KR900002109Y1

KR900002109Y1 - 슬랙에서의 알루미나 용해량측정장치

Info

Publication number: KR900002109Y1
Application number: KR2019860021287U
Authority: KR
Inventors: 이희정
Original assignee: 포항종합제철주식회사; 안병화
Priority date: 1986-12-26
Filing date: 1986-12-26
Publication date: 1990-03-15
Also published as: KR880012906U

Abstract

내용 없음.

Description

슬랙에서의 알루미나 용해량 측정장치

제 1 도는 본 고안의 단면구조도.

제 2 도는 제 1 도의 도가니 부분 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전기로 2 : 도가니

5a : 전기로케이스 5 : 수직, 수평이송장치

6a : 제1백그선 6b : 제2백금선

7 : 슬랙 8 : 시편

10 : 백금구 11a, 11b : 제1, 제2고리

12 : 나이프에지상단부 13 : 나이프에지하단부

14 : 지랫대 15a, 15b : 제1, 제2덮개

16a, 16b : 제1,2로드셀 18 : 나이프에지덮개

22 : 차동변압기 23 : 변환기

24 : 기록계기

본 고안은 제강 및 연주공저에서 사용되는 각종 슬랙에 용해되는 알루미나의 양을 실험실적으로 측정할 수 있는 장치에 관한 것이다.

제강 및 연주공정에서 사용하는 슬랙(slag)및 볼드파우다의 중요한 역할중의 하나는 강증에서 부상하는 개재물(주성분, Al2O3)을 용해 흡수하여 청정강을 생산하는 것이다.

그러나 용강의 용기로 사용하는 내화물로 재질에 따라 슬랙 및 몰드 파우다에 침식되는 경우가 많다.

이러한 내화물의 용손을 최소화하고 알루미나성 개재물을 최대한 용해할 수 있는 슬랙 및 몰드 파우다의 최적 조성을 도출하기 위해서는 각 조정에 따라 슬랙에 용해되는 내화물 및 알루미나(Al2O3)의 양을 구할 필요가 있다.

일반적인 선행기술에 있어서는 용융된 슬랙에 들어 있는 알루미나 디스크(Al2O3Disk)를 일정속도로 회전시키면서 측정시간동안 유지한 후 시편(8)를 꺼집어낸다 이때 필연적으로 시편에 부착되어 있는 슬랙은 진한 염산(HCL)을 이용하여 용해제거시키고 시편의 무게를 측정하여 처음 무게에서 변화된 무게량을 백분율로 표시하여 알루미나 용해량을 측정하는 방법이 알려져 있었다.

그러나 이러한 기술적 수단은 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

즉, 시편에 부착된 슬랙은 기계적으로 제거할 수 없기 때문에 염산용액을 사용하여 화학적으로 슬랙을 용해시킬 수 밖에 없다.

그러나 시편이 염산에 용해되는 알카리성 산화물을 포함하고 있으므로 시편의 일부분이 슬랙과 함께 염산에 용해되어 측정의 정확도를 저하시키며 또한 염산에 장시간(24시간이상) 시편을 침적시키기 때문에 측정 결과가 늦게 나올 뿐만 아니라 염산증기로 인한 작업환경의 악화및 폐수처리를 동반하는 불합리한 문제점이 있다.

본 고안의 목적은 종전의 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 슬랙과 알루미나(시편)와의 반응에 의한 용해량의 변화 상태를 자동적으로 측정하여 재현성 및 신뢰도가 양호하게 측정될 수 있는 장치를 제공하려는 것이다.

이하에서 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.

즉, 제 1 도는 본 고안의 구성 상태를 예시하는 장치도이다.

이는 전기로(1)에 도가니(2)가 중앙에 배치되어 있다.

상기도가니(2)는 제 2 도와 같이 슬랙(7)이 들어있고, 그 정 중앙에 알루미나인 시편(8)이 위치된다. 이 시편(8)은 중앙이 관통되어 있고 이에 위로부터 내려진 제1백금선96a)이 끼워져서 그 하단에 백금구(10)가 고정되어 있더. 상기시편(8)은 백금구(10)에 얹어져서 제1백금선(6a)과 함께 지지되는 구성이다.

상기 제1백금선(6a)은 상측에 위치된 제1로드셀(16a)의 제1덮개(15a)에 고정된 제1고리(11a)로 수직으로 연결된다. 상기 제1로드셀(16a)은 상기 백금선(6)의 수직 방향과 직각방향으로 설치시킨 지랫대(14) 일측과 연결되고, 이 지랫대(14)는 지랫대의 작용점이되는 나이프에지 상단부(12)에 연결되며, 이 나이프에지 상단부(120는 나이프에지 하단부913)로부터 지랫대(14)의 중심결합를 이루고 있다.

상기 지랫대(14)의 타측은 역시 제2로드셀(16b)로 이어지고, 이의 제2덮개(15b)에 연결된 제2고리(11b)를 통하여 제2백금선(6b)으로 이어지고 상기 제2백금선(6b)은 차동변압기(22)내의 추(22a)로 이어진다.

상기 차동변압기(22) 출력은 변환기(23)를 거쳐 기로계기(24)로 연결된다.

한편, 상기 전기로(1)는 케이스(5a)에 넣어져서 그 측방에 연결한 수직, 수평이송장치(5)로 이동가능토록되어 있고, 제1,2로드셀(16a, 16b)및 나이프에지(12, 13)등이 중앙석영튜브(17)로 기밀되어 있으며, 상기 제 1,2백금선(6a, 6b)이 제 1,2덮개(15a, 15b)의 제 1,2고리(11a, 11b)로 이어지고 부위도 제 1,2 석영튜브(21a, 21b)로 기밀되어 있다.

