KR930000090B1 - 연속주조방법 및 그 방법을 실시하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

연속주조방법 및 그 방법을 실시하기 위한 장치

제1도 내지 제24도에는 실시예 I에 관련한 제1의 그룹.

제1도는 본 발명의 일실시예를 나타낸 개념적 전체도이며, 연속주조 장치의 상부구성이 개략 이해될 수 있는 도면.

제2도 및 제3도는, 주형상방에 설치된 카메라에서 촬영된 화상도.

제4도 및 제5도는, 촬영화상의 다른 예를 도시한 도면.

제6도 및 제7도는, 전기한 제4도 및 제5도의 화상을 2치화한 화상도.

제8도는, 명부의 면적의 시간변화의 그래프.

제9도는 전기한 제8도의 그래프의 외란을 제외한 그래프.

제10도는, 연속주조조업에 있어서의 명부면적비율의 시간변화의 그래프.

제11도는, 연속주조조업에 있어서의 명부면적비율의 시간변화의 그래프.

제12도 및 제13도는, 화면분할의 예를 도시한 도면.

재14도 및 제15도는, 전기한 제10도에 대응한, 각각의 분할 에어리어에 대응한 명부면적비율의 그래프.

제16도 및 제17도는, 전기한 11도에 대응한, 각각의 분할 에러리어에 대응한 명부면적비율의 단위 시간당의 변화율의 그래프.

제18도는, 본 발명에서, 사용되는 파우더 살포장치의 일예를 나타낸 개념도.

제19도는, 본 발명에서 사용되는 파우더 살포지그의 일예를 나타낸 본 발명에서 사용되는 파우더 살포용 저류조의 일예를 나타낸 치수가 기입된 도면.

제21도, 제22도, 제23도 및 제24도는, 파우더 살포용 저류조의 다른 예를 나타낸 도면.

제25도 내지 제29도는 실시예 II에 관련한 제2의 그룹도.

제25도는, 일반적인 연속주조설비에서 본 발명을 실시하는 예를 나타낸 도면.

제26도, 제27도는 촬상장치에 의한 주형내 2차화상을 나타낸 도면으로, 제26도는 기포발생상태를 제27도는 화염발생상태를 나타내는 도면.

제28도는 기포수와 취입가스량과의 관계를 조사결과의 일예를 나타낸 도면.

제29도는 화염의 크기와 취입 가스량과의 관계의 조사결과의 일예를 나타낸 도면.

제30도 내지 제35도는 실시예 III에 관련한 제3의 그룹도.

제30도는, 주형내 탕면상황의 부분단면과, 이 부분단면에 나타낸 탕면상황에서 주형근방을 촬영하여 얻은 휘도분포를 나타낸 단면도 및 그래프.

제31도는, 슬러그베어 생성 상황 검출장치의 일예를 나타낸 블록도.

제32도는, 슬러그베어 두께를 검출하는 검사선의 설정양태의 일예를 나타낸 평면도.

제33도는, 슬러그베어 두께의 시계열적인 생성상황의 일예를 나타낸 그래프.

제34도는, 슬러그베어 검출·제거장치의 일예를 나타낸 블록도.

제35도는, 슬러그베어 검출·제거장치를 운전한 구체적 실시예에 있어서의 슬러그베어 두께의 시계열적변화를 나타낸 그래프.

제36도는 본 발명에 있어서의 데켈 생성 상황 검출장치의 일예를 나타낸 블록도.

제36도 내지 제40도는 실시예 IV에 관련한 제4의 그룹도.

제37도는 데켈의 생성한 주형의 확대 단면도.

제38도는 데켈 생성에 의한 하중의 변화상황의 조사의 일예를 나타낸 그래프.

제39도는 본 발명의 데켈 제거장치의 다른 일예를 나타낸 블록도.

제40도는 구체예에 있어서의 역각센서의 하중 검출 데이터의 일예를 나타낸 그래프.

제41도는 본 발명의 전체구성을 나타낸 블록도.

제42도는 본 발명의 일실시예의 전체구성을 나타낸 블록도.

제43도는 주형상방에 설치된 카메라에서 촬영된 화상의 평면도.

제44도는 제43도의 화상을 2치화한 화면분할한 예를 나타낸 평면도.

제45도는 슬러그베어의 측정원리를 나타낸 정면도.

제46도는 주형내의 슬러그베어의 측정 및 작업장소를 나타낸 평면도.

제47도는 검지봉을 탕면에 침지시켰을때에 역각센서의 하중검출의 일예를 나타낸 그래프.

제48도는 주형내의 데켈검지의 측정 및 작업장소를 나타낸 평면도.

본 발명은, 각종 트러블의 발생을 방지해가면서, 시종 일관 금속의 연속주조를 행하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

연속주조법(continuous casting)은, 단면 일정의 주편(casting)을 주탕해가면서 뽑아내어 얻는 방법이며, 단면 원형재, 단면 각형재, 관재, 판상체의 제조가 행하여질 수 있다. 이 주조법은, 알루미늄, 구리합금, 주철, 강 등의 주편제조에 사용되고 있다. 예컨데, 강의 연속주조법에 대해서 설명하자면, 용탕이 레이들에서 턴디쉬(탕저류)에 부어지며, 다시 턴디쉬에서 수냉주형(모울드)내에 부어진다. 주형을 나온 주편은 다수의 로울로 지지되며, 냉각수에 의해서 식힌다.

상기 로울의 하방에는 핀치로울이 존재하고, 그 핀치로울이 주편을 약간 가압하여 뽑아내어 간다. 뽑아진 부분이 일정길이로 되면 절단장치에서 절단된다. 한편, 주형내면에는 윤활제가 보급되며, 주편과의 타불음이 방지된다. 용탕이 턴디쉬에서 주형에 들어갈때, 불순물이 말려들어가지 않도록 턴디쉬에서 노즐이 설치되어 있으며, 노즐 선단부가 주형내의 용량에 침지된 상태에서 주탕이 행하여진다.

전기한 각 금속중에서도 강의 연속주조는, 각종의 곤란한 문제를 안고 있으며, 이들의 문제가, 특히 주형내로의 주탕에 관련한 작업의 완전 자동화를 저해하고 있다. 이하에, 그 문제에 대해서 설명하겠다.

A. 탕면 이상문제

연속주조주형(이하 간단히 주형이라 함)을 포함한 근방의 계는, ① 주형, ② 전기한 주형의 개략 중앙부에 배치된 턴디쉬저부에 설치되는 노즐, 상노즐, 침지노즐을 포함한 주입노즐, ③ 슬라이딩노즐(이하 간단히 SN 이라함), 혹은 스톱퍼 등을 이용한 용강유량제어장치, ④ 주형내 용강중에 존재하는 개재물이나 탈산 생성물의 포획과 부상, 및, 전기한 개재물이나 탈산 생성물에 의한 주입 노즐의 폐쇄방지 등을 목적으로 하여 주입노즐내에 취입되는 가스(이하 간단히 취입가스라 함)의 유량제어장치, ⑤ 용강탕면 레벨제어장치 등으로 구성되어 있다. 또, 주형내 탕면에 있어서는, 전기한 취입가스가 방출되고 있으며, 또 주형내 용강의 보온, 단열, 산화방지, 탈산 생성물이나 개재물의 포획 및, 응고쉘과 주형과의 윤활 등을 위해 모울드 파우더 또는 모울드·플럭스가 살포된다. 파우더는 용강과의 접촉으로 용융하고, 용융층을 형성함과 함께, 주형과 응고쉘 사이에 흘러들어 가며, 전기한 여러가지의 기능을 발휘한다. 다시 주형에는 원활한 주편의 뽑아내기를 위하여 상하방향의 진동이 부여되며, 또 주입노즐에서 토출되는 용강에 의해서, 주형내 탕면은 끊임없이 흔들려 움직이고 있다. 전술한 바와 같은 상황에 있어서, 주입노즐에서 토출한 용강은, 주형 등에 의해서 냉각되어지며, 주형에 따라 붙은 형태로 탕면 상단부에 메니스커스를 형성하여 응고를 개시한다.

그리하여 주형을 포함한 근방의 장치구성 또는 기구에 있어서는, 전기한 각 인자가 폭주하여 존재하고 있으며, 안정상태에서는 그들이 미묘하게 밸런스잡힌 상태로 되어 있다. 즉 주형근방의 장치구성 또는 기구는, 대단히 복잡한 변동요인도 내포하고 있으며, 어떤 조작량을 조금 바꾼것만으로서도 현상이 크게 변해버리는 불안정한 상태인 것으로 되어 있다. 예컨대, 주입노즐에 취입되는 가스유량을 조금 바꾼것만으로서도, 보일링이 일어나 버리는 수가 있다. 이때문에, 턴디쉬 내의 용강량이나 주조속도의 변동, 주입노즐의 막힘등이라고 하는 조업의 변동에 민감하게 반응하기 쉽고, 한번 밸런스가 무너지면, 즉시, 주형내 탕면상에, 탕면변동이나 보일링, 한쪽끓음(biased flow), 파우더 부족 등의 이상, 즉 본 발명에서 칭하는 탕면이상의 생기는 원인으로 된다. 보일링이란, 침지노즐의 막힘을 방지하는 등을 위하여 턴디쉬 상노즐 또는 침지노즐로 보내 넣어지며, 주형내의 용강에 취입되는 불활성 가스가 턴디쉬에서 침지노즐내로의 용강의 유입을 방해할 정도로 승압하고, 이어서 침지노즐의 토출공(복수 : 두개)에서 한꺼번에 토출하는 현상이다. 주형내 탕면에서 화염이 일시적으로 불어나와 탕면 레벨이 내려가는 현상으로 확인할 수 있다. 이들의 탕면 이상은, 연속주조조업에 있어서의 최대의 트러블인 브레이크아우트(이하 BO라 함)등의 트러블의 발생에 직결하고, 또 파우더가 응고쉘에 포획되는 등 표면 품질 결함발생에 직접적으로 연계되어 온다. 그리고 전술한 주형을 포함한 근방의 계를 상시 안정적으로 유지하는 것은, BO 등의 트러블의 발생을 방지하기 위한 것 뿐만 아니라, 주편의 표면 및 근방의 품질을 확보해가면서 연속주형의 안정조업을 실시하는데 있어서도 제일 중요한 포인트이다.

그 때문에, 종래부터, 주형내의 탕면상황의 감시에는 세심한 주의가 기울어지며, 많은 검출수단의 제안도 되어지고 있다. 예컨대 특개소 60-49846호 공보에는, 주형상방에 탕면상을 주사하는 적외선 카메라를 설정하고, 이 적외선 카메라로 탕면상의 온도, 및 그 온도 분포를 측정하고, 파우더층의 두께나 분포를 검출하는 방법이, 또 특개소 54-71723호 공보에는, 주형내에서 방사되는 복사광선에서 2개 이상의 파장을 선택하여, 그 에너지 레벨의 비율에 의해 탕면상 온도를 측정하고, 파우더 부족 상황을 검출하는 방법이, 또 특개소 59-229264호 공보에는, 광 파이버 케이블의 선단부를 탕면상에서 센싱 또는 주사시키고, 탕면상의 광량에 응한 전류신호를 계측하므로서, 파우더의 부족상황을 검출하는 방법이 개시되고 있다. 그러나, 이와같은 종래방법에서는, 주입노즐내로의 유출할때에 발생하는 화염 등을 파우더 부족이거나 잘못검출하거나, 전술한 바와 같이 주형진동 등에 의해서 끊임없이 탕면은 요동하고 있기 때문에, 파우더 용융부분이나 화염 등이 요동에 의해서 보였다가 숨었다 하므로서 탕면상의 온도상황 등의 크기나 변동이나 바깥 란광의 영향을 받으므로서, 정확하게 파우더 부족상황을 검출하는 것은 곤란하였다. 또, 온도 측정장치나 적외선 카메라, 광파이버에 대해서는 주사시간이 필요하며, 주형내의 전면의 파우더 살포상황을 검출하는데 상대적으로 시간을 많이 소비하기 때문에, 검출처리하는 사이에 탕면상황이 변화하는 수가 있으며, 적절한 타이밍 등으로서의 조업액션의 실행을 할 수 없다고 하는 문제도 있었다. 그리고나서, 전술한 한쪽 끓기나 보일링이라고 하는 급격한 탕면이상이 발생했을때라도, 다만 단순히 파우더 부족의 검출처리를 행하는 것 뿐이므로, 이와같은 탕면 이상을 검출하는 것은 불가능하였다.

또, 주형벽에 열전대를 매설하거나, 자기센서나, 적외선 카메라 등을 주형상방에 설정하여 탕면레벨만을 검출하는 기술도 제안되고 있으나, 이들의 검출장치는, 탕면레벨만을 검출하고, 어느 일정한 레벨로 제어하려고 하는 것이므로, 직접적으로 한쪽 끓기나 보일링, 파우더 부족이라고 하는 탕면 이상은 검출할 수 없다.

이상과 같은, 종래의 검출방법은 어느것이나 단일의 기능밖에 가지고 있지 않으며, 다시 안정적으로 신속, 정확하게 탕면의 상황을 검출하는 것은 곤란하였다. 덧붙여서 주형근방은 좁은 스페이스에 전술한 바와 같이 많은 기기, 장치가 폭주하여 배치되어 있으며, 더구나 고열, 많은 분진 환경하에 있으며, 이와 같은 악조건하에서 탕면상황을 총합적으로, 또한 높은 신뢰성을 가지고 검출할 수 있는 실용적인 검출장치는 아직까지 출현하고 있지 않는 것이 실정이다. 이 때문에 종래는, 전임의 숙련자가 탕면 상황을 감시하고, 그 작업자의 과거의 경험과 직감에 의해서 전기한 탕면 이상을 판단하고 있는 것이 일반적이었다.

전술한 바와 같이, 주형을 포함한 근방의 장치구성 또는 기구에 대해서, 그 계의 밸런스가 무너지고, 탕면변동이나 보일링, 한쪽끓기, 파우더 부족등이라 하는 탕면 이사이 발생한 경우, 종래는, 탕면을 감시하고 있는 작업자가 그 탕면 이상 상황을 검출하고, 그것의 검출결과에 의거하여 즉시, 적절한 조업액션을 실시하고 있었다. 계를 밸런스 잡아 안정화시키기 위한 전기한 액션은, 신속성과 정확성이 요구되기 때문에, 전기한 종래방법에서는 숙련된 작업자가 행하지 않을 수가 없고, 당해 계 둘레의 노동력 절감에 커다란 장해로 되어 있었다. 숙련된 작업자에 의존함에도 불구하고, 잘못검출도 다소 발생하고, 주편품질에 불균형을 일으킨다든지, 극단적인 경우 조업액션이 늦어서 BO에 연계되는 수도 있었다.

B. 불활성 가스의 취입에 관련한 문제

강의 연속주조에 있어서는, 레이들로 반송되어온 용강을 턴디쉬에 일단 저류하고, 턴디쉬에서 침지식노즐(이하, 간단히 [노즐] 이라 함)을 거쳐서 주형에 주입하는 것이 보통이다.

이때, 용강에는 Al₂O₃와 같은 탈산 생성물, 혹은 파우더, 슬러그, 황화물 등의 불순물(이하, 이들을 총칭하여 [개재물]이라 함)이 함유되어 있으며, 개재물이 주편에 포촉되어, 잔류하면 표면상처나 사슴 잇빨씹기라 칭해지는 내부 결함이 발생하는 등 여러가지의 폐해가 생긴다. 또, 개재물 중 Al₂O₃등은 노즐을 통과할때에 그 내면에 부착, 퇴적하여 노즐을 폐쇄시켜, 안정된 조업에 지장을 초래하는 일이 많다.

이 때문에, 종래부터 개재물을 용강에서 효율적으로 분리하고, 부상시키는 수단이 제안되었고, 일부에서는 실용화되도록 되어 있다. 예컨대, 특공소 49-28569호 공보에서는 주형으로 주입되는 과정에서의 용강류에 Ar가스, N₂가스 등의 불활성 가스(이하, 간단히[가스]라 한다)를 취입하므로서 개재물을 효과적으로 부상시키는 기술이 개시되고 있으며, 근년 널리 채용되고 있다. 또, 예컨대 실개소 62-142463호 공보에서는, 용강헤드나 주편폭, 두께, 주조속도에 구해지는 용강류량에서 적정치를 계산하고, 가스량을 제어하는 장치가 개시되고 있다.

그러나, 전술한 종래법에 의한 가스의 취입은, 오퍼레이터의 눈으로 보는 것에 의해 유량을 조정할 경우, 혹은 전기한 제어장치에 의해 유량을 자동제어하는 경우의 어느것에 있어서도 용강에 유입시키는 배관을 흐르는 가스유량을 계측하고, 그 가스유량의 값을 제어하는 것이 보통이었다. 그런데, 가스중에는 용강으로 유입하기까지의 과정, 예컨대 유통로를 형성하는 내화물부에서 누설하는 것이 있으며, 또 유통로에 있어서의 압손변화에 의해, 배관에 설치한 유량계의 지시와 실제로 용강내에 유입하는 유량이 일치하지 않는 등의 문제가 있었다. 다시 용강내에 유입한 가스가 노출벽면에 따라 주형내까지 유입하여 전기한 기능을 발휘함이 없고, 쓸데없이 턴디쉬의 상방으로 빠지는 수가 있다. 이처럼 유효하게 작용하지 않는 누설 가스량과, 용강내에 취입된 가스가 노즐을 통해서 주형에 도달하여 유효하게 작용하는 유효 가스량과의 비는 조업조건에 따라 여러가지 변화한다. 이로인하여, 종래방법에서 유효 가스량을 적정하게 제어하는 것은 매우 곤란하였다. 유효 가스량 제어가 적절하게 행하여지지 않고, 가스 취입량이 필요이상으로 많아지며 가스의 유량이 불안정해지며, 주형내의 탕면이 크게 문란해지며, 노즐에 용강이 유입되지 않게 되는 현상, 즉 보일링이라 칭하여지는 현상이 발생하게 된다. 반대로 가스 취입량이 지나치게 적어지며 노즐막힘이 생기는 등, 안정된 조업을 행하는 것이 곤란해진다.

종래의 수법에 있어서의 가스의 취입량의 제어는, 취입 배관내의 유량을 설정하고 있었기 때문에 배관내를 흐르는 가스량과 유효 가스량과의 사이에서 차이가 생기거나, 또 오퍼레이터가 주형내의 용강 탕면 상황을 감시하여 가스량을 조정하는 경우에도 정량적으로 안정하여 가스량을 조정하는 것이 곤란하며, 보일링 현상이나 노즐막힘 등의 트러블을 일으키고 있었다.

C. 슬러그베어(slag rim) 생성문제

주지하는 바와 같이 연속주조에 있어서 주형내 용강표면에는, 용강의 보온, 단기, 비금속 개재물의 포촉, 그리고 응고쉘과 주형과의 윤활 등을 위하여, 파우더가 살포되고 있다. 이 파우더는 용강의 열을 받아서 용해하고, 용강표면에서 주형벽면에 따라서 유동해진다. 주형벽면에 있어서, 용융한 전기 파우더는 주형에 의해서 냉각되는 반면 용강으로 부터는 가열된다. 한편, 주형에는 응고쉘의 타불음 방지를 위하여 상하방향의 진동(오실레이션)이 가하여지고 있다. 이 때문에 용강의 응고계면의 직상에서는 일단 용해한 파우더가 재차 응고하여 주형벽면에 부착하게 된다. 이와같이하여, 파우더의 부착이 생기면 주조의 진행에 따라서 그 양이 서서히 증가하고, 주형벽면에 원 파우더가 테라스상으로 불어나와서 본 명세서에서 칭하는 슬러그베어를 형성한다.

슬러그베어는, 주편품질에 미치는 원인으로 될 뿐만 아니라, 연속주조 조업상 중대한 트러블을 야기하는 원인으로도 된다. 예컨대, 슬러그베어가 생성하고 있을때에 어떠한 원인으로 급격한 용강 탕면의 상승이 발생한 경우, 슬러그베어는 응고쉘에 포촉되어 버리며 주편 표면 품질의 중대한 결함으로 된다. 다시, 최악의 경우, 주형직하에서 응고쉘에 포촉된 슬러그베어가 용강 혹은 응고쉘의 열을 받아서 재용해하여, 연속주조 조업상의 최악의 트러블이다. 브레이크 아우트를 야기해 버릴 우려가 있다.

이상과 같으므로해서 슬러그베어를 발생시키지 않을 조업을 실시하는 것이 가장 바람직하다. 그러나 응고 계면직상에 생기는 복잡한 열조건에서, 슬러그베어의 발생 그 자체를 억제하는 것은 대단히 곤란하다.

그런데 종래, 전술한 슬러그베어의 생성상황을 정밀도 좋게 검출하는 방법은 없고, 기껏해야 주형의 온도 측정을 행하고, 그 온도변화에서 전기한 파우더의 주형내 벽면으로부의 부착을 추정하고, 슬러그베어의 생성을 예측하는 방법이 일부에서 제안되고 있는데 지나지 않았다. 그러나 이와 같은 간접적인 측정수단에 의한 검출방법에서는, 당연한 것이지만, 그 정밀도는 나쁘고, 실기 레벨에서 채용할 수 있는 것으로는 될 수 없는 것이 실정이었다. 그리하여 오로지 작업자가 주형내의 상황을 직접 눈으로 봐서 감시하고, 전기한 슬러그베어의 생성 상황을 검출함과 함께, 슬러그베어의 생성이 검출되면, 당해 작업자가 적당한 막대기로서 슬러그베어를 쿡쿡찌르는 등하여 주형 벽면에서 박리시켜, 제거하는 수법이 일반적으로 채용되고 있었다. 이 때문에 작업자의 육체적, 정신적 부담은 매우 크고, 안정상에도 문제가 있으며, 덧붙여서 작업자가 과실로 해서 응고쉘을 손상시키고, 이에 따라서 주편의 표면에 품질결함을 일으키거나, 극단적인 경우 브레이크 아우트에 연계 되는 수도 간혹 발생하고 있었다. 그리고 이와 같은 문제를 회피하기 위하여 숙력된 전임의 작업자를 필요로 하고, 연속주조에 있어서의 주입작업을 자동화, 무인화하는데 있어서 커다란 장해로 되어 있었다.

