KR920004689B1

KR920004689B1 - 고속형 박육 연속주조기의 주입장치 및 주입 제어방법

Info

Publication number: KR920004689B1
Application number: KR1019900700078A
Authority: KR
Inventors: 게이스께 후지사끼; 히데유끼 미스미; 쥰이찌 나까가와; 아끼라 하시모도; 히데도시 유야마; 노리유끼 가나이; 가쓰히로 마에다; 쓰요시 오까다; 아즈미 이나바; 시게끼 가시오; 아쓰히로 도꾸다; 시로오 스게나리; 미찌아끼 기꾸나가
Original assignee: 신닛뽄 세이데쓰 가부시끼가이샤; 고다마 후미오
Priority date: 1988-05-16
Filing date: 1989-05-16
Publication date: 1992-06-13
Also published as: EP0374260A1; US5027885A; AU608445B2; KR900701433A; WO1989011362A1; AU3565489A; EP0374260A4

Abstract

내용 없음.

Description

[발명의 명칭]

고속형 박육 연속주조기의 주입장치 및 주입 제어방법

[도면의 간단한 설명]

제 1 도는 본 발명이 적용되는 수직형 박육 연속주조기 전체의 외관의 개요를 나타내는 도.

제 2 도는 본 발명에 관한 주입장치의 제1실시예의 구성을 나타내는 도.

제 3 도는 편평노즐 및 리니어모터의 부분 확대도.

제 4 도는 제 2 도의 장치에 다소의 변형을 가한 장치의 횡단면도.

제 5 도는 제 2 도의 장치에 따른 다소의 변형을 가한 장치의 종단면도.

제 6a 도 및 제 6b 도는 제 2 도의 장치내의 마이크로 컴퓨터(30)의 처리에 관한 플로우챠트.

제 7 도는 본 발명에 관한 주입장치의 제2실시예를 나타내는 도.

제 8 도는 본 발명에 관한 주입장치의 제3실시예를 나타내는 도.

제 9 도는 제 8 도의 장치에 있어서 저주파 전력(L) 및 고주파전력(H)의 주파수분포를 나타내는 도.

제 10 도는 전력의 주파수(f)와, 침투깊이(δ)의 관계를 나타내는 도.

제 11 도는 본 발명에 관한 주입장치의 제4실시예를 나타내는 도.

제 12 도는 본 발명에 관한 주입장치의 제5실시예를 나타내는 도.

제 13 도는 본 발명에 관한 주입장치에 있어서 편평노즐의 단면의 상태를 나타내는 도.

제 14a 도는 종래 기술에 있어서의 엣지효과를 설명하기 위한 도.

제 14b 도는 본 발명에 관한 장치에 있어서의 엣지효과의 개선을 설명하기 위한 도.

제 15 도는 본 발명에 관한 주입장치의 제6실시예를 나타내는 도.

제 16 도는 제 15 도의 장치에 있어서 제어를 나타내는 블록도.

제 17 도는 본 발명에 관한 주입장치의 제7실시예를 나타내는 도.

제 18 도는 리니어모터에 의한 제어와 슬라이딩노즐에 의한 제어의 응답성을 나타내는 도.

제 19 도는 여러 가지의 주조속도에 있어서 응답성을 나타내는 도.

제 20 도는 본 발명에 관한 주입장치에 있어서 유량 제어의 실험결과를 나타내는 도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 턴디쉬 2 : 용융금속

3 : 편평노즐 3A, 3B : 리니어모터

4 : 주조벨트 5 : 상류측로울

5' : 하류측로울 6 : 감속기

7 : 직류모터 8 : 펄스발신기

9 : 모터드라이버 10 : 모터콘트롤러

11 : 펄스처리회로 12 : F/W 컨버어터

13 : 이동단변 14 : 탕면 레벨 검출수단

15 : 스토퍼 16 : 절환스위치

17 : 철심 18 : 권선

19 : 도전성물질 21 : 콘덴서

22 : 상순절환회로 23 : 사이리스터 인버어터

24 : 3 상교류 전원회로 25 : 사이리스터 드라이버

26 : 주형 27 : 릴레이 드라이버

28 : 비데오 카메라 29 : 신호처리회로

30 : 마이크로컴퓨터 32 : 저주파 인버어터

31 : 전력공급장치 34, 35 : 전원

33 : 고주파 인버어터 37 : 온도검출기

36 : 제어장치 39 : 전력공급장치

38 : 인버어터 41 : 제어장치

40 : 전원 43 : 전력변환장치

42 : 연산장치 45 : 설정기

44 : 제어장치

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 박육(薄肉, 두께가 얇은) 주편을 고속도로 연속주조하는 고속형 박육 연속주조기에 있어서, 용융 금속을 주형에 주입하기 위한 주입장치와 주입량의 제어방법에 관한 것이다.

이 종류의 장치에 의하면 두께가 40㎜정도인 박육 강판이 용강으로부터 직접 제조될 수 있기 때문에 강판의 제조공정이 대폭으로 합리화된다. 그러나 강판이 두께가 얇기 때문에 생산성(톤/시간)을 올리는 데에는 주편을 고속도로 인발하는 것이 필요하게 된다. 본 발명은 이와 같은 고속도로 주조를 행하는 박육 연속주조기에 있어서 주형으로 용융 금속을 주입하기 위한 주입장치 및 주입량의 제어방법에 관한 것이다.

[배경기술]

일반적으로 연속주조설비에 있어서는 주편의 품질 특히 표면 흠(疵)의 안정화를 위해서 혹은 극단적인 경우에는 용융금속이 주형에서 넘쳐서 설비가 손괴되는 것을 방지하기 위해서, 주형내의 탕면 레벨을 일정하게 유지하는 것이 중요하다. 그 때문에 일반적인 연속주조설비에서는 주형내의 탕면레벨을 전자유도의 원리를 이용한 센서 등의 탕면 센서로 검지하고, 그것에 의거하여 턴디쉬의 저부를 막는 스토퍼를 상하로 작동시키든가 혹은 슬라이딩 노즐을 개폐하여 주입량을 조절함으로써 탕면레벨의 제어가 행하여지고 있다.

전술한 박육연속주조 설비에서는 주형의 단면적이 작기 때문에 일반적인 연속주조 설비에 필적하는 생산량을 달성하기 위해서는 상술한 바와 같은 주편의 인발 속도를 일반적인 연속주조기의 5 내지 10배로 올릴 필요가 있다. 그렇게 하면 주형내의 탕면레벨의 변동이 고주파로 더욱 격렬하게 되므로 고응답성의 장치를 사용하여 이것을 제어하지 않으면 안된다.

따라서 본 발명이 의도하는 바의 고속형 박육연속주조기를 실현하기 위해서는 통상 사용되고 있는 탕면센서 및 주입량 조절장치 보다도 훨씬 응답이 빠른 탕면검출수단 및 주입량 조절수단을 개발하는 것이 요구된다.

이중, 응답이 빠른 탕면 검출수단에 있어서는 여러 가지가 제안되어 있다(예컨대 일본국 특공소 62-52663호 공보에 기재된 감광성소자에 의한 탕면 검출 등). 또 응답이 빠른 주입량 조절수단으로서는 전자력의 원리를 응용한 것이 유망하다.

현재 전자력을 이용하는 주입량 조절수단에는 직류자장(전자 브레이크)방식, 통전방식(강제 직류전류+직류자장), 리니어모터(직류진행자장)의 3종류가 알려져 있다. 그래서 본 발명자는 그 3자의 제특성을 실험, 이론 계산 및 문헌 등을 통하여 파악하여 비교한 결과, 리니어모터가 박육 연속 주조기의 주입 장치에 가장 바람직한 것을 발견하였다.

그 선정이유로서 예컨대 직류자장 방식에는 용융 금속에 가속력이 주어지지 않고, 또한 가열특성이 불충분한 점이 있으며, 통전 방식에는 장치가 대형화하여 구조가 복잡하게 되고, 현장작업과의 간섭성이 높고, 또한 안정성의 면에도 염려되는 점도 있다.

신속하게 선행기술을 조사한 바, 리니어 모터의 연속주조기에의 적용을 제시하는 것으로서, 일본국 실공소 44-17619호 공보가 있으며, 그것은 턴디쉬를 2개의 조(槽)로 나누어 그 조사이에 리니어모터를 배치하여 노즐 바로 위에 있는 조의 탕면 레벨을 일정하게 조정하는 기술을 개시하는 것이다. 그러나 이 시스템에서는 리니어모터로 주입량을 조절한 후 노즐 바로 위의 조를 거쳐서 주형으로 주입이 되므로 응답성은 결코 양호하지 않다. 이와 같은 구성을 취하지 않을 수 없었던 것은 다음과 같은 이유에 의한 것이라 추정된다.

즉 통상의 단면이 원형인 노즐에 설치한 것은 전자력의 작용효율이 크지 않으므로 충분한 제어력이 없기 때문이라 추정된다.

그런데도 고응답성이 있는 주입량 조절수단은 기술자에 있어서 포기하기 어려운 꿈이므로 통상(원형)노즐과 리니어모터를 조합한 것에는 특개소 60-99458호의 발명이 있었다. 그 선행기술은 전자력을 증강시키는 것을 겨냥하여 원형 노즐의 측면에 상전도권선과 초전도권선을 그것들의 자속이 상호로 간섭하지 않도록 상하로 배치하는 것이다. 그런데 그 선행 기술에는 노즐을 길게 하지 않으면 안되는 것과 초전도 현상을 유지하기 위한 극저온(금속제는 4°K이하, 세라믹스는 100°K이하)을 유지하는 것은 거의 곤란하다는 과제등이 있다.

