WO2018021635A1 - Continuous casting abnormality prediction device - Google Patents
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- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
Definitions
- the present invention relates to a continuous casting abnormality predicting apparatus, and more particularly, to a continuous casting abnormality predicting apparatus for predicting the defect of the cast during continuous casting.
- the continuous casting process continuously injects molten steel into a mold having a predetermined shape, and continuously discharges slag and bloom to the lower side of the mold.
- the continuous casting machine performing this process is a tundish that receives molten steel, a mold that receives molten steel from the tundish to mold the slabs, and cools while transferring the slabs discharged from the mold. And a cooling line with a plurality of rolls arranged in succession.
- the molten steel In the steelmaking process, when molten steel that satisfies the composition and temperature is contained in a ladle and transferred to the playing process, the molten steel is supplied to the mold through a tundish. Solidification of the steel begins by contact with the water-cooled copper plates in the mold. As soon as the mold exits the mold, the solidification cell becomes about 20 mm thick and then solidification proceeds by the coolant sprayed directly from the secondary cooling zone to the surface of the cast steel. At about 10-15m, the solidification is completed and the slabs are formed by cutting to the appropriate length.
- defects occur on the surface of the cast steel.
- representative defects include mold slag incorporation, face cracks or depressions, and face cracks or depressions.
- Molten steel is fed from the tundish into the mold in an amount through the immersion nozzle. Mold powder used to secure the lubrication ability between the copper plate and the solidification cell is supplied from the top, and after melting, a slag film is formed to function as a lubrication function and a heat transfer control function. In addition, the copper plate is vibrated up and down to prevent sticking.
- Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2013-0013738 discloses providing a thermocouple in a mold of a player, measuring the fluctuation of the mold surface in real time using the thermocouple, and stabilizing the surface of the mold effectively using the measurement result. .
- Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-1995-0012629 includes inserting a thermocouple into a mold of a player, measuring the temperature change of the mold using the thermocouple, and predicting break-out using the measured result. Is disclosed. Breakout is one of the accidents that occur during continuous casting of steel, which means that molten steel leaks as the solidification layer breaks directly under the mold during casting.
- the thermocouple is inserted into the mold to measure the temperature of the mold.
- the mold slag which is a defect in the slab frequently generated during continuous casting of stainless steel, merely detects fluctuations in the mold surface or predicts breakout. (mold slag)
- Unexpected failures such as mixing, face cracks or face vertical depressions, face cracks or face horizontal depressions, or immersion nozzle failure, a serious operation accident caused by increased casting time.
- Embodiment of the present invention provides a continuous casting abnormality prediction device for predicting abnormalities such as cast defects and immersion nozzle failure by using the temperature of the mold during continuous casting.
- the temperature sensing unit having a plurality of thermocouples arranged at intervals to each other in the mold supplied to the molten steel in the tundish through the immersion nozzle; And at least one of a slab defect including at least one of mold slag incorporation, slab face vertical crack, and slab face horizontal crack using temperature values sensed from the plurality of thermocouples during the continuous casting process.
- Continuous casting abnormality prediction apparatus including a control unit for determining may be provided.
- the plurality of thermocouples may be arranged in the width direction on both sides of the mold within 110mm below the bath surface, which is within 210mm from the top of the mold and the molten steel is filled in the mold.
- the controller may determine that the immersion nozzle is damaged when the central thermocouple temperature rises or falls lower than the remaining thermocouple temperature by comparing the central thermocouple temperature and the remaining thermocouple temperatures among the thermocouples provided on both sides of the mold.
- the control unit may compare the thermocouple temperature corresponding to the edge portion of the cast casting width with the remaining thermocouple temperature among the thermocouples provided on both sides of the mold, and when the edge portion thermocouple temperature rises or falls faster than the remaining thermocouple temperature, the mold slag is mixed. It can be determined that this has occurred.
- the controller may determine that vertical cracks are generated in the cast steel when the average standard deviation of the thermocouples provided on both sides of the mold is higher than a preset value.
- the controller may determine that a horizontal crack occurs in the cast steel when the central thermocouple temperature of the thermocouples provided on both sides of the mold is higher than a predetermined value periodically.
- Embodiment of the present invention is based on the metallurgical experience and theories related to cast defects accumulated to date to insert the thermocouple into the mold to be used in the field at all times, using the temperature data from the thermocouple to consider the characteristics of the cast defects
- metallurgical theory related to defects such as mold slag incorporation that occurs frequently during continuous casting of stainless steel, face cracks or face vertical depressions, face cracks or face horizontal depressions
- abnormality such as immersion nozzle damage, which is a serious operation accident that occurs due to the increase of casting time, and it is possible to accurately and reliably predict cast defects and operation abnormalities in real time during performance.
- the embodiment of the present invention predicts abnormalities such as mold slag incorporation, face cracks or face vertical depressions, face cracks or face horizontal depressions, and immersion nozzle breakage, and warns the field operators and engineers of large operation accidents and large quality. Minimize accidents.
- FIG. 1 is a view showing the configuration of a continuous casting machine that can be applied to the continuous casting abnormality prediction apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 is a control block diagram of a continuous casting failure prediction apparatus according to an embodiment of the present invention.
- thermocouple 3 is a view for explaining the installation position of the thermocouple for the copper plate in one embodiment of the present invention.
- thermocouple position is a view showing the thermocouple position and the distance from the center of the copper plate installed on the inside and the outside of the copper plate in one embodiment of the present invention.
- thermocouple mounting structure in a copper plate in one embodiment of the present invention.
- FIG. 6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a continuous casting failure prediction apparatus according to an embodiment of the present invention.
- thermocouple 7 is a view showing the position of the thermocouple used for immersion nozzle failure prediction in the continuous casting failure prediction apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 8 is a view showing a warning message displayed by the continuous casting failure prediction apparatus when predicting the immersion nozzle failure according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 9 is a diagram illustrating a thermocouple position used for mold slag incorporation prediction in a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 10 is a graph showing a change in mold temperature when mold slag incorporation occurs in the continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 11 is a diagram illustrating a warning message displayed by the continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention when predicting mold slag mixing.
- FIG. 12 is a diagram illustrating a thermocouple position used for face vertical crack or face vertical depression prediction in a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 13 is a graph illustrating a change in mold temperature when surface vertical cracks occur and do not occur in the continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 14 is a diagram illustrating a warning message displayed by a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention when predicting surface vertical cracks or surface vertical depressions.
- FIG. 15 is a diagram illustrating a thermocouple position used for face horizontal crack or face horizontal depression prediction in a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention.
- 16 is a graph illustrating a change in mold temperature when a horizontal crack occurs in a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
- FIG. 17 is a diagram illustrating a warning message displayed by a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention when predicting a plane horizontal crack or a plane horizontal depression.
- FIG. 1 is a view showing the configuration of a continuous casting machine that can be applied to the continuous casting abnormality prediction apparatus according to an embodiment of the present invention.
- the continuous casting machine may include a ladle 10, a tundish 20, a mold 30, a transfer roll 40, and a coolant supply device 50.
- the molten steel M filled in the ladle 10 is supplied to the tundish 20.
- the tundish 20 serves as a buffer for temporarily storing the molten steel M between the ladle 10 and the mold 30.
- the molten steel M in the tundish 20 is supplied into the mold 30 by an immersion nozzle 21 extending into the mold 30.
- the immersion nozzle 21 is disposed in the center of the mold 30 and the molten steel M is discharged from both discharge ports.
- the molten steel M supplied to the mold 30 is shaped into the slab 60 by the mold 30 and undergoes primary cooling with respect to the slab 60.
- the molten steel M in the mold 30 starts to solidify from the part in contact with the wall surface forming the mold 30. This is because heat is more likely to be lost by the mold 30 in which the periphery is cooled rather than the center of the molten steel M.
- the back portion along the casting direction of the cast steel 60 forms a shape in which the unsolidified molten steel 61 is wrapped by the solidification cell 62.
- the slab 60 shaped by the mold 30 and manufactured by primary cooling is conveyed by the feed roll 40. While the slab 60 is conveyed by the feed roll 40, the slab 60 is secondarily cooled by the coolant provided from the coolant supply device 50.
- the unsolidified molten steel 61 moves together with the solidification cell 62 in the casting direction.
- the uncondensed molten steel 61 is cooled by the coolant supply device 50 that sprays the coolant during the above movement. At this time, the thickness of the unsolidified molten steel 61 in the slab 60 is gradually reduced.
- the cast steel 60 When the cast steel 60 reaches from one point, the cast steel 60 is filled with the solidification cell 62 of the entire thickness.
- the slag 60 is solidified is cut into a predetermined size by the cutter 70 at the cutting point is divided into cast pieces.
- thermocouples are inserted into a mold to analyze temperature data based on metallurgical theories related to the defects, and perform defect prediction and abnormal behavior detection in real time.
- FIG. 2 is a control block diagram of a continuous casting failure prediction apparatus according to an embodiment of the present invention.
- the apparatus for predicting continuous casting abnormality includes a controller 100 that performs overall control.
- the temperature sensing unit 110 is electrically connected to the controller 100.
- the display unit 120 and the storage unit 130 are electrically connected to the controller 100.
- the temperature sensing unit 110 includes a plurality of thermocouples provided in the mold 30 and sensing the temperature of the mold 30.
- the mold temperature may include a mold copper plate temperature.
- Figure 3 is a view for explaining the installation position of the thermocouple for the copper plate in one embodiment of the present invention
- Figure 4 is a thermocouple installed on the inner and outer sides of the copper plate in one embodiment of the present invention and the distance from the center of the copper plate 5 is a view showing a thermocouple mounting structure in a copper plate in one embodiment of the present invention.
