KR0166419B1 - 고로의 탭핑방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 고로의 출선구에서 고로의 생산물인 용선 및 용재를 배출하는 고로의 탭핑방법에 관한 것이다.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

출선구에서의 배출속도가 시간의 경과와 함께 기하급수적으로 증대하는 것을 방지하고 1개의 출선구에서의 탭핑시간을 대폭 연장하여 용선, 용재의 배출속도를 가능한 일정하게 제어할 수 있는 고로의 탭핑방법을 제공하고자한다.

3. 발명의 해결방법의 요지

고로의 출선구의 외측에 도통관을 장착하여 이 도통관의 외주에 전자에너지 공급체를 배설하고 이 전자에너지 공급체에서 도통관내를 유동하는 용선, 용재에 전자에너지를 인가하여 그 배출속도를 조절한다.

4. 발명의 중요한 용도

도통관에 의해서 일정한 속도의 출선, 출재가 달성되고 출선시간이 연장되어 용선품질의 변동을 대폭 감소시켜 다음 공정의 용선예비처리실의 원가절감 및 안정적 조업을 가능하게 한다.

Description

고로의 탭핑방법

제1도는 종래예에 의한 고로의 노저부(爐底部)의 세로단면도이다.

제2도는 종래예에 의한 출선구(出銑口)의 개구(開口)상황을 보이는 세로단면도이다.

제3도는 종래예에 의한 출선구에서의 탭핑상황을 보이는 세로단면도이다.

제4도는 종래예에 의한 출선구의 폐쇄상황을 보이는 세로단면도이다.

제5도는 탭핑속도와 조선(造銑)조재(造滓)속도와의 관계를 보이는 선그림이다.

제6도는 출선구의 머드(mud)손모 속도와 출선구 내부의 용선(溶銑)과 용재(溶滓)의 유속(流速)과의 관계를 보이는 선그림이다.

제7도는 종래예에 의한 전자(電磁)브레이크(Brake)의 설명도이다.

제8도는 본 발명의 실시예에 의한 장치를 보이는 세로단면도이다.

제9도는 도면8의 A-A선 화살표시부를 보이는 단면도이다.

제10도는 본 발명의 다른 실시형태에 의한 장치를 보이는 세로단면도이다.

제11도는 본 발명의 제어계통을 보이는 흐름도면이다.

제12도는 본 발명에 의한 출선구의 머드 손모속도 및 출선구 지름의 추이를 보이는 그래프이다.

제13도는 본 발명의 실시예에 의한 고로 노저부에 있는 장치를 보이는 세로단면도이다.

제14도는 용선이 자기압(磁機壓)을 받아 축경(縮徑 : 지름이 줄어드는)하는 상황을 보이는 설명도이다.

제15도는 도면 13의 A-A선 화살표시부를 보이는 단면도이다.

제16도는 본 발명의 제어계통을 보이는 흐름도이다.

제17도는 본 발명에 의한 도통관ㅋ(導通管)의 머드건(mudgun)에 의한 폐쇄상황을보이는 세로단면도이다.

제18도는 본 발명에 의한 다른 실시형태의 도통관의 구조를 보이는 부분 세로단면도이다.

제19도는 본 발명에 의한 다른 실시예를 보이는 세로단면도이다.

제20도는 본 발명의 원리설명도면이다.

제21도는 본 발명의 원리설명도면이다.

본 발명은 고로출선구에서 고로의 생산물인 용선 및 용재를 배출하는 고로의 탭핑(TAPPING)방법에 관한 것이다.

고로의 노저부에서 생성된 용선 및 용재는 탭핑에 의해서 출선구에서 나와 출선통(桶)쪽으로 배출된다. 종래의 탭핑에서는 탭핑의 초기에는 출선구의 직경이 작으나, 출선의 진행과 함께 출선구의 직경(단면적)이 커져 배출이 가속화된다.

이 때문에 탭핑 과정에서 배출속도가 용선, 용재 생성속도를 앞질러 고로노저부의 용선, 용재의 탕면(湯面)레벨이 저하된다. 배출량의 증대에 따라 고로의 노저안에 고인 용선, 용재의 탕면레벨이 떨어지고 용재의 탕면레벨이 출선구의 노내(爐內) 측면레벨에 근접해오면 출선구에서 노내(爐內)가스가 분출하게 되므로 용선, 용재의 배출을 계속하기 곤란하게 된다.

이 단계에서는 출선구를 폐쇄시켜 탭핑을 종료하고 다른쪽의 출선구를 개구해서 다시 탭핑을 한다.

종래 하나의 출선구에서의 출선시간은 2∼4시간이며 한쌍의 출선구를 사용하여 상기의 시간간격으로 교대 탭핑을 하고 있다.

