KR20200027227A - Prediction apparatus for performance of descaling nozzle - Google Patents

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Abstract

The present invention is to provide an apparatus for predicting the performance of a descaling nozzle, which predicts the performance of the nozzle according to the shape change rate of the nozzle. The apparatus for predicting the performance of the descaling nozzle according to one embodiment of the present invention may include: a measurement unit which acquires a hole image of the descaling nozzle and measures the hole shape of the descaling nozzle; and a prediction unit deriving and storing the hole shapes of the descaling nozzle and correlation between the hole shapes and the performance of the nozzle in advance, and predicting the performance of the descaling nozzle according to the hole shape of the descaling nozzle measured by the measurement unit according to the stored correlation.

Description

디스케일링 노즐 성능 예측 장치{PREDICTION APPARATUS FOR PERFORMANCE OF DESCALING NOZZLE}Descaling nozzle performance prediction device {PREDICTION APPARATUS FOR PERFORMANCE OF DESCALING NOZZLE}

본 발명은 디스케일링 노즐 성능 예측 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for predicting descaling nozzle performance.

일반적으로, 스케일을 제거하는 디스케일링(Descaling) 설비는 100 ~ 500 바(bar)의 고압의 환경에서 가동이 되기 때문에 신품의 노즐로 교체하더라고 몇 달이 지나면 노즐의 분사패턴, 분사길이, 분사압력, 분사각도, 오버랩(Overlap) 길이 등의 노즐성능이 변동되어 제품의 표면품질을 떨어뜨리게 된다. In general, the descaling equipment that removes the scale operates in a high-pressure environment of 100 to 500 bar, so even after replacing it with a new nozzle, after several months, the nozzle's spray pattern, spray length, and spray pressure , Nozzle performance such as spray angle, overlap length, etc. fluctuates, and the surface quality of the product is deteriorated.

그러나, 사용자는 사용빈도에 따라 신품 대비 노즐의 성능이 어떻게 변화되고 있는지 모른 상태에서 작업을 하고 있기 때문에 제품의 표면결함으로 문제가 발생해야지만, 노즐의 상태를 점검하게 되는 문제점이 있다.However, since the user is working without knowing how the performance of the nozzle is changed compared to the new product according to the frequency of use, there should be a problem due to the surface defect of the product, but there is a problem of checking the condition of the nozzle.

대한민국 공개특허번호 제10-2017-0072718호Republic of Korea Patent No. 10-2017-0072718 대한민국 등록특허번호 제10-1626134호Republic of Korea Patent No. 10-1626134

본 발명의 일 실시예에 따르면, 노즐의 형상 변화율에 따라 노즐 성능을 예측하는 디스케일링 노즐 성능 예측 장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, a descaling nozzle performance prediction apparatus for predicting nozzle performance according to a shape change rate of a nozzle is provided.

상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 노즐 성능 예측 장치는 디스케일링 노즐의 홀 이미지를 획득하여, 디스케일링 노즐의 홀 형상을 측정하는 측정부와, 사전에 디스케일링 노즐의 홀 형상과 해당 홀 형상의 노즐 성능 간의 상관 관계를 도출하여 저장하고, 저장된 상관 관계에 따라 상기 측정부에 의해 측정된 디스케일링 노즐의 홀 형상에 의한 디스케일링 노즐의 성능을 예측하는 예측부를 포함할 수 있다. In order to solve the above-described problems of the present invention, a descaling nozzle performance prediction apparatus according to an embodiment of the present invention includes a measuring unit that acquires a hole image of a descaling nozzle and measures a hole shape of the descaling nozzle, in advance To derive and store the correlation between the hole shape of the descaling nozzle and the nozzle performance of the hole shape, and predict the performance of the descaling nozzle by the hole shape of the descaling nozzle measured by the measuring unit according to the stored correlation It may include a prediction unit.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 최적의 설비상태를 유지하게 하여 열연 제품의 표면품질을 일정하게 만들 수 있어 고객의 만족도를 높일 수 있고, 기존 측정방법에 비해 비용과 시간을 줄일 수 있어 작업자의 만족도를 높일 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to make the surface quality of a hot-rolled product constant by maintaining an optimal facility state, thereby increasing customer satisfaction, and reducing cost and time compared to a conventional measurement method. It has the effect of increasing satisfaction.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 노즐 성능 예측 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2a 내지 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 노즐 성능 예측 장치가 디스케일링 설비에 배치되는 도면이다.
도 3a 내지 도 3d는 디스케일링 노즐의 이미지이다.
도 4a 및 도 4b는 디스케일링 노즐의 성능 평가 결과 그래프이다.
도 5a 내지 도 5d는 디스케일링 노즐의 형상 변화률과 노즐 성능과의 상관 관계를 나타내는 그래프이다. 1 is a schematic configuration diagram of a descaling nozzle performance prediction apparatus according to an embodiment of the present invention.
2A to 2D are diagrams in which a descaling nozzle performance prediction apparatus according to an embodiment of the present invention is disposed in a descaling facility.
3A to 3D are images of a descaling nozzle.
4A and 4B are graphs of performance evaluation results of a descaling nozzle.
5A to 5D are graphs showing a correlation between a shape change rate of a descaling nozzle and nozzle performance.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 노즐 성능 예측 장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a descaling nozzle performance prediction apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 노즐 성능 예측 장치(100)는 측정부(110) 및 예측부(120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a descaling nozzle performance prediction apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may include a measurement unit 110 and a prediction unit 120.

