KR20230161730A

KR20230161730A - 측정장치 및 주조방법

Info

Publication number: KR20230161730A
Application number: KR1020220061449A
Authority: KR
Inventors: 원민호; 오창석; 장봉구
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2022-05-19
Filing date: 2022-05-19
Publication date: 2023-11-28

Abstract

본 발명의 실시예는 용강의 상부에 있는 슬래그 두께를 측정하는 장치로서,용강을 통과시킬 수 있는 노즐의 외측에 설치될 수 있고, 용강에 의해 용융될 수 있으며 슬래그에 의해 용융되지 않는 제1측정부재 및 제1측정부재의 외면에 설치되며, 슬래그에 의해 용융될 수 있는 제2측정부재를 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들에 의하면, 작업자를 위험에 노출시키지 않으면서 턴디시 내부의 슬래그 두께를 측정할 수 있다. 즉, 턴디시로 용강을 공급하는 노즐에 측정장치를 설치하여 턴디시 내부의 슬래그 두께를 측정할 수 있다. 이에 따라 작업자가 용강 및 슬래그의 고열에 노출되는 것을 방지할 수 있다.

Description

측정장치 및 주조방법{MEASURING APPARATUS AND CASTING METHOD}

본 발명은 측정장치 및 주조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 슬래그 두께를 용이하게 측정할 수 있는 측정장치 및 주조방법에 관한 것이다.

용강을 응고시켜 주편을 제조하는 주조 조업은, 래들의 용강을 턴디시로 공급하는 과정, 턴디시의 용강을 주형으로 주입하여 주형에서 용강을 응고시키는 과정을 포함한다.

래들의 용강을 턴디시로 공급하는데 있어서, 래들과 턴디시 사이를 연결하는 쉬라우드 노즐(Shroud nozzle)을 이용하여 공급한다. 그리고, 연속으로 주편을 주조하기 위해, 용강이 수용되어 있는 복수의 래들을 쉬라우드 노즐에 순차적으로 연결하는 래들 교체 작업을 복수회 실시한다. 또한, 마지막 회차로 래들을 교체하고 난 후, 턴디시 내부의 용강이 소정량 이하가 되면 스토퍼를 이용하여 턴디시의 배출구를 폐쇄하여 연속 주조를 종료시킨다.

한편, 래들에 수용된 용강의 상부에는 슬래그가 부유하고 있다. 그리고 래들의 내부에 있는 용강이 소정량 이하로 남게 되면 래들의 배출구 주변에서 와류(vortex)가 발생된다. 그리고 이 와류에 의해 용강 뿐만 아니라 슬래그가 배출구를 통해 함께 배출되어 턴디시로 공급된다. 이에 턴디시 내부에 수용된 용강의 상부에 슬래그가 부유된다. 또한, 래들 교체 작업을 복수회 실시하므로, 교체 작업 횟수가 증가할 수록 턴디시 내부에 있는 슬래그의 두께가 증가한다.

스토퍼를 이용하여 턴디시의 배출구를 폐쇄하여 연속 주조를 종료시키는데 있어서, 턴디시의 내부에 있는 슬래그의 두께를 이용한다. 즉, 턴디시 내부에 있는 슬래그의 두께가 두꺼울 수록 스토퍼를 이용하여 턴디시의 배출구를 폐쇄하는 시점을 앞 당긴다. 다른 말로 설명하면, 턴디시 내부에 있는 슬래그의 두께가 두꺼울 수록 상기 턴디시 내부의 용강량이 많은 상태에서 배출구를 폐쇄시킨다. 이는 턴디시에 있는 슬래그가 주형으로 유입되는 량을 최소화하여, 슬래그에 의한 주편의 결함 발생을 억제 또는 방지하기 위함이다.

이처럼 턴디시의 배출구를 폐쇄하는 시점을 결정하기 위해서는 턴디시의 내부에 있는 슬래그의 두께를 측정해야 한다. 종래에는 작업자가 측정기구를 직접 파지(把持)한 후, 상기 측정기구를 턴디시 내부로 삽입하여 슬래그의 두께를 측정하였다. 그런데 이러한 경우 작업자가 턴디시, 턴디시 내부에 있는 용강 및 슬래그의 열에 노출되는 안전상의 문제가 있다.

한국등록특허 10-1534129

본 발명은 작업자를 위험에 노출시키지 않으면서 턴디시의 내부에 있는 슬래그 두께를 측정할 수 있는 측정장치 및 주조방법을 제공한다.

본 발명은 턴디시의 내부에 있는 슬래그 두께를 측정하기 위한 별도의 작업을 생략할 수 있는 측정장치 및 주조방법을 제공한다.

본 발명의 실시예는 용강의 상부에 있는 슬래그 두께를 측정하는 장치로서, 용강을 통과시킬 수 있는 노즐의 외측에 설치될 수 있고, 용강에 의해 용융될 수 있으며 슬래그에 의해 용융되지 않는 제1측정부재; 및 상기 제1측정부재의 외면에 설치되며, 슬래그에 의해 용융될 수 있는 제2측정부재;를 포함할 수 있다.

상기 슬래그로 침지되었던 제1 및 제2측정부재에 있어서, 상기 제2측정부재가 용융되어 소멸된 영역 중 상기 제1측정부재가 잔류하고 있는 영역의 길이를 슬래그 두께로 한다.

상기 제1측정부재는 상하방향으로 연장되고, 상기 노즐 외면의 적어도 일부를 둘레방향으로 감싸도록 설치될 수 있다.

상기 제1측정부재는 내부에 상기 노즐이 수용될 수 있고, 폭 방향의 일측에 개구가 마련된 튜브(tube) 형상일 수 있다.

상기 제2측정부재는 상기 제1측정부재의 외면의 일부가 노출되도록 상기 제1측정부재의 외면에 설치될 수 있다.

상기 제2측정부재는 상하방향으로 연장되며, 상기 제1측정부재에 비해 폭이 좁은 바(bar) 형상일 수 있다.

상기 제2측정부재는 복수개로 마련되고, 복수의 상기 제2측정부재는 상기 노즐의 둘레방향으로 나열되어 상호 이격되게 설치될 수 있다.

상기 제1측정부재는 1000℃ 초과, 1530℃ 미만의 온도에서 용융되고, 상기 제2측정부재는 800℃ 미만의 온도에서 용융될 수 있다.

상기 제2측정부재는 아연(Zn), 마그네슘(Mg) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 재료로 마련될 수 있다.

상기 제1측정부재와 노즐 사이에 설치되며, 망간(Mn)이 1.0wt% 내지 1.50wt%로 함유된 고정부를 포함할 수 있다.

상기 제1측정부재와 노즐 사이에 설치되며, 세라크울(cerakwool)을 포함하는 열 차단부를 포함할 수 있다.

상기 제1측정부재와 노즐 사이에 설치되며, 망간(Mn)이 1.0wt% 내지 1.50wt%로 함유된 고정부; 상기 제1측정부재와 상기 고정부 사이에 설치되며, 세라크울(cerakwool)을 함유하는 열 차단부;를 포함할 수 있다.

상기 노즐은 외경이 동일한 제1영역 및 상기 제1영역의 하측 영역이며 하측으로 갈수록 외경이 증가하는 제2영역을 포함하고, 상기 측정장치는, 상기 노즐의 제1영역에 설치될 수 있도록, 상하방향으로 내경이 동일하게 마련된 제1측정장치; 및 상기 제1측정장치의 하측에서 상기 노즐의 제2영역에 설치될 수 있도록, 하측으로 갈수록 내경이 증가하게 마련된 제2측정장치;를 포함할 수 있다.

제1용기의 내부로 용강을 공급하는 노즐의 상부에 용강이 수용되어 있는 제2용기를 연결하는 용기 교체 과정; 및 기 제2용기의 용강을 상기 노즐로 통과시켜 상기 제1용기로 용강을 공급하는 과정;을 포함하고, 상기 용기 교체 과정은, 상기 제2용기 및 노즐을 상기 제1용기와 분리시키는 과정; 상기 제1용기의 외부로 분리된 상기 노즐에 결합되어 있는 측정장치가 용융된 상태를 이용하여 상기 제1용기의 슬래그 두께를 측정하는 과정; 및 용강이 수용되어 있는 제2용기를 상기 노즐의 상부에 연결하는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 슬래그 두께를 측정하는 과정은, 상기 측정장치가 슬래그 및 용강으로 침지되었던 영역에 있어서, 슬래그에 의해 용융되지 않은 영역의 길이를 측정하는 과정; 상기 측정된 길이를 상기 제1용기의 슬래그 두께로 결정하는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 길이를 측정하는 과정은, 상기 제1용기의 외부로 분리된 측정장치에서, 제1측정부재 및 상기 제1측정부재에 비해 낮은 온도에서 용융되는 제2측정부재의 용융 상태를 파악하는 과정; 및 상기 제2측정부재가 용융되어 소멸된 영역 중 상기 제1측정부재가 잔류하고 있는 영역의 길이를 측정하는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 용기 교체 과정은 복수회 실시되며, 마지막 회차의 용기 교체 과정에서 측정된 슬래그 두께를 이용하여 상기 제1용기를 폐쇄시키는 시점을 결정하는 과정; 및 결정된 폐쇄 시점에 제1용기의 배출구를 폐쇄시켜 주조를 종료하는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 제1용기를 폐쇄시키는 시점을 결정하는데 있어서, 상기 마지막 회차의 용기 교체 과정에서 측정된 슬래그 두께가 두꺼울 수록, 상기 마지막 회차의 용기 교체가 종료된 시점부터 제1용기의 배출구를 폐쇄시키는데 까지의 시간 간격을 짧게 조절할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 작업자를 위험에 노출시키지 않으면서 턴디시 내부의 슬래그 두께를 측정할 수 있다. 즉, 턴디시로 용강을 공급하는 노즐에 측정장치를 설치하여 턴디시 내부의 슬래그 두께를 측정할 수 있다. 이에 따라 작업자가 용강 및 슬래그의 고열에 노출되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 노즐에 측정장치를 설치함으로써 래들의 교체시마다 턴디시 내부의 슬래그 두께를 자동으로 파악할 수 있다. 즉, 별도로 슬래그 두께를 측정하는 작업을 실시하지 않고도 래들의 교체를 위해 노즐이 턴디시의 외부로 반출될 때마다 슬래그 두께를 파악할 수 있다. 이에 턴디시 내부의 슬래그 두께를 측정하는 별도의 작업이 생략됨에 따라 작업자의 작업 강도가 저감되는 효과가 있다.