이와 같은 종래기술에 의한 출선작업에서는 다음과 같은 문제점이 있었다.

(1) 탭핑작업전의 예비작업으로서는 출선구의 개구작업, 폐쇄작업, 출선통, 용재통의 보수작업, 탭핑의 반복으로 인한 준비작업등이 있어서 작업부하(負荷)가 극히 크다.

이와같은 작업의 감축이 요망되지만 머드의 손모 때문에 하나의 출선구로부터의 출선시간은 2∼4시간밖에 유지하지 못하고 2개의 출선구를 교대로 사용하게 되므로 2개조의 예비작업자들이 필요하며 따라서 노동력 절감을 저해한다.

(2) 주상(鑄床)에서의 용선 예비처리설비 및 용재처리를위한 몰찌꺼기처리설비는 용선, 용재의 최대치에 대응하는 설비능력이 필요하게 되어 평균능력에 비해 현저히 과대한 설비능력을 필요로 한다.

(3) 용선, 용재의 배출속도를 조정하는 수단으로서는 출선구를 개구할때의 드릴, 드릴날(全棒)의 지름을 변경하는 이외는 조정수단이 없고 따라서 배출속도는 출선구를 형성하는 머드의 손모량에 의해서 결정되어 버린다.

그러므로 배출속도가 작을때는 노내의 탕면레벨이 비정상으로 높아 조업이 불안정하게 되고 반대로 속도가 클때는 용선예비처리나 물찌꺼기처리능력의 부족에 따른 문제가 생긴다.

(4) 개구 및 머드건을 사용하는 탭핑작업에서는 개구기, 머드건을 고도로 기계화하더라도 5∼10%의 개구불량, 머드의 건조불량이 생기고 이에 따라 비정상적인 작업이 실행되고 예비작업의 노동력절감이 한층 곤란해진다.

(5) 탭핑작업이 2개의 출선구에 의한 배치(Batch)작업이므로 용선온도, 용선성분 등의 용선품질의 변화가 크고 제선(製銑)부문과 제강부문 사이에서 이루어지는 용선 예비처리작업에 지장을 초래하게 한다.

본 발명의 목적은 출선구에서의 배출속도가 시간경과와 함께 기하급수적으로 증대하는 것을 방지하고 1개의 출선구에서의 탭핑시간을 대폭연장하고 용선, 용재의 배출속도를 될 수있는한 일정하게 제어할 수 있는 고로의 탭핑방법을 제공하는데 있다.

또한 이 발명의 목적은 탭핑시간을 대폭연장시켜 출선횟수를 줄이고 탭핑에 따른 작업을 감축하는데 있다.

이 발명의 또다른 목적은 출선속도 일정화와 탭핑시간의 연장에 의해서 용선품질의 변동을 줄이고 후속공정의 용선예비처리의 정련원가를 절감할 수 있게 한다.

또다른 목적은 고로의 노저에서 용선, 용재의 비축레벨을 일정하게 유지하여 고로의 안전조업에 공헌하는 것이다.

위의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 기술수단은 다음과 같다.

즉, 출선구의 외측에 도통관을 배치하여 이 도통관의 외주(外周)에 배치한 전자기(電磁氣)에너지공급체에 의해서 도통관속을 유동하는 용선에 이 에너지를 가하여 도통관속을 흐르는 용선이나 용재중 어느한쪽을 관의 중심부, 또한 다른쪽을 관의 주변부에 위치시켜 도통관 내부의 용선과 용재의 흐름을분리시키는 것을 특징으로 하는 고로탭핑방법을 제공한다. 이 경우 도통관 외주에 용선층 두께를 제어하는 전자기에너지공급체를 적어도 2곳에 설치하여 그들을 각각 별도제어하므로서 용선 및 용재의 배출속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 고로의 탭핑방법이다.

또한, 출선속도 및 출재속도의 검지시스템에 의하여 얻어진 속도정보를 전자기에너지공급체에 피드백(Feed Back)시켜 용선, 용재의 배출속도를 제어한다.

검지는 주상의 출선통에 설치한 유속측정기 혹은 터피도카(Torpedocar)의 중량측정기에서 출선속도를 측정하고 또 한편 용재통에 설치한 유속측정기에 의해서 출재속도를 측정하여 얻어진 속도정보를 전자기에너지공급체에 피드백시켜 용선 또는 용재의 배출속도를 제어한다.

또한, 전자전기에너지를 이용하여 용선 및 용재의 흐름방향을 횡단하는 회전장을 제공하고 회전장에 의해 발생한 원심력의 영향으로 용선이 도통관 주변부에, 용재가 중심부에 위치한 형태로 탭핑할 수도 있다.

