KR100711435B1 - 미분탄 취입랜스 - Google Patents

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KR100711435B1
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Abstract

본 발명은 블로우 파이프 내의 중공으로 삽입되고 외측관과 내측관의 이중관으로 구성되어 고로에 미분탄을 취입하도록 된 미분탄 취입랜스에 관한 것으로, 상기 블로우 파이프(60)의 중공(62) 내에 배치되는 내측관(10) 외주면(12) 상부에 상기 내측관(10)보다 작은 열팽창계수를 갖고, 장착되는 제 1팽창변형부재(14); 상기 블로우 파이프(60)의 중공(62) 내에 배치되는 내측관(10) 외주면(12) 하부에 상기 내측관(10)보다 큰 열팽창계수를 갖고, 장착되는 제 2팽창변형부재(16);를 포함하고, 상기 제 1, 2 팽창변형부재(14)(16) 및 상기 내측관(10)과의 열팽창 차이를 이용함으로서 고온 분위기에서 자중에 의해 휘어지지 않음을 특징으로 하는 미분탄 취입랜스에 관한 것이다.
미분탄, 취입랜스, 열팽창계수, 팽창변형부재, 블로우 파이프

Description

미분탄 취입랜스{LANCE FOR INJECTING PULVERIZED COAL}
도 1은 종래의 미분탄 취입 플로우를 전체적으로 도시한 사시도
도 2는 종래의 미분탄 취입랜스가 열부하에 의해 변형된 것을 도시한 사시도
도 3은 미분탄 취입랜스가 블로우 파이프 내의 중공으로 진입하는 부분의 원주방향 단면을 도시한 단면도
도 4는 종래의 미분탄 취입랜스의 종방향 단면을 도시한 단면도
도 5는 본 발명에 따른 미분탄 취입랜스의 사시도
도 6은 도 5의 A-A를 따라 절단한 단면을 도시한 미분탄 취입랜스의 단면도
도 7은 도 5의 B-B를 따라 절단한 단면을 도시한 미분탄 취입랜스의 단면도
도 8은 본 발명에 따른 미분탄 취입랜스의 종방향 단면을 도시한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 ... 내측관 20 ... 외측관
12 ... 외주면 60 ... 블로우 파이프
14 ... 제 1팽창변형부재 80 ... 미분탄
16 ... 제 2팽창변형부재 100 ... 미분탄 취입랜스
본 발명은 제철소 고로 내의 풍구에 설치되어 고온열풍 중에 미분탄을 공급하는 미분탄 취입랜스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 이중관으로 구성된 미분탄 취입랜스의 내측관 외주면 상부와 하부에 팽창변형부재를 형성하여 고온에서도 자중에 의해 휘지 않도록 한 미분탄 취입랜스에 관한 것이다.
일반적으로 종래의 미분탄 취입조업은 산소부화조업으로 풍구에 취입되는 산소 농도를 국부적으로 높여 취입되는 미분탄(80)을 완전 연소시키도록 하고 있다. 이를 위해 도 1에 도시된 바와 같이 고로(70) 내부의 풍구(59)에 위치된 블로우 파이프(60) 내부에 이중관으로 구성된 미분탄 취입랜스(100)를 삽입하여 상기 미분탄 취입랜스(100)의 내측관(10)으로 미분탄(80)을 이송하고 상기 내측관(10)과 외측관(20) 사이의 통로로는 산소 및 에어를 공급한다. 상기 산소와 에어는 상기 미분탄(80)을 연소시키는 반응가스로 사용됨과 동시에 상기 미분탄 취입랜스(100)를 냉각시키는 냉각제로도 사용된다.
상기 미분탄 취입랜스(100)를 충분히 냉각시키기 위해서는 산소가 원활히 공급되어야 한다. 그러나, 갑작스런 미분탄 제조설비의 트러블 발생으로 인해 취입이 중단되거나 지관별 특성에 의해 개별 취입이 중단되면 상기 미분탄 취입랜스(100)를 충분히 냉각시키기 위한 산소가 원활히 공급되지 못하므로 상기 미분탄 취입랜스(100)의 냉각부족 현상이 초래된다.
또한, 산소 체크밸브(65)가 고장나거나 미분탄(80)의 역류로 인해 산소 이송구가 막히면 산소가 상기 미분탄 취입랜스(100)의 외부관을 통해 충분히 공급되지 못하게 되어 냉각작용이 원활히 이루어지지 못하게 된다.
