KR0157221B1 - 용융금속 개재물의 연속측정용 감지기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 강철용탕을 시험하는 바, 최소한 30분이상의 사용수명으로 연속적으로 사용할 수 있게한 용융금속 개재물의 연속측정용 감지기에 관한 것으로, 수냉식 프로브헤드(35)에 분리가능하게 연결된 프로브로 이루어져 있고, 이 프로브는 실리카(석영)과 같은 내열재료로 만들어짐과 더불어 그 내벽에 설치된 내부전극(31)과, 외벽에 설치된 외부전극(32) 및 용융금속속에 잠겨졌을 때, 프로브속으로 용융금속이 통과 주입되게 하는 오리피스(33)를 갖추고 있으며, 상기 오리피스(33)를 통해 주입되는 용융금속의 흐름을 양쪽 전극(31, 32)사이의 전압을 측정하여 모니터링 하도록 되어 있는 한편, 상기 전극(31, 32)은 흑연으로 만들어져 프로브튜브의 용융금속속으로 주입되는 부분에 끼워 맞춰지도록 되어 있고, 용융금속이 상기 튜브를 출입할 때 튜브(30)를 지지하기에 충분한 강도를 가지며, 상기 오리피스933)는 용융금속의 흐름이 레이놀즈 상수가 2000미만인 유선형의 흐름을 이루도록 라운드진 형상으로 되어 있다.

Description

[발명의 명칭]

용융금속 개재물의 연속측정용 감지기

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 용융금속을 정련하는 동안 침전된 2차적인 상(相)으로 변화된 입자나 슬래그의 적하 및/또는 공기기포 등과 같이 용융금속중에 함유되어 있는 개재물(介在物)의 함유량을 검출하기위한 장치에 관한 것이다.

상기한 바와 같은 개재물은 감지구역 내에서의 용탕의 흐름에 불연속성을 유발시키게 되므로 이 불연속성을 측정하므로서 감지할 수 있다(이하에서는 상기한 바와 같은 각종 개재물을 총칭하여 개재물이라 한다).

일반적으로 이러한 모든 개재물은 금속의 요구되는 기술적 성질에 대해 다소 간의 해로운 영항을 미치게 되므로, 요구하는 바대로 금속이 충분하게 청정(淸淨)되었는지를 확인하고, 또 채택한 정련방법이 금속을 충분하게 청정시킬 수 있는 것인지 아닌지를 알아보기 위해 상기 개재물의 개수와 크기에 대한 정확한 정보를 알아야 하는 것이 더욱더 필수적으로 되고 있다.

[산업의 적용성]

본 발명이 적용될 수 있는 용융금속의 범위는 넓고, 강철제조에 있어서의 정련과, 알루미늄정련, 구리정련, 티나늄정련, 마그네습정련 및 이들 금속의 합금등을 정련하는데 필요로 하는 용융금속을 포함하는바, 여기서는 실예로서 강철제조에 있어서의 용융강철을 기본으로 하여 설명한다.

[배경기술]

본 발명에 관련되는 종래기술중의 하나가 1985년 11월에 특허된 미국특허 제4,555,662호에 게재되어 있는바, 이 특허는 개재물의 정량 적측정방법(定量的側定方法)에 관한 것으로, 현재는 이 방법을 일반적으로 용융금속순도분석법(Liquid Metal Cleanliness Analysis ; 간략히 LiMCA)법이라 하고 있는데, 이 LiMCA방법 및 그 장치는 본래 알루미늄을 정련할 때 비금속성 개재물을 검출하기 위해 개발되었으나, 철및 강철의 정련에도 이를 적용시킬 수 있도록 연구되어 왔다.

한편, 상기 LiMCA방법은 때로 전기감지구역방법(Electric Sensing Zone Method ; 간략히 ESM)이라 불리우기도 하는데, 이 방법은 전도체인 유체중에 함유되어 있는 개재물이 전기적으로 절연된 오리피스를 통과하여 지나갈 때, 이 오리피스를 통과하여 흐르는 유체의 전기적 저항이 입자의 체적에 비례하여 변화하는 것을 이용하는 것으로서 , 저항의 순간적인 변화는 오리피스의 양쪽에 있는 2개의 전극사이에서 전위차의 펼스로 검지되고, 이를 이용하여 입자의 갯수와 크기가 다음과 같은 방법으로 직접 측정된다.

먼저, 상기 입자가 지름이 d인 구형이고, 오리피스가 직경이 D인 원통이라고 가정하면, 이 입자가 오리피스를 통과하여 지나갈 때 전기저항의 변화 R은 다음식으로 주어지게 된다.

△R = (4ρd³) / (πD⁴)-----------------(1)

여기서 ρ는 유체의 비저항이다.

실제 적용에 있어서 상기 식(1)은 보정인자 F(d/D)에 의해 보정되어져야 하는데, 이 보정인자는 다음식으로 주어진다.

F(d/D) = [ 1 - 0.8(d/D)³]^-1-------------(2)

따라서 상기 △R은 정확하게 다음식과 같이 표현되어 진다.

△R= (4ρd³) / (πD⁴) x [ 1 - 0.8(d/D)³]^-1: -(3)

오리피스(10)를 통하여 흐르는 전류를 I라 하면, 직경 d의 입자가 상기 오리피스를 통과할 때의 전위차 펄스 △V는 다음과 같은 식으로 주어진다.

△V= I(△R)-------------------------(4)

상기한 바와 같은 원칙을 적용하여 연속적으로(약 30∼40분 이상동안)용융금속의 개재물을 검출하는데 사용하는 개재물감지 프로브(probe)가 있는바, 이 감지 프로브는 석영튜브내면에 지지되어 있으면서 수냉식 지지구에 지지되어 있는 제 1내부전극을 구비하고, 상기 튜브의 하단가까이에 오리피스가 형성되어 있으며 , 상기 튜브는 수냉식 지지구에 개스킷을 매개하여 긴밀하게 연결 설치되어 있다. 그리고 상기 튜브의 바깥쪽에 별도의 봉으로 이루어진 제 2외부전극이 오리피스 가까이까지 뻗어 있는 구조로 되어 있다.

이러한 프로브를 이용하여 측정을 할 때 감속을 받아들이는 체임버 역할을 하는 중공(中共)의 제 1전극내부 완전히 비워진 상태로 있다가 상기 오리피스를 통해 용융금속이 흡입 되는바, 이때 상기 내부전극과 외부전극 사이에서의 전기저항 변화를 측정하여 일반적인 증폭수단으로 이를 증폭시킴으로써 개재물의 크기와 갯수를 결정한다.

