KR20060046435A - 용금의 측정 수행 및/또는 용금의 샘플을 취출하는 장치 - Google Patents

용금의 측정 수행 및/또는 용금의 샘플을 취출하는 장치 Download PDF

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Abstract

일단부에 수침 프로브(immersion probe)를 수용하기 위한 랜스 홀더(lance holder)가 배치되는 서브랜스(sublance)를 구비하고, 용금의 측정 수행 및/또는 용금에서 샘플을 취출하는 장치에 있어서, 수침 프로브의 신호 라인과 접촉하도록 랜스 홀더 상에 접촉 부재가 배치되며, 서브랜스 본체가 랜스 홀더에 이동 가능하게 연결되고 및/또는 랜스 홀더는 서로에 대해 이동 가능한 복수 개의 부분을 구비한다.

Description

용금의 측정 수행 및/또는 용금의 샘플을 취출하는 장치{DEVICE FOR PERFORMING MEASUREMENTS AND/OR TAKING SAMPLES IN MOLTEN METALS}
도 1은 서브랜스를 구비한 용융로의 도면.
도 2는 랜스 홀더와 수침 프로브를 구비한 서브랜스의 도면.
도 3은 랜스 홀더의 상세도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 블로잉 랜스
4 : 서브랜스
5 : 수침 프로브
7 : 접촉 부재
10 : 랜스 케이블
12 : 밀봉 슬리브
13 : 안내 튜브
본 발명은 서브랜스(sublance)를 구비하며, 용금의 샘플을 취출하고 용금을 측정하는 장치에 관한 것으로, 이 장치는 일단부에 수침 프로브(immersion probe)를 수용하기 위해 랜스 홀더가 배치된 서브랜스 본체를 구비한다.
그러한 장치는 당업자에게 충분히 공지되어 있다. 상기 장치는 용금의 샘플을 취출하고 용금을 측정하는 데 사용된다. 그러한 샘플링은 부분적으로 자동화되며, 서브랜스가 용융 용기 내로 침지된 후에 서브랜스 상에 배치된 수침 프로브가 폐기되는데, 그 이유는 수침 프로브를 사용하고 난 후에 새로운 수침 프로브가 서브랜스 상에 배치되기 때문이다. 이 과정을 자동화하기 위해서, 서브랜스는 프로브 저장 용기에 대해 정확히 배치 가능하여야 한다. 그러나, 사실상 사용중에 서브랜스 상에 인가되는 하중으로 인하여, 이들 서브 랜스가 약간 변형되어 랜스 홀더가 수침 프로브에 대해 정확히 위치할 수 없고, 수침 프로브가 문제 없이 수용되기가 불가능하다. 서브랜스상에 배치되는 수침 프로브들은 정확히 동일한 길이를 갖는 것은 아니다. 특히, 캐리어 튜브 내에 수납된 접촉부는 서브랜스 내에 카운터 컨택트에 의해서 항상 동일한 깊이에 도달할 수는 없다. 그 결과, 접촉을 이루기 위해서 무결한 상태로 유지되어야 하는 서브랜스의 여러 부분으로 용금이 종종 튀어서, 수침 프로브가 아무 문제 없이 배치되기가 불가능하다.
서브랜스는, 예컨대 EP 69 433으로부터 공지되어 있다. 여기서는, 서브랜스를 회전시킴으로써 작동중에 서브랜스의 변형을 방지하고자 하는 시도를 한다. 또한, 서브랜스의 배치 및 기능이 DE 43 06 332 A1에 기술되어 있다. 여기에서는, 샘플 프로브의 교환 과정도 또한 개시되어 있다. 다른 서브랜스가 EP 143 498 A2로부터 공지되어 있다. 여기에 개시되어 있는 서브랜스는 연결 지점에 액체 금속 이 기구내로 침투하는 것을 방지하는 시일, 예컨대 고무 링을 구비한다.
본 발명은 공지되어 있는 서브랜스를 개선하는 문제, 특히 자동화 작동에 있어서 이중 안전 장치를 강화하는 문제를 기초로 한다.
상기 문제는 랜스 홀더 상에 수침 프로브의 신호 라인과 접촉하기 위한 접촉 부재가 배치되고, 또한 서브랜스 본체가 랜스 홀더 또는 랜스 홀더의 일부에 이동 가능하게 연결되며 및/또는 랜스 홀더가 서로에 대해 상대적으로 이동 가능한 복수 개의 부분을 구비하여, 접촉 부재가 서브랜스, 특히 서브랜스 본체에 대해 이동 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 본 발명에 의해 해결된다. 서브랜스는 랜스 홀더의 상부로 타이트하게 가압되어, 바람직하게는 그것이 움직일 수 없도록 고정된다. 랜스 홀더의 하부는 접촉 부재와 함께 이동 가능하여, 수침 프로브가 접촉 부재와 접촉 가능하다. 따라서, 랜스 홀더는 기존에 세팅된 센서에 적응할 수 있고, 따라서 경미하게 변형된 구성 요소에 있어서나 또는 용금이 서브랜스에 고착된 경우에도 충분한 접촉이 가능하다. 수침 프로브의 캐리어 튜브 내로의 서브랜스의 다른 삽입 깊이는 마찬가지로 이와 같은 방식으로 보정된다. 바람직하게는, 랜스 홀더 및/또는 랜스 홀더의 부품들과 함께 수침 프로브는 축방향 및/또는 반경 방향으로 이동 가능하게 배치된다. 또한, 가능한 최대의 가요성과 적응성을 획득하기 위하여, 서로 다른 복수 쌍의 연결부에 의해 축방향 이동과 반경 방향 이동이 실현되는 것이 유리하다. 특히, 서브랜스 상의 용금 고착 또는 상이하게 배치된 수침 프로브의 접촉부에 있어서, 수침 프로브와의 정확한 접촉을 보장하기 위해서, 축방 향 이동이 중요하다. 특히, 강성부 사이에 배치된 탄성부에 의해 이동이 실시되는 것이 유리하며, 탄성부는 스프링, 예컨대 코일 스프링, 또는 탄성 링으로서 이루어질 수 있다. 또한, 랜스 홀더의 제1 부분은 랜스 홀더의 제2 부분에 있는 페그(peg)가 축방향으로 이동 가능한 수용 구멍을 구비하는 것이 유용하며, 코일 스프링이 랜스 홀더의 제1 부분과 제2 부분 사이에 배치된다. 이러한 용도로, 코일 스프링이 전방 단부 또는 페그의 주면에 배치된 정지면과, 홀 또는 홀 내에 배치된 제2 정지면 사이에 배치되는 것이 유리하다. 이에 따라, 이동을 보장하는 구성 요소는 그들 자신을 보호한다.
