WO2015099213A1 - 이강종의 연속주조 방법 - Google Patents

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WO2015099213A1
WO2015099213A1 PCT/KR2013/012130 KR2013012130W WO2015099213A1 WO 2015099213 A1 WO2015099213 A1 WO 2015099213A1 KR 2013012130 W KR2013012130 W KR 2013012130W WO 2015099213 A1 WO2015099213 A1 WO 2015099213A1
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steel
dimensionless
strand
time
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PCT/KR2013/012130
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김성줄
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주식회사 포스코
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/16—Casting in, on, or around objects which form part of the product for making compound objects cast of two or more different metals, e.g. for making rolls for rolling mills

Definitions

  • the present invention relates to a continuous casting method of two steel grades, and more particularly, in a continuous casting method of different steel grades, two steel grades that can be automatically cut by foreseeing a mixing portion of a strand prepared by mixing a previous steel grade and a subsequent steel grade. It relates to a continuous casting method of.
  • Continuous casting operation of different steel grades is a continuous casting operation using molten steel of a new steel grade (hereinafter, referred to as a subsequent steel grade) having a different component from the molten steel (hereinafter, referred to as a previous steel grade) of the steel grade currently being processed.
  • a subsequent steel grade molten steel of a new steel grade
  • a previous steel grade molten steel of a previous steel grade
  • the molten steel of subsequent steel grades contained in subsequent ladles is supplied to the tundish at the end of the previous steel grade operation.
  • the molten steel of the previous steel grade and the molten steel of the subsequent steel grade are mixed, and the mixed molten steel is injected into the mold through a submerged entry nozzle.
  • a mixed part produced by mixing two kinds of steels is indispensable in some regions of the cast strand, and the mixed part is cut and reused as scrap metal because most of them do not satisfy the component specifications of the product for sale.
  • the length of the mixing section according to the type and combination of the previous steel grade and subsequent steel grades to make a table, and when the operation of the two steel grades, the cut according to the type and combination of the previous steel grade and subsequent steel grades Cutting to length was carried out.
  • the mixing part is excessively cut and the area that satisfies the design specification is cut off like the mixing part and discarded, or the mixing part is not cut off and some parts still mix in the product.
  • the present invention provides a continuous casting method of two different steel species in the method of continuously casting different steel grades, which can automatically cut by foreseeing the mixing portion of the strand prepared by mixing the previous steel species and the subsequent steel species.
  • the present invention provides a continuous casting method that can calculate the position of the mixing portion of the strand, improve the accuracy of the prediction of the position and length of the mixing portion, to prevent product defects due to the mixing portion according to the two kinds of continuous casting.
  • the present invention provides a continuous casting method for two steel grades, the method comprising: acquiring in real time the dimensionless relative concentrations of subsequent steel grades with respect to the previous steel grade in the inner and surface portions of the strand to be continuously cast; Calculating positions in the longitudinal direction of the strands having dimensionless relative concentrations of the inner and surface portions obtained in real time; Predicting the mixing portion in the strand by comparing the obtained inner and surface portion dimensionless relative concentrations with reference concentrations, respectively; And cutting the foreseen mixture. It includes.
  • the positions of the strands for obtaining the dimensionless relative concentration are the central portion and the surface portion in the height direction of the strands.
  • the present invention is a continuous casting method of two steel grades, the height of the strand solidified and continuously cast from the mold by using the relative amount of the previous steel and subsequent steel in the tundish, and the relative amount of the previous steel and the subsequent steel in the mold Acquiring in real time a dimensionless relative concentration of subsequent steel grades relative to the previous steel grade at multiple locations in the direction; Calculating a position in the longitudinal direction of the strand having the dimensionless relative concentration obtained in real time; Predicting a mixing unit in the strand by comparing the obtained dimensionless relative concentrations with reference concentrations, respectively; And cutting the foreseen mixture. It includes.
  • the plurality of positions in the height direction of the strand for obtaining the dimensionless relative concentration include a central portion and a surface portion of the strand.
  • the step of setting the reference concentration Before the process of obtaining in real time the dimensionless relative concentration of the subsequent steel grade to the previous steel grade in the continuous cast strand, the step of setting the reference concentration, the process of setting the reference concentration, the previous Setting the lowest concentration among the upper limit concentrations for each component of the steel grade as the first reference concentration; Setting the highest concentration among the lower concentrations for each component of the subsequent steel grade as a second reference concentration; It includes.
  • the step of calculating the component concentration of the previous steel grade as a lower limit dimensionless concentration and an upper limit dimensionless concentration the step of calculating the component concentration of the previous steel grade as a lower limit dimensionless concentration and an upper limit dimensionless concentration; Setting a minimum dimensionless concentration as a first reference concentration among upper limit dimensionless concentrations for each component of the previous steel grade; Calculating a component concentration of the subsequent steel grade as a lower limit dimensionless concentration and an upper limit dimensionless concentration; And setting the best dimensionless concentration as the second reference concentration among the lower limit dimensionless concentrations for the respective components of the subsequent steel grade.
  • the lower limit dimensionless concentration value of the previous steel grade Replacing the upper limit dimensionless concentration value of the previous steel grade, and the upper limit dimensionless concentration value of the previous steel grade is replaced with the lower limit dimensionless concentration value of the previous steel grade;
  • calculating each component concentration of the subsequent steel grade as the lower limit dimensionless concentration and the upper limit dimensionless concentration when the lower limit dimensionless concentration of the subsequent steel grade is greater than the upper limit dimensionless concentration of the subsequent steel grade, The dimensionless concentration value is replaced with the upper limit dimensionless concentration value of the subsequent steel grade, the upper limit dimensionless concentration of the subsequent steel grade is replaced with the lower limit dimensionless concentration of the subsequent steel grade; includes.
  • At least one of the dimensionless relative concentrations of the obtained central portion and the surface portion is out of the reference concentration, it is determined as a mixed state, and at least one of the dimensionless relative concentrations of the obtained central portion and the surface portion is dimensionless
  • the position in the longitudinal direction of the strand having the dimensionless relative concentration at which the relative concentration is out of the reference concentration is determined as the mixing unit.
  • the position in the longitudinal direction of the strand where the dimensionless relative concentration of the obtained central portion reaches the reference concentration is determined as a starting point, and the position in the longitudinal direction of the strand where the dimensionless relative concentration of the obtained surface portion reaches the reference concentration. Determine as the end point of the mixing section.
  • the dimensionless relative concentration of each of the central portion and the surface portion of the strand is obtained in real time, and the time period from which the opening signal of the subsequent ladle is detected is counted to obtain a reference value. Comparing time and real time; When the dimensionless concentration acquisition time is less than or equal to the reference time, comparing the dimensionless relative concentration of the obtained central portion with a first reference concentration, and comparing the dimensionless relative concentration of the obtained surface portion with a second reference concentration; And when the concentration acquisition time exceeds a reference time, terminating dimensionless relative concentration acquisition of each of the central portion and the surface portion of the strand.
  • the detecting of the subsequent ladle opening signal transmitting a virtual ladle opening signal; Detecting a weight of a tundish in real time in millisecond (ms) time from the time point at which the virtual ladle opening signal is sent; Calculating the weight of the tundish detected in millisecond (ms) as the average tundish weight in a predetermined time interval in second (s: second); And setting a subsequent ladle opening time point through a time point at which the average tundish weight continues to rise.
  • W td (t) is the weight of the remaining amount of tundish at present
  • W td (t- ⁇ t) is the weight of the amount of tungsten remaining at the previous time
  • W td (t)-W td (t- ⁇ t) are all greater than or equal to '0'
  • t-2 * ⁇ t is determined as the opening time of the subsequent ladle
  • Obtaining a dimensionless relative concentration of subsequent steel grades relative to previous steel grades at the center and surface portions of the strand may include calculating an inflow volume flow rate Q td-in of subsequent molten steel in the tundish; Calculating an average dimensionless relative concentration (C td -ave (t + ⁇ t)) of the molten steel in the tundish at this point in time using the inflow volume flow rate Q td-in of the subsequent molten steel in the tundish; By using the mean dimensionless relative concentration (C td-ave (t + ⁇ t)) of the molten steel in the tundish at this time, the dimensionless relative concentration (C td-out (t +) of the molten steel discharged from the tundish at this time Calculating ⁇ t)); Using the dimensionless relative concentration (C td -out (t + ⁇ t)) of the molten steel discharged from the present tundish, the average dimensionless relative concentration of the molten steel in the mold
  • W td (t) is the total weight of molten steel in the tundish at the previous time
  • W td (t + ⁇ t) is the total weight of the molten steel in the tundish at the present time
  • Q td-out is the volumetric flow rate of the molten steel discharged from the tundish
  • ⁇ ) L is the density of liquid molten steel
  • C td_ave (t) is the mean dimensionless relative concentration of molten steel in the tundish at the previous time
  • Q td-in (t) is the inflow volume flow rate of the molten steel flowing into the tundish at the previous time
  • C td-in (t) Is the inflow concentration of the subsequent molten steel in the tundish at the previous point in time
  • QDd-out (t) the volume of the molten steel discharged from the tundish at the previous point in time
  • C td-out (t) is the Molten steel concentration (dimensionless relative concentration) discharged from tundish
  • ⁇ L is density of liquid molten steel
  • W md (t) is the total weight of molten steel in the mold at the previous time point
  • C md-ave (t) is the average dimensionless relative concentration of the molten steel in the mold at the previous time point
  • Q md-in (t) is the Inflow volume flow rate of molten steel
  • C md-in (t) is the inflow concentration of molten steel in the mold (dimensionless relative concentration) at the previous point
  • W md (t + ⁇ t) is the total weight of molten steel in the mold at this point
  • Q md -out (t) is the molten volume flow rate discharged from the mold
  • C md-out (t) is the dimensionless relative concentration of the strand discharged from the mold at the previous point
  • ⁇ L is the density of the liquid molten steel
  • the interpolation coefficient f td of Equation 7 is applied to 2.2 ⁇ 0.6, and 0.5 ⁇ 0.2 is applied to the interpolation coefficient f md of Equation 9 above. Apply to calculate the dimensionless relative concentration (C md-out-surface ) of the strand surface.
  • the liquid molten steel density is used as the density ( ⁇ L ) value in each of Equations 5, 6, and 8, and 7000 to 7400 kg / m 3 is applied as the molten steel density.
  • the strand position at the subsequent ladle opening time is set to the position where the dimensionless relative concentration acquisition of the strand surface portion starts, and the -4 ⁇ 4 m position at the strand position at the subsequent ladle opening time is the dimensionless relative of the center of the strand. Set to the position where concentration acquisition starts.
  • the area A md of the cross section of the strand is divided by the solid phase density ( ⁇ s ) of the molten steel. It is calculated by Equation 10 dividing the discharged molten steel volume flow rate (Q md-out ).
  • Q md_out is the molten steel volumetric flow rate discharged from the mold, A md is the area of the cross section of the strand, ⁇ s is the solid-state molten steel density, 7600 to 8000 kg / m 3 applied)
  • the process of predicting the mixing portion of the strand and the cutting process of the foreseen mixing portion are performed by an online process.
  • the dimensionless concentrations of each of the center and surface portions of the strand were obtained and used to derive the length and position of the mixing portion. That is, as in the prior art, without cutting to a constant length irrespective of the operating conditions of the two kinds of steel, the dimensionless concentration of each of the center portion and the surface portion of the strand is obtained each time the two kinds of steel working, and the strand position having the obtained dimensionless concentration is set. Foresee the location and length of the mixing section. Therefore, as the position and length prediction accuracy of the mixing portion is improved, it is possible to prevent a decrease in profitability due to excessive cutting of the mixing portion, and to prevent a problem in which defective products due to undercutting of the mixing portion are shipped to the customer.
  • Figure 2 is a view showing the main parts of a typical continuous casting equipment for explaining the process of manufacturing a strand or cast steel through the supply and solidification process of molten steel
  • Figure 3 is a flow chart showing a method for predicting two kinds of mixed steel portion of the strand according to an embodiment of the present invention and a method for cutting the mixed portion using the same
  • FIG. 6 is a flowchart specifically illustrating a subsequent ladle opening signal detection process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of setting a first reference concentration and a second reference concentration for predicting a mixture of two kinds of strands by a method according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a graph showing the dimensionless concentration for each component of the previous grade and subsequent grades, obtained by the method according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 9 is a graph showing the dimensionless distribution of Cr in the vertical direction (section thickness) and casting direction (length direction) of strands produced by continuous casting of different steel grades.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a method of obtaining strand center and surface dimensionless concentrations according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a graph comparing data obtained by obtaining dimensionless concentrations of a central portion and a surface portion of a strand by a method according to an exemplary embodiment of the present invention, and a result of measuring actual components in the longitudinal direction with respect to the cast strand.
  • FIG. 14 is a graph comparing data obtained by predicting a mixing unit by using a prognostic method according to an embodiment of the present invention, and measuring the concentration by taking a foreseen mixing unit.
  • 15 is a graph analyzing the length of the mixing unit for one year through the mixing unit predicting method according to an embodiment of the present invention.
  • the solidified product which is solidified in the mold and withdrawn or discharged to the outside of the mold and formed in the casting direction is called 'strand' before being cut and 'cut' is called a 'cut'. .
  • FIG. 1 is a view showing a general continuous casting equipment.
  • Figure 2 is a view showing the main part of the general continuous casting equipment for explaining the process of manufacturing the strand or cast steel through the supply and solidification process of the molten steel.
  • the continuous casting facility accommodates refined molten steel and a tundish 200 for receiving molten steel supplied from the movable ladles 100 and 110 and 120 and the ladles 100 and 110 and 120.
  • the mold 300 receives molten steel from the tundish 200 and solidifies it to form a strand S having a predetermined shape, and one end is connected to the tundish 200 and at least a portion of the lower part is inserted into the mold 300.
  • the nozzle 400 for injecting the molten steel in the tundish 200 into the mold the plurality of rollers 500 for transferring the strands (S) drawn out from the mold 300 in the casting direction, a plurality of rollers 500 Manufactured as a cast steel 700 having a predetermined shape by cutting a plurality of segments 600, the strands (S) continuously produced from the mold 300 to a certain size to spray cooling water to the strands (S) being transported by It includes a cutting machine (800).
  • the cutting machine 800 may be a gas torch or a hydraulic shear.
  • the tundish 200 has an outlet for supplying molten steel to the mold 300, and a plurality of outlets may be provided according to the continuous casting facility, and the mold 300 is provided in a number corresponding to the number of outlets. Therefore, in the case of a continuous casting facility having a plurality of molds 300, there are a plurality of strands S solidified and drawn out of the mold 300.
  • molten steel of different component steel species is accommodated in the first ladle 110 and the second ladle 120, and either ladle 110 or 120 supplies molten steel to the tundish 200.
  • the ladle turret (not shown) rotates 180 ° to alternate positions with the other ladle 110 or 120.
  • molten steel of different steel grades can be alternately supplied in tundish.
  • the molten steel contained in the first ladle 110 is supplied to the tundish 200 to cast first, and at the end of the casting, the molten steel of the second ladle 120 is supplied to the tundish 200 to be cast.
  • molten steel hereinafter, referred to as a previous steel grade
  • molten steel hereinafter, referred to as a subsequent steel grade
  • the previous steel species and the subsequent steel species are mixed to produce a solidified mixing section.
  • the concentration of the strand S is obtained in real time by an online system, the position of the strand S having the obtained concentration is calculated, and through this, the mixing unit By predicting the position in real time, it is possible to improve the accuracy of mixing part prediction, and to provide a continuous casting method of two kinds of steel which can automatically cut the mixing part.
  • Figure 3 is a flow chart illustrating a method for predicting two kinds of mixed steel portion of the strand according to an embodiment of the present invention and a method for cutting the mixed portion using the same.
  • 4 and 5 are flow charts specifically showing the mixing section cutting method in the continuous casting method according to an embodiment of the present invention, and includes the mixing section prediction method and the mixing section cutting method of FIG.
  • each strand is supplied with uniform molten steel by a flow control device, such as a dam or a weir, inside the tundish. Therefore, the mixing section cutting method in each strand is applied in the same way. Therefore, only the case of applying one strand will be described.
  • the method for predicting two kinds of steel mixture mixture includes storing process variables or process data for continuous casting of different steel species (S100), and ladles (hereinafter, referred to as ladles) in which subsequent steel species are accommodated.
  • S100 steel species
  • ladles ladles
  • the inner and surface portions of the strands are the inner and surface portions in the longitudinal direction (that is, the left and right direction) of the strand or the up and down direction (or the height direction) of the strand which intersects the casting direction, and the inside is the strand. It is a center (center) in the vertical direction (or height direction) of the surface portion may be any one of the upper surface and the lower surface of the strand.
  • the dimensionless relative concentration of subsequent grades relative to previous grades is, in other words, the degree or amount of subsequent grades mixed with respect to the previous grades, in other words, the degree to which the previous grades and subsequent grades are mixed, It can be said.
  • concentration shows a general density value by dimensionless ratio or dimensionless, and is a density represented by the value of 0 or more and 1 or less. Accordingly, the dimensionless relative concentration of subsequent steel grades relative to the previous steel grades may also be represented by a value of 0 or more and 1 or less.
  • the dimensionless concentration of the previous steel grade is zero and the dimensionless concentration of the subsequent steel grade is defined as 1. For example, when the dimensionless relative concentration is 1, it means a case in which the subsequent steel grade is 0% in molten steel or strand, that is, there is no inflow of the subsequent steel grade. Conversely, when the dimensionless relative concentration is 1, the subsequent steel grade is 100% in molten steel or strand. For example, when the dimensionless relative concentration is 0.4, it means that 60% of the previous steel species and 40% of the subsequent steel species are mixed in the molten steel or the strand.
  • the first reference concentration and the second reference concentration compared to the dimensionless relative concentrations of each of the central and surface portions of the strand obtained in real time are dimensionless concentration values.
  • the mixed steel mixed mixture predicted as described in FIG. 3 according to the dimensionless relative concentration acquisition time of each of the central portion and the surface portion of the strand calculated from a subsequent ladle opening time. And a method of trimming, or not.
  • the concentration acquisition time for acquiring the dimensionless relative concentration of each of the center and surface portions of the strand is less than or equal to the reference time
  • the dimensionless concentration of each of the obtained central and surface portions is compared with the first and second reference concentrations. Proceeds to the next step to predict the mixing section.
  • the concentration acquisition elapsed time of the central portion and the surface portion of the strand passes the reference time
  • the concentration acquisition step of each of the central portion and the surface portion is completed.
  • the mixing section is cut according to the data table having the preset mixing section cutting length according to the previous steel type and the subsequent steel type, or cut to a predetermined length regardless of the type between the previous steel type and the subsequent steel type.
  • the continuous casting method of the steel sheet according to an embodiment of the present invention, the process of storing the process data according to the continuous steel casting (S100), the process of detecting the opening signal of the subsequent ladle (S200), The process of setting the first reference concentration and the second reference concentration for predicting the two kinds of mixed steels of the strand solidified and drawn out from the mold (S300), by obtaining the dimensionless relative concentration of each of the central portion and the surface portion of the strand in real time, Computing a strand position having a dimensionless relative concentration of each of the central portion and the surface portion obtained at the time point (S400), Comparing the non-dimensional relative concentration acquisition time of the central portion and the surface portion of the strand with a reference time (S500) do.
  • the step (S300) of setting the first reference concentration and the second reference concentration for the prediction of the mixture of the two kinds of strands solidified and drawn out from the mold was performed. But not limited to this The order of detecting the opening signal of the subsequent ladle (S200) and setting the first reference concentration and the second reference concentration for predicting the two kinds of mixed steel of the strand solidified and drawn out from the mold (S300) may be changed.
  • the obtained strand center dimensionless relative concentration and the first reference concentration is compared, and the strand surface portion non-dimensional relative concentration and the second A process of comparing the reference concentration in real time (S600), the process of predicting and determining the position of the mixed portion of the strand according to the comparison result between the obtained central and surface portion dimensionless relative concentration and the first and second reference concentration (S700), And cutting the foreseen mixing part (S1100).
  • the process of terminating the dimensionless relative concentration acquisition of each of the central portion and the surface portion of the strand is a type included in the preset cut length table.
  • a process corresponding to the combination of the previous steel grade and the subsequent steel grade in operation is found in the mixing section cut length table, and the process is cut to the length (S1200). If the type is not in the cut length table (NO), the process includes cutting to a predetermined length, for example, a maximum length (S1300).
  • FIG. 6 is a flowchart specifically illustrating a subsequent ladle opening signal detection process according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating a method of setting a first reference concentration and a second reference concentration for predicting a mixture of two kinds of strands by a method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a graph showing dimensionless concentrations of components of previous steel grades and subsequent steel grades obtained by the method according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 9 is a graph showing a dimensionless concentration distribution of Cr in the vertical direction (section thickness) and the casting direction (length direction) of the cast steel produced by two kinds of continuous casting.
  • 10 is a photograph showing the change in concentration in the mold over time during the continuous operation of two steel species.
  • FIG. 11 is a result of concentration distribution calculation for the longitudinal direction and the cross section of strands in which final solidification is completed, in consideration of the influence of a mold, not considering the influence of the tundish, in the continuous casting operation of two steel types.