측정부(110)는 디스케일링 노즐의 홀 이미지를 획득하여, 디스케일링 노즐의 홀 형상을 측정할 수 있다.The measurement unit 110 may acquire a hole image of the descaling nozzle and measure the hole shape of the descaling nozzle.

측정부(110)는 디스케일링 노즐의 홀 이미지를 획득하는 카메라(111) 및 디스케일링 노즐의 홀을 검출하는 센서(112)를 포함할 수 있다. 센서(112)에 의해 검출된 디스케일링 노즐의 홀을 이미지를 카메라(111)가 획득할 수 있다.The measurement unit 110 may include a camera 111 that acquires the hole image of the descaling nozzle and a sensor 112 that detects the hole of the descaling nozzle. The camera 111 may acquire an image of the hole of the descaling nozzle detected by the sensor 112.

예측부(120)는 사전에 디스케일링 노즐의 홀 형상과 해당 홀 형상의 노즐 성능 간의 상관 관계를 도출하여 저장하고, 저장된 상관 관계에 따라 측정부(110)에 의해 측정된 디스케일링 노즐의 홀 형상에 의한 디스케일링 노즐의 성능을 예측할 수 있다.The prediction unit 120 derives and stores a correlation between the hole shape of the descaling nozzle and the nozzle performance of the hole shape in advance, and stores the hole shape of the descaling nozzle measured by the measurement unit 110 according to the stored correlation The performance of the descaling nozzle by can be predicted.

예측부(120)는 사전에 디스케일링 노즐의 홀 형상과 해당 홀 형상의 노즐 성능 간의 상관 관계를 도출하여 저장하는 데이터 베이스(121)를 포함할 수 있다. 예측부(120)는 압연 설비의 운전실에 포함될 수 있다.The prediction unit 120 may include a database 121 for deriving and storing a correlation between the hole shape of the descaling nozzle and the nozzle performance of the hole shape in advance. The prediction unit 120 may be included in the cab of the rolling facility.

도 2a 내지 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 노즐 성능 예측 장치가 디스케일링 설비에 배치되는 도면이다.2A to 2D are diagrams in which a descaling nozzle performance prediction apparatus according to an embodiment of the present invention is disposed in a descaling facility.

보다 상세하게는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 노즐 성능 예측 장치(100)의 측정부(110)는 디스케일링 설비(A)에 배치될 수 있다.More specifically, the measurement unit 110 of the descaling nozzle performance prediction apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may be disposed in the descaling facility (A).

도 2a, 도 2b 및 도 2c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스케일링 노즐 성능 예측 장치(100)의 측정부(110)는 디스케일링 설비(A)에 배치될 수 있으며, 측정하고자 하는 디스케일링 노즐과 마주보는 분사 헤더에 배치될 수 있다.2A, 2B, and 2C, the measurement unit 110 of the descaling nozzle performance prediction apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may be disposed in a descaling facility (A), The descaling nozzles may be disposed on an injection header facing the descaling nozzle.

도 2d를 참조하면, 측정부(110)에 의해 측정된 디스케일링 노즐의 상태가 예측부(120)에 전달될 수 있다.Referring to FIG. 2D, the state of the descaling nozzle measured by the measurement unit 110 may be transmitted to the prediction unit 120.

도 3a 내지 도 3d는 디스케일링 노즐의 이미지이다.3A to 3D are images of a descaling nozzle.

보다 상세하게는, 도 3a 및 도 3c는 신품 디스케일링 노즐의 이미지이고, 도 3b 및 도 3d는 도 3a 및 도 3c의 디스케일링 노즐의 일정 시간 사용 후 이미지이다.More specifically, FIGS. 3A and 3C are images of a new descaling nozzle, and FIGS. 3B and 3D are images after a certain time of use of the descaling nozzles of FIGS. 3A and 3C.

