KR20020051946A - 가열로내 슬라브의 온도 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가열로내 슬라브의 온도를 측정하기 위한 측정장치에 관한 것으로 그 목적은, 가열로에서의 소둔작업시 슬라브의 온도측정을 위한 열전대 작업시 슬라브의 표면에 인접한 측정부위에서의 온도측정 편차를 제거하여 슬라브의 온도측정을 보다 정확하게 수행토록 하는 데에 있다.

따라서, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 슬라브(10)에 형성된 복수의 삽입홀(20)내에 삽입되어 온도를 측정하는 열전대(30) 및, 상기 열전대(30)가 연결되어 측정된 슬라브의 온도분포를 검출하도록 상기 슬라브(10)의 일측에 설치되는 데이터로그 시스템(40)을 포함하고, 상기 슬라브(10)의 상부 표면 온도를 측정하는 상부 열전대(30c)는 슬라브(10)의 내부를 통하여 슬라브(10)의 표면온도를 측정토록 설치되는 가열로내 슬라브의 온도 측정장치를 제공한다.

Description

가열로내 슬라브의 온도 측정장치{APPARATUS FOR MEASURING TEMPERATURE OF SLAB IN REHEATING FURNACE}

본 발명은 가열로(REHEATING FURNACE)내에서 가열되는 슬라브(SLAB)의 온도를 측정하는 장치에 관한 것으로 보다 상세히는, 슬라브의 직하방향으로 표면에 인접하여 부착되는 열전대가 가열로내의 복사열에 의하여 영향을 받는 것을 피하도록 하여 보다 정밀한 슬라브의 온도측정을 수행토록 한 가열로내 슬라브의 온도 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 알려진 종래의 가열로내 슬라브의 측온을 위한 열전대 연결구조는 도 1에서 도시하고 있다.

즉, 도 1에서 도시한 바와 같이, 이동빔(Walking beam)을 갖는 가열로내에 장입되는 슬라브(100)는 정확한 소둔작업이 이루어 지고 있는 지를 알수 측정하기 위하여 상기 슬라브(100)의 온도를 여러 부위에서 수행한다.

이때, 상기 슬라브(100)의 온도측정부위를 살펴보면, 슬라브(100)의 중앙으로 이동빔(B1) 또는 고정빔(B2)이 위치되는 않는 난-스키드(Non-Skid)부분(S1)과, 고정빔부분(S2), 이동빔부분(S3) 및 가장자리(S4)의 4부위가 중요한 측정부위인데,이들 각각의 부위(S)에는 각 열전대(110)가 삽입될 수 있는 다수의 삽입홀 즉, 난-스키드 삽입홀(120), 고정빔 삽입홀(130), 이동빔 삽입홀(140) 및 가장자리 삽입홀 (150)을 각각 형성시킨다.

한편, 하나의 측정부위에 형성되는 각각의 삽입홀(120)(130)(140)(150)들은 다시 그 형성되는 깊이에 따라 상부, 중간 및 하부 삽입홀들로 형성되는데, 도 2에서 도시한 바와 같이, 난-스키드 측정부위(S1)을 살펴보면 열전대(110)가 슬라브 표면에서 하부면에 인접하는 위치까지 깊게 삽입되는 하부 삽입홀(120a), 슬라브(100)의 중앙 위치까지 삽입되는 중간 삽입홀(120b) 및, 슬라브(100)의 상부 표면에 인접한 상부 삽입홀(120c)로 각각 형성되게 된다.

즉, 하나의 슬라브(100)에는 고정 및 이동빔(B1)(B2)의 위치에 따라 그리고, 빔이 없는 부위와 가장자리의 4 측정부위(S)에 그 폭방향으로 3개씩의 상,하부 및 중간 삽입홀(1200(130)(140)(150)들이 형성되어 총 12개의 열젼대(110)가 각각의 삽입홀에 삽입된다.

그리고, 도 1에서 도시한 바와 같이, 슬라브(100)의 일측으로 고온에서도 견딜 수 있도록 부품화된 데이터로그 시스템(D)과 연결됨으로서, 슬라브(100)의 다양한 부위 즉, 슬라브의 길이방향 및 폭방향은 물론, 그 길이에 따라서 다양한 온도 분포를 얻을수 있다.

따라서, 상기와 같이 설치된 열전대(110)들로 인하여 가열로에서 고온으로 장시간 노출된 상태에서도 견딜 수 있도록 설계된 상기 데이터로그 시스템(D)에 의하여 슬라브(100)가 가열로에 장입된 시점부터 추출될 때까지의 그 온도분포를 얻을 수 있는 것이다.

