KR20110088070A - 전로의 서브랜스 프로브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전로의 서브랜스 프로브에 관한 것으로, 용강샘플러(10)의 측부에 슬래그샘플러(30)가 배치되고, 이들이 외부지관(60)에 의해 하나의 몸체로 결합된 것을 특징으로 한다.
따라서, 프로브의 전로 투입시 용강과 슬래그를 동시 샘플링할 수 있게 되어 동일 시점의 용강 및 슬래그의 성분을 알 수 있게 된다.
이로써, 전로 취련의 동적 제어를 보다 신뢰성 있는 데이터에 근거하여 실시함으로써 제어 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

전로의 서브랜스 프로브{probe of sublance for converter}

본 발명은 전로의 서브랜스 프로브에 관한 것으로, 특히 용강과 슬래그 샘플을 동시에 채취할 수 있도록 된 전로의 서브랜스 프로브에 관한 것이다.

용광로의 상부에 철광석, 코크스, 석회석 등을 교대로 넣고 로의 하부로부터 약 800℃로 예열시킨 공기를 불어 넣으면 철광석 중의 산화철이 환원되어 1,600℃ 정도의 고온에서 선철이 제조된다.

이렇게 만들어진 선철은 탄소가 많고(약 2.5~4.5%) 규소, 망간, 안, 황 등 불순물이 많다.

따라서 경도가 높고 취약하여 압연이나 단조 등의 소성 가공을 할 수 없다.(단, 주조성이 우수하여 일부는 주철로 사용된다.)

따라서, 상기 선철을 전로(converter)에 주입하고 산소농도를 높인 공기나 순수 산소를 고압으로 불어 넣어 탄소, 규소, 그 밖의 불순물을 산화 제거하여 강을 만드는데, 이를 전로 제강법이라 한다.

상기 전로 제강법은 강의 대량 생산에 적합하여 일관 제철소에서 주로 사용된다.

상기와 같이 생성된 용융강, 즉 용강(溶鋼)을 연속 주조하여 슬라브, 빌렛, 블룸, 시트바 등의 중간재를 만들고, 이후 상기 중간재를 압연하여 강판, 형강 등을 제조하게 된다.

한편, 상기 전로 제강 중에는 서브랜스에 프로브를 장착하여 용강 및 슬래그의 샘플을 채취하고, 온도를 측정하여 용선을 강으로 정련하는 과정에서 산소 취련 경과 시간에 따른 메탈과 슬래그의 성분을 분석하고, 이를 바탕으로 전로 취련 과정을 동적제어하고 있다.

본 발명은 용강과 슬래그의 샘플 채취시, 이들 각각의 샘플 채취가 동시에 이루어질 수 있게 되어, 메탈과 슬래그의 성분 변화를 동시점에서 파악할 수 있게 됨으로써 전로 취련 과정을 보다 정확하게 제어할 수 있게 되고, 또한 슬래그 샘플 채취 작업도 용강 채취 작업과 동일한 방식으로 프로브를 이용하여 이루어짐으로써 슬래그 샘플링 작업의 안전성이 향상될 수 있도록 된 전로의 서브랜스 프로브를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

서브랜스 하부에 장착된 용강샘플러와,

상기 용강샘플러의 측부에 결합된 슬래그샘플러,

를 포함한다.

또한, 상기 용강샘플러에 온도센서가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 슬래그샘플러에 온도센서가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 용강샘플러와 슬래그샘플러가 각각 지관으로 감싸지고,

각각 지관으로 감싸진 용강샘플러와 슬래그샘플러가 외부지관으로 함께 감싸여져 단일 몸체를 형성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 슬래그샘플러의 상부에 중공관이 배치되고, 상기 슬래그샘플러와 중공관이 함께 지관으로 감싸진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 슬래그샘플러는 내화성 다공성 재료로 압축 성형되고, 충격을 가하여 파쇄할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 슬래그샘플러에는 상방으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상의 유입부와, 상기 유입부에 연결된 상승통로와, 상기 상승통로의 상부에 연결된 동공부와, 상기 동공부의 일측에 하방으로 연결되고 하방으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상의 하강통로와, 상기 하강통로의 하부에 연결된 샘플통이 형성된 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면,

용강샘플러의 측부에 슬래그샘플러를 설치하여 용강과 슬래그를 동시 샘플링할 수 있게 됨으로써 취련 경과 시간에 따른 메탈과 슬래그의 각 성분 및 반응상태를 동일시점에서 분석할 수 있게 된다.

