KR101344897B1

KR101344897B1 - Device for predicting quality of plate in continuous casting and method therefor

Info

Publication number: KR101344897B1
Application number: KR1020120020687A
Authority: KR
Inventors: 유석현; 장필용; 안재환
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2013-12-26
Also published as: KR20130099289A

Abstract

본 발명은 연속주조시 판재의 품질 예측장치 및 그 방법에 관한 것으로, 주조 중인 용강의 탄소량을 입력받는 단계와, 몰드내 용강의 탕면 유동에 따른 탕면레벨값을 주기적으로 수집하는 단계와, 설정된 단위주기가 경과되면, 상기 단위주기동안 수집된 탕면레벨값이 설정된 기준범위를 벗어난 이상횟수와 총 측정횟수를 이용하여 탕면적중률을 계산하는 단계, 및 상기에서 입력된 용강탄소량과 계산된 탕면적중률을 이용하여 최종탄소량을 산출하며, 산출된 최종탄소량을 이용하여 판재의 품질을 예측한 후 주편의 후속 공정 진행을 제어하는 단계를 제공한다.The present invention relates to an apparatus and method for predicting the quality of a sheet during continuous casting, the method comprising: receiving an amount of carbon of molten steel being cast, periodically collecting a level of tap water according to the flow of molten steel in a mold; When the unit cycle has elapsed, calculating the surface area weight ratio using the number of abnormalities and the total number of measurement times during which the surface level collected during the unit cycle is outside the set reference range, and the amount of molten steel carbon and the calculated surface area ratio After calculating the final carbon amount, using the calculated final carbon amount to predict the quality of the plate provides a step of controlling the subsequent process of the cast steel.

Description

연속주조시 판재의 품질 예측장치 및 그 방법{DEVICE FOR PREDICTING QUALITY OF PLATE IN CONTINUOUS CASTING AND METHOD THEREFOR}DEVICE FOR PREDICTING QUALITY OF PLATE IN CONTINUOUS CASTING AND METHOD THEREFOR}

본 발명은 주편을 이용한 판재 제조시 품질 예측에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬라브와 같은 주편을 이용하여 판재 제조시 용강 탄소량을 이용하여 판재의 품질 정도를 미리 예측하는 연속주조시 판재의 품질 예측장치 및 그 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to the quality prediction when manufacturing a plate using a cast, and more particularly, the quality prediction of the plate during continuous casting to predict the quality of the plate in advance using molten steel carbon in the production of the plate using a slab, such as slab An apparatus and a method thereof are provided.

연속주조기는 제강로에서 생산되어 래들(Ladle)로 이송된 용강을 턴디쉬(Tundish)에 받았다가 연속주조기용 몰드로 공급하여 일정한 크기의 주편을 생산하는 설비이다.The continuous casting machine is a machine that is produced in the steel making furnace, receives the molten steel transferred to the ladle by the tundish, and supplies it to the mold for the continuous casting machine to produce the cast steel of a certain size.

연속주조기는 용강을 저장하는 래들과, 턴디쉬 및 상기 턴디쉬에서 출강되는 용강을 최초 냉각시켜 소정의 형상을 가지는 연주주편으로 형성하는 연주용 몰드와, 상기 몰드에 연결되어 몰드에서 형성된 연주주편을 이동시키는 다수의 핀치롤을 포함한다.The continuous casting machine includes a ladle for storing molten steel, a playing mold for cooling the tundish and the molten steel discharged from the tundish for the first time to form a casting cast having a predetermined shape, and the casting cast formed in the mold connected to the mold. It includes a plurality of pinch rolls.

다시 말해서, 상기 래들과 턴디쉬에서 출강된 용강은 몰드에서 소정의 폭과 두께 및 형상을 가지는 연주주편으로 형성되어 핀치롤을 통해 이송되고, 핀치롤을 통해 이송된 연주주편은 절단기에 의해 절단되어 소정 형상을 갖는 슬라브(Slab) 또는 블룸(Bloom), 빌렛(Billet) 등의 주편으로 제조된다.In other words, the molten steel tapping out of the ladle and tundish is formed as a cast piece having a predetermined width, thickness and shape in a mold and is transferred through a pinch roll, and the cast piece transferred through the pinch roll is cut by a cutter. It is made of slabs (Slab), Bloom (Bloom), Billet (Billet) and the like having a predetermined shape.

관련된 선행기술로는 한국특허공개 제2005-21961호(공개일: 2005. 03. 07, 명칭: 극저탄소강 슬래브의 제조방법)가 있다.
Related prior art is Korean Patent Publication No. 2005-21961 (published on Mar. 03, 2005, entitled " Method of manufacturing ultra-low carbon steel slab).

본 발명은 몰드의 탕면레벨 변동량을 통해 탕면적중률을 계산하고, 계산된 탕면적중률과 턴디쉬내 용강탄소량을 이용하여 최종 탄소량을 산출한 후 주편내 탄소량에 따라 제조될 판재의 품질 정도를 예측할 수 있는 연속주조시 판재의 품질 예측 장치 및 그 방법을 제공하는 것이다.The present invention calculates the surface area weight ratio through the variation of the surface level of the mold, calculates the final carbon amount by using the calculated surface area ratio and molten steel carbon in the tundish, and then determines the quality of the plate to be manufactured according to the carbon content in the cast steel. It is to provide an apparatus and method for predicting the quality of a plate during continuous casting that can be predicted.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above.

상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 연속주조시 판재의 품질 예측장치는, 주조 중인 용강의 탄소량과 각종 성분함량이 저장되는 저장부; 몰드의 상측에 배치 고정되어 몰드내 용강의 탕면 유동에 따른 탕면레벨을 주기적으로 측정하는 탕면레벨센서; 및 상기 탕면레벨센서에서 측정한 탕면레벨값을 수집한 후 설정된 단위주기동안 수집된 탕면레벨값이 설정된 기준범위를 벗어난 이상횟수와 총 측정횟수를 이용하여 탕면적중률을 계산하고, 상기 용강탄소량과 계산된 탕면적중률을 이용하여 최종탄소량을 산출하며, 산출된 최종탄소량을 이용하여 판재의 품질을 예측한 후 주편의 후속 공정 진행을 제어하는 중앙처리부;를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a device for predicting quality of a sheet during continuous casting, comprising: a storage unit storing carbon amount and various component contents of molten steel being cast; A water level sensor arranged at an upper side of the mold and periodically measuring a water level according to the flow of molten steel in the mold; And collecting the water level level measured by the water level level sensor, and calculating the water surface area ratio by using the abnormal number and the total number of measurement times when the level of the collected water level during the set unit period is out of the set reference range. A central processing unit may be used to calculate the final carbon amount using the calculated hot water surface area ratio, and to predict the quality of the plate using the calculated final carbon amount and to control the subsequent process of the cast steel.

중앙처리부는 산출된 최종탄소량과 설정된 기준탄소량을 비교하고, 최종탄소량이 기준탄소량을 초과할 경우 주편의 후속 공정이 일시 중단되도록 할 수 있다.The central processing unit may compare the calculated final carbon amount with the set reference carbon amount, and allow the subsequent process of the cast to be suspended when the final carbon amount exceeds the reference carbon amount.

