KR100328033B1 - Refractory constructing device for protecting inclined lance nozzle of vacuum degassing equipment - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 진공탈가스장치내로 산소를 취입하는 경사랜스 노즐을 용강에 의한 침식으로 부터 보호하기 위한 내화물 축조장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 랜스노즐의 용강침식을 방지하고, 수명을 연장시켜 탈가스조의 보수회수를 줄이며, 탈탄효율의 증가로 신속하고 효과적인 탈가스 조업이 이루어지도록 하고, 탈가스조내의 지금부착량을 감소시켜 안정적인 조업을 실시할수 있도록 개선된 진공탈가스장치의 경사랜스 노즐보호용 내화물 축조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a refractory construction apparatus for protecting an inclined lance nozzle that injects oxygen into a vacuum degassing apparatus from erosion by molten steel, and more particularly, to prevent molten steel erosion of the lance nozzle and to prolong the lifetime thereof. Refractory construction for inclined lance nozzle protection of the vacuum degassing device to reduce the number of repairs of the tank, to improve the decarburization efficiency, to enable quick and effective degassing operation, and to reduce the amount of deposition in the degassing tank to perform stable operation. Relates to a device.
일반적으로 진공탈가스 설비(100)는 제 1도에 도시된 바와 같이 상,하부조 (110)(112)가 내부에서 진공을 형성하며, 하부조(112)의 일측 침적관(115)으로 부터 용강(120)이 상승하여 하부조(112)의 타측 침적관(117)으로 용강(120)이 하강하여 순환을 이루고, 상기 상,하부조(110)(112)의 내부로 랜스노즐(130)을 이용하여 산소를 취입하고, 용강(120)중의 불순물을 제거시키도록 된 것이다.In general, the
이러한 진공 탈가스 설비(100)에서 산소취입기술은 용강(120)중에 침적한 노즐로 부터 산소를 취입하는 방법과, 탈가스조 천정덮개로 부터 탈가스조의 내부로 삽입한 랜스로 부터 용강면위에 산소를 취입하는 방법등이 있으며, 제 1도 및 제 2도에 도시된 바와 같이, 탈가스조의 측벽에 위치한 노즐(130)로 부터 용강(120)면의 상부에 비스듬히 산소를 취입하는 방법등이 있다. 특히 세 번째의 방법에서 경사랜스노즐(130)은 도 1에 도시된 바와 같이, 탈가스조의 사방에 각각 배치되고, 내화벽체에 대하여 대략 20°의 경사를 유지하면서 산소를 분사시키게 된다.In this
이러한 산소취입방법중에서 첫 번째의 방법은 탈탄효율과 설비 안정성이 높아 보편적으로 채용되고 있지만 산소취입시 용강의 스플래쉬(Splash)로 인하여 탈가스조의 벽체에 지금이 다량 부착되는 문제점이 있다. 그리고, 두 번째의 방법에서는 탈탄처리중에 발생한 CO가스와, 취입한 산소의 2차연소를 중시한 것으로 고탄, 저산소영역에서의 탈탄속도가 향상되고, RH처리중의 용강온도저하를 감소시킬수 있으나, 설비투자 비용이 높다. 한편, 세 번째의 방식은 상기 두 번째의 방식에 비하여 휠씬 적은 투자비로서 두 번째방식과 동등 또는 그 이상의 효과를 얻을수 있어서 경제적인 반면에, 벽체 가동면에 위치한 랜스노즐(130)선단과, 그 주변 내화물의 조기손상이 문제점으로 제기되는 것이다.Among the oxygen blowing methods, the first method is generally adopted because of its high decarburization efficiency and equipment stability, but there is a problem that a large amount is now attached to the wall of the degassing tank due to the splash of molten steel during oxygen injection. In the second method, the CO gas generated during the decarburization treatment and the secondary combustion of the injected oxygen are emphasized, so that the decarburization rate in the high carbon and low oxygen region can be improved and the molten steel temperature decrease during the RH treatment can be reduced. The investment cost is high. On the other hand, the third method is more economical than the second method because it can achieve the same or more effect than the second method, while the third method is economical, while the front end of the
상기와 같은 산소분사방식중 세 번째의 경사분사방식과 관련된 노즐(130)의 상세 구조가 도 3에 도시되어 있다. 상기 노즐(130)구조는 탈가스조를 이루는 원통형의 철피(132)내측에 돌로마이트등과 같은 영구장 내화물층(135)이 형성되고, 그 내측으로는 마그네시아와 같은 영구장 내화물층(137)이 형성되며, 그 내측으로 내화벽돌(140)이 일정두께로 축조된다. 그리고, 상기 철피(132)와 영구장 내화물(135)(137) 및 내와 벽돌(140) 등을 경사랜스노즐(130)이 관통하여 삽입되고, 노즐(130)의 선단에서 내화물 벽체에 대하여 대략 20°의 각도를 이루면서 산소가 분사되는 것이다. 그러나, 이러한 분사방식에서는 상기 노즐(130)의 선단은 도 3에서 점선으로 도시된 바와 같이, 노즐(130)주위의 내화벽돌(140)이 돔(Dome)형상으로 오목하게 침식되어 파손되는 것이다. 이러한 부분적인 내화벽돌(140)의 침식은 랜스노즐(130)의 선단(130a)으로 부터 대략 170mm 내측 부근에 노즐목 (150)( throat )이 위치되기 때문에, 이러한 랜스의 노즐목(150)부분까지 내화벽돌(140)이 침식되어 노즐목(150)을 손상시키는 것이다. 이러한 경우는 랜스노즐(130)을 통한 산소공급량의 조절이 불가능하기 때문에 탈가스조의 안전운전에 큰 위험요소가 되는 것으로서 이러한 경우는 침식정도에 따라서, 탈가스조의 운전을 정지하고, 침식된 해당 내화벽돌(140)과 랜스노즐(130)등을 교체하는 보수작업을 실시하는 것이다.The detailed structure of the
