KR20170103843A - 전로를 위한 침지 프로브 및 침지 서브랜스와 침지 프로브의 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전로(100)를 위한 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체에 관한 것으로서, 상기 서브랜스(1)는 가이드(16) 및 가이드 연결 단부(16a)를 포함하고, 상기 가이드 연결 단부(16a)는 서브랜스 홀더(10)의 제1 결합 단부(10a)에 결합되도록 구성되고, 상기 서브랜스 홀더(10)는 제1 결합 단부(10a)로부터 제2 결합 단부(10b)까지 종방향으로 연장되고, 상기 서브랜스 홀더(10)는 서브랜스 홀더(10)의 제2 결합 단부(10b)와 침지 프로브(2)의 조절가능 부분(11) 사이의 연결부에 의해 침지 프로브에 연결된다. 본 발명은 또한 케이싱(12) 및 조절가능 부분(11)을 포함하는, 전로(100)를 위한 침지 프로브(2)에 관한 것으로서, 상기 케이싱(12)은 조절가능 부분(11)을 수용하기 위한 내부 공동을 특징으로 하고, 상기 조절가능 부분(11)은 케이싱(12)의 내부 공동을 따라 연결 부분(11a)으로부터 고정 부분(11b)까지 종방향으로 연장되고, 상기 연결 부분(11a)과 고정 부분(11b)은 탄성 부분(11c)에 의해 서로 연관되고, 상기 탄성 부분(11c)은 일단 제1 접촉점(P1)이 연결 부분(11a)의 표면과 확립되었으면 조절가능 부분(11)의 길이를 변화시키도록 구성된다.

Description

전로를 위한 침지 프로브 및 침지 서브랜스와 침지 프로브의 조립체

본 발명은 용융 금속(molten metal)으로 충전된 전로(converter furnace)의 측정을 수행하고/하거나 전로로부터 샘플을 채취하기 위한 침지 프로브(immersion probe) 및 침지 서브랜스(immersion sublance)와 침지 프로브의 조립체에 관한 것이고, 상기 침지 프로브는 가변 길이를 특징으로 하도록 구성된다.

침지 서브랜스와 침지 프로브는 제강(steelmaking) 공정 중에 전로에 널리 사용된다. 전형적으로, 선철(pig iron)과 고철 금속(scrap metal)이 전로 내로 방출되고, 이러한 전로는 그것들을 고온(1600 내지 1750℃)에서 함께 융해시켜 강철을 생성한다.

이상적인 화학적 특성을 나타내는 고품질 제품을 생산하기 위해, 용융 금속은 여러 가지 화학 분석을 받아야 한다. 목적은 예를 들어 특히 탄소, 탄소 당량 및 규소 농도를 제어함으로써, 또는 경도, 저항, 기계가공성, 온도, 산화 수준을 모니터링함으로써, 강철 내에 함유된 모든 화학 원소를 모니터링하는 것이다.

그러한 화학 분석은 용융 금속을 감지하거나 샘플링함으로써 수행되고, 이들 작업은 침지 프로브의 단부에 위치된 센서에 의해 수행된다.

통상적으로, 용융 금속의 생성 중에, 취입 랜스(blowing lance)가 전로 내부에서 산소를 초음속으로 용융 슬래그(molten slag) 및 용융 금속 상으로 취입하기 위해 사용된다.

동시에, 침지 서브랜스와 침지 프로브의 조립체가 종방향을 따라 외부 환경으로부터 전로의 내부로 삽입되되, 단지 상기 조립체의 침지 프로브만이 용융 슬래그 내에 그리고 후속하여 용융 금속 내에 잠기도록 삽입된다. 일단 용융 금속과 접촉하면, 침지 프로브는 센서 또는 샘플링 챔버(sampling chamber)에 의해 용융 금속의 측정을 수행하고/하거나 용융 금속의 샘플을 채취할 수 있다. 이들 작업의 완수시, 침지 서브랜스와 프로브의 조립체가 전로로부터 제거되고, 이어서 침지 프로브가 침지 서브랜스로부터 분리된 다음에 폐기된다.

침지 서브랜스에 대한 침지 프로브의 연결은 전로 내로의 조립체의 삽입 전에 수행되고, 상기 연결은 부분적으로 자동화된다.

이전에 언급된 바와 같이, 침지 프로브는 침지 및/또는 측정 공정 중에 한 번만 사용된다. 반면에, 침지 서브랜스는 그것에 보다 긴 사용 수명이 제공되기 때문에 재사용될 수 있다.

침지 서브랜스가 수회의 침지 및/또는 측정에 사용됨을 고려할 때, 서브랜스에 의한 수회의 침지 및/또는 측정 후에 가혹한 주변 조건 및 전로 내부의 고온으로 인한 변형이 관찰되었다. 그러한 결함은 매우 흔하고 심각하여, 새로운 침지 프로브를 침지 서브랜스에 연결하는 데에 어려움을 초래한다.