- the z-direction (depth direction) position of the thermocouple 111 of the temperature sensing unit 110 is 210 mm, for example, at the upper end of the mold 30.
- This position corresponds to 110 mm, for example, below the meniscus level at which the molten steel M in the mold is full.
- the reason for determining this position is the position that can stably represent the initial coagulation thermal behavior in one example directly under the tap surface, and the 100 mm point, and also the position of the immersion nozzle, which is one of the functions of an embodiment of the present invention, directly below the surface. This is because it is around 100 mm.
- the width direction of the thermocouple 111 is installed in the width of the tension bolt (tension bolt) position of the tension bolt (tension bolt) position of the mold 30, as an example, the interval is installed in 150mm intervals. Accordingly, the thermocouples 111 are arranged in the long side width direction of the mold 30, thirteen thermocouples 111 are provided per one mold surface, and the same number of thermocouples 111 are provided on the opposite surface. For example, the thermocouples 111 may be arranged in the width direction on both long sides of the mold 30 within 210 mm from the top of the mold 30 and within 110 mm below the bottom surface.
- the first surface of the mold 30 provided with the thermocouple 111 is referred to as an inside surface and a second surface that is the opposite surface is referred to as an outside surface.
- thermocouples 111 on both sides are installed, 13 per side of the mold 30.
- thermocouple 111 mounts a plug 113 by processing holes in the back plate 112 and the mold 30 attached to the mold 30.
- the thermocouple 111 is inserted into the plug 113, and the tip of the thermocouple 111 contacts the mold 30 at a proper pressure by the force of the fixing pin 114 and the spring 115.
- an O-ring 116 is installed between the plug 113 and the mold 30 and between the plug 113 and the back plate 112 to prevent the cooling water from penetrating into the thermocouple 111.
- the control unit 100 mixes mold slag, which is frequently generated during continuous casting of stainless steel, by using temperature data detected through the thermocouple 111 of the temperature sensing unit 110. It predicts abnormalities such as cracking defects in slabs such as crack or face longitudinal depression, face cracks or face horizontal depression, and immersion nozzle failure, which is a serious operation accident caused by increased casting time.
- the storage unit 130 stores reference temperature data for determining each of the defects of the cast steel. In addition, the storage unit 130 previously stores reference temperature data for determining the immersion nozzle damage.
- the controller 100 uses the temperature data sensed through the thermocouple 111 of the temperature sensing unit 110 and predicts the defect of the cast iron and the immersion nozzle in consideration of the reference temperature data stored in the storage unit 130.
- the controller 100 generates a screen corresponding to the predicted result, and provides the generated screen to the display unit 120.
- the display unit 120 may display various information according to the control signal of the controller 100.
- the display unit 120 may display a screen for warning a worker of a cast iron defect or immersion nozzle damage predicted by the controller 100. On-site operators and engineers can recognize cast defects or immersion nozzle breakages and take appropriate action according to the situation, thus minimizing large operation accidents and large quality accidents.
- FIG. 6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a continuous casting failure prediction apparatus according to an embodiment of the present invention.
- thermocouples 111 provided on the inside surface of the mold 30 from the temperature sensing unit 110 and the thirteen thermocouples 111 provided on the outside surface are controlled by respective compensation leads ( 100 is connected to a connector / panel which plays a role of signal conversion.
- the connector / panel converts an electromotive force (mV) corresponding to the temperature data of the thermocouple 111 provided in the mold 30 into a digital temperature value to communicate a communication protocol between a PC and a programmable logic controller (PLC) such as Profibus.
- PLC programmable logic controller
- This dedicated PLC uses the thermocouple temperature to predict cast defects such as mold slag mixing, face cracks or face depressions, face cracks or face depressions, and immersion nozzle failure, and provides predicted results for field operators and engineers. Be warned so you know.
- Such a warning operation is implemented by displaying a warning screen on a dedicated PC corresponding to the display unit 120 using Ethernet communication.
- This dedicated PLC can be connected to the operation PLC controlling the continuous casting process, and can receive operation data from the operation PLC.
- thermocouple uses the temperature data sensed through the thermocouple to predict cast defects, such as mold slag incorporation, surface vertical crack or surface vertical depression, surface horizontal crack or surface horizontal depression, and immersion nozzle failure in more detail.
- thermocouple 7 is a view showing the position of the thermocouple used for immersion nozzle failure prediction in the continuous casting failure prediction apparatus according to an embodiment of the present invention.
- the immersion nozzle 21 When the immersion nozzle 21 is broken, the molten steel M is ejected to the place where the immersion nozzle 21 is damaged, and the temperature of the thermocouple 111 around the immersion nozzle 21 is rapidly raised or lowered. This principle is used to predict immersion nozzle failure.
- thermocouples 111 at the center side are sensed at each side (fixed side and loose side) of the mold used for immersion nozzle breakage prediction.
- the average value of four temperature values except the maximum value and the minimum value among these six temperature values is obtained.
- the alarm value is a value obtained by subtracting the reference value from the temperature values respectively detected from the six thermocouples 111.
- thermocouple temperature rise alarm condition is satisfied. That is, it is determined that the thermocouple temperature has risen sharply.
- thermocouple temperature descent alarm condition is satisfied. To judge. That is, it is determined that the thermocouple temperature has dropped sharply.
- the sudden parameter value and the sudden parameter value may be stored in the storage 130 in advance.
- thermocouple temperature rise alarm conditions satisfies any one of the thermocouple temperature rise alarm conditions and the thermocouple temperature drop alarm conditions, it is determined that the immersion nozzle 21 is broken.
- FIG. 8 is a view showing a warning message displayed by the continuous casting failure prediction apparatus when predicting the immersion nozzle failure according to an embodiment of the present invention.
- thermocouple temperature rising alarm conditions when any one of the six thermocouples satisfies any one of the thermocouple temperature rising alarm conditions and the thermocouple temperature falling alarm conditions, it is determined that the immersion nozzle 21 is broken, and the immersion nozzle is damaged.
- a warning message is displayed to warn the operator of the immersion nozzle breakage.
- the warning message contains information such as "Danger nozzle damage risk”.
- FIG. 9 is a diagram illustrating a thermocouple position used for mold slag incorporation prediction in a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention
- FIG. 10 is a mold slag in a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a graph showing the change of mold temperature when mixing occurs.
- the temperature of the thermocouple located in the slab short side part is rapidly rising or falling.
- thermocouple located at an edge in the cast slab width causes rapid fluctuations in molten steel flow as shown by an arrow, thereby rapidly increasing the mold temperature.
- this phenomenon is used to predict mold slag incorporation.
- thermocouple close to the edge of the cast steel not exceeding the cast casting width, and to determine the mold slag incorporation using the determined thermocouple temperature.
- thermocouples installed on both sides (outside and inside) of the mold 30
- a thermocouple close to the edge of the slab not exceeding the slab casting width based on the slab casting width for example, a square
- thermocouples two thermocouples represented by boxes, are used to predict mold slag incorporation.
- thermocouples provided on each side (fixed side and loose side) of the mold 30
- the temperature values of the remaining thermocouples are detected except for a total of four thermocouples corresponding to the edge portions of the cast slab width, and the average value of the detected temperature values is detected.
- the alarm value is a value obtained by subtracting the reference value from the temperature values respectively detected from four thermocouples corresponding to the edge portion of the casting width of the thermocouple.
- thermocouple temperature rising alarm condition is satisfied. That is, it is determined that the thermocouple temperature has risen sharply.
- thermocouple temperature descent alarm condition is satisfied. To judge. That is, it is determined that the thermocouple temperature has dropped sharply.
- the sudden parameter value and the sudden parameter value may be stored in the storage 130 in advance.
- thermocouples provided on each side of the mold 30 (Fixed side and Loose side)
- any one of the four thermocouples corresponding to the edge of the cast slab width is any one of the thermocouple temperature rising alarm condition and the thermocouple temperature drop alarm condition. If one is satisfied, it is determined that mold slag mixing has occurred.
- FIG. 11 is a diagram illustrating a warning message displayed by the continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention when predicting mold slag mixing.
- any one of a total of four thermocouples corresponding to the edge portion of the cast slab among the thermocouples provided on each side of the mold 30 is any one of a thermocouple temperature rise alarm condition and a thermocouple temperature drop alarm condition. If satisfactory is determined, it is determined that mold slag mixing has occurred, and a warning message for warning mold slag mixing is displayed to warn the operator of mold slag mixing.
- the warning message includes information such as “mold slag mixing detection in the peripheral corner”.
- a warning message can be displayed by dividing the position of the thermocouple.
- a warning message can be displayed for each mold surface on which mold slag is mixed.
- the warning message may include information such as "risk of mixing left mold slag", "risk of mixing right mold slag”, and "risk of mixing left and right mold slag”.
- FIG. 12 is a view showing the position of the thermocouple used for the surface longitudinal crack or surface longitudinal depression prediction in the continuous casting abnormality prediction apparatus according to an embodiment of the present invention
- Figure 13 is a continuous casting abnormality prediction according to an embodiment of the present invention This is a graph showing the change of mold temperature when face cracks occur in the device.
- the mold temperature standard deviation of the slab with face vertical cracks is 3.8 degrees the mold of the good cast without face cracks It can be seen that it is about twice as large as the temperature standard deviation of 1.9 degrees.
