KR100368274B1 - 코렉스 용융로용 노즐 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 코렉스설비의 용융로에 설치되는 노즐에 관한 것으로, 보다 상세히는, 용융로내부의 고온 용융물에 대한 침식저항성이 우수하고, 고압의 산소가스에 대한 내마모성을 증진시켜 고수명을 가지며, 냉각수 유출사고에 의한 조업중단을 예방하면서 로내부로 산소를 공급하는 코렉스 용융로용 노즐에 관한 것이다.
본 발명은, 냉각수라인(9) 및 산소라인(8)과 연결되는 노즐본체(2)와, 그 선단부에 장착되는 노즐구(3)로 이루어져 고압산소를 용융로내부로 공급하는 노즐장치에 있어서, 상기 노즐구(3)의 선단중앙부에 상기 산소라인(8)과 동축을 유지하면서 일정크기로 함몰형성되는 요홈부(10a); 상기 요홈부(10a)의 내주면에 나사결합되는 중공원통형의 세라믹부재(10b);및, 상기 노즐구(3)와 세라믹부재(10b)사이에서 노즐구(3)와 세라믹부재(10b)의 열팽창차이를 완화시키기 위한 열변형 완화수단(13c);을 포함하는 코렉스 용융로용 노즐을 제공한다.

Description

코렉스 용융로용 노즐
본 발명은 코렉스설비의 용융로에 설치되는 노즐에 관한 것으로, 보다 상세히는, 용융로내부의 고온 용융물에 대한 침식저항성이 우수하고, 고압의 산소가스에 대한 내마모성을 증진시켜 고수명을 가지며, 냉각수 유출사고에 의한 조업중단을 예방하면서 로내부로 산소를 공급하는 코렉스 용융로용 노즐에 관한 것이다.
일반적으로 코렉스(corex)설비는 철광석을 환원시키는 환원로와, 상기 환원로로부터 공급된 환원철을 융용시키는 용융로로 대별되는데, 이러한 용융로에는 공급된 환원철의 용융을 위한 열원으로는 석탄이 사용되고, 상기 석탄을 연소시키기 위해서는 고압의 산소를 용융로 내부로 노즐장치를 통해 유입시켜야한다.
이에 따라, 용융로내부로 고압의 산소를 유입시키기 위해서 융용로 본체에 설치되고, 구리재질로 이루어진 종래의 노즐( Nozzle )장치(1a)는, 도 1에 도시한 바와같이, 고압의 산소를 공급하는 산소공급관(미도시)과 연결되는 노즐본체(2)와, 그 선단부에 일체로 용접장착되어 산소라인(8)을 통해 유입되는 고압산소를 분사시키는 노즐구(3)로 구성되는바, 상기 노즐본체(2)의 내부에는 냉각수공급관(미도시)을 통해 공급되는 냉각수가 유입되는 냉각수라인(9)을 갖추고, 유입된 냉각수는 상기 냉각수라인(9)을 거쳐 상기 노즐구(3)내부로 유입되어 용융로내부의 고온의 용융물에 의해 가열된 상기 노즐구(3)을 냉각시킨 후 다시 배출되는 수냉방식이 채택되어 있다. 이때, 미설명 부호 p 는 상기 노즐구(3)와 노즐본체(2)가 서로 연결되는 용접부위이다.
상술한 바와같이, 코렉스 용융로에 채용되는 도 1에 도시한 바와같은, 구리재질의 노즐구(3)는, 용선, 용융슬래그 및 석탄이 혼합된 물질과 근접되어 또는 침적되어 설치되고, 가동되고 있음에 따라, 로내 상황이 불안정할 때, 고온의 용융물이 구리재질의 노즐본체(2)내부로 유입되어 용융점이 1083 ℃로 낮은 구리재질의 노즐본체(2)를 쉽게 침식시키는 단점을 가지고 있다.
그리고, 이러한 노즐구(3)의 침식현상은 노즐본체(2)내부에 설치되어 있는 냉각수라인(9)까지 진행되어 냉각수의 유출을 야기시키고, 최종적으로 용융로내부로의 냉각수유입을 발생시켜 돌발적인 조업중단이 일어날 우려가 매우 높은 것이다. 따라서, 노즐구의 침식을 막기위한 수단을 강구하는 것이 매우 필요한 것이다.
