KR102267529B1 - 용융 금속 욕의 온도 측정 방법 - Google Patents

Abstract

용기 내에 수용된 용융 금속 내로 코어형 와이어를 이송하는 방법은 코어형 와이어의 선단 팁이 용기의 입구 지점에 근접하는 제1 위치에 코어형 와이어를 위치 설정하는 단계로서, 입구 지점은 용융 금속의 표면 위에 위치되고, 코어형 와이어는 광섬유 및 광섬유를 측방에서 둘러싸는 피복을 포함하는 것인 단계; 코어형 와이어를 제1 위치로부터, 코어형 와이어의 선단 팁이 용융 금속 내에 침지되고 측정 평면 내에 놓이는 제2 위치까지 제1 지속 시간 동안 제1 속도로 이송하여 광섬유의 선단 팁이 피복으로부터 돌출되고 용융 금속에 노출되도록 하는 단계 ; 및 후속하여 용융 금속의 제1 측정을 수행하기 위해 제2 지속 시간 동안 제2 속도로 코어형 와이어를 이송하는 단계를 포함한다.

Description

용융 금속 욕의 온도 측정 방법{METHOD FOR MEASURING A TEMPERATURE OF A MOLTEN METAL BATH}

본 발명은 용융 금속 욕(molten metal bath)의 온도를 측정하는 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피복으로 둘러싸인 광섬유에 의해 전기 아크로 내의 용융 금속 욕의 온도를 측정하는 방법에 관한 것이다.

용융 금속의 온도를 측정하는 데 사용될 수 있는 피복을 구비한 광섬유는 2015년 10월 14일자로 출원된 영국 특허 출원 제1518208.2호에 개시되어 있다. 피복된 광섬유는 스풀로부터 풀려지고 안내 파이프를 통해 용융 금속 욕으로 이송된다. 광섬유의 일부가 예측 가능한 깊이의 용융 금속에 침지될 때, 흑체 조건에서 용융 금속으로부터 방출되는 복사선은, 침지된 소모성 광섬유의 반대쪽 단부 상에 장착된 광전자 변환 요소를 사용하여 복사선의 강도가 용융 금속의 온도를 결정하는 데 사용될 수 있도록 이루어진다. 이 측정 동안, 광섬유의 침지된 부분은 용융 금속 욕에 의해 소모되고 그래서 계속적인 온도 정보는 신규 광섬유의 연속적 공급을 제공하는 것에 의해서만 이용 가능해질 수 있다.

석영 광섬유의 실투(devitrification)는 전송된 광의 감쇠를 초래하여 이 손상의 정도에 비례하는 오차를 초래한다. 정확한 성능을 달성하기 위해 침지된 광섬유가 광학 코어의 실투 속도와 같거나 더 빠른 속도로 소모되어야 한다는 것은 본 기술분야에 잘 알려져 있다. 소모성 광섬유를 용융 금속으로 이송하는 다양한 방식은 모두 실리카 섬유가 실투되기 전에 용융 금속에 광섬유 코어를 노출시키도록 설계된다. 그러나, 실투 속도는 광학 코어형 와이어의 구조 및 그 온도, 그 유체 운동, 용융 금속 욕을 덮은 슬래그의 양 및 유형 같은 용융 금속 욕의 실제 조건, 그리고, 광섬유가 각 측정 사이클의 이전 및 이후에 노출되는 야금 용기의 열적 환경에 의존한다. 광섬유가 금속 처리 동안 다양한 시간에 다양한 야금 용기에서 이를 통과해 도입되는 동안 광섬유가 노출되는 수많은 다양한 조건으로 인해 다수의 이송 방식이 발생할 수 있다.

따라서, 해결해야 할 과제는, 실용적이고, 다양한 용융 금속 용기에 적용될 수 있고, 또한 특히 측정 순서에서 순차적인 측정에 사용될 때 그 사용 이전, 도중 및 이후에 광섬유의 열화를 고려하는, 용융 금속 욕에 광학 코어형 와이어를 이송하기 위한 특정 방법을 확립하는 것이다.

미국 특허 제5,585,914호는 노즐을 통해 용융 금속 욕 내로 5㎜/sec의 속도로 10 초 동안 이송될 수 있는 단일 금속 재킷 광섬유를 개시한다. 그 후, 침지된 섬유는 20 초 동안 침지된 위치에 유지된다. 이 방법이 순환 방식으로 수행되는 경우, 이 방법은 연속적인 것으로 고려될 수 있다. 이러한 유형의 작동을 얻기 위해, 단일 금속 재킷 광섬유를 용기의 측벽의 노즐을 통해 금속 표면 아래 지점으로부터 이송되며, 이는 5Nm³/hour의 연속적 가스 슈라우딩 및 121Nm/s의 속도를 필요로 한다. 이 방법의 장점은 미이송 광섬유가 가스 슈라우딩에 의해 냉각된 상태로 유지된다는 점이다. 그러나, 미국 특허 제5,585,914호에 고려된 바와 같이 용융 금속에 대한 침지 형태의 접근법을 사용하는 것과 관련된 문제는, 노즐을 막히지 않은 채 개방 상태로 유지할 수 있는 기능이 없다는 점이다. 개구가 막히고 나면, 연속적 이송이 불가능하다. 미국 특허 제8,038,344호는 개구가 막혔는지를 결정하기 위해 추가의 압력 측정이 그러한 가스 퍼지식 노즐과 동시에 이용되어야 한다고 개시하고 있다.

이 문제를 회피하기 위해, 광섬유는 그 표면 위로부터 용융 금속 욕에 이송될 수 있다. 그러나, 이 방법은 몇 가지 고유한 문제가 없는 것이 아니다. 광섬유는 안내 튜브의 출구로부터 용융된 슬래그 덮개를 통과해, 그리고, 그 후 최종적으로 슬래그 표면 아래의 용융 금속 욕까지의 해당 거리를 이동해야 한다. 정확한 측정을 위해 필요한 흑체 조건을 형성하기 위해, 섬유는 용융 금속 욕 내로 그리고 용융 금속 욕을 대표하는 야금 용기 내의 소정 위치로 최소 거리만큼 침지되어야 한다. 광섬유가 용융 금속 욕에 침지되어 있는 이 시간 동안, 광섬유의 금속 재킷은 복사, 대류 및 전도 가열을 받는다. 광섬유의 임의의 연화는 광섬유의 부력에 기인하여, 일부 경우에는, 용융 금속 욕의 유체 흐름의 도움으로, 용융 금속 욕의 외부로의 광섬유의 굴곡을 초래할 수 있다. 따라서, 용융 금속 처리 용기의 거친 산업 환경에서, 측정 기간 동안 흑체 조건을 보장하기 위해 필요한 광섬유의 미리 정해진 깊이를 유지하는 것은 온도가 증가함에 따라 종래 기술 금속 재킷 광섬유의 고유의 취약성으로 인해 어려운 것으로 검증되었다.

