KR100506389B1 - Lower Electrode Cooling Mold of DC Electric Furnace - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하부전극이 빌렛(BILLET) 형태인 직류 전기로에서 하부전극 빌렛이 직류 전기로 내부 용강열에 의해 용융되어 주변 내화물의 손상을 증가시켜 하부전극 하부로 용강이 유출되는 것을 방지 하는 것으로서, 보다 상세하게는 냉각몰드(COPPER MOLD)를 빌렛이 용융되어 슬리브(SLEEVE) 내화물의 손상을 일으키는 위치에 확장하여 설치 함으로써 빌렛의 냉각효과를 향상시켜 미용융 부분을 증대시키고, 슬리브 내화물의 손상도 감소시켜 하부전극 및 하부전극 슬리브 내화물의 사용수명을 연장 시킬수 있는 방법에 관한 것이다. The present invention is to prevent the molten steel from flowing out of the lower electrode by lowering the lower electrode billet is melted by the internal molten steel heat of the direct current furnace in the DC electric furnace of the billet (BILLET) form to increase the damage of the surrounding refractory, Preferably, the COPPER MOLD is installed at the position where the billet is melted to damage the sleeve refractory, thereby improving the cooling effect of the billet, increasing the unmelted portion, and reducing the damage of the sleeve refractory. The present invention relates to a method for extending the service life of the refractory electrode and the lower electrode sleeve.
본 발명은 하부전극이 빌렛으로 구성되며, 상기 빌렛 외측에는 슬리브 내화물이 둘러 싸여 있고, 상기 빌렛 하부 외측에는 냉각몰드가 설치된 직류 전기로의 하부전극 냉각몰드에 있어서, 상기 슬리브 내화물과, 상기 냉각몰드가 접하는 부분으로 부터 원주를 따라 일정 높이의 요입부가 구성되어 있고, 상기 요입부에 제 2냉각몰드가 상기 원주를 따라 삽입 설치된 것을 특징으로 한다. According to the present invention, a lower electrode is formed of a billet, and a sleeve refractory is enclosed outside the billet, and a lower electrode cooling mold of a direct current electric furnace in which a cooling mold is installed outside the billet, wherein the sleeve refractory and the cooling mold are A concave portion having a predetermined height is formed along the circumference from the contact portion, and the second cooling mold is inserted along the circumference.
Description
본 발명은 하부전극이 빌렛 형태인 직류 전기로의 하부전극 냉각몰드에 관한 것으로 특히, 직류 전기로에서 고철을 녹이는 용해 과정시 용강과 같이 용융된 하부전극이 종래의 냉각구조 이상의 높이에서는 냉각효율의 저하로 하부전극 빌렛이 용융 상태로 되기 때문에, 하부전극 빌렛의 과용융으로 인해 빌렛의 주변을 감싸고 있는 슬리브 내화물의 하단부 손상이 증가되어 하부전극 수명이 저하되는 문제점을 보완하기 위한 것이다.The present invention relates to a lower electrode cooling mold of a direct current electric furnace in which the lower electrode is a billet type. In particular, the lower electrode, such as molten steel, which melts scrap metal in a direct current electric furnace is deteriorated in cooling efficiency at a height higher than a conventional cooling structure. Since the lower electrode billet is in a molten state, damage to the lower end of the sleeve refractory material surrounding the billet due to overmelting of the lower electrode billet is increased to compensate for the problem that the lower electrode life is reduced.