한편, 일반적인 고로( blast furnace )의 경우 오랜 역사와 함께 고로 내부로 산소를 공급하는 송풍구( tuyere )의 수명을 향상시키기 위하여 여러 가지 연구가 진행되었고, 이에 따라, 송풍구의 수명도 점차 향상되었다. 이러한 여러 가지 노력중 송풍구의 주조시 표면이 거친 세라믹기층( ceramic substrate ), 다공성세라믹 또는 세라믹칩을 설치하고, 그 위에 주물을 부어 송풍구의 선단부위에 세라믹-메탈 복합재료를 형성시킴으로서 침식 및 마모에 대한 저항성을 향상시키고자 하였다. 그러나, 이러한 방안은 세라믹재질의 크랙킹( cracking )현상이 발생될 가능성이 매우 높고, 실효성의 문제가 있기 때문에 사용되고 있지 않다 (일본 특허 6172834 A , 독일특허 3724995 A 와 독일특허 3724995 C ).
또한, 주로 내부면이 침식당하는 코렉스 용융로용 노즐과는 달리 고로의 송풍구는, 송풍구의 외부표면이 손상됨에 따라, 이러한 침식현상을 억제하기 위하여 고로 송풍구의 상부 외부표면에 세라믹재질을 열전달성이 매우 우수한 접착제를 이용하여 부착시키고, 선단부위는 접착제를 이용하여 세라믹플러그를 끼워 넣는 방안을 강구하였다. 그러나, 이 방안은 조업조건에 이상이 발생하여 송풍구의 온도가 고온으로 가열될 때, 상기 접착제의 용융현상에 의해 상기 장착된 세라믹플러그가 외부로 탈착되어 유실될 가능성이 높고, 열충격에 의해 볼트로서 체결된 부위에서크랙킹현상으로 인하여 송풍구의 외부에 장착된 세라믹이 탈락될 가능성이 높은 문제점이 있었다 ( 영국특허 2236169 A 와 영국특허 2236169 B ).
한편, 고로 송풍구에 의해 주로 공기가 공급된다는 사실에 (송풍되는 공기내의 산소농도가 낮음 )착안하여 SiC 가 주성분( SiC 의 함량 최소 90% , 기공율 3 ∼ 17% )인 세라믹 튜브를 고로 송풍구 내부에 장착한 경우에는 고로의 조업조건에서는 높은 수명을 가질수 있으나 순수한 산소( 99.9% 이상 )를 주로 공급하는 코렉스 용융로에 적용할 경우에는 이산화탄소를 발생시키는 산소와 SiC 의 반응에 의해서 세라믹튜브자체가 파손될 가능성이 매우 높은 문제점이 있기 때문에, 코렉스 용융로의 채용에는 부적합하다 ( 일본특허 2240207 A ).
또한, 선단부위에 세라믹 보호관이 장착된 세라믹 파이프를 나사산에 의해 금속제의 란스 파이프( lance pipe )에 접합시키고, 상기 란스파이프를 송풍구내부로 삽입하여 고정하는 방법이 발명되었는데, 이는 세라믹보호관 및 금속제의 란스파이프가 요구되는등 많은 부품과 결합공정을 필요로 하여 제조비용이 높고, 여러단계의 결합공정은 부품파손의 확률을 높이는 단점이 있다 ( 일본특허 2118010 A).
그리고, 고로 송풍구의 내부선단에 Cr2O3( Chromium Trioxide )가 주성분인 링형태의 세라믹을 장착하여 단열효과를 극대한 것도 있으나, 이는 코렉스 용융로에서 발생하는 고온의 용융물에 대한 내식성이 강한 알루미나( Alumina )를 주성분으로 하는 세라믹을 사용하는 것과는 다른 것이다 (일본특허 1240608 A).
또한, 고로 송풍구의 수명을 향상시키기 위하여 알루미나, 질화붕소( Boron nitride ), 크롬카바이드( chromium carbide ), 도성합급( Cermet )등을 고로 송풍구 외부에 일정두께로 코팅을 하는 경우에는 고가의 코팅장비가 요구될 뿐만아니라, 그 두께가 얇아 침식저항성의 증대효과가 의심된다. 이를 보완하기 위한 다층의 코팅이 요구되는 경우가 많아 제조공정이 복작해지는 문제점이 있었다.
