KR20130120892A

KR20130120892A - 온도센서 보호장치

Info

Publication number: KR20130120892A
Application number: KR1020120044117A
Authority: KR
Inventors: 안용섭; 최인석; 추지훈
Original assignee: 현대제철 주식회사
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2013-11-05

Abstract

본 발명은 수평식 원심주조법에 의한 압연롤 제작 시 주조되는 외층재의 내면 온도를 측정하는 광온도센서를 가혹한 환경으로부터 보호함으로써, 광온도센서의 사용수명을 연장할 수 있을 뿐만 아니라 용탕 접촉에 의한 광온도센서의 파손을 미연에 방지할 수 있게 하는 온도센서 보호장치에 관한 것으로, 내부가 중공되고 일단이 열린 외부 하우징, 및 중동된 내측으로 광온도센서가 끼워짐과 아울러 외부 하우징의 내측으로 끼워지는 내부 하우징을 가지는 보호수단; 및 보호수단을 승강 및 좌우로 선회시키는 위치조절수단;을 제공한다.

Description

온도센서 보호장치{PROTECTION APPARATUS OF TEMPERATURE SENSOR}

본 발명은 온도센서 보호장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수평식 원심주조법에 의한 압연롤 제작 시 주조되는 외층재의 내면 온도를 측정하는 광온도센서를 가혹한 환경으로부터 보호하는 온도센서 보호장치에 관한 것이다.

원심주조는 원통 형상의 몰드(mold)를 그 중심축의 둘레로 회전시키면서 용융금속을 주입하고, 용융금속을 원심력에 의해 몰드 내면에 압착 응고시켜 관 형상의 주물을 제조하는 방법으로, 회전 시 몰드의 중심축의 방향에 따라 수평원심주조와, 수직원심주조로 구분된다.

특히, 수평원심주조 열연롤의 제조 시에는, 수평 상태의 몰드에 용탕을 주입하고, 몰드를 회전시켜 원심력에 의해 몰드 내면에 압착 응고시킨 후, 몰드를 수직으로 세워 피트로 이송하여 상형 및 하형 플라스크와 합형하고, 상형 및 하형 플라스크와 합형된 몰드에 코어 용탕을 주입하고 응고시켜 열연롤을 제조하게 된다.

관련 선행기술로는 한국공개실용신안 제 2009-0004613 호 (공개일자: 2009. 05. 15, 명칭:"원심주조장치")가 있다.

본 발명은 수평식 원심주조법에 의한 압연롤 제작 시 주조되는 외층재의 내면 온도를 측정하는 광온도센서를 가혹한 환경으로부터 보호함으로써, 광온도센서의 사용수명을 연장할 수 있을 뿐만 아니라 용탕 접촉에 의한 광온도센서의 파손을 미연에 방지할 수 있게 하는 온도센서 보호장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 온도센서 보호장치는, 내부가 중공되고 일단이 열린 외부 하우징, 및 중공된 내측으로 광온도센서가 끼워짐과 아울러 외부 하우징의 내측으로 끼워지는 내부 하우징을 가지는 보호수단; 및 보호수단을 승강 및 좌우로 선회시키는 위치조절수단;을 포함할 수 있다.

구체적으로 외부 하우징의 폐쇄된 타단에 인접하게는 냉각유체가 유입되는 냉각유체 유입관이 제공되며, 내부 하우징에는 냉각유체 유입관을 통해 유입된 냉각유체를 광온도센서 측으로 안내되게 하는 다수의 냉각공이 형성될 수 있다.

더 구체적으로 외부 하우징의 외측은 단열층에 의해 마감될 수 있다.

위치조절수단은, 지면으로부터 연장되는 서브프레임에 고정 장착되는 지지블록; 및 지지블록과 보호수단을 연결하면서 보호수단의 높이 및 좌우 위치를 조절하는 위치조절실린더;를 포함할 수 있다.

구체적으로 위치조절실린더는 외부 하우징의 폐쇄된 타단에 장착되며, 위치조절실린더의 작동에 의해 신장 및 수축되는 실린더로드는 상기 지지블록과 선회가능하게 연결될 수 있다.