도 3b를 참조하면, 도 3a의 디스케일링 노즐의 일정 시간 사용 후 가로 직경이 5% 증가하여 형상 변형이 일어난 것을 볼 수 있고, 도 3d를 참조하면, 도 3c의 디스케일링 노즐의 일정 시간 사용 후 가로 직경이 10% 증가하여 형상 변형이 일어난 것을 볼 수 있다.Referring to FIG. 3B, after using a certain time of the descaling nozzle of FIG. 3A, it can be seen that the horizontal diameter increases by 5%, and referring to FIG. 3D, after using a certain time of the descaling nozzle of FIG. 3C It can be seen that the shape deformation occurred by increasing the horizontal diameter by 10%.

도 4a 및 도 4b는 디스케일링 노즐의 성능 평가 결과 그래프이다.4A and 4B are graphs of performance evaluation results of a descaling nozzle.

도 4a를 참조하면, 노즐의 사용기간이 길어지면 노즐팁부분의 마모로 인해 형상이 변형(타원의 장축과 단축의 길이 증대)되어 신규노즐보다 분사면적이 증가하게 되어 분사되는 유량이 증가하게 된다. Referring to Figure 4a, the longer the service life of the nozzle, the shape of the nozzle tip portion is deformed due to wear (increasing the length of the long axis and the short axis of the ellipse), so that the spray area increases compared to the new nozzle, increasing the flow rate. .

도 4b를 참조하면, 분사되는 유량의 증가로 인해 영향 분포(Impact distribution)가 불균일하게 되고 분사되는 냉각수의 드롭(Drop) 사이즈가 증가하게 된다. 사용하고 있는 노즐의 분사패턴의 압력분포를 측정하고 노즐배치로 인한 전체 압력분포를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4B, due to an increase in the flow rate to be injected, the impact distribution becomes non-uniform and the drop size of the sprayed cooling water is increased. The pressure distribution of the spray pattern of the nozzle in use can be measured and the overall pressure distribution due to nozzle placement can be checked.

노즐의 성능 측정은 분사 압력이나 분사 충돌력을 측정할 수 있는 압력 트랜스듀서, 로드셀, 감압물질 등 다양한 방법으로 측정할 수 있다.The performance measurement of the nozzle can be measured by various methods such as pressure transducer, load cell, and pressure-sensitive material capable of measuring injection pressure or injection impact force.

예측부(120)에서는 측정한 사용하고 있는 노즐의 데이터를 통해 노즐 홀의 크기(dimension) 측정결과의 상관관계를 분석 및 매칭(matching)을 통해 노즐 홀의 형상변화에 따른 노즐분사패턴의 상관관계를 정립한다. 이는 데이터 축적을 통해 사용시간에 따라 노후된 노즐의 성능 예측 신뢰도를 향상시킬 수 있다. The prediction unit 120 analyzes the correlation of the measurement result of the nozzle hole dimension through the measured nozzle data and matches and matches the nozzle injection pattern according to the change in the shape of the nozzle hole. do. This can improve the reliability of predicting performance of aged nozzles according to usage time through data accumulation.

도 5a 내지 도 5d는 디스케일링 노즐의 형상 변화률과 노즐 성능과의 상관 관계를 나타내는 그래프이다. 5A to 5D are graphs showing a correlation between a shape change rate of a descaling nozzle and nozzle performance.

도 5a는 디스케일링 노즐의 형상 변화률과 사용 기간 간의 상관 관계를 나타내는 그래프이고, 도 5b는 디스케일링 노즐의 형상 변화률과 노즐에서 출력되는 냉각수의 분사 각도 간의 상관 관계를 나타내는 그래프이며, 도 5c는 디스케일링 노즐의 형상 변화률과 노즐에서 출력되는 냉각수의 충돌압 간의 상관 관계를 나타내는 그래프이며, 도 5d는 디스케일링 노즐의 형상 변화률과 노즐에서 출력되는 냉각수의 분사길이 간의 상관 관계를 나타내는 그래프이다.5A is a graph showing the correlation between the rate of change of shape of the descaling nozzle and the period of use, and FIG. 5B is a graph showing the relationship between the rate of change of shape of the descaling nozzle and the injection angle of coolant output from the nozzle, and FIG. 5C Is a graph showing the correlation between the rate of change of the shape of the descaling nozzle and the impact pressure of the coolant output from the nozzle, and FIG. 5D is a graph showing the relationship between the rate of change of the shape of the descaling nozzle and the injection length of the coolant output from the nozzle. to be.