한편, 고로 송풍구의 내부에 Si3N4, SiC , Al2O3등의 세라믹 라이너를 삽입하고, 송풍구의 내벽과 세라믹라이너의 사이의 갭(Gap)을 캐스타블( Castable )재료로 충진하는 경우, 세라믹라이너와 송풍구의 내벽과의 접착력이 기계적 결합대비 낮을 뿐만아니라, 급열, 급냉등의 온독변화가 거의없고, 송풍구를 한번 장착하면 일정온도에서 지속적으로 하는 사용하는 고로와 다르게, 급열,급냉이 지속적으로 반복되는 코렉스공정의 경우 세라믹라이너의 연속되는 열팽창 및 수축에 의해 탈락이 유려된다. 또한, 캐스타블재료의 건조 및 가열공정도 추가됨으로 제작공정이 길어지는 문제점이 있었다 ( 일본특허 58189312 A ).
상술한 바와같이, 고로 송풍구의 침식형태와는 다르게 코렉스 용융로에 채용되는 구리재질의 노즐구는, 용선, 용융슬래그 및 석탄이 혼합된 물질과 근접되어 또는 침적되어 설치되고, 가동되고 있음에 따라, 독특한 구조를 갖추고 침식저항성이 우수하며, 고압의 산소가스에 대한 내마모성이 우수한 기능을 갖는 것이 요구되는 것이다.
따라서, 본 발명은, 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 그 목적은 용융로내부의 고온 용융물에 대한 침식저항성이 우수하고, 고압의 산소가스에 대한 내마모성을 증진시켜 고수명을 가지며, 냉각수 유출사고에 의한 조업중단을 예방할 수 있는 코렉스 용융로용 세라믹 구리노즐을 제공함에 있다.
도 1은 일반적인 코렉스 용융로용 노즐을 도시한 종단면도,
도 2는 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 노즐의 제 1실시예를 도시한 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 노즐의 제 2실시예를 도시한 단면도,
도 4은 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 노즐의 제 3실시예를 도시한 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 노즐의 제 4실시예를 도시한 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 노즐의 제 5실시예를 도시한 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 노즐의 제 6실시예를 도시한 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 노즐의 제 7실시예를 도시한 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 노즐의 제 8실시예를 도시한 단면도,
도 10은 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 노즐의 제 9실시예를 도시한 단면도,
도 11은 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 노즐의 제 10실시예를 도시한 단면도,
도 12는 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 노즐의 제 11실시예를 도시한 단면도,
도 13은 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 노즐의 제 12실시예를 도시한 단면도.
* 도면부호에 대한 간단한 설명 *
2 ...... 노즐본체 3 ...... 노즐구
8 ...... 산소라인 9 ...... 냉각수라인
10a ...... 요홈부 10b ...... 세라믹부재
10c ...... 열변형 완화수단 12 ...... 제 1요홈
14 ....... 제 2요홈 16 ...... 제 1세라믹
18 ....... 제 2세라믹 19 ...... 삽입공
상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로 본 발명은,
냉각수라인 및 산소라인과 연결되는 노즐본체와, 그 선단부에 장착되는 노즐구로 이루어져 고압산소를 용융로내부로 공급하는 노즐장치에 있어서,
상기 노즐구의 선단중앙부에 상기 산소라인과 동축을 유지하면서 일정크기로 함몰형성되는 요홈부;
상기 요홈부의 내주면에 나사결합되는 중공원통형의 세라믹부재;및,
상기 노즐구와 세라믹부재사이에서 노즐구와 세라믹부재의 열팽창차이를 완화시키기 위한 열변형 완화수단;을 포함함을 특징으로 하는 코렉스 용융로용 노즐을 마련함에 의한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
본 발명에 따른 코렉스 용융로용 노즐(1)은 도 2 내지 13에 도시한 바와같이, 냉각수가 공급되는 냉각수라인(9) 및 고압산소가 공급되는 산소라인(8)이 형성된 노즐본체(2)와, 그 선단부에 장착되어 고압산소를 분사하는 노즐구(3)로 이루어져 석탄연소용으로 고압산소를 로내부로 공급할수 있도록 코렉스설비의 용융로에 설치되는 것이다.
