KR100913920B1 - 래들 슬라그 샘플러 장치 및 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자동차 강판을 생산할 때 슬라그 조성상태를 확인하기 위해서 슬라그를 채취하는 슬라그 샘플러에 관한 것으로서, 슬라그 샘플작업시 점성이 높은 슬라그가 용이하게 채취되도록 하는 래들 슬라그 샘플러 장치 및 제어방법에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 래들 슬라그 샘플러 장치에 있어서, 지관의 선단에 설치되어 슬라그를 포집하는 슬라그 포집부와, 상기 슬라그 포집부에서 포집된 슬라그를 몰드 내로 유입시키는 슬라그 유입부와, 상기 몰드내의 가스를 가스관로에 배출시키는 가스배출부를 포함하는 슬라그 샘플러; 상기 슬라그 샘플러에 질소가스를 공급하는 가스공급관과, 상기 질소가스의 유량을 제어하는 공급가스 유량 제어밸브 및 공급가스 유량 자동밸브를 포함하는 가스공급부; 및 상기 슬라그의 샘플링에 사용하는 측정온도계의 상하 구동을 제어하는 제어기;를 포함하여 구성되고, 상기 슬라그 샘플러가 슬라그층에 도달하면, 상기 제어기를 통해 상기 슬라그 샘플러의 하강 동작을 정지시키면서 상기 공급가스 유량 자동밸브를 통해 5~6Nm3/min의 유량을 갖는 가스를 5~10초 범위내에서 공급하는 것을 특징으로 한다.
슬라그, 샘플러, 공급가스부, 제어기

Description

래들 슬라그 샘플러 장치 및 제어방법{LADLE SLAG SAMPLER APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 자동차 강판을 생산할 때 슬라그 조성상태를 확인하기 위해서 슬라그를 채취하는 슬라그 샘플러에 관한 것으로서, 슬라그 샘플 작업시 점성이 높은 슬라그가 용이하게 채취되도록 하는 래들 슬라그 샘플러 장치 및 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 제강공정에서의 자동차 강판의 생산은 전로 취련을 종료한 후 래들(2)에 용강을 이송하는 출강작업을 실시하게 된다.
도 1은 종래의 탈 가스 설비를 도시한 도면이고, 도 2는 종래의 샘플러를 도시한 도면이다.
출강작업 중에는 정련 작업 시 발생하는 비금속개재물을 흡수하기 위하여 슬라그를 조재하게 되는데, 이때 생석회와 형석을 투입한다.
상기 출강작업이 완료 되면 래들(2)을 밥장으로 이동시켜 용강내의 성분을 균질화 시키고 생석회의 재화를 촉진하기 위해서 버블링 작업을 실시한다.
버블링 작업이 완료되면 래들내 용강의 온도 및 용존산소를 측정하고, 밥장에서 측정된 산소를 이용하여 슬라그 탈산제를 투입하여 전로 출강 중 조재된 슬라그의 저급 산화물을 제거하기 위해서 알루미늄을 함유한 원료를 슬라그 상부에 투입하게 된다.
슬라그 탈산이 종료되면 감압정련장치(RH)로 래들(2)을 이송하고, 상기 래들(2)이 감압정련장치에 도착하게 되면, 래들슬라그(4)의 탈산정도를 알기 위하여 슬라그 샘플러(9)를 이용하여 샘플링 작업을 하게 된다.
이때, 샘플링된 슬라그 샘플은 화학분석실로 보내진 후 슬라그 샘플링 작업이 종료되면 감압정련장치를 통한 처리를 실시하여, 탈탄, 탈가스를 주입하여, 감압정련장치에서 정련 작업이 완료되면, 분석된 슬라그 샘플의 성분을 이용하여 슬라그 중 저급 산화물이 4% 이하가 되도록 다시 한번, 2차 슬라그 탈산 제량을 산정하여 슬라그 탈산 작업을 실시하는 일련의 작업과정을 거치게 된다.
종래의 샘플러는 지관(21)의 선단에 슬라그 포집부(22)로 구성되고, 슬라그 포집부(22)와 연결된 관을 따라 슬라그가 유입될 수 있도록 하는 슬라그 유입부(23)가 설치되며, 유입된 슬라그가 성형링(25)으로 흘러 들어가 슬라그가 모이는 슬라그 정체부(24)가 구성되고, 상기 슬라그 정체부(24)에 모인 슬라그를 성형링(25)으로 주입하도록 하는 몰드 주입부(26)가 형성되고, 상기 슬라그 포집부(22), 슬라그 유입부(23), 슬라그 정체부(24) 및 성형링(25)의 주위는 구운 몰드 주물사로 구성되어 있다.
