KR101818154B1 - 온도 측정장치 및 이를 구비하는 주조설비 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 일방향으로 이동하는 피처리물의 온도를 측정하는 온도 측정장치로서, 상기 피처리물의 이동경로 상에 설치되고, 내부공간을 가지는 케이스; 상기 케이스의 내부공간에 설치되는 온도 측정기; 상기 피처리물의 표면을 향하여 제거가스 분사가 가능하도록 상기 케이스의 외측에 연결되는 제거가스 분사기; 및 상기 케이스의 둘레 영역의 중 적어도 일부분으로 차단가스 분사가 가능하도록 상기 케이스의 외측에 위치하는 차단가스 분사기를; 포함하고, 피처리물의 온도를 정확하게 측정할 수 있다.
Description
본 발명은 온도 측정장치 및 이를 구비하는 주조설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피처리물의 온도를 정확하게 측정할 수 있는 온도 측정장치 및 이를 구비하는 주조설비에 관한 것이다.
일반적으로 주조공정은 고온의 용융금속을 냉각시켜 주편을 제조하는 공정이다. 용융금속은 주형에서 1차로 냉각되고, 노즐에서 분사되는 냉각수에 의해 2차로 냉각된다.
주조공정 중 주편의 폭방향 표면 온도 분포는 크랙 발생 등 주편의 품질과 관련이 있기 때문에, 주편의 표면 온도를 조절하는 것이 매우 중요하다. 따라서, 주조설비에 온도측정기를 구비하여, 주형을 통과한 주편의 폭방향 온도를 측정한다. 이와 같이 주편의 폭방향 온도를 측정하여 관리하므로, 주편의 폭방향 온도를 균일화시키고 주편의 품질을 향상시킬 수 있다.
이때, 노즐에서 분사되는 냉각수에 의해 주편의 온도 측정이 방해를 받을 수 있다. 즉, 냉각수와 고온의 주편이 접촉하면서 발생하는 수증기나 냉각수에 의해 주편의 표면에서 튀어오르는 이물질 등이 온도측정기에 영향을 주어 주편의 측정 온도에 오차를 발생시킬 수 있다.
또한, 주편으로 분사된 냉각수 중 일부가 주편의 표면에 잔류하면서 온도측정기가 주편의 표면의 온도를 정확하게 측정하지 못할 수 있다. 따라서, 온도측정기의 측정결과의 신뢰도가 저하되고, 크랙이 발생하는 것을 방지하기 위해 주편 표면의 온도를 조절하기가 어려워질 수 있다.
본 발명은 피처리물 표면에 위치하는 이물질을 제거하고, 피처리물의 온도가 측정되는 영역으로 피처리물을 처리하면서 발생한 유체가 유입되는 것을 차단할 수 있는 온도 측정장치 및 이를 구비하는 주조설비를 제공한다.
본 발명은 피처리물의 온도를 정확하게 측정할 수 있는 온도 측정장치 및 이를 구비하는 주조설비를 제공한다.
본 발명은, 일방향으로 이동하는 피처리물의 온도를 측정하는 온도 측정장치로서, 상기 피처리물의 이동경로 상에 설치되고, 내부공간을 가지는 케이스; 상기 케이스의 내부공간에 설치되는 온도 측정기; 상기 피처리물의 표면을 향하여 제거가스 분사가 가능하도록 상기 케이스의 외측에 연결되는 제거가스 분사기; 및 상기 케이스의 둘레 영역의 중 적어도 일부분으로 차단가스 분사가 가능하도록 상기 케이스의 외측에 위치하는 차단가스 분사기를; 포함한다.
상기 제거가스 분사기는 상기 케이스에 장착되고, 상기 차단가스 분사기는 상기 제거가스 분사기에 장착된다.
상기 제거가스 분사기는, 상기 케이스의 둘레의 적어도 일부분을 감싸고, 내부에 제거가스가 이동하는 경로를 형성하는 제1 튜브; 일단이 상기 제1 튜브에 연결되는 제1 관; 및 상기 제1 관의 타단에 경사지게 연결되는 제1 분사부재를; 포함한다.
상기 제1 분사부재의 분사구는 상기 케이스의 하단부보다 낮은 높이에 위치한다.
상기 차단가스 분사기는, 상기 제1 튜브의 둘레의 적어도 일부분을 감싸고, 내부에 차단가스가 이동하는 경로를 형성하는 제2 튜브; 및 상기 제2 튜브와 연결되는 제2 분사부재를; 포함한다.
상기 제2 분사부재는, 일단이 제2 튜브에 연결되는 제2 관; 및 상기 제2 관의 타단에 연결되고, 차단가스를 증폭시켜 분사가 가능한 증폭부를 포함한다.
상기 제2 분사부재는, 일단이 제2 튜브에 연결되는 제3 관; 및 상기 제3 관의 타단에 연결되고, 상기 케이스와 이격되어 상기 케이스의 둘레의 적어도 일부분을 감싸며, 하부에 복수의 분사구가 구비되는 분사부를; 포함한다.
상기 케이스와 연결되고, 상기 케이스 내부로 냉각가스 공급이 가능한 냉각공급라인을 더 포함한다.
상기 케이스, 상기 제거가스 분사기, 및 상기 차단가스 분사기 중 어느 하나에 설치되고, 상기 피처리물의 위치를 감지할 수 있는 위치 감지기를 더 포함한다.
상기 피처리물은 주편을 포함하고, 상기 제거가스는 상기 주편의 표면에 잔류하는 냉각액을 제거하며, 상기 차단가스는 상기 주편을 냉각시키면서 발생한 증기가 상기 케이스로 유입되는 것을 차단한다.
