KR200450703Y1 - 전기로의 용강 온도 측정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전기로의 용강 온도 측정장치에 관한 것으로, 프로브아암(50)과 프로브(60)의 내부에 외부와 연결된 인입관(71)을 통해 공기가 공급되는 냉각관로(70)가 설치된 것을 특징으로 한다. 상기 냉각관로(70)의 타측 단부는 상기 프로브(60)의 선단면을 통해 개구된다.

따라서, 상기 프로브와 프로브아암의 냉각이 이루어짐으로써 프로브의 연소 소실 시간이 연장되어 온도 측정 정확도가 향상되고, 프로브아암의 열손상에 의한 고장이 발생하지 않게 되는 효과가 있다.

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Description

전기로의 용강 온도 측정장치{device for measuring temperature of molten steel in electric furnace}

본 고안은 전기로의 용강 온도 측정장치에 관한 것으로, 특히 용강에 침적되는 프로브(probe)를 냉각할 수 있도록 된 전기로의 용강 온도 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소의 전기로는 상부로 스크랩을 장입한 후, 장입된 스크랩을 전극봉과의 사이에서 발생하는 아크열로 용해하여 용강을 생산하며, 조업중에는 상부루프를 닫아 열손실과 외부로부터의 대기유입을 방지한다.

전기로의 전면에는 소형의 배재구가 형성되어 수평 산소랜스로서 산소를 전기로 내부의 용강에 취입하여 용강의 탈탄과 탈린작업을 실시하고 있다.

이러한 과정에서 발생되는 슬래그는 상기 배재구를 통하여 외부로 배출하고 하부 슬래그 포트에 담아서 폐기하였다.

전기로에서 제조된 용강은 연속주조설비로 공급되어 주조공정이 이루어지는데 이러한 제강공정에서는 용강의 온도와 성분의 제어가 우수한 품질의 주편을 제조하는데 가장 중요한 요소이다.

전기로의 용강 온도는 각 공정간 작업 즉, 2차정련 중 성분조정, 탈류, 개제물 제어시 시간이 흐름에 따라 감소되고, 또한 매용제, 합금철 등의 투입에 의해서도 감소된다.

상기 연속주조공정에서 용강의 온도가 적절하지 못하면 주편의 품질이 저하될 뿐만 아니라 연주설비 몰드의 노즐 막힘 등과 같은 조업 중단 사고를 유발하게 된다.

또한, 용강 성분 중 전기로에서 탈탄과 탈린이 제대로 이루어지지 않으면 별도의 탈가스 처리나 분탕작업, 스크랩 처리를 해야하므로 처리 비용과 시간이 증가되어 생산성이 저하되는 손실이 발생하는데, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 용강의 온도를 정확히 아는 것이 필요하다.

따라서, 전기로의 용강 온도 측정장치가 개발되어 사용되고 있는데, 종래의 전기로 용강 온도 측정장치는 바닥면에 고정되는 하부몸체(10)와, 그 하부몸체(10)에 턴테이블(20)을 매개로 회전 가능하게 장착되는 상부몸체(30)와, 상기 상부몸체(30)에 회전 가능하게 결합되는 회전체(40)와, 상기 회전체(40)의 일측 단부에 전후진 이동 및 회전 가능하게 장착되는 프로브아암(50) 및, 상기 프로브아암(50)의 단부에 장착되는 프로브(60)를 포함한다.

따라서, 상기 회전체(40)의 방향을 조절하고 프로브아암(50)의 위치를 조절하여 상기 프로브(60)를 전기로의 서브랜스홀을 통해 용강에 침적시킴으로써 그 온도를 측정할 수 있도록 되어 있다.

그런데, 상기 프로브(60)는 용강에 침적되면 얼마 지나지 않아 연소되어 소 실되는데 그 시간이 짧아 정확한 온도를 측정하지 못하는 경우가 발생하고 있다.

또한, 용강의 고열이 전도되는 상기 프로브아암(50) 역시 열손상이 발생하여 장치의 작동이 제대로 이루어지지 않는 고장이 발생하는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 프로브의 연소 소실 시간이 연장되어 보다 정확하게 용강의 온도를 측정할 수 있게 되고, 또한 프로브아암의 열손상을 방지하여 장치의 고장을 미연에 방지할 수 있도록 된 전기로의 용강 온도 측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은,

하부몸체와, 그 하부몸체에 턴테이블을 매개로 회전 가능하게 장착되는 상부몸체와, 상기 상부몸체에 회전 가능하게 결합되는 회전체와, 상기 회전체의 일측 단부에 전후진 이동 및 회전 가능하게 장착되는 프로브아암 및, 상기 프로브아암의 단부에 장착되는 프로브를 포함하는 전기로의 용강 온도 측정장치에 있어서,