보다 구체적으로, 변형된 침지 서브랜스는 새로운 침지 프로브와의 연결 문제를 일으켜, 서브랜스 홀더(sublance holder)와 침지 프로브 사이의 간극을 초래할 수 있다. 그러한 특성은 그것이 다양한 문제를 일으킬 수 있기 때문에 바람직하지 않다.

침지 프로브 구조체가 카드보드(cardboard)로 제조되고 정밀한 치수를 보유하지 않기 때문에, 그것이 완전히 침지 서브랜스 홀더를 덮을 수는 없는 것을 알게 되었다. 또한, 기상 조건 및 침지 프로브의 보관 위치에 따라, 프로브 케이싱(casing)을 구성하는 카드보드 상에서 변형이 발생하여 반경방향 또는 종방향 변동을 생성할 수 있는 것으로 알려져 있다. 이러한 문제를 고려할 때, 침지 서브랜스와 침지 프로브의 조립체가 전로 내로 삽입될 때, 일부 용융 금속 스플래시(splash)가 서브랜스 홀더 상에 내려앉아, 새로운 침지 프로브에 대한 연결을 어렵게 할 수 있는 것으로 알려져 있다.

이러한 문제를 피하기 위해, 당업계에서 침지 서브랜스의 변형에 대항하기 위한 시도가 이루어졌다. 유럽 특허 EP-A1-69433호는 고정 상부 단부 및 회전할 수 있는 하부 단부를 제공하는 서브랜스를 기술한다. 그것은 구체적으로 용융 금속 내에의 제1 침지 후에 침지 서브랜스의 하부 부분이 변형되고, 이어서 서브랜스가 전로로부터 제거되고 그의 하부 단부가 180° 회전되는 것을 개시한다. 상기 회전 후에, 이어서 서브랜스가 다시 침지된다. 유럽 특허 EP-A1-69433호의 교시 내용에 따르면, 이러한 특징은 하부 부분이 그의 원래 위치(제1 침지 전)로 돌아오도록 허용한다.

다른 알려진 해법은 미국 특허 US-A-4566343호에 의해 기술된다. 상기 특허는 용융 금속이 침지 서브랜스 내로 침투하는 것을 방지하도록 설계된 고무 시일(rubber seal)을 포함하는 침지 센서를 개시한다.

또한, 침지 프로브와 서브랜스 홀더 사이의 연결의 개선을 목적으로 하는 해법이 또한 당업계에 알려져 있다. 미국 특허 US-B2-7370544호는 서브랜스 홀더 상의 스프링 또는 탄성 링(elastic ring)의 사용을 기술한다. 이러한 해법은 현재 상용화된 침지 서브랜스가 스프링 또는 탄성 링을 수용하기 위해서는 어느 정도의 조절을 필요로 함을 고려할 때 문제가 된다. 이러한 방식으로, 이전에 기술된 바와 같이 서브랜스를 맞추기 위해서는 측정 공정을 중단하는 것이 필수적이 된다.

위의 해법을 고려할 때, 선행 기술에서, 침지 서브랜스의 종방향 및/또는 반경방향으로의 길이 변동을 보상할 수 있는, 가변 연결 길이를 가진 침지 프로브의 사용이 알려져 있지 않은 것을 알게 된다.

또한, 선행 기술은 현재 상용화된 침지 서브랜스가 어떠한 맞춤도 필요로 함이 없이 사용될 수 있도록, 침지 서브랜스의 맞춤을 필요로 하지 않는 가변 연결 길이를 가진 침지 프로브의 사용에 대한 해법을 제공하지 못한다.

본 발명의 제1 목적은 침지 서브랜스 홀더와의 보다 큰 연결 효율을 가능하게 하는 침지 프로브를 제공하는 것이다.

본 발명의 제2 목적은 현재 상용화된 침지 서브랜스에, 그들을 맞출 어떠한 필요도 없이 연결될 수 있는 침지 프로브를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 가변 연결 길이를 가진 침지 서브랜스에 연결될 수 있는 침지 프로브를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전로 내에의 연속적인 침지에 의해 변형된 침지 서브랜스에 연결될 수 있는 침지 프로브를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 용융 금속이 침지 서브랜스 홀더 상에 고착되는 것을 방지할 수 있는 침지 프로브를 제공하는 데 또한 목적을 두고 있다.

본 발명의 목적 중에는 또한 연결 결함 또는 침지 서브랜스와의 간극을 방지하는 침지 프로브를 제공하는 것이 있다.

마지막으로, 본 발명은 연결시 침지 서브랜스의 종방향 및/또는 반경방향 길이 변동을 보상하는 데 목적을 두고 있다.

