KR101443278B1 - 벌징 감지 모듈 및 이를 이용한 벌징 감지 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연주기에 설치되어 주편의 벌징 발생을 감지하는 벌징 감지 모듈로서, 연주기의 롤과 롤 사이의 일측에 설치되어, 주편의 표면 온도를 측정하는 온도 측정기, 온도 측정기로부터 전달된 온도 신호를 주파수로 검출하고, 상기 온도 주파수를 기설정된 기준 주파수와 비교하여, 벌징 발생 여부를 판단하는 분석 유닛을 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태들에 의하면, 주조 중인 주편의 표면 온도를 실시간으로 검출하여 모니터링 함으로써, 벌징 발생을 사전에 예측하여, 벌징 발생 저감을 위한 조치를 취할 수 있다. 이에, 벌징 발생량을 줄일 수 있으며, 벌징 발생에 의한 주편의 크랙 발생 및 탕면 레벨 불안정 등과 같은 문제를 줄일 수 있다.

Description

벌징 감지 모듈 및 이를 이용한 벌징 감지 방법{bulging detecting module and bulging detecting method using the same}

본 발명은 벌징 감지 모듈 및 이를 이용한 벌징 감지 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주편의 벌징 발생을 실시간으로 감지할 수 있는 벌징 감지 모듈 및 이를 이용한 벌징 감지 방법에 관한 것이다.

통상적으로 연주기는 용탕을 담아두는 턴디쉬(Tundish), 턴디쉬로부터 용강을 공급받아 응고시키는 주형(Mold), 일단이 턴디쉬에 연결되고 타단이 주형 내부로 투입되도록 설치되어, 턴디쉬 내의 용강을 주형 내로 공급하는 노즐, 주형의 외측에 설치되어 상기 주형으로부터 인출된 주편을 안내하면서 냉각시키는 복수의 세그먼트롤을 포함한다.

한편, 주형 내에서는 용강이 완전이 응고되지 않고 미응고된 상태로 상기 주형의 외부로 인발되어 세그먼트 롤에 의해 이동하면서, 완전히 냉각되어 고상의 주편으로 제조된다. 그런데 주형으로부터 인출되어 미응고된 주편이 복수의 세그먼트 롤 사이를 통과할 때, 용강의 철정압에 의해 롤과 롤 사이로 표면이 돌출되는 변형 즉, 벌징이 발생된다. 이러한 벌징 발생은 주편에 크랙과 주편 터짐(break out)을 유발시키는 주요 요인이 된다. 또한, 벌징이 발생 되면, 주형 내에 수용된 탕면 레벨이 상승 되며, 이때, 탕면 상에 위치하는 몰드 플럭스와 용강이 혼입되고, 이는 주편의 품질을 저하 시키는 요인이 된다.

따라서, 종래에는 주편의 벌징 발생 여부를 감지하기 위하여, 상기 주편의 표면 변위를 감지하는 변위 검출기를 설치하였다. 변위 검출기는 주편 표면과 접촉되도록 설치되어, 세그먼트 롤을 통과하면서 변하는 주편의 표면 변위를 측정한다. 그러나, 종래의 변위 검출기는 주편 표면과 접촉되도록 설치되기 때문에, 주편의 고열에 의해 손상되는 일이 빈번히 발생하였으며, 이로 인해 정확도가 떨어지는 문제가 있었다. 또한, 변위 검출기가 열에 의한 손상으로 변위 검출기를 장기간 사용할 수 없는 문제가 있다.

한편, 한국공개특허 1999-0041441에는 주편의 표면과 밀착되도록 구동 롤러를 설치하고, 주편 표면의 변위에 따라 이동하는 구동 롤러의 변위를 측정하는 센서를 포함하는 벌징량 측정 장치에 대한 기술이 개시되어 있다.

한국공개특허 제1999-0041441호

본 발명은 주편의 벌징 발생을 실시간으로 감지할 수 있는 벌징 감지 모듈 및 이를 이용한 벌징 감지 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 비접촉식으로 주편의 벌징 발생을 감지할 수 있는 벌징 감지 모듈 및 이를 이용한 벌징 감지 방법을 제공한다.