  • 12 is a flowchart illustrating a method of obtaining strand center and surface concentrations according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a graph comparing data obtained from concentrations of central and surface portions of a strand by a method according to an exemplary embodiment of the present invention, and results of measuring actual components in the length direction of the cast strand.
  • FIG. 14 is a graph comparing data obtained by predicting a mixing unit by using a prognosis method according to an embodiment of the present invention, and measuring the concentration by taking a foreseen mixing unit.
  • step S100 of storing the different steel type continuous casting process data information such as casting conditions, components of the different steel types, and the like, which is variable data for predicting the strand mixing unit in the different steel type operations, is stored. That is, the molten steel residue amount of the tundish, the casting speed, the component concentration of the molten steel (hereinafter referred to as the previous steel grade) of the steel grade currently in operation, and the component concentration of the molten steel of the steel grade subsequently supplied to the tundish (hereinafter referred to as the following steel grade) do.
  • Such process data storage is preferably initialized and newly set up and stored at every operation of the steel.
  • the casting speed for each strand is stored.
  • the dimensionless relative concentration of the strand is obtained from the subsequent ladle opening time. Therefore, it is necessary to accurately detect the signal in which the ladle in which subsequent steel grades are stored is opened.
  • the subsequent ladle opening signal detection process S200
  • transmitting a virtual opening signal of a subsequent ladle S210
  • weighing the tundish in real time from the time when the virtual opening signal of the subsequent ladle is sent.
  • the PLC programmable logic system
  • the data for 10 minutes from the time when the tundish weight at the time of continuous rise is redetected, and the time when the tundish weight is the lowest is set as a subsequent ladle opening signal.
  • this method is a post-action method, and there is a problem in that the opening signal of the subsequent ladle cannot be detected in real time. Therefore, the opening signal of the subsequent ladle is still delayed or an incorrect problem occurs, which becomes a factor of reducing the mixing part prediction accuracy.
  • the casting speed and the molten steel remaining amount are lowered according to the two steel operating conditions, and the casting speed and the tundish residual water amount are constant values.
  • the PLC programmable logic system
  • the tundish weight is measured in millisecond (ms) units, for example, 200 ms units, from the time point at which the subsequent ladle virtual opening signal is transmitted (S220).
  • the average tundish weight is calculated based on the tundish weight detected in milliseconds (ms) at regular intervals in units of second (s), for example, one second or two seconds (S230), and the calculated average tundish.
  • ms milliseconds
  • S230 one second or two seconds
  • the dimensionless relative concentrations of the center and surface portions of the strand are calculated from the time point t-2 * ⁇ t, and for this purpose, the residual amount and casting speed of the tundish are stored from the time point t-4 * ⁇ t and mixed in real time. Allow foretelling of wealth.
  • the first and second reference concentrations which are compared with the dimensionless relative concentration at the center of the strand and the dimensionless relative concentration at the surface portion of the strand for predicting the mixing portion of the Lijiang species, are dimensionless concentration values.
  • a method of calculating first and second reference concentrations according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7.
  • a method of setting a first reference concentration and a second reference concentration for predicting a mixture of two kinds of strands may include receiving concentration data of all components of each of the previous steel grade and the subsequent steel grade.
  • Process (S310a, S310b) and calculates the lower limit dimensionless concentration and the upper limit dimensionless concentration for each component of the previous steel grade (S320a), and calculates the lower limit dimensionless concentration and the upper limit dimensionless concentration for each component of the subsequent steel grade.
  • the lower limit dimensionless concentration for each component of the previous steel grade is calculated by Equation 1
  • the upper limit dimensionless concentration for each component of the previous steel grade is calculated by Equation 2.
  • the lower limit dimensionless concentration for each component of the steel grade is then calculated by Equation 3
  • the upper limit dimensionless concentration for each component of the steel grade is then calculated by Equation 4.
  • the lower limit dimensionless concentration value of the previous grade is The upper limit dimensionless concentration value of the steel grade is replaced by the upper limit dimensionless concentration value of the previous grade.
  • the lower limit dimensionless concentration value of the subsequent grades is the upper limit dimensionless concentration value of the subsequent grades, in the same manner.
  • the concentration value is replaced with the lower limit dimensionless concentration value of the subsequent steel grade. This applies when the component concentration of the previous grade is higher than the component concentration of the subsequent grade.
  • the C concentration of the previous steel grade is 0.4 wt% (0.38 ⁇ 0.42 wt%), and then the C concentration of the steel grade is 0.2 wt% (0.18 ⁇ 0.22 wt%), when the dimensionless conversion, The C dimensionless concentration of the previous steel grade is 0 (0.1 to -0.1). That is, since the upper limit dimensionless concentration of the previous steel grade becomes -0.1 and the lower limit dimensionless concentration of the previous steel grade becomes 0.1, it is changed.
  • each component of the previous steel grade has a design specification concentration range
  • each component of the subsequent steel grade has a design specification concentration range.
  • the concentration of each component of the previous steel grade is the concentration of each component of the molten steel that is first cast in the current steel grade operation, which is a concentration determined through the refining process before the molten steel is supplied to the tundish, It is concentration value included in design standard concentration range of steel grade.
  • the concentration of each component of the subsequent steel grade is the concentration of each component of the subsequently supplied molten steel, which is also the concentration determined through the refining process before being supplied to the tundish, and is included in the design specification concentration range of the subsequent steel grade. Concentration value.
  • the previous steel grade design specification lower limit concentration, the previous steel grade design specification upper limit concentration, the subsequent steel grade design specification lower limit concentration, the subsequent steel grade design specification upper limit concentration, the previous steel grade concentration and the subsequent steel grade concentration as described above Apply to calculate the lower and upper dimensionless concentrations of the previous steel grades and the lower and upper dimensionless concentrations of subsequent steel grades.
  • the lowest dimensionless concentration value among the dimensionless upper limit concentration values for each component of the previous steel grade is set as the first reference concentration, and the highest value among the lower limit dimensionless concentration values for each component of the subsequent steel grade is set.
  • the dimensionless concentration value is set as the second reference concentration.
  • the first reference concentration is a value compared with the dimensionless relative concentration of the center portion of the strand calculated in real time
  • the second reference concentration is a value compared with the dimensionless relative concentration of the surface portion of the strand calculated in real time.
  • FIG. 8 is a graph showing dimensionless concentrations of components of previous grades and subsequent grades, calculated by the method according to an embodiment of the present invention.
  • C, Mn, Cr are contained in each of the previous steel grades and subsequent steel grades, and the lower limit dimensionless for the C, Mn, Cr components of each of the previous steel grades and the subsequent steel grades according to Equations 1 to 4 described above.
  • the concentration and the upper limit dimensionless concentration is calculated as shown in FIG. Referring to FIG. 8, of the upper limit dimensionless concentrations of C, Mn and Cr, the upper limit dimensionless concentration of Cr is smaller than the upper limit dimensionless concentration of C and Mn.
  • the upper limit dimensionless concentration of Cr is set to the first reference concentration.
  • the lower limit dimensionless concentration of Cr is larger than the upper limit dimensionless concentration of C and Mn.
  • the lower limit dimensionless concentration of Cr is set to the second reference concentration. Therefore, according to the example of FIG. 8, the 1st reference density which is the lowest minimum of the dimensionless density
  • the dimensionless concentration of the mixing portion is 0.07 or more and 0.95 or less, and the region from the point where the dimensionless relative concentration of the center portion of the strand calculated in real time is 0.07 to the point where the surface portion dimensionless relative concentration is 0.95 is predicted by the mixing portion. .
  • the dimensionless concentration of the lowest value among the highest value dimensionless concentrations of each component of the previous steel grade is compared with the dimensionless relative concentration of the central portion calculated in real time, and the lowest value of each component of the subsequent steel grade.
  • the reason for comparing the dimensionless concentration of the highest value among the valueless dimensionless concentrations with the dimensionless relative concentration calculated in real time using the second reference concentration as follows will be described.
  • the concentration of one end of the mixing portion of the strand where the previous steel grade and the subsequent steel species are mixed and solidified satisfies the design specification concentration of the previous steel grade
  • the other end of the mixing portion satisfies the design specification concentration of the subsequent steel grade.
  • the region between one end and the other end of the mixing section is outside the design specification concentration range of each of the previous and subsequent grades.
  • the concentration varies depending on the vertical direction (cross section thickness direction) and the casting direction (length direction) of the cast steel.
  • the up and down position in the strand that is, the dimensionless relative concentration of the central and surface portions, shows a different pattern of tendency. More specifically, after the opening point of the subsequent ladle, a mixture between the previous steel grade and the subsequent steel grade appears on the surface of the strand. However, in the case of the central portion, mixing takes place from the strand position before the opening point of the subsequent ladle. This is because the mixed and remixed molten steel generated through the tundish and the mold is diffused to the center of the unsolidified molten steel layer in the strand. That is, the center portion of the strand starts mixing between the previous steel species and the subsequent steel species from the front point in comparison to the surface portion.
  • the dimensionless relative concentration at the center of the strand obtained in real time reaches the lowest dimensionless concentration value (that is, the first reference concentration) among the upper limit dimensionless concentration values for each component of the previous steel grade. Or when it is out of the minimum dimensionless density value (namely, 1st reference density
  • the minimum dimensionless density value namely, 1st reference density
  • the dimensionless relative concentration of the surface portion in the strand calculated in real time reaches the best dimensionless concentration value (ie, the second reference concentration) among the lower limit dimensionless concentration values for each component of the subsequent steel grade
  • the dimensionless concentration value i.e., the second reference concentration
  • the strand position is determined as the second cutting position.
  • the position in the longitudinal direction of the strand having the lowest dimensionless concentration among the upper limit dimensionless concentration values for each component of the previous steel grade is the starting position of the mixing section, and the dimensionless relative concentration of the center portion is the starting position of the mixing section.
  • the longitudinal position of the strand having the highest dimensionless concentration is the end position of the mixing section. Therefore, in the present invention, the lowest dimensionless concentration value among the upper limit dimensionless concentration values for each component of the previous steel grade is called the first reference concentration, and the first reference concentration is compared with the obtained dimensionless relative concentration of the central portion. .
  • the best dimensionless concentration is referred to as a second reference concentration, and the second reference concentration is compared with the obtained surface portion dimensionless relative concentration, and thus the Predicted by the mixed portion.
  • the length of the strand where the dimensionless relative concentration of the center portion obtained in real time reaches the first reference concentration is the first cut position, and the length of the strand where the dimensionless relative concentration of the surface portion reaches the second reference concentration.
  • the mixing part is cut by setting the direction position to the second cutting position.
  • the mixing portion is foreseen without regard to the cross-sectional position of the strand, that is, the surface portion and the central portion. That is, conventionally, at one position in the length direction of the strand, the concentration of the center portion and the surface portion was regarded as the same, and the concentration of the strand was obtained. As a result, the location of the mixing section or the accuracy of the prediction of the mixing section is low, so that the mixing section is often mixed with the product and delivered to the customer.
  • the concentration of the central portion and the surface portion at one position in the strand length direction is different, and during the continuous casting of two kinds of steel, the non-dimensional relative concentrations of each of the central portion and the surface portion in the strand are respectively obtained to obtain the mixing portion. Foresee.
  • the previous steel grades and the subsequent steel grades are mixed in the tundish, wherein some mixed steel grades are discharged while the previous steel grades and the subsequent steel grades are mixed, and the remaining steel grades are discharged.
  • the molten steel mixed and remixed in the tundish is discharged into the mold through the immersion nozzle, the molten steel discharged through the immersion nozzle has a turbulent flow.
  • the mixed molten steel introduced from the tundish into the mold creates a recirculating flow in the upper region by the molten steel turbulent flow in the mold, thereby repeatedly mixing and remixing in the mold, and the concentration in the mold (See FIG. 10).
  • FIG. 11 in the strand solidified and drawn out of the mold, there is a mixing portion in which a previous steel grade and a subsequent steel grade are mixed, and when only the mold thickness is considered without considering the mixing of tundish, when the thickness of the cast steel is 0.4 m, the mixing is performed.
  • the length of the part is about 4m.
  • the present invention not only the tundish but also the cutting part of the mixing in consideration of the mixing of two kinds of steel in the mold can improve the mixing part cutting accuracy.
  • the step (S400) of calculating the longitudinal position of the strand having the corresponding dimensionless relative concentration and the dimensionless relative concentration of each of the central portion and the surface portion in the strand is performed in real time from the time point of the subsequent ladle opening signal detection. Obtaining a dimensionless relative concentration of each of the central portion and the surface portion of (S410) and calculating the position of the strand having the calculated central portion and the surface portion concentration (S420).
  • Equation 9 (hereinafter, Equation 9) includes the concentration of steel species discharged from the mold. 'T + ⁇ t' expressed in the following equation refers to the current point and 't' means the previous point.
  • the amount of change in molten steel in the tundish may be expressed as the weight change in the tundish divided by the time change ( ⁇ t) and the density of the liquid molten steel.
  • the inflow volume flow rate Q td-in of the subsequent molten steel in the tundish is calculated using the concept of the physical tumble inflow variation in the tundish (S411).
  • the inflow volume flow rate Q td-in of subsequent molten steel in tundish can be calculated by Equation 5 described below.
  • W td (t) is the total weight of the molten steel in the tundish at the previous point
  • W td (t + ⁇ t) is the total weight of the molten steel in the tundish at the present time
  • Q td-out is the volumetric flow rate of the molten steel discharged from the tundish
  • ⁇ L Is the density of the liquid molten steel.
  • the total molten steel weight in the tundish at the previous point in time (W td (t)) and the total molten steel weight in the tundish at the present point in time (W td (t + ⁇ t)) are measured in real time from a sensor provided in the lower portion of the tundish,
  • the molten steel volume flow rate Q td-out discharged from the tundish is calculated as the sum of the product of the casting speed and the mold cross-sectional size measured from a sensor provided on one side of the strand.
  • molten steel is a liquid phase
  • a liquid molten steel density of 7000 kg / m 3 to 7400 kg / m 3 is applied, not a solid molten steel density of 7600 kg / m 3 to 8000 kg / m 3 .
  • the average dimensionless relative concentration (C td -ave (t + ⁇ t)) of the molten steel in the tundish is calculated using the calculated inflow volume flow rate Q td-in of the subsequent molten steel in the tundish (S412). .
  • the molten steel flow generated in tundish can be classified into secondary flow including primary flow and dead zone, and thus the concentration of molten steel according to the molten steel position in tundish. May be different locally.
  • the average dimensionless relative concentration of molten steel in tundish is represented by a certain value without considering such a local flow for the purpose of predicting the concentration occurring along the top, bottom, left and right positions of the strand. This is defined as the average dimensionless relative concentration of molten steel in tundish.
  • the molten steel mean dimensionless relative concentration (C td -ave (t + ⁇ t)) can be calculated by Equation 6 described below.
  • C td-ave (t + ⁇ t) is the average dimensionless relative concentration of molten steel in the tundish at this point
  • W td (t) is the total weight of molten steel in the tundish at the previous point
  • C td_ave (t) is the turn of the previous point.
  • Q td-in (t) is the inflow volume flow rate of molten steel flowing into the tundish at the previous time point
  • C td-in (t) is the inflow of subsequent molten steel in the tundish at the previous time point.
  • the concentration (dimensionless relative concentration), Q td-out (t) is the molten steel volume flow rate discharged from the tundish at the previous point in time, and C td-out (t) is the molten steel concentration discharged from the tundish at the previous point in time (dimensionless relative).
  • Concentration), ⁇ L is the density of the liquid molten steel.
  • the inflow volume flow rate Q td-in of subsequent molten steel in tundish applies the value calculated by Equation 5 as described above, and the total weight of molten steel in tundish at the previous time point (W td (t)) .
  • the total molten steel weight in the tundish at the present time is a value measured in real time at a certain time interval from the sensor provided in the tundish
  • the volume flow rate of the molten steel discharged from the tundish at this time (Q) td-out (t + ⁇ t) can be calculated as the sum of the product of the casting cross-section and the mold cross-sectional size measured from a sensor provided on one side of the strand
  • ⁇ L is the liquid molten steel density of 7000 kg / m 3 to 7400 kg / m 3 More specifically, about 7200kg / m 3 applies.
  • the concentration of the subsequent molten steel (C td-in (t)) at the previous time point into the tundish is always '1'.
  • the initial value of the mean dimensionless relative concentration (C td-ave (t)) of the molten steel in the tundish at the previous time and the initial value of the dimensionless relative concentration (C td-out (t)) of the molten steel discharged from the tundish Is set to '0'.
  • the average dimensionless relative concentration C td-ave (t + ⁇ t) of the molten steel in the tundish at this time is calculated based on the initial values set as described above.
  • the average dimensionless relative concentration (C td-ave (t + ⁇ t)) of the molten steel in the tundish at this time is applied to the value calculated by Equation 6, and the molten steel discharged from the tundish at this time.
  • the value calculated at the present time is applied to the dimensionless relative concentration (C td -out (t + ⁇ t)) of Equation 7 to be described later.
  • the present invention calculates the dimensionless relative concentration (C td -out (t + ⁇ t)) of the molten steel discharged from the tundish using the following equation (7).
  • C td-out (t + ⁇ t) is the dimensionless relative concentration of molten steel discharged from tundish at this point
  • C td _ ave (t + ⁇ t) is the average dimensionless relative concentration of molten steel in tundish at this point
  • C td-in (t + ⁇ t) is the dimensionless relative concentration of molten steel flowing into the tundish at this point.
  • the average dimensionless relative concentration (C td -out (t + ⁇ t)) of the molten steel in the tundish at this point is calculated and applied by Equation 6 as described above, and the subsequent steel species flowing into the tundish at this point are The dimensionless relative concentration (C td-in ) is 1.
  • F td is a tundish interpolation coefficient, and different interpolation coefficients are applied to calculate the dimensionless relative concentration of the strand center and the dimensionless relative concentration of the strand surface. That is, the interpolation coefficient f td_center used for calculating the strand center concentration is 4 ⁇ 2, and the interpolation coefficient f td_surface used for calculating the strand surface portion concentration is 2.2 ⁇ 0.6.
  • W md (t) is the total weight of molten steel in the mold at the previous point
  • C md-ave (t) is the average dimensionless relative concentration of the molten steel in the mold at the previous point
  • Q md-in (t) is the molten steel in the mold at the previous point.
  • the flow volume flow rate of C md-in (t) is the inlet concentration of molten steel in the mold (dimensionless relative concentration) at the previous point
  • W md (t + ⁇ t) is the total weight of molten steel in the mold at this point
  • Q md- out (t) is the molten volume flow rate discharged from the mold
  • C md-out (t) is the dimensionless relative concentration of the steel species (ie strands) discharged from the mold at the previous time point
  • ⁇ L is the density of the liquid molten steel, a kg / m 3 to 7400 kg / m 3, more specifically, for example, of about 7200kg / m 3.
  • the cross section inside the mold is equal to the cross section of the strand.
  • the flow rate of the strand (or steel grade) discharged from the mold can be calculated as the sum of the product of the address velocity measured by the sensor located on one side of the strand and the cross-sectional area of the mold.
  • the dimensionless relative concentration (C md-in (t)) of the subsequent molten steel at the previous point entering the mold is always equal to the dimensionless relative concentration (C td-out (t)) of the subsequent molten steel from the tundish always exiting the tundish. same.
  • the initial value of the mean dimensionless relative concentration (C md-ave (t)) of the molten steel in the mold at the previous point and the initial value of the dimensionless relative concentration (Cmd-out (t)) of the molten steel discharged from the mold is' 0. Is set to '.
  • the average dimensionless relative concentration C md-ave (t) of the molten steel in the mold at the present time is calculated.
  • the average dimensionless relative concentration (C md-ave (t + ⁇ t)) of the molten steel in the mold at the present time is applied to the value calculated by Equation 8, and the molten steel discharged from the mold at the present time.
  • C md-out ( t + ⁇ t) a value calculated at the present time by Equation 9 to be described below is applied.
  • the dimensionless relative concentration (C md-out (t + ⁇ t)) of the steel species (ie, strands) discharged from the mold at this point is calculated (S415).
  • the dimensionless relative concentration (C md-out (t + ⁇ t)) of the steel species (ie, strands) discharged from the mold at the present time is calculated by the following equation (9).
  • C md-out (t + ⁇ t) is the dimensionless relative concentration of the steel species (ie strands) discharged from the mold at this point
  • C md _ ave (t + ⁇ t) is the average dimensionless relative of the molten steel in the mold at this point.
  • the concentration, C md-in (t + ⁇ t) is the dimensionless relative concentration of molten steel flowing into the mold at this point.
  • the dimensionless relative concentration (C md-out (t + ⁇ t)) of the steel species discharged from the mold at this point is a dimensionless relative concentration of the strand solidified and discharged or drawn out of the mold at this point. The value to be calculated through.
  • the average dimensionless relative concentration (C md_ave (t + ⁇ t)) of the molten steel in the mold is applied to the value calculated by Equation 8, and f md is an interpolation coefficient, Different interpolation coefficients are applied to calculate the dimensional relative concentration and the dimensionless relative concentration of the surface. That is, the interpolation coefficient f md_center used for calculating the dimensionless relative concentration at the center is 0.7 ⁇ 0.4, and the interpolation coefficient f md_surface used for calculating the dimensionless relative concentration at the strand surface is 0.5 ⁇ 0.2. to be.
