KR102065063B1 - Temperature measurement apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
실시 예는 온도 측정 장치를 개시한다.The embodiment discloses a temperature measuring device.
일반적으로, 철광석, 코크스, 석회석은 고로 상부에서 투입되어 서서히 아래로 떨어진다. 이때, 코크스는 고로 밑부분에 유입되는 열풍에 의해 연소되는데, 이 과정에서 발생하는 일산화탄소(CO)가 철광석과 환원반응을 일으키면서 용선이 생산된다. In general, iron ore, coke and limestone are introduced from the top of the blast furnace and gradually fall down. At this time, the coke is combusted by the hot air flowing into the bottom of the blast furnace, the carbon monoxide (CO) generated in this process causes a reduction reaction with iron ore to produce molten iron.
즉, 코크스는 철광석을 녹이는 열원으로서의 역할과 산화철인 철광석에서 산소와 용선을 분리시키는 역할을 한다. 고로에 장입된 소결광이 용선으로 나오기까지는 대략 5~6시간 정도가 소요되고, 이때, 용선의 온도는 1,500℃ 정도이다. That is, coke serves as a heat source for melting iron ore and separates oxygen and molten iron from iron ore, iron oxide. It takes about 5 to 6 hours before the sintered ore charged in the blast furnace comes out to the molten iron, and the molten iron is about 1,500 ° C.
이 용선의 온도관리는 고로 조업에 있어서 매우 중요하다. 용선의 온도는 고로 내부에서 용선 및 슬래그(slag)의 유동성에 영향을 주게 된다. 용선 온도가 높으면 슬래그쪽에 산소 포텐셜이 저하되어 슬래그 안에 있는 이산화규소(SiO2)가 용선쪽으로 환원되기 때문에 대체적으로 규소(Si)가 높아지게 된다. 일반적으로 SiO2가 환원되는 반응은 강한 흡열이기 때문에 규소의 농도가 증가할수록 고로 내 환원제비는 증가하게 된다. Temperature management of this charterer is very important in blast furnace operation. The temperature of the molten iron will affect the flowability of the molten iron and slag in the blast furnace. When the molten iron temperature is high, the oxygen potential is lowered on the slag side, and the silicon dioxide (SiO 2 ) in the slag is reduced to the molten iron side, so that silicon (Si) is generally increased. In general, since the reaction of reducing SiO 2 is a strong endotherm, the ratio of reducing agent in the blast furnace increases as the concentration of silicon increases.
반면에 용선의 온도가 낮게 되면, 슬래그 점도가 증가하게 된다. 슬래그의 점도가 증가하게 된다는 것은 용선-슬래그의 경계면의 두께가 커지고 에너지가 높다는 의미한다. 그렇게 되면 용선 중에 있던 황(S)이 경계면을 거쳐 슬래그 쪽으로 확산하는데 많은 에너지가 필요하기 때문에, 쉽사리 확산을 하지 못해 용선 중에 남아 있게 되어 점도가 증가하면서 황(S) 또한 증가하게 된다. On the other hand, when the temperature of the molten iron is low, the slag viscosity is increased. The increased viscosity of the slag means that the thickness of the molten iron-slag interface becomes larger and the energy is higher. In this case, since sulfur (S) in the molten iron requires a lot of energy to diffuse through the interface toward the slag, it is not easily diffused and remains in the molten iron, and thus the sulfur (S) also increases as the viscosity increases.
또한, 용선의 온도가 낮게 되면, 고로 내부에서 슬래그의 고화 현상이 발생하게 되고 결국 노저부에 저장된 용융물(용선, 슬래그)의 유동성이 극히 나빠지거나 굳어져서 밖으로 배출되지 않는 상태인 냉입이 발생하게 된다. 고로 내부의 가스 흐름에 따라 변동이 크기 때문에 고로 용선의 온도를 알지 못하면 고도로 숙련된 조업자라 해도 노황을 제어하는 데 어려움이 발생하게 된다. 따라서, 일상조업에서도 연속적으로 용선 온도 측정이 가능하다면, 고로의 열적 밸런스 모니터링 정합성 향상으로 열원 과부족 해소를 통해 고로 안정조업에 많은 보탬이 될 수 있다. In addition, when the temperature of the molten iron is low, the solidification of slag occurs in the blast furnace, and eventually cold flow occurs because the fluidity of the molten material (melt, slag) stored in the bottom part is extremely bad or hardened and is not discharged. . Since the fluctuation of the gas flow inside the blast furnace is not known, even if the temperature of the blast furnace molten iron is not known, even a highly skilled operator will have difficulty in controlling the yellowing. Therefore, if it is possible to continuously measure the molten iron temperature in daily operation, it can be a great addition to the blast furnace stabilization operation by eliminating the insufficient heat source by improving the thermal balance monitoring consistency of the blast furnace.
