KR100435499B1 - 조립식 시료 채취기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용선을 용강으로 정련하는 제강공정에서 전로로부터 슬래그와 용강 등의 시료를 수작업으로 채취하는데 사용되는 조립식 시료 채취기를 제공한다.

상기 조립식 시료 채취기는, 일정 길이를 가지는 시료 채취대; 상기 시료 채취대의 일측이 삽입되어 고정 가능하도록 오목부가 일측에 형성되고, 길이 방향으로 굴곡된 타측에 볼록부가 형성된 연결부재; 상기 연결부재의 볼록부가 삽입되어 고정 가능하도록 제 1오목부가 일측에 형성되고, 타측에 제 1볼록부가 형성되어 있으며 시료채취를 위해 주물사에 의해 형성된 제 1몰드가 상기 제 1볼록부에 인접하여 마련되어 있는 제 1몰드 안착부에 형성되어 있는 슬래그 채취부재; 상기 슬래그 채취부재의 제 1볼록부가 삽입되어 고정 가능하도록 제 2오목부가 일측에 형성되고, 타측에 제 2볼록부가 형성되어 있으며 시료채취를 위해 주물사에 의해 형성된 제 2몰드가 상기 제 2볼록부에 인접하여 마련되어 있는 제 2몰드 안착부에 형성되어 있는 용강 채취부재;를 포함한다.

따라서, 본 발명은, 정량화된 시료채취가 가능하여 신속한 시료분석을 도모하고, 용강과 슬래그 시료의 동시 채취로 작업능률을 향상시키는 효과를 제공한다.

Description

조립식 시료 채취기{A SECTIONAL DEVICE FOR SAMPLING MOLTEN STEEL AND SALG IN CONVERTER}

본 발명은 용선을 용강으로 정련하는 제강공정에서 전로로부터 슬래그(slag)와 용강의 시료를 채취하는 시료 채취기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기울어진 전로로부터 수작업에 의해 슬래그와 용강의 시료를 정형화된 형상으로 동시에 또는 각각 채취할 수 있도록 개선된 시료 채취기에 관한 것이다.

일반적으로 용선을 용강으로 정련하는 제강공정은 전로에서 이루어진다.

도 1(a)와 도 1(b)에 도시된 바와 같이, 제강공정에서 일반적으로 사용되는 전로(100)는 360도로 회전가능한 구조로 되어 있으며, 용강의 품질향상을 위해 또는 상기 전로(100) 내의 야금학적인 반응을 확인하기 위해 상기 전로(100)내 용융물의 성분을 분석하는 작업은 반드시 필요하다.

왜냐하면, 상기 분석작업으로부터 얻어진 분석결과를 기초로 제강공정 중 상기 전로(100)내의 용융물의 반응을 예측하고, 이로부터 수요자의 요구를 충족시킬 수 있는 강을 생산하기 위해 상기 강의 화학적 성분을 전로(100)의 이후 공정에서 미세 조정함으로서 보다 양질의 강을 생산할 수 있기 때문이다.

이후에, 상기의 분석결과는 현장 작업자에게 단말기를 통해 보내져 강에 대한 후속작업에서의 보정에 활용된다.

상기와 같은 목적으로 상기 제강공정 중 전로(100)내의 용융물 분석작업을 실시하기 위해 먼저 시료를 채취해야 하는데, 종래의 시료 채취방법에는 자동 측온 및 샘플링 장치에 의한 시료 채취방법과 수작업에 의한 시료 채취방법이 있다.

도 2는 자동 측온 및 샘플링 장치에 의한 종래의 시료 채취방법을 도시한 것으로, 상기 전로의 상부에 마련된 자동 측온 및 샘플링 장치는 상기 전로(100)가 직립되어 있는 상태에서 상기 전로(100)내 용융물의 온도측정과 시료채취를 자동으로 할 수 있다.

그러나, 상기 자동 측온 및 샘플링 장치의 고장이나 비가동시 또는 상기 전로(100)의 상부 공간이 협소하여 상기 자동 측온 및 샘플링 장치를 설치할 수 없는경우 수작업으로 시료를 채취한다.