제철소에서 첨가제 물질을 용융 금속 욕에 선택적으로 도입하기 위해 강재 외장재를 갖는 다층 와이어가 사용된다. 예로서, 이러한 와이어는 DE 19916235 A1, DE 3712619 A1, DE 19623194 C1 및 미국 특허 제6,770,366호에 개시되어 있다. 미국 특허 제7,906,747호는 용융 금속, 특히 용강에 첨가제를 반복적으로 노출시키는 것에 관한 것이다. 코어형 와이어, 충전 와이어 또는 와이어 형상 첨가제를 사용하여 이들 도핑 물질을 강철에 첨가하는 효율은 용융 금속 표면 아래의 특정 거리에 도핑 첨가제를 전달하는 것에 달려있다. 이것은 외부 강 재킷의 파괴, 그에 따른, 용융 금속에 대한 첨가제의 노출이 지정된 깊이에서 발생하는 것을 보증하기에 충분한 속도로 첨가제 코어형 와이어의 특정 길이를 공급할 수 있는 특수 기계 및 이송 방법에 의해 달성된다. 첨가제 코어형 와이어의 실용적 침지를 수행하기 위해서 예를 들어 EP 0806640 A2, JP H09101206A, JP S6052507A 및 DE 3707322 C1에 개시된 바와 같은 특수 와이어 이송 기계를 통합하기 위해 예로서, 미국 특허 제5,988,545호에 개시된 바와 같이 긴 길이의 코어형 와이어가 코일 또는 스풀로 공급된다. 광학 코어형 와이어의 구성 및 코어형 와이어 이송 기계의 사용은 첨가제 코어형 와이어의 교시로부터 이득을 얻는다. 그러나, 이러한 선행 기술은 또한 광섬유의 실투 속도를 다루면서 연속적으로 소모 가능한 광학 코어를 용융 금속에 노출시키기 위해 광학 코어형 와이어의 침지를 제어하는 방법에 대해서는 침묵하고 있다.

JP 09304185A는 섬유 소모 속도가 실투 속도보다 커야하므로, 새로운 광섬유 표면이 항상 이용가능하다는 것을 보장하는 이송 속도 솔루션을 개시한다. 새로운 재료는 실투된 섬유를 대체하기 위해 일정하게 이송되며 따라서 복사 손실 없이 복사선을 수광하고 통과시키는 데 적합하다. 따라서, 이송 방법은 광섬유 구조 자체와 독립적일 수 없다. 광섬유는 1200ㅀC의 임계값이 달성될 때까지 용융 금속으로 송출된다. 그 후 광섬유를 정지시키고 온도가 기록된다. 2 초의 제1 기간 후에, 광섬유의 10㎜의 정해진 길이가 용융 금속 욕 내로 이송되고 온도가 다시 기록된다. 제2 기록 온도는 제1 기록 온도와 비교된다. 제1 및 제2 온도의 비교는 성공적인 측정이 이루어 졌는지 또는 추가 사이클이 필요한지 여부를 결정한다.

판독치가 수용 가능한지를 결정하는 수단이 있다는 것을 제외하면, 이송의 속도는 명시되어 있지 않다. 전기 아크로 같은 보다 가혹한 측정 환경에서, 용융 금속에 광섬유를 침지하기 전에 용융 금속 위에서 발생하는 예열의 양으로 인해 이송 속도가 중요한 변수라는 것이 밝혀졌다. 다중 침지의 경우, 광학 와이어의 열적 노출은 측정 사이의 시간 간격에서 발생한다. 복사선 노출에 의한 상당한 예열은 실제보다 낮은 온도에서 명백히 나타나는 실투를 촉진한다. 야금 처리 중에, 실제 온도는 제조 프로세스 동안 정당하게 감소할 수 있으며 광섬유의 실투와 관련되지 않을 수 있다. 따라서, 프로세스에 기인한 실제 온도 변화와 실투에 의한 측정 온도의 변화가 분리되지 않기 때문에, 공지된 방법은 불충분하다. 또한, 용융 용기의 내부 환경은 광섬유를 침지하기 전에도 사전 설정된 온도를 쉽게 초과할 수 있다. 실투 속도는 정확한 온도 측정을 위한 제어 인자이며, 따라서, 광섬유를 이송하는 것은 광섬유 구성 및 그것이 침지 전, 도중 및 후에 노출되는 환경 모두의 함수이다.

작동 전에 임계 온도를 측정하는 것에 의존하는 이송 방법은 판독 후에 나머지 광학 코어형 와이어 또는 금속 재킷 광섬유가 당해 침지와 후속 침지 사이의 시간 간격 중에 열전도에 의해 실투하게 될 것이라는 점은 무시한다. 실투는 부정확한 집광, 그리고, 이에 따른 잘못된 온도로 이어져서 부적절한 이송 판단을 초래한다. 따라서, 광학 와이어의 이송 방법을 실시하기 위해서는, 이전의 측정의 코어형 광섬유 잔여물이 후속 측정에 영향을 미치지 않도록 고려되어야 한다. 일부 종래 기술은 이러한 한계를 인식하였다. 예를 들어, JP H09243459A는 손상되지 않은 침지 가능한 광섬유가 비실투 섬유를 제공하도록 매번 공급 코일로부터 절단되어야 한다는 교정 조치를 교시한다. 그러나 이 참고 문헌은 실투 정도를 결정하는 방법의 교시를 제공하지는 않는다. 실제로, 이는 또한 섬유의 손상된 부분을 절단하기 위한 추가 장비를 필요로 하며, 침지가 용융 금속 욕의 위쪽으로부터 이루어지는 경우, 섬유는 슬래그 층을 통해 인출되어야 한다. 또한, 슬래그가 섬유상에 포집될 수 있으며, 따라서, 용기, 그리고, 결국 절단 기구로부터의 제거를 방해한다.

미국 특허 제7,748,896호는 용융 금속 욕의 파라미터를 측정하기 위한 개선된 광섬유 장치를 개시한다. 그 장치는 광섬유, 광섬유를 측방에서 둘러싸는 피복 및 광섬유에 연결된 검출기를 포함하며, 피복은 복수의 층으로 광섬유를 둘러싸고, 하나의 층은 금속 튜브를 포함하고, 이 금속 튜브의 아래에 중간 층이 배치된다. 중간 층은 분말 또는 섬유상 또는 입상 재료를 포함하며, 중간 층의 재료는 복수의 피스로 섬유를 둘러싼다. 중간 층은 이산화규소 분말 또는 산화알루미늄 분말로 형성되고 가스 생성 재료를 함유할 수 있다.

대응 특허인 미국 특허 제7,891,867호에는 초기 온도 응답 간격을 결정함으로써 이러한 광학 코어형 와이어를 이송하는 방법이 개시되어 있다. 이송되는 섬유의 속도는 제2 후속 시간 간격 동안 검출된 온도의 변화와 비교되는 제1 열 반응 간격 동안 검출된 온도의 변화에 의해 결정된다. 따라서, 광학 이송의 속도는 이송 중에 최적화되고 광섬유의 구조와 독립적인 매개 변수에 의해 조정가능하다. 또한, 두 시간 간격 내에 열 응답 시간의 확인만이 요구된다. 스폿 측정에 적합하지만, 이러한 이송 속도 제어 방법은 일단 시작되면, 반복된 측정은 설명한 바와 같은 초기 열 응답 간격을 나타내지 않는다는 점을 설명하지 못한다. 이 선행 기술 방법에 따르면, 가열 속도 및 그에 따른 열 응답은 이송 속도, 슬래그 온도 및 특정 노의 용융 온도의 결과이다. 그러나, 광섬유가 금속에 침지되기 전에 복사선을 수광할 것이다. 이 선행 기술 방법에서 기술한 제1 간격의 매우 낮은 온도는 대부분의 환경에서 용융 금속 욕 밖에서 발생하며, 따라서, 제1 간격은 금속에 대한 광섬유 반응의 특성이 아니라, 용융 노의 열적 조건의 특성이다.

따라서, 제1 침지 및 이들 사이의 쿨 다운 기간 또는 시작 임계값의 달성에 의존하지 않는 반복된 침지에 적합한 예측 가능한 침지 방법이 필요하다.

