KR100833002B1

KR100833002B1 - 용강탕면 측정장치

Info

Publication number: KR100833002B1
Application number: KR1020020030990A
Authority: KR
Inventors: 김태성; 김충식; 정영환
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2002-06-03
Publication date: 2008-05-27
Also published as: KR20030093431A

Abstract

고로에서 출강된 용강이 장입되어 제련공정을 거치도록 하는 래들내에 장입된 용강의 탕면을 측정하기 위한 장치를 제공한다.

상기 용강탕면 측정장치(1)는, 샘플링장치의 수직 이동아암(16)의 하부 내측 에 설치된 격판(32)의 하측으로 스프링(34)을 개재하여 탄성 연결되며, 하단부에는 외측에서 상기 홀더(18)가 연결되는 피스톤부(30);와, 상기 프로브(20)의 하단부에 용강탕면(M')에 침적토록 설치된 부유판(50);과, 상기 수직 이동아암(16)의 외주연 일측으로 상기 수직 이동아암(16)의 하부 내측에서 상기 부유판(50)에 의하여 상승하는 피스톤부(30)로서 작동토록 설치된 리미트스위치(70); 및, 상기 이동아암(14)의 측부에 격판(32)과 피스톤부(30)내부에 탕면측정용 가스(G)를 공급토록 연결된 가스공급관(92)에 설치되어 용강탕면에 따라 가변되는 가스압을 측정토록 설치된 방산변(90);으로서 구성되어 있다.

따라서, 이와 같은 본 발명에 의하면, 들에 장입된 용강의 탕면을 신속하면서도 정밀하게 측정식할 수 있어 용강의 온도 및 샘플링채취작업을 원활하게 수행하도록 하는 효과를 제공하는 것이다.

용강, 래들, 용강탕면, 용강탕면 측정장치, 용강샘플, 샘플프로브

Description

용강탕면 측정장치{AN APPARATUS FOR SENSING LEVEL OF MOLTEN STEEL IN LADDLE}

도 1은 종래 래들내의 용강 탕면을 측정하는 프로브를 도시한 개략도

도 2는 본 발명에 따른 용강탕면 측정장치를 도시한 사시도

도 3은 본 발명인 용강탕면 측정장치를 도시한 구조도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 용강탕면 측정장치 10.... 샘플링장치

12.... 장치본체 14.... 수평 이동아암

16.... 수직 이동아암 18.... 홀더

20.... 프로브 30.... 피스톤부

32.... 격판 34.... 스프링

50.... 부유판 70.... 리미트스위치

90.... 방산변

본 발명은 고로에서 출강된 용강이 장입되어 제련공정을 거치도록 하는 래들내에 장입된 용강의 탕면을 측정하기 위한 장치에 관한 것으로 보다 상세히는, 래들에 장입된 용강의 탕면을 신속하면서도 정밀하게 측정할 수 있어 용강의 온도 및 샘플링채취작업을 원활하게 수행할 수 있도록 한 용강탕면 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 전로에서 출강된 용강은 정련공정과 연주공정을 거치면서 슬라브(SLAB), 빌렛(BILLET) 또는 블롬(BLOOM)과 같은 주편으로 샌상되는데, 이때 전로에서 래들로 출강되는 용강의 출강량이 변동되기 쉽고, 그리고 사용되는 래들의 사용기간에 따라 래들내에 장입된 용강의 탕면높이가 일정하기 않게 된다.

따라서, 종래에는 용강의 온도 및 성분을 측정하기 위한 용강의 샘플링작업시 작업자가 육안으로 래들내의 용강탕면을 파악하고, 이를 토대로 용강 샘플링 프로브를 용강에 침적시키어 용강 샘플을 채취하여 용강의 온도 및 성분을 측정하는데, 이와 같은 종래의 용강 샘플링 채취작업을 도 1에서 도시하고 있다.

즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 용강 샘플링장치(100)의 본체(110)에 연결된 수평 이동아암(112)의 전방에 설치된 기어박스(114)의 수직방향으로 기어(120a)를 갖춘 수직 이동아암(120)이 연결되어 기어박스(114)와 연결되는 모터(116)로서 승하강되고, 상기 수직 이동아암(120)의 하단부에는 홀더(130)가 스크류방식으로 연결되고, 상기 홀더(130)의 하부에는 내부의 샘플 채취구(144)와 연결되는 용강샘 플구멍 (142)이 형성된 프로브(140)가 제공되고, 상기 채취구(144)의 상부에 설치된 온도센서(150)는 그 도선(152)이 프로브(140)와 홀더(130)를 통하여 수직 이동아암(120)의 내부를 통하여 제어부(미도시)와 연결된다.

따라서, 작업자는 래들(L)내에 장입된 용강(M)의 탕면(M')을 육안으로 측정하고, 샘플링장치(100)를 작동시키어 프로브(140)를 용강(M)내에 일정깊이로 침적시키어 용강의 온도 및 성분을 측정하기 위한 용강 샘플링작업을 수행하였다.

그러나, 도 1에서 도시한 바와 같이, 용강샘플링 채취작업시 프로브(140)는 용강(M) 탕면(M')에 있는 슬라그(S)의 하부(도 1의 'B' 위치)로 하강하여 용강 샘플링을 채취하여야 순수한 용강 샘플링만을 채취할 수 있는데, 작업자가 육안으로 래들(L)내의 용강 탕면(M')을 파악한후, 샘플링(100) 장치를 작동시키어 프로브 (140)를 하강시키기 때문에, 도 1의 'C', 'D' 와 같이 프로브(140)의 용강침적위치가 불량하거나, 또는 도 1의 'A'와 같이 너무 깊이 침적되어 홀더(130)부분이 소손되는 문제가 초래되었다.

즉, 종래의 용강 샘플링 채취작업에 있어서는, 래들(L)내의 용강탕면을 정확하게 측정하지 않은 상태에서 용강의 샘플링작업을 수행하기 때문에, 프로브(140)가 슬라그층(S)이나 그 주변위치인 도 1의 'C'및 'D의 위치로 침적되어 순수한 용강(M)만을 샘플링하지 못하고, 슬리그(S)가 포함되어 용강 샘플링작업이 불량하게 되거나, 또는 프로브(140)가 너무 용강에 깊숙히 침적되는 도 1 'A'의 위치에서는 수직 이동아암(120)에 연결되는 홀더(130)부분까지 용강에 침적되어 홀더가 소손되는 문제가 발생되는 것이다.

이에 따라서, 용강의 탕면을 장치로서 자동적으로 신속하고 정밀하게 측정토록 하면, 용강 샘플링작업을 보다 신속하면서도 정밀하게 수행토록 하기 때문에 바람직할 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 문제점들을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 래들에 장입된 용강의 탕면을 신속하면서도 정밀하게 측정할 수 있어 용강의 온도 및 샘플링 채취작업을 보다 원활하게 수행토록 하여 용강의 품질을 향상시키고, 이 용강을 이용한 철강제품의 생산성을 향상시키는 용강탕면 측정장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 장치본체에 전후 이동토록 설치된 수평 이동아암과 그 전방으로 수직 하강토록 설치된 수직 이동아암 및 상기 수직 이동아암의 하부에 순차로 연결된 홀더 및 프로브를 갖추어 용강 샘플을 채취하도록 하는 용강 샘플링장치의 상기 수직 이동아암에 제공되는 용강탕면 측정장치에 있어서,

상기 수직 이동아암의 하부 내측에 설치된 격판의 하측으로 스프링을 개재하여 탄성 연결되며, 하단부에는 외측에서 상기 홀더가 연결되는 피스톤부;와,

상기 프로브의 하단부에 용강탕면에 침적토록 설치된 부유판;과,

상기 수직 이동아암의 외주연 일측으로 상기 수직 이동아암의 하부 내측에서 상기 부유판에 의하여 상승하는 피스톤부로서 작동토록 설치된 리미트스위치; 및,

상기 이동아암의 측부에 격판과 피스톤부내부에 탕면측정용 가스를 공급토록 연결된 가스공급관에 설치되어 가스압을 측정토록 설치된 방산변;으로서 구성된 용강탕면 측정장치를 마련함에 의한다.

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

도 2는 본 발명에 따른 용강탕면 측정장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명인 용강탕면 측정장치를 도시한 구조도이다.