본 발명은 연주기에 설치되어 주편의 벌징 발생을 감지하는 벌징 감지 모듈로서, 상기 연주기의 롤과 롤 사이의 일측에 설치되어, 주편의 표면 온도를 측정하는 온도 측정기; 상기 온도 측정기로부터 전달된 온도 신호를 주파수로 검출하고, 상기 온도 주파수를 기설정된 기준 주파수와 비교하여, 벌징 발생 여부를 판단하는 분석 유닛; 을 포함한다.

상기 온도 측정기는 상기 주편 표면과 이격 되도록 설치된다.

상기 온도 측정기는 광 센서인 것이 바람직하다.

상기 분석 유닛은, 상기 온도 측정기에서 측정된 주편의 표면 온도 신호를 주파수로 검출하는 주파수 검출기; 및 상기 주파수 검출기에서 검출된 온도 주파수를 기준 주파수와 비교하여, 상기 온도 주파수가 기준 주파수에 대응하는지 여부를 판단함으로써, 벌징 발생 여부를 판단한다.

상기 분석 유닛은 FFT(fast Fourier transform)를 이용하여 분석하는 것이 바람직하다.

상기 기준 주파수는 주편의 표면 변위 및 주형에 수용된 용강의 탕면 레벨 변위 중 어느 하나를 주파수로 검출하여, 벌징이 발생되는 시점의 주파수를 기준 주파수로 한다.

본 발명에 따른 벌징 감지 방법은, 주조 중인 주편의 표면 온도를 측정하는 과정; 상기 주편의 표면 온도를 주파수로 검출하는 과정; 상기 온도 주파수를 기설정된 기준 주파수와 비교하여, 벌징 발생 여부를 판단하는 과정을 포함한다.

상기 기준 주파수는 연주기를 통한 실제 주조 공정 전에 예비 주조 공정을 실시하여 설정하며, 상기 기준 주파수의 설정 과정은, 주편 표면의 변위 및 주형에 수용된 용강의 탕면 레벨 중 어느 하나를 측정하는 과정; 상기 주편 표면의 변위 및 용강 탕면 레벨 중 어느 하나의 값이 증가하기 시작하는 영역을 탐색하는 과정; 상기 증가하기 시작하는 영역의 데이타를 주파수로 검출하고, 검출된 주파수 데이타에서 최대 피크를 나타내는 주파수를 기준 주파수로 설정하는 과정;을 포함한다.

상기 온도 주파수를 기설정된 기준 주파수와 비교하여, 벌징 발생 여부를 판단하는 과정에 있어서, 상기 온도 주파수가 기준 주파수에 대응하면, 벌징이 발생된 것으로 판단한다.

벌징이 발생된 것으로 판단되면, 주편을 제조하는 연주기의 동작을 제어하여 벌징을 감소시킨다.

본 발명의 실시형태들에 의하면, 주조 중인 주편의 표면 온도를 실시간으로 검출하여 모니터링 함으로써, 벌징 발생을 사전에 예측하여, 벌징 발생 저감을 위한 조치를 취할 수 있다. 이에, 벌징 발생량을 줄일 수 있으며, 벌징 발생에 의한 주편의 크랙 발생 및 탕면 레벨 불안정 등과 같은 문제를 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 벌징 감지 모듈은 비접촉식으로 주편의 표면 온도를 측정하기 때문에, 종래와 같이 주편의 고열에 의해 손상되지 않으므로, 장기간 주조 공정에 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 벌징 감지 모듈 및 상기 벌징 감지 모듈이 설치된 연주기를 도시한 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 벌징 감지 모듈을 블록화하여 도시한 개념도
도 3은 벌징 발생에 따른 주편의 표면 온도 변화를 설명하기 위하여, 주편 표면의 온도와 상기 주편 표면의 변위를 나타낸 그래프
도 4a는 시간에 따른 주편 표면의 변위를 나타낸 그래프
도 4b는 도 4a의 주편 표면의 변위를 주파수로 검출하여 나타낸 그래프
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 벌징 감지 모듈의 온도 측정기를 통해 측정된 주편 표면의 온도를 시간 경과에 따라 나타낸 그래프
도 5b는 도 5a의 온도 신호를 주파수로 검출하여 나타낸 그래프
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 벌징 감지 모듈을 이용하여 주조 중에 벌징 발생을 감지하는 방법을 나타낸 순서도