따라서, 보다 신뢰성 있는 정확한 데이터를 얻을 수 있게 됨으로써 전로 취련의 동적 제어를 보다 정밀하고 용이하게 실시할 수 있게 된다.

또한, 슬래그 샘플링을 작업자가 직접 실시할 필요가 없게 됨으로써 작업 강도가 개선되고, 안정성이 크게 향상되며, 샘플링 시간도 절약되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전로의 서브랜스 프로브의 구성을 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 전로의 서브랜스 프로브의 사용 상태도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 전로의 서브랜스 프로브는 용강샘플러(10)와, 상기 용강샘플러(10)의 측부에 결합된 슬래그샘플러(30)를 포함한다.

상기 용강샘플러(10)는 선단부에 용강의 온도를 감지할 수 있는 온도센서(11)가 구비되며, 일반적으로 사용되고 있는 것이므로 상세 구조의 설명은 생략한다.

상기 용강샘플러(10)는 전체가 지관(20;종이테이프를 감아 형성됨)으로 둘러싸여 있다.

한편, 상기와 같이 지관(20)으로 둘러싸인 용강샘플러(10)의 중간 부분 측부에 상기 슬래그샘플러(30)가 배치된다.

상기 슬래그샘플러(30) 역시 지관(50)으로 둘러싸여진다. 단, 슬래그샘플러(30)의 경우에는 용강샘플러(10)와의 결합을 용이하게 하고 결합상태를 안정적으로 하기 위하여 슬래그샘플러(30)의 상부에 중공관(40)을 배치하고, 상기 중공관(40)을 슬래그샘플러(30)와 함께 테이핑하여 지관(50)을 형성한다.

상기와 같이 용강샘플러(10)와 슬래그샘플러(30)가 각각 지관(20,50)으로 둘러싸여지면, 이들을 맞대고 그 전체를 테이핑하여 외부지관(60)을 형성한다.

상기 외부지관(60)에 의해 용강샘플러(10)와 슬래그샘플러(30)가 단일 몸체를 이루게 된다.

한편, 상기 슬래그샘플러(30)는 내화성 다공성 재료, 예를 들어 규사와 같은 재료를 압축 성형하여 제작한 것으로, 슬래그 샘플을 채취하고 냉각한 뒤에 충격을 가하면 쉽게 파쇄되어 내부의 샘플을 얻을 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 슬래그샘플러(30)의 내부에는 재료 압축 성형시 내부에 존재하는 코어에 의해 슬래그의 채취를 위한 형상이 형성되어 있다.

즉, 상기 슬래그샘플러(30)에는 하방으로 개구된 입구가 형성되고 입구에서 상방으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상의 유입부(31)와, 상기 유입부(31)에 연결되는 상승통로(32)와, 상기 상승통로(32)의 상부에 연결된 동공부(33)와, 상기 동공부(33)의 일측에 하방으로 연결되고 하방으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상의 하강통로(34)와, 상기 하강통로(34)의 하부에 연결된 원통형상의 샘플통(35)이 형성된다.

이하, 본 발명의 작용 효과를 설명한다.

상기와 같은 구성의 프로브 상부에는 도 2와 같이 서브랜스(70)가 연결되어 있다. 따라서, 상기 서브랜스(70)를 하강 또는 상승시킴으로써 프로브를 전로(100) 내부의 용강(110)에 투입하거나 인양할 수 있다.

본 발명에 따른 프로브는 도시된 바와 같이 상기 용강샘플러(10)는 용강(110)에 잠기고, 상기 슬래그샘플러(30)는 용강(110) 상부에 형성된 슬래그층(120)에 잠기는 높이로 전로(100) 내부로 투입된다.

따라서, 상기 용강샘플러(110)에 용강 샘플이 채취되고, 상기 슬래그샘플러(30)에 슬래그 샘플이 채취되며, 용강샘플러(110)에 구비된 온도센서(11)에 의해 용강의 온도가 측정된다.

상기 슬래그샘플러(30)에 슬래그가 채취되는 과정을 살펴보면 다음과 같다.

슬래그샘플러(30)가 슬래그층에 투입되면, 상기 유입부(31)를 통해 슬래그가 슬래그샘플러(30)의 내부로 유입된다.

유입된 슬래그는 상기 상승통로(32)를 통해 상승하여 동공부(33)를 경유한 뒤, 자중 또는 슬래그 유입압력에 의하여 하강통로(34)를 통해 하강 이동하게 되며, 마지막으로 상기 샘플통(35)에 채워진다.