그리고 상기 튜브가 완전하게 채워지면 부압(負壓)이 고압(高壓)으로 대체되어 이 고압으로 튜브내부의 용융금속을 바깥으로 밀어내 튜브가 비워지게 한 다음, 다시 처음부터의 검출사이클을 되풀이 하는데, 이러한 검출동작은 튜브를 교체하여야 할 때까지 가능한 많은 횟수를 반복하게 된다.

상기한 감지프로브등은 알루미늄용탕속에 있는 개재물을 검출하여 입자크기의 분포를 결정하기 위해 상기 LiMCA방법을 이용해 연속적으로 측정하는데 사용되는 것으로서, 알루미늄용탕은 용융온도가 약 700℃로 비교적 낮으므로 상기한 바와 같은 튜브(내열유리 및 석영)와 전극(강철와이어) 등을 이루는 여러 가지 다른 재질이 함유되게 된다.

그러나 철 및 티타륨과 같은 금속외 용탕에서는 그 작업온도가 알루미늄의 경우보다 훨씬 높은바(약 1550℃), 이러한 온도에서는 프로브의 저항성이 약화되고 전극이 가열되는 심각한 문제점이 있기 때문에 이러한 종래의 감지기를 적용시키기가 어렵다.

한편, 실험실에서 이러한 타입의 감지기를 용융상태의 온도가 약 1250℃인 철-실리콘합금용탕 속의 개재물을 검출하기 위해 여러 가지 방법으로 적용시켜 보았는바, 상기 LiMCA방법을 강철용탕 등에 적용시키기 위해서는 다음과 같은 문제점들이 해결되어야 할 필요가 있었다.

[프로브몸체내부와 바깥으로 용융금속의 유동하여아 할 필요성]

감지가 이루어져야 할 온도에서 요구되는 바의 전기적 절연성과 충분한 기계적 강성을 가지면서 값싸게 구입할 수 있는 재료를 구하기가 쉽지 않은 바, 일반적으로 이러한 문제를 해소하기 위해 프로브와 그 관련부품들을 냉각시키기위해 모든 방법을 동원해볼 수 있지만, 이것은 계속적으로 작동되도록 의도된 감지기로서는 불가능하다. 왜냐하면 프로브속으로 제일 먼저 들어간 금속이 빨리 응고되어버려 감지기를 재사용하기위해 다시 비우는 동작의 사이클중에 프로브속으로 주입되었던 용융금속이 그후 제거되지 않기 때문이다.

그러므로 적어도 용융금속을 받아들이는 프로브몸체의 일부분을 항상 응고점보다 높은 온도로 유지시켜야하고, 용융금속이 부분적으로 냉각되어 용탕의 점성이 너무 크게되지 않도록 하여야 하는데, 이러한 요구를 만족시켜 줄 수 있는 프로브를 제공하기가 쉽지 않은바, 본 발명은 이러한 문제를 해소시킨다.

[내화성 프로브몸체의 내열성]

용점이 약 1500℃인 강철용탕과 같이 응점이 높은 용탕속에 프로브가 잠길 때 절연프로브 몸체에 전달되는 온도는 이 프로브를 이루는 재질의 연화(軟化)점을 초과하게 되므로, 용융금속이 프로브속으로 빨려 들어올때, 그리고 용탕의 흡입·배출사이클이 완전히 1사이클이 완성되기전에, 프로브의 몸체가 굴되거나 변형되게 되므로 계속적인 측정이 불가능해 지게 된다.

이러한 문제점을 해소하기 위해 고온에 대한 저항성(내열성)이 좋은 보론 니트라이드(BN)과 같은 재질로 프로브몸체를 만들수도 있으나, 이러한 프로브몸체는 아주 값이 비싸므로(석영튜브의 가격보다 10배이상)상업적으로 사용하기가 어렵다.

[내부전극의 용해손상(melting damage)과 슬래그 등의 부착으로 인한 전기적 접촉의 불량]

종래의 방법에 있어서는 내부전극을 강철와이어나 내열합금등과 같은 재질로 만든 봉형상의 전극을 채택하고 있는바, 이는 뜨거운 금속용탕이 처음 프로브속으로 들어갈 때라도 상기 봉형상의 금속전극은 용해손상을 입게 되고, 2번째 이후 계속적인 사용에 따라 상기 전극은 점점 짧게 되어 마침내는 전극의 선단이 용융금속의 표면에 접촉하기가 어렵게 되며 전기적인 접촉이 이루어지지 못하여 측정을 할 수가 없게 된다.

이러한 문제를 극복하기 위해, 상기 전극을 흑연과 지르코늄보라이드(ZrB₂)와 같은 전기전도성이 있으면서 내열성이 있는 재질을 사용하여 만드려고 시도하여 왔지만, 이러한 재질로 만든 전극은 측정을 하는 동안에 그 표면에 비금속성 개재물에 의해 야기되는 슬래그층이 형성되고, 이 슬래그층은 전기적인 접촉성을 나쁘게해 주므로 측정이 불가능하게 된다.

[프로브 헤드와 프로브 몸체 사이의 기밀유지]

프로브헤드와 프로브몸체 사이에 삽입되어 그 연결상태를 긴밀하게 해주는 개스킷 또는 0-링 역시 내열재질로 만들어지는 바, 측정대상의 용융금속이 알루미늄과 같이 비교적 융점이 낮은 경우에는 개스킷의 밀봉능력이 별문제가 되지 않으나, 강철용탕과 같이 융점이 높은 경우에 있어서는 프로브 헤드를 비록 물로 냉각시키어도 상기 개스킷 또는 0-링이 용탕의 표면에서 방사되는 열 및/또는 프로브 몸체로 부터 전도되어 오는 열에 의해 빨리 변형되고, 그 때문에 측정하는 동안 프로브의 내부를 기밀(機密)상태로 유지시키는 것이 급속히 불가능해진다.

이러한 경우에 있어서, 용융금속은 흡입 및 방출하는 능력이 없어지기 때문에 측정이 불가능해질 뿐만 아니라, 흡입 및 방출된 용융금속의 정확한 량을 결정하기가 어렵고, 또 검출의 대상의 입자의 단위체적당 밀도를 정확하게 측정하기가 어렵다.

[내열프로브 몸체의 용해에 대한 저항성]

내열프로브몸체의 바깥면은 통상 용융금속의 표면을 덮고 있는 슬래그나 플럭스(flux)와 접촉함으로 인해 부식되게 되고, 또 용해손상을 입게 되는바, 이때 만약 프로브몸체에 구멍이 생기게 되면 측정이 불가능해진다. 이러한 현상을 방지하기 위해 용탕속에 잠기게 되는 프로브 몸체부분 전체를 보론니트라이드와 같은 슬래그에 대한 저항성이 있는 재질로 만들고자 하는 시도가 있었으나, 이러한 슬래그에 대한 저항성이 있는 재질은 값이 비싸기 때문에 프로브 몸체 역시 값이 비싸게 되어 경제적으로 상업성이 없다.