본 발명은, 용강이 주입되는 주형; 상기 주형의 하측에 위치하고, 인발되는 주편의 이동경로를 형성하는 복수의 이송롤러; 상기 주편으로 냉각액을 분사가 가능하고, 상기 주편의 이동경로를 따라 배치되는 복수의 노즐; 및 내부공간을 가지는 케이스, 상기 케이스의 내부공간에 설치되는 온도 측정기, 별도의 경로를 형성하여 상기 케이스의 외측에 각각 설치되는 제거가스 분사기와 차단가스 분사기를 구비하는 온도 측정장치를; 포함한다.
상기 제거가스 분사기는 상기 케이스의 외측 둘레의 적어도 일부를 감싸도록 설치되고, 상기 차단가스 분사기는 상기 제거가스 분사기의 외측 둘레의 적어도 일부를 감싸도록 설치된다.
상기 온도 측정장치는 복수개가 구비되고, 상기 주편의 이동경로 상에 설치되고, 상기 복수의 온도 측정장치를 상기 주편의 폭방향으로 이동가능하게 지지하는 지지장치를 더 포함한다.
상기 온도 측정장치와 연결되고, 상기 복수의 노즐의 작동을 제어가 가능한 제어장치를 더 포함한다.
본 발명의 실시 예들에 따르면, 피처리물의 표면에 위치하는 이물질을 제거하고, 피처리물의 온도가 측정되는 영역으로 피처리물을 처리하면서 발생하는 유체가 유입되는 것을 차단할 수 있다. 이에, 피처리물 표면의 온도를 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 이동하는 피처리물의 위치를 감지할 수 있다. 이에, 피처리물의 위치에 따라 피처리물의 온도를 측정하는 시점과 온도를 측정하는 것을 종료하는 시점을 용이하게 선택할 수 있다. 따라서, 피처리물의 온도를 측정하는 작업의 효율이 향상될 수 있다.
예를 들어, 주조설비에서 생산되는 주편의 온도를 측정하는 경우, 온도 측정장치가 주편의 표면에 존재하는 잔류수를 제거할 수 있고, 주편을 냉각시키면서 발생한 증기가 온도를 측정하는 영역으로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 이에, 주편의 온도를 정확하게 측정할 수 있기 때문에, 온도가 주편의 품질에 주는 영향을 용이하게 분석할 수 있다. 또한, 주편의 온도를 정확하게 제어하여 주편에 크랙이 발생하는 것을 방지하고, 주편의 품질을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 주조설비의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 온도 측정장치가 주편의 온도를 측정하는 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 온도 측정장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제거가스 분사기와 차단가스 분사기의 작동을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 온도 측정장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 온도 측정장치가 주편의 온도를 측정하는 구조를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 온도 측정장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제거가스 분사기와 차단가스 분사기의 작동을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 온도 측정장치의 구조를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 주조설비의 구조를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 온도 측정장치가 주편의 온도를 측정하는 구조를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 주조설비는, 용강이 주입되는 주형(20), 주형(20)의 하측에 위치하고, 인발되는 주편(S)의 이동경로를 형성하는 복수의 이송롤러(30), 주편(S)으로 냉각액을 분사가 가능하고, 주편(S)의 이동경로를 따라 배치되는 복수의 노즐(40), 및 내부공간을 가지는 케이스, 케이스의 내부공간에 설치되는 온도 측정기, 별도의 경로를 형성하여 상기 케이스의 외측에 각각 설치되는 제거가스 분사기와 차단가스 분사기를 구비하는 온도 측정장치(100)를 포함한다. 또한, 주조설비는, 온도 측정장치(100)를 지지해주는 지지장치(50), 및 복수의 노즐(40)의 작동을 제어하는 제어장치(미도시)를 포함할 수 있다.
주형(20)은 용강을 응고시켜 금속 제품의 외관을 결정하는 틀일 수 있다. 주형(20)은 구조적으로 마주보는 한 쌍의 면들이 개구된 형태로서, 상측에 배치된 턴디쉬(10)의 공급노즐(15)로부터 공급받은 용강이 수용되는 중공부를 형성한다. 주형의 벽면 내부에는 냉각수가 이동할 수 있는 냉각유로가 형성될 수 있다. 이에, 주형(20) 내로 공급된 용강이 냉각유로를 이동하는 냉각수에 열에너지를 빼앗겨 응고되면서 주편이 생산될 수 있다.
이송롤러(30)는 주형(20)의 하측에 복수개가 구비되어 주형(20)의 하부로 인발되는 주편(S)의 이동경로를 형성한다. 주편(S)은 이송롤러(30)들을 따라 이동하면서 냉각되고, 성형될 수 있다. 이송롤러(30)들이 형성하는 주편(S)의 이동경로는, 주형(20)의 하측에 수직방향으로 연장 형성되는 제1 직선구간, 제1 직선구간과 연결되고 굴곡을 가지는 곡선구간, 및 곡선구간과 연결되고 제1 직선구간과 교차하는 방향으로 연장 형성되는 제2 직선구간을 포함할 수 있다. 이에, 주편은 제1 직선구간, 곡선구간, 및 제2 직선구간을 통과하면서 냉각될 수 있다.
노즐(40)은 복수개가 구비되어 주편(S)이 이동하는 경로 상에 배치될 수 있다. 각각의 노즐(40)은 이송롤러(30)들 사이에 위치할 수 있고, 이송롤러(30)를 따라 이동하는 주편(S)으로 냉각액을 분사하여 주편(S)을 신속하게 냉각시킬 수 있다. 노즐(40)들은 주편(S)의 상하측에 각각 구비될 수 있고, 주편(S)의 양측에도 구비되어 주편(S)으로 냉각액을 분사할 수 있다.
