KR101629543B1

KR101629543B1 - 용융 금속용 검출 장치

Info

Publication number: KR101629543B1
Application number: KR1020130135633A
Authority: KR
Inventors: 제이슨 블랙
Original assignee: 헤라우스 일렉트로-나이트 인터내셔날 엔. 브이.
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2016-06-13
Also published as: BR102013029220A2; KR20140063427A; RU2013149284A; CN103822938B; ES2634031T3; JP5722980B2; JP2014098539A; EP2733488B1; BR102013029220B1; US10371686B2; US20150316495A1; US20140134744A1; RU2633176C2; US9719976B2; EP2733488A1; CN103822938A; PL2733488T3

Abstract

본 발명은 용융 금속용 검출 장치에 관한 것이다. 검출 장치는 용융 금속 샘플을 수용하도록 하는 캐비티를 갖는 샘플 컵 및, 캐비티내에 배열된 블로브를 포함한다. 블로브는 알칼리 토금속의 수산화물을 포함하는 수소 방출 물질 및 탄화물 안정화 원소를 포함한다. 용융 주철 샘플의 고화 중에 상 변화 온도를 검출하는데 사용하기 위하여 블로브가 제공된다. 블로브는 또한 수송 및 저장 중에 수분 증가 및 수분 손실에 대한 방지성을 갖는다. 또한, 본 발명은 블로브를 사용한 용융 철 또는 용융 주철 샘플의 상 변화 온도의 검출 방법 및 블로브의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

용융 금속용 검출 장치{DETECTION DEVICE FOR MOLTEN METAL}

본 발명은 금속 용융물, 특히 용융 철을 위한 검출 장치에 관한 것이다. 이러한 장치는 샘플 컵 및, 블로브(blob)를 가지며, 상기 블로브는 샘플 컵내에 배열된 탄화물 안정화제(cabide stabilizer) 및 수소 방출 물질(hydrogen releasing material)을 포함한다.

용융 금속, 특히 용융 철의 가공 및 제조중에, 금속의 특정 화학 성분을 모니터하는 것이 요구된다. 그와 같이 하기 위한 공통의 방법의 일례로는 상 변화의 온도를 검출하기 위하여 고화 중에 용융 주철 샘플의 온도를 측정하는 일회용 상 변화 검출 장치의 사용이 있다. 그러한 상 변화 검출 장치는 통상적으로 컵과 같은 형상을 갖는 몰드 바디 및, 용융 금속 샘플을 수용하기 위한 상부 개방 단부를 포함한다. 장치는 또한 통상적으로 유사-주입된 용융 금속 샘플의 표면 아래로 컵 안으로 연장된 열전쌍을 포함한다. 그러한 통상의 상 변화 검출 장치의 일례는 미국 특허 제3,267,732호에 기재되어 있다.

통상적으로, 작업자는 작은 스푼 또는 래들(ladle)을 사용하여 용융 금속의 뱃치(batch)로부터 용융 금속 샘플을 떠낸 후, 검출 장치의 샘플 몰드에 용융 금속 샘플을 주입한다. 열전쌍은 금속이 고화됨에 따라 금속의 온도를 연속적으로 기록한다. 고화 중인 금속 샘플의 상 변화 온도 측정으로부터, 주철 샘플의 화학적 조성의 특정한 성질 및 양상, 예컨대 탄소 함유량, 규소 함유량 및 포화도 또는 탄소 당량 수준(equivalent level)을 예측할 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다. 그후, 작업자는 주조전 용융 금속 뱃치에 임의의 필수 조절을 실시하기 위하여 이러한 정보를 사용할 수 있다.

과공정 철의 경우와 같은 특정한 상황에서, 샘플링된 철의 무-그라파이트, 화이트 고화를 달성하는 것이 유용하다. 용어 "화이트 고화(white solidification)"는 당업계에서는 통상의 용어이며, 파열시 "화이트"가 나타나는 탄화물 상에서의 철의 고화에 의하여 두드러지는 유사-주조(as-cast) 구조를 지칭한다.

미국 특허 제3,546,921호는 탄화물 안정화 원소 또는 그러한 원소의 화합물을 포함하는 펠릿의 용융 철로의 첨가는 화이트 고화를 촉진시킬 것으로 교시되어 있다. 그러나, 미국 특허 제3,546,921호는 펠릿이 슬래그로서 용융 금속의 표면으로 상승하는 경향이 있거나 또는 화이트 고화에 사용되지 않도록 대기 산화시 연소되는 경향이 있으므로 최적의 화이트 고화를 달성하지는 못한다. 추가로, 용융 철의 탄소 함유량이 상당히 높은 경우 또는 용융 금속이 강하게 접종되는 경우, 미국 특허 제3,546,921호의 펠릿 첨가를 기준으로 하여 총 화이트 고화를 달성할 가능성은 낮다.

미국 특허 제4,003,425호에는 용융 철의 온도에서 방출시키고자 하는 물을 함유하는 물질로 샘플 몰드의 내부를 코팅시키는 것은 전술한 탄화물 촉진 첨가제의 효율성을 개선시킬 수 있는 것으로 개시되어 있다. 이러한 경우에서, 물은 금속과의 합금에 이용 가능한 수소를 생성하는 것이 목적인 비이클이다. 화이트 구조에서 고화되는 철, 특히 과공정 철의 개선은 수소의 존재에 의하여 촉진된다.

미국 특허 제4,029,140호는 일회용 샘플 컵에서의 탄화물 반응을 촉진하는데 사용하기 위하여 이와 같은 유형의 코팅을 채택한다. 코팅은 탄화물 안정화 원소 또는 화합물 및, 느슨하게 조합된 물 또는 일부 히드록실 기를 함유하는 물질을 함유한다. 코팅을 건조시킨 후 물 또는 히드록실 기는 보유되지만, 용융 금속의 온도에서 코팅으로부터 자유로이 방출된다.

그러나, 미국 특허 제4,029,140호의 코팅을 적용하는 방법은 샘플 컵 및 열전쌍의 벽면 그 자체를 코팅하므로, 그러한 통상의 일회용 상 변화 장치의 유용성이 한정된다. 그 결과, 이들 통상의 장치는 열전쌍에서의 열적 지연을 겪는다. 미국 특허 제4,274,284호는 샘플을 장치에 주입할 때 열전쌍 접합이 용융 금속에 노출되는 것을 보장하는 어블레이션 코팅의 첨가에 의하여 열적 지연을 배제시키는 것을 주장하고 있다.

