KR100259594B1 - 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용강 유출 사고를 방지하고 출강구 슬리브 연와 교환 작업 시간을 단축하여 생산성 향상을 도모하기 위하여 슬리브 연와와 출강구 셋트 연와 사이의 공간에 스프레이재가 치밀하게 충진되도록 연와 사이 공간의 스프레이재 충진 부위로 용강이 침투하는 것을 방지하는 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구를 제공하는 것을 목적으로 하며, 상기 목적을 달성하기 위하여, 전로 출강구(5) 슬리브 연와(2) 교체후 슬리브 연와(2)와 출강구 셋트 연와(1)사이의 공간(6)에 스프레이재가 치밀하게 충진되게 함으로써 출강중 공간 사이로 용강이 침투하는 것을 방지하기 위한 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구로서, 슬리브 연와(2) 외주에 둘레 방향으로 다수개씩 슬리브 연와(2)의 길이 방향 소정 부위에 부착된 간격유지용 팁(10)과; 스프레이재를 공간(6)에 충진중에 발생하는 수증기 및 수분을 배출하기 위해 슬리브 연와(2)와 셋트 연와(1) 사이의 공간(6)으로 연통하도록 슬리브 연와(2)의 원주 방향으로 형성된 다수개의 수증기 및 수분 유출로(12)를 구비한 상기 슬리브 연와(2)와; 슬리브 연와(2)를 출강구(5) 외측에서 지지하며 수증기 및 수분을 배출하기 위한 다수의 수증기 및 수분 유출로(11)가 둘레방향으로 형성된 슬리브 연와 지지판(4)으로 이루어지는 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투방지 기구를 제공하고 있다.

Description

전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지기구

본 발명은 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구 및 방법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 제강 공장의 전로 출강구의 슬리브 연와 교체 작업후 슬리브 연와와 세트 연와 사이에 형성된 공간에 충진되는 스프레이재의 충진성을 향상시켜 이 공간에 용강이 침투하는 것을 방지하도록 한 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구에 대한 것이다.

도1(a), (b)는 종래 기술의 슬리브 연와가 구비된 출강구의 구조와 이러한 출강구를 구비한 전로를 도시하고 있는데, 고로에서 생산된 용선을 정련하여 용강으로 만드는 제강 공장의 주요 설비인 전로(20)의 출강구(5)는 정련된 용강을 티밍 래들로 배출하는 출구이다. 이 출강구를 통해 용강을 배출함에 따라 출강구의 슬리브 연와가 마모 손상되어 출강구 직경이 확대되어 배출되는 용강이 퍼져 재산화하는 등으로 강 품질이 저하한다. 따라서, 열간 상태에서 출강구의 슬리브 연와를 교체해야 하는 바, 슬리브 연와 교체를 위한 해체 작업은 브레이커를 이용하는 방법과 드릴링 머신을 이용하는 방법이 있는 데, 최근에는 시간 단축을 위하여 드릴링 머신을 주로 사용하며, 교환 주기는 전로의 수명이 긴 것에 대해 슬리브 연와의 사용 가능 기간이 단기간이므로 전로의 수명이 다하기까지 수백회(100 내지 300회)슬리브 연와의 교환 작업이 이루어지고 있다.

도2(a) 내지 (d)는 슬리브 연와의 교환 과정을 도시하고 있는데, (a)는 용강을 수회 출강하여 출강구(5)의 슬리브 연와가 마모 손상된 상태를 도시하며, (b)는 손상된 슬리브 연와(2)를 제거한 상태의 전로 출강구(5)를 도시하며, (c)는 전로 출강구(5)에 새로운 슬리브 연와(2)를 삽입한 상태를 도시하며, (d)는 출강구(5)에 슬리브 연와(2)가 삽입된 후 슬리브 연와(2)와 편심 연와(3) 및 셋트 연와(1) 사이의 공간(6)에 스프레이 노즐(7)을 사용하여 스프레이재를 충진시키는 과정을 도시하고 있다.

도3은 출강구(5)에서 손상될 슬리브 연와(2)를 제거하고 새로운 슬리브 연와(2)를 삽입할 때, 편심되는 것을 도시하고 있는 데, 이는 슬리브 연와의 전체 길이가 전로 형태에 따라 다르나 대형 전로의 경우 1500 내지 2000㎜정도로 길기 때문이며 이로서 스프레이 충진 공간(6)이 일정하지 않게 됨으로써, 간격이 좁은 부위에는 스프레이재의 충진 불량이 발생할 수 있는 문제가 있다.

