KR101795960B1 - 개재물 혼입판별장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 개재물 혼입판별장치는 턴디쉬에서 몰드로 용강이 혼입되는 동안 상기 몰드의 탕면레벨을 검출하는 탕면레벨 검출부; 상기 턴디쉬에서 상기 몰드로 공급되는 상기 용강의 공급량을 제어하는 스토퍼의 위치레벨을 검출하는 스토퍼 위치레벨 검출부; 및 상기 탕면레벨이 기준레벨을 초과할 경우, 상기 스토퍼의 위치레벨에 기초하여 상기 턴디쉬에서 상기 몰드로 개재물의 혼입여부 및 혼입시점을 판별하는 처리부를 포함한다.

Description

개재물 혼입판별장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR JUDGING IMPURITIES FLOWING INTO MOLD}

본 발명은 개재물 혼입판별장치 및 방법에 관한 것이다.

제철소에서 사용되는 철강 생산 설비는 용강을 수용하는 턴디쉬, 턴디쉬로부터 용강을 공급받는 몰드, 턴디쉬와 몰드 사이에 설치되어 용강의 공급 경로를 제공하는 롱노즐, 및 상기 턴디쉬로부터 상기 몰드의 용강의 공급을 단속하는 개폐수단을 구성하는 스토퍼(stopper), 상기 몰드로부터 성형과 일부 응고된 응고셀을 배출받아 최종 제품인 철강 형태로 압축하기 위한 롤러 등을 구비한다.

여기서, 턴디쉬는 용강을 수용한다. 스토퍼는 턴디쉬의 하부 배출구를 환봉의 상하 구동에 의해 폐쇄하거나 개방함으로써 몰드에 공급되는 용강의 공급여부 및 공급량을 제어한다.

롱노즐은 턴디쉬 하부에 위치가 고정되며, 롱노즐의 수명은 턴디쉬 작업이 완료될 때까지 사용하게 된다. 몰드는 턴디쉬로부터 용강을 공급받아 롤러로 공급하는 과정에서, 공급받은 용강을 냉각을 통해 성형하며, 성형된 용강은 용강외부가 일부 냉각되어 응고셀을 형성하며, 롤러로의 압축에 의해 제어된다.

이러한 철강 생산 설비에서, 턴디쉬에 충진된 용강의 성분은 청정도가 매우 중요한다.

그러나 일부 강종에서는 정련이 바르게 되지 않거나, 티타늄(Ti) 성분이 높으면, 용강는 원활하게 잘 섞이지 않아 일부 고형화 형태의 개제물이 남게되어, 결과적으로는 최종 철강 제품의 내부에 개재물이 남게 되어 품질 저하의 원인이 되고 있다,

이때 최종적으로 철강 완제품을 후 공정에 보내기 전에 개재물 혼입을 미리 알 수 있다면, 표면연마 작업등의 조치를 통해 개재물로 인한 품질저하 영향을 최소화하는 것이 바람직하다.

특히 턴디쉬 내의 개재물은 몰드에 공급되는 용강에 불순물로 작용하며, 이 개재물이 과다할 경우 몰드에서 성형화 할때 얇은 응고셀이 형성하게된다.

그러나 이때 응고셀에 개재물이 혼입되면 정상적인 단단한 응고셀 형성이 되지 못해 최종 생산을 위해 롤러의 압력이 견디지 못하고 응고셀이 터지는 현상까지 유발하기도 한다. 이때 응고셀이 터지게 되면 완제품화 되지 않는 상태임으로 내부의 용강이 외부로 터져나와 용강이 유출되어 생산이 중단되고, 때로는 화재가 발생하기도 한다.

따라서, 몰드 내의 개재물를 최소화하기 위해서 이전 공정의 정련작업 중 품질저하를 발생할 수 있는 여러 방법을 통해 제거작업에 노력하여 왔다, 하지만, 그럼에도 불구하고 개재물의 발생은 정련작업자의 숙련도 및 기술력의 편차로 인해 완벽하게 막을 수 없는 실정이다.

