KR101235401B1

KR101235401B1 - 파라미터 결정 장치

Info

Publication number: KR101235401B1
Application number: KR1020070006528A
Authority: KR
Inventors: 프란시스 담스; 귀도 야코부스 네옌스
Original assignee: 헤라우스 일렉트로-나이트 인터내셔날 엔. 브이.
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2007-01-22
Publication date: 2013-02-20
Also published as: JP2007199063A; US20070173117A1; ZA200700698B; RU2007103076A; CA2572763A1; TW200732628A; CA2572763C; RU2421526C2; DE102006005476A1; ES2490597T3; EP1813940B1; AU2007200058B2; CN101009042A; KR20070078377A; TWI401419B; US7998399B2; EP1813940A3; EP1813940A2; UA94383C2; BRPI0700210A

Abstract

본 발명은 용융 금속 또는 이 용융 금속의 상부에 놓이는 슬래그층의 적어도 하나의 파라미터를 결정하는 파라미터 결정 장치로서, 캐리어 튜브를 포함하고, 이 캐리어 튜브의 일단부 상에는 본체가 캐리어 튜브 내에 고정되는 측정 헤드가 배치되며, 측정 헤드 또는 캐리어 튜브 내에 A/D 변환기가 배치되고, A/D 변환기는 측정 헤드 내에 또는 측정 헤드 상에 배치되는 적어도 하나의 센서에 연결되며, 상기 측정 헤드에는 접촉 단자를 매개로 하여 A/D 변환기의 신호 출력부에 전기적으로 연결되는 접촉편이 있고, 이 접촉편은 캐리어 튜브 내에 삽입되는 랜스에 연결되며, 이 랜스 내에는 2개 이하의 신호 라인이 배치되고, 이 신호 라인 각각은 일단부가 접촉편의 접촉 단자를 매개로 하여 A/D 변환기에 연결되며 타단부가 컴퓨터 또는 분석 장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 파라미터 결정 장치에 관한 것이다.

Description

파라미터 결정 장치{APPARATUS FOR THE DETERMINATION OF A PARAMETER OF A MOLTEN METAL OR A SLAG LAYER LYING ON THE MOLTEN METAL}

도 1은 본 발명에 따른 서브랜스(sublance)의 도면.

도 2는 본 발명에 따른 다른 서브랜스의 도면.

도 3은 서브랜스의 다른 실시예의 도면.

도 4는 본 발명에 따른 드랍인(drop-in) 프로브의 도면.

도 5는 드랍인 프로브의 제2 실시예의 도면.

도 6은 용융물에서의 측정 중에 있는 도 5에 따른 드랍인 프로브의 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

1: 랜스 2: 캐리어 튜브

3: 측정 헤드 4: 센서 캐리어

5: 산소 센서 6: 온도 센서

본 발명은 용융 금속(바람직하게는, 용철 또는 용강) 또는 이 용융 금속의 상부에 놓이는 슬래그층의 적어도 하나의 파라미터를 결정하는 장치로서, 이 장치 는 캐리어 튜브를 포함하고, 이 캐리어 튜브의 일단부 상에는 본체가 캐리어 튜브 내에 고정되는 측정 헤드가 배치되며, 측정 헤드 또는 캐리어 튜브 내에 A/D(아날로그/디지털) 변환기가 배치되고, A/D 변환기는 측정 헤드 내에 또는 측정 헤드 상에 배치되는 적어도 하나의 센서에 연결되는 파라미터 결정 장치에 관한 것이다.

이러한 종류의 장치는 국제 공개 제WO 03/060432 A1호로부터 공지되어 있다. 이 공보에는 드랍인(drop-in) 프로브 내에 있는 일회용 전기 측정 구성요소의 용도에 관하여 설명되어 있고, 센서 신호가 분석 스테이션으로 무선 전송된다. 따라서, 상기 장치는 용융 금속 내로의 낙하 중에 케이블에 의해 방해받지 않는다. 종래의 침지 프로브, 즉 측정 또는 샘플링을 위해 용융 금속 내에 단시간 동안 침지된 후에 다시 회수되는 프로브는 그 캐리어 튜브가 종래의 랜스(측정용 랜스) 상에 고정된다. 이러한 종래의 랜스는, 예컨대 독일 실용신안 제DE29805881 U1호, 유럽 특허 제69433호, 독일 특허 제DE3641225 A1호 또는 국제 공개 제WO03/064714 A1호로부터 공지되어 있는데, 이 랜스를 통해 측정 신호가 전송된다.