또한, 상기 과제를 실현하기 위한 본 발명의 연속주조시 판재의 품질 예측방법은, 주조 중인 용강의 탄소량을 입력받는 단계; 몰드내 용강의 탕면 유동에 따른 탕면레벨값을 주기적으로 수집하는 단계; 설정된 단위주기가 경과되면, 상기 단위주기동안 수집된 탕면레벨값이 설정된 기준범위를 벗어난 이상횟수와 총 측정횟수를 이용하여 탕면적중률을 계산하는 단계; 및 상기에서 입력된 용강탄소량과 계산된 탕면적중률을 이용하여 최종탄소량을 산출하며, 산출된 최종탄소량을 이용하여 판재의 품질을 예측한 후 주편의 후속 공정 진행을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다. In addition, the method of predicting the quality of the sheet during continuous casting of the present invention for realizing the above object, the step of receiving the carbon amount of molten steel during casting; Periodically collecting a surface level value according to the surface flow of molten steel in the mold; Calculating a tangential plane hit rate using the number of abnormal times and the total number of measurement times that the tangent level value collected during the unit period exceeds the set reference range when the set unit period has elapsed; And calculating the final carbon amount by using the molten steel carbon amount and the calculated hot water surface area ratio, and predicting the quality of the plate using the calculated final carbon amount, and controlling the subsequent process of the cast steel. can do.

상기 단위주기는 주조시간, 연주주편의 길이 및 용강토출량 중 어느 하나를 기준으로 설정되며, 상기 중앙처리부는 산출된 최종탄소량과 설정된 기준탄소량을 비교하고, 최종탄소량이 기준탄소량을 초과할 경우 주편의 후속 공정이 일시 중단되도록 할 수 있다.
The unit period is set based on any one of the casting time, the length of the casting cast and the molten steel discharge, the central processing unit compares the calculated final carbon amount and the set reference carbon amount, the final carbon amount is greater than the standard carbon amount If so, subsequent processing of the cast can be suspended.

상기와 같이 본 발명에 의하면, 몰드내 탕면레벨의 변동량을 이용하여 최종 탄소량을 산출함에 따라 제조될 판재의 품질 정도를 예측함으로써, 허용기준 탄소 범위를 초과한 판재의 불필요한 후공정 투입으로 인해 발생되는 공정비용 손실 및 생산성 저하를 방지할 수 있는 이점이 있다.
According to the present invention as described above, by predicting the degree of quality of the plate to be produced by calculating the final carbon amount by using the variation of the level of the water surface in the mold, it occurs due to unnecessary post-process input of the plate exceeding the acceptable carbon range There is an advantage to prevent the loss of process costs and productivity.

도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 용강의 흐름을 중심으로 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 연속주조시 판재의 품질 예측 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 몰드 탕면 레벨을 측정한 결과를 나타낸 도면이다.
도 4는 허용 탄소량 초과로 인한 제품의 불량을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 연속주조시 판재의 품질 예측 과정을 나타낸 순서도이다.
도 6은 몰드의 탕면레벨 변동량에 따른 탕면적중률과 탄소증가량 간의 관계를 나타낸 그래프이다.1 is a conceptual diagram showing a continuous casting machine according to an embodiment of the present invention mainly on the flow of molten steel.
2 is a view showing an apparatus for predicting the quality of a sheet during continuous casting according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing the results of measuring the mold level.
4 is a view showing a failure of the product due to exceeding the allowable carbon amount.
5 is a flowchart illustrating a quality prediction process of a plate during continuous casting according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the relationship between the surface area weight ratio and the carbon increase amount according to the surface level variation of the mold.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same components are denoted by the same reference symbols whenever possible. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1은 본 발명의 실시예와 관련된 연속주조기를 용강의 흐름을 중심으로 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing a continuous casting machine according to an embodiment of the present invention mainly on the flow of molten steel.

연속주조(continuous casting)는 용융금속을 바닥이 없는 몰드(Mold)에서 응고시키면서 연속적으로 주편 또는 강괴(steel ingot)를 뽑아내는 주조법이다. 연속주조는 정사각형, 직사각형, 원형 등 단순한 단면형의 긴 제품과 주로 압연용 소재인 슬라브, 블룸 및 빌릿을 제조하는 데 이용된다. Continuous casting is a casting process in which a molten metal is continuously cast into a bottomless mold while continuously drawing a steel ingot or steel ingot. Continuous casting is used to manufacture slabs, blooms and billets, which are mainly rolled materials, and long products of simple cross-section such as square, rectangle, and circle.

연속주조기의 형태는 수직형과 수직만곡형 등으로 분류된다. 도 1에서는 수직만곡형을 예시하고 있다.The shape of a continuous casting machine is classified into a vertical type and a vertical bending type. In Fig. 1, a vertical bending type is illustrated.

도 1을 참조하면, 연속주조기는 래들(10)과 턴디쉬(20), 몰드(30), 2차냉각대(60 및 65), 및 핀치롤(70)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the continuous casting machine may include a ladle 10, a tundish 20, a mold 30, secondary cooling tables 60 and 65, and a pinch roll 70.

턴디쉬(Tundish, 20)는 래들(Ladle, 10)로부터 용융금속을 받아 몰드(Mold, 30)로 용융금속을 공급하는 용기이다. 턴디쉬(20)에서는 몰드(30)로 흘러드는 용융금속의 공급 속도조절, 각 몰드(30)로 용융금속 분배, 용융금속의 저장, 슬래그 및 비금속 개재물(介在物)의 분리 등이 이루어진다. The tundish 20 is a container that receives the molten metal from the ladle 10 and supplies the molten metal to the mold 30. In the tundish 20, the supply rate of the molten metal flowing into the mold 30 is controlled, the molten metal is distributed to each mold 30, the molten metal is stored, and the slag and the nonmetallic inclusions are separated.

몰드(30)는 통상적으로 수냉식 구리제이며, 수강된 용강이 1차 냉각되게 한다. 몰드(30)는 구조적으로 마주보는 한 쌍의 면들이 개구된 형태로서 용강이 수용되는 중공부를 형성한다. 슬라브를 제조하는 경우에, 몰드(30)는 한 쌍의 장벽과, 장벽들을 연결하는 한 쌍의 단벽을 포함한다. 여기서, 단벽은 장벽보다 작은 넓이를 가지게 된다. 몰드(30)의 벽들, 주로는 단벽들은 서로에 대하여 멀어지거나 가까워지도록 회전되어 일정 수준의 테이퍼(Taper)를 가질 수 있다. 이러한 테이퍼는 몰드(30) 내에서 용강(M)의 응고로 인한 수축을 보상하기 위해 설정한다. 용강(M)의 응고 정도는 강종에 따른 탄소 함량, 파우더의 종류(강냉형 Vs 완냉형), 주조 속도 등에 의해 달라지게 된다. The mold 30 is typically made of water-cooled copper and allows the molten steel to be primary cooled. The mold 30 has a pair of structurally opposed faces open to form a hollow portion for receiving molten steel. In the case of manufacturing the slab, the mold 30 includes a pair of barriers and a pair of end walls connecting the barriers. Here, the end wall has a smaller area than the barrier. The walls of the mold 30, mainly short walls, may be rotated away from or close to each other to have a certain level of taper. This taper is set to compensate for the shrinkage due to the solidification of the molten steel M in the mold 30. The degree of solidification of the molten steel (M) will vary depending on the carbon content, the type of powder (steel cold Vs slow cooling), casting speed and the like depending on the steel type.

