 내로의 유입과, 또한 몰드 이후의, 바람직하게는 최상측 세그먼트에서의, 금속 스트랜드의 안내 둘 모두에 의해 조절된다. 또한, 다양한 액추에이터들 상에의 옵저버들의 분리(한편으로는, 제1 옵저버의 경우에 유입 유닛의 목표 포지션에 대한 제1 보상 값, 및 다른 한편으로는, 스트랜드 가이드의 롤러들의 롤러 간격에 대한 제2 보상 값)로 인해, 옵저버들 사이의 간섭 및/또는 옵저버들 서로 간의 부정적인 영향이 발생할 수 없다는 것이 유리하다.

2 개의 주파수 범위들을 갖는 방법의 하나의 특히 바람직한 변형 실시예에서, 제1 옵저버는 0.6 Hz 이하의 주파수 범위에서 작동하고, 제2 옵저버는 0.6 Hz 이상, 바람직하게는 0.6 내지 5 Hz의 주파수 범위에서 작동한다. 이점은, 2 개의 옵저버들의 분리된 주파수 범위들 때문에, 주파수 윈도우들의 중첩으로 인한 간섭이 옵저버들 사이에 발생할 수 없으며, 이에 의해 예를 들어, 주조 레벨 조절의 액추에이터에 대한 목표 값이 2차 보상이 없는 경우와 (벌지들이 없는 경우에) 동일하거나 그 보다 작게 유지된다는 것을 유발한다. 이러한 방식으로, 주조 레벨 변동들이 추가로 감소되고, 강철 제품의 품질 손실들이 크게 감소된다. 또한, 종래 기술에서는, 0.6 Hz 이상의 주조 레벨의 변동들의 주파수들을 보상할 수 있는 방법이 이전에 알려져 있지 않다는 것에 주목해야 하며, 이 때문에 본 발명에 따른 방법의 사용으로 인해, 높은 주조 속도들이 고품질의 강철 제품과 함께 사용될 수 있고, 이에 의해 연속 스트랜드 주조 또는 연속 스트립 생산을 위한 플랜트들의 생산성이 현저하게 증가된다.

본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 하나의 가능한 장치는 금속 용융물을 몰드 내로 도입하기 위한 수단, 롤러들을 포함하는 스트랜드 가이드, 및 제어 유닛에 연결된, 주조 레벨의 변동들을 측정하기 위한 측정 유닛을 포함한다. 이러한 경우, 제어 유닛에 연결된 조정 장치가 제공되고, 조정 장치는 스트랜드 가이드의 대향 롤러들의, 주조 레벨의 변동들과 반대인 롤러 간격의 주기적인 변화에 의해 주조 레벨의 변동들을 감소, 특히 상쇄시키도록 설계된다.

상기 방법과 관련하여 이미 언급된 바와 같이, 조정 장치가 0.6 Hz 이상, 바람직하게는 5 Hz까지의 주파수 범위에서의 롤러 간격의 주기적인 변화들을 위해 설계될 수 있다는 것이 제공될 수 있다. 조정 장치는 유압 실린더 또는 전기 스핀들 드라이브와 같은 적어도 하나의 유압 또는 전기기계적 액추에이터를 포함할 수 있다. 물론, 조정 장치는, 예를 들어, 유압 실린더 또는 전기 스핀들 드라이브와 같은 유압 또는 전기기계적 액추에이터들을 또한 사용하는, 0 Hz로부터, 바람직하게는 5 Hz까지의 주파수 범위에서의 롤러 간격의 주기적인 변화들을 위해 설계될 수 있다.

또한, 상기 방법과 관련하여 이미 언급된 바와 같이, 하나 이상의 롤러들을 각각 갖는 다수의 롤러 세그먼트들이 스트랜드 가이드를 따라 양측부들에 배열되고, 적어도 하나의 롤러 세그먼트가 조정 장치에 의해 스트랜드 가이드 방향에 대해 수직으로 조정 가능한 것이 제공될 수 있다.

예를 들어, 적어도 하나의 롤러 세그먼트는 최상측, 즉 제1 세그먼트에서 조정 가능할 수 있다. 이러한 경우, 적어도 하나의 롤러 세그먼트는 피봇 가능할 수 있거나; 또는 적어도 하나의 롤러 세그먼트는 스트랜드 가이드를 따라 배열된 대향 롤러 세그먼트들에 대해 평행한 정렬로 조정 가능하다. 롤러 세그먼트들은 바람직하게는, 급격한 세그먼트 전이들(= 두께 변화들)이 일어나지 않도록 하는 방식으로 조정되며, 이것은 "링크된 방법(linked method)"으로 지칭된다.

