KR100870569B1 - 용융금속의 중-고탄 영역 측정용 서브랜스 복합프로브 - Google Patents

Abstract

본원 발명은 제강 공정에서 용선의 정련 정도를 파악하기 위하여 용융금속의 중-고탄 영역에서 실시간으로 온도 및 탄소측정을 수행할 수 있도록 하는 용융금속의 중-고탄 영역 측정용 서브랜스 복합프로브를 제공하는 것을 그 목적으로 하며,

상술한 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 용융금속의 중-고탄 영역 측정용 서브랜스 복합프로브는, 전로에 수강된 용강의 취련 정도를 측정하기 위해 선단캡(9)에 의해 밀봉되는 열전소자와 수강부에 내장된 용탕의 응고온도를 측정하기 위한 열전소자를 구비한 측온센서(2, 3)와; 용탕의 샘플을 채취하기 위하여 탕구캡(10)으로 밀봉된 탕구(5)가 연결되며, 열용량이 120 cal/℃ 이상이고, 중량이 시료 중량의 1.2 ~ 1.7배인 수강부(6')를 수납하는 수강부케이스(11)와; 서브랜스에 고정된 노즐과 전기적으로 연결가능한 커넥터(7)를 구비한 보조지관(8)과; 상기 수강부케이스(11)와 상기 보조지관(8)이 연이어 배치된 상태로 삽입되는 메인지관(1);으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

서브랜스 복합프로브, 수강부, 선단캡, 탕구캡, 탈산제

Description

용융금속의 중-고탄 영역 측정용 서브랜스 복합프로브{SUB LANCE COMBINATION PROBE FOR MEASUREMENT IN MEDIUM, HIGH CONCENTRATION MOLTEN METAL}

본원 발명은 제강 공정에서 용선의 정련 정도를 파악하기 위한 용강의 온도 및 탄소측정용 서브랜스(Sub Lance) 복합프로브에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용융금속의 중-고탄 영역에서 실시간 온도 및 탄소측정을 수행할 수 있도록 하는 용융금속의 중-고탄 영역 측정용 서브랜스 복합프로브에 관한 것이다.

일반적으로, 제강공정은 고로에서 출선된 용선과 스크랩을 배합하여 순산소 및 아르곤, 질소 등을 상하횡측에서 강압으로 취입하여 정련을 시키는데 이때 강으로부터 불순물을 부상 분리시키기 위해 부원료를 투입 조정하고, 슬로핑 억제 및 강(Steel)의 성분에 맞는 특수 합금철을 투입 조정하여 제품의 성분을 조정하는 일련의 작업을 말하는 것으로 일반제철소의 중요한 공정 중 하나이다.

이 때에 사용되는 종래 기술의 측정용 복합프로브(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 전로에 수강된 용강의 취련 정도 및 수강부에 내장된 용탕의 응고온도를 측 정하기 위한 열전소자를 구비한 측온센서(2, 3)와, 용탕의 샘플을 채취하기 위한 탕구(5)를 구비한 상층부(6a)와 탈산제(4)를 내장하는 하층부(6c)와 상층부(6a)와 하층부(6c)를 연결하는 탕도(6b)로 이루어져 전체가 아령형상인 수강부(6)와, 서브랜스에 고정된 노즐과 전기적으로 연결가능한 커넥터(7)를 구비한 보조지관(8)과, 이 보조지관(8)이 삽입되는 메인지관(1)으로 구성된다.

이러한 제강공정 중 복합프로브(PROBE)(10)는 메인랜스를 통해 로내 용융물 상부로부터 산소를 취입하여 용선에 포함된 불순물, 예컨대 탄소, 규소, 인, 황 등을 산화 반응시켜 제거하는 취련 작업 시 용탕에 침지되어, 출강 시에 용탕의 정확한 온도 및 탄소 정보를 계측하여 온도 및 성분을 목표치에 적합하도록 제어할 수 있도록 함과 동시에 산소의 취입량 및 랜스선단부 노즐(nozzle)의 위치를 제어할 수 있도록 하여주는 측정 센서이다.