용융로 내의 욕 레벨은 용기의 내화재 라이닝의 윤곽 및 마모로 인해 변동을 겪는다는 것은 본 기술분야의 숙련자에게 잘 알려져 있다. 이는 욕 내에서의 이상적인 침지 깊이 및 위치가 대부분 가변적인 반면, 설치 위치는 대부분 용기의 물리적 구조에 고정된다는 점에서 문제점을 제시한다. 전술한 바와 같이, 실투 속도는 용융 금속 침지 전, 도중 및 후에 광학 코어에 대한 열 입력의 양의 함수이기 때문에, 광학 코어형 와이어가 침지를 위해 이동해야하는 거리가 각 용기 형상 및 정련 프로세스에 따라 달라질 것이므로 적용 환경의 다수의 열원이 또한 가변적으로 고려되어야 한다.

따라서, 실투되지 않은 광섬유를 측정 위치로 이동시켜 초기 단일 침지 및 근접하여 후속되는 다수의 침지를 가능하게 하는, 야금학적 용기, 특히 전기 아크로에 사용하기 위한 개선된 광학 코어형 와이어의 이송을 제어하는 간단하지만 효과적인 수단이 필요하다.

본 발명은 용융 금속 욕, 특히, 용강 욕의 온도를 광섬유에 의해 측정하기 위한 방법에 관련한다. 이 방법은 침지된 소모성 코어 광섬유의 이송 프로파일을 제어함으로써 용융 금속 욕의 온도를 측정하기 위해 미리 정해진 거리에 걸쳐 광학 코어형 와이어(즉, 그 중심에 광섬유를 포함하는 코어형 와이어)를 이송하는 다수의 이송 속도를 이용한다. 이 방법은 또한 용기 내화재 표면의 마모에 관계없이 광학 코어형 와이어의 분배될 필요가 있는 길이를 결정하기 위한 기술을 사용한다. 이 동일한 기술은 선행 측정으로부터 노 내로 풀려진 실투된 광학 코어형 와이어의 길이를 예측하는 데 적합하다. 본 발명은 용융 금속 처리 동안 또는 용융 금속의 처리 중의 중요한 개별 시간 간격 동안에 연속 온도 검출에 적합하여, 그 정확도가 용융 금속에 의한 광섬유의 소모율에 의존하는 온도 정보를 소모성 광섬유의 반 연속 이송에 의해 요구될 때에 입수할 수 있도록 한다.

요약하면, 다음의 실시예가 본 발명의 범위에서 특히 바람직한 것으로 제안된다.

실시예 1: 용기에 수용된 용융 금속, 바람직하게는 용강 내로 코어형 와이어를 이송하는 방법으로서,

- 코어형 와이어의 선단 팁이 용기의 입구 지점에 근접하는 제1 위치에 코어형 와이어를 위치 설정하는 단계로서, 입구 지점은 용융 금속의 표면 위에 위치하고, 코어형 와이어는 광섬유 및 광섬유를 측방에서 둘러싸는 피복을 포함하는 것인 단계;

- 코어형 와이어를 제1 위치로부터, 코어형 와이어의 선단 팁이 용융 금속 내에 침지되어 측정 평면 내에 놓이는 제2 위치까지 제1 지속 시간 동안 제1 속도로 이송하여, 광섬유의 선단 팁은 피복으로부터 돌출되고 용융 금속에 노출되도록 하는 단계; 및

- 광섬유의 선단 팁이 피복으로부터 돌출되어 용융 금속에 노출되고 나면, 용융 금속의 제1 측정을 수행하기 위해 코어형 와이어를 제2 지속 시간 동안 제2 속도로 이송하는 단계를 포함하는 방법.

실시예 2: 상기 실시예에 따른 방법에 있어서,

- 제2 속도로 코어형 와이어를 이송하는 단계 이후, 코어형 와이어의 선단 팁이 제3 위치까지 용융 금속의 표면으로 다시 용융되도록 코어형 와이어의 이송을 중지시키는 단계;

- 후속하여, 제3 위치로부터 다시 제2 위치로 다시 제1 속도로 코어형 와이어를 이송하는 단계; 및

- 광섬유의 선단 팁이 피복으로부터 돌출되어 용융 금속에 노출되고 나면, 용융 금속의 제2 측정을 수행하기 위해 코어형 와이어를 제2 속도로 이송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

실시예 3: 상기 실시예들 중 임의의 것에 따른 방법에 있어서, 코어형 와이어가 제2 속도로 이송되는 동안 용융 금속의 온도 측정을 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

실시예 4: 상기 실시예들 중 임의의 것에 따른 방법에 있어서, 제1 속도가 제2 속도보다 높은 것을 특징으로 하는 방법.

실시예 5: 상기 실시예들 중 임의의 것에 따른 방법에 있어서, 제2 속도는 용융 금속에의 그 침지에 의한 광섬유의 소모율과 동일한 것을 특징으로 하는 방법.

실시예 6: 상기 실시예들 중 임의의 것에 따른 방법에 있어서, 제1 속도는 8 내지 12m/min, 바람직하게는 10m/min인 것을 특징으로 하는 방법.

실시예 7: 상기 실시예들 중 임의의 것에 따른 방법에 있어서, 제2 속도는 4 내지 7m/min, 바람직하게는 5m/min인 것을 특징으로 하는 방법.

실시예 8: 상기 실시예들 중 임의의 것에 있어서, 피복은 저탄소강으로 형성된 외부 금속 재킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

실시예 9: 상기 실시예들 중 임의의 것에 있어서, 외부 금속 재킷이 1㎜의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.

실시예 10: 상기 실시예들 중 임의의 것에 있어서, 외부 금속 재킷은 1㎜보다 크거나 그 보다 작은 두께를 가지며, 제2 속도는 다음 식에 따라 계산되며:

제2 속도 = (5 * (T)^-1) / (MP/1800),

T는 ㎜ 단위의 외부 금속 재킷의 두께이고, MP는 캘빈 단위의 외부 재킷의 재료의 융점이라는 것을 특징으로 하는 방법.

실시예 11: 상기 실시예들 중 임의의 것에 있어서, 코어형 와이어는 코어형 와이어의 이송 속도를 제어하는 제어기를 포함한 이송 장치에 의해 이송되는 것을 특징으로 하는 방법.

실시예 12: 상기 실시예들 중 임의의 것에 있어서, 코어형 와이어는 모터 구동부 및 코어형 와이어의 이송 속도를 제어하는 제어기를 포함한 이송 장치에 의해 이송되고, 모터 구동부의 전력 소모율은 코어형 와이어의 선단 팁이 용융 금속에 침지될 때 변화하여, 전력 소모율의 변화를 검출할 때, 제어기는 코어형 와이어의 이송 속도를 제1 속도로부터 제2 속도로 조정하도록 된 것을 특징으로 하는 방법.

본 발명의 다음의 상세한 설명뿐만 아니라 전술한 개요는 첨부된 도면과 함께 읽으면 더 잘 이해될 것이다. 본 발명을 예시할 목적으로, 현재 바람직한 실시예가 도면에 도시되어 있다. 그러나, 본 발명은 도시된 정확한 배열 및 유용성에 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 플라스틱 재킷 광학 코어 섬유 및 외부 금속 재킷 둘레의 로프 형태의 중간 층을 도시하는 광학 코어형 와이어의 형상화된 단면도이다.
도 2는 용융 금속 및 슬래그를 수용하는 루프 및 바닥을 갖는 야금 용기의 단면도이며, 광학 코어형 와이어는 야금 용기 내의 측정 위치에 있으며, 그래서, 본 발명의 실시예에 따라 외부 금속 재킷의 일부는 용융되어 중간 층의 용융된 액적을 형성함으로써 측정용 광학 코어를 노출시킨다.
도 3a는 광학 코어형 와이어가 침지전 초기 위치에 있는 도 2에 도시된 야금 용기의 단면도이다.
도 3b는 도 2에 도시된 야금 용기의 단면도이고, 광학 코어형 와이어는 그 측정 위치까지 용융 금속에 침지되어 있다.
도 3c는 도 2에 도시된 야금 용기의 단면도로서, 광학 코어형 와이어가 소모되고, 용융 금속 위에서 중지되어 후속 측정을 기다리고 있다.
도 3d는 도 2에 도시된 야금 용기의 단면도로서, 광학 코어형 와이어는 후속 측정 동안 용융 금속 내에 재침지되어 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른, 도 1에 도시된 광학 코어형 와이어와 함께 사용하기에 적합한 용융 금속의 온도를 측정하기 위한 시스템의 개략도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 도 4의 시스템과 함께 사용하기 위한 루프 및 바닥을 구비한 야금 용기의 예를 도시한다.

