KR100768316B1 - 전기로용 카본 인젝션 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 분체 카본을 취입하는 랜스를 전기로의 상측에 상승/하강 가능하도록 설치하고 그 랜스가 하강되는 위치를 일정하게 유지하여 전기로의 전력소모량을 최소화하는 한편, 작업자의 업무부하를 줄일 수 있는 전기로용 인젝션 장치를 제공함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 전기로의 상측에 설치된 지지부재(10)에 형성된 삽입공(10a)에 상승/하강 가능하도록 관통 삽입되고 중앙에는 분체 카본이 이동되는 인젝션 라인(12)이 설치되고 하단부에는 분체 카본이 분사되는 분사노즐(17)이 돌출 형성된 랜스(11)와, 상기 랜스의 상부 중앙에 연결되어 인젝션라인으로 분체 카본을 공급하는 인젝션 호스(13)와, 상기 지지부재의 상면 일측에 설치되어 랜스를 상승/하강시키는 실린더(20)와, 상기 실린더가 파손되는 것을 방지하도록 실린더의 외측 둘레면을 감싸도록 설치된 상/하부 튜브(21, 22)를 포함하여서 된 것이다.

전기로, 분체 카본, 슬래그 포밍, 크롬산화물, 랜스

Description

전기로용 카본 인젝션 장치{Carbon injection apparatus for electric furnace}

도 1은 일반적인 전기로를 나타낸 사시도.

도 2는 종래의 인젝션 장치를 나타낸 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 인젝션 장치를 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 인젝션 장치를 나타낸 단면도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

10 : 지지부재 10a : 삽입공

11 : 랜스 12 : 인젝션 라인

13 : 인젝션 호스 17 : 분사노즐

18 : 커버 19 : 안내롤

20 : 실린더 21 : 상부 튜브

22 : 하부 튜브 23 : 리미트 스위치

본 발명은 전기로용 인젝션 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기로 의 상부에서 카본을 취입하는 랜스의 취입위치를 일정하게 유지하는 한편 상기 전기로에서 발생되는 아아크에 의해서 랜스가 파손되는 것을 방지할 수 있는 전기로용 인젝션 장치에 관한 것이다.

일반적으로 스테인레스강 등의 용강류를 제조할 때에는 도 1에 나타낸 바와 같이 전기로(1)를 사용하고 있으며 이러한 전기로(1)는 전기를 이용하여 금속이나 합금을 가열, 용해하는 것으로서, 전기로(1)의 상부를 개폐시키는 커버(2)에 수직 방향으로 설치된 3개의 전극봉(3)에 고전류를 통전하면 고열의 아아크 열이 발생되면서 전기로 내부의 고철과 합금철을 용해하는 것이다.

한편, 상기 전기로(1)에서 용해작업을 할 때에는 용강의 상부에 슬래그가 부상되며 이때 상기 슬래그를 포밍시키기 위해서 랜스(4)를 이용하여 슬래그의 상부에 분체 카본을 취입하고 있다.

상기 카본을 취입하는 이유는 고철과 합금철을 용해시 필요되는 전력소모량(ton/kwh)의 절감 및 전극에 의해서 발생되는 아아크에 의한 전기로 벽면의 파손을 방지하여 노벽을 보호하기 위한 것이다.

상기 분체 카본을 취입하는 원리는 가열로 내에 분체 카본을 일정량 분사하여 분체 카본과 용탕계면 중의 슬래그가 반응하도록 하기 위함이며, 이때 슬래그중에 산화된 Cr₂O₃(크롬 산화물)은 분체 카본과 반응하면서 발생되는 산화열에 의해서 화학식 1과 같은 반응식에 의해 Cr₂O₃ 중의 Cr은 환원된다.

Cr₂O₃ + 3C = 2Cr + 3Co : 직접환원

또한 슬래그 포밍의 원리는 슬래그 중의 Cork 분체 카본에 의해 반응되어 3Co가 되면서 기포가 형성되고 그 기포에 의해서 슬래그는 포밍현상이 발생되는 것이다.

이러한 원리에 의해 용탕에 발생되는 아아크에 의해서 발생되는 복사열은 포밍 슬래그가 직접적으로 차단하고 그 간접열은 노벽에 전달됨에 따라 노벽 연화를 보호하여 전기로의 벽면을 안정화시키게 되는 것이다.