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.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 벌징 감지 모듈 및 상기 벌징 감지 모듈이 설치된 연주기를 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 벌징 감지 모듈을 블록화하여 도시한 개념도이다. 도 3은 벌징 발생에 따른 주편의 표면 온도 변화를 설명하기 위하여, 주편 표면의 온도와 상기 주편 표면의 변위를 나타낸 그래프이다. 도 4a는 시간에 따른 주편 표면의 변위를 나타낸 그래프이고, 도 4b는 도 4a의 주편 표면의 변위를 주파수로 검출하여 나타낸 그래프이다. 도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 벌징 감지 모듈의 온도 측정기를 통해 측정된 주편 표면의 온도를 시간 경과에 따라 나타낸 그래프이고, 도 5b는 도 5a의 온도 신호를 주파수로 검출하여 나타낸 그래프이다.

도 1을 참조하면, 연주기는 용탕을 담아두는 턴디쉬(Tundish)(100), 턴디쉬(100)로부터 용강을 공급받아 상기 용강을 응고시키는 주형(Mold)(200), 일단이 턴디쉬(100)에 연결되고 타단이 주형(200) 내부로 투입되도록 설치되어, 턴디쉬(100) 내의 용강을 주형 내로 공급하는 노즐(300), 주형(200)의 외측에 설치되어 상기 주형(200)으로부터 인발된 주편을 안내하는 복수의 롤(400), 복수의 롤(400)에 의해 이동하는 주편에 냉각수를 분사하여 응고시키는 냉매 분사 수단(미도시) 및 연주기의 동작을 제어하는 연주기 제어부(미도시)를 포함한다. 여기서, 연주기 제어부는 냉매 분사 수단을 통해 분사되는 냉각수 분사량 및 주조 속도를 제어한다.

실시예에 따른 연주기는 주편 제조를 위해 사용되는 통상적인 연주기이므로, 이에 대한 설명은 생략한다.

본 발명에서는 상기와 같은 연주기에 벌징 감지 모듈(500)을 설치하여, 벌징 발생 시점을 사전에 예측함으로써, 벌징이 발생되지 않도록 사전에 조치를 취한다. 본 발명의 실시예에 따른 벌징 감지 모듈(500)은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 주형(200)으로부터 인출되어 복수의 롤(400)에 의해 이동하는 주편의 표면 온도를 실시간으로 측정하는 온도 측정기(510) 및 온도 측정기(510)에서 측정된 온도 신호를 주파수로 검출(이하, 온도 주파수)하고, 기설정된 기준 주파수와 검출된 온도 주파수를 비교하여 벌징 발생 시점을 분석하는 분석 유닛(520)을 포함한다. 실시예에 따른 분석 유닛(520)은 FFT(fast Fourier transform)를 이용하여 분석하는 수단이다.

온도 측정기(510)는 주조 방향으로 나열되도록 설치된 복수의 롤(400) 사이의 이격 공간의 일측에 설치된다. 즉, 온도 측정기(510)는 주조 방향으로 나열된 복수의 롤(400)의 외측에서, 2개의 롤(400) 사이의 이격 공간에 대응하도록 설치되어, 비접촉식으로 주편의 표면 온도를 측정한다. 이러한 온도 측정기(510)는 주로 벌징이 발생되는 벌징 발생 구간 이하의 범위에 설치하는 것이 바람직하며, 상기 설치 구간은 작업자가 여러번의 주조 공정 또는 테스트를 통해 알 수 있다. 또한, 온도 측정기(510)는 복수개로 마련되어, 도 1에 도시된 바와 같이, 2개의 롤 사이에 각기 설치된다. 실시예에서는 온도 측정기(510)로 광 센서를 이용하나, 이에 한정되지 않고 주편 표면의 온도를 비접촉식으로 측정할 수 있는 다양한 수단이 사용될 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 주조 공정 중에 주편의 표면 온도를 실시간으로 측정하고, 온도 데이타를 이용하여 벌징 발생 여부 및 벌징 발생 시점을 감지한다. 이는, 벌징 발생에 따라 주편 표면의 온도가 달라지기 때문이다. 이를 보다 상세히 설명하면, 주형(200)으로부터 인출되어 미응고된 주편이 복수의 롤(400) 사이를 통과할 때, 용강의 철정압에 의해 롤(400)과 롤(400) 사이로 표면이 돌출되는 변형 즉, 벌징이 발생 된다. 이때, 벌징이 발생된 영역(즉, 벌징 발생부)과 벌징이 발생되지 않은 영역(즉, 미발생부)은 롤(400)과의 접촉 면적이 다르기 때문에, 벌징 발생부의 열이 롤(400)로 전달되는 정도와 미발생부의 열이 롤(400)로 전달되는 정도가 다르다. 따라서, 롤(400)과의 접촉에 의한 벌징 발생부의 온도 하락이 미발생부의 온도 하락에 비해 크기 때문에, 벌징 발생부의 온도가 미발생부에 비해 높다. 이에, 본 발명에서는 온도 측정기(510)를 이용하여 주조 공정 중에 주편의 표면 온도를 실시간으로 측정하여 이를 모니터링 한다.

