KR100396081B1 - 스테인레스 정련로 내부의 철지금 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은, 정련로 노벽에 붙어있는 철지금에 고압의 산소와 함께 철분말을 분사하여 고온의 산화열로 노벽에 융착된 철지금을 제거함으로서, 정련작업을 안정적으로 수행할 수 있도록 된 스테인레스 정련로 내부의 철지금 제거장치를 제공함에 있다.

이에 본 발명은, 정련로 내부로 투입되는 산소 랜스 일측에 설치되어 랜스를 좌,우로 회동시키기 위한 회동부와, 산소랜스 내부에 설치되어 정련로 내벽에 융착된 철지금에 고압의 산소와 철분말을 분사하여 철지금을 용해시키기 위한 용해부로 이루어진 스테인리스 정련로 내부의 철지금 제거장치를 제공한다.

Description

스테인레스 정련로 내부의 철지금 제거장치{Device for removing iron slag in converter}

본 발명은 스테인레스의 정련로에 관한 것으로, 특히 스피팅현상에 의해 정련로 상부에 부착되는 철지금을 효율적으로 제거할 수 있도록 된 스테인레스 정련로 내부의 철지금 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기로에서 용융된 용강은 레이들로 받아 정련로로 주입된 후 정련로에서 취련되어 산화물 가스 기타 불순물이 제거된 고순도의 용강으로 만들어지게 된다.

여기서 강재층의 두께나 강재의 포밍이 부족하거나, 산소 취정 압력이 너무 강해 산소 유속이 지나치게 빠를 경우에는 정련로의 취련 과정에서 탈탄 반응에 의한 일산화탄소 가스의 발생에 따라 철입자가 노 외로 튀어 나오는 스피팅(spiting)현상이 발생하게 되는 데, 이때 철입자가 노 내부벽에 부착되면서 철지금을 이루게 된다.

특히 300계열의 스테인레스강인 경우에는 취련작업시 고압의 산소렌스를 통해 취련하고 그 산화열에 의해 탈탄을 단계별로 실시하여 정련작업을 수행하는 데, 용강에 함유되는 니켈은 산소와 전혀 반응하지 않는 성질의 원소이므로 노벽의 스피팅 지금 부착 현상은 필연적이고 더욱 가속화 되어, 정련작업 중 누적되는 스피팅현상으로 노벽에 지금이 다량 부착된다.

이렇게 부착된 지금(약 7-12t)은 성분분석 대기중이나 출강대기시에 노벽으로부터 탈락되어 용강내부로 투입되는 사례가 자주 발생하며, 이렇게 정련작업이 끝난 상태에서 철지금이 재 투입됨에 따라 용강의 성분이 변동되고 온도가 급강하하게 되어 재 취련작업을 수행해야 하는 문제점이 있다.

따라서 종래에도 노벽에 발생되는 철지금을 제거하기 위하여 노를 좌우로 회전시키면서 용강에 의해 철지금이 용해되도록 하였으나, 이러한 구조로는 철지금을 완전히 제거하지 못하고 노벽 상단의 철지금은 그대로 남아 상기와 같이 노 내부로 낙하되게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 정련로 노벽에 붙어있는 철지금에 고압의 산소와 함께 철분말을 분사하여 고온의 산화열로 노벽에 융착된 철지금을 제거함으로서, 정련작업을 안정적으로 수행할 수 있도록 된 스테인레스 정련로 내부의 철지금 제거장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 철지금 제거장치를 전체적으로 도시한 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 도 1의 A부분 상세도,

도 3은 본 발명에 따른 도 1의 B부분 상세도,

도 4는 본 발명에 따른 도 3의 내부를 상세히 도시한 일부 절개 사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 랜스 11 : 산소관

14 : 냉각수관 21 : 축

22 : 보스 23 : 케이스

24 : 지지기어 25 : 피니언

26 : 랙기어 30 : 구동기어

31 : 구동모터 32 : 감속기어

40 : 장홀 41 : 텐션기어

42 : 브라켓 43 : 탄성스프링

51 : 저장용기 52 : 철분말관

53 : 철분말호스 54 : 분사관

55 : 솔레노이드밸브 56 : 투입관

57 : 차단밸브 58 : 분배통

59 : 케이블 60 : 보호통

상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 정련로 내부로 투입되는 산소 랜스 일측에 설치되어 랜스를 좌,우로 회동시키기 위한 회동부와, 산소랜스 내부에 설치되어 정련로 내벽에 융착된 철지금에 고압의 산소와 철분말을 분사하여 철지금을 용해시키기 위한 용해부로 이루어진다.