종래에는 고로에서 실시간대의 용선 온도를 실측 및 예측하는 방법으로 고로 출선구 용선 상태 실시간 모니터링으로 노저부 상태 파악(통액성), 출선종료 시점판단, 노열상태 평가 및 제어를 위해 2파장 열화상 고속카메라(적외선 카메라)를 출선구 입구 혹은 대탕도에 설치를 하여 용선온도를 측정하는 기술이 개발되었다.Conventionally, the real-time monitoring of the molten metal in the blast furnace is a two-wavelength thermal imaging high-speed camera for real-time monitoring of the blast furnace outlet molten state to determine the bottom of the bottom (liquidity), determination of the end point of the vessel, and evaluation and control of the thermal state. The technology to measure the molten iron temperature has been developed by installing (infrared camera) at the entrance of the exit or at the main entrance.
그러나, 2파장 열화상 고속카메라는 용융물 출선시 용선의 표면을 측정하기 때문에 출선 유량 및 슬래그 함량에 따라 반사율이 달라지게 되어 측온시 편차가 크게 발생하게 되는 큰 문제점이 있다. However, since the two-wavelength thermal imaging high-speed camera measures the surface of the molten iron when the melt is drawn out, the reflectance varies according to the outgoing flow rate and the slag content, thereby causing a large problem in that the deviation occurs at the temperature measurement.
현재까지는 고로내 용선의 온도를 실시간으로 연속적으로 측정할 수 있는 방법이 없어 출선 후 대탕도 내에서 사람이 수작업으로 일일이 일회용 온도계를 용선 속에 침지하여 온도를 수작업으로 측정해야 하기 때문에 위험요소가 많고 작업 부하가 많다. Until now, there is no way to measure the temperature of molten iron in the blast furnace continuously in real time.Therefore, there are many risk factors because humans have to manually measure the temperature by manually immersing the disposable thermometer in the molten iron after the departure. There is a lot of load.
또한, 온도가 연속적으로 측정되는 것이 아니기 때문에 데이터(Data)의 수집이나 온도 추이 판변화를 분석하여 조업자가 노황을 판단하기 어려운 문제점이 있다.In addition, since the temperature is not measured continuously, it is difficult for the operator to determine the aging by analyzing data collection or temperature trend plate change.
실시 예는 대탕도 내의 용선 온도를 연속적으로 측정하기 위한 온도 측정 장치를 제공한다.The embodiment provides a temperature measuring device for continuously measuring the molten iron temperature in the large bath.
또한, 작업자가 탕도내 조업시 간섭을 최소화할 수 있는 온도 측정 장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a temperature measuring device capable of minimizing interference during operation in the ballway.
또한, 내화물을 교체 가능한 온도 측정 장치를 제공한다.It also provides a temperature measuring device that can be replaced with a refractory.
또한, 내화물 교체 시기를 감지할 수 있는 온도 측정 장치를 제공한다.In addition, the present invention provides a temperature measuring device capable of detecting when the refractory is replaced.
실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.The problem to be solved in the examples is not limited thereto, and the object or effect that can be grasped from the solution means or the embodiment described below will also be included.
본 발명의 일 특징에 따른 온도 측정 장치는, 온도 센서 모듈; 및 상기 온도 센서 모듈과 통신하는 제어부를 포함하고, 상기 온도 센서 모듈은, 내화물층; 상기 내화물층의 내부에 형성된 제1홈 내에 배치되는 온도 센서; 및 상기 내화물층과 내부에 형성된 제2홈 내에 배치되는 감지 센서를 포함한다.Temperature measuring device according to one aspect of the invention, the temperature sensor module; And a controller in communication with the temperature sensor module, wherein the temperature sensor module comprises: a refractory layer; A temperature sensor disposed in a first groove formed in the refractory layer; And a sensing sensor disposed in the refractory layer and a second groove formed therein.
상기 제어부는 상기 내화물층이 침식되어 상기 감지 센서로부터 신호가 출력되면 상기 내화물층의 교체를 알람할 수 있다.The controller may alarm the replacement of the refractory layer when the refractory layer is eroded and a signal is output from the detection sensor.
상기 감지 센서는 서로 이격 배치된 복수 개의 검침 도선, 및 상기 복수 개의 검침 도선을 고정하는 절연커버를 포함하고, 상기 복수 개의 검침 도선의 끝단은 상기 절연커버의 외부로 노출될 수 있다.The sensing sensor may include a plurality of meter reading conductors spaced apart from each other, and an insulating cover fixing the plurality of meter reading conductors, and ends of the plurality of meter reading conductors may be exposed to the outside of the insulating cover.
상기 내화물층은 상단부 및 상기 상단부와 분리 가능한 하단부를 포함할 수 있다.The refractory layer may include an upper end and a lower end detachable from the upper end.
상기 제1홈은 상기 상단부와 하단부의 중심에 각각 형성되고, 상기 제2홈은 상기 하단부에 형성될 수 있다.The first grooves may be formed at the centers of the upper and lower ends, respectively, and the second grooves may be formed at the lower ends.
