KR101797307B1 - 고로 내벽 측정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고로의 내벽의 상태, 특히, 스테이브 등과 같은 내벽 보호수단의 마모 상태 등 손상 상태를 측정할 수 있는 고로 내벽 측정장치에 관한 것으로서, 고로 상단에 설치되며, 고로의 외측으로부터 내측으로 거리측정기를 이송시키기 위한 제1 위치제어수단; 상기 제1 위치제어수단에 연결되며, 고로의 상단으로부터 하방으로 상기 거리측정기를 이송시키기 위한 제2 위치제어수단; 및 상기 제2 위치제어수단에 고정되며, 상기 제1 위치제어수단 및 제2 위치제어수단에 의해 설정되는 위치에서 고로의 내벽 또는 내벽 보호수단까지의 거리를 측정하기 위한 거리측정기;를 포함함을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 고로 내벽 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고로의 내벽의 상태, 특히, 스테이브 등과 같은 내벽 보호수단의 마모 상태 등 손상 상태를 측정할 수 있는 고로 내벽 측정장치에 관한 것이다.
고로는 장입 설비에 의해 연료로서 코크스 등의 탄질연료와 원료로서 철광석 등을 거대한 로(furnace) 내에 장입하고 연료의 착화에 의해 발생되는 고열을 이용하여 탄질연료에 의한 환원반응을 이용하여 철광석으로부터 용선(molten iron)을 생산하는 설비이다. 고로는 24시간 연속적으로 용선을 생산하기 위하여, 상부로 원료와 연료를 서로 교호하도록 교대로 장입하고, 하부로는 1100 내지 1200℃의 공기(이하, '열풍')를 불어 넣고, 풍구 아래에 존재하는 용선배출구(이하, '출선구'라 함)로 용선을 배출하도록 운전된다.
상기 풍구로 들어간 열풍은 연료인 코크스와 반응하여 2,200 내지 2,400℃의 고열을 만들고, 이 고열을 이용하여 장입된 원료인 철광석을 녹여 용선을 생산한다.
상기한 바와 같은 고열 및 환원분위기 등 용선의 생산을 위한 환경을 형성하기 위하여, 고로는 통상 내화물을 이용하여 축조되며, 내화물의 축조 시, 고로 최외각을 철피로 감싸고, 그 내측으로 내화물이 적층되도록 하는 구성을 갖는다.
그러나, 이와 같이 내벽이 내화물로 축조됨에도 불구하고, 고열 및 환원분위기 등에 의해 내벽은 지속적으로 손상될 수 밖에 없는 환경에 노출된다. 이와 같이 손상된 내벽을 보수하기 위하여 고로의 운전을 정지시키는 것은 용선의 생산성에 지대한 영향을 미칠 수 있기 때문에 내벽의 안정적인 유지가 용선 생산성에서 중요한 매개변수가 될 수 있다.
따라서 고로의 내벽의 안정화를 위하여 여러 가지 수단이 강구되고 있으며, 그 일환으로 스테이브가 설치될 수 있다.
상기한 고로의 본체인 철피의 내부면에는 고로 내부에서 발생되는 고열로부터 보호하기 위해서 내화물과 스테이브가 장착되며, 최근, 스테이브의 냉각능력의 향상을 위하여 스테이브의 재질을 구리 및/또는 구리와 주철의 조합으로 제조된 스테이브가 점차 확대 적용되고 있다.
상기 스테이브는 전면에 부착물이 쉽게 부착되고, 탈락되지 않도록 하는 홈; 및 냉각수가 순환공급되는 냉매로;를 포함하며, 통상 고로의 노체 중 가장 열부하가 강한 풍구 직상부에서 연화융착대 중간부위까지 설치될 수 있다. 여기에서, 상기 고로는 상기 스테이브를 내벽에 설치한 이후에 기계적인 안정성 및 구조적인 안정성이 확보되어야 고로의 장수명화를 달성할 수 있는 과제를 안고 있으며, 상기 스테이브는 우수한 냉각 능력으로 인해 그 두께가 얇게 설계되기 때문에 구조적인 안정성이 무엇보다 중요하다. 상기한 바와 같은 스테이브는 냉매로를 통한 냉매의 적용에 의해 내벽 및/또는 스테이브 자체의 온도 상승을 어느 정도 감소시킬 수 있으며, 그에 의하여 내벽 및/또는 스테이브 자체의 열손상을 방지하도록 기능한다.