그런데 상기 복합프로브(10)는 취련 중에 침지되어 용강의 격렬한 유동 및 교반으로 인해 수강부에 유입되는 용강이 급격한 난류 흐름으로 진행되어 수강부에 슬래그(slag) 및 개재물이 혼재하여 용탕의 대표성이 상실될 뿐만 아니라 기존재인 경우 시료실에 충전되는 용강의 양에 기인한 열용량의 과도함으로, 도 3의 <기존재> 파형에서 볼 수 있듯이 피크(peak(과열도(△t) : 유입온도와 응고온도의 차))가 발생하며 응고개시 시작까지 10초 이상이 지연되어 오랜 시간이 걸린다. 즉 유입된 용강의 총열량이 너무 커서, 온도가 점차 감소하여 응고온도가 개시되기 이전의 온도를 감지하기 때문에 응고온도 측정과 이를 기반으로 한 탄소 정보의 신속성 및 측정 정확도가 저하된다. 따라서 예비처리 후의 용선정보를 이용하여 취련 패턴을 설정하고 취련 중간에 취련 적중률을 높이기 위해 상기 복합프로브를 측정하고 합금철 투입량 및 취입 산소량 계산 등을 통한 목표 온도 및 산소 제어를 위한 동적 제어모델의 적용에 문제가 발생되어 취련 종료 시점에서의 취련 적중률 및 모델조업 실현에 문제를 초래하고 있다.

특히 강재의 품질 특성치가 특별히 요구되는 특성강종의 경우, 목표에 맞는 성분조정을 위해 다양하게 조업패턴을 변화시켜 용강의 물성을 변화시킨다. 이 때 모델조업의 실현을 위해 취련 중간 단계에서의 용탕 온도 및 탄소농도의 정확한 측정은 전로 모델조업 실현에 필수 불가결한 요소이다. 예를 들어 극저린강 제조에 있어서, 용선 예비처리를 통한 탈린조업의 경우 발열원 역할을 하는 [Si]가 탈규된 상태에서 탈린을 행하므로 용선의 온도하락이 심하기 때문에 취련 중 더 많은 승온의 부담을 안을 수밖에 없다. 따라서 추가적인 승온 부담 없이 고 효율로 생산하기 위해 일반 용선 정보를 이용하여 1차취련 후 P₂O₅가 농화된 슬래그를 1차 배제하고 2차 취련을 통하여 [P] 농도 제어 및 취련 적중률을 향상시키는 더블 슬래그(Double Slag) 조업을 택한다. 이 때 슬래그 배제 후 용선의 물성 변화에 따른 합금철 및 부원료 투입량 조절이 어려워 취련 적중률이 낮아지게 되고 그에 따른 실패 비용도 증가하게 된다. 따라서 슬래그 배제 후의 2차 용선 정보를 정확히 파악하는 것은 매우 중요하다.

하지만 도 3의 <기존재>에서 알 수 있듯이, 상기 복합프로브는 용강의 온도 및 물성에 따라 용강 유입의 부적절함에 기인한 냉각 불균일로 국부적 상평형면이 생성되어, 응고 평탄부가 기울어지거나 응고온도의 구현시간도 짧아져 응고온도의 정확성을 확보하는데 어려움이 있다.

또한, 기존재와 달리 저탄영역에서 뿐만 아니라 중-고탄 영역에서 용강온도 및 응고온도의 측정이 가능해야 하므로 선단 및 탕구 캡의 재질 및 두께가 고려되어야 한다. 하지만, 종래기술의 경우 캡의 재질 및 두께를 종이 재질의 경우 1~3mm, 철재질의 경우 0.4~1mm로 규정하고 있다. 따라서 기존재의 경우 스틸캡이 0.6mm이고, 탕구캡이 2mm 종이캡으로 중-고탄 영역에서 측정 시 1400~1550℃ 정도로 용강온도가 낮아 캡이 늦게 소손, 용융되어 도 3, (a)의 <기존재>에 도시된 바와 같이 응답지연이 발생할 가능성이 크게 되는 문제점을 가진다.