본 발명의 주목적은 개선된 측정 장치를 이용할 수 있게 하는 것이며, 이 측정 장치에 의하면 용융 금속 또는 이 용융 금속의 상부에 놓이는 슬래그층의 파라미터(특성)를 정확하게 측정할 수 있게 된다.

이 목적은 독립항의 특징에 의해 달성된다. 유리한 실시예는 종속항에서 구현된다.

본 발명에 따르면, 측정 헤드에는 접촉편이 있고, 이 접촉편은 A/D 변환기의 전원 라인 및 신호 출력부에 전기적으로 연결된다. 또한, 접촉편은 캐리어 튜브 내에 삽입되는 랜스에 연결된다. 랜스 내에는 적어도 하나의 신호 라인과 적어도 하나의 전원 라인이 배치되고, 이들 라인은 일단부가 접촉편에 연결되고 타단부가 컴퓨터 또는 분석 장치에 연결되기 때문에, 센서들로부터의 측정 신호를 디지털 신호로서 전송할 수 있다. 이에 의해, 주위 환경에 의해 야기되는 전기 교란이 크게 제거되고, 라인들의 보정 또는 차폐가 불필요하다. 아날로그 신호는 전원이 문제 없이 인에이블(enable)할 수 있는 매우 짧은 거리에 걸쳐서만 전송된다. 기지의 랜스/측정 장치에 있어서, 측정 부정확 또는 불량 신호를 발생시킬 수 있는 기존의 임계점, 예컨대 전기 접촉 단자 및 접속부는 디지털 기술 및 라인수에 대한 제약에 의해 적어도 최소화된다. 여기서, 기지의 모든 센서들, 예컨대 온도 센서, 전기화학적 센서 또는 광학적 센서가 원칙적으로 설치될 수 있다.

신호는 라인에 연결된 종래의 접촉편을 매개로 하여 전송되는데, 라인은 랜스를 통하여 분석 장치에 연결된다. 랜스는 종래의 캐리어 랜스이고, 랜스 상에 측정용 캐리어 튜브가 가압되고 랜스에 의해 캐리어 튜브가 측정 동안 유지된다. 여기서, 2개의 라인 중 하나의 라인으로서, 랜스의 금속 슬리브 또는 측정 헤드와 일체로 되거나 측정 헤드를 둘러싸는 금속 슬리브를 채택할 수 있다. 따라서, 하나의 라인만이 랜스를 통과할 필요가 있다. 측정 신호와 전원은 디지털 기술을 사용하여 신호 라인을 통해 전송될 수 있다.

접촉편은 A/D 변환기의 전원 접속부에 전기적으로 연결되는 것이 바람직하 다. 디지털 신호를 전송하기 위해 랜스 내에는 최대 2개의 신호 라인이 배치되는 것이 유리하고, 이들 라인 각각은 일단부가 접촉편의 접촉 단자에 연결되고 타단부가 컴퓨터 또는 분석 장치에 연결된다.

일단부가 접촉편의 접촉 단자에 연결되고 타단부가 전원에 연결되는 전원 라인이 랜스 내에 배치되는 것이 바람직하다.

랜스 내에는 일단부가 접촉편의 접촉 단자에 연결되고 타단부가 측정 또는 분석 장치에 연결되는 신호 라인이 배치될 수 있고, 접촉편의 한 접촉 단자에 전기적으로 연결되는 랜스의 금속 튜브를 이용하여 제2 신호 라인을 형성할 수 있다. 랜스 내에 배치된 신호 라인은 또한 전원 라인으로서 기능할 수 있고 전원에 연결된다.