그러나, 복수의 코팅은 미국 특허 제4,029,140호의 주장되는 경제적 잇점을 무효로 만든다. 게다가, 상기 기재된 적용되는 코팅은 얇아서 주요 단점이 되는 것으로 밝혀졌다. 구체적으로, 금속으로 합금을 형성하기보다는 통상의 코팅된 샘플 컵은 얇은 코팅으로부터 수소의 격렬한 방출로 인하여 그리고 얇은 코팅으로부터 신속하게 비등되는 탄화물 촉진 물질로 인하여 용융 철로 완전 충전될 수 없는 것으로 밝혀졌다. 그래서, 샘플 컵내에 잔존하는 금속의 부피는 온도 측정을 얻기에는 불충분하였다. 다시, 화이트 고화를 효과적으로 촉진시키기 위하여 용융 금속에 첨가하고자 하는 탄화물 안정화 첨가제의 양은 신뢰성 있게 예측될 수 없다.

추가로, 상기 기재된 종래 기술의 코팅의 탄화물 촉진 물질 및 수소 방출 물질은 철보다 낮은 융점 및 언급하고자 하는 상 변화의 온도 부근에서의 비점을 갖는다. 그래서, 극심한 주의를 기울여도 코팅 물질과 용융 금속을 반응시키는 것이 예상되며, 이러한 반응의 정도는 첨가제의 조절된 합금 형성을 제공하는 중요성을 갖는다.

페인트 또는 코팅 대신에, 미국 특허 제4,059,996호에는 샘플 컵의 바닥에 고정된 물질의 블로브가 개시되어 있다. 그러한 물질의 블로브는 용융 금속과 접촉시 탄화물 형성 촉진 물질, 내화성 물질 및 수소 발생을 위한 물질(즉, 물 유리)을 포함한다. 내화성 물질은 탄화물 형성 촉진 물질이 신속하게 연소되는 것을 방지하며 그리고 용융 금속과 너무 빠르게 혼합되는 것을 방지하는 것을 돕는다. 블로브는 초기에는 샘플 컵에 넣은 유체 혼합물의 형태로 존재하며, 그후 오븐내에서 고체로 건조된다.

미국 특허 제4,515,485호에는 또한 물질의 블로브의 사용이 개시되어 있다. 그러나, 블로브는 샘플 컵의 바닥 벽의 함몰부에 배치되어 용융 금속에 노출되는 블로브의 표면적이 제한되며, 그리하여 용융 금속에 노출되는 수화된 물질의 양은 제한된다.

상기 기재된 종래 기술의 코팅 및 블로브는 어느 것도 주조 철의 모든 조성에 대하여 최적의 화이트 고화를 만족스럽게 달성하지 못하였다. 이러한 실패의 이유는 각각의 상기 논의된 종래 기술의 장치 및 방법이 블로브 및 코팅의 물질의 환경적 불안정성의 문제점을 인지 및 이해하지 못하였기 때문이다. 구체적으로, 본 발명자들은 상기 논의된 종래 기술의 코팅 및 블로브에 사용되는 물질이 시간 경과에 따라 사용 지점으로의 전달후 사용을 대기하면서 사용 지점으로의 저장 및 수송 동안 주위 환경으로의 수분을 손실 또는 수분을 흡수할 것이라는 것을 발견하였다.

예를 들면, 종래 기술의 검출 장치에는 이들 장치를 실제로 사용할 때의 시점에 앞서 장치의 제조 시점에서의 코팅 또는 블로브가 제공된다. 그후, 제조된 장치를 박스에 넣고, 팔레트로 옮기고, 수축 포장하고, 육상, 해상 또는 항공으로 수송하여 또다른 환경 또는 장소에서 포장을 풀고 사용한다. 그러나, 이러한 시간 동안 검출 장치는 통상적으로 제어되지 않는 수송 및 저장 환경에 쉽게 영향을 받는다. 게다가, 검출 장치의 포장을 궁극적으로 풀어서 사용하는 장소는 또한 가혹한 온도 및 습도의 조건하에 있을 수 있다.

그래서, 본 발명자들은 코팅 또는 블로브 물질이 그의 수화 수준에서의 변화에 민감하므로 종래 기술의 검출 장치, 특히 이들 장치의 코팅 및 블로브의 수소 방출 용량이 불안정하다는 것을 발견하였다. 구체적으로, 코팅 또는 블로브는 습한 환경내에서의 추가의 수화 및 충분히 건조한 환경내에서의 수화 손실을 당하기 쉽다.

시간 경과에 따른 수분 손실이 문제가 될 수 있으나, 본 발명자들은 습한 조건으로의 노출이 종래 기술의 코팅 및 블로브에 대하여 본질적으로 치명적이라는 것을 발견하였다. 구체적으로, 습한 조건하에서, 종래 기술의 코팅 및 블로브는 주위의 습한 환경으로부터의 제어되지 않는 수분 흡수가 발생할 수 있는 경우, 용융 금속 샘플의 제어되지 않은 비등이 초래된다. 따라서, 상기 기재한 바와 같이, 샘플 컵내에 잔존하는 금속의 부피는 온도 측정을 얻기에는 불충하며, 그리하여 종래 기술의 코팅 및 블로브의 탄화물 안정화 첨가제의 예측 가능성은 불리하게 영향을 받는다.

미국 특허 제4,515,485호에는 제어되지 않은 비등이 고화 중에 샘플 컵내에 잔존하는 용융 금속의 양의 변화를 초래하며, 그리하여 블로브가 균일한 크기를 갖는 경우 상이한 결과를 생성한다는 것을 인지하고 있다. 그러나, 이러한 종래 기술의 장치는 비등을 만족스럽게 배제 또는 감소시키지 않는다. 그래서, 미국 특허 제4,515,485호의 장치는 본 발명자에 의하여 새롭게 발견된 문제점, 이른바 제어되지 않은 비등의 발생이 실질적으로 탄화물 촉진 물질 중의 흡수된 수분의 결과라는 것을 인지하지 못하였다. 사실상, 본 발명자들은 일부 환경에 의하여 흡수된 물이 미국 특허 제4,515,485호의 블로브의 제한된 노출 표면에서조차 불가피하게 축적된다는 것을 발견하였다. 그 결과, 지나친 비등이 여전히 발생하며, 그리하여 소정의 개선을 산출하지 못한다.

그래서, 상기 논의된 종래 기술의 장치 및 방법은 모두 습윤의 존재를 인지하지 못하였으며, 코팅 또는 블로브의 환경 노출의 결과로서 발생하는 습한 상태를 방지하는 방법을 역설하지 못하였다.

본 발명의 목적은 장기간의 선적 및 저장 중에 환경 노출로부터의 수분 흡수로 인하여 그의 수소 방출 용량에서의 변화를 방지할 수 있는 블로브를 포함하는 샘플링 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 또다른 목적은 샘플에 첨가하여야만 하는 수소의 양을 제한하고, 그리하여 용융 금속에 직접 노출된 물질의 격렬한 반응을 제한하면서 최적의 화이트 고화를 갖는 금속 샘플을 얻을 수 있는 샘플링 장치를 제공하고자 한다.