  • the dimensionless relative concentration (C md-in (t + ⁇ t)) of the molten steel flowing into the mold at the present time is the dimensionless relative concentration (C td-out (t +) of the molten steel discharged from the tundish at this time. ⁇ t)), the value calculated by the above expression (7) is applied.
  • mainly liquid molten steel is mainly 7000 kg / m 3 to 7400 kg / m 3 , more preferably about 7200 kg / m 3 is applied to the density value of the liquid molten steel.
  • the length direction of the strands having the dimensionless relative concentrations of each of the central and surface portions obtained in real time is calculated (S420).
  • the process of setting the position where the dimensionless relative concentration acquisition of the surface portion of the strand starts and the position where the dimensionless relative concentration acquisition of the central portion begins is preceded.
  • the mixing portion between the previous steel grade and the mixed steel grade appears on the surface of the strand after the opening point of the subsequent ladle, but in the case of the center, from the strand before the opening point of the subsequent ladle. This is because mixing occurs. That is, the concentration and diffusion of the mixed and remixed molten steel generated through the tundish and the mold to the center of the unsolidified molten steel layer in the strand occurs.
  • the center of the strand is mixed between the previous steel and the subsequent steel from the front point in time compared with the surface portion, and the center is mixed at the position of -4 ⁇ 4 m from the strand position at the time of detecting the subsequent ladle opening signal. .
  • the position of the strand at the time when the subsequent ladle opening signal is detected is set to the position where the dimensionless relative concentration measurement of the strand surface starts. Then, the position of -4 ⁇ 4m at the strand position at the time of the subsequent ladle opening is set to the position where the dimensionless relative concentration acquisition of the strand center starts.
  • the strand having the dimensionless relative concentration of the calculated strand center portion at the present point in time and the strand having the dimensionless relative concentration of the calculated strand surface portion at the present point in time The position is calculated (S420).
  • the position of the strand having the dimensionless relative concentration of the calculated surface portion is the product of the mold discharge volume flow rate (Q md-out ) and the liquid molten steel density in the strand, and the area (A md ) of the cross section of the strand and the solid phase density of the molten steel.
  • the application of the solid-state density (7600 kg / m 3 to 8000 kg / m 3 ) of molten steel as the density value here is because the longitudinal shrinkage due to solidification of the liquid molten steel is considered.
  • the value calculated by the above equation (10) is a length value, and the position of the point moved by the calculated length value based on the meniscus position of the strand is the position of the strand having the surface portion concentration.
  • the position of the strand having the calculated central concentration is -4 ⁇ 4 m from the position of the strand having the surface portion concentration obtained at the same time point above.
  • the dimensionless relative concentration of the central portion of the strand and the dimensionless relative concentration of the surface portion are obtained in real time, and the longitudinal position of the strand having the dimensionless relative concentration of each of the obtained central portion and the surface portion is obtained.
  • the calculation time is counted from the time point at which the dimensionless relative concentrations of the center and surface portions of the strand are calculated, and are compared with the reference time in real time (S500).
  • the strands drawn from the mold are transferred in the casting direction, that is, the direction in which the cutting machine is located, as the casting time elapses.
  • the mixing portion generated in the strands are gradually closer to the cutting machine as the operation time elapses, and the prediction of the mixing portion must be completed before the mixing portion is located under the cutting machine.
  • the calculated dimensionless relative concentration of the center portion reaches the first reference concentration, and the calculated dimensionless relative concentration of the surface portion must reach the second reference concentration.
  • a reference drawing time is set in consideration of the casting speed of two kinds of steel, and the reference time is counted from the start point of calculating the dimensionless relative concentration of each of the central portion and the surface portion, so that the mixing portion does not go through the cutting machine. It is time to reach a certain position in front of the cutting machine.
  • the predetermined position may vary depending on the location of the cutting machine, the operation equipment or the operating conditions, and the time taken to arrive at the predetermined position at the casting speed in the normal two-steel operation can be estimated.
  • This reference time can be obtained through the casting speed, and vary according to the operating equipment or operating conditions as described above.
  • the acquisition time is counted in real time, and compared with the reference time in real time (S500), if the acquisition time is within the reference time (yes), the acquired center Compare the dimensionless relative concentration of the first reference concentration and the dimensionless relative concentration and the second reference concentration of the obtained surface portion (S600).
  • the position in the longitudinal direction of the strand where the dimensionless relative concentration at the center reaches the first reference concentration is mixed with the start position of the mixing section and the position in the longitudinal direction of the strand where the dimensionless relative concentration at the surface portion reaches the second reference concentration.
  • the mixing point position is predicted from the start point to the end point of the mixing section (S700). That is, when the dimensionless relative concentration at the center reaches the first reference concentration, the acquisition of the dimensionless relative concentration at the center is repeated or terminated, and the position of the strand where the dimensionless relative concentration at the center reaches the first reference concentration is determined. Set to the starting position, that is, the first trimming position.
  • the acquisition of the dimensionless relative concentration of the surface portion is repeated or terminated, and the position of the strand where the dimensionless relative concentration of the surface portion reaches the second reference concentration is determined.
  • the end position that is, the second trimming position.
  • the cutting machine cuts each of the first cutting position and the second cutting position, thereby cutting the mixing part predicted from the strand (S1100).
  • the dimensionless relative concentration of the center portion does not reach the first reference concentration or if the dimensionless relative concentration of the surface portion does not reach the second reference concentration, acquiring the dimensionless relative concentration of each of the center portion and the surface portion of the strand (S410). And the step of calculating the position of the dimensionless relative concentration (S420) is repeated. Further, for example, when the dimensionless relative concentration of the center portion reaches the first reference concentration, but the dimensionless relative concentration of the surface portion does not reach the second reference concentration, acquisition of the dimensionless relative concentration of the center portion is repeated or terminated. Repeat the process of acquiring the dimensionless relative concentration and calculating the position of the surface.
  • the acquisition of the dimensionless relative concentration of the surface portion is repeated or terminated, Repeat the process of obtaining dimensional relative concentration and calculating position.
  • the acquisition time is counted in real time, and compared with the reference time in real time (S500), the acquisition time exceeds the reference time ( NO), the dimensionless concentration acquisition of each of the central portion and the surface portion of the strand is finished (S800). Then, it is determined whether the combination between the previous steel grade and the subsequent steel grade currently being operated is a kind included in the preset mixing section cut length table (S900).
  • the strand is cut by the cutting length in the mixing section cutting length table (S1200).
  • the length of the cut may be cut based on the meniscus position of the strand.
  • the cut is made to the maximum cut length based on the meniscus position of the strand (S1300).
  • the dimensionless concentration acquisition position is not limited to the central portion and the surface portion dimensionless concentration, it is possible to predict the mixing unit by obtaining the dimensionless concentration at a plurality of positions in the height direction of the strand or positions of different heights of the strand.
  • the steel grade that is relatively first casting operation is named the previous steel grade
  • the steel grade that is subsequently started casting operation is called the subsequent steel grade.
  • the content overlapping with the above description will be omitted or briefly described.
  • the peripheral speed is lowered at the end of the operation of the previous steel grade, and when the residual amount of the previous steel grade of the tundish is less than a predetermined amount, the PLC (Programmable Logic System) transmits a virtual opening signal of the subsequent ladle (S200).
  • the tundish weight is measured in millisecond (ms) units, for example, 200 ms units, from the time point at which the subsequent ladle virtual opening signal is transmitted (S220).
  • an average value of the tundish weights is calculated at intervals of the second and second units of the tundish weight detected in millisecond (ms), for example, one second or two seconds (S230), and the calculated average turn.
  • the weight of the dish is analyzed in real time, and it is determined whether it continuously rises (S240). That is, when W td (t)-W td (t- ⁇ t) and W td (t)-W td (t-2 * ⁇ t) are both greater than or equal to '0', t-2 * ⁇ Determine t as the opening time of the subsequent ladle to detect the subsequent ladle opening signal (S200).
  • data for predicting the strand mixing unit is stored in the controller of the continuous casting facility (S100). That is, it receives the molten steel remaining amount of the tundish, the casting speed, the component concentration of the molten steel (hereinafter referred to as the previous steel grade) of the steel grade currently being operated, and the component concentration of the molten steel (hereinafter referred to as the subsequent steel grade) of the steel grade subsequently supplied to the tundish. , Save. At this time, the remaining amount and casting speed of the tundish from the time point t-4 * ⁇ t is stored, so that the mixing unit can be predicted in real time. In addition, in the case of continuous casting equipment in which several strands are generated, the operation of each strand is determined and the casting speed in each strand is stored.
  • the first reference concentration and the second reference concentration are set for predicting the mixture of the different steel types of the strand solidified and drawn out of the mold by using the respective component concentrations of the previous steel grade and each component concentration data of the subsequent steel grade stored above. (S300). More specifically, the lowest dimensionless concentration value among the upper limit dimensionless concentration values for each component of the previous steel grade is set as the first reference concentration. Further, of the lower limit dimensionless concentration values for each component of subsequent steel grades, the best dimensionless concentration value is set as the second reference concentration. When calculating the dimensionless concentration for each component concentration, if the lower limit dimensionless concentration of the previous grade is larger than the upper limit dimensionless concentration of the previous grade, the lower dimensionless concentration value of the previous grade is the upper limit dimensionless concentration value of the previous grade.
  • the upper limit dimensionless concentration value of the previous steel grade is replaced by the lower limit dimensionless concentration value of the previous steel grade.
  • the lower limit dimensionless concentration value of the subsequent grades is larger than the upper limit dimensionless concentration of the subsequent grades, the lower limit dimensionless concentration value of the subsequent grades is the upper limit dimensionless concentration value of the subsequent grades, in the same manner.
  • the concentration value is replaced with the lower limit dimensionless concentration value of the subsequent steel grade. This applies when the component concentration of the previous grade is higher than the component concentration of the subsequent grade.
  • the first reference concentration and the second reference concentration are reference values for predicting the mixing part, and are changed according to the type and combination of the previous steel grade and the subsequent steel grade.
  • the dimensionless relative concentration of each of the center and surface portions of the strand is measured in real time from the time when the subsequent ladle opening signal is detected, that is, from t-2 * ⁇ t. And calculates the dimensionless relative concentration calculation time from the time point (t-2 * (DELTA) t) at which the next ladle opening signal is detected (S410). Further, the position of the strand at the time when the subsequent ladle opening signal is sent is set to the position where the dimensionless relative concentration measurement of the strand surface portion starts. Then, the position of -4 ⁇ 4m at the strand position at the time of the subsequent ladle opening is set to the position where the dimensionless relative concentration acquisition of the strand center starts.
  • the method for obtaining the dimensionless relative concentration of the central portion and the surface portion first calculating the subsequent molten steel inflow volume flow rate Q td-in in tundish using Equation 5 (S411), calculated Applying the subsequent molten steel inflow volume flow rate Q td-in in tundish to Equation 6 to calculate the average dimensionless relative concentration (C ave (t + ⁇ t)) of the molten steel in tundish at this time (S412) ),
  • the mean dimensionless relative concentration (C ave ) of the molten steel in the tundish at the present time is calculated (S413), the dimensionless relative concentration of the molten steel discharged from the tundish calculated at the present time is applied to Equation 8 in the mold at the present
  • the dimensionless relative concentration (C md-in (t + ⁇ t)) of the molten steel flowing into the mold at the present time in the equation (8) is the dimensionless relative concentration (C td- ) of the molten steel discharged from the tundish at this time out (t + ⁇ t)), the dimensionless relative concentration (C td -out (t + ⁇ t)) of the molten steel discharged from the tundish at the present time calculated by the equation (7) is introduced into the mold of the equation (8). It is applied to the dimensionless relative concentration of molten steel (C md-in (t + ⁇ t)).
  • Equation 7 for calculating the dimensionless relative concentration (C td -out (t + ⁇ t)) of molten steel discharged from the tundish at the present time, and the type of steel discharged from the mold at the present time By applying the interpolation coefficient value for the surface portion calculation to the interpolation coefficient f in each of the equations 9 for calculating the dimensionless relative concentration C md-out (t + ⁇ t), the dimensionless relative portion of the strand surface portion The concentration can be calculated.
  • the position in the strand length direction having the calculated dimensionless relative concentration of the central portion and the dimensionless relative concentration of the surface portion is calculated (S420).
  • the position of the strand having the dimensionless relative concentration of the calculated surface portion is the product of the mold discharge volume flow rate Q md-out and the liquid molten steel density in the strand, as shown in Equation 10, and the area A md of the cross section of the strand. Calculated by dividing by the product of the solid phase density ( ⁇ s ) of the molten steel.
  • the position of the strand having the dimensionless relative concentration of the obtained central portion is -4 ⁇ 4m from the position of the strand having the dimensionless relative concentration of the surface portion calculated at the same point in time.
  • the concentration calculation time is calculated while calculating the longitudinal position of the strands having the dimensionless relative concentrations of the obtained center and surface portions, respectively.
  • the reference time is compared with the real time (S500). If the calculation time is within the reference time (yes), the dimensionless relative concentration of each of the center and the surface portion of the calculated strand is compared with the first and second reference concentration (S600).
  • the concentration calculation is terminated and the mixing unit is foreseen (S700). That is, when the dimensionless relative concentration of the central portion obtained in real time reaches the first reference concentration, the calculation of the longitudinal position of the strand having the dimensionless relative concentration of the central portion is terminated, and the dimensionless relative of the central portion that reaches the first reference concentration is finished. Set the strand position of the concentration to the starting position of the mixing section.
  • the cutting machine automatically cuts each of the mixing part starting point and the ending point, thereby cutting out the two kinds of mixing parts from the strand (S1100).
  • the dimensionless relative concentration of the center portion does not reach the first reference concentration or if the dimensionless relative concentration of the surface portion does not reach the second reference concentration, acquisition of the dimensionless relative concentration of the center portion and the surface portion of the strand (S410) and the corresponding The position calculation step (S420) of the dimensionless relative concentration is repeated.
  • the concentration acquisition and position calculation time exceed the reference time (NO)
  • the concentration acquisition and position calculation of the central and surface portion of the strand is terminated (S800).
  • the strand is cut by the cut length in the mixing section cut length table (S1200). In this case, the length of the cut may be cut based on the meniscus position of the strand.
  • the cutting is performed at a predetermined cutting length, for example, the maximum length, based on the meniscus position of the strand (S1300). After cutting a certain length, the cast before and after the mixing part is set as an ideal material and the component is verified by the component analyzer.
  • 15 is a graph analyzing the length of the mixing unit for one year through the mixing unit predicting method according to an embodiment of the present invention.
  • the length of the mixing part varies from 0 to 23 m depending on the real time operation method and the concentration of the steel grade. That is, in the present invention, the cutting section was foreseen and trimmed by calculating the length and position of the mixing section for each of the two steel type operations without cutting to a constant length regardless of the operating conditions, as in the prior art. . More specifically, the dimensionless relative concentrations of each of the center and surface portions of the strand were obtained in real time, and the length and position of the mixing portion were derived using the same. Therefore, the present invention can prevent a decrease in profitability due to overcutting of the mixing part, and prevent a problem in which defective products due to undercutting of the mixing part are shipped to the customer.
  • Continuous casting method of two kinds of steel according to the present invention can be cut automatically by predicting the mixing portion of the strand prepared by mixing the previous steel and the subsequent steel. Therefore, as the position and length prediction accuracy of the mixing section is improved, it is possible to prevent a decrease in profitability due to excessive cutting of the mixing section, and to prevent defective products caused by undercutting of the mixing section. There is an effect that the productivity of the cast steel is improved.

Abstract

본 발명은 이강종의 연속주조 방법으로서, 연속주조되는 스트랜드의 중심부 및 표면부에서 이전 강종에 대한 후속 강종의 무차원 상대 농도를 각각 실시간으로 획득하는 과정, 실시간으로 획득되는 중심부 및 표면부의 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드의 길이 방향의 위치를 산출하는 과정, 획득되는 중심부 및 표면부의 무차원 상대 농도들을 기준 농도와 각각 비교하여 상기 스트랜드에서 혼합부를 예지하는 과정, 예지된 혼합부를 절사하는 과정; 을 포함하는 이강종의 연속주조 방법. 따라서, 본 발명의 실시형태들에 의하면, 종래와 같이, 이강종의 조업시 마다 조업 조건에 상관없이 일정한 길이로 절사하지 않고, 이강종 조업시마다 스트랜드의 중심부와 표면부 각각의 무차원 농도를 획득하고, 획득되는 무차원 농도를 가지는 스트랜드 위치를 산출하여, 혼합부의 위치 및 길이를 예지한다. 따라서, 혼합부의 위치 및 길이 예지 정확성이 향상됨에 따라, 혼합부의 과대 절사로 인한 수익성 하락을 방지할 수 있으며, 혼합부의 과소 절사로 인한 불량 제품이 고객사로 출하되는 문제를 방지할 수 있다.

Description

이강종의 연속주조 방법
본 발명은 이강종의 연속주조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 서로 다른 강종을 연속주조하는 방법에 있어서, 이전 강종과 후속 강종이 혼합되어 제조된 스트랜드의 혼합부를 예지하여 자동으로 절사할 수 있는 이강종의 연속주조 방법에 관한 것이다.
이종 강종(즉, 이강종)의 연속주조 조업은 현재 처리 중인 강종의 용강(이하, 이전 강종)의 성분과 다른 성분을 가지는 새로운 강종의 용강(이하, 후속 강종)을 이용하여 연속주조하는 조업이다. 이를 위해, 이전 강종의 조업 말기에 후속 래들에 담긴 후속 강종의 용강을 턴디시로 공급한다. 이때, 턴디시 내에서는 이전 강종의 용강과 후속 강종의 용강이 혼합되고, 혼합된 용강은 침지노즐(Submerged Entry Nozzle)을 통해 몰드 내로 주입된다.
이로 인해, 주조된 스트랜드의 일부 영역에 필수불가결하게 이강종이 혼합되어 제조된 혼합부가 발생되며, 이러한 혼합부는 판매 제품의 성분 규격을 만족하지 않기 때문에 절사되어 대부분 고철로 재사용된다.
한편, 종래에는 이강종의 연속주조에 의해 발생되는 혼합부를 절사하기 위해, 스트랜드의 메니스커스(Meniscus) 위치를 기준으로 일정한 길이로 절사하였다. 하지만 이러한 절사 방법의 경우, 강종의 변화 또는 주조 속도와 같은 여러 변수와 관계없이, 스트랜드의 메니스커스(Meniscus) 위치를 기준으로 일정한 길이로 절사하는 것이기 때문에, 절사되는 혼합부의 위치가 정확하지 않다. 따라서, 실제 혼합부에 비해 과도하게 많이 절사되어 생산율이 저하되는 요인이 되거나, 실제 혼합부에 비해 적게 절사되어 혼합부가 섞여있는 상태로 제품으로 판매되는 문제가 있다.
이러한 문제의 해결을 위해, 이전 강종과 후속 강종의 종류 및 그 조합에 따라 혼합부의 길이를 데이타화하여 테이블로 만들고, 이강종의 조업 시에, 이전 강종과 후속 강종의 종류 및 그 조합에 따라 해당 절사 길이로 절사를 실시하였다. 하지만, 이러한 절사 방법에서도 혼합부가 과도하게 절사되어 설계 규격을 만족하는 영역이 혼합부와 같이 절사되어 폐기되거나, 혼합부가 모두 절사되지 못하고 일부가 제품에 섞이는 문제가 여전히 발생되었다.
또한, 종래의 다른 방법으로는, 한국등록특허 10-0419886에 개시된 바와 같이, 이전에 수행된 조업의 래들 무게 변화량, 턴디시 무게 변화량, 주조 속도 등과 같은 조업 데이타를 이용하여 주조 중인 스트랜드의 이전 강종과 후속 강종의 혼합 농도를 계산하였다. 그리고 유체역학적 원리에 의해 계산된 혼합 농도를 적용하여 혼합부를 결정하고, 상기 혼합부의 양 단의 위치에서 절사를 실시하였다. 그런데, 이러한 혼합부 결정 방법의 경우, 스트랜드의 단면 위치 별, 즉 표면부와 중심부의 고려 없이 혼합 농도 및 혼합부를 예지하였다. 따라서, 혼합부의 예지 정확성 또는 신뢰성이 낮아, 혼합부의 적어도 일부가 제품에 섞여 고객사로 전달되는 일이 여전히 발생되고 있는 실정이다.
본 발명은 서로 다른 강종을 연속주조하는 방법에 있어서, 이전 강종과 후속 강종이 혼합되어 제조된 스트랜드의 혼합부를 예지하여 자동으로 절사할 수 있는 이강종의 연속주조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 스트랜드의 혼합부의 위치를 산출하여, 혼합부의 위치 및 길이의 예지 정확성을 향상시켜, 이강종 연속주조에 따른 혼합부로 인한 제품 불량을 방지할 수 있는 연속주조 방법을 제공한다.