도 1은 래들과 턴디시를 연결하는 노즐에 본 발명의 실시예에 따른 측정장치가 설치된 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 노즐에 본 발명의 실시예에 따른 측정장치가 설치된 상태를 도시한 입체도이다.
도 3은 노즐에 본 발명의 실시예에 따른 측정장치가 설치된 상태를 도시한 정면 단면도이다.
도 4는 노즐에 본 발명의 실시예에 따른 측정장치가 설치된 상태를 노즐의 상측에서 바라본 평면 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 측정장치의 측정부를 펼쳐놓은 전개도를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 측정장치를 이용하여 슬래그 두께를 측정하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 노즐에 실시예의 변형예에 따른 측정장치가 설치된 상태를 도시한 정면 단면도이다.
도 8은 실시예의 변형예에 따른 측정장치에서 제2측정장치의 측정부를 펼쳐놓은 전개도를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 측정장치를 노즐에 장착하기 위한 장착장치의 일 예와, 이를 이용하여 측정장치를 노즐에 장착하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 측정장치를 이용하여 턴디시 내부의 슬래그 두께를 측정하는 과정을 포함하는 주조방법을 도시한 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 구성요소를 지칭한다.

도 1은 래들과 턴디시를 연결하는 노즐에 본 발명의 실시예에 따른 측정장치가 설치된 상태를 도시한 도면이다.

본 발명의 실시예에 따른 측정장치를 설명하기에 앞서, 도 1을 참조하여 주조설비에 대해 설명한다.

도 1을 참조하면 주조설비는 래들(L)로부터 용강(M)을 공급받아 이를 저장하는 턴디시(tundish)(100), 용강(M)을 턴디시(100)로 공급할 수 있도록 래들(L)과 턴디시(100)를 연결하는 노즐(200), 턴디시(100)로부터 용강(M)을 전달받아 냉각시켜(1차 응고) 주편을 주조하는 주형(mold)(300)을 포함할 수 있다.

또한, 주조설비는 노즐(200)과 래들(L) 간의 연통을 조절할 수 있도록 노즐(200)에 설치될 수 있는 게이트(400), 게이트(400)의 하부에 연결되는 콜렉터 노즐(13), 턴디시(100)에 마련된 배출구(111)를 폐쇄하거나 개방시킬 수 있도록 턴디시(100) 내부에서 승하강할 수 있는 스토퍼(500), 턴디시(100)의 용강을 주형(300)으로 공급하는 침지 노즐(600), 주형(300)으로부터 인발되는 주편을 주조방향으로 안내하면서 주편으로 냉각수를 분사하여 응고시키는 냉각대(미도시)를 포함할 수 있다.

여기서, 냉각대는 주형(300)의 하측에서 주조 방향으로 나열된 복수의 롤러 및 롤러들 사이에 배치되어 주편으로 냉각수를 분사하는 노즐을 포함하는 수단 예컨대 세그먼트(segment)일 수 있다.

턴디시(100)는 제1용기, 턴디시(100)로 용강(M)을 제공하는 래들(L)은 제2용기, 턴디시(100)로부터 용강(M)을 공급받아 용강(M)을 응고시키는 주형(300)은 제3용기로 명명될 수 있다.

턴디시(100)는 래들(L)로부터 배출된 용강(M)을 일시 저장 또는 수용하였다가 주형(300)으로 공급하는 수단이다. 이러한 턴디시(100)는 용강(M)을 수용할 수 있는 내부공간을 가지며, 용강(M)이 배출될 수 있는 배출구(111)가 마련된 바디(110), 노즐(200) 및 스토퍼(500)가 각기 통과할 수 있는 구멍을 가지고, 바디(110)의 상측 개구를 덮도록 설치된 커버(120)를 포함할 수 있다.

스토퍼(500)는 턴디시(100)의 배출구(111)와 침지 노즐(600) 간의 연통을 조절하는 수단이다. 이러한 스토퍼(500)는 도 1에 도시된 바와 같이 턴디시(100)에 마련된 배출구(111)와 마주보도록 배치될 수 있고, 적어도 일부가 턴디시(100)의 내부에 위치하도록 설치될 수 있다. 또한, 스토퍼(500)는 상하방향으로 연장 형성된 봉 또는 바(bar) 형상일 수 있고, 상하방향으로 이동할 수 있다. 이를 위해 턴디시(100)의 외측에는 스토퍼(500)를 하강 또는 상승시키는 구동부가 마련될 수 있고, 구동부가 스토퍼(500)와 연결될 수 있다.

구동부의 동작에 의해 스토퍼(500)가 하강하여 상기 스토퍼(500)가 턴디시(100)의 배출구(111)를 막으면, 턴디시(100)와 침지 노즐(600) 간이 연통되지 않고 폐쇄된다. 이에 턴디시(100)의 용강(M)이 침지 노즐(600) 및 주형(300)으로 이동하지 않는다. 반대로, 구동부의 동작에 의해 스토퍼(500)가 상승하여 배출구(111)가 개방되면, 턴디시(100)와 침지 노즐(600) 간이 연통된다. 이에, 턴디시(100)의 용강(M)이 배출구(111)와 침지 노즐(600)을 통과한 후 주형(300)으로 공급될 수 있다.

여기서 스토퍼(500)를 상승시켜 배출구(111)가 개방되도록 유지하는 것은, 턴디시(100)의 용강(M)을 주형(300)으로 공급하여 주편을 주조하는 동안에 실시될 수 있다. 또한, 스토퍼(500)를 하강시켜 배출구(111)를 폐쇄하는 것은, 연속 주조 조업을 종료할 때 실시할 수 있다.

노즐(200)은 래들(L)로부터 배출된 용강을 턴디시(100)로 이송 또는 공급하는 수단이다. 이러한 노즐(200)은 도 1에 도시된 바와 같이 상하방향으로 연장 형성된 본체(210) 및 용강(M)이 통과할 수 있도록 본체(210)의 내부에 마련된 통로(211)를 포함할 수 있다. 다른 말로 설명하면, 노즐(200)은 용강(M)이 통과할 수 있는 통로(211)가 내부에 마련된 본체(210)를 포함할 수 있다. 이때 통로(211)는 상하방향으로 그 직경 또는 폭이 동일할 수 있다. 그리고 본체(210)는 통로(211)와 연통되도록 상측 및 하측이 개구된 튜브(tube) 형상일 수 있다. 여기서 본체(210)의 상측 개구는 게이트(400)를 통과한 용강(M)이 통로(211)로 유입되는 유입구이고, 본체(210)의 하측 개구는 통로를 통과한 용강(M)이 턴디시(100)로 배출되는 배출구이다.

이와 같은 노즐(200)은 제강 분야에서 쉬라우드 노즐(shroud nozzle)로 불리우는 수단일 수 있다.

게이트(400)는 래들(L)과 노즐(200) 간의 연통을 조절하는 수단으로, 래들(L)의 배출구(11)에 설치된 탑 노즐(12)의 하부에 설치될 수 있다. 이러한 게이트(400)는 예를 들어 래들(L)의 탑 노즐(12)과 연통될 수 있는 구멍(이하, 상부 관통공)을 가지며 탑 노즐(12)의 하부에 위치될 수 있는 상부 플레이트(410), 콜렉터 노즐(13)의 내부와 연통될 수 있는 구멍(이하, 하부 관통공)를 가지며 상부 플레이트(410)의 하측에 위치되는 하부 플레이트(420), 상부 플레이트(410)와 하부 플레이트(420) 사이에 설치된 개폐 플레이트(430)를 포함할 수 있다.

개폐 플레이트(430)에는 상부 관통공 및 하부 관통공과 연통될 수 있는 구멍(이하, 개폐 관통공)가 마련되어 있을 수 있다. 그리고 개폐 플레이트(430)에는 이를 전후진시키는 개폐 구동부(미도시)가 연결될 수 있다.

그리고 상술한 바와 같은 게이트(400)의 하부에는 콜렉터 노즐(collector nozzle)(13)이 연결 또는 장착될 수 있다. 즉, 게이트(400)의 하부 플레이트(420)의 하부에 콜렉터 노즐(13)이 장착될 수 있다. 이때 게이트(400)와 콜렉터 노즐(13)을 일체형으로 마련될 수 있다.

이와 같은 게이트(400)의 동작을 설명하면 아래와 같다. 개폐 구동부를 이용하여 개폐 플레이트(430)를 수평이동시켜 상기 개폐 플레이트(430)에 마련된 개폐 관통공이 상부 관통공 및 하부 관통공과 연통되면, 래들(L)의 탑 노즐(12)과 콜렉터 노즐(13)이 연통된다. 이에 래들(L) 내부의 용강(M)이 탑 노즐(12), 게이트(400)의 상부 관통공, 개폐 관통공 및 하부 관통공, 콜렉터 노즐(13)을 통과하여 노즐(200)의 통로(211)로 유입되고, 이는 턴디시(100)로 이송된다. 반대로, 개폐 구동부를 이용하여 개폐 플레이트(430)를 수평 이동시켜, 개폐 플레이트(430)에 마련된 개폐 관통공이 상부 관통공 및 하부 관통공과 마주보지 않고 어긋나도록 하면, 래들(L)의 탑 노즐(12)이 콜렉터 노즐(13)과 연통되지 않고 폐쇄된다. 이에 래들(L) 내부의 용강은 노즐(200)로 공급되지 못하고 그 이동이 차단된다.