2 개의 주파수 범위들을 갖는 방법 변형예에 따르면, 본 발명에 따른 장치의 일 변형예는 제1 주파수 범위에서의 주조 레벨의 변동들의 하나 이상의 주파수들이 측정 유닛에 의해 바람직하게는 동시에 검출 가능하고, 이러한 변동들이 몰드의 유입 유닛의 주기적인 반대 이동들에 의해 상쇄될 수 있으며, 제2 주파수 범위에서의 주조 레벨의 변동들의 추가의 주파수들이 측정 유닛에 의해 검출 가능하고, 이러한 변동들이 조정 장치에 의해 스트랜드 가이드의 롤러들의 롤러 간격의 주기적인 반대 변화에 의해 상쇄될 수 있으며, 여기서, 제2 주파수 범위는 제1 주파수 범위보다 큰 것을 제공한다.

이는, 예를 들어, 제1 및/또는 제2 옵저버에 의해 다시 실행될 수 있다. 제2 옵저버는, 제1 옵저버와 동일한 구성요소들을 포함하며, 유사하게 기능하지만, 몰드를 위한 유입 유닛이 아니라, 스트랜드 가이드―바람직하게는 스트랜드 가이드의 최상측 세그먼트―에 위치된 조정 장치에 제2 보상 값을 특정한다는 차이점이 있다.

본 발명에 따른 방법 또는 본 발명에 따른 장치는 전술한 요건들을 갖는 기존의 스트랜드 주조 플랜트들에 적용 가능하고, 현저하게 더 높은 주조 속도 및 그에 따른 생산성 증가로 연속 주조 강철의 품질의 현저한 향상을 나타낸다. 지금까지 조정될 수 없었던 높은 동적 효과들을 억제하는 것이, 이러한 새로운 유형의 주조 레벨 조절, 예를 들어, 0.6 Hz 초과의 주파수들에서의 높은 동적 벌징에 의해 가능해진다.

본 발명은 예시적인 실시예에 기초하여 보다 상세하게 설명될 것이다. 도면들은 예시적인 것이며, 본 발명의 개념을 예시하기 위한 것이지만, 결코 본 발명을 제한하거나 심지어 본 발명을 완전히 재현하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명에 따른 스트랜드 주조 플랜트의 일부분의 개략도를 도시하고,
도 2는 본 발명에 따른 스트랜드 가이드의 개략도를 도시하며,
도 3은 종래 기술의 제어 유닛의 개략적인 구성을 도시하고,
도 4는 도 3으로부터의 제1 옵저버의 상세사항들을 도시하며,
도 5는 제1 및 제2 옵저버를 포함하는 본 발명에 따른 모니터링 루프를 개략적으로 도시하고,
도 6은 스트랜드 주조 플랜트의 조절 동안의 다양한 변수들의 시간 곡선을 도시한다.

도 1에 따르면, 스트랜드 주조 플랜트는 몰드(1)를 포함한다. 액체 금속(3), 예를 들어, 액체 강철 또는 액체 알루미늄이 침지 파이프(2)를 통해 몰드(1) 내로 주입된다. 몰드(1) 내로의 액체 금속(3)의 유입은 유입 유닛(4)에 의해 설정된다. 폐쇄 플러그(closure plug)로서의 유입 유닛(4)의 설계가 도 1에 도시되어 있다. 이러한 경우, 유입 유닛(4)의 포지션(p)은 폐쇄 플러그의 스트로크 포지션(stroke position)에 대응한다. 대안적으로, 유입 유닛(4)은 슬라이드로서 설계될 수 있다. 이러한 경우, 폐쇄 포지션(p)은 슬라이드 포지션(slide position)에 대응한다.

몰드 내에 위치된 액체 금속(3)은 냉각 유닛들(도시되지 않음)에 의해 냉각되어, 몰드(1)의 벽(1a) 상에 응고되고 그에 따라 스트랜드 쉘을 형성한다. 그러나, 코어(6)는 여전히 액체이다. 코어(6)는 단지 나중에 응고된다. 스트랜드 쉘(5) 및 코어(6)는 함께 금속 스트랜드(7)를 형성한다. 금속 스트랜드(7)는 스트랜드 가이드(8)에 의해 지지되고 몰드(1)로부터 인출된다. 스트랜드 가이드(8)는 몰드(1)의 하류에 있다. 스트랜드 가이드(8)는 다수의 롤러 세그먼트들(8a)을 포함하고, 이는 결국 롤러들(8b)을 포함한다. 도 1에는, 롤러 세그먼트들(8a) 및 롤러들(8b) 중 몇 개만이 도시되어 있다. 금속 스트랜드(7)는 롤러들(8b)에 의해 몰드(1)로부터 인출 속도(v)로 인출된다.