몰드(30)는 몰드(30)에서 뽑아낸 연주주편이 모양을 유지하고, 아직 응고가 덜 된 용융금속이 유출되지 않게 강한 응고각(凝固殼) 또는 응고쉘(Solidified Shell, 81)이 형성되도록 하는 역할을 한다. 수냉 구조에는 구리관을 이용하는 방식, 구리블록에 수냉홈을 뚫는 방식, 수냉홈이 있는 구리관을 조립하는 방식 등이 있다. The mold 30 is formed such that a solidified shell or a solidified shell 81 is formed so as to maintain the shape of the casting pluck pulled out from the mold 30 and to prevent the molten metal from being hardly outflowed from flowing out. . The water-cooling structure includes a method using a copper tube, a method of water-cooling the copper block, and a method of assembling a copper tube having a water-cooling groove.

몰드(30)는 용강이 몰드의 벽면에 붙는 것을 방지하기 위하여 오실레이터(40)에 의해 오실레이션(oscillation, 왕복운동)된다. 오실레이션시 몰드(30)와 응고쉘(81)과의 마찰을 줄이고 타는 것을 방지하기 위해 윤활제가 이용된다. 윤활제로는 뿜어 칠하는 평지 기름과 몰드(30) 내의 용융금속 표면에 첨가되는 파우더(Powder)가 있다. 파우더는 몰드(30) 내의 용융금속에 첨가되어 슬래그가 되며, 몰드(30)와 응고쉘(81)의 윤활뿐만 아니라 몰드(30) 내 용융금속의 산화/질화 방지와 보온, 용융금속의 표면에 떠오른 비금속 개재물의 흡수의 기능도 수행한다. 파우더를 몰드(30)에 투입하기 위하여, 파우더 공급기(50)가 설치된다. 파우더 공급기(50)의 파우더를 배출하는 부분은 몰드(30)의 입구를 지향한다.The mold 30 is oscillated by the oscillator 40 to prevent the molten steel from sticking to the wall of the mold. Lubricant is used to reduce friction between the mold 30 and the solidification shell 81 and prevent burning during oscillation. As the lubricant, there is oil to be sprayed and powder added to the molten metal surface in the mold 30. The powder is added to the molten metal in the mold 30 to become slag, as well as lubrication of the mold 30 and the solidification shell 81, as well as to prevent oxidation and nitriding of the molten metal in the mold 30, to keep warm, and to the surface of the molten metal. It also performs the function of absorption of emerging nonmetallic inclusions. A powder feeder 50 is installed to feed the powder into the mold 30. The portion of the powder feeder 50 for discharging the powder is directed to the inlet of the mold 30.

2차 냉각대(60 및 65)는 몰드(30)에서 1차로 냉각된 용강을 추가로 냉각한다. 1차 냉각된 용강은 지지롤(60)에 의해 응고각이 변형되지 않도록 유지되면서, 물을 분사하는 스프레이수단(65)에 의해 직접 냉각된다. 연주주편의 응고는 대부분 상기 2차 냉각에 의해 이루어진다. The secondary cooling zones 60 and 65 further cool the molten steel primarily cooled in the mold 30. The primary cooled molten steel is directly cooled by the spraying means 65 for spraying water while being maintained by the support roll 60 so that the coagulation angle is not deformed. The solidification of the cast steel is mostly made by the secondary cooling.

인발장치(引拔裝置)는 연주주편이 미끄러지지 않게 뽑아내도록 몇 조의 핀치롤(70)들을 이용하는 멀티드라이브방식 등을 채용하고 있다. 핀치롤(70)은 용강의 응고된 선단부를 주조 방향으로 잡아당김으로써, 몰드(30)를 통과한 용강이 주조방향으로 연속적으로 이동할 수 있게 한다. The drawing device adopts a multidrive method using a pair of pinch rolls 70 and the like so as to pull out the cast pieces without slipping. The pinch roll 70 pulls the solidified tip of the molten steel in the casting direction, thereby allowing the molten steel passing through the mold 30 to continuously move in the casting direction.

이와 같이 구성된 연속주조기는 래들(10)에 수용된 용강(M)이 턴디쉬(20)로 유동하게 된다. 이러한 유동을 위하여, 래들(10)에는 턴디쉬(20)를 향해 연장하는 슈라우드노즐(Shroud nozzle, 15)이 설치된다. 슈라우드노즐(15)은 용강(M)이 공기에 노출되어 산화 및 질화되지 않도록 턴디쉬(20) 내의 용강에 잠기도록 연장한다.The continuous casting machine configured as described above allows the molten steel M accommodated in the ladle 10 to flow into the tundish 20. For this flow, the ladle 10 is provided with a shroud nozzle 15 extending toward the tundish 20. The shroud nozzle 15 extends into the molten steel in the tundish 20 so that the molten steel M is not exposed to the air to be oxidized and nitrided.

턴디쉬(20) 내의 용강(M)은 몰드(30) 내로 연장하는 침지노즐(Submerged Entry Nozzle, 25)에 의해 몰드(30) 내로 유동하게 된다. 침지노즐(25)은 몰드(30)의 중앙에 배치되어, 침지노즐(25)의 양 토출구에서 토출되는 용강(M)의 유동이 대칭을 이룰 수 있도록 한다. 침지노즐(25)을 통한 용강(M)의 토출의 시작, 토출 속도, 및 중단은 침지노즐(25)에 대응하여 턴디쉬(20)에 설치되는 스톱퍼(Stopper, 21)에 의해 결정된다. 구체적으로, 스톱퍼(21)는 침지노즐(25)의 입구를 개폐하도록 침지노즐(25)과 동일한 라인을 따라 수직 이동될 수 있다. 침지노즐(25)을 통한 용강(M)의 유동에 대한 제어는, 스톱퍼 방식과 다른, 슬라이드 게이트(Slide gate) 방식을 이용할 수도 있다. 슬라이드 게이트는 판재가 턴디쉬(20) 내에서 수평 방향으로 슬라이드 이동하면서 침지노즐(25)을 통한 용강(M)의 토출 유량을 제어하게 된다.The molten steel M in the tundish 20 is caused to flow into the mold 30 by the submerged entry nozzle 25 extending into the mold 30. The immersion nozzle 25 is disposed at the center of the mold 30 so that the flow of the molten steel M discharged from both the discharge ports of the immersion nozzle 25 can be made symmetrical. The start, the discharge speed and the interruption of the discharge of the molten steel M through the immersion nozzle 25 are determined by a stopper 21 provided on the tundish 20 in correspondence with the immersion nozzle 25. Specifically, the stopper 21 can be vertically moved along the same line as that of the immersion nozzle 25 so as to open and close the inlet of the immersion nozzle 25. The control of the flow of the molten steel M through the immersion nozzle 25 may use a slide gate method different from the stopper method. The slide gate controls the discharge flow rate of the molten steel (M) through the immersion nozzle (25) while the plate material slides horizontally in the tundish (20).

