KR100403462B1 - Temperature measuring device for tundish - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제철소에서 고온의 용강을 담는 용기인 턴디쉬(tundish)의 예열시, 시간경과에 따른 턴디쉬 내화벽의 두께 깊이에 대한 온도분포를 연속적으로 측정하므로써, 턴디쉬의 예열작업에 대한 온라인(online) 패턴관리가 가능한 온도 측정장치를 제공하려는 것이다.According to the present invention, when preheating a tundish, a container containing high temperature molten steel in a steel mill, the temperature distribution of the thickness of the tundish fireproof wall is continuously measured by time, thereby making it possible to provide on-line preheating operation of the tundish. The company aims to provide a temperature measuring device capable of online pattern management.
본 발명의 온도 측정장치는 상기 고온의 용강을 담는 용기의 온도분포를 측정한다. 그러한 본 발명의 온도 측정장치는 상기 용기의 내면과 하부(101)의 밑면이 동일면을 이루도록, 상기 용기의 구멍에 삽입되는 몸체부(100)를 갖는다. 또한, 본 발명의 온도 측정장치는 상기 몸체부(100) 축심의 밑면에서 순차적인 높이를 갖게 두께 깊이방향으로 배치된 다수의 온도센서(110, 111)들을 포함한다. 또한, 본 발명의 온도 측정장치의 온도센서(110, 111)들은 열원으로부터 동일한 거리에 떨어진 상기 몸체부(100)의 밑면에서부터 온도분포를 측정하므로써, 상기 몸체부(100)의 온도분포와 동일한 상기 용기의 두께 깊이방향의 온도분포를 시간에 따라 연속적으로 측정할 수 있다.The temperature measuring device of the present invention measures the temperature distribution of the vessel containing the hot molten steel. Such a temperature measuring device of the present invention has a body portion 100 that is inserted into the hole of the container, such that the inner surface of the container and the bottom surface of the bottom 101 is the same surface. In addition, the temperature measuring device of the present invention includes a plurality of temperature sensors (110, 111) disposed in the thickness depth direction to have a sequential height at the bottom of the body portion 100 axis. In addition, the temperature sensors 110, 111 of the temperature measuring device of the present invention by measuring the temperature distribution from the bottom surface of the body portion 100 at the same distance from the heat source, the same as the temperature distribution of the body portion 100 The temperature distribution in the thickness depth direction of the vessel can be measured continuously over time.
Description
본 발명은 턴디쉬용 온도 측정장치에 관한 것이며, 특히, 제철소에서 고온의 용강을 담는 용기인 턴디쉬(tundish)의 예열시, 턴디쉬 내화벽의 두께 깊이에 따른 온도를 측정하는 온도 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a temperature measuring device for tundish, and more particularly, to a temperature measuring device for measuring the temperature according to the thickness depth of the tundish fireproof wall during preheating of the tundish, which is a container containing hot molten steel in a steel mill. It is about.
일반적으로 제철소에는 연주공정이 있다. 이런 연주공정에서는 도 1a에 도시된 바와 같이, 1600℃의 액체 용강을 고체의 사각 슬랩(1;slab)으로 만드는데 사용되는 턴디쉬 설비가 있다. 이런 턴디쉬 설비에는 고온의 용강 300톤을 담는 용기인 래들(2;ladle)로부터 상기 슬랩(1)을 인발하기 위한 주형으로 사용되는 몰드(3 ; mold)로 상기 용강을 유도하기 위한 중간 용기인 턴디쉬(10)가 사용된다.In general, steel mills have a playing process. In this playing process, as shown in FIG. 1A, there is a tundish facility used to make solid molten steel at 1600 ° C. into a solid square slab (1; slab). In this tundish facility, an intermediate container for guiding the molten steel from a ladle (ladle), which is a container containing 300 tons of hot molten steel, to a mold (3; mold) used as a mold for drawing the slab 1 is used. Tundish 10 is used.
턴디쉬(10)는 화염에 견딜 수 있게 철판으로 에워싸여 있고, 그 내화벽은 약 150㎜의 내화벽돌로 축조되어 있다. 또한, 턴디쉬(10)의 하부는 용강을 몰드(3)에 인발시키기 위한 노즐게이트(17)가 형성되어 있다. 이런 노즐게이트(17)는 용강의 예열시 폐쇄되게 되어 있다. 이런 턴디쉬(10)는 래들(2)로부터 용강을 소정시간동안 네번에 걸쳐 충진 받을 경우에, 내화벽돌의 용선(鎔銑)에 대한 화학반응으로 상기 내화벽돌이 침식되기 때문에, 정비작업장에서 내화벽돌을 재축조 사용한다.The tundish 10 is surrounded by an iron plate to withstand the flame, and the fire wall is constructed of a fire brick of about 150 mm. Further, the lower portion of the tundish 10 is formed with a nozzle gate 17 for drawing molten steel into the mold 3. This nozzle gate 17 is to be closed during preheating of the molten steel. When the tundish 10 is filled with molten steel four times for a predetermined time from the ladle 2, the refractory brick is eroded by the chemical reaction to the molten iron of the refractory brick. Rebuild the bricks.