또한 종래의 장치에 대하여는, 최근 개량된 장치, 예컨데 미국특허 제4,763,065 호(Hachey)가 제안되어 있다.

상기 미국특허는 종래의 장치가 전극 분리형인 것에 대하여 서로 절연된 도전성 외벽과 도전성 내벽으로 용기를 구성하여 프로브 본체를 구성하는 것을 최대의 특징으로 하고 있다. 종래장치의 결점인 측정에 신뢰성이 없는 점, 및 고온강도가 결여된 점을 개량한 장치이다.

그러나, 그러한 개량장치라 해도 용강(溶鋼)의 개재물 측정용으로서는 아직 실용적이라 할수 없다. 예컨데 상기 미국특허장치는 용강 및 용융 알류미늄의 개재물 측정에 유효하다고 하고는 있으나, 상기 내외벽간의 공간에 알루미늄, 또는 절연성의 전열물질을 충전(充塡)하거나 공간 그대로 남겨둔다거나, 또는 가열요소를 조립할 수 있다거나, 또 그 내외벽의 재료를 철, 저(低)탄소강으로 한다고 하고 있어, 실제적인 문제로서 용융알루미늄의 적용을 의도한 것에 지나지 않다.

또한, 내외벽은 그들간의 공간의 구성이 필요하므로 양측 모두 프로브 헤드에 이르는 높이로 되어 있고, 따라서 열전도에 의한, 특히 내벽의 열전도에 의한 프로브 헤드의 온도 상승을 피할 수 없다.

또 전체를 튜브의 구성으로 하는 것보다 원가가 저렴하다고 하여 프로브 본체의 저부에 넓은 개구부(開口部)를 형성하고 그것을 중심으로 오리피스를 설치한 원판(disk)을 협지시켜 닫고, 그 원판을 붕규산(硼硅酸)유리, 질화붕소(窒化硼素), 또는 탄화규소로 만든다고 하고 있으나 구조의 복잡성을 피할 수 없다.

따라서 이 장치를 용강(溶鋼)에서의 개재물 측정에 사용하면 재질적으로 사용에 견딜 수 없을 뿐 아니라 프로브 본체의 내외 전면에 도전성 전극이 실치되어 있는 관계로 프로브 헤드에 열전도가 심하여 과도한 온도 상승을 피할 수 없고 연속 사용이 불가하다. 한편 프로브 헤드를 강하게 수냉하면 이번에는 내벽이 과냉각되는 결과를 가져와 그 때문에 용강이 응고되어서 측정불능이 되는 우려가 있다.

[본발명의 설명]

본 발명은 상기한 바와 같은 여러 가지 문제점을 해결하기 위해 연구하여 안출된 것이다.

이러한 본 발명은 프로브헤드와 이 프로브헤드에 지지된 프로브로 이루어져 용융금속속에 잠겨진 상태에서 전기적 감지구역방법(ESZ)으로 용탕속에 있는 개재물을 검출하도록 된 용탕의 개재물감지기에 있어서, 상기 프로브가 프로브 몸체를 이루는 전기적 절연재질의 튜브로 구성되고, 이 튜브는 프로브헤드에 지지되어 용융금속속에 잠겨짐으로써 열을 전달받는 한편, 또 이 튜브에는 용융금속속에 잠겨지는 부분에 용융금속이 출입할 수 있도록 형성된 오리피스와, 전기적으로 도체인 내부튜브형태로 되어 상기 튜브의 내벽면에 안착된 내부전극및, 역시 전기적으로 도체인 외부튜브형태로 되어 상기 튜브의 외벽면에 안착된 외부전극이 구비되어 있으며 , 상기 내.외부튜브에는 이들 전극이 설치됨과 더불어 사용할 때 적어도 용융금속속에 잠기게되는 프로브몸체의 부분을 지지해주기 위한 지지구가 구비되어 있는 것을 그 특징으로 하고 있다.

본 발명에 따라 용융금속속에 잠기게하여 전기감지존 방법에 의하여 용융금속안의 개재물을 감지하는 용융금속 개재물 감지기가 제공되는바, 이 감지기의 프로브는 프로브몸체출 구성하는 전기절연재로 된 튜브이고, 프로브몸체의 튜브는 프로브몸체에 의하여 지지되고, 프로브몸체는 용융금속에 잠기고 그에 의하여 가열되며, 튜브는 용융금속에 잠긴 튜브의 부분에 형성된 용융금속의 유입과 유출을 위하여 오리피스를 가지고 있는 프로브헤드와 이 프로브헤드에 의하여 지지되는 프로브와, 튜브의 내부벽에 설치된 전기적으로 전도되는 내부튜브의 형태를 가진 내부전극으로 구성되는바, 상기 내부 및 외부튜브는 적어도 그것들이 설치되는 프로브 몸체의 부분에 대하여 물리적 지지를 제공하고, 상기 외부튜브는 사용할 내에 용융금속속에 잠기게 된다.

여기서 상기 외부튜브는 전기적 도체인 재질로 만들어져 외부전극을 이루도록 하고, 튜브 몸체를 지지하는 프로브헤드는 물에 의해 냉각되도록 되어 있으며, 프로브 튜브는 실리카로 만드는 한편, 상기 내부전극 또는 내.외부전극은 흑연으로 만드는 것이 바람직하다.

[프로브 몸체튜브의 내열성유지]

따라서 프로브몸체 튜브안에서 열에 대한 강도가 높은 재질(연화점이 용융금속의 온도보다 높은재질)로 만들어진 튜브를 내부전극으로 사용함으로써 프로브몸체의 내열성을 유지 또는 향상시킬 수가 있다.

그리고 상기 프로브 몸체는 용융금속을 흡입하는 동안에는 부압(負壓)이 되고, 용융금속을 배출하는 동안에는 고압(高壓)이 되므로, 만약 프로브 튜브의 내열재가 다소 연화(軟化)된다고 할지라도 이러한 상태에서는 상기 튜브가 뒤틀리지 않는다.

[프로브내부에 있는 내부전극의 용해 및 슬래그 등의 부착으로 인한 전기적 접촉의 부족]

내부전극을 전도성이 있는 내열재질로 만들되 프로브 몸체속으로 삽입되는 중공(中空)의 형태로 형성시켜, 이 내부전극이 용융금속을 받아 들이는 프로브몸체의 내벽역할을 하도록 하면, 내부전극으로서의 기능을 가질뿐만 아니라 용해될 때에 녹은 전극재료가 내부전극안에 그대로 남아 있게 되므로 용해에 의한 손상이 가능한 줄어들게 된다.