더 구체적으로 지지블록에는 위치조절실린더의 작동에 의해 신장 및 수축되는 실린더로드의 연장단이 선회가능하게 끼워지는 선회공이 형성되며, 선회공에 선회가능하게 끼워진 실린더로드는 지지블록의 일측에서 선회공 측으로 체결되는 고정나사에 의해 고정될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 온도센서 보호장치는, 고온의 환경으로부터 광온도센서를 보호할 수 있고, 주입되는 외층재용 용탕과의 접촉을 막을 수 있는 보호수단을 제공함으로써, 광온도센서의 사용수명을 연장할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명에 따른 온도센서 보호장치는, 광온도센서의 위치를 조절할 수 있는 위치조절수단을 제공함으로써, 주입대차와의 간섭을 필할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 치수로 제조되는 외층재에 대응할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 일반적인 압연롤을 보인 도면이고,
도 2는 본 발명의 실시예와 관련된 수평식 원심주조장치를 개략적으로 나타낸 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 온도센서 보호장치를 배치상태를 나타낸 도면이고,
도 4는 도 3에 도시된 온도센서 보호장치를 나타낸 사시도이며, 그리고
도 5는 도 4에 도시된 온도센서 보호장치를 분해하여 나타낸 분해사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 일반적인 압연롤을 보인 도면으로서, 압연롤(10)은 소재에 접촉되는 외층재(20), 및 외층재(20)의 내부로 채워져 압연롤(10)의 축부를 형성하는 내층재(30)로 이루어진다. 외층재(20)는 소재와 직접 접촉되는 부분으로 내마모성이 우수한 재질로 이루어지며, 내층재(30)는 충격 등에 견딜 수 있는 재질로 이루어진다. 이와 같은 압연롤(10)의 외층재(10)는 주로 수평식 원심주조법에 의해서 제작된다.

도 2는 본 발명의 실시예와 관련된 수평식 원심주조장치를 개략적으로 나타낸 도면으로서, 수평식 원심주조장치(1)는 원심주조금형(3), 원심주조금형(3)이 회전가능하게 안치되고 안치된 원심주조금형(3)을 회전시키는 회전롤러(5)와, 회전롤러(5)에 구동력을 제공하는 모터(7), 및 원심주조금형(3)에 외층재(20)용 용탕을 주입하는 주입관(9)을 가지는 주입대차(8)로 구성된다. 여기서 도면부호 3a 및 3b는 원심주조금형(3)의 양단에 끼워지는 앤드커버를 나타낸 것이며, 도면부호 10은 냉각장치를 나타낸 것이다.

전술한 원심주조장치(1)를 이용해 외층재(20)를 제조하기 위해서는, 우선 주입대차(8)에 외층재(20)용 용탕을 채우고, 주입관(9)을 통해 원심주조금형(3)의 내부공간으로 외층재(20)용 용탕을 주입한 후, 원심주조금형(3)을 고속으로 회전시켜 제조하게 된다.

이때, 외층재(20)의 제조 과정에서는 용탕 주입 후 응고되는 외층재(20)의 응고 상태가 매우 중요한 요소로 작용하는데, 응고가 완전히 끝나지 않은 상태에서 원심주조장치(1)를 정지시킬 경우 미응고된 용탕이 주위로 흘러내리게 되고, 완전히 응고된 상태에서 원심주조장치(1)를 정지시키게 되면, 이후 공정인 내층재(30) 주입공정에서 외층재(20)의 과냉으로 외층재(20)와 내층재(30)가 원활하게 접합되지 못하는 문제가 발생하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 응고되는 외층재(20)용 용탕의 응고시점(변곡점)의 온도를 측정하여 원심주조장치(1)를 정지시키는 방법이 이용되고 있다. 이를 위해 주입대차(8)에 인접하게는 응고되는 외층재(20)의 온도를 측정할 수 있는 통상의 광온도센서(T)가 구비된다.