본 발명에 따른 장치는, 소위 드랍인 프로브, 즉 소정 높이의 저장조로부터 용융 금속 내에 낙하되는 프로브로서 매립될 수 있다. 이 실시예에 있어서 장치에는 랜스가 없지만 캐리어 튜브가 장착될 수 있다. 용융 금속 또는 이 용융 금속의 상부에 놓이는 슬래그층의 적어도 하나의 파라미터를 결정하는 그러한 장치는 측정 헤드를 포함하고, 이 측정 헤드 내에는 A/D 변환기가 배치되며, 이 A/D 변환기는 측정 헤드 내에 또는 측정 헤드 상에 배치되는 적어도 하나의 센서에 연결되며, 상기 A/D 변환기의 신호 출력부는 2개 이하의 신호 라인에 연결되고, 상기 신호 라인은 컴퓨터 또는 분석 장치에 연결되는 것을 특징으로 한다.

접촉편은 A/D 변환기와 컴퓨터 또는 분석 장치 사이에, 바람직하게는 신호 라인과 컴퓨터 또는 분석 장치 사이에 배치되는 것이 바람직하다. A/D 변환기는 접촉편을 매개로 하여 컴퓨터 또는 분석 장치에 전기적으로 연결된다. 접촉편은 A/D 변환기의 전원 접속부에 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.

A/D 변환기는 인쇄 회로 기판(또는 회로 프레임 또는 전기 부품을 수용하도록 구성된 다른 장치) 상에 배치될 수 있다.

본 발명은 전술한 파라미터 결정 장치와, 용융물 용기 내에 배치되는 용융 금속을 포함하고, 이 용융 금속 내에 파라미터 결정 장치가 적어도 부분적으로 침지되는 측정 장치로서, A/D 변환기는 파라미터 결정 장치의 용탕 접점에 연결되고, 용융 금속은 용탕 접점과 컴퓨터 또는 분석 장치 사이의 전기 접속부 중 일부를 구성하는 것을 특징으로 하는 측정 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 장치에 있어서, 모든 전자 측정 구성요소는 원칙적으로 1회용 재료로서 구성되어, 1회 사용 후에 측정 헤드 및 캐리어 튜브와 함께 처리된다. 측정 헤드는 접촉편을 매개로 하여 종래의 방식으로 전기 분석 장치에 연결될 수 있는 추가의 센서들, 예컨대 산소 센서, 광학적 센서 또는 온도 센서를 구비할 수 있다. 접지 전위의 전환은 신호 라인 뿐만 아니라 대신에 용융 금속을 매개로 하여 일어날 수 있어, 원칙적으로 케이블 형태의 단하나의 신호 라인으로 충분하다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 본 발명에 따른 장치는, 소위 서브랜스(sublance)에 관한 것이다. 측정 헤드(3)가 있는 캐리어 튜브(2)가 랜스(1) 상에 배치된다. 캐리어 튜브(2)는 판지로 이루어지고, 측정 헤드(3)는 내화성 재료, 예컨대 시멘트 또는 주물사를 주성분으로 하여 구성된다. 측정 헤드(3)는 센서 캐리어(4)를 구비하고, 이 센서 캐리어의 외측 단부, 즉 침지 단부 상에는 산소 센서(5), 온도 센서(6) 및 소위 용탕 접점(7)이 배치되어 있다. 센서들은 센서 캐리어(4)에 고정되는 제1 보호 캡(8)에 의해 측정 시작까지 보호된다. 캐리어 튜브(2) 밖으로 돌출되는 측정 헤드(3)의 전체 부분은 추가 보호 캡(9)으로 에워싸인다. 측정 헤드(3) 내에 배치되는 센서 캐리어(4)의 후단부 상에는 센서(5, 6, 7)를 A/D 변환기(11)에 연결시키는, 소위 와이어 접속부(10)가 배치된다. A/D 변환기(11)는 접촉편(14)의 대응하는 접촉 단자(13)에 연결되는 2개의 신호 라인(12)을 그 타단부(출력측)에 구비한다. 접촉편(14)은 [측정 헤드(3)에 대한 랜스(1)의 기계적 접속부로서 기능하는] 기계적 커넥터(15) 상에 배치된다. 접촉편(14)의 후단부 상에는 2개의 신호 라인(16)이 배치되는데, 이 신호 라인은 랜스(1)를 통해 전원 및/또는 분석 장치(17)에 연결된다.

