KR200308195Y1 - 용융금속 측온 및 시료채취용 복합프로브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 제철소의 제강공정 등에서 측온랜스의 홀더에 장착된 후 용탕에 침지되어 용탕의 온도와 성분분석용 시료채취를 동시에 수행할 수 있도록 개선된 용융금속 측온 및 시료채취용 복합프로브에 관한 것이다.

본 고안은 쉘블록과; 선단에 측온센서가 조립된 프로브지관이 상기 쉘블록을 관통하여 일정길이 돌출되게 끼워지는 소모형열전대와; 상기 소모형열전대와 동일한 형태로 그와 평행하면서 외주면이 서로 접하도록 상기 쉘블록를 관통하여 배설되고 배기용지관의 선단에 구비된 샘플링케이스를 갖는 시료채취샘플러를 포함하여 구성된다.

본 고안에 따르면, 표준형 소모형 열전대를 그대로 사용할 수 있으므로 구조로서 간단하고 조립이 용이하며, 또한 기존 설비와의 호환성이 뛰어나고, 건전한 시료의 채취가 가능하여 원가절감의 효과가 있으며, 무엇보다도 측온작업과 샘플링 작업을 동시에 수행할 수 있는 효과가 있다.

Description

용융금속 측온 및 시료채취용 복합프로브{COMBINATIONS PROBE FOR MEASUREMENT AND PICKING MOLTEN METAL SAMPLE}

본 고안은 제철소의 제강공정 등에서 측온랜스의 홀더에 장착된 후 용탕에침지되어 용탕의 온도와 성분분석용 시료채취를 동시에 수행할 수 있도록 개선된 용융금속 측온 및 시료채취용 복합프로브에 관한 것이다.

통상, 용융금속의 측온 및 성분분석을 위한 시료채취 방법은 소모형 열전대를 이용하여 측온작업을 한 후 침지 샘플러를 사용하여 시료채취 작업을 각기 따로하거나 혹은 용융금속에 프로브를 일회 침지시켜 측온 및 시료채취 작업을 동시에 하는 방식을 사용하고 있다.

그런데, 소모형 열전대와 침지 샘플러를 각기 따로 운용할 경우에는 측온용 소모형 열전대와 시료채취용 샘플러가 각각 요구됨에 따라 원가상승의 요인은 물론 작업공정이 복잡하고 이로 인해 작업능률이 저하되며 생산성의 하락을 초래하는 문제가 있었다.

또한, 종래 복합프로브를 사용할 경우에는 그 구조상 제작공정이 복잡하고, 프로브의 외경이 상당히 커져야 함은 물론 시료채취를 위한 주입구가 측면에 설치 됨에 따라 건전한 시료채취를 위해 프로브의 침지깊이를 가능한 깊게 하여야 하는 어려움이 있었다.

즉, 종래 복합프로브는 도 1의 도시와 같이, 측온센서(1)와 샘플링케이스(2)가 내부지관(3)에 삽입 설치되고, 상기 내부지관(3)에는 프로브와 홀더가 전기적으로 접속할 수 있도록 하는 콘넥터(4)가 취부되며, 상기 콘넥터(4)와 측온센서(1)를 전기적으로 연결하는 보상도선이 결선되어 측온센서(1)와 샘플링케이스(2)가 일체화된 유니트로 구성되는 구조로 이루어 졌고, 용탕침지시 상기 유니트를 보호하기 위한 외부지관(5)이 구비되어야만 하였으며, 또한 그 후단부에는 프로브를 홀더에장착할 때 프로브 콘넥터와 홀더의 콘넥터가 전기적 용이하게 접속되도록 홀더 유도지관(6)이 조립되는 형태를 가지고 있었으므로 상술한 바와 같은 문제가 있었다.

본 고안은 상술한 바와 같은 종래기술이 가지고 있는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창안된 것으로서, 기존의 표준형 측온 프로브를 그대로 쉘블럭에 삽입하여 고정할 수 있는 연통관을 가지며, 프로브 지관의 선단외측 또는 상부외측에 배향하여 용융금속의 시료채취기를 간단하게 취부가 가능하도록 시료채취기 수용부 및 어뎁터를 가지는 쉘블록과 내화시멘트를 사용하여 측온 프로브와 시료채취기를 일체화 함으로써 측온 및 시료채취작업을 각기 따로 하는 공정에서도 기존의 측온설비를 이용하여 편리하게 측온 및 시료채취 작업을 동시에 할 수 있음은 물론 구조가 간단하고, 측온성능 및 성분분석용 시료의 건전성이 크게 향상된 용융금속 측온 및 시료채취용 복합프로브를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 복합프로브의 예시적인 단면도,