액체 금속(3)은 몰드(1) 내에 주조 레벨(9)을 형성한다. 주조 레벨(9)은 가능한 한 일정하게 유지되어야 한다. 따라서,―종래 기술 및 또한 본 발명의 본 변형 실시예 둘 모두에서―유입 유닛(4)의 포지션(p)은 이에 따라 몰드(1) 내로의 액체 금속(3)의 유입을 설정하도록 추적된다. 주조 레벨(9)의 높이(h)는 측정 유닛(10)(그 자체로 알려짐)에 의해 검출된다. 높이(h)는 스트랜드 주조 플랜트를 위한 제어 유닛(11)에 공급된다. 제어 유닛(11)은 이하에서 보다 상세하게 설명되는 조절 방법에 따라 유입 유닛(4)에 대한 조작 변수(S)를 결정한다. 그 다음에, 유입 유닛(4)은 이에 따라 제어 유닛(11)에 의해 활성화된다. 일반적으로, 제어 유닛(11)은 조작 변수(S)를 유입 유닛(4)을 위한 조정 유닛(12)에 출력한다. 조정 유닛(12)은, 예를 들어, 유압 실린더 유닛일 수 있다. 몰드 이후의 벌징의 주파수들은 도량형으로 검출되고 그리고/또는 f = v_c/p_Roll * n에 따라 결정되며, 여기서 v_c는 스트랜드의 인출 속도에 대응하고, f는 벌징 주파수(bulging frequency)에 대응하고, n은 고조파들의 개수(1, 2 등)에 대응하고, p_Roll은 롤러 간격들에 대응한다.

도시된 스트랜드 두께(d)에 대응하는 롤러 간격들은 피봇축(23) 및/또는 조정 장치(24)에 의해 의도적으로 적합화될 수 있다. 이것은, 여기서는 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 세그먼트에서, 적어도 하나의 롤러 세그먼트(8a), 예를 들어, 여기서는 몰드(1)의 바로 아래 좌측에 위치된 롤러 세그먼트(8a)가 고정된 외측 프레임을 포함한다는 점에서 발생할 수 있다. 대향하는 롤러 세그먼트(8a) 및/또는 그것을 지지하는 내측 프레임은 도면의 평면에 대해 수직으로 연장되는 피봇축(23)을 중심으로 피봇 가능하다. 피봇축(23)은 롤러(8b)의 회전축, 여기서는 상부 롤러(8b)의 회전축과 일치할 수 있지만, 물론 다른 지점에 또한 제공될 수 있다. 피봇팅으로 인해, 도 1에서의 최상측 롤러 세그먼트(8a)의 하부 롤러 쌍에서의 롤러 간격이 변화하는 한편, 상부 롤러 쌍의 롤러 간격은 동일하게 유지된다. 이것은 본 발명에 따른 방법으로 인한 롤러 간격의 변화가 일반적으로 단지 십분의 수 밀리미터에서 2 mm까지의 범위에 불과하기 때문에 불리하지 않다.

몰드에 직접 연결되고 여기에 도시된 최상측 롤러 세그먼트(8a) 위에 배열되는 가능한 가이드 롤러들은 도 1에 도시되어 있지 않다. 그러나, 이들 가이드 롤러들은 일반적으로 서로에 대해, 그리고 스트랜드 가이드 방향에 대해 수직으로 조정 가능하지 않다.

피봇팅 대신에, 좌측의 최상측 롤러 세그먼트(8a), 즉, 예를 들어, 그것의 외측 프레임이 고정될 수 있고, 우측의 상부 롤러 세그먼트(8a), 즉, 예를 들어, 그것의 내측 프레임이 좌측 롤러 세그먼트(8a)를 향해 그리고 그로부터 멀리 스트랜드 가이드 방향에 수직으로 평행하게 변위될 수 있다. 따라서, 모든 롤러 쌍들의 롤러 간격은 각각의 경우에 동일한 절대 값만큼 변화한다. 이것은 또한 하나 이상의 유압 실린더들(스트랜드 폭을 따라 그리고/또는 스트랜드 가이드 방향을 따라 분포됨)을 사용하여 수행될 수 있다.

도 2에는, 하나의 스트랜드 가이드(8)만이 도시되어 있으며, 이것은 도 1의 스트랜드 가이드(8)를 대체할 수 있거나, 또한 스트랜드 가이드(8)―최상측 세그먼트 이후의 스트랜드 가이드(8)―를 보완할 수 있다. 도 2에서, 예시된 3 개의 세그먼트들 각각에서, 각각의 롤러 세그먼트(8a)는 각 측부 상에 3 개의 롤러들(8b)을 갖는다. 그러나, 롤러 세그먼트(8a) 당 2 개만 또는 3 개 초과의 롤러들(8b)이 또한 있을 수 있다. 도 1에 계속하여, 여기서는 스트랜드의 고정된 스트랜드 쉘(5) 및 액체 코어(6)가 완전 응고점(D)까지 예시되어 있다. 따라서, 완전 응고점(D)까지의 모든 세그먼트들(8a)에 조정 장치들(24)이 또한 제공되어 있다. 조정 장치들(24)은 이미 도 1에서 설명된 바와 같이, 피봇팅에 의해 또는 평행 변위에 의해 각각의 롤러 세그먼트들(8a)을 조정할 수 있다. 이러한 예에서, 제1(최상측) 세그먼트의 내측 롤러 세그먼트(8a)는 피봇축(23)을 중심으로 한 피봇팅에 의해 조정되고, 제2 세그먼트의 내측 롤러 세그먼트(8a)는 2 개의 조정 장치들(24)에 의한 평행 변위에 의해 조정된다. 제어 유닛(11)에의 조정 장치들(24)의 연결은 여기서는 도시되어 있지 않다.