그런데, 상기와 같은 종래의 가열로내 슬라브의 측온을 위한 열전대 연결구조 즉, 슬라브 연결구조에 있어서는, 도 2 에서 도시한 바와 같이, 상기 슬라브 (100)의 두께 방향으로 하부 삽입홀(120a)에 삽입되는 열전대(110a) 슬라브(100)의 하부측을 통하여 전달되는 열에 의해서 온도가 지배되므로 문제가 없다.

그러나, 슬라브의 표면측에 형성된 상부 삽입홀(120c)에 삽입되는 열전대 (110c)에 의한 슬라브의 온도측정에 있어서는, 그 측정부위(S)가 슬라브(100)의 상부 표면과 대략 10mm 이내로 인접한 위치이기 때문에 열전대(100c)에 의한 슬라브의 온도측정시 상부로부터 가해지는 열이 상기 열전대(100c)에 직접적으로 영향을 미친다.

즉, 도 3에서 도시한 바와 같이, 각 삽입홀에 삽입되는 열전대(110)는 실제 가열로에서의 온도측정시에는 열전대 소선(110')을 보호하기 위하여 시스(SHEATH)(합금류)(110")로 보호되고 그 끝부분이 측정점에 위치하도록 삽입홀(120)내에 열전대(110)를 설치한 후, 그 주위를 알루미나 파우더(P)를 채워서 소성시켜 슬라브(100)에 고정하게 된다.

따라서, 도 2 및 도 3에서 도시한 바와 같이, 슬라브의 표면에서 가까운 상부 열전대(110c)의 경우에는 연전대(110c)자체가 슬라브 표면에서의 전열을 방해하고, 결국 측정점에 열이 전달되는 부분중 열전대 삽입홀(120c)이 차지하는 부분에 대하여는 외부로 노출된 시스(SHEATH)(110")가 가열로 내부의 복사에 의해서 상기 시스(110")자체가 전열되고, 이때 흡수되는 열은 상기 시스(110")를 따라 전도되면서 측정점에서의 온도가 실제 온도와는 다르게 측정되는 것이다.

그리고, 상기 열전대 중간 삽입홀(110b)는 슬라브(100)의 두께 방향으로 깊이가 있으므로 상기와 같은 전도에 의한 영향이 거의 희박하므로 큰문제가 없고, 결국 슬라브(100)의 상부표면에서의 온도측정이 정확하게 이루어 지지 않는 문제가 발생하는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 문제점들을 개선시키기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 가열로에서의 소둔작업시 슬라브의 온도측정을 위한 열전대 작업시 슬라브의 표면에 인접한 측정부위에서의 온도측정 편차를 제거하여 슬라브의 온도측정을 보다 정확하게 수행토록 한 가열로내 슬라브의 온도측정장치를 제공하는 데에 있다.

도 1은 종래의 가열로내 슬라브의 온도 측정장치를 도시한 개략 평면도

도 2는 종래 슬라브와 열전대의 연결상태를 도시한 개략 정면 구성도

도 3은 종래 열전대의 슬라브 부착상태를 도시한 요부도

도 4는 본 발명에 따른 가열로내 슬라브의 측온을 위한 열전대 연결장치를 도시한 개략 평면도

도 5는 본 발명인 가열로내 슬라브의 측온을 위한 열전대 연결장치를 도시한 요부 정면 구성도

도 6의 (a) 및 (b)는 본 발명인 가열로내 슬라브의 측온을 위한 열전대 연결장치에서 곡률구간의 열전대 연결상태를 도시한 요부도 및 이를 위한 곡간시스를 도시한 요부 사시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 열전대 연결장치10.... 슬라브

20.... 열전대 삽입홀20c.... 상부 삽입홀

30.... 열전대(THERMOCOUPLE)30c.... 표면온도 측정 열전대

32.... 소선50.... 두께철판

60.... 곡간 시스(SHEATH)P.... 파우더

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 슬라브 에 형성된 복수의 삽입홀내에 삽입되어 온도를 측정하는 열전대 및, 상기 열전대가 연결되어 측정된 슬라브의 온도분포를 검출하도록 상기 슬라브의 일측에 설치되는 데이터로그 시스템을 포함하고,

상기 슬라브의 상부 표면 온도를 측정하는 상부 열전대는 슬라브의 내부를 통하여 슬라브의 표면온도를 측정토록 설치되는 가열로내 슬라브의 온도 측정장치를 마련함에 의한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 가열로내 슬라브의 온도측정장치를 도시한 개략 평면도이고, 도 5는 본 발명인 가열로내 슬라브의 온도측정장치의 열전대를 도시한 요부 정면 구성도이며, 도 6의 (a) 및 (b)는 본 발명인 가열로내 슬라브의 온도측정장치에서 열전대용 곡간시스를 도시한 요부도 및 사시도이다.

