KR101443521B1 - 슬래그 채취 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 채취 장치는 튜브부재와, 튜브부재에 내장되고, 충진 가스의 방출에 따른 기압차에 의해 슬래그를 내부로 유입시키는 슬래그 채취부를 포함한다.

Description

슬래그 채취 장치{DEVICE FOR PICKING SLAG SAMPLE}

본 발명은 슬래그 채취 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 슬래그 채취 시 대기 노출에 의한 산화 및 수화를 방지하면서 슬래그를 안전하게 채취할 수 있는 슬래그 채취 장치에 관한 것이다.

철광석을 원재료로 하여 최종 제품으로 강을 제조하는 제강 공정은 철광석을 고로에서 용해하는 제선 공정으로부터 시작된다.

철광석을 용해한 형태인 용선에 탈린 등의 예비처리 공정을 수행하여 용강을 제조한다. 그리고 용강은 수차례의 정련 과정을 거쳐 성분 조정이 이루어지고, 이후 연속주조 공정을 거쳐 슬래브, 블룸, 빌릿 등의 반제품으로 성형된다.

관련된 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제2004-2325호(2004년 1월 7일, 공개)가 있으며, 상기 선행문헌에는 제강 탈가스 공정의 슬래그 샘플러가 개시되어 있다.

본 발명은 슬래그 채취 시 슬래그의 대기 노출에 의한 산화 및 수화를 방지하여 정확한 분석이 가능한 슬래그 샘플을 간편하게 채취할 수 있는 슬래그 채취 장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 채취 장치는, 튜브부재와, 상기 튜브부재에 내장되고, 충진 가스의 방출에 따른 기압차에 의해 슬래그를 내부로 유입시키는 슬래그 채취부를 포함한다.

상기 슬래그 채취부는, 내부에 가스 또는 슬래그가 수용되는 수용공간을 구비하며, 상기 수용공간과 연통하는 홀이 선단 및 미단 각각에 형성된 몸체부와, 상기 몸체부의 선단 및 미단 홀을 밀폐하는 밀봉 캡을 포함한다.

상기 몸체부는, 석영 재질로 이루어지며, 슬래그에 직접 접촉되는 선단의 두께가 미단에 비해 상대적으로 두껍게 형성될 수 있다.

상기 밀봉 캡은, 저융점 금속 재질로 이루어지며, 상기 몸체부의 선단 홀을 밀폐하는 제1밀봉 캡과, 상기 제1밀봉 캡의 두께에 비해 상대적으로 얇게 형성되며, 상기 몸체부의 후단 홀을 밀폐하는 제2밀봉 캡을 포함한다.

상기 튜브부재는 종이 재질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 슬래그 채취 시 슬래그의 대기 노출에 의한 산화 및 수화를 방지하여 정확한 분석이 가능한 슬래그 샘플을 간편하게 채취할 수 있다.

특히, 고온의 슬래그를 불활성 가스의 확산에 의한 기압차를 이용하여 안전하게 채취할 수 있어 작업 안전성을 향상시키며 작업자의 수고를 경감시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 채취 장치를 간략히 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 채취 장치의 내부 구조를 도시한 부분절개 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 채취 장치를 간략히 도시한 정면도 및 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 채취 장치에서 몸체부의 선단 및 후단 두께를 비교하여 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 채취 장치에서 제1밀봉 캡 및 제2밀봉 캡 간의 두께를 비교하여 나타낸 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 채취 장치를 이용하여 슬래그가 내부로 유입되는 작용 효과를 설명하기 위해 도시한 작동도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 채취 장치를 이용하여 슬래그를 채취하는 모습을 간략히 도시한 작업도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 여기에서 설명될 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 슬래그 채취 장치에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 채취 장치를 간략히 도시한 사시도이다.

슬래그 채취 장치(100)는, 튜브부재(110)와 튜브부재에 내장되는 슬래그 채취부(130)를 포함한다.

