KR20150077966A - 슬래그 물성 측정 장치 및 슬래그 물성 측정 방법 - Google Patents

슬래그 물성 측정 장치 및 슬래그 물성 측정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공정 중 슬래그의 물성을 측정하기 위한 슬래그 물성 측정 장치에 있어서, 슬래그 시료를 채취하여 수용하는 샘플실; 상기 샘플실 내에 채취된 슬래그의 온도변화를 측정하기 위한 온도센서; 상기 온도센서에서 측정되는 온도를 이용하여 응고온도를 도출하고, 도출된 응고온도로부터 슬래그의 물성을 연산하여 도출하는 연산부; 및 상기 연산부에서 도출된 슬래그의 응고 온도와 물성을 표시하는 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 물성 측정 장치를 제공한다.

Description

슬래그 물성 측정 장치 및 슬래그 물성 측정 방법{PORPERTY MEASURING DEVICE FOR SLAG AND MEASURING MTETHOD OF THE SAME}
본 발명은 슬래그의 온도 변화를 측정하여 슬래그의 물성을 측정하기 위한 슬래그 물성 측정 장치 및 슬래그 물성 측정 방법에 관한 것이다.
철광석 원료, 특별히, 고알루미나(high alumina)함유 철광석 원료를 사용하는 용광로 조업에 있어서, 슬래그(slag)의 유동성을 적정하게 관리하고, 노황(爐況)의 안정화를 도모하는 것은 매우 중요한 조업 요소 중에 하나이다.
근래, 용광로 조업에 있어서, 고품질의 철광석의 고갈에 따라, 알루미나(alumina;Al2O3 ) 함유량의 높은 철광석을 사용하지 않을 수 없는 상황이 계속된다.
알루미나 함유량의 높은 철광석(고알루미나 철광석)을 사용한다면, 필연적으로, 슬래그(slag)중의 알루미나(alumina)가 늘어나게 되며, 일반적으로, 알루미나(alumina)의 증가는 슬래그(slag)의 유동성을 악화시킨다.
또한, 슬래그(slag)의 유동성이 악화되면, 노바닥(노상)으로부터의 슬래그(slag)의 배출이 원활히 행해지지 않고, 송풍 압력의 상승이나 송풍 압력의 변동을 초래하여, 결국은, 송풍량을 줄이지 않을 수 없고, 생산성 저해로 직결된다.
유동성의 저하가 예상될 경우 슬래그 중의 알루미나 농도를 감소시키기 위해, 규석이나 석회석을 투입하고, 슬래그 조성을 조정하는 방법이 사용될 수 있지만, 고로 상부에 장입된 철광석이 쇳물로 나오는 시간은 5~6시간 가량 소요되며, 장입되는 원광의 모든 성분이 정확히 예측되어 투입되는 것은 불가능 하기 때문에, 실시간으로 슬래그의 물성과 변화량을 확인하는 것은 점차 중요한 기술로 인식 되고 있다.
관련선행기술로는 대한민국 공개특허공보 특2001-0054885호 '고로 하부의 통액성 및 불활성 지수 판단방법'(공개일자 2001년 7월 2일)이 있다.
본 발명의 목적은 슬래그의 온도를 실시간으로 측정할 수 있는 슬래그 센서를 제공함에 있다.
본 발명은 다른 목적은 상기 슬래그 측온 센서를 이용하여 슬래그의 물성을 효과적으로 측정할 수 있는 슬래그 물성 측정 방법을 제공함에 있다.
본 발명은 공정 중 슬래그의 물성을 측정하기 위한 슬래그 물성 측정 장치에 있어서, 슬래그 시료를 채취하여 수용하는 샘플실; 상기 샘플실 내에 채취된 슬래그의 온도변화를 측정하기 위한 온도센서;를 포함하는 슬래그 물성 측정 장치를 제공한다.