도 3은 상기와 같은 경우 수작업에 의한 시료채취 방법을 도시한 것으로, (a)는 전로내 용강시료 채취방법을 도시한 것이고, (b)는 전로내 슬래그시료 채취방법을 도시한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 수작업에 의한 상기 전로(100)내 용융물의 시료 채취는 상기 전로(100)가 일정각도로 기울어진 상태에서 이루어진다.

도 3(a)에 도시된 바와 같이, 상기 전로(100)내의 용융물로부터 작업자에 의한 수작업으로 용강(104)시료를 채취하는 경우에는 용강(104)시료 채취전용 샘플대(120)에 용강시료 채취전용 샘플러(130)를 장착해서 용강시료를 채취한다.

또한, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 상기 전로(100)내의 용융물로부터 작업자에 의한 수작업으로 슬래그(106)시료를 채취하는 경우에는 슬래그(106)시료 채취전용 샘플러(140)를 사용하여 슬래그(106)시료를 채취한다.

도 4에는 상기의 경우 각각 사용되는 샘플러가 도시되어 있다.

도 4(a)는 용강시료 채취전용 샘플러(130)가 용강시료 채취전용 샘플대(120)에 장착된 형상을 도시한 것으로, 상기 용강시료 채취전용 샘플대(120)는 그 일측에 굴곡부(120a)가 형성되어 있고 타측에는 환형의 손잡이(120b)가 형성되어 있다.

도 4(b)에는 상기 용강시료 채취전용 샘플러(130)의 단면도가 도시되어 있는데, 상기 용강시료 채취전용 샘플러(130)는 상기 굴곡부(120a)를 가진 용강시료 채취전용 샘플대(120)에 고정되는 고정부위인 내부지관(132)과, 하단부가 폐쇄된 상기 내부지관(132)의 하부 외측으로 고정되어 용강(104)속으로 투입되는 세라믹 파이버(138)에 의하여 외형이 형성되고, 상기 세라믹 파이버(138)의 내표면에는 또 다른 지관(134)이 적정두께를 갖추어 위치되며, 상기 세라믹 파이버(138)와 지관(134)의 내측 하단부에는 용강을 담기 위한 시편용기(139)가 설치되고, 이러한 시편용기(139)측으로 용강이 유입될 수 있도록 하는 용강유입구멍(136)이 상기 세라믹 파이버(138)와 지관(134)을 방사상으로 관통하여 형성되어서 용강시료를 채취하게 된다.

또한, 도 4(c)에는 상기 슬래그시료 채취전용 샘플러(140)가 도시되어 있는데, 상기 슬래그시료 채취전용 샘플러(140)는 그 일측에 슬래그시료 채취용 샘플 스푼(sample spoon)(140a)이 고정되어 형성되고 타측에 환형의 손잡이(140b)가 형성되어 있다.

즉, 슬래그(106)시료의 채취는 정형화된 샘플러가 없이 단순히 슬래그시료 채취용 샘플 스푼(140a)이 고정된 슬래그시료 채취전용 샘플러(140)를 이용해 전로(100)내 용강(104)의 표면에 부상되어 있는 슬래그(106)를 상기 스푼(140a)으로 채취한다.

그러나, 종래의 전로(100)로부터 용강(104)시료나 슬래그(106)시료를 채취하는 샘플러는 서로 호환이 될 수 없는 구조로 구성되어 있어서 각각의 샘플러를 구비해야 했다.

또한, 슬래그(106)시료와 용강(104)시료를 동시에 채취할 수 없기 때문에 순차적으로 각각을 채취해야 함으로써 전로(100)의 노구(102)로부터 방출되는 고열에 의한 작업자의 부상우려가 있다.