본 발명은 이강종의 연속주조 방법으로서, 연속주조되는 스트랜드의 내부 및 표면부에서 이전 강종에 대한 후속 강종의 무차원 상대 농도를 각각 실시간으로 획득하는 과정; 실시간으로 획득되는 내부 및 표면부의 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드의 길이 방향의 위치를 산출하는 과정; 상기 획득되는 내부 및 표면부 무차원 상대 농도들을 기준 농도와 각각 비교하여 상기 스트랜드에서 혼합부를 예지하는 과정; 및 상기 예지된 혼합부를 절사하는 과정; 을 포함한다.
상기 무차원 상대 농도를 획득하는 상기 스트랜드의 위치는 상기 스트랜드의 높이 방향에서의 중심부 및 표면부이다.
본 발명은 이강종의 연속주조 방법으로서, 턴디시에서의 이전 강종과 후속 강종의 상대적 량과, 몰드에서의 이전 강종과 후속 강종의 상대적 량을 이용하여, 상기 몰드로부터 응고되어 연속주조되는 스트랜드의 높이 방향에서의 복수 위치에서 각각 이전 강종에 대한 후속 강종의 무차원 상대 농도를 실시간으로 획득하는 과정; 실시간으로 획득되는 상기 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드의 길이 방향의 위치를 산출하는 과정; 상기 획득되는 상기 무차원 상대 농도들을 기준 농도와 각각 비교하여 상기 스트랜드에서 혼합부를 예지하는 과정; 및 상기 예지된 혼합부를 절사하는 과정; 을 포함한다.
상기 무차원 상대 농도를 획득하는 상기 스트랜드의 높이 방향에서의 복수 위치는 상기 스트랜드의 중심부 및 표면부를 포함한다.
상기 연속주조되는 스트랜드에서 이전 강종에 대한 후속 강종의 무차원 상대 농도를 실시간으로 획득하는 과정 전에, 상기 기준 농도를 설정하는 과정을 포함하고, 상기 기준 농도를 설정하는 과정은, 상기 이전(以前) 강종의 각 성분들에 대한 상한 농도들 중에서 최하한 농도를 제 1 기준 농도로 설정하는 과정; 상기 후속 강종의 각 성분들에 대한 하한 농도들 중에서 최상한 농도를 제 2 기준 농도로 설정하는 과정; 을 포함한다.
상기 제 1 기준 농도 및 제 2 기준 농도를 설정하는 과정에 있어서, 상기 이전 강종의 성분 농도를 하한 무차원 농도와 상한 무차원 농도로 산출하는 과정; 상기 이전 강종의 각 성분들에 대한 상한 무차원 농도 중, 최하한 무차원 농도를 제 1 기준 농도로 설정하는 과정; 상기 후속 강종의 성분 농도를 하한 무차원 농도와 상한 무차원 농도로 산출하는 과정; 상기 후속 강종의 각 성분들에 대한 하한 무차원 농도 중, 최상한 무차원 농도를 제 2 기준 농도로 설정하는 과정;을 포함한다.
상기 이전 강종의 각 성분 농도를 하한 무차원 농도와 상한 무차원 농도로 산출하는데 있어서, 상기 이전 강종의 하한 무차원 농도가 이전 강종의 상한 무차원 농도보다 클 경우, 이전 강종의 하한 무차원 농도값은 이전 강종의 상한 무차원 농도값으로 치환하고, 이전 강종의 상한 무차원 농도값은 이전 강종의 하한 무차원 농도값으로 치환하는 과정; 을 포함하고, 상기 후속 강종의 각 성분 농도를 하한 무차원 농도와 상한 무차원 농도로 산출하는데 있어서, 상기 후속 강종의 하한 무차원 농도가 후속 강종의 상한 무차원 농도보다 클 경우, 후속 강종의 하한 무차원 농도값은 후속 강종의 상한 무차원 농도값으로 치환하고, 후속 강종의 상한 무차원 농도는 후속 강종의 하한 무차원 농도로 치환하는 과정;을 포함한다.
상기 획득되는 중심부 및 표면부의 무차원 상대 농도 중 적어도 어느 하나의 무차원 상대 농도가 기준 농도를 벗어나면 혼합 상태로 판단하고, 상기 획득되는 중심부 및 표면부의 무차원 상대 농도 중 적어도 어느 하나의 무차원 상대 농도가 기준 농도를 벗어나는 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드의 길이 방향의 위치를 혼합부로 판단한다.
상기 획득되는 중심부의 무차원 상대 농도가 기준 농도에 도달하는 스트랜드의 길이 방향의 위치를 혼합부의 시작점으로 판단하고, 상기 획득되는 표면부의 무차원 상대 농도가 기준 농도에 도달하는 스트랜드의 길이 방향의 위치를 혼합부의 종료점으로 판단한다.
상기 이전 강종에 대한 후속 강종의 무차원 상대 농도를 획득하는 과정 전에, 턴디시의 용강 잔탕량, 주조 속도, 이전 강종 및 후속 강종 각각의 농도 데이타를 온라인(Online)으로 전송받아, 저장하는 과정; 및 후속 래들의 개공 신호를 검출하는 과정을 포함하는 과정;을 포함한다.
상기 후속 래들의 개공 신호가 검출되는 시점으로부터 상기 스트랜드의 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도를 실시간으로 획득하고, 상기 후속 래들의 개공 신호가 검출되는 시점으로부터 무차원 농도 획득 시간을 카운트하여 기준 시간과 실시간으로 비교하는 과정; 상기 무차원 농도 획득 시간이 기준 시간 이하인 경우, 상기 획득된 중심부의 무차원 상대 농도를 제 1 기준 농도와 비교하고, 상기 획득된 표면부의 무차원 상대 농도를 제 2 기준 농도와 비교하는 과정; 상기 농도 획득 시간이 기준 시간을 초과하는 경우, 상기 스트랜드의 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도 획득을 종료하는 과정;을 포함한다.
상기 스트랜드의 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도 획득을 종료한 후, 상기 이전 강종과 후속 강종 간의 종류가 기 설정된 이강종 절사 테이블에 포함된 종류인지 판단하는 과정; 현재 조업중인 이전 강종과 후속 강종 간의 종류가 기 설정된 이강종 절사 테이블에 포함된 종류인 경우, 해당 이강종 종류의 절사 길이로 절사하는 과정; 현재 조업중인 이전 강종과 후속 강종 간의 종류가 기 설정된 이강종 절사 테이블에 포함되지 않는 경우, 기 설정된 일정한 절사 길이로 절사하는 과정;을 포함한다.
상기 후속 래들 개공 신호를 검출하는 과정에 있어서, 가상의 래들 개공 신호를 송출하는 과정; 상기 가상의 래들 개공 신호가 송출되는 시점으로부터 밀리세컨드(ms) 시간 단위로 턴디시의 무게를 실시간으로 검출하는 과정; 상기 밀리세컨드(ms) 단위로 검출된 턴디시의 무게를 세컨드(s: second) 단위의 일정 시간 간격의 평균 턴디시 무게로 산출하는 과정; 및 상기 평균 턴디시 무게가 지속 상승하는 시점을 통해 후속 래들 개공 시점을 설정하는 과정;을 포함한다.
Wtd(t)를 현시점의 턴디시 잔탕량 무게, Wtd(t-△t)를 이전 시점의 턴디시 잔탕량 무게라 할 때, Wtd(t) - Wtd(t-△t)와, Wtd(t) - Wtd(t-2*△t)가 모두 '0' 보다 크거나 같을 때, t-2*△t를 후속 래들의 개공 시점으로 판단하고, 상기 t-2*△t 시점부터 스트랜드의 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도를 획득하며, t-4*△t 시점부터 턴디시 잔탕량과 주조 속도를 저장한다.
상기 스트랜드의 중심부 및 표면부에서 이전 강종에 대한 후속 강종의 무차원 상대 농도를 획득하는 과정은, 턴디시 내 후속 용강의 유입 체적 유량(Qtd-in)을 산출하는 과정; 상기 턴디시 내 후속 용강의 유입 체적 유량(Qtd-in)을 이용하여 현 시점에서의 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Ctd-ave(t+△t))를 산출하는 과정; 상기 현 시점의 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Ctd-ave(t+△t))를 이용하여, 현 시점에서 턴디시로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도(Ctd-out(t+△t))를 산출하는 과정; 상기 현 시점의 턴디시로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도(Ctd-out(t+△t))를 이용하여, 현 시점에서 몰드 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Cmd-ave(t+△t))를 산출하는 과정; 상기 현 시점의 몰드 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Cmd-ave(t+△t))와 현 시점에서 몰드로 유입되는 용강의 무차원 농도(Cmd-in(t+△t)를 이용하여, 현 시점에서 몰드로부터 배출되는 스트랜드의 무차원 상대 농도(Cmd_out(t+△t))를 산출하는 과정;을 포함한다.
상기 턴디시 내 후속 용강의 유입 체적 유량(Qtd-in)은 수학식 5에 의해 산출되고,
[수학식 5]
Figure PCTKR2013012130-appb-I000001
(Wtd(t)는 이전 시점의 턴디시 내 용강 총무게, Wtd(t+△t)는 현 시점의 턴디시 내 용강 총무게, Qtd-out는 턴디시로부터 배출되는 용강 체적 유량, ρL는 액상 용강의 밀도)
상기 현 시점에서의 턴디시 내 용강 평균 농도(Ctd-ave(t+△t))는 수학식 6에 의해 산출되며,
[수학식 6]
Figure PCTKR2013012130-appb-I000002
(Ctd_ave(t)는 이전 시점의 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도, Qtd-in(t)은 이전 시점에서 턴디시 내로 유입되는 용강의 유입 체적 유량, Ctd-in(t)는 이전 시점의 턴디시 내 후속 용강의 유입 농도(무차원 상대 농도), Qtd-out(t)는 이전 시점의 턴디시로부터 배출되는 용강 체적 유량, Ctd-out(t)은 이전 시점의 턴디시로부터 배출되는 용강 농도(무차원 상대 농도), ρL는 액상 용강의 밀도)
상기 현 시점에서 턴디시로부터 배출되는 용강 농도(Ctd-out(t+△t))는 수학식 7에 의해 산출되고;
[수학식 7]
Figure PCTKR2013012130-appb-I000003
(ftd는 턴디시 내외삽 계수, Ctd_ave(t+△t)는 현 시점에서 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도, Ctd-in(t+△t)은 현 시점에서 턴디시로 유입되는 용강의 무차원 상대 농도)
상기 현 시점에서 몰드 내 용강 평균 농도(Cmd-ave(t+△t))는 수학식 8에 의해 산출되며,
[수학식 8]
Figure PCTKR2013012130-appb-I000004
(Wmd(t)는 이전 시점에서 몰드 내 용강 총 무게, Cmd-ave(t)는 이전 시점에서 몰드 내 용강의 평균 무차원 상대 농도, Qmd-in(t)은 이전 시점에서 몰드 내 용강의 유입 체적 유량, Cmd-in(t)는 이전 시점에서의 몰드 내 용강의 유입 농도(무차원 상대 농도), Wmd(t+△t)는 현 시점에서 몰드 내 용강 총 무게, Qmd-out(t)은 몰드로부터 배출되는 용강 체적 유량, Cmd-out(t)은 이전 시점에서 몰드로부터 배출되는 스트랜드의 무차원 상대 농도, ρL는 액상 용강의 밀도)
상기 현 시점에서 몰드로부터 배출되는 스트랜드의 농도(Cmd_out(t+△t))는 수학식 9에 의해 산출된다.
[수학식 9]
Figure PCTKR2013012130-appb-I000005
(fmd는 몰드 내외삽 계수, Cmd_ave(t+△t)는 현 시점에서 몰드 내 용강의 평균 무차원 상대 농도, Cmd-in(t+△t)는 현 시점에서 몰드로 유입되는 용강의 무차원 상대 농도)
상기 스트랜드 중심부의 무차원 상대 농도를 산출하는 과정에 있어서, 상기 수학식 7의 내외삽 계수(ftd)에 4±2를 적용하고, 상기 수학식 9의 내외삽 계수(fmd)에 0.7±0.4를 적용하여 스트랜드 중심부의 무차원 농도(Cmd-out-center)를 산출한다.
상기 스트랜드 표면부의 무차원 상대 농도를 산출하는데 있어서, 상기 수학식 7의 내외삽 계수(ftd)는 2.2±0.6을 적용하고, 상기 수학식 9의 내외삽 계수(fmd)에 0.5±0.2를 적용하여 스트랜드 표면부의 무차원 상대 농도(Cmd-out-surface)를 산출한다.
상기 수학식 5, 6, 8 각각에서의 밀도(ρL) 값으로 액상 용강 밀도를 사용하며, 상기 용강 밀도로 7000 내지 7400 kg/m3 값을 적용한다.
상기 스트랜드 표면부의 무차원 상대 농도 획득이 시작되는 상기 스트랜드의 위치를 설정하는 과정; 및 상기 스트랜드 중심부의 무차원 상대 농도 획득이 시작되는 상기 스트랜드의 위치를 설정하는 과정;을 포함하고,
상기 후속 래들 개공 시점에서의 스트랜드 위치를 상기 스트랜드 표면부의 무차원 상대 농도 획득이 시작되는 위치로 설정하고, 상기 후속 래들 개공 시점에서의 스트랜드 위치에서 -4±4m 위치를 상기 스트랜드 중심부의 무차원 상대 농도 획득이 시작되는 위치로 설정한다.
상기 획득된 표면부의 무차원 상대 농도를 가지는 상기 스트랜드의 길이 방향 위치를 산출하는 과정에 있어서, 스트랜드의 단면의 면적(Amd)을 용강의 고상 밀도(ρs)로 나눈 값으로, 상기 몰드로부터 배출되는 용강 체적 유량(Qmd-out)을 나누는 수학식 10에 의해 산출된다.
[수학식 10]
Figure PCTKR2013012130-appb-I000006
(Qmd_out는 몰드로부터 배출되는 용강 체적 유량, Amd는 스트랜드의 단면의 면적, ρs는 고상 용강 밀도로서, 7600 내지 8000 kg/m3 적용)
상기 획득된 중심부의 무차원 상대 농도를 가지는 상기 스트랜드의 길이 방향 위치를 산출하는 과정에 있어서, 상기 획득된 표면부의 무차원 상대 농도를 가지는 위치에서 -4±4m 위치를 중심부의 무차원 상대 농도를 가지는 위치로 설정한다.
상기 실시간으로 획득되는 스트랜드 중심부의 무차원 상대 농도가 제 1 기준 농도에 도달하는 스트랜드의 지점으로부터 상기 실시간으로 획득되는 스트랜드 표면부의 무차원 상대 농도가 제 2 기준 농도에 도달하는 스트랜드의 지점까지를 혼합부로 예지한다.
상기 실시간으로 획득되는 스트랜드 중심부의 무차원 농도가 제 1 기준 농도에 도달하는 스트랜드의 위치를 제 1 절사 위치로 설정하는 과정; 상기 실시간으로 획득되는 스트랜드 표면부의 무차원 농도가 제 2 기준 농도에 도달하는 스트랜드의 위치를 스트랜드의 제 2 절사 위치로 설정하는 과정; 상기 제 1 절사 위치와 제 2 절사 위치 각각에서 절사를 실시하여, 상기 혼합부를 절사하는 과정;을 포함한다.
상기 스트랜드의 혼합부를 예지하는 과정 및 예지된 혼합부의 절사 과정이 온라인 프로세스(online process)로 이루어진다.
본 발명의 실시형태들에 의하면, 스트랜드의 중심부와 표면부 각각의 무차원 농도를 획득하고, 이를 이용하여 혼합부의 길이 및 위치를 도출하였다. 즉, 종래와 같이, 이강종 조업 조건에 상관없이 일정한 길이로 절사하지 않고, 이강종 조업시마다 스트랜드의 중심부와 표면부 각각의 무차원 농도를 획득하고, 획득된 무차원 농도를 가지는 스트랜드 위치를 설정하여, 혼합부의 위치 및 길이를 예지한다. 따라서, 혼합부의 위치 및 길이 예지 정확성이 향상됨에 따라, 혼합부의 과대 절사로 인한 수익성 하락을 방지할 수 있으며, 혼합부의 과소 절사로 인한 불량 제품이 고객사로 출하되는 문제를 방지할 수 있다.
도 1은 일반적인 연속주조설비를 나타내는 도면
도 2는 용강의 공급 및 응고 과정을 거쳐 스트랜드 또는 주편으로 제조되는 과정을 설명하기 위한 일반적인 연속주조설비의 요부를 도시한 도면
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스트랜드의 이강종 혼합부 예지 방법 및 이를 이용한 혼합부 절사 방법을 순서적으로 도시한 순서도
도 4 및 도5는 본 발명의 실시예에 따른 연속주조 방법에서 혼합부 절사 방법을 구체적으로 도시한 순서도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 후속 래들 개공 신호 검출 과정을 구체적으로 설명한 순서도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 스트랜드의 이강종 혼합부 예지를 위한 제 1 기준 농도와 제 2 기준 농도를 설정하는 방법을 도시한 순서도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 획득된, 이전 강종과 후속 강종의 성분별 무차원 농도를 나타낸 그래프
도 9는 이강종 연속주조에 의해 제조된 스트랜드의 상하 방향(단면 두께) 및 주조 방향(길이 방향)에서의 Cr의 무차원 농도 분포를 나타난 그래프
도 10은 이강종 연속주조 조업 시에, 시간 경과에 따른 몰드 내 농도 변화를 나타낸 사진
도 11은 이강종 연속주조 조업 시에, 턴디시의 영향을 고려하지 않고, 몰드의 영향만을 고려하여, 최종 응고가 완료된 스트랜드의 길이 방향 및 단면에 대한 농도 분포 계산 결과
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 스트랜드 중심부 및 표면부 무차원 농도를 획득하는 방법을 나타낸 순서도
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 스트랜드의 중심부 및 표면부의 무차원 농도를 획득한 데이타와, 주조된 스트랜드에 대해 길이 방향으로 실제 성분을 측정한 결과를 비교한 그래프
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 예지 방법으로 혼합부를 예지하고, 예지된 혼합부를 채취하여 농도를 측정한 데이타를 비교한 그래프
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 혼합부 예지 방법을 통해 1년간의 혼합부 길이를 분석한 그래프
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
이하에서는 몰드에서 응고되어 상기 몰드 외부로 인출 또는 배출되며, 주조 방향으로 연장 형성된 응고물로서, 절사되기 전 상태를 '스트랜드'라 명명하고, 스트랜드를 소정 길이로 절사한 것을 '주편' 이라 명명한다.
도 1은 일반적인 연속주조설비를 나타내는 도면이다. 도 2는 용강의 공급 및 응고 과정을 거쳐 스트랜드 또는 주편으로 제조되는 과정을 설명하기 위한 일반적인 연속주조설비의 요부를 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 연속주조설비는 정련된 용강을 수용하며, 이동 가능한 래들(100; 110, 120), 래들(100: 110, 120)로부터 공급된 용강을 수용하는 턴디시(200), 턴디시(200)로부터 용강을 공급받아 응고시켜 소정 형상의 스트랜드(S)로 제조하는 몰드(300), 일단이 턴디시(200)와 연결되고 하부의 적어도 일부가 몰드(300) 내로 삽입되도록 설치되어, 턴디시(200) 내의 용강을 몰드로 주입하는 노즐(400), 몰드(300)로부터 인출되는 스트랜드(S)를 주조 방향으로 이송시키는 다수의 롤러(500), 다수의 롤러(500)에 의해 이송중인 스트랜드(S)에 냉각수를 분사하는 다수의 세그먼트(600), 몰드(300)로부터 연속적으로 생산되는 스트랜드(S)를 일정한 크기로 절사하여 소정 형상을 가지는 주편(700)으로 제조하는 절사기(800)를 포함한다. 여기서, 절사기(800)는 가스 토치 또는 유압 전단기 등이 사용될 수 있다.
턴디시(200)는 몰드(300)로 용강을 공급하는 배출구를 가지는데, 연속주조설비에 따라 배출구가 복수개로 마련될 수 있으며, 배출구의 개수와 대응하는 개수로 몰드(300)가 마련된다. 따라서, 복수의 몰드(300)를 가지는 연속주조설비의 경우, 몰드(300)로부터 응고되어 인출되는 스트랜드(S)가 복수개가 된다.
이강종의 연속주조에 있어서, 제 1 래들(110)과 제 2 래들(120)에 서로 다른 성분 강종의 용강이 수용되며, 어느 하나의 래들(110 또는 120)이 턴디시(200)로 용강 공급을 완료하면 다른 래들(110 또는 120)과 위치를 교대할 수 있도록 래들 터릿(미도시)이 180° 회전한다. 이를 통해, 서로 다른 강종의 용강을 턴디시로 교대로 공급할 수 있다. 예를 들어, 제 1 래들(110)에 수용된 용강을 턴디시(200)로 공급하여 먼저 주조를 실시하고, 주조 말기에 제 2 래들(120)의 용강을 턴디시(200)로 공급하여 주조함으로써, 연속적으로 이강종을 주조한다.
이러한 이강종의 연속주조에 있어서, 현재 주조 중이며, 조업 말기인 강종의 용강(이하, 이전 강종)과 후속으로 주입되는 강종의 용강(이하, 후속 강종)이 턴디시(200)와 몰드(300) 내에서 혼합됨에 따라 스트랜드(S)에 이전 강종과 후속 강종이 혼합되어 응고된 혼합부가 발생한다.