도 3의 그래프에는 주조 공정 중의 주편의 표면 변위(점선)와 주편 표면의 온도(실선)가 나타나 있다. 여기서, 주편 표면의 변위와 주편 표면 온도 각각은 증가하는 구간과 감소하는 구간이 교대로 반복적으로 발생되며, 그 주기가 상호 대응된다. 그리고, 주편 표면의 변위가 큰 영역은 벌징이 발생된 영역이며, 이때 주편 표면의 온도는 벌징이 발생되지 않은 영역에 비해 낮다. 이를 통해, 벌징 발생에 따라 온도가 변화되며, 그 주기가 상호 대응됨을 알 수 있다. 따라서, 상술한 바와 같이, 본 발명에서는 주조 중인 주편의 온도를 실시간으로 검출하여, 벌징 발생 여부 및 발생 시점을 판단하는데 활용한다.

또한, 벌징이 발생되면 주편의 미응고 용강이 주형(200)측으로 향하기 때문에, 주형(200) 내에 수용된 탕면의 레벨이 변하게 된다. 그리고, 여러 발표된 연구 및 실험들에 의해 탕면 레벨 변동 주기가 벌징 발생 주기와 대응됨이 확인되었다.

분석 유닛(520)은 온도 측정기(510)에서 측정된 주편의 온도 값을 주파수로 검출하고, 온도 주기가 기준 주파수와 대응하는 값으로 발생될 때, 이를 벌징 발생 시점으로 판단한다. 이러한 분석 유닛(520)은 실제 벌징이 발생되는 시점의 주파수를 기준 주파수로 설정하는 기준 주파수 설정기(521), 온도 측정기(510)에서 측정된 주편의 표면 온도 신호를 입력 받아, 온도 주파수로 검출하는 주파수 검출기(522), 기준 주파수 설정기(521) 및 주파수 검출기(522)와 연동 되어, 온도 주파수를 기준 주파수와 실시간으로 비교하고, 상기 온도 주파수가 기준 주파수에 대응하는지 분석하는 주파수 분석부(523)를 포함한다. 또한, 주파수 검출기(522)에서 검출된 시간에 따른 온도 주파수와 주파수 분석부(523)에서 분석한 분석 결과를 표시하여 모니터링하는 모니터링부(524)를 포함한다.

기준 주파수 설정기(521)는 실제 주조 공정에 참여하는 연주기에서 실제 벌징이 발생되는 시점의 주파수를 기준 주파수로 설정한다. 이때, 연주기 마다 롤(400) 피치(롤 간격)가 달라, 실제 벌징의 발생되는 시점이 다르므로, 공정에 참여하는 각각의 연주기에 따른 기준 주파수를 설정하는 것이 바람직하다. 그리고 이러한 기준 주파수 설정 과정은 본격적인 메인 주조 공정에 앞서, 실제 공정에 참여할 연주기를 동작시켜, 실제 벌징이 발생되는 주파수를 검출하고, 이를 기준 주파수로 설정한다. 이후, 연주기의 동작 조건 또는 주조 공정 조건이 바뀌면, 다시 기준 주파수를 설정하고, 상기 연주기의 동작 조건 또는 주조 공정 조건이 바뀌지 않으면, 기 설정된 기준 주파수를 그대로 이용한다.