래들(L)로부터 배출된 용강(M)은 노즐(200)의 통로(211)를 통과한 후 턴디시(100)의 내부로 공급된다. 그리고 턴디시(100) 내부의 용강(M)은 배출구(111)를 통해 배출된 후 침지 노즐(600)을 통과하여 주형(300)으로 공급된다. 주형(300)에서는 용강(M)을 응고시켜 주편을 주조한다. 주형(300)에서 응고된 주편은 더미바에 의해 주형(300)의 하측으로 인발되며, 더미바의 이동에 의해 냉각대를 통과하도록 이동하면서 2차 냉각된다.

주편을 연속으로 주조하기 위해 턴디시(100) 내부에 용강이 비지 않도록 계속 채운다. 즉, 용강(M)이 수용되어 있는 복수개의 래들(L)을 준비하고, 복수의 래들(L)에 있는 용강을 턴디시(100)로 순차적으로 공급한다.

이에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 용강(M)이 수용된 제1래들(L)을 턴디시(100)의 상측에 배치시키고, 제1래들(L)과 노즐(200)을 체결한다. 즉, 제1래들(L)에 마련된 탑 노즐(12)의 하부에 장착된 게이트(400)가 연결되어 있고, 게이트(400)의 하부에 콜렉터 노즐(13)이 장착되어 있는데, 상기 콜렉터 노즐(13)에 노즐(200)을 연결한다. 이에 래들(L)과 노즐(200)이 연결된다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여 게이트(400)의 하부에 장착된 콜렉터 노즐(13)에 노즐(200)을 연결하는 것을, 래들(L)과 노즐(200)을 연결하는 것으로 설명한다.

노즐(200)은 매니퓰레이터(manipulator)에 의해 지지되어 수평방향 및 상하방향 중 적어도 하나의 방향으로 이동할 수 있다. 그리고 매니퓰레이터에 노즐(200)이 지지되어 있는 상태에서 제1래들(L)에 연결될 수 있다. 노즐(200)이 제1래들(L)과 연결되면, 제1래들(L)이 안착되어 있는 터렛장치를 하강시킨다. 이때 제1래들(L)과 연결되어 있는 노즐(200)의 하부가 턴디시(100) 내부에 있는 용강(M)으로 침지될 수 있도록 하강시킨다. 다음으로 게이트(400)를 개방(open)시킨다. 이에 제1래들(L)의 내부에 있는 용강(M)이 게이트(400), 콜렉터 노즐(13) 및 노즐(200)을 통과하여 턴디시(100)의 내부로 공급된다. 제1래들(L) 내부의 용강(M)을 턴디시(100) 내부로 공급하다가 용강(M)의 잔량이 미리 설정된 기준잔량 이하가 될 때 래들을 교체한다. 이를 위해 먼저 제1래들(L)을 노즐(200)로부터 분리시키고, 매니퓰레이터를 이용하여 노즐(200)을 상승시켜 상기 노즐(200)을 턴디시(100)의 외부로 반출시킨다. 그리고 용강이 수용되어 있는 새로운 제2래들(L)을 턴디시(100)의 상측에 배치시키고 반출된 노즐(200)과 연결시킨다. 노즐(200)이 제2래들(L)과 연결되면, 제2래들(L)이 안착되어 있는 터렛장치를 하강시킨다. 이때 제2래들(L)과 연결되어 있는 노즐(200)의 하부가 턴디시(100) 내부에 있는 용강(M)으로 침지될 수 있도록 하강시킨다. 이후 게이트(400)를 개방하여 제2래들(L)에 있는 용강을 턴디시(100)의 내부로 공급한다.

이와 같은 방법으로 용강이 수용되어 있는 복수의 래들(L)을 순차적으로 노즐(200)과 연결시켜 턴디시(100)로 용강(M)을 공급한다. 다른 말로 설명하면, 용강(M)이 수용되어 있는 래들(L)을 노즐(200)에 연결하는 교체 작업을 복수회 실시한다. 그리고 이러한 래들(L)의 교체 작업은 소정의 시간차를 두고 실시되거나 연속으로 실시될 있다.

이처럼 용강이 수용되어 있는 복수의 래들(L)을 순차적으로 노즐(200)에 연결하는 교체 작업을 복수회 실시함으로써, 턴디시(100) 내부에 용강이 비지 않고 연속으로 충진될 수 있다. 이에 연속으로 주편을 주조할 수 있다. 이때, 노즐(200)에 복수의 래들(L)을 순차적으로 교체하여 연결하는 작업은 미리 설정된 횟수, 예를 들어 3 내지 15회 실시될 수 있다.

한편, 래들(L)의 내부에 수용된 용강의 상부 표면에는 슬래그(S)가 부상되어 있다. 그리고, 래들(L)의 내부에 수용된 용강(M)을 턴디시(100)로 공급하는데 있어서, 상기 래들(L)의 내부에 잔류하는 용강(M)이 소정량 이하가 되면 용강과 함께 슬래그(S)가 배출되어 턴디시(100)로 공급될 수 있다.

보다 구체적으로 설명하기 위해, 턴디시(100)로 용강(M)을 배출시키기 전에 래들(L) 내부에 수용되어 있는 용강량을 '최초 용강량'이라 명명한다. 래들(L)에 수용된 용강(M)을 턴디시(100)로 공급하는데 있어서, 상기 래들(L) 내부에 잔류하는 용강(M)이 최초 용강량의 10% 이하가 되면, 래들(L) 내부의 배출구(11) 주변에서 와류(vortex)가 발생될 수 있다. 그리고 이 와류(vortex)에 의해 용강(M) 뿐만 아니라 슬래그(S)가 배출구(11)를 통해 함께 배출되어 턴디시(100)로 공급될 수 있다. 따라서 도 1과 같이 턴디시(100) 내부에 수용된 용강의 상부 표면에 슬래그(S)가 부유될 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이 복수의 래들(L)의 용강을 순차적으로 노즐(200)에 연결하여 턴디시(100)로 용강을 공급한다. 이에 래들(L)의 교체 작업 횟수가 증가할 수록 턴디시(100) 내부에서의 슬래그(S)의 량이 누적되어 증가한다. 이에, 턴디시(100) 내부에서 용강(M) 상부에 부유하고 있는 슬래그 두께가 증가한다.

한편, 턴디시(100) 내부의 용강 잔량이 소정량 이하가 되면 턴디시(100)의 배출구(111) 주변에서 와류(vortex)가 발생될 수 있다. 그리고 이 와류(vortex)에 의해 용강 뿐만 아니라 슬래그(S)가 배출구(111)를 통해 함께 배출되어 주형(300)으로 공급될 수 있다. 주형(300)으로 공급된 슬래그(S)는 주편에 결함을 야기시킬 수 있다.

따라서, 목표 횟수의 마지막 회차로 래들(L)이 교체되고 나면, 소정시간 후에 스토퍼(500)로 배출구(111)를 폐쇄하여 주조를 종료시킨다. 보다 구체적으로 설명하면, 목표 횟수의 마지막 회차로 래들(L)이 교체되고 나면, 래들 교체 작업을 중단한다. 그리고 마지막 회차로 교체된 래들의 용강은 턴디시로 공급되고, 턴디시의 용강은 주형으로 계속 공급된다. 이때 래들을 교체하지 않으므로 턴디시 내부의 용강은 시간 경과에 따라 감소한다. 따라서, 목표 횟수의 마지막 회차로 래들(L)이 교체되고 나면, 소정시간 후에 스토퍼로 배출구를 폐쇄하여 주조를 종료시킨다.

이때, 턴디시(100)의 슬래그(S)가 주형(300)으로 공급되는 량을 최소화하기 위해, 턴디시(100) 내부의 슬래그 두께를 측정하고, 측정된 슬래그 두께에 따라 폐쇄 시점을 결정한다.

본 발명의 실시예는 턴디시(100)의 내부에 있는 슬래그 두께를 용이하게 측정할 수 있는 측정장치에 관한 것이다. 즉, 작업자가 고열에 노출되거나, 추락하는 등의 위험에 노출되지 않으면서 턴디시(100) 내부의 슬래그 두께를 측정할 수 있는 측정장치에 관한 것이다.

이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 측정장치에 대해 설명한다.

도 2는 노즐에 본 발명의 실시예에 따른 측정장치가 설치된 상태를 도시한 입체도이다. 도 3은 노즐에 본 발명의 실시예에 따른 측정장치가 설치된 상태를 도시한 정면 단면도이다. 도 4는 노즐에 본 발명의 실시예에 따른 측정장치가 설치된 상태를 노즐의 상측에서 바라본 평면 단면도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 측정장치의 측정부를 펼쳐놓은 전개도를 나타낸 도면이다.

측정장치(1000)는 도 2 및 도 3과 같이 노즐(200)의 외면을 둘러싸도록 설치될 수 있다. 즉, 측정장치(1000)는 도 2 및 도 4와 같이 노즐(200)의 둘레방향으로 연장된 형상일 수 있고, 상기 측정장치(1000)의 외면을 둘레방향으로 감싸도록 설치될 수 있다. 보다 구체적으로 측정장치(1000)는 도 4와 같이 노즐(200)의 직경방향 또는 폭 방향에 있어서 일측에 개구(O)가 마련된 형상일 수 있다. 예를 들어 설명하면, 노즐(200)이 원통형의 형상일 경우, 측정장치(1000)는 노즐(200)의 직경방향 또는 폭 방향에 있어서 일측에 개구(O)된 가 마련된 원형의 튜브 형상일 수 있다.

그리고 측정장치(1000)는 노즐(200)이 턴디시(100) 내부로 삽입되어 상기 노즐(200)이 용강(M)에 침지되었을 때, 노즐(200)과 함께 슬래그(S) 및 용강(M)에 침지될 수 있는 길이를 가지고, 침지될 수 있는 위치가 되도록 마련된다. 즉, 노즐(200)이 턴디시(100)의 용강(M)으로 침지되었을 때, 측정장치(1000) 전체가 슬래그(S)의 상측에 위치되거나, 측정장치(1000)가 용강(M)에는 침지되지 않고 슬래그(S)에만 침지되는 일 없이, 측정장치(1000)의 적어도 일부가 용강(M)에 침지될 수 있도록 상하방향의 길이 및 설치 위치를 조절한다.