제어 유닛(11)은 그 중에서도 주조 레벨 레귤레이터(13)―도 3 참조―를 구현한다. 주조 레벨(9)의 높이(h)가 주조 레벨 레귤레이터(13)에 공급된다. 또한, 주조 레벨(9)의 높이(h)에 대한 목표 값(h*)이 주조 레벨 레귤레이터(13)에 공급된다. 또한, 추가 신호들이 주조 레벨 레귤레이터(13)에 공급된다. 추가 신호들은, 예를 들어, 주조 금속 스트랜드(7)의 폭 및 두께(또는 보다 일반적으로는 금속 스트랜드(7)의 단면), 인출 속도(v)(또는 그 목표 값) 등일 수 있다. 그 다음에, 주조 레벨 레귤레이터(13)는 목표 값(h*)으로부터의 주조 레벨(9)의 높이(h)의 편차에 기초하여, 특히 유입 유닛(4)에 대한 예비 목표 포지션(p'*)을 결정한다. 주조 레벨 레귤레이터(13)는 추가 신호들을 그 파라미터화 및/또는 파일럿 제어 신호(pilot control signal)(pV)의 결정에 사용할 수 있다.

또한, 제어 유닛(11)은 제1 옵저버(14)를 구현한다. 주조 레벨(9)의 높이(h) 및 그 목표 값(h*), 추가 신호들, 및 유입 유닛(4)의 최종 목표 포지션(p*)이 제1 옵저버(14)에 공급된다. 제1 옵저버(14)는 제1 보상 값(k)을 결정한다. 제1 보상 값(k)은 예비 목표 포지션(p'*)에 부가되고, 그에 따라 최종 목표 포지션(p*)이 결정된다. 그 다음에, 유입 유닛(4)을 활성화하는데 사용되는 조작 변수(S)가 최종 목표 포지션(p*)으로부터의 실제 설정(p)의 편차에 기초하여 결정된다. 일반적으로, 제어 유닛(11)은 이러한 목적을 위해 하위 포지션 레귤레이터(lower-order position regulator)(도시되지 않음)를 구현한다.

양호한 순서를 위해, 제1 및 제2 옵저버들(14, 25)은 사람들이 아니라, 오히려 제어 유닛(11)에서 구현된 기능 블록들(function blocks)이라는 것이 다시 한번 강조되어야 한다.

예비 목표 포지션(p'*)과 최종 목표 포지션(p*) 사이의 차이는 제1 옵저버(14)에 의해 결정된 제1 보상 값(k)에 대응한다. 제1 보상 값(k)은 제1 옵저버(14)에 의해 결정되고, 따라서 제1 옵저버(14)에 알려지기 때문에, 최종 목표 포지션(p*) 대신에, 예비 목표 포지션(p'*)이 또한 제1 옵저버(14)에 공급될 수 있다. 제1 보상 값(k)이 제1 옵저버(14)에 알려져 있는 상황 때문에, 따라서 제1 옵저버(14)는 예비 목표 포지션(p'*)로부터 최종 목표 포지션(p*)을 쉽게 결정할 수 있다. 따라서, (예비 또는 최종) 목표 포지션(p'*, p*)이 태핑되는 태핑 지점(tapping point)(15)은 필요에 따라 노드 지점(node point)(16) 이전 또는 이후에 위치될 수 있으며, 노드 지점(16)에서 제1 보상 값(k)이 예비 목표 포지션(p'*)에 부가된다. 그러나, 태핑 지점(15)은 파일럿 제어 신호(pV)가 부가되는 노드 지점(16') 이전에 위치되어야 한다.