직류 전기로는 대전류,저전압의 전기에너지를 원료인 스크랩(SCRAP)에 공급하여, 그 에너지를 이용하여 스크랩의 용해,정련을 행하는 설비이다. 이러한 직류 전기로는 일상의 교류전류를 직류전류로 변환하여 사용하는 형태로서 주요 구성은 도 1에 도시된 바와 같이 직류 전기로 하부에 있는 양극인 하부전극 빌렛(1)과 직류 전기로 상부에 음극인 흑연전극(6)으로 구성되어 있으며 상기 상하부의 전극 사이에서 아크(ARC)를 발생 시켜 스크랩을 용해,정련하는 설비이다. 상기 직류 전기로의 하부전극 빌렛(1)은 일반강으로 만들어진 원통형 환봉으로 그 주변은 원통형 하부전극 빌렛(1)을 보호하는 슬리브 내화물(4)로 둘러싸여 있고, 상기 슬리브 내화물(4)의 외측 둘레에는 스탬프 내화물(5)로 구성된다.A direct current electric furnace is a facility for supplying high current and low voltage electric energy to a raw material scrap (SCRAP) and dissolving and refining scrap using the energy. This DC furnace is used to convert the daily AC current into a DC current, the main configuration is the lower electrode billet (1), the anode in the lower portion of the DC furnace as shown in FIG. It is composed of graphite electrode (6) and is a facility for dissolving and refining scrap by generating arc (ARC) between the upper and lower electrodes. The lower electrode billet (1) of the direct current furnace is a cylindrical round bar made of ordinary steel, and the periphery thereof is surrounded by a sleeve refractory (4) protecting the cylindrical lower electrode billet (1), and the outer periphery of the sleeve refractory (4) It consists of the stamp refractories 5.
직류 전기로에서 용해작업이 이루어지는 시간동안 하부전극 빌렛(1)의 상부는 용강(3)의 온도(1610℃이상)와 동일한 상태로 용융되며, 하부전극 빌렛(1) 주변의 슬리브 내화물(4)에는 용융 빌렛(1a)과의 반응에 의해 손상된 손상부위(13)가 형성되어 하부로 점점 확대된다.The upper portion of the lower electrode billet 1 is melted in the same state as the temperature of the molten steel 3 (above 1610 ° C.) during the melting operation in the DC electric furnace, and the sleeve refractory 4 around the lower electrode billet 1 Damaged portions 13 formed by the reaction with the molten billet 1a are formed and gradually expand downward.
상기와 같은 문제점이 발생될 경우에, 슬리브 내화물(4)의 손상부위(13)는 냉각몰드(2) 상부 약 200mm지점이 가장 크기 때문에, 슬리브 내화물(4) 상부의 손상 보다는 하부의 손상으로 인해 하부전극 빌렛(1) 하부로 용강(3)이 유출되어 하부전극 빌렛(1)을 조기에 교체하게 되는 문제점이 있었다.When the above problem occurs, since the damaged portion 13 of the sleeve refractory 4 is about 200 mm above the upper portion of the cooling mold 2, the damage of the lower portion of the sleeve refractory 4 is rather than the damage of the upper portion of the sleeve refractory 4. There was a problem that the molten steel (3) flows out to the lower electrode billet (1) to replace the lower electrode billet (1) early.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하부전극 빌렛을 둘러싸는 슬리브 내화물 외측에 요입부를 형성하고, 상기 요입부에 제 2냉각몰드를 삽입함으로써 냉각효율의 향상에 따라 빌렛의 미용융 부분을 증대시키고, 슬리브 내화물의 손상을 감소시켜 직류 전기로 하부전극 하부로의 용강유출 위험성을 방지하며, 하부전극 빌렛의 수리주기를 증가시켜 원가를 절감하고 안정적인 조업을 실시 할 수 있는 직류 전기로의 하부전극 냉각몰드를 제공함에 그 목적이 있다. The present invention is to solve the above problems, by forming a concave portion on the outer side of the sleeve refractory surrounding the lower electrode billet, by inserting a second cooling mold in the concave portion of the unmelted portion of the billet according to the improvement of cooling efficiency Lower the risk of leakage of molten steel to the lower electrode of the direct current furnace by reducing the damage of the sleeve refractory, and reduce the cost by increasing the repair cycle of the lower electrode billet lower part of the direct current The purpose is to provide an electrode cooling mold.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하부전극이 빌렛으로 구성되며, 상기 빌렛 외측에는 슬리브 내화물이 둘러 싸여 있고, 상기 빌렛 하부 외측에는 냉각몰드가 설치된 직류 전기로의 하부전극 냉각몰드에 있어서, 상기 슬리브 내화물과, 상기 냉각몰드가 접하는 부분으로 부터 원주를 따라 일정 높이의 요입부가 구성되어 있고, 상기 요입부에 제 2냉각몰드가 상기 원주를 따라 삽입 설치된 것을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object is a lower electrode is composed of a billet, the sleeve refractory is surrounded on the outside of the billet, the lower electrode in the lower electrode cooling mold of the direct current electric furnace is provided with a cooling mold, the sleeve refractory And a concave indentation portion having a predetermined height along the circumference from the portion where the cooling mold is in contact, and a second cooling mold is inserted along the circumference.