- the width of the cast steel is mostly 1000mm or more, so in one embodiment of the present invention, the thermocouple for determining the vertical crack in the surface of the mold, each of the two sides of the center of the mold on both sides of the mold (5)
- a thermocouple having a cast width of 600 mm may be used.
- a total of 10 thermocouples are used to predict the occurrence of surface longitudinal cracks or surface longitudinal depressions.
- xk is the measured value of the kth individual and N is the number of samples.
- the standard deviation is calculated based on the temperature data from an evaluation time criterion (for example, one minute) to the determination time point based on the current determination time to determine whether there is a surface vertical crack or surface vertical depression.
- an evaluation time criterion for example, one minute
- the specific determination method is as follows.
- thermocouples in total five fixed side and loose side
- Standard deviation values for a certain time are calculated for each thermocouple temperature.
- Average of the standard deviations for each thermocouple on each side mean of the standard deviation values of each fixed side thermocouple and the mean of the standard deviation values of the loose side.
- the average standard deviation value calculated for each side is compared with the standard deviation parameter value (for example, 2.5 degrees) for judging the occurrence of the vertical crack or the surface longitudinal depression, the average standard deviation value exceeds the standard deviation parameter value. Face cracks or face vertical depression occurred on the fixed side or loose side.
- the standard deviation parameter value for example, 2.5 degrees
- FIG. 14 is a diagram illustrating a warning message displayed by a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention when predicting surface vertical cracks or surface vertical depressions.
- an average standard deviation value which is an average value of standard deviations calculated for five thermocouples for each side of the mold 30, is used to determine a standard deviation parameter value for determining surface vertical crack or surface vertical depression. If exceeded, it is determined that face cracks or face depressions have occurred on the fixed side or fixed side, and a warning message is displayed to alert the operator.
- the warning message may include "detailed duty free crack detection" information.
- the warning message can be divided and warned by the side where the vertical crack occurrence is predicted.
- a warning message may contain information such as “Inside Side Crack Hazard”, “Outside Side Vertical Hazard Hazard”, or “Inside and Outside Side Hazard Hazard”.
- FIG. 15 is a diagram illustrating thermocouple positions used for predicting surface horizontal crack or surface horizontal depression in a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention
- FIG. 16 is a continuous casting abnormality prediction according to an embodiment of the present invention. This is a graph showing the change of mold temperature when the surface crack occurs in the device.
- the plane transverse depressions are formed at the beginning of solidification in the mold.
- the plane transverse cracks will be accompanied by the plane transverse depressions.
- the thermocouple for determining the plane horizontal crack or the plane horizontal depression may use the same thermocouple as the plane longitudinal crack or the plane longitudinal depression determination. That is, predicting the occurrence of surface transverse cracks or surface transverse depressions using a total of ten thermocouples of five mold double-sided central thermocouples represented by rectangular boxes.
- the specific determination method is as follows.
- thermocouples in total including five on each side (fixed side and loose side) including two from the center and two from the center, are sensed (-300mm, -150mm, 0,150mm and 300mm), respectively.
- the temperature difference between the temperature value of each thermocouple before a predetermined time (for example, the temperature value of each thermocouple 5 minutes ago) and the current temperature value of each thermocouple is respectively calculated, and each of the absolute values of the calculated temperature differences is calculated. If any of the above-described temperature parameter values (for example, 5 degrees) is exceeded for determining the plane horizontal crack or the plane horizontal depression, it is determined that the plane horizontal crack or the plane horizontal depression has occurred.
- FIG. 17 is a diagram illustrating a warning message displayed by a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention when predicting a plane horizontal crack or a plane horizontal depression.
- thermocouple in which the absolute value of the temperature difference value between the previous temperature value and the current temperature value of the thermocouple among the five central sides of each mold 30 exceeds a preset temperature parameter value, It is determined that the surface crack or surface horizontal depression has occurred on the surface corresponding to the thermocouple, and a warning message is displayed to warn the operator.
- the warning message may include "depression (crack) detection by face value” information.
- the warning message can be classified and warned by the side where the side crack is predicted.
- a warning message may contain information such as "Inside Side Crack Hazard”, “Outside Side Side Hazard Hazard”, or "Inside and Outside Side Hazard Hazard”.
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Abstract
Description
본 발명은 연속주조 이상 예측 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연속 주조시 주편 결함을 예측하는 연속주조 이상 예측 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a continuous casting abnormality predicting apparatus, and more particularly, to a continuous casting abnormality predicting apparatus for predicting the defect of the cast during continuous casting.
일반적으로, 연속주조공정(continuous casting process)은 일정한 형상의 주형인 몰드에 용강을 연속적으로 주입하고, 몰드 내에서 반 응고된 주편을 연속적으로 몰드의 하측으로 배출시켜 슬라브(slab), 블룸(bloom), 빌렛(billet) 등과 같은 다양한 형태의 주편(slab)을 제조하는 공정이다.In general, the continuous casting process continuously injects molten steel into a mold having a predetermined shape, and continuously discharges slag and bloom to the lower side of the mold. ) Is a process for manufacturing slabs of various types such as billets.
이러한 공정을 수행하는 연속주조기는 용강(molten steel)을 공급받는 턴디쉬(tundish)와, 턴디쉬로부터 용강을 전달받아 주편을 성형하는 몰드(mold)와, 몰드로부터 배출되는 주편을 이송하는 가운데 냉각하도록 연속하여 배열된 다수의 롤들을 갖춘 냉각라인을 포함한다.The continuous casting machine performing this process is a tundish that receives molten steel, a mold that receives molten steel from the tundish to mold the slabs, and cools while transferring the slabs discharged from the mold. And a cooling line with a plurality of rolls arranged in succession.
제강공정에서 성분 및 온도를 만족한 용강이 래들에 담겨 연주공정으로 이송되면 턴디쉬를 통해 용강은 몰드로 공급된다. 강의 응고는 몰드내 수냉 동판과 접촉하면서 시작된다. 몰드를 빠져나오는 순간 응고셀의 두께는 약 20mm가 되고 이후에는 2차 냉각대에서 직접 주편 표면으로 분사되는 냉각수에 의해 응고가 진행된다. 약 10~15m 지점에서 응고가 완료되고 적당한 길이로 절단하여 주편이 생성된다.In the steelmaking process, when molten steel that satisfies the composition and temperature is contained in a ladle and transferred to the playing process, the molten steel is supplied to the mold through a tundish. Solidification of the steel begins by contact with the water-cooled copper plates in the mold. As soon as the mold exits the mold, the solidification cell becomes about 20 mm thick and then solidification proceeds by the coolant sprayed directly from the secondary cooling zone to the surface of the cast steel. At about 10-15m, the solidification is completed and the slabs are formed by cutting to the appropriate length.
이러한 주편 표면에는 여러가지 결함이 발생하게 되는데, 스테인리스강의 경우, 대표적인 결함은 몰드 슬래그(mold slag) 혼입, 면 세로크랙(crack) 혹은 디프레션(depression), 그리고, 면 가로크랙 혹은 디프레션이다.Various defects occur on the surface of the cast steel. In the case of stainless steel, representative defects include mold slag incorporation, face cracks or depressions, and face cracks or depressions.
이러한 결함은 대부분 몰드내 상단부 즉, 초기응고시에 발생하는 것으로 알려져 있다.Most of these defects are known to occur at the upper end of the mold, i.e. during initial solidification.
턴디쉬로부터 용강은 침지노즐을 통해 몰드내로 일정한 양으로 공급된다. 동판과 응고셀간의 윤활능 확보를 위해 사용되는 몰드 파우더(mold powder)가 상부에서 공급되며 용융 후 슬래그 필름(slag film)를 형성하여 윤활기능 및 열전달 제어 기능을 한다. 또한, 동판은 고착 방지를 위해 상하로 진동하게 된다.Molten steel is fed from the tundish into the mold in an amount through the immersion nozzle. Mold powder used to secure the lubrication ability between the copper plate and the solidification cell is supplied from the top, and after melting, a slag film is formed to function as a lubrication function and a heat transfer control function. In addition, the copper plate is vibrated up and down to prevent sticking.
따라서, 용강으로부터의 열은 응고셀, 액상 슬래그 필름(slag film), 고상 슬래그 필름(slag film), 동판을 통해 빠져나가고 응고가 진행된다. 대부분 주편 결함은 이러한 초기응고시 열전달 거동의 부적절에 의해 발생하게 된다.Therefore, heat from the molten steel passes through the solidification cell, the liquid slag film, the solid slag film, and the copper plate, and solidification proceeds. Most cast defects are caused by inadequate heat transfer behavior during this initial solidification.
대한민국 공개특허공보 제10-2013-0013738호에는 연주기 몰드에 열전대를 마련하고, 이 열전대를 이용하여 몰드의 탕면 변동을 실시간으로 측정하며, 그 측정결과를 이용하여 탕면을 효과적으로 안정화하는 것이 개시되어 있다.Korean Unexamined Patent Publication No. 10-2013-0013738 discloses providing a thermocouple in a mold of a player, measuring the fluctuation of the mold surface in real time using the thermocouple, and stabilizing the surface of the mold effectively using the measurement result. .
대한민국 공개특허공보 제10-1995-0012629호에는 연주기 몰드에 열전대를 삽입하고, 이 열전대를 이용하여 몰드의 온도변화를 측정하며, 측정된 결과를 이용하여 브레이크 아웃(break-out)을 예지하는 것이 개시되어 있다. 브레이크 아웃은 강의 연속주조시 발생하는 조업사고 중의 하나로 주조 중 몰드 직하에서 응고층이 파단되면서 용강이 유출되는 것을 말한다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-1995-0012629 includes inserting a thermocouple into a mold of a player, measuring the temperature change of the mold using the thermocouple, and predicting break-out using the measured result. Is disclosed. Breakout is one of the accidents that occur during continuous casting of steel, which means that molten steel leaks as the solidification layer breaks directly under the mold during casting.