지지장치(50)는 주편(S)의 이동경로에 설치되고, 복수개의 온도 측정장치(100)를 주편(S)의 상측에서 지지해줄 수 있다. 지지장치(50)는 온도 측정장치(100)의 케이스, 제거가스 분사기, 차단가스 분사기, 및 온도 측정기의 온도변환부가 수납되어 케이스 상부에 설치되는 박스 중 어느 하나와 연결될 수 있다. 이에, 지지장치(50)는 온도 측정장치(100)를 지지해주면서 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 온도 측정장치(100)가 구비되어 지지장치(50)에 설치될 수 있고, 지지장치(50)는 주편(S)의 폭방향(또는, 좌우방향)으로 한 쌍의 온도 측정장치(100)를 이동시키면서 지지해줄 수 있다. 이에, 주편(S)의 폭에 맞추어 각 온도 측정장치(100)의 위치를 조절할 수 있고, 한 쌍의 온도 측정장치(100)가 주편(S)의 좌측 모서리 부분과 우측 모서리 부분의 온도를 동시에 측정할 수 있다.
제어장치(미도시)는 온도 측정장치(100)와 연결되어 분사기(40)의 작동을 제어하는 역할을 한다. 제어장치는 온도 측정장치(100)로부터 주편의 온도 정보를 수신할 수 있다. 이에, 제어장치는 온도 측정장치(100)에서 측정된 값과 미리 설정된 설정 온도범위를 비교할 수 있다. 온도 측정장치(100)에서 측정된 값이 설정온도 범위를 벗어나면, 제어장치가 노즐(40)들에서 분사되는 냉각액의 양을 증가시키거나 감소시켜 주편(S)의 표면 온도가 설정 온도범위에 내에 있도록 할 수 있다. 따라서, 주편(S)의 온도가 일정하게 유지되면서 제조되는 주편(S)의 품질을 향상시킬 수 있다.
이때, 노즐(40)에서 분사되는 냉각액이 고온의 주편(S)이 접촉하면서 다량의 수증기를 발생시킬 수 있다. 또한, 주편(S)의 표면에 증발되지 않은 냉각액이 잔류할 수 있다. 이러한 증기와 주편(S)의 표면에 잔류하는 냉각액은 온도 측정장치(100)가 주편(S)의 표면 온도를 측정하는 것을 방해할 수 있고, 온도 측정장치(100)의 정확도를 하락시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 온도 측정장치(100)를 구비하여 주편(S)의 표면 온도를 정학하게 측정할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 온도 측정장치의 구조를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제거가스 분사기와 차단가스 분사기의 작동을 나타내는 도면이다. 이때, 본 발명의 실시 예는 온도 측정장치(100)가 주조설비에 설치되는 것을 예시적으로 설명하지만, 적용범위는 이에 한정되지 않고 다양한 피처리물을 이송하는 설비들에도 적용될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 온도 측정장치(100)는, 일방향으로 이동하는 피처리물의 온도를 측정하는 온도 측정장치로서, 피처리물의 이동경로 상에 설치되고, 내부공간을 가지는 케이스(110), 케이스(110)의 내부공간에 설치되는 온도 측정기(120), 피처리물의 표면을 향하여 제거가스 분사가 가능하도록 케이스(110)의 외측에 연결되는 제거가스 분사기(130), 및 케이스(110)의 둘레 영역의 중 적어도 일부분으로 차단가스 분사가 가능하도록 케이스(110)의 외측에 위치하는 차단가스 분사기(150)를 포함한다.
또한, 온도 측정장치(100)는, 피처리물의 위치를 감지하는 위치 감지기(170), 케이스(110) 내부로 냉각가스를 공급할 수 있는 냉각가스 공급라인(미도시), 제거가스 분사기(130)로 제거가스를 공급할 수 있는 제거가스 공급라인(140), 및 차단가스 분사기(150)로 차단가스를 공급할 수 있는 차단가스 공급라인(160)을 포함할 수 있다. 이때, 피처리물은 주편(S)일 수 있고, 제거가스는 주편(S)의 표면에 잔류하는 냉각액을 제거하며, 차단가스는 주편(S)을 냉각시키면서 발생한 증기가 케이스(110)로 유입되는 것을 차단하는 가스일 수 있다. 둘레영역은 케이스(110)의 외측에서 케이스(110)의 둘레를 감싸는 영역일 수 있다.
케이스(110)는 상하방향으로 연장 형성되고 주편(S)의 상측에 이격되어 배치될 수 있다. 케이스(110)의 내부에는 온도 측정기(120)의 광 파이버(122)와 렌즈부(121)가 삽입될 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 예를 들어, 케이스(110)는 원통형의 배관 형태로 형성될 수 있고, 하단부가 하측으로 갈수록 직경이 좁아지게 형성될 수 있고, 하부면의 적어도 일부가 개방될 수 있다. 그러나 케이스(110)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
이때, 제거가스 분사기(130)는 케이스(110)에 장착되고, 차단가스 분사기(150)는 제거가스 분사기(130)에 장착될 수 있다. 즉, 제거가스 분사기(130)는 케이스(110)의 외측 둘레의 적어도 일부를 감싸도록 설치되고, 차단가스 분사기(150)는 제거가스 분사기(130)의 외측 둘레의 적어도 일부를 감싸도록 설치될 수 있다. 따라서, 케이스(110)의 외측 둘레가 제거가스 분사기(130)와 차단가스 분사기(150)에 의해 2중으로 감싸질 수 있다.