따라서 박육 연속주조기에의 리니어 모터의 적용은 현재에는 아직 아이디어 단계에 머무르고 있는 바이다. 왜냐하면 실용화에 성공한 정보를 듣지 못하였을 뿐만 아니라 실기화(實機化)를 지향하여 개발중이라는 정보도 알지 못한다. 리니어 모터를 박육 연속주조기의 주입장치에 적용함에 있어서의 과제는 한마디로 말하면 실용적인 리니어모터 장치의 개발이다. 그 구체적인 검토점으로서의 제1과제는 용융금속에 작용하는 전자력의 효율 향상이다. 그 효율이 향상하면 리니어모터의 치수가 소형화되고, 전원용량도 작게되어 결과적으로 주입노즐의 길이도 짧게되어서 노즐 제조생산성도 향상한다.

전자력의 효율향상을 달성하는 수단에 대하여 본 발명자가 이론계산이나 실험을 반복하여 검토한 바, 다음의 발견을 얻을 수 있었다.

A. 주입 노즐의 측면에 배치하는 리니어 모터 사이의 간극을 작게 하면 효율이 향상된다.

B. 전자력 현상인 엣지효과(綠效果, dege effect)의 영향을 작게하기 위해서는 리니어 모터의 폭방향에서의 노즐 내벽간 치수를 크게 하면 효율이 향상된다.

이상의 발견에 의거하여 본 발명자는 연구한 결과, 리니어모터용 주입 노즐은 편평한 형상 또는 직사각형으로서 한쌍의 리니어 모터사이의 거리를 편평 노즐의 단변치수로 좁히는 동시에 엣지효과가 일어나는 방향을 편평노즐의 장변치수로 넓히도록 배치하는 것이 가장 바람직한 것을 발견하였다.

한편 리니어모터용으로서는 아니지만 속칭 플래트(편평) 노즐이라 불리는 단면 형상이 편형 혹은 직사각형인 것이 특개소 60-12264호에 그 일례가 개시되어 있다.

그러나 상술한 편평노즐과 리니어모터의 조합을 박육 연소주조기의 주입장치에 적용하여 본 바, 더욱 개량할 점이 남아 있다. 그 첫째로는 전원용량의 문제이다. 편평 노즐에는 일정한 강도가 요구 되므로 그것은 소정의 두께를 가지고 있고, 그 때문에 리니어 모터와 노즐내의 용강과의 거리 즉, 공극이 크고, 누설 리액턴스가 크므로 무효전력이 크게 된다.

둘째로는 엣지 효과의 문제이다. 장변방향 즉, 자계의 방향 및 용융금속의 주입 방향의 쌍방에 수직한 방향에 있어서 전자력의 분포는 한결같지 않으므로, 중앙부에 있어서는 최대로 엣지부에서는 극단적으로 작게된다. 따라서 엣지부근의 용융금속의 흐름에 대하여 충분한 제어가 되지 않는 것이 현실태이다.

또 리니어모터는 전자력의 작용 뿐만 아니라 가열의 효과도 갖고 있다. 연속주조설비에 있어서 이 효과의 이용이 기대된다.

그 첫 번째의 문제인 전원용량에 대하여 본 발명자는 여러 가지 검토한 결과, 무효전력을 억제하는 것은 곧 역률을 개선하는 것이고, 그것에 대한 대책으로서 역률 개선 콘덴서를 리니어모터의 근처에 배치하는 것이 가장 바람직한 것을 발견하였다. 따라서 박육 연속주조기의 주입장치에 리니어 모터를 적용하는 경우, 편평노즐과 역률 개선 콘덴서는 필수적인 구성요건으로 된다.

그러나 그 경우에는 리니어모터로부터 용융금속으로의 작용력을 조정하는 데에는 역률 개선 콘덴서의 효과를 유지하기 위해서 주파수를 변경시키지 않고 전류 혹은 전압을 조정하는 것을 주체로 한다. 단 주파수를 변경하지 않을 수 없는 경우에는 역률 개선 콘덴서의 용량을 주파수에 따라서 변경하는 것이 바람직하다.

그 두 번째의 문제인 엣지효과에 대하여 본 발명자는 후술하는 바와 같이 그 발명 메카니즘을 고려하여 편평 노즐을 연구하는 것으로 해결하였다. 단 이 연구는 구성요건상 필수는 아니지만, 부가하는 편이 바람직한 것이다.

또 리니어 모터로부터 작용력과 가열을 동시에 발생시키는데는 후술하는 바와 같이 다음의 2개의 방법이 적절하다는 것을 본 발명자는 발견하였다.

제1의 방법은 리니어모터로부터의 작용력과 가열을 용융금속에 부여하는 경우이고, 리니어모터에의 공급전력의 주파수와 전류(또는 전압)를 특정한 조건에 따라 결정하는 것이다. 이 경우, 역률 개선 콘덴서 용량은 절환 스위치에 의해 가변하는 것이 된다.

제2의 방법은 작용력이 용융금속에 그리고 가열이 노즐재료에 부여되는 경우이고, 리니어모터로의 공급전력에 다른 복수의 주파수를 중첩하는 것이다.

이 상세한 것은 후술한다.

[발명의 개시]

따라서 본 발명의 주된 목적은 편평노즐에 근접하여 설치된 리니어 모터를 구비하는 주입장치로서, 상술한 문제점을 해결하여 효율이 좋고 또한 고응답으로 주입량의 제어를 하는 것이 가능한 고속형 박육 연속 주조기의 소전력용량으로 실용적인 주입장치를 제공하는 것에 있다.

또한 본 발명의 부수적인 목적은 리니어모터에 의한 가열의 효과를 유효하게 이용한 고속형 박육 연속 주조기의 주입장치를 제공하는 것에 있다.

또 본 발명의 또 다른 목적은 상술한 주입장치에 있어서 용융금속의 주입량의 제어방법을 제공하는 것에 있다.

상술한 주된 목적은 X방향의 단변보다도 Y방향의 장변이 넓고 수직인 Z방향으로 뻗은 편형노즐을 통하여, 턴디쉬로부터 용융금속을 주형내로 주입하는 고속형 박육 연속 주조기의 주입장치에 있어서, 이 편평노즐의 장변을 사이에 두고 배치되어, 장변에 따라서 Z방향으로 전자 이송력을 발생하는 리니어모터와, 상기 리니어모터에 전자 이송력 발생용의 소정주파수, 소정의 전압 또는 전류를 부여하기 위한 전원장치와, 상기 전원장치와 상기 리니어모터 사이의 전기 라인에 접속된 리니어모터 역률 개선용 콘덴서를 구비한 것을 특징으로 하는 고속형 박육 연속 주조기의 주입장치에 의하여 달성된다.

상술한 장치는 또한 상기 전원 장치와 상기 리니어모터와의 사이에 설치되어, 이 리니어모터에 공급되는 전압과 전류의 적어도 한쪽을 조정하여 상기 편평노즐내의 용융금속으로의 Z방향의 가, 감속력을 조정하는 전력 조정 수단을 구비하는 것이 바람직하다.

또한 상술한 장치에 있어서 상기 편평노즐의 단벽측의 내벽이 상기 용융 금속에 대해서 내구성이 있는 도전성물질인 것이 적당하다.

상기 주목적과 동시에 상술한 부수적인 목적을 달성하는 것은 상술한 장치에 또한 용강의 온도를 검출하는 온도 검출수단과, 상기 레벨검출수단과 이 온도 검출수단으로부터의 신호로부터 리니어 모터가 용강으로 공급할 열량(Q)과 리니어모터가 용강에 작용할 힘(P)을 산출하고 또한 이 Q 및 P를 사용하여 식

f=K₁(Q/P)

및 식

(K₁및 K₂는 정수임)

으로 각각 산출되는 주파수(f) 및 전류(i)를 산출하는 연산 장치와, 이 연산장치의 지령에 따라서 상용 전원을 주파수(f) 및 전류(i)의 전력으로 변환하여 리니어모터로 공급하는 전력변환장치를 구비하는 장치이다.

전술한 또 다른 목적은 최초에 말한 장치에 있어서, 상기 리니어 모터로 공급되는 전압과 전류의 적어도 한쪽을 조정하여 상기 편평노즐로부터 주형으로의 주입량을 제어하는 방법에 의해 달성이 된다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 상태]

제 1 도는 본 발명이 적용되는 박육 연속주조기 전체의 외관의 개요를 나타내는 도이며, 제 2 도는 본 발명에 관한 주입장치의 구성을 나타내는 도이다.

턴디쉬(1)의 용융 금속(2)은 폭이 X방향으로 좁고 이 X방향에 수직한 Y방향으로 넓고 단면이 대략 직사각형인 편평 노즐(3)을 통하여 주형에 주입된다. 주형은 이 실시예에서는 쌍벨트주형이고, 편평노즐(3)의 장변의 폭(Y방향)보다도 폭이 넓은 노즐(3)을 사이에 두고 대향하는 2개의 주조벨트(4)(제 1 도에서는 앞쪽의 주조벨트만 도시)와, 편평노즐(3)의 단변의 폭(X방향)보다도 넓은 두께의 노즐(3)을 사이에 두고(끼우고) 대향하는 2개의 이동단변(13)으로 구성되어 있다.

또한 이동단변(13)은 특원소 62-328080호 및 특원소 62-328082호에 상세히 제시한 것이다.

본 발명에 관한 주입장치의 모든 실시예에 있어서 편평노즐(3)의 길이방향의 방향(Z방향)은 연직방향으로 설계되어 있다. 이렇게 함으로써 경사졔 설계하는 것보다도 유속을 빠르게 할 수 있고 노즐내에 용강을 충만시켜서 리니어모터에 의한 제어를 원활하게 하는 것이 용이하게 된다. 또 도시되어 있지 않으나 용융금속의 주입량을 조정하는 스토퍼를 혹은 슬라이딩 노즐이 구비되어 있다.