랜스 홀더의 제1 부분은 랜스 홀더의 제2 부분에 있는 페그가 반경 방향으로 이동 가능한 수용 구멍을 구비하는 것이 유용하며, 하나 이상의 탄성 링이 랜스 홀더의 제1 부분과 제2 부분 사이에 배치된다. 유리하게는, 탄성 링은 랜스 홀더의 두 부분 사이에 반경 방향으로 배치될 수 있다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하겠다.
도 1에 도시된 용융로에는 용융 슬래그(2) 또는 용강(3)에 산소를 불어넣는 블로잉 랜스(1)가 배치된다. 이 블로잉 랜스 옆에는, 수침 프로브(5)를 구비하는 서브 랜스(4)가 배치된다. 서브 랜스(4)는 수침 프로브(5)가 용강(3)에 침지될 때까지, 용융로 상측에서부터 용융로 내로 이동한다. 측정후에, 서브 랜스를 끌어내서, 수침 프로브(5)를 파기한다. 수침 프로브가 측정 프로브로서 설계되면, 용강(3) 내에 침지되어 있는 동안 측정이 수행된다. 수침 프로브(5) 내에 배치된 샘플 챔버는 용강(3) 내에 있는 동안 충전되었다. 샘플 챔버를 수침 프로브(5)로부터 분리하고 파기하여, 샘플을 분석할 수 있다. 다음 측정을 위해서, 다른 수침 프로브(5)가 저장 용기로부터 취출되고, 통상 서브랜스(4)에 기계식으로 장착되며, 측정을 위해 용융로 내로 삽입된다.
도 2는 서브랜스(4)의 하단에 배치된 수침 프로브(5)를 도시한다. 수침 프로브(5)는 침지 단부를 구비하고, 이 침지 단부는 캡(6)에 의해 용강(3)상에 위치하는 슬래그층(2)으로부터 보호된다. 캡은 센서 또는 샘플 챔버를 용강(3)에 침지된 후에만 노출시킨다. 수침 프로브(5)는 랜스 홀더에 의해 서브랜스(4)에 고정된다. 수침 프로브(5)의 신호 라인은 랜스 홀더 상에 배치된 접촉 부재(7)와 접촉하여, 측정 신호가 서브랜스(4)를 통해 분석 유닛으로 전달될 수 있다.
도 3에는 랜스 홀더가 도시되어 있다. 랜스 홀더는 서브랜스(4)의 재사용 가능한 부분이다. 랜스 홀더는 수침 프로브(5)를 고정하는 데 사용되며, 수침 프로브(5)와의 접촉 연결부로서 사용된다. 랜스 홀더는 서브랜스(4)의 수냉부(water-cooled part)에 연결된다. 도면에서는, 수냉을 보다 상세히 설명하지 않는다. 수냉은 종래 기술(예컨대, EP 69 433)로부터 충분히 공지되어 있다. 랜스 홀더는 그 상부가 서브랜스(4) 내에 강고히 배치되며, 그 하부가 대략 분리선(9)에서 시작되어 수침 프로브(5)에 이른다. 이러한 방식으로, 접촉 부재가 수침 프로브(5)의 신호 라인과의 전기 접촉을 보장한다. 전기 신호의 전도성과 측정 또는 분석 스테이션으로의 전달은 랜스 케이블(10)에 의해 발생하며, 랜스 케이블은 랜스 홀더의 상단에 배치되고, 서브랜스(4)를 통과한다. 고무 링(11)이 랜스 홀더의 상 부 구역에 배치된다. 고무 링(11)은 랜스 홀더의 하부가 상부(8)에 대하여 반경 방향과 축방향 양자로 이동 가능하게 한다. 고무 링(11)은 나사(16)에 의해 정지부(17)에 대하여 고정된다. 나사(16)는 축방향으로 스루 구멍(18)을 구비하며, 이 스루 구멍은 접촉 부재(7)를 향하는 방향으로 원추형으로 연장된다. 따라서, 서브랜스(4)의 상부(8)는 하부에 대하여 반경 방향으로 이동 가능하고, 축방향으로도 또한 약간 이동 가능하다. 고무 링(11) 대신에, 금속 스프링, 예컨대 코일 스프링도 또한 사용될 수 있다. 접촉 부재(7)를 지닌 랜스 홀더의 하부는 밀봉 슬리브(12)를 구비하며, 이 밀봉 슬리브로 안내관(13)이 돌출된다. 코일 스프링(14)은 안내관(13)과 밀봉 슬리브(12)의 내부 정지면 사이에 축방향으로 배치된다. 이에 따라, 안내관(13)을 따른 접촉 부재(7)와 밀봉 슬리브(12)의 이동이 보장된다. 이러한 이동은 랜스 홀더 상에 장착된 다른 길이의 다양한 수침 센서(5)에 있어서, 수침 센서(5)와 접촉 부재(7) 사이의 확실한 접촉을 항시 보장한다. 용금 또는 슬래그와 같은 외부 물질이 랜스 홀더에 고착되어 있는 경우에도, 확실한 접촉이 보장된다. 이것은 서브랜스(4)와 수침 브로브(5)가 서로 접촉하는 랜스 홀더의 상부에서 발생할 수 있다. 오염이 일어난 경우에도, 접촉 부재(7)와 수침 프로브(5)의 신호 라인 사이의 신뢰성 있는 접촉이 스프링(14)에 의해서 보장된다. 스프링(14)은 수침 프로브(5) 내에 있는 소위 커넥터 상의 접촉 부재(7)의 부착력보다 큰 스프링 장력을 갖는 것이 바람직하며, 이것이 신호 라인이 접촉 부재와 접촉하게 되는 것을 보조한다. 안내관(13) 내에는 커플링 요소(15)가 제공될 수 있으며, 이 커플링 요소에 의해 랜스 케이블(10)이 접촉 부재(7)에 연결된다. 도시된 방법으 로, 접촉 부재(7)는 서브랜스(4)에 대하여 종방향과 반경 방향 모두로 이동 가능하게 배치되고, 이에 따라 랜스 홀더가 적재된 서브랜스(4)의 하단부가 약간 굴곡된 경우에도 접촉 부재는 수침 프로브의 신호 라인에 연결될 수 있다. 수침 프로브(5)의 견고하고 기계적인 고정은 실제적으로 고려 가능한 모든 경우에서도 가능하다.
본 발명에 따르면, 사용중에 서브랜스 상에 인가되는 하중으로 인하여, 서브 랜스가 약간 변형되는 경우에도 수침 프로브를 문제 없이 수용할 수 있다.