따라서, 본 발명에서는 이강종 연속주조에 있어서, 온라인 시스템(Online system)에 의해 스트랜드(S)의 농도를 실시간으로 획득하고, 획득된 농도를 가지는 스트랜드(S)의 위치를 산출하고, 이를 통해 혼합부의 위치를 실시간으로 예지함으로써, 혼합부 예지의 정확성을 향상시키고, 혼합부를 자동으로 절사할 수 있는 이강종의 연속주조 방법을 제공한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스트랜드의 이강종 혼합부 예지 방법 및 이를 이용한 혼합부 절사 방법을 순서적으로 도시한 순서도이다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연속주조 방법에서 혼합부 절사 방법을 구체적으로 도시한 순서도이며, 도 3의 혼합부 예지 방법 및 혼합부 절사 방법을 포함한다.
이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 이강종의 연속주조 시에 스트랜드의 혼합부의 절사 방법을 설명한다. 이때, 복수개의 몰드로부터 응고되어 인출되는 복수의 스트랜드를 가지는 연속주조설비에 있어서, 각 스트랜드는 턴디시 내부의 유동 제어장치, 예컨대, 댐(dam) 혹은 위어(weir)에 의해 균일한 용강이 공급되므로, 각 스트랜드에서의 혼합부 절사 방법은 동일하게 적용된다. 그러므로, 하나의 스트랜드를 적용하는 경우에 대해서만 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스트랜드의 이강종 혼합부 예지 방법은 이강종 연속주조를 위한 공정 변수 또는 공정 데이타를 저장하는 과정(S100), 후속 강종이 수용된 래들(이하, 후속 래들)의 개공 신호를 검출하는 과정(200), 몰드로부터 응고되어 인출되는 스트랜드의 이강종 혼합부 예지를 위한 제 1 기준 농도와 제 2 기준 농도를 설정하는 과정(S300), 스트랜드의 내부 및 표면부에서 이전 강종에 대한 후속 강종의 무차원 상대 농도를 실시간으로 획득하고, 상기 실시간으로 산출되는 내부 및 표면부 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드의 길이 방향의 위치를 산출하는 과정(S400), 획득된 스트랜드 내부 무차원 상대 농도와 제 1 기준 농도를 실시간으로 비교하고, 획득된 스트랜드 표면부 무차원 상대 농도와 제 2 기준 농도를 실시간으로 비교하는 과정(S600), 획득된 내부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도와 제 1 및 제 2 기준 농도 간의 비교 결과에 따라, 스트랜드에서 혼합부를 예지하는 과정(S700), 예지된 혼합부를 절사하는 과정(S1100)을 포함한다.
여기서, 스트랜드의 내부 및 표면부라 함은, 스트랜드의 길이 방향(즉, 좌우 방향) 또는 주조 방향과 교차하는 스트랜드의 상하 방향(또는 높이 방향)에서의 내부와 표면부(surface)이며, 내부는 스트랜드의 상하 방향(또는 높이 방향)에서의 중심부(center)이고, 표면부는 스트랜드의 상부면 및 하부면 중 어느 하나일 수 있다.
또한, 이전 강종에 대한 후속 강종의 무차원 상대 농도는 다시 말하면 이전 강종에 대해 후속 강종이 혼합되어 있는 정도 또는 량이므로, 다른 말로 표현하자면, 이전 강종과 후속 강종이 혼합된 정도 즉, '혼합 농도'라 할 수 있다.
무차원 농도는 일반적인 농도 값을 무차원비 또는 무차원화하여 나타내는 것으로, 0 이상, 1 이하의 값으로 나타내는 농도이다. 이에, 이전 강종에 대한 후속 강종의 무차원 상대 농도도 0 이상, 1 이하의 값으로 나타낼 수 있다. 이전 강종의 무차원 농도를 0으로 하고, 후속 강종의 무차원 농도를 1로 정의한다. 예컨대, 무차원 상대 농도가 1인 경우는 용강 중 또는 스트랜드 중에 후속 강종이 0% 즉, 후속 강종의 유입이 전혀 없는 경우를 의미한다. 반대로, 무차원 상대 농도가 1인 경우는 용강 중 또는 스트랜드 중에 후속 강종이 100%인 경우이다. 예를 들어, 무차원 상대 농도가 0.4인 경우, 용강 또는 스트랜드 중에 이전 강종이 60%, 후속 강종이 40%로 혼합된 것을 의미한다.
실시간으로 획득되는 스트랜드의 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도와 비교되는 제 1 기준 농도 및 제 2 기준 농도는 무차원 농도 값이다.
도 3에 도시된 실시예에 따른 이강종 혼합부 예지 및 절사 방법은 후속 래들 개공 시점부터 산출되는 스트랜드의 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도 획득 시간에 따라 도 3과 같은 상술한 이강종 혼합부 예지 및 절사 방법을 취하거나, 그렇지 않을 수 있다.
다시 말하면, 스트랜드의 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도를 획득하는 농도 획득 시간이 기준 시간 이하일 경우, 상기 획득된 중심부 및 표면부 각각의 무차원 농도를 제 1 및 제 2 기준 농도와 비교하여 혼합부를 예지하는 후속 단계로 진행된다. 그러나, 반대로 스트랜드의 중심부 및 표면부의 농도 획득 경과 시간이 기준 시간을 경과하는 경우, 중심부 및 표면부 각각의 농도 획득 단계를 종료한다. 그리고, 이전 강종과 후속 강종 종류에 따라 기 설정된 혼합부 절사 길이가 데이타화 되어 있는 테이타 테이블에 따라 혼합부를 절사하거나, 이전 강종과 후속 강종 간의 종류와 상관없이 기 설정된 일정 길이로 절사한다.
도 4 및 도 5는 상술한 스트랜드 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도 획득 시간에 따라 혼합부의 위치를 자동 예지하여 절사하거나, 이강종 조합에 따라 기 설정된 혼합부 절사 길이 데이타 테이블을 이용하여 절사하거나, 설정된 일정 길이로 절사하는 일련의 과정을 포함하는 순서도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 이강종의 연속주조 방법은 이강종 연속주조에 따른 공정 데이타를 저장하는 과정(S100), 후속 래들의 개공 신호를 검출하는 과정(S200), 몰드로부터 응고되어 인출되는 스트랜드의 이강종 혼합부의 예지를 위한 제 1 기준 농도와 제 2 기준 농도를 설정하는 과정(S300), 스트랜드의 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도를 실시간으로 획득하여, 현 시점에서 획득된 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드 위치를 산출하는 과정(S400), 스트랜드의 중심부 및 표면부의 무차원 상대 농도 획득 시간을 기준 시간과 비교하는 과정(S500)을 포함한다.
상기에서는 후속 래들의 개공 신호를 검출하는 과정(S200) 후에, 몰드로부터 응고되어 인출되는 스트랜드의 이강종 혼합부의 예지를 위한 제 1 기준 농도와 제 2 기준 농도를 설정하는 과정(S300)을 진행하였다. 하지만 이에 한정되지 않고, 후속래들의 개공 신호를 검출하는 과정(S200)과 몰드로부터 응고되어 인출되는 스트랜드의 이강종 혼합부의 예지를 위한 제 1 기준 농도와 제 2 기준 농도를 설정하는 과정(S300)의 순서는 바뀌어도 무관하다.
그리고, 스트랜드의 중심부 및 표면부 무차원 상대 농도 획득 시간이 기준 시간 이하인 경우(yes), 획득된 스트랜드 중심부 무차원 상대 농도와 제 1 기준 농도를 비교하고, 스트랜드 표면부 무차원 상대 농도와 제 2 기준 농도를 실시간으로 비교하는 과정(S600), 획득된 중심부 및 표면부 무차원 상대 농도와 제 1 및 제 2 기준 농도 간의 비교 결과에 따라 스트랜드의 혼합부 위치를 예지, 판단하는 과정(S700), 예지된 혼합부를 절사하는 과정(S1100)을 포함한다.
또한, 스트랜드의 중심부 및 표면부의 무차원 상대 농도 획득 시간이 기준 시간을 초과하는 경우(NO), 스트랜드의 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도 획득을 종료하는 과정(S800), 현재 조업중인 이강종의 종류 즉, 이전 강종과 후속 강종이 기 설정된 혼합부 절사 길이 테이블에 포함된 종류인지 판단하는 과정(S900), 현재 조업중인 이전 강종과 후속 강종의 조합이 기 설정된 절사 길이 테이블에 포함된 종류일 경우(Yes), 조업 중인 이전 강종과 후속 강종의 조합에 해당하는 종류를 혼합부 절사 길이 테이블에서 찾아, 해당 길이로 절사하는 과정(S1200), 현재 조업중인 이전 강종과 후속 강종의 조합이 기 설정된 절사 길이 테이블에 없는 종류일 경우(NO), 정해진 일정 길이 예컨대, 최대 길이로 절사하는 과정(S1300)을 포함한다.
이하에서는 도 6 내지 도 14를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 연속주조 방법의 각 단계에 대해 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 후속 래들 개공 신호 검출 과정을 구체적으로 설명한 순서도이다. 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 스트랜드의 이강종 혼합부 예지를 위한 제 1 기준 농도와 제 2 기준 농도를 설정하는 방법을 도시한 순서도이다. 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 획득된, 이전 강종과 후속 강종의 성분별 무차원 농도를 나타낸 그래프이다. 도 9는 이강종 연속주조에 의해 제조된 주편의 상하 방향(단면 두께) 및 주조 방향(길이 방향)에서의 Cr의 무차원 농도 분포를 나타난 그래프이다. 도 10은 이강종 연속주조 조업 시에, 시간 경과에 따른 몰드 내 농도 변화를 나타낸 사진이다. 도 11은 이강종 연속주조 조업 시에, 턴디시의 영향을 고려하지 않고, 몰드의 영향만을 고려하여, 최종 응고가 완료된 스트랜드의 길이 방향 및 단면에 대한 농도 분포 계산 결과이다. 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 스트랜드 중심부 및 표면부 농도를 획득하는 방법을 나타낸 순서도이다. 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 스트랜드의 중심부 및 표면부의 농도를 획득한 데이타와, 주조된 스트랜드에 대해 길이 방향으로 실제 성분을 측정한 결과를 비교한 그래프이다. 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 예지 방법으로 혼합부를 예지하고, 예지된 혼합부를 채취하여 농도를 측정한 데이타를 비교한 그래프이다.
이강종 연속주조 공정 데이타를 저장하는 단계(S100)에서는, 이강종 조업에 있어서 스트랜드 혼합부의 예지를 위한 변수 데이타인 주조 조건, 이강종의 성분 등의 정보를 저장한다. 즉, 턴디시의 용강 잔탕량, 주조 속도, 현재 조업 중인 강종의 용강(이하, 이전 강종)의 성분 농도와, 턴디시에 후속으로 공급되는 강종의 용강(이하, 후속 강종)의 성분 농도를 저장한다. 이러한 공정 데이타 저장은 이강종의 조업시마다 초기화되어 새롭게 설정 및 저장되는 것이 바람직하다. 또한, 연속주조설비로부터 여러개의 스트랜드가 인출되는 경우, 각 스트랜드에 대한 주조 속도를 저장한다.
본 발명의 실시예에서는 후속 래들 개공 시점으로부터 스트랜드의 무차원 상대 농도를 획득한다. 따라서 후속 강종이 저장된 래들이 개공되는 신호를 정확히 검출할 필요가 있다. 도 6을 참조하면, 후속 래들의 개공 신호 검출 과정(S200)은, 후속 래들의 가상의 개공 신호를 송출하는 단계(S210), 후속 래들의 가상 개공 신호가 송출되는 시점으로부터 실시간으로 턴디시 무게를 검출하는데, 밀리세컨드(ms) 단위로 검출하는 과정(S220), 밀리세컨드(ms) 단위로 검출된 턴디시 무게를 세컨드(s; second) 간격의 평균 턴디시 무게로 산출하는 과정(S230), 평균 턴디시 무게 데이타를 실시간으로 수신하여, 시간 경과에 따라 산출된 평균 턴디시 무게가 지속 상승하는지 여부를 판단하는 과정(S240), 평균 턴디시 무게가 지속 상승하는 시점을 후속 래들의 개공 시점으로 설정하는 과정(S250)을 포함한다.
한편, 종래에는 후속 래들 개공 신호를 검출하는 데 있어서, 후속 래들의 슬라이드 게이트가 일정한 개도율 이상, 예컨대 100% 오픈되면, 그 신호를 받아 후속 래들 개공 신호로 검출하였다. 그런데, 슬라이드 게이트가 오픈되더라도, 후속 래들의 배출구가 막혀 용강이 배출되지 않는 일이 빈번히 발생하였다. 이와 같이 래들로부터 용강이 배출되지 않더라도 슬라이드 게이트만의 동작을 감지하여 후속 래들 오픈 신호를 검출함에 따라, 그 정확성이 떨어지는 문제가 있다.
따라서, 종래에는 이러한 문제를 해결하기 위해, 혼합부 예지를 위해 후속 래들 개공 신호를 검출하는데 있어서, 턴디시의 무게를 감지하는 센서를 이용하여 시간에 따라 측정하는데, 밀리세컨드(ms) 단위의 아주 짧은 시간 간격으로 측정하였다. 그리고 밀리세컨드(ms) 단위의 간격으로 실시간으로 측정된 턴디시의 무게 변화값을 분석하여, 턴디시 무게가 지속 상승할 경우, PLC(Programmable Logic System)에서는 후속 래들이 개공(open)되었다는 신호를 송출한다. 그러나, 밀리세컨드(ms) 단위의 아주 짧은 간격으로 측정된 턴디시 무게값은 센서의 민감도에 의해 헌팅(hunting)이 발생한다. 이에 따라, 후속 래들이 실제 개공되지 않은 상황에서도 PLC(Programmable Logic System)에서는 후속 래들의 개공 신호를 송출하는 경우가 빈번히 발생되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, PLC(Programmable Logic System)에서는 턴디시 무게가 지속 상승한 이후에, 지속 상승 시점의 턴디시 무게가 재감지되었을 경우의 시점을 후속 래들의 개공 신호를 송출하였다. 그런데, 지속 상승 시점의 턴디시 무게가 재감지되었을 경우를 개공 신호로 송출함에 따라, 래들 개공 신호는 실제와는 달리 지연 송출되는 경우가 빈번히 발생하였다. 이러한 개공 신호 지연 문제를 해결하기 위해, 지속 상승 시점의 턴디시 무게가 재감지되었을 시점으로부터 그 이전의 10분간의 데이타를 검색하여, 턴디시 무게가 최저인 시점을 후속 래들 개공 신호로 설정하는 작업을 재 수행하였다. 하지만, 이러한 방법은 사후 조치 방법으로써, 후속 래들의 개공 신호를 실시간으로 감지할 수 없는 문제점이 있다. 따라서, 후속 래들의 개공 신호가 여전히 지연 발생되거나, 정확하지 않은 문제가 발생되고, 이는 혼합부 예지 정확성을 저감시키는 요인이 된다.
따라서, 본 발명에서는 이강종 연속주조 조업 시에, 후속 래들의 개공 신호를 정확하게 검출하기 위해, 이강종 조업 조건에 따라, 예컨대, 주조 속도 및 용강 잔탕량을 낮추고, 상기 주조 속도 및 턴디시 잔탕량이 일정 값 이하일 때, PLC(Programmable Logic System)에서 후속 래들의 가상 개공 신호를 송출한다(S210). 이후, 후속 래들의 가상 개공 신호가 송출되는 시점으로부터 밀리세컨드(ms) 단위 예컨대, 200ms 단위로 턴디시 무게를 측정한다(S220). 이어서, 밀리세컨드(ms) 단위로 검출된 턴디시 무게를 세컨드(s; second) 단위 예컨대, 1초 또는 2초 단위의 일정 간격으로 평균 턴디시 무게를 산출하고(S230), 산출된 평균 턴디시 무게를 실시간으로 분석하여, 지속 상승하는지 여부를 판단한다(S240). 즉, 수식으로서 설명하면, 'Wtd'를 턴디시 잔탕량 무게, 't'를 현시점의 시간, t-△t를 이전 시점의 시간이라고 할 때, Wtd(t) - Wtd(t-△t)와, Wtd(t) - Wtd(t-2*△t)가 모두 '0' 보다 크거나 같을 때, t-2*△t를 후속 래들의 개공 시점으로 판단하여, 후속 래들 개공 신호를 송출한다. 그리고, t-2*△t 시점부터 스트랜드의 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도를 계산하며, 이를 위해 t-4*△t 시점부터 턴디시 잔탕량과 주조 속도를 저장하여, 실시간으로 혼합부의 예지가 가능하도록 한다.
이강종의 혼합부 예지를 위해 스트랜드의 중심부의 무차원 상대 농도 및 표면부 무차원 상대 농도와 비교되는 제 1 및 제 2 기준 농도는 무차원 농도값이다. 이하에서는 도 7을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 제 1 및 제 2 기준 농도를 산출하는 방법을 설명한다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 스트랜드의 이강종 혼합부 예지를 위한 제 1 기준 농도와 제 2 기준 농도를 설정하는 방법은, 이전 강종 및 후속 강종 각각의 모든 성분의 농도 데이타를 수신하는 과정(S310a, S310b), 이전 강종의 각 성분들에 대한 하한 무차원 농도와 상한 무차원 농도를 산출하고(S320a), 후속 강종의 각 성분들에 대한 하한 무차원 농도와 상한 무차원 농도를 산출하는 과정(S320b), 이전 강종의 각 성분들에 대한 상한 무차원 농도값 중, 최하한 무차원 농도값을 제 1 기준 농도로 설정하고(S330a), 후속 강종의 각 성분들에 대한 하한 무차원 농도값 중, 최상한 무차원 농도를 제 2 기준 농도로 설정하는 과정(S330b)를 포함한다.
즉, 이전 강종의 각 성분들에 대한 하한 무차원 농도는 수학식 1에 의해 산출되고, 이전 강종의 각 성분들에 대한 상한 무차원 농도는 수학식 2에 의해 산출된다. 또한, 이후 강종의 각 성분들에 대한 하한 무차원 농도는 수학식 3에 의해 산출되고, 이후 강종의 각 성분들에 대한 상한 무차원 농도는 수학식 4에 의해 산출된다.
수학식 1
Figure PCTKR2013012130-appb-M000001
수학식 2
Figure PCTKR2013012130-appb-M000002
수학식 3
Figure PCTKR2013012130-appb-M000003
수학식 4
Figure PCTKR2013012130-appb-M000004
상기한 수학식 1내지 4에서, 각 성분 농도에 대한 무차원 농도 산출 시, 이전 강종의 하한 무차원 농도가 이전 강종의 상한 무차원 농도에 비해 클 경우, 이전 강종의 하한 무차원 농도값은 이전 강종의 상한 무차원 농도값으로, 이전 강종의 상한 무차원 농도값은 이전 강종의 하한 무차원 농도값으로 치환한다. 또한, 후속 강종의 하한 무차원 농도가 후속 강종의 상한 무차원 농도에 비해 클 경우, 동일한 방법으로 후속 강종의 하한 무차원 농도값은 후속 강종의 상한 무차원 농도값으로, 후속 강종의 상한 무차원 농도값은 후속 강종의 하한 무차원 농도값으로 치환한다. 이는 이전 강종의 성분 농도가 이후 강종의 성분 농도에 비해 높을 경우에 적용된다.
예를 들어 설명하면, 이전 강종의 C농도가 0.4 wt%(0.38 ~ 0.42 wt%)이고, 이후 강종의 C농도가 0.2 wt%(0.18 ~ 0.22 wt%)일 경우, 무차원 변환을 하게 되면, 이전 강종의 C 무차원 농도는 0(0.1 ~ - 0.1)이 된다. 즉, 이전 강종의 상한 무차원 농도가 -0.1이 되고, 이전 강종의 하한 무차원 농도가 0.1이 되므로, 이를 바꿔준다.
한편, 일반적으로 제조하고자 하는 강종의 종류에 따라 각 성분들에 대한 설계 규격 농도가 있다. 즉, 각 성분들에 대한 농도가 설계 규격 농도 범위에 포함되어야만 제조하고자 하는 강종 조건을 만족하며, 설계 규격 농도 범위는 각 성분 별 최하한치와 최상한치, 그리고 최하한치와 최상한치 사이의 값을 포함하고 있다. 이에, 이강종의 연속주조에 있어서도, 이전 강종의 각 성분마다 설계 규격 농도 범위가 있고, 후속 강종의 각 성분마다 설계 규격 농도 범위가 있다.
또한, 이전 강종의 각 성분들에 대한 농도라 함은, 현재 이강종 조업에서 먼저 주조가 이루어지는 용강의 각 성분들의 농도이고, 이는 턴디시로 용강이 공급되기 전에 정련 과정을 통해 결정되는 농도로서, 이전 강종의 설계 규격 농도 범위에 포함되는 농도값이다. 마찬가지로, 후속 강종의 각 성분들에 대한 농도는 후속으로 공급되는 용강의 각 성분들의 농도이며, 역시 턴디시로 공급되기 전에 정련 과정을 통해 결정되는 농도이며, 후속 강종의 설계 규격 농도 범위에 포함되는 농도값이다.