이때 회전속도를 제어하여 회전장에 의해 원심력의 대 소에 따라 도통관 주변주에 있는 용선의 층두께를 조절하면 용선과 용재의 배출속도 상대비를 제어할 수 있다.

또다른 제안으로서, 고주파전류형태의 전자기에너지를 공급하여 도통관내를 흐르는 용선에 전자기반발에 의한 자기압력을 부여하면 용선이 도통관의 중심부에 몰리고 용재가 그 주변부에 몰리는 방식의 고로탭핑방법도 있다. 이에 의해, 도통관내를 흐르는 용선이 축류(縮流)되므로 용선흐름의 가로단면적을 조정할 수 있다. 따라서 용선의 유로단면적을 조정하여 출선속도와 출재속도를 제어한다. 용재를 주변부로 치우쳐 흐르게하고 도통관을 외부에서 냉각시켜 도통관의 내면측에 용재의 응고층이 부착되게 하여 자체라이닝층(self-lining)을 형성할 수도 있으며 이때, 냉각에 의한 발열량(拔熱量)을 조정하여 응고층의 두께를 변화시켜서 용선 및 용재의 유량을 제어할 수도 있다.

즉, 도통관내의 흐름을 용선의 흐름과 용재의 흐름으로 분리하여 그들을 각각 별도로 배출할 수 있다면 용선흐름과 용재흐름에 유속차를 형성하여 관성력(棺性力)차이에 따라 분리하면 된다.

이하 도면을 참조하면서 본 발명을 상세히 설명한다.

우선 종래의 기술에 관해서,

제1도에서 고로의 노저(爐底)(10)안에 용선(16)과 용재(18)가 고인다.

용선(16)은 용재(18)보다 비중이 크므로 용선(16)위에 용재(18)가 분리된 상태로 위치한다. 고로의 노저(10)에 용선(16)과 용재(18)가 고이면 출선구(12)를 개구하여 노내의 용선(16), 용재(18)을 출선구(12)에서 출선통(20)쪽으로 배출한다.

고로의 노저(10)에 설치한 출선구(12)를 개구하여 탭핑을 할 때 제2도에 보이는 바와같이 출선구(12)의 앞쪽으로 개구기(22)를 이동시켜 개구기(22)에 장착된 드릴(24)(또는 드릴날)을 출선구(12)안으로 넣어 출선구를 관통시킨다. 관통한 후, 도면3과 같이 고로의 노저(10)안에 고여있는 용선(16) 및 용재(18)은 출선구(12)를 통해서 출선통(20)위로 배출된다. 이와같이 탭핑작업이 이루어졌다.

출선구(12)에서 탭핑이 종료되면 제4도와 같이 출선구(12)에 머드건(mudgun)(28)을 장착하여 머드건(28)내의 머드(26)을 출선구(12)안으로 밀어 넣어서 출선구12를 폐쇄시켜 탭핑은 정지하였다.

이렇게 출선구(12)안에 충전된 머드(26)은 출선구 주변의 열로 건조되고 굳어진다.

다음 차례의 탭핑때에는 이와같이 굳은 머드(26)을 재차 개구기(22)에 의해서 개구하여 탭핑을 반복하고 있다.

종래의 탭핑작업에서는 출선구(12)에 충전한 머드(26)을 개구기(22)에 장착한 드릴(24)로 개구한 직후의출선구(12)에 형성된 출선구의 지름은 드릴(24)의 바깥지름으로 결정되는 치수로 되어있다.

이와같이 탭핑의 초기에는 출선구지름이 작은 출선구(12)에서 용선, 용재가 배출되어 제5도와 같이 출선구(12)에서의 용선, 용재의 배출속도는 고로내에서의 철광석의 환원용융에 이해서 용선, 용재의 생성속도보다 작다.

그러므로 고로의 노저(10)에서는 용선(16), 용재(18)의 탕면레벨이 상승하게 된다.

그러나 출선이 진행됨에 따라 출선구(12)를 형성하고 있는 머드(26)은 용선, 용재의 배출에 의해 손모되기 때문에 점차 출선구의 지름(단면적)이 커지고 동시에 출선구(12)내를 통과하는 용선의 압력손실도 감소하므로 배출량이 점점 많아진다.

이렇게한 탭핑과정에서 용선, 용재의 배출속도가 용선, 용재생성속도를 앞질러 고로의 노저(10)안의 용선(16), 용재(18)의 탕면레벨이 저하하게 된다.