상기 제2홈은 상기 제1홈을 기준으로 경사지게 형성되어 상기 하단부의 외주면으로 노출될 수 있다.The second groove may be formed to be inclined with respect to the first groove and exposed to the outer circumferential surface of the lower end portion.
상기 내화물층의 하단부의 끝단에서 상기 제2홈의 끝단까지의 최단거리는 상기 내화물층의 하단부의 끝단에서 상기 제1 홈의 끝단까지의 최단 거리보다 클 수 있다.The shortest distance from the end of the lower end of the refractory layer to the end of the second groove may be greater than the shortest distance from the end of the lower end of the refractory layer to the end of the first groove.
상기 온도 센서 모듈은, 상기 제1홈의 내부에 배치되고 상기 온도 센서가 삽입되는 보호관; 및 상기 제1홈과 상기 보호관 사이에 채워지는 보호부재를 포함할 수 있다.The temperature sensor module may include a protective tube disposed inside the first groove and into which the temperature sensor is inserted; And a protective member filled between the first groove and the protective tube.
상기 온도 측정 장치는, 상기 감지 센서와 연결된 릴레이 스위치; 및 상기 릴레이 스위치와 연결된 알람부를 포함하고, 상기 릴레이 스위치는 상기 복수 개의 검침 도선이 전기적으로 연결되면 알람부에 전원을 인가할 수 있다.The temperature measuring device may include: a relay switch connected to the detection sensor; And an alarm unit connected to the relay switch, wherein the relay switch may apply power to the alarm unit when the plurality of meter reading conductors are electrically connected.
상기 온도 센서 모듈을 이동시키는 구동부를 더 포함하고, 상기 구동부는 상기 온도 센서 모듈이 고정되는 블록; 상기 블록을 제1방향으로 이동시키는 제1이동부재; 및 상기 블록을 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 이동시키는 제2이동부재를 포함할 수 있다.A drive unit for moving the temperature sensor module, wherein the drive unit is fixed to the temperature sensor module; A first moving member moving the block in a first direction; And a second moving member for moving the block in a second direction crossing the first direction.
실시 예에 따르면, 일상 조업에서도 연속적으로 용선 온도 측정이 가능하므로, 고로의 열 밸런스를 유지하여 고로 안정 조업에 크게 기여할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to continuously measure the molten iron temperature in daily operation, it is possible to maintain the heat balance of the blast furnace can contribute significantly to the blast furnace stable operation.
또한, 작업자의 탕도 내 조업시 간섭을 최소화할 수 있다.In addition, it is possible to minimize the interference in the operation of the operator's tap water.
또한, 내화물을 일부만이 교체 가능하여 재료비를 절감할 수 있다.In addition, only part of the refractory can be replaced to reduce the material cost.
또한, 내화물 교체 시기를 예측 및 감지할 수 있다.In addition, it is possible to predict and detect when the refractory is replaced.
또한, 고로의 노열 판단/예측을 위한 노황 제어 인공지능(AI) 및 빅데이터 자료로 활용하기 위한 데이터베이스화가 가능하다.In addition, it is possible to make a database to be used as the aging control artificial intelligence (AI) and big data data for determining / predicting the blast furnace.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.Various and advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above description, and will be more readily understood in the course of describing specific embodiments of the present invention.
도 1은 고로의 용융물이 탕도로 배출되는 과정을 보여주는 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 측정 장치의 개념도이고,
도 3은 용선의 온도를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이고,
도 4a는 실시 예에 따른 온도 센서 모듈의 단면도이고,
도 4b는 도 3의 A 부분 확대도이고,
도 5는 용선 온도를 측정한 그래프이고,
도 6은 온도 센서 모듈의 변형예이고,
도 7은 도 6의 내화물 하단부를 보여주는 도면이고,
도 8은 감지 센서를 보여주는 도면이고,
도 9는 용선에 의해 내화물이 침식되어 감지 센서가 작동하는 원리를 보여주는 도면이고,
도 10은 감지 센서가 동작하는 회로도이다.1 is a view showing a process in which the melt of the blast furnace is discharged to the tap,
2 is a conceptual diagram of a temperature measuring apparatus according to an embodiment of the present invention,
3 is a view for explaining a method of measuring the temperature of the molten iron,
4A is a cross-sectional view of a temperature sensor module according to an embodiment;
4B is an enlarged view of a portion A of FIG. 3;
5 is a graph measuring the molten iron temperature,
6 is a modification of the temperature sensor module,
7 is a view showing the refractory lower part of FIG.
8 is a view showing a detection sensor,
9 is a view showing a principle that the detection sensor operates by refractory erosion by the molten iron,
10 is a circuit diagram in which a sensing sensor operates.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.However, the technical idea of the present invention is not limited to some embodiments described, but may be implemented in various forms, and within the technical idea of the present invention, one or more of the components may be selectively selected between the embodiments. Can be combined and substituted.
또한, 본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.In addition, the terms (including technical and scientific terms) used in the embodiments of the present invention may be generally understood by those skilled in the art to which the present invention pertains, unless specifically defined and described. The terms commonly used, such as terms defined in advance, may be interpreted as meanings in consideration of the contextual meaning of the related art.
