KR970000376B1 - 용융금속중의 슬래그 검출장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

용융금속중의 슬래그 검출장치
제1도는 야금용기의 탕출구에 결합된 상태를 보인 본 발명에 의한 슬래그 검출장치의 요부 단면도.
제2도는 본 발명의 장치를 기판상면에 설치한 상태를 보인 요부단면 확대도.
제3도는 본 발명의 장치가 탕출구 주벽내에 설치된 상태를 보인 단면도.
제4도는 제2도와 같은 구성에서 기판 외측에 설치된 기준코일을 생략한 상태의 단면도.
제5도는 제3도와 같은 구성에서 기판외측에 설치된 기준코일을 생략한 상태의 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판 2 : 탕출구
3 : 노즐브릭 3' : 홈
4 : 배출관 5 : 용융금속
7 : 카셋트 8 : 격벽
11 : 송신코일 12 : 수신코일
13 : 라이닝 14 : 기준코일
15 : 라이닝
본 발명은 용융금속의 플럭스중에 혼입되어 유동하는 슬래그를 검출하는 장치에 관한 것이다.
본 발명의 장치는 최소한 하나의 기준코일이 연관된 최소한 하나의 송신코일과 수신코일을 갖고 있는 측정 센서를 포함한다. 측정 센서는 야금용기의 기판 부근에 설치된다. 기판은 탕출구를 갖고 있으며 측정 센서는 용융금속 플럭스의 외측을 감싸되 용융금속과 접촉하지 않도록 설치된다.
DE-OS 34 39 369에 공지된 동종의 장치에서는 측정 센서가 노즐브릭 또는 야금용기의 라이닝내에 설치되었고 높은 신호 진폭과 높은 신호/소음 비율에 의하여 주입류의 보호막을 제거하거나 또는 주입작업을 간섭함이 없이 유동하는 금속에 함유된 미량의 슬래그를 검출하여 표시하도록 되었다.
전기한 공지의 장치는 측정 센서가 자주 교체하여야 하는 노즐브릭이나 야금용기 라이닝에 설치되므로 노즐브릭이나 라이닝 교체시 측정 센서를 재사용할 수 없어서 새로운 것으로 교체하여야 하는 문제점을 갖고 있다.
측정 센서를 야금용기의 기판에 설치하면 신호 진폭이 금속막이나 용기의 기판에 의하여 크게 감소된다.
더구나 이러한 장치에서는 측정 센서 부근에 있는 강자성 금속부분의 온도 변화가 이러한 강자성 금속부분의 투과성을 변화시킨다. 이러한 현상은 주입류중의 슬래그 혼합으로 오인할 수 있는 신호 변화를 야기하게 된다.
본 발명의 목적은 전술한 형태의 측정장치에 있어서, 측정 센서가 노즐브릭이나 라이닝의 교체에 관계없이 긴 수명을 유지하며, 야금용기의 강자성 기판의 온도 변화에 의하여 나타나고 측정에 문제점을 일으키는 신호변화가 감소되도록 개량한 용융금속중의 슬래그를 검출하는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 최소한 하나의 기준코일에 연관된 최소한 하나의 송신코일과 수신코일을 포함하는 측정 센서를 탕출구가 형성된 기판 부근에 설치하되 측정 센서가 용융금속을 둘러싸면서도 용융금속에 접촉하지 않도록 설치하여서 된 용융금속의 플럭스중에 혼입된 슬래그를 검출하는 장치에 있어서, 송신코일과 수신코일을 전자기장을 감소시키고 기계적인 응력에 저항하는 보호 카바로 둘러싸이도록 항자성 카셋트내에 설치하여서 됨을 특징으로 하는 용융금속의 플럭스와 함께 유동하는 슬래그를 검출하는 장치로 구성된다. 본 발명에 따르면, 측정 센서의 송신코일과 수신코일이 항자성 카셋트속에 내장되어 있어서 측정 센서는 야금용기의 기판위에 설치할 수도 있고 기판내에 설치할 수도 있게 된다. 본 발명에 의하면 측정 센서가 카셋트내에 수용되므로 외부의 기계적인 힘으로부터 보호될 뿐아니라 전자기장은 기판의 투과성 변화가 측정신호에 미세한 영향을 미칠 정도로 경감되게 된다.
본 발명의 개량형에서는 코일들이 카셋트속에 충전되는 세라믹 물질속에 설치되게 할 수도 있다. 카셋트내에 세라믹 물질들을 분말상으로 충전하거나 또는 섬유상으로 충전하면 코일들이 카셋트의 공간내에 단단히 고정되어 코일들이 팽창과 수축을 반복할 때 나타나는 접촉 마찰에 의한 피해를 방지할 수 있게 된다.