그러나, 장기간 사용에 의해, 고로 내벽을 포함하여, 내벽의 보호를 위한 스테이브 등의 보호수단 등이 마모, 탈락 등으로 손상되는 문제점이 있으며, 특히, 스테이브의 손상은 냉매로를 통한 냉매의 고로 내부로의 유입을 허용하여 고로 내부가 식어버리는 냉입의 원인이 되어 고로 조업이 적절히 수행될 수 없게 되고, 그에 의하여 용선의 생산성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
따라서 일정 수준으로 내벽을 유지, 보수하는 것이 용선의 생산성에 직결되며, 내벽 및/또는 내벽의 보호수단을 안정적으로 유지, 보수하기 위해서는 내벽 및/또는 보호수단의 마모 및/또는 탈락 등을 사전에 정확하게 측정할 필요가 있다.
종래의 경우, 고로에 형성된 홀, 예를 들면, 축압홀(shaft pressure hole)에 측정용 막대자 등을 삽입하면서 육안으로 홀의 내부를 관측하여 두께를 측정하거나, 스테이브의 냉매로를 통하여 초음파 측정기를 삽입하여 스테이브 등의 두께를 측정하는 방법 등을 사용하여 왔으나, 측정 정확성에서 문제가 있거나 스테이브의 냉매로가 형성된 부위 근처의 두께 측정만이 가능한 점 등 제한사항이 많고, 전체적인 고로 내벽 및/또는 내벽의 보호수단을 정확하게 측정하는 것은 거의 불가능하였다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 고로의 내벽의 상태, 특히, 스테이브 등과 같은 내벽 보호수단의 마모 상태 등 손상 상태를 측정할 수 있는 고로 내벽 측정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명의 일 태양에 따르면, 적어도 하나 이상의 사전설정된 위치에서 고로의 내벽 또는 내벽 보호수단까지의 거리를 측정하기 위한 거리측정기; 고로 상단에 설치되며, 고로의 외측으로부터 내측으로 상기 거리측정기를 이송시키기 위한 제1 위치제어수단; 및 상기 제1 위치제어수단에 연결되며, 고로의 상단으로부터 하방으로 상기 거리측정기를 이송시키기 위한 제2 위치제어수단;을 포함하는 고로 내벽 측정장치가 제공된다.
상기 거리측정기는 레이저-기반 거리측정기 또는 초음파-기반 거리측정기일 수 있다.
상기 제1 위치제어수단은 고로 상단에서 서로 다른 위치에 고정되는 복수개, 바람직하게는 2개 이상 10개 이하, 보다 바람직하게는 3 내지 4개의 길이가변축으로 이루어질 수 있다.
상기 제2 위치제어수단은 길이가변축으로 이루어질 수 있다.
상기 길이가변축은 길이가 조절될 수 있는 중공의 축으로 이루어질 수 있다.
상기 고로 내벽 측정장치는 상기 제2 위치제어수단의 단부의 지지를 위한 복수개, 바람직하게는 2개 이상 10개 이하, 보다 바람직하게는 3 내지 4개의 인장선들을 더 포함할 수 있다.
상기 고로 내벽 측정장치는 조명장치를 더 포함할 수 있으며, 상기 조명장치는 바람직하게는 상기 제2 위치제어수단, 보다 바람직하게는 상기 거리측정기에 인접하는 위치에 고정될 수 있다.
상기 고로 내벽 측정장치는 촬영장치를 더 포함할 수 있으며, 상기 촬영장치는 바람직하게는 상기 제2 위치제어수단, 보다 바람직하게는 상기 거리측정기에 인접하는 위치에 고정될 수 있다.
상기 거리측정기, 조명장치 또는 촬영장치는 방열판을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 고로 내벽 측정장치에 의하면, 고로의 내벽의 상태, 특히, 스테이브 등과 같은 내벽 보호수단의 마모 상태 등 손상 상태를 측정할 수 있도록 함으로써 일정 수준으로 내벽을 유지, 보수하는 것이 용선의 생산성에 직결되며, 내벽 및/또는 내벽의 보호수단을 안정적으로 유지, 보수하기 위해서는 내벽 및/또는 보호수단의 마모 및/또는 탈락 등의 손상을 사전에 예방하기 위한 적절한 선행 조치를 취하는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고로 내벽 측정장치가 설치될 수 있는 고로의 일 태양으로 모식적으로 도시한 측단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고로 내벽 측정장치의 일 구체예가 고로에 설치되는 상태를 모식적으로 도시한 측단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고로 내벽 측정장치의 일 구체예를 구성하는 제1 위치제어수단이 고로 상부에 설치되는 다양한 태양들을 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 고로 내벽 측정장치의 일 구체예를 구성하는 제2 위치제어수단의 일 태양들을 모식적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 고로 내벽 측정장치의 일 구체예가 고로에 설치되는 상태를 모식적으로 도시한 측단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고로 내벽 측정장치의 일 구체예를 구성하는 제1 위치제어수단이 고로 상부에 설치되는 다양한 태양들을 모식적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 고로 내벽 측정장치의 일 구체예를 구성하는 제2 위치제어수단의 일 태양들을 모식적으로 도시한 측면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명의 일 태양에 따른 고로 내벽 측정장치는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 적어도 하나 이상의 사전설정된 위치에서 고로(1)의 내벽 또는 내벽 보호수단까지의 거리를 측정하기 위한 거리측정기(13); 고로(1) 상단에 설치되며, 고로(1)의 외측으로부터 내측으로 상기 거리측정기(13)를 이송시키기 위한 제1 위치제어수단(11); 및 상기 제1 위치제어수단(11)에 연결되며, 고로(1)의 상단으로부터 하방으로 상기 거리측정기(13)를 이송시키기 위한 제2 위치제어수단(12);을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고로 내벽 측정장치는 용선의 제조를 위한 것이면 어느 것에나 적용이 가능하나, 주로 제철소에서 대량의 용선을 생산하기 위한 대형의 고로에 적용되는 것이 바람직하며, 이러한 고로(1)는, 예를 들면, 도 1에 나타낸 바와 같이, 고로의 외형을 구성하며, 내화물 등 고로를 구성하는 재료들의 틀(주형)로 기능하는 철피(2)와, 상기 철피 내측에 위치되는 내화물로 된 내벽이나 이러한 내벽의 보호를 위한 스테이브(3)를 더 포함할 수 있으며, 상기 철피(2)와 스테이브(3) 사이에 충진재(4)가 더 개재될 수 있다.