이러한 목적은 하기에 기재되고 그리고 청구된 본 발명의 실시양태에 의하여 달성된다.

본 발명의 하나의 구체예는 용융 금속을 위한 샘플링 장치에 관한 것이다. 샘플링 장치는 용융 금속 샘플을 수용하도록 구성된 캐비티를 갖는 샘플 컵 및 캐비티 내에 배열된 블로브를 포함한다. 블로브는 알칼리 토금속의 수산화물을 포함하는 수소 방출 물질 및 탄화물 안정화 원소를 포함한다.

본 발명의 또다른 구체예는 용융 철 또는 용융 주철 샘플의 상 변화 온도를 검출하는데 사용하기 위한 블로브에 관한 것이다. 블로브는 탄화물 안정화 원소, 수소 방출 물질로서 수산화마그네슘, 용융 철 또는 용융 주철 샘플과 접촉시 블로브의 반응을 방지하는 지연제, 및 결합제를 포함한다.

또다른 실시양태에서, 블로브는 블로브의 총 중량을 기준으로 하여 15 내지 60 중량%의 양으로 존재하는 텔루륨 및 블로브의 총 중량을 기준으로 하여 40 내지 85 중량%의 양으로 존재하는 수산화마그네슘을 포함한다. 블로브는 수송 및 저장 중에 수분 증가 및 수분 손실을 방지한다.

본 발명의 또다른 구체예는 용융 철 또는 용융 주철 샘플의 상 변화 온도를 검출하는 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은 온도 센서, 및 용융 철 또는 용융 주철 샘플을 수용하도록 구성된 캐비티를 지닌 샘플 컵을 포함하는 검출 장치를 제공하는 단계; 블로브를 캐비티내에 배열하는 단계; 용융 철 또는 용융 주철 샘플을 캐비티 내에 배치하는 단계, 및 고화 중인 샘플의 상 변화 온도를 동시에 측정하면서 용융 철 또는 용융 주철 샘플이 고화되도록 하는 단계를 포함한다. 블로브는 수소 방출 물질로서 수산화마그네슘 및 탄화물 안정화제를 포함한다. 블로브는 수소가 수산화마그네슘으로부터 용융 철 또는 용융 주철 샘플로 방출되도록 용융 철 또는 용융 주철 샘플과 접촉시 반응한다.

본 발명의 또다른 구체예는 용융 금속 샘플의 상 변화 온도를 검출하는데 사용하기 위한 블로브의 제조 방법에 관한 것이다. 이러한 방법은 수소 방출 물질로서 수산화마그네슘 및 탄화물 안정화제를 포함하는 유체 블로브 혼합물을 형성하는 단계; 용융 금속 샘플을 수용하도록 구성된 캐비티를 지닌 샘플 컵을 포함하는 검출 장치를 제공하는 단계; 유체 블로브 혼합물을 캐비티 내에 배치하는 단계; 유체 블로브 혼합물을 건조시켜 블로브를 형성하는 단계를 포함한다.

상기 내용뿐 아니라, 하기 본 발명의 상세한 설명은 첨부한 도면과 함께 숙독시 더 잘 이해될 것이다. 본 발명을 예시하기 위하여, 현재 바람직한 도면의 실시양태가 제시된다. 그러나, 본 발명은 제시된 정확한 배열 및 수단으로 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시양태에 의한 검출 장치의 단면의 측면도를 도시한다.
도 2는 도 1에 도시된 검출 장치의 상면도를 도시한다.

본 발명은 용융 금속용 검출 장치에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 용융 철의 냉각 및 고화 중에 용융 철의 샘플의 상 변화의 온도를 검출 및 기록하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 검출 장치에 부착되고 그리고 그 내부에 배치하고자 하는 물질의 블로브에 관한 것이다.

본 발명의 물질의 블로브는 통상의 검출 장치에 적용될 수 있으므로, 통상의 검출 장치 구성의 물질 및 구조는 도 1 및 도 2를 참조하여 기재될 것이다. 그러나, 본 발명의 물질의 블로브는 또한 구성의 기타 구조 및 물질을 갖는 검출 장치와 함께 또는 그러한 검출 장치에 사용될 수 있다.

도 1 및 도 2를 살펴보면, 검출 장치(10)가 도시되어 있다. 검출 장치(10)는 일회용 장치인 것이 바람직하며, 1,150℃ 내지 1,450℃의 온도에서의 용융 금속 샘플, 더욱 바람직하게는 1,250℃ 내지 1,350℃의 온도에서의 용융 철 또는 용융 주철 샘플에 사용된다. 검출 장치(10)는 내화성 물질로 제조된 샘플 챔버 또는 컵(12)을 포함한다. 예를 들면, 샘플 컵(12)은 성형된 주물사, 내화성 시멘트 또는 이들 물질의 조합으로 생성될 수 있는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 샘플 컵(12)은 성형 열경화 수지 코팅된 샌드로 생성된다. 가장 바람직하게는 샘플 컵(12)은 성형 페놀성 수지 코팅된 샌드로 생성된다. 그러나, 샘플 컵(12)은 용융 철의 온도를 견딜 수 있으며 그리고 소정의 딕션(diction) 및 측정을 불리하게 방해하지 않는 임의의 물질로 생성될 수 있다는 것을 당업자는 인지할 것이다.

샘플 컵(12)은 상부 개방 단부(14) 및 폐쇄 바닥 벽(16)을 갖는 일반적으로 정사각형 또는 직사각형 단면 형상을 갖는 것이 바람직하다. 캐비티(18)가 샘플 컵(12)의 상부 단부(14) 및 바닥 벽(16) 사이에서 형성 및 구획된다. 캐비티(18)는 일반적으로 원통형 구성을 갖는다. 바닥 벽(16)의 밑면은 샘플 컵(12)의 대향 벽(22, 24) 사이에 함몰부(20)가 중심에 배치된다.

샘플 컵(12)은 그 내부에 수용된 용융 금속 샘플의 온도를 감지하고 그리고 모든 온도 변화의 기록을 촉진하기 위한 온도 센서(25)를 포함한다. 온도 센서는 석영으로 생성되는 것이 바람직한 보호 튜브(28)를 포함한다. 그러나, 당업자라면, 석영과 유사한 성질을 갖는 기타 통상의 물질을 대안으로 사용할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 보호 튜브(28)는 단면이 환상이고 그리고 방사상으로 투명한 것이 바람직하다.