제1 옵저버(14)는 결정 블록(17)을 포함한다. 주조 레벨(9)의 높이(h), 추가 신호들 및 최종 목표 포지션(p*)이 결정 블록(17)에 공급된다. 결정 블록(17)은 스트랜드 주조 플랜트의 모델을 포함한다. 모델에 의해, 결정 블록(17)은 추가 신호들 및 최종 목표 포지션(p*)에 기초하여 주조 레벨(9)에 대한 예상 높이(즉, 모델 지원으로 계산됨)를 결정한다. 그 다음에, 예상 높이에 기초하여, 결정 블록(17)은 주조 레벨(9)의 높이(h)에 대한, 즉 단기간 변동에 대한 예상 변동 값(δh)(즉, 모델 지원으로 계산됨)을 결정한다. 예를 들어, 결정 블록(17)은 주조 레벨(9)의 높이(h)의 평균화를 수행하고, 결과적인 평균 값을 예상 높이로부터 감산할 수 있다. 따라서, 결정된 변동 값(δh)은 주조 레벨(9)의 높이(h)의 예상 변동을 반영한다. 그 다음에, 변동 값(δh)에 기초하여, 결정 블록(17)은 제1 보상 값(k)을 결정한다.

도 3과 관련하여 앞서 설명된 절차는 종래 기술의 절차에 대응한다. 그것은 또한 본 발명의 이러한 변형 실시예에서 사용된다. 결정 블록(17)을 갖는 제1 옵저버(14)는 다시 한번 도 4에 도시되어 있다. 그러나, 본 발명의 범위 내에서, 결정 블록(17)은 도 4의 도시에 따라 제1 옵저버(14)의 다수의 구성요소들 중 하나일 뿐이다. 따라서, 예를 들어, 제1 옵저버(14)는 추가적으로 제1 분석 요소(18)를 포함한다. 변동 값(δh)이 제1 분석 요소(18)에 공급된다. 제1 분석 요소(18)는 그로부터의 변동 값(δh)의 주파수 성분들을 결정한다. 또한, 제2 분석 요소(19)가 제공되는 것도 바람직하다. 2차 신호(Z)가 제2 분석 요소(19)에 공급된다. 제2 분석 요소(19)는 그로부터의 2차 신호(Z)의 주파수 성분들을 결정한다.

2차 신호(Z)는 금속 스트랜드(7)를 스트랜드 가이드(8)의 롤러들(8b)에 의해 몰드(1)로부터 인출하는데 사용하는 인출력(F)일 수 있다. 인출력(F)은 인출 속도(v)에 평행하게 배향된다. 대안적으로, 2차 신호(Z)는 인출 속도(v) 자체일 수 있다. 이러한 2 개의 대안들이 바람직하다. 그러나, 예를 들어, 스트랜드 가이드(8)의 롤러 세그먼트들(8a) 중 (적어도) 하나에 인가되는 힘 신호(F')를 2차 신호(Z)로서 사용하는 것이 또한 가능하다. 힘 신호(F')가 관련된 방향은 인출 속도(v)에 직교한다. 2차 신호(Z)는 또한 대안적으로, 스트랜드 가이드(8)에서 측정 유닛(21)에 의해 측정되는 국부 스트랜드 두께(d)일 수 있다. 제1 분석 요소(18)는 이에 의해 결정된 주파수 성분들을 선택 요소(22)에 공급한다. 제공되는 경우, 이것은 또한 제2 분석 요소(19)와 유사한 방식으로 적용된다. 선택 요소(22)는 인출 속도(v)와 관련하여, 변동 값(δh)과, 가능하게는 또한 2차 신호(Z)의 주파수 성분들에 대응하는 관련 파장들을 결정한다. 이러한 목적을 위해, 인출 속도(v)는 제1 옵저버(14) 및 제1 옵저버(14) 내의 선택 요소(22)에 공급된다. 선택 요소(22)는 변동 값(δh)의 관련 주파수 성분과, 가능하게는 또한 2차 신호(Z)의 관련 주파수 성분이 임계 값(S1, S2)보다 큰 파장들을 결정한다. 각각의 임계 값(S1, S2)은 한편으로는 변동 값(δh)의 주파수 성분들, 및 다른 한편으로는 2차 신호(Z)의 주파수 성분들에 대해 개별적으로 규정될 수 있다. 이러한 파장들은 선택 요소(22)에 의해 사전선택된다. 그 다음에, 변동 값(δh)의 사전선택된 파장들의, 그 자체로 각각 간섭성(coherent)인 범위들 내에서, 선택 요소(22)는 변동 값(δh)의 각각의 주파수 성분이 최대값을 취하는 파장들(λi(i = 1, 2, 3, ...))을 결정한다. 파장들(λi)의 수는 제한되지 않는다. 선택 요소(22)는 (최종적으로) 이러한 파장들(λi)을 선택한다. 선택 요소(22)는 선택된 파장들(λi)을 결정 블록(17)에 공급한다. 결정 블록(17)은 선택 요소(22)에 의해 선택된 파장들(λi)에 대한 주조 레벨(9)의 높이(h) 및 최종 목표 포지션(p*)의 필터링을 수행한다. 결정 블록(17)은 주조 레벨(9)의 필터링된 높이(h) 및 필터링된 최종 목표 포지션(p*)에만 기초하여 제1 보상 값(k)을 결정한다. 결정 블록(17)은 제1 보상 값(k)의 결정의 범위 내에서 주조 레벨(9)의 높이(h) 및 최종 목표 포지션(p*)의 다른 주파수 성분들을 고려하지 않은 채로 둔다. 더욱이, 사전결정된 파장 범위들이 선택 요소(22)에 특정될 수 있다. 이러한 경우, 사전결정된 파장 범위들은 추가적인 선택 기준을 나타낸다. 특히, 변동 값(δh)의 관련 주파수 성분과, 가능하게는 또한 2차 신호(Z)의 관련 주파수 성분이 각각의 임계 값(S1, S2) 초과인 파장들은 사전결정된 파장 범위들 중 하나 내에 추가적으로 있는 경우에만 선택된다. 그렇지 않으면, 이러한 파장들은 변동 값(δh)의 관련 주파수 성분과, 가능하게는 또한 2차 신호(Z)의 관련 주파수 성분이 각각의 임계 값(S1, S2)보다 클지라도 선택되지 않는다.