본원 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 선단 캡의 적정 두께 확보로 용강온도 측정 시 응답지연을 방지하고, 탕구 캡의 적정 두께 확보로 고온영역뿐 아니라 저온 영역에서도 시료 충전성 확보하며, 수강부의 열용량 확보 및 적정 탈산제(Al) 투입으로 시료 건전성을 확보하고, 수강부 형상 개발을 통한 난류 유동을 최소화할 수 있도록 복합프로브의 구조를 개선하여, 용탕의 온도 및 성분을 신속하고 정확하게 측정할 수 있도록 함으로써 특성강종 개발로 인한 조업패턴의 변화에 대처하여 취련 적중률 향상 및 전로 모델조업 실현에 이바지할 수 있도록 하는 용융금속의 중-고탄 영역 측정용 서브랜스 복합프로브를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본원 발명의 용융금속의 중-고탄 영역 측정용 서브랜스 복합프로브는, 전로에 수강된 용강의 취련 정도를 측정하기 위해 선단캡(9)에 의해 밀봉되는 열전소자와 수강부에 내장된 용탕의 응고온도를 측정하기 위한 열전소자를 구비한 측온센서와; 용탕의 샘플을 채취하기 위하여 탕구캡으로 밀봉된 탕구가 연결되며, 열용량이 120 cal/℃ 이상이고, 중량이 시료 중량의 1.2 ~ 1.7배인 수강부를 수납하는 수강부케이스와; 서브랜스에 고정된 노즐과 전기적으로 연결가능한 커넥터를 구비한 보조지관과; 상기 수강부케이스와 상기 보조지 관이 연이어 배치된 상태로 삽입되는 메인지관;으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 탕구캡과 선단캡은 철(steel) 재질의 경우 0.2~ 0.4mm의 두께이고, 종이 재질의 경우 1 ~ 1.5mm 두께를 가지는 것을 특징으로 한다. 그리고 상기 탕구캡(10)은 철 정압에 대한 저항성을 크게 하기 위하여 상향 만곡진 형태로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 수강부는 용강샘플의 충전성 및 건정성 확보와, 저탄 영역 및 중-고탄 영역에서의 시료 충전성을 확보하기 위하여 원통형으로 탕도없이 상층부와 하층부가 직접 연결 구성되는 것을 특징으로 한다. 이 경우 상기 수강부는 상술한 바와 같이 열용량이 120 cal/℃ 이상이고, 수강부의 중량이 시료 중량의 1.2 ~ 1.7배인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 수강부는 상층부와 하층부의 직경비가 1.2~2.0배인 것이 바람직하다. 더욱 상세하게는 상기 수강부는 상층부가 15 ~ 25mm 직경과 30 ~ 40mm의 길이를 가지며, 하층부는 25~ 35mm의 직경과 60 ~ 70mm의 길이를 가지는 것이 바람직하다. 그리고 상기 수강부의 상층부와 하층부를 연결하는 부분은 2 ~ 4mm로 모따기 하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 수강부케이스는 슬래그와 용강의 자기장 상이에 기인한 주파수 변화를 이용하여 용강의 레벨을 측정할 수 있도록 외부표면에 홈이 형성되고 상기 홈 내측에 마그네틱 센서(Magnetic sensor)가 삽입 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 탈산제는 시료 중량의 0.1 wt% ~ 0.5 wt%로 하고, 탈산 효율(η)을 높이기 위해 용강과의 접촉면적을 최대화할 수 있도록 형상을 와이어 형태 및 박판 형태로 구성하여 내장되도록 구성함이 바람직하다.

상술한 구성을 가지는 본원 발명에 따르는 용융금속의 중-고탄 영역 측정용 서브랜스 복합프로브는 취련 중 응고온도를 실시간 측정하여 탄소 성분이 0.8 이하에서도 측정이 가능하며, 특히 0.8 ~ 4.0% 범위를 신속하고 정확하게 측정하여 제강모델 조업의 실현 및 생산성 향상에 기여하고, 일반강 제조뿐만 아니라 극저린강과 같은 특성강종 개발 및 조업 프로세스 변화에 이바지할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본원 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 2는 본원 발명의 일 실시 예에 따르는 복합프로브(20)의 정면 및 배면 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 본원 발명의 일 실시 예에 따르는 복합프로브(20)는 전로에 수강된 용강의 취련 정도 및 수강부에 내장된 용탕의 응고온도를 측정하기 위한 열전소자를 구비한 측온센서(2, 3)와; 용탕의 샘플을 채취하기 위하여 탕구캡(10)으로 밀봉된 탕구(5)가 연결되는 원통형의 상층부(6d)와 탈산제를 내장하 는 원통형의 하층부(6e)로 이루어지는 수강부(6')를 수납하는 수강부케이스(11)와; 서브랜스에 고정된 노즐과 전기적으로 연결가능한 커넥터(7)를 구비한 보조지관(8)과; 상기 수강부케이스(11)와 상기 보조지관(8)이 연이어 배치된 상태로 삽입되며, 상기 수강부케이스(11) 측의 단부에는 선단캡(9)이 형성된 메인지관(1);으로 구성된다.