또한, 본 발명의 실시 예에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.In addition, the terms used in the embodiments of the present invention are intended to describe the embodiments and are not intended to limit the present invention.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.In this specification, the singular may also include the plural unless specifically stated in the text, and may be combined with A, B, and C when described as "at least one (or more than one) of A and B and C". It can include one or more of all possible combinations.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.In addition, in describing the components of the embodiments of the present disclosure, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.These terms are only for distinguishing the components from other components, and the terms are not limited to the nature, order, order, etc. of the components.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속' 되는 경우도 포함할 수 있다.And when a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only connected, coupled or connected directly to the other component, It may also include the case of 'connecting', 'coupling' or 'connecting' due to another component between the other components.
또한, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In addition, when described as being formed or disposed on the "top" or "bottom" of each component, the top (bottom) or the bottom (bottom) is not only when two components are in direct contact with each other, It also includes the case where one or more other components are formed or disposed between two components. In addition, when expressed as "up (up) or down (down)" may include the meaning of the down direction as well as the up direction based on one component.
도 1은 고로의 용융물이 탕도로 배출되는 과정을 보여주는 도면이다.1 is a view showing a process in which the melt of the blast furnace is discharged to the tap.
도 1을 참조하면, 고로(10)내에서 환원된 용융물은 배출구멍을 통해 고로(10)의 외부로 배출되게 된다. 용융물은 대탕도(20)에 의해 유도되며, 이동하는 과정에서 대탕도(30)에 배치된 스키머(SKIMMER, 13)를 통하여 슬래그(12)와 용선(11)이 분리될 수 있다.Referring to FIG. 1, the melt reduced in the
상대적으로 비중이 작은 슬래그(12)는 스키머(13)에 의해 걸러질 수 있다. 걸러진 슬래그(12)는 대탕도(30) 상부에 위치한 배재구(15)로 유도되어 슬래그 탕도로 배출될 수 있다. 상대적으로 비중이 큰 용선(11)은 스키머(13) 후방에 배치된 용선구(14)를 통해 용선 탕도로 배출되게 된다. 이때, 용선(11)의 온도를 정확하게 측정함으로써 고로의 열 밸런스를 유지하여 고로의 안정조업이 가능해질 수 있다.The
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도 측정 장치의 개념도이다. 도 3은 용선의 온도를 측정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.2 is a conceptual diagram of a temperature measuring device according to an embodiment of the present invention. 3 is a view for explaining a method of measuring the temperature of the molten iron.
도 2 및 도 3을 참조하면, 실시 예에 따른 온도 측정 장치는 온도 센서 모듈(100), 구동부(200) 및 제어부(300)를 포함할 수 있다.2 and 3, the temperature measuring apparatus according to the embodiment may include a
온도 센서 모듈(100)은 대탕도로 안내되는 용선(11)의 온도를 측정할 수 있다. 용선의 온도를 측정하는 방법은 특별히 한정하지 않는다. 예시적으로 온도 센서 모듈(100)은 내화물층 내에 열전대가 배치되어 용선(11)의 온도를 측정할 수 있다. 그러나, 열전대 이외에 다양한 온도 센서가 적용될 수도 있다. 또한, 온도 센서 모듈(100)의 적용 범위는 용선의 온도를 측정하는 것에 한정하지 않는다. 즉, 본 실시 예에 따른 온도 측정 장치는 고온의 용융물의 온도를 측정하는 분야에서 제한 없이 적용될 수 있다.The
구동부(200)는 대탕도 내의 용선(11)의 온도를 측정하도록 온도 센서 모듈(100)을 이동시킬 수 있다. 구동부(200)는 온도 센서 모듈(100)을 대탕도의 커버(21) 사이의 틈(21a)으로 삽입하도록 상하좌우로 구동할 수 있다. The driving
