KR20170076032A - 용강온도 측정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 래들에 담긴 용강의 상부에 부유된 일부 슬래그가 응고되더라도, 용강온도 측정을 용이하게 실시할 수 있는 용강온도 측정장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 용강온도 측정장치는 래들 방향으로 승강되는 메인 프레임; 상기 메인 프레임에 설치되어, 상기 래들에 수용된 용강의 상면을 촬영하는 열화상 카메라; 상기 열화상 카메라로부터 수신받은 영상정보를 복수 개의 영역으로 구획하고, 온도측정 영역을 선정하는 제어부; 및 상기 메인 프레임에 설치되고, 상기 메인 프레임을 중심으로 회동되며, 상기 온도측정 영역의 용강 온도를 측정하는 온도 측정부;를 포함한다.
Description
본 발명은 용강온도 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 래들에 담긴 용강의 상부에 부유된 일부 슬래그가 응고되더라도, 용강온도 측정을 용이하게 실시할 수 있는 용강온도 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 고로에서 생산된 용강은 래들에 담긴 후 목적지(연주 공정)로 이동되고, 상기 래들에 담긴 용강의 샘플을 채취하고 그 샘플의 온도 및 성분을 측정하여 용강에 포함된 불순물(가스)을 제거하여 품질을 향상시키고 있다.
이러한 공정을 RH공정이라 하며, 도 1을 참조하여 상기 RH 공정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
여기에서 참조되는 바와 같이 종래에는 대차에 의한 용강 래들이 처리위치에 도착하면, 작업자에 의한 처리개시(S10) 작업이 이루어지는 것으로서, 이때에는 용강의 성분제어, 온도제어 및 용강의 청정도 향상을 위한 작업이 이루어진다.
상기 공정에서 온도, 성분, 청정도가 모두 목표에 도달하게 되면 작업자에 의하여 처리종료(S80) 명령이 주어지고 용강 래들은 RH 설비의 처리위치를 이탈하여 슬라브 생산을 위한 연주 공정으로 이동하게 된다.
상기 처리개시(S10) 단계에서는 용강의 불순성분(CO, CO2, H, N등)의 강제적 제거를 위하여 진공설비가 가동되어 대기압에서 기준압력까지 감압작업을 하게 된다.
다음으로 용강환류(S20) 작업 단계에서는 용강중의 온도 및 성분의 균질화를 위하여 불활성 가스인 아르곤(AR) 가스를 취입 한다.
그리고 샘플링 TSA(S30) 단계에서는 탈산작업전의 용강중의 온도, 성분, 용존산소 함량을 확인하기 위하여 1회용 플로브를 사용하여 샘플채취 및 분석작업을 실시한다. 이러한 소모용(1회성) 프로브를 사용하는 온도측정 작업은 RH 작업중에 평균 4회 정도 실시한다.
그 다음 단계는 탈산재(S40) 투입 스텝으로 극저탄소강 작업시에 용강 중 산소함량을 제거하기 위하여 알루미늄을 용강 중에 투입하여 산소제거 반응을 유도 한다.
이러한 탈산재 스텝이 종료되면 산소제거 함량을 확인하기 위하여 샘플링TSO(S50) 작업을 실시하고, 그다음 공정으로는 용강중의 탄소, 망간, 티타늄등 용강성분을 조정하기 위하여 부원료 형태로 호퍼에 저장된 합금철을 투입 한다.
마지막 단계로는 이러한 합금철 투입작업에 의한 용강온도, 용강성분 변화정도를 최종 확인하기 위하여 샘플링 TS(S70) 작업을 실시후 RH 설비의 작업을 처리종료(S80)하게 된다.
이러한 프로세스를 가지고 있는 제철소 RH 설비 공정은 고급 청정강을 만드는 핵심 설비로서 수요가의 요구를 만족시키기 위한 최적의 정련작업을 위해서는 성분, 온도 및 용강의 청정조정이 필수 불가결한 작업으로 되어 있다.
도 2는 종래의 용강온도 측정장치를 나타낸 블록 구성도이다.
여기에서 참조되는 바와 같이 래들(8)의 상부에서 1회용 프로브(1a)를 이용하여 측온을 실시하는 것으로서, 이러한 측온장치는 온도 측정용 프로브(1a)가 장착된 측온 샘플링 장치(1)로 수강 래들(8) 내의 시료의 온도를 측정 및 분석하도록 구성되어 있다.
즉, 정련 공정에서 수강 래들(8)에 담긴 용강(9) 속에 상기 프로브(1a)를 침적시키게 되면, 상기 측온 샘플링 장치(1)에서 기전력이 발생되며, 상기 기전력은 측온 변환기(2)를 거쳐 주제어기(PLC)(3)로 전송된다.