도 2에 도시된 서브랜스는 도 1에 도시된 서브랜스와 유사하게 구성된다. 이들 서브랜스는 A/D 변환기(11)가 하나의 신호 라인(12)을 통해서만 접촉편(14)에 연결되고, 캐리어 튜브(1)를 통해 접촉편(14)으로부터 분석 장치(17) 및/또는 전원으로 단하나의 신호 라인(16)이 제공된다는 점이 상이하다. 전기 회로를 구성하는 데에 필요한 제2 라인은 용탕 접점에 의해 형성되는데, 이 용탕 접점은 용융 금속 내에서의 침지 후에 도 2에 상징적으로 나타낸 신호 라인(18)(용융 금속에 대응함)에 의해 용융 금속을 매개로 하여 접지 전위(19)에 인가된다. 접지 전위(19)는 분석 장치(17)에 연결된다.

도 3에 도시된 서브랜스는 마찬가지로 도 1과 유사하게 구성된다. 도 1과 달리, 접촉편(14)은 A/D 변환기의 반대측 단부가 신호 라인(16)에 전기적으로 연결되는데, 신호 라인은 랜스(1)를 통해서 뿐만 아니라 랜스(1) 자체에도 제공된다. 랜스(1)는 적어도 부분적으로 금속으로 구성되어 도전성을 가지며, 그 비침지 단부가 접지 라인(20)을 통해 분석 장치(17)에 연결된다.

소위, 드랍인 센서(21)로서 본 발명의 실시예가 도 4에 도시되어 있다. 드랍인 센서(21)는 용융 금속 내에 보통은 자동적으로 보다 큰 높이에서 낙하된다. 드랍인 센서(21)는 신호 케이블(22)을 통해 접촉편(23)에 연결되고, 이 접촉편은 낙하 지점 근처에 배치되는 것이 일반적이고 분석 장치(17) 및/또는 전원에 연결된다. 센서들과 드랍인 센서(21)의 내부 구성은 도 1에 따른 측정 헤드의 구성에 실질적으로 대응한다.

도 5에 도시된 드랍인 센서(21')는 유사하게 구성된다. 그러나, A/D 변환기로부터 단하나의 신호 라인(22)만이 리드된다. 제2 라인, 즉 접지 라인은 드랍인 센서(21')가 용융 금속 내로 침지된 후에 도 2의 구성과 유사하게 용융 금속을 통해 구현된다(도 6). 이를 위해, 드랍인 센서(21') 내에서, A/D 변환기는 센서 캐리어의 반대측(전기 접속의 관점에서 반대측) 단부가 접지 접점(24) 뿐만 아니라 신호 라인(22)에 연결된다. 접지 접점(24)은 드랍인 센서(21')의 재료를 매개로 하여 용융 금속을 통해 연결된다. 용융 금속이 접지 전위에 놓이기 때문에, 분석 장치의 접지 라인(25)을 매개로 하여 분석 장치(17)에 연결된다. 따라서, 이 타입의 접촉은 도 2에 도시된 회로와 유사하다. 도 6에 있어서, 드랍인 센서(21')는 강 용융물 내에서의 측정 중인 상태로 도시되어 있다(용융 금속은 도면에 도시되어 있지 않다). 강 용융물을 통과하는 접지 라인은 참조 번호 26으로 지시되어 있다. 이 접지 라인은 드랍인 센서(21')를 분석 장치(17)에 연결시킨다.

드랍인 센서(21; 21')의 본체는 용융 금속(예컨대, 강 용융물)의 상부에 놓이는 슬래그를 확실하게 관통하고 도 5 및 6에 따른 접촉을 가능하게 하도록 강으로 제조된다.

