KR100782708B1 - Apparatus for preventing melten steel from scattering in vacuum oxygen decarbrization - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진공탈탄 설비의 고청정강의 제조에 있어서 용강의 비산을 방지하는 장치에 관한 것으로, 용강을 덮는 내측 커버에 진공의 형성을 위한 진공라인이 연결되도록 하는 통로를 형성하여 용강이 커버의 외부로 비산되지 않도록 하여, 설비의 사고를 예방하고 고청정강을 생산할 수 있도록 하는 진공탈탄 설비의 용강비산 방지장치에 관한 것이다. The present invention relates to a device for preventing the scattering of molten steel in the production of high clean steel of vacuum decarburization equipment, the outer cover of the molten steel by forming a passage to connect the vacuum line for the formation of a vacuum to the inner cover covering the molten steel It relates to a molten metal scattering prevention device of a vacuum decarburization plant to prevent scattering, to prevent accidents of the facility and to produce high clean steel.
본 발명은 내부를 진공상태로 유지할 수 있도록 진공라인과 연통되는 원통형의 베셀(700); 상기 베셀 내부에 안착되고 용강이 담겨져있는 래들(600); 상기 베셀의 상부를 덮는 외측커버(800); 상기 외측커버의 하부에 장착되며, 상기 래들을 덮는 내측커버(10); 및 상기 래들의 측면부에 장착되고 하부는 진공라인과 연통되는 진공튜브(400);를 포함하고, 상기 내측커버는 측면에 형성되어서 외부로 관통하는 구멍(110); 및 상기 구멍과 연결되고 하부 끝단이 둥글게 형성되는 엘보우관(200);을 포함하여, 상기 내측커버가 래들에 안착되는 것에 따라서 상기 엘보우관이 상기 진공튜브에 삽입되는 것을 특징으로 하는 진공탈탄 설비의 용강비산 방지장치를 제공한다. The present invention is a cylindrical vessel 700 in communication with the vacuum line to maintain the interior in a vacuum state; A ladle 600 seated in the vessel and containing molten steel; An outer cover 800 covering an upper portion of the vessel; An inner cover 10 mounted below the outer cover and covering the ladle; And a vacuum tube 400 mounted to a side portion of the ladle and communicating with a vacuum line at a lower portion thereof, wherein the inner cover is formed at a side thereof and penetrates to the outside. And an elbow pipe 200 connected to the hole and having a lower end rounded, wherein the elbow pipe is inserted into the vacuum tube as the inner cover is seated on the ladle. Provide molten steel scattering prevention device.
용강, 래들, 커버, 진공, 탈탄Molten steel, ladle, cover, vacuum, decarburization
Description
도 1은 진공탈탄 설비를 도시한 것으로, (a)는 설비 개략도, (b)는 래들 커버의 상세단면도이다. Figure 1 shows a vacuum decarburization plant, (a) is a schematic view of the installation, (b) is a detailed cross-sectional view of the ladle cover.
도 2는 종래의 진공탈탄 설비 커버 대차가 베셀 내부의 래들 상부에 위치한 상태를 도시한 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing a state in which the conventional vacuum decarburization equipment cover bogie is located on the upper ladle inside the vessel.
도 3은 종래의 진공탈탄 설비 커버가 베셀 내부의 래들 상부에 안치된 상태를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a conventional vacuum decarburization facility cover is placed on the upper ladle inside the vessel.
도 4는 종래의 용강 진공탈탄 처리 작업 상태를 도시한 상태도이다.4 is a state diagram showing a conventional molten steel vacuum decarburization treatment working state.
도 5a는 본 발명에 의한 용강비산방지 커버가 래들의 상부에 안착된 상태를 도시한 것이다.Figure 5a shows the molten steel shatterproof cover according to the present invention is seated on the top of the ladle.
도 5b는 본 발명에 의한 내측커버의 상세단면도이다.Figure 5b is a detailed cross-sectional view of the inner cover according to the present invention.
도 6a는 본 발명에 의한 용강 비산 방지장치의 분해 사시도이다.6A is an exploded perspective view of the molten steel scattering prevention device according to the present invention.
도 6b는 본 발명에 의한 용강 비산 방지장치의 조립도이다.6B is an assembly view of the molten steel scattering prevention device according to the present invention.
도 7은 도 5의 B부분을 상세도시한 것이다.FIG. 7 shows a detail B of FIG. 5.
도 8은 본 발명의 용강비산 방지장치가 안착되어 작업하는 상태를 도시한 단면도이다. 8 is a cross-sectional view showing a state in which the molten steel scattering prevention device of the present invention is seated and working.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10: 본 발명의 내측커버 100: 종래의 내측 커버10:
110: 진공 구멍 200: 엘보우관110: vacuum hole 200: elbow tube
220: 쿠션 튜브 300: 외측중공튜브220: cushion tube 300: outer hollow tube
340: 원판게이트 340: 원형 게이트 웨이트340: disc gate 340: circular gate weight
400: 진공 튜브 410: 게이트 각도조정 스크류
400: vacuum tube 410: gate angle adjustment screw
본 발명은 진공탈탄 설비의 고청정강의 제조에 있어서 용강의 비산을 방지하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용강을 덮는 내측 커버에 진공의 형성을 위한 진공라인이 연결되도록 하는 통로를 형성하여 용강이 커버의 외부로 비산되지 않도록 하여, 설비의 사고를 예방하고 고청정강을 생산할 수 있도록 하는 진공탈탄 설비의 용강비산 방지장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a device for preventing the scattering of molten steel in the production of high clean steel of vacuum decarburization equipment, and more particularly to the molten steel by forming a passage to connect the vacuum line for the formation of a vacuum on the inner cover covering the molten steel The present invention relates to a molten steel scattering prevention device of a vacuum decarburization plant, which prevents an accident from occurring in a facility and prevents the plant from being scattered to the outside of the cover to produce high clean steel.