그리고 또한 용융금속과 접촉하는 내부전극의 면적이 증대되므로 전기적 접촉의 불량률이 줄어들게 되고, 또 프로브몸체의 구조가 간단해지게 된다.

또한 미국특허 제4,763,065호는 내부전극을 통형(筒形)으로 하는 것을 제안하고 있으나, 같은 통형 외부전극과 조합하여 프로브 본체를 구성하고 있어, 이들은 도전성, 즉 열전도성이 양호하기 때문에 프로브헤드로의 열전도가 현저하여 과도한 온도 상승을 면할 수 없어, 연속사용을 할 수 없다. 한편 프로브헤드를 강하게 물로 냉각하며, 이번에는 내부전극을 구성하는 내벽의 냉각이 과도하게 되면서, 그 결과 용강이 응고되어 측정불능이 될 우려가 있다.

[프로브헤드와 프로브몸체 사이의 기밀유지]

이 문제는 다음과 같은 수단으로 그 해결을 도울 수 있다.

(a) 내부전극의 상단에서 프로브몸체 튜브내부에 단열부재를 삽입함으로써, 프로브 몸체속으로 유입된 용융금속애서 방사되는 열로부터 개스킷 또는/ 및 0-링을 차단시킬 수 있으며, 따라서 열변형도 줄어들게 된다.

(b)부가적으로 또는 선택적으로, 프로브헤드(및/또는 프로브헤드 및 프로브 몸체사이에서 커플러(Coupler)를 통해 프로브몸체를 지지하는 프로브홀더)를 물로서 냉각시키면 프로브 몸체의 내면 및 외면으로 부터 방사되는 열에 의해 개스킷 및 /또는 0-링에 가해지는 영향이 최소화 된다.

[내열프로브헤드의 용해 손상에 대한 저항성]

프로브가 용탕속으로 삽입됨에 따라 용융슬래그 또는 플럭스가 접촉하게 되는 내열성 프로브몸체의 접촉부 바깥면을 슬래그에 대한 저항력이 있는 재질로 보호해주면 상기 프로브몸체의 바깥면을 용해손상으로 부터 효과적으로 방지해 줄 수가 있다.

이러한 원칙을 적용하는데에는 2가지의 다른 방법이 있다.

(a) 별도의 외부전극을 사용하고 프로브 몸체에 비전도성 외부튜브를 설치하거나, 또는

(b) 프로브 몸체에 전도체이면서 내화성이 있는 재질로 만들어진 외부튜브를 설치한다. 이 경우에 있어서는 상기 외부튜브를 외부전극으로 사용할 수가 있고, 프로브 몸체의 내열성이 특히 개선된다.

[도면의 간단한 설명]

이하 종래의 ESZ방법과 그 장치를 더욱 자세히 설명하고, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프로브를 첨부한 예시도면을 참조하여 자세히 설명한다.

제1a도 및 제1b도는 ESZ방법으로 개재물을 검출하는 원칙을 설명하는 개략도이고,

제2도는 ESZ방법을 이용하여 개재물을 연속적으로 측정하는 별도의 외부전극을 갖춘 종래의 개재물감지 프로브의 종단면도.

제3도는 본 발명에 따른 개재물감지 프로브의 종단면도.

제4도는 또 다른 종래 감지프로브를 제2도와 유사하게 도시한 단면도이다.

[종래방법과 장치의 설명]

제1a도는 벽에 형성된 직경 D의 부도체의 오리피스(10)를 통해 전도체인 유체(14), 즉 용융금속이 유동하는 상태를 도시한 것으로서, 상기 유체중에 편승되어 있는 직경 d의 비전도체의 개재물입자(12)가 상기 오리피스를 통과하면서 상기 개개의 개재물입자가 각각의 전기적 저항변화를 일으키게 되므로, 그 결과 제1b도에 도시한 바와 같은 전위차 펄스 △V 를 발생하게 된다.

제2도는 이러한 원칙을 적용시킨 별도의 외부전극을 갖춘 타입으로 된 종래 개재물 감지기의 프로브를 도시한 것으로, 어떤 경우에는 상기 프로브 몸체내부에 레벨센서(level sensor)가 설치되기도 한다.

상기 프로브에 있어서, 수냉식 프로브헤드(15)에 의해 수직으로 지지되어 있는 프로브 몸체(16)는 예컨대 석영으로 만들어진 부도체튜브로 되어 있고, 그 선단 가까이에 오리피스(17)가 형성되어 있다. 그리고 상기 프로브헤드(15)를 관통하여 부도체튜브의 내부로 삽입된 봉형상으로의 내부전극(18)이 상기 오리피스(17)까지 뻗어 있으며, 상기 프로브몸체(16)는 개스킷(19)에 의해 공기가 새지 않도록 (기밀관계) 프로브헤드(15)에 연결되어 있다. 또한 상기 프로브헤드(15)에는 내부전극(18)이 절연체이면서 내열성이 있는 개스킷(20)에 의해 긴밀하게 연결되어 있고, 상기 튜브의 내부는 파이프(21)를 통해 소정의 공기공급 및 배출시스템과 연결되어 있으며, 상기 프로브 몸체가 용탕속으로 잠겨질 때 용융금속이 오리피스(17)를 통해 튜브의 내부로 출입하도록 되어 있는 한편, 상기 오리피스(17)를 마주하는 위치에 외부전극(22)이 배치되어 있다.

이러한 구조로 된 상기 종래 프로브는 프로브 몸체(16)를 용융금속속에 집어 넣고 공기배출시스템을 작동시키면 튜브내부가 진공상태로 됨으로써 바깥쪽의 용융금속이 튜브속으로 유입된다.

이때 용융금속중에 함유되어 있는 개재물에 의해 내부전극과 외부전극사이에 발생하는 전기저항의 변화를 근거로하여 상기 개재물의 크기와 수량을 검출하는 것이다.

상기 설명한 바와 같이 이러한 종래의 감지기는 알루미늄 용융금속속에 있는 개재물을 겁출 및 측정하기 위해 상기한 바의 LiMCA방법으로로 연속측정을 실행하는데 사용되는 것이다.

