KR100985492B1

KR100985492B1 - 용강의 연속측온장치

Info

Publication number: KR100985492B1
Application number: KR1020030096904A
Authority: KR
Inventors: 박정호
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2003-12-24
Filing date: 2003-12-24
Publication date: 2010-10-05
Also published as: KR20050065136A

Abstract

본 발명은 내열용기 내에 수용된 용강의 온도를 연속적으로 수행하는 용강의 온도측온장치에 관한 것으로서, 내열용기에 저장된 용강의 온도를 연속적으로 측정하기 위해 용강의 저면에 온도를 감지하기 위헌 열전대를 설치하고 상기 열전대가 고열에 손상을 입지 않도록 한 용강의 연속측온장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용강의 연속측온장치는 내열용기에 수용된 용강의 온도를 측정하는 장치에 있어서, 상기 내열용기의 저면에 형성된 수용부와, 상기 수용부에 일단이 위치되도록 상기 내열용기에 설치되어 온도에 따라 전기신호를 발생하는 열전대와, 상기 열전대의 타단에 연결되어 상기 전기신호에 따라 온도값을 판단하는 제어부와, 상기 수용부에 충진되어 상기 열전대와 용강의 접촉을 차단하는 실링제를 포함하고, 상기 실링제는 은(Ag)을 포함한다.

주조, 용강, 은, 내열용기, 레이들, 열전대, 온도

Description

용강의 연속측온장치 {APPARATUS OF ON-LINE MEASUREMENT OF TEMPERATURE FOR MOLTEN STEEL}

도 1은 본 발명에 의한 용강의 연속측온장치가 구비된 내열용기의 단면도.

도 2는 도 1의 A부분이 확대된 도.

도 3에 철과 은의 상평행도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 내열용기 12 : 용강

20 : 수용부 22 : 은

24 : 공급로 30 : 열전대

32 : 열전대 보호관

본 발명은 레이들과 같은 내열용기에 수용된 용강의 제강온도를 조절하기 위해 용강의 온도를 측정는 용강의 측온장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내열용기 내에 수용된 용강의 온도를 연속적으로 수행하는 용강의 온도측온장치에 관한 것이다.

일반적으로 제강공정은 강을 용해하여 적절한 형태와 성질의 강으로 만드는 것으로서, 강을 용해하기 위해서는 온도를 용해특성에 맞도록 조절해야 한다. 여기서, 강의 제강온도를 부정확하게 제어할 경우 용강의 온도가 너무 높게 설정되면 브레이크 아웃(breakout)이 발생하여 조업이 중단되고, 설비가 열화되거나 주편의 품질이 저하된다. 또한, 용강의 온도가 너무 낮으면 연속주조작업을 할 수 없어 미완주 및 미처리 조괴 회송 등을 하여야만 하므로 생상성이 떨어지고 제조원가가 상승되므로 전술된 문제를 방지하기 위해 용강의 온도를 일정하게 제어하기 위해 연속적으로 용강의 온도를 측정하는 것이 필요하다. 이와 같이, 제강의 온도를 정확히 제어하기 위해서 종래에 많은 시도가 있어왔다. 일예로서 종래에는 특정시점에서의 용강의 온도를 측정한 후 이를 바탕으로 이후의 온도를 유추하는 모델을 통한 제어방법, 광 피버(fiver)를 이용한 연속측온방법, 침적형 열전대를 이용한 연속측온, 내열용기 내부에 열전대를 삽입하여 연속측온하는 방법 등이 사용된다.