상기와 같은 종래기술의 슬라그 샘플러(9)는 도 1에 도시한 바와 같이 측정온도계(7)의 선단에 설치된 홀더(8)에 슬라그 샘플러(9)를 장착한 후, 제어기(14)에 의해서 래들 슬라그(4)의 중심부에 도달하게 되면, 일정시간을 멈춘 후 측정온도계(7)에 의해 온도를 측정하게 된다.
이렇게 구성된 종래기술의 슬라그 샘플러(9)는 슬라그의 유동성이 낮은 슬라그인 경우에 슬라그의 유입이 잘 되지 않아 성형링(25)에 완전히 채우지 못하여 샘플링 하는데 실패하게 된다.
이것은 슬라그 중 저급산화물인 전산화물(T.Fe)이 5%이상이 되면 유동성이 좋기 때문에 슬라그 정체부(24)에서 몰드주입부(26)를 통하여 슬라그가 성형링(25)로 흘러 들어가는 것이 용이하나, 5%이하인 경우에는 슬라그 점도가 높아지면서 슬라그 유동성이 늦어져 슬라그의 유동시 몰드주입부(26)에서 고체 상태로 굳어지기 때문에 슬라그 샘플작업이 되지 않는다.
상기와 같이 슬라그 샘플링 작업이 지연되면서 생산성 장애 및 슬라그 샘플의 조성을 확인하지 못하기 때문에 감압정련장치를 통한 정련후에 슬라그 탈산제를 과잉으로 투입하는 문제점이 발생하였다.
본 발명은 상기와 같은 문제점 해결을 위한 것으로, 본 발명의 목적은 자동차 강판 생산시 비금속 개재물 흡수가 용이하도록 하는 슬라그 조성을 만들기 위해 서 슬라그 조성상태를 진공탈가스 공정에서 쉽고 빨리 정보를 제공하기 위해서 채취하는 슬라그 샘플링 작업을 용이하게 하여 생산성 향상, 품질 향상을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 래들 슬라그 샘플러 장치에 있어서, 지관의 선단에 설치되어 슬라그를 포집하는 슬라그 포집부와, 상기 슬라그 포집부에서 포집된 슬라그를 몰드 내로 유입시키는 슬라그 유입부와, 상기 몰드내의 가스를 가스관로에 배출시키는 가스배출부를 포함하는 슬라그 샘플러; 상기 슬라그 샘플러에 질소가스를 공급하는 가스공급관과, 상기 질소가스의 유량을 제어하는 공급가스 유량 제어밸브 및 공급가스 유량 자동밸브를 포함하는 가스공급부; 및 상기 슬라그의 샘플링에 사용하는 측정온도계의 상하 구동을 제어하는 제어기;를 포함하여 구성되고, 상기 슬라그 샘플러가 슬라그층에 도달하면, 상기 제어기를 통해 상기 슬라그 샘플러의 하강 동작을 정지시키면서 상기 공급가스 유량 자동밸브를 통해 5~6Nm3/min의 유량을 갖는 가스를 5~10초 범위내에서 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 래들 슬라그 샘플러 제어방법에 있어서, (a) 측정온도계의 홀더에 슬라그 샘플러가 장착되고, 래들이 감압정련장치(RH)에 도착하면, 제어기가 측정 온도계를 하강하도록 하는 단계(S10); (b) 상기 제어기에서 질소 가스공급관에 연결된 공급가스 유량제어밸브에서 유량을 1Nm3/min이하로 제어하는 단계(S20); (c) 상기 슬라그 샘플러가 슬라그층에 도달하면, 상기 제어기를 통해 상기 슬라그 샘플러의 하강 동작을 정지시키면서 공급가스 유량 자동밸브를 통해 5~6Nm3/min의 유량을 갖는 가스를 5~10초 범위내에서 공급하는 단계(S30); 및 (d) 슬라그가 몰드내의 성형링에 충진되면서 샘플링 작업이 완료되는 단계(S40);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 본 발명은 래들 슬라그 샘플의 건전성을 확보하여 작업자들이 쉽게 슬라그 조성정보를 접할 수 있도록 하여 생산성향상, 원가절감, 품질향상등의 실용상의 효과를 얻을 수 있도록 하는 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 래들 슬라그 샘플러 장치 및 그 제어방법에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 래들 슬라그 샘플러 장치를 나타내는 도면이다.
상기 도 3에 도시된 바와 같이, 래들 슬라그 샘플러 장치는 크게 슬라그 샘플러와, 상기 슬라그 샘플러에 질소가스를 공급하는 가스공급부와, 상기 슬라그의 샘플링에 사용하는 측정온도계를 제어하는 제어기를 포함하여 이루어진다.