도4는 종래 기술에서 출강구에 슬리브 연와를 삽입한 후 스프레이 작업하는 것을 도시하고 있는 데, 미분의 내화 골재와 다량의 수분(약 40%)을 공기압를 이용하여 분사시켜면 물과 골재의 비중 차이에 의한 침강 및 전로에서 발생된 열에 의해 수분이 증발하면서 기포가 발생하여 부상한 후에 빈 공간에 내화 골재가 충진 되는 형태이나, 대형 전로의 경우 충진 공간이 좁고(20-40㎜) 길이가 긴(1500-2000㎜) 3면이 밀폐된 공간에서 하부에 증발되지 않고 고인 수분(A)이 다량 존재하고, 또한 증발된 수증기(B)가 적절히 빠져 나가지 못함으로 인하여 내부에 수증기압이 발생하면 상부로부터 스프레이재의 하강을 방해하여 충진성을 저하시킴으로써 내부에 빈공간을 형성하고 사용중 용강이 침투할 수 있는 여건을 제공하게 된다. 이러한 원인으로 용강이 침투하면 용강 유출 사고의 위험이 발생할 뿐만 아니라 침투된 용강이 응고되어 원통형의 판 형상으로 존재하므로 슬리브 연와의 교체시 해체 작업 시간이 장시간 소요되어 생산성을 저하시키는 문제가 발생하였다.

본 발명은 상기 설명한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 용강 유출 사고를 방지하고 출강구 슬리브 연와 교환 작업 시간을 단축하여 생산성 향상을 도모하기 위하여 슬리브 연와와 출강구 셋트 연와 사이의 공간에 스프레이재가 치밀하게 충진되도록 연와 사이 공간의 스프레이재 충진 부위로 용강이 침투하는 것을 방지하는 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는, 전로 출강구 슬리브연와 교체후 슬리브 연와의 출강구 셋트 연와 사이의 공간에 스프레이재가 치밀하게 충진되게 함으로써 출강중 공간 사이로 용강이 침투하는 것을 방지하기 위한 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구로서, 슬리브 연와 외주에 둘레 방향으로 다수개씩 슬리브 연와의 길이 방향 소정 부위에 부착된 간격유지용 팁과; 스프레이재를 공간에 충진중에 발생하는 수증기 및 수분을 배출하기 위해 슬리브 연와와 셋트 연와 사이의 공간으로 연동하도록 슬리브 연와의 원주 방향으로 형성된 다수개의 수증기 및 수분 유출로를 구비한 상기 슬리브 연와와; 슬리브 연와를 출강구 외측에서 지지하며 수증기 및 수분을 배출하기 위한 다수의 수증기 및 수분 유출로가 둘레방향으로 형성된 슬리브 연와 지지판으로 이루어지는 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구를 제공한다.

도1(a)는 종래 구조의 (b)에 도시된 출강구 부분을 확대하여 도시한 도면, (b)는 종래 구조의 출강구를 구비한 전로의 개략도.

도2(a) 내지 (d)는 출강구 슬리브 연와의 교환 과정을 도시한 도면으로, (a)는 사용후 상태, (b)는 슬리브 연와 제거후 상태, (c)는 슬리브 연와 삽입된 상태, (d)는 연와 사이 공간을 충전시키는 상태를 도시한 도면.

도3은 종래 기술에서의 출강구에 슬리브 연와를 삽입한 상태를 단면으로 도시한 도면.

도4는 종래 기술에서 출강구에 슬리브 연와를 삽입한 후 스프레이 작업하는 것을 도시한 도면.

도5는 본 발명의 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구를 구성하는 간격 유지용 팁이 설치된 상태를 도시한 도면.

도6은 본 발명의 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구를 구성하는 다수의 수분 및 수증기 유출로가 형성된 슬리브 연와 지지판을 도시한 도면.

도7(a) 내지 (c)는 본 발명의 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지기구를 구성하는 슬리브 연와에 수분 및 수증기 유출로를 형성하는 과정을 개략적으로 도시한 도면.

도8은 본 발명의 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구를 구비한 충강구의 연와 사이 공간에 스프레이재를 충진하는 과정을 도시한 도면.