몰드(30) 내의 용강(M)은 몰드(30)를 이루는 벽면에 접한 부분부터 응고하기 시작한다. 이는 용강(M)의 중심보다는 주변부가 수냉되는 몰드(30)에 의해 열을 잃기 쉽기 때문이다. 주변부가 먼저 응고되는 방식에 의해, 연주주편(80)의 주조 방향을 따른 뒷부분은 미응고 용강(82)이 응고쉘(81)에 감싸여진 형태를 이루게 된다.Molten steel (M) in the mold (30) starts to solidify from a portion in contact with the wall surface of the mold (30). This is because the periphery of the molten steel M is liable to lose heat by the water-cooled mold 30. The rear portion along the casting direction of the cast slab 80 is formed into a shape in which the non-solidified molten steel 82 is wrapped in the solidifying shell 81 by the method in which the peripheral portion first coagulates.

핀치롤(70, 도 1)이 완전히 응고된 연주주편(80)의 선단부(83)를 잡아당김에 따라, 미응고 용강(82)은 응고쉘(81)과 함께 주조 방향으로 이동하게 된다. 미응고 용강(82)은 위 이동 과정에서 냉각수를 분사하는 스프레이수단(65)에 의해 냉각된다. 이는 연주주편(80)에서 미응고 용강(82)이 차지하는 두께가 점차로 작아지게 한다. 연주주편(80)이 일지점(85)에 이르면, 연주주편(80)은 전체 두께가 응고쉘(81)로 채워지게 된다. 응고가 완료된 연주주편(80)은 절단 지점(91)에서 일정 크기로 절단되어 슬라브 등과 같은 주편(P)으로 나누어진다.As the pinch roll 70 (FIG. 1) pulls the tip portion 83 of the completely cast solid cast piece 80, the unsolidified molten steel 82 moves together with the solidified shell 81 in the casting direction. The non-solidified molten steel (82) is cooled by the spraying means (65) for spraying the cooling water in the up-shifting process. This causes the thickness of the non-solidified molten steel (82) to gradually decrease in the cast steel (80). When the cast steel 80 reaches one point 85, the cast steel 80 is filled with the solidification shell 81 of the entire thickness. The solidification casting 80 having been solidified is cut to a predetermined size at the cutting point 91 and is divided into a slab P such as a slab or the like.

도 2는 본 발명의 실시예에 의한 연속주조시 판재의 품질 예측 장치를 나타낸 도면으로서, 예측 장치(100)는 샘플러(110), 성분분석기(115), 탕면레벨센서(120), 저장부(130), 입력부(140), 표시부(150) 및 중앙처리부(160)를 포함하여 이루어져 있다.2 is a view showing a quality prediction device of the plate during continuous casting according to an embodiment of the present invention, the prediction device 100 is a sampler 110, component analyzer 115, the surface level sensor 120, storage unit ( 130, an input unit 140, a display unit 150, and a central processing unit 160.

샘플러(110)는 정련공정이나 연주공정에서 래들(10) 또는 턴디쉬(20)의 용강에 침적되어 용강의 일부를 채취한다.The sampler 110 is immersed in the molten steel of the ladle 10 or the tundish 20 in the refining process or the performance process to collect a portion of the molten steel.

성분분석기(115)는 샘플러(110)를 통해 채취된 용강의 탄소함량을 분석한다. 용강 내 탄소함량은 조업시 정련공정에서 이미 정해지는 값이다. 만일, 정련공정에서 용강 내 탄소함량을 분석하지 않았을 경우 연주공정에서 래들(10) 또는 턴디쉬(20)에 수용된 용강에서 샘플을 채취하여 분석하면 용강 중 탄소함량을 쉽게 알 수 있다. 이와 같이 분석된 탄소함량은 제조될 판재의 결함 정도를 예측하기 위하여 중앙처리부(160)로 전달될 수 있다.The component analyzer 115 analyzes the carbon content of the molten steel collected through the sampler 110. Carbon content in molten steel is a value already determined in the refining process during operation. If the carbon content in the molten steel is not analyzed in the refining process, the carbon content in the molten steel can be easily determined by taking a sample from the molten steel accommodated in the ladle 10 or the tundish 20 in the playing process. The carbon content analyzed as described above may be transferred to the central processing unit 160 to predict the degree of defect of the plate to be manufactured.

탕면레벨센서(120)는 몰드(30)의 상측에 배치 고정되어 몰드(30)내 용강의 탕면 유동에 따른 탕면레벨을 주기적으로 측정한다. 여기서, 탕면레벨센서(120)는 고주파 전류의 여자에 따른 용강의 와전류에 의한 유기전압을 분석하여 탕면 레벨을 측정하는 와전류방식의 센서일 수 있다.The bath surface level sensor 120 is fixed on the upper side of the mold 30 and periodically measures the bath surface level according to the bath surface flow of the molten steel in the mold 30. Here, the tang surface level sensor 120 may be an eddy current type sensor for measuring the tang surface level by analyzing the induced voltage caused by the eddy current of the molten steel according to the excitation of the high frequency current.

저장부(130)는 연속주조기를 통해 주조 중인 용강의 탄소함량과 탕면레벨 측정을 위한 단위주기와 탕면레벨의 이상 판단을 위한 기준범위, 주기적으로 측정된 탕면레벨값 및 탕면적중률 등이 중앙처리부(160)의 제어에 따라 저장될 수 있다. 이와 같은 탄소함량은 성분분석기(115)를 통해 네트워크를 통해 전달될 수도 있지만, 소정의 입력부(140)를 통해 사용자에 의해 입력될 수도 있다.The storage unit 130 is a central processing unit for measuring the carbon content of the molten steel being cast through the continuous casting machine and the unit period for measuring the water level, the reference range for determining abnormality of the water level, the periodically measured level of the water level, and the water surface area ratio. 160 may be stored under control of the control unit 160. The carbon content may be transmitted through a network through the component analyzer 115, but may be input by a user through a predetermined input unit 140.

입력부(140)는 외부로부터 각종 동작 명령이나 설정 기준값들을 입력받아 중앙처리부(160)로 전달하도록 구성되어 있다.The input unit 140 is configured to receive various operation commands and setting reference values from the outside, and to transmit the operation command and the setting reference values to the central processing unit 160.

표시부(150)는 탕면레벨센서(120)를 통해 수집된 탕면레벨이나 시간별 탕면적중률, 예측된 판재 품질 정도를 중앙처리부(160)의 제어에 따라 문자 또는 그래프로 디스플레이할 수 있다.The display unit 150 may display, in the form of a text or a graph, the surface level of the collected surface, the percentage of the surface area of the surface of the water, and the predicted sheet quality, which are collected by the surface level sensor 120.