열전쌍 와이어(30, 32)는 보호 튜브(28)내에 적어도 부분적으로 배치된다. 보호 튜브(28)는 캐비티(18)를 가로질러 연장되며, 그의 단부는 샘플 컵(12)의 대향 배치된 벽에 형성된 제1의 및 제2의 정렬된 보어(26)에 의하여 지지된다. 보어(26)는 보어(26)를 밀봉시키며 그리고 온도 센서의 위치를 유지하는 내화성 시멘트(33)로 실질적으로 밀폐된다. 보어(26)는 캐비티(18)의 중앙 측면 축(L1)을 따라 배치되도록 하는 위치에 제공되는 것이 바람직하다.

온도 센서의 열전쌍 와이어(30, 32)는 과공정 주철 샘플과 함께 사용되는 크로멜 및 알루멘과 같은 일회용 열전쌍(즉, 타입 K 열전쌍)과 함께 사용되는 통상의 열전쌍 물질 중 임의의 하나일 수 있다. 열전쌍 와이어(30, 32)의 병치된 단부는 고온의 접합부(34)에서 함께 연결된다. 고온의 접합부(34)는 캐비티(18)의 중앙 전개축(L2)에 인접하게 배치되는 것이 바람직하다.

샘플 컵(12)의 대향 벽(22, 24)에는 주변의 수직 연장된 그루브(36, 38)가 제공된다. 제1의 열전쌍 와이어(30)는 제1의 그루브(36)를 통하여 그리고 이를 따라 연장되며, 온도 측정 기록 장치를 위한 접촉 부분으로서 사용될 수 있는 함몰부(20)를 향하여 벽(22)을 따라 굴곡된다(도 1 참조). 제2의 열전쌍 와이어(32)는 제2의 그루브(38)를 따라 그리고 이를 통하여 연장되며, 또다른 접촉 부분으로서 사용될 수 있는 함몰부(20)를 향하여 벽(24)을 따라 굴곡된다(도 1 참조). 하나의 실시양태에서, 제1의 및/또는 제2의 열전쌍 와이어(30, 32)에는 샘플 컵(12)의 바디로부터 방출되는 연소 기체를 통하여 열전쌍 와이어(30, 32) 사이에서의 전기 접속을 방지하기 위하여 보어(26) 및 샘플 컵(12)의 바닥 사이에서 절연 슬리브(도시하지 않음)가 제공되는 것이 바람직하다.

다시, 샘플 컵(12)의 상기 기재된 실시양태는 단지 예시를 위한 것이다. 하기에서 상세하게 기재한 바와 같이 본 발명의 블로브는 샘플 컵 상 변화 검출 장치로서 사용되는 각종 상이한 시판중인 컵 중 하나에 사용될 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 하나의 실시양태에서, 블로브(40)는 샘플 컵(12)의 캐비티(18)내에 배치되고, 바람직하게는 이에 부착된다. 블로브(40)는 본질적으로 캐비티(18)내에 배치된 물질의 덩어리이다. 하나의 실시양태에서, 블로브(40)는 바람직하게는 샘플 컵(12)의 하나 이상의 내부벽에 접착되며, 더욱 바람직하게는 블로브(40)의 결합제 성분의 작용에 의하여 샘플 컵(12)의 하부 벽(16)의 상부측에 접착된다.

본 발명에 의한 블로브(40)는 탄화물 안정화 원소 및 수소 공급원인 2종의 필수 성분을 포함한다. 블로브(40)는 또한 지연제, 결합제 및/또는 분산제를 임의로 포함할 수 있다. 이들 성분 각각의 성질 및 역할은 하기에서 보다 상세하게 기재된다. 블로브(40)는 본질적으로 임의의 흡습성 물질이 없는 것이 바람직하며, 이러한 물질은 대기중의 수분에 대한 친화력을 지녀서 습한 공기 및 습한 환경에 노출시 축축해지는 경향을 지니기 때문이다.

하나의 실시양태에서, 블로브(40)의 성분을 함께 혼합하고, 샘플 컵(12)의 캐비티(18)로 유체 블로브 혼합물을 통상의 유체 분배 장치에 넣은 후, 유체 블로브 혼합물을 건조시켜 블로브(40)를 얻어서 블로브(40)를 형성한다.

유체 블로브 혼합물의 부피는 샘플 컵(12)의 캐비티(18)에 수용된 용융 철 또는 용융 주철 샘플 부피의 1.89 내지 2.70%인 것이 바람직하다. 유체 블로브 혼합물의 부피는 용융 철 또는 용융 주철 샘플의 부피의 2.00 내지 2.30%인 것이 더욱 바람직하다. 유체 블로브 혼합물의 부피는 용융 철 또는 용융 주철 샘플의 부피의 약 2.25%인 것이 가장 바람직하다. 유체 블로브 혼합물의 중량은 용융 철 또는 용융 주철 샘플 중량의 0.50 내지 0.85%인 것이 바람직하다. 유체 블로브 혼합물의 중량은 용융 철 또는 용융 주철 샘플 중량의 0.60 내지 0.80%인 것이 더욱 바람직하다. 유체 블로브 혼합물의 중량은 용융 철 또는 용융 주철 샘플 중량의 약 0.80%인 것이 가장 바람직하다.

예를 들면, 캐비티 부피가 37 ㎖인 샘플 컵(12)의 경우, 캐비티(18)가 용융 철 또는 용융 주철 샘플로 완전하게 채워질 경우, 용융 금속 샘플의 중량은 270 g이다. 상기 샘플 컵(12)의 경우, 캐비티(18)를 용융 철 또는 용융 주철 샘플로 완전하게 채운다고 가정하면, 캐비티(18)내에 분배하고자 하는 유체 블로브 혼합물의 부피는 0.7 ㎖ 내지 1 ㎖인 것이 바람직하며, 유체 블로브 혼합물의 중량은 1.5 내지 1.7 g인 것이 바람직하다. 다시 캐비티(18)가 용융 철 또는 용융 주철 샘플로 완전하게 채워진다고 가정하면, 유체 블로브 혼합물의 부피 및 중량은 각각 약 0.85 ㎖ 및 약 1.58 g인 것이 더욱 바람직하다.

건조후, 블로브(40)의 중량은 용융 철 또는 용융 주철 샘플 중량의 0.35 내지 0.45%인 것이 바람직하다. 블로브(40)의 중량은 용융 철 또는 용융 주철 샘플 중량의 약 0.40%인 것이 더욱 바람직하다.

캐비티 부피가 37 ㎖인 샘플 컵의 기재는 단지 예시를 위한 것임을 당업자는 이해할 것이다. 기타의 캐비티 부피를 갖는 샘플 컵을 사용할 수 있으며, 그래서 블로브는 다양한 중량 및 부피를 갖는 용융 금속 샘플과 함께 사용될 수 있다. 그리하여, 사용되는 샘플 컵에 의존하여 유체 블로브 혼합물의 중량 및 부피(및 그리하여 블로브(40)의 중량 및 부피)는 소정의 부피 및 중량%를 유지하기 위하여 조절될 수 있는 것으로 이해될 것이다.