한편, 도 5(a)에 도시 된 바와 같이, 채취된 슬래그(106)시료의 분석은 용융상태의 슬래그(106)시료를 응고시키고 상기 응고된 슬래그(106)시료를 분말화하여 그 중 정량만을 분석기에 의해 분석할 수 있었다. 한편, 종래에는 시료채취시마다 그 양이 다를수 밖에 없기 때문에 상기 분석작업시 슬래그(106)시료의 양을 계량해야하므로 분석작업이 신속하게 행해지지 못했고, 그 방법도 용이하지 못하다는 문제점이 있다.

도 5(b)에 도시된 바와 같이, 상기 전로(100)로부터의 용강(104)시료를 채취하는 샘플러(130)는 상기 샘플러와 용강시료 채취전용 샘플대(120)가 결합되는 굴곡부(120a)에 시료채취시 용강이 융착되는 경우가 종종 발생되어 결국 샘플대(120)를 사용하지 못하게 함으로써, 샘플대(120) 전체를 교체해야하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서 그 목적은, 전로내 용강표면에 부상되어 있는 슬래그로부터 슬래그시료를 분석기에 알맞도록 정형화된 형태로 채취가능하여 종래의 슬래그시료 분석상의 시간적인 장애요소를 제거함으로서 보다 신속한 분석을 가능한 조립식 시료 채취기를 제공함에 있는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 필요에 따라 용강시료와 슬래그시료를 동시에 채취함으로서 시료의 채취시간을 단축하고, 이물질의 부착시 일부만을 교환함으로서 경제성을 높이며, 고열에 의한 작업자부상의 우려를 감소시킬 수 있는 조립식 시료 채취기를 제공함에 있는 것이다.

도 1은 종래의 전로를 도시한 구성도인데,

(a)는 전로가 직립되어 있는 사시도

(b)는 출강시 기울어진 전로를 도시한 사시도;

도 2는 종래의 자동 측온 및 샘플링 장치에 의한 시료 채취방법을 도시한 사시도;

도 3은 종래의 샘플러에 의해 기울어진 전로로부터 시료 채취작업이 행해지는 상태도로,

(a)는 전로로부터 용강시료를 채취하는 작업 상황도

(b)는 전로로부터 슬러그시료를 채취하는 작업 상황도;

도 4는 종래의 시료 채취를 위한 샘플러를 도시한 사시도로서,

(a)는 용강시료를 채취하는 샘플대와 샘플러가 결합된 사시도

(b)는 종래의 용강시료를 채취하는 샘플러의 단면도

(c)는 종래의 슬래그시료를 채취하는 샘플러;

도 5는 종래 기술의 문제점을 설명하는 개략도로서,

(a)는 분석에 있어서 채취된 슬래그 시료의 문제점 설명도

(b)는 용강시료를 채취하는 샘플러에서의 문제점 설명도;

도 6은 본 발명에 따른 시료 채취기의 구성 요소를 도시한 구성도로서,

(a)는 본 발명의 조립식 시료 채취기의 구성요소를 도시한 사시도

(b)는 본 발명의 조립식 시료 채취기의 구성요소를 결합한 결합 사시도;

도 7은 제 6도의 상세 단면도

(a)는 구성 요소들의 단면도

(b)는 구성 요소들의 결합 단면도;

도 8은 본 발명에 따른 시료 채취기에 의해 슬래그시료만을 채취하는 상태도로,

(a)는 슬래그 채취부재와 시료채취대가 결합된 시료채취기의 결합 단면도

(b)는 슬래그 채취부재와 시료채취대에 결합된 시료채취기에 의해 슬래그시료만을 채취하는 상태도;

도 9는 본 발명에 따른 시료 채취기에 의해 용강시료만을 채취하는 상태도로,

(a)는 용강 채취부재와 시료채취대가 결합된 시료채취기의 결합 사시도

(b)는 용강 채취부재와 시료채취대에 결합된 시료채취기에 의해 용강시료만을 채취하는 상태도;