구동부(200)는 온도 센서 모듈(100)이 배치되는 블록(220), 온도 센서 모듈(100)을 블록(220)에 고정하는 고정부(221), 블록(220)을 제1방향으로 구동하는 제1이동부재(240), 블록(220)을 제2방향으로 구동하는 제2이동부재(250), 유압 유닛(261), 전원 공급 장치(262), 바퀴가 구비된 이송 장치(263), 무선 전송 장치를 포함할 수 있다. 제1방향과 제2방향은 서로 수직한 방향일 수 있다. 예시적으로 제1이동부재(240)는 온도 센서 모듈(100)을 수직 방향으로 움직이고, 제2이동부재(250)는 온도 센서 모듈(100)을 수평 방향으로 움직일 수 있으나 이동 방향은 특별히 한정하지 않는다.The
블록(220)은 제1이동부재(240)와 제2이동부재(250)에 의해 이동 및/또는 회전할 수 있다. 제1이동부재(240)와 제2이동부재(250)는 유압 유닛에 의해 실리더 구동할 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 예시적으로 제1이동부재(240)와 제2이동부재(250)는 3축 회전 가능한 다양한 이동부재(예: 로봇암) 등이 선택될 수도 있다.The
제어부(300)는 온도 센서 모듈(100) 및 제어부(300)와 통신할 수 있다. 제어부(300)는 프로세서(processor)와 같이 데이터를 처리 및 저장할 수 있는 다양한 종류의 장치를 포함할 수 있다. 프로세서는, 예를 들어 프로그램 내에 포함된 코드 또는 명령으로 표현된 기능을 수행하기 위해 물리적으로 구조화된 회로를 갖는 하드웨에에 내장된 데이터 처리 장치일 수 있다.The
제어부(300)는 온도 센서 모듈(100)에서 전송한 용선(11)의 온도 정보를 수집 및 저장할 수 있다. 예시적으로 용선(11)의 온도 정보가 미리 설정된 임계치보다 낮거나 높은 경우 제어부(300)는 작업자에서 알람 메시지를 전송할 수 있다.The
또한, 제어부(300)는 외부로부터 용선의 온도 측정 개시 신호를 수신하는 경우 온도 센서 모듈(100)이 용선(11)에 침지될 수 있도록 구동부(200)에 제어 신호를 출력할 수 있다. 또한, 제어부(300)는 외부로부터 온도 측정 종료 신호를 수신하는 경우 온도 센서 모듈(100)이 대탕도(20)에서 이탈하도록 구동부(200)에 제어 신호를 출력할 수 있다.In addition, when receiving the temperature measurement start signal of the molten iron from the outside, the
따라서, 필요에 따라 각목 등을 활용하여 일시적으로 온도를 상향시키는 스키머 관통작업(버블링 조업) 전에 용선(11)에 침지되어 있는 온도 측정 장치를 이동시킬 수 있으므로 대탕도 조업시 간섭이 발생하는 문제를 해결할 수 있다. 만약 온도 측정 장치가 커버에 고정된 경우 대탕도 조업시 간섭이 발생하여 내화물 및/또는 열전대가 손상될 수 있다.Therefore, the temperature measuring device immersed in the
도 4a는 실시 예에 따른 온도 센서 모듈의 단면도이고, 도 4b는 도 3의 A 부분 확대도이고, 도 5는 용선 온도를 측정한 그래프이다.4A is a cross-sectional view of a temperature sensor module according to an embodiment, FIG. 4B is an enlarged view of a portion A of FIG. 3, and FIG. 5 is a graph measuring molten iron temperature.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 실시 예에 따른 온도 센서 모듈(100)은 내화물층(110), 내화물층(110)의 제1홈(120)에 배치된 보호관(130), 보호관(130) 내에 배치되는 온도 센서(150), 및 내화물층(110)의 제1홈(120)과 보호관(130) 사이에 채워지는 보호 부재(140)를 포함할 수 있다.4A and 4B, the
온도 센서 모듈(100)은 온도 센서(150)가 내화물층(110)에 의해 보호되므로 직접 용선(11)에 침지될 수 있다. 따라서, 출선구에서 용선(11)이 출선하고 있는 출선 상태이거나 출선을 마친 상 상태(출선 준비 상태)에서 탕도의 용선(11)의 온도를 연속적을 측정할 수 있다(도 5 참조).The
내화물층(110)은 산화지르코늄(ZrO2), 이산화규소(SiO2), 산화칼슘(CaO), 고정탄소(Fixed Carbon)와 탄화규소(SiC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예시적으로 내화물층(110)은 산화지르코늄(ZrO2), 이산화규소(SiO2), 산화칼슘(CaO), 고정탄소(Fixed Carbon) 및 탄화규소(SiC)를 모두 포함할 수 있다.The
산화지르코늄(ZrO2)의 중량은 내화물 총량 100중량%에 대하여, 70중량%~73중량%일 수 있다. 이 경우 용선(11)의 온도에 잘 견디기 위한 내침식성이 개선될 수 있다.The weight of zirconium oxide (ZrO 2 ) may be 70 wt% to 73 wt% with respect to 100 wt% of the total amount of the refractory. In this case, the erosion resistance to withstand the temperature of the
이산화규소(SiO2)의 중량은 용선(11)의 온도에 잘 견디기 위한 내침식성을 향상하기 위하여 내화물 총량 100중량%에 대하여, 1.5중량%~3.5중량%을 만족할 수 있다.The weight of silicon dioxide (SiO 2 ) may satisfy 1.5% by weight to 3.5% by weight with respect to the total amount of the refractory 100% by weight in order to improve the corrosion resistance to withstand the temperature of the molten iron (11).
산화칼슘(CaO)의 중량은 용선(11)의 온도에 잘 견디기 위한 내침식성을 향상하기 위하여 내화물 총량 100중량%에 대하여, 1중량%~1.5%중량일 수 있다.The weight of the calcium oxide (CaO) may be 1% by weight to 1.5% by weight relative to the total amount of the refractory 100% by weight in order to improve the corrosion resistance to withstand the temperature of the molten iron (11).