이하 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 철지금 제거장치를 전체적으로 도시한 구성도이다.

상기한 도면에 의하면, 랜스(10)는 상부데크(100)에 고정설치되는 안내부재(101)를 따라 상하 이동가능하도록 랜스(10)의 상부에 설치되는 지지브라켓(102)에 랜스(10)를 당기기 위한 와이어로프(103)가 연결된 구조로 되어 있다.

하부데크(110)에는 랜스(10)를 좌우로 회동시키기 위한 회동부(20)가 설치되고, 데크(110) 하부에 위치하는 정련로(120) 내부로 삽입된 랜스(10)에는 산소와 철분말을 정련로(120) 내벽에 분사하기 위한 용해부(50)가 설치된 구조로 되어 있다.

또한, 랜스(10)는 내측 산소관(11)과 산소관(11)을 냉각시켜주기 위해 산소관(11)을 감싸는 냉각수관(14)으로 이루어지는 데, 냉각수관(14)은 이중 구조로 안쪽 냉각수관(12)으로 냉각수가 유입되어 하부에 연결된 냉각수 유통구(15)를 통해 바깥쪽 냉각수관(13)으로 빠져나가도록 되어 있다. 각 관(11,14)은 랜스(10) 상부에 설치되어 냉각수와 산소가 유통되는 냉각수호스(16)와 산소호스(17)로 연결된다.

여기서 본 발명의 회동부(20)를 살펴보면, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 랜스(10)가 관통되어 외측면에 부착설치되고 외주면을 따라 스플라인이 형성된 축(21)과, 축(21)의 스플라인에 끼워져 체결되도록 내측면에 키홈이 형성되고 외주면에 기어가 형성되어 있는 보스(22), 축(21)이 관통되고 하부데크(110)에 고정설치되는 케이스(23) 내부에 설치되어 보스(22)에 형성된 기어의 양쪽에 각각 치합되는 지지기어(24)와 작동용 피니언(25), 양면에 각각 기어가 형성되어 일측면이 피니언(25)에 치합되는 랙기어(26), 랙기어(26)를 직선 왕복운동시키기 위한 구동수단으로 구성된다.

상기 구동수단은 케이스(23) 일측에 설치되는 구동기어(30)와 구동기어(30)를 회전시키기 위한 구동모터(31), 케이스(23) 저면에 장착되고 구동기어(30)에 치합되며 상단 일측에 랙기어(26)의 선단이 회동가능하게 장착되는 감속기어(32)로 이루어진다.

또한 랙기어(26)는 구동기어(30)를 따라 선단이 원형을 그리고 직선운동하게 되므로서 랙기어(26)를 피니언(25)에 항상 밀착시키기 위한 밀착수단이 필요하게 되는 데, 이를 위해 상기 밀착수단은 랙기어(26)의 타측면에 치합되고 회전축은 케이스(23)에 형성된 장홀(40)을 따라 피니언(25)방향으로 이동가능하게 장착되는 텐션기어(41)와, 케이스(23) 내측면과 텐션기어(41) 사이에 설치되어 탄성력을 인가하기 위한 탄성스프링(43)으로 이루어진다.

여기서 탄성스프링(43)은 바로 텐션기어(41)에 설치되지 못하므로, 도 2에서와 같이 텐션스프링(43)의 하부축에 케이스(23) 하부면을 슬라이딩하는 브라켓(42)을 설치하고 브라켓(42)과 케이스(23) 내측면 사이에 스프링(43)을 설치한다.

따라서 구동모터(31)가 회전하게 되면 랙기어(26)가 왕복운동하면서 피니언(25)를 좌우방향으로 회동시키게 되어 보스(22)와 축(21)으로 연결된 랜스(10)를 좌우로 번갈아 회동시키게 되는 것이다.

한편, 철지금(150)을 용해하기 위한 용해부(50)는 도 1과 도 3 및 도 4에 잘예시되어 있는 데, 상기 용해부(50)는 상부데크(100) 일측에 설치되고 내부에 철분말이 저장되는 저장용기(51)와, 랜스(10) 내부로 설치되고 철분말을 유통시키기 위한 철분말관(52), 저장용기(51)와 철분말관(52) 상부를 연결하는 철분말호스(53), 랜스(10) 하부 일측에서 산소관(11)과 수평 연결되고 랜스(10) 외측으로 연장되어 산소를 분사시키기 위한 분사관(54), 분사관(54)을 개폐하기 위한 솔레노이드밸브(55), 철분말관(52) 끝에 연결되고 분사관(54) 끝단과 솔레노이드밸브(55) 사이의 일측면에 관통연결되어 분사관(54)으로 철분말을 투여하기 위한 투입관(56) 및, 분사관(54) 설치위치보다 하부의 산소관(11)에 설치되어 산소관(11)을 개폐시키기 위한 차단밸브(57)로 이루어진다.