즉, 도 2는 본 발명에 따른 용융로용 노즐의 제 1실시예를 도시한 종단면도로서, 도시한 바와같이, 상기 노즐구(3)의 선단중앙부에는 상기 산소라인(8)과 동축을 유지하며서 일정크기로 함몰형성되는 요홈부(10a)를 갖추고, 상기 요홈부(10a)는 내경크기가 서로 상이하도록 함몰형성되는 제 1,2요홈(12),(14)으로 갖추어지며, 상기 제 1요홈(12)의 내경크기는 제 2요홈(14)의 내경크기보다 크게 형성한다.
그리고, 상기 요홈부(10a)의 내주면에 조립되는 세라믹부재(10b)는 상기 제 1,2요홈(12),(14)의 내경크기와 유사한 외경크기를 갖는 제 1,2세라믹(16),(18)으로 구성되며, 상기 제 1요홈(12)의 내주면에 나사부(12a)를 형성하여 외주면에 나사부가 갖추어진 중공원통형의 상기 제 1세라믹(16)을 체결조립함으로써, 상기 세라믹부재(10b)의 제 1세라믹(16)은 구리재질로 이루어진 상기 노즐구(3)와 일체로 조립되는 한편, 상기 제 2요홈(14)에는 중공원통형의 상기 제 2세라믹(18)을 그대로 끼워 간편하게 조립함에 따라, 상기 제 1,2세라믹(16),(18)의 각 중앙공과 상기 산소라인(8)은 동축라인에 배치되어 전방으로 고압산소의 분사가 가능하도록 서로 연통된다.
또한, 상기 노즐구(3)와 세라믹부재(10b)사이에는 노즐구(3)와 세라믹부재(10b)의 열팽창차이를 완화시킬수 있도록 세라믹가스켓(15a),(15b)과 세라믹필링제(17)로 이루어진 열변형 완화수단(10c)을 갖추어 구성한다.
이러한 상기 세라믹가스켓(15a),(15b)은 상기 제 1,2세라믹(16),(18)사이의 접촉면 그리고, 제 2세라믹(18)과 제 2요홈(14)사이의 접촉면에 각각 끼워져 열을 받을 때 팽창되어 상기 제 1,2세라믹(16),(18)과 상기 노즐구(3)을 서로 밀착시키는 것이다. 이에 따라, 구리재질의 노즐본체(2),노즐구(3)와 상기 제 1,2세라믹(16),(18)의 열팽창계수가 서로 달라서 가동중에 고온으로의 가열시 상기 제 1,2요홈(12),(14)에 각각 조립된 상기 제 1,2세라믹(16),(18)이 상기 노즐구(3)로부터 외부로 탈락되는 것을 사고를 방지할수 있다.
그리고, 상기 열변형완화수단(10c)의 세라믹필링제(17)는 상기 요홈부(10a)의 경계부위인 단차부에 형성되는 환고리형의 공간에 상기 노즐본체(2)와 노즐구(3)사이의 온도구배가 발생할 때 제 1세라믹(16)과 제 2세라믹(18)간의 열팽창차이에 의한 응력발생현상을 완화할수 있도록 설치되는 것이다.
한편, 도 3은 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 노즐(1)의 제 2실시예를 도시한 단면도로서, 이는 상기 산소라인(8)과 연통되는 상기 세라믹부재(10b)인 제 1세라믹(16)의 선단중앙공 내주테두리에 분사되는 고압산소의 역류시 이와 더불어 로내부의 고온 용융물이 상기 노즐구(3)내부로 유입되는 것을 방지할수 있도록 일정크기의 곡률반경을 갖는 만곡부(R)를 형성한 것이다.
또한, 도 4는 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 노즐(1)의 제 3실시예를 도시한 단면도로서, 이는 고온의 용융물이 노즐구(3)를 통하여 노즐본체(2)내부로 침투하였을 때 상기 세라믹부재(10b)의 제 1세라믹(16)과 제 2세라믹(18)의 접촉면사이로 융용물이 유입되어 침투되는 것을 방지할수 있도록 상기 세라믹부재(10b)는 상기 노즐구(3)의 요홈부(10a)에 조립되는 제 1,2세라믹(16),(18)을 일체형으로 합쳐진 구성과 동일한 단일부재로 구성하고, 상기 요홈부(10a)의 제 2요홈(14)내로 조립되는 상기 세라믹부재(10b)의 하단외주면에는 상기 제 2요홈(14)의 내주면에 형성된 나사부(14a)와 체결되는 나사를 형성한 것이다.