일본특허 출원번호 제10-1993-104898호 {발명의 명칭: 턴디쉬 내 용강 주입 종료 방법 및 그 장치}

본 발명의 목적은 몰드 내의 탕면레벨 변화 및 스토퍼의 위치레벨 변화에 기초하여 턴디쉬에서 몰드로 개재물이 혼입되는 지 여부 및 혼입되는 시점을 판별할 수 있는 개재물 혼입 판별장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 개재물 혼입시점 판별장치는 턴디쉬에서 몰드로 용강이 혼입되는 동안 상기 몰드의 탕면레벨을 검출하는 탕면레벨 검출부; 상기 턴디쉬에서 상기 몰드로 공급되는 상기 용강의 공급량을 제어하는 스토퍼의 위치레벨을 검출하는 스토퍼 위치레벨 검출부; 및 상기 탕면레벨이 기준레벨을 초과할 경우, 상기 스토퍼의 위치레벨에 기초하여 상기 턴디쉬에서 상기 몰드로 개재물의 혼입여부 및 혼입시점을 판별하는 처리부를 포함한다.

일 실시 예에서, 상기 개재물 혼입판별장치는 상기 턴디쉬에서 상기 몰드로 상기 개재물이 혼입되면, 상기 처리부에서 출력된 판별신호에 기초하여 경고음을 생성하는 경고 알람부를 더 포함한다.

일 실시 예에서, 상기 탕면레벨 검출부는 광, 방사선 또는 와전류를 이용하여 상기 탕면레벨을 검출한다.

일 실시 예에서, 상기 처리부는 상기 탕면레벨과 상기 기준레벨을 비교하는 비교부; 상기 스토퍼의 위치레벨 증가폭을 분석하는 분석부; 및 상기 탕면레벨이 상기 기준레벨을 초과하고, 상기 스토퍼의 위치레벨 증가폭이 기준치 이하일 경우, 상기 몰드로 개재물이 혼입된 것으로 판단하는 판단부를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 개재물 혼입판별방법은 턴디쉬에서 몰드로 용강이 공급되는 동안 상기 몰드의 탕면레벨을 검출하는 탕면레벨 검출단계; 상기 턴디쉬에서 상기 몰드로 공급되는 상기 용강의 공급량을 제어하는 스토퍼의 위치레벨을 검출하는 스토퍼 위치레벨 검출단계; 및 상기 탕면레벨의 기준레벨 및 상기 스토퍼의 위치레벨에 기초하여 상기 턴디쉬에서 상기 몰드로 개재물의 혼입여부 및 혼입시점을 판별하는 개재물 혼입시점 판별단계를 포함한다.

일 실시 예에서, 상기 개재물 혼입시점 판별단계는 상기 탕면레벨과 상기 기준레벨을 비교하는 단계; 상기 탕면레벨이 상기 기준레벨을 초과할 경우, 상기 스토퍼의 위치레벨 증가폭을 분석하는 단계; 및 상기 스토퍼의 위치레벨 증가폭이 기준치 이하일 경우, 상기 몰드로 개재물이 혼입된 것으로 판단하는 단계를 포함한다.

일 실시 예에서, 상기 개재물 혼입판별방법은 상기 개재물 혼입시점 판별단계에서 상기 처리부가 상기 턴디쉬에서 상기 몰드로 상기 개재물이 혼입되면, 상기 경고 알람부에서 경고음을 출력하는 단계를 더 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 개재물 검출장치 및 방법을 이용하면, 몰드 내의 탕면레벨 변화 및 스토퍼의 위치레벨 변화에 기초하여 턴디쉬에서 몰드로 개재물이 혼입되는 지 여부 및 혼입되는 혼입시점을 판별할 수 있다는 이점을 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개재물 검출장치를 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개재물 검출방법을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 도 2에 도시된 개재물 혼입시점 판별단계를 나타낸 흐름도이다.
도 4 및 도 5는 몰드 내에 개재물이 혼입될 경우, 몰드 내의 탕면레벨과 스토퍼의 위치레벨을 설명하기 위한 그래프이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 개재물 혼입시점 판별장치 및 판별방법을 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 개재물 혼입 판별장치를 나타낸 예시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 개재물 혼입 판별장치(700)는 탕면레벨 검출부(710), 스토퍼 위치레벨 검출부(720) 및 처리부(730)를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 개재물 혼입 판별장치(700)는 경고 알람부(740)를 더 포함할 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 탕면레벨 검출부(710)는 몰드(70) 내의 탕면레벨을 검출하는 기능을 수행한다. 상기 탕면레벨 검출부(710)는 하나 이상의 센서로 구성될 수 있으며, 상기 센서는 광, 방사선 또는 와전류를 이용하여 상기 탕면레벨(L)을 검출하는 센서일 수 있다.

상기 스토퍼 위치레벨 검출부(720)는 상기 턴디쉬(10)에서 상기 몰드(70)로 혼입되는 용강의 공급량을 제어하는 스토퍼(40)의 위치레벨(H)을 검출하는 하나 이상의 센서로 구성될 수 있다.