이에 따라, 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 1200℃ 정도의 고온의 열풍하에서 상기 미분탄 취입랜스(100)가 상기 블로우 파이프(60) 밖에서부터 상기 파이프(60) 내의 중공(62)으로 진입하는 부분(55)은 고온에 의한 연화작용과 상기 내측관 중 상기 중공(62) 내에 배치된 부분(57)의 자중에 의해 하부로 휘어져 아래로 쳐지게 되고 이에 따라 상기 미분탄 취입랜스(100)로부터 분사된 미분탄(80)이 풍구(59)에 직접 충돌하여 풍구(59)를 국부적으로 마모시키고 결국 풍구(59)가 파손되는 대형사고가 발생하기도 한다.
또한, 상기 미분탄 취입랜스(100)의 휘어짐에 의해 상기 내측관(10)은 외측관(20)에 붙어버릴 수 있다. 상기 내측관(10)이 상기 외측관(20)에 붙게 되면 다시 원상태로 복구되지 못하며 산소가 다시 공급되어 냉각작용이 이루어진다고 하더라도 상기 내측관(10)과 외측관(20)이 붙은 부분은 산소의 공급이 중단되므로 산소에 의한 냉각효과를 기대할 수 없게 된다.
상기와 같은 사고를 방지하기 위해 일정한 시간을 주기로 미분탄 취입랜스(100)를 직접 육안으로 관찰하여 휘는 여부를 감시하고 있으나, 상기 미분탄 취입랜스(100)가 육안으로 확인될 정도로 휘어지기 전까지는 그 상태를 미리 판단할 수 없다. 또한 상기 미분탄 취입랜스(100)의 휨 발생으로 인한 풍구(59)의 파손을 방지하기 위해 미분탄(80) 취입을 중단하고 정기적인 수리작업시에 상기 미분탄 취입랜스(100)를 교체한 후 다시 조업해야 하므로 상기 미분탄 취입랜스(100)의 교체시까지 조업손실이 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 상기 미분탄 취입랜스가 고온의 분위기에서 연화작용과 자중에 의해 아래로 휘어지는 것을 방지함으로서, 풍구의 파손을 예방하고 항상 조업을 가능토록한 미분탄 취입랜스를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 미분탄과 산소의 원활한 혼합에 의해 연소효율을 향상시키도록 한 미분탄 취입랜스를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 고로 내부의 풍구에 위치된 블로우 파이프 내에서 외측관과 내측관의 이중관으로 구성되어 고로에 미분탄을 취입하도록 된 미분탄 취입랜스에 있어서,
상기 블로우 파이프의 중공 내에 배치되는 내측관(10) 외주면(12) 상부에 상기 내측관보다 작은 열팽창계수를 갖고, 장착되는 제 1팽창변형부재; 상기 블로우 파이프의 중공 내에 배치되는 내측관 외주면 하부에 상기 내측관보다 큰 열팽창계수를 갖고, 장착되는 제 2팽창변형부재;를 포함하고, 상기 제 1, 2 팽창변형부재 및 상기 내측관과의 열팽창 차이를 이용함으로서 고온 분위기에서 자중에 의해 휘어지지 않음을 특징으로 하는 미분탄 취입랜스를 마련함에 의한다.
이하, 본 발명을 도면에 의하여 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 미분탄 취입랜스(100)는 도 5 내지 도 8에서 도시된 바와 같 다.
본 발명에 따른 미분탄 취입랜스(100)는 내측관(10) 중 상기 블로우 파이프(60)의 중공(62) 내에 배치된 부분(57)(이하, 중공배치부(57)라 함)의 외주면(12) 상부에 상기 내측관(10)보다 작은 열팽창계수를 갖는 제 1팽창변형부재(14)를 장착하고, 상기 중공배치부(57)의 외주면(12) 하부에 상기 내측관(10)보다 큰 열팽창계수를 갖는 제 2팽창변형부재(16)를 장착한다.
상기 제 1팽창변형부재(14)와 제 2팽창변형부재(16)가 상기 중공배치부(57)의 외주면(12) 상부와 하부 상에 각각 장착되는 위치는 상기 미분탄 취입랜스(100)가 상기 블로우 파이프(60) 내에서 위치되는 원주상 위치에 따라 달라진다.