상기 슬라그 샘플러(9)는 슬라그 포집부(31)가 지관(21)의 선단에 설치되어 슬라그를 포집하고, 상기 슬라그 포집부(31)에서 포집된 슬라그는 슬라그 유입부(32)를 통해 상부의 몰드(33) 내로 유입되며, 상기 몰드내의 가스는 몰드의 외주면 양측에 설치된 가스배출부(36)를 통해 가스관로(35)에 배출된다.
상기 가스공급부는 가스공급관(11, 도 1참조)이 상기 슬라그 샘플러(9)에 질소가스를 공급하고, 공급가스 유량 제어밸브(12, 도 1참조) 및 공급가스 유량 자동밸브(13, 도 1참조)을 통해 상기 질소가스의 유량을 제어한다.
상기 제어기(14, 도 1참조)는 홀더(8, 도 1참조)의 후단에 설치된 측정온도계(7, 도 1참조)를 상하 구동시키면서 상기 슬라그의 샘플링에 상기 측정온도계(7)를 사용한다.
도 4는 본 발명에 따른 래들 슬라그 샘플러의 제어방법을 나타내는 도면이다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이, 측정온도계의 홀더에 슬라그 샘플러가 장착되고 래들이 감압정련장치에 도착하게 되면 제어기에서는 측정온도계가 하강 하도록 하게 된다.
즉, 다시말해, 측정온도계의 홀더에 슬라그 샘플러가 장착되고, 래들이 감압정련장치에 도착하게 되면, 제어기에서 측정 온도계가 하강하도록 하는 단계를 수행한다.(S10)
다음으로, 측정온도계의 홀더 부분이 슬라그의 상부에 도달하게 되면, 제어기에서 질소가스관에 연결된 공급가스 유량 자동 밸브를 오픈시켜 공급 가스 유량제어밸브에서 유량을 1Nm3/min이하로 제어한다.(S20)
다음으로, 슬라그 샘플러가 슬라그층에 도달하게 되면, 상기 제어기를 통해 상기 슬라그 샘플러의 하강 동작을 정지시키면서 공급가스 유량 자동밸브를 통해 5~6Nm3/min로 순간적으로 가스를 공급하는 단계를 수행한다.(S30)
도 1을 참조하면, 래들(2)은 둥근 원형의 형태를 이루고 있으며, 래들(2)에 이송된 용강의 청정도를 유지하기 위하여 생석회, 형석등의 슬라그 개질제를 투입한다. 상기 래들(2)내의 용강 일정 깊이에는 슬라그층이 존재하며, 이러한 슬라그층은 측정온도계(7)의 상하 이동을 제어하는 제어기(14)에 입력저장된다.
상기 제어기(14)에서 슬라그 샘플링을 하기 위하여 모터(10)의 구동을 통해 슬라그 샘플러(9)를 하강시킴에 따라 측정온도계(7) 또한 하강하며, 상기 슬라그 샘플러(9)가 제어기(14)에 입력된 슬라그층 위치에 도달하면, 제어기(14)는 모터(10)의 구동을 정지시켜서 슬라그 샘플러(9)의 하강 동작을 정지시킨다.
이후, 상기 측정온도계(7)의 슬라그 온도 측정을 통해 슬라그 샘플링이 끝나면, 제어기(14)는 모터(10)의 구동을 통해 슬라그 샘플러(9)를 상승시키며, 이때 측정온도계(7) 또한 상승하고, 상기 슬라그 샘플러(9)가 대기 위치에 도달하면 제어기(14)는 모터(10)의 구동을 정지시킨다.
상기 S30 단계에서 공급된 가스는 가스관을 통하여 홀더(8)에 연결된 가스연결부로 유입되고, 가스관로(35)를 따라서 빠져 나가게 된다.
이때, 몰드에 연결된 가스관로를 통해 몰드에 있던 공기가 상기 5~6Nm3/min의 유량을 갖는 가스와 함께 빠져 나가면서 일시적으로 상기 몰드 내부가 진공상태가 된다.
즉, 상기 가스관로(35)에 분당 5~6 Nm3/min의 유량을 가진 질소를 불어 넣으면, 질소는 가스관로(35)를 타고 흘러 들어 가면서 슬라그가 담겨진 부분으로 빠져 나가고, 이때 질소가 빠져 나가면 가스관로(35)에 연결된 가스배출부(36)에 있는 기체는 빠른 유속을 갖는 질소의 압력에 의해서 가스관로(35)측으로 빨려 들어간다.