이 때, 상기 온도센서에서 측정되는 온도를 이용하여 응고온도를 도출하고, 도출된 응고온도로부터 슬래그의 물성을 연산하여 도출하는 연산부; 및 상기 연산부에서 도출된 슬래그의 응고 온도와 물성을 표시하는 표시부;를 더 포함할 수 있다.
상기 온도센서는 일회용으로 커넥터를 이용하여 연산부와 연결되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 온도센서는 열전대와, 상기 열전대를 보호하며 슬래그와 접촉하는 보호부재를 포함하는 형태로 구성되거나,
상기 샘플실 내에 채취된 슬래그에서 방사되는 빛을 수광하여 전달하는 광전달수단과, 상기 광전달수단에 연결되는 광온변환기를 포함하는 형태로 구성될 수 있다.
상기 샘플실은 상기 샘플실에 채취된 슬래그가 -5℃/sec ~ -30℃/sec 의 냉각속도를 가지도록 하는 냉각능을 가지는 것이 바람직한데, 이를 위하여 상기 샘플실을 주물사 재질로 형성하고, 벽두께가 상기 슬래그가 수용되는 공간의 반지름의 (√2 -1)배 이상 (√5 -1)배 이하가 되도록 할 수 있다.
또한, 상기 샘플실 외부 슬래그의 온도를 측정하는 제2온도센서를 더 포함할 수 있다.
그리고 본 발명은 공정 중 슬래그를 채취하여 채취된 슬래그의 온도를 연속적으로 측정하여 응고 온도를 도출하고, 도출된 응고온도를 이용하여 슬래그의 염기도, 점도, 유동도, 활동계수, 분배비, 정련능, 2가 산화철과 3가 산화철의 비 중 하나 이상의 물성을 도출하는 것을 특징으로 하는 슬래그 물성 측정 방법을 제공한다.
본 발명은 슬래그의 온도를 실시간으로 측정할 수 있도록 하고, 이를 통해 슬래그의 여러가지 물성을 측정할 수 있는 방법을 제공함으로써, 실시간 예측이 가능한 조업을 통해 철강의 생산성을 향상하고 조업의 안정성 및 철강의 품질을 향상시킬 수 있는 효과를 가져온다.
도 1은 광학염기도와 응고온도와의 관계를 실험적으로 나타낸 그래프,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 샘플실과 온도센서를 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 샘플실과 온도센서를 나타낸 구성도,
도 4은 본 발명의 제3실시예에 따른 샘플실과 온도센서를 나타낸 구성도,
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 샘플실과 온도센서를 나타낸 구성도,
도 6은 본 발명에 의해 적절한 응고온도를 기록한 그래프,
도 7은 냉각능이 부족하여 응고온도를 기록하지 못한 그래프임.
본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
일반적으로, 슬래그는 광물속 맥석(gangue)과 인위적으로 투입되는 석회석, 돌로마이트와 같은 플럭스(flux)로 이루어진 복합산화물로 볼 수 있다. 제철 공정에서 슬래그는 낮은 열전도도를 활용한 보온 능력, 낮은 확산계수를 이용한 대기로부터의 불순물 차단, 비금속 개재물의 흡수능력 활용으로 2차 정련 등으로 활용되기도 하지만, 고로 공정에서는 맥석으로 인해 다량의 슬래그가 발생되고, 원활한 연속공정을 위한 점도 관리가 가장 중요한 요소 중의 하나이다.
점도는 또한 분배비(L;slag-metal separation efficiency), 정련능(C:impurity removal capacity), 철강 수율(Y;metal yield) 등에도 연관된다.
슬래그의 점도에 있어 가장 중요한 성질 중 하나는 염기도로써, 일반적으로 염기도가 높으면 점도는 떨어진다. 염기도는 염기성 성분의 총합/산성 성분의 총합으로 나타내며, 슬래그중의 산소이온의 활동도로 정의된다.