도 2는 본 고안에 따른 복합프로브의 일 예를 보인 단면도,

도 3은 본 고안에 따른 복합프로브의 다른 예를 보인 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10....측온센서 12....프로브지관

14....소모형열전대 20....샘플링케이스

20a....주입구 20b....스틸캡

20c....종이캡 20d....쉘몰드어댑터

22....배기용지관 24....시료채취샘플러

26....내화시멘트 28....벤트홀

30....쉘블록

본 고안의 상기한 목적은, 쉘블록과; 선단에 측온센서가 조립된 프로브지관이 상기 쉘블록을 관통하여 일정길이 돌출되게 끼워지는 소모형열전대와; 상기 소모형열전대와 동일한 형태로 그와 평행하면서 외주면이 서로 접하도록 상기 쉘블록를 관통하여 배설되고 배기용지관의 선단에 구비된 샘플링케이스를 갖는 시료채취샘플러를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용융금속 측온 및 시료채취용 복합프로브를 제공함에 의해 달성된다.

본 고안의 쉘블록은 가열 성형되어 내화도가 높고 강도가 우수한 코티드샌드로 형성함이 바람직하다.

또한, 본 고안에 따른 샘플링케이스는 주입구가 선단유입식으로 형성되고, 상기 측온센서와 병설됨으로써 더욱 건전한 시료를 채취할 수 있도록 함이 바람직하다.

이하에서는, 첨부도면에 의거하여 본 고안을 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 고안의 바람직한 일 실시예를 보인 단면도로서 이를 참조하면, 본 고안의 복합프로브는 측온센서(10)와 샘플링케이스(20)가 원기둥형상의 쉘블록(30)을 관통하여 병설되게 배치되어 하나의 조립체(일체화)로 구성된다.

즉, 복합프로브의 선단부에는 원기둥형상의 쉘블록(30)이 구비되고, 상기 쉘블록(30)에는 프로브지관(12)에 조립된 측온센서(10)를 갖는 소모형열전대(14)가 삽입되며, 또한 상기 소모형열전대(14)와 평행하게 인접하여 배기용지관(22)에 조립된 샘플링케이스(20)를 갖는 시료채취샘플러(24)가 삽입되어 병설된다.

여기에서, 상기 쉘블록(30)은 한 가능한 예로서 원기둥형상을 취하였으나 이에 국한되지 않고 다양한 형상을 가질 수 있다.

상기 쉘블록(30)의 선단면은 상기 소모형열전대(14) 및 시료채취샘플러(24)가 각각 조립되었을 때 동일면을 갖도록 단차지지 않게 형성됨이 바람직하다.

여기에서, 쉘블록(30)과 소모형열전대(14) 및 시료채취샘플러(24)의 결합상태를 살펴보자면 소모형열전대(14)를 이루는 프로브지관(12)과 측온센서(10)의 삽입부위 및 배기용지관(22)과 샘플링케이스(20)의 삽입부위를 상기 쉘블록(30)이 감싸면서 보호하는 형태를 이루게 된다.

특히, 상기 측온센서(10)의 후측에는 전기적인 신호를 받아들일 수 있도록 컨넥터(10a)가 프로브지관(12) 내부에 배설되며, 샘플링케이스(20)의 주입구(20a)는 기존의 측면형성과 달리 용융금속의 철정압이 그대로 전달됨으로써 보다 건전한 시료의 채취가 가능하도록 선단유입형태로 형성된다.

또한, 상기 주입구(20a)에는 용융금속의 용이한 유입을 위해 석영관이 삽입되며, 뿐만 아니라 슬래그의 유입을 막기 위해 스틸캡(20b)과 그것의 보호캡으로서 종이재질의 종이캡(20c)이 설치된다.

아울러, 상기 쉘블록(30)은 코티드샌드를 가열성형하여 제조함으로서 내화도가 좋고 강도가 우수하여 용융금속에 침지시에도 형상이 그대로 유지될 수 있도록 함이 더욱 바람직하다.

그리고, 프로브지관(12) 및 배기용지관(22)이 끼워진 후 단차면을 갖는 쉘블록(30)의 상단(측온센서 혹은 스틸캡의 대향단)에는 이로부터 일정길이 상기 프로브지관(12) 및 배기용지관(22)의 외주면에 내화시멘트(26)가 도포되도록 하여 용융금속이 이들 지관(12,22)과 쉘블록(30) 사이의 틈새로 유입되지 못하도록 하여 줌이 바람직하다.

뿐만 아니라, 상기 샘플링케이스(20)의 상단(후단)에는 벤트홀(28)을 형성하여 샘플링시 발생되는 배기가스를 배기용지관(22)을 통해 용이하게 배출시킬 수 있도록 함으로써 용강의 심한 와류에서도 프로브의 소손을 방지하여 안정적인 측온과 시료채취가 가능하도록 구성함이 바람직하다.