중앙처리부(160)는 탕면레벨센서(120)에서 측정한 탕면레벨값을 수집한 후 설정된 단위주기동안 수집된 탕면레벨값이 설정된 기준범위를 벗어난 이상횟수와 총 측정횟수를 이용하여 탕면적중률을 계산하고, 상기 용강탄소량과 계산된 탕면적중률을 이용하여 최종탄소량을 산출하며, 산출된 최종탄소량을 이용하여 판재의 품질을 예측한 후 주편의 후속 공정 진행을 제어하게 된다. The central processing unit 160 collects the water level level measured by the water level level sensor 120 and calculates the surface area weight ratio by using the abnormal number and the total number of measurement times when the level of the collected water level during the set unit period is out of the set reference range. In addition, the final carbon amount is calculated using the molten steel amount and the calculated hot water area ratio, and the quality of the plate is estimated using the calculated final carbon amount to control the subsequent process of the cast steel.

여기서, 기준범위는 몰드(30)내 용강레벨(Mold Level)을 기준으로 ±3mm 이내의 범위로 설정될 수 있다. Here, the reference range may be set within a range of ± 3mm based on the molten steel level (Mold Level) in the mold (30).

그리고, 단위주기는 주조 시간(예를 들어 10분), 연주주편(80)의 길이(예를 들어 20m) 또는 용강 토출량을 기준으로 설정될 수 있다. 중앙처리부(160)는 단위주기가 용강토출량일 경우에는 미리 설정된 연주주편의 폭과 두께, 밀도 및 주속을 이용하여 용강토출량을 구할 수 있고, 단위주기가 시간일 경우 측정 시간을 카운트하면 되고, 단위주기가 연주주편(80)의 길이일 경우에는 주속을 이용하여 연주주편(80)의 주조 길이를 구할 수 있다. 주속은 핀치롤(70)의 회전속도를 이용하여 계산되며, 이는 공지된 사항이므로 상세한 설명은 생략한다.The unit cycle can be set based on the casting time (for example, 10 minutes), the length of the cast steel 80 (for example, 20 m), or the molten steel discharge amount. The central processing unit 160 can calculate the molten steel discharge amount using the width and thickness, density, and the circumferential speed of the cast piece in the case where the unit cycle is molten steel discharge, and if the unit cycle is time, the measurement time is counted, and the unit When the period is the length of the cast steel 80, the casting length of the cast steel 80 can be obtained using the circumferential speed. The circumferential speed is calculated using the rotational speed of the pinch roll 70, which is a known matter, and thus a detailed description thereof will be omitted.

이와 같이 본 발명의 중앙처리부(160)에서는 탕면레벨센서(120)에 측정된 도 3과 같은 탕면 레벨값을 수집한 후 설정된 단위주기동안 수집된 탕면 레벨값이 설정된 기준범위(Br)를 벗어난 이상횟수를 단위주기동안 측정된 총 측정횟수로 나누어서 탕면적중률을 계산하고, 계산된 탕면적중률과 턴디쉬내 용강탄소량을 이용하여 최종탄소량을 산출하며, 산출된 최종탄소량과 설정된 기준탄소량을 상호 비교하여 판재의 품질 정도를 예측한 후 주편의 후속 공정의 진행 여부를 제어하게 된다.As described above, in the central processing unit 160 of the present invention, after collecting the surface level values as shown in FIG. 3 measured by the surface level sensor 120, the collected surface level during the set unit period is out of the set reference range Br. The area ratio is calculated by dividing the number by the total number of times measured during the unit cycle, and the final carbon amount is calculated using the calculated surface area ratio and molten carbon content in the tundish, and the calculated final carbon amount and the set reference carbon amount are calculated. By comparing each other, the quality of the plate is predicted, and then the progress of the subsequent process of the cast steel is controlled.

일반적으로, 자동차용 외판재의 경우 고성형성을 얻기 위해 고용 합금원소, 특히 탄소를 70ppm 이하의 극히 적은 극저탄소강으로 제조하게 된다. 따라서 제강 정련 과정에서 진공 탈탄 처리를 통해 탄소를 제거하게 되며, 연속 주조 중에도 탄소의 증가를 막기 위해 턴디쉬내 플럭스, 몰드의 파우더 등의 부자재의 탄소 함량도 5% 이하로 낮은 제품을 사용하게 된다. 그러나 주조 중 몰드(30) 내에서 용강 유동에 의해 발생하는 몰드 탕면의 심한 변동(Mold Level Fluctuation)에 의해 몰드 파우더(탄소 5%미만)가 용강과 접촉하여 용강 내 탄소 농도가 증가하는 문제가 발생하게 된다.Generally, in the case of automobile exterior panels, it is possible to produce solidified alloying elements, particularly carbon with extremely few extremely low carbon steel of not more than 70 ppm in order to achieve high-quality formation. Therefore, in the steelmaking refining process, carbon is removed through vacuum decarburization, and in order to prevent the increase of carbon even during continuous casting, the carbon content of submaterials such as flux and mold powder in the tundish is used to be lower than 5%. . However, the mold powder (less than 5% of carbon) is in contact with the molten steel due to the severe level fluctuation of the mold surface caused by the molten steel flow in the mold 30, causing the carbon concentration in the molten steel to increase. Done.

이와 같이 용강 내 탄소 농도의 증가에 따라 성형성이 저하된 판재(열연코일)는 최종 제품 성형 중에, 도 4와 같이 제품의 일부가 파괴(tear)되는 문제를 일으키게 되며, 탄소량이 허용 기준치를 초과한 불량 슬라브의 압연 등의 후속 공정으로 인해 불필요한 가공비용이 증가됨과 아울러 불량처리 비용도 동시에 증가되는 것이다.As described above, a sheet (hot rolled coil) whose moldability is degraded as the carbon concentration in the molten steel is increased causes a part of the product to be broken as shown in FIG. 4 during the final product molding. Subsequent processes, such as rolling a bad slab, increase unnecessary processing costs and increase the cost of defective processing.

본 발명에서는 턴디쉬 내 용강 탄소량과 몰드내 탕면레벨의 변동량을 이용하여 최종 탄소량을 예측하고 예측된 최종 탄소량을 통해 제조될 판재의 품질 정도를 미리 예상함으로써, 탄소 허용 기준치를 초과하는 슬라브의 불필요한 후속 공정 진행으로 인해 발생되는 생산성 저하와 불필요한 비용 낭비를 미리 방지하고자 하는 것이다.In the present invention, by using the amount of molten steel carbon in the tundish and the amount of fluctuation in the surface of the mold, the final carbon amount is predicted, and the slab exceeding the carbon tolerance standard is estimated in advance by predicting the quality of the plate to be manufactured through the predicted final carbon amount. This is to prevent unnecessary productivity waste and unnecessary waste caused by unnecessary subsequent process.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 연속주조시 판재의 품질 예측 과정을 나타낸 순서도로서, 첨부된 도면을 참조하여 살펴본다.FIG. 5 is a flowchart illustrating a quality prediction process of a plate during continuous casting according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.

