KR100671417B1

KR100671417B1 - 다이나믹 소프트 리덕션 시 주형 내 용강레벨 제어장치 및제어방법

Info

Publication number: KR100671417B1
Application number: KR1020000081236A
Authority: KR
Inventors: 천창근; 신건; 박동만
Original assignee: 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 2000-12-23
Filing date: 2000-12-23
Publication date: 2007-01-18
Also published as: KR20020052056A

Abstract

본 발명은 다이나믹 소프트 리덕션 시 주형 내 용강레벨 제어장치 및 제어방법에 관한 것으로서, 연속주조기의 주형 내 용강레벨 제어장치에 있어서, 스트랜드 세그먼트(1)의 롤갭을 검출하는 롤갭 측정장치(2)와; 용강의 응고 완료점을 산출하는 프로세스 컴퓨터(3)와; 상기 프로세스 컴퓨터(3)에 연결되어 롤갭의 정보와 응고 완료점 정보를 수신하여 용강의 변화량을 산출하는 보상인자 산출부(4)와; 주형(13) 내 용강레벨을 검출하는 레벨감지센서(5)와; 상기 보상인자 산출부(4)에서 산출한 용강의 변화량과 레벨감지센서(5)에 의한 주형 내 용강레벨을 비교하는 비교연산부 (6)와; 상기 비교연산부(6)에 연결되어 비교연산부(6)의 출력을 입력하여 용강레벨을 제어하는 용강레벨 제어부(7) 및; 상기 용강레벨 제어부(7)에 연결되어 용강레벨 제어부(7)의 출력신호로 슬라이드 게이트(8)를 구동하는 게이트 구동부(9)로 구성되어 연속주조공정에 있어서, 다이나믹 소프트 리덕션을 실시하는 경우에 응고 완료점 길이와 소프트 리덕션량을 연속적으로 측정하여 용강레벨제어기의 보상인자로 활용함으로써 보다 정확하게 용강레벨을 제어할 수 있어서 주편의 품질 향상 및 작업의 안정성을 높일 수 있는 장점이 있다.

다이나믹 소프트 리덕션, 주형, 용강레벨, 연속주조기,

Description

다이나믹 소프트 리덕션 시 주형 내 용강레벨 제어장치 및 제어방법 {Apparatus and Method for Controlling Mold Level in Dynamic Soft Reduction}

도 1은 연속주조설비의 전체 구성도,

도 2는 본 발명 다이나믹 소프트 리덕션 시 주형 내 용강레벨 제어장치의 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 주조 중 다이나믹 소프트 리덕션 시 주형 내 용강레벨의 제어를 실행하는 순서도이다.

〈도면중 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 스트랜드 세그먼트 2 : 롤갭 측정장치

3 : 프로세스 컴퓨터 4 : 보상인자 산출부

5 : 레벨감지센서 6 : 비교연산부

7 : 용강레벨 제어부 8 : 슬라이드 게이트

9 : 게이트 구동부 10 : 턴디쉬

11 : 용강 12 : 래들

13 : 주형

본 발명은 주조 중 다이나믹 소프트 리덕션 시 스트랜드 세그먼트의 롤갭 정보와 응고 완료점 정보를 연속적으로 측정하여 주형 내 용강레벨 제어기의 보상인자로 활용함으로써 주형 내 용강레벨을 정밀하게 제어할 수 있는 다이나믹 소프트 리덕션 시 주형 내 용강레벨 제어장치 및 제어방법에 관한 것이다.

연속주조공정에서 소프트 리덕션이란 주조 중 스트랜드 내 어느 지점에서 형성되는 응고 완료점을 도출하여 응고 완료점 부근에 존재하는 세그먼트의 롤갭을 축소하여 응고 완료점 근처에서 발생하는 주편 결함을 없애는 프로세스를 의미한다.

상기한 소프트 리덕션은 크게 2가지 방식으로 나눌 수 있는 데, 첫째는 스태틱 방식으로서 주조 속도를 일정하게 유지하여 응고 완료점이 주조 중에 바뀌지 않도록 하여 소프트 리덕션을 하는 방식이며, 둘째는 다이나믹 방식으로서 주조 속도변경이나 강종에 따라 응고 완료점이 계속하여 변화할 경우 응고 완료점을 자동으로 감지하여 응고 완료점 근처에서 소프트 리덕션하는 방식이다.