한편, 상기와 같은 종래의 내화물 축조장치는 침식된 내화벽돌(140)을 교체하고자 하는 경우, 랜스노즐(130)주위의 내화벽돌(140)을 상당량 교체하여야 하며, 이는 도 8에 도시된 바와 같이, 랜스노즐(130)주위의 내화벽돌(140)뿐만이 아니라 탈가스조의 상부측 보강 브라켓트(152)까지의 모든 내화벽돌(140)을 교체하여야 하며, 이는 상기 내화벽돌(140)이 하부에서 차례로 쌓아 올려진 구조이기 때문에 노즐(130)부분만의 교체작업이 불가능하고, 노즐(130)주위와 더블어서 그 상부측의 다량의 내화벽돌(140) 교체를 요구하는 것이었다.On the other hand, in the conventional refractory construction device as described above, if you want to replace the eroded
따라서, 상기와 같은 종래의 내화물 축조장치는 침식된 내화물의 교체작업시 다량의 내화벽돌(140)이 손실됨으로서 탈가스조의 운전시간이 단축되고, 내화물 보수 유지등에도 비용이 많이 필요한 문제점을 갖는 것이었다.Therefore, the conventional refractory construction apparatus as described above has a problem that the operation time of the degassing tank is shortened due to the loss of a large amount of
본 발명은 상기와 같은 세 번째의 경사취입방식에서 제기되는 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 랜스노즐의 용강침식을 방지하고, 수명을 연장시켜 탈가스조의 보수회수를 줄이며, 탈탄효율의 증가로 인하여 신속하고 효과적인 탈가스 조업이 이루어지도록 하며, 신속한 보수유지로서 내화물 교체에 관련된 비용과 시간을 절약하여 안정적인 조업을 실시할수 있도록 개선된 진공탈가스장치의 경사랜스 노즐보호용 내화물 축조장치를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.The present invention is to solve the problems posed by the third inclined blowing method, to prevent the molten steel erosion of the lance nozzle, to extend the service life of the degassing tank to reduce the number of repairs, due to the increase in decarburization efficiency The purpose of the present invention is to provide a refractory build-up device for inclined lance nozzle protection of a vacuum degassing device, which enables improved and efficient degassing operation and saves time and money related to refractory replacement as a quick maintenance. It is.
도 1은 일반적인 진공탈가스장치의 구성도;1 is a block diagram of a general vacuum degassing apparatus;
도 2는 일반적인 진공탈가스장치의 단면도;2 is a cross-sectional view of a general vacuum degasser;
도 3은 종래의 기술에 따른 내화물 축조장치를 도시한 것으로서 경사랜스 노즐주위의 구성과 침식부분을 도시한 구성도;3 is a view showing the structure of the refractory construction apparatus according to the prior art showing the configuration and erosion around the inclined lance nozzle;
도 4는 본 발명의 내화물 축조장치를 도시한 것으로서,Figure 4 shows a refractory construction device of the present invention,
a)는 내화벽돌턱상에 경사랜스 노즐이 위치한 구성을 도시한 단면도,a) is a cross-sectional view showing a configuration in which the inclined lance nozzle is located on the firebrick;
b)는 내화벽돌턱하부에 경사랜스 노즐이 위치한 구성을 도시한 단면도;b) is a cross-sectional view showing a configuration in which the inclined lance nozzle is located under the refractory brick wall;
도 5는 본 발명의 경사랜스 노즐보호용 내화물 축조장치에 갖춰진 브라켓의배치도;5 is a layout view of a bracket provided in the refractory construction device for inclined lance nozzle protection of the present invention;
도 6은 본 발명의 경사랜스 노즐보호용 내화물 축조장치에 갖춰진 브라켓의 단면도;6 is a cross-sectional view of the bracket provided in the refractory construction device for inclined lance nozzle protection of the present invention;
도 7은 본 발명의 경사랜스 노즐보호용 내화물 축조장치를 이용하여 내화물을 해체하는 경우, 내화물 해체부분을 도시한 구성도;7 is a block diagram showing the refractory dismantling portion when dismantling the refractory body using the refractory construction device for inclined lance nozzle protection of the present invention;
도 8은 종래의 기술에 따른 내화물 축조장치를 이용하여 내화물을 해체하는 경우, 내화물 해체부분을 도시한 구성도.8 is a block diagram showing the refractory dismantling portion when dismantling the refractory using the refractory construction device according to the related art.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
30..... 내화돌출턱 50..... 브라켓트30 ..... Fireproof Jaw 50 ..... Bracket
110.... 상부조 112.... 하부조110 ....