먼저, 전기로와 래들로(Ladle Furnace)의 2차정련 공정을 통해 제조된 용강은 연속주조기로 공급되고, 도 1과 같은 연속주조기에서는 공급된 용강을 슬라브와 같은 주편(P)으로 제조하게 된다.First, molten steel manufactured through the secondary refining process of an electric furnace and ladle furnace is supplied to a continuous casting machine, and in the continuous casting machine as shown in FIG. 1, molten steel supplied is manufactured into slabs such as slabs.

한편, 래들로(Ladle Furnace)의 2차정련 공정이나 연주공정의 래들(10) 또는 턴디쉬(20)에서 샘플러(110)를 통해 용강의 일부가 채취되고, 채취된 용강은 성분분석기(115)를 통해 성분함량이 분석된다(S10). 이와 같이 분석된 용강의 성분함량 중 탄소함량은 성분분석기(115)나 입력부(140)를 통해 전달 또는 입력되어 중앙처리부(160)의 제어에 따라 저장부(130)에 저장된다. Meanwhile, a part of molten steel is collected through the sampler 110 in the ladle 10 or the tundish 20 of the ladle furnace refining process or the playing process, and the collected molten steel is the component analyzer 115. Component content is analyzed through (S10). The carbon content of the molten steel component analyzed as described above is transmitted or input through the component analyzer 115 or the input unit 140 and stored in the storage unit 130 under the control of the central processing unit 160.

중앙처리부(160)는 핀치롤(70)의 회전수를 통해 연속주조시의 주속을 계산하고, 계산된 주속이 목표 주속에 도달되면 연속주조시 판재의 품질 예측 과정이 시작된다.The central processing unit 160 calculates the circumferential speed during continuous casting through the number of revolutions of the pinch roll 70, and when the calculated circumferential speed reaches the target circumferential speed, the process of predicting the quality of the sheet during continuous casting begins.

주조속도가 목표 주속에 도달되면, 중앙처리부(160)는 몰드(30)내 용강의 탕면 유동에 따른 탕면레벨값을 탕면레벨센서(120)로부터 주기적으로 수집하고, 수집된 도 3과 같은 탕면레벨값을 시간정보와 함께 저장부(130)에 순차적으로 저장하게 된다(S20). 물론, 탕면레벨센서(120)는 몰드내 용강의 탕면 유동에 따른 탕면레벨을 주기적(예를 들어, 1초 단위)으로 측정하여 중앙처리부(160)로 전달한다. 이때, 탕면레벨센서(120)가 주기적으로 탕면 레벨을 측정할 수도 있지만, 중앙처리부(160)가 탕면레벨센서(120)에서 실시간으로 측정된 탕면 레벨값 중 설정된 주기에 측정된 해당 탕면레벨값을 주기적으로 수집할 수도 있다.When the casting speed reaches the target circumferential speed, the central processing unit 160 collects the water level level according to the water surface flow of the molten steel in the mold 30 from the water level level sensor 120 and collects the water level as shown in FIG. 3. The values are sequentially stored in the storage unit 130 together with the time information (S20). Of course, the bath surface level sensor 120 periodically measures the bath surface level according to the flow of the molten steel in the mold, for example, in units of one second, and transfers the measured level to the central processing unit 160. At this time, the water level sensor 120 may periodically measure the water level, but the central processing unit 160 measures the corresponding water level level measured in a set period among the water level values measured in real time by the water level level sensor 120. It may be collected periodically.

이어, 중앙처리부(160)는 저장부(130)에 미리 저장된 단위주기에 따라 설정된 단위주기가 경과되었는지를 지속적으로 판단하게 된다. 여기서, 단위주기는 주조 시간(예를 들어, 1분 내지 10분)이나 연주주편(80)의 길이(예를 들어, 1 내지 20m) 또는 용강토출량(예를 들어, 1 내지 10ton)을 기준으로 설정될 수 있다. 중앙처리부(160)는 단위주기가 용강토출량일 경우에는 미리 설정된 연주주편의 폭과 두께, 밀도 및 주속을 이용하여 용강토출량을 구할 수 있고, 단위주기가 시간일 경우 측정 시간을 카운트하면 되고, 단위주기가 연주주편(80)의 길이일 경우에는 주속을 이용하여 연주주편(80)의 주조 길이를 구할 수 있다.Subsequently, the central processing unit 160 continuously determines whether the set unit cycle has elapsed according to the unit cycle previously stored in the storage 130. Here, the unit cycle is based on the casting time (for example, 1 minute to 10 minutes), the length of the cast piece 80 (for example, 1 to 20m) or the molten steel discharge amount (for example, 1 to 10 tons). Can be set. The central processing unit 160 can calculate the molten steel discharge amount using the width and thickness, density, and the circumferential speed of the cast piece in the case where the unit cycle is molten steel discharge, and if the unit cycle is time, the measurement time is counted, and the unit When the period is the length of the cast steel 80, the casting length of the cast steel 80 can be obtained using the circumferential speed.

설정된 단위주기가 경과되면, 중앙처리부(160)는 저장부(130)에 수집된 단위주기 동안의 총 측정횟수를 카운트하게 되며, 단위주기동안 수집된 각 탕면레벨값과 설정된 기준범위(Br)를 상호 비교하여 탕면레벨값이 기준범위를 벗어난 이상횟수를 카운트하게 된다(S30). 상기에서 기준범위(Br)는 몰드(30)내 용강레벨을 기준으로 ±3mm 이내의 범위로 설정될 수 있다. 예컨대, 용강레벨이 800mm일 경우 기준범위는 797~803mm 이내의 범위로 설정될 수 있다. When the set unit cycle has elapsed, the central processing unit 160 counts the total number of times of measurement during the unit cycle collected in the storage unit 130, and sets each of the water level levels collected during the unit cycle and the set reference range Br. Comparing with each other, the number of abnormalities of the water level is out of the reference range is counted (S30). The reference range Br may be set within a range of ± 3 mm based on the molten steel level in the mold 30. For example, when the molten steel level is 800 mm, the reference range may be set within a range of 797 to 803 mm.

중앙처리부(160)는 이와 같이 카운트된 총 측정횟수와 탕면레벨값이 기준범위를 벗어난 이상횟수를 이용하여 탕면적중률을 계산하게 된다(S40). 탕면적중률을 구하는 방법은 하기의 수식 1과 같다.The central processing unit 160 calculates the hot water surface area ratio by using the total number of times of measurement and the number of abnormalities of the water level value outside the reference range (S40). The method for calculating the tang area ratio is shown in Equation 1 below.

수식 1Equation 1

여기서, 총 측정횟수는 단위주기동안 탕면레벨을 측정한 횟수이고, 이상횟수는 단위주기동안 수집된 탕면레벨값이 기준범위를 벗어난 횟수이다.Here, the total number of times of measurement is the number of times the level is measured during the unit cycle, and the number of abnormal times is the number of times the level of the collected level during the unit period is outside the standard range.