이때, 작업중 고온의 용융물이 산소취입구의 깊이까지 침투하였을 경우 구리재질로 이루어진 노즐본체(2)의 심각한 침식현상을 억제하기 위하여 상기 세라믹부재(10b)를 노즐본체(2)의 깊은 곳까지 삽입할 수있도록 상기 요홈부(10a)의 함몰깊이를 깊게 형성하여도 바람직하다.
물론, 여기서도 상기와 마찬가지로 도 5에 도시한 바와같이, 상기 세라믹부재(10b)의 중앙공 내주테두리에 분사되는 고압산소의 역류시 이와 더불어 로내부의 고온 용융물이 상기 노즐구(3)내부로 유입되는 것을 방지할수 있도록 일정크기의 곡률반경을 갖는 만곡부(R)를 형성한 것이다.
한편, 도 6은 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 노즐(1)의 제 5실시예를 도시한 단면도로서, 이는 산소라인(8)과 동축으로 상기 노즐구(3)의 선단중앙부근에 함몰형성되는 제 1요홈(12)의 내경크기를 상기 제 2요홈(14)의 내경크기보다 작게 구성되도록 상기 요홈부(10a)를 형성하고, 상기 노즐구(3)의 하부로부터 상부로 세라믹부재(10b)를 삽입한 다음, 상기 노즐본체(2)의 상단부와 접해지는 노즐구(3)의 하단부사이의 경계부위를 용접하면, 상기 세라믹부재(10b)는 노즐구(3)의 요홈부(10a)에 별도의 나사체결없이 외부이탈이 곤란하도록 조립됨은 물론, 상기 세라믹부재(10b)와 구리재질의 노즐구(3)와의 나사산에 의한 기계적결합시 반복되는 열팽창, 수축시 발생되는 나사산의 파괴현상을 억제할수 있는 것이다.
이때, 상기 세라믹부재(10b)의 후단부와 노즐본체(2)의 선단부사이에는 상기 세라믹부재(10b)와 노즐본체(2)사이에서의 긴밀한 접착 및 열팽창차이를 완화시키기 위하 열변형 완화수단(10c)인 세라믹가스켓(15a),(15b)과 세라믹필링재(17)를 각각 장착한다.
물론, 여기서도 상기와 마찬가지로 도 7에 도시한 바와같이, 상기 세라믹부재(10b)의 선단 중앙공 내주테두리에 분사되는 고압산소의 역류시 이와 더불어 로내부의 고온 용융물이 상기 노즐구(3)내부로 유입되는 것을 방지할수 있도록 일정크기의 곡률반경을 갖는 만곡부(R)를 형성한 것이다.
한편, 도 8은 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 노즐의 제 7실시예를 도시한 단면도로서, 이는 상기 요홈부(10a)를 하단부로 갈수록 내경크기가 점차 확대되는 사다리형 단면구조로 함몰형성하고, 상기 세라믹부재(10b)도 하단부로 갈수록 외경크기가 점차 확대되는 절두형의 중공원추형구조로 갖추어 조립함에 따라, 강한 열충격에 의하여 상기 세라믹부재(10b)의 일부가 깨지더라도 상기 노즐구(3)로부터 이탈되는 것을 방지할수 있는 것이다.
물론, 여기서도 상기와 마찬가지로 도 9에 도시한 바와같이, 상기 세라믹부재(10b)의 선단 중앙공 내주테두리에 분사되는 고압산소의 역류시 이와 더불어 로내부의 고온 용융물이 상기 노즐구(3)내부로 유입되는 것을 방지할수 있도록 일정크기의 곡률반경을 갖는 만곡부(R)를 형성하여도 바람직하다.