본 발명의 목적은 전로를 위한 침지 서브랜스와 침지 프로브의 조립체로서, 서브랜스는 연결 단부를 포함하고, 연결 단부는 서브랜스 홀더의 제1 결합 단부에 결합되도록 구성되고, 상기 서브랜스 홀더는 제1 결합 단부로부터 제2 결합 단부까지 종방향으로 연장되고, 상기 서브랜스 홀더는 서브랜스 홀더의 제2 결합 단부와 침지 프로브의 조절가능 부분 사이의 연결 수단에 의해 침지 프로브에 연결되는, 전로를 위한 침지 서브랜스와 침지 프로브의 조립체에 의해 달성된다.

본 발명의 목적은 또한 케이싱 및 조절가능 부분을 포함하는, 전로를 위한 침지 프로브로서, 상기 케이싱은 조절가능 부분을 수용하기 위한 내부 공동(internal cavity)을 특징으로 하고, 상기 조절가능 부분은 케이싱의 내부 공동을 따라 연결 부분으로부터 고정 부분까지 종방향으로 연장되고, 연결 부분과 고정 부분은 탄성 부분에 의해 서로 연관되고, 탄성 부분은 일단 제1 접촉점이 연결 부분의 표면과 확립되었으면 조절가능 부분의 길이를 변화시키도록 구성되는, 전로를 위한 침지 프로브에 의해 달성된다.

이제부터, 도면에 표현된 실행 예에 기초하여, 본 발명이 더욱 완전히 기술될 것이다. 도면에서,
도 1은 용융 금속 내에 침지된 침지 프로브와 침지 서브랜스의 조립체 및 취입 랜스를 가진 전로의 내부도.
도 2는 바람직한 구성에서 본 발명에 따른 침지 서브랜스와 침지 프로브의 조립체의 도면.
도 3a는 침지 프로브로부터 분리될 때 침지 서브랜스의 바람직한 구성의 도면.
도 3b는 침지 프로브로부터 분리될 때 침지 서브랜스의 도면으로서, 서브랜스 홀더의 내부 공동이 바람직한 구성으로 예시됨.
도 4는 바람직한 구성에서 서브랜스로부터 분리될 때 침지 프로브의 도면.
도 5a, 도 5b, 도 5c, 도 5d 및 도 5e는 바람직한 구성에서 서브랜스가 본 발명의 침지 프로브에 연결되는 방법의 단계별 도면.
도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 6d, 도 6e는 바람직한 구성으로 예시된 서브랜스 홀더의 내부 공동을 상세히 예시한, 서브랜스가 본 발명의 침지 프로브에 연결되는 방법의 단계별 도면.
도 7a, 도 7b, 도 7c 및 도 7d는 바람직한 구성에서 본 발명의 침지 프로브와 서브랜스 홀더 사이의 제1 접촉점의 확립의 단계별 도면.
도 8a, 도 8b, 도 8c 및 도 8d는 바람직한 구성에서 본 발명의 침지 프로브와 서브랜스 홀더 사이의 제2 접촉점의 확립의 단계별 도면.
도 9는 바람직한 구성에서 본 발명의 감지 헤드(sensing head) 및 그의 구성요소의 도면.
도 10은 본 발명의 제2 실시예의 도면.
도 11은 본 발명의 제3 실시예의 도면.

도 1은 강철을 생성하고 정련하기 위해 철강 산업에 사용되는 전로(100)의 내부도를 예시한다. 용융 금속의 생성 중에, 취입 랜스(30)가 전로(100) 내부에 사용되고, 상기 취입 랜스(30)는 산소를 초음속으로 용융 슬래그(40) 및 용융 금속(50) 상에 주입하기 위해 사용된다.

도 1을 계속 참조하면, 침지 프로브(2)에 연결된 침지 서브랜스(1)에 의해 형성되는 조립체가 관찰될 수 있고, 상기 구성요소들에 의해 형성되는 상기 조립체는 전로(100)의 내부로 삽입된다. 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체는 그 자체가 외부 환경으로부터 전로(100)의 내부의 방향으로 종방향으로 돌출되도록 구성된다. 보다 구체적으로, 그러한 돌출은 침지 프로브(2)가 용융 슬래그(40) 아래에 놓인 용융 금속(50) 내에 침지되도록 실현된다. 침지될 때, 침지 프로브(2)는 측정을 수행하고/하거나 용융 금속(50)의 샘플을 채취한다. 그 후에, 그것은 서브랜스(1)로부터 분리된 다음에 폐기된다.

도 2로부터, 본 발명의 바람직한 구성에서 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체가 관찰될 수 있고, 상기 조립체를 구성하는 두 요소들 사이의 연결이 상세히 도시된다.