상기 처리부(730)는 상기 탕면레벨(L)이 기준레벨을 초과할 경우, 상기 스토퍼 위치레벨 검출부(720)에서 검출한 스토퍼(40)의 위치레벨(H)에 기초하여 상기 턴디쉬(10)에서 상기 몰드(70)로 개재물(G)의 혼입시점을 판별하는 기능을 수행한다.

보다 구체적으로, 상기 처리부(730)는 비교부(731), 분석부(732) 및 판단부(733)를 포함할 수 있다.

상기 비교부(731)는 몰드(70) 내의 탕면레벨(L)과 설정된 기준레벨을 비교한다.

상기 분석부(732)는 몰드(70) 내의 탕면레벨(L)이 설정된 기준레벨을 초과할 경우, 상기 스토퍼(40)의 위치레벨 증가폭(△H )을 분석한다.

상기 판단부(733)는 상기 스토퍼(40)의 위치레벨 증가폭(△H)이 기준치(△M) 이하일 경우, 상기 몰드(70)로 개재물(G)이 혼입된 것으로 판단한다.

상기 경고 알람부(740)는 상기 턴디쉬(10)에서 상기 몰드(70)로 개재물(G)이 혼입되면, 상기 처리부(730)에서 출력된 판별신호(Sin)에 기초하여 경고음을 생성한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 개재물 혼입시점 판별방법을 나타낸 흐름도이고, 도 3은 도 2에 도시된 개재물 혼입시점 판별단계를 나타낸 흐름도이다.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 개재물 혼입판별방법(S700)은 탕면레벨 검출단계(S710), 스토퍼 위치레벨 검출단계(S720) 및 개재물 혼입시점 판별단계(S730)를 포함한다.

상기 탕면레벨 검출단계(S710)는 몰드(70)로 용강이 혼입되는 동안 몰드(70)의 탕면레벨(L)을 탕면레벨 검출부(710)에서 검출하는 단계일 수 있다.

상기 스토퍼 위치레벨 검출단계(S720)는 상기 턴디쉬(10)에서 상기 몰드(70)로 혼입되는 상기 용강의 공급량을 제어하는 스토퍼(40)의 위치레벨(H)을 스토퍼 위치레벨 검출부(720)에서 검출하는 단계일 수 있다.

상기 개재물 혼입시점 판별단계(S730)는 상기 탕면레벨(L)이 기준레벨을 초과할 경우, 스토퍼(40)의 위치레벨(H)에 기초하여 상기 턴디쉬(10)에서 몰드(70)로 개재물의 혼입시점을 처리부(730)에서 판별하는 단계일 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 개재물 혼입시점 판별단계(S730)는 처리부(730) 내의 비교부(731)에서 상기 탕면레벨(L)이 상기 기준레벨을 초과하는 지 여부를 알기 위하여 상기 탕면레벨(L)과 기준레벨을 비교(S731)한다. 이때, 상기 탕면레벨(L)이 상기 기준레벨을 초과할 경우, 상기 스토퍼(40)의 위치레벨 증가폭(△H)을 분석부(732)에서 분석(S732)한다. 이후, 상기 스토퍼(40)의 위치레벨 증가폭(△H)이 기준치 이하일 경우, 처리부(730) 내의 판단부(733)는 상기 몰드(70)로 개재물(G)이 혼입된 것으로 판단(S733)한다.

도 4 및 도 5는 몰드 내에 개재물이 혼입될 경우, 몰드 내의 탕면레벨과 스토퍼의 위치레벨 변화를 설명하기 위한 그래프이

도 1, 도 4 및 도 5를 참조하면, 턴디쉬(10)에서 몰드(70)로 용강(F)이 공급되는 동안, 몰드(70) 내에 개재물(G) 혼입이 없을 경우, 용강(F)의 공급량이 증가하면 몰드(70)의 탕면레벨(L)은 증가하고, 용강(F)의 공급량이 감소하면 몰드(70)의 탕면레벨(L)은 감소한다.

보다 구체적으로, t1 시점부터 t2 시점까지의 구간을 살펴보면, 스토퍼 위치레벨(H)은 서서히 증가하는 반면, 몰드 내의 탕면레벨은 일정한 변동으로 유지되는 것을 알 수 있다.