Claims (9)

  1. 일단부에 수침 프로브(immersion probe)를 수용하기 위한 랜스 홀더(lance holder)가 배치되는 서브랜스(sublance)를 구비하고, 용금의 측정 수행 및/또는 용금에서 샘플을 취출하는 장치에 있어서,
    수침 프로브의 신호 라인과 접촉하도록 랜스 홀더 상에 접촉 부재가 배치되고, 서브랜스 본체가 랜스 홀더에 이동 가능하게 연결되고 및/또는 랜스 홀더는 서로에 대해 이동 가능한 복수 개의 부분을 구비하며, 상기 접촉 부재는 서브랜스 본체에 대하여 이동 가능하게 배치된 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 서브랜스 본체는 랜스 홀더 및/또는 랜스 홀더의 복수 부분과 함께 축방향 및/또는 반경 방향으로 이동 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제2항에 있어서, 축방향 이동과 반경 방향 이동은 서로 다른 복수 쌍의 연결부에 의해 실시되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이동은 강성부 사이에 배치된 탄성부에 의해서 실시되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제4항에 있어서, 탄성부는 코일 스프링 또는 탄성 링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 랜스 홀더의 제1 부분은 수용 구멍을 구비하며, 이 수용 구멍에는 랜스 홀더의 제2 부분에 있는 페그(peg)가 축방향으로 이동 가능하게 배치되며, 랜스 홀더의 제1 부분과 제2 부분 사이에 코일 스프링이 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 코일 스프링은 전방 단부 또는 페그의 주면 상에 배치된 정지면과, 구멍 상에 또는 구멍 내에 배치된 정지면 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 랜스 홀더의 제1 부분은 수용 구멍을 구비하며, 이 수용 구멍에는 랜스 홀더의 제2 부분에 있는 페그가 반경 방향으로 이동 가능하게 배치되고, 랜스 홀더의 제1 부분과 제2 부분 사이에는 적어도 하나의 탄성 링이 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제8항에 있어서, 탄성 링은 랜스 홀더의 제1 부분과 제2 부분 사이에 반경 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
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