이미 앞서 언급된 바와 같이, 제2 옵저버(25)는 제1 옵저버(14)와 동일한 구성요소들을 포함하고, 몰드(1) 이후의 벌징의 주파수들을 분석하고, 조정 장치(24)에 대한 제2 보상 값(k')을 특정한다. 제1 및 제2 옵저버(14, 25)를 포함하는 모니터링 루프가 도 5에 도시되어 있다. 제1 옵저버(14)는 몰드(1)의 유입 유닛(4)에 대한 제1 보상 값(k)을 특정하고, 이에 의해 몰드(1) 내의 주조 레벨(9)이 조절된다. 간단하게 기술하면, 몰드(1)의 유입 유닛(4) 및 제1 옵저버(14)는 함께 몰드(1)의 주조 레벨(9)을 조절하기 위한 표준 시스템을 나타내고, 표준 시스템은 제1 주파수 범위 내의 주파수들의 보상에 사용되고, 그에 따라 제1 주파수 범위의 주파수들에 대한 제어기(27)를 나타낸다. 조정 장치(24)에 연결된 제2 옵저버(25)는 제2 주파수 범위(26)의 주파수들에 대한 제어기를 나타내고, 제2 보상 값(k')을 특정한다.

몰드(1)의 유입 유닛(4)을 제어 및/또는 조절하는 제1 옵저버(14) 대신에, 다른 조절 방법이 제공될 수 있고, 그리고/또는 롤러들(8b)의 조정 장치(24)를 제어 및/또는 조절하는 제2 옵저버(25) 대신에, 다른 조절 방법이 제공될 수 있다.

롤러들(8b)의 조정 장치(24)만을 제어 및/또는 조절하는 단일 조절 방법만이 또한 제공될 수 있는 한편, 몰드(1)의 유입 유닛(4)은 주조 레벨의 변동들을 조정하는데 전혀 사용되지 않는다. 이러한 단일 조절 방법은 제2 옵저버(25)일 수 있거나, 또한 다른 제어 또는 조절 방법일 수 있다. 이러한 경우, 제2 옵저버 또는 다른 단일 제어 또는 조절 방법은 일반적으로 두 가지 조절 방법들의 경우보다 큰 주파수 범위를 커버할 것이다. 그 다음에, 이러한 주파수 범위는, 예를 들어, 0 내지 0.6 Hz, 0 내지 1 Hz, 0 내지 2 Hz, 0 내지 3 Hz, 0 내지 4 Hz, 또는 0 내지 5 Hz의 주파수들을 커버할 수 있다.

도 6은 주기적인 진동들의 억제의 일 예를 도시하고 있다. 시간 t는 가로축을 따라 플롯화된다. 제1(최상측) 예시에서는, "Pos(4)"로 표기된 유입 유닛(4)의 포지션이 세로축을 따라 예시되고, 제2 도면에서는, "M_L"로 표기된 몰드(1) 내의 주조 레벨의 높이가 세로축을 따라 예시되고, 제3 도면에서는, "St_Fl"로 표기된 몰드(1)로부터의 강철 유동이 세로축을 따라 예시되어 있다. 보다 잘 이해하기 위해, 마지막 도면에서 비활성화된 조절에 대해서는 상태 "0", 활성화된 조절에 대해서는 상태 "1"로 예시되는 조절 "Comp"는 여전히 시점 t = 0에서 비활성화되고, 그 다음에 스위치 온된다. 처음 3 개의 예시들에서는, 유입 유닛(4)의 포지션과, 또한 주조 레벨의 높이 및 결과적으로 또한 몰드 외부로의 강철 유동이 주기적으로 변화한다는 것을 잘 알 수 있다. 여기서는 유입 유닛(4)의 포지션 "Pos(4)"를 변경함으로써, 조절의 활성화에 의해 주조 레벨 "M_L"의 주기적인 변동들이 감소된다. 본 발명에 따른 방법에서, 유입 유닛(4)의 포지션 "Pos(4)"를 변화시키는 것에 부가하여 또는 그 대신에, 주조 레벨의 변동들을 감소시키기 위해 최상측 세그먼트 내의 롤러들(8b)의 상호 간격이 이에 따라 주기적으로 변화될 것이다.