상기 제1 위치제어수단(11)은 고로(1) 상단에 설치되며, 고로(1)의 외측으로부터 내측으로 거리측정기(13)를 이송시키도록 기능한다. 상기 고로(1)를 기준으로 고로(1)의 내측으로 가변되는 내측단부와 상기 고로(1)의 상단 외측에 고정되는 외측단부를 포함하는 상기 제1 위치제어수단(11)은 상기 내측단부에 상기 거리측정기(13)가 직접 고정될 수도 있으나, 고로(1)의 심도 및 고로(1) 하부의 측정을 위해서는 상기 내측단부에 후술되는 제2 위치제어수단(12)이 고정되고, 상기 제2 위치제어수단(12)에 상기 거리측정기(13)가 고정되는 것이 바람직하다.
상기 제1 위치제어수단(11)은 하나의 제1 위치제어수단(11)의 외측단부가 상기 고로(1)의 상단 일측에 고정되고, 그의 내측단부가 상기 고로(1)의 중심 쪽으로 연장되도록 가변될 수 있는 길이가변축(111)으로 이루어질 수 있으나, 바람직하게는 상기 제1 위치제어수단(11)은 고로(1) 상단에서 서로 다른 위치에 고정되는 2개 이상 10개 이하, 바람직하게는 3 내지 4개의 길이가변축(111)으로 이루어질 수 있다. 상기 길이가변축(111)은 길이가 조절될 수 있는 중공의 축으로 이루어질 수 있다. 즉, 상기에서 길이가변축(111)은 외력에 의해 그의 길이가 변하는 것으로서, 예를 들면, 자동차에서 사용되는 자동절첩 안테나와 같이 하나의 단이 다른 하나의 단의 내부에 가변가능하게 고정되는 다단의 원통형 또는 다각형의 중공축으로 이루어질 수 있다(텔레스코핑 방식을 말함). 상기 길이가변축(111)을 가변시키기 위한 외력은 길이가변축(111)을 가변시킬 수 있는 것이면 어느 것이나 가능하며, 예를 들면, 공압 또는 유압에 의해 작동하는 실린더와 피스톤의 조합; 전동모터에 의해 회전하는 피니언과 피니언에 기어결합되어 가변되는 랙의 조합; 동력의 전달을 위한 체인 기어와 체인 기어에 동력을 전달하기 위한 전동모터 및 체인 기어를 직선으로 안내하는 가이드의 조합; 등에 의해 상기 길이가변축(111)을 가변시킬 수 있음은 이해될 수 있으며, 또한 본 발명이 이들로 제한되는 것으로 의도되는 것이 아님은 이해되어야 한다. 상기 길이가변축(111)을 구동시키기 위한 외력을 공급하기 위한 동력수단은 도면에 도시하지는 않았으나, 당업자에게는 적절한 위치에 적절한 구성을 갖는 동력수단을 설치하고, 이 동력수단에 상기 제1 위치제어수단(11)을 연결하여 상기 제1 위치제어수단(11)의 내측단부의 위치를 가변시킬 수 있음은 이해될 수 있는 것이다.