주조벨트(4)는 구동로울러(5, 5')에 팽팽하게 설치되어 있다. 구동로울러(5, 5')는 감속기(6)를 통하여 직류모터(7)에 의해 소정 속도로 회전구동된다. 모터(7)에는 지속(指速)발전기(펄스발신기 또는 다코제네레이터)(8)가 연결되어 있고, 예컨대 펄스발신기의 경우 모터(7)의 회전속도에 비례하는 주파수의 펄스전압을 발생한다. 이 펄스전압은 펄스처리회로(11)에서 이 주파수에서 비례하는 주파수로서, 펄스높이 및 펄스폭이 일정한 펄스신호로 변환된다. F/V컨버이터(12)는 이 주파수에 비례하는 레벨의 전압(속도전압)을 발생한다.

모터드라이버(9)는 모터콘트롤러(10)가 부여하는 목표속도(전압), F/V컨버어터(12)가 부여하는 피이드백속도(전압) 및 모터(7)의 전기자전류(토오크)에 의거하여 모터(7)의 회전속도가 목표속도가 되도록 전기자전류를 조정한다. 이것에 따라 모터(7)가 모터콘트롤러(10)가 지정하는 목표속도로 회전한다. 즉 벨트(4)가 목표속도로 이동한다.

편평노즐(3)의 장변(Y방향)을 사이에 두고 한쌍의 리니어 모터(3A, 3B)가 대향하여 설치되어 있다.

이들 리니어 모터와 편평노즐(3)의 관계를 제 3 도에 도시하였다. 리니어모터(3A 및 3B)는 이 실시예에서는 대략으로는 3상 성형(星形) 결선의 유도전동기의 스테이터를 평면 전개한 형성이고, 로터(노즐(3)내의 용강)에 대향하는 자극간의 슬로트에 각상(各相)권선이 수납되어 있다. 각상 권선에 소정위상 관계의 3상교류를 인가함으로써 노즐(3)내의 용강에 Z방향으로 밑에서 위로 향하는 전자 이송력(감속력)을 발생시키고 2상의 전기 권선에 가하는 교류전압을 넣어 바꿈으로써 노즐(3)내의 용강에 Z방향으로 위에서 밑으로 향하는 전자 이송력(가속력)을 발생시킨다.

제 4 도는 제 2 도에 나타낸 장치에 다소의 변형을 가한 장치를 리니어모터(3A, 3B)의 중앙부에 있어서 Z방향에 수직한 면으로 절단한 단면의 상세를 나타낸 도면이다. 제 5 도는 제 2 도의 장치에 따른 다소의 변형을 가한 장치의 제 2 도와 같은 단면도이나, 리니어모터(3A, 3B)의 각상의 권선의 상태가 상세하게 도시되어 있다. 제 4 도, 제 5 도에서 모두 제 1 내지 3 도와 동일한 참조번호를 부여한 것은 동일한 구성요소를 표시하고 있다.

제 1 도 내지 3 도에서 3상 교류 전원회로(24)의 각상 출력라인에는 각 라인마다에 쌍방향 도통 제어를 행하는 사이리스터 인버어터(23) 및 상순(相順)절환회로(22)를 통하여 리니어모터(3A, 3B)이 각상권선이 접속된다. 사이리스터 인버어터(23)는, 각상 교류전압의 리니어모터(3A, 3B)로의 인가를 이 교류전압의 정반파 및 부반파의 각각에서 사이리스터 드라이버(25)로부터 도통 트리거 펄스를 받았을 때에 도통하고, 교류전압의 제로크로스점에서 비도통으로 되는 것이다.

리니어모터(3A, 3B)의 각상 권선과 3상 교류의 각상 라인과의 접속선에는 상기의 무효 전력을 작게 하기 위해서 역률 개선용의 콘덴서(21)가 접속되어 있다. 이 실시예에서는 노즐(3)내의 용강의 와전류손을 적게하기 위해 3상 교류의 주파수는 100 내지 500Hz의 범위가 바람직하므로, 120Hz로 하였다. 즉 3상 교류 전원회로(24)는 3상 교류 전원회로(24)는 3상 출력 라인의 각각에 위상이 서로 120°어긋난 120Hz의 교류전압을 출력한다. 리니어모터(3A+3B)의 전력용량은 120Hz에서 2,800kVA이고, 콘덴서(21)는 이것에 대응하여, 2,800kVA로 하였다. 종래는 역률개선용 콘덴서가 없으므로 인버어터(23)의 소요용량은 2,800kVA가 필요하였으나, 상기 콘덴서(21)의 접속에 의해 인버어터(23)의 용량은 1,200kVA로서 대폭으로 작게되고, 이것이 전원 설비비를 대폭으로 한층 낮게 한다.

이와 같이 역률을 개선콘덴서를 채용한 리니어모터는 효율이 좋게 되므로 전원용량도 소형화되어서 바람직하나, 그 사용법에는 유의하여야 할 부분이 있다. 그것은 리니어모터에 공급하는 주파수를 바꾸면 효율도 변화하므로 그 주파수는 좁은 범위내에 들도록 해야 하는 것이다.

따라서 리니어모터의 출력을 조정하는 경우, 하나는 그 주파수는 고정하여 두고 전류 혹은 전압의 적어도 한쪽을 조작하든가 또는 역률 개선콘덴서를 절환 스위치를 통하여 용량 변경하여 주파수를 변경하는 2가지 방법이 있다. 본 발명자는 전자가 바람직한 것을 발견하여 채용하고, 후자는 후술하는 바와 같은 전류와 주파수를 동시에 변경하는 특수한 경우에만 사용하여야 한다고 판단하였다.

리니어 모터(3A)의 아래쪽에는 탕면레벨(비데오 카메라(28)로부터의 거리)(L_d)를 검출하기 위한 비데오카메라(28)가 설치되어 있고, 이것이 이동단변(13)의 탕면이 접하는 부위의 화상을 촬상하여 비데오 신호를 신호회로(29)에 부여한다. 신호처리회로(29)는 칼라화상데이타 처리에 의해서 탕면과 이동단변과의 접선(이동단변의 내면을 촬상한 화면에서는 고온색으로 되는 곳)를 절출하고, 그 위치가 화면상에 밑방향의 어느 위치인가를 판정하여 거리(L_d)를 산출하고, 이것을 나타내는 데이터를 마이크로 컴퓨터(이하 MPU라 칭한다)(30)에 부여한다. MPU(30)에는 도시하지 않는 상위 컴퓨터 또는 조작반으로부터, 스타아트/엔드신호, 목표주입속도(노즐 3에서의 속도) V₀를 표시하는 데이터 및 목표레벨(L₀)(비데오 카메라(28)로부터의 탕면의 거리의 목표치)가 주어지는 동시에 분주기(31)로부터 속도를 표시하는 펄스(펄스처리회로(11)의 출력펄스)를 분주한 펄스가 주어진다. MPU(30)는 목표레벨(L₀)에 대한 신호처리회로(29)가 부여하는 검출레벨(L_d)의 편차(dL)를 연산하고, 이것에 의거하여 PI제어연산에 의해 편차(dL)를 0으로 하기 위한 주형내에의 용강의 주입속도(V_i)를 산출하고, 이 속도(V_i)를 얻기 위한 리니어모터 통전 전류치를 연산하고, 이것을 사이리스터컨버어터(23)의 도통각(온으로 하는 위상각)으로 변환하여 도통각을 나타내는 전압(V_f)이 사이리스터 드라이버(25)에 주어진다.

사이리스터드라이버(25)는 3상의 각각에 대하여 제로크로스점을 기점으로 교류전압위상의 증대에 비례하여 검증하는 전압을 발생하고 이것을 아날로그 전압(V_f)와 비교하여, 전자가 후자에 달할때에 트리거펄스를 발생시켜 컨버어터(23)의 사이리스터의 게이트에 인가한다. 이 사이리스터는 이 트리거펄스를 받으면 도통하고 다음의 제로크로스 점에서 비도통으로 된다.

제 6a 도 및 제 6b 도에 MPU(30)의 제어동작을 표시하였다. 먼저 제 6a 도를 참조한다. 전원이 투입되면(스탭 1S : 이하 괄호내에서는 스탭이란 단어를 생략)MPU(30)는 입출력포오트를 대기상태의 신호 레벨에 설정하고, 내부 레지스터, 카운터, 타이머 등을 크리어하고, 상위 컴퓨터 또는 조작반에 「레디」신호를 부여하여 그것으로부터 제어데이터(연산 정수, 타이밍 정수 등, 제어상의 파라미터를 정하는 데이터)나 스타아트신호가 송신되어 오는 것을 대기한다. 제어데이타가 송부되어 오면, 그것을 판독하여, 소정의 레지스터(내부 RAM)에 기록한다(2S, 3S).

스타아트 신호가 도래하면, 개입중단(interrupt)(INT)를 허가하여(4S), 타이머(T₀)(시간 T₀의 시한을 취하는 프로그램 타이머)를 스타트하고 타이머(T₀)의 타임오버를 기다린다(5S, 6S).