블로브(40)의 각각의 성분을 보다 구체적으로 기재될 것이다. 하기에서 사용한 바와 같이 어구 "습윤 중량"은 블로브가 유체 블로브 혼합물로서 존재하는, 건조전 블로브(40)의 상태를 지칭하는 것으로 이해될 것이다. 또한, 하기에서 사용한 바와 같이 "건조 중량"은 고체의 건조된 블로브를 형성하기 위하여 유체 블로브 혼합물의 건조후 블로브(40)의 상태를 지칭하는 것으로 이해될 것이다.

탄화물 안정화 원소 또는 탄화물 안정화제는 샘플 컵(12)의 캐비티(18)에 수용된 용융 철 샘플의 탄화물 형성(즉, 화이트 고화)을 촉진한다. 보다 구체적으로, 탄화물 안정화제는 고화 중인 샘플 중의 그라파이트의 침전을 방지하는 금속성 물질이다. 용융 철과의 접촉시, 블로브(40)는 용융 철 샘플과 반응하며, 탄화물 안정화제가 블로브(40)로부터 용융 철 샘플로 방출된다. 탄화물 안정화제는 비스무트, 붕소, 텔루륨, 셀레늄 또는 이들 원소의 화합물 또는 합금 중 임의의 하나일 수 일 수 있는 것이 바람직하다. 탄화물 안정화제는 텔루륨인 것이 가장 바람직하다.

바람직한 실시양태에서, 탄화물 안정화제는 평균 입도가 5 내지 100 ㎛인 분말의 형태로 존재한다. 탄화물 안정화제는 평균 입도가 15 내지 50 ㎛인 분말의 형태로 존재하는 것이 더욱 바람직하다. 탄화물 안정화제는 평균 입도가 약 20 ㎛인 분말의 형태로 존재하는 것이 가장 바람직하다. 본원에서 반대의 의미로 나타내지 않는다면, 본원에서 언급된 모든 입도는 침전 분석에 의하여 입도를 측정하는 침전분석기 또는 레이저 회절 분석기에 의하여 측정된 d₅₀ 입자 직경이다. 당업자가 이해하는 바와 같이, d₅₀ 직경은 각각의 입자의 절반(중량 기준)이 명시된 직경보다 작은 크기를 나타낸다.

탄화물 안정화제는 유체 블로브 혼합물의 총 습윤 중량을 기준으로 하여 5 내지 25 중량%의 양으로 존재하고 그리고, 블로브(40)의 총 건조 중량을 기준으로 하여 7 내지 37 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다. 탄화물 안정화제는 유체 블로브 혼합물의 총 습윤 중량을 기준으로 하여 10 내지 20 중량%의 양으로 존재하며, 그리고 블로브(40)의 총 건조 중량을 기준으로 하여 15 내지 25 중량%의 양으로 존재하는 것이 더욱 바람직하다. 탄화물 안정화제는 유체 블로브 혼합물의 총 습윤 중량을 기준으로 하여 12 내지 14 중량%의 양으로 존재하며 그리고 블로브(40)의 총 건조 중량을 기준으로 하여 18 내지 20 중량% 양으로 존재하는 것이 가장 바람직하다.

수소 공급원(즉, 수소 방출 물질)은 블로브(40)가 샘플 컵(12)내에 수용된 용융 금속, 특히 용융 철의 샘플과 접촉하고 그리고 이와 반응할 때 용융 금속으로 수소를 발생시키거나 또는 수소를 방출하는 물질이다.

수소 방출 물질은 1종 이상의 이온 결합된 수산화물 기를 갖는 물질인 것이 바람직하며, 그러한 물질은 수분 증가 및 손실을 방지하며, 그리하여 습하거나 또는 건조한 수송, 저장 및 사용 상태 및 환경에서의 그의 수화 수준을 유지할 것이다. 수소 방출 물질은 수분을 흡수하지 않는 것이 더욱 바람직하다. 수소 방출 물질은 또한 블로브(40)에 대한 건조 온도에서는 안정하지만, 검출 장치(10)의 사용 온도에서는 분해되는 물질인 것이 바람직하다.

수소 방출 물질은 알칼리 토금속의 수산화물인 것이 바람직하다. 수소 방출 물질은 수산화마그네슘, 수산화텔루륨, 수산화칼슘 및 수산화비스무트 중 하나인 것이 더욱 바람직하다. 수소 방출 물질은 수산화마그네슘인 것이 가장 바람직하다. 그래서, 블로브(40)와 용융 철 샘플의 접촉 및 반응시, 마그네슘은 수산화마그네슘으로부터 용융 철 샘플로 방출된다.

마그네슘은 통상적으로 화이트 철 고화를 촉진하도록 설계된 검출 장치에 사용되지 않았는데, 마그네슘의 용융 온도는 용융 철의 온도보다 낮으며, 그래서 용융 철로의 합금을 형성하여 탄화물 안정화 원소(예, 텔루륨)의 작용을 방해 및 대항하는 것으로 예상되기 때문이다. 그러나, 본 발명자들은 마그네슘이 분해될 산소 함유 물질의 존재하에서 동등하거나 또는 더 큰 화학량론적 비율의 산소를 방출할 경우 방출된 마그네슘은 용융 금속의 임의의 오염 또는 텔루륨을 사용한 방해 이전에 산화에 의하여 완전 중화되므로, 마그네슘이 놀랍게도 화이트 철 고화를 위한 검출 장치에 사용될 수 있다는 것을 발견하였다.

수소 방출 물질은 유체 블로브 혼합물의 총 습윤 중량을 기준으로 하여 10 내지 37 중량%의 양으로 존재하며 그리고 블로브(40)의 총 건조 중량을 기준으로 하여 15 내지 54 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다. 수소 방출 물질은 유체 블로브 혼합물의 총 습윤 중량을 기준으로 하여 12 내지 25 중량%의 양으로 존재하며 그리고 블로브(40)의 총 건조 중량을 기준으로 하여 20 내지 30 중량%의 양으로 존재하는 것이 더욱 바람직하다. 수소 방출 물질은 유체 블로브 혼합물의 총 습윤 중량을 기준으로 하여 16 내지 18 중량%의 양으로 존재하며 그리고 블로브(40)의 총 건조 중량을 기준으로 하여 23 내지 25 중량%의 양으로 존재하는 것이 가장 바람직하다.