이러한 측정장치(1000)는 노즐(200)에 체결되거나 노즐(200)로부터 분리될 수 있다. 노즐(200)에 측정장치(1000)를 체결하는 방법에 대해 간략히 설명하면 아래와 같다. 매니퓰레이터(manipulator)를 이용하여 노즐(200)을 지지하고, 상기 매니퓰레이터를 동작시켜 노즐(200)을 측정장치(1000)쪽으로 이동시킨다. 이때 노즐(200)이 측정장치(1000)의 개구(O)를 통과하여 상기 측정장치(1000)의 내측으로 수용 또는 삽입될 수 있도록 노즐(200)을 이동시킨다. 이에 노즐(200)에 측정장치(1000)가 체결될 수 있다.

반대로, 측정장치(1000)를 노즐(200)로부터 분리시키는 방법에 대해 간략히 설명하면 아래와 같다. 매니퓰레이터를 이용하여 측정장치(1000)가 체결되어 있는 노즐(200)을 지지한다. 이때, 매뉴퓰레이트터는 측정장치(1000)를 지지하지 않고 노즐(200)만을 지지한다. 그리고 매뉴퓰레이터를 이용하여 노즐(200)을 이동시켜, 상기 노즐(200)이 측정장치(1000)의 개구(O)를 통과하여 외부로 반출되도록 한다. 이에 노즐(200)과 측정장치(1000)가 분리된다.

노즐(200)과 측정장치(1000)를 체결하는 방법 및 노즐(200)과 측정장치(1000)를 분리시키는 방법은 상술한 예에 한정되지 않으며, 다양한 방법 및 수단이 사용될 수 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 측정장치(1000)는 각각이 용강(M) 및 슬래그(S) 와 접촉될 수 있도록 있고, 서로 다른 녹는점을 가지는 제1 및 제2측정부재(1110, 1120)를 구비하고, 노즐(200)의 외면을 둘레방향으로 감싸도록 설치될 수 있는 측정부(1100)를 포함한다. 또한, 측정장치(1000)는 측정부(1100)의 내측에 배치되는 고정부(1200) 및 노즐(200)의 열이 측정부(1100)로 전달되는 것을 억제 또는 방지할 수 있도록 고정부(1200)와 측정부(1100) 사이에 설치되는 열 차단부(1300)를 더 포함할 수 있다.

측정부(1100)는 슬래그(S)의 온도에 비해 높은 녹는점을 가지는 제1측정부재(1110) 및 슬래그(S)의 온도에 비해 낮은 녹는점을 가지며 제1측정부재(1110)에 설치된 제2측정부재(1120)를 포함할 수 있다. 다른 말로 설명하면, 측정부(1100)는 용강(M)에 의해 용융될 수 있고, 슬래그(S)에 의해 용융되지 않는 제1측정부재(1110) 및 용강(M)과 슬래그(S)에 의해 용융될 수 있으며 제1측정부재(1110)에 설치된 제2측정부재(1120)를 포함할 수 있다.

여기서 슬래그(S)는 그 온도가 800℃ 내지 1000℃(800℃ 이상 1000℃ 이하)일 수 있다. 그리고 용강(M)의 온도는 슬래그의 온도보다 높다. 예를 들어 용강의 온도는 1530℃ 이상, 보다 구체적으로는 1530℃ 내지 1560℃(1530℃ 이상 1560℃ 이하)일 수 있다.

도 2 및 도 4를 참조하면 제1측정부재(1110)는 노즐(200)의 둘레방향으로 연장되며, 그 둘레방향의 일측이 개구된 형상일 수 있다. 보다 구체적인 예로 제1측정부재(1110)는 일측에 개구가 마련된 원형의 형상일 수 있다. 여기서 일측이란 제1측정부재(1110) 또는 노즐(200)의 직경 방향 또는 폭 방향일 수 있다. 그리고 제1측정부재(1110)는 도 2 및 도 3과 같이 노즐(200)의 연장방향 즉, 상하방향으로 소정의 길이를 가지는 형상일 수 있다. 이에 제1측정부재(1110)는 내부공간을 가지며 상측 및 하측과 일측이 개구된 튜브(tube) 형상일 수 있다.

제1측정부재(1110)는 슬래그(S)의 온도에 비해 높고, 용강(M)의 온도에 비해 낮은 녹는점을 가지도록 마련될 수 있다. 다른 말로 설명하면 제1측정부재(1110)는 용강(M)에 의해서는 용융되고, 슬래그(S)에 의해서는 용융되지 않도록 마련될 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어 설명하면, 슬래그(S)의 온도가 800℃ 내지 1000℃이고, 용강(M)의 온도가 1530℃ 내지 1560℃일 때, 제1측정부재(1110)는 1000℃ 초과, 1530℃ 미만의 녹는점을 가지며 금속을 포함하는 재료로 마련될 수 있다. 이때 제1측정부재(1110)는 그 녹는점이 슬래그(S)의 온도에 비해 높고 용강(M)의 온도에 비해 낮은 재료라면 어떠한 재료로 마련되어도 무방하며, 합금 또는 순수 금속으로 마련되는 것이 바람직하다.

이와 같이 제1측정부재(1110)가 슬래그(S)의 온도에 비해 높고, 용강(M)의 온도에 비해 낮은 녹는점을 가지도록 마련됨에 따라, 상기 제1측정부재(1110)가 용강(M)과 접촉하면 용융되고, 용강과 접촉하지 않고 슬래그(S)와 접촉하면 용융되지 않는다. 즉, 용강(M) 상부에 슬래그(S)가 부유하고 있고, 제1측정부재(1110)의 일부가 용강(M)으로 침지되었을 때, 제1측정부재(1110) 중 용강(M)과 접촉되는 부분은 용융된다. 그리고 제1측정부재(1110) 중 용강(M)의 상측영역이며 슬래그(S)와 접촉되어 있는 부분은 용융되지 않고 잔류될 수 있다.

측정부(1100)를 마련하는데 있어서 제1 및 제2측정부재(1110, 1120) 각각이 용강(M) 및 슬래그(S)에 접촉될 수 있도록 마련된다. 즉, 제1측정부재(1110)의 외면에 제2측정부재(1120)가 설치될 수 있고, 이때 제1측정부재(1110)의 적어도 일부가 노출되도록 제2측정부재(1120)가 설치될 수 있다. 이를 위해, 제1측정부재(1110) 외면의 일부에 제2측정부재(1120)가 설치될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 제2측정부재(1120)는 상하방향으로 연장되며, 그 폭이 제1측정부재(1110)에 비해 작은 바(bar) 형상일 수 있다. 그리고, 제2측정부재(1120)는 복수개로 마련될 수 있고, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 노즐(200)의 둘레방향으로 나열되어 상호 이격되게 설치될 수 있다. 이때 복수의 제2측정부재(1120) 간의 간격은 등간격이거나 불규칙한 간격을 가지도록 배치될 수 있다. 이에 제1측정부재(1110)의 외면 중 제2측정부재(1120)가 설치되지 않은 영역 또는 제2측정부재(1120) 사이의 영역은 용강(M) 및 슬래그(S)와 접촉될 수 있도록 노출된다.

그리고, 제2측정부재(1120)의 상하방향의 연장길이는 제1측정부재(1110)의 상하방향 연장길이와 동일하게 마련되는 것이 바람직하다. 이에, 제1측정부재(1110)의 상단 및 하단의 높이와 제2측정부재(1120)의 상단 및 하단의 위치가 동일할 수 있다.

제2측정부재(1120)는 슬래그(S)의 온도에 비해 낮은 녹는점을 가지는 재료로 마련될 수 있다. 다른 말로 설명하면 제2측정부재(1120)는 슬래그(S)에 의해 용융될 수 있도록 마련될 수 있다. 그리고 슬래그(S)에 비해 용강(M)의 온도가 높으므로, 제2측정부재(1120)는 용강(M) 및 슬래그(S)에 의해 용융되게 마련되는 것으로 설명될 수 있다. 보다 구체적인 예를 들어 설명하면, 슬래그(S)의 온도가 800℃ 내지 1000℃일 때, 제2측정부재(1120)는 800℃ 미만의 녹는점을 가지며 금속을 포함하는 재료로 마련될 수 있다. 예를 들어 제2측정부재(1120)는 420℃의 녹는점을 가지는 아연(Zn), 650℃의 녹는점을 가지는 마그네슘(Mg) 및 660℃의 녹는점을 가지는 알루미늄(Al) 중 적어도 어느 하나의 재료로 마련될 수 있다.

또한, 아연(Zn), 마그네슘(Mg) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 하나를 포함하면서 그 녹는점이 800℃ 미만인 합금 재료로 제2측정부재(1120)를 마련할 수 있다. 물론 상술한 재료들에 한정되지 않고, 녹는점이 슬래그(S)의 온도에 비해 낮은 다양한 재료로 제2측정부재(1120)를 마련할 수 있다.

이와 같이, 제2측정부재(1120)가 슬래그(S)의 온도에 비해 낮은 녹는점을 가지도록 마련됨에 따라, 상기 제2측정부재(1120)가 용강(M) 및 슬래그(S)와 접촉하면 용융될 수 있다. 즉, 용강(M) 상부에 슬래그(S)가 부유하고 있고, 제2측정부재(1120)의 일부가 용강(M)으로 침지되었을 때, 제2측정부재(1120) 중 용강(M) 및 슬래그(S)와 접촉되게 침지된 부분이 용융된다. 그리고 제2측정부재(1120) 중 슬래그(S)의 상측에 위치되는 부분은 용융되지 않고 잔류할 수 있다.

고정부(1200)는 도 2 및 도 4와 같이 측정부(1100)의 내측에서 노즐(200)의 외면을 둘레방향으로 감싸도록 설치될 수 있다. 다른 말로 설명하면, 측정장치(1000)가 노즐(200)에 체결되었을 때, 측정부(1100)와 노즐(200) 사이에 고정부(1200)가 위치되게 마련될 수 있다.