개입중단(INT)을 허가함으로써 분주기(31)가 1펄스를 발생할때마다 MPU(30)는 제 6b 도에 도시한 개입중단 처리를 실행한다. 이것을 설명하면 분주기(31)가 1펄스를 발생하면 타이머(T₀)를 스타아트(재스타아트)하고 (10S), MPU(30)는 탕면 검출레벨(L_d) 및 탕면 목표레벨(L₀)을 판독한다(11S, 12S). 그리고 편차(dL)을 연산하여, 이것을 레지스터(A_cd)에 기록한다(13S, 14S). 편차(dL)에 비례정수(K_p)를 승산하여 레지스터(A_c3)에 기록한다(15S). 다음에 적산 레지스터(R₁~R_n)의 데이터를 R_n-1의 데이터를 R_n에 기록하고 R_n-2의 데이터를 R_n-1에 기록한다는 방식으로 제일 오래된 (R_n의) 데이터를 버리고, 남은 데이터를 레지스터(R₂내지 R_n)에 옮기고(16S~18S), 빈 레지스터(R₁)에 편차(dL)에 적분정수(K_i)를 곱한 값을 기록한다(19S). 그리고 레지스터(R₁내지 R_n)의 데이터의 총화(보정치의 적분량)을 취하여 레지스터(Ac₄)에 기록한다(20S). 그리고 PI제어의 출력치인 노즐(3)내 용강소요속도(V_i)를 산출한다(21S).

다음에 노즐(3)내의 목표속도(V₀)(주조 목표속도에 비례한다)에 대한 소요소도(V_i)의 비율(V_r)를 산출하여 레지스터(Ac₅)에 기록하고(22S), 내부 메모리에 미리 기록되어 있는 데이터 테이블로부터 (V_r)에 대응하는 리니어 모터전류(I_i)를 독출하여 레지스터(Ac₆)에 기록(23S)한다. 다음에 전류(I_i)를 가져오는 도통위상각 데이터(V_f)를 내부 메모리에 미리 기록되어 있는 데이터 테이블로부터 독출하여 레지스터(Ac₇)에 기록한다(24S). 그리고 레지스터와의 Ac₄의 데이터(목표 속도(V₀)에 대한 보정량)이 정인가 부인가를 판정하여(25S), 즉 리니어모터를 가속할 것인가 감속할 것인가를 판정하여, 정(가속)의 경우에는 릴레이 드라이버(27)에 H를 출력(27S)한다. 이것에 따라서 상순 절환회로(22)의 릴레이 접편이 아래쪽으로 구동이 되어서 리니어모터(3A, 3B)는 인버어터(23)에 대하여 가속(Z방향으로 하향구동)접속으로 된다. 부(감속)의 경우에는 릴레이 드라이버(27)에 L을 출력한다(26S). 이것에 의해서 상순절환회로(22)의 릴레이 접편이 제 2 도에 도시한 위치로되고, 리니어모터(3A, 3B)는 인버어터(23)에 대하여 감속(Z방향의 상향구동)접속으로 된다.

다음에 MPU(30)는 레지스터(Ac₇)의 데이터(V_f)를 사이리스터 드라이버(25)에 대하여 갱신 출력한다(28S). 이상에 의해 리니어 모터(3A, 3B)의 구동방향과 구동력이 검출치(L_d)에 대응하여 보정된 것이 된다.

이상에서 설명한 개입중단 처리는 분주기(31)가 1펄스를 발생할 때마다 실행되어 레지스터(Ac₄₎에는 과거 n회의 개입중단처리의 각각에서 얻어진 편차치의 적분치가 기록되어 있다.

타이머(T₀)의 시한치(T₀)는 제 1 도에 도시한 연속주조기의 설계상 예정된 최저속도일 때에 분주기(31)가 발생하는 펄스의 주기(T_m)보다도 약간 긴 시간이다. 따라서 직류모터(7), 다코 제네레이터(8), 펄스 처리회로(11) 및 분주기(31)가 정상인 경우에는 타이머(T₀)가 타임오버하기 전에 분주기(31)가 펄스를 발생하므로 타이머(T₀)가 타임오버하는 일은 없다. 따라서 정상 상태에서는 제 6b 도에 도시한 개입중단처리가 반복하여 실행된다.

어떤 이상 때문에 분주기(31)가 시한치(T₀)동안에 1회도 펄스를 발생하지 않으면 개입중단처리(제 6b 도)는 실행되지 않고, 타이머(T₀)가 타임오버하고 MPU(30)는 제 6a 도의 스텝(6)에서 스텝(30)으로 진행하여 경보신호를 상위 컴퓨터 또는 조작반에 부여한다(30S). 그리고 타이머(T₀)를 스타아트(재스타아트)하여(31S), 입력독출(AS), PI제어의 출력치연산(BS), 위상각의 연산(CS), 구동방향의 연산(DS) 및 출력(ES)을 실행하여 일련의 처리를 종료한다. 이들의 처리(AS 내지 ES)의 내용은 제 6b 도에 도시한 스텝(11 내지 28)의 처리내용과 같다.

또한 분주기(31)의 발생펄스로 PI제어의 샘플링 주기를 정하도록 하고 있는 것은 주조속도가 높을 때에는 샘플링 주기를 그것에 역비례시켜 짧게 하기 위해서이다.

상위 컴퓨터 또는 조작반으로부터 엔드 신호가 도래하면 (7S) MPU(30)는 스텝(A)에 합류하여 상술한 처리를 실행하고 종료한다. 즉 대기상태(리니어모터정지)로 된다. 제 7 도는 본 발명의 장치의 제2예를 도시한 주입 노즐의 Y방향단면도이다. 13은 예컨대 주형의 단변 부재이고, 금속벨트(4)는 지면의 표면과 이면에 박육강판의 두께 예컨대, 40㎜를 사이에 두고 배치되어 화살표(50)방향에 평행으로 고속도로 주행하고 있다.

도면중 P점은 조업상의 목표로 하는 용탕 탕면의 주형벽면상의 위치(상기의 L₀에 상당하는 위치)이고 Q 및 R은 예컨대 조업상의 탕면 위치의 허용상한 및 허용하한이다.

본 발명에서는 탕면위치검출단으로서 공업용 텔레비젼 카메라(28)를 사용한다. 공업용 텔레비젼 카메라(28)는 Q 내지 R의 범위에서 영상화할 수 있도록 설정한다. 제 7 도는 공업용 텔레비젼 카메라(28)를 한 대 사용한 예이나, 복수대 사용하여도 좋고, 또 제 7 도에서는 대향하는 주형 단변의 내벽을 피사체로 하고 있으나, 통상의 광학적 수단을 사용하여 다른 내벽을 피사체로 하여도 좋다. 용탕의 탕면의 근방에 배치되는 탕면검출단은 탕면의 근방이 고온이고 더스트가 많기 때문에, 검출정확도가 훼손되거나 검출단의 손상이 많으나, 텔레비젼 카메라는 탕면에서 떨어진 장소에 배치하여도 탕면의 위치를 정확하게 검출할 수 있고 또한 손상도 적다. 이미 설명한 바와 같이 박육강판용 연속주조에서는 주형의 장변끼리는 좁게 배치되어 있으나, 공업용 텔레비젼 카메라는 이 좁은 간극내의 용탕탕면위치의 검출에 적합하다. 용탕으로부터의 발광의 검출은 다른 감광성소자(CCD소자등)에서도 행할 수 있으나, 공업용 텔레비젼은 피사체와 동일한 눈으로 볼 수 있는 화상을 얻을 수 있기 때문에 주조에 앞서서 피사체에 맞추어서 검출단의 방향을 조정하는 등의 조작을 간단하게 행할 수 있다.

제 7 도에서 44는 제어장치이다. 공업용 텔레비젼은 용탕의 탕면이 예컨대, P점에서는 영상이 반쯤 밝고, Q점에서는 전체가 밝고, R점에서는 전체가 어두워지도록 카메라의 방향을 설정하지만, 신호처리유니트(29)는 그 영상을 신호로 변환하고 제어장치(44)는 그 영상신호를 수신해서 출력신호를 리니어모터(3A, 3B)와 스토퍼(15)(상세하게는 스토퍼 제어 유니트이고, 도시하지 않음)에 전한다.

또 노즐(3)로부터 공급되는 주입류는 예컨대 탕면 근방이나 탕면 밑까지 아래쪽으로 연신된 침지형상의 노즐(3)을 사용하는 것에 따라 흐름이 흐트러지거나 하는 것이 발생하는 일은 없다.

본 발명의 장치는 또한 제어장치(44)에서의 신호에 따라 용탕 주입노즐을 폐지할 수 있는 스토퍼(15)를 갖고 있다. 이미 설명한 것처럼 박육 강판용 연속 주조기에는 많은 주행주품이나 회동부품이 설치되어 있다. 예컨대 금속벨트(4)가 고장으로 주행을 정지했을때에 용탕이 주형의 상부로부터 넘쳐 흘러나오지 않도록 용탕의 주입을 신속하고도 확실하게 정지시키는 장치가 필요하다. 리니어모터(3A, 3B)는 용탕의 주입속도를 제어하는데 적합하지만, 노즐(3)에는 턴디쉬(1)내의 용탕(2)의 큰 정압이 작용하고 있고, 동시에 엣지 효과가 있기 때문에, 주입류를 완전히 차단하는데는 적절치 않다. 예컨대 금속벨트(4)가 정지하면, 탕면은 Q보다 높은 위치가 되지만, 본 발명에서는 탕면의 높이가 위험 영역을 넘으면 제어장치(44)에서의 신호에 따라 스토퍼(15)를 작동시켜서 주입류를 차단한다. 용탕이 주형의 상부에서 넘쳐 나오는 주조사고가 발생하면 그 보수가 번거로워지지만 본 발명에서는 스토퍼(15)가 이 사고발생을 미연에 방지한다.

스토퍼(15)는 일반적인 연속주조설비에 있어서 유입량의 조절에 사용되고 있는 것과 같은 형식의 것이 좋다. 당업자에게 주지된 것과 같기 때문에 도시하지 않으나, 일반적인 연속주조설비에 있어서 같은 목적을 위하여 사용되고 있는 슬라이딩 노즐도 상술한 목적을 위하여 사용할 수 있다.