1 : 몰드
1a : 몰드의 벽들
2 : 침지 파이프
3 : 액체 금속
4 : 유입 유닛
5 : 스트랜드 쉘
6 : 코어
7 : 금속 스트랜드
8 : 스트랜드 가이드
8a : 롤러 세그먼트들
8b : 롤러들
9 : 주조 레벨
10 : 측정 유닛
11 : 제어 유닛
12 : 조정 유닛
13 : 주조 레벨 레귤레이터
14 : 제1 옵저버
15 : 태핑 지점
16, 16' : 노드 지점들
17 : 결정 블록
18, 19 : 분석 요소들
20 : 온도 센서
21 : 측정 유닛
22 : 선택 요소
23 : 피봇축
24 : 조정 장치
25 : 제2 옵저버
26 : 제2 주파수 범위의 주파수들에 대한 제어기
27 : 제1 주파수 범위의 주파수들에 대한 제어기
D : 완전 응고점
d : 스트랜드 두께
F : 인출력
F' : 힘 신호
h : 주조 레벨의 높이
h* : 주조 레벨의 높이에 대한 목표 값
k : 제1 보상 값
k' : 제2 보상 값
p : 유입 유닛의 포지션
p*, p'* : 목표 포지션들
pV : 파일럿 제어 신호
S : 조작 변수
S1, S2 : 임계 값들
T : 온도
v : 인출 속도
Z : 2차 신호
δh : 변동 값

Claims (17)

