KR950009358B1 - 슬래그 두께 측정방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

슬래그 두께 측정방법

제1도 : 종래의 와류식 거리계를 이용하여 슬래그 두께를 측정하는 방법을 나타내는 개략도.

제2도 : 종래의 전기저항치를 이용하여 슬래그 두께를 측정하는 방법을 나타내는 개략도.

제3도 : 본 발명에 따라 슬래그 두께를 측정하는 방법을 나타내는 개략도.

제4도 : 본 발명에 부합되는 부유캐스타블의 사시도.

제5도 : 본 발명에 따라 슬래그 두께를 산출하기 위한 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 래들 2 : 용강

3 : 슬래그 4 : 와류식 거리계

5 : 냉각파이프 6 : 중심전극

7 : 주위전극 8 : 부유캐스타볼

9 : 알루미늄 캔 또는 박지(箔紙) 10 : 투입고리

11 : 철심

본 발명은 제강공정중 수강(受鋼)래들내의 용강 상부에 떠 있는 슬래그의 두께를 측정하는 방법에 관한 것이다.

제강정련과정에서 부산물로 생성된 슬래그는 용강과의 밀도차이에 의해 래들내의 용강 상부에 떠 있게 된다. 이러한 슬래그는 용강의 청정성을 감소시키고 유해원소인 인(燐)등을 재차 용강으로 혼입시킬 우려가 있으므로 생석회, 형석등을 투입하여 용강의 오염을 방지하여야 한다.

이때, 투입량을 최적화하기 위해서는 발생 슬래그의 정확한 량을 알아야만 하며 이러한 목적으로 래들내의 슬래그 두께를 측정하게 된다.

종래의 래들내 슬래그 두께를 측정하는 방법으로는 제1도에서와 같은 와류(渦流, Eddy current)식 거리계를 사용하는 방법, 제2도에서와 같은 슬래그와 용강과의 전기저항차를 이용하는 방법(전기저항차를 이용한 방법은 이외에도 다수 있음)등이 있으며, 또한 산소농도차를 이용하거나 정도(精度)는 떨어지지만 간편하게 측정할수 있는 온도차를 이용하는 방법등이 있다.

제1도에서와 같은 와류식 거리계를 이용하는 방법은 냉각파이프(5)가 구비되어 있는 와류식 거리계(4)에 의한 자장의 세기를 이용하여 래들(1)내의 용강(2)과의 거리를 측정한 다음, 슬래그(3)표면에, 철분말을 뿌려서 슬래그표면과의 거리를 측정하여 그 차이로서 슬래그 두께를 산출하는 방법이다.

한편, 제2도에서와 같은 전기저항차를 이용하는 방법은 중심전극(6) 및 주위전극(7)에 의해 측정되는 슬래그와 용강간의 비저항(比抵抗)차이로서 슬래그의 두께를 측정하는 방법이다.

그러나, 상기한 종래 방법들은 센서 및 변환장치등의 부대적인 설비와 장치가 추가로 필요하여 상당량의 설비비가 소요되며, 고온에서 작업이 이루어지므로 정기적인 보수를 요하는 번거로운이 따르는 문제점이 있다. 또한, 융점차 즉, 슬래그와 용강간의 온도차를 이용하는 방법은 부속설비는 필요없으나 침지시간에 따른 용해정도의 편차가 심하여 측정자간의 오차가 발생하므로 측정치의 신뢰도가 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명자는 상기한 종래 방법들의 문제점을 해결하기 위하여 연구와 실험을 행하고, 그 결과에 의해 본 발명을 제안하게 된 것으로써, 본 발명은 제강슬래그(밀도≒2.5g/㎤)와 용강(밀도≒7g/㎤)의 중간정도에 해당하는 밀도를 갖도록 부유캐스타블을 제작한 다음 래들에 침지시켜 평형을 유지시킨 후 회수하여 대기중에 노출된 부분의 길이를 측정하고 그 결과를 이용하여 슬래그 두께를 용이하게 측정할수 있는 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.

이하, 본 발명에 대하여 설명한다.