도 10은 본 발명에 따른 시료 채취기에 의해 용강시료와 슬래그시료를 동시에 채취하는 상태도

(a)는 슬래그 채취부재, 용강 채취부재, 및 시료채취대가 결합된 시료채취기의 결합 사시도

(b)는 슬래그 채취부재, 용강 채취부재, 및 시료채취대가 결합된 시료채취기에 의해 슬래그시료와 용강시료를 동시에 채취하는 상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10..... 시료 채취대 30..... 연결부재

30a.....오목부 30b..... 볼록부

50..... 슬래그 채취부재 50a..... 제 1오목부

50b..... 제 1볼록부 50c..... 제 1몰드 안착부

52..... 제 1몰드 70..... 용강 채취부재

70a..... 제 2오목부 70b..... 제 2볼록부

70c..... 제 2몰드 안착부 72..... 제 2몰드

100.... 전로

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 용선을 용강으로 정련하는 제강공정에서 전로로부터 슬래그와 용강 등의 시료를 수작업으로 채취하는데 사용되는 시료 채취기에 있어서, 일정 길이를 가지는 시료 채취대; 상기 시료 채취대의 일측이 삽입되어 고정 가능하도록 오목부가 일측에 형성되고, 길이 방향으로 굴곡된 타측에 볼록부가 형성된 연결부재; 상기 연결부재의 볼록부가 삽입되어 고정 가능하도록 제 1오목부가 일측에 형성되고, 타측에 제 1볼록부가 형성되어 있으며 시료채취를 위해 주물사에 의해 형성된 제 1몰드가 상기 제 1볼록부에 인접하여 마련되어 있는 제 1몰드 안착부에 형성되어 있는 슬래그 채취부재; 상기 슬래그 채취부재의 제 1볼록부가 삽입되어 고정 가능하도록 제 2오목부가 일측에 형성되고, 타측에 제 2볼록부가 형성되어 있으며 시료채취를 위해 주물사에 의해 형성된 제 2몰드가 상기 제 2볼록부에 인접하여 마련되어 있는 제 2몰드 안착부에 형성되어 있는 용강 채취부재;를 포함함을 특징으로 하는 조립식 시료 채취기를 제공한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 6은 본 발명에 따른 시료 채취기의 구성 요소도이며, 도 7은 제 6도의 상세 단면도이고, 도 8은 본 발명에 따른 시료 채취기에 의해 슬래그 시료만을 채취하는 상태도이며, 도 9는 본 발명에 따른 시료 채취기에 의해 용강시료만을 채취하는 상태도이고, 도 10은 본 발명에 따른 시료 채취기에 의해 용강시료와 슬래그시료를 동시에 채취하는 상태도이다.

도 6 및 도 7에서는 본 발명에 따른 조립식 시료채취기의 구성요소들이 도시되어 있는데, 이들 구성요소들을 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

상기 조립식 시료 채취기(1)는 크게 시료 채취대(10), 연결부재(30), 슬래그 채취부재(50), 용강 채취부재(70)를 포함하고 있다.

우선, 상기 시료 채취대(10)는 단면이 원형인 원통형상으로 그 일측에 환형의 손잡이(10a)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 연결부재(30)는 길이방향으로 굴곡된 원통형상이고 일측에는 오목부(30a)가, 타측에는 볼록부(30b)가 형성되어 있으며, 상기 오목부(30a)와 상기 볼록부(30b)는 단면이 원형인 원통형상이다.

또한, 상기 슬래그 채취부재(50)는 원통형상이며 일측에는 제 1오목부(50a)가, 타측에는 제 1볼록부(50b)가 형성되어 있으며, 상기 제 1볼록부(50b)에 인접하여 제1 몰드 안착부(50c)가 형성되어 있다. 정육면체 형상의 상기 제 1몰드 안착부(50c)에는 슬래그시료를 채취하기 위해 주물사로 형성된 제 1몰드(52)가 안착된다.

그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 용강 채취부재(70)는 상기 슬래그 채취부재(50)와 마찬가지로 원통형상이고, 일측에는 제 2오목부(70a)가, 타측에는 제 1볼록부(70b)가 형성되어 있으며, 상기 제 2볼록부(70b)에 인접하여 제 2몰드(72)가 안착되어 있는 제 2몰드 안착부(70c)가 형성되어 있다.