본 발명은 야금 용기에 수용된 용융 금속 욕에 광학 코어형 와이어를 이송하는 방법에 관한 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 코어형 와이어(6)가 도시되어 있다. 광학 코어형 와이어(6)는 외부 보호 튜브, 보다 구체적으로는 중간 재료를 둘러싸는 외부 금속 재킷(23)을 포함한다. 바람직하게는, 중간 재료는 복수의 스트랜드(24)의 형태이다. 복수의 스트랜드(24)는 바람직하게는 다수의 E-유리 섬유로 형성되고 볼륨화된다(voluminized).

외부 금속 재킷(23)은 Fe 함량이 50 %보다 큰 금속으로 형성되는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 외부 금속 재킷(23)은 2015 년 10 월 14 일자로 출원된 영국 특허 출원 제1518208.2호에 개시된 재료, 즉 저탄소강으로 형성된다. 바람직하게는, 외부 금속 재킷(23)은 1㎜의 두께를 갖는다.

복수의 스트랜드(24)는 내부 보호 튜브, 더욱 상세하게는 내부에 광섬유(26)를 수용하는(즉, 둘러싸는) 버퍼 튜브로도 불리는 내부 플라스틱 튜브(25)를 둘러싸고 있다. 광섬유(26)의 외경은 플라스틱 튜브(25)의 내경보다 작은 것이 바람직하다. 스트랜드(24)는 로프 형태(29)(또는 보다 간단하게 로프)를 형성하도록 플라스틱 튜브(25) 주위의 교대하는 층에서 시계 방향(27) 및 반 시계 방향(28) 방향 모두로 트위스트될 수 있다. 광섬유(26)는 로프(29)의 중심에 있다. 광섬유(26)는 바람직하게는 50/125μ 또는 62.5/125μ의 등급 인덱스(graded index)이다. 본 명세서에서 사용되는 "광학 코어(optical core)"라는 용어는 광학 코어형 와이어(6)의 코어인 광섬유(26)의 내부 석영 코어(50 또는 62.5μ) 또는 전체 광섬유(26)(125μ) 모두를 지칭할 수 있다.

도 2 내지 도 3을 참조하면, 방법은 용융 금속(19)의 온도를 측정하기 위해 슬래그 층(17)으로 덮인 용융 금속(19)을 수용하는 야금 용기(31) 내로 광학 코어형 와이어(6)를 이송하는 단계를 포함한다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 일반적인 이송 및 온도 측정 시스템(14)을 도시한다. 시스템(14)은 시팅 코일(2)(sitting coil) 및/또는 롤 스탠드(2a), 와이어 피더(4), 안내 튜브(5), 침지 노즐(11) 및 안내 튜브(5)를 침지 노즐(11)에 연결시키는 커넥터(9)를 포함한다. 안내 튜브(5)는 와이어 피더(4)와 침지 노즐(11) 사이의 전체 거리에 연장하거나, 도 4에 도시된 바와 같이, 이 거리의 일부분에만 연장될 수 있다. 침지 노즐(11)은 동심으로 구성된 이중 튜브이며, 입구(7)에서 튜브 사이에 들어가는 가스에 의해 냉각된다(도 4 참조).

이송 프로세스 중에, 광학 코어형 와이어(6)는 와이어 피더(4)의 작용에 의해 시팅 코일(2) 또는 롤 스탠드(2a)로부터 풀려 나오고 안내 튜브(5)의 입구(12)를 통해 안내 튜브(5)의 내부 통로 내로 이동된다. 그 다음에, 광학 코어형 와이어(6)가 침지 노즐(11)의 내부 튜브를 통해 이송되는 동안, 공기는 입구(7)를 통해 동시에 이송되어 침지 노즐(11)의 내부 튜브와 외부 튜브 사이의 공간에서 이동한다. 공기는 바람직하게는 대략 6 bar 압력에 있다. 공기는 바람직하게는 침지 노즐(11)의 내부 튜브와 외부 튜브 사이의 공간을 통해 이동하고 침지 노즐의 출구(18)에서 침지 노즐(11)을 빠져 나간다. 냉각 공기의 절대량은 슬래그가 발포될 때에도 슬래그(17)가 침지 노즐(11)의 출구(18)로 유입되어 그를 폐쇄하는 것을 방지하도록 선택되어야 한다. 발포 슬래그의 높이는 어느 도면에도 나타나 있지 않다. 그러나, 발포 슬래그 조건에서, 출구(18)는 슬래그 층(17)에 의해 잠길 것이다.

침지 노즐(11)은 다양한 위치에 위치할 수 있지만, 침지 노즐(11)은 바람직하게는 용융 금속 욕 위의 위치로부터 시작하여 용융 금속(19)의 표면(16)에 대한 직선적 접근로를 갖도록 위치된다. 보다 바람직하게는, 침지 노즐(11)은 노즐(11)의 출구(18)가 야금 용기(31)의 입구 지점(본 명세서에서는 상단 단부 또는 루프(35)라고도 지칭됨)과 일치(더 구체적으로는 바로 아래에 위치 됨)하도록 위치된다.

야금 용기(31)는 전기 아크로, 레이들(ladle), 턴디시(tundish) 또는 임의의 용기, 또는 용융 금속의 처리를 위해 본 기술분야의 숙련자에게 공지된 용기의 섹션일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기 위해, 용기(31)는 루프(35) 및 바닥(37)을 갖는 것으로 설명되지만, 용기(31)는 용융 금속을 유지할 수 있는 임의의 컨테이너가 본 발명의 방법에 적용 가능하기 때문에 루프를 가질 필요가 없다는 것이 이해될 것이다

도 3a는 측정 시퀀스의 제1 침지 이전의 광학 코어형 와이어(6)의 초기 시작 위치를 도시한다. 특히, 초기 시작 위치에서, 광학 코어형 와이어(6)는 안내 튜브(5) 및 침지 노즐(11) 내에 수용된다. 바람직하게는, 광학 코어형 와이어(6)의 선단 팁(6a)(도 3a에서는 보이지 않지만 도 3c에서 가시적임)은 침지 노즐(11)의 출구(18)에, 그리고, 따라서, 야금 용기(31)의 입구 지점(예를 들어, 루프(35))에 인접하게 위치된다.

이 방법을 수행하는 맥락에서 "초기"라는 용어는 단일 정련 배치(batch) 내에서 측정 시퀀스의 제1 측정을 지칭한다.

이 초기 시작 위치로부터, 광학 코어형 와이어(6)는 본 명세서에서 제1 브리지 속도로 지칭되는 제1 속도로 도 2 및 도 3b에 도시된 바와 같은 제2 위치에 이송되고, 제2 위치는 본 명세서에서 측정 위치라고도 지칭된다. 측정 위치에서, 광학 코어형 와이어(6)는 침지 노즐(11)의 출구(18)를 빠져나와 용기(31)로 들어간다. 보다 구체적으로, 광학 코어형 와이어(6)의 선단 부분은 슬래그 층(17)을 통과해 밀어 넣어져 용융 금속 욕에 침지된다.