이와같이 탭핑과정에서 용선, 용재의 배출속도가 커지면 제6도에서 보는 바와 같이 출선구(12)를 형성하고 있는 머드(26)의 손모속도가 빨라지고 따라서 배출량은 가속적으로 증대한다.

배출량의 증대에 따라서 고로의 노저(10)안에 고여있는 용선(16), 용재(18)의 탕면레벨이 저하되어 용재(18)의 레벨이 출선구(12)의 노내 측면레벨에 가까워지면 출선구(12)에서 노의 가스가 분출하게 되어 있으므로 탭핑을 계속할 수가 없다.

이 단계에서 머드건(28)로 출선구(12)안에 머드(26)을 충전하여 출선구(12)를 폐쇄 및 탭핑을 종료하고 다른쪽의 출선구를 개구기(22)를 써서 개구하고 그 출선구에서 탭핑을 계속한다. 이와같이 한쌍의 출선구에서 교대로 탭핑을 하고 있었다.

상기한 바와같은 종래기술에 의한 출선시간을 대폭연장 및 일정한 출선, 출재속도로 제어할 수 있는 방법이 요망되고 있다.

이와같은 요망에 따라, 제7도와 같이 도통관(30)의 출구부에서 전자브레이크(88)을 설치하고 출선, 출재유로에서의 유속을 제어하는 방법이 제안되고 있다.

그러나 고로의 노내압 3∼5㎏/㎠이 출선, 출재에 작용하고 있으며 이같은 압력에 저항하려면 전자브레이크(88)에 매우큰 에너지가 필요하고 또한 용선과 용재의 배출속도를 서로 독립적으로 제어하기 곤란하다는 약점이 있다.

본 발명에서는 출선구의 노외측에 도통관을 장착하여 이 도통관의 외주에 전자기에너지공급체를 설치하고 이 전자기에너지공급체에서 나온 전자기에너지가 도통관내의 용선, 용재의 흐름을 조정한다.

본 발명에서의 전자기에너지 공급은 2가지 형태가 있다.

제1의 형태는 도통관 외부에서 도통관내의 용선의 흐름방향으로 횡단하는 회전자계(回轉磁界)를 형성하는 것이다.

제20도에서 보는바와 같이 도통관(30) 외주에 회전자계를 발생시킬 전자기에너지공급체(100)을 설치하여 용선(16)에 화살표(102)처럼 유로의 횡단면 방향으로 회전하면 용선은 원심력에 의해 외주쪽으로 치우쳐 몰리고 용재(18)은 중앙부에 몰린다. 즉 도전성물질인 용선에 회전자계를 부여하면 이 용선은 유도기전압(誘導起電壓)에 의해 유도전동기와 같은 원리로 도통관내에서 회전운동을 한다. 이 때문에 원심력이 발생하고 그 강약에 따라 용선의 유동속도를 조정할 수 있게 된다. 이때 비중이 큰 용선은 외주에, 비중이 작은 용재는 중심에 모이게 된다.

이와같이 흐름의 방향을 횡단하는 회전운동을 부여하므로서 탭핑속도를 제어할 수 있다.

따라서 출선구의 머드손모에 관계없이 용선, 용재의 배출속도를 원하는 수치로 제어할 수가 있게된다.

본 발명에 있어서, 전자기에너지를 공급하는 제2의 형태는 도통관의 외주에 설치한 전자기에너지공급체에 고주파전류를 부여하므로서 도통관내를 흐르는 용선에 전자기반발에 의한 자기압력을 제공해 용선을 축류(縮流)시키는 것이다.

이와같은 축류에 의해 도통관내를 흐르는 용선이 중심부에 몰리고 그 주변부에 용재를 치우치제 한다. 그리고 자기압의 크기에 따라서 유로의 단면적을 조정하여 용선, 용재의 배출속도를 제어한다. 따라서 출선구의 머드손모에 영향받지 않고 출선, 출재속도를 자유로이 제어할 수가 있다.

전자기반발에 의한 자기압을 제공하는 적절한 예를 제21도에 보였다. 즉 도통관(30)의 외주에 길이방향을 따라 자기에너지공급체(104)를 배치하고 단상(單相)의 고주파전류를 부여하므로서 고주파전류를 발생시킨다.

자속(106)은 도시한 바와같이 용선 가운데에서 외주쪽으로 흘러 전류를 용선 외주표면에 발생시킨다. 그 때문에 도통관내를 흐르는 용선의 외주에는 자속을 따라서 중심방향으로 자기압(108)이 작용하여 자기부상(浮上)을 일으켜 축류부(110)을 형성한다.

이 축류부(110)의 형성에 따라 그 외주에는 전자기반발을 받지않는 용재(18)가 모여서 결국 용선(16)과 용재(18)가 분리된다.