또한, 상기 슬래그 채취부재(50)와 마찬가지로 상기 제 2볼록부(70b)에 인접하여 형성되어 있는 정육면체 형상의 상기 제 2몰드 안착부(70c)에는 용강시료를채취하기 위해 주물사로 형성된 제 2몰드(72)가 안착된다.

상기 제 1,2 몰드(52)(72)는 채취되는 시료를 필요한 크기와 형상으로 채취할 수 있도록 주물사로 형성되기 때문에 채취된 시료의 크기와 형상을 분석기에 알맞도록 형성하면 응고된 시료를 분쇄한뒤 상기 시료분말의 정량측정이 필요하지 않게 됨으로서 분석작업의 신속을 기할 수 있게 된다.

상기 용강 채취부재(70)는 상기 슬래그 채취부재(50)보다 그 길이가 길다. 이는 슬래그의 비중이 용강의 비중보다 작기때문에 슬래그는 용강의 표면으로 부상하게 되는데 이러한 용강과 용강표면의 슬래그를 보다 용이하게 채취하기 위해서 이다.

또한, 상기 전로(100)내의 용융물과 접촉할 수 있는 연결부재 및 채취부재들은 용융물의 영향을 받지 않으며 그 기능을 수행할 수 있는 재질(예를 들면, 세라믹 파이버)로 형성되어 있다.

상기에서 설명한 조립식 시료 채취기(1)의 작용에 대해 도 8내지 10을 통해 설명하면 다음과 같다.

우선 시료 채취대(10)의 일측을 상기 연결부재(30)의 오목부(30a)에 삽입하여 고정하고, 상기 연결부재(30)의 볼록부(30b)를 상기 슬래그 채취부재(50)의 제 1오목부(50a)에 삽입하여 고정한다.

그리고 나서, 상기 슬래그 채취부재(50)의 제 1볼록부(50b)를 용강 채취부재(70)의 제 2오목부(70a)에 삽입하여 고정한다. 이때 상기 오목부(30a), 제 1오목부(50a), 및 제 2오목부(70a)는 그 직경이 모두 동일하고, 상기시료채취대(10), 볼록부(30b), 제 1볼록부(50b), 및 제 2볼록부(70b)는 직경이 모두 동일해서 그 조립상의 조합에 의해 필요한 시료를 채취하도록 구성되어 질 수 있다. 상기에서 언급한 시료의 채취는 상기 제 1,2몰드(52)(72)내로 제 1,2몰드 공동구(52a)(72a)로 상시 슬래그(106)나 용강(104)이 흘러들어오도록 상기 용융물에 상기 시료 채취기를 담금으로서 이루어진다.

도 8은 전로(100)내 용강(104)표면의 슬래그(106)로부터 슬래그(106)시료만을 채취하는 경우로 도 8(a)에 도시된 바와 같이 상기 시료채취기는 시료 채취대(10), 연결부재(30), 및 슬래그 채취부재(50)의 조합으로 이루어진다. 도 8(b)에는 상기와 같은 조합의 시료 채취기에 의해 전로(100)로부터 슬래그(50)만을 채취하는 상태도가 도시되어 있다.

도 9는 전로로부터 용강(104)만을 채취하는 경우로 도 9(a)에 도시된 바와 같이 상기 시료채취기는 시료 채취대(10), 연결부재(30), 및 용강 채취부재(70)의 조합으로 이루어진다. 도 9(b)에는 상기와 같은 조합의 시료 채취기에 의해 전로(100)로부터 용강(104)만을 채취하는 상태도가 도시되어 있다.