튜브부재(110)는 종이 재질의 원형 튜브 형상의 부재이다. 구체적인 예로, 상기 튜브부재(110)는 판지 재질을 이용하여 제작될 수 있으며, 직경에 대략 10 ~ 15mm이고 길이는 대략 2 ~ 3m인 파이프 형상으로 제공될 수 있다.

튜브부재(110)의 역할은 슬래그 채취부(130)가 슬래그 내부로 주입될 때, 이를 지지해주는 기능을 제공한다.

한편, 튜브부재(100)의 선단 쪽 내부 중공을 통해 슬래그 채취부(130)가 내장된다.

슬래그 채취부(130)는 충진 가스의 방출에 따른 기압차를 이용하여 슬래그(특히, 슬래그 샘플)를 채취하는 구성이다.

슬래그 채취부(130)는 밀폐 가능한 수용공간이 내부에 형성된 몸체부(131)와, 몸체부의 수용공간을 밀폐하는 밀봉 캡(135)을 포함한다.

몸체부(131)의 내부 수용공간으로는 가스(예: 불활성가스) 또는 슬래그가 보관될 수 있는데, 이 수용공간은 몸체부의 선단 및 미단 각각에 마련된 홀과 연통된다.

이러한 몸체부(131)는 석영 재질로 제작될 수 있는데, 이는 슬래그에 근접하거나 또는 직접 슬래그에 접촉될 경우, 고온의 열 충격에 의해 몸체부(131)가 파손되는 것을 방지하기 위함이다.

밀봉 캡(135)은 몸체부의 선단 및 미단 각각에 마련된 홀을 밀폐하는 기능을 담당한다.

이와 같은 슬래그 채취부(130)의 세부 구성에 관해서는 도 2를 참조하여 살펴보기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 채취 장치의 내부 구조를 도시한 부분절개 사시도이다.

슬래그 채취 장치(100)는 판지 재질의 튜브부재(110)와, 이의 선단 쪽에 내장된 슬래그 채취부(130)를 포함한다. 그리고 슬래그 채취부(130)는 몸체부(131)와 밀봉 캡(135)을 포함한다.

석영 재질을 갖는 몸체부(131)의 내부에는 소정의 수용공간(132)이 마련되어 있다.

이 수용공간(132)은 슬래그 채취 작업 이전에는 낮은 압력의 불활성가스가 충진되며, 슬래그 채취 작업이 실시되는 도중에는 충진된 불활성가스가 외부로 방출됨에 따라 외부의 슬래그가 기압차에 따라 유입되는 공간으로 활용된다.

이를 위해, 몸체부(131)의 선단 및 미단 각각에는 상기 수용공간(132)과 연통하는 홀(135)이 마련되어 있다.

몸체부의 선단(131a)에 마련된 홀(이하, '선단 홀'이라 함)(133a)은 슬래그의 채취 시 슬래그를 유입시키는 공간으로 작용한다.

그리고 몸체부의 미단(131b)에 마련된 홀(이하, '미단 홀'이라 함)(133b)은 내부 충진된 불활성가스를 방출하는 공간으로 작용한다.

한편, 이러한 선단 홀(133a) 및 미단 홀(133b) 각각에는 밀봉 캡(135)이 구비된다.

밀봉 캡(135)은 저융점 금속 재질로 이루어진다. 구체적인 예로서, 알루미늄(Al), 구리(Cu), 주석(Sn) 등의 재질이 이용될 수 있다.

밀봉 캡(135)은 몸체부(131)의 수용공간(132)과 연통하는 선단 홀(133a) 및 미단 홀(133b) 각각을 밀폐시켜, 수용공간(132) 내에 충진된 불활성가스의 방출을 방지한다.

특히, 상기 밀봉 캡(135)은 몸체부의 선단 홀(133a)을 밀폐하는 제1밀봉 캡(135a)과, 몸체부의 후단 홀(133b)을 밀폐하는 제2밀봉 캡(135b)을 포함한다.

이들 밀봉 캡(135)은 고온의 슬래그에 의해 용융되는 저융점 금속 재질로 제공되나, 각각의 두께에는 차이가 있다.