스토퍼(15) 혹은 슬라이딩 노즐은 상술한 것과 같이 탕면레벨이 상한치를 넘었을 때 긴급정지용으로서 사용하는 외에, 리니어모터에 의한 제어와 이것들 중 어느것에 의한 제어를 병용하는데 따라 양자의 결점을 서로 보완하여 양자의 장점만을 추출한 방식이 실현 가능하다. 즉 리니어 모터에 의한 제어는 응답이 빠르다고 하는 우수한 장점을 갖는 반면, 본 발명에 의해 현저한 개선이 되었음에도 불구하고 주입량을 완전히 정지할때까지는 이르지 못하고 그 제어범위에는 어떤 한계가 있다. 한편 슬라이딩 노즐 또는 스토퍼에 의하면 응답은 늦지만 완전정지에 이르기까지의 넓은 제어범위를 가지고 있다.

따라서 목표탕면레벨과 검지된 실제의 탕면레벨과의 편차가 소정치 이하인 때는 리니어 모터에 의한 제어를 행하고, 소정치 이상이 되면 스토퍼 또는 슬라이딩 노즐에 의해 제어를 행하는 방식을 취한다면, 응답이 빠르고, 더욱이 완전 폐지에 이르기까지의 넓은 제어범위를 갖는 제어를 실현할 수 있다.

그 소정값의 결정법은 제 20 도와 같이 리니어모터의 작용력이 증가된 경우에 주입노즐이 견딜 수 있는 범위내에서 자유롭게 정해도 좋지만, 그 소정값이 클수록 탕면제어상 바람직하지만, 주입 노즐의 파손 위험도가 높아지기 때문에 양자의 밸런스로부터 결정할 수 있는 값이 된다.

만약 그 소정값이 큰 경우에는 탕면 제어는 거의 리니어 모터를 조작해서 이루어지고, 스토퍼 혹은 슬라이딩 노즐은 완전히 정지하는 역할만을 한다. 만약 리니어 모터에 의해 주입량을 완전 정지했다고 하더라도 그 상태는 안정상태는 아니기 때문에, 단시간이라면 괜찮지만, 장시간 정지는 스토퍼 혹은 슬라이딩 노즐에 의해서만 한다. 만약 소정값이 극히 작을때는 리니어 모터의 역할은 유효하지 못하게 된다. 따라서 그 연속주조기의 탕면 변동상황과 제 20 도의 리니어 모터의 특성을 고려해서 리니어모터의 채용을 결정하는 것이 바람직하다.

제 8 도는 본 발명의 제3실시예를 설명한 것으로, 연속주조기의 턴디쉬 및 주형 주변의 X방향 종단면도이다. 도면은 주조중의 상태를 도시하고 있다.

도면에 도시된 것처럼, 주입노즐(3)이 턴디쉬(1)의 저부에서 주형(26)안까지 뻗어있다. 주입노즐(3) 및 주형(26)의 단면형상은 모두 장방형으로 되어 있다. 주입노즐(3)은 알루미나그래파이트로 제조되어 있다. 주입노즐(3)의 양방의 넓은 폭면에 각각 면하도록 쌍을 이루는 리니어모터(3A, 3B)가 배치되어 있다. 리니어모터(3A, 3B)는 주형(26) 장변방향에 관하여 주입노즐(3)의 개구를 덮는 폭을 가지고 있다.

리니어모터(3A, 3B)에 전력을 공급하는 전력공급장치(31)에는 저주파 인버어터(32), 고주파인버어터(33) 및 이것들의 전원(34, 35)가 설치되어 있다. 저주파인버어터(32) 및 고주파 인버어터(33)는 절환스위치(16)를 통하여 리니어모터(3A, 3B)에 접속되어 있다. 저주파 인버어터(32) 및 절환스위치(16)는 제어장치(36)에 의해 제어된다.

전자계의 도체에의 침투 깊이(δ)는 주지하는 바와 같이 일반적으로 다음식(1)으로 표시된다.

여기서 f는 리니어모터에 공급되는 전력의 주파수, δ는 도전율, 및 μ는 투자율이다.

따라서 용융금속 및 주입노즐의 도전율(δ) 및 투자율(μ)에 따라서 적당한 주파수(f)(고주파 영역과 저주파 영역의 주파수)의 전력을 리니어 모터에 공급하면, 주입노즐에 혹은 용융금속과 주입노즐에 전자계를 이르게 할 수 있다. 이에 따라 리니어모터만에 의해 주입속도의 제어와 주입노즐의 가열을 할 수가 있다. 즉, 노즐보다도 용융 금속쪽이 도전율이 크기 때문에 저주파대의 전력에 의하여 리니어모터는 용융금속에 추력(推力)을 주는 유량제어장치로서 작용한다. 또, 고주파대의 전력에 의한 리니어모터의 권선은 주입 노즐을 유도가열하는 유도코일로서 작용한다.

제 9 도에 도시된 것처럼 저주파 인버어터(32)는 저주파전력(L)을 출력하고, 고주파 인버어터(33)는 고주파전력(H)을 출력한다. 저주파전력의 주파수는 30~3000Hz범위에서, 또한 고주파전려의 주파수는 3-450kHz범위에서 각각 선택된다. 즉 용강, 알루미나그래파이트들의 도전율(δ) 및 투자율(μ)의 값에 의거하여 상기식(1)으로부터 주파수(f)와 전자계의 침투깊이(δ)와의 관계를 구하면, 용강(M)에 대해서는 제 10 도의 직선 MM으로, 알루미나그래파이트에 대해서는 직선 N으로 표시된다. 또, 실제의 주편의 두께 및 주입노즐(3)의 벽두께를 고려하면, 양자 모두 전자계의 침투깊이(δ)은 10~100㎜정도가 적절하다. 제 10 도는 이들 침투깊이(δ)에 대응하는 주파수영역이 저주파에서는 30~3000Hz, 또한 고주파에서는 3~450kHz인 것을 각각 표시하고 있다.

상기와 같이 구성된 연속 주조기의 제원은 다음과 같다.

주형(슬랩)단면치수 : 장변 600×단변 50㎜

주입노즐의 외경치수 : 폭 300×두께 30㎜

주입노즐갯수=1

주입노즐의 침지깊이 : 50㎜

주조속도 : 10m/min

또, 리니어모터의 제원은 다음과 같다.

외경치수 : 높이 670×폭 300×두께 230㎜

권선홈치수 : 깊이 80×폭 10×피치 20㎜

저주파전력정격 : 120Hz, 400kW

고주파전력정격 : 120kHz, 200kW

상기 연속주조기에 있어서, 주입속도의 제어 및 주입노즐의 가열은 다음과 같이 이루어진다. 주조에 앞서서, 절환스위치(16)를 고주파 인버어터(33)로 절환해서 리니어모터(3A, 3B)의 권선에 고주파 전류를 공급하여, 주입노즐(3)을 유도 가열한다. 이때 주입노즐안은 비어 있으므로 주입노즐(3)만이 가열된다. 주입노즐(3)이 소정온도에 이르면, 온도 검출기(37)로부터의 온도신호에 의해 제어장치(36)는 절환스위치(16)를 저주파쪽으로 절환한다. 그리고 턴디쉬(1)로부터 주입노즐(3)을 통해서 주형(26)으로 용융금속(M)이 공급된다.

용강 주입속도는 턴디쉬(1)내의 용강 헤드에 의해 변화한다. 또한 주편(S)이 편평한 경우, 높은 주조속도에 따라서 높은 용강 주입속도로 주조가 이루어진다. 이 때문에 주조의 진행에 수반하여 턴디쉬(1)내의 용강헤드 및 용강주입속도는 급격히 변화하므로, 탕면레벨(m)은 변동한다. 한편 주형(26)내의 적정한 위치에서 용강(M)의 냉각을 개시시키기 위하여, 혹은 용강(M)이 주형(26)으로부터 넘쳐 흘러 나오지 않게 하기 위하여 탕면 레벨(m)은 일정한 범위에 들지 않으면 안된다. 주형(26)의 윗쪽에 설치된 탕면레벨 검출기(14)는 탕면레벨(m)을 검출하고, 그 신호는 제어장치(36)에 입력된다. 제어장치(36)는 레벨신호에 의거 주파수인버어터(32)에 출력전압을 지령한다.

그 결과 리니어모터(3A, 3B)로의 출력전압이 제어되어, 탕면레벨(m)은 소정 범위내로 유지된다.

그래서 1회분의 용강을 주입 종료하면 재차 절환스위치(16)를 고주파 쪽으로 절환한다. 제2회째의 용강이 주입될때까지 주입노즐과 그 내벽에 부착한 강을 가열한다. 따라서 제2회째의 용강을 주입하면 주입노즐의 내벽에 응고 부착하는 일이 없이 원활하게 연속주조를 재개할 수 있다. 만약, 리니어모터에 의한 가열작용을 이용하지 않는 경우 다른 수단으로 대체하지 않으면 안되지만 현상태로는 거의 곤란하다고 생각된다.

제 11 도는 본 발명의 제4실시예를 도시한 것이다. 전술한 실시예에서는 저주파 인버어터(32) 및 고주파인버어터(33)의 2쌍의 인버어터를 이용하여 주입속도의 제어와 주입노즐의 가열을 행하였지만 이 실시예에서는 한쌍의 인버어터(38)에 의해 이들 작업을 행한다.

전력공급장치(39)는 인버어터(38), 전원(40) 및 제어장치(41)로 되어 있다.

복수의 주파수 성분을 가지고 있는 전력을 하나의 인버어터(38)에 의해 발생시키기 위하여, 펄스폭 변조방식의 인버어터를 사용하여 직사각형파(矩形波)의 전압을 출력한다. 인버어터(38)에 입력하는 출력기준신호와 펄스폭 변조신호를 제어장치(41)에 의해 조정해서, 출력전압과 주파수를 제어한다. 이 실시예에서는 주입속도의 제어와 주입노즐(3)의 가열이 동시에 이루어지게 된다.