한편 종래에는 레벨감지센서로부터 주형 내 용강의 레벨을 검출하여 작업자에 의해 미리 설정된 설정값과 비교함으로써 그 편차 정보만을 이용하여 용강레벨을 제어한다. 따라서 주조 중 주조속도 변경으로 인하여 다이나믹 소프트 리덕션을 실시하는 경우에는 주편 내부에 미응고된 용강이 몰드 하부로부터 다시 흘러들어오 므로 용강으로 인하여 용강의 레벨을 일시적으로 변경시키는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기한 실정을 감안하여 발명한 것으로서, 응고 완료점 길이 함수와 소프트 리덕션량 함수를 용강레벨 제어기의 보상인자로 이용하여 다이나믹 소프트 리덕션을 실시하는 경우에 발생하는 용강레벨의 변동을 보다 정밀하게 제어하는 다이나믹 소프트 리덕션 시 주형 내 용강레벨 제어장치 및 제어방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 다이나믹 소프트 리덕션 시 주형 내 용강레벨 제어장치는 주조 중 다이나믹 소프트 리덕션을 실시하는 연속주조기의 주형 내 용강레벨 제어장치에 있어서, 스트랜드 세그먼트(1)의 롤갭을 검출하는 롤갭 측정장치(2)와; 용강의 응고 완료점을 산출하는 프로세스 컴퓨터(3)와; 상기 프로세스 컴퓨터(3)에 연결되어 롤갭의 정보와 응고 완료점 정보를 수신하여 용강의 변화량을 산출하는 보상인자 산출부(4)와; 주형 내 용강레벨을 검출하는 레벨감지센서(5)와; 상기 보상인자 산출부(4)에서 산출한 용강의 변화량과 레벨감지센서(5)에 의한 주형(13) 내 용강레벨을 비교하는 비교연산부(6)와; 상기 비교연산부(6)에 연결되어 비교연산부(6)의 출력을 입력하여 용강레벨을 제어하는 용강레벨 제어부(7) 및; 상기 용강레벨 제어부(7)에 연결되어 용강레벨 제어부(7)의 출력신호로 슬라이드 게이트(8)를 구동하는 게이트 구동부(9)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명 다이나믹 소프트 리덕션 시 주형 내 용강레벨 제어방법은 스트 랜드 세그먼트(1)에 설치되어 있는 롤갭 측정장치(2)로 롤갭을 측정하는 단계와; 프로세스 컴퓨터(3)로 용강의 응고 완료점을 산출하는 단계와; 상기 롤갭과 응고 완료점 정보를 이용하여 보상인자 산출부(4)에서 용강의 변화량을 산출하는 단계와; 비교연산부(6)에서 상기 보상인자 산출부(4)에서 도출한 용강의 변화량과 레벨감지센서(5)로 검출한 주형(13) 내 용강레벨 및 작업자에 의해 미리 설정된 용강레벨을 비교하여 용강레벨의 편차를 구하는 단계 및; 용강레벨 제어부(7)에서 상기 구해진 용강레벨의 편차로 게이트 구동부(9)를 제어함으로써 게이트 구동부(9)가 슬라이드 게이트(8)를 구동하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

일반적으로 연속주조설비에 있어서 스트랜드 세그먼트(1)는 상하 각각 5 ∼ 6개의 롤을 하나의 그룹으로 설정하여 1개의 세그먼트로 구성되어 있으며, 소프트 리덕션을 실시할 수 있는 연주기의 세그먼트는의 네 모서리에는 세그먼트의 상판을 구동시킬 수 있는 구동부가 설치되어 있다.

여기서 소프트 리덕션 실시를 위한 전체 프로세스를 살펴보면, 도 2에 도시한 바와 같이 상위 제어기인 프로세스 컴퓨터(3)는 생산되는 주편에 대한 적절한 온도 정보와 기타 정보를 이용한 응고 완료점 도출 모델을 통하여 현재 주조되고 있는 주편에 있어서 응고 완료점을 개략적으로 추정하고, 응고 완료점 근처에 존재하는 몇 개 세그먼트의 롤갭 구동장치를 구동시켜 적절한 롤갭을 조절함으로써 소프트 리덕션이 이루어진다.

이와 같은 소프트 리덕션을 실시할 경우, 현재 생산되는 주편 내부에 미응고된 용강이 있어서, 그 미응고된 용강이 주형(13) 하부를 통하여 몰드로 유입되는 현상이 발생하게 되고, 이 때 순간적으로 주형(13) 내 용강의 레벨이 상승하여 운전자가 목표로 하는 적절한 레벨을 유지할 수 없게 되는 문제점이 있다.

또한 소프트 리덕션을 실시할 경우 주형(13) 내 용강레벨 변동에 영향을 미치는 인자를 살펴보면, 첫째 리덕션량으로서 리덕션량에 비례하여 용강레벨의 변동량도 크게 발생하게 되고, 둘째 응고 완료점으로서 응고 완료점 길이에 반비례하여 용강 레벨의 변동량이 발생하게 된다.

따라서 용강변화량(Q)는 다음 수학식 1로 표현할 수 있다.

용강변화량(Q) = 비례상수 ×소프트 리덕션량 / 응고 완료점 길이

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 작용을 보다 더 상세하게 설명한다.

