KR20040047305A - 제3세대 열전대 돌출형 크로스존데 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용광로 내부 장입물 상부에 고정된 크로스존데에 관한 것으로, 고로의 노내 온도를 계측하는 크로스존데에 있어서, 크로스존데의 몸체 철피를 관통하여 외부로 일부 노출되게 배설된 보호관과; 상기 보호관의 노출된 단부로부터 일정높이까지는 충전되지 않고 나머지만 충전된 절연물과; 상기 절연물을 관통하여 배선된 +,-보상도선과; 상기 절연물이 충전되지 않은 공간상에서 상기 +,-보상도선이 접합되어 형성된 열전대 접점을 포함하여 구성된다.

본 발명에 따르면, 크로스존데는 제1,2세대형 열전대의 장점만을 골라 구성함으로써 정확한 측온이 가능함은 물론 사용 수명도 연장시킨 효과를 제공한다.

Description

제3세대 열전대 돌출형 크로스존데{3rd GENERATION THERMOCOUPLE PROJECTION TYPE CROSS SONDE}

본 발명은 용광로 내부 장입물 상부에 고정된 크로스존데에 관한 것으로, 특히 용광로의 풍구를 통하여 취입된 미분탄이 열풍에 의해 연소되면서 발생된 2300℃ 정도의 고온 보쉬가스가 2.8m/s로 강하되는 장입물 사이를 통과하는 노정가스의 온도를 연속적으로 측정할 때에 냉각용 질소가스의 유량변동시에도 온도변화에 영향을 받지 않아 보다 정확한 계측이 가능한 제3세대 열전대 돌출형 크로스존데에 관한 것이다.

일반적으로 용광로란 제철설비의 핵심설비로서, 도 1 및 도 2에서와 같이, 노정(1)으로부터 원료인 광석과 연료인 코크스를 장입하고 고로(B) 하부 풍구(2)를 통하여 110℃의 열풍과 함께 연료인 미분탄이 취입 연소되면서 발생하는 2300℃의 보쉬가스(BOSH GAS)가 생성되어 약 2.8m/s의 속도로 강하하는 장입물 사이를 통과하면서 환원반응과 열교환반응을 통해 용융 선철을 생산하는 설비이다.

크로스존데(CROSS SONDE)(4)는 상기 고로(B) 상부에 원주방향으로 고정설치되어 고로(B)내 장입물 사이를 통과하는 노정가스(3)의 온도를 연속적으로 측정하여 노내 반경방향의 장입물 분포와 가스류의 분포를 분석하고, 원주방향의 장입물 분포(5)와 가스류의 분포를 분석하는데 사용되는 매우 중요한 계측설비이다.

이러한 크로스존데(4)는 고로(B) 내부에 고정설치되는 관계로 그 내부에서 냉각용 질소가 순환되도록 함으로써 이를 냉각시켜 하부에서 상승하는 고온의 노정가스(3)와 상부에서 장입되는 광성과 코크스에 의한 설비변형을 방지하고 있다.

종래 크로스존데는 열전대 설치방법에 따라 제1세대인 열전대 노출형과, 제2세대인 열전대 내장형으로 구분되어 사용되었는데, 열전대 노출형의 경우는 도 3a에서와 같이, 절연물(12)이 충전된 보호관(10)내 보상도선(14)이 연결되는 열전대 측온접점(a)이 철피(b) 외부로 노출되어 있어 노정가스와 직접 접촉되기 때문에 측온데이터의 정확성은 있으나 수명이 짧다는 단점이 있었고, 이를 개선한 열전대 내장형의 경우에는 도 3b에서와 같이, 열전대 측온접점(a')이 절연물(12')로 충전된 보호관(10')내에서 상기 절연물(12')로 완전히 밀폐되어 있고 또 철피(b)를 관통하지 않는 간접 측정구조이어서 수명연장의 장점은 있으나 데이터의 정확성이 결여되는 단점이 있었다.