본 발명의 파라미터 결정 장치에 따르면, 용융 금속 또는 이 용융 금속의 상부에 놓이는 슬래그층의 파라미터(특성)를 정확하게 측정할 수 있다.

Claims

용융 금속 또는 이 용융 금속의 상부에 놓이는 슬래그층의 적어도 하나의 파라미터를 결정하는 파라미터 결정 장치로서, 캐리어 튜브를 포함하고, 이 캐리어 튜브의 일단부 상에는 본체가 캐리어 튜브 내에 고정되는 측정 헤드가 배치되며, 측정 헤드 또는 캐리어 튜브 내에 A/D 변환기가 배치되고, A/D 변환기는 측정 헤드 내에 또는 측정 헤드 상에 배치되는 적어도 하나의 센서에 연결되는 파라미터 결정 장치에 있어서, 상기 측정 헤드에는 접촉 단자를 매개로 하여 A/D 변환기의 신호 출력부에 전기적으로 연결되는 접촉편이 있고, 이 접촉편은 캐리어 튜브 내에 삽입되는 랜스에 연결되며, 이 랜스 내에는 디지탈 신호를 전송하기 위한 2개 이하의 신호 라인이 배치되고, 이 신호 라인 각각은 일단부가 접촉편의 접촉 단자를 매개로 하여 A/D 변환기에 연결되며 타단부가 컴퓨터 또는 분석 장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 파라미터 결정 장치.
제1항에 있어서, 상기 접촉편은 A/D 변환기의 전원 접속부에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 파라미터 결정 장치.
삭제
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 랜스 내에는 전원 라인이 배치되고, 이 전원 라인은 일단부가 접촉편의 접촉 단자에 연결되며 타단부가 전원에 연결되는 것을 특징으로 하는 파라미터 결정 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 랜스 내에는 일단부가 접촉편의 접촉 단자에 연결되며 타단부가 컴퓨터 또는 분석 장치에 연결되는 신호 라인이 배치되고, 랜스의 금속 튜브에 의해 제2 신호 라인이 구성되며, 상기 랜스는 접촉편의 접촉 단자에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 파라미터 결정 장치.
제1항에 있어서, 상기 랜스 내에 배치되는 신호 라인은 또한 전원 라인으로서도 기능하고 전원에 연결되는 것을 특징으로 하는 파라미터 결정 장치.
용융 금속 또는 이 용융 금속의 상부에 놓이는 슬래그층의 적어도 하나의 파라미터를 결정하는 파라미터 결정 장치로서, 측정 헤드를 포함하고, 이 측정 헤드 내에는 A/D 변환기가 배치되며, 이 A/D 변환기는 측정 헤드 내에 또는 측정 헤드 상에 배치되는 적어도 하나의 센서에 연결되는 파라미터 결정 장치에 있어서, 상기 A/D 변환기의 신호 출력부는 2개 이하의 신호 라인에 연결되고, 상기 신호 라인은 컴퓨터 또는 분석 장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 파라미터 결정 장치.
제7항에 있어서, 상기 A/D 변환기와 컴퓨터 또는 분석 장치 사이에 접촉편이 배치되고, 이 접촉편을 통해 A/D 변환기가 컴퓨터 또는 분석 장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 파라미터 결정 장치.
제8항에 있어서, 상기 접촉편은 A/D 변환기의 전원 접속부에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 파라미터 결정 장치.
제1항 또는 제7항에 있어서, 상기 A/D 변환기는 인쇄 회로 기판 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 파라미터 결정 장치.
제1항 또는 제7항에 따른 파라미터 결정 장치와, 용융물 용기 내에 배치되는 용융 금속을 포함하고, 이 용융 금속 내에 파라미터 결정 장치가 적어도 부분적으로 침지되는 측정 장치에 있어서, A/D 변환기는 파라미터 결정 장치의 용탕 접점에 연결되고, 용융 금속은 용탕 접점과 컴퓨터 또는 분석 장치 사이의 전기 접속부 중 일부를 구성하는 것을 특징으로 하는 측정 장치.