침지 서브랜스(1)가 용융 금속(50)의 측정을 위해 사용되면, 이는 용융 금속(50) 내에 침지되도록 침지 프로브(2)의 단부에 위치되는 센서(21)에 의해 실현되는 것을 알게 된다. 일반적으로, 센서(21)는 전로(100)의 주위 환경 내에 위치되는 측정 기구(도시되지 않음)에 연결된다. 센서(21)와 측정 기구(도시되지 않음) 사이의 연결은 침치 프로브(2)와 침지 서브랜스(1)의 내부를 통해 외부 환경까지 이어지는 접촉 라인(contact line)에 의해 실현된다. 측정 후에, 침지 프로브(2)가 서브랜스(1)로부터 분리된 다음에 폐기된다.

침지 서브랜스(1)가 용융 금속(50) 샘플을 채취하기 위해 사용되는 경우에, 이는 용융 금속(50) 내에 침지되도록 침지 프로브(2)의 단부에 위치되는 챔버(22)에 의해 실현되는 것을 알게 된다. 샘플링 후에, 수집되었던 용융 금속(50)이 추가 분석을 위해 제거되고, 침지 프로브(2)가 서브랜스(1)로부터 분리된 다음에 폐기된다.

대안적으로, 침지 서브랜스(1)는 이전에 기술된 바와 같이 챔버(22) 및 센서(21)의 존재에 의해 특징지어지는, 용융 금속(50)의 측정 및 샘플링을 동시에 수행할 수 있다.

본 발명의 더욱 명확한 이해를 제공하기 위해, 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)가 아래에 개별적으로 기술된다. 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체를 형성하기 위한 두 요소들의 연결이 추후에 상술될 것이다.

바람직한 구성에서, 침지 서브랜스(1)가 도 3으로부터 상세히 관찰될 수 있다.

도 3a 및 도 3b는 침지 서브랜스(1)의 기계적 구조를 도시하고, 서브랜스(1)에는 가이드(guide)(16) 및 서브랜스 홀더(10)가 제공된다.

본 발명의 바람직한 구성에서, 가이드(16)는 그의 전체 길이를 따라 중공형인, 실질적으로 원통형/튜브형 형상을 나타낸다. 그러한 구성은 주위 환경까지의 그리고 후속하여 측정 기구(도시되지 않음)까지의 센서(21) 접촉 라인의 통과를 위한 내부 공동의 생성을 제공한다.

앞서 언급된 가이드(16)는 바람직하게는 전로(100)의 전형적인 고온(1600 내지 1750℃)을 견딜 수 있는 금속성 재료로부터 제조된다.

도 3a 및 도 3b를 계속 참조하면 그리고 바람직한 구성에서, 가이드(16)가 전로(100)에 가장 가까운 그의 부분 상에서, 이제부터 가이드 연결 단부(16a)로 지칭될 단부를 특징으로 하는 것을 알게 될 수 있다. 관찰될 수 있는 바와 같이, 가이드 연결 단부(16a)는 서브랜스(1)의 서브랜스 홀더(10)에 결합된다.

바람직하게는, 서브랜스 홀더(10)는 실질적으로 원통형/튜브형 형상을 특징으로 하고, 상기 서브랜스 홀더(10)는 제1 결합 단부(10a)로부터 전로(100)의 저부의 방향으로 하방으로 제2 결합 단부(10b)까지 종방향으로 연장된다.

가이드 연결 단부(16a)의 직경이 제1 결합 단부(10a)의 외경과 동일하여, 완벽한 결합을 나타내도록, 제1 결합 단부(10a)가 가이드 연결 단부(16a)에 결합되는 것을 알게 될 수 있다.

제2 결합 단부(10b)에 관하여, 후술될 바와 같이, 그것은 침지 프로브(2)의 내부 공동의 그것과 유사한 외경을 나타내어야 한다.

도 3b로부터, 바람직한 구성에서, 침지 서브랜스(1)의 내부 공동이 결합 단부(10b)에 위치되는 것을 알게 된다. 또한, 바람직한 구성에서, 상기 공동이 적어도 하나의 홀더 접촉 라인(25c)을 특징으로 할 수 있고, 라인들(25c) 중 적어도 하나가 홀더(10) 결합 극단부(10b)의 공동의 내측 벽 주위에 원주방향으로 배열되는 것을 알게 될 수 있다. 적어도 하나의 라인(25c)이 전로(100)의 주위 환경 내에 위치되는 측정 기구에 연결된다.

침지 서브랜스(1)가 기술되었으므로, 이제부터는 침지 프로브(2)가 기술될 것이다. 바람직한 구성에서, 침지 프로브(2)는 도 4로부터 상세히 관찰될 수 있다.

도 4는 침지 프로브(2)의 기계적 구조를 도시하고, 상기 프로브는 케이싱(12), 조절가능 부분(11) 및 감지 헤드(20)를 포함한다.