여기서 분사관(54)은 랜스(10)의 양쪽으로 설치되는 데, 이를 위해 도 4에 도시된 바와 같이 철분말관(52) 끝단에 분배통(58)을 설치하고, 분배통(58) 좌우로 투입관(56)을 각각 설치하여 각 분사관(54)으로 연결한 구조로 되어 있다.

그리고, 도 1에서 철분말호스(53)와 같이 케이블(59)이 랜스(10) 내부로 설치되는 데, 도 3과 도 4에서 도시된 각 솔레노이드밸브(55)와 차단밸브(57)에 전원을 인가하여 밸브(55,57)를 작동시키게 된다.

한편, 도 3과 같이 분사관(54)의 지지를 위해 산소관(11)에 고정되는 보호통(60)이 설치되는 데, 보호통(60) 내부에 분배통(58)과 솔레노이드밸브(55)가 내장되고 산소관(11)과 투입관(56)은 보호통(60) 측면으로 관통되어 지지되도록 되어 있다.

이하 본 발명의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

정련로(120) 내부의 용강을 모두 내보낸 상태에서 노벽에 부착되어 있는 철지금(150)을 제거하게 되는 데, 도 1에 도시된 바와 같이 철지금(150)이 부착된 정련로(120) 상부에 랜스(10)에 설치되어 있는 본 발명의 용해부(50)가 위치되도록 한다.

이 상태에서 랜스(10) 내부를 통하여 연결된 케이블(59)을 통해 전원을 인가하여 산소관(11)에 설치되어 있는 차단밸브(57)를 폐쇄작동하고, 산소관(11) 측면의 분사관(54)에 설치되어 있는 솔레노이드밸브(55)를 개방작동시킴으로서, 랜스(10)로 유입되는 산소의 진행방향을 전환시킨다.

즉, 차단밸브(57)에 의해 랜스(10)가 막히게 되어 산소는 랜스(10) 선단으로 유입되지 못하게 랜스(10) 측면에 연결설치되어 있는 분사관(54)을 통해 정련로(120) 내측면으로 분사되는 것이다.

이때, 솔레노이드밸브(55) 개방작동과 더불어 상부데크(100)에 설치되어 있는 철분말 저장용기(51)의 밸브가 개방작동되는 데, 저장용기(51)의 철분말은 철분말호스(53)를 통해 랜스(10) 내부에 설치된 철분말관(52)을 타고 흘러내려 분배통(58)에 저장된다.

이렇게 분배통(58)에 철분말이 저장된 상태에서 랜스(10)로 유입된 산소가 분사관(54)을 통해 고속으로 분사됨에 따라 분사관(54)에 부압이 걸리게 되고, 따라서 분배통(58)의 철분말은 분배통(58)과 분사관(54)을 연결하고 있는 투입관(56)을 통해 분사관(54)으로 유입되어 고속 분사되는 산소와 함께 노벽으로 분사되게 된다.

따라서 정련로(120) 벽에 융착되어 있는 철지금(150)을 산화열에 의해 용융시키게 되는 것이다.

한편, 상기한 작업은 하부데크(110)에 설치되어 있는 본 발명의 회동부(20)에 의해 랜스(10)가 좌,우 교대로 회동하면서 이루어져 노벽 전체에 산소와 철분말을 분사할 수 있게 된다.

철지금(150) 제거작업이 실시되면 회동부(20)의 구동모터(31)에 전원이 인가되어 구동모터(31)를 작동시키게 되고, 케이스(23) 내부에 설치되어 있는 각 기어가 구동모터(31)에 의해 회전되면서 최종적으로 랜스(10)를 교대로 좌,우회전시키게 된다.

즉, 구동모터(31) 작동에 따라 구동모터(31)의 회전축에 연결되어 있는 구동기어(30)가 회전하여, 구동기어(30)에 치합되어 있는 감속기어(32)를 회전시키게 되고 따라서 감속기어(32) 윗면에 회동가능하게 장착된 랙기어(26)가 왕복운동을 하게 된다.