상기에서 제1 위치제어수단(11)이 하나의 제1 위치제어수단(11)의 외측단부가 상기 고로(1)의 상단 일측에 고정되고, 그의 내측단부가 상기 고로(1)의 중심 쪽으로 연장되도록 가변될 수 있는 길이가변축으로 이루어지는 경우, 도 3의 (a)에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 위치제어수단(11)의 외측단부가 고로(1)의 상단 일측 임의의 위치에 고정되고, 상기 제1 위치제어수단(11)의 내측단부가 고로의 내측, 바람직하게는 고로의 중심쪽으로 연장되도록 설치될 수 있다. 달리, 보다 바람직하게는 상기 제1 위치제어수단(11)은 고로(1) 상단에서 서로 다른 위치에 고정되는 2개 이상 10개 이하, 바람직하게는 3 내지 4개의 길이가변축으로 이루어질 수 있으며, 이 경우, 상기한 바와 같이, 상기 제1 위치제어수단(11)의 외측단부가 고로(1)의 상단 일측 임의의 위치에 고정되고, 상기 제1 위치제어수단(11)의 내측단부가 고로의 내측, 바람직하게는 고로의 중심쪽으로 연장되도록 설치되되, 예를 들면, 도 3에 나타낸 바와 같이 설치될 수 있다. 즉, 2개의 제1 위치제어수단(11)이 설치되는 경우, 도 3의 (b)에 나타낸 바와 같이, 고로(1)의 상단을 가로지르도록 하여 제1 위치제어수단(11)들이 설치되는 것이 바람직하고, 3개의 제1 위치제어수단(11)이 설치되는 경우, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이, 고로(1)의 중심을 기준으로 삼각형의 각 꼭지점들로 지향되도록, 즉 3개의 제1 위치제어수단(11)들이 서로에 대해 120°의 간격으로 이격되도록 하여 설치될 수 있다. 당업자에게는 예상될 수 있는 바와 같이, 3개 이상 10개 이하의 제1 위치제어수단(11)들이 고로의 상단에 설치될 수 있으며, 이 경우, 정다각형의 형상을 갖도록 설치될 수 있음은 이해되어야 한다. 즉, 4개의 제1 위치제어수단(11)들이 고로의 상단에 설치되는 경우, 정사각형의 각 꼭지점들로 지향되도록, 그리고, 5개의 경우, 정오각형의 각 꼭지점들로 지향되도록 설치될 수 있음은 이해될 수 있다. 본 발명에서는 제1 위치제어수단(11)들의 갯수에는 제한이 없으나, 과도하게 많은 제1 위치제어수단(11)들의 설치는 불필요할 수 있으며, 당업자로서는 필요한 적정한 갯수로 설치할 수 있음은 이해되어야 한다. 상기 제1 위치제어수단(11)은 고로 상단에서 서로 다른 위치에 고정되는 2개 이상 10개 이하, 바람직하게는 3 내지 4개의 길이가변축으로 이루어지는 것이 상기 거리측정기(13) 및/또는 상기 제2 위치제어수단(12)을 포함하여 이 제2 위치제어수단(12)에 부착되는 각종 구성요소들의 중량을 적절히 지탱하면서 이들을 안정적으로 고로 내 일정 위치에 고정시킬 수 있어 바람직할 수 있다.
또한, 상기 제1 위치제어수단(11)의 내측단부에는 도 3의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같이, 제2 위치제어수단(12)을 구동시키기 위한 구동수단(122)이 직접 고정되고, 상기 구동수단(122)에 상기 제2 위치제어수단(12)이 직접 고정될 수 있으나, 달리, 도 3의 (c)에 나타낸 바와 같이, 상기 제1 위치제어수단(11)의 내측단부에 결합고리(112)가 힌지부(113)에 의해 힌지가능하게 고정되고, 상기 결합고리(112)에 상기 구동수단(122) 및 상기 제2 위치제어수단(12)이 고정될 수도 있다. 상기한 바와 같이 상기 힌지부(113)에 의해 상기 제1 위치제어수단(11)의 내측단부에 힌지가능하게 고정되는 상기 결합고리(112)의 구성에 의해 이에 연결되는 상기 제2 위치제어수단(12) 및 상기 제2 위치제어수단(12)의 하단부에 고정되는 거리측정기(13)가 항상 고로의 평면 상의 중심부 뿐만 아니라 중심으로부터 일측으로 편향되어 위치되도록 할 수 있다.