바람직하게는, 침지 서브랜스(2) 케이싱(12)은 카드보드로부터 제조되고, 상이한 길이 또는 직경을 특징으로 할 수 있으며, 이들은 사용자에 따라 치수설정된다.

케이싱(12)은 침지 프로브(2)가 용융 금속(50) 내에 침지될 때 침지 프로브(2)의 케이싱(12)이 완전히 분해되지는 않도록 카드보드의 수개의 층으로 설계된다. 침지가 수 초 동안 지속됨을 고려할 때, 카드보드의 수개의 층으로 형성된 케이싱(12)의 구조는 전로(100)의 전형적인 고온(1600 내지 1700℃)을 견딜 수 있다.

바람직한 구성에서, 케이싱(12)은 그의 전체 길이를 따라 실질적으로 원통형/튜브형 형상을 특징으로 하고, 그러한 구성은 조절가능 부분(11)을 수용하기 위한 내부 공동의 생성을 허용하며, 내경은 위에 언급된 부분(11)을 수용하기에 충분히 넓다.

또한, 도 4로부터, 바람직한 구성에서, 상기 케이싱(12)이 케이싱 상부 부분(12a) 및 케이싱 하부 부분(12b)을 포함하는 것을 또한 알게 될 수 있다. 두 부분(12a, 12b)이 동일한 직경을 특징으로 함을 고려할 때, 케이싱(12)의 중간 부분이 보다 작은 직경을 특징으로 하는 것을 알게 된다.

대안적으로, 도 11 및 도 12로부터 관찰되는 바와 같이, 케이싱(12)은 그의 전체 길이를 따라 일정한 직경을 특징으로 할 수 있다.

조절가능 부분(11)에 관하여, 도 4로부터, 그것이 케이싱(12)의 내부 공동의 내부를 따라 연결 부분(11a)으로부터 고정 부분(11b)까지 종방향으로 연장되는 것을 알게 된다. 연결 부분(11a)은 케이싱 상부 부분(12a)에 가깝고, 고정 부분(11b)은 케이싱 하부 부분(12b)에 가깝다. 연결 부분(11a)과 고정 부분(11b)은 조절가능 부분(11)이 가변 길이를 특징으로 하도록 탄성 부분(11c)에 의해 서로 연관된다.

바람직한 구성에서, 연결 부분(11a)과 고정 부분(11b)이 케이싱(12)의 내부 공동보다 작거나 그와 동일한 직경을 포함하는 실질적으로 원통형/튜브형 형상을 특징으로 하는 것을 알게 된다.

탄성 부분(11c)에 관하여, 그것은, 일단 도 5a 내지 도 5e, 도 6a 내지 도 6e 및 도 7a 내지 도 7e로부터 관찰되는 것과 같은 그리고 상세히 후속하여 기술될 제1 접촉점(P1)이 확립되면, 힘의 인가에 의해 그 자체가 압축 및 팽창될 수 있는 스프링, 탄성 링, 탄성중합체, 또는 임의의 다른 탄성 재료일 수 있다.

연결 부분(11a)에 관하여, 도 4로부터, 그것이 연결 기부(14) 및 커넥터(15)를 포함하는 것을 알게 된다. 연결 기부(14)는 전로(100)의 저부에 가장 가까운 연결 부분(11a)의 단부에 위치된다. 커넥터(15)는 전로(100)의 상부에 가장 가까운 연결 부분(11a)의 단부에 위치된다. 연결 기부(14)는 커넥터(15e)와 탄성 부분(11c)에 연관된다. 커넥터(15)는 전로(100)의 상부의 방향으로 돌출된다.

바람직한 구성에서, 도 7a 내지 도 7e로부터, 커넥터(15)에 적어도 하나의 커넥터 접촉 라인(25b)이 제공되고, 적어도 하나의 라인(25b)이 커넥터(15)의 표면 주위에 원주방향으로 위치되는 것을 알게 될 수 있다. 후술될 바와 같이, 커넥터의 적어도 하나의 접촉 라인(25b)이 홀더의 적어도 하나의 접촉 라인(25c)에 연결될 것이다.

바람직하게는, 커넥터(15) 치수는 그것이 기부(14)보다 실질적으로 더 작은 직경을 나타내도록 하는 것이고, 커넥터(15)는 제2 결합 단부(10b)의 직경보다 작거나 그와 동일한 직경을 나타낸다. 이어서, 기부(14)는 제2 결합 단부(10b)보다 작거나 그와 동일한 직경을 나타낸다. 그러한 구성은 추가로 기술될 바와 같이, 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2) 사이의 완벽한 연결을 제공한다.

고정 부분(11b)에 관하여, 도 4로부터 관찰될 수 있는 바와 같이, 그것은 그 자체가 전로(100)의 저부를 향해 돌출되고, 고정 부분(11b)은 케이싱 하부 부분(12b)에 결합된다. 감지 헤드(20)가 또한 케이싱 하부 부분(12b)에 결합되는 것을 알게 된다.