도 2에 도시된 바와 같이 상기 미분탄 취입랜스(100)는 상기 블로우 파이프(60)의 외부로부터 중공(62) 내부로 진입하고 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 블로우 파이프(60)의 내측 상부, 즉, 상기 블로우 파이프(60)의 원주단면의 기준 각도 0°부터 180°사이에서 상기 블로우 파이프(60) 외부로부터 중공(62) 내부로 진입한다. 만일, 상기 미분탄 취입랜스(100)가 상기 블로우 파이프(60)의 중공(62) 내로 원주각도 130°방향에서 진입하고 있다면, 상기 미분탄 취입랜스(100)가 상기 블로우 파이프(60)의 중공(62) 내로 진입하는 부분(55)(이하 진입부(55)라 함)은 고온 분위기에서 고온에 의한 연화작용과 상기 중공배치부(57)의 자중에 의하여 원주각도 300°방향으로 휘어지게 된다.
만약 상기 미분탄 취입랜스(100)가 상기 블로우 파이프(60)의 중공(62) 내로 원주각도 90°방향에서 진입하고 있다면, 고온 분위기에서 상기 미분탄 취입랜스(100)는 직하방향, 즉 원주각도 270°방향으로 휘어지게 된다.
상기 미분탄 취입랜스(100)가 상기 블로우 파이프(60)의 중공(62) 내로 진입하는 원주각도에 따라 휘어지는 방향이 달라지게 되므로 상기 제 1 팽창변형부재(14)와 제 2팽창변형부재(16)는 상기 미분탄 취입랜스(100)가 휘어지는 방향에 맞게 상기 내측관(10) 상부와 하부에 장착되는 것이 바람직하다.
예를 들면, 상기 미분탄 취입랜스(100)가 도 3에서처럼 상기 블로우 파이프(60)의 중공(62) 내로 진입하고 있다면, 도 5 및 6에서처럼 상기 제 1팽창변형부재(14)는 상기 내측관(10) 외주면의 약 130°근처에 장착되고 제 2팽창변형부재(16)는 상기 내측관(10)의 약 300°근처에 장착되는 것이 바람직하다.
또 다른 예로 만약 상기 미분탄 취입랜스(100)가 상기 블로우 파이프(60)의 중공(62) 내로 90°근처에서 진입하고 있다면 상기 제 1팽창변형부재(14)는 상기 내측관(10) 외주면의 약 90°근처에 장착되고 제 2팽창변형부재(16)는 상기 내측관(10)의 약 270°근처에 장착되는 것이 바람직하다.
이는 상기 제 1팽창변형부재(14) 및 제 2팽창변형부재(16)와 내측관(10)과의 열팽창차이를 이용하여 상기 미분탄 취입랜스(100)가 고온하에서 휘어지는 방향의 반대 방향으로 휨력이 작용하도록 하기 위함이다.
상기와 같이 상기 내측관(10) 외주면(12) 상부에 장착되는 제 1팽창변형부재(14)는 상기 내측관(10)보다 작은 열팽창계수를 갖는 부재로 선택되고 상기 내측관(10) 외주면 하부에 장착되는 제 2팽창변형부재(16)는 상기 내측관(10)보다 큰 열팽창계수를 갖는 부재로 선택된다.
상기 제 1팽창변형부재(14)와 제 2팽창변형부재(16)를 위해 여러가지 금속재료 및 합금재료를 선택할 수 있고 또한, 여러가지 재료를 혼합하여 바라는 열팽창계수를 갖는 코팅층을 상기 내측관(10) 외주면(12) 상에 형성시킬 수 있다.
본 발명에 따른 실시예에서는 상기 내측관(10)의 재질이 SUS310으로 선택될 때, 상기 제 1팽창변형부재(14)로서 여러가지 재료가 혼합되어 상기 내측관(10)보다 작은 열팽창계수를 갖는 내열합금계 분말제를 선택하였고, 이를 상기 내측관(10) 외주면 상부에 아르곤 또는 수소 플라즈마로 용사하여 코팅층을 형성하였다. 상기 제 2팽창변형부재(16)로서는 상기 내측관(10)보다 큰 열팽창계수를 갖는 동(Cu)재질의 금속판을 선택하여 상기 내측관(10) 외주면 하부에 형성하였다.