도 10은 전로로부터 용강(104)과 슬래그(106)를 동시에 채취하는 경우로 도 10(a)에 도시된 바와 같이 상기 시료채취기는 시료 채취대(10), 연결부재(30), 슬래그 채취부재(50), 및 용강 채취부재(70)의 조합으로 이루어진다. 도 10(b)에는 상기와 같은 조합의 시료 채취기에 의해 전로(100)로부터 용강(104)과 슬래그(106)를 동시에 채취하는 상태도가 도시되어 있다.

상기에서 본 바와 같이, 상기 시료 채취대(10)는 굴곡부가 없는 형상이므로시료 채취시 용융물이 융착될 우려가 적고 용융물의 융착시에도 부분적인 교체가 가능하다.

본 실시예에서는 상기의 볼록부들과 오목부들이 압입고정되는 구조이나 다른실시예로 상기 볼록부들과 오목부들에 각각 숫나사부와 암나사부를 마련하여 각각 나사결합될 수도 있고 다른 여러 고정방법이 적용될 수 있으며, 채취부재의 갯수 역시 필요에 따라 두개 이상으로 할 수도 있다.

상기에서와 같이 본 발명에 의하면, 보다 용이하게 전로(100)내 용강(104)표면에 부상되어 있는 슬래그(106)로부터 분석기에 알맞도록 정형화된 형태로 슬래그(106) 시료채취가 가능하기 때문에, 종래 시료 분석상의 시간적인 장애요소를 제거함으로서 보다 신속한 시료분석을 가능하게 한다.

또한, 본 발명에 의한 상기 시료 채취대(10)는 굴곡부가 없는 형상이므로 시료 채취시 용융물이 융착될 우려가 적고, 시료 채취기(1)가 조립식이므로 시료 채취시 용융물의 융착으로 인한 교환이 부분적으로 이루어 질 수 있으며, 용강(104)과 슬래그(106)의 시료를 동시에 채취할 수 있으로서 보다 신속한 시료채취가 이루어지고, 전로(100)의 고열에 의한 작업자의 부상우려를 감소시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (3)

1. 용선을 용강으로 정련하는 제강공정에서 전로로부터 슬래그와 용강 등의 시료를 수작업으로 채취하는데 사용되는 시료 채취기(1)에 있어서,

   일정 길이를 가지는 시료 채취대(10);

   상기 시료 채취대(10)의 일측이 삽입되어 고정 가능하도록 오목부(30a)가 일측에 형성되고, 길이 방향으로 굴곡된 타측에 볼록부(30b)가 형성된 연결부재(30);

   상기 연결부재(30)의 볼록부(30b)가 삽입되어 고정 가능하도록 제 1오목부(50a)가 일측에 형성되고, 타측에 제 1볼록부(50b)가 형성되어 있으며 시료채취를 위해 주물사에 의해 형성된 제 1몰드(52)가 상기 제 1볼록부(50b)에 인접하여 마련되어 있는 제 1몰드 안착부(50c)에 형성되어 있는 슬래그 채취부재(50);

   상기 슬래그 채취부재(50)의 제 1볼록부(50b)가 삽입되어 고정 가능하도록 제 2오목부(70a)가 일측에 형성되고, 타측에 제 2볼록부(70b)가 형성되어 있으며 시료채취를 위해 주물사에 의해 형성된 제 2몰드(72)가 상기 제 2볼록부(70b)에 인접하여 마련되어 있는 제 2몰드 안착부(70c)에 형성되어 있는 용강 채취부재(70);를 포함함을 특징으로 하는 조립식 시료 채취기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 시료 채취대(10), 상기 연결부재(30), 상기 슬래그 채취부재(50), 및 상기 용강 채취부재(70)는 단면이 원형인 원통형상이고, 상기 시료 채취대(10)는 상기 환형의 손잡이(10a)가 일측 끝단에 형성되어 있음을 특징으로 하는 조립식 시료 채취기.
3. 제 1항에 있어서, 상기 시료 채취대(10)와 오목부(30a), 볼록부(30b)와 제 1 오목부(50a), 및 제 1볼록부(50b)와 제 2오목부(70a)는 서로 압입고정됨을 특징으로 하는 조립식 시료 채취기.