즉, 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 용강탕면 측정장치 (1)는 크게 피스톤부(30)와 부유판(50)과 리미트스위치(70) 및, 가스방산변(90)으로서 나누어 질 수 있는데, 이들 각 구성요소(30)(50)(70)(90)들을 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 용강탕면 측정장치(1)가 설치되는 본 발명과 관련된 용강 샘플링장치(10)는 먼저 래들(L)의 일측으로 배치된 장치본체(12)에 2단의 수평 이동아암(14)이 설치되어 있다.

그리고, 상기 수평 이동아암(14)단부에 고정된 기어박스(17a)에는 수직으로 수직 이동아암(16)이 수직하게 연결 설치되는데, 이때 도면에서는 개략적으로 도시하였지만, 상기 기어박스(17a)와 연결된 모터(17b)가 구동하면 기어박스(17a)내의 구동기어(미도시)가 수직 이동아암(16)의 기어부(16a)와 맞물린 상태에서 구동하여 상기 수직 이동바아(16)는 도 2에서 도시한 바와 같이, 용강(M)이 장입된 래들(L)내측에서 상하 이동토록 된다.

한편, 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 본 발명인 용강탕면 측정장치 (1)의 상기 피스톤부(30)는, 상기 수직 이동아암(16)의 하부 내측에 설치된 격판 (32)의 하측으로 스프링(34)을 개재하여 탄성 연결되어 있고, 상기 피스톤부(30)의 하단부에는 상기 홀더(18)가 연결되어 있고, 상기 홀더(18)에는 프로브(20)가 연결되어 있다.

이때, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 피스톤부(30)의 상부 외주면에는 다음에 설명하는 가스(G)의 누설을 방지하도록 하는 다수개의 패킹(30a)들이 설치되어 있고, 상기 피스톤부(30)의 하부와 홀더(18)는 스크류형태로 서로 연결되어 있다.

다음, 도 2 및 도 3에서는 본 발명인 장치(1)의 상기 부유판(50)을 도시하고 있는데, 이와 같은 본 발명의 부유판(50)은 래들(L)내의 용강탕면(M')에 프로브 (20)가 침적되는 때에, 부유력을 발생시키어 수직 이동아암(16)의 하강시 피스톤부 (30)를 상승시킨다.

즉, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 격판(32)과 피스톤부(30)사이에 있던 기존의 가스(G)는 피스톤부(30)의 상승폭 예를 들어, 래들내에 용강탕면(M')의 높이가 높으면, 부유판(50)에 의한 피스톤부(30)의 상승이 빠르게 되고, 가스(G)도 빨리 배출되어 관(92)의 방산변(90)에서 설정압력 이상인 경우의 피스톤부(30)에 의하여 배출되는 가스를 배출하면, 이를 제어부(미도시)에서 인식하여 가스배출시간등으로 래들의 용강탕면 높이를 측정할 수 있는 것이다.

이때, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 프로브(20)의 하부에 제공된 상기 부유판(50)은 용강에 침적되어도 소손되지 않는 내열재를 사용하는 것이 바람직하다.

다음, 도 3에서는 본 발명인 용강탕면 측정장치(1)의 상기 리미트 스위치 (70)를 도시하고 있는데, 이와 같은 본 발명인 장치의 리미트 스위치(70)는, 상기 수직 이동아암(16)의 외주연 일측으로 상기 수직 이동아암(16)의 하부 내측에서 상기 부유판(50)에 의하여 상승하는 피스톤부(30)로서 작동토록 설치된다.

즉, 상기 리미트 스위치(70)는 부유판(50)의 반발력으로 피스톤부(30)가 상승하면, 상기 리미트 스위치(70)는 텃치방식으로 작동되고, 다음에 상세하게 설명하듯이, 상기 리미트 스위치(70)의 작동시 수직 이동아암(16)이 구동모터(17b)의 작동으로 프로브(20)는 재차 하강하여 프로브(20)가 용강내에 적정한 깊이로 침적되도록 하는 것인데, 상기 프로브(40)의 하강폭도 피스톤부(30)의 상승시 배출되는 가스에 따라 제어부에서 가변 조정되는 것이 가능할 것이다.