바람직한 실시양태에서, 블로브(40)는 또한 지연제를 포함한다. 지연제는 용융 금속 샘플의 고화 중에 실질적으로 무상해 상태로 잔존하여 탄화물 안정화제의 방출 및 수소 방출 물질로부터 수소의 방출(모두 증기 형태임)이 블로브(40)와 샘플링된 용융 금속의 접촉시 지연되는 충분하게 결합된 덩어리를 제공하도록 블로브(40)에 첨가되는 충전제 물질이다. 보다 구체적으로, 지연제는 샘플링된 용융 금속과 접촉시 블로브(40)의 반응 및 전체 분해를 방지하는 물질이다. 지연제는 비수화성 및 내화성(예, 세라믹) 충전제 물질인 것이 바람직하다. 지연제의 바람직한 예로는 실리카, 규산칼슘, 규산마그네슘, 지르코니아, 알루미나 및 그의 화합물을 들 수 있다. 지연제는 알루미나 실리케이트가 더욱 바람직하며, 하소된 카올린이 가장 바람직하다.

지연제는 유체 블로브 혼합물의 총 습윤 중량을 기준으로 하여 18 내지 48 중량%의 양으로 존재하며 그리고 블로브(40)의 총 건조 중량을 기준으로 하여 27 내지 71 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다. 지연제는 유체 블로브 혼합물의 총 습윤 중량을 기준으로 하여 30 내지 40 중량%의 양으로 존재하며 그리고 블로브(40)의 총 건조 중량을 기준으로 하여 50 내지 60 중량%의 양으로 존재하는 것이 더욱 바람직하다. 지연제는 유체 블로브 혼합물의 총 습윤 중량을 기준으로 하여 37 내지 39 중량%의 양으로 존재하며 그리고 블로브(40)의 총 건조 중량을 기준으로 하여 54 내지 56 중량%의 양으로 존재하는 것이 가장 바람직하다.

바람직한 실시양태에서, 블로브(40)는 또한 고온 적용예에 적절한 결합제를 포함한다. 결합제는 열경화성 결합제인 것이 바람직하다. 결합제는 비-흡습성 및 비-포름알데히드 열가소성 결합제인 것이 더욱 바람직하다. 하나의 실시양태에서, 결합제는 물 및 중합된 물질, 예컨대 폴리비닐 알콜, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 부티랄 및 기타 폴리비닐 수지, 폴리스티렌 수지, 아크릴산 및 메타크릴산 에스테르 수지, 폴리이소부틸렌, 폴리아미드 및 실리콘을 포함하는 용액이다. 결합제는 부분 가수분해된 폴리비닐 알콜 용액을 포함하는 것이 가장 바람직하다.

결합제는 유체 블로브 혼합물의 총 습윤 중량을 기준으로 하여 27 내지 37 중량%의 양으로 그리고 블로브(40)의 총 건조 중량을 기준으로 하여 1 내지 4 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다. 결합제는 유체 블로브 혼합물의 총 습윤 중량을 기준으로 하여 30 내지 35 중량%의 양으로 그리고 블로브(40)의 총 건조 중량을 기준으로 하여 1 내지 3 중량%의 양으로 존재하는 것이 더욱 바람직하다. 결합제는 유체 블로브 혼합물의 총 습윤 중량을 기준으로 하여 31 내지 33 중량%의 양으로 그리고 블로브(40)의 총 건조 중량을 기준으로 하여 1.5 내지 2.5 중량%의 양으로 존재하는 것이 가장 바람직하다.

바람직한 실시양태에서, 블로브(40)는 또한 분산제를 포함한다. 분산제는 이들 입자의 침전을 방지하기 위하여 다양한 성분의 분산된 입자를 현탁 상태로 유지하는 물질이다. 그래서, 분산제의 포함이 필수적인 것은 아니지만, 이는 상업적 규모로 블로브(40)의 제조에 이로운 것으로 밝혀졌다. 분산제의 바람직한 예로는 그에 대한 유사한 성질을 갖는 구연산3나트륨, 구연산암모늄 등을 들 수 있다. 분산제는 구연산3나트륨인 것이 가장 바람직하다.

분산제는 유체 블로브 혼합물의 총 습윤 중량을 기준으로 하여 0.04 내지 1.3 중량%의 양으로 그리고 블로브(40)의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.06 내지 2 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다. 분산제는 유체 블로브 혼합물의 총 습윤 중량을 기준으로 하여 0.08 내지 1 중량%의 양으로 존재하며 그리고 블로브(40)의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 1 중량%의 양으로 존재하는 것이 더욱 바람직하다. 분산제는 유체 블로브 혼합물의 총 습윤 중량을 기준으로 하여 0.1 내지 0.5 중량%의 양으로 존재하며 그리고 블로브(40)의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.3 내지 0.5 중량%의 양으로 존재하는 것이 가장 바람직하다.

상기 논의한 바와 같이, 하나의 실시양태에서, 유체 블로브 혼합물의 중량은 샘플 컵(12)에 수용되는 용융 철/용융 주철 샘플 중량의 0.80%인 것이 바람직하며, 블로브(40)의 중량은 용융 철/용융 주철 샘플 중량의 0.40%인 것이 바람직하다. 그래서, 용융 철/용융 주철 샘플의 총 중량과 비교한 유체 블로브 혼합물 및 블로브(40)의 성분의 중량%는 하기 표 1에 제시한 바와 같은 것이 바람직하다:

<표 1>

또다른 실시양태에서, 블로브(40)는 건식 압축에 의하여 형성된다. 구체적으로, 블로브(40)의 성분을 함께 혼합한 후, 접착제 또는 내화성 시멘트의 사용에 의하여 샘플 컵(12)의 캐비티(18)내에서 부착 또는 접착되는 펠릿-유사 블로브로 동시-압축시킨다. 대안으로, 블로브는 샘플 컵의 벽에 형성된 함몰부내에 배치될 수 있다.

상기 실시양태에서, 탄화물 안정화제 및 수소 방출 물질의 입자의 기계적 인터로킹(mechanical interlocking)을 달성한다. 그래서, 결합제 및 분산제는 필수적인 것은 아니다. 또한, 지연제 성분을 제외시켜 탄화물 안정화제 및 수소의 방출이 비교적 신속하게 발생되도록 할 수 있다. 블로브의 총 중량을 기준으로 하여 탄화물 안정화제는 블로브(40)내에서 15 내지 60 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하며 그리고, 수소 방출 물질은 블로브(40)내에서 40 내지 85%의 양으로 존재하는 것이 바람직하다. 블로브의 총 중량을 기준으로 하여 탄화물 안정화제는 25 내지 55 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하며 그리고, 수소 방출 물질은 45 내지 75%의 양으로 존재하는 것이 더욱 바람직하다. 블로브의 총 중량을 기준으로 하여 탄화물 안정화제는 30 내지 35 중량%의 양으로 존재하는 것이 바람직하며 그리고, 수소 방출 물질은 65 내지 70%의 양으로 존재하는 것이 가장 바람직하다.