랙기어(26)는 케이스(23) 내부의 피니언(25)와 텐션기어(41) 사이를 왕복이동하면서 피니언(25)를 좌,우방향으로 교차 회전시키게 된다.

여기서 상기 랙기어(26)는 선단이 감속기어(32)와 같이 회동함으로서 정확히 직선 왕복운동을 하지 못하고 피스톤 크랭크 기구와 같이 운동하게 되는 데, 이때 텐션기어(41)가 스프링(43)에 의해 밀려 랙기어(26)를 항상 탄력적으로 피니언(25)에 밀착시킴에 따라 랙기어(26)는 크랭크 기구와 같은 운동상태에서도 항상 피니언(25)에 치합되게 되는 것이다.

이와같이, 랙기어(26)에 의해 피니언(25)가 좌,우방향으로 회전함에 따라 피니언(25)에 치합되어 있는 보스(22)가 회전하게 되어 최종적으로 보스(22) 키홈에 스플라인으로 결합된 축(21)이 회동되어 축(21)이 고정설치된 랜스(10)를 좌,우방향으로 교대로 회동시키게 되는 것이다.

여기서 랜스(10)의 회동각도는 기어수와 랙기어(26)의 이동거리에 의해 조절할 수 있는 데, 좌우 각각 180°이상으로 회동할 수 있도록 하여 랜스(10)의 양쪽으로 설치된 분사관(54)이 정련로(120) 내벽을 모두 커버할 수 있도록 한다.

상기한 바와 같이, 분사관(54)을 통해 산소와 철분말이 정련로(120) 내벽으로 분사되고, 분사관(54)이 설치된 랜스(10)를 좌우로 회동시킴에 따라 정련로(120) 내벽에 산소와 철분말이 고루 분사되면서 내벽에 융착되어 있는 철지금(150)을 용해시켜 제거할 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 스테인레스 정련로 내벽의 철지금 제거장치에 의하면, 랜스를 이용하여 철지금을 용융제거함으로서 강종을 구분하지 않고 취련작업이 가능하며, 철지금 낙하에 따른 용강 품질의 저하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 철지금 낙하에 따른 재취련작업을 근원적으로 방지함으로서 생산성 향상을 도모할 수 있게 되는 것이다.

Claims (2)

1. 랜스 외측면에 부착설치되고 외주면을 따라 스플라인이 형성된 축과, 축의 스플라인에 끼워져 체결되도록 내측면에 키홈이 형성되고 외주면에 기어가 형성되어 있는 보스, 축이 관통되고 하부데크에 고정설치되는 케이스 내부에 설치되어 보스에 형성된 기어의 양쪽에 각각 치합되는 지지기어와 작동용 피니언, 양면에 각각 기어가 형성되어 일측면이 피니언에 치합되는 랙기어, 랙기어를 직선 왕복운동시키기 위한 구동수단으로 이루어져, 랜스를 정련로 내부에서 좌,우로 회동시키기 위한 회동부와;

   내부에 철분말이 저장되는 저장용기와, 랜스 내부로 설치되고 철분말을 유통시키기 위한 철분말관, 저장용기와 철분말관 상부를 연결하는 철분말호스, 랜스 하부 일측에서 산소관과 수평 연결되고 랜스 외측으로 연장되어 산소를 분사시키기 위한 분사관, 분사관을 개폐하기 위한 솔레노이드밸브, 철분말관 끝에 연결되고 분사관 끝단과 솔레노이드밸브 사이의 일측면에 관통연결되어 분사관으로 철분말을 투여하기 위한 투입관 및, 분사관 설치위치보다 하부의 산소관에 설치되어 산소관을 개폐시키기 위한 차단밸브로 이루어져, 정련로 내벽에 융착된 철지금에 고압의 산소와 철분말을 분사하여 철지금을 용해시키기 위한 용해부를

   포함하는 스테인레스 정련로 내부의 철지금 제거장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 구동수단은 케이스 일측에 설치되는 구동기어와 구동기어를 회전시키기 위한 구동모터, 케이스 저면에 장착되고 구동기어에 치합되며 상단 일측에 랙기어의 선단이 회동가능하게 장착되는 감속기어, 랙기어의 타측면에 치합되고 회전축은 케이스에 형성된 장홀을 따라 피니언방향으로 이동가능하게 장착되는 텐션기어와, 케이스 내측면과 텐션기어 사이에 설치되어 탄성력을 인가하기 위한 탄성스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 스테인리스 정련로 내부의 철지금 제거장치.