고정 탄소(Fixed Carbon)와 탄화규소(SiC)를 포함하는 중량은, 내화물 내부와 외부의 온도 편차를 줄일 수 있도록 내화물 총량 100중량%에 대하여, 23중량%~25중량%인 것을 특징으로 한다.The weight including fixed carbon and silicon carbide (SiC) is 23% by weight to 25% by weight with respect to the total amount of the refractory 100% by weight so as to reduce the temperature deviation between the inside and the outside of the refractory.
탕도 내의 용선(11)의 비중이 약 7이고, 슬래그의 비중은 약 3.5g/cm3이므로, 용선(11) 온도 측정 중 용선(11)의 큰 비중에 의해 내화물이 부서지거나 부서진 조각들이 슬래그보다 비중이 가벼워야 용선(11) 및 슬래그 위로 상승하기 때문에, 나중에 용선(11) 및 슬래그에서 분리가 용이하도록 슬래그 비중과 비슷하거나 가벼워야 하므로, 내화물의 물성 중 부피비중(g/cm3)은 3.0g/cm3 내지 3.45g/cm3일 수 있다.Since the specific gravity of the
온도 센서(150)는 제베크 효과를 이용한 열전대(thermo couple)일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 열전대는 백금으로 이루어질 수 있고, 열전대 도선의 두께는 0.5mm~1mm일 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다.The
보호관(130)은 내화물층(110)의 제1홈(120)에 배치되어 온도 센서(150)를 수용할 수 있다. 보호관(130)은 알루미늄 재질로 제작되어 열전대를 보호하고 열전도율을 향상시킬 수 있다.The
보호 부재(140)는 보호관(130)과 내화물층(110) 사이, 및 보호관(130)과 절연관 사이에 배치될 수 있다. 보호 부재(140)는 알루미늄 파우더를 포함할 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 보호 부재(140)에 의해 온도 센서(150)의 열전도율이 향상될 수 있다.The
도 6은 온도 센서 모듈의 변형예이고, 도 7은 도 6의 내화물 하단부를 보여주는 도면이다.6 is a modification of the temperature sensor module, Figure 7 is a view showing the refractory lower portion of FIG.
도 6 및 도 7을 참조하면, 실시 예에 따른 온도 센서 모듈은 내화물층(110)의 내부에 형성된 제1홈(120) 내에 배치되는 온도 센서(150), 및 내화물층(110)의 내부에 형성된 제2홈(170) 내에 배치되는 감지 센서(160)를 포함할 수 있다.6 and 7, the temperature sensor module according to the embodiment includes the
내화물층(110)은 상단부(111)와 하단부(112)로 분리될 수 있다. 상단부(111)는 용선(11)과 접촉하지 않는 부위로 반복 사용이 가능할 수 있다. 하단부(112)는 용선(11)에 침지되는 부위로 용선(11)에 의해 침식되어 교체가 예정되는 부분이다. 상단부(111)와 하단부(112)는 나사 결합 등에 의해 결합될 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 내화물층(110)의 재질은 전술한 구성이 모두 적용될 수 있다.The
온도 센서(150)는 내화물층(110)의 제1홈(120)에 배치되어 용선의 온도를 측정할 수 있다. 제1홈(120)은 내화물층(110)의 상단부(111)와 하단부(112)의 중앙에 배치될 수 있다. 용선의 온도를 측정하는 방법은 특별히 한정하지 않는다. 예시적으로 온도 센서 모듈(100)은 내화물층(110) 내에 열전대가 배치되어 용선을 측정할 수 있다. The
내화물층 하단부(112)에는 복수의 홈(112b)이 배치되어 온도 센서(150)의 끝단이 배치된 영역의 내화물층 두께를 줄일 수 있다. 따라서, 온도 센서(150)의 감도가 향상될 수 있다.A plurality of
감지 센서(160)는 내화물층 하단부(112)에 형성된 제2홈(170)에 배치될 수 있다. 감지 센서(160)는 온도 센서(150)에 인접 배치되어 내화물이 과도하게 침식되면 교체하도록 알람할 수 있다. 따라서, 온도 센서가 손상되는 것을 방지할 수 있다.The
감지 센서(160)는 내화물층 하단부(112)에만 배치될 수 있다. 감지 센서(160)는 내화물의 침식 여부를 감지하는 센서이므로 교체가 예정된 내화물층 하단부(112)에만 배치될 수 있다. 따라서, 교체가 간편하고 비용이 절감될 수 있다.The
제2홈(170)은 내화물층(110)의 중앙에 배치된 제1홈(120)을 기준으로 경사지게 배치되어 내화물층 하단부(112)의 외주면으로 노출될 수 있다. 제1홈(120)의 연장 방향과 제2홈(170)의 연장방향이 이루는 각도(θ1)는 5도 내지 45도일 수 있다. 이를 만족하는 제2홈(170)이 내화물층 하단부(112)의 외주면으로 노출되는 위치(172)를 용선과 접촉하는 위치에서 이격시킬 수 있다. The
제2홈(170)이 내화물층 하단부(112)의 외주면으로 노출되는 위치(172)는 감지 센서(160)가 삽입되는 삽입구의 위치이므로 용선과 멀리 떨어진 경우 감도가 개선될 수 있다.Since the