물론, 상기 제 1팽창변형부재(14)로 상기 내측관(10)보다 작은 열팽창계수를 갖는 금속판을 선택할 수 있고, 상기 제 2팽창변형부재(16)로 상기 내측관(10)보다 큰 열팽창계수를 갖는 내열합금계 코팅층을 선택하여 상기 내측관(10) 하부에 형성시킬 수 있다.
상기 내측관(10)으로 선택된 SUS310의 열팽창계수는 316℃ 부근에서 16.2x10-6/℃, 538℃ 부근에서 16.9x10-6/℃, 650℃ 부근에서 17.5x10-6/℃이고 상기 제 2팽창변형부재(16)으로 선택된 동(Cu)의 열팽창계수는 316℃ 부근에서 17.3x10-6/℃, 538℃ 부근에서 18.3x10-6/℃, 650℃ 부근에서 18.9x10-6/℃이다. 상기 제 1팽창변형부재인 내열합금계 코팅층은 316℃, 538℃ 및 650℃ 각각의 온도 부근에서 SUS310보다 작은 열팽창계수를 갖고 Ni42.2%, Cr14.2%, Al29.7%, Co0.8%, ZrO2 1.2% 및 그 외 Fe와 분순물의 조성을 갖는 내열합금계 분말제로 구성된다.
상기 제 1팽창변형부재(14)와 제 2팽창변형부재(16)는 각각 상기 내측관(10) 외주면 상부와 하부에 상기 제 1, 2 팽창변형부재(14)(16)의 크기만큼 홈을 형성한 후 상기 홈에 장착될 수도 있다. 상기 제 1팽창변형부재(14)인 코팅층을 장착하기 위한 제 1홈(15)의 내부는 아세톤을 이용한 초음파 세척을 실시하고 상기 제 2팽창변형부재(16)인 동판을 장착하기 위한 제 2홈(17)의 내부와 상기 동판의 내면은 서로 잘 밀착되도록 부드럽게 가공된다.
상기와 같은 홈들(15)(17)을 상기 내측관(10) 외주면(12)에 형성한 후 상기 제 1, 2 팽창변형부재(14)1(6)를 상기 홈들에 장착하는 것은 상기 제 1, 2팽창변형부재들(14)(16)의 팽창효과를 크게 하기 위한 것이고, 또 다른 이유로는 상기 홈을 형성하지 않고 상기 제 1, 2 팽창변형부재(14)(16)를 여러가지 결합수단(29)(예를 들면, 용접)에 의해 상기 내측관(10) 외주면 상에 형성한 경우보다 열팽창시 상기 결합수단(29) 내에 발생하는 크랙 등의 결함발생을 감소시키기 위함이다. 상기와 같이 용접부와 같은 결합수단(29) 내에 크랙이 발생되면 제 1, 2 팽창변형부재(14)(16)와 상기 내측관(10) 사이의 열팽창 차이에 의한 효과는 크게 감소될 수 있다.
상기 제 1팽창변형부재(14)와는 달리 상기 제2팽창변형부재(16)의 중심부에는 바깥방향으로 돌출부(13)가 형성되어 있고 상기 돌출부(13) 중심부에는 길이방향으로 요홈(27)이 형성되어 있다. 상기 돌출부(13)와 상기 외측관(20) 사이의 간격은 아주 작다. 상기 제 2팽창변형부재(14)의 중심부에 바깥방향으로 돌출부(13)를 형성시킨 이유는 본 발명에 따른 미분탄 취입랜스(100)의 작용에 대한 기술에서 좀 더 자세히 설명되듯이, 상기 미분탄 취입랜스(100)가 고온 및 자중에 의해 휘어지더라도 상기 돌출부(13)에 의해 상기 내측관(10)의 외면이 외측관(20)의 내면에 접촉하지 않고 처음의 형상을 그대로 유지하도록 하기 위함이다.
또한, 상기 돌출부(13) 중심에 형성된 요홈(27)은 상기 돌출부(13)가 상기 외측관(20)에 접촉되더라도 산소가 상기 요홈(27)을 통해 공급될 수 있도록 한 것이다. 즉, 상기 요홈(27)을 통해 산소가 공급될 수 있고 이에 따라 산소에 의한 냉각작용이 발생하므로 상기 돌출부(13)가 상기 외측관(20)에 완전히 붙어버리는 것을 막을 수 있다.
한편, 상기 미분탄 취입랜스(100)의 선단부(18)에는 도 8에 도시된 바와 같이 그 외측관(20) 선단부(18)의 내경크기가 상기 내측관(10)의 내경크기와 같은 노즐(19)을 형성하고 있다.