그리고 수강부(6')를 감싸는 수강부케이스(11)의 배면에는 용강의 접촉에 따른 주파수 변화에 의해 용강의 표면 레벨을 측정하도록 하는 인덕터(21)와 인덕터(21)의 내부 신호를 출력하는 보상도선이 삽입되는 보상도선 조립홈(22)이 형성된다.

상술한 구성에서 수강부(6')와 선단캡(9)은 용강온도 및 응고온도를 측정하는 곳으로 정확하고 신속한 응답성이 요구된다. 또한, 프로브 측정 시 랜스의 잦은 승하강 반복으로 인한 벤딩 및 크랙의 방지를 위해서 최소한의 침지시간(통상 약 4sec)으로 정확한 계측정보를 확보해야만 한다. 따라서 용강온도 대역이 1400℃ ~ 1600℃로 온도 응답지연을 미연에 방지하고 시료건전성을 확보하기 위해서는 선단 캡 및 탕구 캡의 재질 및 두께가 고려되어야 한다. 만약 상한치보다 크면, 캡이 늦게 소손, 용융되어 랜스가 상승할 때 수강부(6')에 슬래그가 혼입되거나 유입량의 부족으로 공동현상이 발생되고, 하한치보다 작으면 측정지점에 도달하기 전에 슬래그 혼입이 이루어져 샘플의 건전성을 확보하는데 어려움이 있다. 일반적으로 종이 재질의 캡의 경우 소손도가 0.5mm/s 내외, 평균 랜스 침지 속도는 171.43cm/s 정도 이다. 따라서 랜스 침지 속도와 캡의 소손도, 용강온도 슬래그(slag) 두께 등을 감안하여 캡이 슬래그층을 통과하고 응답지연을 방지하기 위해서는 스틸(steel) 재질의 캡의 경우 0.2~0.4mm, 종이 재질의 캡의 경우 1~1.5mm 정도의 두께를 갖도록 함이 바람직하다. 또한, 탕구캡(10)의 경우 철 정압에 대한 저항성을 크게 하기 위해 상향 만곡진 형태로 하는 것이 바람직하다.

상기 수강부(6')는 용강이 유입되어 응고되는 곳으로 응고 시간 및 속도 제어를 통한 측정의 신속성 및 정확성이 요구된다. 보통 수강부(6')는 고온용 금속이나 세라믹 재질이 사용 가능하고, 비용 및 열적 특성이 우수한 세라믹 재질을 주로 사용하게 된다. 이 중 상기 수강부(6')는 특별히, 제작이 용이하고, 표면적이 적어 높은 강도를 얻을 수 있고, 열팽창계수가 낮아 수강부의 균열이 발생하지 않으며, 열평형에 빨리 도달하기 위해 낮은 비열(0.12~0.27 cal/g℃) 특성을 가지는 규사(SiO₂) 재질의 주물사로 제작되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수강부(6')는 용강샘플의 충전성 및 건전성을 확보하기 위해 형상제어를 통한 난류유동 제어 및 열용량 확보가 요구된다. 도 1의 종래기술의 복합프로브(10)에서와 같이 아령형상의 수강부(6)는 저속 주입 및 순차 충전이 가능하여 슬래그 및 개재물들이 부상 분리된 건전한 시료를 얻을 수 있었으나 저탄 영역에서는, 용강 유동성 저하, 동점도 증가로 탕도 진입 시 온도 하락이 발생되어 샘플 충전성이 미흡하게 된다. 따라서, 저탄 영역에서뿐만 아니라 중-고탄 영역에서의 시료 충전성을 확보하기 위해서는 수강부(6')의 형상은 원통형으로 탕도 없이 상층부(6d)와 하층부(6e)로 나뉘어져 있는 것이 바람직하다. [수학식 1]은 유체의 흐름을 결정하는 레이놀드수를 나타내는 식으로서, 난류 유동을 제어하기 위해서는 레이놀드수의 제어가 필요하고 이 레이놀드수를 제어하기 위해서는 [수학식 1]처럼 유입속도 및 탕도 지름의 제어가 요구된다.

N_R: 레이놀드수, 상수

ρ: 유체의 비중량(Kg/cm³)

V: 유속(cm/sec)

d: 통로의 지름(cm)

μ: 유체의 점성계수(cm*sec/g)

표1은 여러 종류의 수강부로 실험을 한 결과를 나타내며, 도 3은 종래기술 및 본원 발명에 따르는 복합프로브에서의 시료 응고지연시간 비교를 나타내는 그래프, 도 4는 종래기술 및 본원 발명에 따르는 복합프로브에서 채취된 시료의 단면도 비교사진이다.