내화물층 하단부(112)의 끝단(112a)에서 제2홈(170)의 끝단(171)까지의 최단거리(L2)는 내화물층 하단부(112)의 끝단(112a)에서 제1홈(120)의 끝단(122a)까지의 최단 거리(L1)보다 클 수 있다. 일반적으로 내화물의 침식은 슬래그가 있는 상부쪽이 활발하므로 감지 센서(160)는 온도 센서(150)보다 높게 배치되는 것이 침식 여부를 정밀하게 감지할 수 있다.The shortest distance L2 from the
일반적으로 내화물층 하단부(112)가 용선에 침지되는 깊이는 하단부(112)의 끝단(112a)에서 약 20cm이므로 내화물층 하단부(112)의 끝단(112a)에서 감지 센서(160)까지의 최단 거리는 10cm 내지 30cm일 수 있다. 내화물층 하단부(112)의 전체 길이는 약 60cm이므로 하단부(112)의 끝단(112a)에서 감지 센서(160)까지의 최단 거리(L2)와 내화물층 하단부(112)의 전체 길이의 비는 1:2 내지 1:6을 만족할 수 있다.In general, since the depth of the refractory layer
제어부(300)는 내화물이 침식되어 감지 센서(160)로부터 신호가 출력되면 내화물층 하단부(112)의 교체를 알람할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 별도의 감지기를 배치하여 용선의 침식 여부를 알람할 수도 있다.When the refractory is eroded and a signal is output from the
도 8은 감지 센서를 보여주는 도면이고, 도 9는 용선에 의해 내화물이 침식되어 감지 센서가 작동하는 원리를 보여주는 도면이고, 도 10은 감지 센서가 동작하는 회로도이다.FIG. 8 is a diagram illustrating a sensing sensor, and FIG. 9 is a diagram illustrating a principle in which a sensing sensor operates by refractory erosion by molten iron, and FIG. 10 is a circuit diagram in which the sensing sensor operates.
도 8을 참조하면, 감지 센서(160)는 서로 이격 배치된 복수 개의 검침 도선(161, 162), 및 복수 개의 검침 도선(161, 162)을 고정하는 절연커버(163)를 포함할 수 있다. 검침 도선(161, 162)은 일반적인 금속 재질을 포함할 수 있다. 예시적으로 검침 도선(161, 162)은 스테인레스 재질을 포함할 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 검침 도선(161, 162)은 서로 이격된 상태로 배치되므로 전기적으로 절연된 상태를 유지할 수 있다. 이때, 검침 도선(161, 162)의 끝단은 절연커버(163)의 외측으로 노출될 수 있다.Referring to FIG. 8, the
절연커버(163)는 이격된 검침 도선(161, 162)을 감싸도록 배치될 수 있다. 절연커버(163)는 알루미나 재질로 제작될 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 예시적으로 절연커버(163)는 절연성 재질이면 모두 적용될 수도 있다.The
도 9를 참조하면, 온도 측정 시간이 길어질수록 내화물층 하단부(112)의 외주면(112-1)이 용선(11)에 의해 침식될 수 있다. 이때, 내화물층 하단부(112)가 침식되어 제2홈(170)이 용선(11)에 노출되는 경우, 복수 개의 검침 도선(161, 162)은 용선(11)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 용선(11)은 도전성을 가지므로 검침 도선(161, 162) 사이에 전기적 채널 경로를 형성할 수 있다.Referring to FIG. 9, as the temperature measurement time increases, the outer circumferential surface 112-1 of the
따라서, 도 10과 같이 2개의 검침 도선(161, 162)이 연결되면 릴레이 스위치(181)에 전원이 인가되고, 릴레이 스위치(181)는 버저(180) 및 램프(190)와 같은 알람부의 스위치를 턴-온시킬 수 있다. 따라서, 외부 작업자는 내화물층의 교체가 필요한 상황을 인지할 수 있게 된다. Accordingly, when the two metering leads 161 and 162 are connected as shown in FIG. 10, power is applied to the
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above description has been made with reference to the embodiments, these are merely examples and are not intended to limit the present invention. Those skilled in the art to which the present invention pertains are not illustrated above without departing from the essential characteristics of the present embodiments. It will be appreciated that many variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.