상기 제2 위치제어수단(12)은 상기 제1 위치제어수단(11)에 연결되며, 고로(1)의 상단으로부터 하방으로 상기 거리측정기(13)를 이송시키도록 기능한다. 상기 제2 위치제어수단(12)은 바람직하게는 상기 제1 위치제어수단(11)의 내측단부에 고정되며, 그에 의하여, 상기 제1 위치제어수단(11)의 내측단부가 고로의 외측으로부터 내측으로, 즉 지면에 대하여 수평방향으로 가변됨에 따라 상기 제2 위치제어수단(12) 전체가 고로 외측으로부터 내측으로 수평방향으로 가변될 수 있다. 따라서, 상기 제1 위치제어수단(11) 또는 제2 위치제어수단(12)에 고정되는 상기 거리측정기(13) 역시 지면에 대하여 수평방향으로만 이동될 수 있으며, 그에 따라, 심도가 깊은 고로의 내부, 특히 내측 하단부의 측정이 용이하지 않을 수 있으며, 이를 해소하기 위하여 상기 제2 위치제어수단(12)은 상기 제1 위치제어수단(11)의 내측단부에 고정되며, 제1 위치제어수단(11)의 수평방향의 가변에 더해 수직방향의 가변을 가능하게 한다. 즉, 상기 제2 위치제어수단(12)은 상기 제1 위치제어수단(11)을 기준으로 하여 상하방향, 바람직하게는 하방으로 가변될 수 있도록 한다. 따라서, 상기 제2 위치제어수단(12)의 상단부가 상기 제1 위치제어수단(11)의 내측단부에 고정되고, 상기 제2 위치제어수단(12)의 하단부가 상하방향으로 가변되도록 고정될 수 있으며, 상기 제2 위치제어수단(12)의 하단부에 상기 거리측정기(13)를 고정시키는 경우, 상기 제2 위치제어수단(12)의 상하방향으로의 가변에 의하여 상기 거리측정기(13) 역시 상하방향으로 가변되면서 고로의 내면을 측정할 수 있게 된다.
상기 제2 위치제어수단(12) 역시 상기 제1 위치제어수단(11)과 동일 및/또는 유사하게 길이가변축(121)으로 이루어질 수 있으나, 복수개가 설치되는 것이 바람직한 상기 제1 위치제어수단(11)과는 달리 하나의 길이가변축(121)으로 이루어질 수 있으나, 본 발명이 이로 제한되는 것으로 의도되는 것은 아니다. 상기 제2 위치제어수단(12)을 구성하는 길이가변축(121) 역시 상기 제1 위치제어수단(11)을 구성하는 길이가변축(111)과 동일 및/또는 유사하게 외력에 의해 그의 길이가 변하는 것이라면 어느 것이나 가능하며, 따라서 반복되는 설명은 명세서의 단순화를 위하여 생략하기로 한다. 예를 들면, 상기 제2 위치제어수단(12)은 상기 제1 위치제어수단(11)의 내측단부에 상기 제2 위치제어수단(12)과 함께 고정되는 구동수단(122)에 의해 상하로 위치제어가 가능하도록 구성될 수 있다. 상기 제2 위치제어수단(12)은 또한 상기 길이가변축(121)의 수직방향으로의 가변을 보다 원활하게 하기 위한 롤러(123)들을 더 포함할 수 있다. 상기한 바와 같은 롤러들은 상기 제1 위치제어수단(11)의 길이가변축(111)에도 포함될 수 있음은 이해되어야 한다.
상기 거리측정기(13)는 상기 제2 위치제어수단(12)에 고정되며, 상기 제1 위치제어수단(11) 및 제2 위치제어수단(12)에 의해 설정되는 위치에서 고로(1)의 내벽 또는 내벽 보호수단까지의 거리를 측정하는 기능을 하며, 그에 의하여 고로의 내벽 또는 내벽 보호수단, 예를 들면, 스테이브(3)의 손상 정도를 측정하는 것을 가능하게 한다.
상기에서 사전설정된 위치라 함은 고로 내측 임의의 위치를 의미하며, 구체적으로는 상기 제1 위치제어수단(11) 및 제2 위치제어수단(12)에 의해 상기 거리측정기(13)가 다다를 수 있는 위치로서, 측정을 원하는 내벽 또는 내벽 보호수단에 인접하거나 또는 그에 수직한 방향(즉 지면에 대하여 수평인 방향)의 임의의 위치로서 조작자가 실제 측정을 수행하기 위하여 상기 거리측정기(13)를 위치시킬 수 있는 위치를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.