이하 표 1 및 도 3 내지 도 4를 참조하여 본원 발명을 더욱 상세히 설명한다.

표 1에서 보는 것과 같이 여러 종류의 수강부(6')로 실험을 한 결과 도 4에서 알 수 있는 바와 같이 도 1의 아령형상의 수강부(6)에 의해 채취된 샘플을 나타내는 기존재보다 발명재의 시료 충전성이 원활함을 알 수 있다. 아령 형상의 기존재의 경우 응고 온도를 감지할 수 있는 측온접점 부위가 응고 시 공동이 형성되어 정확한 응고온도를 감지하는데 문제가 있다. 따라서 시료 충전성을 좋게 하기 위해 유입속도를 줄이기 위해서 통로를 확대해야 하며 상층부(6d)와 하층부(6e)의 직경비는 1.2 ~ 2.0배 정도로 하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 급확대관의 경우 직경 확대부에서 박리현상이 발생되어 난류 유동으로 인해 공기 및 가스(gas) 혼입이 발생하게 된다. 이것을 방지하기 위해 직경비를 조절할 필요가 있으며 난류 유동을 최소화하기 위해 확대부에서 모따기를 2~4mm 정도 하여 점진적인 확대관으로 만드는 것이 바람직하다.

그리고 응고개시 시간을 단축하여 탄소성분의 정확하고 신속한 추정을 위해 시료 형상의 개발이 필요하다. 응고시간은 [수학식 2]처럼 모듈러스(주물의 체적 V/주물의 표면적 S)의 제곱에 비례하므로, 응고시간을 단축하기 위해서는 모듈러스를 최대한 줄이는 것이 필요하다. 또한, 시료의 냉각능을 확보하기 위해 열용량 확보가 중요하다. 시료 중량대비 수강부 중량이 하한치 이하일 경우 열용량이 작아 도 3의 <기존재>처럼 응고개시 시간이 늦어지고 상한치 이상일 경우 열용량이 과다하여 유입용강의 조기 응고로 인한 동점도 증가하는 현상으로 인해 시료 충전성이 원활하지 않아 도 4의 <기존재>처럼 응고 온도 감지부가 비어 정확한 응고온도 감응이 불가능하다. 따라서 수강부의 중량을 시료 중량대비 1.2 ~ 1.7배 정도 키워 열용량을 120 cal/℃ 이상으로 확보하는 것이 중요하다.

T_f: 주물의 응고 시간

K: 비례상수

V: 주물의 체적

S: 주물의 표면적

[표 1]의 여러 수강부를 시험한 결과 도 3 및 도 4의 결과처럼 시료 충전성 이 원활하고 응고평탄부의 지연 없이 응고온도 감응이 빠르게 하기 위해서는 도 2처럼 수강부의 상층부는 직경 15 ~ 25mm, 길이 30 ~ 40mm, 하층부는 직경 25 ~ 35mm, 길이 60 ~ 70mm로 상하층부 직경비가 1.2 ~ 2.0배 정도로 하는 것이 바람직하다.

도 5는 본원 발명의 복합프로브에 의해 측정된 탄소량의 추정치와 채취된 샘플에서 검출된 탄소량의 비교를 나타내는 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 응고온도에 의한 탄소 추정치와 실제 시료 분석값의 상관관계가 저탄 및 고탄 영역 모두 90% 이상으로 상당히 정확도가 높음을 알 수 있다.