또한, 턴디쉬(10)에는 커버(15)가 장착되어 있다. 이런 커버(15)는 도 1b에 보이듯이, 상기 턴디쉬(10)의 내화벽과 동일한 재질의 내화벽돌로 약 250㎜의 두께로 형성되어 있다. 그러한 커버(15)에는 가열장치(14)의 버너(13)에 형성된 화염배출구(12)를 삽입시킬 수 있는 세개의 화염유입구멍(14)들이 형성되어 있고, 또한,주조시 용강의 온도를 측정하는 일반적인 온도계인 열전쌍(thermocouple)을 직접 삽입시킬 수 있게 형성된 두개의 측온구멍(18)들이 형성되어 있다.In addition, the cover 15 is attached to the tundish 10. This cover 15 is formed of a firebrick of the same material as that of the tundish 10 and is formed to a thickness of about 250 mm, as shown in FIG. Such a cover 15 is formed with three flame inlet holes 14 through which the flame outlet 12 formed in the burner 13 of the heating device 14 can be inserted, and the temperature of the molten steel is measured during casting. Two temperature measuring holes 18 are formed to directly insert a thermocouple, which is a general thermometer.
상기 커버(15)를 갖는 턴디쉬(11)는 주조 전 예열위치(5, 6)에서 턴디쉬(11)를 다수의 버너(13)가 구비한 가열장치(14)에 의해서 예열된다. 이런 턴디쉬(10)는 턴디쉬 카에 의해서 레일(4)의 예열 위치(5, 6)와 주조 위치(7)를 좌우로 이동하는 하게 되어 있다.The tundish 11 with the cover 15 is preheated by a heating device 14 having a plurality of burners 13 with the tundish 11 at preheating positions 5, 6 before casting. This tundish 10 is to move the preheating position (5, 6) and the casting position (7) of the rail (4) to the left and right by the tundish car.
그리고, 상기 가열장치(14)는 상기 다수의 버너(13)를 승강 및 하강시킬 수 있는 작동암(16)을 갖고 있다. 이런 작동암(16)의 하강 작동시에는 버너(13)의 화염배출구(12)에서 일산화탄소 가스 및 공기로 이루어진 혼합가스로 만들어진 고온의 화염이 분사된다. 이렇게 분사된 고온의 화염은 상기 커버(15)에 형성된 화염유입구멍(14)들을 통하여 턴디쉬(11)의 내부로 전달되고, 턴디쉬(11)의 내화벽과 커버(15)를 예열시킨다.The heater 14 has an operating arm 16 capable of raising and lowering the plurality of burners 13. During the lowering operation of the operating arm 16, a high temperature flame made of a mixed gas made of carbon monoxide gas and air is injected from the flame outlet 12 of the burner 13. The hot flame sprayed in this way is transferred to the inside of the tundish 11 through the flame inlet holes 14 formed in the cover 15, and preheats the fire wall and the cover 15 of the tundish 11.
이런 턴디쉬(10, 11)는 상기 래들(2)로부터 공급되는 용강에 대하여 하중에 의한 비산을 방지하고, 용강을 안정되게 몰드(3)로 유동시키는 역할을 한다. 또한, 턴디쉬(10, 11)는 주조 시간의 경과에 따른 온도 저하를 방지하고, 인발 속도와, 주조폭 등과 같은 연주 인발조건에 맞게 하부 게이트 레벨 제어에 의해서, 일정량의 용강을 몰드(3)로 공급시키는데 사용한다.These tundishes 10 and 11 prevent scattering due to load with respect to the molten steel supplied from the ladle 2 and serve to stably flow the molten steel into the mold 3. In addition, the tundish 10, 11 prevents a temperature drop with the passage of the casting time and molds a predetermined amount of molten steel by controlling the lower gate level according to the drawing speed and the drawing drawing conditions such as casting width. Used to feed
상기와 같은 턴디쉬(10, 11)를 사용하는 제철소의 연주공정에서는 연속주조를 수행하기 위해서, 용강온도 관리범위인 1530℃ 또는 1557℃의 기준온도에서 ±30℃의 온도편차를 갖게 철강의 종류에 따라 턴디쉬(10, 11)의 예열 온도를 관리한다. 이때, 관리범위 이하의 온도로 턴디쉬(10, 11)를 예열시킬 경우에는 주조가 불가능하다. 그리고, 턴디쉬(10, 11)를 각기 다른 철강 종류의 기준온도에 맞게 충분히 예열시키지 못할 경우에는 상기 래들(2)로부터 유입되는 용강의 온도가 시간에 따라 점점 낮아져 턴디쉬(10, 11)의 노즐게이트(17)와 턴디쉬 슬라이드 케이트(18 ; tundish slide gate)의 막힘 현상을 유발시킨다. 이렇게 턴디쉬(10, 11)의 상기 게이트(17, 18)들에 막힘현상이 유발될 경우에는 주물 생산중단 및 진행중인 상기 래들(2)의 용강의 회송과 그 후속 래들의 계획에 차질을 준다. 또한, 적정온도로 관리되지 못한 용강은 슬랩(1)의 내부 조직의 불균일을 초래하여 후공정에서의 압연시 불량제품의 발생 원인이 된다.Type of steel that has a temperature deviation of ± 30 ° C at a reference temperature of 1530 ° C or 1557 ° C, which is a molten steel temperature management range, in order to perform continuous casting in a steel mill using the tundish 10 and 11 as described above. According to the management of the preheating temperature of the tundish (10, 11). At this time, when preheating the tundish (10, 11) to a temperature below the management range, casting is impossible. And, if the tundish (10, 11) is not sufficiently preheated to the reference temperature of different steel types, the temperature of the molten steel flowing from the ladle (2) is gradually lowered with time, so that the tundish (10, 11) of the tundish (10, 11) It causes clogging of the nozzle gate 17 and the tundish slide gate 18. This blockage in the gates 17, 18 of the tundish 10, 11 disrupts the casting production and impedes the return of the molten steel of the ladle 2 in progress and the subsequent ladle planning. In addition, molten steel that is not managed at an appropriate temperature causes non-uniformity of the internal structure of the slab 1, which causes the occurrence of defective products during rolling in the post process.