예컨대, 단위주기가 10m(연주주편의 길이)이고, 단위주기동안 100회(총 측정횟수)의 탕면 레벨이 측정되고, 측정된 각 탕면레벨값이 기준범위를 벗어난 횟수가 5회(이상 횟수)라면, 탕면적중률은 '95'가 될 것이다.For example, when the unit cycle is 10 m (length of the casting drum), the number of times of the bath surface level of 100 times (the total number of times of measurement) is measured during the unit period and the number of times the measured bath surface level value is out of the reference range is five , The hit rate will be '95'.

이와 같이 구해진 탕면적중률은 시간정보와 함께 저장부(130)에 저장된다.The thus obtained bath surface hit rate is stored in the storage unit 130 together with the time information.

중앙처리부(160)는 단위주기당 탕면적중률을 구한 후 저장부(130)에 저장된 턴디쉬(20)내 용강 탄소량과 탕면적중률을 이용하여 주조 중 증가된 탄소량이 반영된 최종탄소량을 산출하게 된다(S50). 여기서, 최종탄소량은 하기의 수식 2에 의해 산출될 수 있다.The central processing unit 160 calculates the final carbon amount based on the molten steel carbon amount and the hot water surface area ratio in the tundish 20 stored in the storage unit 130 after calculating the surface area weight ratio per unit cycle. (S50). Here, the final carbon amount may be calculated by Equation 2 below.

수식 2Equation 2

여기서, 용강탄소량은 턴디쉬(20)내 용강의 탄소 함유량이고,

는 탕면적중률의 감소에 따른 탄소증가량에 대한 관계상수로서 226 내지 230 사이의 값이고,

는 탕면적중률의 감소에 따른 탄소증가량에 대한 관계상수로서, 2.26 내지 2.30 사이의 값이다.Here, the molten steel carbon is the carbon content of the molten steel in the tundish 20,

Is the relational constant for the carbon increase according to the decrease of the area ratio, and is a value between 226 and 230,

Is the relational constant for the carbon increase with the decrease of the surface area gravity ratio, and is a value between 2.26 and 2.30.

예컨대, 탕면적중률이 95%이고, 턴디쉬(20)내 용강탄소량이 15ppm이고,

가 228이며,

가 2.28일 경우에는 최종탄소량은 수식 2에 의해 '26.4'가 될 것이다. 관계상수인

와

는 도 6의 탄면적중률(x축)과 탄소증가량(y축) 간의 관계에 의해 산출된 것으로, 탕면적중률이 100%(측정된 탕면레벨값이 모두 기준범위 내에 속할 경우)를 기준으로 감소될수록 용강 탄소량이 증가되는 것을 알 수 있다. For example, the hot water area ratio is 95%, the molten carbon content in the tundish 20 is 15 ppm,

Is 228,

Is 2.28, the final carbon will be '26 .4 'by Equation 2. Relationship

Wow

Is calculated by the relationship between the coal area weight ratio (x-axis) and the carbon increase amount (y-axis) of FIG. 6, and the molten steel decreases as the surface area ratio decreases based on 100% (when all the measured surface levels are within the reference range). It can be seen that the carbon amount is increased.

즉, 도 6에서와 같이 탄소 증가량과 탕면 적중률은 다른 조업조건이 동일한 상태에서 대략 반비례 관계를 가진다. 탄소 증가량과 탕면적중률의 상관 관계식은 상기 수식 2와 같다. 도 6에서 도트는 탄소 증가량과 탕면적중률 간의 실제 데이터이고, 실선은 실측 데이터들을 선형으로 핏팅(fitting)한 예측 모델로서, 실제와 예측 모델이 다소 일치(R² => 82%)하는 것으로 나타났다. 여기서, 탄소 증가량과 탕면적중률의 상관관계에 따른 제1 상수(

)는 바람직하게는 '228'이 될 수 있고, 제2 계수(

)는 바람직하게는 '2.28'이 될 수 있다. 즉, 탕면적중률이 100%일 때는 탄소 증가가 발생되지 않지만, 탕면적중률이 1%정도 감소할 때마다 탄소가 2.28ppm정도 증가되는 것으로 간주할 수 있다.That is, as shown in FIG. 6, the carbon increase amount and the water surface hit ratio have an approximately inverse relationship with other operating conditions in the same state. The correlation between the carbon increase amount and the surface area weight ratio is shown in Equation 2 above. In FIG. 6, the dot is actual data between the carbon increase and the surface area weight ratio, and the solid line is a prediction model that linearly fits the measured data, and it is shown that the actual and the prediction model are somewhat coincident (R ² => 82%). Here, the first constant according to the correlation between the carbon increase amount and

) May preferably be '228' and the second coefficient (

) May preferably be '2.28'. In other words, carbon increase does not occur when the surface area weight ratio is 100%, but when the surface area weight ratio decreases by 1%, the carbon increases by about 2.28 ppm.

이어, 최종탄소량이 산출되면, 중앙처리부(160)는 산출된 최종탄소량과 설정된 기준탄소량을 비교하고 최종탄소량이 기준탄소량을 초과하는지를 판단하게 된다(S60, S70). 기준탄소량은 강종이나 요구 스펙에 따라 달라질 수 있으며, 자동차용 외판재의 경우 기준탄소량이 최대 24ppm 정도가 될 수 있다.Subsequently, when the final carbon amount is calculated, the central processing unit 160 compares the calculated final carbon amount with the set reference carbon amount and determines whether the final carbon amount exceeds the reference carbon amount (S60 and S70). The reference carbon amount may vary depending on the steel grade or required specifications, and in the case of automotive exterior materials, the reference carbon amount may be up to 24 ppm.

예측된 최종탄소량이 설정된 기준탄소량을 초과할 경우 중앙처리부(160)는 주편이 압연 등과 같은 후속 공정으로 투입되는 것을 일시 정지시키게 되며, 주편의 탄소량의 재분석을 대기한다(S80). 이는 불량 주편이 후속 공정이 진행되는 등의 불필요한 공정 낭비를 방지하기 위함이다.When the estimated final carbon amount exceeds the set reference carbon amount, the central processing unit 160 pauses the casting of the cast steel in a subsequent process such as rolling, and waits for reanalysis of the carbon amount of the casting steel (S80). This is to prevent unnecessary process waste, such as a bad cast is a subsequent process.

물론, 중앙처리부(160)는 예측된 최종탄소량이 설정된 기준탄소량을 초과하지 않을 경우 중앙처리부(160)는 주편이 압연 등과 같은 후속 공정으로 투입되도록 한다(S90).Of course, the central processing unit 160, if the estimated final carbon amount does not exceed the set reference carbon amount, the central processing unit 160 allows the cast steel to be introduced into a subsequent process such as rolling (S90).

따라서, 본 발명에서는 몰드(30)내 탕면레벨의 변동량을 이용하여 최종탄소량을 예측하고, 예측된 최종탄소량을 통해 제조될 판재의 품질 정도를 예상하여 주편의 후속 공정을 제어함으로써, 불량 판재의 불필요한 후속 공정 진행으로 인해 발생되는 공정 비용의 손실과 생산성 저하를 방지할 수 있다.Therefore, in the present invention, by predicting the final carbon amount by using the variation of the level of the water surface in the mold 30, by controlling the subsequent process of the cast by predicting the degree of quality of the plate to be manufactured through the estimated final carbon amount, the bad plate This avoids the loss of process costs and the loss of productivity incurred by unnecessary subsequent process runs.