기준 주파수를 산출하기 위해, 실시예에서는 주편 표면의 변위를 검출하는 변위 측정기(미도시) 및 변위 측정기의 변위 신호를 주파수로 검출하고, 주파수를 분석하여 벌징 주파수를 검출하는 주파수 분석기(미도시)를 이용한다. 변위 측정기는 예컨대, 주형으로부터 인발된 주편의 표면과 접촉되도록 설치되며, 주편 표면의 변위에 따라 이동하는 구동 롤러, 구동 롤러를 지지하는 지지대, 구동 롤러 또는 지지대의 변위를 감지하는 센서, 지지대와 연결된 구동 모터로 이루어질 수 있다. 따라서, 연속적으로 주조가 이루어지는 중에 구동 롤러는 주편 표면의 변위에 따라 이동하며, 센서는 구동 롤러의 변위를 검출하여, 주편 표면 변위로 산출한다. 이를 시간에 따른 그래프로 나타내면, 예컨대, 도 4a와 같다. 도 4a를 보면, 비교적 균일한 변위값으로 유지되다가, 20,000초 내지 22500초를 기점(도 4a의 네모 박스 영역)으로 변위가 큰폭으로 증가하는 것을 알 수 있으며, 이때가 벌징이 발생된 시점이다. 이와 같이 검출된 변위값은 FFT(fast Fourier transform)를 이용하는 주파수 분석기에서 주파수로 검출되는데, 예컨대 200초 단위로 검출할 수 있다. 벌징 발생 시점을 주파수로 검출하면, 예컨대 도 4b와 같다. 도 4b를 보면, 약 0.04Hz 에서 최대 피크가 나타나는데, 이는 약 0.04Hz가 지배적으로 많이 존재한다는 의미하는 것이므로, 연주기의 동작 중 주파수가 0.04Hz가 될 때, 벌징이 발생되기 시작한다는 의미이다. 이에, 0.04Hz를 기준 주파수로 설정한다.

상기에서는 주편 표면의 변위를 측정하고, 이를 주파수로 검출하여 기준 주파수를 설정하는 방법을 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 주조 공정 중에 탕면 레벨 변동을 측정하고, 이를 주파수로 검출하여 기준 주파수를 설정할 수 있다. 이를 보다 상세히 설명하면, 주형(200)에 수용된 탕면의 상측으로 상기 탕면의 레벨 변동을 측정하는 레벨 센서를 설치하고, 상기 레벨 센서의 탕면 레벨을 주파수로 검출하는 주파수 분석기를 연동시킨다. 그리고 주조 공정 중에 레벨 센서가 탕면 레벨 값을 측정하고 레벨 값이 높아지기 시작하는 지점을 탐색한다. 이후, 탕면 레벨이 높아지기 시작하는 영역을 주파수로 검출하고, 최대 피크가 나타나는 주파수를 기준 주파수로 설정한다.

주파수 검출기(522)는 온도 측정기(510)와 연동되어, 도 5a와 같이 실시간으로 측정된 온도 신호를 전달받아, 도 5b와 같이 주파수로 검출한다. 그리고 주파수 분석부(523)에서는 기준 주파수와 주파수 검출기(522)에서 실시간으로 검출되는 온도 주파수를 비교하여, 온도 주파수가 기준 주파수에 대응하는지 여부를 판단한다. 이때, 주파수 분석부(523)에서는 예컨대 200초 단위로 주파수를 분석하는 것이 바람직하다. 이후, 주파수 검출기(522)에서 실시간으로 검출되는 온도 주파수가 기준 주파수에 대응될 때, 이때의 시점을 벌징 발생 시점으로 판단하고, 그렇지 않으면 벌징이 발생되지 않은 것으로 판단한다.

예를 들어 설명하면, 도 5b와 같이 실시간으로 온도에 의한 주파수를 검출하고, 주파수 분석부(523)에서 검출된 온도 주파수를 기준 주파수와 비교한다. 이때, 실시간으로 검출된 온도 주파수가 기준 주파수인 0.04Hz로 검출되면, 벌징이 발생된 것으로 판단한다. 그리고, 주파수 분석부(523)에서 벌징이 발생된 것으로 판단되면, 연주기의 동작을 제어하여 벌징 발생을 감소시킨다. 즉, 주편으로 분사되는 냉각수의 양을 증대시키거나, 주조 속도를 감소시켜 벌징을 감소시킨다. 여기서, 냉각수 양의 증대 또는 주조 속도 감소 등과 같은 제어는 주파수 분석부(523)와 연동되어 자동으로 이루어지거나, 작업자에 의해 수동으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 자동으로 이루어질 경우, 주파수 분석부(523)는 연주기의 동작을 제어하는 연주기 제어부와 연동된다. 또한, 수동으로 이루어지는 경우, 주파수 분석부에서 벌징 발생으로 판단하는 경우, 경보를 울리는 알람이 설치될 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 벌징 감지 모듈을 이용하여 주조 중에 벌징 발생을 감지하는 방법을 나타낸 순서도 이다. 하기에서는 도 1 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 벌징 감지 모듈을 이용한 벌징 감지 방법을 설명한다. 이하, 상기에서 상술한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나, 간략히 설명 한다.