종래에 용융금속상에서는 산소이온 전도체인 고체전해질을 이용한 산소센서 등으로 산소이온 활동도의 측정이 가능하지만, 화합물 상으로 존재하는 슬래그에서는 이 같은 방법으로는 염기도의 측정이 불가능한데, 그 이유는 슬래그에는 산소가 대부분 산화물-칼슘산화물, 실리콘산화물, 마그네슘산화물, 알루미늄산화물 등으로 존재하기 때문이다.
일반적으로 염기도는 CaO%/SiO2% 로 간략하게 사용되지만 이는 중합도의 지표나 슬래그의 물리화학적 특성의 감도를 대표할 뿐 정확한 값은 아니며, 알루미나와 같이 양쪽성 산화물이 개입될 경우 더욱 영향력이 낮아진다. 반면, 광학염기도의 개념을 도입하여 표현도 가능하다. 광학염기도(Λ)란, 양이온의 전기적 음성도(χ)와의 관계식(수학식1)으로 정의되며,
Figure pat00001
다성분계의 슬래그의 광학염기도는 슬래그 중 성분 i의 광학염기도(Λi)와 몰분율(Xi)을 이용하여 다양한 방법으로 구해 질 수 있다.
파울링 모델(Pauling Model )에 의한 광학염기도는 하기의 수학식 2와 같고,
Figure pat00002
듀피 모델(Duffy Model)에 의한 광학염기도는 하기의 수학식 3과 같고,
Figure pat00003
샹카 모델(Shankar Model)에 의한 광학염기도는 하기의 수학식 4와 같다.
Figure pat00004
또한, 결합력의 변화는 상변화를 야기시키게 된다. 고알루미나 슬래그에서 광학염기도와 슬래그의 응고온도(LT: Liquidus Temperature)는 매우 밀접한 연관이 있어, 응고온도로써 광학염기 광학염기도는 다성분계에서 성분의 몰비 및 전기음성도와의 함수이고 전기음성도는 원자나 분자가 화학결합을 할 때 다른 전자를 끌어들이는 능력을 수치적으로 나타내는 값으로, 슬래그상에서는 산소와의 결합력으로 나타날 정도의 예측이 가능하다.
도 1은 광학염기도와 응고온도와의 관계를 실험적으로 나타낸 그래프의 일 예로, 수학식 3의 듀피 모델을 사용하였다. 결과값은 성분, 그에 따른 광학염기도의 값, 다성분계 광학염기도의 추정식, 등에 의해 다르게 나타날 수 있다.
본 발명에 의한 슬래그 측정 방법은 이와 같이 응고온도를 활용하여 슬래그의 각종 특성 값을 추정할 수 있다.
슬래그의 점도(η;Poise)는 Mills and Sridhar Model로부터 하기의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00005
ln A =-232.69(Λ)^2+357.32(Λ)-144.17
ln(B/1000)=-1.77+2.88/(Λ)
또는, Ray and Pal Model로 부터 하기의 수학식 6과 같이 나타낼수 있다.
Figure pat00006
-ln A =0.2056B+12.492
B=297.14Λ-466.69Λ+196.22
이 두 개의 점도에 관한 식을 응고온도(LT)에 관한 함수로 바꾸면 아래의 수학식 7와 같이 나타낼 수 있다.
Figure pat00007
Figure pat00008
본 발명의 일 예에 의한 실험값에 따르면, A1 ~ A11은 각각, -8.26*10-5, 0.2657, -220, -1.77, 4832, -319, 1.055*10-4, 0.0187, -259.9, -0.2056, 12.492 이다.
슬래그의 유동도 혹은 유동도 지수는 점도의 역수로 구할 수 있다.
즉, Φ(fluidity)= 1/η
상기 두 개의 점도식의 광학염기도(Λ)는 응고온도(LT)로부터 추정이 가능하므로, 슬래그 온도 T를 얻으면, 점도를 구할 수 있다.