다음에 본 발명의 구성과 작용을 실시예에 의거하여 상세히 설명한다.

[실시예 1]

본 발명에서는 제8도에서 보는바와 같이 고로의 노저(10)에 배치된 출선구(12)의 외주에 도통관(30)을 장착한다. 도통관(30)의 장착수단은 특정된 것이 없으나 머드건을 장착할때와 동일한 수단을 사용해도 좋다. 도통관(30)의 바깥둘레에는 최소 2개(도면은 4개)의 전자기에너지공급체(32)가 동체를 포위하듯이 길이방향으로 설치되어 있다.

고로의 노저(10)안에 고여있는 용선(16) 및 용재(18)가 출선구(12)를 거쳐 출선하여 도통관(30)내에 내화물(耐火物)재질의 유로(34)를 통과할 때 전자기에너지공급체(32)에서 용선, 용재흐름의 횡단방향으로 회전장을 제공할 수 있을만큼의 전자기력을 공급한다.

제9도는 도통관(30)의 유로(34)를 흐르는 용선(16)에 회전장을 제공하는 경우이며 용선(16)은 유로(34)안에서 회전운동하여 그 원심력에 의해서(34)안의 주변부에 몰리고, 용재가 중심부에 위치하므로써 각각 분리된다.

용선(16)에 대해 도통관(30)을 보호하기 위해 도통관(30)의 내면은 내화물(36)로 라이닝(lining)처리되고 또 도통관(30)에는 냉각로(冷却路)(38)가 매설되어 있이 이곳에 냉각수 등의 냉매를 흘려보내어 냉각시킨다.

보통, 출선구(12)의 유로를 형성하는 머드(26)는 주로 용재(18)에 의해 손모된다.

도통관(30)에서 용선(16)을 유로(34)속의 주변부에 몰리게하는 것과, 냉각통로(38)을 통과하는 냉매의 냉각작용에 의해 도통관(30)의 내면에 라이닝처리된 내화물(36)의 손모작용을 경감시킬수가 있다. 따라서 내화물(36)의 손모로 인한 배출량의 증가를 억제할 수 있으며 탭핑시간이 연장된다.

상기의 경우에 있어서, 회전운동을 일으키는 전자기력의 강도와 회전자계의 회전도를 제어하면 용선(16)의 회전운동의 강약을 조절할 수 있게된다. 또한 이에 따라서 용선(16)의 층두께를 제어하고 용선(16), 용재(18)의 유속도 제어할 수 있게된다.

제10도는 도통관(30)의 외주에 그 길이방향으로 5개의 전자기에너지공급체(32a∼32e)를 설치하고 이 중에서 전자기에너지공급체(32b)가 용선(16)의 회전속도를 높여 용선(16)의 층두께를 감소시켜 용선(16)의 배출속도를 제어하고 전자에너지공급체(32b)는 용선(16)의 회전속도를 낮추어 용선(16)의 층두께를 증가시키고 중심흐름인 용재(18)의 유로단면적을 줄여서 용재(18)의 배출속도를 제어한다.

이와같이 용선, 용재의 층두께를 제어할 2곳이상의 위치에 전자기에너지 공급체를 배치하면 용선, 용재의 배출속도를 각각 별도로 제어할 수가 있다.

다음은 제11도에 의거하여 출선구(12)에서의 출선속도 및 출재속도를 제어하는 순서에 대하여 설명한다.

제어장치(68)는 도통관(30)의 외주에 배치된 전자기에너지공급체(32b)에서 공급할 전자기에너지를 제어하여 해당부의 내측면을 따라 흐르는 용선 또는 용재의 배출속도를 제어한다.

한편, 제어장치(70)은 도통관(30)의 외주에 배치된 전자기에너지공급체(32d)에서 공급할 전자기에너지를 제어하여 해당부의 내측면을 따라 흐르는 용선 또는 용재의 배출속도를 제어한다.

출선속도는 용선통(52)의 상방에 배치한 용선 유속측정기(56) 혹은 터피도카(58)의 중량측정기(60)로 측정가능하다.

또, 출재속도는 용재통(62)의 상방에 배치한 용재 유속측정기(64)로 측정 가능하다.

용선유속측정기(56)나 중량측정기(60)에서 측정한 출선속도와 용재유속측정기(64)에서 측정한 출재속도를 제어장치(66)로 보내 원하는 출선속도, 출재속도와의 차를 연산(演算)한다. 그후 제어장치(66)에서 제어장치(68, 70)에 필요한 제어신호를 출력한다.

