KR100733364B1 - 용융금속 시료 채취용 프로브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용융금속 시료 채취용 프로브에 관한 것이다.

본 발명은 서브랜스에 장탈착되는 헤드지관, 헤드지관으로부터 하향연장된 연장지관, 상기 연장지관과 연결되고 시료 채취용기를 밀폐시키는 상하부보호지관 및 보호지관들과, 상기 채취용기로부터 상기 보호지관을 관통하여 돌출된 채취구, 상기 채취구를 밀폐하는 마개를 포함하여 구성된 프로브에 있어서; 상기 서브랜스의 중심에는 그 길이방향으로 가스공급로가 형성되고, 상기 상부보호지관의 상면과 보호지관을 관통하여 상기 가스공급로와 연통가능한 가스분출구가 형성되며, 상기 마개는 그 상하단이 각각 상기 가스분출구 및 채취구를 편심되게 밀폐하도록 길게 형성됨은 물론 쉽게 용융되지 않는 비금속으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 시료 채취용 마개가 용융금속 내부에서 쉽게 용융되지 않고 용이하게 자동탈락시킬 수 있어 원하는 깊이에서 자유롭게 시료 채취가 가능하며, 또한 불순물의 유입이 최대한 억제되기 때문에 시료의 정확한 분석이 가능하여 제품의 품위를 가일층 향상시키는데 기여할 수 있다.

Description

용융금속 시료 채취용 프로브{PROBE FOR SAMPLING MOLTEN METAL}

도 1은 종래 프로브를 통해 용융금속 시료 채취과정을 보인 모식도,

도 2는 종래 프로브의 구조를 보인 예시도,

도 3은 본 발명에 따른 프로브 구조를 보인 종단면도,

도 4는 본 발명에 따른 프로브의 작동상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

60 : 헤드지관 66 : 상부보호지관

68 : 하부보호지관 70,72,74 : 보호지관

80 : 채취용기 82 : 채취구

84 : 마개 86 : 가스분출구

90 : 서브랜스 92 : 가스공급로

본 발명은 전로 및 정련로 등의 로 내부에 용융된 금속의 성분을 분석하기 위해 용융금속 시료 채취용으로 사용되는 프로브에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시료를 원하는 위치에서 채취할 수 있도록 하여 슬러지의 유입을 최대한 억제토록 함과 동시에 시료채취구를 밀봉하는 마개에 함유된 금속성분의 유입을 최대한 차단토록 함으로써 고품위의 시료를 채취할 수 있도록 한 용융금속 시료 채취용 프로브의 개선에 관한 것이다.

일반적으로 전로 혹은 정련로에 수강된 용융금속의 성분을 분석하기 위해서는 도 1의 도시와 같이, 채취용기가 내장된 프로브(1)를 서브랜스(2)에 연결설치한 후 구동모터(5)를 이용하여 상기 프로브(1)를 전로(3) 내부에 수강된 용융금속(4)에 침적시켜 시료를 샘플링함으로써 이루어진다.

그러나, 종래 프로브(1)는 도 2의 (가),(나)에 도시한 바와 같이, 용융금속 시료를 샘플링하기 위한 채취용기(20)가 다수의 지관(11,12,13,17,18)들에 의해 둘러싸여 보호되고 그 채취구(22)는 금속마개(24)로 밀봉된 채 다른 지관(14,15,16)들에 의해 서브랜스(2)에 탈착가능하게 고정되는 구조를 취하고 있어, 다음과 같은 문제를 안고 있다.

첫째, 정확한 순수 용융금속만의 성분을 측정하기 위해서는 불순물이 배제된 상태로 시료를 채취하여야 하나 전로의 작업상태나 강종에 따라 1000~1800℃까지 극심한 온도변화를 갖는 용융금속에 상기 프로브(1)를 침적시킬 때 금속마개(24)의 용융시점이 불규칙하여 침적되는 과정에서 용융금속 상부에 부상되어 있는 슬래그의 인입우려가 높고, 그럴 경우 용융금속의 순수 성분을 정확하게 분석할 수 없다는 단점이 있다.