이와 같이, 기존에는 몰드에 열전대를 삽입하여 몰드의 온도를 측정하는 것이 개시되어 있지만, 단지 몰드의 탕면 변동을 감지하거나 브레이크 아웃을 예지할 뿐, 스테인리스강 연속주조시 빈번히 발생하는 주편 결함인 몰드 슬래그(mold slag) 혼입, 면 세로크랙 혹은 면 세로디프레션, 면 가로크랙 혹은 면 가로디프레션이나, 주조시간 증가에 따라 발생하는 심각한 조업 사고인 침지노즐 파손 등의 이상을 예측할 수 없다.As described above, the thermocouple is inserted into the mold to measure the temperature of the mold. However, the mold slag, which is a defect in the slab frequently generated during continuous casting of stainless steel, merely detects fluctuations in the mold surface or predicts breakout. (mold slag) Unexpected failures such as mixing, face cracks or face vertical depressions, face cracks or face horizontal depressions, or immersion nozzle failure, a serious operation accident caused by increased casting time.
본 발명의 실시예는 연속 주조시 몰드의 온도를 이용하여 주편 결함과 침지 노즐 파손 등의 이상을 예측하는 연속주조 이상 예측 장치를 제공한다.Embodiment of the present invention provides a continuous casting abnormality prediction device for predicting abnormalities such as cast defects and immersion nozzle failure by using the temperature of the mold during continuous casting.
본 발명의 일 측면에 따르면, 턴디쉬 내의 용강을 침지노즐을 통해 공급받는 몰드에 서로 간격을 두고 배열된 복수의 열전대를 가진 온도감지부; 및 연속 주조 공정이 수행되는 동안 상기 복수의 열전대로부터 감지된 온도값들을 이용하여 몰드 슬래그 혼입, 주편 면 세로크랙 및 주편 면 가로크랙 중 적어도 하나를 포함하는 주편 결함과, 침지노즐 파손 중 적어도 하나를 판단하는 제어부를 포함하는 연속주조 이상 예측 장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the invention, the temperature sensing unit having a plurality of thermocouples arranged at intervals to each other in the mold supplied to the molten steel in the tundish through the immersion nozzle; And at least one of a slab defect including at least one of mold slag incorporation, slab face vertical crack, and slab face horizontal crack using temperature values sensed from the plurality of thermocouples during the continuous casting process. Continuous casting abnormality prediction apparatus including a control unit for determining may be provided.
또한, 상기 복수의 열전대는 상기 몰드의 상단에서 210mm 이내이고 상기 몰드 내에 용강이 차있는 높이인 탕면 아래 110mm 이내에 상기 몰드의 양장변에 폭방향으로 각각 배열될 수 있다.In addition, the plurality of thermocouples may be arranged in the width direction on both sides of the mold within 110mm below the bath surface, which is within 210mm from the top of the mold and the molten steel is filled in the mold.
또한, 상기 제어부는 상기 몰드 양면에 마련된 열전대 중에서 중심부 열전대 온도와 나머지 열전대 온도를 비교하여 상기 중심부 열전대 온도가 상기 나머지 열전대 온도보다 급상승하거나 급하강하면, 상기 침지노즐이 파손된 것으로 판단할 수 있다.In addition, the controller may determine that the immersion nozzle is damaged when the central thermocouple temperature rises or falls lower than the remaining thermocouple temperature by comparing the central thermocouple temperature and the remaining thermocouple temperatures among the thermocouples provided on both sides of the mold.
또한, 상기 제어부는 상기 몰드 양면에 마련된 열전대 중에서 주편 주조폭의 에지 부분에 해당하는 열전대 온도와 나머지 열전대 온도를 비교하여 상기 에지 부분 열전대 온도가 상기 나머지 열전대 온도보다 급상승하거나 급하강하면, 상기 몰드 슬래그 혼입이 발생한 것으로 판단할 수 있다.The control unit may compare the thermocouple temperature corresponding to the edge portion of the cast casting width with the remaining thermocouple temperature among the thermocouples provided on both sides of the mold, and when the edge portion thermocouple temperature rises or falls faster than the remaining thermocouple temperature, the mold slag is mixed. It can be determined that this has occurred.
또한, 상기 제어부는 상기 몰드 양면에 마련된 열전대 중에서 중심부 열전대의 온도에 대한 평균 표준편차가 미리 설정된 값보다 높으면, 주편에 면 세로크랙이 발생한 것으로 판단할 수 있다.In addition, the controller may determine that vertical cracks are generated in the cast steel when the average standard deviation of the thermocouples provided on both sides of the mold is higher than a preset value.
또한, 상기 제어부는 상기 몰드 양면에 마련된 열전대 중에서 중심부 열전대 온도가 주기적으로 미리 설정된 값보다 높으면, 주편에 면 가로크랙이 발생한 것으로 판단할 수 있다.The controller may determine that a horizontal crack occurs in the cast steel when the central thermocouple temperature of the thermocouples provided on both sides of the mold is higher than a predetermined value periodically.
본 발명의 실시예는 현재까지 축적된 주편 결함 관련 야금학적인 경험 및 이론을 바탕으로 현장에 상시적으로 활용이 가능하도록 몰드에 열전대를 삽입하고 열전대로부터 나오는 온도 데이터를 이용하여 주편 결함별 특성을 고려하여, 결함과 관련된 야금학적 이론을 기반으로 해석함으로써 스테인리스강 연속주조시 빈번히 발생하는 몰드 슬래그(mold slag) 혼입, 면 세로크랙 혹은 면 세로디프레션, 면 가로크랙 혹은 면 가로디프레션 등의 주편 결함과, 주조시간 증가에 따라 발생하는 심각한 조업 사고인 침지노즐 파손 등의 이상 여부를 판단할 수 있어 연주조업중 실시간으로 주편결함과 조업이상을 정확하고 신뢰성 있게 예측할 수 있다.Embodiment of the present invention is based on the metallurgical experience and theories related to cast defects accumulated to date to insert the thermocouple into the mold to be used in the field at all times, using the temperature data from the thermocouple to consider the characteristics of the cast defects By analyzing based on metallurgical theory related to defects, such as mold slag incorporation that occurs frequently during continuous casting of stainless steel, face cracks or face vertical depressions, face cracks or face horizontal depressions, It is possible to judge abnormality such as immersion nozzle damage, which is a serious operation accident that occurs due to the increase of casting time, and it is possible to accurately and reliably predict cast defects and operation abnormalities in real time during performance.
본 발명의 실시예는 몰드 슬래그 혼입, 면 세로크랙 혹은 면 세로디프레션, 면 가로크랙 혹은 면 가로디프레션, 침지노즐 파손 등의 이상을 예측하고 이를 현장 조업자 및 엔지니어에게 경고함으로써 대형 조업사고 및 대형 품질사고를 최소화할 수 있다.The embodiment of the present invention predicts abnormalities such as mold slag incorporation, face cracks or face vertical depressions, face cracks or face horizontal depressions, and immersion nozzle breakage, and warns the field operators and engineers of large operation accidents and large quality. Minimize accidents.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치가 적용될 수 있는 연속 주조기의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the configuration of a continuous casting machine that can be applied to the continuous casting abnormality prediction apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치의 제어블록도이다.2 is a control block diagram of a continuous casting failure prediction apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에서 동판에 대한 열전대의 설치위치를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the installation position of the thermocouple for the copper plate in one embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일실시예에서 동판 내측과 외측에 설치된 열전대 위치 및 동판 중심으로부터의 거리를 나타낸 도면이다.4 is a view showing the thermocouple position and the distance from the center of the copper plate installed on the inside and the outside of the copper plate in one embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일실시예에서 동판 내 열전대 장착구조를 나타낸 도면이다.5 is a view showing a thermocouple mounting structure in a copper plate in one embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치의 개략적인 구성을 나타낸 모식도이다.6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a continuous casting failure prediction apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치에서 침지 노즐 파손 예측에 사용되는 열전대 위치를 나타낸 도면이다.7 is a view showing the position of the thermocouple used for immersion nozzle failure prediction in the continuous casting failure prediction apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치가 침지 노즐 파손 예측시 표시하는 경고메시지를 나타낸 도면이다.8 is a view showing a warning message displayed by the continuous casting failure prediction apparatus when predicting the immersion nozzle failure according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치에서 몰드 슬래그 혼입 예측에 사용되는 열전대 위치를 나타낸 도면이다.FIG. 9 is a diagram illustrating a thermocouple position used for mold slag incorporation prediction in a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치에서 몰드 슬래그 혼입 발생시 몰드온도의 변화를 나타낸 그래프이다.10 is a graph showing a change in mold temperature when mold slag incorporation occurs in the continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치가 몰드 슬래그 혼입 예측시 표시하는 경고메시지를 나타낸 도면이다.FIG. 11 is a diagram illustrating a warning message displayed by the continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention when predicting mold slag mixing. FIG.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치에서 면 세로크랙 혹은 면 세로디프레션 예측에 사용되는 열전대 위치를 나타낸 도면이다.FIG. 12 is a diagram illustrating a thermocouple position used for face vertical crack or face vertical depression prediction in a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치에서 면 세로크랙이 발생한 경우와 발생하지 않는 경우 몰드온도의 변화를 나타낸 그래프이다.FIG. 13 is a graph illustrating a change in mold temperature when surface vertical cracks occur and do not occur in the continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치가 면 세로크랙 혹은 면 세로디프레션 예측시 표시하는 경고메시지를 나타낸 도면이다.FIG. 14 is a diagram illustrating a warning message displayed by a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention when predicting surface vertical cracks or surface vertical depressions.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치에서 면 가로크랙 혹은 면 가로디프레션 예측에 사용되는 열전대 위치를 나타낸 도면이다.FIG. 15 is a diagram illustrating a thermocouple position used for face horizontal crack or face horizontal depression prediction in a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치에서 면 가로크랙 발생시 몰드온도의 변화를 나타낸 그래프이다.16 is a graph illustrating a change in mold temperature when a horizontal crack occurs in a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치가 면 가로크랙 혹은 면 가로디프레션 예측시 표시하는 경고메시지를 나타낸 도면이다.FIG. 17 is a diagram illustrating a warning message displayed by a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention when predicting a plane horizontal crack or a plane horizontal depression.