고정부(1200)는 제1측정부재(1110)의 내측에 삽입되게 설치될 수 있도록, 상기 측정부(1100)와 대응하는 형상으로 마련될 수 있다. 즉, 고정부(1200)는 노즐(200) 또는 제1측정부재(1110)의 둘레방향으로 연장되며, 그 둘레방향의 일측이 개구된 형상일 수 있다. 보다 구체적인 예로 고정부(1200)는 일측이 개구된 원형의 형상일 수 있다. 즉, 고정부(1200)는 내부에 노즐(200)이 수용될 수 있는 내부공간을 가지며 상측 및 하측과 일측이 개구된 튜브(tube) 형상일 수 있다. 이때 고정부(1200)에 마련된 일측의 개구는 제1측정부재(1110)에 마련된 일측의 개구와 마주보게 마련될 수 있다.

그리고 고정부(1200)는 제1측정부재(1110)의 내측에서 노즐(200)의 외면을 둘레방향으로 감쌀 수 있도록, 그 직경 또는 폭이 제1측정부재(1110)에 비해 작고 노즐(200)에 비해 크도록 마련될 수 있다.

한편, 내부로 용강이 통과하고 있는 노즐(200)의 외면의 온도는 1000℃ 이상일 수 있다. 그리고 고정부(1200)가 노즐(200)의 온도에 의해 변형되는 경우 노즐(200)과 고정부(1200) 사이가 벌어질 수 있다. 즉, 고정부(1200)의 내주면 중 적어도 일부와 노즐(200)의 외면 사이에 틈이 발생될 수 있다. 이러한 경우 고정부(1200)가 노즐(200)에 단단하게 고정되지 못하고 헐거워질 수 있다. 이에 측정장치(1000) 전체가 노즐(200)에 고정되지 못하고 노즐(200)로부터 분리되는 또는 하측으로 낙하하는 문제가 발생될 수 있다.

따라서, 고정부(1200)를 마련하는데 있어서 1000℃ 이상의 고열에 의해 변형이 되지 않거나, 변형을 최소화시킬 수 있는 재료로 마련한다. 예를 들어 고정부(1200)는 망간이 1.0wt% 이상으로 함유된 고망간 철 합금으로 마련될 수 있다. 보다 구체적으로 망간(Mn)이 1.0wt% 내지 1.50wt%, 탄소(C)가 0.04wt% 내지 0.2wt%, 규소(Si)가 0.1wt% 내지 0.4wt%, 인(P)이 0.01wt% 내지 0.03wt%, S(황)이 0.01wt% 내지 0.03wt%, 니오븀(Nb)이 0.0wt% 초과, 0.05wt% 이하로 함유된 고망간 철 합금으로 마련될 수 있다. 이러한 고망간 철 합금은 1560℃ 이상의 온도에서 용융될 수 있다.

이에, 측정장치(1000)가 체결된 노즐(200)이 턴디시(100)로 삽입되어 용강(M)으로 침지되었을 때, 용강(M)의 온도에 따라 고정부(1200)가 용융되거나 용융되지 않을 수 있다. 즉, 측정장치(1000)가 체결된 노즐(200)이 턴디시(100)로 삽입되어 용강(M)으로 침지되었을 때, 용강(M)과 접촉하는 제1 및 제2측정부재(1110, 1120)가 용융된다. 이에, 상기 제1측정부재(1110)의 내측에 위치하고 있는 열 차단부(1300)가 노출될 수 있다. 이때 후술되는 열 차단부(1300)는 용강(M)의 온도에 비해 낮은 온도에서 용융되도록 마련된 것 일 수 있다. 따라서 열 차단부(1300)의 내측에 위치하고 있는 고정부(1200)가 용강(M)으로 노출되며, 이에 고정부(1200)가 용강과 접촉될 수 있다. 이때 용강(M)의 온도에 따라 고정부(1200)가 용융되거나 용융되지 않을 수 있다. 즉, 고정부(1200)가 1560℃ 이상의 온도에서 용융되도록 마련되고, 용강(M)의 온도가 1560℃ 미만인 경우 고정부(1200)는 용융되지 않을 수 있다. 다른 예로, 용강의 온도가 1560℃ 이상인 경우 고정부(1200)는 용융될 수 있다.

열 차단부(1300)는 제1측정부재(1110)와 고정부(1200) 사이에 위치하도록 설치될 수 있다. 그리고 열 차단부(1300)는 제1측정부재(1110) 및 고정부(1200)와 대응하는 형상으로 마련될 수 있다. 즉, 열 차단부(1300)는 제1측정부재(1110) 또는 고정부(1200)의 둘레방향으로 연장되며, 그 둘레방향의 일측이 개구된 형상일 수 있다. 보다 구체적인 예로 열 차단부(1300)는 일측이 개구된 원형의 형상일 수 있다. 또한, 열 차단부(1300)는 내부에 고정부(1200)가 수용될 수 있는 내부공간을 가지며 상측 및 하측과 일측이 개구된 튜브(tube) 형상일 수 있다. 이때 열 차단부(1300)에 마련된 일측의 개구는 제1측정부재(1110)에 마련된 일측의 개구 및 고정부(1200)에 마련된 일측의 개구와 마주보게 마련될 수 있다. 그리고, 열 차단부(1300)는 측정부(1100)의 내측에서 고정부(1200)의 외면을 둘레방향으로 감쌀 수 있도록, 그 직경 또는 폭이 제1측정부재(1110)에 비해 작고 고정부(1200)에 비해 크도록 마련될 수 있다.

열 차단부(1300)는 노즐(200)의 열이 측정부(1100)로 전달되는 것을 억제 또는 방지하는 역할을 하는 것이다. 이를 위해 열 차단부(1300)는 열 전도율이 낮은 단열재로 마련된다. 예를 들어 열 차단부(1300)는 Silica(이산화규소)와 Alumina(알루미나)를 고온에서 용융하여 공기 압축 또는 원심력을 이용하여 섬유화시켜 마련된 세라믹울(ceramic fiber) 다른 말로 세라크울(cerakwool)을 포함하는 재료로 마련될 수 있다.

물론, 열 차단부(1300)는 상술한 세라믹울(ceramic fiber)에 한정되지 않고 노즐(200) 또는 고정부(1200)의 열을 측정부(1100)로 전달하는 것을 억제시킬 수 있는 다양한 단열재를 이용하여 마련할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 측정장치를 이용하여 슬래그 두께를 측정하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 여기서 도 6의 (a)는 측정장치가 체결된 노즐을 턴디시 내부의 용강으로 침지시킨 상태를 도시한 것이고, 도 6의 (b)는 측정장치가 체결된 노즐을 턴디시 밖으로 반출시킨 상태를 나타낸 것이다.

측정장치(1000)는 상술한 바와 같이 슬래그(S)의 온도에 비해 높은 녹는점을 가지는 제1측정부재(1110)와, 슬래그(S)의 온도에 비해 낮은 녹는점을 가지는 제2측정부재(1120)를 구비하도록 마련된다. 이에, 제2측정부재(1120)가 용융되어 소멸되고 제1측정부재(1110)가 용융되지 않고 잔류하고 있는 영역의 상하방향의 길이를 이용하여 턴디시(100)의 내부에 있는 슬래그 두께를 측정할 수 있다.

이하, 도 1, 도 2 및 도 6을 참조하여, 측정장치(1000)를 이용하여 턴디시(100)의 내부에 있는 슬래그 두께를 측정하는 방법을 설명한다.

먼저, 노즐(200)에 측정장치(1000)를 체결한다. 그리고 측정장치(1000)가 체결된 노즐(200)을 래들(L)과 턴디시(100)의 사이로 이동시켜 래들(L)의 탑 노즐(12)의 하부에 연결한다. 그리고 래들(L)을 하강시켜 노즐(200)의 하부가 턴디시(100) 내부로 삽입되어 용강(M)으로 침지될 수 있도록 한다. 이에 도 6의 (a)와 같이 노즐(200)에 체결된 측정장치(1000)의 일부가 용강(M)으로 침지될 수 있다.

따라서, 상하방향을 기준으로 측정장치(1000)의 일부는 용강(M)으로 침지될 수 있고, 다른 일부는 슬래그(S)에 침지될 수 있으며, 다른 일부는 용강(M) 및 슬래그(S)에 침지되지 않을 수 있다.

이에 측정장치(1000)의 중 최외곽에 배치된 측정부(1100)의 일부는 용강(M)과 접촉되고, 다른 일부는 슬래그(S)와 접촉되며, 나머지 일부는 용강(M) 및 슬래그(S)와 접촉하지 않을 수 있다. 즉, 측정부(1100) 중, 슬래그(S)의 하측에 위치하는 영역은 용강(M)과 접촉되고, 용강(M)과 접촉되는 영역의 상부영역의 일부는 슬래그(S)와 접촉되고 용강(M)과는 접촉되지 않는다. 또한, 측정부(1100) 중, 슬래그(S)의 상측에 위치된 영역은 용강(M) 및 슬래그(S)와 접촉되지 않는다.

따라서, 측정부(1100)를 구성하는 제1 및 제2측정부재(1110, 1120) 각각은 상하방향을 기준으로 그 위치에 따라 용융되거나 용융되지 않을 수 있다. 다른 말로 설명하면, 제1 및 제2측정부재(1110, 1120)는 상하방향을 기준으로 그 위치에 따라 선택적으로 용융되거나 용융되지 않을 수 있다. 이에, 도 6의 (b)와 같이 턴디시(100)로부터 반출된 측정장치(1000)는 그 위치에 따라 잔류하고 있는 구성이 다를 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 도 6의 (b)와 같이, 측정부(1100) 중 슬래그(S)의 하측에 위치되는 영역이며 용강(M)과 접촉되는 영역은 제1측정부재(1110)와 제2측정부재(1120)가 모두 용융되어 소멸된다. 이는 제1 및 제2측정부재(1110, 1120)의 녹는점이 용강의 온도에 비해 낮게 마련되기 때문이다. 그리고 슬래그(S)의 하측에 있는 제1 및 제2측정부재(1110, 1120)가 용융됨에 따라, 상기 제1측정부재(1110)의 내측에 있는 열 차단부(1300)가 용강(M)으로 노출되며, 이에 열 차단부(1300)가 용융될 수 있다. 이에 열 차단부(1300)의 내측에 있는 고정부(1200)가 용강(M)에 노출될 수 있다. 이때 고정부(1200)는 용강(M)의 온도에 따라 용융되어 없어지거나, 용융되지 않고 잔류할 수 있다.