또한, 복합프로브를 이용한 신호 전달체계는 측온센서부(2, 3)에서 감지한 신호가 보상도선(도 2의 복합프로브(20)의 배면도에서 보상도선 조립홈(22)에 삽입되는 도선으로 도면에 미도시됨)을 통하여 커넥터 및 홀더를 거쳐 계측기에 이르는데, 상기 수강부(6')는 기존처럼 보조지관(8)을 거쳐 메인지관(1)과 연결되는 것이 아니라 보조지관(8)을 거치지 않고 메인지관(1)에 직접 연결되어, 내화재의 도포 시 작업의 용이성은 물론 용강침투 등으로 인한 보상도선의 단선, 단락 및 지관 소손에 의한 타르발생에 기인하는 절연저항의 저하로부터 신호 전달 체계를 보호할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 핀홀이나 파이프와 같은 하층부의 기포성 결함을 제거하여 시료 건전성 확보 및 발광분석에 성분 편차가 발생되지 않도록 알루미늄 탈산제 량을 시료 중량의 0.1 wt% ~ 0.5 wt%로 하고, 탈산 효율(η)을 높이기 위해 용강과의 접촉면 적을 최대화할 수 있도록 형상을 와이어 형태 및 박판 형태로 구성하여 내장되도록 구성함이 바람직하다. 이는 탈산효율이 아래의 [수학식 3 ~ 5]처럼 유입된 용강 중 산소함량과 시료 채취량에 따라 다르기 때문에 완전 탈산에 필요한 탈산제의 투입량을 공정상 최대 포화농도(이론치)로 정량하고 응고 시 탈산 생성물이 시료에 함유되어 개재물로 존재하지 않는 것을 경험적으로 선험하여 채택된 것이다.

2Al + 3/2O₂ → Al₂O₃

시료 내 [O]함량(g) = 시료 중량(g) X 강중 [O]함량(%)

탈산제 투입량(g) = (Al 분자량 X 시료 내 [O]함량)/O₂ 분자량 X 탈산 효율(η)

부가적으로, 마그네틱 센서(Magnetic sensor)(인덕터(21))가 삽입될 수 있는 반원통 모양의 홈이 수강부(6')를 감싸는 수강부케이스(11)의 외부에 구성되어 유사 시에 슬래그와 용강의 자기장 상이에 기인한 주파수 변화를 이용하여 용강의 레벨을 측정할 수 있도록 수강부(6')의 기능을 향상시킨다.

도 1은 종래기술의 복합프로브(10)의 단면도,

도 2는 본원 발명의 일 실시 예에 따르는 복합프로브(20)의 정면 및 배면 단면도,

도 3은 종래기술 및 본원 발명에 따르는 복합프로브에서의 시료 응고지연시간 비교를 나타내는 그래프,

도 4는 종래기술 및 본원 발명에 따르는 복합프로브에서 채취된 시료의 단면도 비교사진,

도 5는 본원 발명의 프로브에 의해 측정된 탄소량의 추정치와 채취된 샘플에서 검출된 탄소량의 비교를 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *

1: 메인지관 2, 3: 측온센서

4: 탈산제 5: 탕구

6, 6': 수강부

6a, 6d: 상부층 6b: 탕도

6c, 6e: 하층부

7: 커넥터 8: 보조지관

9: 선단캡 10: 탕구캡

11: 수강부 케이스

21: 인덕터 22: 보상도선 조립홈

Claims (6)

1. 전로에 수강된 용강의 취련 정도를 측정하기 위해 선단캡에 의해 밀봉되는 열전소자와 수강부에 내장된 용탕의 응고온도를 측정하기 위한 열전소자를 구비한 측온센서와;

   용탕의 샘플을 채취하기 위하여 상향 만곡진 형태로 된 탕구캡으로 밀봉된 탕구가 연결되며, 열용량이 120 cal/℃ 이상이고 중량이 시료 중량의 1.2 ~ 1.7배인 수강부를 수납하는 수강부케이스와;

   서브랜스에 고정된 노즐과 전기적으로 연결가능한 커넥터를 구비한 보조지관과;

   상기 수강부케이스와 상기 보조지관이 연이어 배치된 상태로 삽입되는 메인지관;으로 구성되되,

   상기 탕구캡과 선단캡은 철(steel) 재질의 경우 0.2~ 0.4mm의 두께이고 종이 재질의 경우 1 ~ 1.5mm 두께이며,

   상기 수강부는 원통형으로 탕도 없이 상층부와 하층부가 직접 연결 구성되고, 상기 상층부와 하층부의 직경비가 1.2~2.0 배인 것을 특징으로 하는 용융금속의 중-고탄 영역 측정용 서브랜스 복합프로브.
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5. 청구항 1에 있어서, 상기 수강부는 상층부가 15 ~ 25mm 직경과 30 ~ 40mm의 길이를 가지며, 상기 하층부는 25~ 35mm의 직경과 60~ 70mm의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 용융금속의 중-고탄 영역 측정용 서브랜스 복합프로브.
6. 청구항 1항에 있어서, 상기 수강부의 상층부와 하층부를 연결하는 부분은 2 ~ 4mm로 모따기 하여 형성되는 것을 특징으로 하는 용융금속의 중-고탄 영역 측정용 서브랜스 복합프로브.

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