용융 금속(19)의 고온으로 인해, 광학 코어형 와이어(6)의 외부 금속 재킷(23)의 선단 에지(33)는 도 2에 도시된 바와 같이 점진적으로 용융된다. 광섬유(26)를 둘러싸는 중간 층(24)이 용융 금속(19)의 열에 의해 점진적으로 제거되는 액적(34)으로 용융되는 동안 외부 금속 재킷(23)의 점진적으로 용융하는 선단 에지(33)는 침지 방향(I) 반대 방향으로 후퇴된다. 결과적으로, 광섬유(26)의 팁(10)은 액적(34)으로부터 돌출하고 용융 금속에 노출된 돌출부를 형성한다. 측정 위치에서, 광섬유 팁(10)은 용융 금속(19)의 표면(16) 아래의 평면(20)에 놓인다. 따라서, 제1 브리지 속도 동안, 광학 코어형 와이어(6)의 팁(6a)은 용기(31)의 입구 지점(예를 들어, 루프(35))과 용융 금속 표면(16) 아래의 측정 지점(즉, 평면(20)) 사이의 거리를 횡단하거나 그에 걸쳐진다.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 초기 시작 위치와 측정 위치 사이의 전이는 본 발명의 방법에 따라 하나의 제강 배치 내의 측정 시퀀스의 제1 측정을 나타낸다. 시퀀스에서 제1 측정 동안 및 그 후, 안내 튜브(5) 및 침지 노즐(11) 내에서 냉각된 광학 코어형 와이어(6)는 이제 침지 노즐(11)의 출구(18)로부터 덮개 슬래그(17)까지의 거리 동안 야금 용기(31)의 복사열에 노출되며, 그 후, 용융 금속 욕의 표면(16) 아래의 지점(즉, 평면(20))으로 전도 가열된다.

제1 브리지 속도는 미리 정해진 길이의 광학 코어형 와이어(6)가 이송되게 하며, 여기서 미리 정해진 길이는 침지 노즐(11)의 출구(18)와 평면(20) 내의 측정 위치 사이의 거리와 동일하다. 보다 구체적으로, 제1 브리지 속도는, 광섬유(26)의 돌출 및 노출된 팁(10)이 충분한 열을 함유한 채 용융 금속 욕에 도달하고 용융 금속 욕에 침지되어, 용융 금속(19)을 덮는 용융된 슬래그(17)가 그 팁의 면 및 외부 금속 튜브(23) 주위를 빠르게 냉각시키지 않도록 보증하기에 충분히 신속해야 한다. 그렇지 않으면, 외부 금속 재킷(23) 상의 다량의 응고된 슬래그가 침지 동안 용융 금속(19)에 대한 광학 코어 섬유(26)의 노출을 방해한다. 야금 용기(31)의 고온 환경에 있지만 용융 금속 욕에 침지되지 않은 광섬유(26)의 나머지 부분은 단열 중간 층(24) 및 외부 금속 재킷(23)에 의해 여전히 보호된다. 따라서, 침지 직전의 광섬유(26)의 나머지 부분은 용융 금속 욕의 온도를 정확하게 측정하는 데 필수적인 바와 같은 유리질 상태(vitreous condition)에 있다.

제1 브리지 속도는 바람직하게는 8 내지 12m/min이며, 보다 바람직하게는 제1 브리지 속도는 10m/min이며, 이는 광학 코어형 와이어(6)의 선단 손상 부분의 신속한 침지 및 폐기를 보장한다.

도 2 및 도 3b에 도시된 측정 위치에 도달시(즉, 광섬유(26)의 팁(10)이 용융 금속 욕 내의 특정 깊이에 침지된 이후), 광학 코어형 와이어(6)는 침지 이송 속도 또는 침지 속도라고 본 명세서에서 지칭되는 제2 속도로 이송된다. 보다 구체적으로, 도 3b에 도시된 측정 위치에 도달하면, 이송 시스템(4)의 구동 모터는 제1 브리지 속도로부터 침지 이송 속도로 빠르게 변화한다. 브리지 속도 또는 침지 이송 속도라는 명칭은 광학 팁(10)의 위치에 기초한 2개의 별개의 이송 속도를 구별하기 위한 기능만을 한다.

용융 금속(19)에 진입한 광섬유(26)의 부분은 침지 이송 속도와 동일한 속도로 점진적으로 소모 및 보충된다. 제1 브리지 속도는 바람직하게는 침지 이송 속도보다 높다. 이것은 침지 이송 속도가 광섬유(26)의 소모율인 반면 광학 코어형 와이어(6)의 이송 속도(즉, 제1 브리지 속도)는 광섬유(26)가 용기(31)의 고온 환경에 노출됨으로써 파괴 및 실투되는 속도를 보상하여야 하기 때문이다. 제2 속도에 의한 이러한 보충은 원하는 침지 깊이 또는 약간 변화하는 깊이로 광학 팁(10)을 유지시킨다.

그러므로, 침지 이송 속도는 용융 금속(19)의 표면(16) 아래에 침지되어 있는 동안 광섬유(26)의 소모율에 의존한다. 보다 구체적으로, 침지 이송 속도는 측정 평면(20)에서의 광섬유(26)의 침지 깊이를 유지하도록 외부 금속 재킷(23)의 선단 에지(33)의 후퇴 속도와 동일하다. 침지 이송 속도는 4 내지 7m/min, 바람직하게는 5m/min이며, 이는 광학 코어형 와이어 소모율을 보상하기에 충분한다.

침지 이송 속도는 설정된 시간 간격 동안 계속된다. 침지 이송 속도 동안 온도 측정이 취해진다. 설정된 시간 간격 후에, 구동 모터는 정지되고 광학 코어형 와이어(6)는 중지된다. 이러한 중지 상태에서, 짧은 시간 후에도, 광학 코어형 와이어(6)의 선단 팁(6a)은 도 3c에 도시된 바와 같이 금속 표면(16)까지 용융될 것이다.

추가의 측정을 위해, 광학 코어형 와이어(6)는 선단 팁(6a)이 용융 금속(19)의 표면(16) 상에 또는 약간 위에 있는 도 3c에 도시된 중지된 위치로부터 제1 브리지 속도로 다시 측정 평면(20)을 향해 이동한다. 따라서, 제1 브리지는 광섬유가 침지되지 않더라도 용기(31)의 내부 환경에 의해 열 손상을 입었을 것이므로 측정이 아닌 폐기를 위해 금속 내로 소정 길이의 광섬유(26)를 배출하기에 충분히 빠르도록 선택된다. 측정 시퀀스의 후속 측정에서 제1 브리지 속도는 미리 정해진 길이의 광학 코어형 와이어(6)가 배출될 수 있게 하며, 여기서 배출된 길이는 침지 노즐(11)의 출구(18)와 평면(20) 내의 측정 위치 사이의 거리와 동일하다.

광섬유(26)의 노출된 팁(10)이 도 3d에 도시된 바와 같이(즉, 도 3b에 도시된 초기 측정 위치와 동일하게) 측정 평면(20)에 도달하자마자, 이송 속도는 침지 이송 속도로 변경된다. 특히, 구동 제어는 침지 이송 속도로 빠르게 변경된다. 다시, 침지 이송 속도는 설정된 시간 간격 동안 계속되고, 그 후에 구동 모터는 정지되고 광학 코어형 와이어(6)는 다시 중지된다. 따라서, 광학 코어형 와이어(6)를 이송하는 방법은 동일한 정련 배치(refining batch) 내의 후속 측정이 다음 측정을 수행하기 전에 이전 침지에 의해 손상된 광학 코어형 와이어를 제거해야 한다는 것을 인식하고 있다. 제1 측정에 후속한 각각의 측정에 대해, 침지 이송 속도는 동일하게 유지하면서, 광학 코어형 와이어(6)가 제1 브리지 속도와 동일한 속도로 이송되는 것이 바람직하다. 그러나, 일부 상황에서, 제1 측정에 후속한 각각의 측정에 대해, 광학 코어형 와이어(6)가 제1 브리지 속도보다 높은 속도로 이송될 수도 있다.

