KR100226910B1 - 전로에서의 슬래그 코팅 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 전로에서의 슬래그 코팅방법 및 그 장치에 관한 것으로서 그 기술적인 구성은, 전로를 장입방향으로 90°경동한 후 가스분사랜스를 노내부로 인입시켜 슬래그 표면에 질소가스를 분사하여 슬래그를 비산시키고, 상기 비산된 슬래그가 전로의 내화벽돌을 코팅하는 것이다.

이에 따라서, 가스 분사랜스를 이용 슬래그를 비산시켜 전로 내화물의 사용수명을 현저히 연장시키고, 내화벽돌의 교환작업에 따른 인원과 시간을 절감하여 생산성을 가일층 향상시킬 수 있는 것이다.

Description

전로에서의 슬래그 코팅 방법 및 그 장치

제1도는 일반적인 전로 내화물의 상태를 도시한 도면

제2도는 종래의 산소 랜스에 의한 전로슬래그 코팅 장치를 도시한 정면 구조도

제3도는 본 발명에 따른 전로슬래그 코팅 방법 및 장치를 도시한 개략 사시도

제4도는 본 발명에 따른 전로슬래그 코팅 장치의 개략 사시도

제5도는 본 발명에 따른 가스유량과 공동 깊이와의 관계를 도시한 그래프도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전로 2 : 출강구

3 : 구동축 4 : 출강부분

5 : 장입부분 6 : 구동축 부분

9 : 슬래그 10 : 비산 슬래그

12 : 가스 분사장치 21 : on/off 밸브

22 : 플래그 23 : 호스

24 : 핸들 25 : 보호판

26 : 캐스터블 27 : U형 볼트

28 : 로울러 29 : 노즐

30 : 랜스연결부 31 : 가스 분사랜스

32 : 지지대 33 : 가스이송관

본 발명은 제강공정에서 전로 취련종료후 용강을 출탕한 다음 전로내에 일정량의 슬래그를 잔류시킨 후 전로의 내화벽돌에 잔류슬래그를 도포하는 방법 및 그 장치에 관한 것으로 이는 특히, 전로를 장입측으로 90도 경동시킨 후, 전로 노구를 통하여 제 4 도에서와 같은 가스분사장치를 이용하여, 가스분사랜스를 인입시킨 다음, 슬래그 표면에 고압의 가스를 분사시킴으로써 슬래그를 비산시켜 전로 구동축 부분의 내화벽돌을 슬래그 코팅하여 전로 내화물의 사용수명을 현저히 연장할 수 있도록 한 전로에서의 슬래그 코팅방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 용선을 용강으로 변화시키는 반응용기인 전로는 바깥쪽의 철피와 마그네시아-카본질 내화벽돌로 축조되어 있으나, 내화벽돌은 슬래그와의 반응에 의한 화학적 침식, 용선과 고철 장입시의 기계적 충격 등에 의하여 계속적으로 손상을 입게 되고, 상기 내화벽돌은, 일정횟수의 사용기간이 경과하면 조업을 중단하고, 내화벽돌을 해체한 다음 다시 축조를 해야 하는 것이다.

따라서, 전로와 같이 내용적이 큰 용기를 재축조하기 위해서는 상당한 기간이 필요함과 동시에 인력소모, 연와비용 등의 제경비가 많아 소모되므로 용강제조 원가 측면이나 생산성 측면에서 가능하난 사용기간을 연장시키는 것이 유리하게 되어 전로 내화물의 사용수명을 연장하기 위해서 여러 가지 조업방법이나 내화물 재질 등이 검토되어지고 있으며, 수명도 증가추세에 있다. 상기 조업방법중의 하나로서 전로 취련 종료후 용강을 출탕하고, 전로내에서 발생한 슬래그의 일부를 쏟아버리고, 일부는 전로내에 잔류시킨 다음 잔류슬래그에 백운석을 추가로 투입하고, 전로를 전,후로 3-5회 경동시킴으로써 슬래그를 노벽에 도포시키는 슬래그 코팅 방법이 요구되는 것이다.

이와같이 기술과 관련된 종래의 슬래그 코팅 방법 및 장치에 있어서는, 제 2 도에서와 같이 산소랜스(7)를 이용하는 방법은 기설치된 산소라인에 부가적으로 질소라인(8)을 설치하고, 전로취련시에는 산소를 분사하고, 슬래그 코팅시에는, 랜스(7)를 하강한 다음, 고압의 질소가스를 슬래그(9) 표면에 분사하여 슬래그를 비산시킴으로써 비산된 슬래그(10)가 노체 내화벽돌에 도포되도록 하는 것이다.