온도 측정기(120)는 케이스(110)의 내부에 설치되어 주편과 이격된다. 온도 측정장치(100)는 주편(S)의 상측에서 주편의 표면 온도를 측정하는 비접촉식 온도센서일 수 있다. 예를 들어, 온도 측정기(120)는, 주편(S) 표면에 조사될 광을 전송하는 광 파이버(122), 광 파이버(122)의 하단에 결합된 렌즈부(121), 및 광 에너지를 온도값으로 변환하는 온도변환부(123)를 포함할 수 있다. 이에, 주편(S) 표면으로 조사한 광이 반사되고, 렌즈부(121)를 통해 들어오는 반사된 광의 에너지를 온도변환부(123)로 전달하면 주편(S)의 온도값으로 환산될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 다양한 방법으로 주편의 온도를 측정할 수 있다.
냉각가스 공급라인(미도시)은 케이스(110) 내부로 냉각가스를 공급하는 역할을 한다. 냉각가스 공급라인은 냉각가스가 이동하는 경로를 형성하며, 일단이 케이스(110)의 상부와 연결되고, 타단이 냉각가스를 저장하는 제1 저장용기(미도시)와 연결될 수 있다. 냉각가스 공급라인에 의해 케이스(110)의 내부의 상부로 공급된 냉각가스는 케이스(110)의 하부로 이동하면서 광 파이버(122)와 렌즈부(121)를 냉각시키고, 케이스(110)와 렌즈부(121) 사이의 틈새를 통해 케이스(110)의 외측으로 배출될 수 있다.
온도 측정기(120)의 광 파이버(122)와 렌즈부(121)는 고온의 주편(S)으로 인해 열화 현상이 일어나거나, 주편(S)을 냉각시키면서 발생한 수증기에 의해 오염될 수 있다. 이에, 케이스(110) 내부로 냉각가스를 공급할 수 있다. 냉각가스는 광 파이버(122)와 렌즈부(121)를 냉각시키고, 케이스(110) 내부의 압력을 높여 수증기가 케이스(110) 내부로 유입되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
또한, 냉각가스 공급라인에는 냉각가스가 이동하는 경로를 개폐하는 제1 밸브가 구비될 수 있다. 이에, 케이스(110) 내부로 냉각가스를 공급하는 시점이나 냉각가스의 공급을 중단하는 시점을 제1 밸브의 작동을 제어하여 선택할 수 있다. 또는, 제1 밸브의 작동을 제어하여 케이스(110)로 공급되는 냉각가스의 유량을 조절할 수 있다.
이때, 냉각가스 공급라인에는 냉각가스를 필터링하는 필터(미도시)가 구비될 수 있다. 냉각가스는 이물질을 함유할 수 있고, 이러한 이물질은 케이스(110) 내부의 광 파이버(122)와 렌즈부(121)를 오염시킬 수 있다. 이에, 온도 측정의 신뢰성이 저하되고, 렌즈부(121)의 정비 주기가 짧아질 수 있다. 따라서, 케이스(110) 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위해 냉각가스 공급라인에 필터를 구비하여 냉각가스 내의 이물질을 제거할 수 있다.
제거가스 분사기(130)는 케이스(110)에 설치되어 주편의 표면에 잔류하는 냉각액이나 이물질을 제거하는 역할을 한다. 제거가스 분사기(130)는, 케이스(110)의 둘레의 적어도 일부분을 감싸고, 내부에 제거가스가 이동하는 경로를 형성하는 제1 튜브(131), 일단이 제1 튜브(131)에 연결되는 제1 관(132), 및 제1 관(132)의 타단에 경사지게 연결되는 제1 분사부재(133)를 포함한다.
제1 튜브(131)는 상하방향으로 연장형성되고, 케이스(110)의 외측의 적어도 일부를 감쌀 수 있다. 제1 튜브(131)는 케이스(110)의 형상에 대응하여 중공형의 배관 모양으로 형성될 수 있다. 즉, 케이스(110)가 제1 튜브(131)의 중심부에 끼워져 분리 가능하게 결합될 수 있다. 제1 튜브(131)는 케이스(110)보다 상하방향 길이가 짧게 형성될 수 있다. 이에, 케이스(110)의 하부가 제1 튜브(131) 외측으로 돌출되어 외부로 노출될 수 있다.
또한, 제1 튜브(131)의 내부에는 제거가스가 이동하는 경로가 형성될 수 있다. 따라서, 제1 튜브(131) 내부를 통과하는 제거가스가 케이스(110)를 냉각시켜줄 수 있다. 또는, 제1 튜브(131)의 내부를 통과하는 제거가스가 외부의 열로부터 케이스(110)를 보호해줄 수 있다. 이에, 케이스(110) 내부의 광 파이버(122)와 렌즈부(121)를 효과적으로 보호해줄 수 있다.
제1 튜브(131)의 후면(또는 케이스(110)의 외측을 향하는 면)에는 제1 튜브(131)의 내부공간과 제1 관(132)을 연결해주는 연결부가 구비될 수 있다. 예를 들어, 연결부는 'ㄱ' 형태로 제거가스의 이동경로를 형성할 수 있다. 이에, 제1 튜브(131) 내부로 공급된 제거가스가 연결부를 통해 제1 관(132)으로 공급될 수 있다. 그러나 제1 튜브(131)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
제1 관(132)은 배관 형태로 형성되어 내부에 제거가스가 이동하는 경로를 형성할 수 있다. 제1 관(132)은 상하방향으로 연장형성되고, 상단부가 제1 튜브(131)의 연결부와 연결될 수 있고, 내부가 서로 연통될 수 있다. 이에, 제1 튜브(131)의 내부공간과 연결부의 내부를 통과한 제거가스가 제1 관(132)으로 공급될 수 있다. 그러나 제1 관(132)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
제1 분사부재(133)는 제1 관(132)의 하단에 연결되어 케이스(110)의 외측에서 주편(S)의 표면으로 제거가스를 분사하는 역할을 한다. 제1 분사부재(133)는 제1 관(132)의 하단부와 분리 가능하게 연결될 수 있다. 제1 분사부재(133)는 케이스(110)의 후방에 위치할 수 있다. (또는, 케이스(110)가 제1 분사부재(133)보다 주형에 근접하게 배치될 수 있다.) 이에, 주형에서 인발되는 주편이 먼저 케이스(110)의 하측을 통과한 후, 제1 분사부재(133)의 하측을 통과할 수 있다.