이러한 본 발명에서 상기 제 2냉각몰드는 상기 냉각몰드의 상부 200mm 지점에 설치된 것을 특징으로 한다. In the present invention, the second cooling mold is characterized in that installed in the upper 200mm point of the cooling mold.
이하 본 발명을 자세히 설명하면 도 2에 도시된 바와 같이 하부전극 냉각몰드(2)는 냉각수의 냉각 효과를 최대로 높이기 위해 전도성이 좋은 구리로 되어 있다. Hereinafter, the present invention will be described in detail, as shown in FIG. 2, the lower electrode cooling mold 2 is made of copper having good conductivity to maximize the cooling effect of the cooling water.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하부전극 냉각몰드 단면도로서, 응고빌렛(1b)의 높이를 상향시키기 위해서 상기 슬리브 내화물(4) 상방향으로 약 200mm 높이를 갖는 요입부가 형성되어 있고, 상기 요입부에 제 2냉각몰드가 설치되어지되, 설치 높이는 용융 빌렛(1a)에 의한 슬리브 내화물(4)의 손상이 가장 심하게 진행되는 높이인 상기 냉각몰드 상부 200mm지점으로 하였다. 또한, 새로 확장된 제 2냉각몰드(30)의 횡방향 설치위치는 직접 하부전극 빌렛(1)에 접하는 내측 보다는 내측에서 슬리브 내화물(4)의 횡방향 두께의 80mm지점이 적합하며 신규로 설치된 냉각몰드용 슬리브 내화물(4)은 상기 제 2냉각몰드(30)가 삽입될 수 있도록 미리 제작된 것을 사용한다. 3 is a cross-sectional view of a lower electrode cooling mold according to an exemplary embodiment of the present invention, in order to increase the height of the solidification billet 1b, a recess having a height of about 200 mm above the sleeve refractory 4 is formed. The second cooling mold is installed in the mouth, but the installation height is 200mm above the cooling mold, which is the height at which the damage of the sleeve refractory 4 by the molten billet 1a is most severely advanced. In addition, the transverse installation position of the newly expanded second cooling mold 30 is suitable for the 80mm point of the transverse thickness of the sleeve refractory 4 at the inner side rather than the inner side in direct contact with the lower electrode billet 1 and newly installed cooling. As the sleeve refractory material 4 for mold, a prefabricated product is used so that the second cooling mold 30 can be inserted.
이와 같이 구성된 본 발명의 작용에 관하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하부전극 냉각몰드 부분 절개도이다.4 is a partial cutaway view of a lower electrode cooling mold according to an exemplary embodiment of the present invention.
냉각몰드는 종래의 냉각몰드(2)가 하부전극 빌렛(1)의 하부 310mm지점까지만을 냉각시킨데 반하여 제 2냉각몰드(30)를 종래의 냉각몰드(2)상부로 부터 상부 200mm지점의 슬리브 내화물(4) 외측에 삽입 설치함으로써 미용융부분의 높이를 종래 보다 200mm정도 증가시킬 수 있다.The cooling mold 2 only cools the second cooling mold 30 to the upper 200 mm from the top of the conventional cooling mold 2, while the cooling mold 2 cools only to the lower 310 mm points of the lower electrode billet 1. By inserting the outer side of the refractory 4, the height of the unmelted portion can be increased by about 200 mm.