도 3에서는 본 발명인 가열로내 슬라브의 온도 측정장치를 도시하고 있는데, 이와 같은 슬라브 온도측정장치(1)는 크게 슬라브(10)에 형성된 복수의 삽입홀(20)내에 삽입되어 온도를 측정하는 열전대(30) 및, 상기 열전대(30)가 연결되어 측정된 슬라브의 온도분포를 검출하도록 상기 슬라브(10)의 일측에 설치되는 데이터로그 시스템(40)을 포함한다.]

그리고, 상기 삽입홀(20)은 슬라브(10)의 폭방향으로 중앙에서 외곽으로 순차로 형성되는 3개의 삽입홀(20a)(20b)(20c)이 상기 슬라브(10)의 길이방향으로 난-스키드부위(S1), 이동빔 부위(S2), 고정빔 부위(S3) 및, 슬라브의 가장자리부위 (S4)에 걸쳐서 총 12개의 삽입홀(20)이 형성된다.

한편, 상기 슬라브 폭방향으로는 중앙에는 슬라브(10)의 하부 온도를 측정하는 하부 삽입홀(20a)과 두께방향으로 슬라브(10)의 중간부분을 측정하는 중간 삽입홀(20b) 및 슬라브(10)의 표면주위 온도를 측정토록 하는 상부 삽입홀(20c)이 각각형성되게 된다.

그리고, 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 열전대(30)도 상기 각각의 삽입홀(20)에 삽입되는 상부, 중간 및 하부 열전대(30c)(30b)(30a)로 구성되고, 상기 슬라브(10)의 상부 표면 온도를 측정하는 상기 상부 열전대(30c)는 슬라브(10)의 내부를 통하여 슬라브(10)의 표면온도를 측정토록 설치된다.

또한, 상기 상부 열전대(30c)가 삽입되는 상부 삽입홀(20c)은 슬라브(10)의 하부에 고정되는 덮개철판(50)으로서 형성되는 슬릿홀(20c')과 슬라브(10)의 내측에서 표면 인접부위까지 직선상으로 형성되는 직선홀(20c")이 연결되어 구성된다.

한편, 상기 슬라브(10)의 내부에 형성되는 상부 삽입홀(20c)은 ㄴ자형상으로 형성된 내측의 상부 열전대(30c)의 곡간부분에는 열전대(30)의 소선(32)을 보호토록 하는 직선시스(60a)사이로 곡간시스(SHEATH)(60)가 연결 고정되는 구성으로 이루어 진다.

상기와 같은 구성으로 이루어 진 본 발명의 작용 및 효과를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 4 내지 도 6 에서 도시한 바와 같이, 본 발명인 가열로내 슬라브의 온도측정장치(1)의 특징은 슬라브(10)의 온도측정시 슬라브(10)의 하부 및 중간부위까지 직선상에 형성된 하부 및 중간 삽입홀(20a)(20b)에 삽입되는 열전대(30a)(30b)로서 슬라브의 온도분포를 측정하는 구성은 종래와 동일하고 슬라브(10)의 표면근처의 온도를 측정하는 상부 열전대(30c)의 연결구성에 그 특징이 있다.

즉, 종래 슬라브의 상부표면 온도를 특정하는 때에 열전달에 의한 정확한 온도측정이 어렵게 되는 것을 피하도록 하기 위한 슬라브(10)의 온도측정장치에 관한 것인데, 이를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 슬라브(10)의 상부의 온도를 측정하기위해서는 도 4에서 도시한 바와 같이, 열전대 삽용 상부 삽입홀(20c)을 슬라브(10)의 상부에서 두께방향으로 일정부분 관통하는 것이 아니라, 열에 의한 열전대 자체의 온도상승을 피하도록 슬라브(10)의 하부를 통하여 슬라브(10)의 내측에서 위로 삽입되도록 하여야 한다.

즉, 상기 상부 열전대(30c)가 삽입되는 상부 삽입홀(20c)은 슬라브(10)의 하부에 고정되는 덮개철판(50)으로서 형성되는 슬릿홀(20c')과 슬라브(10)의 내측에서 표면 인접부위까지 직선상으로 형성되는 직선홀(20c")으로 L 자 형상으로 형성시킨다.

따라서, 상기와 같은 상부 삽입홀(20c)에 삽입된 열전대(10)는 ㄴ자 형상으로 슬라브(10)의 내부에 장착되고, 하부로 노출되는 열전대(30c)는 덮개철판(50)이 용접으로 견고하게 덮여져 고정되어 있어 슬라브(10)의 가열로 장입시의 롤데이블 이나 장입된 이후의 이동빔 및 고정빔등에 위하여 파손되는 것이 상기 덮개철판 (50)에 의하여 방지된다.