따라서, 용강을 주입하는 동안에는 주입속도와 주입노즐의 가열을 동시에 제어하고, 주입전 혹은 주입 사이에는 주입노즐의 가열만을 제어하도록 사용하는 것이 바람직하다. 주입중에 노즐을 가열하는 것은 주입중에 노즐의 내벽에 용강 또는 개재물이 응고 부착해서 서서히 성장해서 마침내 노즐안의 유효면적이 좁아지는 것을 방지할 수 있기 때문이며, 연속주조를 하는 경우 특히 유효하다.

제 12 도는 본 발명의 제5실시예를 도시하는 것으로, 연속주조기의 주형 주변의 약측면도이다.

제 12 도는 도시된 것처럼 플래트노즐(3)이 턴디쉬(도시하지 않음)의 저부로부터 주형(26)내의 용융 금속(2)안까지 뻗어있다. 리니어모터를 연소 주조기의 주입장치에 채용하는 경우의 문제중 하나는 주입노즐은 길게해야 한다는 것이다. 주입노즐을 길게 하면 제조상의 생산성이 저하하는 결점과 조업중에 파손되기 쉬운 결점이 있고 특히 후자는 리니어모터의 작용력이 용강의 압력에 증가하기 때문에 큰 것이고, 동시에 만약 주입 노즐이 파손하면 리니어모터도 손상을 받기 때문에 중요한 문제다. 따라서 리니어모터의 효율향상에 의한 소형화, 주입 노즐의 강도향상에 부합하여 주입노즐의 단척화는 설계상의 포인트이다.

주형(26)은 상류측 로울(5) 및 하류측 로울(도시하지 않음)에 감겨진 상대하는 1쌍의 무단주조벨트(4)와 그 폭방향의 좌우에 배열한 상대(相對)하는 1쌍의 이동단변(13)을 가지고 있다. 그래서 벨트면 사이에 이동단변(13)의 측면이 접하도록 해서 편평한 주형(26)이 형성되어 있다.

플래트노즐(3)의 양쪽의 광폭면에 각각 면하도록 해서 쌍을 이루는 리니어모터(3A, 3B)가 배치되어 있다. 리니어모터(3A, 3B)의 철심(17)은 평판상을 하고 있고, 주형 장변방향에 관하여 플래트노즐(1)의 개구를 덮는 폭을 가지고 있다. 철심(17)에는 플래트노즐(3)의 대응하는 광폭면에 임하는 면에 수평으로 뻗은 복수의 홈이 패여 있다. 각 홈에는 전류를 흘려보냈을 때 노즐의 상하방향으로 진행자계가 발생하도록 권선(18)이 감겨져 있다. 또한 철심(17)의 하단부는 상기 상류측 로울(5)의 주면을 따라서 원호상으로 패어 있어서 플래트노즐(3)과 상류측로울(5)과의 사이에 삽입되어 있다. 그리고 하단부에도 권선(18)이 설비되어 있다. 권선(18)에는 인버어터를 통하여 전원이 접속되어, 인버어터는 제어장치(어느것도 도시하지 않음)에 의하여 출력이 제어된다.

상기한 것처럼 구성된 리니어모터를 설비한 쌍 벨트식 연속주조기의 제원은 다음과 같다.

주형(슬랩)단면치수 : 장변 600×단변 50㎜

노즐의 외경치수 : 폭 300×두께 40㎜

노즐갯수 : 1

노즐의 침지깊이 : 50㎜

주조속도 : 10m/min

또한, 리니어모터의 제원은 다음과 같다.

외경치수 : 높이 670×폭 300×두께 230㎜

권선홈치수 : 깊이 80×폭 10×피치 20㎜

하단부의 삽입길이 L : 200㎜

정격 : 120Hz, 2800kV_A

폴피치 : 300㎜

극수 : 2

상기 리니어모터의 채용에 의하여 플래트 노즐의 길이를 종래의 것보다 200nm나 단축할 수 있었다. 그 효과는 큰 것이다. 또한, 상기 주조기에서 주조한 결과, 용융금속면 레벨을 거의 일정하게 유지할 수 있었다. 다음에 편평노즐장변방향(Y방향)의 전자력의 분포, 특히 엣지효과의 문제에 관하여 기술한다.

본 발명자는 제 13 도(횡면단도)에 도시한 것처럼 리니어모터(3A, 3B)를 플래트 노즐(3)의 측면에 대향해서 배치하고 탕면 레벨제어는 제외하고 여러 가지 실험을 거듭한 결과, 내화성의 주입노즐에서는 페이즈드실리카 및 알루미나그래파이트의 재질에서는 엣지효과가 커서 도저히 주입유량을 정지할 수 없는 것을 확인했다. 그래서 발명자들이 메카니즘의 해명을 시도하였다.

리니어모터(3A, 3B)를 주입노즐(3)의 양측면에 배치하면 제 13 도에 도시한 것과 같이, 용철류 방향(2)에 수직한 방향(X)으로, 용철류방향(Z)에 시간과 함께 이동하는 이동자계(B₀)를 인가하고, 그 자계(B₀)의 이동속도와 용철유속(V)에 의존하는 유도전류와 인가이동자계와의 벡터적(積)에 의한 전자력(플레밍의 왼손법칙)이 용철에 가, 감속력으로서 용철의 흐름방향(Z)에 작용한다. 그 전자력을 조정하면 용철의 유량이 변화하기 때문에 그 전자력을 조정하는데는 리니어모터의 이동자계의 크기 및 이동속도를 바꾸면 좋다. 따라서 리니어모터의 이동자계의 크기 및 이동속도는 전기적인 변화로 고속으로 가능하기 때문에 응답성도 높아질 수 있다.

제 13 도처럼 리니어모터(3A, 3B)를 배치하면 제 14a 도에 실선 화살표로 도시된 것처럼 와전류가 흐른다고 상상할 수 있다.

그 와전류에 플레밍의 왼손 법칙을 적용하면, 그 와전류가 흐르는 방향에 직각인 방향으로 전자력이 작용하기 때문에 그 전자력중 용철의 흐름방향(Z)에 있어서 성분은 제 3a 도중에 A로 표시하는 그래프처럼 되고, 엣지효과(중심부가 크고, 가장자리부가 0임)의 발생을 표시하고 있다.

그래서 발명자들은 여러 가지 검토를 하고, 실험을 거듭한 결과, 그 엣지 효과 대책으로서는 리니어모터(3A, 3B)측의 개조로는 근본적으로 해결하지 못하고, 주입노즐(3)의 구조를 제 13 도에 표시한 것처럼 노즐내벽의 일부에 도전성물질(19)을 용철과 항상 접촉하도록 치환하는 것이 가장 바람직하다는 것을 발견했다.

리니어모터(3A, 3B)로부터의 자력선은 제 14a 도 및 제 14b 도의 지면에 수직한 전면에서 이면 방향으로 혹은 그 역방향(즉 X방향)으로 흐르고 있다. 그 자력선이 흐르고 있는 부분에 전기 도전성물질(19)을 용철의 주입 방향(Z) 및 자력선의 방향(X)에 직각인 방향(Y), 즉 제 14b 도에서는 노즐(3)의 좌우의 사선부분에 배치하면 그곳에 생기는 와전류는 그 도전성물질(19)안에도 생겨서 노즐(3)의 내표면부에 있어서 와전류를 크게 하고 동시에 내표면에 직각으로 하기 때문에, 제 14b 도에 실선 화살방향으로 도시한 것처럼 크고 옆으로 긴 타원형처럼 되기 때문에 그 아랫방향에 도시한 B로 도시한 그래프처럼, 전자력의 내, 용철의 주입방향(Z)성분이 작용하도록 됨과 동시에, 노즐(3)내 표면부에서의 전자력이 크게 된다. 따라서 상술한 엣지효과가 상당히 개선된다.

그런데 노즐(3) 내벽에 사용되는 도전성물질(19)은, 용철의 도전율에 가까운 것이 바람직하지만, 검토에 의하면 용철의 도전율의 1/10이상인 것이 추장된다.

전술한 것처럼 현재 실용의 주입 노즐의 재질은 페이즈드실리카 또는 알루미나그래파이트가 주류이고, 알루미나그래파이트는 도전성의 특성을 표시하지만 용철의 전도율의 1/10이상을 만족하는 것에 이르지 않고, 페이즈드실리카는 절연물에 속한다.

용융 금속에 내구성이 있는 도전성 물질로서는 ZrB₂또는 탄소가 권장될 수 있다. 용선일 경우는 탄소도 사용할 수 있지만, 용강일때는 용강에 녹지 않는 ZrB₂를 사용하는 것이 바람직하다. 그래서 페이즈드실리카로 제조된 주입노즐안의 상대하는 내벽에 주철판을 삽입해서, 테스트한 결과, 예측한 대로 엣지 효과는 꽤 해소되고, 효율도 향상됐지만 주입시간이 길어짐과 동시에 주철은 녹아버리고 말았다.

또한 그 두께도 두꺼울수록 바람직하지만, 공업적으로는 제조방법에 의해 상한치가 자동적으로 정해지는 것이고, 노즐(3)의 길이방향(Z)에서 보면 적어도 리니어모터(3A, 3B)의 수직방향(Z)의 배치부분에도 도전성물질(19)을 설치해야 하고, 가능하면 리니어모터(3A, 3B)의 Z방향의 길이 이상으로 하면 그 효과를 충분히 발휘할 수 있다. 또 노즐(3)의 폭방향(Y)에서 보면 리니어모터(3A, 3B)의 폭은 용철의 폭보다도 넓은 것이 바람직하다.