또한, 제1 분사부재(133)는 전방(또는, 주형(20))을 향하여 경사지게 배치된다. 따라서, 제1 분사부재(133)에서 분사되는 제거가스가 주편(S) 표면에 잔류하는 냉각액이나 이물질을 전방으로 밀어내기 때문에, 냉각액이나 이물질이 온도가 측정되는 영역으로 튀는 것을 방지할 수 있고, 온도 측정기(120)는 주편의 깨끗해진 표면의 온도를 측정할 수 있다. 이때, 주편(S)의 제거가스와 접촉하는 부분의 위치가, 주편(S)의 온도가 측정되는 부분의 위치보다 전방에 위치할 수 있다.
또한, 제1 분사부재(133)의 제거가스가 분사되는 분사구는 케이스(110)의 하단부보다 낮은 높이에 위치할 수 있다. 제1 분사부재(133)는 전방을 향하여 경사지게 제거가스를 분사하기 때문에, 분사구의 위치가 너무 높으면 제거가스가 분사되는 경로에 케이스(110)가 위치하게 될 수 있고, 제1 분사부재(133)에서 분사되는 제거가스가 전방에 위치한 케이스(110)와 충돌하여 주편으로 분사되지 못할 수 있다. 따라서, 제1 분사부재(133)가 케이스(110)의 하단부보다 낮은 위치에서 제거가스를 분사하도록 설치하여 주편(S)의 표면으로 안정적으로 제거가스를 분사할 수 있다. 그러나 제1 분사부재(133)의 구조와 형상 및 배치되는 위치는 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
제거가스 공급라인(140)은 제1 튜브(131) 내부로 냉각가스를 공급하는 역할을 한다. 제거가스 공급라인(140)은 제거가스가 이동하는 경로를 형성하며, 일단이 제1 튜브(131)의 내부와 연결되고, 타단이 제거가스를 저장하는 제2 저장용기(미도시)와 연결될 수 있다. 제거가스 공급라인(140)은 제1 튜브(131)의 상부와 연결될 수 있다. 따라서, 제1 튜브(131) 내부로 공급된 제거가스가 상부에서 하부로 이동하면서 케이스(110)를 안정적으로 냉각시켜줄 수 있다. 또한, 제거가스 공급라인(140)에는 제거가스가 이동하는 경로를 개폐하는 제2 밸브(141)가 구비될 수 있다. 이에, 제1 튜브(131) 내부로 제거가스를 공급하는 시점이나 제거가스의 공급을 중단하는 시점을 제2 밸브(141)의 작동을 제어하여 선택할 수 있다.
차단가스 분사기(150)는 제거가스 분사기(130)에 설치되어 케이스(110)의 하단부로 외부의 증기 등의 유체가 유입되는 것을 차단하는 역할을 한다. 차단가스 분사기(150)는, 제1 튜브(131)의 둘레의 적어도 일부분을 감싸고, 내부에 차단가스가 이동하는 경로를 형성하는 제2 튜브(151), 및 제2 튜브(151)와 연결되는 제2 분사부재(152)를 포함한다.
제2 튜브(151)는 제1 튜브(131)의 외측의 적어도 일부를 감쌀 수 있다. 제2 튜브(151)는 제1 튜브(131)의 형상에 대응하여 중공형의 배관 모양으로 형성될 수 있다. 즉, 제1 튜브(131)가 제2 튜브(151)의 중심부 끼워져 분리 가능하게 결합될 수 있다. 제2 튜브(151)는 상하방향으로 연장 형성될 수 있고, 제1 튜브(131)보다 상하방향 길이가 짧게 형성될 수 있다. 이에, 제1 튜브(131)의 하단부가 제2 튜브(151) 외측으로 돌출되어 외부로 노출될 수 있다.
또한, 제2 튜브(151)의 내부에는 차단가스가 이동하는 경로가 형성될 수 있다. 따라서, 제2 튜브(151) 내부를 통과하는 차단가스가 제1 튜브(131)나 케이스(110)를 냉각시켜줄 수 있다. 또는, 제2 튜브(151)의 내부를 통과하는 차단가스가 외부의 열로부터 케이스(110)를 보호해줄 수 있다. 즉, 케이스(110)가 제1 튜브(131)와 제2 튜브(151)에 의해 2중으로 감싸져 외부의 열로부터 보호받을 수 있다. 그러나 제2 튜브(151)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다. 이에, 케이스(110) 내부로 공급하는 냉각가스의 양 또는 압력을 낮춰도 케이스(110) 내부가 외부의 열로부터 안정적으로 보호될 수 있다.
제2 분사부재(152)는, 일단이 제2 튜브(151)에 연결되는 제2 관(152a), 및 제2 관(152a)의 타단에 연결되고, 차단가스를 증폭시켜 분사가 가능한 증폭부(152b)를 포함한다.