이때, 슬리브 내화물(4) 바깥쪽에 설치될 제 2냉각몰드(30)의 높이를 200mm이상 확장 시키게 되면, 용융 빌렛(1a)에 의한 슬리브 내화물(4)의 손상이 상부에서 하부로 진행되는 손상속도가 하단부의 횡방향으로 진행되는 손상보다 빠르게 진행되기 때문에, 오히려 현재보다 사용주기가 더 빠른 상태에서 제 2냉각몰드(30)가 용강(3)에 노출되는 위험성과 냉각수의 과열로 수리가 조기에 발생되는 문제점이 있다.In this case, when the height of the second cooling mold 30 to be installed outside the sleeve refractory 4 is extended by 200 mm or more, the damage speed at which the damage of the sleeve refractory 4 due to the molten billet 1a proceeds from the top to the bottom is reduced. Is faster than the damage occurring in the transverse direction of the lower end, the risk of the second cooling mold 30 is exposed to the molten steel (3) in the state that the cycle of use is faster than the present time and the repair is prematurely There is a problem that occurs.
또한 제 2냉각몰드(30)를 슬리브 내화물(4)의 횡방향 80mm지점에 설치한 이유는, 하부전극 빌렛(1)과 슬리브 내화물(4) 사이의 접촉면(31)의 온도가 슬리브 내화물(4)의 횡방향 80mm 지점에서 1,080℃로 하부전극 빌렛(1)의 용융 온도인 1524℃ 보다 낮은 온도영역을 형성하므로, 제 2냉각몰드(30)가 신규로 확장 설치된 지점인 200mm 상향된 지점까지 하부전극 빌렛(1)이 미용융 상태로 존재할 수 있기 때문이며 또한, 내화물이 사용된 제철제강용 노체의 내화물의 최소안전두께가 40mm 인점을 감안하면 본 발명에 의한 슬리브 내화물(4)의 수리주기를 종래보다 연장하는 것이 가능하기 때문이다.In addition, the reason why the second cooling mold 30 is installed at a position of 80 mm in the transverse direction of the sleeve refractory material 4 is that the temperature of the contact surface 31 between the lower electrode billet 1 and the sleeve refractory material 4 is increased. Since the temperature range is lower than 1524 ° C., which is the melting temperature of the lower electrode billet 1, at a temperature of 80 mm in the transverse direction of 80 mm), the second cooling mold 30 is lowered to a point 200 mm upward, which is a newly expanded point. In view of the fact that the electrode billet 1 may exist in an unmelted state, and the minimum safety thickness of the refractory material of the steelmaking furnace body in which the refractory is used is 40 mm, the repair cycle of the sleeve refractory material 4 according to the present invention is conventional. This is because it is possible to extend more.
이상에서와 같이, 본 발명에 따르면 하부전극 빌렛의 냉각효과가 증가됨에 따라 용융 빌렛에 의한 슬리브 내화물의 하단부에서의 비정상적인 손상을 감소시켜 용강유출 위험성을 억제하고 하부전극 빌렛의 교체주기를 연장하여 원가 절감효과 뿐만 아니라 하부전극 빌렛의 안정화로 안정적인 조업을 이룰수 있는 효과가 있다. As described above, according to the present invention, as the cooling effect of the lower electrode billet is increased, abnormal damage at the lower end of the sleeve refractory caused by the molten billet is reduced, thereby suppressing the risk of molten steel leakage and extending the replacement cycle of the lower electrode billet. In addition to savings, the stable operation of the lower electrode billet can be achieved.
도 1은 직류 전기로 전체 개략도. 1 is an overall schematic diagram of a direct current furnace.
도 2는 종래 빌렛 형태의 직류 전기로 하부전극 냉각몰드 단면도. Figure 2 is a cross-sectional view of the conventional billet-shaped DC electric furnace lower electrode cooling mold.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하부전극 냉각몰드 단면도. 3 is a cross-sectional view of a lower electrode cooling mold according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하부전극 냉각몰드 부분 절개도. Figure 4 is a partial cutaway view of the lower electrode cooling mold according to an embodiment of the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
1 : 하부전극 빌렛(하부 전극봉) 1: lower electrode billet (lower electrode)
1a: 용융 빌렛 1b: 응고 빌렛 1a: molten billet 1b: solidified billet
2 : 하부전극 냉각몰드(COPPER MOLD) 2: Lower electrode cooling mold (COPPER MOLD)
4 : 슬리브 내화물 5 : 스탬프(STAMP) 내화물 4: sleeve refractory 5: stamp refractory
6 : 흑연전극 6: graphite electrode
30: 본 발명에 의한 제 2냉각몰드 30: second cooling mold according to the present invention
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