도9는 본 발명의 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구를 구비한 전로 출강구의 일부 절개 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 셋트 연와 2 : 슬리브 연와

3 : 편심 연와 4 : 슬리브 연와 지지판

5 : 출강구 6 : 스프레이재 충진공간

7 : 스프레이 노즐 10 : 간격유지용팁

11, 12 : 수분 유출로 20 : 전로

이하에서는 양호한 실시예를 도시한 첨부 도면과 관련하여 본 발명의 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구를 구제척으로 설명한다.

도5는 본 발명의 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구를 구성하는 간격 유지용 팁이 설치된 상태를 도시한 도면으로, 좌측 도면은 우측 도면의 출강구 입구 측에서 본 도면, 우측 도면은 길이 방향 단면도이며, 도6은 본 발명의 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구를 구성하는 다수의 수분 및 수증기 유출로가 형성된 슬리브 연와 지지판을 도시한 도면이고, 도7(a) 내지 (c)는 본 발명의 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구를 구성하는 슬리브 연와에 수분 및 수증기 유출로를 형성하는 과정을 개략적으로 도시한 도면이며, 도8은 본 발명의 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구를 구비한 출강구의 연와 사이 공간에 스프레이재를 충진하는 과정을 도시한 도면, 도9는 본 발명의 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구를 구비한 전로 출강구의 일부 절개 사시도이다.

도5 도시와 같이, 본발명의 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구에서는 슬리브 연와(2)의 외부 표면에 원주 방향으로 다수개의 간격유지용 팁(10)을 부착하여 스프레이재 충진 공간(6)을 일정하게 유지시키며 도6 내지 도7(a)(b)(c) 도시와같이, 슬리브 연와(2) 및 슬리브 연와 지지판(4)에 수분 및 수증기 유출로(12,11)를 다수 형성하여 스프레이 작업시 다량으로 첨가되는 수분(약 40%)이 공간(6)의 하부에 고이거나 증발된 수증기가 빠져 나가지 못하고 밀폐된 공간에서 수증기압을 형성하여 상부로부터 스프레이재가 하강하여 충진되는 것을 방해하는 현상을 방지하여 스프레이재가 치밀하게 충진되도록 구성한다.

도5 도시와 같이, 슬리브 연와 간격 유지용 팁(10)은 한 변의 길이가 20-100㎜이고 높이가 슬리브 연와(2) 외주와 출강구 셋트 연와(1) 및 편심 연와(3) 내주의 간격, 즉 스프레이재 충진 공간(6)의 70 - 95% 크기인 사각형 판상 내화물로 이루어지며 슬리브 연와(2) 외주 표면에 세라믹 본드를 사용하여 부착한다. 이때, 한 변의 길이가 20㎜ 이하로 작을 경우 슬리브 연와와 부착되는 단면이 작아 슬리브 연와(2)를 출강구 셋트 연와(1) 내로 삽입하는 과정에서 충격 등에 의해 떨어질 수 있고, 100㎜ 이상으로 너무 클 경우 스프레이재의 유로를 방해할 수 있어서 바람직하지 못하다. 또한, 상기 간격유지용 팁(10)의 재질은 산성, 중성, 및 염기성 재질중 어느 것을 사용하여도 되나, 슬리브 연와와 출강구 셋트 연와 및 스프레이재가 모두 염기성 재질이므로 마그네시아(MgO), 마그네시아 카본(MgO-C), 마그네시아 크롬(MgO-Cr)등의 염기성 재질을 사용하는 것이 산성이나 중성 재질 보다 좋다.

간격유지용 팁(10)의 부착 위치는 슬리브 연와(2)의 양끝 선단에서 각각 50 - 200㎜인 위치에 부착하며 한 곳의 원조 방향 개수는 3 - 6개씩 부착하는 것이 바람직하며, 원주 방향 개수가 3개 이하일 경우 어느 한 쪽으로 치우질 수 있으며, 6개 보다 많을 경우 스프레이재의 유로를 방해할 수 있어서 바람직하지 못하다. 또한, 상기 간격 유지용 팁(10)은 슬리브 연와의 형상이 원통형이므로 그라인더를 이용하여 부착할 부위를 적당하게 평면으로 연마한 후에 부착하는 것이 효과적이다.

한편, 도6에 도시한 바와같은 슬리브 연와 지지판(4)에 형성된 수분 유출로(11)는 조립된 상태에서 스프레이재 충진 공간(6)의 중앙에 위치하도록(도8 참고) 원주 방향으로 4 - 20개 일정한 간격으로 형성하며, 좁은부(a)의 크기는 3 - 10㎜이고 긴 부(b)는 50 - 100㎜ 크기로 하는 것이 바람직하다. 좁은부가 10㎜보다 크면 수분과 함께 스프레이재의 골재가 다량으로 같이 유출될 수 있다.

