KR100839449B1 - 침적식 소모성 열전대 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열충격을 흡수할 수 있도록 다공질이거나 미소 균열이 다량 포함된 원통형 내화 구조물에 진공 증착에 의해 원하는 종류의 열전대를 형성시키고 이를 신호 인출선이 결합함으로써, 제조 공정을 대폭 단순화시켜 전공정의 자동 조립이 가능토록 하는 새로운 침적식 소모성 열전대 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 지관의 내경과 유사한 직경을 갖는 다공질 또는 미소 균열이 다량 포함된 원통형 내화 구조물을 제조하는 단계; 상기 내화 구조물 중앙부에 종 모양을 돌출시켜, 상기 종 모양의 정점에 열전대의 측온 접점을 형성시키는 단계; 열전대 소선의 일측면을 상기 내화 구조물 내부에 미리 설치되어 있는 신호 인출선과 연결시키고, 상기 연결 접점의 반대 측면은 상기 신호 인출선 가이드홈과 일치하는 위치의 원통형 홈에 고리 모양을 생성하는 단계; 고정대의 가이드홈에는 상기 고리 모양에 상응하는 암놈 형태의 신호 인출선이 설치되어 홈을 일치시킨 후, 수직으로 상기 내화 구조물과 상기 고정대의 신호 인출선을 결합시켜 접점을 형성시키는 단계; 및 상기 결과물을 철제캡에 장착하고 지관을 부착시키는 단계; 를 포함하는 침적식 소모성 열전대 제조 방법을 제공한다.

열전대, 침적, 용강

Description

침적식 소모성 열전대 제조 방법 {Manufacturing method for expendable immersion thermocouple}

도 1은 종래의 침적식 소모성 열전대를 제조하는 과정을 나타낸 흐름도이고,

도 2는 도 1에 도시된 방법을 적용한 침적식 소모성 열전대의 조립도이고,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 침적식 소모성 열전대를 제조하는 과정을 나타낸 흐름도이고,

도 4는 도 3에 도시된 방법을 적용한 침적식 소모성 열전대의 조립도이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

201, 413 : 열전대 소선 202, 402 : 측온 접점

203 : U자형 유리관 204, 404 : 신호 인출선

205 : 지지홈 206, 406 : 가이드홈

207, 407 : 신호 인출선 고정대 208 : 외측 내화물

209 : 알루미나 시멘트 210, 410 : 철제캡

211, 411 : 지관 414 : +형 고리

415 : -형 고리

본 발명은 침적식 소모성 열전대 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 열충격을 흡수할 수 있도록 다공질이거나 미소 균열이 다량 포함된 원통형 내화 구조물에 진공 증착에 의해 원하는 종류의 열전대를 형성시키고 이를 신호 인출선이 결합된 고정대 및 키이홈과 같은 방식으로 쉽게 결합될 수 있게 함으로써, 제조 공정을 대폭 단순화시켜 전공정의 자동 조립이 가능토록 하는 새로운 침적식 소모성 열전대 제조 방법에 관한 것이다.

침적식 소모성 열전대는 고온의 용강에 열전대 선단부를 침적시켜 그 온도를 측정하는 일회용 센서로서 통상 쇳물의 온도가 1500℃ 이상이기 때문에 B Type, R Type, S Type의 열전대가 사용되고 있다. 이들은 모두 고가인 백금을 소선 재료의 주성분으로 하며, 종류에 따라 로듐의 첨가량을 약간씩 달리하고 있다. 소모성 열전대는 주로 제강 공정이나 용해 과정에서 사용되는데, 이러한 공정에서는 신속하면서 정확하게 쇳물의 성분이나 정도를 측정할 수 있는 별도의 방법이 없기 때문에 소모성 열전대를 통해 계측되는 쇳물의 온도는 용강의 품질을 평가하는 가장 중요한 계측치의 하나로 이용된다.

예컨대, 전로의 출강 직전에 계측하는 온도값은 용강에 포함된 탄소의 함량을 추정하는 기준값으로 사용되며, 주조 작업시 래들에서의 온도 측정값은 주편의 품질의 평가나 노즐 막힘을 방지하는 기준값으로 이용되고 있다. 따라서, 제강 공정에서는 침적식 소모성 열전대가 여러 곳에서 다량으로 사용되고 있으며, 일회성 센서이기 때문에 공장의 제조 원가에 직접 반영된다.