전기한 슬러그베어를 제거하는 수단의 하나로서 예컨대 특개소 61-144249호 공보에 나타내고 있는 바와 같이, 적외선 혹은 레이저빔 등의 열선을 슬러그베어에 조사하여 용해제거하는 방법 등도 제안되고 있다. 그러나 이와 같은 방법으로서도 슬러그베어 생성의 검출은 인력에 의지하지 않을 수가 없으며, 슬러그베어의 용해에 다대한 부가 에너지를 소비할 뿐만 아니라 레이저빔을 사용할 경우에는 그 설비 코스트가 높아진다고 하는 치명적인 결점을 가지고 있었다.

D. 데켈(deckel : 독일어) 생성문제

데켈은 연속주조주형에 있어서의 용강의 현열, 잠열이 표면에서 발열되며, 용강의 표층부가 응고한 것으로서, 소위 [가죽으로 매움]형태의 것이다. 데켈이 생성하면, 본래 모울드 파우더에 포촉되어야할 용강중의 비금속 개재물이, 데켈에 포촉되며 주편에 잔존해버리게 되며 주편 품질에 악영향을 미친다. 또, 데켈이 주형 전면에 생성한 경우에는 브레이크 아우트, 침지 노즐 절손 등의 조업 트러블을 야기하는 원인으로 된다. 이와 같은 이유에서, 연속주조에 있어서 데켈을 생성시키지 않는 것이 필요하다. 그러나, 주형에 주입되는 용강 온도가 낮고 액상선 온도에 가까운 경우, 혹은 주조속도가 느린 경우에는, 주형내의 용강 온도가 낮아지며 데켈이 생성하는 수가 있다.

그런데, 주형내의 용강상에는, 용강의 보온, 단열, 비금속 개재물의 포촉, 및 응고쉘과 주형과의 윤활을 위하여 모울드 파우더가 살포되어 있다. 이 때문에 통상 전기한 데켈의 생성 상황은 눈으로 보고 판단할 수 없다. 이와 같은 환경조건 때문에 종래는, 전술한 데켈의 생성을 검출하는 장치는 물론, 생성한 데켈을 제거하는 장치도 없고, 작업자가 주형내의 용강에 적당한 강제의 막대기를 찔러넣고, 손에 전달되는 감촉에서 데켈의 생성을 검지하는 것이 일반적이었다. 또, 데켈이 생성되고 있다고 판단되었을 때에는, 그 막대기로 데켈을 용강내에 밀어넣어서 재용해시키는 조작을 전기한 작업자가 실시하고 있었다.

전술한 작업자에 의한 종래의 데켈검지, 재용해는, 손작업에 의한 것으로서 비능률적일 뿐만 아니라, 작업자가 용강에 직접, 맞서게 되므로 안전성이 결여된다고 하는 문제점이 있었다. 더 나아가서는 미숙련 작업자로서는 주형과 응고쉘과의 응고계면을 전기한 막대기로 교란하여 주편 표면 상처를 발생시켜 버릴 걱정도 있으며, 신뢰성을 올리자면, 작업자를 숙련된 일부의 사람에게 한정시키지 않을 수 없었다.

한편, 근년 연속주조에 있어서의 주입 작업을 무인화하는 기술 개발이 활발하게 행하여지고 있지만, 당해 작업에 대해서는, 전기한 바와 같이 눈으로 보고서는 데켈 생성의 검출이 안되기 때문에, 화상처리 등의 광학적 검출은 불가능하며, 주입작업의 완전 무인화를 저해하는 커다란 요인으로 되어 있었다.

E. 작업의 자동화에 관련한 문제

주형내로의 주탕에 관련한 작업을 로봇에 의해서 행하는 것을 고려할 수 있다. 이를 위해서는, 지금까지 예거한 A-D라고한 문제를 해결하지 않으면 아니된다. 이들의 문제를 해결하기 위해서는, A-D에 기술된 바와 같이, 시시각각으로 변화하는 프로세스의 상황을 감시·인식하고 상황인식에 따라서, 스스로 작업을 판단하고, 복수의 작업을 실시할 필요가 있지만, 로봇의 기능, 동작의 제어에 관해서는 이하에 나타낸 문제가 있었다. 산업용 로봇의 이용에 관한 작업이나 제어의 내용에 대해서는, 티이칭·플레이백 방식에 대표되는 바와 같이, 일련의 작업을 반복하여 실행하는 로봇까지가 실용의 영역이며, 주류를 차지하고 있다. 즉, 파레타이징·도장·반송·용접·단순한 조립이라고 하는, 단순한 작업 위치의 제어만으로 실행 가능한 작업에 한정되어 있으며, 미리 교시된 작업 타이밍, 작업내용 및 위치 데이터 대로 재현 동작하는 것만의 동작으로, 말하자면, 기억력만을 가지고, 지각력이나 판단력을 갖지 않은 로봇이라 말할 수 있다. 그리고, 이들 종류의 로봇에서는, 환경이 변화한다고 하는 것은 상정할 수 없고, 즉, 주로 취급 대상물이 정위치 환경하에 있다고 하는 전제에서 작업이 행하여지고 있으며, 더구나, 전술한 것처럼, 반복작업이 주이기 때문에, 산업분야에 있어서의 사용은, 상대적으로 간단한 작업에 한정되지 않을 수가 없다.

거기서, 산업용 로봇의 이용범위를 확대시키기 위하여, 여러가지의 센서를 사용하고, 그 센선의 정보에 의해서 로봇의 동작을 제어하는 것이 시도되고 있다. 즉, 센서에 의해서, 로봇의 동작환경의 검출을 행하고, 로봇의 작업내용, 작업타이밍, 작업 위치등을 검출해가며 로봇의 동작에 제어를 행하는 방법이다. 로봇에 사용하는 센서에는, 주로, 촉각, 역각, 시각, 청각이 있는데, 그중에 있어서, 예컨대, 시각에 대해서는, 테레비 카메라와 화상처리장치의 조합으로, 이미 실용 레벨에 도달하고 있는 것도 있다. 시각에 의한 제어내용으로서는, 시각센서에 의해서 외계를 인식하여 작업의 프로세스를 결정하고, 시스템의 제어계에 지령을 발한다고 하는 것을 시이퀸셜로 행하는 것이지만, 시각센서로 얻어지는 정보는, 위치·자세에 관한 것만으로, 그 결과의 제어는, 위치제어로서 좋다 즉, 로봇에 시각기능을 부가하여도 로봇동작의 제어방식 그 자체는 종래의 그대로도 좋았다. 이 때문에 CCD를 사용한 시각센서의 보급과 함께, 시각을 응용한 로봇의 동작제어의 이용 레벨은, 다른 센서보다도 앞서고 있다. 또, 역각, 촉각센서에 대해서는 역각, 촉각의 검출신호에 의거하여 위치지령에 관한 설정치만 변환하고, 설정치대로 위치의 제어를 행하는 간이적인 힘제어도 있으며, 이 간이적인 제어로도 충분히 대응할 수 있는 작업도 있지만, 범위로서는 어느정도 한정된다. 역각센서를 사용하는 태반의 경우의 요구는, 그 힘을 연속적으로 제어함으로써 벡터량을 일정 혹은 소정패턴으로 유지하는 제어를 행한다고 하는 요구이기 때문에, 전술한 바와 같은 간이적인 힘의 제어에 비해서 제어가 어렵고, 현상의 레벨로서는 문제가 많다. 이와 같이, 센서를 사용한 로봇의 동작제어에 대해서는, 주로, 시각센서를 사용하여, 그 검출신호로부터의 시이퀸셜에 위치 등의 제어를 행하는 것이 태반을 차지하고 있다.

한편, 로봇의 다기능화라고 하는 견지에서는, 로봇의 선단부에 용이하게 틀을 착탈할 수 있는 기능을 갖는 오토매틱 툴 첸저(이하, ATC라 함)기구를 사용하고 있기는 하나, 로봇의 동작 및 동작제어에 관해서는, 전술한 레벨과 마찬가지이며, 티이칭·플레이백 방식에 대표될만한 간이적인 작업에 적용되고 있다. 또, 센서(주로 시각)를 사용하였다. 복수의 작업에 관한 동작제어에 대해서도, 전술한 바와 같은 레벨과 마찬가지로, 시이퀸셜한 제어를 행하는 것에 대해서 적용되고 있다.

이상과 같이, 현단계에 있어서는, 로봇이용에 관한 기술 레벨로서는, 전술한 레벨에 머물러 있으며, 다음의 단계로서는 연구는 왕성하게 행하여지고 있지만, 아직, 충분한 레벨에 도달하고 있는 것은 매우 적다. 즉, 로봇의 작업환경이 변하는 것은 별로 고려하고 있지 않으며, 또 반복작업이 주이기 때문에, 변화는 환경의 이해나 그것에 의거한 작업계획 등의 판단의 프로세스는 그다지 중요시되지 않기 때문에, 작업환경의 변화에 대응해서 자기의 동작제어를 계획하여 간다고하는 지각 판단 능력을 갖지 않은 로봇이 주류를 차지하고 있다. 그것보다는, 오히려 현 단계에 있어서는, 작업의 실행 효율이나 신뢰성이 중요시되고 있다.

전술한 바와 같은 이유에서, 대상으로하는 작업환경이 시시각각으로 변화하고, 센서에 의해서, 그 변화하는 작업환경에 따라서, 복수의 작업 내용 및 혹은 작업 위치를 스스로 판단하고, 작업을 실시하지 않으면 안될 작업 프로세스는 있어서는, 종래의 로봇의 적용은, 매우 곤란한 것으로 되어 있었다. 따라서, 이와 같은 상황에 있어서는, 복수의 숙력된 작업자에 의한 작업 지그등을 사용한 직접적인 작업, 혹은 복수의 매니플레이터를 사용한 작업자에 의한 간접적인 작업, 비교적 단순한 작업에 대해서는 전술한 바와 같은 로봇을 복수도입하여 당해의 작업 프로세스를 구성하지 않을 수 없었다. 이때문에, 그와 같은 작업 프로세스에 있어서는, 설비적, 인적비용이 막대한 것으로 되며, 작업적 효율도 저하하고, 게다가, 매니플레이터나 로봇이 혼재하는 안에서 작업자가 작업하지 않을 수 없으며, 안전면에 있어서도 문제를 일으키고 있었다.

본 발명은, 상기 항목 A~E의 문제 인식하에서 창안된 것이다.

그리하여, 본 발명의 하나의 목적은, 주형내 탕면 이상을 정확, 또한 신속하게 검출하고, 그 검출결과에 의거하여 탕면이상을 효과적으로 방지하는 방법 및 장치를 제공하므로서 안정된 연속주조조업을 실시하려는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 조업조건의 변동이나 노즐 배관의 리어크량의 변동이 있더라도 그것에 틀림없이 추종하여 항상 유효 가스량을 확보할 수 있으며, 보일 현상이나 노즐막힘을 발생하는 일없이 품질적으로 양호한 주편을 제조하는 방법을 제공하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 조업 중에 슬러그베어를 정밀하게 검출하는 방법과, 그 검출결과에 의거하여 슬러그베어를 효율적으로 제거하는 장치를 제공하므로서 안정된 연속주조조업을 유지해가면서, 그 주입작업의 자동화, 무인화도 가능하도록 하려는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 연속주조할때에, 주형내에서 생성되는 데켈을 검출하고, 또 생성된 데켈을 제거하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은, 전기한 목적을 달성하기 위하여 적합한 자동제어장치 또는 로봇을 제공하려는 것이다. 대상으로 하는 작업환경이 시시각각으로 변화하고, 센서에 의해서, 그 변화하는 작업환경에 따라서, 복수의 작업내용을 판단하고, 작업을 실시하지 않으면 안되는 작업 프로세스에 있어서, 복수의 작업을 실시하는 로봇을 사용하고, 입력되는 각종 센서로부터의 정보나 로봇의 작업상황에 따라서, 미리 설정되어 있는 우선 순위를 제어하고, 가장 효율적인 작업을 행할 수 있도록 작업계획·책정을 행하고, 효율적인 다기능작업을 실시하는 것을 목적으로 하는 것이다.

전기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1의 특징에 의하면, 중앙부에 주입노즐이 배치된 연속주조 주형상방지의 전기한 주입노즐을 낀 상대하는 부위에, 한쌍 혹은 복수쌍의 탕면 상황검출용 이미지 센서를 설치하고, 전기한 각각의 이미지 센서에서 시시각각으로 입력되는 탕면 상황의 입력화면을, 기준역치로 2치화하여 명부와 암부로 구별함과 함께, 전기한 각각의 이미지 센서 시야내의 탕면부분에 대해서 전기한 명부의 면적비율(Rn)을 구하고, 이어서, 전기한 명부면적비율(Rn)의 단위 시간당의 변화율(Dn)을 구하고, 미리 설정된 전기한 명부면적비율(Rn) 및, 혹은 변화율(Dn)과 탕면이상 상황의 상관에서, 탕면의 이상 상황을 검출하는 방법이 제공된다. 그 방법의 하나의 실시양태에 의하면, 주입노즐을 낀 상대하는 제각기의 탕면부분에 있어서의 변화율(Dn)과, 미리 설정된 각 탕면부분 마다의 전기한 변화율(Dn)의 기준치가 비교되며, 주입노즐을 낀 쌍방의 전기한 변화율(Dn)이 함께 전기한 기준치를 초과한 경우에는 보일링, 한쪽만의 전기한 변화율(Dn)이 전기한 기준치를 초과한 경우에는 한쪽끓기라 판정되며, 따라서 탕면의 이상 상황이 검출된다.

다른 실시양태에 의하면, 제각기의 이미지 센서시야내의 탕면부분이 설정 에어리어에 세분할되며, 각 분할에어리에 있어서의 명부 면적비율(Rnn) 및 이 명부 면적비율(Rnn)의 단위시간당의 변화율(Dnn)이 구하여지며, 이어서 전기한 각 분할 에어리어 마다에 미리 설정된 기준치와 비교되며, 전기한 명부 면적비율(Rnn)이 기준치를 초과하고, 또한 전기한 변화율(Dnn)이 기준치를 초과하지 않을 경우에, 파우더 부족이라 판정되며, 따라서 탕면이상 중의 파우더 부족과 그 발생위치가 검출된다.

본 발명의 다시 다른 특징에 의하면, 전술한 방법에 의거하여 검출된 탕면 이상 상황에 따라서, 주조속도제어, 주입노즐내로의 취입가스유량제어, 주형으로의 주입하는 용강유량제어, 및 파우더 살포제의 어느것인가 하는 혹은 두개 이상을 실시하여 전기한 탕면 이상을 해소하는 방법이 제공된다.

본 발명의 다시 다른 특징에 의하면, 파우더 부족을 해소하기 위한 장치로서, 설정량의 파우더를 저류하는 밑바닥 열기 혹은 회전가능한 파우더 살포장치와, 전기한 살포장치에 파우더를 공급하는 공급장치와, 선단부에서 전기한 살포장치를 지지하는 회동 및 승강 가능한 다관절형 지지아암과, 전기한 지지아암을 구동시키는 구동장치와, 파우더 부족발생 및 그 발생위치 검출신호에 의거하여 전기한 파우더 살포장치 및 구동장치를 구동제어하는 파우더 살포제어장치로서 구성된 탕면 이상 방지장치가 제공된다.

본 발명의 다시 다른 특징에 의하면, 턴디쉬에 저류된 용강을 노즐을 거쳐서 가스의 취임을 행하여 가며 연속주조주형에 주입하는 연속주조방법으로서, 주형상에 주형내 탕면을 촬상하는 1대 혹은 복수대의 촬상장치를 설치하고, 촬상장치로 검출되는 연속주조중에 있어서의 화상신호를 연산처리하여 탕면상에 부상하는 기포수 및/또는 탕면상에 발생하는 화염의 크기를 검출하고, 이 검출값을 미리 보일발생시 및 노즐막힘 발생시에 있어서의 가스 취입량과 기포수 및 화염의 크기와의 상관에서 구하여진 허용 한계치와 비교하고, 기포수 및/또는 화염의 크기가 허용 한계치를 넘었을때에 즉시 가스의 취입량 제어를 실시하여 적정 가스 취입량을 확보하는 연속주조방법이 제공된다.

본 발명의 또다른 특징에 의하면, 중앙부에 주입노즐이 배설된 연속 주조 주형상방의 전기한 주입노즐을 낀 상대하는 부위에, 한쌍 혹은 복수쌍의 탕면상황 검출용 이미지 센서를 설치하고, 이 이미지 센서에서 시시각각 입력되는 탕면상황의 화상입력신호에 의거하여 전기한 주형벽면에 교차하는 선상의 휘도분포를 구하고, 이어서 그 휘도분포에 있어서의 최대값과 최소값의 위치간 거리를 구하고, 이 거리에서 슬러그베어의 생성상황을 추정하는 방법이 제공된다.

또, 진동부여기구를 구비한 타격진동자를 선단부에 갖는 회전 및 승강 가능한 다관절형 아암과, 전기한 아암을 구동시키는 구동제어장치와, 전기한 슬러그베어 생성상황 검출방법에 의한 슬러그베어 생성상황 검출에 의거하여 전기한 타격 진동자의 구동 개시지령 신호 및 위치제어 지령신호를 발하는 제어장치로서된 슬러그베어 제거장치가 제공된다.

본 발명의 다시 다른 특징에 의하면, 연속주조주형내에 침지하는 검지 막대기와, 선단부에서 전기한 검지막대기를 지지하는 회전 및 승강가능한 다관절형 지지아암과, 전기한 지지아암을 구동시키는 구동장치와, 전기한 검지 막대기에 가해지는 하중을 검지하는 역각센서를 구비하고, 전기한 검지 막대기의 주형내에 있어서의 하중 검출값에서 데켈 생성 상황을 검출하는 장치가 제공된다.

또, 전기한 검출값이 미리 설정된 데켈 생성 기준치를 넘었을때에 전기한 구동장치로의 구동지령을 발하는 비교 연산 제어기를 구비하여, 데켈을 자동적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 데켈 제거 장치가 제공된다.

마지막으로, 본 발명의 다시 다른 특징에 의하면, 산업용 로봇으로서 범용성이 있고, 특히 연속주조작업의 실시예 적합하게 적용되는 다기능 로봇이 제공된다. 이 로봇은, 선단에 오토매틱툴 첸저 기구(이하 간단히 ATC기구라 함)를 구비한 회전, 승강 및 이동 가능한 다관절형 지지아암과, 그 지지 아암을 구동시키는 구동제어장치로서 된다. 그 특징적 구성은, 이하와 같다. i) 로봇의 작업 영역 근방 및/또는 전기한 지지아암 선단부에 설치되며 로봇의 작업 영역을 촬영하는 시각센서, 전기한 오토매틱 툴 첸저 기구에 근접하여 설치된 툴 선단부에 이러한 하중을 검출하는 역각센서, 로봇 작업대상의 프로세스 조업상황을 검출하는 프로세스 검출센서 등으로부터의 신호를 입력하는 입력부와 ; ii) 전기한 입력신호를 미리 설정된 방식에 의거하여 처리하고, 당해 시점에 있어서의 전기한 로봇의 작업내용 및 로봇의 작업영역에 있어서의 상황을 판단하는 판단부와; iii) 미리 당해 로봇의 작업대상 프로세스의 당해 작업 및 로봇 작업영역내에 있어서의 상황과에 의거하여, 작업위치나 작업내용의 우선 순위를 설정하는 설정부와 ; iv) 전기한 판단부와 설정부로부터의 제각기의 신호를 비교하고, 당해 상황에 따르는 최우선 혹은 최효율 작업내용을 책정 및 결정하는 비교 판단부와 ; v) 전기한 비교 판단부에 있어서의 작업내용 판단에 의거하여, 전기한 오토매틱 툴 첸저기구로의 툴 교환지령신호, 지지아암 구동제어장치로의 구동제어신호, 및 당해 프로세스로의 제어신호의 적어도 하나를 발하는 제어부로서 구성된다.

본 발명의 다른 목적 및 다른 특징은, 도면을 인용한 이하의 각 실시예의 설명에서 명확해질 것이다.

[실시예 1]

용탕면 이상문제(전술한 항목 A참조)에 대처한 실시예이다.

제1도는, 본 발명에 의거한 전체 구성의 한 예를 표시하는 구성도이다. 이 제1도에서, 1이 주형이며, 4가 주조된 주편, 5가 용강, 6이 용강(5)이 냉각되어 생성된 응고쉘, 7이 주형(1)내에 산포된 파우더로 주로 미 용융 파우더층(6)과 용융 파우더층(9)으로 구성되어 있다. 12가 주입노즐, 13 및 14가 용강유량의 제어장치고, 본 실시예에 있어서는 SN을 사용하고 있다. 15 및 16이 주입노즐내로 취입되는 가스유량제어장치며, 17 및 18이 주편(4)의 주조속도제어장치, 19가 턴디쉬이다.

또 22는 용탕면 이상상황 검출장치를, 41은 용탕면 이상방지장치를 표시하는 것이다. 용탕면 이상상황 검출장치(22)는, 주형(1)내의 용탕면위쪽에 주입노즐(12)을 끼우고 마주보는 위치에 설치된 이미지 센서(20)와 위의 이미지 센서(20)로부터 시시각각 입력되는 용탕면 상황의 입력도면화상을 후술하는 바와 같은 처리조작을 실시하여 편비등, 보일링, 파우더 부족등의 용탕면 이상상황을 검출하는 연산처리장치(21), 및 이상상황검출에 의거한 용탕면 이상을 안정화시키기 위하여 실시하는 후술하는 각종의 액션을 지시하여 각 장치에 제어명령을 발하는 제어장치(23)로 구성되어 있다.

본 실시예에 있어서 전기 이미지 센서(20)는, 주입노즐(12)을 사이에 두고 서로 마주보는 위치에 한쌍 설치되어 있는데 주조하는 주편의 사이즈 관계상 한쌍의 이미지 센서로 주형내의 용탕면 부분의 전범위를 시야내에 넣을 수가 없는 경우는, 두쌍 또는 그 이상의 복수쌍으로 설치해도 무방하다.