한편, 슬리브 연와에 형성된 수분유출로(12)는 도7(a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 원통형 슬리브 연와(2) 일단부면에 내 외부가 연통되도록 폭 3 - 10㎜, 깊이 5 - 20㎜인 형태로 원주 방향으로 3 - 8개를 형성하며, 수분 유출로(12)가 형성되지 않은 슬리브 연와(2)와 조합하여 도7(c)의 도시와같이, 세라믹 본드로 이들 슬리브 연와들을 접착하여 구성한다. 이 때, 폭이 10㎜이상으로 크거나 원주 방향으로 8개 보다 많게 형성하면 스프레이 작업시 수분과 함께 스프레이 골재가 다량으로 유출될 수 있을 뿐만 아니라 가동중 슬리브 연와 내부로 통과 하는 용강이 골재 사이로 침투할 수 있는 경로를 제공하게 되므로 바람직하지 못하다.

상기와 같이 구성된 가스 유출로(12)가 구비된 슬리브 연와(2) 및 간격유지용 팁(10)과 가스유출로(11)가 형성된 슬리브 연와 지지판(4)이 장착된 출강구(5)의 구조를 보이기 위하여 도9에는 일부 절개 사시도로서, 연와 사이의 용강 침투 방지 기구를 구비한 전로의 출강구가 도시되고 있다.

이하에서는 상기 설명한 본 발명의 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구의 작용을 설명한다.

도5(a),(b) 도시와 같은 간격유지용 팁(10)이 출강구(5)의 슬리브 연와(2) 표면에 부착된 상태에서 슬리브연와(2)를 출강구 셋트 연와(1) 내부로 삽입하면 슬리브연와가 어느 한 쪽으로 치우치지 않고 삽입될 수 있으며, 스프레이재가 충진될 수 있는 공간이 원주 방향으로 일정하게 유지될 수 있다. 이러한 상태에서 도8 도시와같이, 슬리브 연와(2)와 슬리브 연와 지지판(4)을 설치한 상태에서 스프레이 노즐(7)을 사용하여 스프레이 작업을 실시하면 다량의 수분(약 40%)과 함께 스프레이재가 좁고 긴 스프레이재 충진공간(6)으로 유입되면서 슬리브 연와 지지판(4)과 슬리브 연와(2)에 형성된 수분 유출로(11,12)를 통해 수분 및 기화된 수증기가 적절하게 빠져 나감으로써 상부에서 계속 유입되는 스프레이재가 하부부터 치밀하게 충진된다.

상기 설명한 본 발명의 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구에 의하면, 출강구의 슬리브 연와를 교체한 후 스프레이 작업을 실시하는 경우 스프레이재가 치밀하게 충진되므로 슬리브 연와와 셋트 연와의 사이 공간으로 용강이 침투하는 것이 방지되므로 설비 사고가 방지되고 슬리브 연와 교체를 위한 해체 작업이 용이하게 되어 슬리브 연와 교체 작업 시간이 단축되어 생산성 향상을 도모할 수 있는 실용적인 효과가 얻어진다.

Claims (1)

1. 전로 출강구(5) 슬리브 연와(2) 교체후 슬리브 연와(2)와 출강구 셋트 연와(1) 사이의 공간(6)에 스프레이재가 치밀하게 충진되게 함으로써 출강중 공간 사이로 용강이 침투하는 것을 방지하기 위한 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지 기구로서, 슬리브 연와(2) 외주에 둘레 방향으로 다수개씩 슬리브 연와(2)의 길이 방향 소정 부위에 부착된 간격유지용 팁(10)과; 스프레이재를 공간(6)에 충진중에 발생하는 수증기 및 수분을 배출하기 위해 슬리브 연와(2)와 셋트 연와(1) 사이의 공간(6)으로 연통하도록 슬리브 연와(2)의 원주 방향으로 형성된 다수개의 수증기 및 수분 유출로(12)를 구비한 상기 슬리브 연와(2)와; 슬리브 연와(2)를 출강구(5) 외측에서 지지하며 수증기 및 수분을 배출하기 위한 다수의 수증기 및 수분 유출로(11)가 둘레방향으로 형성된 슬리브 연와 지지판(4)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전로 출강구 연와 사이의 용강 침투 방지기구.