슬래그 온도는 공정 중의 슬래그에 의해 채취해도 되고, 응고온도를 얻기 위한 장치를 이용하여도 가능하다. 단, 장치에 의한 온도변화(ΔT)를 보정해 주어야 정확한 슬래그 온도를 알 수 있다.
온도변화(ΔT)는 프로브의 형태에 따라 실험을 통해 상수로써, 사용될 수 있고, 센서의 부피 및 슬래그성분에 따라 차이가 있을 수 있어 0 ~ 100 사이의 값으로 사용 가능하다.
Figure pat00009
위와 같은 방법으로, 응고 온도를 이용하여, 광학염기도를 구하고, 광학염기도를 이용하여 아래의 수식을 활용하여, 활동도계수(γ)·정련능(C)·2가, 3가 산화철 비 등 다양한 슬래그의 화학상태를 추정할 수 있다.
Figure pat00010

추가하여, 본 발명의 슬래그 센서는 측정 대상이 용융금속의 상부에 부유하는 슬래그 이기 때문에, 종래의 프로브에 존재하는 샘플실 탕구 캡이 존재하지 않는 것에도 그 특징이 있으며, 종래의 예로는 대한민국 등록특허 1277761호 '건전시료 채취용 프로브를 구비한 세브랜스 장치 및 건전시료채취방법' 등이 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 슬래그 물성 측정 장치에 관하여 설명한다.
본 발명에 따른 슬래그 물성 측정 장치는 공정 중 슬래그의 물성을 측저하기 위한 것으로, 공정중의 고로에서 슬래그 시료를 채취하여 수용하는 샘플실과, 샘플실에서 채취된 슬래그의 온도변화를 측정하기 위한 온도센서와, 온도센서에서 측정되는 온도를 이용하여 응고온도를 도출하고, 도출된 응고온도로부터 슬래그의 물성을 연산하여 도출하는 연산부와, 상기 연산부에서 도출된 슬래그의 응고온도와 물성을 표시하는 표시부를 포함한다.
연산부는 슬래그 온도변화를 연속적으로 기록하며, 온도변화 추이로부터 응고온도를 도출하고, 도출된 응고온도로부터 슬래그의 염도, 점도, 유동도, 활동계수, 분배비, 정련능, 2가 산화철과 3가 산화철의 비 중 하나 이상의 물성을 연산한다.
디스플레이부는 연산부에서 도출된 응고온도와, 물성, 슬래그의 온도 변화 그래프 등을 출력한다.
온도센서와 샘플실은 다양한 형태로 구성될 수 있다.
온도센서는 열전대 또는 광온변환기와 같이 고온의 슬래그의 온도를 연속적으로 측정할 수 있는 것을 사용할 수 있다.
이하, 온도센서와 샘플실의 실시 예들에 관하여 도면을 참조하여 설명한다.
도 2는 1은 컵 형태의 센서인 제 1실시 예로써, 내화재로된 컵 형상의 샘플실(22) 내부에, 열전대를 이용한 온도센서(24)를 장착한 형상으로, 열전대는 쿼츠와 같은 고온내열성, 내열충격성이 우수한 보호부재(24)에 의해 보호되고 있다.
온도센서(24)의 열전대는 신호도선을 통해 상술한 연산부에 연결되어 온도신호를 전송하게 된다.
이러한 형태의 실시예의 경우에는 별도의 스푼(spoon)으로 슬래그를 채취하여 센서에 붙는 방식으로 측정이 가능하다.
그런데, 슬래그가 샘플실(22) 내부에서 굳어지게 되므로 재사용이 불가하고 일회용으로 사용하게 된다. 따라서, 열전대는 탈부착 가능한 커넥터를 통해서 연산부에 연결되도록 하는 것이 바람직하다.
샘플실(22)과 온도센서(24)는 일회용으로 소모되지만, 연산부와 디스플레이부는 반복적으로 사용하게 된다.