상기 주제어기(3)에서는 측온 변환기(2)를 통하여 전송된 신호를 온도 연산을 위한 자료로 사용하게 되고, 주제어기(3)에서 계산된 측온 데이터를 컴퓨터(4)에 전송하여 현장 조업용 모니터링 화면(5)을 통하여 용강 온도를 표시함으로써 작업자가 용강 온도를 불연속적으로 확인하는 것이다.
한편, 상기 주제어기(3)에는 프로브 착탈 장치(6) 및 보조 제어기(7) 등이 연결되어 있다.
이와 같이 수강 래들(8) 내 용강의 정련작업 과정에서는 필연적으로 용강의 온도를 측정하기 위해 프로브(1a)를 이용하여 온도를 측정하며, 측정된 온도를 기준으로 냉각재 또는 승온재 등의 투입량을 결정한다.
그러나 래들(8)에 담긴 용강(9) 상부에 부유된 슬래그(9a)는 일부 응고된 상태로 존재하기 때문에 용강(9)의 온도측정이 불가능하여 약 30%정도 온도 측정에 실패하기 때문에 자동으로 용강(9)의 온도측정을 실시하는 것이 불가능하였다.
이에, 작업자가 수동으로 용강(9)의 온도를 측정해야하는 바, 작업자의 공수를 증가시키고 안전사고를 유발하는 문제점이 있었다.
또한, 고가의 온도 측정용 프로브(1a)를 이용하여 원하는 온도값이 나오기까지 매번 측정해야 하기 때문에, 생산원가 부담과 측온 시간 동안의 조업지연이 발생하게 되어 생산성이 감소되는 원인이 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 슬래그가 응고되지 않은 위치에서 용강의 온도를 측정함으로써, 온도측정을 용이하게 하고 비용을 절감할 수 있는 용강온도 측정장치를 제공한다.
또한, 용강 온도 측정값의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 용강온도 측정장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른, 용강온도 측정장치는 래들 방향으로 승강 가능하게 설치된 메인 프레임; 상기 래들에 수용된 용강의 상면을 촬열할 수 있도록 상기 메인 프레임에 설치된 열화상 카메라; 상기 열화상 카메라로부터 수신받은 영상정보를 수신받아 복수 개의 영역으로 구획하고, 온도측정 영역을 선정하는 제어부; 및 상기 온도측정 영역의 용강 온도를 측정할 수 있도록, 상기 메인 프레임을 중심으로 회동 가능하도록 상기 메인 프레임에 설치되어 용강의 온도를 측정하는 온도 측정부;를 포함한다.
상기 온도 측정부는, 상기 메인 프레임에 회전 가능하게 설치된 회전 프레임; 상기 회전 프레임을 상기 메인 프레임을 중심으로 회동시키는 구동모터; 상기 회전 프레임에 고정된 랜스; 및 상기 래들에 수용된 용탕의 온도를 측정할 수 있도록 상기 랜스 저면에 착탈 가능하게 부착된 온도측정 프로브;를 포함할 수 있다.
바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 용강온도 측정장치는 상기 열화상 카메라의 렌즈부에 에어를 분사하여 냉각시키면서 동시에 이물질을 제거할 수 있는 에어 분사부;를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 각각의 상기 영역별 색상 및 온도를 측정하여 상기 온도 측정 영역을 선정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 영역별 색상 및 온도를 그 명도 및 온도가 높을수록 그 값을 증가되도록 0 ~ 9 범위로 수치화한 후 합산하여, 그 값이 가장 높은 영역을 상기 온도측정 영역으로 선정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 용강 상부에 부유되는 슬래그가 없어 용강 측정이 용이한 위치를 온도측정 영역으로 선정하고, 온도측정 영역에서 용강의 온도를 측정함으로써, 온도측정을 용이하게 실시할 수 있으며, 온도 측정 결과의 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 나아가 용강의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 온도측정 프로브 및 열화상 카메라가 고온에 노출되는 것을 최소화함으로써, 수명을 향상시킬 수 있으며 제조원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 용강 분석 공정의 흐름을 설명하기 위한 순서도이고,
도 2는 종래 용강온도 측정장치를 개략적으로 보여주는 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용강온도 측정장치를 보여주는 개략도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도측정 영역 선정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래 용강온도 측정장치를 개략적으로 보여주는 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용강온도 측정장치를 보여주는 개략도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도측정 영역 선정을 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용강온도 측정장치를 보여주는 개략도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 용강온도 측정장치는 래들(8) 상부에 승강 가능하게 설치된 메인 프레임(100)과 용강(9) 상면을 촬영하는 열화상 카메라(200)와 열화상 카메라(200)로부터 영상정보를 수신받아 온도측정 영역을 선정하는 제어부(300) 및 메인 프레임(100)에 회동 가능하게 설치된 온도 측정부(400)를 포함한다.