상기한 수학식 1 내지 수학식 4에서는 상술한 바와 같은 이전 강종 설계 규격 하한 농도, 이전 강종 설계 규격 상한 농도, 후속 강종 설계 규격 하한 농도, 후속 강종 설계 규격 상한 농도, 이전 강종 농도 및 후속 강종 농도를 적용하여 이전 강종의 하한 및 상한 무차원 농도와, 후속 강종의 하한 및 상한 무차원 농도를 계산한다. 그리고 이전 강종의 각 성분들에 대한 무차원 상한 농도값 중, 최하한치의 무차원 농도값을 제 1 기준 농도로 설정하고, 후속 강종의 각 성분들에 대한 하한 무차원 농도값 중, 최상한치의 무차원 농도값을 제 2 기준 농도로 설정한다. 또한, 이후 과정에서, 제 1 기준 농도는 실시간으로 산출되는 스트랜드의 중심부 무차원 상대 농도와 비교되는 값이며, 제 2 기준 농도는 실시간으로 산출되는 스트랜드의 표면부 무차원 상대 농도와 비교되는 값이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 산출된, 이전 강종과 후속 강종의 성분별 무차원 농도를 나타낸 그래프이다. 예를 들어, 이전 강종과 후속 강종 각각에 C, Mn, Cr이 함유되어 있고, 상술한 수학식 1 내지 수학식 4에 의해 이전 강종과 후속 강종 각각의 C, Mn, Cr 성분에 대한 하한 무차원 농도와 상한 무차원 농도를 계산하면 도 8과 같다. 도 8을 참조하면, C, Mn, Cr 각각의 상한 무차원 농도 중, Cr의 상한 무차원 농도가 C, Mn의 상한 무차원 농도에 비해 작다. 이에, Cr의 상한 무차원 농도를 제 1 기준 농도로 설정한다. 그리고, C, Mn, Cr 각각의 하한 무차원 농도 중, Cr의 하한 무차원 농도가 C, Mn의 상한 무차원 농도에 비해 크다. 이에, Cr의 하한 무차원 농도를 제 2 기준 농도로 설정한다. 따라서, 도 8의 예에 의하면, 혼합부를 예지하는 무차원 농도의 최하한치인 제 1 기준 농도는 0.07, 최상한치인 제 2 기준 농도는 0.95이다. 다시 말하면, 혼합부의 무차원 농도는 0.07 이상 내지 0.95 이하이며, 실시간으로 산출되는 스트랜드의 중심부 무차원 상대 농도가 0.07인 지점으로부터 표면부 무차원 상대 농도가 0.95인 지점까지의 영역이 혼합부로 예지된다.
이와 같이, 이전 강종의 각 성분의 최상한치 무차원 농도들 중 최하한치의 무차원 농도를 제 1 기준 농도로 하여 실시간으로 산출되는 중심부의 무차원 상대 농도와 비교하고, 후속 강종의 각 성분의 최하한치 무차원 농도들 중 최상한치의 무차원 농도를 제 2 기준 농도로 하여 실시간으로 산출되는 표면부의 무차원 상대 농도와 비교하는 이유에 대해 설명하면 하기와 같다.
이강종의 연속주조 시에, 이전 강종과 후속 강종이 혼합되어 응고된 스트랜드의 혼합부의 일단의 농도는 이전 강종의 설계 규격 농도에 만족하고, 혼합부의 타단은 후속 강종의 설계 규격 농도를 만족하다. 그리고 혼합부의 일단과 타단 사이 영역은 이전 강종과 후속 강종 각각의 설계 규격 농도 범위 밖이다.
도 9를 참조하면, 주편의 상하 방향(단면 두께 방향) 및 주조 방향(길이 방향)에 따라 농도가 변함을 알 수 있다. 스트랜드에서 상하 방향의 위치 즉, 중심부와 표면부의 무차원 상대 농도는 다른 경향의 패턴을 보인다. 보다 구체적으로 설명하면, 후속 래들의 개공 시점 이후부터 스트랜드의 표면부에 이전 강종과 후속 강종 간의 혼합이 나타난다. 그러나, 중심부의 경우, 후속 래들의 개공 시점 이전의 스트랜드 위치에서부터 혼합이 발생된다. 이는, 턴디시와 몰드를 거쳐 발생한 혼합 및 재혼합 용강이 스트랜드 내 미응고 용강층 중심부로 농도 확산이 일어나기 때문이다. 즉, 스트랜드의 중심부는 표면부에 비해 앞 시점에서부터 이전 강종과 후속 강종 간의 혼합이 시작된다.
따라서, 본 발명에서는 실시간으로 획득되는 스트랜드에서 중심부의 무차원 상대 농도가 이전 강종의 각 성분에 대한 상한 무차원 농도값 중, 최하한 무차원 농도값(즉, 제 1 기준 농도)에 도달했을 때 또는 최하한 무차원 농도값(즉, 제 1 기준 농도)을 벗어날 때, 혼합 시작 상태로 판단하고, 이때 스트랜드의 길이 방향의 위치를 제 1 절사 위치로 결정한다. 또한, 실시간으로 산출되는 스트랜드에서 표면부의 무차원 상대 농도가 후속 강종의 각 성분에 대한 하한 무차원 농도값 중, 최상한 무차원 농도값(즉, 제 2 기준 농도)에 도달했을 때 또는 최상한 무차원 농도값(즉, 제 2 기준 농도)를 벗어날 때, 혼합 종료 상태로 판단하고, 이때 스트랜드 위치를 제 2 절사 위치로 결정한다. 다시 설명하면, 중심부의 무차원 상대 농도가 이전 강종의 각 성분에 대한 상한 무차원 농도값 중, 최하한 무차원 농도를 가지는 스트랜드의 길이 방향의 위치가 혼합부의 시작 위치이며, 표면부의 무차원 상대 농도가 후속 강종의 각 성분에 대한 하한 무차원 농도값 중, 최상한 무차원 농도를 가지는 스트랜드의 길이 방향 위치가 혼합부의 종료 위치이다. 따라서, 본 발명에서는 이전 강종의 각 성분에 대한 상한 무차원 농도값 중, 최하한 무차원 농도를 제 1 기준 농도라 명명하고, 상기 제 1 기준 농도를 획득된 중심부의 무차원 상대 농도와 비교한다. 그리고, 후속 강종의 각 성분에 대한 하한 무차원 농도값 중, 최상한 무차원 농도를 제 2 기준 농도라 명명하고, 상기 제 2 기준 농도를 획득된 표면부 무차원 상대 농도와 비교하여, 이강종이 혼합된 혼합부로 예지한다. 즉, 실시간으로 획득되는 중심부의 무차원 상대 농도가 제 1 기준 농도에 도달하는 스트랜드의 길이 방향 위치를 제 1 절사 위치로 하고, 표면부의 무차원 상대 농도가 제 2 기준 농도에 도달하는 스트랜드의 길이 방향 위치를 제 2 절사 위치로 하여 혼합부를 절사한다.
한편, 종래에는 혼합부를 예지하는데 있어서, 스트랜드의 단면 위치별, 즉, 표면부와 중심부에 대한 별도 고려 없이, 혼합부를 예지하였다. 즉, 종래에는 스트랜드의 길이 방향의 일 위치에서, 중심부와 표면부 농도가 동일한 것으로 간주하고, 스트랜드의 농도를 획득하였다. 이에, 혼합부의 위치 또는 혼합부의 예지 정확성이 낮아, 혼합부가 제품에 섞여 고객사로 전달되는 일이 빈번히 발생하였다.
따라서, 본 발명에서는 상기한 바와 같이, 스트랜드 길이 방향의 일 위치에서 중심부와 표면부 농도가 다른것임을 인지하고, 이강종 연속주조 중에 스트랜드에서 중심부와 표면부 각각의 무차원 상대 농도를 각기 획득하여 혼합부를 예지한다.
통상적인 이강종의 연속주조 조업에 있어서, 턴디시 내로 후속 강종이 공급되면 상기 턴디시에서 이전 강종과 후속 강종이 혼합되며, 이때 이전 강종과 후속 강종이 혼합되는 과정에서 일부 혼합 강종은 배출되고, 나머지는 계속 턴디시 내부를 재순환하면서 지속적으로 재 혼합된다. 그리고 턴디시에서 혼합 및 재혼합된 용강은 침지 노즐을 통해 몰드로 배출되는데, 침지 노즐을 통해 배출되는 용강은 난류의 흐름을 가진다. 이로 인해, 턴디시로부터 몰드로 유입된 혼합 용강은 몰드 내에서의 용강 난류 유동에 의해 상부 영역에 재순환 유동을 만들며, 이에 따라 몰드 내에서도 혼합과 재혼합 현상이 반복적으로 발생되며, 몰드 내 농도는 실시간으로 변한다(도 10 참조). 도 11을 보면, 몰드로부터 응고되어 인출된 스트랜드에 이전 강종과 후속 강종이 혼합된 혼합부가 존재하며, 턴디시의 혼합을 고려하지 않고 몰드 혼합만을 고려하였을 때, 주편 두께가 0.4m 일 경우, 혼합부의 길이는 약 4m이다.
이와 같이 상술한 도 10 및 도 11의 설명으로부터, 턴디시 뿐만 아니라, 몰드 내에서도 이강종의 혼합이 이루어지고, 몰드에서의 혼합에 의해 스트랜드에 이전 강종과 후속 강종이 혼합된 혼합부가 발현됨을 알 수 있다.
한편, 종래에는 턴디시에서의 혼합만을 고려하고, 몰드에서의 혼합은 고려하지 않고 혼합부를 예지함에 따라, 혼합부의 위치 또는 혼합부의 예지 정확성이 낮아, 혼합부의 적어도 일부가 제품에 섞여 고객사로 전달되는 일이 빈번히 발생하였다.
이에 본 발명에서는 턴디시 뿐만 아니라, 몰드 내에서의 이강종 혼합을 고려하여 혼합부를 예지 절사함으로써, 혼합부 절사 정확성을 향상시킬 수 있다.
이강종의 연속주조 시, 스트랜드에서 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도와 해당 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드의 길이 방향 위치를 산출하는 과정(S400)은, 후속 래들 개공 신호 검출 시점으로부터 실시간으로 스트랜드의 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도를 획득하는 단계(S410) 및 산출된 중심부 및 표면부 농도를 가지는 스트랜드의 위치를 산출하는 단계(S420)를 포함한다.
후속 래들 개공 신호 검출 시점으로부터 실시간으로 스트랜드의 중심부 및 표면부의 농도 산출(S410)을 위해, 본 발명에서는 상술한 바와 같이 몰드에서의 혼합을 고려하여 산출하며, 이에 스트랜드의 중심부 및 표면부 농도를 산출하는 식(이하, 수학식 9)은 몰드로부터 배출되는 강종의 농도를 포함한다. 이하의 수학식에서 표현되는 't + △t'는 현시점, 't'는 이전 시점을 의미한다.
이하에서는 후속 래들 개공 신호 검출 시점으로부터 실시간으로 스트랜드의 중심부 및 표면부의 농도를 획득하는 과정을 설명한다. 본 발명의 실시예에서는 스트랜드의 중심부 및 표면부의 농도를 획득하는데 있어서, 후술되는 수학식들에 의해 계산 또는 산출된다. 이에, '스트랜드의 중심부 및 표면부의 농도 획득'은 다른 말로, '스트랜드의 중심부 및 표면부의 농도 산출'로 표현될 수 있다.
물리적인 측면에서 턴디시 내 용강 유입 변화량은 턴디시의 무게 변화량을 시간 변화량(△t)과 액상 용강의 밀도로 나눈 값으로 표현될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상술한 물리적인 턴디시 내 용강 유입 변화량의 개념을 이용하여 먼저, 턴디시 내 후속 용강의 유입 체적 유량(Qtd-in)을 산출한다(S411).
이때, 하기에 기재된 [수학식 5]에 의해 턴디시 내 후속 용강의 유입 체적 유량(Qtd-in)을 산출할 수 있다.
수학식 5
Figure PCTKR2013012130-appb-M000005
Wtd(t)는 이전 시점의 턴디시 내 용강 총무게, Wtd(t+△t)는 현 시점의 턴디시 내 용강 총무게, Qtd-out는 턴디시로부터 배출되는 용강 체적 유량, ρL는 액상 용강의 밀도이다.
이전 시점의 턴디시 내 용강 총무게(Wtd(t)) 및 현 시점의 턴디시 내 용강 총무게(Wtd(t+△t))는 턴디시에 외측 하부에 마련된 센서로부터 실시간으로 측정되며, 턴디시로부터 배출되는 용강 체적 유량(Qtd-out)은 스트랜드의 일측에 마련된 센서로부터 측정된 주조 속도와 몰드 단면 사이즈 곱의 총합으로 산출된다. 또한, 용강의 경우 액상이므로, 고상의 용강 밀도 7600 kg/m3 내지 8000 kg/m3가 아닌, 액상 용강 밀도인 7000 kg/m3 내지 7400 kg/m3를 적용한다. 보다 구체적으로 예를 들어 설명하면, 고상의 용강 밀도 약 7800kg/m3가 아닌, 액상 용강 밀도 약 7200kg/m3를 적용한다.
이후, 산출된 턴디시 내 후속 용강의 유입 체적 유량(Qtd-in)을 이용하여 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Ctd-ave(t + △t))를 산출한다(S412). 턴디시 내에서 발생하는 용강 흐름은 주유동(Primary flow)과 정체영역(Dead zone)을 포함하는 2차 유동(Secondary flow)으로 분류할 수 있고, 이에 따라 턴디시 내 용강 위치에 따라서 용강의 농도는 국부적으로 다를 수 있다. 그러나, 본 발명에서는 스트랜드의 상,하 및 좌,우 위치에 따라 발생하는 농도 예지를 목적으로 이러한 국부적인 유동을 고려하지 않고 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도는 어느 특정 값으로 대표된다고 가정하고 이를 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도로 정의한다. 이때, 하기에 기재된 [수학식 6]에 의해 턴디시 내 용강 평균 무차원 상대 농도(Ctd-ave(t + △t))을 산출할 수 있다.
수학식 6
Figure PCTKR2013012130-appb-M000006
Ctd-ave(t+△t)는 현 시점의 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도, Wtd(t)는 이전 시점에서 턴디시 내 용강 총 무게, Ctd_ave(t)는 이전 시점의 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도, Qtd-in(t)은 이전 시점에서 턴디시 내로 유입되는 용강의 유입 체적 유량, Ctd-in(t)는 이전 시점의 턴디시 내 후속 용강의 유입 농도(무차원 상대 농도), Qtd-out(t)는 이전 시점의 턴디시로부터 배출되는 용강 체적 유량, Ctd-out(t)은 이전 시점의 턴디시로부터 배출되는 용강 농도(무차원 상대 농도), ρL는 액상 용강의 밀도이다.
여기서, 턴디시 내 후속 용강의 유입 체적 유량(Qtd-in)은 상술한 바와 같은 수학식 5에 의해 산출된 값을 적용하며, 이전 시점의 턴디시 내 용강 총무게(Wtd(t)), 현 시점의 턴디시 내 용강 총무게(Wtd(t+△t)) 각각은 턴디시에 마련된 센서로부터 일정 시간 간격인 실시간으로 측정된 값, 현 시점에서 턴디시로부터 배출되는 용강 체적 유량(Qtd-out(t+△t))은 스트랜드의 일측에 마련된 센서로부터 측정된 주조 속도와 몰드 단면 사이즈 곱의 총합으로 산출할 수 있고, ρL은 액상 용강 밀도로서 7000kg/m3 내지 7400kg/m3, 보다 구체적 예로는 약 7200kg/m3를 적용한다. 그리고 래들에 수용된 후속 용강을 턴디시로 공급시키는데 있어서, 후속 용강이 턴디시 내로 공급되어 혼합되기 전이므로, 턴디시로 유입되는 이전 시점의 후속 용강의 농도(Ctd-in(t))는 항상 '1'이다. 또한 이전 시점의 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Ctd-ave(t))의 초기값과 턴디시로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도(Ctd-out(t))의 초기 값은 ‘0’으로 설정된다.
상술한 바와 같이 설정된 초기 값들에 의해 현 시점의 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Ctd-ave(t+△t))가 산출된다.
다음으로, 현 시점에서의 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Ctd-ave(t+△t))는 수학식 6에 의해 산출된 값이 적용되며, 현 시점에서 턴디시로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도(Ctd-out(t+△t))는 후술될 수학식 7에 의해 현 시점에서 산출된 값이 적용된다.
현 시점에서의 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Ctd-ave(t+△t))가 산출되면, 이를 이용하여 현 시점의 턴디시로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도(Ctd-out(t+△t))를 산출한다(S413). 이때, 본 발명에서는 하기와 같은 수학식 7을 이용하여 턴디시로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도(Ctd-out(t+△t))를 산출한다.
수학식 7
Figure PCTKR2013012130-appb-M000007
Ctd-out(t+△t)는 현 시점에서 턴디시로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도, Ctd_ave(t+△t)는 현 시점에서 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도, Ctd-in(t+△t)은 현 시점에서 턴디시로 유입되는 용강의 무차원 상대 농도이다. 현 시점에서 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Ctd-out(t+△t))는 상술한 바와 같이 수학식 6에 의해 산출되어 적용되고, 현 시점에서 턴디시로 유입되는 후속 강종의 무차원 상대 농도(Ctd-in)는 1이다. 그리고 ftd는 턴디시 내외삽 계수로서, 스트랜드 중심부의 무차원 상대 농도와 스트랜드 표면부의 무차원 상대 농도 산출을 위해 각기 다른 내외삽 계수를 적용한다. 즉, 스트랜드 중심부 농도의 산출을 위해 사용되는 내외삽 계수(ftd_center)는 4±2, 스트랜드 표면부 농도의 산출을 위해 사용되는 내외삽 계수(ftd_surface)는 2.2±0.6 이다.
이어서, 현 시점에서 턴디시로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도(Ctd-out(t+△t))를 이용하여, 현 시점에서 몰드 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Cmd-ave(t+△t))를 산출하며(S414), 본 발명에서는 수학식 8을 이용하여 산출한다.
수학식 8
Figure PCTKR2013012130-appb-M000008
Wmd(t)는 이전 시점에서 몰드 내 용강 총 무게, Cmd-ave(t)는 이전 시점에서 몰드 내 용강의 평균 무차원 상대 농도, Qmd-in(t)은 이전 시점에서 몰드 내 용강의 유입 체적 유량, Cmd-in(t)는 이전 시점에서의 몰드 내 용강의 유입 농도(무차원 상대 농도), Wmd(t+△t)는 현 시점에서 몰드 내 용강 총 무게, Qmd-out(t)은 몰드로부터 배출되는 용강 체적 유량, Cmd-out(t)은 이전 시점에서 몰드로부터 배출되는 강종(즉, 스트랜드)의 무차원 상대 농도, ρL는 액상 용강의 밀도로서, 7000 kg/m3 내지 7400 kg/m3 , 보다 구체적으로는 예컨대, 약 7200kg/m3 이다.
여기서, 현 시점의 몰드 내 용강 총 무게(Wmd(t+△t))와, 이전 시점에서 몰드 내 용강 총 무게(Wmd(t))는 몰드의 길이 및 단면적과 용강 밀도를 이용하여 산출할 수 있다. 즉, '몰드 내 용강 총 무게(Wmd) = (몰드 총 길이 - 몰드 상부로부터 메니스커스까지의 길이) × 몰드 내부 단면적 × 액상 용강 밀도'의 식을 통해 산출 가능하다. 여기서, 몰드 내부 단면적은 스트랜드의 단면적과 같다. 또한, 몰드로부터 배출되는 스트랜드(또는 강종)의 유량은 스트랜드의 일측에 위치하는 센서로 측정된 주소 속도와 몰드 내부 단면적의 곱의 총합으로 산출이 가능하다. 몰드로 유입되는 이전 시점의 후속 용강의 무차원 상대 농도(Cmd-in(t))는 항상 턴디시로부터 배출되는 이전 시점의 후속 용강의 무차원 상대 농도(Ctd-out(t))와 같다. 또한 이전 시점의 몰드 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Cmd-ave(t))의 초기값과 몰드로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도(Cmd-out(t))의 초기 값은 ‘0'으로 설정된다.
상기 설정된 초기 값들에 의해 현 시점의 몰드 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Cmd-ave(t))가 산출된다.
다음으로, 현 시점에서의 몰드 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Cmd-ave(t+△t))는 수학식 8에 의해 산출된 값이 적용되며, 현 시점에서의 몰드로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도(Cmd-out(t+△t))는 후술될 수학식 9에 의해 현 시점에서 산출된 값이 적용된다.
이후, 현 시점에서 몰드로부터 배출되는 강종(즉, 스트랜드)의 무차원 상대 농도(Cmd-out(t+△t))를 산출한다(S415). 본 발명에서는 하기와 같은 수학식 9에 의해 현 시점에서 몰드로부터 배출되는 강종(즉, 스트랜드)의 무차원 상대 농도(Cmd-out(t+△t))를 산출한다.