전술된 방법 중 특정시점에서의 측온후 이를 바탕으로 이후의 온도를 유추하는 모델을 통한 제어방법은 특정시점에서 측온에 실패할 경우 불충분한 온도관리가 불가피하며, 재측온시 원가 상승 요인이 발생한다. 또한, 광 fiber를 이용한 연속측온의 경우에는 광 fiber가 고가의 소모성 재료로서 원가상승의 요인이 된다. 또한, 침적형 열전대를 이용한 연속측온의 경우에는 슬래그와 열전대 보호관과의 화학적 반응으로 열전대 보호관의 침식이 발생하므로 장시간 사용이 불가능하다. 이러한 온도측정방법들은 용강의 상부 침적방식(0.5~0.7M)을 택함으로서 용강의 상부 온도만을 측정하며 또한 저주파(LF : low frequence) 가열방식을 통한 승온시 승온 공정과 동시에 온도를 측정할 수 없는 난점이 있다. 또한, 내열용기 내부에 열전대를 삽입하여 연속 측온을 하는 경우 내열용기의 열전도도가 용강에 비해 매우 낮으므로 용강의 온도변화를 민감하게 감지하지 못하는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 내열용기에 저장된 용강의 온도를 연속적으로 측정하기 위해 용강의 저면에 온도를 감지하기 위헌 열전대를 설치하고 상기 열전대가 고열에 손상을 입지 않도록 한 용강의 연속측온장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 용강의 연속측온장치는 내열용기에 수용된 용강의 온도를 측정하는 장치에 있어서, 상기 내열용기의 저면에 형성된 수용부와, 상기 수용부에 일단이 위치되도록 상기 내열용기에 설치되어 온도에 따라 전기신호를 발생하는 열전대와, 상기 열전대의 타단에 연결되어 상기 전기신호에 따라 온도값을 판단하는 제어부와, 상기 수용부에 충진되어 상기 열전대와 용강의 접촉을 차단하는 실링제를 포함하고, 상기 실링제는 은(Ag)을 포함한다.

여기서, 상기 수용부는 하측으로 갈수록 단면적이 작아지는 역원추형으로 형성될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 용강의 연속측온장치가 구비된 내열용기의 단면도이고, 도 2는 도 1의 A부분이 확대된 도이다.

본 발명에 의한 용강의 연속측온장치는, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 내열용기(10)에 수용된 용강(12)의 온도를 연속적으로 측정하기 위하여 사용된다. 이를 위해 상기 용강(12)의 연속측온장치는 내열용기(10)의 저면에 열전대(30)를 삽입하기 위한 수용부(20)가 형성된다. 상기 수용부(20)에는 열전대(30)의 일단이 위치되어 상기 내열용기(10)에 전기신호를 발생한다. 상기 내열용기(10)는 용강(12)과 직접 접촉될 경우 정확한 온도가 감지되지 못하므로, 상기 열전대(30)를 용강(12)으로부터 보호할 수 있도록 열전대(30) 보호관이 설치된다. 상기 열전대 보호관(32)은 내부가 빈 중공관으로 이루어지고, 바람직하게는 상기 열전대 보호관(32)의 내부에 열을 신속하게 전달하기 위해 알루미늄 분말과 같은 전열체가 충진된다. 또한, 상기 열전대(30)의 타단에는 상기 열전대(30)에서 감지된 온도에 따라 발생된 전기신호를 온도값으로 전환하는 제어부가 설치된다. 한편, 상기 수용부(20)는 상기 열전대 보호관(32)이 용강(12)과 접촉될 경우 온도의 감지가 부정확해지는 원인이 되므로 이를 차단하기 위한 실링제를 포함한다. 상기 실링제는 용융된 은(Ag)(22)이 사용된다. 이를 위해 상기 내열용기(10)의 측면에는 상기 수용부(20)로 용융상태의 은(22)을 공급할 수 있는 공급로(24)가 유체연통하게 형성된다.

도 3에 도시된 철과 은의 상평행도를 참조하여 설명하면, 상기 은(Ag)은 철에 비해 비중이 크고, 철과 상호간의 용해도가 없으므로 상기 은에 의한 용강(12)의 오염이 없고, 열전도도가 철(Fe)보다 크므로 용강(12)의 온도변화를 민감하게 전달한다.