따라서, 기존 방식에 의한 소모성 열전대의 측정 정도를 유지하면서 그 제조 단가를 줄일 수 있는 새로운 방안을 수립하는 것은 매우 중요한 의미를 갖는다.

도 1은 종래의 침적식 소모성 열전대를 제조하는 과정을 나타낸 흐름도이고 도 2는 도 1에 도시된 방법을 적용한 침적식 소모성 열전대의 조립도이다.

제조 과정을 상세히 설명하면, 먼저, 스텝 S101에서, 적절한 길이로 절단된 열전대 소선(201)에 스팟(Spot) 용접에 의하여 측온 접점(202)을 형성한 후, 스텝 S102에서, 측정시 이물질에 의한 측정 오차가 유발되지 않도록 절단이나 용접 과정에서 생긴 불순물을 제거하는 초음파 세척을 실시한다.

이어서, 스텝 S103에서, U자형 유리관(203)에 상기 열전대 소선(201)을 삽입하고, 스텝 S104에서, 보상 도선의 역할을 하는 신호 인출선(204)과 스팟 용접으로 결합시킨 후, 스텝 S105에서, +, - 극성이 제대로 형성되었는지 확인한 다음 U자형 유리관의 한쪽을 그 지지홈(205)에 끼우고 양쪽 신호 인출선(204)이 각각의 가이드홈(206)을 통과하도록 한 다음 신호 인출선 고정대(207 ; Housing)의 정해진 위치에 고정시킨다.

그리고, 스텝 S106에서, 외측 내화물(208)을 상기 신호 인출선 고정대(207)와 결합시키고, 스텝 S107에서, 내부를 알루미나 시멘트(209)로 충진한 다음, 양생후, 건조시킨다.

이어서, 스텝 S108에서, 상기 열전대 소선(201)이 삽입된 상기 U자형 유리관(203)의 파손을 방지하기 위하여 철제캡(210)을 장착한다. 마지막으로, 스텝 S109에서, 지관(211)의 안쪽에 이를 끼운 다음 적당히 압착하여 일체가 되도록 완성한다.

이상에서 설명한 바와 같이 기존의 침적식 소모성 열전대 제조 방법은 소요되는 요소 물품의 수가 많고, 여러 작업 공정을 거치기 때문에 많은 시간과 인력이 필요할 뿐만 아니라 자재나 공정 관리에도 많은 비용이 소요되므로, 제품의 제조 원가를 낮추는데 한계가 있다. 그리고, 수작업으로 행해야 하는 공정이 많아 각 단위 공정에서나 전체적인 조립 과정에서 제품의 품질을 저해할 수 있는 소지가 많으며, 품질의 산포 측면에서도 상대적으로 편차가 크다는 문제점이 있다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 열전대의 선단부를 용강에 침적시켜 온도를 계측하는 침적식 소모성 열전대를 제조함에 있어, 열충격을 흡수할 수 있고, 제조 공정을 단순화시키며, 자동 조립이 가능토록 하여 제품의 정도를 향상시키고, 제조 원가를 대폭 절감하는 침적식 소모성 열전대 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따르면, 열전대의 선단부를 용강에 침적시켜 온도를 계측하는 침적식 소모성 열전대 제조 방법에 있어서, 지관의 내경과 유사한 직경을 갖는 다공질 또는 미소 균열이 다량 포함된 원통형 내화 구조물을 제조하는 단계; 상기 내화 구조물의 중앙부에 종 모양을 돌출시켜, 상기 종 모양의 정점에 열전대의 측온 접점을 형성시키는 단계; 열전대 소선의 일측면을 상기 내화 구조물의 내부에 미리 설치되어 있는 신호 인출선과 연결시키고, 상기 측온 접점의 반대 측면에 상기 신호 인출선의 가이드홈과 일치하는 위치의 원통형 홈에 수놈 고리 모양을 생성하는 단계; 고정대의 가이드홈에는 상기 수놈 고리 모양에 상응하는 암놈 형태를 가지며 신호 인출선이 연결된 암놈 고리 모양이 설치되어 홈을 일치시킨 후, 수직으로 상기 내화 구조물과 상기 고정대의 신호 인출선을 결합시켜 접점을 형성시키는 단계; 및 이전 단계까지의 결과물을 철제캡에 장착하고 지관을 부착시키는 단계;를 포함하는 침적식 소모성 열전대 제조 방법을 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일 실시예에 따른 침적식 소모성 열전대 제조 방법을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명은 열충격을 흡수할 수 있도록 다공질이거나 미소 균열이 다량 포함된 원통형 내화 구조물에 진공 증착에 의하여 원하는 종류의 열전대 소선을 생성시키고, 이를 보상 도선의 역할을 하는 신호 인출선과 결합된 고정대와 키이홈과 같은 구조로 결합될 수 있게 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 침적식 소모성 열전대를 제조하는 과정을 나타낸 흐름도이고, 도 4는 도 3에 도시된 방법을 적용한 침적식 소모성 열전대의 조립도이다.