상기와 같은 판재 품질 예측방식은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
Sheet quality prediction method as described above is not limited to the configuration and operation of the embodiments described above. The above embodiments may be configured such that various modifications may be made by selectively combining all or part of the embodiments.

10: 래들 15: 슈라우드노즐
20: 턴디쉬 25: 침지노즐
30: 몰드 31: 좌측 단변
35: 우측 단변 40: 몰드오실레이터
50: 파우더 공급기 51: 파우더층
52: 액체 유동층 53: 윤활층
60: 지지롤 65: 스프레이
70: 핀치롤 80: 연주주편
81: 응고쉘 82: 미응고 용강
91: 절단 지점 100: 제어장치
100: 예측 장치 110: 샘플러
115: 성분분석기 120: 탕면레벨센서
130: 저장부 140: 입력부
150: 표시부 160: 중앙처리부10: Ladle 15: Shroud nozzle
20: Tundish 25: Immersion Nozzle
30: mold 31: left short side
35: right short side 40: mold oscillator
50: powder feeder 51: powder layer
52: liquid fluidized bed 53: lubricating layer
60: support roll 65: spray
70: pinch roll 80: performance cast
81: Solidification shell 82: Non-solidified molten steel
91: cutting point 100: control unit
100: prediction device 110: sampler
115: component analyzer 120: water level sensor
130: storage unit 140: input unit
150: display unit 160: central processing unit

Claims

주조 중인 용강의 탄소량과 각종 성분함량이 저장되는 저장부;
몰드의 상측에 배치 고정되어 몰드내 용강의 탕면 유동에 따른 탕면레벨을 주기적으로 측정하는 탕면레벨센서; 및
상기 탕면레벨센서에서 측정한 탕면레벨값을 수집한 후 설정된 단위주기동안 수집된 탕면레벨값이 설정된 기준범위를 벗어난 이상횟수와 총 측정횟수를 이용하여 탕면적중률을 계산하고, 상기 용강탄소량과 계산된 탕면적중률을 이용하여 최종탄소량을 산출하며, 산출된 최종탄소량을 이용하여 판재의 품질을 예측한 후 주편의 후속 공정 진행을 제어하는 중앙처리부;를 포함하고,
상기 탕면적중률을 하기 수식1에 의해 계산하며,
상기 최종탄소량은 하기 수식2에 의해 산출되는 연속주조시 판재의 품질 예측장치.
수식1

여기서, 총 측정횟수는 단위주기동안 탕면레벨을 측정한 횟수이고, 이상횟수는 단위주기동안 수집된 탕면레벨값이 기준범위를 벗어난 횟수임.
수식2

여기서, 용강탄소량은 턴디쉬내 용강의 탄소 함유량(ppm)이고,

는 탕면적중률의 감소에 따른 탄소증가량에 대한 관계상수로서, 2.26 내지 2.30 사이의 값임.
A storage unit for storing carbon content and various component contents of the molten steel being cast;
A water level sensor arranged at an upper side of the mold and periodically measuring a water level according to the flow of molten steel in the mold; And
After collecting the water level level measured by the water level level sensor, the water level level collected during the set unit period is calculated using the abnormality number and the total number of measurement times out of the set reference range, and the molten carbon content and the calculated A central processing unit for calculating a final carbon amount using the estimated hot water surface area ratio and controlling the progress of subsequent processing of the cast steel after predicting the quality of the sheet using the calculated final carbon amount.
The hot water area ratio is calculated by the following Equation 1,
The final carbon amount is a quality prediction device of the plate during continuous casting calculated by the following formula (2).
Equation 1

Here, the total number of measurements is the number of times the level is measured during the unit period, and the abnormal number is the number of times the level of the collected level during the unit period is outside the standard range.
Equation 2

Here, the molten steel carbon is the carbon content (ppm) of molten steel in the tundish,

Is the relational constant for carbon increase with decreasing the area ratio of the water, which is between 2.26 and 2.30.

청구항 1에 있어서,
상기 중앙처리부는 산출된 최종탄소량과 설정된 기준탄소량을 비교하고, 최종탄소량이 기준탄소량을 초과할 경우 주편의 후속 공정이 일시 중단되도록 하는 연속주조시 판재의 품질 예측장치.
The method according to claim 1,
The central processing unit compares the calculated final carbon amount and the set reference carbon amount, and if the final carbon amount exceeds the reference carbon amount of the plate during the continuous casting to predict the quality of the plate during continuous casting.

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주조 중인 용강의 탄소량을 입력받는 단계;
몰드내 용강의 탕면 유동에 따른 탕면레벨값을 주기적으로 수집하는 단계;
설정된 단위주기가 경과되면, 상기 단위주기동안 수집된 탕면레벨값이 설정된 기준범위를 벗어난 이상횟수와 총 측정횟수를 이용하여 탕면적중률을 계산하는 단계; 및
상기에서 입력된 용강탄소량과 계산된 탕면적중률을 이용하여 최종탄소량을 산출하며, 산출된 최종탄소량을 이용하여 판재의 품질을 예측한 후 주편의 후속 공정 진행을 제어하는 단계;를 포함하고
상기 탕면적중률을 하기 수식1에 의해 계산하며,
상기 최종탄소량은 하기 수식2에 의해 산출되는 연속주조시 판재의 품질 예측방법.
수식1

는 탕면적중률의 감소에 따른 탄소증가량에 대한 관계상수로서, 2.26 내지 2.30 사이의 값임.
Receiving a carbon amount of molten steel being cast;
Periodically collecting a surface level value according to the surface flow of molten steel in the mold;
Calculating a tangential plane hit rate using the number of abnormal times and the total number of measurement times that the tangent level value collected during the unit period exceeds the set reference range when the set unit period has elapsed; And
Calculating a final carbon amount using the molten steel carbon input and the calculated hot water surface area ratio, and predicting the quality of the plate using the calculated final carbon amount to control the subsequent process of the cast steel.
The hot water area ratio is calculated by the following Equation 1,
The final carbon amount is a method of predicting the quality of the plate during continuous casting calculated by Equation 2.
Equation 1

청구항 4에 있어서,
상기 단위주기는 주조시간, 연주주편의 길이 및 용강토출량 중 어느 하나를 기준으로 설정되는 연속주조시 판재의 품질 예측방법.
The method of claim 4,
The unit cycle is a quality prediction method of the sheet during continuous casting is set based on any one of the casting time, the length of the cast steel, and the molten steel discharge amount.

청구항 4에 있어서,
산출된 최종탄소량과 설정된 기준탄소량을 비교하고, 최종탄소량이 기준탄소량을 초과할 경우 주편의 후속 공정이 일시 중단되도록 하는 연속주조시 판재의 품질 예측방법.
The method of claim 4,
A method of predicting the quality of a sheet during continuous casting, comparing the calculated final carbon amount with a set reference carbon amount and causing a subsequent process of the casting to be suspended if the final carbon amount exceeds the standard carbon amount.

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