Claims (10)
상기 온도 센서 모듈과 통신하는 제어부를 포함하고,
상기 온도 센서 모듈은,
내화물층;
상기 내화물층의 내부에 형성된 제1홈 내에 배치되는 온도 센서; 및
상기 내화물층과 내부에 형성된 제2홈 내에 배치되는 감지 센서를 포함하고,
상기 내화물층은 상단부 및 상기 상단부와 분리 가능한 하단부를 포함하고,
상기 제1홈은 상기 상단부와 하단부의 중심에 각각 형성되고, 상기 제2홈은 상기 하단부에 형성되고,
상기 제2홈은 상기 제1홈을 기준으로 경사지게 형성되어 상기 하단부의 외주면으로 노출되고,
상기 감지 센서는 서로 이격 배치된 복수 개의 검침 도선, 및 상기 복수 개의 검침 도선을 고정하는 절연커버를 포함하고, 상기 복수 개의 검침 도선의 끝단은 상기 절연커버의 외부로 노출되어 도전성 액체가 상기 제2 홈에 유입되면 전기적으로 연결되는 온도 측정 장치.
A temperature sensor module; And
A control unit in communication with the temperature sensor module,
The temperature sensor module,
Refractory layer;
A temperature sensor disposed in a first groove formed in the refractory layer; And
And a sensing sensor disposed in the refractory layer and a second groove formed therein,
The refractory layer includes an upper end and a lower end detachable from the upper end,
The first groove is formed in the center of the upper end and the lower end, respectively, the second groove is formed in the lower end,
The second groove is formed to be inclined with respect to the first groove is exposed to the outer peripheral surface of the lower end,
The sensing sensor may include a plurality of meter reading conductors spaced apart from each other, and an insulation cover for fixing the plurality of meter reading conductors, and ends of the plurality of meter reading conductors are exposed to the outside of the insulating cover so that a conductive liquid is formed on the second cover. Temperature measuring device that is electrically connected when it enters the groove.
상기 제어부는 상기 내화물층이 침식되어 상기 감지 센서로부터 신호가 출력되면 상기 내화물층의 교체를 알람하는 온도 측정 장치.
The method of claim 1,
The control unit is a temperature measuring device for alarming the replacement of the refractory layer when the refractory layer is eroded to output a signal from the detection sensor.
상기 내화물층의 하단부의 끝단에서 상기 제2홈의 끝단까지의 최단거리는 상기 내화물층의 하단부의 끝단에서 상기 제1 홈의 끝단까지의 최단 거리보다 큰 온도 측정 장치.
The method of claim 1,
The shortest distance from the end of the lower end of the refractory layer to the end of the second groove is greater than the shortest distance from the end of the lower end of the refractory layer to the end of the first groove.
상기 온도 센서 모듈은,
상기 제1홈의 내부에 배치되고 상기 온도 센서가 삽입되는 보호관; 및
상기 제1홈과 상기 보호관 사이에 채워지는 보호부재를 포함하는 온도 측정 장치.
The method of claim 1,
The temperature sensor module,
A protective tube disposed inside the first groove and into which the temperature sensor is inserted; And
And a protective member filled between the first groove and the protective tube.
상기 온도 측정 장치는,
상기 감지 센서와 연결된 릴레이 스위치; 및
상기 릴레이 스위치와 연결된 알람부를 포함하고,
상기 릴레이 스위치는 상기 복수 개의 검침 도선이 전기적으로 연결되면 알람부에 전원을 인가하는 온도 측정 장치.
The method of claim 1,
The temperature measuring device,
A relay switch connected to the detection sensor; And
An alarm unit connected to the relay switch,
The relay switch is a temperature measuring device for supplying power to the alarm unit when the plurality of meter reading lead is electrically connected.
상기 온도 센서 모듈을 이동시키는 구동부를 더 포함하고,
상기 구동부는 상기 온도 센서 모듈이 고정되는 블록;
상기 블록을 제1방향으로 이동시키는 제1이동부재; 및
상기 블록을 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 이동시키는 제2이동부재를 포함하는 온도 측정 장치.The method of claim 1,
Further comprising a driving unit for moving the temperature sensor module,
The drive unit is a block to which the temperature sensor module is fixed;
A first moving member moving the block in a first direction; And
And a second moving member for moving the block in a second direction crossing the first direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180130192A KR102065063B1 (en) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | Temperature measurement apparatus |
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KR1020180130192A KR102065063B1 (en) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | Temperature measurement apparatus |
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Publication Number | Publication Date |
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KR (1) | KR102065063B1 (en) |
Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
KR20220089480A (en) | 2020-12-21 | 2022-06-28 | 주식회사 포스코 | Apparatus for measuring molten iron temperature of blast furnace |
EP4119910A3 (en) * | 2021-07-15 | 2023-04-26 | WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG | Protective tube, temperature measurement arrangements and methods for temperature measurements in a process vessel |
-
2018
- 2018-10-29 KR KR1020180130192A patent/KR102065063B1/en active IP Right Grant
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KR20220089480A (en) | 2020-12-21 | 2022-06-28 | 주식회사 포스코 | Apparatus for measuring molten iron temperature of blast furnace |
EP4119910A3 (en) * | 2021-07-15 | 2023-04-26 | WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG | Protective tube, temperature measurement arrangements and methods for temperature measurements in a process vessel |
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