그런데 본 발명자가 리니어 모터의 특성식을 정리한 것에 의하면, 리니어모터가 용강에 부여하는 작용력(P) 및 용강에 부여하는 열량(Q)은 하기(2)(3)식 같이 된다.

단 f : 입력전원주파수[Hz], i=선전류[A]

k₁: 정수, k₂: 정수

(2) 식 및 (3)식은 용강에 흐르는 와전류에 의한 반자강이 유도 코일이 흐르는 인가전류에 의한 인가자장보다 작은 저주파영역에 있어서 성립한다. 고주파영역은 리니어모터의 임피던스가 증가해 전원증량이 크게되는 데 비해서는 P가 크게되지 않기 때문에 리니어모터의 사용상 좋은 방법은 아니다.

상기 (2)과 (3)식으로부터 하기의 (4)식과 (5)식이 얻어진다.

k₁/k₂=K₁,라고 하면 (4) 식 및 (5)식은 하기의 (6) 식 및 (7)식과 같이 표시된다.

단 K₁: 정수, K₂: 정수

제 15 도는 제1식 및 제2식을 사용하여, 용강의 주입속도와 온도를 동시에 제어하는 방법의 구체적인 예를 도시한 도면이고, 제 16 도는 그 제어방식을 블록선도로 나타낸 도면이다.

도면중 14는 본 발명의 위치검출단으로서 주혀애의 용강탕면 높이(X)를 검출한다. 기준용강탕면높이(조업상 최저인 용강탕면높이)X₀와 X와의 차(X-X₀)에 따라 리니어모터가 용강에 부여하는 작용력(P)을 변화시킨다. 또 P는 (X-X₀)의 함수이므로, 연속주조의 조업에 보다 바람직한 관계식으로서, 예컨대(8)식과 같이 미리 정해둔다.

도면중 42는 본 발명의 연산장치로서는 X₀와 (8)식이 미리 입력되어 있다. 위치검출단(14)이 검출한 용강탕면 높이(X)는 연산장치(42)에 전달되어, 연산장치(42)는 X에 상응하는 P₁을 산출한다.

도면중 37은 용강의 온도검출단으로 용강온도(t)를 검출한다. 기준용강온도(t₀)와 t와의 차(t-t₀)에 의해 리니어모터가 용강에 공급하는 열량을 조절한다. 또 Q는 (t-t₀)의 함수로서 미리 하기(9)식과 설정되어 있다.

본 발명의 연산장치(42)에는 t₀와 (9)식이 미리 입력되어 있다. 온도검출단(37)이 검출한 용강온도(t)는 연산장치(42)에 전달되어 연산장치(42)는 t에 상응하는 Q₁을 산출한다.

본 발명의 연산장치(42)에는 또한 상기(6)식과 (7)식이 입력되어 있다. 따라서 연산장치(42)는 P₁및 Q₁과 (6)식 및 (7)식으로부터 리니어모터에 입력하는 주파수(f₁)과 전류(i₁)를 아래와 같이 산출한다.

제 15 도에서 24는 상용전원이고, 43은 전력변환장치이다.

본 발명에서 연산장치(42)는 전력 변환장치(43)를 제어해서 상용전원(24)을 주파수(f₁) 및 전류(i₁)의 전력으로 변환한다. 이 변환된 전력은 리니어모터에 전달되어, 노즐(3)내의 용강에 P₁의 작용력과 Q₁의 열량을 부여한다.

이상 기술한 것처럼 용강은 위치검출단(14)과 온도검출단(37)의 신호에 따라, 리니어모터(3A, 3B)에서 P₁의 이동력과 Q₁의 열량을 받아서 기준 용강탕면(X₀)와 기준용강온도(t₀)로 회복되도록, 주입속도와 용강온도가 제어된다.

제 17 도는 본 발명의 주입장치의 제7실시예를 나타내는 도면이다. 이 장치는 제 15 도의 장치와 동일한 구성을 갖고 있지만 다른 점은 전술한 P값 및 Q값을 전술한 (8) (9)식에 의거해서, 연산하는 것은 아니고, 설정기(45)로부터 설정된 값을 사용하는 것이다.

그런데, 이상 리니어모터 도입시의 문제점과 그 대책, 구현화 방법에 관하여 기재하였지마, 탕면제어장치로서 종래의 슬라이딩 노즐(SN)과 비교해서 리니어모터에 의한 제어가 얼마나 유효한가를 시뮬레이션으로 명시한다. 그 시뮬레이션 조건으로서, 제 16 도의 제어시스템의 블록도를 사용하고, 조작단의 동특성을 데드타임 +1차지체로 근사하게 하고, 구체적인 수치는 다음 표중의 값을 사용한다.

이처럼 리니어모터와 SN과는 응답성에 있어 큰 차이가 있다.

제 18 도는 대표적으로서 주조속도 20mpm에 있어서 소정의 외란(disturbance)에 대한 탕면변동의 상태의 시뮬레이션 결과이고, 마찬가지로 제 19 도는 각 주조속도에 있어서 레벨 변동폭이다. 이처럼 리니어모터에 의하면 SN과 비해서 탕면의 변동폭을 약 1/2이하로 하는 것이 가능하다.

탕면의 변동폭은 박육연속주조기의 설계상 중요한 조건의 하나이기 때문에 주조속도가 고속화될수록 리니어모터에 의한 주입제어가 점점 유용하게 되는 것은 분명하다.

마지막으로 역률개선 콘덴서를 구비한 리니어모터를 사용해서 용강을 주입 제어하는 경우의 리니어모터의 특성을 실험에 백데이타로서 제 20 도를 도시한다. 이 실험은 상기 제 8 도의 연속주조기의 제원에 있어서 고주파전력을 뺀 저주파전력의 조건에 의거하여 행하여졌다. 제 20 도는 본 발명에 관한 주입장치에 있어서 유량제어의 실험결과를 나타낸 도면이다. 도면중 경사가 져서 연장된 곡선은 계산으로 얻은 결과이고, X표는 실험치다. 이에 따라 리니어모터의 출력과 유량과는 계산치에 가까운 일정한 관계가 있는 것이 확인되었다.

따라서, 제 20 도는 역률 콘덴서를 구비한 리니어모터의 특성으로서 주파수를 일정하게 한 경우에 작용력(전류치의 2승에 비례) 또는 전류치에 의해 거의 선형적으로 용강의 주입속도가 변화하는 것이 확인되었다. 실험에 사용한 노즐로는 리니어 출력 36kgf이상에서 전자력에 의해 파단되어 그 이상의 측정은 할 수 없었다. 이처럼 제어영역의 넓이와 노즐의 강도는 트레이드오프 관계에 있기 때문에 실제 장치의 설계에 있어서는 목적에 맞게 리니어모터의 제어범위와 노즐의 강도를 적절히 설계할 필요가 있다. 이 경우 전술한 것처럼 리니어모터에 의한 제어와 슬라이딩 노즐 또는 스토퍼에 의한 제어를 병용하는 것이 실제적이고 효과적인 설계방법이다.

본 발명은 리니어모터 장치를 박육 연속주조기의 주입장치에 채용할 경우의 실용화 과제를 편평 노즐의 장변면쪽에 한쌍의 리니어모터를 배치하고, 역률개선 콘덴서를 채용한 장치구성에 의해 해결한 것이다.

따라서, 본 발명의 효과는 리니어모터의 효율을 높인 것에 따라 리니어모터를 소전력 용량화할 수 있고, 그 리니어모터 채용에 의해 고응답의 주입량제어가 가능하게 되어, 시뮬레이션 결과에 의하면 탕면변동폭은 종래의 1/2이하로 되고, 주조속도가 고속화될수록 그 효과는 큰 것이 된다.

또한, 부수적인 효과로서, 리니어모터의 더 한층의 효율의 향상, 주입노즐의 폭방향에서의 전자작용력의 균일화에 의한 더 한층의 소전력 용량화가 있고, 또한 주입노즐의 단척화에 의한 제조수율의 향상 및 노즐파손의 방지도 있으며, 리니어모터에 의한 노즐 또는 용강의 가열에 의한 노즐의 막힘의 억제 혹은 연속다연주의 실시가능 등 산업상 큰 효과가 있다.