용탕면 이상방지장치(41)는, 파우더 산포장치(30), 이 파우더 산포장치(30)를 선단부로 지지하는 다관절형 지지아암(25), 파우더 산포장치(30)에 파우더(7)를 공급하는 공급장치(35), 상기 지지아암(25)을 구동하는 구동장치(28), 파우더 부족 발생 및 그 발생위치 검출신호에 의거하여 상기 파우더 산포장치(30) 및 지지아암(25)의 구동장치(28)를 구동제어하는 파우더 산포제어장치(24)로 구성되어 있다. 파우더 산포장치(30)는 설정량의 파우더(5)를 저장하는 되모양의 저장조(31)에 있고, 이 저장조 (31)는 후술하는 바와 같은 바닥을 열 수 있고 또는 회전이 가능하게 구성되어 있다. 지지아암(2)은 복수의 아암(본 실시예에서는 26,27의 두개)이 회전축을 내장하는 아암구동장치(28a),(28c)를 매개로 하여 연결 구성되고, 상기 회전 운동을 회전지점으로 하여 자유로이 회전운동을 한다. 또한 그 선단부에 설치된 승강구동장치(28d) 및 승강 프레임(29)에 의하여 승강하고 접속부(28)를 매개로 하여 그 선단에 지지된 상기 파우더 산포제어장치(30), 상세하게 말하면 상기 저장조(31)를 주형(1)내의 용탕면 위를 자유로이 전후진 이동 및 승강시킬 수가 있다.

또, 본 실시예에 있어서, 지지아암(25)은 수평관 접형을 채용했지만, 파우더 산포(30)가 주형(1)내를 자유롭게 이동할 수 있는 것이면 여하한 방법으로도 상관없다. 그러나 본 발명자팀의 경험으로는 일반적으로 주형(1)과 턴디쉬(19)의 근방의 공간이 매우 협잡함으로 전술한 수평다관절형이 유리하였다. 또 지지아암(25)과 구동장치 (28)의 짜맞춤 및 수에 관해서는 적용하는 공간에 따라서, 효과적인 동작이 가능하게 되도록 적절하게 결정하면 된다.

이리하여 전기 파우더 산포제어장치(24)에서의 지령에 의거하여 전기저장조 (31)를 주형(1)내의 소정부위에 이동시키고, 저장조(31)의 바닥부분을 열거나 혹은 저장조(31)를 회전시킴으로 하여 파우더(7)를 산포할 수가 있다. 본 실시예에 있어서 전기 지지아암(25) 및 파우더(7)의 공급장치(35)는 전기 턴디쉬(19)를 태우기 위한 가대(40)에 설치되어 있는데, 이상의 장치는, 적절하게 전체 또는 부분적으로 예를들면 다관절형 지지아암(25) 및 이 지지아암(25)을 구동시키는 구동장치(28)등은 스스로 달리기가 가능한 구조도 무방하다.

다음에, 용탕면 이상상황의 검출방법에 관하여 설명한다.

주형(1)내의 용탕면의 휘도는 미용융 파우더(61)에 의하여 전면이 덮혀 있는 듯한 어두운 상태에서 주입 노즐(12)에 불어 넣어진 가스가 주형(1)내의 용탕면 위에 대량으로 토출함으로서 발생하는 불꽃이랑 용탕면의 심한 요동에 의하여 나타나는 용융 파우더(9)에 의하여 덮혀지는 보일링시와 같은 밝은 상태까지의 매우 광범위에 달한다. 또, 주형 진동 상황, 취입 가스의 토출상황 파우더 용융층(9)의 출현 상황 등에 따라서도 전기 용탕면의 휘도는 항상 변동하고 있다. 본 발명자팀은 이 용탕면의 휘도의 변동상황에 착안하여 그 변동 상황과 용탕면 이상과의 상관에 관하여 연구했다. 그리하여 우선 용탕면의 휘도를 정확히 검출하기 위하여 주형(1)의 윗쪽의 용탕면을 들여다보는 부위에 이미지 센서(20)를 설정했다. 주형(1)의 중앙부에는 전술한 바와 같이 주입노즐 (12)이 배치되어 있으므로 한개의 이미지 센서(20)로 주형(1) 전체를 보는 것은 극히 곤란하며, 본 발명이 지향하는 정도의 높은 용탕면의 휘도를 정확히 검출할 수는 없다. 이리하여 주입노즐(12)을 사이에 두고 서로 마주보는 부위에, 한쌍 또는 주조하는 주편의 사이즈의 관계로 한쌍의 이미지 센서로 주형내에 용탕면 부분의 전범위를 시야내에 얻을 수가 없는 경우에는, 두쌍, 혹은 두쌍 이상의 복수쌍으로 설정했다. 그런데, 이미지 센서(20)는 비디오 카메라로 일반적으로 쓰이는 비디콘관을 이용한 카메라등, 여하한 카메라라도 적용이 가능하지만 본 발명자팀은 여러가지로 검토한 결과, 전술한 것처럼, 용탕내의 휘도가 상당히 광범위하게 미치고 항상 변동하고 있음으로 영상의 소부현상, 잔상현상, 더우기 주형 윗쪽의 스페이스적인 여유에서 오는 소형화의 필요성 등에서 소형화가 용이하게 되고 소부현상, 잔상현상에 대해서 유리한 고체촬상소자를 사용한 CCD카메라를 사용했다. 또한 이 CCD카메라는 보일링의 즈음에 거의 포화하도록 아이리스 조정을 했다.

제2도 및 제3도는 전기 CCD카메라에 의하여 촬영된 용탕면의 화상이고 주입노즐을 끼운 각각의 한쪽의 주형내 용탕면 상황을 나타내는 화상으로, 제2도를 N측화상, 제3도를 S측 화상이라고 한다. 또, 주입노즐에 대해서는, 주조중은 항상 밝은 상태이며, 용탕면 이상의 검출과는 관계가 없음으로 카메라의 시야에서 벗어나도록 카메라를 설치하고 있다. 제2도, 제3도에 있어서, 2,3은 주형(1)의 주조되는 주편(4) 또는 파우더(7)에 접하는 벽면을 8₁, 8₂는 산포되어 있는 파우더(7)중의 미용융 파우더를 나타낸다. 전기 연산 처리장치(21)에는, 제2도, 제3도에서 표시되는 바와 같은 화상((42) 또는 (43))을 입력하고, 제2도 및 제3도에서 사선으로 표시한 주형내 용탕면 부분에 해당하는 틀속의 화상((42a) 또는 (43a))에 관하여, 후술하는 바와 같은 입력화상의 용탕면 이상검출을 위한 처리를 한다. 여기서 본 발명에 있어서는, 주형내 용탕면 부분에 해당하는 화상((42a) 또는 (43a))의 영역에 관해서는, 실용상 반드시 주형((2) 또는 (3))과 용탕부분((42)는 (43))의 경계에 엄밀하게 따를 필요는 없다.

본 발명자 팀은 상기 화상과 용탕면 이상상광과의 관련에 관하여, 이하와 같이 여러가지로 조사를 했다. 우선, 입력화상을 구성하는 각각의 화소에 관하여 미용융 파우더층(6)이 덮혀 있는 경우의 휘도를 암, 용융 파우더층(9)이 나타나는 경우의 휘도를 명이되도록 즉, 미용융 파우더층(8)의 휘도와 용융 파우더층(9)의 휘도와의 사이에 기준역치를 설정하고, 입력화상에 대하여 명암의 2치화 처리를 했다. 제4도 및 제5도는 각각 상기 N측 화상, S측 화상의 다른예이며, 상기 용탕면 부분((42a) 또는 (43a))의 속의 미용융 파우더층(8)내에 용융 파우더층(9)이 나타나 있는 상태를 표시한 것이다. 제6도, 제7도는 각각 상기 제4도 및 제5도에 의거하여 입력되는 용탕면 상황의 입력화상을 상기 방법에 의하여 2치화한 결과를 나타내는 2치화화상((42b),(43b))이며, 용융 파우더층(9) 부분이 명암(45)으로서, 기타의 미용융 파우더층(8)이 암부(44)로서 표시되어 있다.

다음에, 전술한 바와 같이 2치화하여 얻어진 명부, 즉 용융 파우더층(9) 부분의 면적(이하 명부 면적이라고 함)과 (42a) 및 (43a)에 해당하는 카메라 시야내의 전 용탕면 부분(용융 파우더층(9)부분과 미용융 파우더층(8)을 합계한 면적)의 면적과의 비율, 즉 카메라 시야내의 용탕면 부분에 대한 명부 면적의 비율(본 발명에서 칭하는 명부 면적 비율을 이하에 다만 명적비율(Rn)이라 함)을 구하고 이 면적비율(Rn)에 관한 시간 변화를 조사했다. 여기서 면적비율을 사용한 이유는 여러가지 조사에서 대상이 되는 용탕면 부분에 해당하는 (42a) 또는 (43a)의 영역에 관하여는, 주조하는 주편의 사이즈가 변함으로서, 반드시 항상 동일 면적은 될 수 없고, 또한 각각의 용탕면 이상상황과 같은 용탕면 이상상황에 대해서도 면적에 스캐터링이 발생하여 안정적으로 정량적인 용탕면 이상상황의 검출을 하기 위해서는 어려움이 있음으로, 용탕면 부분에 해당하는 (42a) 또는 (43a)의 영역에 대한 상기 용탕면내의 명부면적의 면적비율을 산출하기로 했다. 단, 용탕면 내부에 해당하는 (42a) 및 (43a)의 영역에 관하여서는 항상 동일 조건하에서 용탕면 이상상황 검출 처리가 가능한 경우에는 이하에 기술하는 내용에 대하여, 면적비율로가 아니고, 면적의 절대치를 사용해도 가능하다는 것은 말할 나위도 없다.

제8도는 안정주조시의 상기 조사의 일례를 표시하는 것으로 세로축이 면적비율 (Rn)이, 가로축이 경과시간이다.

이 실시예에서는 동시에 숙련작업자가 용탕면 상황을 감시하고, 용탕면 이상중 파우더 부족이 발생했을때의 예이며 제8도에 있어서의 화살표 A에서 상기 작업자의 판단으로 파우더를 산포했다. 이리하여, 면적비율(Rn)은 시간의 경과에 수반하여 상승하고, 파우더의 산포와 동시에 급격히 감소하고 있음을 알 수 있다.

또, 제8도에서, 화살표 P,Q에서 표시하는 바와 같이 면적비율(Rn)이 미세한 변동은, 주형(1)의 진동에 의한 것이며 주형(1)의 하강시에 상대저인 용탕면 표면의 두드러져 오름에 따라서 용융 파우더층(9)이 나타나고, P로 표시하는 바와 같은 극대가 되고, 반대로 주형(1)의 상승시에는, 용융파우더층(9)이 숨고, 미용융 파우더층(8)이 많이 차지함에 따라 Q로 표시하는 바와 같은 극소가 된다. 또 동일하게, 주형(1)의 진동에 의한 주입노즐내에 불어넣어진 가스의 주형진동에 대응한 용탕면에서의 토출, 소모도 상기 P, Q의 한 원인이다. 즉, 주형진동 등에 기인하는 용탕면의 요동에 의하여, 면적비율(Rn)이 미세하게 변동한다. 용탕면 상황을 정확하게 검출하는 방법으로서는, 상기 주형진동에 기인하는 P, Q와 같은 변동은, 외란이 되고 용탕면 이상 검출 연산처리상 바람직하지 않다. 따라서, 상기 외란이 되고 용탕면 이상 검출 연산처리상 바람직하지 않다. 따라서, 상기 외란의 영향을 제거할 필요가 있다. 제거하자면, 사전에 설정한 시간에 따르는 명부 면적의 순간치의 시계열적인 평균을 산출하는 방법이 고려되지만, 시계 열의 시간의 길이에도 따르지만, 이 방법에서는 처리가 번잡하게 되고, 정확하게 외란을 제거하기 위해서는 어느 정도(적어도 주형의 진동주기이상)평균을 산출하는 시계열의 시간을 길게 할 필요가 있고, 따라서, 처리시간을 길게 하기 위해서는 정확, 또한 신속히 용탕면의 이상상황을 검출하는 목적에는 불리하다. 그 때문에, 본 실시예에 있어서는, 주형(1)의 진동주기에 대응한 시간 동안 상기 2치화 화상((42b),(43b))의 논리적을 취함으로서, 주기적 또는 돌발적인 용탕면 화상내의 명부의 변동을 제거하기로 했다. 제9도에, 제8도에 대응한 부분의 논리적을 취하기로하는 상기 처리 결과를 표시하지만, 상기와 같은 미세한 변동에 관해서는 거의 볼 수 없고, 외란이 충분히 제거되어 있고, 면적비율(Rn)의 시간변화가 안정적으로 판명한다.

상기 방법에 따라, 외란을 제거하고 주종중의 주형내의 면적비율(Rn)이 시간변화에 대하여 측정을 했다. 제10도에 면적비율(Rn)의 측정결과의 일례를 표시한다. 제10도는 상하에 두개의 그래프가 그려져 있는데 이것은 주입노즐의 대면하는 위치에 설치한 카메라, 즉 N측 및 S측에서의 입력화상에 의거하여 상기 방법에 따라서 연산처리한 결과에 대응하여 있고, 위의 그래프가 N측 화상, 아래 그래프가 S측 화상의 처리결과이다. 제10도중 화살표 X, Y는 각각의 파우더 산포, 보일링, 편비 등과 같은 경우의 용탕면 이상이 발생한 타이밍에서, 첨자가 N측, S측 및 측정 개시부터의 회수를 나타낸다. 이 실시예에 있어서는, 동시에 숙련 작업자가 용탕면 상황을 감시하고 용탕면 이상이 발생한 경우에 그 용탕면 이상을 안정화시키는 액션을 취했다. 화살표 X는 파우더 부족이 발생했을때의 예이며, 화살표 X에서 상기 작업자의 판단으로 파우더를 산포했다. 이리하여 면적비율(Rn)은 시간의 경과에 수반하여 상승하고, 파우더의 산포와 동시에 급격히 감소하고 있음을 알았다. 동일하게 화살표 Y,Z에 관해서도, 각각 상기 작업자의 판단으로, 보일링, 편비등이 발생했을때의 주조속도제어, 주입노즐내에의 불어넣는 가스유량제어, 주형으로 주입하는 용강유량제어, 및 파우더 산포의 어느것중 하나 또는 둘 이상을 실시하고 상기 용탕면 이상을 해소했다. 여기서 용탕면 이상 해소의 타이밍은, 면적비율(Rn)이 급속히 감소하고 있는 타이밍이다. 제10도에서, 용탕면내에 발생하는 이상 현상과 전기 면적비율(Rn)의 시간변화와의 대응은 명료하다.

그러나, 이상 현상으로서의 경향은 정성적으로 알지만 각각의 타이밍에 있어서의 면적비율(Rn)의 레벨이 약간 달라 안정적이 아니고 명료하게 검출할 수 없기 때문에, 다시 정량적인 평가가 필요하다. 그래서 면적비율(Rn)의 단위시간당의 변화율(Dn)에 관하여 조사했다. 제11도는 가로축의 시간축을 제10도와 같은 타이밍으로, 전기 변화율(Dn)의 시간변화를 표시한 도이다. 단 제11도에 있어서 용탕면 이상해소의 타이밍에서의 변화율, 즉 부의 변화율에 대해서는 파우더 산포에 의한 면적비율(Rn)의 감소이므로, 이상상황의 검출이라는 의미에서 무의미함으로, 표기되어 있지 않다.

우선, 편비등, 보일링 발생의 검출에 관해서는 제10도, 제11도에서의 면적비율 (Rn)과 그 변화율(Dn)과의 관계에서 분명해졌다. 즉, 면적비율(Rn)에 관해서는 그 레벨이 Y_N1, Y_S1과 Y_N2, Y_S2와 같이 비교적 스캐터링 및 안정적인 아니고 파우더 부족과 동일한 레벨이 되는 적이 있지만, 면적비율(Rn)의 변화율(Dn)에 관해서는 파우더 부족 발생시는 기껏해야 150%/min임에 대하여, 양 현상의 발생시에는 300%/min을 초과하는 크나큰 변화율을 표시한다. 그리고 편비등의 발생시는, Z_S1, Z_S2와 같이, 주입노즐이 마주보는 위치의 한쪽만, 보일링의 시에는, 주입노즐이 마주보는 위치의 양쪽이 거의 동시에, 전술한 같이 큰 정의 변화율을 나타낸다. 따라서 마주보는 위치에서의 면적비율 (Rn)의 변화율(Dn)의 비교예 의하여, 편비등 및 보일링 발생의 검출이 가능함이 판명되었다. 여기에서 보일링에 관해서는 그 발생시, 불어넣는 가스의 불꽃등에 의하여 대응하는 에어리어의 면적 비율이 비교적 스캐터링이다. 즉, 면적비율(Rn)이 화살표 Y_N1,Y_S1과 같이 포화되어 있는 경우와 화살표 Y_N1,Y_S1와 같이 100% 차지않는 경우가 있다. 이와 같이 면적비율(Rn)이 100%가 차지않는 경우는, 가벼운 보일링으로 용탕면이 파도치고 있는 현상이고, 소위 리플링 현상과 대응하고 있다. 리플링 현상에 관해서는, 해소하기 위한 방지방법이 보일링 발생시와 동일함으로 검출에 관해서는, 특히 보일링과 구별할 필요성은 없으나, 구별하는 경우에 관해서는 발생을 검출했을때의 면적비율(Rn)의 치가 포화되어 있는지의 여부에 따라서, 검출이 가능하다.

다음에 파우더에 관한 이상, 즉 파우더 부족의 검출에 관하여 전술과 같이 제10도, 제11도에 있어서, 면적비율(Rn)에 관해서는 예를들면 화살표 X_N8,X_S6와 같이 보일링(리플링)화살표(Y_N2,Y_S2)와 같은 레벨이 되는 적이 있으나, 면적비율(Rn)의 변화율 (Dn)에 관해서는 기껏해야 150%/min로 명확히 작으므로 파우더 부족을 검출하자면 면적비율(Rn)과 변화율(Dn)의 쌍방을 고려할 필요가 있음을 알았다. 그러나 전술한 바와 같이 파우더 부족시의 면적비율(Rn) 변화율(Dn)과 함께 그 레벨이 비교적으로 스케터링하고 안정적은 아니다. 이것은 파우더 부족을 일으키는 용탕면 내의 에어리어가 전체적이 아니고, 부분적으로 발생하고 있다. 즉, N, S각각의 측에서 주형내의 주입노즐측으로부터 짧은 변측까지의 사이, 즉 주형내 너비 방향에 있어서 부족을 일으키는 에어리어가 변함으로서, 그 부족하는 에어리어의 면적에 상응한 명부의 변화를 나타내는데에 의한 것이다. 따라서, 파우더 부족의 검출에 관해서는 주형내의 용탕면 부분에 관하여 부족위치와 부족상황을 정량적으로 검출할 필요가 있다. 그 때문에, 주형내 용탕부분의 화상((42a) 또는 (43a))을 에어리어로서 분할하기로 했다.

여기서, 에어리어의 분할은 파우더 부족상태의 발생하는 형태에 상응하게 이루어졌다. 이 생각을 이하에 설명한다. 파우더는 용융후 주형벽과 주편 사이에 흘러들어감으로서 소비됨으로 통상 용탕면위에 생기는 현상으로서는 주형벽을 따라 발생하는 형태로 파우더 부족상태가 발생하는 경우가 종종 생긴다. 단 일반적으로 파우더의 형태는 분말상, 과립상의 형태이고 그 어느것이나 30 내지 60°정도의 안식각이 있음으로 산포된 파우더가 한 곳에 머무르는 법은 없다. 그러므로 주형내의 두꺼운 방향에서의 중앙부분의 파우더는 미용융, 용융의 어느쪽인가의 상태에 있어서도 주형진동에 수반하는 용탕면의 요동등에 의하여 용탕면 평면내의 전방향으로 이동할 수 있다. 여기서, 주형내 용탕면 상의 파우더의 이동형태에 관해서는 용탕면 요동의, 용탕면상의 파우더 전체의 매스 밸런스, 및 파우더의 용융상태에서의 열밸런스등에 의하여 결정되는 것이다. 그 때문에, 주형내의 두꺼운 방향에 있어서의 중앙부분에 관하여, 파우더 부족상태가 발생하는 케이스도 발생할 수 있다. 구체적으로는 용탕면 관찰등에 의한 조사결과, 약간의 스캐터링하지만 통상 파우더의 두꺼운 방향으로 이동하는 속도가 나비방향에 대하여 4배 정도의 속도로 이동하고 있음이 판명되었다. 또 파우더의 산포는 그 산포방법에 관해서는 여러가지 방법이 있지만, 그 어느 것이나 파우더의 산포를 점에서 행하는 법은 없고 당연히 산포 에어리어를 유지하는 형태로 산포한다. 이상으로 하여 대상으로 하는 용탕면 부분에 관해서는 함부로 분할수를 많이하는 것은 용탕면 이상인식을 위한 연산처리속도를 늦게 하고, 검출이 늦어져 액션이 늦어짐으로써 예를들면 구속성(BO)과 같은 조업적인 트러블이 발생할 확률이 높아지는 등의 이유에 있어서도 효율적인 아니고 또 무의미하다. 따라서, 전술한 바와 같은 파우더의 이동형태를 고려하여 분할은 두꺼운 방향으로는 3분할 정도이내, 너비방향으로는 상기 두께 방향의 비율 너비의 1/4정도로 충분하다.

이상의 사실에서 본 실시예에 있어서는, 제2도, 제3도에 있어서의 42a, 43a에 대응하는 주형내 용탕면 부분에 대응하는 에어리어를 제12도, 제13도에 표시하는 바와 같이 42a₁, 42a₅, 43a₁, 43a₅까지 주입노즐 N, S측에 관하여 각각 5분할했다. 각 축의 에어리어의 치수는 동일하며 각 축의 에어리어 전체 42a, 43a의 너비방향의 길이는 500mm, 두꺼운 방향의 길이는 250mm, 분할 에어리어의 너비방향의 길이는 100mm이다. 여기서, 전술한 조사와 동일하게 각각의 에어리어와 관하여 가로축의 시간축을 제10도와 동일한 타이밍으로 했다. 면적비율(Rnn)의 측정결과를 제14도, 제15도에 상기 변화율(Dnn)의 측정 결과를 제16도, 제17도에 표시한다. 제14도 내지 제17도에는 각각 5개의 그래프가 있는데 이것은 제12도, 제13도에 대응하는 에어리어의 측정결과, 즉, 제14도 내지 제16도에 관해서는 각각 위에서부터 42a₁, 내지 42a₅, 제15도, 제17도에 관해서는 각각 위에서 부터 43a₁, 내지 43a₅의 결과를 표시하고 있다. 상술한 바와 같이 용탕면내에 발생하는 현상과 면적비율(Rnn), 변화율(Dnn)의 시간변화와의 대응은 명료하다.