내벽 또는 내벽 보호수단의 손상 정도, 예를 들면, 마모 정도는 마모 정도를 측정하고자 하는 고로의 해당 높이에서의 총두께로부터 실측두께를 차감하는 것에 의해 수득될 수 있으며, 여기에서, 해당 높이는 상기 제2 위치제어수단(12)의 변위량, 예를 들면, 도 2에서 고로 전체 높이(h)로부터 실제 거리측정기(13)가 하강한 높이(z)를 차감한 값(h-z)이 될 수 있다. 상기 총두께는 해당 높이에서 고로의 설계 두께 또는 해당 높이에서 손상 이전 측정의 기준시점에서 측정된 두께일 수 있다. 또한, 실측두께는 상기 제1 위치제어수단(11) 및 제2 위치제어수단(12)들의 조합에 의해 설정되는 측정기준점, 즉, 도 2의 기준점(s)으로부터 상기 제1 위치제어수단(11)의 상기 고로(1)의 외측면 즉, 철피(2)의 표면으로부터 측정한 변위량(x)에서 상기 거리측정기(13)에 의해 측정된 고로의 내벽 또는 내벽 보호수단까지의 거리(y)를 차감하여 수득되는 값일 수 있다. 상기한 바와 같은 계산에 의해 고로의 내벽 또는 내벽 보호수단, 예를 들면, 스테이브의 마모 정도를 측정할 수 있으며, 과도한 마모 및/또는 손상이 일어나기 전에 스테이브의 교체 및/또는 내벽의 보수 등 적절한 조치를 취하는 것을 가능하게 할 수 있다. 상기 제1 위치제어수단(11) 및/또는 제2 위치제어수단(12)의 변위량은 상기 제1 위치제어수단(11) 및/또는 제2 위치제어수단(12)을 구성하는 길이가변축의 실제 변위량을 측정하는 것에 의해 측정될 수 있다.
본 발명에 따른 고로 내벽 측정장치는 고로의 내벽을 전체적으로 측정하기 위해서는 상기 거리측정기(13)가 중앙에 위치되도록 상기 제1 위치제어수단(11) 및 제2 위치제어수단(13)을 제어하는 것이 바람직하나, 상기 거리측정기(13)가 항상 고로의 중앙에만 위치하는 것으로 제한되는 것으로 의도되는 것은 아니며, 필요에 따라, 예를 들면, 도 3의 (d)에 나타낸 바와 같이, 상기 거리측정기(13)가 고로의 평면 상의 중심(c)으로부터 일측으로 편향되도록 위치될 수 있으며, 도시된 바와 같이 편향된 위치에서 그에 근접한 곳의 고로의 내벽 또는 내벽 보호수단, 예를 들면, 스테이브(3)를 보다 근접하여 측정하는 것을 가능하게 할 수 있음은 이해되어야 한다.
상기 거리측정기(13)는 거리를 측정하는 것이라면 어느 것이나 사용이 가능할 수 있으나, 바람직하게는 레이저-기반 거리측정기 또는 초음파-기반 거리측정기일 수 있다.
상기 레이저-기반 거리측정기는 표적을 향해 레이저를 발사한 뒤 반사되어 되돌아오는 레이저를 검출하여 정확한 거리를 측정하는 장비이다. 제2차 세계대전 뒤 개발된 전차, 보병전투차 등이 표적에 대한 사정거리를 측정하여 주포의 명중률을 높이기 위해 장비하였고, 건설, 골프, 사냥 등에도 활용되고 있다. 상기 레이저-기반 거리측정기는 레이저를 발생하는 장치(Transmitter)와 표적에서 반사되어 되돌아온 레이저를 감지하는 광검출기(detector), 그리고 시간계산을 위한 계수기(counter) 등으로 구성되며, 거리측정은 측정기의 조준선과 레이저 광축을 일치시키고 지향성이 우수한 레이저를 발사한 뒤, 이 레이저가 표적으로부터 반사되어 돌아온 시간을 측정하여 거리를 계산하는 방식으로 수행된다.
상기 초음파-기반 거리측정기는 초음파의 특성을 이용하거나 초음파를 발생시켜 거리를 측정하는 장비이며, 이는 초음파 센서를 사용하여 거리 측정을 수행할 수 있다. 상기 초음파 센서는 초음파의 특성을 이용하여 거리나 두께, 움직임 등을 검출하는 센서로서, 초음파 용접기, 세척기, 플라스틱 본딩, 가공 등에 이용되는 고음압용과 생산 제어, 비파괴 검사, 침입 검사, 물성 측정, 의료 진단, 지연 선로, 신호 처리 등에 활용되는 저음압용이 있다. 로봇이나 마이크로-센서에서 물체를 지각하고, 거리를 측정하는데 이용되는 초음파 센서로는 음의 발생과 검출을 겸하는 것으로 특정한 결정구조를 갖는 물질의 압전(piezoelectricity) 소자와 고전압 펄스를 인가할 경우 정전인력에 의해 진동이 발생하는 정전효과 방식이 있다. 초음파 센서를 이용해 도플라 효과에 의한 주파수 변화를 감지하여 거리를 측정하는 방식으로 수행된다.
상기 고로 내벽 측정장치는 상기 제2 위치제어수단(12)의 단부의 지지를 위한 2개 이상 10개 이하, 바람직하게는 3 내지 4개의 인장선(14)들을 더 포함할 수 있다. 상기 인장선(14)들의 일측단부는 고로(1)의 상단 임의의 위치에 고정될 수 있으나, 바람직하게는 상기 제1 위치제어수단(11)의 외측단부가 고정되는 고로(1)의 상단에 고정되고, 타측단부는 상기 제2 위치제어수단(12)의 단부, 바람직하게는 상기 거리측정기(13)에 인접한 곳에 고정되어 상기 거리측정기(13)의 흔들림을 방지하여 정확한 거리측정을 가능하게 하도록 보조할 수 있다.