생산 프로세스 동안, 특히, 통상적으로 이전 측정으로부터 30 초 이상 또는 1분 이하 떨어져 있는 프로세스의 최종 스테이지들에서 반복 측정을 갖는 것이 유리하다. 본질적으로, 본 발명의 방법에는 2가지 측정 환경이 존재하지만, 종래 기술은 단 하나의 측정 환경만이 존재하는 것처럼 이러한 방법을 다루어 왔다. 제1 측정은 광학 코어형 와이어(6), 보다 구체적으로는 광학 팁(10)이 용융 금속(19)에 대해 원격 또는 격리된 위치에 있고 초기에 실투 온도 미만인 초기 조건으로부터 시작한다. 제1 측정에 후속하는 모든 측정에 대하여, 용기(31)로부터 용융 금속이 제거될 때까지 광학 코어형 와이어(6)가 인출되지 않는다면, 광학 코어형 와이어(6)는, 침지 노즐(11) 외부에 있지만 여전히 용기의 내부에 있는 광학 코어형 와이어(6)의 미소모 부분은 용기(31)의 환경에 대한 노출로 인해 가열되는 한편, 광학 코어형 와이어(6)의 침지 부분은 금속 레벨(16)까지 다시 용융되는 상태로 된다. 따라서, 후속 측정을 위한 시작 조건은 광학 코어형 와이어(6)의 노출된 부부는 이미 가열되고 있는 반면, 여전히 침지 노즐(11) 내에 있는 광학 코어형 와이어(6)의 부분은 저온 상태에 있는 것이다. 미소모 부분을 인출하는 것은 실용적이지 않으며, 그 이유는 광학 코어형 와이어(6)의 외부 금속 재킷(23)에 부착된 슬래그가 동결될 것이고, 그 외경을 증가시킴으로써 침지 노즐(11)의 내부 치수를 초과할 수 있기 때문이다.

적절한 이송 시스템(4)은 최소한 정확한 광학 코어 와이어 속도 검출 수단을 가지며, 그 이유는 구동 모터가 특정 시간 간격 동안 주어진 속도로 작동될 때, 해당 시간 간격의 지속 시간은 분배되는 광학 코어형 와이어의 양의 정확한 크기이기 때문이다.

따라서, 일 실시예에서, 본 발명의 방법을 수행하기 위한 이송 시스템(4)은 코어형 와이어(6)가 용융 금속 욕에 도달할 때 속도가 감소되도록 광학 코어형 와이어(6)의 이송 속도를 제어하는 이송 제어부를 포함한다. 바람직한 실시예에서, 광학 코어형 와이어(6)를 이송하기 위한 모터 구동부의 전력 소모는 광학 코어형 와이어(6)를 용융 금속 욕 내로 이송하기 위한 속도를 제어하기 위한 표시로서 사용된다. 용융 금속(19)에 광학 코어형 와이어(6)가 도달하면 모터 구동부의 전력 소모가 변화된다. 대응하는 소모 전력의 변화의 검출은 제1 브리지 속도로부터 침지 이송 속도로 이송 속도를 감소시키기 위한 신호로서 사용될 수 있다. 소모 전력은 또한 예를 들어, 침지 노즐(11)의 출구(18)에서 미리 설정된 위치로부터 야금 용기(31)의 바닥(37)까지의 거리 또는 이송 경로 내의 장애물을 측정하기 위해 간접적으로 사용될 수 있다.

또한, 주어진 지점으로부터 분배된 광학 코어형 와이어(6)의 양은 광학 코어형 와이어(6)의 임의의 부분, 예를 들어 광학 팁(10)의 공간적 위치와 직접 관련될 수 있다. 따라서, 특정 시간 동안 특정 속도로 광학 코어형 와이어(6)를 구동함으로써 용융 금속 욕 내의 측정 팁(10)의 위치를 직접 제어할 수 있다. 본 방법은 실투 속도가 일정하지 않고 2가지 속도의 이송 패턴을 채택하는 것을 인식하고 있으며, 2가지 속도의 이송 패턴은 그 사용 시간에 광학 코어형 와이어(6)의 열적 조건을 보상하며, 그 이유는 이 열적 조건이 야금 용기(31) 및 종래의 측정의 주변 환경 양자 모두에 의해 결정되기 때문이다.

모든 유형의 야금 용기를 이용하여 본 발명의 방법을 실시하여 종래 기술의 약점을 극복하기 위해, 용기의 형상 및 그 내부에 수용된 용융 금속에 대한 기초 지식을 갖는 것이 유리하다. 따라서, 도 5를 참조하면, 비특정적인 형상을 갖는 루프 부분(35) 및 바닥 부분(37)을 갖는 비특정적인 용기(31)가 도시되어 있다. 이 용기(31)는 본 발명의 방법을 나타내는 이송 스케줄에 도달하기 위해 본 발명의 방법을 적용하는 예로서 사용된다.

시스템(4)의 초기 설치시에, 광학 코어형 와이어(6)의 선단 팁(6a)이 침지 노즐(11)의 출구 위치(18)와 대략 동일할 때까지, 광학 코어형 와이어(6)가 코어형 와이어 속도 제어를 포함하는 적절한 이송 장비를 이용하여 전진된다. 즉, 광학 코어형 와이어(6)의 팁(6a)의 시작 위치 또는 초기 위치(D0)는 그 출구(18) 근처(즉, 용기(31)의 입구 지점 부근)의 침지 노즐(11) 내의 지점으로서 취해진다. 이 시작 위치는 도 3a에 도시된 구성에 상응한다. 이 위치는 시각적으로 결정될 수 있거나, 침지 노즐(11)로부터 광학 코어형 와이어(6)의 랜덤 길이를 연장시키고 전기 아크로 용융 프로세스에서와 같이 한번의 용융 사이클 동안 이를 연소시키는 것을 허용함으로써 설정될 수 있다. 적절한 위치 검출기는 용기(31)의 물리적 형상 및 용기 루프(35)의 하측과 실질적으로 동일한 침지 노즐 출구(18)의 위치에 의존하기 때문에 제1 사이클 후에 D0의 값을 저장하기 위해 제로화될 수 있다. 루프가 없는 경우, 침지 노즐(18)의 출구(18)가 초기 시작 위치로서 사용된다. 침지 노즐(11)이 없는 경우, 안내 튜브(5)의 출구가 초기 시작 위치로서 사용된다.

광학 코어형 와이어(6)의 진입 각도는 용기(31)의 구성 세부 사항에 따라 0도 내지 60도 사이일 수 있고 시작 위치(D0)를 변화시키지 않는다. 바람직하게는, 광학 코어형 와이어(6)의 진입 각도는 용융 금속(19)의 표면(16)에 수직이다. 이 예시적인 용기(31)에 대하여, 용융 금속(19)의 표면(16)에 수직이라는 것은 광학 코어형 와이어(6)의 진입 각도가 0도임을 의미한다. 침지 각도의 존재는 공지된 계산법인 선형 거리의 계산만을 변경한다. 또한, 광학 코어형 와이어(6)의 이송은 광학 코어형 와이어 팁(6a)이 위치 D3에 대응하는 용기의 바닥과 접촉할 때까지 진행된다. 이 선형 거리는 D3-D0이다. 이 거리는 용기(31)가 비어있을 때 시각적으로 결정될 수 있지만, 일반적으로 이송 기계의 구동 모터의 초기 상승 토크 응답을 모니터링하는 것으로 허용 가능한 정보가 제공된다. 위치(D0 및 D3)의 결정은 야금 용기(31)가 비어있는 임의의 시간 또는 용기(31)가 단지 소량의 잔류 용융 금속을 수용하는 시간에 이루어질 수 있다. 주기적으로, 위치(D3)는 노 저부(37)의 변화하는 윤곽을 보상하기 위해 내화재 라이닝 수리 간격 사이에서 결정되어야 하며, 그 중요성은 본 명세서에서 보다 상세하게 설명된다. 이 예시적인 용기를 위해, D0의 위치는 0 미터로 간주되고 D3의 위치는 1.8 미터와 같으며 이는 D0과 D3 사이의 거리가 1.8 미터와 같다는 것을 의미한다. 레이들 같은 용기(31)의 정상적인 용융 금속 레벨(16) 아래로 2 미터를 초과하여 위치하는 바닥(37)을 갖는 용기(31)의 경우, D0과 D3 사이의 거리는 상수로서 2 미터가 되도록 할당된다.