따라서, 상기 슬랩(1)을 제작하는 용강을 몰드(3)로 주입하는 공정에 사용되는 턴디쉬(10, 11)의 예열 온도를 정확하게 측정하기 위해서, 상기 턴디쉬(10, 11)의 두께 깊이에 대한 온도분포를 측정하는 것이 매우 중요하다.Therefore, in order to accurately measure the preheating temperature of the tundishes 10 and 11 used in the process of injecting the molten steel for producing the slab 1 into the mold 3, the thickness depths of the tundishes 10 and 11 are measured. It is very important to measure the temperature distribution for.
종래 기술에 따른 턴디쉬의 온도 측정 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 턴디쉬(10)의 내화벽(19)에 균열이 생성되어서, 내부에 채워질 용강이 외부로 누설되는 것을 사전에 방지하도록, 다수의 일반적인 열전쌍(thermocouple)과 같은 온도센서(21, 22)들이 내화벽(19)에 일체형으로 설치되어 있는 것이다. 이렇게 턴디쉬(10)의 내화벽(19)에 설치된 온도센서(21, 22)들은 용탕누설 검출부(20)에 전기적으로 접속되어 있다. 이런 용탕누설 검출부(20)는 상기 온도센서(21, 22)들에서 측정한 온도로 턴디쉬(10)의 내화벽(19)에 발견될 수 있는 균열을 예측하므로써, 턴디쉬(10)에 채워질 용강의 누설여부를 판단 할 수 있다.The temperature measurement device of the tundish according to the prior art, as shown in Figure 2, so that cracks are generated in the fire-resistant wall 19 of the tundish 10, in order to prevent the molten steel to be filled inside to leak to the outside in advance In addition, a plurality of temperature sensors 21 and 22 such as thermocouples are integrally installed on the fireproof wall 19. Thus, the temperature sensors 21 and 22 provided in the fireproof wall 19 of the tundish 10 are electrically connected to the molten metal leakage detection part 20. As shown in FIG. The melt leakage detection unit 20 may be filled in the tundish 10 by predicting a crack that may be found in the fire wall 19 of the tundish 10 at the temperature measured by the temperature sensors 21 and 22. The leakage of molten steel can be judged.
그러나, 종래 기술에 따른 온도 측정장치는 턴디쉬의 내화벽에 설치된 다수의 온도센서들로 내화벽의 소정지점의 온도를 단순 측정하기 때문에, 상기 내화벽의 두께 깊이에 대한 온도분포를 측정할 수 없다.However, since the temperature measuring device according to the prior art simply measures the temperature of a predetermined point of the fireproof wall with a plurality of temperature sensors installed on the fireproof wall of the tundish, the temperature distribution of the thickness depth of the fireproof wall can be measured. none.
또한, 종래의 온도 측정장치는 상기와 같이 턴디쉬의 내화벽의 두께 깊이에 대한 온도분포를 측정할 수 없기 때문에, 턴디쉬를 적정온도로 예열시키는 온도 관리를 수행할 수 없고, 턴디쉬 예열의 패턴 관리를 할 수 없는 단점이 있다.In addition, since the conventional temperature measuring device cannot measure the temperature distribution of the thickness depth of the fire wall of the tundish as described above, it is not possible to perform temperature management for preheating the tundish to an appropriate temperature, There is a disadvantage that pattern management is not possible.
그리고, 제철소에서는 상기 종래의 온도 측정장치를 사용하지 않고, 작업자가 커버의 측온구멍에 온도계를 직접 삽입시켜 턴디쉬의 예열 온도를 측정하였다. 이때, 작업자는 턴디쉬 내부의 분위기 온도를 측정할 수 있다. 그리고, 작업자는 상기 고온측정장치가 측정한 턴디쉬의 분위기 온도를 기준으로, 턴디쉬의 온도를 추정할 수 있었다.In the steel mill, the operator did not use the conventional temperature measuring device, and the operator directly inserted the thermometer into the temperature measuring hole of the cover to measure the preheating temperature of the tundish. At this time, the operator can measure the ambient temperature inside the tundish. And, the operator was able to estimate the temperature of the tundish on the basis of the ambient temperature of the tundish measured by the high temperature measuring device.
그러나, 상기와 같은 턴디쉬 예열 온도 측정방법은 단순히 턴디쉬의 내부로 분사되는 화염에 위한 분위기 온도를 추정하기 때문에, 턴디쉬의 두께 깊이에 대한 온도분포를 정확하게 측정할 수 없는 단점이 있다.However, the method of measuring the tundish preheating temperature as described above simply estimates the ambient temperature for the flame sprayed into the tundish, and thus has a disadvantage in that the temperature distribution of the thickness of the tundish cannot be accurately measured.