먼저, 본격적인 메인 주조 공정에 앞서, 실제로 주조 공정에 참여하는 연주기에서 주편 제조 시에, 실제 벌징이 발생되는 주파수를 검출하여, 기준 주파수로 설정한다. 본 실시예에서는 변위 측정기를 이용하여 주편의 표면 변위를 측정하는 방법으로 기준 주파수를 검출한다. 이를 위해, 연주기를 동작시켜, 주형(200)으로부터 인발되어 복수의 롤에 의해 이동하는 주편 표면과 접촉하도록 변위 측정기를 설치한다. 즉, 변위 측정기의 구동 롤러가 주편 표면과 접촉되도록 설치한다. 이후, 주조 공정이 연속으로 진행되면, 구동 롤러는 주편 표면의 변위에 따라 이동하며, 센서는 상기 구동 롤러의 변위를 검출한다. 그리고, 구동 롤러의 변위 신호를 분석하여 변위값이 커지기 시작하는 시점의 데이타를 주파수 분석기로 전달하고, 주파수 분석기에서는 이를 주파수로 검출한다. 그리고 검출되는 주파수를 분석하여, 최대 피크 즉, 최대 진폭 값을 나타내는 주파수를 기준 주파수로 한다. 예컨대, 도 4b와 같이, 0.04Hz에서 최대 피크가 나타나면, 상기 0.04Hz가 지배적으로 많이 존재하는 것이므로, 이를 기준 주파수하며, 상기 기준 주파수는 기준 주파수 설정기에 설정된다.

이러한 기준 주파수는 새로운 연주기를 이용하여 공정을 수행하거나, 연주기의 동작 조건이 변경되거나, 공정 조건이 변경될 때 한번씩만 수행하며, 이후에는 설정된 기준 주파수를 이용하여 벌징 발생을 감지한다.

기준 주파수가 설정되면, 실제 본격적인 주조 공정을 실시하며, 주조 공정을 진행하면서 본 발명에 따른 벌징 감지 모듈(500)을 이용하여 벌징 발생 여부를 실시간으로 감지한다.

즉, 주조 공정을 진행하면서, 온도 측정기(510)를 이용하여 주편의 표면 온도를 실시간으로 측정한다(S100). 온도 측정기(510)에서 측정된 온도 신호는 주파수 검출기(522)로 전달되며, 주파수 검출기(522)에서는 실시간으로 온도 신호를 주파수 값으로 변환하여 검출한다(S200). 그리고, 주파수 검출기(522)에서 검출되는 온도 주파수는 주파수 분석부(523)로 전달되며, 상기 주파수 분석부(523)에서는 기준 주파수와 온도 주파수를 실시간으로 비교한다(S300). 이때, 온도 주파수가 기준 주파수에 내에 포함되는 값 또는 기준 주파수에 대응하는 값일 경우, 벌징이 발생된 것으로 판단하고 연주기의 동작을 제어하여(S400), 벌징 발생을 저감 시킨다. 예를 들어 설명하면, 실시간으로 검출되는 온도 주파수가 기준 주파수에 해당하는 0.04hz일 경우, 벌징이 발생된 것으로 판단하고, 벌징 저감을 위해 냉각수 분사량을 증가하거나 주조 속도를 줄인다. 반대로 실시간으로 검출되는 온도 주파수가 기준 주파수에 해당하는 0.04hz가 아닐 경우는 벌징이 발생되지 않은 것으로 판단하고, 연주기의 별도 제어 없이 그대로 공정을 진행한다.

상기에서는 본 발명에 실시예에 따른 벌징 감지 모듈이 연주기에 설치되는 것을 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고, 주편의 제조 공정 중에 주편이 발생되는 다양한 주조기에 설치될 수 있다.