바람직하지만 필수적이지 않은 구성에서, 도 9로부터, 감지 헤드(20)에는 온도 센서, 산소 센서, 또는 용융 금속(50) 화학 분석에 필요한 임의의 다른 센서일 수 있는 적어도 하나의 센서(21)가 제공되는 것을 알게 될 수 있다. 적어도 하나의 센서(21)에 적어도 하나의 센서 접촉 라인(25a)이 제공되고, 라인(25a)은 연결 부분(11a)까지 연장되며, 여기서 이는 이어서 적어도 하나의 커넥터 접촉 라인(25b)에 연결된다.

또한, 감지 헤드(20)는 샘플링 챔버(22)를 포함할 수 있고, 상기 챔버는 침지 프로브가 침지될 때 용융 금속(50)을 수집하도록 구성되며, 수집된 용융 금속(50)은 침지 프로브(2)가 전로(100)로부터 제거될 때 고화된다.

침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)가 기술되었으므로, 이제부터 설명은 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2) 사이의 연결의 실현에 초점을 맞출 것이고, 그러한 연결은 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체를 생성한다.

전로(100) 내에서의 제강 공정 중에, 사용자는 새로운 침지 프로브(2)를 침지 서브랜스(1)에 연결하여야 하고, 이는 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체를 구성한다.

도 5a 내지 도 5e 및 도 6a 내지 도 6a로부터, 상기 연결이 단계별로 관찰될 수 있으며, 주요 초점은 오직 침지 서브랜스(1)의 안내 단부(16)이다.

도 5a 및 도 6a는 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)가 완전히 분리된 경우를 예시한다. 화살표(A)가 요소들의 상기 연결을 위해 사용자에 의해 실현되는 연결 방향을 나타내는 것을 알게 된다.

일단 침지 프로브(2)가 연결 방향(A)으로 이동되었으면, 침지 서브랜스(1)의 서브랜스 홀더(10)가 침지 프로브(2)에 연결된다. 보다 구체적으로, 도 5b로부터 관찰되는 바와 같이, 제2 결합 단부(10b)가 조절가능 부분(11)을 향해 침지 서브랜스(2)의 내부 공동 내로 돌출된다. 이전에 언급된 바와 같이, 제2 결합 단부(10b)의 외경은 침지 프로브(2)의 내부 공동의 그것보다 작거나 그와 동일하다.

따라서, 침지 프로브(2)의 케이싱(12)이 서브랜스 홀더(10)와 조절가능 부분(11)을 둘러쌀 것임을 알게 된다. 일단 제2 결합 단부(10b)가 침지 서브랜스(2)의 내부 공동 내로 삽입되면, 제2 결합 단부(10b)는 그 자체가 연결 부분(11a)의 커넥터(15)를 향해 돌출된다.

커넥터(15)가 제2 결합 단부(10b)의 내경의 그것과 동일하거나 그보다 작은 직경을 특징으로 함을 고려할 때, 상기 커넥터는 그 자체가 제2 결합 단부(10b)의 내부 공동을 향해 돌출될 것이다.

도 5b, 도 5c, 및 도 5d로부터 관찰될 수 있는 바와 같이, 커넥터(15)는 그 자체가, 제2 결합 단부(10b)의 표면이 연결 부분(11a)의 연결 기부(14)의 표면과 제1 접촉점(P1)을 확립할 때까지, 돌출될 것이다.

그러한 제1 접촉점은 제2 결합 단부(10b)의 외경과 동일한 직경을 나타내는 연결 부분(11a)의 연결 기부(14)에 의해 확립된다.

또한 연결 방향(A)으로의 침지 프로브(2)의 이동 및 제1 접촉점(P1)이 확립되었음을 고려할 때, 탄성 부분(11c)이 압축되어 그의 길이가 변화할 것임을 알게 된다.

또한, 도 7a로부터, 커넥터(15)와 결합 단부(10b) 사이의 그리고 커넥터 접촉 라인(25b)과 홀더 접촉 라인(25c) 사이의 연결의 상세도가 관찰될 수 있다. 결합 단부(10b)의 내부 공동을 향해 돌출되도록, 커넥터의 접촉 라인(25b)은 그 자체가 홀더의 접촉 라인(25c)에 연결된다. 그러한 연결이 도 7b 및 도 7c로부터 관찰될 수 있다. 또한, 도 7b 및 도 7c로부터, 제1 접촉점(P1)이 확립될 때 라인들(25b, 25c) 사이의 완벽한 연결이 실현되는 것으로 언급될 수 있다.

바람직하게는, 탄성 부분(11c)은 도 5e에서 관찰되는 것과 같이, 케이싱 상부 부분(12a)이 가이드 연결 단부(16a)에 연결될 때까지 압축된다. 이들이 연결될 때, 제2 접촉점(P2)이 확립될 것임을 알게 된다.

