KR19980035187U - 레이들의 슬래그층 두께측정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 레이들(Ladle)의 슬래그(Slag)층 두께측정장치에 관한 것으로, 특히 레이들의 슬래그층 두께측정장치에 있어서, 에어로터(18)에 의해 회전되도록 베이스(17)에 지지되는 지지빔(16)과; 우측단에 연결되는 실린더(12)에 의해 상하회전이 가능하도록 상기 지지빔(16)의 상단에 결합되는 지렛대(11)와; 상기 지렛대(11)의 좌측단에 모터(10) 및 구동벨트(20)에 의해 회전 가능하도록 결합되는 회전바(8)와; 상기 회전바(8)의 하단부에 착탈이 가능하도록 결합되면서 침지되는 슬래그층(3)에 의해 보다 빠르게 침식되도록 산성캐스터블(7-3)로 형성되고, 침식중 절단을 방지하도록 상기 산성캐스터블(7-3)에 다수의 철심(7-2)이 내장되는 캐스터블환봉(7)으로 구성되는 특징으로 하는 레이들의 슬래그층 두께측정장치에 관한 것이다.

Description

레이들의 슬래그층 두께측정장치

본 고안은 레이들(Ladle)의 슬래그(Slag)층 두께측정장치에 관한 것으로, 특히 제강공정중 레이들내의 용강 상부에 떠있는 슬래그층에 침식이 빠른 재질로 가공된 캐스터블환봉을 침지시킨 후 모터를 이용하여 회전시킴으로써 용강의 슬래그층 두께를 신속하고도 정확하게 측정할 수 있는 레이들(Ladle)의 슬래그(Slag)층 두께측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 제강공정중 정련과정에서 발생되는 부산물인 슬래그는 용강과의 밀도차에 의해 레이들 내의 용강 상부에 떠있게 되고, 이러한 슬래그는 용강의 청정성을 악화시킬 뿐만 아니라 유해원소인 인(P)등이 용강속으로 다시 들어가는 복린현상이 일어날 우려가 있기 때문에 생석회, 형석등을 투입하는 방법을 주로 사용하고 있다.

이때 투입량을 최적화 하기 위해서는 발생된 슬래그량을 정확히 알아야 하며 이러한 목적으로 슬래그 두께를 측정하게 된다.

종래의 레이들내 슬래그층 두께 측정방법은 와류(Eddy current)식 거리계를 사용하는 방법(일본특허-昭61-272604), 슬래그와 용강간의 전기저항차를 이용하는 방법(일본특허:昭61-128103) 등이 있으며, 또한 산소농도차를 이용하거나 정도는 떨어지지만 간편하게 측정할 수 있는 온도차를 이용하는 방법이 있다.

그러나 이러한 방법들은 센서 및 변환장치등의 부대적인 설비와 장치가 추가로 필요하여 상당량의 설비비가 소요되며 고온에서 작업이 이루어지므로 정기적인 보수를 요하는 번거로움이 따르는 문제점이 있다.

또한 슬래그와 용강 사이의 온도차를 이용하는 방법은 부속설비는 필요없지만 침지시간에 따른 용해정도의 편차가 심하여 측정자간의 오차가 발생하므로 측정자의 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있다.

한편 국내에서 레이들의 슬래그층 두께측정에 관해 선출원된 방법은 도1에 도시한 바와 같이 제강 슬래그와 용강의 중간정도에 해당하는 밀도를 가지는 부유 캐스터블(4)을 침지시켜 용강(2)과 슬래그(3) 사이의 부력차를 이용하여 슬래그 상부로 부상된 높이를 슬래그 두께로 환산하여 측정하는 방법(공개특허:93343)과 도2에 도시한 바와 같이 캐스터블 환봉(5)을 슬래그층에 일정시간 침지시켜 침식의 경계부위를 슬래그 두께로 호나산하는 방법(공개특허:97799)등이 있다.

그러나 전자의 캐스터블(4)을 침지시켜 부력차를 이용하는 방법은 침지된 부유캐스터블에 슬래그(3)가 부착되고 캐스터블의 조성을 정확히 맞추지 않으면 부유되는 캐스터블봉이 넘어지는 단점이 있다.

또한 후자와 같이 캐스터블환봉(5)을 슬래그층(3)에 일정시간 침지시켜 경게부위를 측정하는 방법은 침지시간이 길고 캐스터블환봉을 올리고 내리는 데 시간이 걸리기 때문에 실제로는 5분이상의 시간이 소요되고 고생산성 체제에서는 공정간섭의 요인이 된다.