이하, 본 발명에 따른 미분탄 취입랜스(100)의 작용에 대해 설명한다.
상기 블로우 파이프(60) 내에 삽입되어 풍구(59)를 향하도록 된 미분탄 취입랜스(100)는 고온의 환경하에 있으므로 산소에 의한 냉각작용이 필요하다.
그러나, 갑작스런 미분탄 제조설비의 트러블 발생, 지관별 특성에 의한 개별 취입 중단 및 산소 체크밸브(65) 고장 등의 여러가지 이유로 산소의 공급이 중단되면, 산소에 의한 냉각효과를 기대할 수 없으므로 상기 미분탄 취입랜스(100)는 산소에 의한 냉각이 이루어지는 때보다 높은 온도로 상승된다. 특히, 상기 미분탄 취입랜스(100) 중 블로우 파이프(60)의 중공(62)에 배치된 고온부(57)는 다른 부분보 다 직접적으로 고온의 분위기에 노출되므로 보다 높은 온도로 상승된다.
이에 따라, 도 3에서 도시된 바와 같이 상기 미분탄 취입랜스(100)가 상기 블로우 파이프(60) 외부로부터 상기 중공(62) 내로 진입하는 부분(55)이 고온에 의한 연화작용과 상기 내측관(10) 중 상기 중공(62)에 배치된 부분의 자중에 의한 영향으로 아래로 휘어짐이 발생한다.
상기와 같은 휘어짐이 발생하면, 상기 돌출부(13)는 상기 내측관(10)보다 먼저 외측관(20) 내면에 접촉하게 된다. 그러므로, 상기 내측관(10) 외면은 직접 외측관(20)에 직접 접촉하지 않게 되고 상기 돌출부(13) 크기만큼 상기 외측관(20)에서 떨어지게 된다. 즉, 상기 돌출부(13)에 의해 상기 내측관(10)은 처음상태에서의 내측관(10)과 외측관(20) 사이만큼만 휘어지게 되어 거의 처음상태의 형상을 유지한다.
한편, 상기 돌출부(13)가 상기 외측관(20)에 접촉되더라도 상기 돌출부(13) 중심에 형성된 요홈(27)을 통해서 산소가 상기 요홈(27)을 통해 공급되고 이에 따라 산소에 의한 냉각작용이 발생하므로 상기 돌출부(13)가 상기 외측관(20)에 완전히 붙어버리지 않게 된다.
도 5는 상기 내측관(10)의 외주면(12) 상부와 하부에 각각 형성된 제 1홈 및 제 2홈에 각각 장착된 제 1팽창변형부재(14)와 제 2팽창변형부재(16)가 고온의 분위기에서 열팽창하는 것을 도시한다.
도 5에 도시된 화살표에서 알 수 있듯이, 상기 내측관(10)은 제 1팽창변형부재(14)보다 열팽창계수가 크기 때문에 상기 제 1팽창변형부재(14)의 종방향 내측으 로 열팽창하고 이에 따라 상기 제 1팽창변형부재(14)는 종방향 내측으로 압축력을 받게 된다.
이에 반해, 상기 제 2팽창변형부재(16)는 상기 내측관(10)보다 열팽창계수가 크기 때문에 상기 제 2팽창변형부재(16)의 종방향 외측으로 열팽창하고 이에 따라 상기 내측관(10)은 상기 제 2팽창변형부재(16)의 열팽창에 의해 종방향 압축력을 받게 된다.
상기와 같이 제 1팽창변형부재(14) 내측으로 발생하는 종방향 열팽창과 제 2팽창변형부재(16) 외측으로 발생하는 종방향 열팽창에 의해 상기 내측관(10)은 위로 휨력이 발생한다. 이에 따라, 상기 위로 작용하는 휨력에 의해서 고온의 연화작용 및 상기 중공배치부(57)의 자중에 의해 아래로 발생된 휘어짐은 보상된다.
결국, 상기 돌출부(13)에 의한 내측관(10)의 과대 휨방지 작용과 상기 제 1, 2팽창변형부재(14)(16)의 열팽창에 의한 휨력의 작용으로 상기 내측관(10)은 고온에서 휘지 않고 처음의 형상을 유지한다.