메인 프레임(100)은 온도 측정부(400)를 용강(9) 방향으로 이동시켜 용강(9)의 온도를 측정할 수 있도록, 용강(9)의 수직 상부에 별도로 구비된 호이스트 등 승강수단(미도시)을 매개로 승강 가능하게 설치된다.
열화상 카메라(200)는 용강(9) 표면의 온도를 색상 및 온도를 모니터링하기 위한 것으로, 피사체인 용강(9) 또는 용강(9) 상부에 부유되는 슬래그(9a)에서 발산되는 적외선 에너지를 흡수하여 열화상 이미지로 출력할 수 있는 적외선 열화상 카메라(Infrared Thermal Camera) 등이 사용될 수 있다.
열화상 카메라(200)는 실시간으로 용강(9) 표면의 온도 및 색상정보가 담긴 영상정보를 제어부(300)로 송신한다.
제어부(300)는 열화상 카메라(200)에서 수신된 용강(9) 표면의 영상정보를 이용하여 최적의 온도측정 영역을 선정한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 온도측정 영역 선정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제어부(300)는 열화상 카메라(200)로부터 영상정보를 수신받아 복수의 영역으로 분할하고, 각각의 영역의 온도 및 색상을 수치화하고 이를 합산하여 최적의 온도측정 영역을 선정한다.
이때, 제어부(300)는 각각의 영역에 대하여 온도 및 명도(明度)가 높을수록 높은 값을 갖도록 0 ~ 9 범위에서 수치화하고 이를 합산하여 가장 높은 값으로 환산되는 영역을 온도측정 영역으로 선정한다.
즉, 색상이 밝고 용강(9)의 복사열이 그대로 흡수되어 높은 온도를 갖는 영역은 그 표면에 슬래그(9a)가 응고되어 있지 않아 온도측정이 용이하다 판단할 수 있어 색상 및 온도를 수치화하여 합산한 값이 가장 높은 영역을 온도측정 영역으로 선정한다.
이에, 온도 측정시 온도 측정장치가 응고된 슬래그(9a)의 온도를 측정하지 않도록 함으로써, 측정된 용강(9)의 온도 값의 신뢰도를 향상시킬 수 있으며 나아가 생산되는 용강(9)의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도 측정부(400)는 메인 프레임(100)에 회전 가능하게 설치된 회전 프레임(410)과, 회전 프레임(410)을 회동시키는 구동모터(440)와 회전 프레임(410)에 고정되어 회동되는 랜스(420) 및 랜스(420)의 하단부에 착탈 가능하게 설치된 온도측정 프로브(430)를 포함한다.
상기와 같이 제어부(300)에서 온도측정 영역 선정이 완료되면, 제어부(300)는 구동모터(440)에 작동신호를 전송하여 회전 프레임(410)을 메인 프레임(100)을 중심으로 회전시켜 온도측정 프로브(430)를 온도측정 영역으로 이동시킨다.
온도측정 프로브(430)의 이동이 완료되면, 온도측정 프로브(430)는 온도측정 영역의 용강(9) 온도를 측정하여 이를 제어부(300)로 전송한다.
이에, 온도측정 프로브(430)가 용강(9) 상부에 부유되는 슬래그(9a)의 온도를 측정하지 않도록 함으로써, 온도측정 작업을 자동화할 수 있으며 측정된 용강(9)의 온도값의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 나아가 생산되는 용강(9)의 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 고가의 온도측정 프로브(430)가 슬래그(9a) 및 용강(9)에 노출되는 시간을 최소화함으로써, 변형 및 파손 등 손상을 최소화하여 수명을 연장시킴으로써, 제조비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
한편, 랜스(420)에는 온도측정 프로브(430) 뿐만 아니라 용강(9)의 성분 분석을 위한 별도의 샘플링 채취수단이 구비될 수 있다.
보다 바람직하게, 본 발명의 일 실시예에 따른 용강온도 측정장치는 열화상 카메라(200)의 렌즈부에 에어를 분사하여 열화상 카메라(200)를 용강(9)의 고온으로부터 보호하는 에어 분사부(500)를 더 포함할 수 있다.
이때, 에어 분사부(500)는 용강(9)의 고온에 의해 폭발 등 안전사고가 발생되지 않도록 아르곤(Ar) 또는 질소(N2) 가스 등 비활성 가스를 분사하는 것이 바람직하다.
이에, 열화상 카메라(200)의 렌즈부에 부착된 이물질을 제거하여 용강(9) 표면 온도 측정을 용이하게 하며, 용강(9)의 고온에 노출되어 손상되는 것을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 열화상 카메라(200)는 용강(9)으로부터 나오는 복사열을 차단할 수 있도록 별도의 카메라 케이스를 포함할 수 있으며 그 내부에 별도의 냉각수가 유동되는 냉각유로를 설치하여 열화상 카메라(200)를 보호하도록 구성될 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 용강온도 측정장치의 작동관계에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.