그리고 화면 분할을 함으로서, 파우더 부족의 검출에 관해서는 각각의 에어리어에 관한 안정도, 정량적인 검출이 가능한 것은 명백하다. 즉, 우선 파우더 부족이 발생했을때와 편비등, 보일링의 발생했을때도 면적비율(Rnn)은 80 내지 90% 이상으로 높은 레벨에 달하지만 화면 분할을 한 상태에서도, 전술한 바와 같이 편비 등, 보일링이 발생한 경우는 변화율(Dnn)이 300%/ min이상이라는 큰 변화를 나타내는데 비해 파우더 부족이 발생한 경우에는 기껏해야 150%/min으로 작아짐으로 파우더 부족과, 편비 등, 보일링 현상의 구별이 가능하다는 것과, 다음에 파우더 부족이 발생했을때의 제10도, 제11도에서 볼 수 있는 바와 같은 면적비율(Rn), 변화율(Dn)의 레벨이 부조화되어, 불안정이었던 상황이 화면 분할함으로서 각각의 에어리어에 있어서의 파우더 부족의 발생 상황이 명료하게 안정적으로 검출가능하게 된 사실이다. 구체적으로는 하나의 에어리어내에서 파우더 부족상태가 발생한때는, 3, 15, 20, 25분 경과후, 제15도에 있어서의 3, 6분 경과후에 볼 수 있는 바와 같이 거의 하나의 에어리어에서 명부 면적비율(Rnn)이 증가한다. 파우더 부족상태의 검출에 대해서는 각각의 에어리어에 있어서, 면적비율 (Rnn) 및 변화율(Dnn)의 기준레벨을 설정하고, 변화율의 기본 레벨을 초과하지 아니하고, 면적율의 기준 레벨의 초과 여부에 따라 파우더 부족의 검출이 가능하다. 복수인 에어리어에 걸쳐서 상기 상태가 발생했을때에도, 제14도에서의 2,5,15,23분 경과후, 제15도에 있어서의 2,5,21,25분 경과후에 보는 바와 같이, 전술과 마찬가지로 각각의 에어리어에 관하여 면적비율(Rnn)이 증가한다.

이 경우에 관하여도 각각의 에어리어에 관하여 면적비율(Rnn) 및 변화율(Dnn)의 기준 레벨을 설정하고 변화율의 기준 레벨을 초과하지 않고 면적율의 기준 레벨을 초과 여부에 따라 파우더 부족의 검출이 가능하다. 또한 기준 레벨에 관해서는 실제의 조업상황에 알맞는 레벨이 설정되지 않으면 아니되므로 주형하는 주편의 사이즈나 주형둘레의 환경등에 따라, 각각의 케이스에 알맞는 기준 레벨을 설정할 필요가 없다.

그리고, 동일하게 분할한 에어리어에 관해서도 적어도 복수의 에어리어에서의 동일한 값이라도 전부 상이해도 무방하다. 본 실시예에 있어서는, 면적비율의 기준 레벨은 일률 70%, 변화율 레벨의 기준은 일률 150%/min으로 설정함으로서 편비 등, 보일링, 및 파우더 부족의 검출이 가능했다. 단. 기준 레벨에 관해서는 주형내의 전체의 밝기 즉, 주입노즐의 사이즈, 주입노즐의 용탕면에서 나오고 있는 길이, 주조하는 주편의 단면 사이즈 등의 조건에 따라 적절히 설정할 필요가 있으므로, 이번의 실시예에 한정된 것은 아니다.

이상과 같이하여, 파우더 부족에 관한 상태 및 위치의 검출이 안정적, 정량적으로 검출이 가능하다. 또, 여기서 화면을 분할한 상태에서도 상기 보일링 및 편비등의 검출에 대해서는 각각의 에어리어의 면적비율(Rnn)의 변화율(Dnn) 및 주입노즐을 사이에 둔 마주대하는 에어리어 상호의 비교에 따라 검출이 가능한 것은 말할 나위도 없다. 그러나, 편비 등, 보일링에 관해서 검출은 최단시간으로 시행해야 함으로 통상, 주입노즐의 각각 한쪽의 에어리어에서 화면 분할을 하지 아니하고, 상기 방법에 따라 검출을 한다. 단, 조업상황과 검출시간등의 관계에 있어서는 화면 분할을 해도 검출의 지연이 되지 않는 등의 문제가 발생하지 않는 경우는 상기 한도에 있지 않다. 이와 같이 안전하게 정량적으로 파우더 산포, 편비 등, 보일링과 용탕면 이상현상의 자동검출이 가능하게 되었다.

이상 설명한 용탕면 이상현상의 자동검출에 관해서는 주형 용탕면에 설치한 이미지 센서의 영상 정보를 화상처리함으로서 검출하는 것이지만 이에 첨가하여 주형벽내에 매입한 열전대의 온도정보도 편입함으로서 보다 안정적인 조업을 하기 위한 용탕이상현상의 검출이 가능하다. 즉, 주조방향에 복수열 및 주형둘레방향으로 복수개의 열전대를 주형표면에서 어떤 깊이로 매입함으로서 매입지점에서의 온도를 측정하고, 매입상황에서 매입위치에서의 열류속, 그리고 주조되는 철편의 응고쉘의 소열량을 연산하여 주형 둘레 방향에서의 소열상황 즉, 파우더의 유입상황을 감시하고, 주형내의 이상상황을 검출하는 것이다. 예를들면, 주형 둘레 방향에서의 소열량이 이상하게 부조화된 때에는 파우더가 충분히 균일하게 유입되어 있지 않다고 판단하고, 부족되어 있다고 판단한 둘레방향의 부위에 대응하는 부분에 파우더를 산포하는 주형의 테이퍼를 변경한다. 주조속도를 변경하는 등으로 이상을 해소함이 가능하게 된다.

다음에, 용탕면 이상상황을 검출한 후, 즉시 안정화한다고 하는 의미에서의 용탕면 이상 방지방법에 관하여 설명한다. 우선 전기 용탕면 이상상화 검출방법에 의하여 편비 등, 보일링의 발생을 검출했을때의 방지 방법에 관하여 설명한다.

보일링이 발생했을때는 용강의 유로를 차지하는 취입가스의 체적이 증가함으로 상대적으로 용강유량이 감소한다. 따라서, 그때의 용강유적에 알맞는 주조속도를 조정할 필요가 있다. 동시에, 주형내의 용강 용탕면의 레벨의 변동을 억제하기 위하여 용강유량의 조정을 한다. 그리고 상기 상태에 알맞는 취입 가스 유량의 조정을 하고 보일링을 해소하고, 또 파우더 부족상태가 발생한 경우에는 부족위치에 상응한 파우더를 산포한다. 단, 어떠하든간의 방지단계에 있어서, 안정화한 경우에는 그 단계에 있어서 조정을 중지할 수가 있다. 안정후는 이상이 발생한때의 조업상태까지 서서히 복귀시켜 나간다. 다음에 편비 등이 발생한 경우는 용강유로내에 석출된 Al₂O₃등의 부착물 등에 의하여 용강유로가 혼란되어 있는 경우가 많으므로 조금씩 용강유량을 조정, 예를들면 용강 유량의 조정에 SN을 사용하고 있는 경우는 SN을 조금씩 작동함으로하여, 부착물의 상태를 변경시키려한다든가 취입가스의 유량을 조정함으로서 편비등을 해소한다. 그때 용강 용탕면의 레벨의 변동을 억제하기 위하여 주조속도의 조정을 하는 경우도 있다. 또, 파우더 부족상태가 발생하고 있는 경우는 부족위치에 상응하여 파우더를 산포한다. 본 발명에 있어서 상기 용탕면 이상상황 검출방법에 따라 용탕면이 이상을 자동검출한때의 방지방법에 대해서는 이상상황 검출을 토대로 용탕면의 이상을 안정화시키기 위하여 실시하는 액션을 지시하고, 제어하는 제어장치(23)가 경보를 발하고, 이 경보에 의거하여 작업자가 입력으로 적절한 액션을 취할 것, 혹은 상기 제어장치(23)에서 주조속도 제어장치(18), 취입가스유량 제어장치(16), 용강유량 제어장치(14), 파우더 산포장치(30)에 직접 제어신호를 발하고, 자동적으로 제어를 하도록 해도 좋다.

이와 같은 자동제어를 행하는 때에는 이상이 발생했을때의 주조폭, 주조속도 등의 조업조건에 따라 결정되는 설정치까지 주조속도 혹은 취입 가스 유량 혹은 용강 유량을 낮추고, 용탕면 이상의 자동검출을 하고 방지된 경우는 이상이 발생한때의 조업조건까지 서서히 복귀시켜, 방지하지 않는 경우는 그때의 조업조건에 따라 정해지는 설정치까지 다시 낮추고 동일한 제어를 하는 것이다. 이상과 같이 하여, 상기 용탕면 이상상황 검출방법에 의하여 편비 등, 보일링의 발생을 검출한 때는 용탕면 이상상황을 안정화시키기 위한 액션을 실시한다. 다음에, 상기 용탕면 이상상화 검출방법에 따라, 파우더 부족을 검출했을때의 방지장치에 관하여 설명한다.

전술한 바와 같이 파우더 부족의 검출은 용탕면 부분을 상기 에어리어에 분할하고 있기 때문에, 그 분할 에어리어에 대응한 면적에 파우더를 산포한다. 종래의 파우더 산포장치에 관해서는 전술한 바와 같이 배관의 막힘등의 문제점이 많이 있으므로, 본 발명에 있어서는, 제18도에 표시하는 바와 같은 파우더 공급부와 파우더 산포부를 분리한 꼴의 파우더 산포장치로 했다. 30이 전술한 파우더 산포장치에서 상기 분할된 에어리어에 해당하는 설정량의 파우더(7)를 저장하는 되모양의 저장도(31), 이 저장도(31)를 지지함과 동시에 상기 다관절형 지지아암(25)(본 실시예의 지지아암((26),(27))을 총칭하여 말할때는 다만 지지아암(25)이라고 함)의 선단부에 장착된 지지프레임(32)으로 구성되어 있다. 지지아암(25)은, 전술한 바와 같이 복수의 지지아암(26),(27)이 회전축을 내장하는 아암구동장치((28a) 내지 (28c))를 통해서 연결 구성되어 상기 회전운동축을 회전운동지점으로 하여 자유로이 회전운동을 하고 또 선단부에 설치된 승강 구동장치(28d) 및 승강 프레임(29)에 의하여 승강이 가능하도록 구성되고 아암구동장치((28a) 내지 (28c)) 및 승강구동장치(28d)를 구동제어함으로서, 접속부(28)를 통하여 지지아암(25)의 선단에 지지된 상기 지지 프레임(32)을 주형(1)내의 용탕면을 자유롭게 전후진 이동 및 승강시킬 수가 있다.

상기 파우더 산포장치(30), 상세하게는 저장조(31)에는, 호퍼(39) 밸브((36), (37)) 및 노즐(38)로 이루는 공급장치(35)에 의하여 설정량의 파우더(7)가 공급되어, 파우더 부족위치 등의 지령을 부여하는 제어장치(23)로의 제어신호에 의거하여, 제어장치(24)가 작동하고 후술하는 파우더 산포장치(30)의 구동기구 및 지지아암(25)의 구동장치(28)를 구동제어하여 상기 용탕면 이상상황 검출방법에 의하여, 검출된 파우더 부족위치에 대응한 에어리어에 파우더를 산포한다. 상기 제어장치(23)는 예를들면 전술한 제14도, 제15도에 있어서의 5,25분 경과후 등과 같이 복수의 에어리어에 있어서 동기시에 파우더 부족상태를 검출한 바와 같은 경우에 파우더 부족을 검출한 에어리어에 우선 순위를 정함으로써, 효율적인 파우더 산포를 실시시키는 기능을 부여함도 가능하다.

제19도는 본 실시예에 사용한 설정량의 파우더(7)를 저장하는 저장조(31)의 하예를 표시하는 부분 구조도이며, 파우더를 저장하는 저장조(31), 저장조(31)를 지지하는 지지프레임(32), 파우더(7)를 산포할때에 열리는 바텀커버(33), 바텀커버(33)의 개폐를 구동시키는 구동모터(46), 회전축(47)으로 구성된다. 여기서 파우더(7)를 저장하는 저장조(31)의 용량에 관해서는, 우선 면적에 관하여, 상기 분할 에어리어의 크기에 상응하여, 산포한때의 파우더의 퍼짐을 고려하여, 분할 에어리어 이하로 했다.

다음에, 저장조(31)의 높이에 대해서는 저장조(31)의 용량을 결정하는 것으로, 파우더 산포장치(30)의 작동속도 및 컵의 용량으로 결정되는 파우더 공급속도를 조업에 있어서의 파우더의 최대 소비속도 이상으로 할 필요가 있다. 여기서 본 실시예에서는 조업에 있어서의 파우더의 최대 소비속도가 2.4kg/분, 일회당의 파우더 공급속도가 20초 파우더의 비중이 0.8임으로 저장조(31)의 필요 용량은 1ℓ가 되므로, 상기 분할 에어리어의 면적에서 저장조(31)의 치수를 제20도에 표시하는 바와 같이, 공급노즐(38)에서 저장조(31)로 공급할때 안식각을 고려하여 세로, 가로, 높이를 각각 100mm× 100mm ×120mm로 했다. 또한 설비적 제약등으로 저장조(31)의 크기를 충분히 취할 수 없어, 파우더의 최대 소비속도가 파우더 산포장치(30)의 공급속도를 대폭으로 상회하는 경우는, 산포장치(30)를 복수개, 예를들면 주입노즐(12)을 사이에 두고 마주보는 에어리어를 각각 담당하고 계 2대의 파우더 산포를 해도 좋다. 또, 파우더의 공급장치 (35)에 관여하는 호퍼(39)에서 저장조(31)로의 공급공(38)까지는 파우더가 자연낙하할 수 있는 각도를 유지하고 있다. 그리고, 호퍼(39)에서 저장조(31)에의 정량 공급량의 조정에 관여하는 상 밸브(36) 하 밸브(37)에의 사이에 관경 및 관의 길이를 바꾸므로 하여 조정 가능하며, 공급시는 하 밸브(37) 닫힘, 상 밸브(36) 열림, 상 밸브(36)닫힘, 하 밸브(37) 열림이라는 순서를 거치므로서, 공급노즐(38)의 아래쪽에 있어서 대기하고 있는 저장조(31)내의 파우더를 공급하는 것이다.

또, 조업에 있어서, 파우더를 복수종류를 사용하는 경우에는 그 종류에 상응한 호퍼 기구를 설치하고 상 밸브(36) 또는 공급노즐(38) 이후를 공유하고, 각각의 호퍼로의 회수라인을 설치함으로서 대응이 가능하다. 또한 파우더의 주형내에서 산포방법에 관해서는, 본 실시예에 있어서는, 한장의 바텀커버(33)가 열리는 방법에 의한 산포수단을 사용했지만 그것이 복수의 바텀커버로 구성되어도 지장은 없고, 또 제21도에 표시하는 바와 같이 저장조(31) 자체를 화살표((R1) 또는 (R2))의 방향으로 회전시킴으로서 산포시키기 또는 제22도, 제23도에 표시하는 바와 같이, 측판(34)을 전도시키고 또한 저장조(31)를 화살표(R1)의 방향으로 회전시킴으로서 산포시키기, 혹은 제24도의 표시와 같이 바텀커버(33)를 화살표((R3) 또는 (R4))의 방향으로 회전 또는 슬라이드시킴으로서 산포하도록 하여도 좋다. 이상과 같이 하여 상기 용탕면 이상상황 검출방법에 의하여 검출된 파우더 부족위치에 대응한 에어리어에 파우더 산포장치(30)를 사용해서 파우더를 산포하다.

이상 설명한 용탕면 이상상황 검출방법 및 용탕면 이상방지방법, 파우더 부족방지장치를 사용하여 주편 단면 사이즈 250mm×1250mm 주조 속도 1.6m/min의 주조조건으로 조업을 한 결과 작업자의 개입이 전혀 없이 안정된 조업이 가능하다. 즉, 상이한 래들을 연속적으로 계속해서 주조하는데 래들교환으로 인하여 턴디쉬내의 용강중량이 변화하여 보일링, 편비 등과 같은 용탕면 이상이 발생한때도 신속히 이상상황을 검출하여 안정화하고 파우더의 부족에 관하여도 즉석에서 검출하고, 파우더 산포를 할 수가 있었다. 또 주조된 주편의 품질도 표면결함 등이 전혀 발생됨이 없이 지극히 우수한 결과를 얻을 수 있었다.

실시예 방법 및 장치의 제공에 따라 주형내 용탕면의 이상상황 검출 및 방지가 자동적으로 행하여질 수 있도록 되었다. 따라서, 종래 성력화의 넥이되어 있었든 주형주변의 소력화가 가능하게 되고, 또 작업자에 의한 스캐터링이 적은 안정적인 연속주조조업 및 우수 주편 품질을 얻을 수 있게 되었다.

[실시예 II]

용강중에의 불활성 가스 취입에 관련하는 문제(전기 항목 B 참조)를 취급한 실시예이다.

제25도는 일반적인 연속주조설비에서 본 발명을 실시하는 예를 표시하는 도이다. 래들(48)에서 턴 디쉬(19)에 일단 저장된 용강(5)은 노즐(49)을 거쳐서 주형(1)으로 주입된다. 본 실시예의 노즐(49)은 턴 디쉬(19)의 바텀웰에 장착된 상노즐(50)에 접하여 턴 디쉬(19)의 저부에 장착된 슬라이딩 노즐(51)의 가동판과 일체적으로 부착된 주입노즐(52)로 구성되어 있다. 가스공급계(53)의 선단은 상노즐(50)에 접속되고 상노즐(50)을 거쳐서 용강류 중으로 가스의 취입이 이루어진다.

본 실시예에서는 촬상장치(56)로서 소형 CCD 카메라를 사용했다. 촬상장치(5 6)는 주형 윗쪽에서 주입노즐(52)의 양측에 1대씩 2대 설치했다. 이 촬상장치(56)는 연속주조중에 있어서의 주형내의 용강표면, 즉, 용탕면(y)을 촬상하고, 검출된 화상신호는 화상 처리장치(57)에 입력된다. 화상 처리장치(57)에서는, 우선 주형내의 용탕면 (y)위에 발생하는 기포를 인식하기 위하여, 화상신호를 2치화한다. 용탕면(y)은 통상 파우더로 덮혀 있고, 암부로서 화상표시가 되어 있다. 그곳에 기포가 발생하면 기포와 함께 용강의 명부가 노출하고, 파우더부와 용강 노출부의 명부를 구분하는 스레쉬 레벨에서 2치화하면 기포만이 명부로서 인식된다. 이어서 2치화상 위에 있는 용탕면(y)상에 발생하는 화염 등에 의한 노이즈를 2치화상을 시간적으로 복수회 AND 처리하고, 중첩시킴으로서 제거한다. 화염은 순간적으로 그 위치, 크기가 변화하고, 한편 기포는 화염 보다 오랜시간에 같은 위치에 명부로서 존재한다. 따라서, 단시간에 복수회 2치화상을 흡수하여 AND 처리를 하면 화염에 의한 노이즈를 제거할 수가 있다. 다음에 기포만을 추출한 2치화상의 기포에 의한 명부의 섬의 수를 화상계측에 의하여 계측하면, 용탕면(y)에 떠오르는 기포수를 검출할 수가 있게 된다.

또, 주형내 용탕면(y)의 표면에서 파우더 성분의 연속에 따라 발생하는 화염의 크기를 계측한다. 용탕면(y)상에 발생하는 화염은 파우더 성분이 연소함으로서 발생하지만 용강내에 가스가 많이 공급되면 그 가스의 부상에 따라 파우더에서 발생되는 연소가스의 양이 많아지고, 발생하는 화염도 커진다. 따라서, 이 화염의 크기를 계측하면 주형내에 공급되어 있는 가스량을 파악할 수가 있게 된다. 화염의 크기를 계측하는 순서로서 우선 화염이 명부로서 화상에 표시됨으로 적절한 스레쉬 레벨로 2치화하고 기포의 검출법으로서는 반대로 단시간에 변동하고 있는 명부만을 추출한다. 예를들면 시간적으로 복수회 흡수한 2치화상을 OR 처리하면 실현가능하다. 다음에 추출한 화염의 크기를 화상계측을 한 다음 검출된 기포수 및 화염의 크기는 비교장치(58)에 입력된다. 비교장치 (58)에는 보일 및 노이즈 막힘이 발생할때까지의 가스 취입량과 기포수 및 화염의 크기와의 상관으로 이 상관보다 사전에 구해진 가스 취입량의 상한치 및 하한치(이하, 이들을 총칭하여 [허용 한계치]라 함)가 입력되어 기억된다. 화상 처리장치(57)로 전술한 연산 처리를 하고 검출된 기포수 및 화염의 크기 등의 검출치는 비교장치(9)에서 허용 한계치와 비교되어, 허용 한계치 내에서 가스 취입이 이루어지도록 그 유량제어가 실시된다. 즉, 검출치가 허용 한계치를 초과하면 비교장치(58)보다 가스 공급계(53)에 설치된 밸브(54)에 제어신호가 발하여져 가스 취입량을 감소시키는 제어가 이루어진다. 반대로 검출치가 허용 한계치 미만이 되면 밸브(54)에 가스 취입량을 증가시키는 제어신호가 발하여져 연속주조중 항상 허용 한계치내의 적정한 가스 취입량이 확보된다.

가스 공급용의 밸브(54)의 조정은 비교장치(58)에서 자동적으로 행하는데에 한정할 필요는 없고 비교장치(58)에서 표시한 적정 가스량의 지표에 따라 오퍼레이터가 유량계(55)를 보면서 밸브(54)를 조정해도 무방하다. 또 실개소 62-14263호 공보에 표시된 장치와 같이 턴 디쉬 헤드 및 주조폭, 두께, 주조 속도에서 계산되는 용강 주입량에 의하여 구하여지는 가스 유량과 전술과 같이 검출한 허용 가스량 역에서의 가스 유량과의 차를 취하고, 이 차유량을 전기장치의 계사 가스 유량 설정치의 보정치로서 사용하는 것도 가능하다. 이 방법에서는, 전술한 적정 가스량의 연산을 반드시 시시각각으로 할 필요는 없고, 예를들면 조업이 개시된때, 혹은 조업 조건 및 노즐 등의 하드조건이 변화했을 시점에서 시행하면 되고 화상처리 등의 부하가 경감된다.