또한, 이때 상기 가스배출부(36)와 연결된 몰드(33)와 슬라그 유입부(32)내의 가스 또한 가스관로(35)측으로 빨려 들어가면서 슬라그 유입부(32), 몰드(33), 가스배출부(36)가 진공상태로 되고, 슬라그 포집부(31)에 모여 있던 슬라그들이 몰드(33) 내부로 빨려 들어가며, 이때 슬라그는 슬라그 유입부(32)를 거쳐서 몰드(33)로 흘러들어가면서 몰드(33) 내부에 슬라그가 충진된다.
다음으로, 진공상태가 되면 순간적으로 슬라그 포집부에 있던 슬라그가 슬라그 유입부를 통하여 몰드로 흘러 들어가면서 몰드에 설치된 성형링으로 슬라그가 빨려들어가게 되어 성형링에 슬라그가 충진되면서 샘플링 작업이 완료된다.(S40)
이때의 가스공급은 5 ~ 6Nm3/min가 바람직하며, 이보다 적게 유량을 공급하게 되면 슬라그 비중이 2.5~2.8사이가 되기 때문에 슬라그의 비중에 의해서 빨려 들지 못하며, 또한, 유량을 많이 공급하게 되면 슬라그 스프래쉬가 발생하여 슬라그가 튀어 올라 설비의 소손을 초래한다.
또한, 가스 공급 시간이 5초 이내이면, 충진이 어려워지고 반대로, 가스 공급 시간이 10초 이상이면 과잉으로 유량을 공급하기 때문에 가스 공급은 5 ~ 6Nm3/min로 5~10초 정도의 유량을 공급 하는 것이 바람직하다.
제어기에서는 슬라그층 부분에서 5~10초 경과 되면 측정온도계에 상승 명령과 동시에 공급가스 유량자동밸브도 자동으로 닫게 하고, 측정온도계가 대기위치에 도달하면 샘플링 작업은 완료된다.
다음으로, 제어기가 측정 온도계를 상승하도록 하는 단계를 수행한다.(S50)
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 발명의 상세한 설명 및 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.
도 1은 종래의 탈 가스 설비를 도시한 도면.
도 2는 종래의 샘플러를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 래들 슬라그 샘플러를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 래들 슬라그 샘플러 장치의 제어방법을 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
7 : 측정온도계 9 : 슬라그 샘플러
11 : 가스공급관 14 : 제어기
33 : 몰드 36 : 가스배출부
삭제

Claims (3)

  1. 래들 슬라그 샘플러 장치에 있어서,
    지관의 선단에 설치되어 슬라그를 포집하는 슬라그 포집부와, 상기 슬라그 포집부에서 포집된 슬라그를 몰드 내로 유입시키는 슬라그 유입부와, 상기 몰드내의 가스를 가스관로에 배출시키는 가스배출부를 포함하는 슬라그 샘플러;
    상기 슬라그 샘플러에 질소가스를 공급하는 가스공급관과, 상기 질소가스의 유량을 제어하는 공급가스 유량 제어밸브 및 공급가스 유량 자동밸브를 포함하는 가스공급부; 및
    상기 슬라그의 샘플링에 사용하는 측정온도계의 상하 구동을 제어하는 제어기;를 포함하여 구성되고,
    상기 슬라그 샘플러가 슬라그층에 도달하면, 상기 제어기를 통해 상기 슬라그 샘플러의 하강 동작을 정지시키면서 상기 공급가스 유량 자동밸브를 통해 5~6Nm3/min의 유량을 갖는 가스를 5~10초 범위내에서 공급하는 것을 특징으로 하는 래들 슬라그 샘플러 장치.
  2. 삭제
  3. 래들 슬라그 샘플러 제어방법에 있어서,
    (a) 측정온도계의 홀더에 슬라그 샘플러가 장착되고, 래들이 감압정련장치(RH)에 도착하면, 제어기가 측정 온도계를 하강하도록 하는 단계(S10);
    (b) 상기 제어기에서 질소 가스공급관에 연결된 공급가스 유량제어밸브에서 유량을 1Nm3/min이하로 제어하는 단계(S20);
    (c) 상기 슬라그 샘플러가 슬라그층에 도달하면, 상기 제어기를 통해 상기 슬라그 샘플러의 하강 동작을 정지시키면서 공급가스 유량 자동밸브를 통해 5~6Nm3/min의 유량을 갖는 가스를 5~10초 범위내에서 공급하는 단계(S30); 및
    (d) 슬라그가 몰드내의 성형링에 충진되면서 샘플링 작업이 완료되는 단계(S40);
    를 포함하는 래들 슬라그 샘플러 제어방법.
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