메인 프레임(100)이 래들(8)의 상면 방향으로 하강되면 열화상 카메라(200)에서 래들(8)에 수용된 용강(9) 표면을 촬영하여 그 영상정보를 제어부(300)로 전송한다.
제어부(300)는 열화상 카메라(200)로부터 수신받은 영상정보를 동일한 크기의 복수 개의 영역으로 분할하고, 각각의 영역에 대하여 온도 및 색상에 대하여 0부터 9까지 총 10단계로 구분하여 수치화한다.
이때, 온도가 높고 색상이 밝을수록 그 값이 커지도록 수치화하고, 수치화된 온도 및 색상 값을 합산하여 그 합이 가장 높은 영역을 최적의 온도측정 영역으로 판단하고 구동모터(440)에 작동신호를 전송하여 온도측정 프로브(430)를 온도측정 영역으로 이동시킨다.
온도측정 프로브(430)의 이동이 완료되면 온도측정 프로브(430)는 용강(9)의 온도를 측정하여 제어부(300)로 전송하고 작업이 종료된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
8: 래들
9: 용강
9a: 슬래그 100: 메인 프레임
200: 열화상 카메라 300: 제어부
400: 온도 측정부 410: 회전 프레임
420: 랜스 430: 온도측정 프로브
440: 구동모터 500: 에어 분사부
9a: 슬래그 100: 메인 프레임
200: 열화상 카메라 300: 제어부
400: 온도 측정부 410: 회전 프레임
420: 랜스 430: 온도측정 프로브
440: 구동모터 500: 에어 분사부
Claims (5)
- 래들 방향으로 승강되는 메인 프레임;
상기 메인 프레임에 설치되어, 상기 래들에 수용된 용강의 상면을 촬영하는 열화상 카메라;
상기 열화상 카메라로부터 수신받은 영상정보를 복수 개의 영역으로 구획하고, 온도측정 영역을 선정하는 제어부; 및
상기 메인 프레임에 설치되고, 상기 메인 프레임을 중심으로 회동되며, 상기 온도측정 영역의 용강 온도를 측정하는 온도 측정부;를 포함하는, 용강온도 측정장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 온도 측정부는,
상기 메인 프레임에 설치되어, 상기 메인 프레임을 중심으로 회전되는 회전 프레임;
상기 회전 프레임을 상기 메인 프레임을 중심으로 회동시키는 구동모터;
상기 회전 프레임에 고정된 랜스; 및
상기 랜스 저면에 착탈 가능하게 설치되어 상기 래들에 수용된 용탕의 온도를 측정하는 온도측정 프로브;를 포함하는, 용강온도 측정장치.
- 청구항 2에 있어서,
상기 열화상 카메라의 렌즈부에 에어를 분사하여 냉각시키면서 동시에 이물질을 제거하는 에어 분사부;를 더 포함하는, 용강온도 측정장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 제어부는
각각의 상기 영역별 색상 및 온도를 측정하여 상기 온도 측정 영역을 선정하는 것을 특징으로 하는, 용강온도 측정장치.
- 청구항 3에 있어서,
상기 제어부는,
상기 영역별 색상 및 온도를 그 명도 및 온도가 높을수록 그 값을 증가되도록 0 ~ 9 범위로 수치화한 후 합산하여, 그 값이 가장 높은 영역을 상기 온도측정 영역으로 선정하는 것을 특징으로 하는, 용강온도 측정장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150185747A KR101780127B1 (ko) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | 용강온도 측정장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020150185747A KR101780127B1 (ko) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | 용강온도 측정장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20170076032A true KR20170076032A (ko) | 2017-07-04 |
| KR101780127B1 KR101780127B1 (ko) | 2017-09-19 |
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ID=59357213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020150185747A KR101780127B1 (ko) | 2015-12-24 | 2015-12-24 | 용강온도 측정장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101780127B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109813433A (zh) * | 2018-12-01 | 2019-05-28 | 湖北理工学院 | Lf精炼炉钢水温度的连续测温方法 |
| KR102676321B1 (ko) * | 2023-10-12 | 2024-06-18 | 주식회사 아이티브에이아이 | 래들 내의 용탕 레벨 측정 및 분석을 위한 전자 장치, 및 그 동작 방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5974638B2 (ja) * | 2012-05-30 | 2016-08-23 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 脱硫不良判定方法及び脱硫不良判定装置 |
-
2015
- 2015-12-24 KR KR1020150185747A patent/KR101780127B1/ko active IP Right Grant
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| KR101780127B1 (ko) | 2017-09-19 |
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