이에 따라, 전자기에너지공급체(32b, 32d)가 공급할 전자에너지를 제어하여 소기의 출선속도로 조정하는 것이다.

상술한 바와같이 도통관(30)의 내측면에 내화물의 손모작용을 적게하는 용선이 위치한다. 이 때문에 도통관(30)은 종래의 출선구의 머드와 같은 손모를 입지 않는다. 따라서 도통관(30)의 유로(34)는 일정한 직경크기를 유지하므로 탭핑속도를 일정하게 제어할 수 있다.

제12도를 보면, 출선구의 지름은 머드의 손모에 의해서 시간이 경과함에 따라 커지는 것을 피할 수 없다. 본 발명의 경우 도통관에 의해서 배출속도가 일정하게 유지되므로 출선구의 지름이 증가하면 출선구안의 유속은 작아진다. 이 때문에 출선구를 형성하는 머드의 손모속도도 차츰 작아진다.

이는 종래의 탭핑방법에서 탭핑진행과 함께 머드의 손모가 가속화되는 것과 크게 대조적이며 탭핑시간이 대폭 연장된다.

[실시예 2]

제13도를 보면, 고로의 노저(10)에 설치한 출선구(12)의 외주에 도통관(30)을 장착한다. 도통관(30)을 장착하는 수단은 특정된 바 없으나 예를들면 머드건을 장착하는 것에 준하는 기계적수단을 사용하여 탈착식으로 장착해도 좋다. 도통관(30)의 외주에는 길이방향으로 여러개(도면에는 4개)의 전자기에너지공급체(32)가 도통관(30)의 몸통부를 포위하듯이 설치되어 있다.

고로의 노저(10)안에 고여있는 용선(16) 및 용재(18)를 출선구(12)를 통과시켜 도통관(30)의 유로(34)에 흘려보낼 때, 전자기에너지공급체(32)가 전자기에너지를 공급하면 제14도에서 보는바와 같이 용선(16)은 전자기반발에 의한 자기압력(36)을 받게된다.

그결과 제15도에서처럼 용선(16)은 도통관(30)의 유로(34)의 중심부에 모인다.

이에 따라 용재(18)는 유로(34)내의 주변으로 밀려나며 따라서 유로(34)의 중심부에 있는 용선(16)과 그 주변부에 있는 용재(18)로 각각의 흐름이 분리된다.

도통관(30)에 설치한 냉각로(38)에 물같은 냉매를 흘려 냉각시키면 용재(18)은 도통관(30)의 유로(34)의 내벽에 응고부착되어서 응고층을 형성한다. 용재는 열전도율이 낮기 때문에 이 응고층(40)은 안정된 단열층이 되어 도통관(30)의 자체라이닝층을 형성한다.

이와같이 도통관(30)의 내면에 자체라이닝층인 응고층(40)이 형성되면 손모를 받지 않으므로 일정크기의 유로단면적을 유지하고, 따라서 배출속도를 일정하게 유지할 수가 있게된다.

제12도와 같이, 탭핑작업의 진행에 따라 출선구(12)의 지름은 머드의 손모로 커지게 되지만 도통관(30)의 배출속도가 일정하게 유지되므로 출선구(12)속을 흐르는 용선, 용재의 배출속도는 작아진다. 이 때문에 출선구(12)의 머드의 손모속도 역시 차츰 작아진다. 이는 탭핑진행시 머드의 손모가 가속적으로 커지는 종래의 탭핑방법과 크게 대조적인 것으로서 출선시간이 대폭연장된다.

다음에는 제16도에 의거하여 출선구(12)에서의 출선속도 및 출재속도를 제어하는 절차에 대하여 설명한다.

도통관(30)에 설치한 냉각로(38)에 냉각수 등의 냉매를 흘려서 내벽을 냉각할 때 냉매는 제어밸브(84)가 유량을 제어하여 도통관(30) 내벽의 발열량을 조정한다. 이에 의해 도통관(30) 내벽에 응고부착하는 응고층(40)의 층두께가 조정되어 도통관(30) 유로(34)의 단면적이 조정된다.

한편 도통관(30)에 형성된 유로(34)의 중심부에 있는 용선(16)은 전자기에너지공급체(32)의 전자기에너지에 의한 전자기반발로 생긴 자기압을 받는다.

이때 제어장치(68)가 전자기에너지의 공급량을 제어하므로 이에 따라 자기압의 강도가 조정되어 결국 용선(16)의 유로단면적을 조정할 수 있게 된다.

이와같이 도통관(30)의 외주에 설치한 전자기에너지공급체(32)에 의한 용선(16)의 유로단면적 조정과 도통관(30)의 냉각에 의해 그 내부벽면에 형성된 용재 응고층(40)의 두께 조정을 통하여, 유로(34)단면적을 변경시키고 이에따라 용선(16) 및 용재(18)의 배출속도를 각각 별도로 제어할 수 있다.