[본 발명의 달성을 위한 최선의 실시예]

제3도에 도시된 본 발명의 감지기는 전기적 절연체이면서 내열재(이 실시예에서는 석영)로 만들어져 프로브 몸체를 이루는 길다란 튜브(30)를 사이에 두고 내부원통전극(31)과 외부원통전극(32)이 서로 절연되도록 배치되어 있다. 그리고 상기 튜브(30)의 하단부에는 제2도에 도시한 종래의 것과 같이 오리피스(33)가 구비되어, 이 프로브를 용융금속속에 집어 넣은 다음 파이프(46)를 통해 프로브 내부의 공기를 뽑아내면 용융금속이 오리피스(33)를 통해 튜브(30)속에 흡입되어져 들어가게 되어 있다.

상기 튜브(30)는 그 상단부에서 물에 의해 냉각(수냉)되는 프로브헤드(35)에 이해 지지되고, 이 프로브헤드(35)와 튜브(30)사이에는 압축-실링캐스킷(34)이 끼워져 있으며, 상기 프로브는 프로브헤드(35)에 부착된 소정의 적절한 조절기구(도시안됨)에 의해 용융금속을 출입하게 되어 있다.

그리고 상기 내부전극(31)과 외부전극(32)은 각각 전극봉(36, 37)에 연결되어 있고, 내부튜브의 상단에는 열차단부재로 된 커버(40)가 설치되어 튜브의 상단부분을 하단부분에 주입되어 있는 용탕으로부터 방사되는 열로부터 차단시켜 주도록 되어 있다.

내부전극(31)의 하단에는 튜브의 하단에 꼭맞게 끼워 맞춰지는 선단부(43)가 구비되어 있는 한편, 외부전극(32)도 튜브(30)의 라운드진 외부선단주위에 꼭맞게 끼워지게 되어 있고, 상기 내·외부전극에는 상극 오리피스(33)를 둘러싸는 각각의 구멍(44, 45)이 형성되어, 이 구멍(44, 45)을 통해 용융금속이 통과하도록 되어 있다.

상기한 바의 구조에 따라 용융금속속으로 삽입되는 튜브의 하단부는 거의 완전히 양쪽 2때의 전극(31,32)사이에 끼워져 지지되어 있고, 상기 오리피스(33)주변의 작은 부분만이 용융금속에 직접 노출 되어있다. 그리고 상기 열차단부재로 만들어진 커버(40)에는 구멍(47)이 형성되어, 이 구멍(47)을 통해 용융금속 수용체임버(48)의 내부로 진공압과 고압이 전달되게 함으로써, 상기 내부전극(31)과 커버(40)에 의해 보호되지 아니한 튜브(30)부분에 용융금속이 튀거나 닿지 못하도록 한다.

상기 내부전극(31)과 커버(40)로서의 바람직한 재질은 용융금속이 프로브속으로 흡입되어 들어 왔을 때, 프로브 몸체가 붕괴되지 않게 지지해줄 수 있도록 용융금속의 온도에서 충분한 기계적강도를 가짐과 더불어 전기전도성을 가지는 흑연으로 하는 것이 바람직하며, 또한 상기 내부전극은 원통형으로 되어 있음으로 인해 프로브 몸체내부에 용융금속과의 접촉면적이 크게 되어 전기적 접촉성이 좋아진다.

상기 열차단부재로 된 커버(40)는 프로브 헤드(35)의 중심부분이 용융금속에서 방사되는 열에 의해 과열되지 않도록 해줌으로써 상기 개스킷(34)의 노화 및 마모가 최소한으로 되게 한다. 따라서 감지가 작동되는 동안 프로브헤드(35)와 프로브몸체(30)사이에 양호한 기밀이 유지되고, 프로브 튜브에 대한 용융금속의 출입 동작이 부드렵게 된다. 또한 양호한 기밀성이 유지되기 때문에 프로브 몸체(30)내부의 압력을 정확하게 측정할 수 있고, 또 이 프로브 몸체속으로 출입하는 용융금속의 량을 정확하게 측정할 수 있으므로 단위 체적당 입자의 밀도를 정확하게 측정할 수가 있다.

한편, 상기 내부전극(31)은 전도성과 내열성이 있으므로 프로브 몸체의 내열강도를 증가시켜주고, 프로브 몸체의 내부에 슬래그가 달라붙는 것을 막아주며, 이 내부전극(31)자체를 용해손상으로부터 막아준다. 또한 프로브헤드와 프로브몸체 사이의 기밀성을 유지시켜 주기 위해 프로브헤드(35)가 수냉식으로 되어 있으며, 상기 외부전극(32) 역시 전도성과 내열성이 있는 재질로 만들어져 슬래그에 의한 부식에 대한 저항성을 가지므로 이 외부전극(32) 또한 슬래그에 대한 보호층으로서의 역할을 한다. 따라서 상기 프로브 몸체(30)와 함께 본 발명에 따른 개재물 감지기를 더욱 콤팩트하게 할 수 있게 된다.

용융금속속으로 삽입되지 않는 튜브(30)의 상단부는 슬래그에 대한 보호재질로 만들어진 실린더(42)로 둘러싸여 있고, 이 실린더(42)아랫쪽으로 반경의 바깥쪽으로 뻗어나와 있으면서 용융금속속으로 잠겨있는 부분과 용융금속속에 잠겨지지 않는 부분을 구획하는 플랜지(41)에 의해 상기 튜브의 상단부를 용융금속의 튀김과 방출열로부터 보호해 주도록 되어 있다.

여기서 상기 슬래그 보호층은 그 두께를 1~15㎝의 범위내에서 가변할 수 있고, 튜브의 길이는 그 내경이 약 4~5㎝인 상태에서 30~40㎝로 하며, 상기 각 내부 및 외부전극(31, 32)의 두께는 대체적으로 4~10㎜하되, 일반적으로는 6㎜이상이 되게 한다.

한편, 상기 오리피스(33)에는 해당 용융금속보다 용융점이 낮은 재질로 만들어진 얇은 금속막(49)이 씌워져 프로브가 용융금속속으로 처음 주입될 때 용융금속에 의해 용해되는데, 이 금속막(49)은 프로브가 용융금속속으로 처음 삽입될 때 슬래그층을 통과하게 되므로 이 슬래그가 오리피스(33)를 통해 프로브속으로 들어가지 못하도록 하는 것이다. 이러한 금속막(49)으로 적당한 재료는 약 0.1~1/0㎜두께의 알루미늄이다.

상기 오리피스(33)의 크기는 시험하고자 하는 금속의 청정도와 이 금속에 함유되어 있는 개재물의 성질에 따라 비교적 폭넓게 가변시킬 수 있는데, 일반적으로 상기 개재물의 최소 크기는 200미크론이고, 일부 강철에서는 약 250미크론 크기의 재재물이 있기 때문에 오리피스(33)의 크기는 약 1.2mm는 되어야 하고, 또 강철에서 발견되는 알루미나 및 알루미노 실리케이트와 같은 개재물은 내화성재질에 달라 붙은 경향이 있기 때문에 상기 개재물이 오리피스에 축적되어 종국에는 이 오리피스를 부분적으로 막아 버리게 되므로 이러한 현상이 일어나지 않도록 방지하는 것이 중요하다.