또한, 상기 턴디쉬 예열 온도 측정방법은 연속적인 턴디쉬의 두께 깊이에 대한 온도분포의 측정이 불가능하기 때문에, 턴디쉬 예열의 패턴 관리와 상위 공정간의 정보공유가 불가능 하였다.In addition, the method of measuring the tundish preheating temperature cannot measure the temperature distribution with respect to the thickness depth of the continuous tundish, and thus it is not possible to share the information between the pattern management of the tundish preheating and the higher process.
본 발명은 앞서 설명한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 턴디쉬의 예열시 시간경과에 따른 턴디쉬 내화벽의 두께 깊이에 대한 온도분포를 연속적으로 측정하므로써, 턴디쉬의 예열작업에 대한 온라인(online) 패턴관리가 가능한 온도 측정장치를 제공하려는 것이다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, by preheating the tundish by continuously measuring the temperature distribution on the thickness depth of the tundish fireproof wall over time during the preheating of the tundish The company intends to provide a temperature measuring device capable of online pattern management.
도 1a는 일반적인 턴디쉬 설비를 설명하기 위한 정면도.Figure 1a is a front view for explaining a general tundish facility.
도 1b는 도 1a에 도시된 턴디쉬를 상부에서 바라본 평면도.FIG. 1B is a plan view of the tundish shown in FIG. 1A seen from above. FIG.
도 2는 종래 기술에 따른 턴디쉬용 온도 측정장치의 구성을 설명하기 위한 도면.2 is a view for explaining the configuration of a tundish temperature measuring apparatus according to the prior art.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 온도 측정장치의 구성을 설명하기 위한 도면.3 is a view for explaining the configuration of a temperature measuring device according to an embodiment of the present invention.
도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 온도 측정장치의 중요부위를 설명하기 위한 단면도 및 저면도.4A and 4B are a cross-sectional view and a bottom view for explaining an important part of the temperature measuring device shown in FIG.
도 5는 도 3에 도시된 온도 측정장치의 장착방법을 설명하기 위한 정면도.5 is a front view for explaining a mounting method of the temperature measuring device shown in FIG.
도 6은 도 3에 도시된 온도 측정장치의 작동방법을 설명하기 위한 측면도.6 is a side view for explaining a method of operating the temperature measuring device shown in FIG.
♠ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠♠ Explanation of symbols on the main parts of the drawing ♠
100 : 몸체부 110, 111 : 온도센서100: body 110, 111: temperature sensor
112 : 광센서 120 : 고정판112: light sensor 120: fixed plate
121 : 고정볼트 140 : 고정파이프121: fixed bolt 140: fixed pipe
201, 202 : A/D변환기 204, 205 : 밸브201, 202: A / D converter 204, 205: valve
앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 고온의 용강을 담는 용기의 온도를 측정하는 온도 측정장치가 제공된다. 그러한 본 발명의 온도 측정장치는 상기 용기의 내면과 하부의 밑면이 동일면을 이루도록, 상기 용기의 구멍에 삽입되는 몸체부를 포함한다. 또한, 본 발명의 온도 측정장치는 상기 몸체부 축심의 밑면에서 순차적인 높이를 갖게 두께 깊이방향으로 배치된 다수의 온도센서들을 포함한다. 그러한 본 발명의 온도 측정장치의 온도센서들은 열원으로부터 동일한 거리에 떨어진 상기 몸체부의 밑면에서부터 온도분포를 측정하므로써, 상기 몸체부의 온도분포와 동일한 상기 용기의 두께 깊이방향의 온도분포를 시간에 따라 연속적으로 측정할 수 있다.According to the present invention for achieving the object as described above, there is provided a temperature measuring device for measuring the temperature of the vessel containing the hot molten steel. Such a temperature measuring device of the present invention includes a body portion inserted into the hole of the container, such that the inner surface and the bottom of the lower portion of the container make the same surface. In addition, the temperature measuring device of the present invention includes a plurality of temperature sensors disposed in the thickness depth direction to have a sequential height at the bottom of the body shaft axis. Such temperature sensors of the temperature measuring device of the present invention continuously measure the temperature distribution in the thickness and depth direction of the container equal to the temperature distribution of the body part by time by measuring the temperature distribution from the bottom surface of the body part spaced from the same distance from the heat source. It can be measured.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 온도센서들은 상기 열원에서 발산되는 방사광(radiant light)을 감지하는 광섬유로서, 상기 몸체부의 두께 깊이에 따른 광의 휘도를 전기신호로 변환하는 광센서들과 전기적으로 접속되며, 상기 광센서들에 전달된 상기 용기의 두께 깊이방향의 온도분포를 시간에 따라 연속적으로 측정할 수 있는 온도 측정장치가 제공된다.In addition, according to the present invention, the temperature sensors are optical fibers that detect radiant light emitted from the heat source, and are electrically connected to optical sensors that convert brightness of light according to the thickness depth of the body into an electrical signal. A temperature measuring device capable of continuously measuring the temperature distribution in the thickness depth direction of the container transmitted to the optical sensors with time is provided.
아래에서, 본 발명에 따른 온도 측정장치의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명하겠다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings a preferred embodiment of the temperature measuring device according to the present invention will be described in detail.