한편 도3에 도시한 바와 같이 레이들내의 슬래그 두께 측정장치(1994.12.31출원)는 자동제어되는 침지봉(6)을 슬래그층(3)에 침지시켜 슬래그층의 두께를 측정하는 장치로서, 정확성은 있으나 상기의 방법과 같이 측정시간이 과다 소요되어 작업의 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 고안은 레이들내의 용강 상부에 떠있는 슬래그층에 침식이 빠른 재질로 가공된 캐스터블환봉을 침지시킨 후 모터를 이용하여 회전시킴으로써 용강의 슬래그층 두께를 신속하고도 정확하게 측정할 수 있고, 작업의 생산성을 향상시킬 수 있는 레이들의 슬래그층 두께측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도1의 A,B,C는 종래의 레이들의 슬래그층 두께측정장치를 나타내는 개략도,

도2는 본 고안에 따른 레이들의 슬래그층 두께측정장치를 나타내는 개략도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1: 레이들 2; 용강 3: 슬래그층 4: 부유 캐스터블 5: 캐스터블환봉 7: 캐스터블환봉 7-1: 종이관 7-2: 철심 7-3: 산성캐스터블 8: 회전축 8-1: 종동풀리 10: 모터 10-1: 구동풀리 11: 지렛대 12: 에어실린더 13: 전자변 14: 조작판넬 16: 지지빔 17: 베이스 18: 에어로터 19: 로터리조인트 20: 구동벨트 21: 고정너트 22: 부시 23: 중심핀

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 레이들의 슬래그층 두께 측정장치에 있어서, 에어로터에 의해 회전되도록 베이스에 지지되는 지지빔과; 우측단에 연결되는 실린더에 의해 상하회전이 가능하도록 상기 지지빔의 상단에 결합되는 지렛대와; 상기 지렛대의 좌측단에 모터 및 구동벨트에 의해 회전 가능하도록 결합되는 회전바와; 상기 회전바의 하단부에 착탈이 가능하도록 결합되면서 침지되는 슬래그층에 의해 보다 빠르게 침식되도록 산성캐스터블로 형성되고, 침식중 절단을 방지하도록 상기 산성캐스터블에 다수의 철심이 내장되는 캐스터블환봉으로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이들의 슬래그층 두께측정장치를 제공한다.

도면을 참조하여 본 고안의 구성을 설명한다.

도2는 본 고안에 따른 레이들의 슬래그층 두께측정장치를 나타내는 개략도이다.

먼저 회전바(8)의 하단에 끼워지는 캐스터블환봉(7)은 슬래그층(3)의 두께를 측정하는 부위로 염기성의 제강슬래그에 침지되어 쉽게 침식이 일어나도록 산성캐스터블(7-3)로 제작되어 있다.

이때 산성캐스터블(7-3)은 Al₂O₃: 30∼50%, SiO₂: 50∼70%의 재료에 8∼15%의 수분을 첨가하고 동시에 기공도를 크게 제작함으로써 제강슬래그하에서 침식이 신속하게 이루어지도록 한다.

그리고 두께 20∼30mm로 가공되는 산성캐스터블(7-3)은 내주면에 5mm 두께의 종이관(25)이 삽입되어 있고, 내부에는 다수의 철심(7-2)이 내장되어 있다.

특히, 산성캐스터블(7-3)의 내주면에 삽입되는 종이관(25)은 그 내주면에 회전바(8)의 하단부가 삽입되어 캐스터블환봉의 착탈이 용이하도록 하는 역할을 하고, 산성캐스터블에 내장 분포되는 철심(7-2)은 슬래그층(3)에 의해 산성캐스터블이 침식될 때 절단 되지 않도록 방지하는 기능을 한다.

또한 하단부에 착탈이 가능하도록 캐스터블환봉(7)이 결합되는 회전바(8)는 상단부에 구동벨트(20)가 결합될 수 있도록 종동풀리(8-1)가 형성되어 있고, 중단부가 지렛대(11)의 좌측단에 회전 가능하도록 수직 관통되어 있다.

여기서 회전바(8)의 중단부가 수직으로 결합되는 지렛대(11)의 좌측단에는 부시(22)가 삽입되어 있고, 이 부시(22)를 상하로 관통하는 회전바(8)에는 부시의 상하부에 위치하도록 고정너트(21)가 각각 나합 체결되어 있으며, 이 고정너트(21)의 스토퍼 기능에 의해 회전바(8)는 지렛대(11)상에서 회전되면서 상하로 고정되도록 설치된다.

이때 지렛대(11)의 상면에 고정되는 모터(10)는 동력축의 상단부에 구동풀리(10-1)가 형성되어 있고, 이 구동풀리와 종동풀리(8-1) 사이에는 구동벨트(20)가 연결되어 있다.

한편 우측단부가 지지빔(16)의 상단에 중심핀(23)에 의해 회전 가능하도록 결합되는 지렛대(11)는 우측단에 지지빔(16)의 중단부에 부착되는 에어실린더(12)의 로드 상단이 결합되어 있다.