제26도, 제27도는 촬상장치(56)의 한대에 의하여 주형내에서 본 화상을 2치화한 것이다. 제26도는 주형내 용강에 유입한 가스가 부상하여 용탕면 상에 기포(k)가 발생되어 있는 상태를 나타내고 있고, 이 기포의 수를 검출하여 취입 가스량의 적정치를 판단한다. 제4도는 기포수와 취입 가스량의 관계의 한 예를 표시하는 도이고, 가스량이 증가하면 기포의 수가 증가하고, 가스량이 어떤치를 초과하면 보일 현상이 발생한다. 또, 기포수가 적어지면 가스량도 적어지고 노즐막힘이 발생한다. 즉, 가스량과 기포수와에는 명백한 관련이 있음이 확인되었다. 이와 같은 관계를 사전에 설비 조건, 조업 조건에 응하여 구해 놓고 보일현상이 발생함이 없이 안정된 조업을 계속할 수 있는 기포수의 최대치, 즉 상한치를 또, 노즐막힘이 발생함이 없이 안정된 조업을 계속할 수 있는 기포수의 최소치, 즉 하한치를 각각 설정하면 된다. 이 상한치 및 하한치는 제28도에 표시하는 보일위험라인(a), 막힘위험라인(b)에 대해서 약 20% 정도의 여유대를 고려하여 설정하면 되는 것이 인식되어 있다.

제27도는 주형용강내에 유입된 가스가 부상하여, 파우더의 가연성분이 연소하여 용탕면 상에 발생한 화염(j)의 검출결과를 표시하는 것이고, 2치화 처리를 하여 화염의 명부만을 추출하여 나타낸 것이다. 이 화염(j)의 면적을 화상 2치화하여 명부의 면적을 계측함으로서 화염의 크기를 검출할 수가 있다. 제29도는 화염의 크기와 취입 가스량의 관계 조사결과의 한 예를 표시하는 도이며, 화염의 크기, 즉 면적이 중대함에 따라서 가스량은 증가하고, 반대로 면적이 감소함에 따라서 가스량은 적어진다. 이 화염의 크기에 관해서도 제28도도 동일하게 보일위험라인(a₁) 및 막힘위험라인(b₁)을 기준으로 하여 상한치 및 하한치를 설정하면 되고 허용 한계치 내의 가스 취입을 확보함으로서 안정된 연속주조조업을 계속 실시할 수가 있게 된다.

그런데 제28도 및 제29도에서 분명하듯이 기포수와 가스량의 관계에 비하여 화염의 크기와, 가스량과의 관계에는 상당한 스캐터링이 존해한다. 보일위험라인(a), 막힘위험라인(b)에 따라 가까운 치에 허용 한계치를 설정한다든가하여 보다 제어성을 높히고 싶은 경우에는 기포수의 검출치를 사용함이 바람직하다. 한편, 화염의 크기는 가스량의 변화에 대한 응답이 빠른 이점을 갖고 있다. 따라서, 기포수의 검출치를 사용하느냐 혹은 화염의 크기의 검출치를 사용하느냐의 문제는 설비 조건 및 조업 조건, 다시 기타의 환경조건 등에 응하여 결정하면 좋고, 양자를 동시에 사용하는 것도 가능하다.

이상 설명한 바와 같이 실시예에 의하여 용강 주입시의 적정치를 구하여 제어함으로서 주편의 품질을 향상사켜 노즐막힘을 현저하게 경감할 수 있다.

[실시예 III]

슬러그베어 생성문제(전기 항목 C 참조)에 대치한 실시예이다.

본 발명자들은 용탕면 상황의 많은 관찰을 거듭한 결과, 주형내에서의 전술한 파우더와 슬러그베어, 나아가서는 주형 벽면에는 그 밝기의 미묘한 차가 있음을 알았다. 그래서 본 발명자들은 주형 상방의 주형내 용탕면을 향한 부위에 테레비 카메라 등을 이용한 이미지 센서를 형성하고, 주형 벽면을 포함한 용탕면의 밝기, 즉 휘도를 조사하였다.

제30도는 그 조사 결과의 한 예를 주형내 용탕면 상황의 부분 단면도와 대비해서 표시한 것이다. 이 제30도에서, 1은 주형, 5는 용강, 6은 주형 1과의 접촉으로 냉각되어 생성한 응고 쉘, 7은 파우더이며, 미용융 파우더(6)와 용융 파우더(9)로서 구성되어 있다. 60은 용융 파우더(9)가 주형(1)에 의해서 냉각되고 주형 벽면(2)에 부착해서 성장한 슬러그베어이며, 그 주형내로의 돌출량, 즉 슬러그베어(60)의 두께를 t로 표시하고 있다.

용탕면의 휘도는, 후술하는 제31도 표시와 같이 턴 디쉬(19) 저부의 주입노즐 (52)을 끼고 있는 상대하는 부위에 이미지 센서(20)를 형성하고, 이 이미지센서 (20)로 용탕면 근방(전술한 주형내 용탕면 및 주형 벽면 등을 총칭해서 이하 용탕면 근방이라 한다)을 화상 신호, 즉 휘도 신호로 검출하고, 그 검출시를 근거로 후술하는 제3도에 표시하는 주형 벽면(2)에 교차하는 선 L상에서의 휘도 분포를 구하여 이 휘도 분포를 제30도에 실선 X로 표시하였다.

이 제30도에서 명백한 바와 같이 주형의 상면부(2a)는 광이 반사하기 때문에 비교적 휘도가 높아지고 있다. 이에 대하여 미용융 파우더(6)의 표면 부분은 살포되고 얼마되지 않은 파우더층이므로 온도가 낮고, 또 파우더이기 때문에 광의 반사율이 작으며, 휘도도 낮은 레벨이 되고 있다. 그런데 슬러그베어(60)가 발생하면, 슬러그베어(60)의 주형 벽면(2)과의 부착부분(A)은 주형(1)에서 냉각되어 있으므로 온도가 낮고, 뿐만 아니라 광을 반사하기 어려운 특성도 수반되어 휘도가 극단적으로 낮아지고 있다. 그리고 주형(1)으로부터 멀어짐에 따라서 용융 파우더(9)의 열을 받아 온도가 상승하고, 이에 따라서 휘도도 상승하여 간다(A에서 B). 슬러그베어(60)의 주형 벽면(2)으로부터 가장 떨어진 선단부(B)에서는 주형(1)의 오실레이션에 의해서 용융 파우더(9)가 보였다 안보였다 하고, 또한 슬래그베어(60) 자체가 용융 파우더(9)의 열로 빨갛게 달기 때문에 휘도가 가장 높아져서 상기 휘도 분포에서는 예리한 피크를 나타낸다. 한편, 슬러그베어(60)가 생성하고 있지 않을때에는 용탕면 상을 미용융 파우더(6)가 균등하게 덮어 있으므로 상기 휘도 분포는 제30도의 점선 Y로 표시하는 바와 같이 피크가 실질상 없는 평탄한 분포로 되고 있다.

따라서 주형(1)과 교차하는 선상, 바람직하게는 주형 벽면(2)과 대략 직교하는 선상에서의 용탕면 근방의 휘도 분포를 구하므로서 용탕면 상황의 검출, 즉 주형 벽면 (2)의 위치 검출 및 슬러그베어(60), 미용융 파우더(6), 용융 파우더(9)의 식별, 특히 슬러그베어(60)의 생성 유무 및 그 크기 등의 생성 상황을 검출할 수가 있다.

즉 전술한 L방향의 휘도 분포를 구하고, 그 분포에 있어서의 소정 레벨을 넘는 최대치(B)와 소정 레벨미만의 최소치(A)의 유무, 최대치(B)와 최소치(A)가 검출된 위치간의 거리(이하 간단히 위치간 거리라 한다) t₁을 구하므로서 슬러그베어(60)가 생성하고 있는가 여부(최대치(B), 최소치(A)가 있음 또는 없음), 또한 그 두께(t)(슬러그베어(60)의 크기:수평방향의 폭)는 어느 정도인가를 검출하는 것이 가능하다.

그리하여 미리 주형 근방의 설비조건, 당해 조업 조건, 나아가서는 설치하는 이미지 센서나 신호 처리게의 특성 등에 따라서 전술한 최대치(B)와 최소치(A)의 표시 팬턴, 검출되는 위치간 거리(t₁)와 실제로 생성된 슬러그베어 두께(t)의 상관관계 등을 구하여 놓고, 조엽중에 시시각각으로 용탕면 상황의 휘도 분포를 실측해서 구하므로서 슬러그베어(60)의 생성 상황을 검출할 수가 있다.

제31도는 본 발명에 의거해서 슬러그베어 생성 상황을 검출하기 위한 장치의 한 실시예의 구성을 표시하는 블록도이며, 62가 슬러그베어 생성 상황 검출장치이다. 또 52는 용강(5)의 주입노즐, 51은 슬라이딩 노즐, 19는 턴 디쉬이다.

20은 주형(1)내의 용탕면 근방을 검출하기 위한 이미지 센서이며, 본 실시예에서는 적어도 주입노즐(52)을 중심으로 1개가 한편의 용탕면 근방 전체를 바라볼 수 있도록 주형(1)의 상방에 주입노즐(52)을 끼고 한쌍을 설치하고 있다. 61은 이미지 센서(20)를 열 및 분진으로 부터 보호하기 위한 냉각 방진 박스이며, 그 하부는 내열 투명 유리로 구성되고, 또 그 내부에는 냉각용 공기를 유통시키고 있다. 이 냉각 방진 박스(61)는 이미지 센서(20)가 용강(5)에 가까운 위치에 설치되어 용강(5)으로부터의 열 혹은 파우더(7) 등의 분진을 받는 악조건하에서도 이미지 센서(20)를 효과적으로 보호하며, 실용적으로 우수한 기능을 발휘한다. 63은 이미지 센서(20)로 잡은 용탕면 근방의 화상을 디지탈 처리하기 위한 화성처리장치, 64는 상기 화상 처리장치(63)로부터의 화상 데이터를 연산 처리하고, 슬러그베어(60)의 생성 상황을 판단하는 연산기, 65는 상기 슬러그베어 생성 상황의 검출결과를 표시하기 위한 표시장치이다.

상기 이미지 센서(20)는 비데오 카메라로 일반적으로 사용되는 비디콘을 이용한 카메라 등 용탕면 근방을 화상, 즉 휘도신호로서 포착할 수 있는 것이라면 어떠한 카메라로도 적용이 가능하다. 그러나 본 발명자들의 경험으로는 전하 결합 소자를 사용한 카메라, 즉 CCD 카메라가 응답성이 뛰어나고 또한 잔상이 잘 남지 않는다는 점 등에서 뛰어나며, 본 발명에서 필요한 상기 기능을 효과적으로 발휘시키는 면에서 최적임을 각종 연구에서 확인하였다.

또 주형(1)에는 그 중앙부에 주입노즐 또는 침지노즐(52)이 배치되고 또 그 상부에도 턴 디쉬(19)나, 슬라이딩 노즐(51) 등이 배치되어 있으므로 이미지 센서(20) 주위는 대단히 협소한 스페이스가 되고 있다. 이 때문에 이미지 센서(20)를 주형(1)으로 부터 떨어져서 설치하는 것은 곤란하며, 용탕면에 가까운 위치에 설치할 수 밖에 없는 것이 보통이다. 이 때문에 이미지 센서(20)의 종별, 특성 등에 의해서는 시야 범위가 한정되는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는 이미지 센서(20)를 주입노즐(52)을 끼고 상대하는 부위에 2쌍 혹은 2쌍 이상의 복수쌍을 설치하면 된다.

한편, 주형 근방의 설비 상황 및 후술하는 슬러그베어 제거장치 등의 구조, 크기 등의 제약 조건에 의해서 이미지 센서(20)를 한쌍 밖에 설치할 수 없는 경우도 있다. 이와 같은 경우는 이미지 센서(20)에 사용하는 광학 렌즈를 광각으로 만들므로서 필요한 시야를 얻을 수 있다.

그런데, 전술한 이미지 센서(20)로 검출되는 용탕면 상황은 화상신호로서 화상 처리장치(63)에 시시각각으로 입력된다. 화상 처리장치(63)에서는 이미지 센서(20)로 부터의 화상 입력신호를 이하와 같은 디지탈처리를 하여 주형 벽면(2)과 교차하도록 설정된 검사선(L) 상에서의 시시각각의 휘도 분포를 구한다.

즉, 화상 처리장치(63)에서는 화상신호의 휘도를 토대로 우선 주형(1)의 윤곽, 즉 화상신호로 표시되는 화상에서의 주형 벽면(2)을 구하고 화면상의 그 위치를 검출(산출)한다. 이 주형 벽면(2)은 상기 제1도에 표시한 바와 같이 주형상면(2a)에서 휘도가 높고 슬러그베어(60) 혹은 미용융 파우터(6)와 접하는 주형 벽면(2)에서는 급격히 내려가는 현상을 이용하여 휘도 분포의 최소치(A) 혹은 굴곡점(C)을 검출하므로서 구한다. 이 주형 벽면(2)의 위치는 동일 조건하에서는 당연히 일정하므로 일단 이미지 센서(20)와 주형(1)의 위치관계가 정하여지면, 최초 1회째의 처리로 검출 또는 설정한 위치를 그대로 계속 사용할 수 있어 몇번씩 구할 필요는 없다.

상기 주형 벽면(2)의 위치를 검출 또는 설정하면 다음에 주형 벽면(2)과 교차하는 선(이하 검사선(L)이라 한다.)을 제32도에 표시하는 것과 같이 설정한다. 이 검사선 (L)은 상기 주형 벽면(2)과 교차하도록 소정의 간격으로 설정하고, 슬러그베어 (60)가 생성할 것으로 예상되는 위치로 부터 더욱 주형(1)중심에 가까운 위치까지의 길이로 설정한다. 바람직하게는 주형 벽면(2)과 직교하도록 설정하는 것이 좋지만 엄밀히는 직교하지 않아도 무방하다. 그 이유는 전술한 광각렌즈를 사용한 이미지 센서(20)로 구형의 주형(1)을 상부로 부터 포착하면 그 화상은 제32도에 표시하는 바와같이 일그러진 형상이 된다.

즉, 이미지 센서(20)의 중심에 가까운 곳은 비교적 실상에 가까운 형상이 되나 중심으로 부터 떨어진 위치에서는 직선이 외측으로 볼룩해진 형태로 일그러지게 된다. 따라서 이와 같은 이미지 센서(20)로 부터의 화상신호에 의거해서 주형 벽면(2)과 직교하는 검사선(L)을 굿는 것은 곤란하다. 그러나 전기 화상의 왜곡은 기하학적 연산으로 보정이 가능하기 때문에 본 실시예에서는 제32도의 표시와 같이 이미지 센서(20)로 포착한 화상에 화면상에서 검사선(L)을 그어서 실제의 슬러그베어 생성 상황은 기하학적 연산으로 보정하기로 하였다. 그리고 제32도의 예는 주편 사이즈가 250mm × 1350mm의 경우이며, 검사선(L)을 한편의 이미지 센서(20)에서 22개, 양편의 이미지 센서(20)를 합쳐서 계44개 형성하고, 각 이미지 센서에 설정한 것을 하나의 그림으로 합성한 것이다. 여기에서 각각의 검사선(L)의 화소 수는 55개로 하고 있으며, 또한 주입노즐(52)의 근방은 슬러그베어(60)가 잘 생성하지 않기 때문에 검사선(L)의 근방은 슬러그베어(60)가 잘 생성하지 않기 때문에 검사선(L)은 형성하지 않았다. 주형(1)의 폭 혹은 두께가 변할 경우에는 이 검사선(L)의 수를 증감시키면 된다.

이어서, 시시각각 입력되는 용탕면 상황의 화상신호를 검사선(L)상에서의 휘도의 분포로 변환한다. 검사선(L)중의 1개를 꺼내어 어떤 순간의 휘도 분포를 표시한 것이 상기 제30도에 표시한 실선 X이며, 제32도에의 검사선 L₁의 휘도 분포에 상당한다.

화상 처리장치(63)로 구한 전기 각 검사선(L)상에서의 시시각각의 휘도 분포는 연산기(64)에 입력되고 이 연산기(64)에서는 그 입력신호를 연산 처리해서 슬러그베어(60)의 생성 상항을 판단한다.

즉, 연산기(64)에서는 우선 전술한 최소치(A), 굴곡점(C), 최대치(B) 등을 검출한다. 즉, 최소치(A) 및 최대치(B) 가 나타나 있는지 없는지 나타난 경우에는 그 위치간 거리는 얼마인가를 연산한다.

슬러그베어(60)가 주형 벽면(2)에 부착하고 있는 위치, 즉 전기 최소치(A)의 검출은 예컨대 제30도에 표시하는 휘도 분포를 좌측, 즉 주형 상면(2a)쪽으로 부터 우측(주형의 중심방향)으로 주사하여 가서 휘도가 급격히 저하한 최소치를 표시하는 위치를 검출하므로서 가능하다. 이 위치는 전술한 주형 벽면(2)의 검출과 같으며, 주형 벽면(2)의 검출을 슬러그베어(60)의 부착점으로 간주하여도 무방하다. 슬러그베어(60)의 선단부 위치의 검출도 같은 방범으로 하여 제30도에 표시하는 바와같이 위도의 예리한 피이크 또는 소정 레벨을 넘는 상 피이크 즉 최고치(B)를 구하므로서 검출가능하다. 그리고 특히 파우더가 적어진 그러한 경우에 주형(1)의 오실레이션에 의해서 용융 파우터(9)의 일부가 표면에 순간적으로 노출되는 일이 있다. 이러한 경우 노출된 부분은 휘도가 매우 높아지고, 상기 예리한 피이크가 그 이상 발생하여 전술한 슬러그베어의 선단으로 잘못 인식해 버릴 염려가 있다. 이와 같은 잘못 인실을 방지하기 위해서는 가령 주형 벽면(22)으로 부터 최초의 리딩 에지(leading edge) 피이크만을 최대치(B)로서 검출하거나 혹은 시계열적인 휘도의 분포를 포착하여 평활화하는 등의 수단을 강구하면 된다.

상기 굴곡점(C)이 나타날 뿐으로서 최대치(B)가 검출되지 않을 시는 슬러그베어(60)가 생성되어 있지 않은 정상 상태라고 판단된다.

다음에 슬러그베어(60)의 생성량 즉 슬러그베어 두께(t)는 상기 휘도 분포에서의 최소치(A)의 발생 위치와 최대치(B)의 발생위치와의 사이의 거리(t₁)를 구하므로서 추정할 수 있다. 즉, 주형 벽면(2)에 대한 검사전(L)의 교차각, 길이, 또한 당해 설비 조건 등에 따라서 상기 휘도 분포로 부터 구하여지는 위치간 거리(t₁)와 실제로 생성된 슬러그베어 두께(t)와의 상관 관계를 사전에 구하여 두면 조업중 시시각각 검출되는 상기 위치간 거리(t₁)로 부터 슬러그베어 두께(t)를 정확히 추정하는 것이 가능하다. 또 전술한 기하학적 연산 처리 순서를 설정하여 두고, 휘도 분포로 부터 구한 위치간 거리(t₁)를상기 처리순서에 따라 보정하는 것으로도 가능하다. 상기 위치간 거리(t₁)는 예로서 상기 최소치(A)와 최대치(B) 사이의 화소수를 카운트하므로서 산출된다.

이와같이 하여서 제32도에 표시하는 검사선(L)의 전부에 관해서 휘도 분포를 구하면 주형내 전체에 있어서의 슬러그베어(60)의 생성 상황, 그 크기(수평 방향의 폭) 등을 검출할 수가 있다. 이와 같이 하여 연산기(64)로 검출된 슬러그베어(60)의 생성 상황을 표시기(65)에 표시된다.

제33도는 주편 사이즈가 250mm ×1350mm, 주조 속도가 1.4m/min의 조업 조건하에서 본 발명을 실시하고, 제32도에서의 검사선(L₂) (주철 단변으로 부터 70m m의 부위)의 부분에서 슬러그베어 생성 상황을 검출한 한 실시 결과를 표시하는 것이다.

본 실시예에서는, 숙련 작업자가 동시에 자를 사용하여 생성한 슬러그베어(60)의 두께(t)를 측정하여 본 발명에 의거해서 검출한 슬러그베어(60)의 두께와 비교하였다. 이 결과, 본 발명에 의거해서 검출된 슬러그베어(60)의 두께와 숙련 작업자가 동시에 실측한 두께에는 차이가 거의 없어 본 발명의 실시에 의하여 정확히 슬러그베어(60)의 생성 상황을 검출할 수 있음이 확인되었다. 제33도에서 약 80분 경과후 휘도의 급격한 저하는 슬러그베어(60)를 작업자가 밀어 떨어뜨리기 작업을 실시한 결과에 의한 것이며, 슬러그베어(60)가 생성 상황에 정확히 대응하고 있다.

다음에 전술한 검출방법으로 얻은 슬러그베어 생성 상황 검출에 의거해거 슬러그베어를 제거하는 장치에 관해서 설명한다.

제3,4도는 본 발명에 의거하는 슬러그베어 검출·제거장치의 한 예를 표시하는 구성도이다. 제34도에서, 70은 슬러그베어(60)를 분쇄하기 위한 진동부여기구를 갖춘 타격 전동자이다. 66은 다관절형 아암으로서 제1회전 구동축(67), 제2회전 구동축 (68), 제3회전 구동축(69), 상하동축(70), 제1아암(71), 제2아암(72), 제3아암(73), 제4아암(74), 장착가대(75) 등으로 구성되며 회전 및 승강 구동된다. 이 다관절형 아암(66)의 선단부에는 상기 타격 진동자(76)가 장착되어 있다. 그리하여 타격진동차 (76)는 아암(66)를 구동시킴으로서 주형(1)내를 자재로 이동할 수 있는 구조로 되어 있다. 78은 상기 타격 진동자(76)를 구동시키는 진동 부여기구이며, 본 실시예에서는 압축공기를 공급하고, 타격 진동자(76)를 상, 하 방향으로 왕복운동(진동)시키는 공압방식을 사용하였으나, 전동방식 등을 사용하는 것도 가능하다. 그러나 본 발명자들의 힘으로는 환경 조건에 의한 장치의 신뢰성, 타격성능의 점에서 상기 공압방식이 우수하였다.

