KR20000043425A - 열유속 측정을 통한 노저 연와두께 측정방법 및 그 장치 - Google Patents

열유속 측정을 통한 노저 연와두께 측정방법 및 그 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열유속 측정을 통한 고로 노저 연와두께를 측정하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 노저 연와의 효율적인 관리 및 적절한 개수시기 판단을 할수 있도록 함에 있어서, 실리콘판(4)내에 구리선(5)과 콘스탄탄선(6)을 연속적으로 연결하여 용접하여서 된 노저 연와두께 측정장치를 고로 철피(3)의 일측에 부착함으로 인해 발생하는 열기전력은 하기 식(1)과 같이하여 계산하고,
E=E1ΔΤ...(1)
이때 열유속 측정장치내에서의 열유속 q는 하기 식 (2)와 같이 하여 구하며,
상기 식 (1)과 식 (2)를 조합하여 하기 식 (3)과 같이 열유속을 구하고,
연와두께는 레코더(7)로부터 열유속을 수집하여 하기 식 (4)에 의해 계산
하는 수단으로 연와두께를 측정하도록 함을 요지로 한다

Description

열유속 측정을 통한 노저 연와두께 측정방법 및 그 장치
본 발명은 열유속 측정을 통한 고로 노저 연와두께를 측정하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 노저 연와의 효율적인 관리 및 적절한 개수시기 판단을 할수 있도록 한 것이다.
일반적으로 고로에서 노저연와는 1500℃이상의 용선 및 슬래그를 저장하는 저장용기로서 용선 및 슬래그의 화학적 침식, 또는 출선시 용선 및 슬래그의 유동에 의한 기계적인 침식에 의해 연와의 마모가 이루어진다.
이러한 연와의 침식으로 인하여 연와의 두께가 600mm에 도달할 경우 고로의 개수를 결정해야 한다. 따라서 노저연와 두께를 정확히 측정할 수 있다면 마모방지를 위한 조치를 취할 수 있으며 또한 정확하게 개수시기를 판단할 수 있으므로 연와두께의 측정기술은 고로조업과 수명을 좌우하는 중요한 인자이다.
종래의 노저연와를 측정하는 방법에는 일본공개 특허공보 소61-37328에서 발표하고 있는 것처럼 연와에 삽입된 열전대로부터 2차원 열전달해석을 통하여 측정하고 있다.
그리고 정확한 연와두께의 측정을 위해 보통 고로의 각 원주방향별 높이방향별로 카본연와로부터 100mm 혹은 200mm깊이에 열전대를 설치하여 온도변화추이를 감시하고 있다.
그러나 열전대가 설치되지 않은 부분에 대해서는 연와두께의 정보를 알 수 없으므로 그 주위의 열전대의 온도로부터 간접적으로만 추정하고 있는 실정이다.
그러나 현실적으로 노저부 전체의 연와마모 상황을 알기 위해 전구간에 걸쳐 열전대를 삽입 한다면 용선 유출 사고가 발생하거나 비용이 많이 들게 된다. 또한 카본연와내에 삽입되어 있기 때문에 열전대에 이상이 발생할 경우 보수가 불가능 하다는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소 하고자 발명한 것으로, 고로 철피에 탈착이 용이한 열유속 측정장치를 설치하고, 상기 장치로부터 신호를 받아 열유속에 따른 고로 연와두께를 연산하는 수단으로 연와두께를 측정하도록 한 열유속 측정을 통한 노저 연와두께 측정방법 및 그 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 본 발명의 고로 노저부의 연와 구조,열유속 측정방법을 나타내는 구성도
도 2는 본 발명의 열유속과 온도에 의한 연와두께 추정방법의 차이를 보여주는 그래프
도 3은 노저부 각 위치별 철피에서의 열유속과 철피온도 측정결과를 비교한 그래프.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 카본연와 2 : 스탬프재
3 : 철피 4 : 실리콘판
5 : 구리선 6 : 콘스탄탄선
7 : 레코더 8 : 가동면
본 발명의 열유속을 측정하는 장치는 도 1과 같이 두께 5mm 의 얇은 실리콘판(4)내에 구리선(5)과 콘스탄탄선(6)을 연속적으로 연결하여 용접하였다.