도면에서, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 온도 측정장치의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 4a 및 도 4b는 도 3에 도시된 온도 측정장치의 중요부위를 설명하기 위한 단면도 및 저면도이며, 도 5는 도 3에 도시된 온도 측정장치의 장착방법을 설명하기 위한 정면도이고, 도 6은 도 3에 도시된 온도 측정장치의 작동방법을 설명하기 위한 측면도이다.3 is a view for explaining the configuration of the temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, Figures 4a and 4b is a sectional view and a bottom surface for explaining the important parts of the temperature measuring apparatus shown in FIG. FIG. 5 is a front view illustrating a mounting method of the temperature measuring device shown in FIG. 3, and FIG. 6 is a side view illustrating the operating method of the temperature measuring device shown in FIG. 3.
도 3에 있어서, 본 발명의 한 실시예에 따른 온도 측정장치는 턴디쉬의 온도분포를 측정하여 작업자에게 표시함과 동시에 저장하며, 온도분포에 따라 밸브를 통해 전달되는 가열장치의 버너용 연료를 제어하므로써, 상기 턴디쉬의 온도를 온라인으로 제어하기 위한 제어시스템과 함께 사용된다.In Figure 3, the temperature measuring device according to an embodiment of the present invention measures the temperature distribution of the tundish to display and store at the same time to the operator, and stores the fuel for the burner of the heating device delivered through the valve in accordance with the temperature distribution By controlling, it is used in conjunction with a control system for online control of the temperature of the tundish.
그러한 제어시스템은 본 발명의 온도 측정장치의 온도센서(110, 111)들로부터 측정된 온도분포를 디지털 신호로 변환하기 위한 제1A/D변환기(201 ; analog-to-digital converter)를 갖는다. 또한, 제어시스템은 상기 디지털 신호를 모니터에 표시하고 기록하는 턴디쉬 예열 온도 제어용 컴퓨터(200)를 갖는다. 이런 턴디쉬 예열 온도 제어용 컴퓨터(200)는 통상적인 제어알고리즘으로 제2A/D변환기(202)를 통해 상기 가열장치의 버너용 연료의 공급량을 조절하는 밸브(204, 205)들을 제어한다. 또한, 턴디쉬 예열 온도 제어용 컴퓨터(200)는 상위 공정인 제강공정의 제어용 컴퓨터(203)와 온라인통신하고, 상기 턴디쉬 예열의 온도정보를 서로 공유하도록 되어 있다.Such a control system has a first A / D converter 201 (analog-to-digital converter) for converting the temperature distribution measured from the temperature sensors 110, 111 of the temperature measuring device of the present invention into a digital signal. The control system also has a tundish preheat temperature control computer 200 for displaying and recording the digital signal on a monitor. The tundish preheat temperature control computer 200 controls the valves 204 and 205 for controlling the supply amount of fuel for the burner of the heating apparatus through the second A / D converter 202 in a conventional control algorithm. In addition, the tundish preheating temperature control computer 200 communicates online with the control computer 203 of the steelmaking process, which is an upper process, and shares the temperature information of the tundish preheating with each other.
또한, 본 발명의 온도 측정장치에 사용되는 온도센서(110, 111)들에는 일반적인 열전 온도계인 열전쌍(110 ; thermocouple)들과, 온도에 따른 방사광(radiant light)을 측정하는 내열 광섬유(111)들이 사용된다. 여기에서, 열전쌍(110)들은 3㎜ 직경의 세라믹튜브로서, 그 내부에 도선이 배치되어 있고, 이런 도선용 구멍이 두개 형성된 것이다. 또한, 내열 광섬유(111)들은 측정한 방사광을 전기적 신호로 각각 변환하기 위하여 광센서(112 ; photo sensor)들이 사용된다. 이런 광센서(112)들은 상기 제1A/D변환기(201)와 전기적으로 접속되어 턴디쉬 내화벽에 대한 온도분포를 측정하여 턴디쉬 예열 온도 제어용 컴퓨터(200)에 제공한다.In addition, the temperature sensors 110 and 111 used in the temperature measuring apparatus of the present invention include thermocouples, which are general thermoelectric thermometers, and heat resistant optical fibers 111 for measuring radiant light according to temperature. Used. Here, the thermocouples 110 are ceramic tubes having a diameter of 3 mm, the conductors are disposed therein, and two holes for the conductors are formed. In addition, the heat resistant optical fibers 111 may use photo sensors 112 to convert measured radiation into electrical signals. These optical sensors 112 are electrically connected to the first A / D converter 201 to measure the temperature distribution of the tundish fireproof wall and provide the tundish preheating temperature control computer 200.