상기와 같은 슬래그 코팅 방법 및 장치는 설치된 산소랜스(7)를 이용하므로, 작업성 측면에서는 편리하지만, 슬래그 노내에 일부 잔류한 용강이 비산하여 랜스(7)에 부착되므로, 랜스(7)를 빈번히 교환해주거나, 부착된 지금을 제거해야 하는 문제점이 있고, 랜스(7)의 승하강시 지장을 초래하며, 슬래그와 용강의 비산에 의한 부착이 수반되므로 부착물 제거에 따른 작업시간이 별도로 요구되기 때문에 다음의 취련작업이 지연되는 결과를 초래하여, 전로의 생산성이 떨어지게 되는 문제점들이 있었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 문제점들을 개선시키기 위한 것으로서 그 목적은, 내화벽돌에 가스분사랜스에 의한 슬래그 코팅을 하여 내화물을 화학적침식 및 기계적 충격으로 부터 보호하여 내화벽돌의 수명은 가일층 향상시키고, 내화벽돌의 교환작업에 따른 인원과 시간을 현저히 절감하여 생산성을 가일층 향상시킬 수 있도록 하는 전로에서의 슬래그 코팅방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 가스 분사랜스를 전로내에 인입하여 슬래그 표면에 질소가스를 분사하며 슬래그가 내화벽돌의 표면에 고르게 코팅될 수 있도록 한 전로에서의 슬래그 코팅장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로서 본 발명은, 용강을 출탕하고 일정량의 슬래그가 잔류되어 있는 전로를 장압축으로 90° 경동하는 단계와, 상기 전로의 노구를 통하여 슬래그 코팅장치에 일체로 형성되는 가스분사랜스를 전로에 인입하는 단계와, 상기 슬래그 표면에 상기 가스분사랜스로 가스를 분사하여 슬래그를 비산시켜 전로 구동축 부분의 내화벽돌에 슬래그를 코팅하되, 이때의 분사되는 가스유량은 가스분사에 의해 생성되는 슬래그 공동의 깊이가 슬래그 두께의 80-90% 범위가 되도록 하는 단계를 포함하여 구성되는 전로에서의 슬래그 코팅을 마련함에 의한다.

또한, 단부에 on/off 밸브(21)가 설치되는 호스(23)와 플랜지(22)를 통하여 결합되는 가스분사랜스(31)와, 상기 가스분사랜스(31)의 둘레를 감싸 전노(1)내에 투입가능토록 하는 캐스터블(26)과, 상기 캐스터블(26)과 로울러(28)에 의해 이동가능토록 되는 지지대(32)를 연결하는 U 형 볼트(27)와, 상기 가스 분사랜스(31)를 이송하는 핸들(24) 및 작업자를 보호하는 보호판(25)을 포함하여 이루어진 전로에서의 슬래그 코팅장치를 마련함에 의한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

제 4 도는 본 발명에 따른 전로 슬래그 코팅장치의 개략사시도로서, 호스(23)와 가스 분사랜스(31)가 플랜지(22)를 통하여 양단이 연결되고, 상기 호스(23)의 단부에 on/off 밸브(21)가 설치된다. 상기 가스 분사랜스(31)는 외측 둘레에 캐스터블(26)이 일체로 부착된다. 상기 캐스터블(26)의 둘레를 감싸는 U형 볼트(27)는, 로울러(28)로 구동되는 지지대(32)와 캐스터블을 일체로 결합되도록 한다. 상기 캐스터블(26)의 일측 및 상부에 핸들(24)과 보호판(25)이 각각 설치된다. 상기 가스 분사랜스(31)는, 가스이송관(33), 랜스 연결부(30), 노즐(29)로 구성되는데, 상기 가스이송관(33)의 일측은 플랜지에 연결되며, 일측은 랜스연결부(30)에 의해 노즐(29)와 결합된다. 이러한 가스분사랜스(31)는 호스로부터 공급되는 가스를 가스이송관(33)과 노즐(29)로부터 불활성 가스를 방출하여 슬래그를 비산토록 한다.

이와 같은 구성으로 된 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다.

전로를 장입방향으로 90도 경동한 후, 선단에 분사노즐이 장착되어 있는 가스분사랜스를 전로 노내로 인입시킨 다음 노내에 잔류한 슬래그 표면에 고압의 가스를 분사하여 슬래그 표면에 충돌시켜, 이로부터 발생한 비산된 슬래그에 의하여 전로 내화벽돌을 코팅시킨다.

또한, 분사가스의 종류로는 슬래그나 잔류 용강중의 철성분을 산화시키지 않도록 불활성 가스를 사용하여야 하며, 경제성을 고려할 때 아르곤보다는 질소가 유리하다.