용선통(52)의 용선유속측정기(56) 또는 터피도카(58)의 중량측정기(60)로 구한 출선속도와 용선통(62)의 용재유속측정기(64)로 구한 출재속도를 제어장치(66)에 입력하여 목표로하는 출선속도와 출재속도의 차이값을 연산한다. 목표값의 차이에 따라 제어장치(66)가 제어밸브(84) 및 제어장치(68)에 제어 신호를 보내면 제어밸브(84)의 개방크기를 제어할 수 있고, 또한 도통관(30)에 설치된 냉각로에 공급할 냉매의 유량을 제어할 수 있다.

이 경우 제어밸브의 개방크기를 제어하는 대신 전자기에너지공급체(32)의 전자기에너지의 공급량을 조정하거나 혹은 냉매의 유량 및 전자기에너지의 공급량을 동시에 조정할 수도 있다.

이와같이 도통관(30)의 냉각로(38)에 대한 냉매공급량 및 전자기에너지공급체(32)의 전자기에너지 공급량을 조절함으로써 도통관(30)의 내측면에 형성된 응고층(40)의 두께 조정, 또한 도통관(30) 중심부의 용선(16)의 유로단면적 조정으로 소기의 탭핑속도를 얻어낼 수가 있다.

본 발명의 실시순서를 제13도 및 제15도에 따라 설명한다.

출선구(12)의 개구는 종래처럼 개구기로 개구한다. 출선구(12)의 출선개시후 출선구에 도통관(30)을 장착하고 상술한 바와 같이 전자기에너지공급체(32)에서 전자기에너지를 공급하여 용선, 용재를 2개의 흐름으로 분리하면서 도통관(30)를 강제냉각시켜 일정한 탭핑속도로 제어한다.

예를들면, 출선구(12)를 형성하는 머드(26)의 손모가 한계에 다다르면 탭핑 정지를 위해서, 제17도와 같이 도통관(30)의 출구측에 머드건(86)을 장착하여 도통관(30)을 통해 노내에 머드를 충전하여 출선구(12)를 폐쇄한다. 그런다음 또다른 출선구를 개구기로 개구하여 탭핑을 계속한다.

[실시예 3]

실시예-2와 같이 고로의 노저(10)에 설치한 출선구(12) 외주에 도통관(30)을 장착한다. 이 도통관(30)의 외주에는 길이방향으로 복수개의 전자기에너지공급체(32)를 설치한다.

실시예-2와 같이 전자기에너지를 공급하여 중심부의 용선과 그 주변부의 용재로 흐름을 분리한다.

제18도와 같이 도통관(30)의 배출구 끝에도 전자기에너지공급체(32f)를 설치하고 또한 용선배출구(90)와 용재배출구(92)를 설치한다.

그리고 전자기에너지공급체(32f)에서 공급할 전자기에너지를 제어하여 도통관(30)의 배출구 끝에 도달한 용선(16)을 이것의 유로단면적을 확대하여 용선배출구(90)에서 배출하는 한편, 용선(16)의 둘레에 몰려있는 용재(18)를 용재배출구(92)에서 배출하므로써 각각의 분리배출이 가능해진다.

종래의 방법으로 출선통에 설치한 스키머(Skimmer)가 용선과 용재의 비중차이를 이용하여 용선, 용재를 분리하였으나 본원발명의 방법에 따르면 스키머가 필요없으므로 출선통도 필요없고, 따라서 주상의 설비 산소화는 물론 출선구앞에서의 작업도 크게 간소화할 수 있다.

제19도는 도통관(30)의 배출구 가까운 곳에서 용선(16)의 유속을 높여 동일한 배출구에서 용선(16)과 용재(18)을 동시에 분출시키며, 배출구를 나온 뒤의 속도차이에 의해서 용선과 용재를 분리하는 예를 나타낸다.

또한 용재배출구(92)에 세라믹재질의 밸브인 게이트(gate)를 설치하여 용재(18)의 배출을 정지시킬수도 있다. 또 제17도에서, 머드건(86)에 의한 출선구(12)의 폐쇄는 용재분리 여부에 관계없이 실시가능하다.

본 실시예는 제7도에서와 같이 전자브레이크(88)에 의해 직접 용선, 용재의 배출을 억제하는 것이 아니라 전자기에너지공급체(32)에 의한 자기압으로 용선유로의 횡단면적을 줄여서 배출압력을 높여 배출속도를 억제하는 것이다. 이 때문에 전자브레이크와 비교할 때 전자기에너지가 현저히 감소하며 또한 용선, 용재의 배출속도를 각각 개별적으로 제어할 수 있게 된다.