상기 프로브아암과 프로브의 내부에 냉각관로가 형성되고,

상기 냉각관로의 일단은 프로브아암의 회동축 근접부위에 관통 삽입된 인입관에 연결되며, 타단은 상기 프로브의 선단면으로 개구되고,

상기 인입관의 외측 단부에는 호스가 연결되고,

상기 호스는 송풍펌프에 연결된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프로브의 상단에 프로브온도측정센서가 설치되고, 상기 프로브온도측정센서는 프로브아암의 내부를 통하여 상기 회전체의 외부로 인출되는 센싱신호 시그널선을 매개로 전자제어유니트에 연결되며, 상기 전자제어유니트에 상기 호 스에 설치된 전자제어밸브가 연결되어 개도량이 제어되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 프로브의 선단면에 냉각관로의 메인토출공을 중심으로 그 주변에 일정 간격마다 서브토출공이 형성되고, 상기 프로브의 외주면에 프로브 길이방향을 따라 일정 간격으로 사이드토출공이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 고안에 따르면, 프로브와 프로브아암이 냉각되어 프로브의 연소 소실 시간이 연장됨으로써 측정시간이 충분히 확보되어 용강 온도 측정값의 신뢰성이 향상되고, 프로브아암의 열에 의한 손상이 방지되어 장치의 고장이 방지되는 효과가 있다.

또한, 프로브온도측정센서를 이용할 경우 프로브의 실시간 온도 변화에 따라 전자제어유니트에 의한 전자제어밸브 제어를 통하여 에어 송풍량을 조절함으로써 보다 효율적인 프로브 냉각이 가능해진다.

한편, 프로브의 선단면과 외주면에 형성되는 다수의 서브토출공과 사이드토출공들 및 이들을 냉각관로에 연결하는 분기관로 및 사이드분기관로들에 의하여 프로브 냉각 성능이 더욱 향상되는 효과가 있다.

이하, 본 고안을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.

전기로의 용강 온도 측정장치의 구성은 종래와 동일하게, 도 1에 도시된 바와 같이, 중간에 배치된 턴테이블(20)을 매개로 회전 가능하게 구성되는 상,하부 몸체(30,10)와, 상부몸체(30)에 회전 가능하게 결합되는 회전체(40)와, 단부에 프 로브(probe;60)가 결합되고 상기 회전체(40)에 축 결합되어 회전 가능하고 더불어 회전체(40)의 레일을 따라 전후 이동이 가능한 프로브아암(50)으로 대별된다.

상기와 같은 전기로 용강 온도 측정장치에 있어서, 본 고안은 상기 프로브아암(50)과 그 단부에 장착된 프로브(60)의 내부에 냉각관로(70)가 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 프로브아암(50)의 회동축(52)측 근접부위에는 인입관(71)이 관통 삽입되어 있으며, 상기 인입관(71)의 프로브아암(50) 내측 단부는 상기 냉각관로(70)에 연결된다.

또한, 상기 인입관(71)의 프로브아암(50) 외측 단부에는 송풍펌프로부터 에어가 압송되는 호스(80)가 연결된다.

한편, 상기 냉각관로(70)는 전술한 바와 같이 프로브아암(50)과 프로브(60)의 내부 전체에 걸쳐서 형성되는 것이며, 그 단부는 프로브(60)의 단부를 통해 외부로 개구되어져 있다.

따라서, 호스(80)와 인입관(71)을 통해 냉각관로(70)로 유입된 에어는 냉각관로(70)를 따라 진행하면서 프로브아암(50)과 프로브(60)으로부터 열을 흡수하여 그들을 냉각시키고, 이후에는 프로브(60) 단부쪽의 개구부를 통하여 배출된다.

따라서, 상기 프로브(60)와 프로브아암(50)의 내열성이 향상되어 상기 프로브(60)의 경우 연소 소실 시간이 증가하여 보다 정확한 용강 온도를 측정할 수 있게 되고, 프로브아암(50)은 고장이 발생하지 않게 된다.

한편, 본 고안은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 인입관(71)에 연결된 호 스(80)에 송풍펌프(90)가 연결되고, 상기 프로브(60)의 상단(프로브아암(50)의 전방 단부와 연결되는 부분)에 설치된 프로브온도측정센서(100)가 전자제어유니트(110)에 연결되며, 상기 전자제어유니트(110)에 연결된 전자제어밸브(120 ; 예를 들어 솔레노이드 밸브)가 상기 호스(80)에 설치된 것을 특징으로 한다.

프로브온도측정센서(100)와 전자제어유니트(110)를 연결하는 센싱신호 시그널선은 프로브아암(50)의 내부를 통하여 상기 회전체(40)의 외부로 인출되어 상기 전자제어유니트(110)에 연결된다.