이러한 현상을 적어도 줄일 수 있는 방법중의 하나는 오리피스의 입구와 출구의 모형을 부드럽게 라운드지게 하여, 프로브로 유입되는 용융금속의 흐름이 가능한한 난류화되지 않고 재순환하지 않게 하는 것인데, 튜브(30)의 재질 선택은 오리피스의 구멍형상을 그러한 연속형상(contoured)유입구로 제공하는 것이 경제적으로 용이한가 하는것에 영향을 받게된다. 예컨대 실리카튜브에 있어서는 먼저 시계 제조웅 다이아몬드 드릴을 이용하여 구멍을 뚫은 다음, 마이크로 토오치(산소-아세틸렌)로 상기 뚫은 구멍의 선단을 가열하여 실리카를 부분적으로 녹이므로써 그 표면에 가해진 에너지에 의해 구멍이 원하는 바의 형상이 되도록 한다. 이때 처음 드릴로 뚫는 구멍의 크기는 다음 과정을 거친 최종적인 오리피스의 윈하는 바 크기가 되포록 선택하여아 하는데, 좁고 길이가 긴 튜브를 프로브용으로 사용하는 경우에는 그 입구를 일반적으로 상기한 바와 같은 방법으로 형성시킬 수 있지만, 출구의 형성은 보다 어렵기 때문에, 이를 쉽게 하기 위하여 상기 오리피스를 디스크형의 인서트에 형성시킨다음 이 인서트를 튜브의 벽에 동일한 크기로 형성시킨 구멍에다 장착시키는 방법을 이용하면 된다.

한편, 교류발생과 부착물에 의한 잠재적 방해를 피하기 위한 다른 방법으로서는 유동물(용탕)의 레이놀즈수(Reynolds number)를 2000 미만으로 하는 것인데, 그 이상으로 하면 오리피스의 형상에 따튼 유체의 통로를 유선형으로 한다고 하더라도 유체의 흐름이 난류화되기 때문이다.

이 레이놀즈 수는 다음 관계식으로 주어지는바,

여기서, ρ = 유체의 밀도

V = 유동속도

d = 오리피스의 직경

μ = 유체의 점성계수이다.

상기한 바에서 ρ와 μ는 적용하는 방법에 의해 셋팅되고, V와 d만이 프로브의 설계에 의해 결정되며 , 또 이들은 상호 밀접한 관계를 가진다. 그런데 d의 선택은 측정하고자 하는 개재물의 크기에 따라 약간 제한되지만 V는 용융금속을 이동시키고자 하는 압력차에 의해 조절될 수 있다. 그리고 직경이 큰 오리피스가 필요하다면 비교적압력차를 작게하여 유동속도를 요구되는 바의 정도로 느리게 할 필요가 있다.

[재료-전극]

용융금속과 전극자이의 전기적 접촉이 좋도록 하고 LiMCA 시그날이 전기적 노이즈에 의해 불분명하게 되지 않도록 하기 위해 2개의 전극사이의 유동경로가 전기적 감지구역을 따라 전극에 대해 가능한 많은 용융금속의 접촉이 이루어지도록 하는 것이 중요한바, 전극의 재질을 적당한 것으로 선택함으로써 분명히 전극이 용융금속과 반응하지 않게 되어 전기적으로 절연시키는 산화물 또는 다른 비전도층을 형성시키지 못하게 된다.

흑연은 비용면에서 바람직한 재료이기는 하지만 몇가지의 문제가 있는바, 만약 용융금속을 이루는 금속속에 소정량의 용해되지 않은 산소(약 10ppm이상)가 함유되어 있으면 이 산소가 금속의 탄소와 반응하여 CD기포를 발생시키게 되고, 이 기포는 의사(擬似)신호를 발생시키거나 신호경로를 완전히 차단하게 되는 것이다.

이러한 문제를 해결하는데 도움이 되는 기술중의 하나는, 일반적으로 LiMCA방법을 채택할때의 실제 테스트전류를 가하기 전에 잠깐동안 강한 조절용전류를 가하여 국부적으로 산소를 연소 시키거나 오리피스내에 있는 개스필름을 제거시키는 것으로서, 이렇게 하지 않으면 상기 산소 또는 개스필름이 전극과 용융금속사이에서 전기적 저항을 증가시키게 된다.

강철용탕, 특히 함유산소레벨이 낮은 알루미늄킬드 강철용탕인 경우에 있어서는 탄소가 전기 전도성이 뛰어나고, 또 강철속에 천천히 용해되어 들어가기 때문에 좋은 재료이고, 또 저탄소강인 경우에서는 탄소가 90'c이하의 접촉각도를 가지므로, 용융금속과의 접촉상태가 비교적 좋다고 할 수 있다. 참고로 흑연을 선택하는 순수한 효과는 전극이 용융금속과 실제 순간적으로 양호한 접촉이 이루어진다는 것이다. 또한 흑연은 일반적인 강철제조온도(1500∼1650℃)에서 용해되지 않으므로 프로브 몸체를 지지하는데 필요한 기계적강도를 제공할 수가 있다. 그러나 실리카는 약 1740℃ 정도에서 녹지만 강철이 용융되는 온도에서는 약간 연화되게 되므로 프로브 몸체를 지지해주기 위한 지지구를 필요로 하게 된다.

[재료-프로브 몸체]

오리피스(33)가 형성되어 있는 프로브부분을 이루는 바람직한 전기적 절연 및 단열재료는 용융된 실리카(石英)인바, 이는 연화에 관한 문제가 있으나 쉽게 구할 수가 있고 가격이 싸며, 오리피스를 필요한대로 비교적 쉽게 형성시킬 수가 있기 때문이다. 또한 실리카는 철과 강철에 의해 화학적으로 영향을 받으므로 용융금속이 이를 통과할 때 오리피스가 깨끗해지므로(청소되므로) 좋은 상태의 신호를 얻게 된다. 그리고 상기한 바와 같은 고압의 초기 조절전류를 사용하는 것이 유익하고, 실리카와 강철사이의 접촉시간을 최대로 하는 것이 좋으며, 유동속도를 너무 빨리하는 것은 좋지 않다는 것을 알수 있었다.