(1) 도통관에 의해 일정속도의 출선과 출재가 달성되므로 출선, 출재속도의 과소, 과대에 따른 문제들이 해소되며 주상에서의 용선예비처리 및 물찌꺼기처리설비의 부담이 경감된다.

(2) 출선시간이 대폭연장됨에 따라 출선회수를 크게 줄일 수 있게되므로 작업량을 대폭경감시켜 이른바 생산효율이 향상된다.

(3) 일정한 출선속도 및 출선시간 연장을 달성하므로써 용선품질의 변동이 크게 감소하고 후속공정의 용선예비처리작업시 정련원가를 절감할 수 있다.

(4) 고로내에서의 용선 및 용재조성에 알맞는 출선, 출재속도로 조정할 수 있으므로, 용선, 용재의 비축레벨을 일정하게하여 고로의 안정적 조업에 공헌할 수 있다.

Claims (13)

1. 전자기에너지공급체를 도통관 외주에 설치하고, 도통관을 고로의 출선구 외측에 장착하고, 용선과 용재를 도통관속으로 흘로보내고, 전자기에너지공급체에서 나온 전자기에너지로 용선과 용재의 유속을 조절하고, 또한 용선과 용재를 분리 배출하는 단계로된 고로의 탭핑방법.
2. 제1항에 있어서, 또한 도통관 외주 둘레에 복수의 전자기에너지공급체를 서로다른 위치에 배치하고, 이들을 각각 별도로 제어하여 용선과 용재의 배출속도를 조정하는 단계를 포함하는 고로의 탭핑방법.
3. 제2항에 있어서, 검지시스템으로 배출속도를 검지하여 배출속도정보를 얻고, 이 정보를 각 전자기에너지공급체에 입력하여 용선과 용재의 배출속도를 제어하는 단계를 포함하는 고로의 탭핑방법.
4. 제3항에 있어서, 검지시스템은 주상의 출선통에 설치한 유속측정기 또는 터피도카(Torpedocar)에 설치한 중량측정기, 또한 용재통에 설치한 유속측정기로 구성되는 것인 고로의 탭핑방법.
5. 제1항에 있어서, 또한 전자기에너지 공급으로 용선의 흐름방향을 횡단하는 회전장(rotating field)을 형성하고, 이 회전장에서 발생한 원심력에 의해 용선이 도통관내의 주변부에 몰리고 또한 용재는 도통관내의 중심부에 몰리게하는 단계를 포함하는 고로의 탭핑방법.
6. 제5항에 있어서, 또한 원심력 크기에 따라 도통관내 주변부의 용선 두께를 조정하고, 이에따라 용선과 용재의 배출속도 상대비를 제어하는 단계를 포함하는 고로의 탭핑방법.
7. 제1항에 있어서, 또한 고주파 전류를 전자기에너지공급체에 공급하고, 이 공급체가 전자기반발력에 의한 자기압력을 도통관 중심부의 용선흐름에 제공하여 용선을 도통관 중심부에 몰리게하고, 용재는 도통관내 주변부에 흐르도록 용선을 축류(縮流 : flow decreasing)하는 단계를 포함하는 고로의 탭핑방법.
8. 제7항에 있어서, 또한 용선의 유로단면적을 조정하여 용선과 용재의 배출속도를 제어하는 단계를 포함하는 고로의 탭핑방법.
9. 제7항에 있어서, 또한 도통관을 냉각하여 도통관내의 주변부에 있는 용재층을 응고시켜 자체라이닝층을 형성하는 단계를 포함하는 고로의 탭핑방법.
10. 제9항에 있어서, 또한 냉각시의 발열량을 조정함으로써 용재응고층의 두께를 변화시키고 두께변화로 용선과 용재의 유속와 유량을 제어하는 단계를 포함한 고로의 탭핑방법.
11. 제1항에 있어서, 또한 용선흐름과 용재흐름을 분리하여 각각 별도로 배출하는 단계를 포함하는 고로의 탭핑방법.
12. 제11항에 있어서, 또한 용선과 용재의 유속를 다르게 조정하여 용선과 용재의 흐름을 관성력차에 의해 분리하는 단계를 포함하는 고로의 탭핑방법.
13. 제1항에 있어서, 전자기에너지 공급시 용선이나 용재 중 어느하나가 도통관 중심부에 위치하고 다른 하나는 도통관내의 주변부에 위치하여 용선과 용재를 각각 별도로 분리배출하는 것으로된 고로의 탭핑방법.