79는 상기 아암(66)을 구동시키는 구동장치, 80은 상기의 슬러그베어 생성 상황에 의거해서 상기 진동부 여기구(78)를 통해서 타격 진동자(76)에 구동 개시지령신호를 또 구동장치(79)에 위치제어신호를 발하는 제어장치이다. 81은 용강의 용탕면 레벨을 검출하는 용탕면 레벨 검출기이며, 열전대군(82)과 아날로그 신호로부터 디지탈 신호로의 A/D 변환기(83), 용탕면 레벨 연산기(84) 등으로서 구성된다. 그리고 상기 제30도 및 제31도와 같은 부호의 것은 동일물을 표시하는 것이며, 그 설명은 생략한다.

이하에 이 슬러그베어 검출·제어장치의 작동에 관해서 설명한다.

다음에 전술한 슬러그베어 생성 상황 검출장치(16)로부터 각 검사선(L)에 있어서의 슬러그베어 생성의 유무 및 두께(t)의 값이 제어장치(34)에 입력된다. 제어장치 (80)에는 사전에 제거가 필요하게 되는 슬러그베어 두께(이하 제거 기준치(D)라 한다)가 기억되어 있으며, 이 제거 기준치(D)와 검출장치(62)로부터 입력되는 당해 조업시 실측되는 두께(t)를 비교한다. 실측된 슬러그베어 두께(t)가 상기 제거 기준치(D) 보다도 커진 검사선(L)이 생기면 슬러그베어 제거의 필요가 있다고 판정하고, 즉시 당해 검사선(L)의 주형(1)내의 평면적인 위치 좌표를 연산한다.

이 연산 결과에 의거해서 제어장치(80)로부터 아암(66)의 구동장치(79)로 위치 제어 지령이 발하여지고, 아암(66)의 선단에 장착된 타격 진동자(76)를 슬러그베어 생성위치로 이동시킨다. 타격 진동자(76)가 슬러그베어 생성위치로 이동하면 즉시 진동부여기구(78)에 구동지령이 발하여져서 타격 진동자(76)가 진동을 개시한다. 이어서 타격 진동자(76)를 강하시키면서 슬러그베어(60)에 진동을 줌으로서 슬러그베어 (60)를 파쇄·분쇄해서 제거시킨다. 파쇄·분쇄된 슬러그베어(60)는 주형내에 낙하해서 용강(5)의 열을 받아 재용해하고 주형 벽면을 통해서 본래의 파우더로서의 기능을 다시 발휘한다.

그런데 타격 진동자(76)는 전술한 바와 같이 슬러그베어 생성 상황 검출장치 (62)에 의해서 정확한 평면 위치가 얻어지므로 슬러그베어 생성의 상방에 정확히 이동시킬 수가 있다. 그러나, 슬러그베어가 생성하고 있는 높이 방향의 위치는 확인이 어렵다. 슬러그베어는 용강(5)의 용탕면으로부터 어떤 일정 높이의 곳에 생성한다는 것이 주형(1)내의 슬러그베어 생성에 관한 데이터를 수집하여 여러가지 검토를 한 본 발명자들의 경험으로 판명되었다. 그리하여 타격 진동자(76)를 슬러그베어 생성의 상방으로 이동시킨 다음, 타격 진동자 (76)에 진동을 부여하면서 통상적인 용탕면 레벨 근방까지 강하시키거나 혹은 타격 진동자(76)의 선단에 접촉형 검출기를 부여하면서 통상적인 용탕면 레벨 근방까지 강하시키거나 혹은 타격 진동자(76)의 선단에 접촉형 검출기를 장착하여 타격 진동자(76)가 슬러그베어(60)에 접속하였음을 트리거로 하여 타격 진동자(76)에 진동을 개시시키는 수단을 채용하여도 좋다.

또 슬러그베어의 높이 방향 위치를 보다 정확하게 파악하기 위하여 제34도의 실시예에 있어서는 주형(1)에 열전대군(82)을 매설하고, 그 온도정보로부터 용강(5)의 용탕면 레벨을 검출하는 주지의 용탕면 레벨검출장치(81)에 의해서 당해 조업시의 용탕면 레벨 신호를 빼내어 제어장치(80)에 입력하여 그 신호에 사전에 과거 경험에서 구하여 기억시켜져 있는 용탕면으로부터 슬러그베어 생성위치까지의 거리를 가산해서 슬러그베어의 높이 방향의 생성 위치를 검출하는 수단을 적용하였다.

그리고, 본 실시예에 있어서 아암(66)은 수평 다관절형을 채용하였으나 타격 진동자(76)가 주형(1)내를 자유로 이동할 수 있는 것이라면 수직 다관절형도 상관없으나, 주형(1)과 턴 디쉬(19)의 스페이스가 매우 협소하므로 수평 다관절형의 아암이 바람직하다. 또 타격 진동자(76)의 선단에 장착한 진동단(77)은 주형(1)의 구석 부분에 생성하는 슬러그베어(60)로 제거할 필요성으로 4각형의 철제 플레이트를 채용하는 것이 바람직하다. 한편 슬러그베어(60)의 제거에 관한 타격 진동자(76)의 동작은, 슬러그베어(60)의 직상으로 부터 타격 진동자(76)를 동작시키면서 하방으로 이동시켜 슬러그베어(60)에 약간 접촉시키는 것만으로 슬러그베어가 파쇄·분쇄되므로 무작정 슬러그베어(60)를 밀어 넣을 필요는 없으며, 밀어넣는 것은 오히려 주편의 응고계면을 손상시킬 가능성이 있어 트러블의 원인이 된다.

이상 설명한 슬러그베어 검출·제어장치를 사용해서 실제로 주편 사이즈가 250mm×1350mm, 주조 속도가 1.4m/min의 주조 조건으로 조업을 행한 결과의 한 예를 제35도에 표시한다. 제35도는 사전에 설정한 특정 검사선(L)에 대해서 시계열적인 슬러그베어의 두께의 변화를 표시하고 있으며, 슬러그베어 두께가 제거 기준치(D)(본 실시예에서는 경험상 30mm로 설정)를 넘으면 슬러그베어 제거지령이 발하여지도록 구성하였다. 이 제35도에서 명백한 바와 같이 슬러그베어의 두께가 기준치(D)를 넘으면 제거장치가 정확하게 작동하여 슬러그베어를 확실하게 제거하고 있다. 그리하여, 작업자의 개입없이 슬러그베어이 생성 상황의 검출 및 그 검출 결과에 의거한 제거 조작이 효율적으로 행하여지게 되었다. 또 본 실시예에 있어서는 주조된 주편의 품질에 대해서도 표면 결함이 전혀 발생하지 않고 매우 양호한 결과를 얻었다.

이상 설명과 같이 실시예 방법 및 장치의 제공에 의하여 연속 주조에서의 슬러그베어 생성 상황의 검출 및 그 제거가 자동적으로 행하여지게 되었다. 즉 종래에 연속 주조 주입 작업 자동화의 넥으로 되어 있었던 슬러그베어 제거작업의 무인화가 가능하게 되고 연속 주조 주입 작업의 완전 무인화를 향한 큰 원동력이 될 뿐만 아니라, 안정적인 연속 주조 조업이나 양질의 주편 제조가 가능하게 되었다.

[실시예 IV]

데켈 생성 문제(전기 항목 D 참조)에 대처한 실시예이다.

제36도는 실시예에 의거한 데켈 생성 검출장치의 한 예를 표시하는 구성도이다. 이 제36도에서 1이 연속 주조주형이며, 5는 용강, 6은 용강(5)이 전기 주형(1)에 의해서 냉각되어 생성된 응고 쉘, 7은 몰드 파우더이다. 98은 본 발명의 데켈 생성 상황 검출장치(이하 간단히 검출장치라 한다)이다. 이 검출장치(98)는 상기 주형(1)내의 용강(5)에 침지하는 검지봉(85), 검지봉(85)에 가하여지는 하중을 검출하기 위한 역각 센서(86), 상기 검지봉(85)을 선단부에서 지지하는 다관절형 지지아암(이하 간단히 지지아암이라 한다)(87), 및 상기 지지아암(87)을 구동시키는 구동장치(92)로 구성되어 있다. 본 실시예에 있어서는 지지아암(87)은 주형(1) 근방의 가대(97)에 장착되어 있다. 그리고 제36도에서 19는 턴 디쉬를 표시한다.

제37도는 데켈(9)이 생성한 주형(1)의 확대 단면도이다. 데켈(90)은 전술한 바와같이 용강(5)이 응고한 고체이며, 용강(52)의 표면에 피막 형상으로 형성되어 있다. 이 데켈(99)은 제37도 표시와 같이 용강표면 전역에 형성되어 있는 경우도 있고 또 도시는 하지 않았으나 부분적으로 형성되어 있는 경우도 있다. 그러나 어느 경우나 데켈(99)의 상방에는 미용융 몰드 파우더(7a) 및 용융 몰드 파우더(7b)가 부유하고 이들 몰드 파우더(7)로 덮혀있다.

그리하여 본 실시예에서는 상기 검지봉(85)를 주형(1)내의 용강(5)에 침지시켜 그때의 검지봉(85)에 가하여지는 하중을 검출하는 구조로 되어 있다. 즉 상기 데켈 (99)이 생성된 용강(5)에 검지봉(85)를 침지시켜 하방향으로 밀어넣으면 검지봉(85 )에는 데켈(99)에 의한 상방향의 반력이 가하여진다(이 반력을 본 발명에서는 하중이라 칭한다). 한편, 데켈(99)이 없는 경우 상기 하중은 거의 걸리지 않는다. 이것은 예로서 검지봉(85)의 재질이 강이면 그 비중은 약 7.8g/㎤이며, 또한 용강(5)의 비중은 약 7.5g/㎤로서 양자의 비중은 거의 같기 때문이다.

본 발명자들은 데켈 생성에 의한 상기 하중에 관하여 여러가지 조사를 하였다. 제38도는 그 조사 결과의 한 예로서 의식적으로 데켈을 생성함과 동시에 그 생성된 데켈에 검지봉(85)을 대고 검지봉(85)에 가하여지는 하중을 조사하였다. 제38도에서 명백한 바와같이 데켈의 두께가 1mm 이하이면 상기 하중은 검출할 수 없을 정도의 대단히 작은 수치가 된다. 그런데 데켈의 두께가 2mm이상이 되어 실질적으로 조업에 악영향을 주는 데켈층이 되면 상기 하중은 급격히 상승하여 데켈이 없는 경우와 명백히 구분할 수가 있다. (이 급격히 상스하여 데켈의 생성이 확인될 때의 하중을 이하 데켈 생성 기준치라 한다). 그리고 데켈 검출을 위하여 본 실시예에서 측정하는 데켈과 검지봉 (85)과의 하중은 상기 용강중에 검지봉(85)을 찔러넣을 때의 하중 외에 용강에 침지한 후에 수평 방향으로의 이동 저항 하중을 측정 대상으로 하여도 좋다.

이와같은 데켈의 두께와 검지봉(85)의 하중과의 관계를 연속주조설비, 조입 조건별로 구하여 놓고 연속주조 중에서 주형(1)내의 용강(5)에 침지한 검지봉(85)의 하중을 역각 센서(86)로 검출하므로서 데켈이 생성되어 있는가의 여부를 정량적으로 파악하는 것이 가능하게 된다.

검지봉(85)은 지지아암(87)의 선단부로서 지지되고 턴 디쉬(19)가 배설된 스페이스 중에서도 자재로 승강 및 이동이 되도록 구성되어 있다. 본 실시예의 지지아암 (87)은 3개의 회전 가능한 아암(88,89,90)과 승강 가능한 아암(91)에는 승강구동장치(96)가 연결 설치되어 있다. 그리고 회전 구동장치(93~95)를 구동 제어 하므로서 각 아암(88~90)은 회전구동장치(93~95)를 지점으로 하여 임의로 회전하여 그 선단에 지지된 검지봉(85)을 자재로 이동시킬 수가 있다.

또 승강구동장치(96)를 구동제어하므로서 지지아암(91)은 승강하고, 상기 아암(88~90)의 운동에 따라서 검지봉(85)을 주형(1)의 임의의 위치에 보내고 또한 침지시킬 수가 있다. 역각 센서(86)는 검지봉(85)을 지지하는 선단부 아암(91)에 개장되어 있으며 검지봉(85)이 받는 상기 반력 하중을 선단부 아암(91)을 통해서 검출하는 구조로 되어 있다.

그리고 전술한 실시예에 있어서 지지아암(87)은 4개의 구동장치(92)(회전구동장치(93~95) 및 승강 구동장치(96))를 가지며, 또한 역각센서(86)와 검지봉(85)은 떨어진 위치에 배치되어 있는데 구동장치(92)의 수는 검지봉(85)이 주형(1)내를 자유로 이동할 수 있는 범위라면 몇개라도 상관없고 또 역각 센서(86)의 배치위치는 다관절 지지아암(87)의 어느 위치에 배치하여도 지장은 없다. 그러나 전술한 실시예에서는 역각센서(86)를 용강(5)의 고열로부터 떨어진 위치에 장착하므로서 정밀기기인 역각센서 (86)를 고열로부터 보호할 수가 있어 효과적이다. 또 역각센서(86)는 전술한 용강중에 찔러넣는 방향(상하 방향=2축 방향)과 용강중을 이동하는 수평 방향(X, Y축 방향)과의 하중 3성분, 및 X, Y, Z 각 축 둘레의 모멘트 3성분을 검출 할 수 있는 6축 역각센서를 사용하였다.

이와같은 6축 역각센서를 사용하므로서 협소한 스페이스에서 검지봉(85), 아암 (91)을 이동시킬때 이들이 턴 디쉬(19)나 주형(1)과 충돌하는 사태가 염려되나 그와같은 충돌 발생의 경우에 6축 역각센서는 충돌 방향을 검출할 수 있고 그 검출결과에 의거해서 즉시 그 방향과 역방향으로 퇴피시키는 등의 적절한 대응이 가능하다. 그러나 전술한 바와같은 염려가 없고, 또 그 방향의 하중만의 검출로서 족한 그러한 경우에는 예로서 주지의 왜곡 게이지만을 부착한 간이적인 하중 계측장치등을 역각센서(86)대신에 사용하는 것도 가능하다.

또한 검지봉(85)의 재질은 세라믹, 내열 합금, 철강 등 어느 것이나 가능하다. 용강(5)에 대해서 검지봉(85)의 침지와 회수를 반복하면 검지봉(85)에 용강(5)이 응고해서 부착하기 때문에 반영구적으로 사용이 불가능하다. 이 때문에 지지아암(87)의 선단부에는 검지봉(85)을 용이하게 탈착할 수 있는 기구를 갖추는 것이 바람직하다.

다음에 검출장치(98)에서 데켈 생성 상황을 검출하는 수단에 관해서 설명한다. 우선, 지지아암(87)의 상기 구동장치(93~96)를 구동제어해서 지지아암 선단에 지지된 검지봉(85)을 주형(1)내의 용강(5)의 사전에 정한 상방위치로 이동시킨다. 이 위치는 과거의 경험에 의하여 데켈이 생성하기 쉬운 부분을 정하거나 혹은 주형내를 일정 간격으로 구획하여 설정하면 된다. 검지봉(85)이 소정의 상방 위치로 이동하면 다음에 구동장치 (96)를 구동시켜 검지봉(85)를 용강(5)에 침지한다. 이 검지봉(85)이 용강 (5)에 찔려 넣어 침지하였을때에 검지봉(85)에 가하여지는 하중을 역각 센서(86)로 연속적으로 검출한다. 이 역각 센서(86)의 검출치를 감시하고, 전술한 데켈 생성 기준치와 비교하므로서 데켈이 생성 상황을 정확히 검출할 수가 있다.

제39도는 본 발명의 타 실시예를 표시하는 것으로서 전술한 검출장치(98)로 데켈의 생성이 검출되었을 때에 그것을 효율적으로 제거하는 장치, 즉 데켈 제거장치(99)의 한 예를 표시하는 구성도이다. 이 제4도에서 상기 제1도와 동 부호의 것은 동일물을 표시하는 것이며, 설명은 생략한다. 제39도에서 100이 비교 연산 제어기이며, 데켈 (9 9)의 생성 상황을 검출함과 동시에 데켈 생성을 생략한다. 제39도에서 100이 비교 연산 제어기이며, 데켈(99)의 생성 상황을 검출함과 동시에 데켈 생성을 검출하면 즉시 검지봉(85)을 제어해서 데켈 제거 조작을 행하게 하는 기능을 가진다. 즉, 비교 연산 제어기(100)에는 사전에 당해 조업 조건에 따라서 설정된 전술한바 데켈 생성 기준치가 입력되어 있으며, 또 조업중의 상기 역각센서(86)의 검출치가 입력된다. 101은 상기 데켈 생성 기준치와 역각센서(86)의 검출치를 비교하는 비교 연산기이다. 이 비교 연산기 (101)에 의해서 역각센서 검출치가 데켈 생성 기준치를 초과한 것이 확인되면, 즉시 그 신호가 구동장치 제어기(102)에 발신되고, 이 구동장치 제어기(102)로부터 각각의 구동장치(92)로 구동지령이 발하여 진다. 또 103은 비교기(101)의 비교 결과를 표시하는 표시기이며, 예컨대 역각센서 검출치가 데켈 생성 기준치를 넘었을때 경보 정보를 표시하는 구성으로 되어 있다.

그런데, 데켈(9)의 젝는 가령 상기 검지봉(5)으로 데켈(99)을 용강(5)의 깊숙한 위치까지 침치시키고, 용강(5)의 열을 받게 하므로서 재용해시켜 소멸 제거된다. 또 단순히 침지시키는 것만으로 용해되지 않는 경우에는 용강을 교반하면 된다. 본 발명자들의 경험에 의하면 검지봉(85)으로 용강(5)의 깊숙한 위치까지 침지시키는 것으로서 대부분의 데켈(99)은 재용해되었다. 이 때문에 용강을 교반하는 조작은 최소한으로 억제하는 것이 주편의 결함 발생을 방지하는 점에서 바람직하였다.

제40도는 주편 단면 사이즈가 250mm×12000mm, 주조 속도가 0.8m/min의 조업 조건하에서 본 발명을 실시한 결과의 한 예를 표시하는 것이다. 본 실시예에서 상기 제39도에 표시하는 데켈 제거장치(99)를 사용하고, 데켈의 생성이 검출되면 그대로 검지봉(5)를 다시 용강중에 집어 넣는 수단을 채용하였다. 제40도는 그 경우의 검지봉 (85)의 하중 변화 상황의 한 예를 표시하는 것이다. 데켈 생성 기준치는 사전에 동일 조건에서의 과거 실적에 의해서 0.25kgf로 설정하였다. 그리하여 제40도에서 명백한 바와같이 검지봉(85)을 침지시키면 즉시 그 하중이 일점쇄선(a)으로 표시하는 데켈 생성 기준치를 넘어서 데켈의 생성이 확인되었다. 이 결과 비교 연산 제어장치(100)의 구동 장치 제어기(102)로부터 제어신호가 발신되고, 검지봉(85)은 더욱 깊이 압입되어 그 상태를 유지하였다. 그 결과 하중은 서서히 저하하고, 약 6초 경과시점에서는 데켈 생성 기준치 이하까지 데켈은 재용해 해서 제거되었다.

이 상태를 작업자가 수작업으로 확인하였으나, 상기 데켈의 생성 및 제거 모두가 정확하게 행하여지고 있는 것이 확인되었다.

이상 설명과 같이 본 실시예 장치의 제공에 의하여 데켈의 검지, 제거가 자동적으로 행하여 지게 되었다. 이때문에 작업자가 직접 작업을 행할 일이 없어 안전하며, 또한 수작업에 의한 작업 미쓰도 미연에 방지할 수 있다. 또한 본 실시예 장치를 타 연속 주조 주입 작업의 자동화 설비, 예를들어 몰드파우더 자동 공급장치 따위와 조합시키면, 주입 작어의 완전 무인화를 도모할 수 있다.

[실시예 V]

작업의 자동화에 관련한 문제(상기 항목 E참조)를 취급한 실시예이다.

제41도는 본 실시예에 의거한 다기능 로봇의 1예를 나타내는 전체 구성도 이다.

제41도에 있어서 다기능 로봇(104)은 수평 다관절형 지지아암을 가지는 범용 로봇이 이용되고 있다. 종합 판단 제어장치(105)와 로봇 본체(106)로 구성되어 있다. 로봇 본체(106)는 지지아암(134,135,136)을 회전 및 승강 가능하게 연결한 다관절형 지지아암(133)과 상기 지지아암(134,135,136)을 각각 구동하는 아암 구동 장치(13 8,139,140)로 구성된다. 이 로봇 본체(106)는 상기 아암 구동 장치(138, 139,140)를 각각 구동하므로써 지지아암(134,135,136)이 회전 또는 승강하고, 그의 선단부를 임의 위치로 이동시킬 수 있다. 또한 본예에 있어서 다관절형 지지아암(133)은, 지지아암 (136)만을 아암 구동 장치(104)의 승강 스트로크 사이만을 수직이동하는 수평 다관절형을 채용하였으나, 후술하는 도구(111)가 작업 영역내를 자유로 이동할 수 있는 것이라면 여하한 방식이라도 관계없다. 또 지지아암(133)과 아암 구동 장치(137)(아암 구동 장치138,139,140의 전체)의 조합 및 수에 관하여는 적용하는 공간에 의해 가장 효율적인 동작을 할 수 있도록 적이 결정되는 것이며, 본예에 한정되는 것은 아니다.

상기 로봇 본체(106)의 선단부(본예에서는 지지아암(136)의 선단)에는 후술하는 시각센서(108), 역각센서(109) 및 ATC 기구(110)가 설치되어 있다. 시각센서 (108)는 로봇의 작업 영역을 촬영하기 위한 것으로 작업 영역을 다스릴 수 있다. 예를들면 작업 영역 근방의 적의한 가대, 혹은 상기 지지아암(136)의 선단부에 설치되어 있다. 이 시각 센서(2)는 상기 작업 영역 근방과, 지지아암(133)의 선단부의 각각에 복수개 설치하여도 좋다. ATC 기구(110)는 후술하는 도구의 교환 지령 신호에 의거하여, 여러가지의 도구(111)를 붙이고 떼는 것으로, 도시는 하지 않았으나 에어 또는 유압 등에 의해 구동되는 파지부 및 도구(111)의 붙이고 떼기 상황을 확인하는 센서부로 구성된다. 도구(111)는 각각의 작업에 적응한 기구, 구조로 구성된 복수의 것이 준비되어, 로봇 본체(106) 근방에 설치된 도구 가대(115)상에 세트되어 있다. 역각센서(109)는 상기 ATC 기구(110)에 장치되는 도구(111)의 선단부에 걸리는 하중을 검출하기 위한 통상 지지아암(133)의 선단부와 ATC 기구(110)의 사이에 설치된다. 이 역각 센서(109)에 관여하는, 6축 타임의 센서를 사용하면, 3차원적인 보다 정확한 역각 정보를 얻을 수 있어서 효과적이다.

