KR100293285B1 - 스키드버튼을이용한슬리브의표면온도측정방법 - Google Patents

스키드버튼을이용한슬리브의표면온도측정방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 슬라브의 표면온도 측정방법으로서, 내화물(11)로 둘러싸이도록 수냉관(12)에 스키드 버튼(13)을 설치하고, 스키드 버튼(13)내부에 쉬스형 열전대(14),(14')를 설치하여 열전대(14),(14')로 각각 슬라브(2) 표면과 접촉된 스키드 버튼(13) 내부의 온도(T1),(T2)를 측정하며, 측정된 온도(T1),(T2)로 식(L1: 슬라브 표면과 열전대(14)까지의 거리, L2: 슬라브의 표면과 다른 열전대(14')까지의 거리)에 의해 슬라브의 표면온도(TS)를 구함으로써 슬라브 표면 온도측정의 안정성과 정확도를 크게 높일 수 있는 장점이 있는 스키드 버튼을 이용한 슬라브의 표면온도 측정방법이다.

Description

스키드 버튼을 이용한 슬라브의 표면온도 측정방법
본 발명은 슬라브의 표면온도 측정방법에 관한 것으로서, 특히 슬라브와 직접 접촉하고 있는 스키드 버튼의 두지점 온도를 측정하여 슬라브의 온도를 계산함으로써 슬라브 온도측정의 안정성과 정확도를 높일 수 있는 스키드 버튼을 이용한 슬라브의 표면온도 측정방법에 관한 것이다.
일반적으로 가열로는 압연온도를 확보하기 위해 상온부터 철의 재결정 온도인 1300℃ 까지 가열시키게 되는데 가열로 내에서 슬라브의 온도를 정확히 아는 일은 대규모의 에너지를 소비하는 가열공정에서의 연료절감과 압연을 위한 적정온도확보 등에 직접적인 영향을 미치며 압연기의 과부하 방지, 균열도 증가로 인한 제품의 품질향상에도 필수적이다.
도 1은 종래 슬라브의 표면온도 측정방법을 설명하기 위한 가열로 내부의 개략적인 측면도로서, 가열원인 화염(4; 연소가스)과 가열대상인 슬라브(2)와, 상기 슬라브(2)를 떠받치고 있는 스키드빔(1)과, 슬라브(2)의 온도를 측정하기 위한 복사온도계(3)의 설치상태를 보여주고 있다.
가열로내에서 슬라브(2)의 표면온도를 측정하는 종래의 방법은 로상부에 복사온도계(3)를 설치하고 화살표가 가리키는 슬라브(2)의 표면으로부터 방출되는 복사에너지량을 측정하여 온도로 환산하는 방식이다.]
상기 방법은 슬라브 표면의 복사율이 슬라브의 표면상태에 민감하게 변화할 뿐 아니라 화염에서 방출하는 복사에너지가 오차요인으로 작용하여 로내 연소상황변화에 따라 측정온도가 매우 불안정하며 연소가스와 화염이 혼합적으로 존재하는 공간에서는 정확도가 매우 낮아 일반적인 측정오차가 수십℃에 달하는 문제점이 있었다.
또한, 복사온도계(3)의 설치가 매우 어렵고 유지, 보수가 힘들다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 실정을 감안하여 종래 슬라브의 표면온도 측정방법이 갖는 문제점을 해결하고자 발명한 것으로서, 슬라브와 직접접촉하고 있는 스키드 버튼의 두지점 온도를 측정하여 슬라브의 온도를 계산함으로써 슬라브 온도측정의 안정성과 정확도를 높일 수 있는 스키트 버튼을 이용한 슬라브의 표면온도 측정방법을 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 종래 슬라브의 표면온도 측정방법을 설명하기 위한 가열로 내부의 개략적인 측면도.
도 2는 스키드빔 위에 얹힌 슬라브를 내려다본 도면.
도 3 (가)는 스키드빔의 구조도.
도 3 (나)는 스키드버튼 부근의 상세도.
도 4는 본 발명 스키드버튼을 이용한 슬라브의 표면온도 측정방법을 설명하기 위한 도면이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 스키드빔 2 : 슬라브
3 : 복사온도계 4 : 화염(연소가스)
11 : 내화물 12 : 수냉관
13 : 스키드버튼 14,14' : 열전대
15 : 냉각수
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 슬라브의 표면온도 측정방법은, 내화물(11)로 둘러싸인 수냉관(12)의 상부에 슬라브(2)를 지지하는 다수개의 스키드 버튼(13)을 설치하고, 상기 스키드 버튼(13) 중 하나의 내부에 슬라브(2)까지의 거리(L1)(L2)를 달리하는 2개의 시스형 열전대(14),(14')를 설치하고, 상기 각각의 시스형 열전대(14),(14')로부터 측정한 각각의 온도(T1)(T2)를 측정한 다음, 하기의 수학식에 의하여 슬라브의 표면온도(TS)를 구하는 것을 특징으로 한다.