상기 전자제어유니트(110)는 상기 상부몸체(30)의 일부에 장착되거나 또는 별도로 마련된 콘트롤패널(배전반)에 장착될 수 있다.

따라서, 프로브온도측정센서(100)로부터의 전달된 측정신호에 의해 전자제어유니트(110)는 실시간으로 프로브(60)의 온도를 정확히 파악할 수 있게 되고, 그 온도값에 따라 상기 전자제어밸브(120)의 개도를 조절하여 상기 냉각관로(70)로 공급되는 에어의 양을 조절할 수 있게 된다.

따라서, 프로브(60)의 실제 온도에 근거하여 그 냉각 정도를 조절함으로써 보다 효율적인 냉각 제어가 가능하게 된다.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이 본 고안은 상기 프로브(60)에 다수의 서브토출공(73)과 사이드토출공(75)이 형성될 수 있다.

상기 서브토출공(73)은 프로브(60) 선단면에 있어서, 냉각관로(70)의 메인토출공(72)을 중심으로 그 주변에 일정 간격마다 형성되며, 상기 냉각관로(70)로부터 분기된 분기관로(74)에 연결된다.

또한, 상기 사이드토출공(75)은 프로브(60)의 외주면에 프로브 길이방향을 따라 일정 간격으로 다수 개 형성되며, 이들 역시 상기 냉각관로(70)로부터 분기된 사이드분기관로(76)에 연결된다.

따라서, 상기 분기관로(74) 및 사이드분기관로(76)에 의해 프로브(60) 내부의 에어 접촉 면적이 증가하여 보다 원활한 냉각이 가능하게 되었다.

또한, 상기 서브토출공(73)과 사이드토출공(75)으로부터 배출되는 에어가 프로브(60)의 표면과 용강이 직접 접촉하는 것을 차단하게 되므로 용강의 고열로부터 프로브(60)를 보호하여 프로브의 연소 소실 시간을 보다 길게 확보할 수 있도록 해 준다.

따라서, 프로브(60) 내부의 용강 온도 측정 센서는 충분한 시간 동안 측정을 행할 수 있게 되므로 보다 정확한 온도 측정이 가능하게 된다.

도 1은 전기로의 용강 온도 측정장치의 외형도,

도 2는 본 고안에 따른 전기로의 용강 온도 측정장치의 요부도,

도 3은 본 고안에 따른 전기로의 용강 온도 측정장치의 다른 실시예를 도시한 구성도,

도 4는 본 고안에 따른 전기로의 용강 온도 측정장치의 프로브 단부 사시도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 하부몸체 20 : 턴테이블

30 : 상부몸체 40 : 회전체

50 : 프로브아암 52 : 회동축

60 : 프로브 70 : 냉각관로

71 : 인입관 72 : 메인토출공

73 : 서브토출공 74 : 분기관로

75 : 사이드토출공 76 : 사이드분기관로

80 : 호스 90 : 송풍펌프

100 : 프로브온도측정센서 110 : 전자제어유니트

120 : 전자제어밸브

Claims (3)

1. 하부몸체와, 그 하부몸체에 턴테이블을 매개로 회전 가능하게 장착되는 상부몸체와, 상기 상부몸체에 회전 가능하게 결합되는 회전체와, 상기 회전체의 일측 단부에 전후진 이동 및 회전 가능하게 장착되는 프로브아암 및, 상기 프로브아암의 단부에 장착되는 프로브를 포함하는 전기로의 용강 온도 측정장치에 있어서,

   상기 프로브아암과 프로브의 내부에 냉각관로가 형성되고,

   상기 냉각관로의 일단은 프로브아암의 회동축 근접부위에 관통 삽입된 인입관에 연결되며, 타단은 상기 프로브의 선단면으로 개구되고,

   상기 인입관의 외측 단부에는 호스가 연결되고,

   상기 호스는 송풍펌프에 연결된 것을 특징으로 하는 전기로의 용강 온도 측정장치.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 프로브의 상단에 프로브온도측정센서가 설치되고, 상기 프로브온도측정센서는 프로브아암의 내부를 통하여 상기 회전체의 외부로 인출되는 센싱신호 시그널선을 매개로 전자제어유니트에 연결되며, 상기 전자제어유니트에 상기 호스에 설치된 전자제어밸브가 연결되어 개도량이 제어되는 것을 특징으로 하는 전기로의 용강 온도 측정장치.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 프로브의 선단면에 냉각관로의 메인토출공을 중심 으로 그 주변에 일정 간격마다 서브토출공이 형성되고, 상기 프로브의 외주면에 프로브 길이방향을 따라 일정 간격으로 사이드토출공이 형성된 것을 특징으로 하는 전기로의 용강 온도 측정장치.

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