제2 관(152a)은 일단이 제2 튜브(151)의 연결되고, 타단이 증폭부(152b)에 연결되어 제2 튜브(151) 내부로 공급된 차단가스를 증폭부(152b)로 공급하는 역할을 한다. 예를 들어, 제2 관(152a)은 'ㄷ' 형태로 형성되어 일단이 제2 튜브(151)의 측면에 연결되고 타단이 증폭부(152b)의 측면에 연결될 수 있다.
또한, 제2 관(152)이 형성하는 차단가스의 이동경로의 내경은 증폭부(152b)의 내경보다 작게 형성될 수 있다. 제2 튜브(151) 내부로 공급된 차단가스는 제2 관(152a) 내부로 유입되고, 제2 관(152a)의 내경이 상대적으로 좁은 제2 관(152a)에서 내경이 상대적으로 넓은 증폭부(152b) 내부로 공급되면서 증폭된다. 증폭된 차단가스는 하측으로 분사되고, 외부의 유체를 케이스(110)의 외측으로 불어내어 유체가 케이스(110) 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
증폭부(152b)는 원통형으로 형성될 수 있다. 증폭부(152b)는 하부가 개방되어 하측으로 차단가스를 분사할 수 있다. 증폭부(152b)는 케이스(110)의 하단부보다 높은 위치에서 차단가스를 분사할 수 있다. 예를 들어, 증폭부(152b)의 분사구는 케이스(110)의 하단부 및 제1 분사부재(133)의 분사구보다 상측에 위치할 수 있다. 이에, 증폭부(152b)에서 분사되는 차단가스가 외부의 유체로부터 온도 측정기(120)와 제거가스 분사기(130)를 보호해줄 수 있다.
또한, 증폭부(152b)에서 분사되는 차단가스는 증폭되어 다량의 차단가스가 한 번에 분사될 수 있다. 이러한 차단가스는 주편(S)의 상부면과 접촉하여 케이스(110) 외측으로 확산되면서 케이스(110)의 하측으로 유입되려는 유체를 케이스(110) 외측으로 불어낼 수 있다.
또한, 증폭부(152b)는 일단이 제2 튜브(151)의 외측면에 연결되고, 타단이 증폭부(152b)에 연결되는 지지바에 의해 지지될 수 있다. 이때, 제2 튜브(151)에 상하로 이동가능하게 연결될 수 있고, 증폭부(152b)는 지지바에 의해 상하로 이동할 수도 있다. 제2 관(152a)은 플랙시블한 재질로 형성되어 증폭부(152b)가 용이하게 상하로 이동할 수 있다. 따라서, 증폭부(152b)에서 분사하는 차단가스의 압력에 따라 증폭부(152b)를 상하로 이동시킬 수 있다.
예를 들어, 증폭부(152b)에서 분사하는 차단가스의 압력이 상대적으로 작으면 증폭부(152b)를 하측으로 이동시켜 주편(S)과의 이격거리를 감소시킬 수 있고, 증폭부(152b)에서 분사하는 차단가스의 압력이 상대적으로 높으면 증폭부(152b)를 상측으로 이동시켜 주편(S)과의 이격거리를 증가시킬 수 있다. 이에, 차단가스가 주편(S)의 표면까지 분사되어 케이스(110)의 하부로 증기가 유입되는 것을 차단할 수 있다.
차단가스 공급라인(160)은 제2 튜브(151) 내부로 차단가스를 공급하는 역할을 한다. 차단가스 공급라인(160)은 차단가스가 이동하는 경로를 형성하며, 일단이 제2 튜브(151)의 내부와 연결되고, 타단이 차단가스를 저장하는 제3 저장용기(미도시)와 연결될 수 있다. 차단가스 공급라인(160)은 제2 튜브(151)의 상부와 연결될 수 있다. 따라서, 제2 튜브(151) 내부로 공급된 제거가스가 상부에서 하부로 이동하면서 제1 튜브(131)나 케이스(110)를 안정적으로 냉각시켜줄 수 있다. 또한, 차단가스 공급라인(160)에는 차단가스가 이동하는 경로를 개폐하는 제3 밸브(161)가 구비될 수 있다. 이에, 제2 튜브(151) 내부로 차단가스를 공급하는 시점이나 차단가스의 공급을 중단하는 시점을 제3 밸브(161)의 작동을 제어하여 선택할 수 있다.
이때, 냉각가스, 제거가스, 및 차단가스는 에어(Air)일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 다양한 가스가 사용될 수 있다. 또한, 제거가스 공급라인(140), 및 차단가스 공급라인(160)에는 히터(미도시)가 구비되어 제거가스나 차단가스를 가열할 수도 있다. 이에, 제거가스나 차단가스의 주편의 표면 온도에 맞추어 분사할 수 있다. 따라서, 주편의 제거가스나 차단가스와 접촉한 부분이 다른 부분보다 더 많이 냉각되어 주편의 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 냉각가스 공급라인(미도시), 제거가스 공급라인(140), 및 차단가스 공급라인(160)이 개별적으로 구비되기 때문에, 각 가스의 공급되는 압력을 개별적으로 조절할 수 있고, 가스의 분사시기와 분사량도 개별적으로 조절할 수 있다. 예를 들어, 케이스(110) 내부로는 상대적으로 저압의 냉각가스를 공급할 수 있고, 제1 튜브(131) 및 제2 튜브(151)로는 상대적으로 고압의 제거가스와 차단가스를 공급할 수도 있다.