도 1은 연속주조설비의 전체 구성도, 도 2는 본 발명 다이나믹 소프트 리덕션 시 주형 내 용강레벨 제어장치의 구성도, 도 3은 본 발명에 따른 주조 중 다이나믹 소프트 리덕션 시 주형 내 용강레벨의 제어를 실행하는 순서도로서, 주조 중 주조속도나 강종의 변화가 없어 새로운 소프트 리덕션이 없을 경우에는 레벨감지센서(5)에서 주형(13) 내의 용강레벨을 검출하여 비교연산부(6)에 전송하게 되고, 현재 감지된 용강레벨과 설정된 용강레벨을 비교하여 그 편차를 산출한 후 용강레벨 제어부(7)에 전송하면 용강레벨 제어부(7)에서 미리 구성된 제어알고리즘으로 게이트 구동부(9)를 제어하여 용강레벨을 제어하게 된다. 하지만 주조 중 주조속도나 강종의 변화가 있어 새로운 소프트 리덕션을 실시해야 되는 경우에는 각 세그먼트( 1)에 설치되어 있는 롤갭 측정장치(2)로부터 새로운 롤갭을 측정하여 보상인자 산 출부(4)로 전송하고, 프로세스 컴퓨터(3)내 응고 완료점 검출 모델로부터 응고 완료점을 계산하여 도출된 응고 완료점을 보상인자 산출부(4)로 전송하면, 보상인자 산출부(4)에서는 새로운 소프트 리덕션으로 인하여 주형(13) 내 용강의 변동분을 상기 수학식 1과 같이 도출하여 그 값을 비교연산부(6)에 전달하면, 비교연산부(6)는 용강의 변동분(Q)과 작업자가 설정한 설정값 및 레벨감지센서(5)로부터 측정된 현재의 용강 레벨값을 가감하여 용강레벨 제어부(7)에 전송하면, 용강레벨 제어부( 7)가 게이트 구동부(9)를 제어하여 적절한 게이트량을 조절함으로써 주형(13) 내 용강의 레벨을 제어하게 된다.

상기한 바와 같이 본 발명은 연속주조공정에 있어서, 다이나믹 소프트 리덕션을 실시하는 경우에 응고 완료점 길이와 소프트 리덕션량을 연속적으로 측정하여 용강레벨제어기의 보상인자로 활용함으로써 보다 정확하게 용강레벨을 제어할 수 있어서 주편의 품질 향상 및 작업의 안정성을 높일 수 있는 장점이 있다.

Claims

주조 중 다이나믹 소프트 리덕션을 실시하는 연속주조기의 주형 내 용강레벨 제어장치에 있어서, 스트랜드 세그먼트(1)의 롤갭을 검출하는 롤갭 측정장치(2)와; 용강의 응고 완료점을 산출하는 프로세스 컴퓨터(3)와; 상기 프로세스 컴퓨터(3)에 연결되어 롤갭의 정보와 응고 완료점 정보를 수신하여 용강의 변화량을 산출하는 보상인자 산출부(4)와; 주형(13) 내 용강레벨을 검출하는 레벨감지센서(5)와; 상기 보상인자 산출부(4)에서 산출한 용강의 변화량과 레벨감지센서(5)에 의한 주형 내 용강레벨을 비교하는 비교연산부(6)와; 상기 비교연산부(6)에 연결되어 비교연산부 (6)의 출력을 입력하여 용강레벨을 제어하는 용강레벨 제어부(7) 및; 상기 용강레벨 제어부(7)에 연결되어 용강레벨 제어부(7)의 출력신호로 슬라이드 게이트(8)를 구동하는 게이트 구동부(9)로 구성되는 것을 특징으로 하는 하는 다이나믹 소프트 리덕션 시 주형 내 용강레벨 제어장치.
스트랜드 세그먼트(1)에 설치되어 있는 롤갭 측정장치(2)로 롤갭을 측정하는 단계와; 프로세스 컴퓨터(3)로 용강의 응고 완료점을 산출하는 단계와; 상기 롤갭과 응고 완료점 정보를 이용하여 보상인자 산출부(4)에서 용강의 변화량을 산출하는 단계와; 비교연산부(6)에서 상기 보상인자 산출부(4)에서 도출한 용강의 변화량과 레벨감지센서(5)로 검출한 주형(13) 내 용강레벨 및 작업자에 의해 미리 설정된 용강레벨을 비교하여 용강레벨의 편차를 구하는 단계 및; 용강레벨 제어부(7)에서 상기 구해진 용강레벨의 편차로 게이트 구동부(9)를 제어함으로써 게이트 구동부(9 )가 슬라이드 게이트(8)를 구동하는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 다이나믹 소프트 리덕션 시 주형 내 용강레벨 제어방법.