수학식 9
Figure PCTKR2013012130-appb-M000009
Cmd-out(t+△t)는 현 시점에서 몰드로부터 배출되는 강종(즉, 스트랜드)의 무차원 상대 농도, Cmd_ave(t+△t)는 현 시점에서 몰드 내 용강의 평균 무차원 상대 농도, Cmd-in(t+△t)는 현 시점에서 몰드로 유입되는 용강의 무차원 상대 농도이다. 여기서 현 시점에서 몰드로부터 배출되는 강종의 무차원 상대 농도(Cmd-out(t+△t))는 곧, 현 시점에서 몰드로부터 응고되어 배출 또는 인출되는 스트랜드의 무차원 상대 농도이며, 수학식 9를 통해 산출하고자 하는 값이다. 또한, 현 시점에서 몰드 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Cmd_ave(t+△t))는 상술한 수학식 8에 의해 산출된 값이 적용되며, fmd는 내외삽 계수로서, 스트랜드 중심부의 무차원 상대 농도와 표면부의 무차원 상대 농도 산출을 위해 각기 다른 내외삽 계수를 적용한다. 즉, 중심부의 무차원 상대 농도의 산출을 위해 사용되는 내외삽 계수(fmd_center)는 0.7±0.4, 스트랜드 표면부의 무차원 상대 농도의 산출을 위해 사용되는 내외삽 계수(fmd_surface)는 0.5±0.2이다. 또한, 현 시점에서 몰드로 유입되는 용강의 무차원 상대 농도(Cmd-in(t+△t))는 곧, 현 시점에서 턴디시로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도(Ctd-out(t+△t))로서, 상술한 수학식 7에 의해 산출된 값을 적용한다. 그리고, 몰드로부터 배출되는 용강의 경우, 주로 액상의 용강이 주를 이루므로 액상 용강의 밀도 값인 7000 kg/m3 내지 7400 kg/m3 , 보다 바람직하게는 약 7200 kg/m3 적용된다.
상술한 바와 같은 방법으로 이강종 조업 중에 스트랜드의 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도를 실시간으로 획득한 후, 실시간으로 획득된 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드의 길이 방향(또는 주조 방향) 에서의 위치를 산출한다(S420).
이를 위해 먼저, 스트랜드의 길이 방향(또는 주조 방향)에서, 스트랜드의 표면부의 무차원 상대 농도 획득이 시작되는 위치와, 중심부의 무차원 상대 농도 획득이 시작되는 위치를 설정하는 과정이 선행된다. 이는, 앞서 상술한 바와 같이, 이강종의 연속주조 시에, 후속 래들의 개공 시점 이후부터 스트랜드의 표면부에 이전 강종과 혼합 강종 간의 혼합부가 나타나지만, 중심부의 경우, 후속 래들의 개공 시점 이전의 스트랜드에서부터 혼합이 발생되기 때문이다. 즉, 턴디시와 몰드를 거쳐 발생한 혼합 및 재혼합 용강이 스트랜드 내 미응고 용강층 중심부로 농도 확산이 일어나기 때문이다. 이에, 스트랜드의 중심부는 표면부에 비해 앞 시점에서부터 이전 강종과 후속 강종 간의 혼합이 발생하며, 일반적으로 후속 래들 개공 신호 검출 시점에서의 스트랜드 위치로부터 -4±4m의 위치에서 중심부의 혼합이 발생된다.
따라서, 농도 획득이 시작되는 위치, 특히 중심부 농도 획득이 시작되는 위치를 설정할 필요가 있다.
이에, 본 발명에서는 후속 래들 개공 신호가 검출되는 시점에서의 스트랜드의 위치를 상기 스트랜드 표면의 무차원 상대 농도 측정이 시작되는 위치로 설정한다. 그리고, 후속 래들 개공 시점에서의 스트랜드 위치에서 -4±4m의 위치를 상기 스트랜드 중심부의 무차원 상대 농도 획득이 시작되는 위치로 설정한다.
스트랜드의 표면부 및 중심부 각각의 무차원 상대 농도 시작 위치가 설정되면, 산출된 현 시점의 스트랜드 중심부의 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드 위치 및 산출된 현 시점의 스트랜드 표면부의 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드 위치를 산출한다(S420).
먼저, 산출된 표면부의 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드의 위치는 상기 스트랜드에서의 몰드 토출 체적 유량(Qmd-out)과 액상 용강 밀도의 곱을 스트랜드의 단면의 면적(Amd)과 용강의 고상 밀도(ρs)의 곱으로 나눈 값으로, 산출되는 길이값을 획득할 수 있다. 이를 수학식(이하 수학식 10)으로 표현하면, 하기와 같다.
수학식 10
Figure PCTKR2013012130-appb-M000010
여기서 밀도 값으로 용강의 고상 밀도(7600 kg/m3 내지 8000kg/m3)를 적용하는 것은, 액상 용강의 응고로 인한 길이 방향 수축을 고려하였기 때문이다.
상기 수학식 10에 의해 산출한 값은 길이 값이며, 스트랜드의 메니스커스 위치를 기준으로 하여, 상기 산출된 길이값 만큼 이동한 지점의 위치가, 해당 표면부 농도를 가지는 스트랜드의 위치이다. 그리고, 산출된 중심부 농도를 가지는 스트랜드의 위치는 상기에서 동일 시점에서 획득된 표면부 농도를 가지는 스트랜드의 위치로부터 -4±4m 위치이다.
이와 같이 본 발명에서는 상술한 방법으로 스트랜드의 중심부의 무차원 상대 농도와 표면부의 무차원 상대 농도를 실시간으로 획득하고, 획득된 중심부와 표면부 각각의 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드의 길이 방향 위치를 산출한다. 그리고, 스트랜드의 중심부와 표면부 각각의 무차원 상대 농도가 산출되는 시점으로부터 산출 시간을 카운트하며, 이를 실시간으로 기준 시간과 비교한다(S500).
한편, 연속주조 조업에서는 몰드로부터 인출되는 스트랜드는 주조 시간 경과에 따라 주조 방향 즉, 절사기가 위치한 방향으로 이송된다. 이에, 스트랜드에 발생된 혼합부는 조업 시간 경과에 따라 점차 절사기와 가까워지며, 혼합부가 절사기의 하측에 위치하기 전에 혼합부의 예지가 종료되어야 한다. 다시 말하면, 실제 혼합부가 절사기의 하측에 위치하기 전에, 산출된 중심부의 무차원 상대 농도가 제 1 기준 농도에 도달하고, 산출된 표면부의 무차원 상대 농도가 제 2 기준 농도에 도달하여야 한다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 이강종의 주조 속도를 고려하여 기준 신출 시간을 설정하는데, 상기 기준 시간은 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도 산출 시작 시점으로부터 카운트되어, 혼합부가 절사기를 지나지 않고, 상기 절사기의 앞의 일정 위치까지 도달하는 시간이다. 이때 상기 일정 위치는 절사기의 위치, 조업 설비 또는 조업 조건에 따라 달라질 수 있으며, 통상적인 이강종 조업시의 주조 속도에서 상기한 일정 위치까지 오는데 걸리는 시간은 추정이 가능하다. 이러한 기준 시간은 주조속도를 통해 획득될 수 있으며, 상술한 바와 같이 조업설비 또는 조업 조건에 따라 가변된다.
스트랜드의 중심부와 표면부 각각의 무차원 상대 농도를 획득하면서, 획득 시간을 실시간으로 카운트하고, 이를 실시간으로 기준 시간과 비교하여(S500), 획득 시간이 기준 시간 이내(yes)이면, 획득된 중심부의 무차원 상대 농도와 제 1 기준 농도를 비교하고, 획득된 표면부의 무차원 상대 농도와 제 2 기준 농도를 비교한다(S600).
이때, 중심부의 무차원 상대 농도가 제 1 기준 농도에 도달한 스트랜드의 길이 방향의 위치를 혼합부의 시작 위치, 표면부의 무차원 상대 농도가 제 2 기준 농도에 도달한 스트랜드의 길이 방향의 위치를 혼합부의 종료 위치로하여, 혼합부의 시작 지점부터 종료 지점까지를 혼합부 위치로 예지한다(S700). 즉, 중심부의 무차원 상대 농도가 제 1 기준 농도에 도달하면 중심부의 무차원 상대 농도 획득을 반복 또는 종료하고, 상기 중심부의 무차원 상대 농도가 제 1 기준 농도에 도달한 스트랜드의 위치를 혼합부의 시작 위치 즉, 제 1 절사 위치로 설정한다. 또한, 표면부의 무차원 상대 농도가 제 2 기준 농도에 도달하면 표면부의 무차원 상대 농도 획득을 반복 또는 종료하고, 상기 표면부의 무차원 상대 농도가 제 2 기준 농도에 도달한 스트랜드의 위치를 혼합부의 종료 위치 즉, 제 2 절사 위치로 설정한다. 이후, 절사기는 제 1 절사 위치와 제 2 절사 위치 각각을 절사하여, 스트랜드로부터 예지된 혼합부를 절사한다(S1100).
반대로, 중심부의 무차원 상대 농도가 제 1 기준 농도에 도달하지 않거나, 표면부의 무차원 상대 농도가 제 2 기준 농도에 도달하지 않으면 스트랜드의 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도의 획득(S410) 및 해당 무차원 상대 농도의 위치 산출 단계(S420)를 반복한다. 또한, 예를 들어 중심부의 무차원 상대 농도는 제 1 기준 농도에 도달하였으나, 표면부의 무차원 상대 농도가 제 2 기준 농도에 도달하지 않은 경우, 중심부의 무차원 상대 농도 획득은 반복하거나 종료하고, 표면부의 무차원 상대 농도 획득 및 위치 산출 과정을 다시 실시한다. 반대로, 표면부의 무차원 상대 농도는 제 2 기준 농도에 도달하였으나, 중심부의 무차원 상대 농도가 제 1 기준 농도에 도달하지 않은 경우, 표면부의 무차원 상대 농도 획득은 반복하거나 종료하고, 중심부의 무차원 상대 농도 획득 및 위치 산출 과정을 다시 실시한다.
다른 경우의 예로서, 스트랜드의 중심부와 표면부 각각의 무차원 상대 농도를 획득하면서, 획득 시간을 실시간으로 카운트하고, 이를 실시간으로 기준 시간과 비교하여(S500), 획득 시간이 기준 시간을 초과(NO)하면, 스트랜드의 중심부 및 표면부 각각의 무차원 농도 획득을 종료한다(S800). 그리고, 현재 조업중인 이전 강종과 후속 강종 간의 조합이 기 설정된 혼합부 절사 길이 테이블에 포함된 종류인지 판단한다(S900).
예를 들어, 현재 조업중인 이강종의 조합이 기 설정된 혼합부 절사 길이 테이블에 포함된 종류인 경우, 상기 혼합부 절사 길이 테이블에 있는 절사 길이로 스트랜드를 절사한다(S1200). 이때, 스트랜드의 메니스커스(Meniscus) 위치를 기준으로 해당 절사 길이로 절사할 수 있다. 하지만, 현재 조업중인 이강종의 조합이 기 설정된 혼합부 절사 길이 테이블에 없는 종류인 경우, 스트랜드의 메니스커스(Meniscus) 위치를 기준으로 최대 절사 길이로 절사한다(S1300).
도 13 및 도 14는 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 방법으로 산출된 혼합부의 위치 또는 절사 위치와, 스트랜드를 직접 성분 측정하여 검출한 혼합부의 위치 또는 절사 위치가 일치함을 알 수 있다. 또한, 도 14에 나타난 바와 같이, 중심부의 무차원 상대 농도가 제 1 기준 농도에 도달하고, 표면부의 무차원 상대 농도가 제 2 기준 농도에 도달하면 표면부의 무차원 상대 농도 획득 및 위치 산출을 자동 종료한다.
상기에서는 스트랜드의 높이 방향에서의 중심부 및 표면부 무차원 농도를 획득하여 혼합부를 예지하는 방법을 설명하였다. 하지만 무차원 농도 획득 위치가 중심부 및 표면부 무차원 농도에 한정되지 않고, 스트랜드의 높이 방향에서의 복수의 위치 또는 스트랜드의 서로 다른 높이의 위치에서 무차원 농도를 획득하여 혼합부를 예지할 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 7 및 도 12를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 이강종 연속주조 방법을 순차적으로 설명한다. 이때, 상대적으로 먼저 주조 조업이 이루어지고 있는 강종을 이전 강종, 후속으로 주조 조업이 시작되는 강종을 후속 강종이라 명명한다. 그리고, 상기에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.
먼저, 이전 강종의 조업 말기 시점에서 주속을 낮추고, 턴디시의 이전 강종의 잔탕량이 일정량 이하일 때, PLC(Programmable Logic System)에서는 후속 래들의 개공 가상 신호를 송출한다(S200). 이후, 후속 래들의 가상 개공 신호가 송출되는 시점으로부터 밀리세컨드(ms) 단위 예컨대, 200ms 단위로 턴디시 무게를 측정한다(S220). 이어서, 밀리세컨드(ms) 단위로 검출된 턴디시 무게를 세컨드(s; second) 단위 예컨대, 1초 또는 2초 단위의 일정 간격으로 턴디시 무게의 평균값을 산출하고(S230), 산출된 평균 턴디시 무게를 실시간으로 분석하여, 지속 상승하는지를 판단한다(S240). 즉, Wtd(t) - Wtd(t-△t)와, Wtd(t) - Wtd(t-2*△t)가 모두 '0' 보다 크거나 같을 때, t-2*△t를 후속 래들의 개공 시점으로 판단하여, 후속 래들 개공 신호를 검출한다(S200).
그리고 후속 래들의 개공 가상 신호를 송출(S210)한 후에, 스트랜드 혼합부의 예지를 위한 데이타를 연속주조 설비의 제어부에 저장한다(S100). 즉, 턴디시의 용강 잔탕량, 주조 속도, 현재 조업 중인 강종의 용강(이하, 이전 강종)의 성분 농도와, 턴디시에 후속으로 공급되는 강종의 용강(이하, 후속 강종)의 성분 농도를 수신, 저장한다. 이때, t-4*△t 시점부터 턴디시 잔탕량과 주조 속도를 저장하여, 실시간으로 혼합부의 예지가 가능하도록 한다. 또한, 여러개의 스트랜드가 발생되는 연속주조 설비의 경우, 각 스트랜드에 대한 가동 여부를 파악하고, 각 스트랜드에서의 주조 속도를 저장한다.
다음으로, 상기에서 저장된 이전 강종의 각 성분 농도와 후속 강종의 각 성분 농도 데이타를 이용하여, 몰드에서 응고되어 인출되는 스트랜드의 이강종 혼합부 예지를 위한 제 1 기준 농도와 제 2 기준 농도를 설정한다(S300). 보다 구체적으로는 이전 강종의 각 성분에 대한 상한 무차원 농도값 중, 최하한 무차원 농도값을 제 1 기준 농도로 설정한다. 또한, 후속 강종의 각 성분에 대한 하한 무차원 농도값 중, 최상한 무차원 농도값을 제 2 기준 농도로 설정한다. 각 성분 농도에 대한 무차원 농도 산출 시, 이전 강종의 하한 무차원 농도가 이전 강종의 상한 무차원 농도에 비해 클 경우, 이전 강종의 하한 무차원 농도값은 이전 강종의 상한 무차원 농도값으로, 이전 강종의 상한 무차원 농도값은 이전 강종의 하한 무차원 농도값으로 치환한다. 또한, 후속 강종의 하한 무차원 농도가 후속 강종의 상한 무차원 농도에 비해 클 경우, 동일한 방법으로 후속 강종의 하한 무차원 농도값은 후속 강종의 상한 무차원 농도값으로, 후속 강종의 상한 무차원 농도값은 후속 강종의 하한 무차원 농도값으로 치환한다. 이는 이전 강종의 성분 농도가 이후 강종의 성분 농도에 비해 높을 경우에 적용된다.
이러한 제 1 기준 농도와 제 2 기준 농도는 혼합부를 예지하기 위한 기준 값으로서, 이전 강종과 후속 강종의 종류 및 조합에 따라 변경된다.
혼합부 예지를 위한 제 1 기준 농도와 제 2 기준 농도가 설정되면, 후속 래들 개공 신호가 검출된 시점 즉, t-2*△t 시점부터 스트랜드의 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도를 실시간으로 계산하고, 후속 래들 개공 신호가 검출된 시점(t-2*△t)으로부터, 무차원 상대 농도 산출 시간을 카운트한다(S410). 또한, 후속 래들 개공 신호가 송출되는 시점에서의 스트랜드의 위치를 상기 스트랜드 표면부의 무차원 상대 농도 측정이 시작되는 위치로 설정한다. 그리고, 후속 래들 개공 시점에서의 스트랜드 위치에서 -4±4m의 위치를 상기 스트랜드 중심부의 무차원 상대 농도 획득이 시작되는 위치로 설정한다.
중심부 및 표면부의 무차원 상대 농도를 획득하는 방법은, 상술한 바와 같이, 먼저 수학식 5를 이용하여 턴디시 내 후속 용강 유입 체적 유량(Qtd-in)을 산출하는 단계(S411), 산출된 턴디시 내 후속 용강 유입 체적 유량(Qtd-in)을 수학식 6에 적용하여 현 시점에서의 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Cave(t+△t))를 산출하는 단계(S412), 현 시점에서 산출된 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Cave)를 수학식 7에 적용하여 현 시점에서 턴디시로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도(Ctd-out(t+△t))을 산출하는 단계(S413), 현 시점에서 산출된 턴디시로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도(Ctd-out(t+△t))를 수학식 8에 적용하여 현 시점에서 몰드 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Cmd-ave(t+△t))를 산출하는 과정(S414), 현 시점에서 산출된 턴디시로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도(Ctd-out(t+△t))와 현 시점에서 산출된 몰드 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Cmd-ave(t+△t))를 수학식 9에 적용하여 현 시점에서 몰드로부터 배출되는 스트랜드의 무차원 상대 농도(Cmd-out(t+△t))을 산출하는 단계(S415)를 포함한다. 이때, 수학식 8에서의 현 시점에서 몰드로 유입되는 용강의 무차원 상대 농도(Cmd-in(t+△t))는 현 시점에서 턴디시로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도(Ctd-out(t+△t))이므로, 수학식 7에 의해 산출된 현 시점에서 턴디시로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도(Ctd-out(t+△t))를 수학식 8의 몰드로 유입되는 용강의 무차원 상대 농도(Cmd-in(t+△t))에 적용한다.
상술한 농도 산출 방법에 있어서, 현 시점의 턴디시로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도(Ctd-out(t+△t))를 산출하는 수학식 7과, 현 시점에서 몰드로부터 배출되는 강종의 무차원 상대 농도(Cmd-out(t+△t))를 산출하는 수학식 9 각각에서의 내외삽 계수(f)에 표면부 산출을 위한 내외삽 계수 수치를 적용함으로써, 스트랜드 표면부의 무차원 상대 농도를 산출할 수 있다. 즉, 턴디시로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도(Ctd-out(t+△t))를 산출하기 위해 수학식 7에서의 내외삽 계수(f)에 2.2±0.6를 적용하고, 몰드로부터 배출되는 강종의 무차원 상대 농도(Cmd-out(t+△t))를 산출하기 위해 수학식 9에서의 내외삽 계수(f)에 0.5±0.2을 적용하면, 스트랜드 표면부의 무차원 상대 농도를 획득할 수 있다. 마찬가지로, 스트랜드 중심부의 무차원 상대 농도를 획득하기 위해, 현 시점에서 턴디시로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도(Ctd-out(t+△t))를 산출하기 위한 수학식 7에서의 내외삽 계수(f)에 4±2를 적용하고, 현 시점에서 몰드로부터 배출되는 강종의 무차원 상대 농도(Cmd-out(t+△t))를 산출하기 위해 수학식 9에서의 내외삽 계수(f)에 0.7±0.4을 적용하면, 스트랜드 중심부의 무차원 상대 농도를 획득할 수 있다.
이와 같이 실시간으로 스트랜드와 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도가 획득되면, 산출된 중심부의 무차원 상대 농도 및 표면부의 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드 길이 방향의 위치를 산출한다(S420). 산출된 표면부의 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드의 위치는, 수학식 10과 같이, 상기 스트랜드에서의 몰드 토출 체적 유량(Qmd-out)과 액상 용강 밀도의 곱을 스트랜드의 단면의 면적(Amd)과 용강의 고상 밀도(ρs)의 곱으로 나누어 산출된다. 여기서 밀도 값으로 용강의 고상 밀도인 7600 kg/m3 내지 8000 kg/m3, 보다 바람직하게는 약 7800kg/m3를 적용한다. 그리고, 획득된 중심부의 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드의 위치는 상기에서 동일 시점에서 산출된 표면부의 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드의 위치로부터 -4±4m 위치이다.
상술한 방법으로 스트랜드의 중심부와 표면부 각각의 무차원 상대 농도를 실시간으로 획득하고, 획득된 중심부와 표면부 각각의 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드의 길이 방향 위치를 산출하는 동안, 농도 산출 시간을 기준 시간과 실시간으로 비교한다(S500). 산출 시간이 기준 시간 이내(yes)이면, 산출된 스트랜드의 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도를 제 1 및 제 2 기준 농도와 비교한다(S600).