즉, 몸체부의 선단(133a)을 밀폐하는 제1밀봉 캡(135a)의 두께는 몸체부의 후단(133b)을 밀폐하는 제2밀봉 캡(135b)의 두께에 비해 상대적으로 두껍게 형성된다. 이와 같은 슬래그 채취 장치(100)의 단면 형상 및 정면 형상은 도 3을 통해 구체적으로 확인할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 채취 장치에서 몸체부의 선단 및 후단 두께를 비교하여 나타낸 도면이다.

튜브부재(110)에 내장된 슬래그 채취부(130)는, 석영 재질의 몸체부(131)의 직경이 대략 10mm 일 수 있으며, 그 길이는 100mm 정도로 제공될 수 있다.

또한, 몸체부의 선단(131a) 부위의 두께(t1)는 몸체부의 후단(131b)의 두께(t2)에 비해 상대적으로 두껍게 형성된 것을 확인할 수 있다(즉, t1>t2 임).

이는 몸체부의 선단(131a)은 고온의 슬래그에 직접 접촉하는 부위인 까닭에 몸체부의 후단(131b)에 비해 더 큰 열 충격을 받을 수 있으므로, 이에 따른 부재의 파손을 방지하기 위한 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 채취 장치에서 제1밀봉 캡 및 제2밀봉 캡 간의 두께를 비교하여 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하면, 몸체부의 선단 홀(133a)을 밀폐하는 제1밀봉 캡(135a)의 두께(t2)가 몸체부의 후단 홀(133b)을 밀폐하는 제2밀봉 캡(135b)의 두께(t4)에 비해 상대적으로 두껍게 형성된 것을 확인할 수 있다(즉, t3> t4 임).

구체적인 예로서, 상기 제1밀봉 캡(135a)은 직경이 대략 3mm 정도이고 두께(t1)가 대략 1mm 정도일 수 있으며, 이에 반해 상기 제2밀봉 캡(135b)은 직경이 대략 3mm 정도이고, 두께(t2)가 대략 0.5mm 정도로 제공될 수 있다.

밀봉 캡(135)은 앞서 간략히 설명한 바와 같이, 고온의 슬래그에 의해 용융되는 저융점 금속 재질로 이루어져 있다.

다만, 제1밀봉 캡(135a)에 비해 제2밀봉 캡(135b)의 두께가 얇게 형성된 이유는, 제2밀봉 캡(135b)이 제1밀봉 캡(135a)에 비해 먼저 용융 제거되도록 해주기 위함이다.

즉, 몸체부의 선단 홀(133a)을 막고 있는 제1밀봉 캡(135a)의 두께는 상대적으로 두껍게 형성하여, 몸체부의 선단(131a)이 직접 용강에 투입되기 전까지 용융되는 것을 방지한다.

이와 달리, 몸체부의 미단 홀(133b)을 막고 있는 제2밀봉 캡(135a)의 두께는 제1밀봉 캡(135a)의 두께에 비해 상대적으로 얇게 형성하여, 몸체부의 선단(131a)이 용강에 투입되기 직전에 제1밀봉 캡(135a)보다 먼저 용융되어 제거될 수 있도록 한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 채취 장치를 이용하여 슬래그가 내부로 유입되는 작용 효과를 설명하기 위해 도시한 작동도이다.

도 6의 (a)는 슬래그 채취부(130)가 슬래그(또는 용강)에 투입되기 직전의 모습을 나타내고 있다.

도시된 바와 같이, 슬래그 채취부(130)가 슬래그(또는 용강)에 투입되기 직전에, 슬래그의 고온에 의해 몸체부 미단 홀(133b)을 막고 있던 제2밀봉 캡(135b)이 먼저 용융되어 제거된다.

이는 앞서 설명한 바와 같이 제1밀봉 캡(135a)에 비해 두께가 얇게 형성되어 있기 때문이다.

그 결과, 몸체부 수용공간(132)을 통해 밀봉상태로 충진되어 있던 낮은 기압의 불활성가스(G)는 몸체부 미단 홀(133b)을 통해 외부로 확산 방출된다.