이와 같은 방법은 슬래그의 온도가 충분히 높거나, 이후 설명할 방식의 센서들의 사용이 어려운 현장에 적용할 수 있으며, 초기 센서에 주입되는 슬래그의 온도가 공정상의 슬래그 온도보다 낮아지기 때문에 온도강하에 대한 보상을 해 주어 계산하는 것이 바람직하다. 온도강하는 슬래그를 채취하여 붙는 과정에서 불가피하게 발생하게 된다.
도 3은 제 2 실시 예로써, 직선형 센서로 다중의 보호관으로 보호되는 샘플실(32)을 구비하고, 샘플실 일측면에 슬래그가 흘러 들어올 수 있는 탕구(33)를 형성하며, 샘플실(32) 내에는 온도센서(34)를 형성하는 방식으로 슬래그의 응고온도를 측정하는 센서이며, 이 같은 일회성 용탕용 센서를 프로브라고 한다.
프로브에는 다양한 형태가 존재 할 수 있으며, 기본적으로 온도센서 혹은 시료채취용 샘플실 등을 구비함이 일반적이다. 제 2 실시예의 프로브는 샘플실 상측으로 커넥터를 구비하여 별도의 홀더(미도시)에 장착되어 슬래그로 침지 되어 사용할 수 있다. 또한 상기의 다중 보호관은 일반적으로 종이관(지관)을 사용하며, 때에 따라 세라믹 화이버 등을 사용할 수도 있다. 샘플실은 프로브 하측 선단에 배치할 수도 있으며 이때의 유입구는 선단에 위치하여도 좋다.
도 3에서의 온도센서(34)는 U자형 석영관으로 보호되는 열전대가 사용되었으나 이에 한정되는 것은 아니고, 정밀하게 온도를 측정할 수 있는 수단이면 족하다.
예를 들어, 광온변환기와 광전달수단으로 광화이버, 쿼츠튜브 혹은 광도파관을 사용하여 빛을 이용한 측정도 가능하다.
샘플실 내부에 광전달수단이 구비되고, 광전달수단이 광온변환기에 연결되는 것으로 일회성으로 광전달수단이 1회성으로 소모된다.
도 4는 도 3의 프로브에 추가 온도센서를 구비한 제 3실시예를 나타낸 것으로, 제 2 실시 예의 프로브의 경우 프로브 외벽 및 샘플실내부와 접촉으로 인해 샘플실의 슬래그 온도의 정확한 측정은 어렵기 때문에, 정확한 슬래그 온도의 측정을 위해, 샘플실 외측 슬래그의 온도를 측정할 수 있는 제 2 온도센서(38)를 구비한 형태이다.
이 때, 제 2 온도센서(38)는 저융점 캡을 구비할 수 있다.
또한, 일정한 형태의 프로브를 유사 공정에 사용할 시에, 제 2 실시 예의 프로브에 의해서 측정되는 온도의 최고값에 센서의 외벽 및 샘플실내부와 접촉으로 인해 발생하는 슬래그 온도 강하를 가감하여 슬래그 온도를 추정하여 계산 할 수도 있다. 이 같은 방법으로 센서 하나를 이용하여 또는 좀 더 작은 크기의 프로브를 사용하여 측정이 가능하다.
덧붙여, 제 3실시예 에서의 온도센서 역시, 광학전달수단을 사용하는 것이 가능하다.
도 5는 본 발명에 의한 제 4 실시 예로써, 탕도를 흐르는 슬래그를 스푼을 사용하여 퍼 올리듯이 사용하는 것이 가능한 프로브의 형태이다.