그런데, 전술한 광온도센서(T)는 고온의 환경인 원심주조장치(1)의 일측에 그대로 노출되어 있기 때문에 사용수명이 짧은 문제점이 있었다. 또한 광온도센서(T)는 원심주조금형(3) 및 주입대차(8) 내로 주입되는 외층재(20)용 용탕과의 접촉으로 파손되는 문제점이 있다. 게다가 광온도센서(T)는 정확한 온도 측정을 위해 제조되는 외층재(20)의 내주면 중심부를 지향하도록 고정 배치되어야 하나 주행하는 주입대타(8)로 인해 고정 지지되지 못하기 때문에 외층재(20)를 제조할 때 마다 광온도센서(T)의 위치를 수작업으로 통해 조정하여야만 하는 번거로움이 있었다.

따라서, 본 발명은 원심주조장치(1)에 구비되는 광온도센서(T)를 고온의 환경으로부터 보호하면서 외층재(20)용 용탕과 접촉되지 않게 할 뿐만 아니라 주행하는 주입대차(8)에 간섭되지 않게 광온도센서(T)를 지지할 수 있게 하는 온도센서 보호장치(100)를 제공하려는 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 온도센서 보호장치를 배치상태를 나타낸 도면으로서, 본 발명에 따른 온도센서 보호장치(100)는, 고속으로 회전하는 원심주조금형(3)의 일측, 즉 원심주조금형(3)의 내부공간으로 외층재(20; 도 1 참조)용 용탕을 주입하는 주입대차(8)의 주행에 간섭되지 않게 주입대차(8)의 인접하게 배치된다.

여기서 온도센서 보호장치(100)는 광온도센서(T)가 원심주조금형(3)의 일단부를 통해 원심주조금형(3)의 내부에서 제조되는 외층재(20)의 내주면 중심부를 지향할 수 있도록 경사지게 배치됨이 바람직하다.

이렇게 배치되는 본 발명에 따른 온도센서 보호장치(100)는, 광온도센서(T)가 끼워져 보호되는 보호수단(110), 및 보호수단(110)을 승강 및 좌우로 선회시키는 위치조절수단(130)을 포함한다.

먼저, 보호수단(110)은 외부 하우징(112) 및 외부 하우징(112)의 내부에 배치되는 내부 하우징(116)을 포함한다.

외부 하우징(112)은 내부가 중공되고 일단이 열린 수평한 함체 형상을 가진다. 외부 하우징(112)의 폐쇄된 타단에 인접하게는 냉각유체 유입관(114)이 일체로 제공된다. 냉각유체 유입관(114)으로는 외부로부터 냉각유체가 유입된다. 이와 같은 외부 하우징(112)의 내측으로는 내부 하우징(116)이 끼워진다.

내부 하우징(116)은 내부가 중공되고 일단 및 타단이 열린 수평한 함체 형상을 가진다. 내부 하우징(116)은 외부 하우징(112)의 열린 일단을 통해 외부 하우징(112) 내부로 끼워진다. 그리고 내부 하우징(116)의 내측으로는 통상의 광온도센서(T)가 끼워진다. 이렇게 광온도센서(T)가 끼워진 내부 하우징(116)에는 외층재(20) 제조 시 외부 하우징(112)의 냉각유체 유입관(114)을 통해 유입된 냉각유체를 광온도센서(T) 측으로 안내되게 하는 다수의 냉각공(118)이 형성된다. 도시된 바와 같이 냉각공(118)은 내부 하우징(116)의 외측에서 내측으로 관통되게 형성된다.

바람직하게는 외부 하우징(112)의 외측은 섬유내화단열재인 통상의 세라믹 울로 이루진 단열층(120)에 의해 감싸져 마감된다.

한편, 위치조절수단(130)은 지면으로부터 연장되는 서브프레임(S)에 고정 장착되는 지지블록(132)과, 지지블록(132)과 보호수단(110)을 연결하는 위치조절실린더(134)를 포함한다.

위치조절실린더(134)는 도시된 바와 같이 외부 하우징(112)의 폐쇄된 타단에 장착된다. 그리고 위치조절실린더(134)의 작동에 의해 신장 및 수축되는 실린더로드(136)는 지지블록(132) 측으로 연장된다. 이때 지지블록(132)에는 실린더로드(136)의 연장단이 좌우 방향으로 선회가능하게 끼워지는 선회공(138)이 형성된다. 한편, 선회공(138)에 선회가능하게 끼워진 실린더로드(136)는 지지블록(132)의 일측에서 선회공(138) 측으로 체결되는 고정나사(140)에 의해 고정된다.