(L1: 슬라브 표면과 열전대(14)까지의 거리, L2: 슬라브의 표면과 다른 열전대(14')까지의 거리)
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명 슬라브의 표면온도 측정방법을 상세하게 설명한다.
도 2는 스키드 빔(1)위에 얹힌 슬라브(2)를 내려다본 도면으로서, 도 2의 13이 스키드 버튼으로 도 3에 나타낸 바와 같이, 2개의 열전대(14),(14')를 구성하여 스키드 버튼(13)내의 두지점의 온도를 측정한다.
도 3 (가)는 스키드 빔(1)의 구조도로서, 수냉관(12)이 내화물(11)에 둘러쌓여 있고 수냉관(12)에 부착된 스키드 버튼(13)이 직접적으로 슬라브(2)를 지지하고 있다.
본 발명의 적용을 위해 스키드 버튼(13) 내부에 직경 3mm의 쉬스형 열전대(14),(14') 2개를 설치하고, 열전대(14),(14')의 다른쪽은 수냉관(12)과 내화물(11) 사이에 묻어 가열로 외부로 빼낸다.
도 3 (나)는 스키드 버튼 부근의 상세도로서, 스키드 버튼(13)의 상부는 슬라브(2)와 접하고 하부는 수냉관(12)과 접한다.
이와 같이 열전대(14),(14') 설치를 위해 스키드 버튼(13) 하부를 드릴가공하며, 15는 수냉관(12)에 흐르는 냉각수를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명 슬라브의 표면온도 측정방법을 설명하기 위한 도면으로서, T1과 T2는 열전대(14),(14')로 측정한 온도값이다.
슬라브(2)의 하중으로 인해 슬라브(2)의 표면과 스키드 버튼(13)과의 접촉성은 매우 강하므로, 스키드 버튼(13)의 상부온도 슬라브(2)의 표면온도 TS이고, 스키드 버튼(13)의 하부온도는 수냉관(12)의 표면온도 TW이다.
열에너지는 열역학 제 2 법칙에 의하여 고온의 슬라브(2)로부터 상대적으로 저온인 스키드 버튼(13)을 통해 수냉관(12)으로 이동하므로 스키드 버튼(13)내의 두 지점의 온도 T1, T2는 TS> T1> T2> TW의 관계를 갖는다.
슬라브(2)의 표면과 깊은 구멍 끝과의 거리 L1이 작을수록(5mm 이하가 바람직함) 이 지점의 온도 T1은 슬라브(2)의 표면온도에 접근하며, 슬라브(2)의 정확한 온도는 바로 아래 지점의 온도 T2를 측정한 후 열의 전도원리를 이용하여 계산할 수 있다.
열전대(14),(14')를 이용하여 측정한 두지점에서의 온도값 T1, T2를 이용하여 슬라브(2)의 온도 TS를 계산하는 수식은 다음과 같다.
먼저, 스키드 버튼(13) 상부에서 하부로 전달되는 단위면적당 열유속은 퓨리에(Fourier)의 열전도법칙에 의해
(k : 스키드 버튼의 열전도율)
으로 주어진다.
따라서 상기 식으로부터 슬라브(2)의 표면온도(TS)를 구하는 하기의 수학식 1을 구할 수 있다.
예컨대, L1= 3mm, L2= 5mm이고, T1= 1208℃, T2= 1203℃ 일 때 슬라브(2)의 표면온도(TS)는
이다
예컨대, L1= 3mm, L2= 5mm이고, T1= 1208℃, T2= 1203℃ 일 때 슬라브(2)의 표면온도(TS)는
이다.
상기한 바와 같이 본 발명 슬라브의 표면온도 측정방법에 의하면 가열로내 슬라브 표면온도측정에 있어서 슬라브와 직접 접촉하고 있는 스키드 버튼의 두지점 온도를 측정하여 슬라브의 표면온도를 계산함으로써 슬라브 표면 온도측정의 안정성과 정확도를 크게 높일 수 있는 장점이 있다.

Claims (1)

  1. 내화물(11)로 둘러싸인 수냉관(12)의 상부에 슬라브(2)를 지지하는 다수개의 스키드 버튼(13)을 설치하고, 상기 스키드 버튼(13) 중 하나의 내부에 슬라브(2)까지의 거리(L1)(L2)를 달리하는 2개의 시스형 열전대(14),(14')를 설치하고, 상기 각각의 시스형 열전대(14),(14')로부터 측정한 각각의 온도(T1),(T2)를 측정한 다음, 하기의 수학식에 의하여 슬라브의 표면온도(TS)를 구하는 것을 특징으로 하는 스키드 버튼을 이용한 슬라브의 표면온도 측정방법.
    (L1: 슬라브 표면과 열전대(14)까지의 거리, L2: 슬라브의 표면과 다른 열전대(14')까지의 거리)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06213731A (ja) * 1993-01-21 1994-08-05 Toshiba Corp 熱電対装置

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