도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 예측부(120)는 데이터 수집을 통해 사용기간에 따른 형상변화률, 그리고 형상변화율에 따른 노즐의 성능(충돌압, 분사각도, 분사길이)과의 상관관계를 분석하여 데이터 베이스(121)에 저장한다. 이러한 상관관계를 통해 측정부(110)에서는 디스케일링 노즐의 형상을 촬영하여 형상변화률만 확인되면 노즐의 성능은 예측부(120)에서 자동으로 예측할 수 있다. 이렇게 예측된 노즐 성능데이터를 통해 디스케일링 설비의 전체 분사패턴을 예측할 수 있다.  5A to 5D, the prediction unit 120 correlates the shape change rate according to the usage period and the performance of the nozzle according to the shape change rate (collision pressure, spray angle, and spray length) through data collection. It is analyzed and stored in the database 121. Through this correlation, the measurement unit 110 photographs the shape of the descaling nozzle, and if only the shape change rate is confirmed, the performance of the nozzle may be automatically predicted by the prediction unit 120. Through the predicted nozzle performance data, the entire injection pattern of the descaling facility can be predicted.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 디스케일링 노즐 상태의 주기적인 모니터링을 통하여 설비의 성능을 예측함으로 최적의 설비상태를 유지하게 하여 열연 제품의 표면품질을 일정하게 만들 수 있어 고객의 만족도를 높일 수 있다. 그리고 기존 측정방법에 비해 비용과 시간을 줄일 수 있어 작업자의 만족도를 높일 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to make the surface quality of the hot-rolled product constant by predicting the performance of the equipment through periodic monitoring of the descaling nozzle condition to maintain the optimum equipment condition, thereby increasing customer satisfaction. Can. In addition, it is possible to reduce the cost and time compared to the conventional measurement method, thereby increasing worker satisfaction.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is defined by the claims below, and the configuration of the present invention may be modified in various ways without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that the present invention may be changed and modified.

100: 디스케일링 노즐 성능 예측 장치
110: 측정부
111: 카메라
112: 센서
120: 예측부
121: 데이터 베이스100: descaling nozzle performance prediction device
110: measuring unit
111: Camera
112: sensor
120: prediction unit
121: database

Claims (5)

디스케일링 노즐의 홀 이미지를 획득하여, 디스케일링 노즐의 홀 형상을 측정하는 측정부; 및
사전에 디스케일링 노즐의 홀 형상과 해당 홀 형상의 노즐 성능 간의 상관 관계를 도출하여 저장하고, 저장된 상관 관계에 따라 상기 측정부에 의해 측정된 디스케일링 노즐의 홀 형상에 의한 디스케일링 노즐의 성능을 예측하는 예측부
를 포함하는 디스케일링 노즐 성능 예측 장치.
A measurement unit that acquires the hole image of the descaling nozzle and measures the hole shape of the descaling nozzle; And
The correlation between the hole shape of the descaling nozzle and the nozzle performance of the hole shape is derived and stored in advance, and the performance of the descaling nozzle due to the hole shape of the descaling nozzle measured by the measuring unit is stored according to the stored correlation. Prediction unit to predict
Descaling nozzle performance prediction apparatus comprising a.
제1항에 있어서,
상기 측정부는 상기 디스케일링 노즐의 홀의 크기를 측정하는 디스케일링 노즐 성능 예측 장치.
According to claim 1,
The measurement unit is a descaling nozzle performance prediction apparatus for measuring the size of the hole of the descaling nozzle.
제1항에 있어서,
상기 예측부는 디스케일링 노즐의 사용 기간에 따른 디스케일링 노즐의 홀 형상과 해당 홀 형상의 노즐 성능 간의 상관 관계를 도출하여 저장하는 디스케일링 노즐 성능 예측 장치.
According to claim 1,
The prediction unit derives a correlation between the hole shape of the descaling nozzle according to the usage period of the descaling nozzle and the nozzle performance of the descaling nozzle, and stores the descaling nozzle performance prediction device.
제1항에 있어서,
상기 노즐 성능은 노즐에서 출력되는 냉각수의 충돌압, 냉각수의 분사각도 및 냉각수의 분사길이를 포함하는 디스케일링 노즐 성능 예측 장치.
According to claim 1,
The nozzle performance is a descaling nozzle performance prediction apparatus including a collision pressure of the cooling water output from the nozzle, an injection angle of the cooling water, and an injection length of the cooling water.
제2항에 있어서,
상기 측정부는 상기 디스케일링 노즐의 홀의 직경을 측정하는 디스케일링 노즐 성능 예측 장치.
According to claim 2,
The measurement unit is a descaling nozzle performance prediction apparatus for measuring the diameter of the hole of the descaling nozzle.
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