또한, 도 2에서는 본 발명인 장치(1)의 방산변(90)를 도시하고 있는데, 이ㅘ 같은 본 발명인 정치(1)의 방산변(90)은, 상기 이동아암(14)의 측부에 격판(32)과 피스톤부(30)내부에 탕면측정용 가스(G)를 공급토록 연결된 가스공급관(92)에 설치되어 가스압을 측정토록 설치되어 있다.

즉, 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 가스공급관(92)은 상기 수평 이동아암(14)에 설치된 회전릴(94)에 감긴 플랙시블관(96)과 그 후방으로 연결되고, 상기 방산변(90)이 설치된 파이프관(98)으로 이루어 져 있다.

또한, 상기 파이프관(98)에는 가스압력을 측정하는 가스압발생기(98a)가 설치되어 있고, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 수평 이동바아(14)의 선단부에는 상기 플랙시블관(96)의 이동을 지지하는 가이드롤(95)들이 설치되어 있다.

그리고, 도 1에서 도시한 온도측정센서(150)와 연결된 도선(152)이 피스톤부 (30)의 이동으로 가변되기 때문에, 도 3에서 도시한 바와 같이, 수직 이동바아(16)의 격판(32)과 피스톤부(30)상에 설치된 소켓(62a)(62b)을 통하여 스프링(34)부분에서 여유분을 가지도록 연결되어 있는데, 이와 같은 도선(152)은 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 수평 이동바아(14)의 관릴(94)의 반대측에 설치된 도선릴(154)에 감기어 있어 피스톤부(30)가 부유판(50)의 반발력으로 상승하면 도선(152)이 파손되는 것을 방지하도록 구성되어 있다.

또한, 도 2에서 도시한 가스공급관(92)의 파이프관(98)에는 가스공급을 제어하는 제어밸브(99)가 설치되어 있어, 수직 이동바아(16)의 내측 격판(32)과 피스톤부(30)사이에 가스(G)를 공급하는 량을 제어하도록 설치된다.

그리고, 상기 수평 이동바아(14)는 샘플링장치(10)의 몸체(12)에 연결되어 이동하지 않은 지지바아와 그 내측에 실질적으로 이동하는 이동바아로 이루어 지므로, 상기 관 및 도선용 릴(94)(154)는 각각 상기 지지바아(14)의 양측에 설치되는 구성으로 이루어 진다.

상기와 같은 구성으로 이루어 진 본 발명의 작용을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 먼저 작업자는 가스공급관(92)의 파이프관(98)에 설치된 제어밸브(99)를 개방시키어 파이프관(98)과 플렉시블관(96)을 통하여 수직 이동아암(16)의 격판(32)과 피스톤부(30)사이에 불화성가스인 질소를 일정압력으로 공급한다.

따라서, 이동아암(16)내의 피스톤부(30)는 가압된 가스(G)에 의하여 이동아암 (16)의 하부에서 패킹(30a)들로 가스누설이 방지되는 상태에서 하강하게 된다.

다음, 작업자는 샘플링장치(10)의 수평 이동아암(14)중 이동아암을 전진시키어 상기 수직 이동아암(16)의 하강위치를 조정한후, 수평 이동아암(14)의 이동이 완료되면, 상기 수평이동아암(140상에 설치된 구동모터(17b)를 가동시키어 수평이동아암(14a)의 단부에 설치된 기어박스(17a)내의 수직 이동아암(16)을 하강시킨다.

이때, 상기 수직 이동아암(16)는 그 주연에 형성된 기어(16a)가 기어박스 (17a)내의 구동기어(미도시)와 맞물려 있어 상기 구동모터(17b)의 작동시 상기 수직 이동아암(16)은 하강한다.

따라서, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 수직 이동아암(16)의 하부에 홀더 (18)로서 연결된 프로브(20)에 고정된 본 발명의 부유판(50)은 용강탕면(M')상에 침적되는 순간 반발력을 발생시키어 이동아암(16)이 하강할 수록 상기 피스톤부(30)는 상승하면서 내부에 있던 격판(32)사이의 공간상의 가스(G)를 강제 배출시키고, 결국 상기 가스(G)는 관(92)을 통하여 방산변(90)에서 설정압력이상이 되면 배출된다.