본 발명은, 래들내의 용강 상부에 떠있는 슬래그의 두께를 측정하는 방법에 있어서, 밀도가 3.0-5.5g/㎤의 범위를 갖는 캐스타블로 성형된 부유캐스타볼의 용강 및 그 상부에 슬래그가 떠있는 래들의 상부에 침지시키는 단계; 상기 부유캐스타블을 래들로부터 회수하여 대기중에 노출된 부분의 길이(Ho), 부유캐스타블의 전체길이(H) 및 부유캐스타블의 반경(r)을 측정하는 단계; 상기 측정값과 용강의 밀도(ρst), 슬래그의 밀도(ρsi), 대기의 밀도(ρo) 및 캐스타블의 밀도(ρc)를 이용하여 하기 식(3)과 같이 표현되는 슬래그 두께(슬래그층에 잠긴 부분의 길이)(Hsi) 측정식을 구하는데 단계;

………………………………………(3)

및 슬래그 상부로 부상된 부유캐스타블의 높이(대기에서 노출된 부유캐스타블의 높이)(Ho)만을 측정하고, 그 측정값을 상기 식(3)에 대입하여 슬래그 두께(Hsi)를 측정하는 단계를 포함하여 구성되는 슬래그 두께 측정방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에서는, 우선, 제3도에 나타난 바와 같이, 밀도가 용강(2)과 슬래그(3)의 중간정도에 해당하는 캐스타블을 원기둥형상으로 성형하고, 그 하부에 철심(11)이 삽입되어 제조된 부유캐스타블(8)을 용강(2) 및 그 상부에 슬래그(3)가 떠있는 래들(1)의 상부에 침지시켜 평형을 유지시킨 후 회수한다.

상기 부유캐스타블(8)은 용강과 슬래그와의 중간정도의 밀도를 가지면 어느것이나 가능하며, 바람직한 부유캐스타블의 밀도는 3.0-5.5g/㎤, 보다 바람직한 부유캐스타블의 밀도는 4-5g/㎤이다.

상기 부유캐스타블의 밀도가 3.0g/㎤이하인 경우는 슬래그와의 밀도차가 적기 때문에 슬래그 상부로 부유캐스타블이 떠오르는 경향이 있어 정확한 슬래그 두께 측정이 어렵고, 5.5g/㎤이상이 되면 용강과의 밀도차가 적게되어 부유캐스타블의 대기중 자간 간격 노출길이가 짧아서 두께측정이 매우 곤란하게 되므로 캐스타블환봉의 밀도는 3.0-5.5g/㎤의 범위가 바람직하다.

그리고, 상기 부유캐스타블(8)은, 제4도(a)에 나타난 바와 같이, 그 표면에 알루미늄 캔 또는 박지(9)로 피복되는 것이 바람직한데, 그 이유는 상온상태의 부유캐스타블(8)이 고온상태의 슬래그 및 용강과 접촉하게 되면 심한 비산이 발생하여 정확한 길이 [대기중에 노출된 부유캐스타블의 길이(Ho)]의 측정이 곤란하기 때문이다.

또한, 상기 부유캐스타블(8)의 상부에는 제4도에 나타난 바와같이, 투입을 용이하게 하도록 투입고리(10)를 형성시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 부유캐스타블(8)이 평형을 유지하지 못하고 넘어질 우려가 있을 경우에는 제4도의 (b)와 같이 용강속에 담기는 부분에 철심(11)등을 삽입시켜 밀도를 높게하여 하부를 안정성있게 제작하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 부유캐스타블(8)의 형상은 제4도에서와 같이 원통형에만 한정되는 것은 아니고, 다양한 형태로 성형될수 있다.

대기중에 노출된 부분의 길이(Ho), 부유캐스타블의 전체길이(H) 및 부유캐스타블의 반경(r)을 측정한다.

상기한 부유캐스타블의 전체무게(W)는 아르키메데스(Archimedes)의 원리에 의해 하기 식(1)과 같이 표현된다.

W=Wsi+Wst+Wo …………………………………………………………(1)

상기 식(1)에서, W=πr²ρcH, Wsi=πr²ρsiHsi, Wst=πr²ρstHst, Wo=πr²ρoHo로 표현된다.

여기서, ρst : 용강의 밀도, ρsi : 슬래그의 밀도, ρo : 대기의 밀도 및 ρc : 캐스타블의 밀도를 나타낸다.

상기 값들을 상기 식(1)에 대입하여 정리하면 하기 식(2)와 같이 된다.