한편, 상기 외측관(20)과 내측관(10)의 공간을 통해 공급되는 산소는 도 8에 도시된 바와 같이 스크류(22)에 의해 회전되면서 공급되고 선단부(18)의 노즐(19)에 의해 고압으로 배출된다. 이에 따라, 미분탄(80)이 고로(70)로 배출될 때, 고압의 산소가 회전하면서 미분탄(80) 내부로 파고들게 되어 미분탄(80)과 산소가 원활히 혼합되므로 미분탄(80) 연소가 활발히 이루어진다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대해 보다 상세히 설명하고자 한다.
[실시예]
본 발명의 실시예에 따른 미분탄 취입랜스(100)는 선단부(18)로부터 후미쪽으로 대략 600mm 부근에서 블로우 파이프(60) 내의 중공(62)으로 진입한다.
상기 미분탄 취입랜스(100)가 상기 블로우 파이프(60) 내의 중공(62)으로 진입하는 부분(55), 즉 진입부(55)의 내측관 외주면(12) 상부에는 제 1홈(15)을 형성하고 하부에는 제 2홈(17)을 형성하였다. 도 5와 6에 도시된 바와 같이 상기 제 1, 2홈(15)(17) 모두 사각형 형상이다.
상기 제 1홈(15)은 상기 내측관(10)의 외주면(12) 상부, 대략 기준점에서 원주방향 기준점에서 90°~ 180°부근, 보다 바람직하게는 130°근처에 형성되었고 제 2홈(17)은 상기 내측관(10)의 외주면(12) 하부, 대략 기준점에서 270°~ 360°부근, 보다 바람직하게는 300°부근에 형성되었다.
상기 제 1홈(15)은 2mm 깊이, 250mm 길이 및 30mm 폭을 갖고 있다. 또한, 상기 제 2홈(17)도 2mm 깊이, 250mm 길이 및 30mm 폭을 갖고 있다.
상기 제 1홈(15)에는 상기 내측관(10)보다 열팽창계수가 작은 내열합금계 분말제를 아르곤(Ar) 또는 수소(H2) 플라즈마로 용사하여 제 1팽창변형부재(14)인 코팅층을 형성하였다. 상기 분말제는 Ni42.2%, Cr14.2%, Al29.7%, Co0.8%, ZrO2 1.2% 및 그 외 Fe과 분순물의 조성을 갖는 내열합금계 분말제이다. 또한 상기 코팅층은 두께가 대략 2.5 ~ 3 mm가 되도록 형성되었다.
상기 제 2홈(17)에는 제 2팽창변형부재(16)로서 상기 내측관(10) 재질(SUS310)보다 열팽창계수가 크고 상기 제 2홈(17) 크기와 같은 동(Cu) 재질의 동판을 삽입하였다. 상기 동판은 상기 제 2홈(17) 내표면과 일치하도록 부드럽게 가공되었고 두께는 상기 제 2홈(17)의 깊이보다 조금 작게 형성되었다.
상기 동판은 상기 제 2홈(17)으로부터 이탈되지 않도록 도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 상기 미분탄 취입랜스(100)의 길이방향으로 제 2홈(17)과 접하는 부위가 상기 내측관(10)과 같은 재질(SUS310)의 금속편(28)으로 밀착되어 덮인 후 상기 내측관(10) 재질(SUS310)의 용접봉(29)으로 필렛용접되었다.
한편, 상기 미분탄 취입랜스(100) 선단부(18)에는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 외측관(20) 선단부(18)의 내경크기가 상기 내측관(10)의 내경크기와 같은 노즐(19)을 형성하였다.
표 1은 1200℃의 고온에서 미분탄(80)을 취입시 냉각제로 산소를 공급할 때와 공기를 공급할 때, 각각의 경우에서 상기 미분탄 취입랜스(100)의 내부 온도 및 표면 온도와 종래 미분탄 취입랜스의 내측관의 휨 변위 및 본 발명에 따른 미분탄 취입랜스의 내측관의 휨 변위를 나타낸다. 휨 변위의 부호는 상기 코팅층으로부터 상기 동판 방향으로의 변위를 + 크기로 표기하였고 반대방향의 변위를 - 크기로 표기하였다.
표 1의 결과에서 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 미분탄 취입랜스(100)의 휨 변위는 산소 또는 공기를 취입할 때 또는 산소취입이 중단되었을 때 종래의 미분탄 취입랜스의 휨 변위보다 매우 작았다.