프로브의 하단은 내화단열재 혹은 내화시멘트 등을 사용하여 마감하였고, 컵형태의 제1 실시예의 샘플실(52)과 온도센서(54)를 별도의 커넥터와 보호관(50)본 예에서는 지관을 사용)을 사용하여 별도의 홀더(미도시)를 사용하여 간편하게 슬래그 채취를 가능하게 하였다. 커넥터와 온도센서 사이에는 보상도선으로 전기접속 되어 있으며, 본 실시예와 같이 열전대를 이용하는 방법 이외에도 광학전달 수단의 사용도 가능하다.
슬래그는 다성분계 응축상이 복잡하게 결합된 구조로써, 응고온도의 측정이 매우 까다로우며, 응고 조건을 정확히 유지함이 중요하다.
본 발명은 응고온도의 측정을 위해 수 차례의 실험 실패 분석을 통해, 응고온도가 나타나기 전까지의 냉각능이, 샘플의 온도를 초당 5℃ ~ 30℃ 냉각시킬 수 있는 냉각능, 좀 더 구체적으로는 초당 10℃~20℃의 냉각능이 있어야 한다.
5℃/s 미만로 냉각능이 부족할 경우 완면한 파형을 나타내며 응고온도가 나타나지 않고, 30℃/s 초과로 냉각능이 지나치게 클 경우 슬래그의 유동성이 극히 나빠져, 응고온도 값을 제대로 도출하지 못한다.
샘플실 내부에 도형재, 이형재 등 내화물질로 코팅을 함으로써, 냉각속도에 변화를 줄 수 있으며, 다공질의 샘플을 사용할 경우 열발산의 흐름을 억제하는 용도로 사용하거나, 샘플실과의 반응을 억제하는 수단으로 사용할 수 있다.
홀더에 장착되는 커넥터는 절연특성의 활용을 위해 폴리머를 사용하는 것이 가능하며 이를 위해 종이 혹은 세라믹으로 형성된 보호관에 의해 보호할 수 있다.
제 3 실시 예와 같이 제 2 온도 센서를 구비할 경우 제작, 운반, 보관 등의 과정에서 센서가 파손될 우려가 있으며, 슬래그상에 괴상의 슬래그가 있을 경우 침지 시 센서 파괴의 우려가 있으므로, 강도를 갖는 저융점의 캡을 사용할 수 있다. 저융점의 캡은 플라스틱에서부터, 구리 등의 금속으로도 제조가 가능하다.
본 발명의 예에 있어, 상기 샘플실은 주물사를 이용하여 저가로 제작이 가능하였으며, 최소 10cc 에서 최대 300cc가 적절하며, 10cc 이하일 경우, 온도 강하의 폭이 커져 슬래그 유동성저하로 측정이 어려웠으며, 지나치게 클 경우 샘플 채취 작업자에게 무리한 로드가 걸리고, 샘플실의 강도에도 무리가 가며, 냉각에 필요한 시간이 많이 소요되는 등의 어려움이 있다.
주물사 샘플실의 두께는 냉각능에 직결되는 요소로써, 샘플실의 크기와 비례하여 증가되어야 한다.
예를 들어, 샘플실 부피가 슬래그 샘플의 부피의 두 배에서 네 배 정도의 부피를 가질 때, 응고온도가 나타났으며, 이는 샘플실 반지름 기준으로 샘플실 반지름의 (√2 -1)배 이상 (√5 -1)배 이하였다.
(√2 -1)배 미만으로 냉각능이 부족할 경우 완면한 파형을 나타내며 응고온도가 나타나지 않고, (√5 -1)배 초과로 냉각능이 지나치게 클 경우 슬래그의 유동성이 극히 나빠져, 응고온도 값을 제대로 지시하지 못한다.
도 6은 본 발명에 의해 적절한 응고온도를 기록한 그래프이며, Peak Temp.는 그래프상의 최고온도이며, Plateau Temp.는 응고온도(LT)이다. 도 7은 냉각능이 부족하여 응고온도를 기록하지 못한 그래프의 일 예이다. 도 6과 도 7은 동일한 스케일로 기록된 온도 곡선이다.