상기 고로 내벽 측정장치는 조명장치(15)를 더 포함할 수 있으며, 상기 조명장치(15)는 바람직하게는 상기 제2 위치제어수단(12), 보다 바람직하게는 상기 거리측정기(13)에 인접하는 위치에 고정될 수 있으며, 따라서, 상기 조명장치(15)에 의한 조명기능에 의해 고로의 내벽에서의 거리측정기(13)의 위치 고정을 보다 용이하게 하는 것을 가능하게 할 수 있다.
비록, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 고로 내벽 측정장치는 촬영장치(16)를 더 포함할 수 있으며, 상기 촬영장치(16)는 바람직하게는 상기 제2 위치제어수단(12), 보다 바람직하게는 상기 거리측정기(13)에 인접하는 위치에 고정될 수 있다. 상기 촬영장치(16)는 고체촬상소자일 수 있다. 상기 고체촬상소자는 촬상관(撮像管)처럼 외부로부터의 광영상(光映像) 신호를 전기신호로 바꾸는 반도체 소자로서, 그 종류에는 CCD(전하결합소자), BBD(버켓 브리게이드 소자: bucket brigade device) 등의 전하전송(電荷轉送) 디바이스, MOS(금속산화물반도체) 촬상소자 등이 있다. 촬상관보다 소형경량으로 소비전력이 적고 감도, 신호/잡음비(S/N比), 화상이 좋다. 따라서, 사용자는 실시간으로 고로 내부를 육안으로 관찰하면서 특히 육안으로 보아 손상이 심한 부분의 두께 측정 등을 수행하는 것을 가능하게 할 수 있다.
상기 거리측정기(13), 조명장치(15) 또는 촬영장치(16)는 열을 차단하는 방열판(131)을 더 포함할 수 있으며, 방열판(131)의 재료로는 내열성이 우수하고, 특히 레이저, 초음파 및/또는 광에 대해 투명한 것이면 어느 것이나 사용이 가능하며, 고로 내부의 열로부터 상기 거리측정기(13), 조명장치(15) 또는 촬영장치(16)를 보호하는 기능을 한다.
상기 고로 내벽 측정장치는 퍼지가스를 매개로 냉각되도록 구성될 수 있으며, 냉각을 위한 퍼지가스는 별도의 퍼지가스 공급장치(도시하지 않음)를 더 포함할 수 있으며, 퍼지가스의 공급을 통하여 상기 고로 내벽 측정장치를 고로 내부의 열 및 고로 내 환원분위기를 조성하는 각종의 가스로부터 장치를 보호하는 기능을 한다. 상기 퍼지가스 공급장치로부터 공급되는 퍼지가스는 상기 고로 내벽 측정장치와 별도로 구성되어 상기 고로내벽 측정장치와 함께 작동되는 별도의 공급관을 통하여 공급될 수 있으나, 바람직하게는 상기 제1 위치제어수단(11) 및/또는 제2 위치제어수단(12)을 구성하는 중공의 길이가변축(111, 121) 내를 통하여 흐를 수 있도록 구성될 수 있다. 이를 위하여 상기 중공의 길이가변축(111, 121) 들에는 길이가변축 내외를 연결하는 적어도 하나 이상의 통공이 형성되어 상기 중공의 길이가변축 내로 유입되는 퍼지가스가 상기 중공의 길이가변축 외부로 소통되도록 구성될 수 있다. 상기 퍼지가스는 바람직하게는 질소가스, 보다 바람직하게는 +30℃ 내지 -30℃의 범위 이내의 온도의 질소가스일 수 있으나, 본 발명이 이로 제한되는 것으로 의도되는 것은 아니며, 다만 고온 분위기에 노출될 수 있기 때문에 비활성가스를 사용하는 것이 바람직하고, 그 온도 또한 고로 내부에서 장치들이 받게 되는 온도보다 낮은 온도이면 상기 고온 분위기에서 장치를 보호할 수 있기 때문에 가능하며, 상기 범위를 벗어나는 경우, 가열 및/또는 냉각을 별도로 수행하여야 하기 때문에 경제적이지 못할 수 있다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 고로 내벽 측정장치는 고로 보수기, 즉 고로를 구성하는 내화재의 마모 정도, 고로 철피에 대하여 측정되는 철피 온도의 이상 상승, 고로의 수명 및 사용 연한, 고로의 운전 조건 등에 따라 정기적 및/또는 부정기적으로 고로 내벽을 보수하는 시기에 고로 내부로 투입되어 사용될 수 있으며, 고로 보수기에는 장입 즉, 연료와 원료를 투입하지 않고, 고로 내부에 기 장입된 장입물이 바람직하게는 풍구 이하까지 하강되어 고로 바닥 근처에 용선 및 슬래그 등이 부분적으로 잔류하도록 하고, 고로 내벽을 보수하는 시기에 사용될 수 있다.