기타 다른 적절한 재료로서는 이미 채택하여 왔던 보론-니트라드(BN)와 티타니아(TiZO₂)가 있는바, 이들 재료는 둘다 감지기를 상업적으로 사용할 수 없을 정도로 실리카보다 훨씬 비싸고, 상기 보론-니트라이드는 1550℃에서 강철과 접촉하는 각도가 50℃이하이고 티타니아는 철과 접촉하는 각도가 84℃라는 연구보고가 있으며, 또 상기 보론-니트라이드를 사용하면 오리피스를 쉽게 만들 수 있지만 그 선단을 라운드지게 하기가 어려운 한편, 산소 함유량이 많은 (1,000ppm이상)금속은 보론-니트라이드가 빨리 부식되기 때문에 피해야 한다.

이하 본 발명은 다음의 실례들로써 더욱 상세히 설명한다.

[실시예]

제1실시예에 있어서는 강철용탕속에 함유되어 있는 개재물의 농도를 제3도에 도시한 바와 같은 구조로 된 본 발명의 개재물 감지기를 이용해 측정한 것으로서, 이 센서는 알루미늄 프로브헤트(35)와, 강철전극봉(36,37), 흑연내부전극(31), 흑연외부전극(32), 전기적 절연체인 석영튜브(30) 및 내열고무개스킷(34)을 갖추고 있는 것이다.

측정을 실시할 때의 용탕온도는 1550℃이고 두께 10mm의 슬래그 층이 용융금속의 윗쪽에 존재하고 있었다.

다음의 테이블 1은 용융강철의 혼합물을 나타내고, 테이블 2는 용융슬래그의 혼합물을 나타낸다.

이러한 본 발명의 프로브는 용융강철속에 30분동안 담가둔 상태에서 아무런 문제없이 연속적인 측정을 할 수 있었다.

[비교 실시예 1]

이 실시예에 있어서는 프로브몸체(16)가 석영튜브로 만들어진 제2도에 도시한 바와 같은 종래 타입의 개재물감지를 사용하여, 실시예1에서와 같이 동일한 조건과 동일한 방법으로 용융강철속에 있는 개재물의 농도를 측정하였던바, 상기 프로브 몸체(16)를 용융강철속에 담근지 3분후에 프로브 내부의 압력을 16.5KPa로 낮추어 용탕의 흡입을 시작하였다. 그러나 흡입을 시작한지 15초후에 강철용탕의 온도가 연화점을 초과하고 프로브 내부가 부압상태임으로 인해 프로부 몸체는 변형이 되어 뒤틀려져 버려 더 이상의 측정이 불가능하게 되었다. 한편 프로브 헤드 (15)는 물로 냉각시켰으므로 개스킷(19)은 이 실험후에도 아직 건재하였다.

[비교 실시예 2]

이 실시예는 강철용탕속에 있는 개재물의 측정을 제4도에 도시한 바와 같은 개재물감지기를 이용하여 동일한 조건하에서 실시예1에서와 같은 방법으로 실시한 것으로서, 여기서 채택한 프로브몸체는 보론 니트라이트(BN)로 만들어져 강철용탕속에 잠기는 하부(50)와 이 하부(50)를 실리카로 만들어진 커플러(57)에 연결시키는 상부(51)로 이루어져 있고, 내부전극(52)은 실린더로 둘러 싸여진 흑연으로 되어 있으며, 별도의 외부전극은 도시되어 있지 않으나 상기 내부전극(52)은 전극봉(53)에 연결되어 있다.

그리고 상기 복합프로브몸체(50, 51)는 0-링(56)이 끼워져 있는 커플러(57)를 통해 프로브헤드(54)에 지지되어 있고, 상기 커플러는 물로 냉각되어지도록 된 프로브홀드(58)에 연결되어 지지되어 있다. 한편, 참조부호 59는 내열무기섬유와 같은 단열재로 만들어진 방열차단부재로서 용융금속에서 방열되는 열로부터 0-링(56)을 보호해 주는 것이고, 참조부호 55는 감지오리피스를 나타낸다.

프로브가 잠겨있는 용융금속은 상기 테이블 1과 그에 나타낸 바와 같은 용융강철 및 용융슬래그로 구성되어 있다.

이러한 조건하에서 실험한 본 실시예의 경우에서는 실시예 1에서와 마찬가지로 프로브몸체를 용융금속속에 담근지 3분후에 프로브몸체의 내부압력을 16.5KPa로 낮추어 흡입을 시작하였는바, 프로부 몸체내부의 용융급속 높이가 내부전극의 상단에 이르렀을 때 LiMCA신호의 검출이 시작되었고, 다음 프로브 몸체내부의 용탕높이가 소정의 레벨에 이른 후에는 프로부 몸체내부로 아르곤개스를 주입·가압하여 용탕을 방출시켰다. 이렇게 용융금속의 방출이 거의 완료된 다음, 강철용탕을 프로브몸체내부로 다시 흡입하여 개재물로 인한 신호의 검출을 2번째로 시도하였다.

그러나, 프로브내부의 강철용탕레벨이 내부전극(52)에 도달한 후 일지라도 신호검출회로를 통한 전류가 극히 불안정하고, 또 오실로스코프상에서 베이스라인(노이즈)의 요동이 개재물로 인하여 신호의 최고정점을 훨씬 초과하게 되어 신호의 검출과 측정이 불가능하였다.

이러한 이유는 용탕이 방출될 때 슬래그층과 개재물층이 직경이 작은 내부전극의 전체표면에 달라붙어 전극표면의 전도성이 현격히 감소되기 때문인 것이다.

[비교 실시예3]

이 실시예는 수냉식 프로브헤드, 또는 방열차단부재를 설치하지 않은 프로브로 실시예 1과 같은 시험을 한 것인바, 측정하고자 하는 용융금속은 1550℃에서 테이블1과 2에서 나타난 용융강철 및 슬래그로 구성되고, 이러한 용융강철속에 프로브몸체를 약 3분동안 담가둔 다음 프로브 내부의 압력을 16.5KPa로 낮추어 용융금속의 흡입과 LiMCA신호의 검출 및 측정이 시작되었다. 측정을 시작한지 3분후에 용융금속의 흡입과 방출이 어렵게되고, 신호의 검출 및 측정이 불가능하게 되었는바, 그 이유는 내열고무로 만들어진 0-링이 용융금속으로부터 방출되는 열에 의해 타버리게되어 프로브 내부의 기밀이 유지되지 못하였기 때문인 것이다.