송신코일과 수신코일에 연관되는 기준코일은 카셋트 외부에 설치할 수도 있으나 카셋트 내부에 설치할 수도 있다. 기준코일을 카셋트내부에 설치하는 경우에도 카셋트 내부를 라이닝이나 격벽으로 분리하여 기준코일이 송신코일과 수신코일로부터 격리되게 하여야 한다.
전술한 구성에 의하면 두 코일들이 동일한 열을 받게 되므로 측정장치의 오차가 감소되게 된다. 두 코일이 동일한 열을 받도록 하기 위하여는 수신코일과 송신코일을 라이닝이나 보강 격벽 등에 의하여 열원으로부터 차단하여야 한다.
본 발명에 의하면 코일들이 카셋트내에 수용되므로 측정 센서를 구성하는 코일들을 야금용기에 설치할 때 다양한 방법으로 설치할 수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 형태에서는 카셋트가 기판의 상면에 설치되고 노즐브릭의 저면에 홈이 형성되어 있어서 카셋트가 노즐브릭의 홈속에 삽입되었다.
본 발명의 다른 형태에서는 카셋트가 기판의 탕출구내에 동심원 상태로 되게 삽입되었다. 이러한 본 발명의 구성에 따르면 카셋트를 야금용기의 하부로부터 설치할 수 있으므로 카셋트의 설치가 간편하게 된다.
본 발명의 또 다른 개량형에서는 카셋트가 측정 센서의 용탕 배출관용 가이드 장치를 형성하고 또한 노즐브릭용 중심 지지링으로서의 역할을 하게 할 수도 있다.
본 발명에 의하면 측정 센서가 내장된 카셋트는 노즐브릭이나 야금용기 라이닝의 교체에 관계없이 재사용할 수 있게 된다.
본 발명의 여러 가지 실시예를 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 탕출구(2)를 갖는 야금용기의 기판(1)을 간단하게 도시한 것이다. 기판(1)에는 탕출구(2)와 동축으로 되는 노즐브릭(3)이 설치되어 있으며, 이 노즐브릭(3)에는 내부 배출관(4)이 설치되었다. 용융금속(5)은 내화 라이닝(6)을 갖고 있는 야금용기로부터 탕출구의 배출관(4)을 통하여 배출된다.
기판(1)의 상면에는 원륜상 카셋트(7)가 설치되어 있는데, 이 카셋트(7)는 용융금속(5)을 둘러싸면서 용융금속과 접촉하지 않도록 노즐브릭(3)의 저면에 형성된 홈(3')내에 설치되었다. 따라서 전술한 카셋트(7)는 노즐브릭(3) 저면의 일정한 위치에 고정되게 된다.
제2도에 의하면 기판(1)에 설치된 카셋트(7)는 격벽(8)에 의하여 격리된 2개의 동심원으로 된 원륜상 챔버(9)(10)를 갖고 있으며, 내측 챔버(9)에는 송신코일(11)과 수신코일(12)이 설치도고, 챔버(9)의 외측에 위치하는 외측 챔버(10)에는 내주면에 라이닝(13)이 설치되고 라이닝(13)의 내측에 기준코일(14)이 설치되었다.
본 발명에 의한 작용효과를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
특정 주파수의 교류 전류를 송신코일(11)에 공급하면 이 전류는 용융금속(5)과 기판(1)에 에디 전류를 유도하고, 이 에디 전류의 자장은 수신코일(12)과 기준코일(14)에 유도 전압을 생성한다. 카셋트(7)가 대칭으로 되어 있어서 기판(1)에서 방출된 전자기장은 코일(12)과 코일(14)에 동일하게 작용하지만, 용융금속(5)에서 방출되는전자기장은 챔버(10) 내주면에 전기 전도성 물질로된 라이닝(13)을 설치한 카셋트(7)의 특수한 구조때문에 기준코일(14)에는 거의 전달되지 않는다. 기판(1)의 투과성 변화에 의하여 유도되는 자계변화는 기준코일(14)과 수신코일(12)로부터 나오는 유도 전압의 동위상 감쇄에 의하여 보상되게 된다.
카셋트(7)의 벽 두께는 다음과 같이 선택하는 것이 바람직하다.
dδ
Figure KPO00001
위에서 δ=투과깊이,
x=벽의 전기전도도,
μ=투과도,
w=2πf=측정 전류의 라디안 주파수이다.
제3도에 도시된 카셋트(7)는 제1도 및 제2도와 같이 기판(1) 상면에 설치되지 않고 기판(1)의 탕출구(2)내에 동심원 링의 형태로 설치되었다. 이 카셋트(7)는 탕출구의 배출관에 대한 가이드 장치로서의 역할을 할 수도 있고, 탕출구에 설치된 기존의 지지링에 결합되게 설치할 수도 있다.