이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달할 수 있도록 하기 위해 예로서 제공하는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정하지 않고 다른 형태로 구체화할 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장하여 표현할 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments introduced below are provided as examples to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. Parts not related to the description are omitted in the drawings in order to clearly describe the present invention, in the drawings, the width, length, thickness, etc. of the components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치가 적용될 수 있는 연속 주조기의 구성을 나타낸 도면이다.1 is a view showing the configuration of a continuous casting machine that can be applied to the continuous casting abnormality prediction apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 연속주조기는 래들(10), 턴디쉬(20), 몰드(30), 이송롤(40) 및 냉각수 공급장치(50)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the continuous casting machine may include a
래들(10)에 채워진 용강(M)은 턴디쉬(20)에 공급된다.The molten steel M filled in the
턴디쉬(20)는 래들(10)과 몰드(30) 사이에서 용강(M)을 임시 저장하는 버퍼역할을 한다. 턴디쉬(20) 내의 용강(M)은 몰드(30) 내로 연장하는 침지노즐(21)에 의해 몰드(30) 내로 공급된다. 침지노즐(21)은 몰드(30)의 중앙에 배치되고 양 토출구에서 용강(M)이 토출된다.The tundish 20 serves as a buffer for temporarily storing the molten steel M between the
몰드(30)에 공급된 용강(M)은 몰드(30)에 의해 주편(60)으로 형상화되는 동시에 주편(60)에 대해 1차 냉각이 진행된다. 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, 주편(60)의 주조 방향을 따른 뒷부분은 미응고 용강(61)이 응고셀(62)에 의해 감싸여진 형태를 이루게 된다.The molten steel M supplied to the
몰드(30)에 의해 형상화되고 1차 냉각되어 제조된 주편(60)은 이송롤(40)에 의해 이송된다. 주편(60)이 이송롤(40)에 의해 이송되는 동안, 주편(60)은 냉각수 공급장치(50)로부터 제공되는 냉각수에 의해 2차 냉각된다.The
이송롤(40)이 완전히 응고된 주편(60)의 선단부를 잡아당김에 따라, 미응고 용강(61)은 응고셀(62)과 함께 주조 방향으로 이동하게 된다.As the
미응고 용강(61)은 위 이동 과정에서 냉각수를 분사하는 냉각수 공급장치(50)에 의해 냉각된다. 이때, 주편(60)에서 미응고 용강(61)이 차지하는 두께가 점차로 작아지게 된다.The uncondensed
주편(60)이 일 지점에서 이르면, 주편(60)은 전체 두께가 응고셀(62)로 채워지게 된다. 응고가 완료된 주편(60)은 절단 지점에서 절단기(70)에 의해 일정 크기로 절단되어 주편으로 나누어진다.When the
상술한 바와 같이, 주편(60)의 표면에는 몰드 슬래그 혼입, 면 세로크랙/ 면세로디프레션, 또는 면 가로크랙/ 면 가로디프레션 등의 여러 가지 결함이 발생한다. 대부분 주편 결함은 주편의 초기응고시 열전달 거동의 부적절에 의해 발생하게 된다.As described above, various defects such as mold slag mixing, surface vertical crack / face vertical depression, or surface horizontal crack / face horizontal depression occur on the surface of the
본 발명의 일실시예에서는 이러한 결함을 예측하기 위하여 몰드 내에 열전대를 삽입하여 온도 데이터를 결함과 관련된 야금학적 이론은 기반으로 해석하여 실시간으로 결함 예측 및 연주이상 거동 감지를 수행한다.In an embodiment of the present invention, in order to predict such defects, thermocouples are inserted into a mold to analyze temperature data based on metallurgical theories related to the defects, and perform defect prediction and abnormal behavior detection in real time.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치의 제어블록도이다.2 is a control block diagram of a continuous casting failure prediction apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 연속주조 이상 예측 장치는 전반적인 제어를 수행하는 제어부(100)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the apparatus for predicting continuous casting abnormality includes a
제어부(100)에는 온도감지부(110)가 전기적으로 연결되어 있다.The
제어부(100)에는 표시부(120) 및 저장부(130)가 전기적으로 연결되어 있다.The
온도감지부(110)는 몰드(30)에 마련되고 몰드(30)의 온도를 감지하는 복수의 열전대(thermo couple)를 포함한다. 이때, 몰드온도는 몰드 동판 온도를 포함할 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일실시예에서 동판에 대한 열전대의 설치위치를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에서 동판 내측과 외측에 설치된 열전대 위치 및 동판 중심으로부터의 거리를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에서 동판 내 열전대 장착구조를 나타낸 도면이다.Figure 3 is a view for explaining the installation position of the thermocouple for the copper plate in one embodiment of the present invention, Figure 4 is a thermocouple installed on the inner and outer sides of the copper plate in one embodiment of the present invention and the distance from the center of the
도 3 내지 도 5를 참조하면, 온도감지부(110)의 열전대(111)의 z방향 (깊이 방향) 위치는 몰드(30)의 상단에서 일예로, 210mm이다. 이 위치는 몰드 내 용강(M)이 차있는 높이인 탕면(meniscus level) 아래 일예로, 110mm에 해당한다. 이 위치를 결정한 이유는 초기응고 열적 거동을 가장 안정적으로 대변할 수 있는 위치가 탕면 직하 일예로, 100mm 지점이고, 또한 본 발명의 일실시예의 기능 중 하나인 침지노즐 파손되는 위치 역시 탕면 직하 일예로, 100 mm 근방이기 때문이다.3 to 5, the z-direction (depth direction) position of the
또한, 열전대(111)의 폭방향 위치는 열전대(1110)를 몰드(30)의 텐션 볼트(tension bolt)위치에 설치하기 때문에 텐션 볼드(tension bolt) 위치간격인 일예로, 150mm 간격으로 설치한다. 이에 따라, 열전대(111)는 몰드(30)의 장변 폭방향으로 배열되고, 몰드 1면당 13개의 열전대(111)가 설치되며, 대향 면에도 동일한 개수의 열전대(111)가 설치된다. 예를 들면, 열전대들(111)은 몰드(30)의 상단에서 210mm 이내이고 탕면 아래 110mm 이내에 몰드(30)의 양장변에 폭방향으로 각각 배열될 수 있다.In addition, the width direction of the
이하에서는 설명의 편의상 열전대(111)가 설치된 몰드(30)의 제 1면을 인사이드면, 반대쪽 면인 제2 면을 아웃사이드면으로 칭한다.Hereinafter, for convenience of description, the first surface of the
몰드(30)의 한 면당 13개씩 양면 총 26개의 열전대(111)가 설치된다.A total of 26
열전대(111)는 몰드(30)에 부착되는 백 플레이트(back plate)(water jacket)(112) 및 몰드(30)에 홀을 가공하여 플러그(plug)(113)를 장착한다. 플러그(113) 내에 열전대(111)가 삽입되며 고정핀(114) 및 스프링(115)의 힘으로 적절한 압력으로 열전대(111)의 끝단이 몰드(30)에 접촉한다.The
또한, 플러그(113)와 몰드(30) 사이 및 플러그(113)와 백 플레이트(112) 사이에는 오링(o-ring)(116)를 설치하여 냉각수가 열전대(111)로 스며들지 못하도록 한다.In addition, an O-
다시 도 2를 참조하면, 제어부(100)는 온도감지부(110)의 열전대(111)를 통해 감지된 온도데이터를 이용하여 스테인리스강 연속주조시 빈번히 발생하는 몰드 슬래그(mold slag) 혼입, 면 세로크랙 혹은 면 세로디프레션, 면 가로크랙 혹은 면 가로디프레션 등의 주편 결함과, 주조시간 증가에 따라 발생하는 심각한 조업 사고인 침지노즐 파손 등의 이상을 예측한다.Referring back to FIG. 2, the
저장부(130)에는 각 주편 결함을 판단하기 위한 기준 온도데이터가 각 주편 결함별로 저장되어 있다. 또한, 저장부(130)에는 침지노즐 파손을 판단하기 위한 기준 온도데이터가 미리 저장되어 있다.The
제어부(100)는 온도감지부(110)의 열전대(111)를 통해 감지된 온도데이터를 이용하고, 저장부(130)에 저장된 기준 온도데이터들을 고려하여 주편 결함과 침지노즐 파손을 예측한다.The
제어부(100)는 예측된 결과에 대응하는 화면을 생성하고, 생성된 화면을 표시부(120)에 제공한다.The
표시부(120)는 제어부(100)의 제어신호에 따라 각종 정보를 표시할 수 있다.The
표시부(120)는 제어부(100)에 의해 예측된 주편 결함이나 침지노즐 파손을 작업자에게 경고하기 위한 화면을 표시할 수 있다. 현장 조업자와 엔지니어는 이 경고화면에 의해 주편결함이나 침지노즐 파손을 인식할 수 있어 상황에 맞게 적절한 조치를 취할 수 있어 대형 조업사고 및 대형 품질사고를 최소화할 수 있다.The
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치의 개략적인 구성을 나타낸 모식도이다.6 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a continuous casting failure prediction apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 온도감지부(110)로부터 몰드(30)의 인사이드 면에 마련된 13개의 열전대(111)와, 아웃사이드 면에 마련된 13개의 열전대(111)는 각각의 보상도선에 의해 제어부(100)에서 신호변환역할을 하는 커넥터/패널(connector & pannel)에 연결된다. 커넥터/패널은 몰드(30)에 마련된 열전대(111)의 온도데이터에 대응하는 기전력(mV)을 디지털 온도값으로 변환하여 프로피버스(Profibus) 등과 같은 PC와 PLC(programmable logic controller)간의 통신프로토콜을 이용하여 제어부(100)의 메인 프로세서에 대응하는 전용 PLC에 연결된다. 이 전용 PLC에서 열전대의 온도를 이용하여 몰드 슬래그 혼입, 면 세로크랙 혹은 면 세로디프레션, 면 가로크랙 혹은 면 가로디프레션 등의 주편 결함과, 침지노즐 파손을 예측하고 예측된 결과를 현장 조업자와 엔지니어가 알 수 있도록 경고한다. 이와 같은 경고동작은 이더넷(ethernet) 통신을 이용하여 표시부(120)에 대응하는 전용 PC에서 경고화면을 표시하는 방식으로 구현된다. 이 전용 PLC는 연속주조공정을 제어하는 조업 PLC와 연결될 수 있으며, 조업 PLC로부터 조업 데이터를 수신할 수 있다.Referring to FIG. 6, the thirteen