위치 감지기(170)는 케이스(110)의 전방에서 주편(S)의 위치를 감지하는 역할을 한다. 위치 감지기(170)는 케이스(110)보다 주형(20)에 근접하게 배치되고, 케이스(110), 제거가스 분사기(130), 및 차단가스 분사기(150) 중 어느 하나에 설치될 수 있다. 예를 들어, 위치 감지기(170)는 제2 튜브(151)에 설치되어 주편의 이동경로 상측에 배치되고, 하측으로 레이저를 조사하여 주편(S)이 하측을 통과하는지 감지할 수 있는 레이저 센서일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 위치 감지기(170)는 다양한 방법으로 주편의 위치를 감지할 수 있다.
위치 감지기(170)는 제어장치와 연결될 수 있다. 이에, 위치 감지기(170)는 주편(S)의 위치 정보를 제어장치에 전달할 수 있고, 제어장치는 주편(S)의 위치에 따라 온도 감지기(170)의 작동을 제어할 수 있다. 이에, 주편(S)이 위치 감지기(170)의 하측을 통과하기 시작하면 제어장치는 온도 감지기(170)를 작동시켜 주편(S)의 온도를 측정하게 할 수 있다. 주편(S)이 위치 감지기(170)의 하측을 완전히 통과하면 제어장치는 온도 감지기(170)의 작동을 중단시켜 주편(S)의 온도를 측정하는 것을 중단시킬 수 있다. 따라서, 주편이 위치 감지기(170)의 하측을 통과하는 동안에만 주편(S)의 온도를 측정하여 주편(S)이 온도 측정기(120)의 하측에 없을 때 온도를 측정하는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 온도 측정장치의 구조를 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 제2 분사부재(152)는, 일단이 제2 튜브(151)에 연결되는 제3 관(152c), 및 제3 관(152c)의 타단에 연결되고, 케이스(110)와 이격되어 케이스(110)의 둘레의 적어도 일부분을 감싸며, 하부에 복수의 분사구가 구비되는 분사부(152d)를 포함할 수도 있다. 이때, 온도 측정장치(100)는 증폭부(152b)와 제2 관(152a)은 구비할 수도 있고, 구비하지 않을 수도 있다.
분사부(152d)는 케이스(110)의 둘레영역으로 차단가스를 분사하는 역할을 한다. 분사부(152d)는 케이스(110)의 둘레 영역을 감싸도록 평면 형상이 케이스(110)의 둘레 형상에 대응하여 원형의 링 형태로 형성될 수 있다. 분사부(152d)는 상하방향으로 연장형성되며, 내부에 차단가스가 유입될 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 분사부(152d)의 내경은 케이스(110) 또는 제2 튜브(151)의 직경보다 크게 형성될 수 있고, 케이스(110) 또는 제2 튜브(151)의 측벽과 이격될 수 있다. 케이스(110)는 분사부(152d)의 중심부에 위치할 수 있다.
또한, 분사부(152d)의 하부에는 복수의 분사구가 형성될 수 있다. 이에, 분사부(152d) 내부로 유입된 차단가스가 분사구를 통해 하측으로 분사될 수 있다. 분사구에서 분사된 차단가스는 케이스(110)의 둘레영역을 감싸 에어커튼 역할을 하고, 외부의 유체가 케이스(110)로 유입되는 것을 차단할 수 있다.
예를 들어, 분사부(152d)에서 하측으로 분사된 차단가스는 주편의 상부면까지 이동할 수 있다. 이러한 차단가스는 에어커튼 역할을 하여 외부의 유체가 케이스(110)로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 즉, 유체의 이동경로를 변경시켜 케이스(110) 측으로 이동하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 그러나 분사부(152d)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
이때, 분사부(152d)는 위치 감지기(170)보다 상측에 위치할 수 있다. 따라서, 분사부(152d)에서 분사되는 차단가스가 위치 감지기(170)도 외부의 유체로부터 보호해줄 수 있고, 위치 감지기(170)가 주편의 위치를 감지하는 영역으로 유체가 유입되는 것을 차단할 수 있다. 이에, 외부에서 유입된 유체로 인해 위치 감지기(170)의 정확도가 감소하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
제3 관(152c)은 일단이 제2 튜브(151)와 연결되고, 타단이 분사부(152d)와 연결될 수 있다. 제3 관(152c)은 제2 튜브(151) 내부의 차단가스를 분사부(152d)로 공급할 수 있고, 분사부(152d)를 지지해줄 수 있다. 제3 관(152c)은 복수개가 구비되어 분사부(152d)를 안정적으로 지지해주고, 분사부(152d)로 차단가스를 신속하게 공급할 수 있다.