둘째, 용융금속의 일부를 시료로서 샘플링하는 것이므로 약간의 불순물이 함유되게 되면 그 분석력에 상당한 영향을 끼치게 되는데 채취구(22)를 폐쇄하고 있 는 금속마개(24)가 금속성분으로 되어 있어 시료 채취과정에서 이 금속마개(24)가 용융되면서 도 2의 (나)에서와 같이 그 일부가 채취용기(20) 내부로 유입되어 시료로서의 기능을 상실하게 하는 단점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 프로브가 용강에 침적되어 시료를 채취할 때 원하는 위치에서도 자유롭게 원하는 양만큼의 시료를 채취할 수 있도록 함과 동시에 채취구를 밀폐하는 마개를 비금속성분으로 하여 시료 채취시에는 자동탈락되도록 함으로써 채취된 시료에는 채취하고자 하는 순수 용융금속 성분만이 샘플링될 수 있도록 하여 고품질의 강종 생산을 가능하게 한 용융금속 시료 채취용 프로브를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 상기한 목적은 서브랜스에 장탈착되는 헤드지관, 헤드지관으로부터 하향연장된 연장지관, 상기 연장지관과 연결되고 시료 채취용기를 밀폐시키는 상하부보호지관 및 보호지관들과, 상기 채취용기로부터 상기 보호지관을 관통하여 돌출된 채취구, 상기 채취구를 밀폐하는 마개를 포함하여 구성된 프로브에 있어서; 상기 서브랜스의 중심에는 그 길이방향으로 가스공급로가 형성되고, 상기 상부보호지관의 상면과 보호지관을 관통하여 상기 가스공급로와 연통가능한 가스분출구가 형성되며, 상기 마개는 그 상하단이 각각 상기 가스분출구 및 채취구를 편심되게 밀폐하도록 길게 형성됨은 물론 쉽게 용융되지 않는 비금속으로 형성되는 것을 특 징으로 하는 용융금속 시료 채취용 프로브를 제공함에 의해 달성된다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 프로브의 종단면도이다.

도 3에 따르면, 프로브(1')를 서브랜스(도 4의 '90')에 탈착가능하게 연결시키는 헤드지관(60), 상기 헤드지관(60)과 연결되고 하향연장된 연장지관(62) 그리고 채취용기(80)의 상하단을 감싸는 상하부보호지관(66,68) 및 상기 채취용기(80)의 외주면을 감싸는 다수의 보호지관(70,72,74)들은 기존과 같은 구조로 형성된다.

다만, 본 발명에서는 상기 채취용기(80)의 채취구(82)를 밀폐하는 마개(84)의 형태 및 재질과 이를 상기 채취구(82)로부터 용이하게 탈락시키기 위한 별도의 유로 구성을 갖는다.

즉, 상기 마개(84)는 기존에 비해 상대적으로 길게 형성되며, 그 재질또한 금속이 아닌 비금속재로서 이를테면, 용융금속보다 비중이 낮아 쉽게 부상될 수 있는 세라믹 혹은 광석물질 등이 바람직하다.

또한, 상기 상부보호지관(66)에는 그 상면 일부가 절개되고 보호지관(70,72,74)들의 일측면을 수직으로 관통하여 가스분출구(86)가 형성된다.

상기 가스분출구(86)의 내측단은 보조지관(64)에 의해 지지되고 헤드지관(60)과 연결된 연장지관(62)의 내측 중공부와 연통되게 형성된다.

아울러, 상기 마개(84)는 그 중심이 채취구(82)와 편심되게 부착되는 바, 예컨대 마개(84)의 양단부가 상기 채취구(82) 및 가스분출구(86)는 밀폐하는 형태로 외측에 형성된 보호지관(74)과 동일면을 이루면서 그 중간에 형성된 보호지관(72) 에 부착되도록 함이 바람직하다.

특히, 상기 마개(84)는 프로브(1')가 용융금속 내부로 침적되게 되면 용융금속의 압력에 의해 쉽게 이탈되지 않게 되므로 단순한 접착력을 제공하는 몰탈, 에폭시와 같은 접착제를 이용하여 상기 보호지관(72)에 접착시킴이 바람직하다.

한편, 도 4의 (a,b,c)에 도시된 바와 같이, 상기 마개(84)를 자동탈락시키기 위한 수단으로서 서브랜스(90)의 중심 일부에는 이를 상하로 관통하여 가스공급로(92)가 형성된다.

