KR100348064B1 - 고로노저출선개공위치선정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로 개수를 위하여 노내에 잔류되어 있는 용융물을 배출시키기 위해 노저 연와에 임시로 개공하는 노저 출선작업시 출선 개공의 정확한 위치를 추정하기 위한 고로 노저 출선 개공 위치 선정방법에 관한 것으로, 고로 노저 출선작업시 노저 출선을 위한 개공위치를 결정함에 있어서, 고로 노심부에 삽입 설치한 2개의 열전대를 사용하여 화입후 최고온도 및 현재온도를 측정하고, 상기 각각의 열전대에 대하여 잔존 연와두께와 응고층두께를 계산하여 노저 출선 개공위치를 산정하고, 상기 개공위치의 차이가 일정값(0.5m) 이하이면 양자의 개공위치의 평균값을 노저 출선 개공위치로 선정하고, 일정값 이상이면 양자중 작은 값을 개공위치로 선정하는 것을 특징으로 한다.

Description

고로 노저 출선 개공 위치 선정방법

본 발명은 고로 개수를 위하여 노내에 잔류되어 있는 용융물을 배출시키기 위해 노저 연와에 임시로 개공 하는 노저 출선작업시 출선 개공의 정확한 위치를 추정하기 위한 고로 노저 출선 개공 위치 선정방법에 관한 것이다.

고로에서의 노저 출선은 고로 개수를 위하여 노저 연와에 임시로 개공 하여 노내에 잔류되어 있는 용융물을 배출시키는작업으로, 노내에 잔류되어 있는 용융물을 최대한 배출하여 개수작업시의 발파 해체물량을 최소한으로 줄임으로써 개수시간을 단축하기 위한 것이다.

일반적으로, 노저 출선의 작업공정은 노저의 잔류 용융물의 바닥위치 즉, 연와 침식위치를 추정하여 노저 연와의 개공위치를 선정한 후 산소 토치방식으로 노저 연와의 철피 외면에서부터 용융물이 있는 위치까지 개공 하여 노내 용융물이 노외로 배출되게 하는 공정이다.

따라서, 잔류하는 용융물의 물량을 최소로 하기 위해서는 가능한 개공위치를 노저 용융물의 바닥위치를 정확하게 산정하여 이 위치로 선정하는 것이 매우 중요하다.

만약 실제 용융물보다 높은 위치에서 개공 하여 용융물을 배출시키면 개공한 위치만큼 용융물이 노내에 잔류하여 다량의응고된 용융물이 발생하여 개수작업시 발파작업에 오랜 시간이 소요되게 된다.

종래에는 노저출선의 개공위치를 선정하기 위하여 노저 중심부에 설치된 열전대 온도를 사용하여 잔존연와 두께 및 응고층 두께를 추정하고 이를 고려하여 개공위치를 선정하는 방법을 사용하고 있다.

또한, 잔존 연와두께 및 응고층두께를 추정하는 방법은 일본 공개 특허공보 소 56-1632207에 나타낸 바와 같은 방법이 사용되었다.

먼저 잔존 연와두께의 계산은 다음 수학식 1, 2에 의해서 계산된다.

Lr=(Tp-T2)/(T2-T1)*L12 (Lr〉L2)

Lr=(Tp-T2)/(T2-T1)*L12/K1-L1/K1}*K2 (Lr〈L2)

상기 수학식 1, 2에서 Lr은 잔존 연와두께, Tp는 가동면의 온도, T1 및 T2는 각각 열전대1, 2의 온도, L12는 열전대1과열전대2사이의 거리, K1은 연와1의 열전도도, L1은 냉각관에서 열전대까지의 거리, L2는 열전대와 연와 1과 2사이의 거리를 나타낸다.

또한, 응고층두께는 다음 수학식 3, 4에 의해서 계산된다.

Ls={(Tp-T2)/(T2-T1)*L12-Lr} (Lr〉L2)

Ls={(Tp-T2)/(T2-T1)*L12/K1-L1/K1-Lr/K2}*Ks (Lr〉L2)

상기 수학식 3, 4에서 Ls는 응고층두께, K2는 연와 2의 열전도도를 나타낸다.

다음으로 노저 출선 개공위치는 다음 수학식 5, 6에 의해서 구해진다.