여기서, 상기 용강(12)과 용융은(22)은 밀도차이에 의해 상기 내열용기(10)에 수용된 용강(12)의 탕면의 높이가 변하게 되면, 상기 수용부(20) 및 공급로(24)에 수용된 용융은(22)의 탕면의 높이가 함께 변하게 된다. 즉, 상기 내열용기(10)에 수용된 용강(12)의 탕면의 높이(H)가 상승하게되면 상기 공급로(24)에 수용된 용융은(22)의 탕면의 높이(h)가 상승된다. 동시에, 상기 수용부(20)에 충진된 용융은(22)과 상기 용강(12)의 접면(P)의 높이가 낮아지게 된다. 이와 같이, 상기 수용부(20) 및 이에 충진된 용융은(22)의 용량이 충분하지 않을 경우 상기 열전대 보호관(32)이 상기 용강(12)에 노출되어 손상을 입을 수 있다.

한편, 주조말기 상기 내열용기(10)에 수용된 용강(12)의 배출로 인해 용강(12)의 탕면(H)이 낮아지면 용융은(22)의 탕면(h)도 함께 낮아진다. 이때, 상기 용강(12)과 용융은(22)의 밀도차에 의해 상기 용강(12)과 용융은(22)의 접면이 상승되면 상기 용융은(22)이 상기 용강(12)과 함께 배출될 수 있으므로 상기 용융은(22)이 넘치지 않도록 상기 수용부(20)의 용량을 적절히 크게 하는 것이 바람직하다. 이를 위해 상기 수용부(20)는 하측으로 갈수록 단면적이 작아지는 역원추형으로 이루어진다.

이상과 같이 본 발명에 따른 용강의 연속측온장치를 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 발명은 이상에서 설명된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며, 특허청구범위내에서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자들에 의해 다양한 수정 및 변형될 수 있음은 물론이다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 용강의 연속측온장치는 내열용기에 수용된 용강의 하부 온도를 연속적으로 측정할 수 있어 용강의 온도제어를 보다 정밀하게 할 수 있고, 정련공정과의 간섭이 없어 온도를 정확하게 측정할 수 있다. 상기 용강의 온도를 측정하는 열전대와 이를 둘러싼 열전대 보호관이 용융은에 의해 용강과 접촉되지 않게 되므로 열전대의 손상이 방지되고, 이로인해 기존 측온방법에 비하여 시간손실 및 연전대의 소모를 감소시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 용강의 연속측온장치는 사용조건이 양호하여 저가의 열전대를 사용하더라도 신속하고 정확한 온도변화를 측정할 수 있다. 또한, 열전대 보호관이 용강의 슬래그와 접촉되지 않으므로 열전대 보호관의 화학적 침식이 발생되지 않으므로 내구성이 향상된다.

또한, 상기 열전대 보호관을 용강으로부터 보호하는 실링제로 사용되는 용융은은 철에 대한 용해도가 적어 용강을 오염시키지 않고, 열전도도가 철보다 우수하여 용강의 온도변화를 민감하게 측정할 수 있다.

Claims

내열용기에 수용된 용강의 온도를 측정하는 장치에 있어서,

상기 내열용기의 저면에 형성된 수용부와,

상기 수용부에 일단이 위치되도록 상기 내열용기에 설치되어 온도에 따라 전기신호를 발생하는 열전대와,

상기 열전대의 타단에 연결되어 상기 전기신호에 따라 온도값을 판단하는 제어부와,

상기 수용부에 충진되어 상기 열전대와 용강의 접촉을 차단하는 실링제를 포함하고,

상기 실링제는 은을 포함하는 것을 특징으로 하는 용강의 연속측온장치.
청구항 1에 있어서, 상기 수용부는 하측으로 갈수록 단면적이 작아지는 역원추형으로 형성된 것을 특징으로 하는 용강의 연속측온장치.