또한, 상기 실시양태에서, 탄화물 안정화제의 중량은 샘플 컵(12)내에 수용되는 용융 철 샘플 중량의 바람직하게는 0.05 내지 0.10%, 더욱 바람직하게는 0.07 내지 0.095%를 구성한다. 탄화물 안정화제의 중량은 용융 철 샘플 중량의 약 0.074%를 구성하는 것이 가장 바람직하다. 수소 방출 물질의 중량은 용융 철 샘플 중량의 바람직하게는 0.11 내지 0.22%, 더욱 바람직하게는 0.13 내지 0.19%를 구성한다. 수소 방출 물질의 중량은 용융 철 샘플 중량의 약 0.14 내지 0.17%를 구성하는 것이 가장 바람직하다.

또다른 실시양태에서, 블로브(40)는 단 하나의 필수 성분, 이른바 수소 공급원 또는 수소 방출 물질로서 수산화텔루륨을 포함한다. 그래서, 블로브(40)와 용융 철 샘플의 접촉 및 반응시, 텔루르(탄화물 안정화 원소), 산소 및 수소는 모두 수산화텔루륨으로부터 용융 철 샘플로 방출된다. 수산화텔루륨의 중량은 용융 철 샘플 중량의 0.120 내지 0.175%를 구성하는 것이 바람직하다. 수산화텔루륨의 중량은 용융 철 샘플 중량의 약 0.150%를 구성하는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명의 바람직한 실시양태에 의한 다양한 블로브(40)의 형성은 보다 상세하게는 하기의 특정한 비제한적인 예를 참조하여 기재될 것이다.

실시예

5종의 예시의 상이한 블로브 혼합물은 하기 표 2 내지 표 6에 제시된 비율로 각종 물질을 혼합하여 생성하였다.

<표 2>

<표 3>

<표 4>

<표 5>

<표 6>

블로브 A, B 및 C에 대한 탄화물 안정화제는 텔루륨이었다. 블로브 A, B 및 C에 대한 수소 공급원은 수산화마그네슘이었다. 블로브 D의 수소 공급원은 수산화칼슘이었다. 블로브 E의 수소 공급원은 수산화텔루륨이었다. 블로브 A 및 B에 대한 지연제는 하소된 카올린이었다. 블로브 A 및 B에 대한 결합제는 3% 폴리비닐 알콜-물 용액이었다. 블로브 A에 대한 분산제는 구연산3나트륨이었다.

블로브 A 및 B의 경우, 블로브의 각각의 성분을 함께 혼합하여 유체 블로브 혼합물을 형성하였다. 그후, 각각의 생성된 유체 블로브 혼합물을 용융 금속 샘플 컵(즉, 상기 기재된 바와 같은 샘플 컵(12))의 캐비티에 분배하였다. 샘플 컵은 주조 탄성률이 약 6 ㎝이고, 부피는 약 37 ㎖이었다. 분배된 유체 블로브 혼합물의 부피 및 중량은 각각 약 0.85 ㎖ 및 약 2.16 g이었다.

내부에 분배된 유체 블로브 혼합물을 갖는 샘플 컵은 주위 조건에서 건조되도록 하여 고체의 건조된 블로브(40)를 형성하고 그리고 결합제의 최종 경화를 실시하며, 그리하여 샘플 컵(12)의 캐비티(18)내에서 건조된 블로브(40)를 접착 또는 결합시킨다. 생성된 고체의 건조된 블로브(40)의 중량은 샘플 컵 캐비티가 완전히 채워졌다고 가정하여 샘플 컵(12)내에 수용하고자 하는 용융 철 샘플 중량의 약 0.4%이었다.

블로브 C 및 D의 경우, 블로브의 성분을 함께 혼합한 후, 동시-압축시켜 펠릿-유사 블로브 C 및 D를 형성하였다. 블로브 E의 경우, 수산화텔루륨의 입자를 함께 압축시켜 펠릿-유사 블로브 E를 형성하였다. 그후, 각각의 블로브 C, D 및 E를 내화성 시멘트에 의하여 샘플 컵의 캐비티내에 부착 또는 접착시켰다. 샘플 컵은 주조 탄성률이 약 6 ㎝이고, 부피는 약 37 ㎖이었다

그후, 각각의 샘플 컵의 캐비티내에 배치된 각각의 블로브 A, B, C, D 및 E를 용융 철 샘플과 접촉시켰다. 각각의 블로브 A, B, C, D 및 E의 경우, 용융 철 샘플의 중량에 대한 각각의 성분의 중량%는 하기 표 7에 제시한다.

<표 7>

블로브 A의 경우, 특히 수산화마그네슘의 존재는 임의의 열 처리를 가하지 않고 결합제의 폴리비닐 알콜의 가교를 가능케 하는 것으로 밝혀졌다. 폴리비닐 알콜이 통상적으로 주위 수분을 흡수하는 경향이 있어서(그리하여 본 발명의 목적에 적절하지 않음) 가교된 폴리비닐 알콜은 블로브(40)에 대하여 요구되는 바와 같이 충분한 수분-방지성을 나타낸다. 그래서, 우수한 수분-방지성을 갖는 블로브는 놀랍게도 수산화마그네슘 및 폴리비닐 알콜의 임의의 조합으로부터 유래하는 것으로 밝혀졌다.

게다가, 각각의 블로브 A, B 및 C의 경우, 수소(수산화마그네슘으로부터 방출됨) 및 텔루륨 모두는 용융 철 샘플로 방출되었다. 게다가, 수산화마그네슘으로부터 방출된 마그네슘은 놀랍게도 블로브(40)와 용융 철 샘플의 반응시 완전 중화되는 것으로 밝혀졌다. 그래서, 방출된 마그네슘은 용융 철에 대한 어떠한 오염 효과도 나타내지 않거나 또는 텔루륨으로 방해하지 않았다. 그 대신, 방출된 마그네슘은 놀랍게도 용융 철의 완전 화이트 고화를 허용하였다.

또한, 각각의 블로브 A, B, C, D 및 E는 수화 수준에서의 변화 방지성을 갖는 것으로 밝혀졌다. 구체적으로, 각각의 블로브 A, B, C, D 및 E는 심지어 극도로 습하거나 또는 극도로 건조한 수송 및 저장 조건에서조차 장시간 수송 및/또는 저장 중에 수분 증가 및 수분 손실 방지성을 지녔다.

따라서, 블로브 A, B, C, D 및 E에 축적된 환경으로부터 흡수된 물의 없음 또는 임의의 그러한 축적은 최소이었다. 그 결과, 각각의 블로브 A, B, C, D 및 E가 용융 금속 샘플에 노출시, 임의의 조절되지 않은 비등은 배제되거나 또는 최소가 되었다. 그래서, 샘플 컵에 초기에 주입한 용융 금속의 양은 금속의 고화 중에 실질적으로 불변 상태를 유지하였다. 그 결과, 블로브 A, B, C, D 및 E의 사용은주입할 때마다 예상 가능한 냉각/고화 시간을 초래하였다.