이를 상세히 설명하면, 다음과 같다.

먼저, 스텝 S301에서, 지관의 내경과 동일한 직경을 갖는 다공질이거나 미소 균열이 다량 포함된 원통형 내화 구조물(412 ; Housing)을 만들고, 그 중앙부에 종 모양과 같이 돌출시켜, 그 정점에 열전대의 측온 접점(402)이 형성되도록 한다. 이때, 진공 증착에 의해 형성된 열전대 소선(413)은 상기 내화 구조물(412) 내부에 미리 설치되어 있는 신호 인출선(404)과 연결되어 있으며, 그 반대쪽은 신호 인출선 가이드홈과 일치하는 위치의 원통형 홈에 수놈(+형) 고리(414) 모양으로 나오게 한다.

이어서, 스텝 S302에서, 신호 인출선 고정대(407)의 가이드홈(406)에는 수놈(+형) 고리(414) 모양에 상응하는 암놈(-형) 형태를 가지며 신호 인출선(404)이 연결된 암놈(-형) 고리(415) 모양이 설치되어 있어 홈을 일치시킨 다음, 수직으로 밀면 상기 내화 구조물(412)과 고정대(407)의 신호 인출선이 키이홈과 같이 '억지 끼움' 방식으로 결합되면서 접점이 형성되도록 한다. 이후, 스텝 S303 및 스텝 S304에서, 철제캡(410)을 장착하고 지관(411)을 부착하는 공정이 뒤따른다.

위에서 양호한 실시예에 근거하여 이 발명을 설명하였지만, 이러한 실시예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 숙련자에게는 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서 한정될 것이며, 위와 같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 기존의 제조 방식에 비해 요소 물품의 수량과 조립 공정을 대폭 감소시킬 수 있으므로, 전체 공정이 편리하면서 단순화되어 시간, 인력, 경비를 대폭 절감하는 효과가 있다.

또한, 각 단위 공정이 일관된 연속 작업이 가능해져 전체 공정의 자동화를 실현할 수 있으므로, 빠른 시간내에 대량 생산을 할 수 있을 뿐만 아니라, 제품의 정도를 향상시키면서 제조 단가를 크게 저감하는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 열전대의 선단부를 용강에 침적시켜 온도를 계측하는 침적식 소모성 열전대 제조 방법에 있어서,

   지관의 내경과 유사한 직경을 갖는 다공질 또는 미소 균열이 다량 포함된 원통형 내화 구조물을 제조하는 단계;

   상기 내화 구조물의 중앙부에 종 모양을 돌출시켜, 상기 종 모양의 정점에 열전대의 측온 접점을 형성시키는 단계;

   열전대 소선의 일측면을 상기 내화 구조물의 내부에 미리 설치되어 있는 신호 인출선과 연결시키고, 상기 측온 접점의 반대 측면에 상기 신호 인출선의 가이드홈과 일치하는 위치의 원통형 홈에 수놈 고리 모양을 생성하는 단계;

   고정대의 가이드홈에는 상기 수놈 고리 모양에 상응하는 암놈 형태를 가지며 신호 인출선이 연결된 암놈 고리 모양이 설치되어 홈을 일치시킨 후, 수직으로 상기 내화 구조물과 상기 고정대의 신호 인출선을 결합시켜 접점을 형성시키는 단계; 및

   이전 단계까지의 결과물을 철제캡에 장착하고 지관을 부착시키는 단계;

   를 포함하는 침적식 소모성 열전대 제조 방법.

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