즉 보호수단(110)에 끼워져 가혹한 환경으로부터 보호되는 광온도센서(T)는 실린더로드(136)를 신장 또는 수축시키는 위치조절실린더(134)의 작동에 의해 높이가 조절된다. 그리고 보호수단(110)에 끼워진 광온도센서(T)는 고정나사(140)에 의해 좌우 위치가 조절된다. 다시 말해서 광온도센서(T)의 좌우 위치를 조절하기 위해서는 선회공(138)에 끼워진 실린더로드(136)를 가압하고 있는 고정나사(140)를 풀어낸다. 그리고 보호수단(110) 및 보호수단(110)에 장착된 위치조절실린더(134)를 선회시킨 후, 실린더로드(136)를 가압할 수 있도록 고정나사(140)를 다시 체결함으로 광온도센서(T)의 좌우 위치는 조절된다. 여기서 광온도센서(T)는 원심주조금형(3)의 일단부을 통해 원심주조금형(3)의 내부 공간에서 제조되는 외층재(20)의 내주면 중심부를 지향함을 누구나 알 수 있을 것이다.

이와 같이 형성된 본 발명에 따른 온도센서 보호장치(100)는, 고온의 환경으로부터 광온도센서(T)를 보호할 수 있고, 주입되는 외층재(20)용 용탕과의 접촉을 막을 수 있는 보호수단(110)을 제공함으로써, 광온도센서(T)의 사용수명을 연장할 수 있다.

또한 광온도센서(T)의 위치를 조절할 수 있는 위치조절수단(130)을 제공함으로써, 주입대차(8)와의 간섭을 필할 수 있을 뿐만 아니라 다양한 치수로 제조되는 외층재(20)에 대응할 수 있다.

상기와 같은 온도센서 보호장치(100)는 위에서 설명된 실시 예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시 예들은 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

100 : 온도센서 보호장치 110 : 보호수단
112 : 외부 하우징 114 : 냉각유체 유입관
116 : 내부 하우징 118 : 냉각공
120 : 단열층 130 : 위치조절수단
132 : 지지블록 134 : 위치조절실린더
136 : 실린더로드 138 : 선회공
140 : 고정볼트 S : 서브 프레임
T : 광온도센서

Claims

내부가 중공되고 일단이 열린 외부 하우징과, 중공된 내측으로 광온도센서가 끼워짐과 아울러 상기 외부 하우징의 내측으로 끼워지는 내부 하우징을 가지는 보호수단; 및
상기 보호수단을 승강 및 좌우로 선회시키는 위치조절수단;을 포함하는 온도센서 보호장치.
청구항 1에 있어서,
상기 외부 하우징의 폐쇄된 타단에 인접하게는 냉각유체가 유입되는 냉각유체 유입관이 제공되며,
상기 내부 하우징에는 상기 냉각유체 유입관을 통해 유입된 상기 냉각유체를 상기 광온도센서 측으로 안내되게 하는 다수의 냉각공이 형성되는 온도센서 보호장치.
청구항 1에 있어서,
상기 외부 하우징의 외측은 단열층에 의해 마감되는 온도센서 보호장치.
청구항 1에 있어서,
상기 위치조절수단은,
지면으로부터 연장되는 서브프레임에 고정 장착되는 지지블록; 및
상기 지지블록과 상기 보호수단을 연결하면서 상기 보호수단의 높이 및 좌우 위치를 조절하는 위치조절실린더;를 포함하는 온도센서 보호장치.
청구항 4에 있어서,
상기 위치조절실린더는
상기 외부 하우징의 폐쇄된 타단에 장착되며,
상기 위치조절실린더의 작동에 의해 신장 및 수축되는 실린더로드는 상기 지지블록에 선회가능하게 연결되는 온도센서 보호장치.
청구항 4에 있어서,
상기 지지블록에는 상기 위치조절실린더의 작동에 의해 신장 및 수축되는 실린더로드의 연장단이 선회가능하게 끼워지는 선회공이 형성되며,
상기 선회공에 선회가능하게 끼워진 상기 실린더로드는 상기 지지블록의 일측에서 상기 선회공 측으로 체결되는 고정나사에 의해 고정되는 온도센서 보호장치.