미설명부호 3은 아르곤가스관, 4는 열전대이다.

이러한 구성의 본 고안은 그 작용및 효과가 다음과 같다.

본 고안은 작용을 설명하기에 앞서 본 고안에서는 슬랙에 용해되는 알루미나의 양을 측정하는 방법으로 아르키메데스의 원리를 이용하였다.

밀도가 PL이라할때 중력방향으로 작용하는 험(Fg)및 위로 작용하는 힘 즉, 부력 Fb는 (1)및 (2)식으로 나타낼 수 있다.

Fg=mg=PmAmg.....................................................(1)

Fb=PLVm..............................................................(2)

따라서 중력방향으로 작용하는 힘의 합력은 다음(3)식과 같다.

F=Fg-Fb=Vm(Pm, g-P1)........................................(3)

여기서 일정한 온도에서 m는 액체의 양에 비해 무시할 만큼 작다고 가정한다.

그 이유로서는 슬랙의 양에 비해 알루니마(시편)의 용해량은 1/100도 미치지 않음으로 PL의 변화가 없다고 가정하였다.

Pm, P 및 P1은 고정된 상수이므로(3) 식은 다음(4)식으로 변환될 수 있다.

F=C, Vm(여기서 C=Pmg-P1)...................................(4)

이와같은 방법을 이용한 본 고안은 부력을 측정하기 위한부분이 슬랙(7)과 화학반응을 일으키지않는 제1백금 선(6a)및 백금구(10)로 된다.

또한, 백금구(10)는 슬랙(7)의 밀도를 측정할때 이용되는 것이며 그밀도를 측정하는 방법은 이미 언급된 바와 같다.

또, 시편(8) 내경에 제1백금선(6a)을 통하게하여 백금구(10) 상단부와 시편(8) 아래부위가 닿으면 시편(8)은 제1백금선(6a)을 통하게하여 백금구(10) 에 의한 고정된다.

이때 배금선(6a)은 제1고리(11a)에 고정시킨다.

고정된 시편은 지랫대(14)가 수평방향될 수있도록 제1,2로드셀(16a,16b) 내면을 자석으로 코팅되어 고정시킬수 있도록 하고 있다.

그로므로 나이프에지 상단부(12)부위가 이의하단부(13)의 정위치에 오도록하여 교정시킨다.

이때 나이프에지 상단부(12)는 무게변화에 따라 그각도만큼 기울어질 수 있도록되어 있다.

또, 실험기 주위에는 바람또는 분진등에 의한 실험오차를 중앙 및제1,2석영튜브 (17.21a,21b)에 의하여 제거된다.

교정이 상기와같이 완료되면, 수직, 수평이동장치(5)를 이용하여 시편(8) 이 전기로 (1)내 슬랙(7)의 일정위치로 오도록 조정하고, 힘의 합력 F는 차동변압기(22)를 이용하여 측정된다.

상기 차동변압기(22)는 지랫대(14)로 전해진 위치변화를 전류신호로 변화시키게되고 이는 변환기(23)를 통하여 기록계기(24)에 기록되는 것이다.

상기 차동변압기(22)는 그 내부에 위치에 따라 전기변환시키는 소자와 이를 수량화하는 계수기가 달려있으므로 이소자는 결과적으로 알루미나인 시편(8)의 용해량에따라 저울에 의한 직선적 변화로 무게를 용이하게 환살 할 수 있는 것이다.

이하 본 고안에서의 측정순서는 일예로다음과 같다.

(1) 도가니 (2)에 시편(8)을 넣고 전기로(1)는 완전히 안전한 상태에 도달할때까지 유지시킨다.

(2)백금구(10)는 수직, 수평이송장치(5)를 이용하어 천천히 슬랙(7)속에 침적시키고 기록계기(24)가 안전한 상태에 도달硅때까지 기다려 슬랙(7)의 밀도를 측정한다.

(3)백금구 (10)을 천천히 올려 슬랙(7)면위에 오도록하고 시편(8)인 알루미나링을 끼워넣고 안정될때까지 기다린다..

(4) 백금구(10) 및 시편(8)을 동시에 침적시켜 시편(8)이 완저히 슬랙(7)에 들어가면 측정을 시작한다. 시작점은 0으로 환산하고 완전히 용해하여 백금구 (10)만 남을때까지 측정을 계속한다.

(5) 축정치를 시간에 따라 무게로 환산한다.

이러한 본 고안은 슬랙과 시편(알루미나링)의 반응에 의하여 시편은 용해됨에 따라 처으 시편무게에서 변화됨을 알 수 있다.

무게의 변화를 나이프 에지상, 하단부에 의해 변화된 양만큼 기울어지므로 차동변압기의 수직방향에 따른 전이차로서 변환시켜 무게 변화상태를 확인할 수 있으므로, 시간의 변화에 따른 무게 변환상태를 자동적으로 오차없이 측정가능한 유익한 특징이 있는 것이다.

Claims

슬랙(7)이 들어있는 도가니(2)에 알루미나의 링으로한 시편(8)을 백금구(10)및 제1백금선(1a)으로 고정하고, 상기 제1백금선(1a)은 나이프에지 상, 하단부(12, 13)를 작용점으로하는 지랫대(14)의 일단에 제1로드셀(16a)및 제1덮개(15a), 제1고리(11a)에 의해 연결하고, 상기 지랫대(14) 타단은 제2로도셀(160, 제2덮개(15b), 제2고리(11b)에 의해 제2백금선(6b)을 거쳐 차동변압기(22)의 내측의 추(22a)에 연결하며, 이 차동변압기(22)에 얻어진변화신호 출력을 변화기(23)를 통해 기록계기(24)에 연결시켜 구성으로 됨을 특징으로 하는 슬랙에서의 알루미나 용해량측정장치.