도 4a 및 도 4b에 보이듯이, 본 발명의 온도 측정장치는 턴디쉬(10)의 턴디쉬 내화벽과 동일한 내화재질로 형성된 몸체부(100)를 갖는다. 이런 몸체부(100)는 1600℃ 이상의 고온에서 구워져서, 밀도 2050 ㎏/㎥, 비열 986 J/㎏·K, 열전도율 1.0의 내화재질을 갖는다. 이런 내화재질을 갖는 몸체부(100)는 일반 금속과 달리 낮은 열전도성과, 열에 대한 점진적인 온도 상승 반응을 갖기 때문에, 기준온도에 맞게 예열하기 위해서는 많은 시간을 소요시키는 특성이 있다. 또한, 몸체부(100)의 하부(101)는 턴디쉬(10)의 커버(15)에 형성된 측온구멍(18)에 삽입 가능한 직경으로 상기 커버(15)의 두께에 대응하게 형성되어 있다. 이런 몸체부(100)의 하부(101)는 상기 커버(15)의 측온구멍(18)에 삽입될 경우에, 그 하부(101)의 밑면이 상기 커버(15)의 내면과 일치되게 되어 있다. 또한, 몸체부(100)의 상부(102)는 상기 측온구멍(18)의 주위의 외면에 접촉하도록, 하부(101)의 직경에 비해 상대적으로 큰 직경을 갖고 있다. 이런 몸체부(100)의 상부(102)의 테두리부위에는 두께 방향으로 다수의 볼트결합용 볼트구멍(103)들이 형성되어 있다. 또한, 몸체부(100)의 중심에는 다수의 온도센서(110)들이 배치될 수 있게 센서입구(104)가 형성되어 있다. 이런 센서입구(104)의 내부에는 축심에서 지름방향으로 30㎜ 거리를 두고120°간격으로 센서설치용 구멍(105)들이 형성되어 있다. 그러한 센서설치용 구멍(105)들은 몸체부(100)의 밑면으로부터 순차적인 높이를 갖게 두께 깊이방향으로 형성되어 있다. 이렇게 형성된 센서설치용 구멍(105)들에는 온도센서(110)들이 각각 삽입되어 있다. 그리고, 센서입구(104)와 센서설치용 구멍(105)들의 내부는 외부에서 유입되는 대기를 차단하고, 온도센서(110)들을 고정하기 위해서, 내화석면으로 채워져 있다.As shown in Figure 4a and 4b, the temperature measuring device of the present invention has a body portion 100 formed of the same refractory material as the tundish fire wall of the tundish 10. The body portion 100 is baked at a high temperature of 1600 ° C. or higher, and has a refractory material having a density of 2050 kg / m 3, a specific heat of 986 J / kg · K, and a thermal conductivity of 1.0. Unlike the general metal, the body part 100 having such a refractory material has a low thermal conductivity and a gradual temperature rise response to heat, and thus, it takes a long time to preheat to a reference temperature. In addition, the lower portion 101 of the body portion 100 is formed to correspond to the thickness of the cover 15 to a diameter that can be inserted into the temperature measuring hole 18 formed in the cover 15 of the tundish 10. When the lower portion 101 of the body portion 100 is inserted into the temperature measuring hole 18 of the cover 15, the bottom surface of the lower portion 101 coincides with the inner surface of the cover 15. In addition, the upper portion 102 of the body portion 100 has a relatively large diameter compared to the diameter of the lower portion 101 so as to contact the outer surface of the periphery of the temperature measuring hole 18. In the edge portion of the upper portion 102 of the body portion 100, a plurality of bolt coupling bolt holes 103 are formed in the thickness direction. In addition, the sensor inlet 104 is formed in the center of the body portion 100 so that a plurality of temperature sensors 110 can be arranged. Inside the sensor inlet 104, sensor mounting holes 105 are formed at a distance of 120 ° with a distance of 30 mm in the radial direction from the center of the shaft. The sensor mounting holes 105 are formed in the thickness depth direction to have a sequential height from the bottom of the body portion 100. The temperature sensor 110 is inserted into the sensor installation holes 105 formed as described above. In addition, the inside of the sensor inlet 104 and the sensor installation hole 105 is filled with refractory asbestos to block the air flowing from the outside and to fix the temperature sensors 110.
이렇게 형성된 몸체부(100)는 고정볼트(121)로 고정플레이트(120)와 결합되어 있다. 이렇게 결합된 고정플레이트(120)는 가열장치의 작동암에 중공형 고정파이프(140)로 결합되어 있다. 이런 중공형 고정파이프(140)의 내부에는 상기 온도센서(110)들과 전기적으로 접속된 전선(141)들이 배치되어 있다. 그리고 이런 전선(141)들은 상기 제1A/D변환기(201)와 전기적으로 접속되어 있다. 따라서, 상기 온도센서(110)들은 턴디쉬의 커버(15)의 온도와 동일한 몸체부(100)의 온도분포를 상기 전선(141)과 상기 제1A/D변환기(201)를 통하여 턴디쉬 예열 온도 제어용 컴퓨터에 전달할 수 있게 되어 있다.The body portion 100 thus formed is coupled to the fixing plate 120 by the fixing bolt 121. The fixed plate 120 is coupled to the hollow arm of the fixed pipe 140 to the operating arm of the heating device. Inside the hollow fixed pipe 140, wires 141 electrically connected to the temperature sensors 110 are disposed. These wires 141 are electrically connected to the first A / D converter 201. Accordingly, the temperature sensors 110 transmit the temperature distribution of the body portion 100 equal to the temperature of the cover 15 of the tundish through the wire 141 and the first A / D converter 201 through the tundish preheating temperature. It can be delivered to the control computer.