Lp=L1+L2+Lr (Lr〉L2)

Lp=L1+L2+Lr+Ls (Lr〈L2)

일반적으로 상기와 같은 종래의 방법에서 개공위치 선정을 위한 잔존 연와두께 및 응고층두께를 추정하는데 있어서 열전대의 온도가 입력자료로 활용되나, 고로를 개수하게 되는 노 말기가 되면 노저 바닥 중심에 설치된 열전대가 열부하를 받아서 접점부위의 단락 등으로 열전대의 온도가 정확하게 검지 되지 않는 경우가 대부분이며, 노중심부에 있는 열전대는고로건설시에 한 번 설치하고 나면 보수가 불가능하기 때문에 고로 개수시에 노저 출선을 위한 잔존 연와두께 및 응고층두께를 추정하는데 심각한 문제가 되며 정확한 개공위치를 선정하는 것이 거의 불가능하거나 손상된 열전대 온도의 오차로 인하여 잘못된 개공위치를 선정하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결 하고자 발명된 것으로, 열전대의 일부가 손상되어 정확한 열전대의 온도가 검지 되지 않는 경우에도 정확하게 개공위치를 선정할 수 있는 고로 노저 출선 개공위치 선정방법을 제공함을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 갖는 본 발명은 고로 노저 출선작업시 노저 출선을 위한 개공위치를 결정함에 있어서, 고로 노심부에삽입 설치한 2개의 열전대를 사용하여 화입후 최고온도 및 현재온도를 측정하고, 상기 각각의 열전대에 대하여 잔존연와두께와 응고층두께를 계산하여 노저 출선 개공위치를 산정하고, 상기 개공위치의 차이가 일정값(0.5m) 이하이면 양자의개공위치의 평균값을 노저 출선 개공위치로 선정하고, 일정값 이상이면 양자중 작은 값을 개공위치로 선정하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 노저 출선 개공 위치 선정방법의 개략도,

도 2는 개공 위치 추정을 위한 노저 개략도,

도 3은 본 발명에 의한 개공 위치 선정의 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 노저 2: 연와1

3: 연와2 4: 열전대1

5: 열전대2 6: 냉각관

Lr: 잔존 연와두께 Ls: 응고층두께

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명 고로 노저 출선 개공위치 선정방법을 상세히 설명한다.

도 1은 노저 출선시 개공위치를 선정하는 방법의 개략도이고, 도 2는 개공위치 추정을 위한 노저 개략도이며, 도 3은 본발명에 의한 개공위치 선정의 흐름도이다.

이하 본 발명의 구성을 각 단계별로 나누어서 설명한다.

첫 단계로 도 1에 나타낸 열전대1(4)과 열전대2(5)를 사용하여 화입후 최고온도 및 현재온도를 측정한다.

둘째 단계로서 각 열전대(4, 5)의 온도에 대하여 잔존 연와두께를 각각 계산한다.

도 2에 나타낸 바와 같이 노저(1)에 열전대(4, 5)가 설치되어 있는 경우 잔존 연와두께는 다음 수학식 7, 8에 의해 계산된다.

Lr=(Tp-Tm)/(Tm-Twb)*K1*(L1/K1+1/Hb) (Lr≤L2)

Lr=Lr ⁰ +L2={(Tp-Tm)/(Tm-Twb)*(L1/K1+1/Hb)-L2/K1}*K2+L2=(Tp-Tm)/(Tm-

Twb)*K2*(L1/K1+1/Hb-L2/K1)+L2 (Lr〉L2)

상기 수학식 7, 8에서 K1, K2는 연와1(2), 연와2(3)의 열전도도, L1, L2는 노저 냉각관(6)에서 열전대(4, 5)사이의 거리,열전대(4, 5)와 연와1(2)과 연와2(3)의 경계면까지의 거리, Tp, Tm, Twb는 가동면의 온도, 열전대(4, 5)의 화입후 최고온도, 냉각관(6) 냉각수의 온도, Lr은 잔존 연와두께를 나타낸다.

셋째 단계로서 열전대(4, 5)의 현재온도를 사용하여 응고층두께를 다음 수학식 9, 10에 의해 구한다.

Ls=(Tp-Tm)/(Tm-Twb)*Ks*(L1/K1+1/Hb)-(Ks/K1)Lr (Lr≤L2)

Ls={(Tp-Tm)/(Tm-Twb)*(L1/K1+1/Hb)-L2/K1-Lr ⁰ /K2}*K2 (Lr〉L2)

상기 수학식 9, 10에서 Ls는 응고층두께, Ks는 응고층의 열전도도, Tc는 열전대(4, 5)의 현재온도를 나타낸다.

넷째 단계로서 노저 출선의 개공위치를 다음 수학식 11, 12와 같이 결정한다.

Lp=L1+Lr+Ls (Lr〈L2)

Lp=L1+L2+Lr+Ls (Lr〉L2)

마지막 단계로서 노저 중심부에 삽입되어 있는 열전대1(4)과 열전대2(5)에 대하여 상기의 첫째 단계부터 넷째 단계까지수행하여 얻은 노저출선의 개공위치를 Lp1, Lp2라고 각각 표시하고 노저출선시 선정할 개공위치를 다음 수학식 13, 14에의해 구한다.