120.... 용강 130.... 랜스노즐120 ...
132.... 철피 135,137... 영구장 내화물층132 .... Iron 135,137 ... Permanent field refractory layer
140.... 내화벽돌 150.... 노즐목140 .... Firebrick 150 .... Nozzle Throat
P...... 침식선P ...... Erosion line
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 진공 탈가스장치내로 산소를 취입하는 경사랜스 노즐보호용 내화물 축조장치에 있어서, 탈가스조의 내측으로 삽입되는 산소분사노즐주위의 내화벽돌층을 탈가스조의 내벽으로 부터 일정높이 돌출되도록 내화벽돌턱을 형성하고, 상기 내화벽돌턱의 하부면과 이에 인접하는 벽체내화물의 인접모서리부분에서 상기 랜스노즐의 하단부가 위치되도록 하며, 상기 내화벽돌턱을 형성하는 내화벽돌층은 철피로 부터 영구장 내화물층을 관통하여 연장된 다수개의 브라켓트에 의해서 구획되어 지지됨으로서 상기 내화벽돌턱의 부분적인 교체가 가능하도록 구성됨을 특징으로 하는 진공탈가스장치의 경사랜스 노즐보호용 내화물 축조장치를 마련함에 의한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an inclined lance nozzle protection refractory construction device for injecting oxygen into a vacuum degassing apparatus, wherein the refractory brick layer around the oxygen injection nozzle inserted into the degassing tank has a A refractory brick jaw is formed to protrude a predetermined height from the inner wall, and a fireproof part is formed at the lower surface of the refractory brick jaw and the lower edge of the lance nozzle is located at an adjacent edge portion of the wall refractory adjacent thereto. Refractory for inclined lance nozzle protection of a vacuum degassing apparatus, characterized in that the brick layer is partitioned and supported by a plurality of brackets extending through the permanent field refractory layer from the bark. By providing a construction device.
이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
본 발명의 진공탈가스장치의 경사랜스 노즐보호용 내화물 축조장치(20)는 도 4에 도시된 바와 같이, 탈가스조의 내측으로 삽입되는 산소분사노즐(130)주위의 내화벽돌(140)층을 탈가스조의 내벽으로 부터 일정높이 돌출되도록 내화벽돌턱(30)을 형성하고 있다.As shown in FIG. 4, the
그리고, a)도에 도시된 바와 같이, 랜스노즐(130)의 하단부(130a)가 상기 내화벽돌턱(30)의 일측 하부모서리(30a)부분에서 위치되도록 하는 것이다. 이러한 경우, 상기 내화벽돌턱(30)에 위치된 내화벽돌(140)은 그 두께(T)가 벽체내화물의 두께(t)에 비하여 1.1 내지 1.5배를 이루는 것이며, 상기에서 1.1 이하이면 내화벽돌턱(30)이 벽체내화물과 거의 같은 레벨을 이룸으로서 침식억제 효과를 얻기 어려우며, 두께비가 1.5배이상이면 상기 내화벽돌턱(30)이 과도하게 벽체내화물로 부터 돌출됨으로서 과도한 침식을 초래하는 것이다. 이러한 상기와 같은 구조에서는 도 4a)에서 점선으로 도시된 바와 같이, 침식선(p)이 발생되는 경우, 내화벽돌(140)의 침식부분이 노즐목(150)부에 까지 빠르게 이루어짐으로서 노즐목(150)부분을 손상시킬수 있는 것이다.And, as shown in Figure a), the