이하에서는 열전대를 통해 감지된 온도데이터를 이용하여 몰드 슬래그 혼입, 면 세로크랙 혹은 면 세로디프레션, 면 가로크랙 혹은 면 가로디프레션 등의 주편 결함과, 침지노즐 파손을 예측하는 것을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, using the temperature data sensed through the thermocouple to predict cast defects, such as mold slag incorporation, surface vertical crack or surface vertical depression, surface horizontal crack or surface horizontal depression, and immersion nozzle failure in more detail.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치에서 침지 노즐 파손 예측에 사용되는 열전대 위치를 나타낸 도면이다.7 is a view showing the position of the thermocouple used for immersion nozzle failure prediction in the continuous casting failure prediction apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 7를 참조하면, 연속주조중 침지노즐(21)의 내화물이 열적 크랙 혹은 몰드 슬래그와의 화학적 침식에 의해 파손되는 경우 작업자가 바로 감지 못하면 대형 조업사고 및 품질사고로 귀결되기 때문에 이를 방지하기 위하여 이러한 침지노즐 파손이 발생하면 즉시 감지할 수 있어야 한다.Referring to FIG. 7, if the refractory of the
침지노즐(21)의 파손 예측과 관련하여, 몰드(30)에서 열전대(111)가 설치된 2개의 면(아웃사이드 면과 인사이드 면)의 중심부측 열전대 예를 들면, 사각박스로 나타낸 중심부 열전대 3개씩, 총 6개의 열전대를 이용하여 침지노즐(21)의 파손을 예측한다.Regarding the failure prediction of the
침지노즐(21)이 파손되면 용강(M)이 침지노즐(21)이 파손된 곳으로 분출하여 침지노즐(21) 주위의 열전대(111)의 온도가 급격히 상승 혹은 하강한다. 이러한 원리를 이용하여 침지노즐 파손을 예측한다.When the
먼저, 침지노즐 파손 예측에 사용되는 몰드의 각 면(Fixed side와 Loose side)에서 중심부측 각 3개의 열전대(111)의 온도값을 감지한다.First, the temperature values of each of the three
이 6개의 온도값 중에서 최대값과 최소값을 제외한 4개의 온도값의 평균값을 구한다. 이 평균값을 기준값이라고 명명하면, 알람값은 6개의 열전대(111)로부터 각각 검출된 온도값에서 이 기준값을 뺀 값이다.The average value of four temperature values except the maximum value and the minimum value among these six temperature values is obtained. When this average value is called a reference value, the alarm value is a value obtained by subtracting the reference value from the temperature values respectively detected from the six
알람값이 열전대 급상승 판단을 위해 미리 설정된 값(급상승 파라미터값, 예를 들면, 5도)을 초과하면(알람값 > 급상승 파라미터값), 열전대 온도 급상승 알람 조건을 만족한 것으로 판단한다. 즉, 열전대 온도가 급상승한 것으로 판단한다.When the alarm value exceeds a preset value (surge parameter value, for example, 5 degrees) for thermocouple jump determination (alarm value> spike parameter value), it is determined that the thermocouple temperature rise alarm condition is satisfied. That is, it is determined that the thermocouple temperature has risen sharply.
또한, 알람값이 열전대 급하강 판단을 위해 미리 설정된 값(급하강 파라미터값, 예를 들면, -5도) 미만이면(알람값 < 급하강 파라미터값), 열전대 온도 급하강 알람조건을 만족한 것으로 판단한다. 즉, 열전대 온도가 급하강한 것으로 판단한다. 급상승 파라미터값과 급하강 파라미터값은 저장부(130)에 미리 저장되어 있을 수 있다.In addition, if the alarm value is less than the preset value (descent parameter value, for example, -5 degrees) for thermocouple descent determination (alarm value <descent parameter value), the thermocouple temperature descent alarm condition is satisfied. To judge. That is, it is determined that the thermocouple temperature has dropped sharply. The sudden parameter value and the sudden parameter value may be stored in the
몰드 양면 중심부 열전대 각 3개씩, 총 6개 열전대 중 어느 한 개라도 열전대 온도 급상승 알람조건과 열전대 온도 급하강 알람조건 중 어느 하나를 만족하면, 침지노즐(21)이 파손된 것으로 판단한다.If any one of the total of six thermocouples, each of the three mold double-sided center thermocouples, satisfies any one of the thermocouple temperature rise alarm conditions and the thermocouple temperature drop alarm conditions, it is determined that the
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치가 침지 노즐 파손 예측시 표시하는 경고메시지를 나타낸 도면이다.8 is a view showing a warning message displayed by the continuous casting failure prediction apparatus when predicting the immersion nozzle failure according to an embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 6개 열전대 중 어느 한 개라도 열전대 온도 급상승 알람조건과 열전대 온도 급하강 알람조건 중 어느 하나를 만족하면, 침지노즐(21)이 파손된 것으로 판단하고, 침지노즐 파손을 조업자에게 경고하도록 침지노즐 파손을 경고하기 위한 경고메시지를 표시시킨다. 경고메시지는 “침지노즐 파손 위험”등의 정보를 포함한다.Referring to FIG. 8, when any one of the six thermocouples satisfies any one of the thermocouple temperature rising alarm conditions and the thermocouple temperature falling alarm conditions, it is determined that the
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치에서 몰드 슬래그 혼입 예측에 사용되는 열전대 위치를 나타낸 도면이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치에서 몰드 슬래그 혼입 발생시 몰드온도의 변화를 나타낸 그래프이다.FIG. 9 is a diagram illustrating a thermocouple position used for mold slag incorporation prediction in a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a mold slag in a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a graph showing the change of mold temperature when mixing occurs.
도 9 및 도 10을 참조하면, 연속 주조 중 몰드 슬래그 혼입은 침지노즐(21)을 빠져나온 용강류가 몰드 단변부(주편 에지(edge)부)에 도달하고 용강류의 세기가 갑자기 너무 센 경우, 용강 위에 존재하는 몰드 슬래그를 용강 내로 혼입시키는 것이다.9 and 10, when the molten steel flowing out of the
따라서, 이와 같이 주편 단변부의 용강류가 센 경우 주편 단변부에 위치한 열전대의 온도는 급상승 혹은 급 강하하는 특성이 있다.Therefore, when the molten steel flows in the slab short side part as described above, the temperature of the thermocouple located in the slab short side part is rapidly rising or falling.
도 10에 도시된 바와 같이, 연속 주조중 몰드 슬래그 혼입이 발생한 경우, 주편 주조폭 내 에지에 위치한 열전대가 화살표와 같이 용강 유동의 급격한 변동이 발생하여 몰드온도가 급격히 상승한다.As shown in FIG. 10, when mold slag incorporation occurs during continuous casting, a thermocouple located at an edge in the cast slab width causes rapid fluctuations in molten steel flow as shown by an arrow, thereby rapidly increasing the mold temperature.
본 발명의 일실시예에서는 이러한 현상을 이용하여 몰드 슬래그 혼입을 예측한다.In one embodiment of the present invention, this phenomenon is used to predict mold slag incorporation.
주편 주조폭은 항상 바뀌게 되므로 도 6에 도시된 조업 PLC로부터 현재 주조되는 주편 주조폭에 대한 데이터를 제공받을 수 있다. 주편 주조폭에 대한 데이터는 저장부(130)에 미리 저장되어 있을 수 있다.Since the cast slab width is always changed, it is possible to receive data on the cast slab width currently cast from the operation PLC shown in FIG. 6. Data on the cast casting width may be stored in advance in the
주편 주조폭을 알면, 주편 주조폭을 넘지 않는 가장 주편 에지에 가까운 열전대를 결정하고, 결정된 열전대의 온도를 이용하여 몰드 슬래그 혼입을 판단할 수 있다.Knowing the cast casting width, it is possible to determine the thermocouple close to the edge of the cast steel not exceeding the cast casting width, and to determine the mold slag incorporation using the determined thermocouple temperature.