또한, 도 6의 (b)와 같이, 측정부(1100) 중 용강(M)의 상측 영역이며 슬래그(S)와 접촉하는 영역에서는, 제1측정부재(1110)는 용융되지 않고 잔류하며, 제2측정부재(1120)는 용융되어 소멸된다. 이는 제1측정부재(1110)는 녹는점이 슬래그(S)의 온도에 비해 높고, 제2측정부재(1120)는 녹는점이 슬래그(S)의 온도에 비해 낮기 때문이다.

그리고, 도 6의 (b)와 같이, 측정부(1100) 중 슬래그(S)의 상측 영역이며 용강(M) 및 슬래그(S)와 접촉하지 않는 영역은 제1 및 제2측정부재(1110, 1120)가 용융되지 않고 잔류하게 된다.

이처럼, 제1측정부재(1110)는 용강(M)에 의해서는 용융되지만 슬래그(S)에 의해서는 용융되지 않는다. 그리고 제2측정부재(1120)는 용강(M) 및 슬래그(S)에 의해 용융된다. 따라서, 턴디시(100)의 외부로 반출된 측정장치(1000)에 있어서, 제2측정부재(1120)가 용융되어 없어진 또는 소멸된 제1측정부재(1110)의 상하방향의 길이(L)를 측정하면, 턴디시(100)의 내부에 있는 슬래그 두께(T)를 획득할 수 있다. 즉, 제2측정부재(1120)가 용융되어 없어진 제1측정부재(1110)의 상하방향의 길이(L)를 턴디시(100) 내부에 있는 슬래그 두께(T)로 한다. 따라서, 제2측정부재(1120)가 용융되어 없어진 제1측정부재(1110)의 상하방향의 길이를 측정함으로써 턴디시(100)의 내부에 있는 슬래그 두께(T)를 측정할 수 있다.

이와 같이 측정장치(1000)를 이용하여 턴디시(100) 내부의 슬래그 두께(T)를 측정하는 것은 연속 주조를 실시하는 동안 실시될 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 예를 들어 래들(L)과 노즐(200)을 연결하는 목표 횟수를 15회로 하여 연속 주조를 실시한다고 할 때, 래들(L)의 교체시마다 노즐(200)이 턴디시의 외부로 반출된다. 그리고 노즐(200)을 연결되어 있던 래들(L)과 분리시키고, 상기 노즐(200)에 새로운 래들(L)을 연결한다. 그리고 래들(L)의 교체를 위해 노즐(200)을 턴디시(100)의 외부로 반출시키거나, 노즐(200)에 새로운 래들(L)을 교체한 후에도 측정장치(1000)를 노즐(200)로부터 분리시키지 않고 체결된 상태를 유지시킨다. 즉, 연속 주조를 실시하는 동안 노즐(200)에 측정장치(1000)가 연결된 상태를 유지한다. 이에 연속 주조를 실시하는 동안 래들 교체를 위해 턴디시(100)의 외부로 반출되는 노즐(200)에 설치된 측정장치(1000)의 용융 상태를 파악함으로써, 연속 주조를 실시하는 동안 턴디시(100) 내부의 슬래그 두께(T)를 측정할 수 있다.

한편, 연속 주조를 하는 시간이 증가할 수록, 다른 말로 설명하면 래들(L)이 교체되는 횟수가 증가할 수록, 턴디시(100)의 내부로 유입되는 슬래그(S)의 량이 증가한다. 따라서 래들(L)이 교체되는 횟수가 증가할 수록 측정장치(1000) 중 슬래그(S)와 접촉되는 상하방향의 길이가 증가한다. 이에 따라, 래들(L)이 교체되는 횟수가 증가할 수록 제2측정부재(1120)가 용융되어 없어진 제1측정부재(1110)의 상하방향의 길이가 증가할 수 있다.

실시예에서는 래들(L)의 교체시마다 턴디시(100)의 외부로 반출되는 노즐(200)에 체결된 측정장치(1000)를 확인한다. 즉, 래들(L)의 교체시마다 턴디시(100)의 외부로 노즐(200)이 반출되면, 상기 노즐(200)에 체결되어 있는 측정장치(1000) 중 제2측정부재(1120)가 용융되어 없어진 제1측정부재(1110)의 상하방향의 길이(L)를 측정한다. 이때, 제2측정부재(1120)가 용융되어 없어진 제1측정부재(1110)의 상하방향의 길이(L)는 별도로 마련된 자(ruler)를 이용하여 측정할 수 있다. 이에 따라, 턴디시 내부에 있는 슬래그 두께(T)를 측정할 수 있다.

측정장치(1000)는 연속 주조를 실시하는 동안 노즐(200)에 체결되어 있는 상태를 유지하며, 연속 주조를 실시하는 동안 노즐(200)과 함께 턴디시(100)로 삽입되어 슬래그 두께를 측정하는데 사용된다. 그리고 새롭게 연속 주조를 실시할 때 노즐(200)에 체결되어 있던 측정장치(1000)를 분리하고 새로운 측정장치(1000)를 체결한다.

래들(L)의 교체시마다 또는 연속 주조 동안에 측정되는 슬래그 두께(T)는 연속 주조 동안에 턴디시(100) 내부의 슬래그 두께(T)를 모니터링하는데 활용될 수 있다. 예컨대 연속 주조를 실시하는 동안 턴디시(100) 내부의 슬래그 두께(T)가 비정상적으로 두꺼워지는 조업사고가 발생되는지 여부를 모니터링 할 수 있다. 그리고 마지막 회차의 래들 교체 과정에서 측정된 슬래그 두께(T)는 턴디시(100)의 배출구(111)를 폐쇄시키는 시점을 결정하는데 활용될 수 있다.

도 7은 노즐에 실시예의 변형예에 따른 측정장치가 설치된 상태를 도시한 정면 단면도이다. 도 8은 실시예의 변형예에 따른 측정장치에서 제2측정장치의 측정부를 펼쳐놓은 전개도를 나타낸 도면이다.

상술한 실시예에서는 노즐(200)의 직경 또는 폭이 상하방향으로 일정한 예를 설명하였다. 하지만 이에 한정되지 않고 노즐(200)은 도 7에 도시된 바와 같이 하측으로 갈수록 직경이 증가하는 영역을 포함하도록 마련될 수 있다.

도 7을 참조하여 설명하면, 노즐(200)의 본체(210)는 상하방향으로 직경이 일정한 제1몸체(210a), 제1몸체(210a)의 하부에 연결되며 하측으로 갈수록 직경이 증가하는 제2몸체(210b), 제2몸체(210b)의 하부에 연결되며 상하방향으로 직경이 일정한 제3몸체(210c)를 포함할 수 있다. 그리고 제1 내지 제3몸체(210a, 210b, 210c) 각각은 그 내부에 용강(M)이 통과할 수 있는 통로(211a, 211b, 211c)가 마련된다.

이러한 노즐(200)에 대해 다른 말로 설명하면, 본체(210)는 상하방향으로 직경이 일정한 제1영역, 제1영역의 하부 영역이며 하측으로 갈수록 직경이 증가하는 제2영역, 제2영역의 하부영역이며 상하방향으로 직경이 일정한 제3영역을 포함할 수 있다.

이러한 노즐(200)에 체결되는 측정장치(1000)는 복수개로 분리되어 마련될 수 있다. 즉, 측정장치(1000)는 노즐(200)의 제1몸체(210a)에 체결되는 제1측정장치(1000a) 및 제2몸체(210b)에 체결되는 제2측정장치(1000b)를 포함할 수 있다.

여기서 제1측정장치(1000a)는 도 1 내지 도 5에 도시된 측정장치(1000)와 동일한 구성 및 형상으로 마련될 수 있다. 다만 제1측정장치(1000a)의 상하방향의 길이는 도 1 내지 도 6에 도시된 실시예에 따른 측정장치(1000)에 비해 짧게 마련될 수 있다.

그리고 제2측정장치(1000b)는 상술한 바와 같이 하측으로 갈수록 직경이 증가하는 제2몸체(210b)에 체결된다. 즉, 제2측정장치(1000b)는 제2몸체(210b)의 외면을 둘레방향으로 감싸도록 설치된다. 이를 위해 제2측정장치(1000b)의 제1측정부재(1110)는 도 7에 도시된 바와 같이 하측으로 갈수록 내경이 증가하는 형상으로 마련될 수 있다. 즉, 제2측정장치(1000b)의 제1측정부재(1110)는 펼쳤을 때 전개도의 형상이 도 8에 도시된 바와 같이 사다리꼴의 형상이 되도록 마련될 수 있다.

그리고 제2측정장치(1000b)는 그 상하방향의 길이가 도 1 내지 도 6에 도시된 실시예에 따른 측정장치(1000)에 비해 짧게 마련될 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 측정장치를 노즐에 장착하기 위한 장착장치의 일 예와, 이를 이용하여 측정장치를 노즐에 장착하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 9의 (a) 내지 (c)를 참조하면, 장착장치(2000)는 노즐(200)에 장착시키고자 하는 측정장치(1000)에 힘을 가하여 상기 측정장치(1000)를 수평 이동시킬 수 있는 구동부(2100), 상부에 측정장치(1000)가 안착될 수 있고 상기 측정장치(1000)의 이동을 가이드할 수 있는 가이드부(2200)를 포함할 수 있다. 또한, 장착장치(2000)는 내부에 측정장치(1000)가 수용될 수 있는 케이스(2300)를 포함할 수 있다.