따라서, 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2) 사이의 연결시 제1 및 제2 접촉점(P1, P2)이 확립되고, 그러한 접촉점(P1, P2)은 완벽한 연결을 확립하여 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체를 형성하는 것을 알게 된다. 조립체는 접촉 라인들(25b, 25c) 사이의 연결 수단에 의한 완벽한 전기적 연결 및 케이싱 상부 부분(12a)과 가이드 연결 단부(16a) 사이의 연결 수단에 의한 완벽한 기계적 연결을 나타낸다.

또한, 침치 프로브(2)에 대한 침지 서브랜스(1)의 연결 후에, 조립체가 전로(100) 내에서 사용될 준비가 되는 것을 알게 될 수 있다. 이는 전로(100)의 내부에 사용되기 때문에, 침지 서브랜스(1)가 이전에 기술된 것과 같은 변형을 겪을 수 있는 것을 알게 된다.

이전에 언급된 바와 같이, 서브랜스 홀더(10)는, 고온 1600 내지 1750℃ 및 연속적인 침지에 노출될 때, 변형을 겪게 되어 반경방향 또는 종방향 변동을 나타낼 수 있다.

그러한 종방향 또는 반경방향 변동은 탄성 부분(11c)에 의해 보상되며, 따라서 침지 서브랜스(1)의 교체가 요구되지 않아, 그것을 수백 회 사용가능하게 한다. 조절가능 부분(11)이 서브랜스(1)의 서브랜스 홀더(10)의 길이에 따라 변화하는 길이를 특징으로 하는 것을 알게 된다.

탄성 부분(11c)은 제2 결합 단부(10b)에 대해 커넥터(15)에 의해 요구되는 힘보다 높은 스프링 장력 효과(spring tension effect)를 특징으로 한다. 또한, 탄성 부분(11c)은 서브랜스(1)의 서브랜스 홀더(10)에 대한 침지 프로브(2)의 조절가능 부분(11)의 연결에 요구되는 힘보다 낮은 "스프링 효과 장력"을 특징으로 한다.

침지 서브랜스(1)의 서브랜스 홀더(10)가 약간 변형되었더라도, 탄성 부분(11c)이 커넥터(15)가 침지 프로브(2)의 종방향을 따라 이동하도록 허용하기 때문에, 제2 결합 단부(10b)에 대한 커넥터(15)의 연결이 달성될 수 있는 것을 알게 된다.

또한, 탄성 부분(11c)에 의해 달성되는 종방향 또는 반경방향 변동의 보상은 사용자가 연결 길이의 변동을 특징으로 하는 침지 서브랜스(1)를 사용하도록 허용한다. 또한, 카드보드로 제조된 케이싱(12)이 기상 조건 및 침지 프로브의 보관 위치에 따라 종방향 또는 반경방향 변동을 나타낼 수 있음을 고려할 때, 탄성 부분(11c)이 또한 그러한 변동을 보상할 것임을 알게 된다.

바람직한 실현의 예가 기술되었지만, 본 발명의 범주가 가능한 등가물을 포함하여 오직 청구범위의 요지에 의해서만 제한되는 다른 가능한 변형을 포함하는 것이 이해되어야 한다.

Claims (23)