용기(31)의 바닥(37) 상에 놓인 금속의 높이인, 최적의 용융 금속 욕 레벨(16)은 그의 설계 및 작동 방법에 의해 각 야금 용기(31)에 대해 대략적으로 알려져 있다. 실제로, 침식 또는 과도한 스컬(skull) 또는 내화재 축적으로 인한 용기 벽의 윤곽의 변화 및/또는 용기(31)의 경사 작동으로 인해, 저부 또는 바닥(37)에 대한 용융 금속(19)의 실제 높이는 고정된 값이 아니다. 이와 같이, 이러한 변화는 용기(31) 내의 용융 금속의 변위 체적(displacement volume)을 변화시킬 것이다.

용융 금속 욕 레벨을 결정하는 데는 여러 가지 방법이 있다. 예를 들어, 금속에 침지된 측정 바아가 연소되게 하고, 그 후, 기준 지점 및 나머지 바아의 거리를 측정함으로써 용융 금속 레벨 위의 위치로부터 임의의 노 각도에서의 근사 용융 금속 거리를 결정할 수 있다. 이 방법은 본 기술분야에 공지되어 있으며, 예시적 용기(31)에 적용될 때, 용기 루프(35)에 대응하면서 0 미터인 것으로 간주되는 기준 지점(D0)으로부터 용융 금속 표면(16)에 대응하는 위치(D1)까지의 거리는 1 미터이다. 루프가 없는 용기(31)의 경우에, D1은 기준 지점(D0)으로부터 매우 쉽게 결정될 수 있으며, 그 이유는 D0이 또한 루프 섹션 내에 있는지 또는 개방 욕(19) 위에 떠 있는지 여부에 무관하게, 침지 노즐(11)의 출구(18)(또는 침지 노즐(11)의 부재시, 안내 튜브(5)의 출구)에 대응하기 때문이다. 위치(D1)는 또한 용융 욕(19)과 광학 코어형 와이어(6)의 전도 부분 사이의 전자 전도도에 의해 현장에서 결정될 수 있다. 이러한 측정은 본 기술분야에 공지되어 있고 본 발명의 실시를 제한하지 않는다.

본 발명의 방법에 사용되는 광학 코어형 와이어(6)에 가장 적합한 것으로서, 측정 평면(20)에 놓여있는 지점에 대응하는 D2의 위치는 단순히 0.5*(D3-D1)+D1로 계산된다. 도 5의 예시적인 용기(31)에서, D2의 위치는 1.4 미터이다. 즉, 측정 평면(20)은 광학 코어형 와이어(6)의 시작 위치(D0)로부터 1.4 미터의 거리로 연장된다.

따라서, 모든 설정점 D0, D1, D2 및 D3은 각 야금 용기 형상 및 용융 금속 환경에 대해 계산할 수 있다.

다음 예는 본 발명의 방법에 따른 예시적인 조건을 제공하지만, 본 발명의 범위 내에서 많은 다른 조건이 가능하다는 것을 이해할 것이다.

예 1

1㎜ 강철 외부 재킷(23)으로 둘러싸여진 저융점 E-유리의 중간 층(24)을 갖는 등급 인덱스 62.5/125μ, 0.9㎜ 반-밀폐 플라스틱 재킷 광섬유(26)를 구비한 광학 코어형 와이어가 코어형 와이어 이송 시스템(4)에 사용되고 본 발명의 양호한 2가지 이송 속도 체계에 의해 도 5에 도시된 예시적 야금 용기로 이송되며, 그에 의해, 온도 측정을 위한 다음 절차를 초래한다.

제1 브리지 속도는 8 내지 12m/min, 바람직하게는 10m/min이다. 제1 브리지 속도는 전기 노(31)의 특정 누산된 전력 소모에서 자동으로 개시되지만 수동 입력될 수도 있다. 광섬유(26)의 측정 팁(10)을 평면(20)의 측정 지점(D2)에 위치시키기 위해, 구동 모터는 바람직하게는 8.5 초의 지속 시간 동안 10m/min의 제1 브리지 속도로 작동된다. 위치(D2)에서 측정 팁(10)을 유지하면서 광학 코어형 와이어(6)의 소모를 균형화하기 위해, 측정 팁(10)이 측정 평면(20)까지 침지되고 나서, 이송 속도는 4 내지 7m/min, 바람직하게는 5m/min의 침지 이송 속도로 5 초의 지속 시간 동안 신속히 저하된다. 이 제2 이송 스테이지 동안, 광학 측정 팁(10)이 용융 금속 내에 침지되는 동안, 측정, 바람직하게는 온도 측정이 수행된다. 따라서, 침지 이송 속도가 지속되는 지속 시간은 실제 결정이 더 짧은 시간 내에 달성될 수 있지만, 하나의 개별 측정에 대한 안정적인 검출 간격(detection interval)(즉, 측정 간격)에 대응한다. 다른 측정 간격 지속 시간이 사용될 수 있지만, 이 시간 간격 내에서 충분한 온도 검출을 얻을 수 있고, 따라서, 경제적 최소 재료 소모가 얻어진다.

그 후, 구동 모터는 5 초의 측정 간격 후에 의도적으로 정지되어, 욕(19) 내의 모든 침지된 광학 코어형 와이어(6)의 용융을 허용하고, 그 후에 새로운 측정이 수행될 수 있다. 광학 코어형 와이어(6)가 슬래그/금속 인터페이스를 향해 용융됨에 따라 광 출력이 추가 정보에 대해 모니터링될 수 있다.

상술한 설명으로부터, 본 기술분야의 숙련자는, 광학 코어형 와이어(6)가 용융 금속(19)에 도달하기 위해 브리지되어야만 하는 거리를 알고 있고 광학 코어형 와이어(6)의 가열 및 소모율을 알고 있다면, 구동 모터의 작동 시간이 본 발명으로부터 벗어나지 않고 다양한 형태의 용융 금속 용기에 적용 가능한 구동 속도에서의 작은 편차에 의해 달라질 수 있다는 점을 이해할 것이다. 일정한 구동 속도에서, 이동된 거리는 파워 온 시간의 함수이며, 침지 노즐 출구(18)로부터 평면(20)의 측정 위치(D2)까지의 최적의 거리는 D2가 1.4 미터인 본 예에서 다음과 같이 시간으로 변환될 수 있음을 알 수 있을 것이다.

예 1은 본 발명의 특히 바람직한 실시예를 나타낸다.

예 2

0.5㎜ 스테인리스 강 외부 재킷(23)으로 둘러싸여진 저융점 E-유리의 중간 층(24)을 갖는 등급 인덱스 62.5/125μ, 0.9㎜ 반-밀폐 플라스틱 재킷 광섬유(26)를 구비한 광학 코어형 와이어가 코어형 와이어 이송 시스템(4)에 사용되고 본 발명의 양호한 2가지 이송 속도 체계에 의해 도 5에 도시된 예시적 야금 용기에 이송되며, 그에 의해, 온도 측정을 위한 다음 절차를 초래한다.