뿐만 아니라, 이들 열전대의 내부에는 이를 냉각시키기 위한 질소가스가 공급순환되고 있는데 질소가스의 유량변동에 따라 열전대의 측온값이 급변하는 심각한 영향 때문에 계측의 신뢰도를 현저히 저하시켜 노내 상황을 예측하기가 곤란하였다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 제1세대인 열전대 노출형 크로스존데의 장점인 정확한 온도 계측이 가능한 점과 제2세대인 열전대 내장형 크로스존데의 장점인 긴 수명을 갖는 점을 취합하여 노내 온도값을 정확히 계측할 수 있으면서 수명은 연장된 그러한 제3세대 열전대 돌출형 크로스존데를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 고로를 보인 단면도,

도 2는 종래 크로스존데의 설치상태를 보인 요부 단면도,

도 3a는 종래 제1세대 크로스존데를 보인 예시도,

도 3b는 종래 제2세대 크로스존데를 보인 예시도,

도 4는 본 발명에 따른 크로스존데를 보인 예시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100....크로스존데 102....몸체

130....열전대 132....철피

134....보호관 136a,b....보상도선

138....열전대 접점 150....절연물

본 발명의 상기한 목적은, 고로의 노내 온도를 계측하는 크로스존데에 있어서, 크로스존데의 몸체 철피를 관통하여 외부로 일부 노출되게 배설된 보호관과; 상기 보호관의 노출된 단부로부터 일정높이까지는 충전되지 않고 나머지만 충전된 절연물과; 상기 절연물을 관통하여 배선된 +,-보상도선과; 상기 절연물이 충전되지않은 공간상에서 상기 +,-보상도선이 접합되어 형성된 열전대 접점을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 제3세대 열전대 돌출형 크로스존데를 제공함에 의해 달성된다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 제3세대 열전대 돌출형 크로스존데의 일부 단면도 및 그 요부 확대 단면도들이다.

도 4에 따르면, 크로스존데(100)의 몸체(102)의 일측에는 기존과 같이 질소가스를 공급하고 배출 순환시켜 몸체(102) 내부를 냉각시키기 위한 흡입구(110) 및 배출구(120)가 형성된다.

그리고, 열전대삽입구(140)를 통해 몸체(102)의 적소에 삽입설치 가능한 열전대(130)가 구비된다.

열전대(130)는 기존과 유사하게 보호관(134)이 구비되고, 상기 보호관(134) 내에는 절연물(150)이 일부 충전되며, 상기 절연물(150)을 관통하여 +전류가 통전되는 +보상도선(136a)과 -전류가 통전되는 -보상도선(136b)이 배선되고, 이들 보상도선(136a,b)의 단부는 절연물(150)이 충전되지 않은 부분에서 서로 접합되어 열전대 접점(138)을 이룬다.

이때, 상기 보호관(134)은 몸체(102)의 철피(132)를 관통하여 그 밀폐형 단부가 일정길이 노출된 형태를 취하게 된다.

특히, 바람직하게는 상기 열전대 접점(138)의 절반 이하(접점으로부터 보호관(134)의 노출된 선단까지의 공간)로는 절연물(150)이 충전되지 않고 나머지는 충만되도록 구성함이 좋다.

이는, 고온의 노정가스 온도를 절연물(150)의 간섭없이 보다 정확하게 계측할 수 있도록 하기 위한 것이다.

따라서, 열전대(130)를 상술한 바와 같이 돌출시키더라도 보호관(일종의 보호캡)(134)이 열전대 접점(138)을 보호하고 있되, 그 부분에만 절연물(150)이 충만되지 않고 비어 있으므로 기존에 비해 훨씬 열전도율이 좋아 정확한 측온이 가능하다.

더우기, 고온의 혼합가스로부터 열전대(130)를 보호할 수 있으며, 또한 냉각용 질소가스로부터 격리되므로 질소가스의 유량변동에도 전여 영향없이 정확한 계측이 가능함은 물론 사용 수명도 현저히 연장되게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 크로스존데는 제1,2세대형 열전대의 장점만을 골라 구성함으로써 정확한 측온이 가능함은 물론 사용 수명도 연장시킨 효과를 제공한다.

Claims (2)

1. 고로의 노내 온도를 계측하는 크로스존데에 있어서,

   크로스존데의 몸체 철피를 관통하여 외부로 일부 노출되게 배설된 보호관과;

   상기 보호관의 노출된 단부로부터 일정높이까지는 충전되지 않고 나머지만 충전된 절연물과;

   상기 절연물을 관통하여 배선된 +,-보상도선과;

   상기 절연물이 충전되지 않은 공간상에서 상기 +,-보상도선이 접합되어 형성된 열전대 접점을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 제3세대 열전대 돌출형 크로스존데.
2. 제1항에 있어서,

   상기 절연물은 열전대 접점의 크기를 절반이상 가리도록 충전되는 것을 특징으로 하는 제3세대 열전대 돌출형 크로스존데.