1. 전로(converter furnace)(100)를 위한 침지 서브랜스(immersion sublance)(1)와 침지 프로브(immersion probe)(2)의 조립체에 있어서,
   상기 조립체는, 상기 서브랜스(1)가 가이드(guide)(16) 및 가이드 연결 단부(16a)를 포함하고, 상기 가이드 연결 단부(16a)는 서브랜스 홀더(sublance holder)(10)의 제1 결합 단부(10a)에 결합되도록 구성되고, 상기 서브랜스 홀더(10)는 상기 제1 결합 단부(10a)로부터 제2 결합 단부(10b)까지 종방향으로 연장되고, 상기 서브랜스 홀더(10)는 상기 서브랜스 홀더(20)의 상기 제2 결합 단부(10b)와 상기 침지 프로브(2)의 조절가능 부분(11) 사이의 연결 수단에 의해 상기 침지 프로브(2)에 연결된다는 사실을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체.
2. 제1항에 있어서, 상기 조절가능 부분(11)은 종방향으로 연장되고 상기 서브랜스 홀더(10)의 길이에 따라 변화하는 길이를 특징으로 하는 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체.
3. 제1항에 있어서, 상기 침지 프로브(2)는 케이싱(casing)(12)을 포함하고, 상기 케이싱(12)은 상기 서브랜스 홀더(10)와 상기 침지 프로브(2)의 상기 조절가능 부분(11)을 호스팅(hosting)하고, 상기 케이싱(12)은 상기 서브랜스(1)의 상기 가이드 연결 단부(16a)에 고정되는 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체.
4. 제1항에 있어서, 상기 조절가능 부분(11)은 연결 부분(11a)과 고정 부분(11b)을 포함하고, 상기 연결 부분(11a)과 고정 부분(11b)은 탄성 부분(11c)에 의해 서로 연관되는 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체.
5. 제4항에 있어서, 상기 서브랜스 홀더(10)와 상기 침지 프로브(2)는 상기 제2 결합 단부(10b)와 상기 연결 부분(11a) 사이의 연결 수단에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체.
6. 제4항에 있어서, 상기 탄성 부분(11c)은 스프링, 탄성 링(elastic ring), 탄성중합체 또는 임의의 다른 탄성 재료인 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체.
7. 제1항에 있어서, 상기 서브랜스(1)와 상기 침지 프로브(2)는 실질적으로 튜브형인 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체.
8. 제5항에 있어서, 상기 연결 부분(11a)은 연결 기부(14)와 커넥터(15)를 제공하고, 상기 연결 기부(14)는 상기 탄성 부분(11c)에 연관되고, 상기 커넥터(15)는 상기 연결 기부(14)에 연관되는 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체.
9. 제8항에 있어서, 상기 연결 기부(14)의 직경은 상기 제2 결합 단부(10b)의 외경과 동일하고, 상기 커넥터(15)의 직경은 상기 제2 결합 단부(10b)의 직경 또는 내부 공동(internal cavity)보다 작은 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체.
10. 제9항에 있어서, 상기 서브랜스 홀더(10)가 상기 침지 프로브(2)에 연결될 때, 상기 연결 부분(11a)의 상기 커넥터(15)는, 상기 제2 결합 단부(10b)와 상기 연결 부분(11a)의 상기 연결 기부(14)의 표면 사이에서 제1 접촉점(P1)이 확립될 때까지, 상기 제2 결합 단부(10b)의 상기 내부 공동을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체.
11. 제10항에 있어서, 상기 탄성 부분(11c)의 구성은 일단 제1 접촉점(P1)이 확립되었으면 상기 탄성 부분의 길이가 변화할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체.
12. 제1항에 있어서, 상기 침지 프로브(2)의 상기 조절가능 부분(11)은 감지 헤드(sensing head)(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체.
13. 제12항에 있어서, 상기 감지 헤드(20)는 적어도 온도 센서(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체.
14. 제12항에 있어서, 상기 감지 헤드(20)는 적어도 하나의 산소 센서(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체.
15. 제12항에 있어서, 상기 감지 헤드(20)는 샘플링 챔버(sampling chamber)(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체.
16. 제13항 또는 제14항에 있어서, 적어도 하나의 센서(21)의 적어도 하나의 센서 접촉 라인(sensor contact line)(25a)이 상기 감지 헤드(20)로부터 측정 기구까지 안내되는 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 서브랜스(1)와 침지 프로브(2)의 조립체.
17. 전로(100)를 위한 침지 프로브(2)에 있어서,
    상기 침지 프로브는 케이싱(12) 및 조절가능 부분(11)을 포함하고, 상기 케이싱(12)은 조절가능 부분(11)을 수용하는 내부 공동을 제공하고, 상기 조절가능 부분(11)은 상기 케이싱(12)의 상기 내부 공동을 따라 연결 부분(11a)으로부터 고정 부분(11b)까지 종방향으로 연장되고, 상기 연결 부분(11a)과 고정 부분(11b)은 탄성 부분(11c)에 의해 서로 연관되고, 상기 탄성 부분(11c)은 일단 제1 접촉점(P1)이 상기 연결 부분(11a)의 표면과 확립되었으면 상기 조절가능 부분(11)의 길이를 변화시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 프로브(2).
18. 제17항에 있어서, 상기 침지 프로브는 감지 헤드(20)를 포함하고, 상기 감지 헤드(20)는 상기 케이싱의 하부 부분(12b)에 결합되는 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 프로브(2).
19. 제18항에 있어서, 상기 감지 헤드(20)는 적어도 하나의 온도 센서(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 프로브(2).
20. 제18항에 있어서, 시험 헤드(20)는 적어도 산소 센서(21)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 프로브(2).
21. 제18항에 있어서, 상기 감지 헤드(20)는 샘플링 챔버(22)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 프로브(2).
22. 제20항 또는 제21항에 있어서, 적어도 하나의 센서(21)의 적어도 하나의 센서 접촉 라인(25a)이 시험 헤드(20)로부터 측정 기구까지 안내되는 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 프로브(2).
23. 제17항에 있어서, 상기 탄성 부분(11c)은 스프링, 탄성 링, 탄성중합체 또는 임의의 다른 탄성 재료인 것을 특징으로 하는, 전로(100)를 위한 침지 프로브(2).

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