1. 스트랜드 주조 플랜트(strand casting plant)를 조절하기 위한 방법으로서,
   상기 스트랜드 주조 플랜트는 몰드(mold)(1) 및 상기 몰드(1)의 하류에 있는 스트랜드 가이드(strand guide)(8)를 포함하며,
   액체 금속(3)이 상기 몰드(1) 내로, 특히 유입 유닛(inflow unit)(4)을 통해 주입되고, 액체 금속은 상기 몰드(1)의 벽들(1a) 상에 응고되어, 응고된 스트랜드 쉘(solidified strand shell)(5) 및 여전히 액체인 코어(still liquid core)(6)를 갖는 금속 스트랜드(metal strand)(7)가 형성되고,
   상기 금속 스트랜드(7)는 이격되어 배열된 상기 스트랜드 가이드(8)의 롤러들(rollers)(8b)에 의해 상기 몰드(1)로부터 인출되고,
   상기 몰드 내에서 형성되는 주조 레벨(costing level)의 변동과 상관되는 측정 변수가 결정되고, 이러한 측정 변수는 적어도 하나의 계산 규칙의 합체에 의해 처리되고, 상기 주조 레벨의 변동들을 감소시키는데 사용되며,
   상기 스트랜드 가이드의 대향 롤러들(8b)의 상호 간격은, 상기 주조 레벨의 변동들을 감소시키기 위해, 완전 응고점(D) 이전에 주기적으로 변화되는 것을 특징으로 하는,
   스트랜드 주조 플랜트를 조절하기 위한 방법.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 주기적 변화들은 0.6 Hz 이상, 바람직하게는 5 Hz까지의 주파수 범위에 있는 것을 특징으로 하는,
   스트랜드 주조 플랜트를 조절하기 위한 방법.
3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
   하나 이상의 롤러들(8b)을 각각 갖는 다수의 롤러 세그먼트들(roller segments)(8a)이 상기 스트랜드 가이드(8)를 따라 양측부들에 배열되고,
   적어도 하나의 롤러 세그먼트(8a)는 스트랜드 가이드 방향에 대해 수직으로 조정되는 것을 특징으로 하는,
   스트랜드 주조 플랜트를 조절하기 위한 방법.
4. 제3 항에 있어서,
   제1 세그먼트의 적어도 하나의 롤러 세그먼트(8a)가 조정되는 것을 특징으로 하는,
   스트랜드 주조 플랜트를 조절하기 위한 방법.
5. 제3 항 또는 제4 항에 있어서,
   적어도 하나의 롤러 세그먼트(8a)가 피봇되는 것을 특징으로 하는,
   스트랜드 주조 플랜트를 조절하기 위한 방법.
6. 제3 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
   적어도 하나의 롤러 세그먼트(8a)가 대향하는 롤러 세그먼트(8a)에 대해 평행한 정렬로 조정되는 것을 특징으로 하는,
   스트랜드 주조 플랜트를 조절하기 위한 방법.
7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
   적어도 하나의 롤러, 특히 롤러 세그먼트(8a)는 적어도 하나의 전기기계적 또는 유압 액추에이터(actuator)를 포함하는 조정 장치(24)에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는,
   스트랜드 주조 플랜트를 조절하기 위한 방법.
8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   0 내지 5 ㎐의 주파수 범위에서의 상기 주조 레벨의 변동들의 주파수들이 검출되고, 상기 변동들은 상기 스트랜드 가이드(8)의 롤러들(8b)의 롤러 간격의 주기적인 반대 변화에 의해 상쇄되는 것을 특징으로 하는,
   스트랜드 주조 플랜트를 조절하기 위한 방법.
9. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서,
   제1 주파수 범위에서의 상기 주조 레벨의 변동들의 하나 이상의 주파수들이 검출되고, 상기 변동들은 상기 유입 유닛(4)의 주기적인 반대 이동들에 의해 상쇄되며, 제2 주파수 범위에서의 상기 주조 레벨의 변동들의 추가의 주파수들이 검출되고, 상기 변동들은 상기 스트랜드 가이드(8)의 롤러들(8b)의 롤러 간격의 주기적인 반대 변화에 의해 상쇄되며, 상기 제2 주파수 범위는 상기 제1 주파수 범위보다 큰 것을 특징으로 하는,
   스트랜드 주조 플랜트를 조절하기 위한 방법.
10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 청구된 방법을 수행하기 위한 장치로서,
    몰드(1) 내로 금속 용융물을 도입하기 위한 수단, 롤러들(8b)을 포함하는 스트랜드 가이드(8), 및 제어 유닛(11)에 연결된, 주조 레벨의 변동들을 측정하기 위한 측정 유닛(10)을 포함하고,
    상기 제어 유닛(11)에 연결된 조정 장치(24)가 제공되며, 상기 조정 장치(24)는 상기 스트랜드 가이드(8)의 대향 롤러들(8b)의 롤러 간격의, 상기 주조 레벨의 변동들과 반대인 주기적인 변화에 의해 상기 주조 레벨의 변동들을 감소, 특히 상쇄시키도록 설계되는 것을 특징으로 하는,
    방법을 수행하기 위한 장치.
11. 제10 항에 있어서,
    상기 조정 장치(24)는 0.6 Hz 이상, 바람직하게는 5 Hz까지의 주파수 범위에서의 상기 롤러 간격의 주기적 변화들을 위해 설계되는 것을 특징으로 하는,
    방법을 수행하기 위한 장치.
12. 제10 항 또는 제11 항에 있어서,
    상기 조정 장치(24)는 적어도 하나의 유압 또는 전기기계적 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는,
    방법을 수행하기 위한 장치.
13. 제10 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나 이상의 롤러들(8b)을 각각 갖는 다수의 롤러 세그먼트들(8a)이 상기 스트랜드 가이드(8)를 따라 양측부들에 배열되고,
    적어도 하나의 롤러 세그먼트(8a)는 상기 조정 장치(24)에 의해 스트랜드 가이드 방향에 대해 수직으로 조정 가능한 것을 특징으로 하는,
    방법을 수행하기 위한 장치.
14. 제13 항에 있어서,
    제1 세그먼트의 적어도 하나의 롤러 세그먼트(8a)가 조정 가능한 것을 특징으로 하는,
    방법을 수행하기 위한 장치.
15. 제13 항 또는 제14 항에 있어서,
    적어도 하나의 롤러 세그먼트(8a)가 피봇 가능한 것을 특징으로 하는,
    방법을 수행하기 위한 장치.
16. 제13 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 롤러 세그먼트(8a)는 상기 스트랜드 가이드(8)를 따라 배열된 대향하는 롤러 세그먼트(8a)에 대해 평행한 정렬로 조정 가능한 것을 특징으로 하는,
    방법을 수행하기 위한 장치.
17. 제10 항 내지 제16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 주파수 범위에서의 상기 주조 레벨의 변동들의 하나 이상의 주파수들이 상기 측정 유닛(10)에 의해 검출 가능하고, 이러한 변동들은 상기 몰드(1)의 유입 유닛(4)의 주기적인 반대 이동들에 의해 상쇄될 수 있으며, 제2 주파수 범위에서의 상기 주조 레벨의 변동들의 추가의 주파수들이 상기 측정 유닛(10)에 의해 검출 가능하고, 그리고 이러한 변동들은 상기 조정 장치(24)에 의한 상기 스트랜드 가이드(8)의 롤러들(8b)의 롤러 간격의 주기적인 반대 변화에 의해 상쇄될 수 있으며,
    상기 제2 주파수 범위는 상기 제1 주파수 범위보다 큰 것을 특징으로 하는,
    방법을 수행하기 위한 장치.

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