한편, 로봇의 작업대상이 되는 라인이나 프로세스(이들을 총칭하여 이하 프로세스라고 함)(125)이 조업 상황, 예를들면 라인 스피드, 라인 장치 상황도 그의 검출 내용에 따른 센서를 조합한 프로세스 검출센서(120)로 검출된다.

종합 판단 제어 장치(105)는 상술한 시각 센서(108)로부터의 촬영 정보, 역각 센서(109)로부터의 역각 정보 및 프로세스 검출센서(120)로부터의 프로세스 검출 신호가 입력되는 입력부(130), 상기 입력부(130)로부터의 입력신호를 미리 설정된 방식에 의거하여 처리하고, 당해 시점에 있어서의 상기 로봇의 작업 내용 및 로봇의 적업 영역에 있어서의 상황을 판단하는 판단부(131), 미리 당해 로봇의 작업 대상 프로세스의 당해 작업 조건이나 로봇작업 영역내에 있어서의 상황에 의거하여 작업 위치나 적업 내용의 우선 순위를 설정하는 설정부(132), 상기 판단부(131)와 설정부(132)로부터의 각각의 신호를 비교하여 당해 상황에 따른 최우선 혹은 최효율 작업내용을 책정 및 결정하는 비교 판단부(14), 상기 비교 판단부(141)에 있어서의 작업 내용판단에 의거하여 후술하는 제어 신호를 발하는 제어부(142)로 구성되어 있다. 입력부(130)에 있어서는 상기 촬영 정보나 역각 정보, 프로세스 검출신호를 각각 화상 처리 장치나 연산기 등에 의해 소정의 방법으로 처리·정리하고, 그 결과를 판단부(131)에 입력한다.

판단부(131) 및 설정부(132)로부터의 신호를 비교하므로써 결정된 비교 판단부(141)에 의한 적업 내용 판단은 제어부(142)에 입력되는바, 이 제어부(142)에서는 상기 작업 내용에 따라 ATC 기구(110)에의 도구(111)의 교환 지령 신호 아암 구동장치(137)에의 구동제어신호, 당해 프로세스에의 제어신호를 발한다. 이 제어 신호는 당해 조업 상황에 따라, 어느것 하나만, 혹은 2이상이 동시에 발하여져 로봇(104)에 가장 효율적인 작업을 실시를 지시한다. 본 예에 있어서는 상기 제어부(142)로부터의 제어신호는 당해 프로세스 및 로봇 제어장치(107)에 입력하여 당해 프로세의 소정의 부위 및 상기 제어장치(107)를 통하여 ATC 기구(110) 및 아암구동장치(137)를 각각 제어할 수 있도록 구성하였다.

여기서 본 실시예를 전기 부품의 실장 프로세스에의 적용예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이 실장 프로세스에서는 복수의 도구(111)를 사용하여, 복수의 부품을 복수의 작업 위치에 있어서, 즉, 한개의 도구, 혹은 1개의 부품에 관하여 각각 복수의 작업 위치에 있어서, 파레타이즈, 끼워넣기, 볼트 조이는 것 등등의 작업을 행하는 것이다. 먼저, 시각센서(108)에 의해, 부품의 위치 엇갈림, 회전 엇갈림, 라인의 정지 위치의 흐트러짐 등의 위치 엇갈림에 관하여 시시각각 변화하는 라인의 시각적인 상황을 감시한다. 또 역간 센서(109)에 의해 로봇(104)은 끼워넣기나 볼트 조이는 작업을 할때 밀어넣는 강도나 토크 등에 관하여서의 역각적인 상황을 감시함과 함께, 작업시의 제어를 위한 역각 정보에 관하여서의 계측을 한다. 여기서, 통상의 상태에 있어서는 시각 센서(108), 역각센서(109) 및 프로세스센서(120)로부터의 신호가 입력부(130)를 통하여 판단부(131)에 입력된다. 판단부(131)에 있어서의 판단이 이상이 없을 경우는 설정부(132)에 미리 설정 입력되어 있는 작업의 우선 순위에 따라서, 비교 판단부(141)에 있어서 작업 내용을 결정하고, 그 내용을 제어부(142)에 입력한다 상기 제어부(142)로부터의 제어 신호는 상술한 바와같이 당해 프로세스 및 상기 제어장치(107)에 입력하여 당해 프로세스의 소정의 부위 및 상기 제어 장치(107)를 통하여 ATC 기구(110) 및 아암 구동장치(137)를 각각 제어하고, 로봇(104)은 가장 효율적인 작업을 실시한다.

한편, 입력부(130)로부터의 정보에 의해, 판단부(131)에 있어서, 상술한 바와같은 부품의 위치 엇갈림, 회전 엇갈림, 라인의 정지 위치 엇갈림이나 토크 등에 이상이 발생하였다고 판단한 경우는 비교 판단부(14)에 있어서, 판단부(131)에서의 당해 시점에 있어서의 프로세스의 상태, 로봇의 작업 상태등의 정보, 발생한 이상내용, 당해 시점에 있어서의 로봇이 가능한 작업 내용 및 설정부(132)에서의 미리 설정된 우선 순위의 정보를 비교하여 프로세스가 가장 효율좋게 조업이 가능하도록 당해 시점이후의 로봇의 작업을 스스로 계획하고 책정을 하여 작업내용 및 순위를 결정하고, 상술한 바와같은 로봇 등의 동작제어를 한다. 이상이 발생하여 통상의 작업을 포함한 연속적인 작업지령이 발하여졌을 경우, 다만 단순히, 통상의 우선 순위에 의거하여 작업을 실행하여서는 효율이 오르지 않으며, 조업의 진행에 뒤따를 수 없게 되고, 라인 장치나 설비트러블 발생 품질의 악화라는 많은 중대한 트러블이 발생하기 쉽다. 그 때문에 상술한 바와같은 트러블을 방지할 수 있는 종 판단 제어 장치(105)를 설비하는 것이 극히 중요하며 효과적이다.

다음에 상술한 로봇을 연속 주조의 주입 작업 프로세스에 적용한 예에 관하여 설명한다.

제42도는, 상기 주입 작업 프로세스에 적용한 본 실시예에 의거하여 다기능 로봇의 일예를 나타내는 전체 구성도이다. 이 제42도에 있어서, (1)은 주형이며, (59)는 주조되는 주편, (5)는 용강, (6)은 용강(5)이 냉각되어 생성된 응고쉘, (7)은 파우더, (143)은 주입 노즐이다. 상기 파우더(7)는 주로 미용융 파우더층(6)과 용융 파우더층 (9)으로 구성된다. (121) 내지 (124)는 프로세스 검출 센서이며, (121)은 주조속도 검출센서(122)가 주형내 용탕면 레벨 검출 센서, (123)이 용강 유량 검출센서, (124)가 주입노들(143)내에의 불어넣는 가스유량 검출센서이다. (126) 내지 (129)는 프로세스(125)의 제어 장치이며, (126)은 주조 속도 제어 장치, (127)이 주형내 용탕면 레벨의 제어 장치이며, 본 실시예에 있어서는 열전대를 사용하고 있다. (128)은 용강 유량 제어 장치로, 본 실시예에 있어서는 슬라이딩 노즐(이하, SN 이라고 함)을 사용하고 있다. (129)는 주입 노즐(143)내에의 불어넣는 가스 유량 제어장치이다. 또 (19)는 턴디쉬를 나타내는 것이다. 또한 본 실시예에 있어서의 다기능 로봇은 후술하는 바와같이 연속 주조의 주입 작업 프로세스에 있어서, 시시각각으로 변화하는 주조중의 주형내 용탕면 상황에 관하여, 용탕면 상에 생기는 파우더 부족, 보일링, 편비등 슬러그베어 발생, 데켈 발생이라고 하는 이상 상황을 검출하고, 최효율 작업 순열등의 작업 내용을 계획·책정 및 결정하고, 용탕면 이상을 안정화시키기 위하여 로봇 등에 의해 다기능의 작업을 실시하고, 이들의 이상을 해소하는 것이다.

본 실시예에 있어서, 상기 시각 센서(108)는 다기능 로봇(104)의 작업 대상인시시각각으로 변화하는 주형내의 용탕면 상황에 관하여 촬영을 하는 것이며, 주입 노즐(143)을 끼워서 상대하는 위치에 한쌍 설치되어 있다. 단, 주조하는 주편의 규격의 관계로 한쌍의 시각 센서로 주형내 용탕면 부분의 전범위를 시야내로 수용할 수 없는 경우는, 2쌍, 혹은 2쌍 이상의 복수쌍을 설치하여도 좋다. 또 역각센서(109)는, 상기 6축 타입의 역각 센서를 장치하고, 도구 선단부에 걸리는 하중, 토크 등에 관해 계측을 한다. 그리고 ATC 기구(110)는, 후술하는 파우더 산포 장치(112), 슬러그베어 제거장치 (113), 데켈 검지 장치(114)라고 하는 도구(111)의 붙익로 떼기를 종합 판단 제어장치(105)의 지령에 의해, 로봇 제어 장치(107)를 통하여 아암 구동 장치(137)의 제어를 함께 한다. 이들의 도구(111)는 로봇 본체(106)의 근방에 설치된 도구 가대(115)위에 셋트된다.

로봇 본체(106)는 파우더 산포 장치(111a) 슬러그베어 제거 장치(111), 데켈 검지 장치(111c)라고 하는 도구(111)를 역각 센서(109), ATC 기구(110)를 통하여 선단부에서 지지한다. 회전 및 승강 가능하게 연결한 수평 다관절형 지지아암(133)(본 예에 있어서는 134,135,136)과 상기 지지아암(134,135,136)을 각각 구동하는 아암 구동 장치(138, 139,140)로 구성되어 있다. 그리고 상기 지지아암(133)의 선단에 지지된 상기 도구(111), 상세히는 상기 도구 선단부를 주형(1)내의 용탕면상 및 혹은 용탕면 근방을 자유로이 전 후진 이동 및 승강 이동시킬 수 있다. 또한 상술한 바와같이 본 실시예에 있어서 지지아암(134,135,136)은 수평 다관절형을 채용하였으나, 도구(111)가 주형내를 자유로이 이동할 수 있다면 여하한 방식이라도 관계없다. 단, 금회의예에 있어서는 주형(1)과 턴디쉬(19)근방의 공간이 대단히 협잡하여 높이 방향의 자유도를 크게 취할 수 없어서, 수평 다관절형 이 유리하였다. 또 지지아암 (134 ,135,136)과 구동 장치(137)의 조합 및 수에 관하여는 적용하는 공간에 의해 가장 효율적인 동작을 할 수 있도록 적이 결정되는 것이며, 금회의 실시예에 한하는 것은 아니다.

(144)는 파우더 산포 장치(112a)에 파우더(7)를 공급하는 파우더 공급장치이며, 파우더(7)를 반출하기 위한 밸브(145,146), 파우더(7)를 소정의 위치에 공급하는 노즐(147) 및 호퍼(148)등으로 구성된다. 파우더(7)를 반출하기 위한 것(145,146)등의 제어는, ATC 기구(110)등의 제어와 동일하게 로봇 제어 장치(107)에 의해 행하여진다.

또한, 본 실시예에 있어서 로봇 본체(106), 파우더(7)의 공급 장치(144) 및 도구 가대(115)는 상기 턴디쉬(19)를 승재하기 위한 가대(152a)에 붙여지고 있으나, 이상의 장치는 적의 전체 또는 부분적으로 예를들면 로봇 본체(106)등은 그 자체 동작이 가능한 구조라도 좋다.

(105)은 종합 판단 제어장치이며, 상술한 바와같이 입력부(130), 판단부(13 1), 설정부(132), 비교 판단부(141) 및 제어부(142)로 구성된다. 그리고 시시각각으로 변화하는 주조중의 주형내 용탕면 상황에 관하여 용탕면상에 생기는 파우더 부족, 보일링, 편비 등, 슬러그베어 발생, 데켈 발생이라고 하는 이상 상황을 시각 센서 등에서의 정보에 의거하여 검출하고, 최효율작업 순열등의 작업내용을 계획·책정 및 결정하여 용탕면 이상을 안정화시키기 위하여 로봇등에 다기능 작업을 실시시켜, 이들의 이상을 해소하는 것이다.

다음, 이상 설명한 다기능 로봇의 구체적인 기능에 관하여 설명한다.

첫째로, 보일링, 편비 등, 파우더 부족의 검출 및 방지의 방법에 관하여 설명한다. 제43도는 주조중의 주형태 용탕면을 시각 센서(108)에 의해 촬영한 화상이다. (15 0)(151)은 각각 주입 노즐(143)을 끼운 편측씩의 화상에 대응한다. (152a), (152b)는 각각의 화상에 대응하는 주형 내용탕면 부분이다. (2)는 주형내벽으로 그중에 미용융 파우더 부분(8)과 용융 파우더부분(9)을 볼 수 있다. 여기서 보일링, 편비 등, 파우더 부족이라고 하는 이상을 검출하기 위하여, 제44도의 (150a1) 내지 (151b1)에 나타내는 바와같이 입력부(130)에 있어서의 화상 처리 장치에 의해, 상기 (150a), (150b)의 화상을 용융 파우더층(9)의 부분이 명(158b), 미용융 파우더층(8)의 부분이 암(15 7a)이 되도록 2치화하고, 각각의 화상 전체의 명부분의 시간 변화 및 면적을 연산하고 종합 판단 제어 장치(105)(입력부(130)-(판단부(131))에 있어서, 그의 특징량에서 보일링, 편비 등을 검출한다.

그리고 다시 화상을 (152a1) 내지 (152a5), (152b1) 내지 (152b5)와 같이 에어리어를 분할하여, 각각의 에어리어에 있어서의 명부분의 시간 변화 및 면적을 연산하고, 동일하게 하여 파우더 부족 상태 및 파우더 부족 위치를 검출한다. 그리고 상기의 방법에 의해 보일링, 편비 등을 검출하였을때는 이들의 현상을 해소하기 위하여 상기 종합 판단 제어 장치(105)(판단부 (131)-비교판단부(141)-제어부(142))에서 지령을 발하여 주조 속도, 용강 유량등 프로세스에 대하여 제어를 행함과 함께, 파우더 산포 장치(112)에 의한 파우더(7)의 산포를 한다. 또 파우더 부족을 검출하였을 때에는 파우더 부족을 해소하기 위하여 검출한 부족 위치에 따라 동일하게 하여 지령을 발하고, 대응한 위치에 파우더(7)를 산포한다. 여기서 산포에 관하여는 파우더 산포 장치(112)에 의해 행하나 이 파우더 산포 장치(112)는 설정량의 파우더(7)를 저장하는 되모양의 저장조 (116)를 가지고 있으며, 이 저장조(116)는 밀열림이 가능, 혹은 회전이 가능하도록 구성되어 있다. 그리하여 종합판단제어장치(105) 및 상기 로봇 제어장치(107)로부터의 지령에 의거하여 상기 저장조(116)의 밀부분을 열든지, 혹은 저장조(116)를 회전시킴으로써 파우더(7)를 산포한다.

둘째로, 슬러그베어의 검출 및 방지의 방법에 관하여 설명한다. 제45도 상반 부분은, 주조시에 있어서의 메니스 커스 근방의 주형에 대하여 수직면의 단면도이며, 슬러그베어가 발생하고 있는 상황을 나타낸 도면, 하반 부분은 주형 상부에서 상기의 주형내 상황을 투영하였을때의 휘도, 즉 밝기의 분포이다. (153)이 슬러그베어이며, 용융 파우더(9)가 주형에의해 냉각되어, 재차 응고하여 주형 내벽(2)에 고착한 것이며, 용탕면 레벨이 변동하였을 때에 발생하기 쉬운 경향이 있다. 검출에 관하여는 입력부(130)에 있어서의 화상 처리장치에 있어서, 제45도 하반 부분에 나타내는 바와같이 휘도의 분포를 측정하고, 상기 종합 판단 제어장치(105)(입력부(130)-판단부(131))에 있어서, 주형 벽면(2)과 슬러그베어(153)의 경계 부분에 있어서의 반사율이나 온도가 낮은 최소점(A)가 슬러그베어(153)의 선단 부분에 있어서의 파우더 용융부(9)가 주형 진동 등에서 보이고 숨음으로써 휘도가 밝아지는 최대점(B)외의 A-B 간의 거리를 구함으로써, 슬러그베어(153)의 두께가 측정되고, 슬러그베어가 검출된다. 또한 이들의 피이트는 슬러그베어(153)가 생성하지 않을 때에는 나타나지 않는다.

제46도는 상기 처리에 의해 슬러그베어(153)를 검출하기 위한 측정 위치를 나타낸 것이며, (154)가 주형내 용탕면 전부분, (155)가 상기 처리를 하는 검사선이며, 그리고 중앙부에는 주입 노즐(143)이 배치되고 있다. 그리고 상기의 방법에 의해 슬러그베어(153)의 생성 상황, 생성위치를 검출하였을 때는 이 현상을 해소하기 위하여 종합 판단 제어장치(105)(판단부(131)-비교 판단부(141)-제어부(142))에서 지령을 발하여, 대응한 슬러그베어 생성 위치에 있어서, 슬러그베어(153)의 제거를 한다. 여기서 슬러그베어(153)의 제거에 관하여는 슬러그베어 제거장치(113)에 의해서 하고, 이 슬러그베어 제거장치(113)는 선단부에, 슬러그베어(153)를 파쇄, 혹은 공진시키므로서 슬러그베어(153)를 주형벽(2)에서 박리시키기 위한 진동 부여 기구를 갖춘 타격 진도자(117)를 가지고 있고, 상기 조합판단 제어장치(105) 및 상기 로봇 제어장치(10 7)로부터의 지령에 의거하여 상기 선단부(117)를 주형(1)내의 소정부위로 이동시켜, 슬러그베어(153)에 접촉시키므로써 제거한다.

셋째로, 데켈의 검출 및 방지에 관하여 설명한다. 데켈은, 주형(1)내의 용강(5)의 표면이 냉각되어 응고하고, 가죽을 씌운 상태가 되는 현상이나, 이것은 특히 주조초기나 주조 속도가 낮을 경우에 발생하기 쉽다. 본 시스템에 있어서는, 상기 데켈이 발생하기 쉬운 상황의 경우는, 상기 프로세스 제어장치(121),(126a) 등의 정보에 의거하여, 종합 판단 제어 장치(105)(입력부(130)-판단부(131))에 의해 그 검출을 위한 지령을 발하고, 로봇 본체(106)가, ATC 기구(110)를 통하여 데켈 검지 장치(114)를 장치하고, 주형내 용탕면 표면에 검지 장치(114) 선단부의 검지봉(119)을 침지시켜, 그때의 검지봉(119)선단에 가하여지는 하중 및 그의 변화를 역각 센서(190) 및 입력부 (130)에 있어서의 역각 연산기에 의해 측정하고, 종합 판단 제어 장치 (105)(판단부 (131)-비교 판단부(141)-제어부(142))에 의해 그의 유무를 검출한다. 제47도는 검지봉 (119) 용강 표면에 침지시켰을 때의 선단부에 가하는 하중의 시간적인 변화를 나타낸 도면이나, 이 제47도에 데켈이 발생하고 있는 경우는 검지봉(119) 선단부에 응고한 용강의 반력이 가하여지기 때문에 하중은 데켈이 생성하고 있는 경우에 나타내는 최소의 기준치인 데켈 생성 기준치를 초과하여, 큰 하중치를 나타내게 된다. 데켈이 발생하지 않는 경우는, 이 도면에서 보여지는 바와같이 피이크는 보여지지 않으며, 하중치는 데켈 생성 기준치를 하회하고, 피이크를 갖지 않은 그래프가 된다. 데켈의 발생을 검출한 경우는, 재차 종합 판단 제어장치(105)와, 검지봉(119)에 의해 데켈을 하편으로 밀어넣는 등의 지령을 발하고, 데켈을 재용해시킨다. 제48도는, 상술한 바와같이 데켈을 검출하기 위한 측정 위치를 나타낸 것이며, (156)이 후술의 검출 처리를 하는 검사점이며, (154)가 주형내용탕면 전부분, (143)가 주입 노즐이다.

넷째로, 상술한 작업 내용 및 작업 위치에 대하여서의 다기능 로봇(104)의 동작 방법이나, 본 다기능 로봇에 있어서 이하와 같이 설정한 우선순위에 관하여는, 설정부 (132)에 있어서 행하였다. 작업 내용에 관하여는, 보일링, 편비 등 해소, 파우더 산포, 슬러그베어 제거, 데켈 검지라고 하는 복수의 작업들 실시하고, 개개의 작업에 관하여 주조속도, 가스 유량, 용강 유량의 제어나, 제44도, 제46도 및 제48도에 나타내는 바와같이 복수의 작업 위치가 있다. 이 때문에 각각의 작업 내용, 작업 위치를 비교하였을때에, 미리 작업간 및 작업 위치에 관하여서의 우선 순위를 설정할 필요가 있다. 본 실시예에 있어서는, 먼저, 작업 내용에 관하여는 조업에 대한 영향도의 크기에 의거하여 작업 순서를 설정하여 보일링·편비등 해소, 데켈 검지, 파우더 산포, 슬러그베어 제거라고 하는 순서로 하고, 다음에 각각의 작업에 관하여는 각각 검출되는 현상의 연주 프로세스에 있어서는 특성을 고려하여 작업 위치 등에 관하여서의 작업 순서를 설정하였다. 즉 보일링에 관하여는 용강의 유로에서 점하는 불어 넣는 가스의 체적이 증가하기 때문에 상대적으로 용강 유량이 감소한다. 따라서 그때 용강 유량에 합당한 주조속도를 설정할 필요가 있다. 동시에, 주형내의 용강 용탕면 레벨의 변동을 억제하기 위하여 용강 유량의 조정을 한다. 그리고, 상기 상태에 합당한 불어넣는 가스 유량을 조정하여, 보일링을 해소하고, 파우더 부족 상태가 생기고 있는 경우는 부족 위치에 따라 파우더를 산포한다. 다음에 편비등에 관하여는 용강 유로내에 석출한 Al₂O₃라고 하는 부착물에 의해, 용강 유로가 혼란되어 있는 경우가 많기 때문에, 조금씩 용강 유량을 조정하고, 예를들면 용강 유량의 조정에 SN을 사용하고 있는 경우는, SN을 조금씩 동작하므로써 부착물의 상태를 바꿀려고 하던지, 불어넣는 가스의 유량을 조정하므로써, 편비 등을 해소한다. 그때에 용강 용탕면 레벨의 변동을 억제하기 위하여 주조속도의 조정을 할 경우도 있다.