따라서 여러 가지 조건이 동반되어야 하는데 분체 카본의 횡취(전기로의 측면에서 분체 카본을 취입하는 것)시에는 다음과 같은 조건을 만족하여야 한다.

슬래그 계면(용탕과 슬래그층)에 인젝션을 실시하여야 하고 3상 전극의 중앙상부에서 카본을 인젝션 하여야 하며 노내의 온도를 확보하여야 한다.

그러나 이러한 종래의 장치는 횡취를 하게 되므로 도 2에 나타낸 바와 같이 용탕계면의 위치 선정이 어렵고 전기로의 내부에 발생되는 화염 및 흄에 의해서 3상 전극의 중앙 상부에 분체 카본이 인젝션되는 상태의 확인이 불가능하였다.

이와 같은 이유로 인하여 횡취에 의한 인젝션시 효과는 미약하다.

또한 횡취시에는 지속적인 분체 카본 인젝션 렌스가 소모되어야 한다는 문제점과 랜스의 연결시 작업자의 능률저하 및 안전사고 발생 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 그 목적은 분체 카본을 취입하는 랜스를 전기로의 상측에 상승/하강 가능하도록 설치하고 그 랜스가 하강되는 위치를 일정하게 유지하여 전기로의 전력소모량을 최소화하는 한편, 작업자의 업무부하를 줄일 수 있는 전기로용 인젝션 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 전기로용 인젝션 장치는 전기로의 상측에 설치된 지지부재에 형성된 삽입공에 상승/하강 가능하도록 관통 삽입되고 중앙에는 분체 카본이 이동되는 인젝션라인이 설치되고 하단부에는 분체 카본이 분사되는 분사노즐이 돌출 형성된 랜스와, 상기 랜스의 상부 중앙에 연결되어 인젝션 라인으로 분체 카본을 공급하는 인젝션 호스와, 상기 지지부재의 상면 일측에 설치되어 랜스를 상승/하강시키는 실린더와, 상기 실린더가 파손되는 것을 방지하도록 실린더의 외측 둘레면을 감싸도록 설치된 상/하부 튜브를 포함하여서 된 것이다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 인젝션 장치를 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 인젝션 장치를 나타낸 단면도이다.

여기에서 참조되는 바와 같이 본 발명은 전기로(1)의 상측에 지지부재(10)가 설치되어 있고 그 지지부재(10)에는 삽입공(10a)이 형성되어 있되, 그 삽입공(10a)의 내측 둘레면에는 삽입공(10a)에 끼워지는 랜스(11)가 원활하게 상승/하강 될 수 있도록 복수개의 안내롤(19)이 설치되어 있으며, 상기 랜스(11)의 하단부 외측 둘 레면 일측에는 전기로의 전극에서 발생되는 아아크에 의하여 랜스(11)가 파손되는 것을 방지할 수 있는 커버(18)가 설치되어 있다.

상기 커버(18)를 둘레면 일측에 설치하는 이유는 랜스(11)가 하강될 때 그 랜스(11)에 접촉되는 아아크의 위치가 항상 일정하게 되므로 그 아아크가 접촉되는 부분을 보호하기 위함이다.

한편, 상기 삽입공(10a)에 삽입되는 랜스(11)의 중앙에는 분체 카본이 이동되는 인젝션 라인(12)이 설치되어 있고 그 인젝션 라인(12)의 상단에는 분체 카본이 공급되는 인젝션 호스(13)가 설치되어 있으며 하단부에는 인젝션 라인(12)으로 이동된 분체 카본을 분사시키는 분사노즐(17)이 돌출 형성되어 있다.

상기 인젝션 라인(12)의 외측 둘레면에는 냉각수가 이동되는 한 쌍의 이동관(14)이 설치되어 있고 그 이동관(14)의 상단에는 냉각수가 공급되는 냉각수 공급관(15) 및 냉각수가 배출되는 냉각수 배출관(16)이 설치되어 있다.

또한, 상기 지지부재(10)의 상면 일측에는 랜스(11)를 상승/하강시키는 실린더(20)가 설치되어 있고 그 실린더(20)의 외측 둘레면에는 실린더(20)를 보호하기 위한 상부 튜브(21)와 하부 튜브(22)가 각각 감싸여져 있으며 상기 하부 튜브(22)의 내측 둘레면에는 상부 튜브(21)가 최대 하강위치를 검출하기 위한 리미트 스위치(23)가 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작동상태를 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 지지부재(10)에 설치된 실린더(20)를 작동시켜 랜스(11)를 하강시킨다.