Claims

X방향의 단변보다도 Y방향의 장변이 넓고 수직인 Z방향으로 뻗은 편평노즐(3)을 통하여 턴디쉬(1)로부터 용융금속(2)을 주형내로 주입하는 고속형 박육 연속주조기의 주입장치에 있어서, 이 편평노즐(3)의 장변을 사이에 두고 배치되어, 장변을 따라서 Z방향으로 전자 이송려을 발생하는 리니어모터(3A, 3B)와, 상기 리니어모터(3A, 3B)에 전자 이송력발생용의 소정주파수, 소정의 전압 또는 전류를 부여하기 위한 전원장치(24)와, 상기 전원장치(24)와 상기 리니어모터(3A, 3B)의 사이의 전기라인에 접속된 리니어모터 역률개선용 콘덴서(21)를 구비한 것을 특징으로 하는 고속형 박육 연속주조기의 주입장치.
제 1 항에 있어서, 상기 전원장치(24)와 상기 리니어모터(3A, 3B)와의 사이에 설치되어, 이 리니어모터(3A, 3B)에 공급되는 전압과 전류중 적어도 하나를 조정하여 상기 편평노즐(3)내의 용융금속(2)으로의 Z방향의 가, 감속력을 조정하는 전력조정수단(23, 25)을 구비한 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 2 항에 있어서, 상기 전원장치(24)와 상기 리니어모터(3A, 3B)와의 사이에 설치되어 이 리니어모터(3A, 3B)에 공급되는 전원의 상절환을 행하여서 이 리니어모터(3A, 3B)의 전자 이송력의 방향을 정, 역으로 절환하는 상절환 수단(22, 27)을 구비한 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 1 항에 있어서, 상기 편평노즐(3)의 단변측의 내벽이 상기 용융금속(2)에 대해서 내구성이 있는 도전성물질인 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 2 항에 있어서, 상기 편평노즐(3)의 단변측의 내벽이 상기 용융금속(2)에 대해서 내구성이 있는 도전성 물질인 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 3 항에 있어서, 상기 편평노즐(3)의 단변측의 내벽이 상기 용융금속(2)에 대해서 내구성이 있는 도전성 물질인 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 4 항에 있어서, 상기 도전성 물질이 ZrB₂또는 탄소인 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 5 항에 있어서, 상기 도전성 물질이 ZrB₂또는 탄소인 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 6 항에 있어서, 상기 도전성 물질이 ZrB₂또는 탄소인 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 1 항에 있어서, 상기 주형은 적어도 상류측로울(5) 및 하류측로울(5')의 둘레에 감겨 있어서 상대(相對)하는 한쌍의 무단주조벨트(4)를 가지고 있는 편평주형이고, 상기 리니어모터(3A, 3B)의 하단부가 이 상류측로울(5)의 상단으로부터 아래쪽까지 뻗어있는 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 2 항에 있어서, 상기 주형은 적어도 상류측 로울(5) 및 하류측로울(5')의 둘레에 감겨 있어서 상대하는 한쌍의 무단주조벨트(4)를 가지고 있는 편평주형이고, 상기 리니어모터(3A, 3B)의 하단부가 이 상류측로울(5)의 상단으로부터 아래쪽까지 뻗어있는 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 3 항에 있어서, 상기 주형은 적어도 상류측로울(5) 및 하류측로울(5')의 둘레에 감겨 있어서 상대하는 한쌍의 무단주조 벨트(4)를 가지고 있는 편평주형이고, 상기 리니어모터(3A, 3B)의 하단부가 이 상류측로울(5)의 상단으로부터 아래쪽까지 뻗어있는 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 2 항에 있어서, 주형내의 탕면레벨을 검출하는 레벨검출수단(14)과, 이 레벨검출수단(14)으로부터의 신호와 목표탕면레벨과의 편차에 따라서 상기 전력조정수단(23, 25)을 제어하는 제어장치(30)을 구비한 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 13 항에 있어서, 상기 턴디쉬(1)내에서 상기 편평노즐(3)의 상방에 설치되어 상하로 이동함으로써 용융금속의 주입량을 조정하는 스토퍼 장치(15)로 구비하고, 상기 제어장치(30)는 상기 편차가 소정치 이하일 때에는 상기 전력조정수단(23, 25)을 제어하고, 소정치 이상일 때에는 이 스토퍼장치(15)를 제어하는 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 13 항에 있어서, 상기 편평노즐(3)의 도중에 설치되어 개폐하는 것에 의해 용융금속의 주입량을 조정하는 슬라이딩 노즐을 구비하고, 상기 제어장치(30)는 상기 편차가 소정치 이하일 때는 상기 전력조정수단(23, 25)을 제어하고, 소정치 이상일때에는 이 슬라이딩노즐을 제어하는 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 13 항에 있어서, 상기 레벨 검출수단(14)은 주형내벽의 목표로 하는 탕면 위치와 그 상하부를 피사체로하는 공업용 텔레비젼 카메라와, 공업용 텔레비젼 카메라에 의하여 촬영된 화상으로부터 탕면의 위치를 감지하여 탕면레벨신호로 변환하는 신호처리유니트로 구성된 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 14 항에 있어서, 상기 레벨검출수단(14)는 주형내벽의 목표로 하는 탕면위치와 그 상하부를 피사체로 하는 공업용 텔레비젼 카메라(28)와 공업용 텔레비젼 카메라(28)에 의해 촬영된 화상으로부터 탕면의 위치를 감지하여 탕면레벨신호로 변환하는 신호처리 유니트(29)로 구성된 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 15 항에 있어서, 상기 레벨 검출수단(14)은 주형내벽의 목표로 하는 탕면위치와 그 상하부를 피사체로 하는 공업용 텔레비젼 카메라(28)와 공업용 텔레비젼 카메라(28)에 의해서 촬영된 화상으로부터 탕면의 위치를 감지하여 탕면레벨신호로 변환하는 신호 처리유니트(29)로 구성된 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 13 항에 있어서, 상기 리니어모터(3A, 3B)가 용강에 공급할 열량(Q) 및 이 리니어모터(3A, 3B)가 용강에 작용할 힘(P)을 미리 설정하는 설정장치와, 식

f=K₁(Q/P)

및 식(K₁과 K₂는 정수임)

로 각각 산출되는 주파수(f) 및 전류(i)를 산출하는 연산장치와, 이 연산장치의 지령에 따라서 상용전원을 주파수(f) 및 전류(i)의 전력으로 변환하여 리니어모터(3A, 3B)에 공급하는 전력변환장치를 구비한 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 13 항에 있어서, 용강의 온도를 검출하는 온도검출수단(37)과, 상기 레벨검출수단(14)과, 이 온도 검출수단으로부터의 신호로 리니어모터(3A, 3B)가 용강에 공급할 열량(Q)와 리니어모터(3A, 3B)가 용강에 작용할 힘(P)을 산출하고, 또한 이 Q 및 P를 사용하여 식

f=K₁(Q/P)

및 식(K₁과 K₂는 정수임)

로 각각 산출되는 주파수(f) 및 전류(i)를 산출하는 연산장치와, 이 연산장치의 지령에 따라서 상용전원을 주파수(f) 및 전류(i)의 전력으로 변환하여 리니어모터(3A, 3B)에 공급하는 전력변환장치를 구비한 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 13 항에 있어서, 상기 전원장치는 사기 리니어모터(3A, 3B)에 서로 다른 복수의 주파수대(帶)를 중첩한 형의 전력을 공급하는 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 13 항에 있어서, 상기 전원장치는 주파수가 다른 복수의 전력 공급장치로 구성되어, 그것들을 절환하는 절환장치(16)를 구비한 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 21 항에 있어서, 상기 복수의 주파수대중 적어도 하나의 주파수대가 30 내지 3000Hz의 저주파 영역에 있으며, 적어도 다른 하나의 주파수대가 3 내지 450kHz의 고주파영역에 있는 것을 특징으로 하는 주입장치.
제 22 항에 있어서, 상기 복수의 전력공급장치중 적어도 하나의 전력공급장치의 주파수대가 30 내지 3000Hz의 저주파영역에 있고, 적어도 다른 하나의 주파수대가 3 내지 450kHz의 고주파영역에 있는 것을 특징으로 하는 주입장치.
X방향의 단변보다도 Y방향의 장변이 넓고 수직인 Z방향으로 뻗은 편평노즐(3)을 통하여, 턴디쉬(1)로부터 용융금속(2)을 주형내로 주입하는 고속형 박육연속 주조기의 주입 제어방법으로서, 이 편평노즐(3)의 장변을 사이에 두고 배치되어, 장변을 따라서 Z방향으로 전자 이송력을 발생하는 리니어모터(3A, 3B)를 설치하는 단계 ; 상기 리니어모터(3A, 3B)에 전자이송력 발생용의 소정주파수, 소정의 전압 또는 전류를 부여하기 위한 전원장치(24)를 설치하는 단계 ; 상기 전원장치(24)와 상기 리니어모터(3A, 3B)의 사이의 전기라인에 접속된 리니어모터 역률 개선용 콘덴서(21)를 설치하는 단계 ; 및 이 리니어모터(3A, 3B)에 공급되는 전압과 전류중 적어도 하나를 조정하여 상기 편평노즐(3)내의 용융금속(2)으로의 Z방향의 가, 감속력을 조정하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 주입제어방법.
제 25 항에 있어서, 주형내의 레벨을 검출하는 단계를 더 포함하고, 상기 조정하는 단계에 있어서 검출된 레벨과 목표 탕면레벨과의 편차에 따라서 상기 전압과 전류중 적어도 하나를 조정하는 것을 특징으로 하는 주입 제어방법.
제 26 항에 있어서, 상하로 이동함으로써, 용융금속의 주입량을 조정하는 스토퍼장치(15)를 상기 턴디쉬(1)내에서 상기 편평노즐(3)의 위에 설치하는 단계 ; 및 상기 편차가 소정치 이상일 때는 상기 조정하는 단계를 정지하는 동시에, 이 편차에 따라서 이 스토퍼장치(15)를 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주입제어방법.
제 26 항에 있어서, 개폐함으로써 용융금속의 주입량을 조정하는 슬라이딩 노즐을 상기 편평노즐(3)의 도중에 설치하는 단계 ; 및 상기 편차가 소정치 이상일때는 상기 조정하는 단계를 정지하는 동시에, 이 편차에 따라서 이 슬라이딩 노즐을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주입제어방법.
제 25 항에 있어서, 주형내의 레벨를 검출하는 단계 ; 용강의 온도를 검출하는 단계 ; 이 검출레벨과 이 검출온도로부터 리니어모터(3A, 3B)가 용강으로 공급할 열량(Q)과 리니어모터(3A, 3B)가 용강에 작용할 힘(P)을 산출하는 단계 ; 및 이 Q 및 P를 사용하여 식

f=K₁(Q/P)

및 식

(K₁과 K₂는 정수임)

으로 각각 주파수(f) 및 전류(i)를 산출하는 단계를 더 포함하며, 상기 조정하는 단계에 있어서 상용 전원이 주파수(f) 및 (i)의 전력으로 변환되어 리니어모터(3A, 3B)에 공급되는 것을 특징으로 하는 주입제어방법.