Lp=(Lp1+Lp2)/2

Lp=min(Lp1, Lp2)

이하 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

내용적이 2500m3인 고로에 노저 출선의 개공위치의 선정을 실시하였다.

노저 바닥의 중심부에 설치되어 있는 열전대의 위치 및 온도는 하기 표 1에 나타내고, 물성치 및 냉각조건은 하기 표 2에나타내었다.

상기 표 1과 표 2에 나타낸 바와 같은 입력자료를 사용하여 노저 출선의 개공위치를 산정한다.

먼저 열전대1에 대하여 잔존 연와두께는 상기 수학식 7에 의하여 Lr은 2.608m로서 1.6m인 L2보다 크므로, 상기 수학식 8에 의하여 Lr은 0.202m로서 구해진다.

한편, 응고층두께는 상기 수학식 10에 의하여 0.111m로 구해진다.

따라서, 열전대1에 의한 노저 출선 개공위치는 상기 수학식 12에 의해 3.113m로 된다.

다음으로 열전대2에 대하여 잔존 연와두께를 상기 수학식 7에 의하여 구하면 Lr은 2.97m로 1.0m인 L2보다 크므로 다시 수학식 8을 적용하면 Lr은 0.394m로 구해진다.

한편, 응고층두께는 상기 수학식 10에 의하여 0.138m로 구해진다.

따라서, 열전대2에 의한 노저 출선 개공위치는 상기 수학식 12에 의해 3.332m로 된다.

마지막으로 열전대1과 열전대2에 의한 개공위치의 차가 0.5m 미만이므로 상기 수학식 14에 의하여 노저 출선 개공위치는3.222m로 된다.

다음에는 동일한 조건하에서 종래의 방법에 따른 계산을 해보면, 잔존 연와두께는 상기 수학식 1에 의해 Lr은 7.31m가 되고 1.0m인 L2보다 크므로 다시 상기 수학식 2에 의해 계산하면 1.383m가 된다.

한편, 응고층두께는 상기 수학식 4에 의해 0.219m가 되고 노저 출선의 개공위치는 상기 수학식 6에 의해 4.402m로 구해진다.

실제 고로 개수시에 측정한 노저 출선의 개공위치는 3.158m로서 본 발명에 의한 방법이 보다 정확함을 알 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명 고로 노저 출선 개공 위치 선정방법을 사용하면, 열전대의 일부가 손상되어 정확하게온도가 검지 되지 않는 경우에도 정확하게 개공위치를 선정할 수 있어, 노저 출선작업을 원활하게 할 수 있고 고로 개수에 소요되는 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 고로 노저 출선작업시 노저 출선을 위한 개공위치를 결정함에 있어서, 고로 노심부에 삽입 설치한 2개의 열전대를 사용하여 화입후 최고온도 및 현재온도를 측정하고, 상기 각각의 열전대에 대하여 (용선과 연와 접촉면 온도-열전대 온도)/(열전대 온도- 냉각수 온도)*하부층 연와 열전도도*(냉각관에서 열전대 사이의 두께/연와 열전도도+1/냉각관 열전달계수)의 식과 (용선과 연와 접촉면 온도-열전대 온도)/(열전대 온도-냉각수 온도)*상부층 연와 열전도도*(냉각관에서 열전대 사이의 두께/연와 열전도도+1/냉각관 열전달계수-냉각관에서 열전대 사이의 두께/연와 열전도도)+냉각관에서 열전대 사이의 두께의 식에 의하여 잔존연와두께를 계산하고, (용선과 연와 접촉면 온도-열전대 온도)/(열전대 온도-냉각수 온도)*응고층 열전도도*(냉각관에서 열전대 사이의 두께/연와 열전도도+1/냉각관 열전달계수)-(응고층 열전도도/하부층 연와 열전도도)잔존연와두께의 식과 {(용선과 연와 접촉면 온도-열전대 온도)/(열전대 온도-냉각수 온도)*(냉각관에서 열전대 사이의 두께/연와 열전도도+1/냉각관 열전달계수)-냉각관에서 열전대 사이의 두께/연와 열전도도-상부층 연와두께/상부층 연와 열전도도}*응고층 열전도도의 식에 의하여 응고층두께를 계산한 후 노저출선 개공위치를 산정하며, 상기 개공위치의 차이가 일정값(0.5m) 이하이면 양자의 개공위치의 평균값을 노저 출선 개공위치로 선정하고, 일정값 이상이면 작은 값을 개공위치로 선정하는 것을 특징으로 하는 고로 노저 출선 개공 위치 선정방법.

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