[비교 실시예4]

이 실시예는 외부튜브와 외부전극을 장착하지 않은 프로브로 실시예 1과 같은 시험을 한 것인바, 측정하고자 하는 용융금속은 1550℃에서 테이블 1과 2에 나타낸 웅융강철 및 슬래그로 구성되고, 이러한 용융강철속에 프로브 몸체를 약 3분동안 담가둔 다음 프로브 내부의 압력을 16.5KPa로 낮추어 용융금속의 흡입과 LiMCA신호의 검출 및 측정이 시작되었다. 그러나 측정을 시작한지 5분후에 프로브몸체를 이루는 석영튜브에 용융금속으로 일부분이 용융손상을 입게 되어, 이 부분에 구멍이 나게 됨에 따라 계속적인 측정이 불가능하게 되었다.

이상의 결과를 요약하여 용융금속속에서의 프로브 사용수멍과 이들 유니트의 비용을 다음의 테이블3에서 비교하여 나타내었는바, 본 발명에 따른 프로브는 그 제조비용면에서 특히 값이 비싸지 않고 사용수명면에서 압도적으로 우세한 것을 알 수 있다.

※ 주 : 비용은 프로브 홀터와 프로브 헤드를 포함하지 않은 것임.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 개재물감지기는 용융점이 높은 용융강철과 같은 용융금속속에 있는 개재물을 연속적으로 측정할 수가 있음을 알 수가 있고, 이러한 연속적인 측정을 30분이상 지속할 수가 있어 실제 사용상 아주 우수한 개재물감지기라 할 수 있다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 오리피스(종래기술) 12 : 비전도체 입자(종래기술)

14 : 전기적 전도유체(종래기술) 15 : 수냉식 프로브 헤드(종래기술)

16 : 프로브 몸체(종래기술) 17 : 오리피스(종래기술)

18 : 내부전극(종래기술) 19 : 튜브/헤드개스킷(종래기술)

20 : 헤드/전극개스킷(종래기술) 21 : 압력 흡배기 파이프(종래기술)

22 : 별도외부전극(종래기술) 30 : 튜브

31 : 내부전극 32 : 외부전극

33 : 오리피스 34 : 개스킷

35 : 프로브 헤드 36 : 전극봉

37 : 전극봉 40 : 커버

42 : 실린더 43 : 선단부

44 : 구멍 45 : 구멍

46 : 파이프 47 : 구멍

48 : 용탕수용체임버 49 : 금속막

50 : 하부(종래기술) 51 : 상부(종래기술)

52 : 전극(종래기술) 53 : 전극봉(종래기술)

54 : 프로브 헤드(종래기술) 55 : 오리피스(종래기술)

56 : 0-링(종래기술) 57 : 커플러(종래기술)

58 : 프로브 홀더(종래기술) 59 : 차단부재(종래기술)

Claims (7)

1. 용융금속 속에 잠겨져 있는 상태에서 전기적 감지구역(electric sensing zone-ESZ) 방법에 의한 용융금속중의 개재물을 검출하도록 된 용융금속 개재물 감지기로서, 상기 감지기는 프로브헤드(35)와, 이 프로브헤드에 지지된 프로브몸체로 구성되고, 이 프로브몸체는 상단과 하단을 가지고 있으며, 이 프로브몸체가 이동하여 용융금속내에 그 하단이 잠겨져 그 용융금속에 의하여 가열되고, 상기 프로브몸체는, 상기 프로브헤드에 계합(係合) 지지되는 전기적 절연재질로 되고 길게 뻗어있는 절연튜브(30)로 구성되고, 이 절연튜브는 상기 프로브몸체의 상단좌 하단에 각각 대응하는 상단과 하단을 가지고 있으며, 또한 상기 프로브몸체는, 상기 절연튜브(30)의 하단으로부터 이 절연튜브의 길이의 중간위치로 뻗도록 이 절연튜브의 내부벽에 설치된 전기적으로 전도되는 내통체의 형태를 가진 내부전극(31)으로 구성되어 있으며, 상기 내통체전극은 용융금속이 상기 절연튜브의 상단으로 이동하는 것을 막고 용융금속 수용체임버에 있는 용융금속의 열로부터 상기 절연튜브의 상단을 차폐하여 주도록 횡방향으로 뻗어있고 열절연성인 커버부재가 상단에 있는 용융금속 수용체임버와, 상기 프로브몸체가 용융금속에 삽입되었을 때 상기 절연튜브의 하부단으로부터 상기 절연튜브의 중간위치 및 용융금속 위로 뻗도록 상기 절연튜브의 외벽에 설치된 전기적으로 전도되는 외통체의 형태를 가진 외부전극(32)으로 구성되고, 상기 외통체전극(32)은 상기 절연튜브의 상단을 용융금속으로부터 나오는 열로부터 차폐해주는 원주형의 차폐체(Shield)를 그 상단에 가지고 있으며, 상기 내통체 및 외통체전극은 적어도 그 내외통체들이 설치되고 사용할 때에 용융금속속에 잠기는 절연튜브의 부분에 대하여 물리적 지지를 제공하고, 상기 절연튜브 및 내외통 전극은 용융금속 수용체임버와 용융금속 사이의 용융금속의 유입 및 유출을 위한 관통용 오리피스를 포함하고 있도록 구성된 용융금속 개재물의 연속측정용 감지기.
2. 제1항에 있어서, 상기 프로브몸체를 지지하는 프로브헤드(35)를 수냉구조로 하는 용융금속 개재물의 연속측정용 감지기.
3. 제1항에 있어서, 상기 절연튜브(30)은 석영제이고 상기 내부 및 외부 전극(31, 32)이 흑연제로 된 용융금속 개재물의 연속측정용 감지기.
4. 제1항에 있어서, 상기 프로브몸체가 용융금속속에 삽입되었을 때 이프로브몸체를 용융금속 표면의 슬래그로부터 차폐하기 위하여 외통체(32)의 상부의 프로브몸체의 상단부에 배치된 슬래그 보호용 물질의 실린더(42)를 가진 용융금속 개재물의 연속측정용 감지기 .
5. 제1항에 있어서, 상기 프로브는 용융금속의 온도보다 용융점이 낮은 재질로 구성된 외부 금속막(49)은 상기 오리피스(33)를 막아주도록 설치되고, 상기 금속막(49)은 슬래그가 상기 용융금속 수용체임버(48)에 들어감이 없이 프로브가 용융금속의 표면에 있는 슬래그층을 통과할 수 있도록 된 용융금속 개재물의 연속측정용 감지기.
6. 제1항에 있어서, 상기 오리피스(33)는 연속형상(contoured profile)으로 되고 그 선단이 라운드진 형상으로되어 이를 통과하는 용융금속의 난류를 감소시키도록 부드러운 출입구로 된 용융금속 개재물의 연속측정용 감지기.
7. 제1항에 있어서, 용융금속이 프로브로 유입되는 비율이 레이놀즈 상수가 2,000미만으로 된 용융금속 개재물의 연속측정용 감지기.