또한, 상기 샘플링케이스(20)의 선단에는 상기 주입구(20a)를 포함한 시료채취기 유니트를 쉘블럭(30) 내부에 삽입고정시킬 수 있는 쉘블럭어댑터(20d)가 부설된다.

도 3은 본 고안에 따른 다른 가능한 실시예를 도시한 것으로, 모든 구성은 도 2에서 설명한 것과 동일하며 다만 소모형열전대(14)의 프로브지관(12)이 쉘블록(30)으로부터 다소 길게 돌출되도록 하여 측온센서(10)와 샘플링케이스(20)의 스틸캡(20b)간에 서로 단차를 갖도록 구성한 것이다.

이와 같이 단차를 준 이유는 용탕의 온도가 낮은 경우에는 쉘몰드(30)의 간섭(열손실)으로 측온값이 안정적이지 못하므로 측온센서부(소모형열전대)를 돌출시켜야만 안정적인 측온이 가능하기 때문이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 고안의 작용관계를 간략히 살펴보면 다음과 같다.

본 고안에 따른 복합프로브는 제철소의 제강공정 등에서 사용되는 통상의 프로브와 동일하게 사용되는데 단지 하나의 프로브를 통해 측온작업과 시료채취작업을 동시에 수행할 수 있다는 것이다.

즉, 소모형열전대(14)와 시료채취샘플러(24)가 쉘몰드(30)를 중심으로 하나의 조립체를 이루고 있으므로 일회의 침지작업에 의해 소모형열전대(14)에 결합된 측온센서(10)를 통한 측온작업이 가능하고, 또한 시료채취샘플러(24)에 구비된 샘플링케이스(20)를 통한 시료채취작업이 동시에 수행될 수 있게 되는 것이다.

특히, 상기 시료채취시에는 주입구(20a)가 기존과는 달리 샘플링케이스(20)의 선단부에 선단유입형태로 형성되어 있으므로 용융금속의 철정압이 그대로 전달되게 되어 보다 건전한 시료의 채취가 가능하게 된다.

아울러, 샘플링케이스(20)의 후단(상단)에는 벤트홀(28)이 형성되어 용융금속의 샘플링시 발생되는 배기가스를 용이하게 배출처리하게 되므로 건전한 시료의 채취 및 채취작업을 용이하게 하여 준다.

뿐만 아니라, 쉘블록(30)이라는 부재를 통해 소모형열전대(14)와 시료채취샘플러(24)를 병설시킨 구조이므로 기존 설비의 변경없이 그대로 사용할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 고안은 표준형 소모형 열전대를 그대로 사용할 수 있으므로 구조가 간단하고 조립이 용이하며, 또한 기존 설비와의 호환성이 뛰어나고, 건전한 시료의 채취가 가능하여 원가절감의 효과가 있으며, 무엇보다도 측온작업과 샘플링 작업을 동시에 수행할 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (5)

1. 쉘블록(30)과;

   선단에 측온센서(10)가 조립된 프로브지관(12)이 상기 쉘블록(30)을 관통하여 일정길이 돌출되게 끼워지는 소모형열전대(14)와;

   상기 소모형열전대(14)와 동일한 형태로 그와 평행하면서 외주면이 서로 접하도록 상기 쉘블록(30)를 관통하여 배설되고 배기용지관(22)의 선단에 구비된 샘플링케이스(20)를 갖는 시료채취샘플러(24)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용융금속 측온 및 시료채취용 복합프로브.
2. 제1항에 있어서,

   상기 쉘블록(30)은 가열 성형되어 내화도가 높고 강도가 우수한 코티드샌드인 것을 특징으로 하는 용융금속 측온 및 시료채취용 복합프로브.
3. 제1항에 있어서,

   상기 샘플링케이스(20)는 주입구(20a)가 선단유입식으로 형성되고, 상기 측온센서(10)와 병설된 것을 특징으로 하는 용융금속 측온 및 시료채취용 복합프로브.
4. 제1항에 있어서,

   상기 샘플링케이스(20)에는 시료채취기 유니트를 쉘블럭(30) 내부에 삽입고정하는 쉘블럭어댑터(20d)가 부설된 것을 특징으로 하는 용융금속 측온 및 시료채취용 복합프로브.
5. 제1항에 있어서,

   상기 소모형열전대(14)와 시료채취샘플러(24)는 상기 쉘블록(30)을 중심으로 각 선단이 서로 단차지게 배설된 것을 특징으로 하는 용융금속 측온 및 시료채취용 복합프로브.