한편, 도 10은 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 노즐의 제 9실시예를 도시한 단면도로서, 이는 상기 노즐구(3)의 중앙선단부에 상기 산소라인(8)과 동축을 이루는 상기 요홈부(10a)를 동일한 내경크기로 일정깊이 수직함몰형성하고, 이에 조립되는 세라믹부재(10b)도 동일한 외경크기로 중공원통형으로 갖추며, 상기 노즐구(3)의 외부면으로부터 상기 요홈부(10a)의 내주면까지 관통형성되는 삽입공(19)을 복수개 형성하는 한편, 상기 요홈부(10a)내로 삽입되는 상기 세라믹부재(10b)의 외부면에는 상기 삽입공(19)과 일치하는 고정홈(13)을 형성함에 따라, 상기 각 삽입공(19)으로 삽입되는 끼움부재(19a)의 단부를 상기 고정홈(13)에 끼워서 중공원통형의 상기 세라믹부재(10b)를 별도의 기계적인 결합부재의 필요없이 구리재질로 이루어진 상기 끼움부재(19a)로서 노즐구(3)의 외부로부터 간편하게 조립할수 있는 것이다. 이에 따라, 상기 세라믹부재(10b)와 노즐구(3)와의 접합작업을 상기 노즐구(3)와 노즐본체(2)가 조립완료된 상태에서 보다 용이하게 수행할수 있는 것이다.
이때, 여기서도 상기와 마찬가지로 도 11에 도시한 바와같이, 상기 세라믹부재(10b)의 선단 중앙공 내주테두리에 로내부의 고온 용융물이 상기 노즐구(3)내부로 유입되는 것을 방지할수 있도록 일정크기의 곡률반경을 갖는 만곡부(R)를 형성하여도 바람직하다.
또한, 도 12는 본 발명에 따른 코렉스 용융로용 노즐의 제 11실시예를 도시한 단면도로서, 이는 상기 산소라인(8)과 동축을 이루도록 함몰형성되는 상기 요홈부(10a)를 동일한 내경크기로 일정깊이 수직함몰형성하고, 이에 조립되는 세라믹부재(10b)의 머리부(16a)는 구리재질로 이루어진 상기 노즐구(3)의 선단부분이 고온의 용융물과 접촉하여 용손되어 유실되는 것을 방지할 수있도록 상기 노즐구(3)의 선단부 전체를 감싸는 형상으로 갖추어지며, 상기 세라믹부재(10b)의 몸체부(18a)는 상기 요홈부(10a)내로 끼워지는 중공원통형을 갖추어져 상기 노즐구(3)의 외부면으로부터 상기 요홈부(10a)의 내주면까지 관통형성되는 삽입공(19)으로 끼워져, 상기 몸체부(18a)의 고정홈(13)에 단부가 삽입되는 끼움부재(19a)로서 고정되는 것이다.
이때, 여기서도 상기와 마찬가지로 도 11에 도시한 바와같이, 상기 세라믹부재(10b)의 머리부(16a) 선단 중앙공 내주테두리에는 로내부의 고온 용융물이 상기 노즐구(3)내부로 유입되는 것을 방지할수 있도록 일정크기의 곡률반경을 갖는 만곡부(R)를 형성하여도 바람직하다.
한편, 표 1은 상기한 도 2 내지 13에 도시한 바와같이, Al2O3가 전체함량의 98%를 차지하는 세라믹부재(10b)를 노즐구(3)와 노즐본체(2)사이에 장착하고, 26mm의 내경크기를 갖는 노즐(1)을 각각 복수개 제작한 다음, 표 2의 조성을 가지는 슬래그를 1500℃로 가열하여 상기 각 노즐(1)내부로 유입시킨후 압축공기를 이용하여 반대편에서 슬래그유입방향쪽으로 에어블로잉(Air Blowing)을 실시하는 시험을 10회 반복한 후 상기 노(1)의 침식길이를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
표 1
구분 본 발명
제1실시예 제2실시예 제3실시예 제4실시예 제5실시예 제6실시예 제7실시예
침식길이(mm) 2 2 2.5 2.5 3 2 1
구분 본 발명 종래기술
제8실시예 제9실시예 제10실시예 제11실시예 제12실시예
침식길이(mm) 1.5 2 2 1.5 0.5 20
표 2
구분 슬래그의 화학성분
MgO Cao SiO2 Al2O Fe2O3
함량(중량 %) 14.3 37 34.2 9.5 5.0
상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 구리재질대비 내열성 및 코렉스설비에서 생성된 고온의 용융물에 대한 침식저항성이 높고, Al2O3가 주성분이 세라믹부재(10b)를 노즐구(3)의 선단중앙에 함몰형성된 요홈부(10a)에 조립하여 코렉스의 용융로 내부로 고압산소를 공급함으로써, 종래에 비하여 사용수명을 현저히 연장시킬수 있고, 냉각수 유출에 의한 돌발적인 조업중단상태를 억제할수 있을 뿐만 아니라, 코렉스설비의 유지,보수기간을 연장시켜 작업생산성을 향상시킬수 있는 효과가 얻어진다.