그리고 바닥에 고정되는 베이스(17)에는 상부에 에어로터(Air Rotor)(18)가 설치되어 있고, 전자변(13)으로부터 공급되는 고압의 에어에 의해 회전되는 에어로터(18)는 상부에 형성되는 동력축에 지지빔(16)의 하단이 로터조인트(19)에 의해 결합되어 있다.

이때 조작판넬(14)에 의해 제어되도록 연결되는 전자변(13)에는 에어실린더(12)와 에어로터(Air Rotor)(18)가 각각 연결되어 있고, 조작판넬(14)에는 모터(10)가 연결되어 있다.

이하 본 고안의 작용을 설명한다.

먼저 캐스터블환봉(7)을 회전바(8)의 하단에 고정되도록 끼운 다음, 조작판넬(14)을 조작하여 전자변(13)을 작동시켜 고압의 에어를 에어로터(18)에 공급하여 회전시키면 지지빔916)이 회전되면서 캐스터블환봉(7)을 레이들(1)의 상부에 위치하도록 이동시킨다.

그리고 전자변(13)에 의해 에어실린더(12)가 작동되도록 조작판넬(14)을 조작하면 에어실린더(12)가 상부로 전진되면서 지렛대(11)의 좌측부가 하강되고, 동시에 회전바(8)가 하강되면서 캐스터블환봉(7)이 슬래그층(3)에 서서히 침지된다.

또한 조작판넬(14)을 조작하여 모터(10)를 구동하면 그 구동력이 구동벨트(20)에 의해 전달되어 회전바(8)가 회전되면서 슬래그층(3)에 침지되어 있는 캐스터블환봉(7)을 회전시키게 된다.

여기서 캐스터블환봉(7)을 슬래그층(3)에 침지시킨후 10∼30초동안 초당 30∼60회 회전시킨 후 다시 에어실린더(12)를 하강 후진시키면서 에어로터(18)를 처음과 반대방향으로 회전시키면 캐스터블환봉(7)이 슬래그층에서 상승되면서 처음 대기 상태로 이동된다.

한편 슬래그층(3)에 침지되어 침식된 캐스터블환봉(7)을 회전바(8)로부터 분리하여 회수한 후 침식된 길이를 측정하면 침식된 길이가 바로 슬래그층의 두께가 된다.

실시예를 통하여 본 고안을 더욱 상세히 설명한다.

[실시예]

본 고안의 효과를 파악하기 위하여 50kg 대기 유도용해로에서 레이들 슬래그외 동일한 조성의 플럭스를 조제하여 이론적인 슬래그층이 30mm가 되도록 용강위에 투입한 후 제작된 캐스터블환봉(7) 및 슬래그층 두께측정장치를 이용하여 슬래그층의 두께를 측정하였다.

다음의 표1에서는 캐스터블 환봉의 조성과 침지시간에 따른 측정된 슬래그 두께를 나타내고 있다.

[표1]

상기 표1에서 보는 바와 같이 고안예는 종래예보다 캐스터블환봉의 조성을 변경하고, 첨가되는 수분의 량을 8∼15%로 증가시킴으로써 환봉의 기공도를 크게하여 침식성이 우수하도록 하였다.

또한 캐스터블환봉을 초당 30∼60회 시킴으로써 짧은 시간에 침식되어 슬래그 두께를 신속하게 측정하도록 하였다.

캐스터블환봉의 회전속도가 초당 60회이상인 경우 용강이 비산되고 환봉의 침식속도가 너무 빨리 절단되는 경우가 발생하였다.

본 고안에 따라 측정한 슬래그 두께는 ±2mm의 오차를 나타내어 우수하며 종래의 예에 비해서 침지시간이 1/3∼1/6로 단축되어 신속하게 측정할 수 있어 공정상의 간섭이 전혀 되지 않음을 알 수 있다.

본 고안은 레이들내의 용강 상부에 떠있는 슬래그층에 침식이 빠른 재질로 가공된 캐스터블환봉을 침지시킨 후 모터를 이용하여 회전시킴으로써 용강의 슬래그층 두께를 신속하고도 정확하게 측정할 수 있고, 작업의 생산성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (1)

1. 레이들의 슬래그층 두께측정장치에 있어서,

   에어로터(18)에 의해 회전되도록 베이스(17)에 지지되는 지지빔(16)과;

   우측단에 연결되는 실린더(12)에 의해 상하회전이 가능하도록 상기 지지빔(16)의 상단에 결합되는 지렛대(11)와;

   상기 지렛대(11)의 좌측단에 모터(10) 및 구동벨트(20)에 의해 회전 가능하도록 결합되는 회전바(8)와;

   상기 회전바(8)의 하단부에 착탈이 가능하도록 결합되면서 침지되는 슬래그층(3)에 의해 보다 빠르게 침식되도록 산성캐스터블(7-3)로 형성되고, 침식중 절단을 방지하도록 상기 산성캐스터블(7-3)에 다수의 철심(7-2)이 내장되는 캐스터블환봉(7)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 레이들의 슬래그층 두께측정장치.