몰드 슬래그 혼입 예측과 관련하여, 몰드(30)의 양 면(아웃사이드 면과 인사이드 면)에 설치된 열전대 중 주편 주조폭을 기준으로 주편 주조폭을 넘지 않는 주편 에지에 가까운 열전대, 예를 들면, 사각박스로 나타낸 열전대 2개씩, 총 4개의 열전대를 이용하여 몰드 슬래그 혼입을 예측한다.Regarding the prediction of mold slag incorporation, among the thermocouples installed on both sides (outside and inside) of the
먼저, 몰드(30)의 각 면(Fixed side와 Loose side)에 마련된 열전대 중에서 주편 주조폭의 에지 부분에 해당하는 총 4개의 열전대를 제외한 나머지 열전대의 온도값을 감지하고, 감지된 온도값들의 평균값을 구한다. 이 평균값을 기준값이라고 명명하면, 알람값은 열전대 중에서 주편 주조폭의 에지 부분에 해당하는 4개의 열전대로부터 각각 감지된 온도값에서 이 기준값을 뺀 값이다.First, among the thermocouples provided on each side (fixed side and loose side) of the
알람값이 열전대 급상승 판단을 위해 미리 설정된 값(급상승 파라미터값, 예를 들면, 5도)를 초과하면(알람값 > 급상승 파라미터값), 열전대 온도 급상승 알람 조건을 만족한 것으로 판단한다. 즉, 열전대 온도가 급상승한 것으로 판단한다.When the alarm value exceeds a preset value (spiking parameter value, for example, 5 degrees) for thermocouple rising judgment (alarm value> zooming parameter value), it is determined that the thermocouple temperature rising alarm condition is satisfied. That is, it is determined that the thermocouple temperature has risen sharply.
또한, 알람값이 열전대 급하강 판단을 위해 미리 설정된 값(급하강 파라미터값, 예를 들면, -5도) 미만이면(알람값 < 급하강 파라미터값), 열전대 온도 급하강 알람조건을 만족한 것으로 판단한다. 즉, 열전대 온도가 급하강한 것으로 판단한다. 급상승 파라미터값과 급하강 파라미터값은 저장부(130)에 미리 저장되어 있을 수 있다.In addition, if the alarm value is less than the preset value (descent parameter value, for example, -5 degrees) for thermocouple descent determination (alarm value <descent parameter value), the thermocouple temperature descent alarm condition is satisfied. To judge. That is, it is determined that the thermocouple temperature has dropped sharply. The sudden parameter value and the sudden parameter value may be stored in the
몰드(30)의 각 면(Fixed side와 Loose side)에 마련된 열전대 중에서 주편 주조폭의 에지 부분에 해당하는 총 4개의 열전대 중 어느 한 개라도 열전대 온도 급상승 알람조건과 열전대 온도 급하강 알람조건 중 어느 하나를 만족하면, 몰드 슬래그 혼입이 발생한 것으로 판단한다.Of the thermocouples provided on each side of the mold 30 (Fixed side and Loose side), any one of the four thermocouples corresponding to the edge of the cast slab width is any one of the thermocouple temperature rising alarm condition and the thermocouple temperature drop alarm condition. If one is satisfied, it is determined that mold slag mixing has occurred.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치가 몰드 슬래그 혼입 예측시 표시하는 경고메시지를 나타낸 도면이다.FIG. 11 is a diagram illustrating a warning message displayed by the continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention when predicting mold slag mixing. FIG.
도 11을 참조하면, 몰드(30)의 각 면에 마련된 열전대 중에서 주편 주조폭의 에지 부분에 해당하는 총 4개의 열전대 중 어느 한 개라도 열전대 온도 급상승 알람조건과 열전대 온도 급하강 알람조건 중 어느 하나를 만족하면, 몰드 슬래그 혼입이 발생한 것으로 판단하고, 몰드 슬래그 혼입을 조업자에게 경고하도록 몰드 슬래그 혼입을 경고하기 위한 경고메시지를 표시시킨다. 경고메시지는 “주변 코너부 Mold Slag 혼입감지” 등의 정보를 포함한다.Referring to FIG. 11, any one of a total of four thermocouples corresponding to the edge portion of the cast slab among the thermocouples provided on each side of the
또한, 열전대의 위치를 구분하여 경고메시지를 표시시킬 수 있다. 몰드 슬래그 혼입이 발생한 몰드 면별로 경고메시지를 표시시킬 수 있다. 예를 들면, 경고메시지는 “Left mold Slag 혼입 위험”, “Right mold Slag 혼입 위험”, “Left 및 Right mold Slag 혼입 위험”등의 정보를 포함할 수 있다.In addition, a warning message can be displayed by dividing the position of the thermocouple. A warning message can be displayed for each mold surface on which mold slag is mixed. For example, the warning message may include information such as "risk of mixing left mold slag", "risk of mixing right mold slag", and "risk of mixing left and right mold slag".
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치에서 면 세로크랙 혹은 면 세로디프레션 예측에 사용되는 열전대 위치를 나타낸 도면이고, 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치에서 면 세로크랙이 발생한 경우와 발생하지 않는 경우 몰드온도의 변화를 나타낸 그래프이다.12 is a view showing the position of the thermocouple used for the surface longitudinal crack or surface longitudinal depression prediction in the continuous casting abnormality prediction apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 13 is a continuous casting abnormality prediction according to an embodiment of the present invention This is a graph showing the change of mold temperature when face cracks occur in the device.
도 12 및 도 13을 참조하면, 면 세로크랙은 야금학적으로 몰드 내 초기응고시 응고셀(62)의 불균일에 의해 발생하게 된다. 이 경우 응고셀(62)의 불균일은 용강에서 몰드 동판으로의 열전달 자체를 불균일하게 야기하여 몰드(30)에서 열전대의 온도는 편차가 크게 된다.12 and 13, surface vertical cracks are caused by non-uniformity of the
도 13에 도시된 바와 같이, 면 세로크랙이 발생한 주편과 발생하지 않은 양호한 주편의 몰드온도 결과를 살펴보면, 면 세로크랙이 발생한 주편의 몰드온도 표준편차는 3.8도로 면 세로크랙이 없는 양호한 주편의 몰드온도 표준편차인 1.9도 대비 2배 정도 큰 것을 알 수 있다.As shown in Figure 13, looking at the mold temperature results of the cast slab with the face vertical cracks and the good slab did not occur, the mold temperature standard deviation of the slab with face vertical cracks is 3.8 degrees the mold of the good cast without face cracks It can be seen that it is about twice as large as the temperature standard deviation of 1.9 degrees.
본 발명의 일실시예에서는 이러한 특성을 활용하여 몰드온도의 일정시간당 표준편차(불안정 정도)를 이용하여 주편의 면 세로크랙 혹은 면 세로디프레션이 발생할 위험을 예측한다.In one embodiment of the present invention, using this characteristic to predict the risk of the surface longitudinal crack or surface longitudinal depression of the cast using a standard deviation (degree of instability) of a certain time of the mold temperature.
주편의 면 세로크랙은 대부분 주편 중심부에서 발생하고, 주편의 폭은 대부분 1000mm 이상이 되기 때문에 본 발명의 일실시예에서 면 세로크랙 판정을 위한 열전대는 사각박스로 나타낸 몰드 양면 중심부 5개씩의 열전대(예를 들면, 주편 폭 600mm 기준의 열전대)를 사용할 수 있다. 이 총 10개의 열전대를 이용하여 면 세로크랙 혹은 면 세로디프레션의 발생을 예측한다.Most of the vertical cracks of the surface of the cast steel is generated in the center of the cast steel, the width of the cast steel is mostly 1000mm or more, so in one embodiment of the present invention, the thermocouple for determining the vertical crack in the surface of the mold, each of the two sides of the center of the mold on both sides of the mold (5) For example, a thermocouple having a cast width of 600 mm) may be used. A total of 10 thermocouples are used to predict the occurrence of surface longitudinal cracks or surface longitudinal depressions.
면 세로크랙 혹은 면 세로디프레션 발생 예측에 사용되는 표준 편차는 다음의 식 [1]을 이용하여 산출한다.The standard deviation used for the prediction of surface longitudinal crack or surface longitudinal depression is calculated using the following equation [1].
식 [1] Formula [1]
여기서, xk는 k번째 개체의 측정값, N은 표본 개수이다.Where xk is the measured value of the kth individual and N is the number of samples.
예를 들면, 현재 판정 시간 기준으로 평가 시간 기준(일예로, 1분)전부터 판정시점까지의 온도데이터를 대상으로 표준편차를 계산하여 면 세로크랙 혹은 면 세로디프레션 발생여부를 판단한다.For example, the standard deviation is calculated based on the temperature data from an evaluation time criterion (for example, one minute) to the determination time point based on the current determination time to determine whether there is a surface vertical crack or surface vertical depression.
구체적인 판정방법은 다음과 같다.The specific determination method is as follows.