상기 가스공급로(92)는 상기 프로브(1')가 서브랜스(90)에 장착되었을 때 프로브(1')에 형성된 가스분출구(86)와 연통되게 배치된다.

상기 가스공급로(92)를 통해 공급되는 가스는 불활성가스가 바람직한 바, 이를테면 질소가 적당하다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 다음과 같이 작동된다.

먼저, 본 발명에 따른 구조를 갖는 프로브(1')를 서브랜스(90)에 장착시킨다.

프로브(1')가 장착되면 서브랜스(90)를 하강시켜 프로브(1')가 용융금속에 침적시킨다.

이때, 마개(84)는 자체 접착력 뿐만 아니라 용융금속에 의한 압력을 받고 있기 때문에 그 접착위치로부터 쉽게 탈거되지는 않는다.

서브랜스(90)에 의해 프로브(1')가 시료 채취에 적당한 깊이로 침적되었을 때 상기 가스공급로(92)를 통해 고압의 불활성가스, 예컨대 질소가스를 취입시킨 다.

공급된 질소가스는 가스분출구(86)를 통해 강해게 분출되면서 마개(84)의 상단을 가압하게 된다.

따라서, 상기 마개(84)는 프로브(1')로부터 쉽게 탈거되면서 가스분출구(86)를 개방시킴과 동시에 채취구(82)도 함께 개방시키게 된다.

탈거된 마개(84)는 용융금속보다 비중이 낮기 때문에 슬래그층으로 부상하게 되고, 가스분출구(86)로는 계속해서 고압의 질소가스가 분출되고 있으므로 용융금속의 유입이 차단되며, 채취용기(80)로는 채취구(82)를 통해 용융금속이 유입되게 된다.

이렇게 하여 순수 용융금속만의 채취가 가능해진다.

시료의 채취가 완료되면 서브랜스(90)를 상승시켜 질소가스의 공급을 차단시킨 채 프로브(1')를 서브랜스(90)로부터 탈착시켜 분석실로 이송시키게 된다.

아울러, 부상된 마개(84)는 슬래그층의 제거작업시 함께 제거시키도록 함이 바람직하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 시료 채취용 마개가 용융금속 내부에서 쉽게 용융되지 않고 용이하게 자동탈락시킬 수 있어 원하는 깊이에서 자유롭게 시료 채취가 가능하며, 또한 불순물의 유입이 최대한 억제되기 때문에 시료의 정확한 분석이 가능하여 제품의 품위를 가일층 향상시키는데 기여할 수 있다.

Claims (4)

1. 서브랜스(60)에 장탈착되는 헤드지관(60), 헤드지관(60)으로부터 하향연장된 연장지관(62), 상기 연장지관(62)과 연결되고 시료 채취용기(80)를 밀폐시키는 상하부보호지관(66,68) 및 보호지관(70,72,74)들과, 상기 채취용기(80)로부터 상기 보호지관(70,72,74)을 관통하여 돌출된 채취구(82), 상기 채취구(82)를 밀폐하는 마개(84)를 포함하여 구성된 프로브에 있어서;

   상기 서브랜스(60)의 중심에는 그 길이방향으로 가스공급로(92)가 형성되고,

   상기 상부보호지관(66)의 상면과 보호지관(70,72,74)들을 관통하여 상기 가스공급로(92)와 연통가능한 가스분출구(86)가 형성되며,

   상기 마개(84)는 그 상하단이 각각 상기 가스분출구(86) 및 채취구(82)를 편심되게 밀폐하도록 길게 형성됨은 물론 쉽게 용융되지 않는 비금속으로 형성되는 것을 특징으로 하는 용융금속 시료 채취용 프로브.
2. 제1항에 있어서, 상기 마개(84)는 용융금속보다 낮은 비중을 갖는 세라믹으로 형성되는 것을 특징으로 하는 용융금속 시료 채취용 프로브.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 마개(84)는 몰탈 혹은 에폭시로 된 접착제에 의해 접착고정되는 것을 특징으로 하는 용융금속 시료 채취용 프로브.
4. 제1항에 있어서, 상기 가스공급로(92) 및 가스분출구(86)를 통해 공급되는 가스는 불활성가스인 것을 특징으로 하는 용융금속 시료 채취용 프로브.

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