구동부(2100)는 케이스(2300)의 내부에 수용되어 있는 측정장치(1000)를 향해 전진하거나, 상기 측정장치(1000)와 반대쪽으로 후진할 수 있고, 선단에 측정장치(1000)가 지지될 수 있는 지지부재(2110) 및 지지부재(2110)에 전후진 구동력을 제공하는 구동원(2120)을 포함할 수 있다.

여기서 구동원(2120)은 예를 들어 유압 또는 공압 실린더일 수 있다. 물론, 구동원(2120)은 상술한 예에 한정되지 않고 지지부재(2110)에 전후진 구동력을 제공할 수 있는 다양한 수단의 적용이 가능하다.

케이스(2300)는 내부에 복수의 측정장치(1000) 및 가이드부(2200)가 수용될 수 있는 내부공간을 가진다. 그리고 케이스(2300)는 그 상부 및 하부가 개방된 형상일 수 있다. 또한, 케이스(2300)는 구동부(2100)와 반대쪽 측부가 개방된 형상일 수 있다. 다시 말해 케이스(2300)의 일측부에는 출입구(2310)가 마련될 수 있다. 또한 구동부(2100)와 마주보는 케이스(2300)의 타측부에는 지지부재(2110)가 통과할 수 있는 구멍(2320)이 마련될 수 있다.

측정장치(1000)는 복수개로 마련되어 케이스(2300)의 내부에 나열되게 배치될 수 있다. 즉, 복수의 측정장치(1000)는 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 지지부재(2110)가 전후진 이동하는 방향으로 나열될 수 있다. 이때 복수의 측정장치(1000) 각각은 그 개구(O)가 케이스(2300)의 출입구(2310)와 마주보도록 배치되는 것이 바람직하다.

가이드부(2200)는 지지부재(2110)가 전후진하는 방향 또는 복수의 측정장치(1000)가 나열된 방향으로 연장되게 마련될 수 있다. 그리고 가이드부(2200)는 케이스(2300)의 내부에서부터 상기 케이스(2300)의 출입구(2310) 밖까지 연장되게 마련될 수 있다. 또한, 가이드부(2200)는 한 쌍으로 마련될 수 있고, 한 쌍의 가이드부(2200)는 복수의 측정장치(1000)가 나열된 방향과 교차하는 방향으로 나열되게 배치될 수 있다.

이하 도 9의 (a) 내지 (c)를 참조하여 노즐에 측정장치(1000)를 장착 또는 체결하는 방법을 설명한다.

먼저, 매니퓰레이터(manipulator)를 이용하여 노즐(200)을 지지하고, 상기 노즐(200)을 장착장치의 전방에 위치시킨다.

그리고 장착장치(2000)의 구동원(2120)을 동작시켜 지지부재(2110)를 케이스(2300) 내부에 있는 측정장치(1000)쪽으로 전진시킨다. 이에 도 9의 (a)와 같이 지지부재(2110)의 선단이 측정장치(1000)에 지지된다. 이때 일 방향으로 나열된 복수의 측정장치(1000) 중 가장 후방에 있는 또는 지지부재(2110)와 가장 가깝게 위치된 측정장치(1000)에 지지부재(2110)의 선단이 지지된다.

다음으로, 도 9의 (b)와 같이 구동원(2120)을 더 동작시켜 복수의 측정장치(1000)들을 케이스(2300)의 출입구(2310)쪽으로 전진시킨다. 이때 복수의 측정장치(1000)들 중 출입구(2310)와 가장 가깝게 위치된 또는 지지부재(2110)와 가장 멀리 있는 측정장치(1000)가 출입구(2310)를 통과하여 케이스 밖으로 반출되도록 한다.

이후, 매니퓰레이터를 이용하여 노즐(200)을 케이스(2300)쪽으로 이동시켜, 상기 노즐(200)이 케이스(2300)의 출입구(2310) 밖으로 반출된 측정장치(1000)의 전방에 위치되도록 한다. 그리고 도 9의 (b)와 같이 노즐(200)을 더 이동시켜 상기 노즐(200)을 케이스(2300)의 출입구(2310) 밖으로 반출된 측정장치(1000)의 내부로 삽입시킨다. 이때 노즐(200)은 측정장치(1000)에 마련된 개구(O)를 통과하여 상기 측정장치(1000)의 내부로 삽입될 수 있다. 이에 노즐(200)에 측정장치(1000)가 장착 또는 체결된다.

다음으로 도 9의 (c)와 같이 측정장치(1000)가 체결된 노즐(200)을 케이스(2300)와 반대쪽으로 후진시킨다.

노즐(200)에 측정장치(1000)를 장착 또는 체결하는 장착장치(2000)는 상술한 예에 한정되지 않으며, 노즐(200)에 측정장치(1000)를 체결시킬 수 있다면 어떠한 수단이 사용되어도 무방하다.

상기에서는 측정장치(1000)가 폭 방향 일측에 개구(O)를 가지는 형상으로 마련되는 것을 설명하였다. 하지만 측정장치(1000)는 개구(O)가 없이 노즐(200)의 둘레방향 전체를 둘러싸는 형상으로 마련될 수 있다. 이러한 경우 노즐(200)을 측정장치(1000)의 상측에 배치시키고, 노즐(200)을 하강시켜 측정장치(1000) 내부로 삽입시키는 방법으로 노즐(200)에 측정장치(1000)를 체결시킬 수 있다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 측정장치를 이용하여 턴디시 내부의 슬래그 두께를 측정하는 과정을 포함하는 주조방법을 도시한 순서도이다.

이하, 도 1 내지 도 6과 도 10을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 측정장치를 이용하여 턴디시의 내부에 있는 슬래그 두께를 측정하면서 주편을 연속으로 주조하는 방법을 설명한다.

연속 주조를 개시하기 전에 도 2 내지 도 4와 같이 노즐(200)에 측정장치(1000)를 체결한다(S110). 즉, 노즐(200)의 외면을 둘레방향으로 감싸도록 측정장치(1000)를 체결한다. 다른 말로 설명하면 노즐(200)을 이동시켜 측정장치(1000)에 마련된 개구(O)로 통과시켜, 상기 노즐(200)이 측정장치(1000)의 내측에 수용될 수 있도록 한다.

그리고, 측정장치(1000)가 체결된 노즐(200)을 래들(L)과 턴디시(100) 사이로 이동시키고, 노즐(200)의 상부를 콜렉터 노즐(13)의 하부에 체결한다. 이에 노즐(200)이 래들(L)과 연결된다(S120). 그리고 래들(L)을 지지하고 있는 장치 즉 터렛장치를 하강시켜 노즐(200)의 하부가 턴디시(100)의 내부로 삽입될 수 있도록 한다(S130). 이때 턴디시(100) 내부로 삽입된 노즐(200)의 적어도 일부는 용강(M)으로 침지될 수 있다. 이와 같이 노즐(200)을 게이트(400) 또는 래들(L)에 연결시키는 작업은 매니퓰레이터를 이용하여 실시할 수 있다.

노즐(200)이 래들(L)과 연결되면, 게이트(400)를 동작시켜 탑 노즐(12)과 콜렉터 노즐(13) 간을 연통시킨다. 또한 스토퍼(500)를 상승시켜 턴디시(100)의 배출구(111)를 개방한다. 이에 래들(L)의 내부에 있는 용강(M)이 게이트(400), 콜렉터 노즐(13) 및 노즐(200)을 통과하여 턴디시(100)의 내부로 공급된다(S200). 그리고 턴디시(100)로 공급된 용강(M)은 개방되어 있는 배출구(111)를 통과하여 침지 노즐(600)로 이동된 후 주형(300)으로 공급된다(S400). 주형(300)의 내부로 공급된 용강(M)은 상기 주형(300)의 내부에서 응고되어 주편이 되고, 주편은 주형(300)의 하측으로 인발된다.

이렇게 주조를 실시하는 동안, 노즐(200)과 연결되어 있는 래들(L) 내부의 용강 잔량을 실시간으로 측정한다. 래들(L) 내부의 용강 잔량을 측정하는 방법은 특별히 한정되지 않는다. 그리고 측정된 래들(L) 내부의 용강 잔량이 미리 설정된 기준잔량 이하인지 여부를 판단한다(S300).

이때 예를 들어 측정된 래들(L) 내부의 용강 잔량이 기준잔량을 초과하는 경우(아니오), 현재 노즐(200)에 연결되어 있는 래들(L)의 용강을 턴디시(100)로 계속 공급한다(S200). 즉, 래들(L)을 교체하지 않는다.

반대로, 측정된 래들(L) 내부의 용강 잔량이 기준잔량 이하인 경우(예), 노즐(200)에 래들(L)을 연결한 횟수 또는 래들(L)의 교체 횟수가 미리 설정된 목표 횟수 미만인지 판단한다(S500). 이때 목표 횟수 미만인 경우(예), 래들을 교체한다(S600). 이를 위해 먼저 노즐(200)로부터 래들을 분리한다(S610). 그리고 노즐(200)을 턴디시(100) 밖으로 반출시킨다(S620). 이어서 반출된 노즐(200)에 체결되어 있는 측정장치(1000)를 확인하여 턴디시(100)의 내부에 있는 슬래그 두께(T)를 측정한다(S630). 즉, 턴디시(100)의 외부로 반출된 측정장치(1000)에 있어서, 제2측정부재(1120)가 용융되어 소멸된 제1측정부재(1110)의 상하방향의 길이(L)를 측정한다. 이에 현재 턴디시(100)의 내부에 있는 슬래그 두께(T)를 획득할 수 있다. 즉, 슬래그 두께(T)가 측정된다. 다음으로, 용강(M)이 수용되어 있는 새로운 래들(L)을 턴디시(100)의 상측에 배치시키고(S640) 노즐(200)과 연결시킨다(S650). 이후, 터렛장치를 이용하여 래들(L)을 하강시켜 노즐(200)이 턴디시(100) 내부로 삽입되어 용강(M)으로 침지될 수 있도록 한다(S660).