이러한 구성으로 된 장치의 작용효과는 전술한 제1도에 도시된 장치의 작용 효과와 유사하지만, 이 장치에서는 에디 전류가 기판(1)에 측방향으로 유도된다. 수신코일(12)과 기준코일(14)에서의 작용은 제2도 장치에서와 동일하다. 제3도에 의한 장치의 이점은 야금용기의 노즐브릭이나 라이닝을 변경하지 않아도 된다는데 있다. 카셋트(7)가 탕출구의 배출관에 대한 가이드의 역할을 하도록 배출관에 설치되는 경우에는 설치시 금속기판(1)을 변형시킬 필요가 없게 된다. 더구나 이러한 구성에 따르면 기판(1)의 저면 하방으로부터 카셋트(7)를 교체할 수 있으므로 설치후에 외측에서 새로운 라이닝을 할 필요가 없게 된다.
제4도의 구성에 따르면, 카셋트(7)내에 기준코일이 설치되지 않았다. 이 경우 기준코일은 카셋트(7) 내부에 설치되지 않고 카셋트(7)의 외측에 설치되거나 또는 전기적으로 이와유사하게 설치될 수 있다.
그 작용효과는 다음과 같다. 송신코일(11)에 2개의 주파수로 전류를 공급하면 상이한 진폭과 위상 위치의 에디 전류가 용융금속(5)과 기판(1)에 유도된다. 이러한 구성에 따르면 주파수와 라이닝(15)의 두께(d1)를 선택할때, 기판(1) 속으로 고주파 자기장은 약간만 침투하고 저주파 자기장은 더 많이 침투되도록 선택하면 저주파의 신호는기판(1)의 온도변화에 관계되는 정보를 포함하고 고주파는 용융금속(5)에 관계되는 정보를 포함하게 된다. 라이닝(15)의 두께는 다음과 같이 설정된다.
δ1d1및 δ2d1
Figure KPO00002
여기에서 w1=저주파의주파수,
w2=고주파의 주파수,
x1=벽 d의 전기 전도도,
x2=라이닝 d1의 전기 전도도이다.
두 주파수의 신호를 동시에 평가하면 주파수와 두께 d1와 변화의 결과 신호들의 위상 위치와 간섭 신호의 위상 위치가 각각 90*달라지는 경우에도 슬랙 혼입과 온도 변화의 영향변수를 실질적으로 분리하게 된다.
제5도에 도시된 카셋트(7)는 제4도에서와는 달리 용기의기판(1)에 설치되지 않고 제3도에서와 같이 기판(1)의 탕출구(2)에 동심원 링의 형태로 설치되었다. 동시에 카셋트(7)는 탕출구 배출관의 가이드로서의 역할을 하거나 또는 기존의 중심 고정링들에 결합될 수 있다.
이러한 장치의 작동 특성은 제4도에 도시된 장치의 작동 특성과 동일하지만 단지 에디 전류가 기판(1) 속으로 측방향으로 유도된다는 차이가 있다.
이 장치의 이점은 설치시 노즐브릭과 라이닝의 구조를 변경할 필요가 없다는 것이다. 즉 탕출구 배출관이 카셋트(7) 속에 설치되므로 기판(1)의 구조가 변경되지 않아도 된다. 더구나 카셋트(7)는 기판(1)의 하방으로부터 빼내거나 또는 삽입하여 설치할 수 있으므로 설치후 새로운 라이닝을 교체할 필요가 없게 된다.

Claims (8)

  1. 최소한 하나의 기준코일(14)과 연관되는 최소한 하나의 송신코일(11)과 수신코일(12)을 포함하는 측정센서를 용융금속의 흐름을 둘러싸면서 용융금속과 접촉하지 않도록 야금용기의 기판 부근에 설치하여서 된 용융금속중에 혼입 유동하는 슬래그를 검출하는 장치에 있어서, 최소한 하나의 송신코일(11)과 수신코일(12)이 전자기장을 억제하고 기계적인 강도에 저항하는 카셋트(7)내에 설치되었음을 특징으로 하는 용융금속중의 슬래그 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 전기한 코일(11)(12)(14)들이 카셋트(7)내에 충전된 세라믹 물질속에 설치되었음을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에서, 카셋트(7)내에 기준코일(14)이 송신코일(11)과 수신코일(12)로부터 분리되게 설치되었고, 기준코일(14)은 보강 라이닝(13)에 의하여 전기한 코일(11),(12)들로부터 격리되었음을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항에서, 송신코일(11)과 수신코일(12)이 보강 라이닝(15)에 의하여 격리되었음을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에서, 카셋트(7)가 기판(1)의 상면에 설치되어 노즐브릭(3)의 저면에 형성된 홈(3')속으로 삽입되었음을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항에서, 카셋트(7)가 기판(1)의 탕출구(2) 속에 동심원 링의 형태로 설치되었음을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항에서, 카셋트(7)가 탕출구 배출관(4)의 가이드를 형성함을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항에서, 카셋트(7)가 노즐브릭(3)용 중심 지지링에 일체로 결합됨을 특징으로 하는 장치.
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