한편, 도 4b)에는 4a)도에서와 같이, 내화벽돌(140)층을 탈가스조의 내벽으로 부터 일정높이 돌출되도록 내화벽돌턱(30)을 형성시키되, 랜스노즐(130)의 하단부(130a)가 상기 내화벽돌턱(30)의 하부면과 이에 인접하는 벽체내화물의 인접모서리(30b)부분에서 위치되도록 하는 것이다. 이같은 경우에도, 상기 내화벽돌턱(30)에 위치된 내화벽돌(140)은 그 두께(T)가 벽체내화물의 두께(t)에 비하여 1.1 내지1.5배를 이루는 것이며, 상기와 같은 구조에서는 도 4b)에 점선으로 도시된 바와 같이, 침식선(p)이 발생되는 경우, 내화벽돌(140)의 침식부분이 노즐목(150)부에 도달되지 못하며, 따라서 노즐목(150)부는 용강(120)에 의한 침식으로 부터 보호되어 수명이 크게 연장되는 것이다.On the other hand, in Figure 4b) as shown in Figure 4a), to form a
도 4a)와 도 4b)의 구조를 각각 실제로 구성하여 침식정도를 측정한 결과,도 4b)의 구조가 도 3의 종래기술 및 도 4a)의 구조에 비하여 적어도 2배의 수명연장을 이룰수가 있었고, 내화벽돌(140) 및 랜스노즐(130)의 교체시기가 2배이상 연장되는 것이었다.As a result of measuring the erosion degree by actually configuring the structures of FIGS. 4A) and 4B, respectively, the structure of FIG. 4B) was able to achieve at least twice the lifespan compared to the structure of FIG. 3 and the structure of FIG. 4A). , Replacement of the
한편, 도 5 및 6에는 본 발명에 따른 내화물 축조장치의 브라켓트(50)가 장착되어 있다. 상기 브라켓트(50)들은 내화벽돌턱(30)을 형성하는 내화벽돌(140)층을 철피(132)로 부터 영구장 내화물층(135)(137)을 관통하여 연장지지함으로서 상기 내화벽돌턱(30)의 부분적인 교체가 가능하도록 구성된 것이다. 상기 브라켓트(50)들은 그 길이(L)가 영구장내화물층(135)(137)의 두께(k)의 1.1내지 1.5배를 이루는 것으로서, 1.1배 이하이면, 브라켓트(50) 상부측의 내화물을 지지하는 힘이 미약하고, 1.5배 이상이면 브라켓트(50)가 내화벽돌(140)과 내화벽돌(140)사이에서 차지하는 공간이 너무 크고, 브라켓트(50)를 위치시키기 위하여 내화벽돌(140)을 가공하는 부피가 너무 커서 작업하기가 곤란하다.5 and 6, the
그리고, 상기와 같은 브라켓트(50)들은 내화벽돌턱(30)을 벽체 내화물로 부터 구획하는 상단 경계선에 한줄(50a)이 형성되고, 하단 경계선 및 그 상부측으로 각각 한줄(50b)(50c)씩 형성되며, 전체적으로는 3개의 줄로서 이루어지고, 이들 각각의 폭은 내화돌출턱(30)부분의 폭이상으로 연장되어 있다. 따라서, 상기 내화돌출턱(30)을 보수하고자 하는 경우는 해당부분의 내화벽돌(140)만을 교체할수 있게 되며, 이는 도 8에 도시된 바와 같이 내화돌출턱(30)의 상단경계선 상부측의 내화벽돌(140)들은 상기 상부측 브라켓트(50)들에 의해서 지지됨으로서 내화돌출턱(30)의 교체시에도 견고히 지지되어 탈락이 방지되는 것이다. 그리고, 상기 내화돌출턱(30)은 하부측의 2줄(50b)(50c)의 브라켓트에 의해서 지지됨으로서 내화돌출턱(30)의 교체시 하부 벽체내화물에 아무런 손상도 주지 않는 것이다.In addition, the
상기에서와 같이 본 발명에 의하면, 내화벽돌(140)층을 탈가스조의 내벽으로 부터 일정높이 돌출되도록 내화벽돌턱(30)을 형성시키되, 랜스노즐(130)의 하단부(130a)가 상기 내화벽돌턱(30)의 하부면과 이에 인접하는 벽체내화물의 인접모서리(30b)부분에 위치되도록 함으로서 랜스노즐(130)의 용강침식을 방지하고, 수명을 연장시켜 탈가스조의 보수회수를 줄이며, 탈탄효율의 증가로 인하여 신속하고 효과적인 탈가스 조업이 이루어지도록 한다. 그리고, 내화벽돌턱(30)을 벽체 내화물로 부터 구획하는 브라켓트(50)들을 갖추며, 내화돌출턱(30)의 교체작업시 신속한 보수유지로서 내화물 교체에 관련된 비용과 시간을 절약하는 개선된 효과가 얻어지는 것이다.According to the present invention as described above, the
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Family Applications (1)
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