Claims (8)

  1. 냉각수라인(9) 및 산소라인(8)과 연결되는 노즐본체(2)와, 그 선단부에 장착되는 노즐구(3)로 이루어져 고압산소를 용융로내부로 공급하는 노즐장치에 있어서,
    상기 노즐구(3)의 선단중앙부에 상기 산소라인(8)과 동축을 유지하면서 일정크기로 함몰형성되는 요홈부(10a);
    상기 요홈부(10a)의 내주면에 나사결합되는 중공원통형의 세라믹부재(10b);및,
    상기 노즐구(3)와 세라믹부재(10b)사이에서 노즐구(3)와 세라믹부재(10b)의 열팽창차이를 완화시키기 위한 열변형 완화수단(13c);을 포함함을 특징으로 하는 코렉스 용융로용 노즐.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 요홈부(10a)는 내경크기가 서로 상이하도록 함몰형성되는 제 1,2요홈(12),(14)으로 이루어지며, 상기 세라믹부재(10b)는 상기 제 1,2요홈(12),(14)의 내경크기와 유사한 외경크기를 갖는 제 1,2세라믹(16),(18)으로 구성되고, 상기 열변형 완화수단(10c)은 세라믹가스켓(15a),(15b)과 세라믹필링제(17)로 이루어짐을 특징으로 하는 코렉스 용융로용 노즐.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 세라믹부재(10b)는 상기 노즐구(3)의 요홈부(10a)에 조립되는 제 1,2세라믹(16),(18)을 일체형으로 합쳐진 구성과 동일한 단일부재로 구성되고, 그 하단외주면에는 상기 제 2요홈(14)의 내주면에 형성된 나사부(14a)와 체결되는 나사부를 형성함을 특징으로 하는 코렉스 용융로용 노즐.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 요홈부(10a)는 제 1요홈(12)의 내경크기를 상기 제 2요홈(14)의 내경크기보다 작게 구성되고, 상기 세라믹부재(10b)는 외부이탈이 곤란하도록 상기 노즐구(3)의 하부로부터 상부로 삽입됨을 특징으로 하는 코렉스 용융로용 노즐.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 요홈부(10a)는 하단부로 갈수록 내경크기가 점차 확대되는 사다리형 단면구조로 함몰형성되고, 상기 세라믹부재(10b)도 하단부로 갈수록 외경크기가 점차 확대되는 절두형의 원통구조로 갖추어짐을 특징으로 하는 코렉스 용융로용 노즐.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 요홈부(10a)는 동일한 내경크기로 일정깊이 수직함몰형성되고, 이에 조립되는 상기 세라믹부재(10b)도 동일한 외경크기의 중공원통형으로 갖추어지며, 상기 노즐구(3)의 외부면으로부터 상기 요홈부(10a)의 내주면까지 관통형성되는 삽입공(19)을 복수개 형성하고, 상기 삽입공(19)내로 끼워지는 끼움부재(19a)의 단부와 일치하는 고정홈(13)을 상기 세라믹부재(10b)의 외주면에 형성함을 특징으로 하는 코렉스 용융로용 노즐.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 세라믹부재(10b)는 구리재질로 이루어진 상기 노즐구(3)의 선단부분이 고온의 용융물과 접촉하여 용손되어 유실되는 것을 방지할 수있도록 상기 노즐구(3)의 선단부 전체를 감싸는 머리부(16a)를 갖추어 구성함을 특징으로 하는 코렉스 용융로용 노즐.
  8. 제 1 내지 7항중 어느 한항에 있어서, 상기 세라믹부재(10b)의 선단 중앙공 내주테두리에는 로내부의 고온 용융물이 상기 노즐구(3)내부로 유입되는 것을 방지할수 있도록 일정크기의 곡률반경을 갖는 만곡부(R)를 형성함을 특징으로 코렉스 용융로용 노즐.
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