또한, 각각의 블로브 A, B, C, D 및 E는 임의의 포획된 수분을 함유하지 않으며, 그리하여 그러한 수분으로 인하여 통상적으로 영향을 받는 조기 건조가 발생하지 않았다. 그래서, 각각의 블로브의 조성 및 구체적으로 수소 방출 물질의 함유량은 제조 시점으로부터 수송 및 저장을 통하여 사용시까지 실질적으로 불변 상태를 유지한다.

추가로, 블로브(40)내에서 완전 화이트 고화를 달성하는데 필요한 탄화물 안정화제, 특히 텔루륨의 양은 하기 표 8에 제시된 바와 같이 종래 기술의 코팅 및 블로브와 비교시 훨씬 더 적다.

<표 8>

그래서, 본 발명의 블로브 및 본 발명의 블로브를 포함하는 검출 장치는 우수한 결과와 함께 광범위한 주입 온도, 주입 조건 및, 저장 및 수송 조건에 사용될 수 있다.

해당 기술 분야의 당업자라면, 본 발명의 폭 넓은 개념으로부터 벗어나는 일 없이 상기 기재된 실시양태로부터 변경예가 이루어질 수 있다는 점을 이해할 것이다. 그러므로, 본 발명은 개시된 특정한 실시양태로 한정되지 않지만, 하기 특허청구범위에 의하여 정의된 바와 같이 본 발명의 사상 및 영역 내에 속하는 변경예들을 포함하는 것으로 이해된다.

Claims

용융 금속용 검출 장치로서,
용융 금속 샘플을 수용하도록 구성된 캐비티(cavity)를 갖는 샘플 컵; 및
캐비티내에 배열된 블로브(blob)로서, 수소 방출 물질로서 수산화마그네슘 및 탄화물 안정화 원소를 포함하는 블로브
를 포함하는 검출 장치.
제1항에 있어서, 블로브는 결합제를 더 포함하는 것인 검출 장치.
제2항에 있어서, 결합제가 3% 폴리비닐 알콜-물 용액인 검출 장치.
삭제
제1항에 있어서, 블로브는 용융 금속 샘플의 총 중량을 기준으로 하여 0.35 내지 0.45 중량%로 포함되는 것인 검출 장치.
제1항에 있어서, 블로브는 블로브의 수송 및 저장 중에 그의 수화 수준에서의 변화에 대한 방지성을 갖는 것인 검출 장치.
제1항에 있어서, 블로브는 용융 금속과 접촉시 블로브의 반응을 방지하는 지연제를 더 포함하는 것인 검출 장치.
용융 철 또는 용융 주철 샘플의 상 변화 온도를 검출하는데 사용하기 위한 블로브로서, 탄화물 안정화제, 수소 방출 물질로서 수산화마그네슘, 용융 철 또는 용융 주철 샘플과 접촉시 블로브의 반응을 방지하는 지연제, 및 결합제를 포함하는 블로브.
제8항에 있어서, 탄화물 안정화제는 블로브의 총 중량을 기준으로 하여 7 내지 37 중량%로 포함되는 것인 블로브.
제8항에 있어서, 탄화물 안정화제가 텔루륨인 블로브.
제8항에 있어서, 수산화마그네슘은 블로브의 총 중량을 기준으로 하여 15 내지 54 중량%로 포함되는 것인 블로브.
제8항에 있어서, 결합제는 3% 폴리비닐 알콜-물 용액을 포함하는 것인 블로브.
제12항에 있어서, 3% 폴리비닐 알콜-물 용액은 블로브의 총 중량을 기준으로 하여 1 내지 4 중량%로 포함되는 것인 블로브.
제8항에 있어서, 블로브는 블로브의 수송 및 저장 중에 그의 수화 수준에서의 변화에 대한 방지성을 갖는 것인 블로브.
용융 철 또는 용융 주철 샘플의 상 변화 온도를 검출하는데 사용하기 위한 블로브로서, 블로브의 총 중량을 기준으로 하여 15 내지 60 중량%의 양으로 존재하는 텔루륨 및 블로브의 총 중량을 기준으로 하여 40 내지 85 중량%의 양으로 존재하는 수산화마그네슘을 포함하고, 수송 및 저장 중에 수분 손실에 대한 방지성을 갖는 블로브.
제15항에 있어서, 텔루륨은 용융 철 샘플의 총 중량을 기준으로 하여 0.05 내지 0.10 중량%의 양으로 존재하고, 수산화마그네슘은 용융 철 샘플의 총 중량을 기준으로 하여 0.11 내지 0.22 중량%의 양으로 존재하는 것인 블로브.
용융 철 또는 용융 주철 샘플의 상 변화 온도의 검출 방법으로서,
온도 센서, 및 용융 철 또는 용융 주철 샘플을 수용하도록 구성된 캐비티를 지닌 샘플 컵을 포함하는 검출 장치를 제공하는 단계;
캐비티내에 블로브를 배열하는 단계로서, 블로브는 수소 방출 물질로서 수산화마그네슘 및 탄화물 안정화제를 포함하는 것인 단계;
용융 철 또는 용융 주철 샘플을 캐비티 내에 배치하는 단계로서, 블로브는, 수소가 수산화마그네슘으로부터 용융 철 또는 용융 주철 샘플로 방출되도록, 그 샘플과 접촉시 용융 철 또는 용융 주철 샘플과 반응하는 것인 단계;
고화중인 샘플의 상 변화 온도를 동시에 측정하면서 용융 철 또는 용융 주철 샘플이 고화되도록 하는 단계
를 포함하는 검출 방법.
용융 금속 샘플의 상 변화 온도를 검출하는데 사용하기 위한 블로브의 제조 방법으로서,
수소 방출 물질로서 수산화마그네슘 및 탄화물 안정화제를 포함하는 유체 블로브 혼합물을 형성하는 단계;
용융 금속 샘플을 수용하도록 구성된 캐비티를 지닌 샘플 컵을 포함하는 검출 장치를 제공하는 단계;
유체 블로브 혼합물을 캐비티 내에 배치하는 단계; 및
유체 블로브 혼합물을 건조시켜 블로브를 형성시키는 단계
를 포함하는 제조 방법.
제18항에 있어서, 탄화물 안정화제는 유체 블로브 혼합물의 총 중량을 기준으로 하여 5 내지 25 중량%로 포함되고, 블로브의 총 중량을 기준으로 하여 7 내지 37 중량%로 포함되는 것인 제조 방법.
제18항에 있어서, 수산화마그네슘은 유체 블로브 혼합물의 총 중량을 기준으로 하여 10 내지 37 중량%로 포함되고, 블로브의 총 중량을 기준으로 하여 15 내지 54 중량%로 포함되는 것인 제조 방법.