1㎜ 이외의 두께를 가지고 및/또는 다른 재료로 형성된 외부 금속 재킷(23)에 대해 본 발명의 방법을 사용하기 위해, 침지 이송 속도는 다음의 식에 따라 조정될 수 있고: 침지 이송 속도 = (5*(외부 금속 재킷(23)의 두께)^-1)/융점 K/1800), 여기서, 외부 재킷(23) 재료의 융점은 캘빈 단위로 주어지고, 외부 재킷(23)의 두께는 ㎜ 단위이다.

본 예에서, 외부 금속 재킷(23)의 재료의 용융 온도는 1723 K이다.

제1 브리지 속도는 8 내지 12m/min, 바람직하게는 10m/min이다. 제1 브리지 속도는 전기 노(31)의 특정 누산된 전력 소모에서 자동으로 개시되지만 수동 입력될 수도 있다. 광섬유(26)의 측정 팁(10)을 평면(20)의 측정 지점(D2)에 위치시키기 위해, 구동 모터는 바람직하게는 8.5 초의 지속 시간 동안 10m/min의 제1 브리지 속도로 작동된다. 위치(D2)에서 측정 팁(10)을 유지하면서 광학 코어형 와이어(6)의 소모를 균형화하기 위해, 측정 팁(10)이 측정 평면(20)까지 침지되고 나서, 이송 속도는 5 초의 지속 시간 동안 5m/min의 침지 이송 속도로 조정된다. 이 제2 이송 스테이지 동안, 광학 측정 팁(10)이 용융 금속 내에 침지되는 동안, 측정, 바람직하게는 온도 측정이 수행된다. 따라서, 침지 이송 속도가 지속되는 지속 시간은 실제 결정이 더 짧은 시간 내에 달성될 수 있지만, 하나의 이산 측정에 대한 안정적인 검출 간격(즉, 측정 간격)에 대응한다.

그 후, 구동 모터는 5 초의 측정 간격 후에 의도적으로 정지되어, 욕(19) 내의 모든 침지된 광학 코어형 와이어(6)의 용융을 허용하고, 그 후에 새로운 측정이 수행될 수 있다. 침지 간격(immersion interval)에 후속하여, 추가적인 5초의 검출이, 추가적인 5초의 검출이 광학 코어형 와이어(6)가 슬래그/금속 계면을 향해 다시 용융될 때의 광학 출력을 모니터링하면서 수행될 수 있다.

광학 코어형 와이어를 이송하기 위한 미리 결정된 설정점은 실제 설치 현장에서 거리의 실제 측정에 의해 결정된다. 본 방법의 복잡하지 않은 실시는, 재발생 측정 설정점(D2)이 그 방법 중에 결정되고 용기 내화재의 마모에 대해 간단하게 조정될 수 있으므로 노 형상에 무관하게 최적의 측정 프로세스를 항상 갖기 때문에 용융 용기의 작업자에게 경제적으로 이익이 된다. 채택된 방법은 측정 사이에서 간격 중에 결국 실투될 광학 코어형 와이어의 부분을 회복시키려 하기보다는 고의적으로 폐기하다. 각 거리 파라미터는 사용 지점에 의존하며, 설비간의 그리고 단일 설비 내의 작동 조건들에서 변동을 보상할 수 있다. 이 방법은 실투된 사용된 광섬유를 코일에서 절단하는 복잡성을 제거하고 따라서 필요한 장비 및 정비를 제거한다.

본 기술분야의 숙련자는, 본 발명의 넓은 개념을 벗어나지 않고 상술한 실시예에 변화가 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명은 개시된 특정 실시예들에 한정되지 않으며, 첨부된 청구범위에 의해 규정된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위 내의 변경들을 포함하는 것을 의도하는 것으로 이해된다.

Claims (12)

1. 용융 금속(19)의 온도를 측정하기 위해 용기(31)에 수용된 용융 금속(19) 내로 코어형 와이어(6; cored wire)를 이송하는 방법에 있어서,
   상기 코어형 와이어(6)의 선단 팁이 상기 용기(31)의 입구 지점에 근접하는 제1 위치에 상기 코어형 와이어(6)를 위치 설정하는 단계로서, 상기 입구 지점은 용융 금속(19)의 표면(16) 위에 위치하고, 상기 코어형 와이어(6)는 소모성 광섬유(26) 및 상기 광섬유(26)를 측방에서 둘러싸는 피복을 포함하는 것인 단계;
   상기 코어형 와이어(6)를 상기 제1 위치로부터, 상기 코어형 와이어(6)의 선단 팁이 용융 금속(19) 내에 침지되고 측정 평면(20) 내에 놓이는 제2 위치까지 제1 지속 시간 동안 제1 속도로 이송하여, 상기 광섬유(26)의 선단 팁이 피복으로부터 돌출되고 용융 금속(19)에 노출되도록 하는 단계; 및
   상기 광섬유(26)의 선단 팁이 피복으로부터 돌출되고 용융 금속(19)에 노출되고 나면, 상기 코어형 와이어(6)가 제2 속도로 이송되는 동안 상기 용융 금속(19)의 제1 측정을 수행하기 위해, 상기 코어형 와이어(6)를 제2 지속 시간 동안 상기 제2 속도로 이송하는 단계
   를 포함하고,
   상기 제1 속도는 상기 제2 속도보다 높고,
   상기 피복은 저탄소강으로 형성된 외부 금속 재킷을 포함하고,
   상기 외부 금속 재킷은 1㎜보다 크거나 그 보다 작은 두께를 가지며, 상기 제2 속도는 다음 식에 따라 계산되고,
   제2 속도 = (5 * (T)^-1) / (MP/1800),
   T는 ㎜ 단위의 외부 금속 재킷의 두께이고, MP는 캘빈 단위의 외부 재킷의 재료의 융점인 것인 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 속도로 상기 코어형 와이어(6)를 이송하는 단계 이후, 상기 코어형 와이어(6)의 선단 팁이 제3 위치까지 상기 용융 금속(19)의 표면(16)으로 다시 용융되도록 코어형 와이어(6)의 이송을 중지시키는 단계;
   후속하여, 상기 제3 위치로부터 다시 상기 제2 위치로 상기 제1 속도로 상기 코어형 와이어(6)를 이송하는 단계; 및
   상기 광섬유(26)의 선단 팁이 피복으로부터 돌출되어 용융 금속(19)에 노출되고 나면, 상기 용융 금속(19)의 제2 측정을 수행하기 위해 상기 코어형 와이어(6)를 상기 제2 속도로 이송하는 단계
   를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 속도는 상기 용융 금속(19)에의 침지에 의한 광섬유(26)의 소모율과 동일한 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 속도는 8 내지 12m/min인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 속도는 4 내지 7m/min인 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 외부 금속 재킷이 1㎜의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 코어형 와이어(6)는 상기 코어형 와이어(6)의 이송 속도를 제어하는 제어기를 포함한 이송 장치에 의해 이송되는 것을 특징으로 하는 방법.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 코어형 와이어(6)는, 모터 구동부 및 상기 코어형 와이어(6)의 이송 속도를 제어하는 제어기를 포함한 이송 장치에 의해 이송되고, 상기 모터 구동부의 전력 소모율은 상기 코어형 와이어(6)의 선단 팁이 용융 금속(19)에 침지될 때 변화하여, 전력 소모율의 변화를 검출할 때, 상기 제어기는 상기 코어형 와이어(6)의 이송 속도를 상기 제1 속도로부터 상기 제2 속도로 조정하는 것을 특징으로 하는 방법.
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