이는 용강 속의 개재물(G)이 스토퍼(40) 하부를 일정부분 막고 있어 몰드 내의 탕면레벨(L)을 일정하게 유지하고자 스토퍼 위치레벨(H)을 지속적으로 상승시키기 위함이다.

한편, t2 시점부터 스토퍼(40)의 개도 상승크기가 개재물(G)의 크기 보다 크면 개제물(G)은 용강(F)의 흐름 방향에 따라 롱노즐(50)을 통과 하여 몰드(70)로 내려가게 된다.

이때, t3 시점까지 탕면레벨(L)은 빠르게 상승하고, 스토퍼 위치레벨은 급격하게 일정한 폭(R)만큼 하강하게 된다.

이후, t4 시점까지는 스토퍼(40)의 개도가 일정하게 유지됨에 따라 탕면레벨은 서서히 하강하여 정상 기준 위치에 도달하게 된다.

따라서, 본원발명은 상술한 개재물이 몰드 내에 혼입될 경우, 몰드 내의 탕면레벨과 스토퍼의 위치레벨 변화관계를 응용한 발명으로, 몰드 내에 개재물이 유입되는 시점을 정확하게 판별함으로써, 몰드 내의 용강의 청청도를 향상시킬 수 있다.

이상에서 실시 예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시 예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다.

따라서 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술적 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 턴디쉬
40: 스토퍼
50: 롱노즐
70: 몰드
700: 개재물 혼입판별장치
710: 탕면레벨 검출부
720: 스토퍼 위치레벨 검출부
730: 처리부
731: 비교부
732: 분석부
733: 판단부

Claims (7)

1. 턴디쉬에서 몰드로 용강이 혼입되는 동안 상기 몰드의 탕면레벨을 검출하는 탕면레벨 검출부;
   상기 턴디쉬에서 상기 몰드로 공급되는 상기 용강의 공급량을 제어하는 스토퍼의 위치레벨을 검출하는 스토퍼 위치레벨 검출부; 및
   상기 탕면레벨이 기준레벨을 초과할 경우, 상기 스토퍼의 위치레벨에 기초하여 상기 턴디쉬에서 상기 몰드로 개재물의 혼입여부 및 혼입시점을 판별하는 처리부를 포함하고,
   상기 처리부는,
   상기 탕면레벨과 상기 기준레벨을 비교하는 비교부;
   상기 스토퍼의 위치레벨 증가폭을 분석하는 분석부; 및
   상기 탕면레벨이 상기 기준레벨을 초과하고, 상기 스토퍼의 위치레벨 증가폭이 기준치 이하일 경우, 상기 몰드로 개재물이 혼입된 것으로 판단하는 판단부를 포함하는 개재물 혼입판별장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 턴디쉬에서 상기 몰드로 상기 개재물이 혼입되면, 상기 처리부에서 출력된 판별신호에 기초하여 경고음을 생성하는 경고 알람부를 더 포함하는 개재물 혼입판별장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 탕면레벨 검출부는,
   광, 방사선 또는 와전류를 이용하여 상기 탕면레벨을 검출하는 개재물 혼입판별장치.
   
4. 삭제
5. 턴디쉬에서 몰드로 용강이 공급되는 동안 상기 몰드의 탕면레벨을 검출하는 탕면레벨 검출단계;
   상기 턴디쉬에서 상기 몰드로 공급되는 상기 용강의 공급량을 제어하는 스토퍼의 위치레벨을 검출하는 스토퍼 위치레벨 검출단계; 및
   상기 탕면레벨이 기준레벨 및 상기 스토퍼의 위치레벨에 기초하여 상기 턴디쉬에서 상기 몰드로 개재물의 혼입여부 및 혼입시점을 판별하는 개재물 혼입시점 판별단계를 포함하고,
   상기 개재물 혼입시점 판별단계는,
   상기 탕면레벨과 상기 기준레벨을 비교하는 단계;
   상기 탕면레벨이 상기 기준레벨을 초과할 경우, 상기 스토퍼의 위치레벨 증가폭을 분석하는 단계; 및
   상기 스토퍼의 위치레벨 증가폭이 기준치 이하일 경우, 상기 몰드로 개재물이 혼입된 것으로 판단하는 단계를 포함하는 개재물 혼입판별방법.
   
6. 삭제
7. 제5항에 있어서,
   상기 개재물 혼입시점 판별단계에서 처리부가 상기 턴디쉬에서 상기 몰드로 상기 개재물이 혼입되면, 경고 알람부에서 경고음을 출력하는 단계를 더 포함하는 개재물 혼입판별방법.

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