도 6의 (b)는 슬래그 채취부(130)가 슬래그(또는 용강)에 투입된 모습을 나타내고 있다.

전술된 바와 같이, 제2밀봉 캡(135b)이 먼저 용융 제거됨에 따라, 몸체부 미단 홀(133b)을 통해 낮은 압력의 불활성가스(G)가 방출된다.

그리고 이와 거의 동시적으로 몸체부 선단 홀(133a)을 막고 있던 제1밀봉 캡(135a)은 용융 제거되는데, 제1밀봉 캡(135a)은 슬래그(또는 용강)에 투입될 때 제거된다.

한편, 불활성가스(G)가 몸체부 미단 홀(133b)을 통해 외부로 방출되면, 수용공간 내부는 거의 진공 상태가 된다. 그리고 이러한 기압 조건에 따라, 슬래그는 몸체부 선단 홀(133a)을 거쳐 몸체부 수용공간(132) 내부로 채워진다. 이때 수용공간(132) 내부로 채워진 슬래그는 대기와의 접촉이 차단되어 산화, 수화 등이 방지되어, 슬래그(또는 용강)의 정확한 분석의 샘플로 이용될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 채취 장치를 이용하여 슬래그를 채취하는 모습을 간략히 도시한 작업도이다.

앞서 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명된 슬래그 채취 장치(100)는 슬래그(S)(또는 용강(M))의 샘플을 채취하는 데 이용될 수 있다.

작업자는 작업대(B) 위에서 긴 장대(A) 끝단에 슬래그 채취 장치(100)를 연결한 후, 경사진 방향으로 슬래그 채취 장치(100)를 슬래그(S)(또는 용강(M))에 밀어 넣는다. 이러한 간단한 작업만으로도, 작업자는 쉽고 간편하게 슬래그(또는 용강) 샘플을 채취할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 슬래그 채취 시 슬래그의 대기 노출에 의한 산화 및 수화를 방지하여 정확한 분석이 가능한 슬래그 샘플을 간편하게 채취할 수 있다.

특히, 고온의 슬래그를 불활성 가스의 확산에 의한 기압차를 이용하여 안전하게 채취할 수 있어 작업 안전성을 향상시키며 작업자의 수고를 경감시킬 수 있다.

이상으로 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 채취 장치에 관하여 살펴보았다.

전술된 상세한 설명 및 후술될 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 하나의 예시에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

100: 슬래그 채취 장치
110: 튜브부재
130: 슬래그 채취부
131: 몸체부 131a: 몸체부의 선단
131b: 몸체부의 미단 132: 수용공간
133: 홀 133a: 선단 홀
133b: 미단 홀 135: 밀봉 캡
135a: 제1밀봉 캡 135b: 제2밀봉 캡

Claims (4)

1. 튜브부재와,
   상기 튜브부재에 내장되고, 충진 가스의 방출에 따른 기압차에 의해 슬래그를 내부로 유입시키는 슬래그 채취부를 포함하고,
   상기 슬래그 채취부는 내부에 가스 또는 슬래그가 수용되는 수용공간을 구비하며, 상기 수용공간과 연통하는 홀이 선단 및 미단 각각에 형성된 몸체부와, 상기 몸체부의 선단 및 미단 홀을 밀폐하는 밀봉 캡을 포함하며,
   상기 밀봉 캡은 저융점 금속 재질로 이루어지며, 상기 몸체부의 선단 홀을 밀폐하는 제1밀봉 캡과, 상기 제1밀봉 캡의 두께에 비해 상대적으로 얇게 형성되며, 상기 몸체부의 후단 홀을 밀폐하는 제2밀봉 캡을 포함하는 슬래그 채취 장치.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 몸체부는,
   석영 재질로 이루어지며, 슬래그에 직접 접촉되는 선단의 두께가 미단에 비해 상대적으로 두껍게 형성되는 것을 특징으로 하는 슬래그 채취 장치.
   
   
4. 삭제

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