1: 고로 2: 철피
3: 스테이브 4: 충진재
5: 냉매로
11: 제1 위치제어수단 111: 길이가변축
112: 결합고리 113: 힌지부
12: 제2 위치제어수단 121: 길이가변축
122: 구동수단 123: 롤러
13: 거리측정기 131: 방열판
14: 인장선 15: 조명장치
16: 촬영장치
c: 평면 상의 중심 h: 고로 전체 높이
s: 기준점 x: 변위량
y: 거리 z: 하강한 높이
3: 스테이브 4: 충진재
5: 냉매로
11: 제1 위치제어수단 111: 길이가변축
112: 결합고리 113: 힌지부
12: 제2 위치제어수단 121: 길이가변축
122: 구동수단 123: 롤러
13: 거리측정기 131: 방열판
14: 인장선 15: 조명장치
16: 촬영장치
c: 평면 상의 중심 h: 고로 전체 높이
s: 기준점 x: 변위량
y: 거리 z: 하강한 높이
Claims (10)
- 적어도 하나 이상의 사전설정된 위치에서 고로의 내벽 또는 내벽 보호수단까지의 거리를 측정하기 위한 거리측정기;
고로 상단에 설치되며, 고로의 외측으로부터 내측으로 상기 거리측정기를 이송시키기 위한 제1 위치제어수단; 및
상기 제1 위치제어수단에 연결되며, 고로의 상단으로부터 하방으로 상기 거리측정기를 이송시키는 제2 위치제어수단;
을 포함하며,
상기 제1 위치제어수단의 내측단부에 결합고리가 힌지부에 의해 힌지가능하게 고정되고,
상기 결합고리에 상기 제2 위치제어수단을 구동시키기 위한 구동수단이 고정되며,
상기 제2 위치제어수단이 상기 구동수단에 직접 고정되고,
상기 거리측정기가 상기 제2 위치제어수단의 하단부에 고정된 고로 내벽 측정장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 거리측정기가 레이저-기반 거리측정기 또는 초음파-기반 거리측정기임을 특징으로 하는 고로 내벽 측정장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 위치제어수단이 고로 상단에서 서로 다른 위치에 고정되는 복수개의 길이가변축으로 이루어짐을 특징으로 하는 고로 내벽 측정장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2 위치제어수단이 길이가변축으로 이루어짐을 특징으로 하는 고로 내벽 측정장치. - 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 길이가변축이 길이가 조절될 수 있는 중공의 축으로 이루어짐을 특징으로 하는 고로 내벽 측정장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 고로 내벽 측정장치가 상기 제2 위치제어수단의 단부의 지지를 위한 복수개의 인장선들을 더 포함함을 특징으로 하는 고로 내벽 측정장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 고로 내벽 측정장치가 조명장치를 더 포함하며, 상기 조명장치가 제2 위치제어수단에 고정됨을 특징으로 하는 고로 내벽 측정장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 고로 내벽 측정장치가 촬영장치를 더 포함하며, 상기 촬영장치가 제2 위치제어수단에 고정됨을 특징으로 하는 고로 내벽 측정장치. - 제 1 항 및 제 7 항 내지 제 8 항 중의 어느 한 항에 있어서,
상기 거리측정기, 조명장치 또는 촬영장치가 방열판을 더 포함함을 특징으로 하는 고로 내벽 측정장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 고로 내벽 측정장치가 퍼지가스를 매개로 냉각됨을 특징으로 하는 고로 내벽 측정장치.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020150170624A KR101797307B1 (ko) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | 고로 내벽 측정장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150170624A KR101797307B1 (ko) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | 고로 내벽 측정장치 |
Publications (2)
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|---|---|
| KR20170064762A KR20170064762A (ko) | 2017-06-12 |
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ID=59219776
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| KR1020150170624A KR101797307B1 (ko) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | 고로 내벽 측정장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| KR (1) | KR101797307B1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000356697A (ja) * | 1999-06-11 | 2000-12-26 | Toshiba Corp | 炉心シュラウド内径自動測定装置 |
-
2015
- 2015-12-02 KR KR1020150170624A patent/KR101797307B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP2000356697A (ja) * | 1999-06-11 | 2000-12-26 | Toshiba Corp | 炉心シュラウド内径自動測定装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20170064762A (ko) | 2017-06-12 |
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