상기와 같이 유입부(31)가 입구로부터 상승할수록 폭이 좁아지는 형상으로 형성됨으로써 프로브 투입시 다량의 프로브가 샘플러 내부로 유입될 수 있도록 하고, 이후 상승하면서 압력이 상승되어 상부의 슬래그를 동공부(33)로 쉽게 밀어 올릴 수 있도록 되어 있다.

상기 동공부(33)에서 충분한 공간이 확보되어 있으므로 슬래그 상승시 포함되어 있던 가스가 배출되어 보다 치밀한 조직의 순수한 슬래그 샘플을 얻을 수 있으며, 상기 하강통로(34)는 하방으로 폭이 좁아지는 형상으로 되어 있으므로 그 하부의 샘플통(35)으로 슬래그가 용이하게 흘러들 수 있도록 되어 있다.

상기와 같이 슬래그의 채취가 끝난 뒤에는 프로브를 인양하여 냉각시킨 뒤, 상기 슬래그샘플러(30)를 파괴하면 샘플통(35)내에서 굳어있던 슬래그 샘플을 얻을 수 있다.

이때 냉각시간이 오래 경과하게 되면 냉각시간 경과에 따라 샘플의 성분이 변화할 수 있으므로 용강샘플러에서 샘플을 채취하는 경우와 마찬가지로 급냉시키는 것이 바람직하다.

한편, 상기 슬래그샘플러(30)에도 별도의 온도센서(도시하지 않음)를 설치하여 슬래그층(120)의 온도를 측정할 수 있다.

따라서, 동시점의 용강 온도와 슬래그 온도를 알 수 있으며, 이를 전로 취련 공정의 제어용 데이터로 활용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 프로브를 전로에 1회 투입했다가 인양하는 작업을 통해 용강 샘플과 슬래그 샘플을 동시에 채취할 수 있게 됨으로써 동일한 시점의 용강 성분과 슬래그 성분을 분석할 수 있게 된다.

따라서, 전로 취련 과정에서 시간의 경과에 따라서 용강과 슬래그의 성분이 어떻게 변화하는지 보다 정확하게 파악할 수 있게 된다.

따라서, 전로 취련의 동적 제어를 보다 정확한 데이터에 근거하여 실시할 수 있게 되므로 전로 취련을 통해 제조되는 강의 품질이 향상된다.

한편, 슬래그 샘플 채취가 상기와 같이 자동으로 이루어짐으로써 종래와 같이 작업자가 스푼이나 파이프를 이용하여 직접 채취할 필요가 없게 되어 작업자의 작업 강도가 감소되고, 작업 안전성이 크게 향상되는 효과가 있다.

10 : 용강샘플러 11 : 온도센서
20,50 : 지관 30 : 슬래그샘플러
31 : 유입부 32 : 상승통로
33 : 동공부 34 : 하강통로
35 : 샘플통 40 : 중공관
60 : 외부지관 70 : 서브랜스
100 : 전로 110 : 용강
120 : 슬래그층

Claims (7)

1. 서브랜스 하부에 장착된 용강샘플러와,
   상기 용강샘플러의 측부에 결합된 슬래그샘플러,
   를 포함하는 전로의 서브랜스 프로브.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 용강샘플러에 온도센서가 구비된 것을 특징으로 하는 전로의 서브랜스 프로브.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬래그샘플러에 온도센서가 구비된 것을 특징으로 하는 전로의 서브랜스 프로브.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 용강샘플러와 슬래그샘플러가 각각 지관으로 감싸지고,
   각각 지관으로 감싸진 용강샘플러와 슬래그샘플러가 외부지관으로 함께 감싸여져 단일 몸체를 형성한 것을 특징으로 하는 전로의 서브랜스 프로브.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 슬래그샘플러의 상부에 중공관이 배치되고, 상기 슬래그샘플러와 중공관이 함께 지관으로 감싸진 것을 특징으로 하는 전로의 서브랜스 프로브.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬래그샘플러는 내화성 다공성 재료로 압축 성형되고, 충격을 가하여 파쇄할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 전로의 서브랜스 프로브.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 슬래그샘플러에는 상방으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상의 유입부와, 상기 유입부에 연결된 상승통로와, 상기 상승통로의 상부에 연결된 동공부와, 상기 동공부의 일측에 하방으로 연결되고 하방으로 갈수록 폭이 좁아지는 형상의 하강통로와, 상기 하강통로의 하부에 연결된 샘플통이 형성된 것을 특징으로 하는 전로의 서브랜스 프로브.
   

Images