고로 노 하단부의 선출구에서 토출되는 용선에는 다량의 슬래그가 함유되어 있어서, 노상에서, 용선과 슬래그의 비중차이를 이용한 댐의 상, 하부로 슬래그와 용선이 일부 분리 배출된다. 본 실시 예는 이와 같이 분리된 슬래그 탕도에서 센서를 침지 혹은 채취하여 측정하였다.
본 발명에 표기된 응고온도의 표기는 종래의 응고온도와는 개념이 다를 수 있으며, 센서에 의해 측정된 최초 혹은 최적의 온도평형구간을 의미하는 것으로 해석되어야 한다.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 후술될 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론, 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 및 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
22, 32, 52 : 샘플실
24, 24, 54 : 온도센서
26, 36 : 보호부재
38 : 제2온도센서
50 : 보호관

Claims (14)

  1. 공정 중 슬래그의 물성을 측정하기 위한 슬래그 물성 측정 장치에 있어서,
    슬래그 시료를 채취하여 수용하는 샘플실; ?
    상기 샘플실 내에 채취된 슬래그의 온도변화를 측정하기 위한 온도센서; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 물성 측정 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도센서에서 측정되는 온도를 이용하여 응고온도를 도출하고, 도출된 응고온도로부터 슬래그의 물성을 연산하여 도출하는 연산부; 및
    상기 연산부에서 도출된 슬래그의 응고 온도와 물성을 표시하는 표시부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 물성 측정 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도센서는 커넥터를 이용하여 연산부와 연결되는 것을 특징으로 하는 슬래그 물성 측정 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도센서는
    열전대와, 상기 열전대를 보호하며 슬래그와 접촉하는 보호부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 물성 측정 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 온도센서는
    상기 샘플실 내에 채취된 슬래그에서 방사되는 빛을 수광하여 전달하는 광전달수단과, 상기 광전달수단에 연결되는 광온변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 물성 측정 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 샘플실은
    상기 샘플실에 채취된 슬래그가 -5℃/sec ~ -30℃/sec 의 냉각속도를 가지도록 하는 냉각능을 가지는 것을 특징으로 하는 슬래그 물성 측정 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 샘플실은
    주물사 재질인 것을 특징으로 하는 슬래그 물성 측정 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 샘플실은
    벽두께가 상기 슬래그가 수용되는 공간의 반지름의 (√2 -1)배 이상 (√5 -1)배 이하인 것을 특징으로 하는 슬래그 물성 측정 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 샘플실 외부 슬래그의 온도를 측정하는 제2온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 물성 측정 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2온도센서는 저융점 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬래그 물성 측정 장치.
  11. 공정 중 슬래그를 채취하여 채취된 슬래그의 온도를 연속적으로 측정하여 응고 온도를 도출하고, 도출된 응고온도를 이용하여 슬래그의 염기도, 점도, 유동도, 활동계수, 분배비, 정련능, 2가 산화철과 3가 산화철의 비 중 하나 이상의 물성을 도출하는 것을 특징으로 하는 슬래그 물성 측정 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 응고온도와 함께 측정된 슬래그 온도를 이용하여,
    슬래그의 염기도, 점도, 유동도, 활동계수, 분배비, 정련능, 2가 산화철과 3가 산화철의 비 중 하나 이상의 물성을 도출하는 것을 특징으로 하는 슬래그 물성 측정 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 응고온도 도출시,
    측정된 슬래그의 최고온도값에 샘플 채취시에 발생하는 온도강하를 보정하는 것을 특징으로 하는 슬래그 물성 측정 방법.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 슬래그의 점도는 하기의 식 중 하나에 의하여 연산되는 것을 특징으로 하는 슬래그 물성 측정 방법.
    Figure pat00011

    Figure pat00012

    (여기서, A1~A10 : 상수, LT : 응고온도, T : 슬래그온도)
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