100: 턴디쉬 200: 주형
400: 롤 500: 벌징 감지 모듈
510: 온도 측정기 520: 분석 유닛

Claims (10)

1. 연주기에 설치되어 주편의 벌징 발생을 감지하는 벌징 감지 모듈로서,
   상기 주편의 주조 방향으로 나열되도록 설치된 복수의 롤의 일측에서, 각각이 상기 연주기의 롤과 롤 사이의 일측에 상기 주편과 이격되도록 비접촉식으로 설치되어, 상기 주편 표면의 벌징 발생부와 롤과의 접촉 면적에 따라 상기 롤에 전달된 열과, 벌징 미발생부와 롤과의 접촉 면적에 따라 상기 롤에 전달된 열을 측정하여, 주편 표면의 벌징 발생부와 벌징 미발생부의 온도를 실시간으로 측정하는 복수의 온도 측정기;
   상기 온도 측정기로부터 전달된 온도 신호를 주파수로 검출하고, 상기 온도 주파수를 기설정된 기준 주파수와 비교하여, 벌징 발생 여부를 판단하는 분석 유닛;
   을 포함하고,
   상기 분석 유닛은,
   상기 롤과 롤 사이의 간격에 따른 실제 벌징 발생 시점을 기준 주파수로 설정하는 기준 주파수 설정기;
   상기 온도 측정기에서 측정된 주편의 표면 온도 신호를 주파수로 검출하는 주파수 검출기; 및
   상기 주파수 검출기에서 검출된 온도 주파수를 기준 주파수와 비교하여, 상기 온도 주파수가 기준 주파수에 대응하는지 여부를 판단함으로써, 벌징 발생 여부 및 벌징 발생 시점으로 판단하는 주파수 분석부;
   를 포함하는 벌징 감지 모듈.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 온도 측정기는 광 센서인 벌징 감지 모듈.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 분석 유닛은 FFT(Fast Fourier Transform)를 이용하여 분석하는 벌징 감지 모듈.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 기준 주파수는 주편의 표면 변위 및 주형에 수용된 용강의 탕면 레벨 변위 중 어느 하나를 주파수로 검출하여, 벌징이 발생되는 시점의 주파수를 기준 주파수로 하는 벌징 감지 모듈.
7. 주편의 주조 방향으로 나열되도록 설치된 복수의 롤의 일측에서, 각각이 롤과 롤 사이에 위치하도록 설치된 온도 측정기를 이용하여, 주편 표면의 벌징 발생부와 롤과의 접촉 면적에 따라 상기 롤에 전달된 열과 벌징 미발생부와 롤과의 접촉 면적에 따라 상기 롤에 전달된 열을 측정하여, 주편 표면의 벌징 발생부와 벌징 미발생부의 온도를 실시간으로 측정하는 과정;
   상기 실시간으로 측정된 주편의 표면 온도를 주파수로 검출하는 과정;
   상기 온도 주파수를 기설정된 기준 주파수와 비교하여, 벌징 발생 여부 및 벌징 발생 시점을 판단하는 과정을 포함하고,
   상기 온도 주파수가 기준 주파수에 대응하면, 벌징이 발생된 것으로 판단하고, 상기 온도 주파수가 기준 주파수에 대응하는 시점을 벌징 발생 시점으로 판단하는 벌징 감지 방법.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 기준 주파수는 연주기를 통한 실제 주조 공정 전에 예비 주조 공정을 실시하여 설정하며,
   상기 기준 주파수의 설정 과정은,
   주편 표면의 변위 및 주형에 수용된 용강의 탕면 레벨 중 어느 하나를 측정하는 과정;
   상기 주편 표면의 변위 및 용강 탕면 레벨 중 어느 하나의 값이 증가하기 시작하는 영역을 탐색하는 과정;
   상기 증가하기 시작하는 영역의 데이타를 주파수로 검출하고, 검출된 주파수 데이타에서 최대 피크를 나타내는 주파수를 기준 주파수로 설정하는 과정;
   을 포함하는 벌징 감지 방법.
9. 삭제
10. 청구항 7에 있어서,
    벌징이 발생된 것으로 판단되면, 상기 주편으로 분사되는 냉각수의 양을 증대시키거나, 주조 속도를 감소시켜 벌징을 감소시키는 벌징 감지 방법.

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