또 파우더 부족 상태가 생기고 있는 경우는 부족위치에 따라 파우더를 산포한다. 데켈 검지에 관하여는 주형(1)내의 주입 노즐(14)에서 토출하는 용강의 흐름은, 용탕면 표면상에 있어서의 주입 노즐 주위에 있어서 가장 보이기 쉽다. 그 때문에 작업 위치(156)에 관하여는 주입 노즐에 의해 가까운 위치의 우선 순위를 높이고, 또 주입 노즐을 끼운 양측에 관하여는 용강 유량 제어의 특성에서 토출하는 용강 흐름이 약한 측에 관하여서의 우선 순위를 높이하였다. 파우더 산포에 관하여서는 주형(1)내에 있어서, 파우더의 유입이 코너측이 가장 많기 때문에 단변측의 우선 순위를 높이하고, 또 주입 노즐을 끼운 양측에 관하여는 용강 유량제어의 특성에서 상술과는 역으로 토출하는 용강흐름이 강한 측에 관하여서의 우선 순위를 높이하였다. 슬러그베어 제거에 관하여는 파우더 유입을 저해하는 원인으로도 되기 때문에 파우더 유입에 관한 동일한 이유에서 파우더 산포와 동일하게 우선 순위를 설정하였다.

다섯번째로, 상술한 우선순위에 의거한, 실제의 조업시에 있어서의 다기능 로봇 (104)의 동작제어이나, 이하에 나타내는 동작제어에 관하여는, 비교 판단부(141)에 있어서 행한다. 주조중에 있어서는 상술한 바와같이 복수의 작업 또는 복수의 작업 위치에 관한 동작 지령이 연속적으로 발하여지는 경우가 있어, 다기능 로봇(104)의 프로세스에 대한 액션 동작에 대하여, 동작 지령이 정체되어 케이스가 매우 많이 있다. 이 때문에, 중대한 트러블을 미연에 방지하고, 프로세스에의 영향이 최소로 되는 것 같은 형태로 가장 효율적인 다기능 로봇(104)의 동작제어를 하여, 동작 지령을 소화하지 않으면 안된다. 그 생각하는 방식의 한 실시예를 다음에 나타내는 제1표를 참조하여 설명한다.

[표 1]

먼저, 제1표에 나타낸 어구에 관하여 설명한다. N 또는 S는, 예를들면, 제46도에서 보여지는 바와같이 주입 노즐(143)을 끼운 각각편측의 에어리어를 나타낸다. 지령 카운트는 판단부(131)에 있어서 인식한 용탕면 이상에 대응하는 어느 시점에 있어서의 각각의 작업 내용 및 작업 위치에 관한 동작 지령 회수이며, 첨자는 순법으로 각각 작업 종별, 주입 노즐(143)을 끼운 각각의 에어리어(N 또는 S), 그의 에어리어에 있어서의 작업 위치를 의미한다. 작업 시간은 다기능 로봇(104)의 도구(111)를 붙이고 떼기 및 동작에 관한 것이며, 순번으로 개시(도구장치 및 이동시간), 작업(작업 위치 N에 있어서의 작업 시간), 이동(주입 노즐(143)을 끼운 에어리어 N에서 S에의 이동시간), 작업(작업 위치 S에 있어서의 작업 시간), 통신(다기능 로봇(104)과 상기 종합 판단 제어장치(105)와의 지령내용에 관한 통신시간), 종료(도구(111)를 작업 위치에서 도구가대(115)에 격납하는 시간)이다. 또 첨자는 순번으로 각각의 작업 종별(p : 파우더 산포, d : 데켈제거, b : 슬러그베어 제거), 작업 내용의 식별, 주입 노즐(143)을 끼운 각각의 에어리어, 그 에어리어에 있어서의 작업 위치를 나타낸다. 또, 작업 내용의 식별에 관하여는 개시 : s, 작업 : w, 이동 : m, 통신 : c, 종료 : e라고 하는 첨자로 나타내고 있다 . 또 보일링· 편비등 및 파우더 산포에 관하여, 보일링·편비등에 대하여는 액션으로서는 상술한 바와같이 프로세스에의 제어, 가하여 파우더 산포를 하는 경우도 일어날 수 있으나, 프로세스 제어는 로봇의 동작과 병행하여 실행 가능하며, 다기능 로봇(104)의 동작제어에 관한 것은 파우더 산포뿐이기 때문에, 지령 카운트는, 우선도가 다르나 작업 시간으로서는 파우더 산포와 동일하다. 우선도는 설정부(132)에 있어서, 설정된 우선 순위를 각각의 작업 내용 및 작업 위치에 있어서의 순위로서 각각 수치화한 것으로 우선 순위가 높을 수록 큰 수치로 되어 있다. 첨자는 지령 카운트의 항목에서 설명한 내용과 같은 의미이다.

다음에 조업시에 있어서의 다기능 로봇(104)의 동작제어의 생각하는 방식의 한 실시예에 관한 설명을 한다. 기본적으로는, 다기능 로봇(104)은 상술한 설정부(132)에 있어서 설정된 우선 순위에 의거하여 동작을 행하는 바, 실제의 조업시에 있어서는 상기와 같이 동작 지령에 정체하는 케이스가 매우 많이 발생한다. 이때에는 이하와 같이하여 동작제어를 한다. 먼저 제1표에 있어서의 항목, 즉 작업 종별, 지령 카운트, 동작시간(개시, 작업 N측, 이동, 작업 S측, 통신, 종료), 우선도를 각각 총칭하여 n, cni, tsi, twni, tmi twsi, tci, tei 및 pni로 표시한다. 그리고, 각각의 작업 내용 및 작업 위치에 있어서는 이상 발생 인식에서 액션을 실행하지 않으면 아니되는 허용시간(t ani)이 프로세스의 상황에 의해 정하여진다. 그리고 조업시에 상기 비교 판단부(141)에 있어서, 전제로서, 하기①, ①′ 식으로 충만하는 범위내에서, 작업이 결정된다.

tsi+twni+tci〈tani ……………………………………………………①

tsi+twsi+tci〈tani……………………………………………………①′

가하여 비교 판단부(141)에 있어서의 지령 카운트의 발생하고 있는 (cni〉0)각각의 작업 내용 및 작업 위치에 관하여는, 하기②, ②′식으로 나타내는 작업 긴급도 (Eni)를 상시 감시한다. 그리고 Eni는 작을수록 긴급도가 높다.

Eni=(tsi+twni+tmi+tci+tei)/(cni×pni) …………………………………②

Eni=(tsi+twsi+tmi+tci+tei)/(cni×pni)…………………………………②′

한편, 모든 지령 카운트의 발생하고 있는 각각의 작업 내용 및 작업 위치에 관하여 작업을 실시하는 경우의 모든 작업 경로의 조합 Cni(tsi, twni, tmi, twsi, tci, tei)를 만들어 그의 각각의 조합에 요하는 작업시간 Ctni를 산출한다.

Ctni=Cmo(

(tsi, twni, tmi, twsi, tci, tek))……………………………………③

다음에, 각각의 조합 Cni에 요하는 작업 시간 Ctni에 대하여, 제1번째의 작업이 되는 작업 위치·작업내용에 대응하는 상기 작업 긴급도(Eni)를 승하여, 하기 ④식과같이 작업 우선 지수(Pni)를 구하여 상기 감시한다.

Pni=Ctni×Eni …………………………………………………………………④

이와같이 하여 구한, 모든 작업우선 지수(Pni)를 비교하여, 상기 직업 긴급도 (Eni)가 가장 작은 작업 내용·작업 위치가 적어도 작업 시간의 1/3정도 이내에 들고 있는 조합(Cni)을 선택하고, 각각의 조합(Cni)에 관하여, 그중 가장 작은 작업 우선지수 (Pni)를 갖는 작업 시간(Ctni)을 가지는 작업경로(Cni)를 그의 비교 판단 시점에 있어서의 우선 작업 경로로서 작업 순서를 계획·책정하고, 제어부(142)에 제어지령을 발한다. 당해 처리는 다기능 로봇(104)과 종합 판단 제어장치(105)와의 지령내용에 관한 통신마다 한다. 단, 프로세스의 특성 등에 의해 어느 상태에 있어서의 액션등이 일의적으로 결정되지는 않는다. 이상과같이 어느작업의 프로세스에 대한 긴급도가 로봇의 동작시간 등이라고 하는 복수의 동작책정 항목에 의거하여 다기능 로봇(104)의 동작을 제거한다. 또한 이상 나타낸 동작제어 처리에 관하여서는 한 실시예로서 연속 주조의 주입 작업 프로세스에 적용하고, 각각튜닝한 예로서, 처리방법에 관하여는 본 실시예만에 한정되는 것은 아니다.

이상 상술한 바와같이, 본 실시예에 있어서의 다기능 로봇은 주형내 용탕면 상황아란 작업환경이 시시각각으로 변화하는 것을 대상으로 하는 것이며, 그 상황을 센서 등에 의해 그의 변화하는 작업 환경에 따라 복수의 작업 내용을 판단하고, 작업을 실시하지 않으면 아니되는 것 같은 작업 프로세스에 있어서, 복수의 작업을 실시하는 로봇을 사용 입력되는 프로세스에 있어서, 복수의 작업을 실시하는 로봇을 사용 입력되는 프로세스 정보 각종 센서로 부터의 정보나 로봇의 작업 상황에 따라 미리 설정되어 있는 우선 순위를 제어하므로써, 효율적인 다기능 작업을 실시하는 것이 가능하다. 또한, 이상 나타낸 종합 판단 제어 장치(105)내의 각각의 분류에 관하여는 편의적으로 단순히 기능으로서 분류를 나타내는 것이므로 하드 및/또는 소프트 상에서 각각 반드시 전부가 독립 및 혹은 일체로 되어 있을 필요가 없으며, 적용하는 프로세스의 특징에 맞추어서, 각각 최적한 시스템 구성의 적응을 결정하면 된다. 또, 본 실시예의 연속 주조 주입 작업 프로세스는 용강을 직접 취급하는 작업장소이며, 주입 노즐(143)의 복사열 등에 의해, 높은 부위에서 80 내지 90℃ 정도로 매우 고온이 되고, 또한 환경적에도 파우더나 태운겨라고 하는 많은 분진원을 갖는 것에서 환경적으로 매우 다분진이 된다. 이 때문에 고온·다분진의 환경에 있어서도 안정된 로봇의 가동이 가능한 것과 같이 방열 대책·분진대책을 실시하고 있다. 예를들면, 이하에 나타내는 바와같은 대책을 강구하고 있다.

① 용탕면 직상에 설치하는 시각센서(108)를 용탕면 측을 방열 유리로된 상자에 넣고, 속에 냉각용 에어를 넣어, 그 에어를 용탕면 측에 분출시켜, 유리 표면에의 분진의 부착을 방지하는 구조.

② 도구 스탠드(115)의 전면을 에어케어텐 구조로 하고, 특히 도구(111)의 ATC 기구(110)와의 붙이고 떼는 부분에 에어를 불어 넣어 분진의 부착을 방지하는 구조.

③ ATC 기구(110)의 붙이고 때는 부분에 관하여도, 도구(111)의 붙이고 뗄때에 에어퍼지할 수 있는 구조.

④ 지지아암(113)에 관하여, 내측에서 에어를 불어넣고, 또는 자성유체에 의한 방진구조.

⑤ 아암 구동장치(137)를 에어 내뿜기에 의해 냉각, 이란 대책을 실시하고 있다.

이들의 대책에 의해 주입 작업현장에 있어서의 장시간의 조업에 있어서도, 극히 안정하여 상술한 소정의 기능을 발휘하고 있다.

이상 설명한 다기능 로봇(104)을 사용하여, 주편 다면 규격 250mm ×1000 mm, 주조속도가 1.6m/min의 주조 조건에서 조업을 한 결과, 다기능 로봇(10)의 작업이 극단적으로 침체하여 조업에 큰 영향을 끼친다는 것은 거의 없으며, 또한 작업자의 개입이 거의 없어서 안정된 조업이 가능하였다. 또, 주조된 주편의 품질에 관하여도, 표면 결함등이 전혀 발생하지 않아서, 극히 양호한 결과가 얻어졌다.

본 실시예에 장치의 제공에 의해 주형내 용탕면 상황이란, 작업환경이 시시각각으로 변화하는 대상에 관하여, 그의 상황을 센서 등에 의해 그의 변화하는 작업 환경에 따라서, 복수의 작업내용을 판단하고, 작업을 실시하지 않으면 아니되는 작업 프로세스에 있어서, 복수의 작업을 실시하는 다기능 로봇을 사용, 입력시키는 프로세스 정보·각종 센서로 부터의 정보나 다기능 로봇의 작업상황에 따라 미리 설정되어 있는 우선 순위를 제어하므로서 가장 효율적인 작업을 실시하는 다기능 로봇이 실현 가능하게 되었다.

Claims (10)

1. 개략 중량부에 주입 노즐이 배치된 연속 주조 주형 상방의 상기 주입 노즐을 사이에 두고 마주대하는 부위에 한쌍 또는 복수쌍의 용탕면 상황검출을 이미지센서를 설치하고, 상기 각각의 이미지센서에서 시시각각으로 입력되는 용탕면 상황의 입력화상을 기준역치로 2치화한 명부와 암부로 구별함과 동시에 , 상기 각각의 이미지 센서 시야내의 용탕면 부분에 관하여 상기 명부의 면적 비율(Rn)을 구하고, 이어서 상기 명부 면적비율(Rn)의 단위 시간당의 변화율(Dn)을 구하고, 미리 설정된 상기 명부 면적 비율 (Rn) 및/또는 변화율(Dn)과 용탕면 이상 상황의 상관으로 부터 용탕면의 이상 상황을 검출하는 것을 특징으로 하는 연속 주조주형내에 있어서의 용탕면 이상 상황검출 방법.
2. 제1항에 있어서, 주입 노즐을 사이에 두고 마주대하는 각각의 용탕면 부분에 있어서의 변화율(Dn)과 미리 설정된 각 용탕면 부분마다의 상기 변화율(Dn)의 기준치를 비교하여 주입 노즐을 사이에둔 쌍방의 상기 변화율(Dn)이 함께 상기 기준치를 초과한 경우에는 보일링, 한쪽만의 상기 변화율(Dn)이 상기 기준치를 초과한 경우에는 편비등 (biased flow)이라고 판단하여, 용탕면의 이상 상황을 검출하는 것을 특징으로 하는 용탕면 이상 상황 검출 방법.
3. 제1항에 있어서, 각각의 이미지 센서 시야내의 용탕면 부분을 설정 에어리어로 세분할하여 각 분할 에어리어에 있어서의 명부 면적비율(Rnn), 및 이 명부 면적 비율 (Rnn)의 단위 시간당의 변화율(Dnn)을 구하고 이어서 상기 각 분할 에어리어 마다에 미리 설정된 기준치와 비교하여 상기 명부 면적 비율(Rnn)이 기준치를 초과하고, 또한, 상기 변화율(Dnn)이 기준치를 초과하지 않는 경우에 파우더 부족으로 판단하여 용탕면 이상중의 파우더 부족과 그 발생 위치를 검출하는 것을 특징으로 하는 용탕면 이상 상황 검출 방법.
4. 연속 주조 주형내에서의 용강의 용탕면 이상을 방지하는 방법에 있어서, 이하의 세개의 항목 : a) 개략 중앙부에 주입 노즐이 배치된 연속 주조주형 상방의 상기 주입 노즐을 사이에 두고 마주 대하는 부위에 한쌍 또는 복수쌍의 용탕면 상황 검출용 이미지 센서를 설치하고, 상기 각각의 이미지 센서로부터 시시각각으로 입력되는 용탕면 상황의 입력 화상을 기준 역치로 2치화한 명부와 암부로 구별함과 동시에 상기 각각의 이미지 센서 시야내의 용탕면 부분에 관하여 상기 명부의 면적비율(Rn)을 구하고, 이어서, 상기 명부 면적 비율(Rn)의 단위 시간당의 변화율(Dn)을 구하고, 미리 설정된 상기 명부 면적 비율(Rn) 및/또는 변화율(Dn)과 용탕면 이상 상황의 상관으로 부터 검출된 용탕면의 이상과, b) 주입 노즐을 사이에 두고 마주 대하는 각각의 용탕면 부분에 있어서의 변화율(Dn)과, 미리 설정된 각 용탕면 부분마다의 상기 변화율(Dn)의 기준치를 비교하여 주입 노즐을 사이에 두고 쌍방의 상기 변화율(Dn)이 모두 상기 기준치를 초과한 경우에는 보일링, 한쪽만의 상기 변화율(Dn)이 상기 기준치를 초과한 경우에는 편비등이라고 판단하여 검출된 용탕면의 이상과, c) 각각의 이미지 센서 시야내의 용탕면 부분을 설정 에어리어로 세분할하고, 각 분할 에어리어에 있어서 명부 면적 비율(Rnn) 및 이 명부 면적 비율(Rnn)의 단위 시간당의 변화율(Dnn)을 구하고 이어서 상기 각 분할 에어리어 마다에 미리 설정된 기준치와 비교하여, 상기 명부 면적 비율(Rnn)이 기준치를 초과하고 또한 상기 변화율(Dnn)이 기준치를 초과하지 않는 경우에 파우더 부족으로 판단하여 검출된 파우더 부족과 그 발생 위치 중의 하나 또는 그 이상의 용탕면 이상 상황에 응하여 주조 속도 제어, 주입 노즐내에의 취입가스 용량 제어, 주형으로 주입하는 용강 유량제어 및 파우더 산포 제어의 어느것이나 하나 또는 둘 이상을 실시하여 상기 용탕면 이상을 해소하는 것을 특징으로 하는 용탕면 이상의 방지방법.
5. 설정량의 파우더를 저장하는 바닥 열기(bottom opening) 또는 회전 가능한 파우더 산포 장치와, 상기 산포 장치에 파우더를 공급하는 공급 장치와, 선단부에서 상기 산포장치를 지지하는 회전운동 및 승강 가능한 다관절형 지지아암과, 상기 지지아암을 구동시키는 구동장치와, 파우더 부족 발생 및 그 발생 위치 검출신호에 의거하여 상기 파우더 산포장치 및 구동장치를 구동제어하는 파우더 산포 제어장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 용탕면 이상 방지 장치.
6. 턴디쉬에 저장된 용강을 침지식 노즐을 통하여 불활성 가스를 취입하면서 연속 주조 주형에 주입하는 연속 주조 방법에 있어서, 주형 위에 주형내 용탕면을 촬상하는 한대 또는 복수대의 촬상 장치를 설치하고, 촬상 장치로 검출되는 연속 주조 중에 있어서의 화상 신호를 연산처리하여 용탕면 위에 떠오르는 기포수 및/또는 용탕면 위에 발생하는 화염의 크기를 검출하고, 이 검출치를 미리 보일(boiling)의 발생시 및 노즐 막힘의 발생시에 있어서의 가스 취입량과 기포수 및 화염의 크기와의 상관으로 부터 구하여진 허용한계치와 비교하여 기포수 및/또는 화염의 크기가 허용 한계치를 초과한 때에 즉시 가스의 취입량 제어를 실시하여, 적정 가스 취입량을 확보하는 것을 특징으로 하는 연속 주조 방법.
7. 개략 중앙부에 주입 노즐이 배설된 연속 주조 주형 상방의 상기 주입 노즐을 사이에 두고 마주대하는 부위에 한쌍 또는 복수상의 용탕면 상황 검출용 이미지 센서를 설치하고, 이 이미지 센서로 부터 시시각각 입력되는 용탕면 상황의 화상 입력 신호에 의거하여 상기 주형 벽면에 교차하는 선상의 휘도 분포(distribution of brightness)를 구하고, 이어서 그 휘도 분포에서의 최대치와 최소치의 위치간 거리를 구하고, 이 거리로 부터 슬래그베어의 생성 상황을 추정하는 것을 특징으로 하는 연속 주조에 있어서의 슬래그 베어 생성 상황 검출방법.
8. 진동 부여 기구를 구비한 타격 진동자를 선단부에 갖는 회전 및 승강이 가능한 다관절형 아암과, 상기 아암을 구동시키는 구동장치와, 개략 중앙부에 주입 노즐이 배설된 연속 주조 주형 상방의 상기 주입 노즐을 사이에 두고 마주대하는 부위에 한쌍 또는 복수쌍의 용탕면 상황 검출용 이미지 센서를 설치하고, 이 이미지 센서로 부터 시시각각으로 입력되는 용탕면 상황 검출용 이미지 센서를 설치하고, 이 이미지 센서로 부터 시시각각으로 입력되는 용탕면 상황의 화상 입력신호에 의거하여 상기 주형 벽면에 교차하는 선상의 휘도 분포를 구하고, 이어서 그 휘도 분포에 있어서의 최대치와 최소치의 위치 사이의 거리를 구하고, 이 구하여진 거리로부터 추정된 슬래그베어 생성 상황에 의거하여 상기 타격 진동자의 구동 개시 지령신호 및 위치 제어 지령신호를 발하는 제어장치로 구성된 것을 특징으로 하는 슬래그베어 제거장치.
9. 연속 주조 주형내에 침지하는 검지봉과, 선단부에서 상기 검지봉을 지지하는 회전 및 승강 가능한 다관절형 지지아암과, 상기 지지아암을 구동시키는 구동장치와, 상기 검지봉에 가하여지는 하중을 검지하는 역각 센서로 이루어지고, 상기 검지봉의 주형내에서의 하중으로 부터 데켈 생성 상황을 검출하는 것을 특징으로 하는 데켈 생성 상황 검출장치.
10. 연속 주조 주형내에 침지하는 검지봉과, 선단부에서 상기 검지봉을 지지하는 회전 및 승강 가능한 다관절형 지지아암과, 상기 지지아암을 구동시키는 구동장치와, 상기 검지봉에 가하여지는 하중을 검지하는 역각센서와, 상기 역각센서의 검출치와 미리 설정된 데켈 생성 기준치를 비교함과 동시에 상기 검출치가 상기 기준치를 초과한때에 상기 구동장치에의 구동지령을 발하는 비교 연산 제어기로 구성되는 것을 특징으로 하는 데켈 제어장치.

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