이 장치를 고로 철피(3)에 부착할 경우 철피와 접촉한 부분과 반대편 사이에 온도구배가 형성되어 구리선(5)과 콘스탄탄선(6)사이에 작은 열기전력 E1이 발생하게 되고, 이 열전쌍이 연속적으로 연결되어 있기 때문에 온도차에 의한 열기전력은 열전쌍의 수만큼 커지게 되어 전체 열기전력은 다음 식과 같이 표현될 수 있다.
E=E1ΔΤ...(1)
여기서 E1= SΔT(열전쌍의 열기전력, mV)
S:Sccbeck 계수
ΔT=T1-T2(센서내 온도구배, ℃)
n:열전쌍의 수
이때 열유속 측정센서내에서의 열유속 q는 다음과 같다.
k : 센서의 열전도도(kcal/mhr℃)
L : 센서의 두게(m)
상기 식 (1)과 식 (2)를 조합하여 다음과 같이 열유속을 구할 수 있다.
이 열유속 측정센서는 도 1과 같이 탈착이 용이하도록 자석에 의해 고로 철피(3)에 부착되며 연와두께는 레코더(7)로부터 열유속을 수집하여 다음 식에 의해 계산된다.
Tp: 가동면의 온도(℃)
Tw: 냉각수의 온도(℃)
lx; 카본연와의 두께(m)
l2: 스템프재의 두께(m)
l3: 철피의 두께(m)
k1: 카본연와의 열전도도(kcal/mhr℃)
k2: 스템프재의 열전도도(kcal/mhr℃)
k3: 철피의 열전도도(kcal/mhr℃)
hw: 냉각수의 열전달계수(kcal/mhr℃)
상기 식(4)로부터 연와의 두께 lx의 마모정도에 따른 열유속의 변화는 도 2와 같이 마모의 증가에 따라서 열유속이 상승하게 된다.
열전대의 경우 마모정도에 따라 3℃정도의 온도변화폭이 발생하는 반면 열유속은 4,000∼12,000kcal/m2℃로 큰 폭으로 변화하므로 보다 민감하게 연와마모 상황을 감지할 수 있는 장점이 있다.
그리고 도 3은 노저부 각 위치별 철피(3)에서의 열유속과 철피(3)온도 측정결과를 비교한 그래프이다.
온도의 경우 2℃내외에서 변화하는 반면 열유속의 경우 큰폭으로 변화하므로 내부 마모정도에 따른 영향을 보다 정확하고 빠르게 감지할수 있다.
이상과 같은 본 발명은 고로 철피에서의 열유속을 측정하여 고로 연와두께를 측정할 수 있으며, 이것을 활용하여 마모방지를 위한 조치 및 정확한 개수시기를 판단할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 노저 연와의 효율적인 관리 및 적절한 개수시기 판단을 할수 있도록 하는방법을 제공함에 있어서, 노저 연와두께 측정장치를 고로 철피(3)의 일측에 부착함으로 인해 발생하는 열기전력은 하기 식(1)과 같이하여 계산하고,
    E=E1ΔΤ...(1)
    이때 열유속 측정장치내에서의 열유속 q는 하기 식 (2)와 같이 하여 구하며,
    상기 식 (1)과 식 (2)를 조합하여 하기 식 (3)과 같이 열유속을 구하고,
    연와두께는 레코더(7)로부터 열유속을 수집하여 하기 식 (4)에 의해 계산
    하는 수단으로 연와두께를 측정하도록 함을 특징으로 하는 열유속 측정을 통한 노저 연와두께 측정방법.
  2. 노저 연와의 효율적인 관리 및 적절한 개수시기 판단을 할수 있도록 하는 장치를 형성함에 있어서, 두께 5mm 의 얇은 실리콘판(4)내에 구리선(5)과 콘스탄탄선(6)을 연속적으로 연결하여 용접하고, 고로 철피(3)로부터 탈착이 용이하도록 하기위하여 자석으로 부착시켜서 된 구성을 특징으로 하는 열유속 측정을 통한 노저 연와두께 측정창치.
KR1019980059804A 1998-12-29 1998-12-29 열유속 측정을 통한 노저 연와두께 측정방법 및 그 장치 KR20000043425A (ko)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030050868A (ko) * 2001-12-19 2003-06-25 주식회사 포스코 고로의 노저 연와 두께 추정 방법
KR100941845B1 (ko) * 2002-12-27 2010-02-11 주식회사 포스코 고로 노저부 연와 두께 추정 방법
KR102501893B1 (ko) * 2022-05-09 2023-02-21 주식회사 제이디 이차전지 전극 표면 및 코팅 상태 검사 장치

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