먼저, 몰드 중앙과 중앙으로부터 양쪽으로 2개씩을 포함하여 각 면(Fixed side와 Loose side) 5개, 총 10개의 열전대의 온도값을 각각 감지하고(-300mm,-150mm,0,150mm,300mm), 각 열전대의 온도에 대하여 일정시간동안의 표준편차값을 각각 산출한다. 각 면의 열전대들을 대상으로 한 표준편차값들의 평균값을 각각 산출한다(Fixed side 각 열전대의 표준편차값 평균, Loose side 표준편차값 평균).First, the temperature values of 10 thermocouples in total (five fixed side and loose side), including two from each side of the mold and two from the center (-300mm, -150mm, 0,150mm, 300mm) are respectively detected. Standard deviation values for a certain time are calculated for each thermocouple temperature. Calculate the average of the standard deviations for each thermocouple on each side (mean of the standard deviation values of each fixed side thermocouple and the mean of the standard deviation values of the loose side).
각 면별로 산출된 평균 표준편차값과, 면 세로크랙 혹은 면 세로디프레션 발생 판단을 위한 표준편차 파라미터값(예를 들면, 2.5도)을 비교하여 평균 표준편차값이 표준편차 파라미터값을 초과하면, 해당 면(Fixed side 혹은 Loose side)에 면 세로크랙 혹은 면 세로디프레션이 발생한 것으로 판단한다.If the average standard deviation value calculated for each side is compared with the standard deviation parameter value (for example, 2.5 degrees) for judging the occurrence of the vertical crack or the surface longitudinal depression, the average standard deviation value exceeds the standard deviation parameter value. Face cracks or face vertical depression occurred on the fixed side or loose side.
이때, 각 면별로 구분하여 면 세로크랙 혹은 면 세로디프레션 발생여부를 판단한다.At this time, it is determined whether the vertical crack or the surface vertical depression occurs in each surface.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치가 면 세로크랙 혹은 면 세로디프레션 예측시 표시하는 경고메시지를 나타낸 도면이다.FIG. 14 is a diagram illustrating a warning message displayed by a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention when predicting surface vertical cracks or surface vertical depressions.
도 14를 참조하면, 몰드(30)의 각 면별로 중앙측 5개씩 열전대를 대상으로 산출된 표준편차들의 평균값인 평균 표준편차값이 면 세로크랙 혹은 면 세로디프레션 발생 판단을 위한 표준편차 파라미터값을 초과하면, 해당 면(Fixed side 혹은 Loose side)에 면 세로크랙 혹은 면 세로디프레션이 발생한 것으로 판단하고, 이를 조업자에게 경고하기 위한 경고메시지를 표시시킨다.Referring to FIG. 14, an average standard deviation value, which is an average value of standard deviations calculated for five thermocouples for each side of the
경고메시지는 “면세로 디프레션(크랙) 감지”정보를 포함할 수 있다.The warning message may include "detailed duty free crack detection" information.
경고메시지는 면 세로크랙 발생이 예측된 면 별로 구분하여 경고할 수 있다. 예를 들면, 경고메시지는 “Inside 면 세로크랙 위험”, “Outside 면 세로크랙 위험”, 혹은 “Inside 및 Outside 면 세로크랙 위험”등의 정보를 포함할 수 있다.The warning message can be divided and warned by the side where the vertical crack occurrence is predicted. For example, a warning message may contain information such as “Inside Side Crack Hazard”, “Outside Side Vertical Hazard Hazard”, or “Inside and Outside Side Hazard Hazard”.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치에서 면 가로크랙 혹은 면 가로디프레션 예측에 사용되는 열전대 위치를 나타낸 도면이고, 도 16은 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치에서 면 가로크랙 발생시 몰드온도의 변화를 나타낸 그래프이다.FIG. 15 is a diagram illustrating thermocouple positions used for predicting surface horizontal crack or surface horizontal depression in a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a continuous casting abnormality prediction according to an embodiment of the present invention. This is a graph showing the change of mold temperature when the surface crack occurs in the device.
도 15 및 도 16을 참조하면, 면 가로디프레션은 몰드내 응고 초기에 형성된다. 면 가로크랙은 면 가로디프레션을 동반하게 된다. 면 가로디프레션이 발생한 경우 디프레션이 있는 위치가 열전대에 위치하게 되면 디프레션 영향으로 용강에서 몰드 동판으로 열전달이 안되어 몰드온도는 크게 감소한다. 다시 디프레션 위치가 주조진행에 따라 아래가 이동하여 정상 주편이 열전대에 접촉하면 다시 몰드온도는 정상으로 상승하고 디프레션이 일정 주기로 발생하게 되면 몰드온도 역시 일정 주기로 변한다.15 and 16, the plane transverse depressions are formed at the beginning of solidification in the mold. The plane transverse cracks will be accompanied by the plane transverse depressions. When the horizontal lateral depression occurs, if the position where the depression is located is located in the thermocouple, the mold temperature is greatly reduced because heat is not transferred from the molten steel to the mold copper plate due to the depression effect. If the depression position moves downward as the casting progresses, and the cast steel comes into contact with the thermocouple, the mold temperature rises to normal again, and if the depression occurs at regular intervals, the mold temperature also changes at regular intervals.
도 16에 도시된 바와 같이, 면 가로디프레션이 발생한 주편의 몰드온도는 일정한 주기로 크게 감소하는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 16, it can be seen that the mold temperature of the slab in which the plane lateral depression occurred is greatly reduced at a constant cycle.
본 발명의 일실시예에서는 이러한 특성을 활용하여 주편의 면 가로크랙 혹은 면 가로디프레션이 발생할 위험을 예측한다.In one embodiment of the present invention, by using such a characteristic to predict the risk of the surface transverse crack or surface transverse depression of the cast.
본 발명의 일실시예에서 면 가로크랙 혹은 면 가로디프레션 판정을 위한 열전대는 면 세로크랙 혹은 면 세로디프레션 판정과 동일한 열전대를 사용할 수 있다. 즉, 사각박스로 나타낸 몰드 양면 중심부 열전대 5개씩 총 10개의 열전대를 이용하여 면 가로크랙 혹은 면 가로디프레션의 발생을 예측한다.In an embodiment of the present invention, the thermocouple for determining the plane horizontal crack or the plane horizontal depression may use the same thermocouple as the plane longitudinal crack or the plane longitudinal depression determination. That is, predicting the occurrence of surface transverse cracks or surface transverse depressions using a total of ten thermocouples of five mold double-sided central thermocouples represented by rectangular boxes.
구체적인 판정방법은 다음과 같다.The specific determination method is as follows.
먼저, 몰드 중앙과 중앙으로부터 양쪽으로 2개씩을 포함하여 각 면(Fixed side와 Loose side) 5개, 총 10개의 열전대의 온도값을 각각 감지한다(-300mm,-150mm,0,150mm,300mm).First, the temperature values of 10 thermocouples in total, including five on each side (fixed side and loose side) including two from the center and two from the center, are sensed (-300mm, -150mm, 0,150mm and 300mm), respectively.
각 열전대의 일정시간 이전의 온도값(예를 들면, 5분 전의 각 열전대의 온도값)과 현재의 각 열전대의 온도값 사이의 온도차이를 각각 산출하고, 각각 산출된 온도차이의 절대값 중 어느 하나라도 면 가로크랙 혹은 면 가로디프레션 판단을 위해 미리 설정된 온도 파라미터값(예를 들면, 5도)를 초과하면, 면 가로크랙 혹은 면 가로디프레션이 발생한 것으로 판단한다.The temperature difference between the temperature value of each thermocouple before a predetermined time (for example, the temperature value of each
이때, 각 면 별로 구분하여 면 가로크랙 혹은 면 가로디프레션 발생을 판단할 수 있다. 즉, 면 가로크랙 혹은 면 가로디프레션이 발생여부와 발생된 면을 판단할 수 있다.At this time, it is possible to determine the occurrence of the horizontal crack or the surface horizontal depression by dividing by each surface. That is, it is possible to determine whether or not the surface horizontal crack or the surface horizontal depression occurs.
도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 연속주조 이상 예측 장치가 면 가로크랙 혹은 면 가로디프레션 예측시 표시하는 경고메시지를 나타낸 도면이다.FIG. 17 is a diagram illustrating a warning message displayed by a continuous casting abnormality predicting apparatus according to an embodiment of the present invention when predicting a plane horizontal crack or a plane horizontal depression.
도 17을 참조하면, 몰드(30)의 각 면별로 중앙측 5개씩 열전대 중 열전대의 이전 온도값과 현재 온도값 간의 온도차이값의 절대값이 미리 설정된 온도 파라미터값을 초과하는 열전대가 있으면, 그 열전대에 대응하는 해당 면에 면 가로크랙 혹은 면 가로디프레션이 발생한 것으로 판단하고, 이를 조업자에게 경고하기 위한 경고메시지를 표시시킨다.Referring to FIG. 17, if there is a thermocouple in which the absolute value of the temperature difference value between the previous temperature value and the current temperature value of the thermocouple among the five central sides of each
경고메시지는 “면가로 디프레션(크랙) 감지”정보를 포함할 수 있다.The warning message may include "depression (crack) detection by face value" information.
경고메시지는 면 가로크랙 발생이 예측된 면 별로 구분하여 경고할 수 있다. 예를 들면, 경고메시지는 “Inside 면 가로크랙 위험”, “Outside 면 가로크랙 위험”, 혹은 “Inside 및 Outside 면 가로크랙 위험”등의 정보를 포함할 수 있다.The warning message can be classified and warned by the side where the side crack is predicted. For example, a warning message may contain information such as "Inside Side Crack Hazard", "Outside Side Side Hazard Hazard", or "Inside and Outside Side Hazard Hazard".
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