이처럼 주조설비에서 생산되는 주편(S)의 온도를 측정하는 경우, 온도 측정장치(100)가 주편(S)의 표면에 존재하는 잔류수를 제거할 수 있고, 주편(S)을 냉각시키면서 발생한 증기가 온도를 측정하는 영역으로 유입되는 것을 차단할 수 있다. 이에, 주편(S)의 온도를 정확하게 측정할 수 있기 때문에, 온도가 주편(S)의 품질에 주는 영향을 용이하게 분석할 수 있다. 또한, 주편(S)의 온도를 정확하게 제어하여 주편(S)에 크랙이 발생하는 것을 방지하고, 주편(S)의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 이동하는 주편(S)의 위치를 감지하여 주편(S)의 위치에 따라 주편(S)의 온도를 측정하는 시점과 온도를 측정하는 것을 종료하는 시점을 용이하게 선택할 수 있다. 따라서, 주편(S)의 온도를 측정하는 작업의 효율이 향상될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
S: 주편 20: 주형
100: 온도 측정장치 110: 케이스
120: 온도 측정기 130: 제거가스 분사기
131: 제1 튜브 133: 제1 분사부재
140: 제거가스 공급라인 150: 차단가스 분사기
151: 제2 튜브 152: 제2 분사부재
152b: 증폭부 152d: 분사부
160: 차단가스 공급라인 170: 위치 감지기
100: 온도 측정장치 110: 케이스
120: 온도 측정기 130: 제거가스 분사기
131: 제1 튜브 133: 제1 분사부재
140: 제거가스 공급라인 150: 차단가스 분사기
151: 제2 튜브 152: 제2 분사부재
152b: 증폭부 152d: 분사부
160: 차단가스 공급라인 170: 위치 감지기
Claims (14)
- 일방향으로 이동하는 피처리물의 온도를 측정하는 온도 측정장치로서,
상기 피처리물의 이동경로 상에 설치되고, 내부공간을 가지는 케이스;
상기 케이스의 내부공간에 설치되는 온도 측정기;
상기 피처리물의 표면을 향하여 제거가스 분사가 가능하도록 상기 케이스의 외측에 연결되는 제거가스 분사기; 및
상기 케이스의 둘레 영역을 감싸는 차단가스의 분사가 가능하도록 상기 케이스의 외측에 위치하고, 상기 케이스의 하단부 및 상기 제거가스 분사기의 분사구보다 높은 위치에서 차단가스를 분사할 수 있는 차단가스 분사기를; 포함하고,
상기 차단가스 분사기는,
상기 케이스의 둘레를 감싸도록 상기 케이스의 둘레 형상을 따라 형성되고, 하부로 차단가스가 분사될 수 있도록 복수의 분사구가 형성되는 분사부를 구비하는 온도 측정장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 제거가스 분사기는 상기 케이스에 장착되고, 상기 차단가스 분사기는 상기 제거가스 분사기에 장착되는 온도 측정장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 제거가스 분사기는,
상기 케이스의 둘레의 적어도 일부분을 감싸고, 내부에 제거가스가 이동하는 경로를 형성하는 제1 튜브;
일단이 상기 제1 튜브에 연결되는 제1 관; 및
상기 제1 관의 타단에 경사지게 연결되는 제1 분사부재를; 포함하는 온도 측정장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 제1 분사부재의 분사구는 상기 케이스의 하단부보다 낮은 높이에 위치하는 온도 측정장치. - 청구항 3에 있어서,
상기 차단가스 분사기는,
상기 제1 튜브의 둘레의 적어도 일부분을 감싸고, 내부에 차단가스가 이동하는 경로를 형성하는 제2 튜브; 및
상기 제2 튜브와 연결되는 제2 분사부재를; 포함하는 온도 측정장치. - 청구항 5에 있어서,
상기 제2 분사부재는,
일단이 제2 튜브에 연결되는 제2 관; 및
상기 제2 관의 타단에 연결되고, 차단가스를 증폭시켜 분사가 가능한 증폭부를 포함하는 온도 측정장치. - 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
상기 제2 분사부재는,
일단이 제2 튜브에 연결되고, 타단이 상기 분사부에 연결되는 제3 관을 더 포함하는 온도 측정장치. - 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이스와 연결되고, 상기 케이스 내부로 냉각가스 공급이 가능한 냉각공급라인을 더 포함하는 온도 측정장치. - 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 케이스, 상기 제거가스 분사기, 및 상기 차단가스 분사기 중 어느 하나에 설치되고, 상기 피처리물의 위치를 감지할 수 있는 위치 감지기를 더 포함하는 온도 측정장치. - 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 피처리물은 주편을 포함하고, 상기 제거가스는 상기 주편의 표면에 잔류하는 냉각액을 제거하며, 상기 차단가스는 상기 주편을 냉각시키면서 발생한 증기가 상기 케이스로 유입되는 것을 차단하는 온도 측정장치. - 용강이 주입되는 주형;
상기 주형의 하측에 위치하고, 인발되는 주편의 이동경로를 형성하는 복수의 이송롤러;
상기 주편으로 냉각액을 분사가 가능하고, 상기 주편의 이동경로를 따라 배치되는 복수의 노즐; 및
내부공간을 가지는 케이스, 상기 케이스의 내부공간에 설치되는 온도 측정기, 별도의 경로를 형성하여 상기 케이스의 외측에 각각 설치되는 제거가스 분사기, 상기 케이스의 하단부 및 상기 제거가스 분사기의 분사구보다 높은 위치에서 차단가스를 분사할 수 있는 차단가스 분사기를 구비하는 온도 측정장치를; 포함하고,
상기 차단가스 분사기는,
상기 케이스의 둘레를 감싸도록 상기 케이스의 둘레 형상을 따라 형성되고, 하부로 차단가스가 분사될 수 있도록 복수의 분사구가 형성되는 분사부를 구비하는 주조설비. - 청구항 11에 있어서,
상기 제거가스 분사기는 상기 케이스의 외측 둘레의 적어도 일부를 감싸도록 설치되고, 상기 차단가스 분사기는 상기 제거가스 분사기의 외측 둘레를 감싸도록 설치되는 주조설비. - 청구항 11에 있어서,
상기 온도 측정장치는 복수개가 구비되고,
상기 주편의 이동경로 상에 설치되고, 상기 복수의 온도 측정장치를 상기 주편의 폭방향으로 이동가능하게 지지하는 지지장치를 더 포함하는 주조설비. - 청구항 11 내지 청구항 13 중 어느 한 항에 있어서,
상기 온도 측정장치와 연결되고, 상기 복수의 노즐의 작동을 제어가 가능한 제어장치를 더 포함하는 주조설비.
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- 2016-10-13 KR KR1020160132716A patent/KR101818154B1/ko active IP Right Grant
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