상기 실린더(20)가 작동됨에 따라 그 실린더(20)를 보호하도록 외측 둘레면에 설치된 상부 튜브(21)는 랜스(11)와 함께 하강하게 되고 상기 상부 튜브(21)의 하단부가 하부 튜브(22)에 설치된 리미트 스위치(23)를 작동시키면 실린더(20)가 정지되는 것이고 이때 랜스(11)의 하단부에 설치된 분사 노즐(17)은 슬래그의 상단에 위치되는 것이다.

상기 분사 노즐(17)이 슬래그의 상단에 위치되는 이유는 통상 전기로의 노내 용적은 일정하기 때문에 그 전기로 내부의 슬래그 상단 위치가 동일하게 되므로 리미트 스위치(23)의 설치 위치에 따라서 분사 노즐(17)의 위치가 결정되기 때문이다.

이와 같이 랜스(11)의 하부에 설치된 분사 노즐(17)이 슬래그의 상단에 근접된 상태로 정지되면 인젝션 호스(13)를 통하여 분체 카본을 공급하는 것이고 그 인젝션 호스(13)를 통하여 공급된 분체 카본은 인젝션 라인(12)을 통하여 이동되어 분사 노즐(17)로 분사되는 것이며 이때 분사되는 분체 카본은 슬래그의 상부로 분사되는 것이다.

그리고 상기 랜스(11)의 상부에 설치된 냉각수 공급관(15)으로 공급되는 냉각수는 인젝션 라인(12)의 둘레면에 설치된 한 쌍의 이동관(14) 내부를 순환하면서 랜스(11)를 냉각시킨 후 냉각수 배출관(16)을 통하여 배출된다.

한편, 상기 랜스(11)의 하부 외측 둘레면 일측에는 전극에서 발생되는 아아크가 접촉되는 것이며 그 아아크가 접촉되는 부분에는 내화물인 커버(18)가 설치되어 있으므로 랜스(11)의 파손으로 인하여 냉각수가 누수되는 것을 방지하게 된다.

이와 같이 본 발명은 분체 카본이 분사되는 노즐이 슬래그의 상면에 근접되게 위치되므로 분체 카본을 취입할 때 슬래그 포밍을 유도함과 함께 크롬산화물 중의 크롬을 환원하여 유기금속을 회수할 수 있으며 노체를 보호 할 수 있는 특유의 효과가 있다.

또한 본 발명은 작업자가 육안으로 확인하지 않고도 분체 카본이 분사되는 노즐이 슬래그의 상면에 근접되게 위치되므로 작업자를 안전사고로부터 보호할 수 있는 특유의 효과가 있다.

Claims (4)

1. 전기로의 상측에 설치된 지지부재(10)에 형성된 삽입공(10a)에 상승/하강 가능하도록 관통 삽입되고 중앙에는 분체 카본이 이동되는 인젝션 라인(12)이 설치되고 하단부에는 분체 카본이 분사되는 분사노즐(17)이 돌출 형성된 랜스(11)와,

   상기 랜스의 상부 중앙에 연결되어 인젝션라인으로 분체 카본을 공급하는 인젝션 호스(13)와,

   상기 지지부재의 상면 일측에 설치되어 랜스를 상승/하강시키는 실린더(20)와,

   상기 실린더가 파손되는 것을 방지하도록 실린더의 외측 둘레면을 감싸도록 설치된 상/하부 튜브(21, 22)를 포함함을 특징으로 하는 전기로용 인젝션 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 랜스가 원활하게 상승/하강 될 수 있도록 지지부재에 형성된 삽입공의 내측 둘레면에 설치된 복수개의 안내롤(19)을 포함함을 특징으로 하는 전기로용 인젝션 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 실린더를 보호하는 하부 튜브의 내측 상/하부에는 상부 튜브의 이동을 제한하도록 설치된 리미트 스위치(23)를 포함함을 특징으로 하는 전기로용 인젝션 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 랜스의 하부 일측에는 전기로에서 발생되는 아아크에 의해서 랜스가 파손되는 것을 방지하도록 설치된 내화물인 커버(18)를 포함함을 특징으로 하는 전기로용 인젝션 장치.

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