따라서, 본 발명의 온도 측정장치는 그 몸체부(100)가 상기 커버(15)와 턴디쉬 내화벽과 동일한 재질이기 때문에, 상기 몸체부(100)에서 측정한 온도분포로 턴디쉬(10)의 온도분포를 동일하게 측정할 수 있다.Therefore, in the temperature measuring device of the present invention, since the body portion 100 is made of the same material as the cover 15 and the tundish fireproof wall, the temperature distribution of the tundish 10 is measured by the temperature distribution measured by the body portion 100. The temperature distribution can be measured in the same way.
아래에서, 앞서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명의 온도 측정장치의 장착방법에 대해서 설명하겠다.In the following, the mounting method of the temperature measuring device of the present invention as described in detail above will be described.
도 5에 보이듯이, 본 발명의 온도 측정장치의 몸체부(100)는 상기가열장치(14)의 작동암(15)에 고정파이프(140)로 고정되어 있다. 이런 몸체부(100)는 상기 작동암(15)의 하강작동시에, 턴디쉬(10)의 커버(15)에 형성된 측온구멍(18)에 삽입될 수 있게 되어 있다. 그리고, 가열장치(14)에 혼합가스를 공급하게 배관된 밸브(204, 205)들은 턴디쉬 예열 온도 제어용 컴퓨터의 밸브제어신호에 의해서 전달되는 상기 혼합가스의 가스량을 조절할 수 있게 구성된 것이다.As shown in Figure 5, the body portion 100 of the temperature measuring device of the present invention is fixed to the operation arm 15 of the heating device 14 by a fixed pipe 140. This body portion 100 is to be inserted into the temperature measuring hole 18 formed in the cover 15 of the tundish 10 during the lowering operation of the operating arm (15). In addition, the valves 204 and 205 piped to supply the mixed gas to the heating device 14 are configured to adjust the gas amount of the mixed gas delivered by the valve control signal of the tundish preheating temperature control computer.
도 6에 보이듯이, 본 발명의 온도 측정장치의 몸체부(100)는 중공형 고정파이프(140)에 장착되어, 상기 작동암(16)의 승강 및 하강작동시에, 승강 및 하강되게 되어 있다.As shown in Figure 6, the body portion 100 of the temperature measuring device of the present invention is mounted on the hollow fixed pipe 140, during the lifting and lowering operation of the operating arm 16, it is to be raised and lowered. .
아래에서 앞서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명의 온도 측정장치의 작동방법에 대해서 설명하겠다.Hereinafter will be described the operating method of the temperature measuring device of the present invention as described in detail above.
도 3 및 도 5에 보이듯이, 본 발명의 온도 측정장치를 작동시키기 위해서 턴디쉬 예열 온도 제어용 컴퓨터(200)의 전원을 온(ON)한다. 그리고, 가열장치(14)가 설치된 예열 위치로 예열이 필요한 턴디쉬(10)를 배치시킨다. 그런 다음, 턴디쉬(10)를 예열시키기 위해서 상기 가열장치(14)의 작동암(16)을 하강 작동시킨다.3 and 5, the power supply of the tundish preheat temperature control computer 200 is turned on to operate the temperature measuring device of the present invention. And the tundish 10 which needs preheating is arrange | positioned to the preheating position in which the heating apparatus 14 was installed. The operating arm 16 of the heating device 14 is then lowered to preheat the tundish 10.
이때, 본 발명의 온도 측정장치의 몸체부(100)는 상기 작동암(16)과 동시에 하강하면서, 그 하부(101)가 상기 턴디쉬(10)의 커버(15)에 형성된 측온구멍(18)에 삽입된다. 또한, 상기 작동암(16)에 설치된 각각의 버너들의 화염배출구는 턴디쉬 커버의 화염유입구멍에 삽입된다.At this time, the body portion 100 of the temperature measuring device of the present invention is lowered at the same time as the operating arm 16, the lower portion 101 of the temperature measuring hole 18 formed in the cover 15 of the tundish 10 Is inserted into In addition, the flame outlets of the respective burners installed in the operation arm 16 are inserted into the flame inlet hole of the tundish cover.
그런 다음, 가열장치(14)의 버너에서 분사된 고온의 화염은 화염배출구와 화염유입구멍을 통하여 턴디쉬(10)의 내부로 전달된다. 그리고, 전달된 화염은 턴디쉬 내화벽과 커버(15)를 예열시킨다. 이때, 상기 몸체부(100)의 온도센서(110)들은 몸체부(100)의 두께 깊이방향으로 전달되는 열전달량의 온도분포를 측정하므로써, 턴디쉬(10)의 두께깊이에 대한 온도정보를 시간에 따라 연속적으로 각각 측정한다. 이렇게 측정된 온도정보는 전선(201)을 통하여 제1A/D컨버터(201)에서 디지털 신호로 변환되며, 이렇게 변환된 디지털 신호는 턴디쉬 예열 온도 제어용 컴퓨터(200)에서 작업자가 식별할 수 있는 온도로 표현되고 기억된다. 그리고, 턴디쉬 예열 온도 제어용 컴퓨터(200)에 기억된 턴디쉬(10)의 예열에 따른 상기 온도정보는 전기적으로 접속된 제강공정의 제어용 컴퓨터(203)와 온라인 통신을 하므로써, 상기 온도정보를 서로 공유한다.Then, the hot flame injected from the burner of the heating device 14 is transferred into the tundish 10 through the flame outlet and the flame inlet hole. The delivered flame preheats the tundish fireproof wall and cover 15. At this time, the temperature sensor 110 of the body portion 100 by measuring the temperature distribution of the heat transfer amount transmitted in the thickness depth direction of the body portion 100, time information about the thickness depth of the tundish 10 Measure each continuously according to. The measured temperature information is converted into a digital signal in the first A / D converter 201 through the wire 201, and the converted digital signal is a temperature that can be identified by the operator in the tundish preheating temperature control computer 200. Is represented and remembered. The temperature information according to the preheating of the tundish 10 stored in the tundish preheating temperature control computer 200 is communicated online with the control computer 203 of the steelmaking process, which is electrically connected to each other. Share.