다음으로, 교체된 래들(L)의 용강을 턴디시(100)로 공급한다(S200).

이처럼 노즐(200)에 래들(L)을 연결하는 작업은 미리 설정된 목표 횟수 만큼 복수회 실시된다. 그리고 래들(L)의 교체시마다 턴디시(100)의 외부로 반출되는 측정장치(1000)를 이용하여 현재 턴디시(100) 내부에 있는 슬래그 두께(T)를 측정할 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이 래들(L)의 교체시마다 반출되는 측정장치(1000)에서, 제2측정부재(1120)가 용융되어 없어진 제1측정부재(1110)의 상하방향의 길이(L)를 측정함으로써 슬래그 두께(T)를 획득할 수 있다.

한편, 노즐(200)에 래들(L)을 연결한 횟수 또는 래들(L)의 교체 횟수가 미리 설정된 목표 횟수 미만인지 판단하는 과정에서(S500), 목표 횟수 이상인 경우(아니오) 더 이상 래들을 교체하여 연결하지 않는다. 그리고 마지막 래들 교체 과정에서 측정된 슬래그 두께(T)를 이용하여 턴디시의 폐쇄 시점 결정한다(S700).

이때 마지막 회차의 래들 교체 과정에서 측정된 슬래그 두께(T)가 두꺼울 수록, 마지막 회차의 래들 교체가 종료된 시점부터 턴디시(100)의 배출구(111)를 폐쇄시키는데 까지의 시간 간격을 짧게 조절한다. 따라서, 마지막 회차의 래들 교체 과정에서 측정된 슬래그 두께(T)가 두꺼울 수록, 턴디시(100) 내부에 잔류하는 용강 잔량이 많은 상태에서 턴디시(100)의 배출구(111)를 폐쇄시킨다.

반대로, 마지막 회차의 래들 교체 과정에서 측정된 슬래그 두께(T)가 얇을 수록, 마지막 회차의 래들 교체가 종료된 시점부터 턴디시(100)의 배출구(111)를 폐쇄시키는데 까지의 시간 간격을 길게 조절한다. 따라서, 마지막 회차의 래들 교체 과정에서 측정된 슬래그 두께(T)가 두꺼울 수록, 턴디시(100) 내부에 잔류하는 용강 잔량이 적은 상태에서 턴디시(100)의 배출구(111)를 폐쇄시킨다.

이처럼 측정된 슬래그 두께(T)가 두꺼울 수록, 턴디시(100) 내 용강 잔량이 많은 상태에서 배출구(111)를 폐쇄하는 것은, 주형(300)으로 유입되는 슬래그량을 최소화하기 위함이다. 또한, 측정된 슬래그 두께(T)가 얇을 수록, 용강 잔량이 적은 상태에서 배출구(111)를 폐쇄하는 것은, 턴디시(100)의 내부에 있는 용강을 최대한 주형(300)으로 공급하여 주조를 하기 위함이다.

이와 같이 실시예에 의하면, 작업자를 위험에 노출시키지 않으면서 턴디시(100) 내부의 슬래그 두께(T)를 측정할 수 있다. 즉, 종래와 같이 작업자가 직접 측정기구를 파지(把持)한 상태로 턴디시(100) 내부로 측정기구를 턴디시(100)의 내부로 삽입시켜 슬래그 두께를 측정하지 않고, 턴디시(100)로 용강(M)을 공급하는 노즐(200)에 측정장치(1000)를 설치하여 턴디시(100) 내부의 슬래그 두께(T)를 측정할 수 있다. 따라서, 작업자가 고열에 노출되거나, 추락하는 등의 안점 위험에 노출되지 않으면서 턴디시(100) 내부의 슬래그 두께(T)를 측정할 수 있다.

또한, 노즐(200)에 측정장치(1000)를 설치함으로써 래들(L)의 교체시마다 턴디시(100) 내부의 슬래그 두께(T)를 자동으로 파악할 수 있다. 즉, 별도로 슬래그 두께를 측정하는 작업을 실시하지 않고도 래들(L)의 교체를 위해 노즐(200)이 턴디시(100)의 외부로 반출될 때마다 슬래그 두께(T)를 파악할 수 있다. 이에 턴디시(100) 내부의 슬래그 두께(T)를 측정하는 별도의 작업이 생략됨에 따라 작업자의 작업 강도가 저감되는 효과가 있다.

L: 래들 100: 턴디시
200: 노즐 1000: 측정장치
1100: 측정부 1110: 제1측정부재
1120: 제2측정부재 1200: 고정부
1300: 열 차단부

Claims

용강의 상부에 있는 슬래그 두께를 측정하는 장치로서,
용강을 통과시킬 수 있는 노즐의 외측에 설치될 수 있고, 용강에 의해 용융될 수 있으며 슬래그에 의해 용융되지 않는 제1측정부재; 및
상기 제1측정부재의 외면에 설치되며, 슬래그에 의해 용융될 수 있는 제2측정부재;를 포함하는 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 슬래그로 침지되었던 제1 및 제2측정부재에 있어서, 상기 제2측정부재가 용융되어 소멸된 영역 중 상기 제1측정부재가 잔류하고 있는 영역의 길이를 슬래그 두께로 하는 측정장치.
청구항 2에 있어서,
상기 제1측정부재는 상하방향으로 연장되고, 상기 노즐 외면의 적어도 일부를 둘레방향으로 감싸도록 설치된 측정장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제1측정부재는 내부에 상기 노즐이 수용될 수 있고, 폭 방향의 일측에 개구가 마련된 튜브(tube) 형상인 측정장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제2측정부재는 상기 제1측정부재의 외면의 일부가 노출되도록 상기 제1측정부재의 외면에 설치된 측정장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제2측정부재는 상하방향으로 연장되며, 상기 제1측정부재에 비해 폭이 좁은 바(bar) 형상인 측정장치.
청구항 6에 있어서,
상기 제2측정부재는 복수개로 마련되고, 복수의 상기 제2측정부재는 상기 노즐의 둘레방향으로 나열되어 상호 이격되게 설치된 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1측정부재는 1000℃ 초과, 1530℃ 미만의 온도에서 용융되고,
상기 제2측정부재는 800℃ 미만의 온도에서 용융되는 측정장치.
청구항 8에 있어서,
상기 제2측정부재는 아연(Zn), 마그네슘(Mg) 및 알루미늄(Al) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 재료로 마련된 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1측정부재와 노즐 사이에 설치되며, 망간(Mn)이 1.0wt% 내지 1.50wt%로 함유된 고정부를 포함하는 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1측정부재와 노즐 사이에 설치되며, 세라크울(cerakwool)을 포함하는 열 차단부를 포함하는 측정장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1측정부재와 노즐 사이에 설치되며, 망간(Mn)이 1.0wt% 내지 1.50wt%로 함유된 고정부;
상기 제1측정부재와 상기 고정부 사이에 설치되며, 세라크울(cerakwool)을 함유하는 열 차단부;를 포함하는 측정장치.
청구항 1 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
상기 노즐은 외경이 동일한 제1영역 및 상기 제1영역의 하측 영역이며 하측으로 갈수록 외경이 증가하는 제2영역을 포함하고,
상기 측정장치는,
상기 노즐의 제1영역에 설치될 수 있도록, 상하방향으로 내경이 동일하게 마련된 제1측정장치; 및
상기 제1측정장치의 하측에서 상기 노즐의 제2영역에 설치될 수 있도록, 하측으로 갈수록 내경이 증가하게 마련된 제2측정장치;를 포함하는 측정장치.
제1용기의 내부로 용강을 공급하는 노즐의 상부에 용강이 수용되어 있는 제2용기를 연결하는 용기 교체 과정; 및
상기 제2용기의 용강을 상기 노즐로 통과시켜 상기 제1용기로 용강을 공급하는 과정;을 포함하고,
상기 용기 교체 과정은,
상기 제2용기 및 노즐을 상기 제1용기와 분리시키는 과정;
상기 제1용기의 외부로 분리된 상기 노즐에 결합되어 있는 측정장치가 용융된 상태를 이용하여 상기 제1용기의 슬래그 두께를 측정하는 과정; 및
용강이 수용되어 있는 제2용기를 상기 노즐의 상부에 연결하는 과정;을 포함하는 주조방법.
청구항 14에 있어서,
상기 슬래그 두께를 측정하는 과정은,
상기 측정장치가 슬래그 및 용강으로 침지되었던 영역에 있어서, 슬래그에 의해 용융되지 않은 영역의 길이를 측정하는 과정;
상기 측정된 길이를 상기 제1용기의 슬래그 두께로 결정하는 과정;을 포함하는 주조방법.
청구항 15에 있어서,
상기 길이를 측정하는 과정은,
상기 제1용기의 외부로 분리된 측정장치에서, 제1측정부재 및 상기 제1측정부재에 비해 낮은 온도에서 용융되는 제2측정부재의 용융 상태를 파악하는 과정; 및
상기 제2측정부재가 용융되어 소멸된 영역 중 상기 제1측정부재가 잔류하고 있는 영역의 길이를 측정하는 과정;을 포함하는 주조방법.
청구항 14 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용기 교체 과정은 복수회 실시되며,
마지막 회차의 용기 교체 과정에서 측정된 슬래그 두께를 이용하여 상기 제1용기를 폐쇄시키는 시점을 결정하는 과정; 및
결정된 폐쇄 시점에 제1용기의 배출구를 폐쇄시켜 주조를 종료하는 과정;을 포함하는 주조방법.
청구항 17에 있어서,
상기 제1용기를 폐쇄시키는 시점을 결정하는데 있어서,
상기 마지막 회차의 용기 교체 과정에서 측정된 슬래그 두께가 두꺼울 수록, 상기 마지막 회차의 용기 교체가 종료된 시점부터 제1용기의 배출구를 폐쇄시키는데 까지의 시간 간격을 짧게 조절하는 주조방법.