이에 따라서, 래들(L)내 용강탕면(M)의 높이에 따라 동일한 폭으로 프로브 (20)가 하강하면 부유판(50)이 용강탕면(M')에 접촉하여 피스톤부(30)가 상승되는 시간은 용강탕면(M')이 높을수록 빠르게 되고, 이와 같은 관계를 통하여 방산변 (90)에서의 가스 배출시간이 방산변(90)과 연결된 제어부(미도시)에서 체크되면, 래들내의 용강탕면(M') 높이가 측정토록 된다.

다음, 피스톤부(30)가 계속상승하여 격판(32) 하측의 스토퍼(36)에 밀착될 때 까지 상승하면, 이동바아(16)의 일측에 설치된 리미트스위치(70)를 작동시키고, 따라서 상기 리미트스위치(70)와 전기적으로 연결된 구동모터(17b)는 작동하여 수직 이동아암(16)을 강제로 하강시키는데, 상기 수직 이동아암(16)의 하강폭은 이미 제어부에서 가스 배출시간에 따라 가변되는 용강탕면의 높이를 감안하여 도 1'B'와 같이 적정하게 프로브(20)가 용강에 침적하도록 하는 것이다.

이때, 상기 관부(32)는 경질 관(98)부분에는 압력발생기(98a)가 연결되어 있어, 피스톤부(30)에 의한 배출가스의 압력을 체크하게 한다.

이에 따라서, 본 발명인 용강탕면 측정장치(1)에 의하면, 래들내의 용강탕면에 따라 이에 침적된 부유판(50)의 반발력이 다르게 되고, 이로 인한 방산변(90)을 통한 가스배출시간이 가변되면서 래들내의 용강탕면 높이가 측정되고, 이를 토대로 수직 이동아암(16)의 하강폭이 조정되어 프로브(20)가 보다 적당하게 용강탕면에 침적되는 것이다.

이와 같이 본 발명인 용강탕면 측정장치에 의하면, 래들에 장입된 용강의 탕면을 신속하면서도 정밀하게 측정할 수 있어 용강의 온도 및 샘플링 채취작업을 보다 원활하게 수행토록 하여 용강의 품질 및 후제조공정의 생산성을 향상시키는 우수한 효과를 제공하는 것이다.

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

Claims

장치본체(12)에 전후 이동토록 설치된 이동아암(14)과 그 전방으로 수직 하강토록 설치된 수직 이동아암(16) 및 상기 수직 이동아암(16)의 하부에 순차로 연결된 홀더(18) 및 프로브(20)를 갖추어 용강 샘플을 채취하도록 하는 용강 샘플링장치 (10)의 상기 수직 이동아암(16)에 제공되는 용강탕면 측정장치(1)에 있어서,

상기 수직 이동아암(16)의 하부 내측에 설치된 격판(32)의 하측으로 스프링 (34)을 개재하여 탄성 연결되며, 하단부에는 외측에서 상기 홀더(18)가 연결되는 피스톤부(30);와,

상기 프로브(20)의 하단부에 용강탕면(M')에 침적토록 설치된 부유판(50);과,

상기 수직 이동아암(16)의 외주연 일측으로 상기 수직 이동아암(16)의 하부 내측에서 상기 부유판(50)에 의하여 상승하는 피스톤부(30)로서 작동토록 설치된 리미트스위치(70); 및,

상기 이동아암(14)의 측부에 격판(32)과 피스톤부(30)내부에 탕면측정용 가스(G)를 공급토록 연결된 가스공급관(92)에 설치되어 용강탕면에 따라 가변되어 배출되는 가스압을 측정토록 설치된 방산변(90);으로서 구성된 것을 특징으로 하는 용강탕면 측정장치
제 1항에 있어서, 상기 피스톤부(30)의 외주면에는 가스실링을 위한 다수의 패킹(30a)이 설치되고, 상기 가스공급관(92)은 상기 수평 이동아암(14)에 설치된 회전릴(94)에 감긴 플랙시블관(96)과 그 후방으로 연결되고, 상기 방산변(90)이 설치된 파이프관(98)으로 이루어 지고,

상기 파이드관(98)에는 가스압력을 측정하는 가스압발생기(98a)가 설치된 것을 특징으로 하는 용강탕면 측정장치