실시간으로 획득되는 중심부의 무차원 상대 농도가 제 1 기준 농도에 도달하고, 표면부의 무차원 상대 농도가 제 2 기준 농도에 도달하면, 농도 산출을 종료하고, 혼합부를 예지 설정한다(S700). 즉, 실시간으로 획득되는 중심부의 무차원 상대 농도가 제 1 기준 농도에 도달하면 중심부의 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드의 길이 방향 위치 산출을 종료하고, 제 1 기준 농도에 도달한 중심부의 무차원 상대 농도의 스트랜드 위치를 혼합부의 시작 위치로 설정한다. 또한, 실시간으로 획득되는 표면부의 무차원 상대 농도가 제 2 기준 농도에 도달하면 표면부의 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드의 길이 방향 위치 산출을 종료하고, 제 2 기준 농도에 도달한 표면부의 무차원 상대 농도의 스트랜드 위치를 혼합부의 종료 위치로 설정한다. 여기서, 획득된 중심부의 무차원 상대 농도가 제 1 기준 농도값을 가지는 스트랜드의 지점과, 획득된 표면부의 무차원 상대 농도가 제 2 기준 농도값을 가지는 스트랜드의 지점까지의 영역을 혼합부로 예지한다. 이후, 절사기는 혼합부 시작 지점과 종료 지점 각각을 자동으로 절사함으로써, 스트랜드로부터 이강종 혼합부가 절사된다(S1100).
한편, 중심부의 무차원 상대 농도가 제 1 기준 농도에 도달하지 않거나, 표면부의 무차원 상대 농도가 제 2 기준 농도에 도달하지 않으면 스트랜드의 중심부 및 표면부의 무차원 상대 농도의 획득(S410) 및 해당 무차원 상대 농도의 위치 산출 단계(S420)를 반복한다.
농도 획득 및 위치 산출 시간이 기준 시간을 초과하면(NO), 스트랜드의 중심부 및 표면부 농도 획득 및 위치 산출을 종료한다(S800). 그리고, 현재 조업중인 이전 강종과 후속 강종 간의 조합이 기 설정된 혼합부 절사 길이 테이블에 있는 조합인지 판단한다(S900). 예를 들어, 현재 조업중인 이강종의 조합이 기 설정된 혼합부 절사 길이 테이블에 있는 조합인 경우, 상기 혼합부 절사 길이 테이블에 있는 절사 길이로 스트랜드를 절사한다(S1200). 이때, 스트랜드의 메니스커스(Meniscus) 위치를 기준으로 해당 절사 길이로 절사할 수 있다. 하지만, 현재 조업중인 이강종의 조합이 기 설정된 혼합부 절사 길이 테이블에 없는 종류인 경우, 스트랜드의 메니스커스(Meniscus) 위치를 기준으로 일정 절사 길이 예컨대, 최대 길이로 절사한다(S1300). 일정 길이 절사 이후 혼합부 이전의 주편과 이후의 주편은 이상재로 설정하여 성분 분석기로 성분 검증을 실시한다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 혼합부 예지 방법을 통해 1년간의 혼합부 길이를 분석한 그래프이다.
도 15를 참조하면, 혼합부의 길이가 실시간 조업 방법 및 강종의 농도에 따라 0 ~ 23m로 다양하게 나타남을 알 수 있다. 즉, 본 발명에서는 종래와 같이, 이강종의 조업시 마다 조업 조건에 상관없이 일정한 길이로 절사하지 않고, 이강종 조업시마다 혼합부의 길이 및 위치를 산출함으로써, 혼합부를 예지하여 절사하였고, 그 정확도를 향상시켰다. 보다 구체적으로는 스트랜드의 중심부와 표면부 각각의 무차원 상대 농도를 실시간으로 획득하고, 이를 이용하여 혼합부의 길이 및 위치를 도출하였다. 따라서, 본 발명을 통해 혼합부의 과대 절사로 인한 수익성 하락을 방지할 수 있으며, 혼합부의 과소 절사로 인한 불량 제품이 고객사로 출하되는 문제를 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 이강종의 연속주조 방법은 이전 강종과 후속 강종이 혼합되어 제조된 스트랜드의 혼합부를 예지하여 자동으로 절사할 수 있다. 따라서, 혼합부의 위치 및 길이 예지 정확성이 향상됨에 따라, 혼합부의 과대 절사로 인한 수익성 하락을 방지할 수 있으며, 혼합부의 과소 절사로 인한 불량 제품 문제를 방지할 수 있어, 이강종 연속 주조 조업에서 고품질의 주편이 제조되는 생산성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (25)

  1. 이강종의 연속주조 방법으로서,
    연속주조되는 스트랜드의 내부 및 표면부에서 이전 강종에 대한 후속 강종의 무차원 상대 농도를 각각 실시간으로 획득하는 과정;
    실시간으로 획득되는 내부 및 표면부의 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드의 길이 방향의 위치를 산출하는 과정;
    상기 획득되는 내부 및 표면부 무차원 상대 농도들을 기준 농도와 각각 비교하여 상기 스트랜드에서 혼합부를 예지하는 과정; 및
    상기 예지된 혼합부를 절사하는 과정; 을 포함하는 이강종의 연속주조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 무차원 상대 농도를 획득하는 상기 스트랜드의 위치는 상기 스트랜드의 높이 방향에서의 중심부 및 표면부인 연속주조 방법.
  3. 이강종의 연속주조 방법으로서,
    턴디시에서의 이전 강종과 후속 강종의 상대적 량과, 몰드에서의 이전 강종과 후속 강종의 상대적 량을 이용하여, 상기 몰드로부터 응고되어 연속주조되는 스트랜드의 높이 방향에서의 복수 위치에서 각각 이전 강종에 대한 후속 강종의 무차원 상대 농도를 실시간으로 획득하는 과정;
    실시간으로 획득되는 상기 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드의 길이 방향의 위치를 산출하는 과정;
    상기 획득되는 상기 무차원 상대 농도들을 기준 농도와 각각 비교하여 상기 스트랜드에서 혼합부를 예지하는 과정; 및
    상기 예지된 혼합부를 절사하는 과정; 을 포함하는 이강종의 연속주조 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 무차원 상대 농도를 획득하는 상기 스트랜드의 높이 방향에서의 복수 위치는 상기 스트랜드의 중심부 및 표면부를 포함하는 이강종의 연속주조 방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 연속주조되는 스트랜드에서 이전 강종에 대한 후속 강종의 무차원 상대 농도를 실시간으로 획득하는 과정 전에, 상기 기준 농도를 설정하는 과정을 포함하고,
    상기 기준 농도를 설정하는 과정은,
    상기 이전(以前) 강종의 각 성분들에 대한 상한 농도들 중에서 최하한 농도를 제 1 기준 농도로 설정하는 과정;
    상기 후속 강종의 각 성분들에 대한 하한 농도들 중에서 최상한 농도를 제 2 기준 농도로 설정하는 과정;
    을 포함하는 이강종의 연속주조 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제 1 기준 농도 및 제 2 기준 농도를 설정하는 과정에 있어서,
    상기 이전 강종의 성분 농도를 하한 무차원 농도와 상한 무차원 농도로 산출하는 과정;
    상기 이전 강종의 각 성분들에 대한 상한 무차원 농도 중, 최하한 무차원 농도를 제 1 기준 농도로 설정하는 과정;
    상기 후속 강종의 성분 농도를 하한 무차원 농도와 상한 무차원 농도로 산출하는 과정;
    상기 후속 강종의 각 성분들에 대한 하한 무차원 농도 중, 최상한 무차원 농도를 제 2 기준 농도로 설정하는 과정;
    을 포함하는 이강종의 연속주조 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 이전 강종의 각 성분 농도를 하한 무차원 농도와 상한 무차원 농도로 산출하는데 있어서,
    상기 이전 강종의 하한 무차원 농도가 이전 강종의 상한 무차원 농도보다 클 경우, 이전 강종의 하한 무차원 농도값은 이전 강종의 상한 무차원 농도값으로 치환하고, 이전 강종의 상한 무차원 농도값은 이전 강종의 하한 무차원 농도값으로 치환하는 과정;
    을 포함하고,
    상기 후속 강종의 각 성분 농도를 하한 무차원 농도와 상한 무차원 농도로 산출하는데 있어서,
    상기 후속 강종의 하한 무차원 농도가 후속 강종의 상한 무차원 농도보다 클 경우, 후속 강종의 하한 무차원 농도값은 후속 강종의 상한 무차원 농도값으로 치환하고, 후속 강종의 상한 무차원 농도는 후속 강종의 하한 무차원 농도로 치환하는 과정;
    을 포함하는 이강종의 연속주조 방법.
  8. 청구항 2 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 획득되는 중심부 및 표면부의 무차원 상대 농도 중 적어도 어느 하나의 무차원 상대 농도가 기준 농도를 벗어나면 혼합 상태로 판단하고,
    상기 획득되는 중심부 및 표면부의 무차원 상대 농도 중 적어도 어느 하나의 무차원 상대 농도가 기준 농도를 벗어나는 무차원 상대 농도를 가지는 스트랜드의 길이 방향의 위치를 혼합부로 판단하는 이강종의 연속주조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 획득되는 중심부의 무차원 상대 농도가 기준 농도에 도달하는 스트랜드의 길이 방향의 위치를 혼합부의 시작점으로 판단하고,
    상기 획득되는 표면부의 무차원 상대 농도가 기준 농도에 도달하는 스트랜드의 길이 방향의 위치를 혼합부의 종료점으로 판단하는 이강종의 연속주조 방법.
  10. 청구항 2 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 이전 강종에 대한 후속 강종의 무차원 상대 농도를 획득하는 과정 전에,
    턴디시의 용강 잔탕량, 주조 속도, 이전 강종 및 후속 강종 각각의 농도 데이타를 온라인(Online)으로 전송받아, 저장하는 과정; 및
    후속 래들의 개공 신호를 검출하는 과정을 포함하는 과정;
    을 포함하는 이강종의 연속주조 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 후속 래들의 개공 신호가 검출되는 시점으로부터 상기 스트랜드의 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도를 실시간으로 획득하고,
    상기 후속 래들의 개공 신호가 검출되는 시점으로부터 무차원 농도 획득 시간을 카운트하여 기준 시간과 실시간으로 비교하는 과정;
    상기 무차원 농도 획득 시간이 기준 시간 이하인 경우, 상기 획득된 중심부의 무차원 상대 농도를 제 1 기준 농도와 비교하고, 상기 획득된 표면부의 무차원 상대 농도를 제 2 기준 농도와 비교하는 과정;
    상기 농도 획득 시간이 기준 시간을 초과하는 경우, 상기 스트랜드의 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도 획득을 종료하는 과정;
    을 포함하는 이강종의 연속주조 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 스트랜드의 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도 획득을 종료한 후,
    상기 이전 강종과 후속 강종 간의 종류가 기 설정된 이강종 절사 테이블에 포함된 종류인지 판단하는 과정;
    현재 조업중인 이전 강종과 후속 강종 간의 종류가 기 설정된 이강종 절사 테이블에 포함된 종류인 경우, 해당 이강종 종류의 절사 길이로 절사하는 과정;
    현재 조업중인 이전 강종과 후속 강종 간의 종류가 기 설정된 이강종 절사 테이블에 포함되지 않는 경우, 기 설정된 일정한 절사 길이로 절사하는 과정;
    을 포함하는 이강종의 연속주조 방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 후속 래들 개공 신호를 검출하는 과정에 있어서,
    가상의 래들 개공 신호를 송출하는 과정;
    상기 가상의 래들 개공 신호가 송출되는 시점으로부터 밀리세컨드(ms) 시간 단위로 턴디시의 무게를 실시간으로 검출하는 과정;
    상기 밀리세컨드(ms) 단위로 검출된 턴디시의 무게를 세컨드(s: second) 단위의 일정 시간 간격의 평균 턴디시 무게로 산출하는 과정; 및
    상기 평균 턴디시 무게가 지속 상승하는 시점을 통해 후속 래들 개공 시점을 설정하는 과정;
    을 포함하는 이강종의 연속주조 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    Wtd(t)를 현시점의 턴디시 잔탕량 무게, Wtd(t-△t)를 이전 시점의 턴디시 잔탕량 무게라 할 때,
    Wtd(t) - Wtd(t-△t)와, Wtd(t) - Wtd(t-2*△t)가 모두 '0' 보다 크거나 같을 때, t-2*△t를 후속 래들의 개공 시점으로 판단하고,
    상기 t-2*△t 시점부터 스트랜드의 중심부 및 표면부 각각의 무차원 상대 농도를 획득하며,
    t-4*△t 시점부터 턴디시 잔탕량과 주조 속도를 저장하는 이강종의 연속주조 방법.
  15. 청구항 2 또는 청구항 4에 있어서,
    상기 스트랜드의 중심부 및 표면부에서 이전 강종에 대한 후속 강종의 무차원 상대 농도를 획득하는 과정은,
    턴디시 내 후속 용강의 유입 체적 유량(Qtd-in)을 산출하는 과정;
    상기 턴디시 내 후속 용강의 유입 체적 유량(Qtd-in)을 이용하여 현 시점에서의 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Ctd-ave(t+△t))를 산출하는 과정;
    상기 현 시점의 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Ctd-ave(t+△t))를 이용하여, 현 시점에서 턴디시로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도(Ctd-out(t+△t))를 산출하는 과정;
    상기 현 시점의 턴디시로부터 배출되는 용강의 무차원 상대 농도(Ctd-out(t+△t))를 이용하여, 현 시점에서 몰드 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Cmd-ave(t+△t))를 산출하는 과정;
    상기 현 시점의 몰드 내 용강의 평균 무차원 상대 농도(Cmd-ave(t+△t))와 현 시점에서 몰드로 유입되는 용강의 무차원 농도(Cmd-in(t+△t)를 이용하여, 현 시점에서 몰드로부터 배출되는 스트랜드의 무차원 상대 농도(Cmd_out(t+△t))를 산출하는 과정;
    을 포함하는 이강종의 연속주조 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 턴디시 내 후속 용강의 유입 체적 유량(Qtd-in)은 수학식 5에 의해 산출되고,
    [수학식 5]
    Figure PCTKR2013012130-appb-I000007
    (Wtd(t)는 이전 시점의 턴디시 내 용강 총무게, Wtd(t+△t)는 현 시점의 턴디시 내 용강 총무게, Qtd-out는 턴디시로부터 배출되는 용강 체적 유량, ρL는 액상 용강의 밀도)
    상기 현 시점에서의 턴디시 내 용강 평균 농도(Ctd-ave(t+△t))는 수학식 6에 의해 산출되며,
    [수학식 6]
    Figure PCTKR2013012130-appb-I000008
    (Ctd_ave(t)는 이전 시점의 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도, Qtd-in(t)은 이전 시점에서 턴디시 내로 유입되는 용강의 유입 체적 유량, Ctd-in(t)는 이전 시점의 턴디시 내 후속 용강의 유입 농도(무차원 상대 농도), Qtd-out(t)는 이전 시점의 턴디시로부터 배출되는 용강 체적 유량, Ctd-out(t)은 이전 시점의 턴디시로부터 배출되는 용강 농도(무차원 상대 농도), ρL는 액상 용강의 밀도)
    상기 현 시점에서 턴디시로부터 배출되는 용강 농도(Ctd-out(t+△t))는 수학식 7에 의해 산출되고;
    [수학식 7]
    Figure PCTKR2013012130-appb-I000009
    (ftd는 턴디시 내외삽 계수, Ctd_ave(t+△t)는 현 시점에서 턴디시 내 용강의 평균 무차원 상대 농도, Ctd-in(t+△t)은 현 시점에서 턴디시로 유입되는 용강의 무차원 상대 농도)
    상기 현 시점에서 몰드 내 용강 평균 농도(Cmd-ave(t+△t))는 수학식 8에 의해 산출되며,
    [수학식 8]
    Figure PCTKR2013012130-appb-I000010
    (Wmd(t)는 이전 시점에서 몰드 내 용강 총 무게, Cmd-ave(t)는 이전 시점에서 몰드 내 용강의 평균 무차원 상대 농도, Qmd-in(t)은 이전 시점에서 몰드 내 용강의 유입 체적 유량, Cmd-in(t)는 이전 시점에서의 몰드 내 용강의 유입 농도(무차원 상대 농도), Wmd(t+△t)는 현 시점에서 몰드 내 용강 총 무게, Qmd-out(t)은 몰드로부터 배출되는 용강 체적 유량, Cmd-out(t)은 이전 시점에서 몰드로부터 배출되는 스트랜드의 무차원 상대 농도, ρL는 액상 용강의 밀도)
    상기 현 시점에서 몰드로부터 배출되는 스트랜드의 농도(Cmd_out(t+△t))는 수학식 9에 의해 산출되는
    [수학식 9]
    Figure PCTKR2013012130-appb-I000011
    (fmd는 몰드 내외삽 계수, Cmd_ave(t+△t)는 현 시점에서 몰드 내 용강의 평균 무차원 상대 농도, Cmd-in(t+△t)는 현 시점에서 몰드로 유입되는 용강의 무차원 상대 농도)
    이강종의 연속주조 방법.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 스트랜드 중심부의 무차원 상대 농도를 산출하는 과정에 있어서,
    상기 수학식 7의 내외삽 계수(ftd)에 4±2를 적용하고,
    상기 수학식 9의 내외삽 계수(fmd)에 0.7±0.4를 적용하여 스트랜드 중심부의 무차원 농도(Cmd-out-center)를 산출하는 이강종의 연속주조 방법.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 스트랜드 표면부의 무차원 상대 농도를 산출하는데 있어서,
    상기 수학식 7의 내외삽 계수(ftd)는 2.2±0.6을 적용하고,
    상기 수학식 9의 내외삽 계수(fmd)에 0.5±0.2를 적용하여 스트랜드 표면부의 무차원 상대 농도(Cmd-out-surface)를 산출하는 이강종의 연속주조 방법.
  19. 청구항 16에 있어서,
    상기 수학식 5, 6, 8 각각에서의 밀도(ρL) 값으로 액상 용강 밀도를 사용하며, 상기 용강 밀도로 7000 내지 7400 kg/m3 값을 적용하는 이강종의 연속주조 방법.
  20. 청구항 10에 있어서,
    상기 스트랜드 표면부의 무차원 상대 농도 획득이 시작되는 상기 스트랜드의 위치를 설정하는 과정; 및
    상기 스트랜드 중심부의 무차원 상대 농도 획득이 시작되는 상기 스트랜드의 위치를 설정하는 과정;
    을 포함하고,
    상기 후속 래들 개공 시점에서의 스트랜드 위치를 상기 스트랜드 표면부의 무차원 상대 농도 획득이 시작되는 위치로 설정하고,
    상기 후속 래들 개공 시점에서의 스트랜드 위치에서 -4±4m 위치를 상기 스트랜드 중심부의 무차원 상대 농도 획득이 시작되는 위치로 설정하는 연속주조 방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 획득된 표면부의 무차원 상대 농도를 가지는 상기 스트랜드의 길이 방향 위치를 산출하는 과정에 있어서,
    스트랜드의 단면의 면적(Amd)을 용강의 고상 밀도(ρs)로 나눈 값으로, 상기 몰드로부터 배출되는 용강 체적 유량(Qmd-out)을 나누는 수학식 10에 의해 산출되는 이강종의 연속주조 방법.
    [수학식 10]
    Figure PCTKR2013012130-appb-I000012
    (Qmd_out는 몰드로부터 배출되는 용강 체적 유량, Amd는 스트랜드의 단면의 면적, ρs는 고상 용강 밀도로서, 7600 내지 8000 kg/m3 적용)
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 획득된 중심부의 무차원 상대 농도를 가지는 상기 스트랜드의 길이 방향 위치를 산출하는 과정에 있어서,
    상기 획득된 표면부의 무차원 상대 농도를 가지는 위치에서 -4±4m 위치를 중심부의 무차원 상대 농도를 가지는 위치로 설정하는 이강종의 연속주조 방법.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 실시간으로 획득되는 스트랜드 중심부의 무차원 상대 농도가 제 1 기준 농도에 도달하는 스트랜드의 지점으로부터 상기 실시간으로 획득되는 스트랜드 표면부의 무차원 상대 농도가 제 2 기준 농도에 도달하는 스트랜드의 지점까지를 혼합부로 예지하는 이강종의 연속주조 방법.
  24. 청구항 22에 있어서,
    상기 실시간으로 획득되는 스트랜드 중심부의 무차원 농도가 제 1 기준 농도에 도달하는 스트랜드의 위치를 제 1 절사 위치로 설정하는 과정;
    상기 실시간으로 획득되는 스트랜드 표면부의 무차원 농도가 제 2 기준 농도에 도달하는 스트랜드의 위치를 스트랜드의 제 2 절사 위치로 설정하는 과정;
    상기 제 1 절사 위치와 제 2 절사 위치 각각에서 절사를 실시하여, 상기 혼합부를 절사하는 과정;
    을 포함하는 이강종의 연속주조 방법.
  25. 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 스트랜드의 혼합부를 예지하는 과정 및 예지된 혼합부의 절사 과정이 온라인 프로세스(online process)로 이루어지는 이강종의 연속주조 방법.
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