미분탄 취입랜스 내부온도 (℃) 미분탄 취입랜스 표면온도 (℃) 종래의 미분탄 취입랜스 휨 변위 (mm) 본 발명에 따른 미분탄 취입랜스 휨변위 (mm)
산소취입 210 300 10 -3
공기취입 280 350 13 -2
산소취입중단 520 610 23 3

한편, 상기 외측관(20)과 내측관(10)의 공간을 통해 공급된 산소는 스크류(22)에 의해 회전되면서 공급되고 선단의 노즐(19)에 의해 고압으로 배출되었다. 이에 따라, 미분탄(80)이 고로(70)로 배출될 때, 고압의 산소가 회전하면서 미분탄(80) 내부로 파고들게 되어 미분탄(80)과 산소가 원활히 혼합되었고 미분탄(80) 연소가 활발히 이루어졌다.
상기 실시예를 통해 본 발명에 따른 미분탄 취입랜스(100)는 상기 돌출부(13)에 의한 내측관(10)의 과대 휨방지작용과 상기 제 1, 2팽창변형부재 (14)(16)의 열팽창에 의한 휨력의 작용으로 고온에서 휘지 않고 처음의 형상을 유지하였다.
또한, 상기 미분탄 취입랜스(100)의 선단에 형성된 노즐(19)을 통해 미분탄과 산소의 연소가 활발히 이루어져 연소효율이 향상되었다.
상술한 바와 같이 본 발명에 미분탄 취입랜스에 의하면, 상기 취입랜스의 휨발생을 억제하여 휘어진 미분탄 취입랜스에서 배출된 미분탄에 의해 풍구가 파손되 는 것을 방지하고 이에 따라 조업중지를 발생시키지 않게 하여 조업효율을 높이는 효과를 가진다. 또한, 본 발명에 따른 미분탄 취입랜스는 미분탄과 산소의 원활한 혼합에 의해 좀 더 개선된 연소효과를 가진다.

Claims (5)

  1. 고로 내부의 풍구에 위치된 블로우 파이프 내에서 외측관과 내측관의 이중관으로 구성되어 고로에 미분탄을 취입하도록 된 미분탄 취입랜스에 있어서,
    상기 블로우 파이프(60)의 중공(62) 내에 배치되는 내측관(10) 외주면(12) 상부에 상기 내측관(10)보다 작은 열팽창계수를 갖고, 장착되는 제 1팽창변형부재(14);
    상기 블로우 파이프(60)의 중공(62) 내에 배치되는 내측관(10) 외주면(12) 하부에 상기 내측관(10)보다 큰 열팽창계수를 갖고, 장착되는 제 2팽창변형부재(16);를 포함하고,
    상기 제 1, 2 팽창변형부재(14)(16) 및 상기 내측관(10)과의 열팽창 차이를 이용함으로서 고온 분위기에서 자중에 의해 휘어지지 않음을 특징으로 하는 미분탄 취입랜스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1팽창변형부재(14)는 내열합금계의 분말을 플라즈마로 용사한 코팅층으로 형성되고, 상기 제 2팽창변형부재(16)는 동(Cu)판으로 형성됨을 특징으로 하는 미분탄 취입랜스.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1, 2팽창변형부재들(14)(16)에 의한 팽창효과를 크게 하도록 상기 내측관(10) 외주면(12) 상부와 하부 각각에 제 1홈(15) 및 제 2홈(17)을 형성하고 상기 제 1, 2홈에 각각 상기 제 1, 2팽창변형부재들(14)(16)을 장착함을 특징으로 하는 미분탄 취입랜스.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2팽창변형부재 중심부에는 상기 내측관(10)이 휘어 상기 내측관(10) 외면이 상기 외측관(20) 내면에 붙는 것을 방지하도록 돌출부(13)를 형성하고 상기 돌출부(13) 중심부에는 산소와의 접촉면적을 넓혀 냉각효과를 높이도록 요홈(27)을 형성하는 것을 특징으로 하는 미분탄 취입랜스.
  5. 제 1항에 있어서,
    미분탄(80)과 산소의 원활한 혼합에 의해 연소효율을 향상시키도록 상기 미분탄 취입랜스의 외측관(20) 선단부(18)에 상기 내측관(10)의 내경크기와 같은 노즐(19)을 형성함을 특징으로 하는 미분탄 취입랜스.
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