ρcH=ρsiHsi+ρstHst …………………………………………………… (2)

여기서, ρo=0.0012g/㎤으로 ρsi및 ρst에 비하여 상대적으로 적은 값이므로 무시할수 있다.

또한, Hst=H-Ho-Hsi 이므로 상기 식(2)에 대입하여, 최종적으로 구하고자 하는 슬래그 두께(Hs)에 대하여 정리하면 하기 식(3)과 같이 된다.

…………………………………………………(3)

따라서, ρc, ρsi, ρst 및 H는 이미 알고 있는 값이므로 부유캐스타블을 회수하여 대기중에 노출된 길이(Ho)만 측정하고, 그 측정값을 상기 식(3)에 대입하면 슬래그층의 두께(Hsi)가 계산된다.

그 일례로서, 밀도 4.5g/㎤, 길이 30㎝인 부유캐스타블을 슬래그 밀도 2.5g/㎤, 용강밀도 6.9g/㎤인 래들내에 침지시켰을 때 Ho와 Hsi의 관계를 제5도에 나타내었다. 즉, 측정된 Ho가 7㎝였다면 이때 슬래그 두께는 5.4㎝가 되며, 3㎝일 경우는 11.6㎝정도가 된다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

[실시예]

50㎏ 대기유도용해로에서 밀도 2.5g/㎤인 제강슬래그를 조제하여 계산적인 두께가 40㎜가 되도록 상부에 투입하였다. 슬래그가 완전히 용해된후 하기표 1에서와 같이 밀도가 각각 3.5, 4.5, 5g/㎤이고, 길이가 200㎜인 본 발명의 부유캐스타블 환봉을 침지시켜 평형을 유지한 다음 꺼내어서 대기중에 노출된 길이를 실측하여 상기 식(3)에 대입시켜 슬래그 두께로 환산하고, 그 결과를 하기표 2에 나타내었다.

또한, 비교예로서 직경 15㎜의 철봉을 침지시켜 용강과 슬래그의 온도차를 이용하여 슬래그층의 두께를 측정하고, 그 측정결과를 하기표 2에 나타내었다.

[표 1]

[표 2]

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 슬래그 두께를 측정하는 경우 [발명예 (A, B 및 C)], 슬래그 두께 측정값의 정확도는 평가기준이 되는 계산 두께 40㎜와 ±4㎜ 정도의 오차를 보이는 반면에, 철봉으로 측정하는 경우 [비교예 (D , E)]에는침지시간에 따라 ±10㎜정도의 오차를 보이고 있음을 알수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 복잡한 장치나 설비의 도입없이 간단한 부유캐스타블을 래들내에 침지시켜 슬래그 두께를 용이하게 측정할수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 래들내의 용강 상부에 떠있는 슬래그의 두께를 측정하는 방법에 있어서, 밀도가 3.0-5.5g/㎤의 범위를 갖는 캐스타블로 성형된 부유캐스타블을 용강 및 그 상부에 슬래그가 떠있는 래들의 상부에 침지시켜 평형을 유지시킨후 회수하는 단계; 부유캐스타블의 전체 길이(H) 및 부유캐스타블의 반경(r)을 측정하는 단계; 상기 측정값과 용강의 밀도(ρst), 슬래그의 밀도(ρsi), 대기의 밀도(ρo) 및 캐스타블의 밀도(ρc)를 이용하여 하기 식(3)과 같이 표현되는 슬래그 두께(슬래그층에 잠긴 부분의 길이)(Hsi)측정식을 구하는 단계;

   ………………………………………………… (3)

   및 슬래그 상부로 부상된 부유캐스타블의 높이(대기에 노출된 부유캐스타블의 높이) (Ho)만을 측정하고, 그 측정값을 상기 식(3)에 대입하여 슬래그 두께(Hsi)를 측정하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 슬래그 두께 측정방법.
2. 제1항에 있어서, 부유캐스타블의 밀도가 4.0-5.0g/㎤인 것을 특징으로 하는 슬래그 두께 측정방법.
3. 제1항에 있어서, 부유캐스타블의 하부에 철심을 삽입하여 하부의 밀도를 높게한 것을 특징으로 하는 슬래그 두께 측정방법.
4. 제1항에서 제3항중의 어느 한 항에 있어서, 부유캐스타블의 표면이 알루미늄 캔 또는 박지로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 슬래그 두께 측정방법.