그리고, 상기 슬라브(10)의 저부에서 상부까지 외곽으로 인출되는 상부 열전대(30c)는 슬라브(10)의 측면에서 유도되어 상기 슬라브(10)의 일측으로 설치된 데이터로그 시스템(40)과 연결된다.

이때, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 상부 열전대(30c)도 새로운 상부 삽입홀(20)로 인하여 개선되어야 하는데, 통상적으로 기존의 열전대는 직선상으로 제작되어 사용하고, 곡간부분에서는 상기 열전대를 구부려 이용하였지만, 본 발명의 상부 삽입홀(20c)에서는 열전대(30)의 소선(32)을 보호하기 위한 곡간시스(60)가 필요하다.

즉, 거의 직각으로 구부려진 본 발명의 상부 삽입홀(20c)은 열전대(30) 내부의 소선(32)을 손상시킬 우려가 있으므로, 직선상의 열전대(30)와는 달리 상기 상입홀(20c)의 곡간부에는 상기 소선(32)이 내부에 고정되는 곡간시스(60)가 필요하다.

따라서, 직선상의 시스(60a)부분에서 부분적으로 제거한다음, 내부 절연 내화물 파우더(P)(MgO 또는 Al₂O₃)를 제거하여 소선(32)이 드러나면, 노출된 부분을 직각으로 구부린 다음 곡간시스(60)를 직선시스(60a)사이에 연결 고정하여, 상기 슬라브(10)에 형성된 슬릿홀(20c')을 통하여 끼우고, 상기 상부 삽입홀(20c)의 슬릿홀(20c')과 직선홀(20c")에는 일체로 절연 내화물 파우더(P)를 채우고, 그 채워진 부분이 아래로 떨어지는 것을 방지하기 위하여 하부 덮개철판(50)을 용접 고정시키어 파손을 방지한다.

이때, 통상 열전대(30)가 삽입되는 삽입홀(20c)의 직경은 6~8mm 정도이므로 알루미나 파우더(P)와 덮개철판(50)을 붙이는 것을 고려하여 슬릿홀(20c')의 깊이는 20 - 30mm 정도가 적당하고, 하부 철판두께는 파손을 고려하여 5mm 이상을 하는 것이 바람직할 것이다.

이와 같이 본 발명인 가열로내 슬라브의 온도측정장치에 의하면, 가열로에서의 소둔작업시 슬라브의 온도측정을 위한 열전대 작업시 슬라브의 표면에 인접한 측정부위에서의 온도측정 편차를 제거하여 슬라브의 온도측정을 보다 정확하게 수행토록 한 효과가 있다.

따라서, 슬라브 상부의 온도측정 정확성이 향상되어 측정된 온도를 이용한 슬라브 추출온도 예측 프로그램의 온도 예측 정확성이 향상되며, 이를 이용한 로온도 설정모델에 의하여 보다 향상된 로 온도 제어가 가능해지는 우수한 효과가 있는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (3)

1. 슬라브(10)에 형성된 복수의 삽입홀(20)내에 삽입되어 온도를 측정하는 열전대(30) 및, 상기 열전대(30)가 연결되어 측정된 슬라브의 온도분포를 검출하도록 상기 슬라브(10)의 일측에 설치되는 데이터로그 시스템(40)을 포함하고,

   상기 슬라브(10)의 상부 표면 온도를 측정하는 상부 열전대(30c)는 슬라브 (10)의 내부를 통하여 슬라브(10)의 표면온도를 측정토록 설치되는 것을 특징으로 하는 가열로내 슬라브의 온도 측정장치
2. 제 1항에 있어서, 상기 상부 열전대(30c)가 삽입되는 상부 삽입홀(20c)은 슬라브(10)의 하부에 고정되는 덮개철판(50)으로서 형성되는 슬릿홀(20c')과 슬라브 (10)의 내측에서 표면 인접부위까지 직선상으로 형성되는 직선홀(20c")이 연결 구성되는 것을 특징으로 하는 가열로내 슬라브의 온도 측정장치
3. 제 2항에 있어서, 상기 슬라브(10)의 내부에 ㄴ자형상으로 형성된 상부 삽입홀(20c)에 삽입되는 상기 상부 열전대(30c)의 곡간부분에는 열전대(30)의 소선(32)을 보호토록 하는 직선시스(SHEATH)(60a)사이로 곡간시스(60)가 연결 고정되는 것을 특징으로 하는 가열로내 슬라브의 온도측정장치