또한, 상기와 같이 턴디쉬 예열 온도 제어용 컴퓨터(200)에 기억된 정보들은 상기 가열장치(14)에 공급되는 혼합가스량를 제어하는 밸브(204, 205)들을 제어하는데 사용된다. 턴디쉬 예열 온도 제어용 컴퓨터(200)는 제2A/D컨버터(202)를 통하여 밸브제어신호를 상기 밸브(204, 205)들로 보내고, 이런 밸브(204, 205)들에 전달된 상기 혼합가스의 가스량을 제어한다.In addition, the information stored in the tundish preheating temperature control computer 200 as described above is used to control the valves 204 and 205 for controlling the amount of mixed gas supplied to the heating device 14. The tundish preheat temperature control computer 200 sends a valve control signal to the valves 204 and 205 through a second A / D converter 202, and transmits the mixed gas delivered to these valves 204 and 205. Control the gas volume.
따라서, 본 발명의 온도 측정장치는 상기 온도센서(110)들에서 측정한 턴디쉬(10)의 두께 깊이에 대한 온도정보로, 상기 가열장치(14)의 화력을 제어하므로써, 턴디쉬(10)의 예열 작업을 온라인으로 제어할 수 있다.Therefore, the temperature measuring device of the present invention is the temperature information on the thickness depth of the tundish 10 measured by the temperature sensors 110, by controlling the thermal power of the heating device 14, the tundish 10 You can control the preheating of the machine online.
앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 온도 측정장치는 턴디쉬 내화벽과커버의 두께 깊이에 대한 예열 온도분포를 연속적으로 정확하게 측정할 수 있기 때문에, 턴디쉬의 정확한 예열을 가능하게 하므로써, 턴디쉬의 노즐게이트의 막힘 현상을 없애고, 턴디쉬 예열 작업능률을 높일 수 있는 장점이 있다.As described in detail above, the temperature measuring device of the present invention can continuously and accurately measure the preheat temperature distribution of the thickness of the tundish fireproof wall and the cover, thereby enabling accurate preheating of the tundish, thereby making the nozzle of the tundish the nozzle. It eliminates the blockage of the gate and has the advantage of improving the tundish preheating efficiency.
또한, 본 발명의 온도 측정장치는 정확한 턴디쉬의 온도분포를 측정할 수 있기 때문에, 최적화된 턴디쉬의 예열 온도를 맞출 수 있고, 이에 따라서, 주조공정에서 만들어지는 슬랩의 조직불량을 억제시키고, 후공정 압연시 품질향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the temperature measuring device of the present invention can measure the temperature distribution of the accurate tundish, it is possible to match the optimized preheat temperature of the tundish, thereby suppressing the defect of the slab made in the casting process, There is an advantage that can improve the quality during post-process rolling.
또한, 본 발명의 온도 측정장치는 최적화된 턴디쉬의 예열 온도를 측정하기 때문에, 가열장치에 공급되는 혼합가스의 연료소비를 억제할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the temperature measuring device of the present invention measures the preheating temperature of the optimized tundish, there is an advantage of suppressing fuel consumption of the mixed gas supplied to the heating device.
또한, 본 발명의 온도 측정장치는 턴디쉬 예열 온도의 온라인 통신 관리로 상위 공정에서의 용강처리에 있어서 매우 유용한 온도정보를 실시간으로 제공할 수 있는 장점이 있다.In addition, the temperature measuring device of the present invention has an advantage of providing real-time temperature information which is very useful for the molten steel treatment in the upper process by the online communication management of the tundish preheating temperature.
또한, 본 발명의 온도 측정장치는 예열 온도를 측정하려는 턴디쉬에 각각 장착되어 있지 않고, 가열장치의 작동암에 장착되어 있기 때문에, 턴디쉬 설비에 장착된 다수의 턴디쉬의 예열 온도를 측정할 수 있는 경제적인 장점이 있다.In addition, since the temperature measuring device of the present invention is not attached to the tundish to measure the preheating temperature, but is attached to the operating arm of the heating device, the preheating temperature of a plurality of tundishes mounted on the tundish facility can be measured. There is an economic advantage to it.
또한, 본 발명의 온도 측정장치는 턴디쉬 뿐만 아니라, 제철소의 토페토가와 같은 다른 공정의 예열시에도 응용될 수 있는 장점이 있다.In addition, the temperature measuring device of the present invention has the advantage that can be applied not only in the tundish, but also in the preheating of other processes, such as topetoga of steelworks.
이상에서 본 발명의 온도 측정장치에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.The technical idea of the temperature measuring apparatus of the present invention has been described above with the accompanying drawings, but this is by way of example only for describing the best embodiment of the present invention and not for limiting the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art can make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
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1998
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