한편, 노즐을 통해 분사되는 가스의 유량은 슬래그의 비산측면만을 고려할 때는 클수록 좋지만, 가스가 슬래그 표면에 충돌함으로써 생성되는 공동(空洞)의 깊이를 반드시 고려하여야만 한다.

가스분사에 의해 슬래그에 형성된 공동의 깊이는 가스유량, 노즐반경, 노즐의 높이 등에 의해 좌우되며, Rn을 노즐의 반경(㎝), Q를 가스유량(㎤/sec), Ho를 노즐의 높이(㎝), D_K, D₁을 각각 가스 및 슬래그의 밀도(g/㎤)라고 하였을 때, 공동의 깊이(㎝) Hc 는 다음과 같은 관계식을 갖는다.

상기 식으로 부터 노즐반경, 노즐높이, 가스 및 슬래그의 밀도는 이미 정해진 값이므로 가스유량과 공동의 깊이와의 관계를 알 수 있다.

한 예로서 노즐 반경이 1.5㎝ 이고, 슬래그 두께가 20㎝ 일 때, 최대가스유량은 9.4Nm³/min 임을 알 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.

[실시예]

제 5 도는 본 발명의 실시예에 의한 가스유량과 공동 깊이와의 관계를 도시한 그래프 도의 실시예로서, 슬래그코팅은 250분 용량의 전로에서 실시하였으며, 전로에서 용강을 출탕한 다음, 슬래그 코팅을 하기 위하여 약 1/3 정도를 노내에 잔류시켰다. 그 다음 전로를 장입방향으로 90도 경동시킨 후, 가스분사용 랜스를 노내에 인입하여 분사유량을 달리하면서 슬래그의 비산거동 및 공동의 깊이를 관찰하였다. 이때 가스분사 노즐의 반경은 1.5㎝, 노즐의 높이는 50㎝였으며, 슬래그의 밀도는 2.5g/㎤, 질소가스의 밀도는 0.0012g/㎤였다. 전로내에 1/3정도의 슬래그가 잔류할 경우 슬래그의 두께는 대략 14㎝ 정도로서, 분사가스의 유량은 제 5 도를 근거로 하여 4,5,6,8Nm³/min로 변화시켰으며, 저취노즐에 의한 방법과 상호 비교하였다.

표 1은 실험결과이다

상기의 표 1에서 A, B, C, D, type은 본 발명에서 유량을 달리한 경우이며, E type은 저취노즐을 통하여 가스를 분사한 경우이다.

본 발명의 경우에 있어서도 가스유량이 증가할수록 슬래그 비산정도는 증가하였으며, 가스유량이 가장 많은 D type이 슬래그 비산정도가 가장 우수하였다. 그러나 D type의 경우 제 5 도를 참조하면, 가스분사에 의해 생성된 공동의 깊이가 약 18㎝로서 슬래그 두께인 14㎝보다 크기 때문에 내화벽돌이 손상될 염려가 있으므로 바람직하지 않다.

그러므로 슬래그 비산정도와 공동의 깊이를 고려하면, 가스분사유량은 제 6 도에 도시한 바와같이 최대유량의 80-90%가 가장 적합하다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 가스분사 랜스를 전로의 내측에 인입하여 고압의 가스를 분사시킴으로써 슬래그를 비산시켜 전로 내화물의 사용수명을 현저히 연장시키고, 내화벽돌의 교환작업에 따른 인원과 시간을 절감하여 생산성을 가일층 향상시킬 수 있는 우수한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 단부에 on/off 밸브(21)가 설치되는 호스(23)와 플랜지(22)를 통하여 결합되는 가스분사랜스(31)와, 상기 가스분사랜스(31)의 둘레를 감싸 전로(1)내에 투입가능토록 하는 캐스터블(26)과, 상기 캐스터블(26)과 로울러(28)에 의해 이동가능토록 되는 지지대(32)를 연결하는 U형볼트(27)와, 상기 가스 분사랜스(31)를 이송하는 핸들(24) 및 작업자를 보호하는 보호판(25)을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전로에서의 슬래그 코팅장치.
2. 용강을 출탕하고 슬래그가 잔류되어 있는 전로를 장입축으로 90° 경동하는 단계와, 상기 전로의 노구를 통하여 슬래그 코팅장치에 일체로 형성되는 가스분사랜스를 전로에 인입하는 단계와, 상기 슬래그 표면에 상기 가스분사랜스로 가스를 분사하여 슬래그를 비산시켜 전로 구동축 부분의 내화벽돌에 슬래그를 코팅하되, 분사되는 가스유량을 가스분사에 의해 생성되는 슬래그 공동의 깊이가 슬래그 두께의 80-90% 범위가 되도록 하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전로에서의 슬래그 코팅방법.