일반적으로 진공탈탄(VOD:vacuum oxygen decarbrization) 설비는 고청정강을 제조하기 위한 설비로서, 용강 내의 불순물을 진공상태에서 제거하기 위하여 불활성 가스(N2, Ar)와 산소(O2)를 사용하여 블로우잉(blowing) 작업을 하게 되며, 성분을 조정하기 위하여 부원료를 투입함으로써 요구되는 용강을 얻는다. 이때 성분 조 정용으로 사용되는 것으로 알루미늄 바아(aluminum bar,910) 및 Ni, Cr 등의 부원료가 투입된다. In general, vacuum oxygen decarbrization (VOD) equipment is used to manufacture high-purity steel, using inert gas (N 2 , Ar) and oxygen (O 2 ) to remove impurities in molten steel under vacuum. Blowing is performed, and the required molten steel is obtained by adding subsidiary materials to adjust the composition. At this time, it is used for ingredient adjustment aluminum bar (aluminum bar, 910) and Ni, Cr and other raw materials are added.
도 1 내지 도 4에서와 같이, 용강의 진공작업을 위하여 용강을 담은 래들(600)이 베셀(vessel,700)의 내부에 안착되며, 진공을 형성하기 위하여 래들(600)의 상부를 덮는 커버(100)가 대차(900)에 의해 이송된다. 대차(900)가 베셀(700)의 정위치에 도달하면 외측 커버(800)를 지지하고 있는 실린더(840)가 하부로 내려오게 되며, 이와 동시에 내측 커버(100)가 래들의 상부에 안치된다. 내측 커버(100)는 외부가 철판으로 형성되며, 내부는 캐스터블로 채워져서 중앙에 구멍이 형성되어 있다. 1 to 4, the
상기와 같이 대차에 의해 내측 커버(100)가 안치되면, 산소 파이프(820)가 커버(100)의 중앙에 형성된 구멍을 통하여 하부로 내려와서 블로우잉(blowing)을 실시하게 되고, 부원료도 커버의 중앙 측면에 형성된 구멍을 통하여 투입되어서 용강의 성분을 조정하는 작업을 하게 된다.
When the
그러나, 상기와 같이 래들(600)의 상부에 안치된 커버 사이로 산소 파이프(820)가 블로우잉을 실시할 때에 용강이 비산되며, 비산되는 용강이 커버(100)의 중앙에 형성된 구멍을 통하여 외부로 유출되어 냉각수 라인 및 산소 파이프(820)에 융착된다. 이러한 유출은 커버의 중앙 구멍을 통해 진공 흡입이 되기 때문에 발생하는 것이다. 이로 인해 파이프가 용손되어 냉각수가 래들(600)의 내부로 흘러들어가서 조업이 중단되고, 고열로 인한 정비 작업시간이 지연되는 문 제점이 발생되는 것이다.
However, molten steel is scattered when the
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 용강을 진공탈탄 작업 시에 래들 상부의 커버 중앙 구멍을 통하여 외부로 유출되는 용강의 비산을 방지하여, 설비의 사고로 인한 생산성의 저하 및 정비 작업시 고열로 인한 작업자의 안전사고를 예방하고, 고청정강을 생산할 수 있도록 하는 용강의 비산방지장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention is to solve the above problems, the molten steel in the vacuum decarburization operation to prevent the molten steel flowing out through the cover center hole in the upper ladle, to reduce the productivity and maintenance work due to the accident of the facility It is an object of the present invention to provide an apparatus for preventing scattering of molten steel to prevent safety accidents caused by high temperatures and to produce high clean steel.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 발명은 내부를 진공상태로 유지할 수 있도록 진공라인과 연통되는 원통형의 베셀(700); 상기 베셀 내부에 안착되고 용강이 담겨져있는 래들(600); 상기 베셀의 상부를 덮는 외측커버(800); 상기 외측커버의 하부에 장착되며, 상기 래들을 덮는 내측커버(10); 및 상기 래들의 측면부에 장착되고 하부는 진공라인과 연통되는 진공튜브(400);를 포함하고, 상기 내측커버는 측면에 형성되어서 외부로 관통하는 구멍(110); 및 상기 구멍과 연결되고 하부 끝단이 둥글게 형성되는 엘보우관(200);을 포함하여, 상기 내측커버가 래들에 안착되는 것에 따라서 상기 엘보우관이 상기 진공튜브에 삽입되는 것을 특징으로 하는 진공탈탄 설비의 용강비산 방지장치를 제공한다.
As a construction means for achieving the above object, the present invention is a
이하 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5a는 본 발명에 의한 용강비산방지 커버가 래들의 상부에 안착된 상태를 도시한 것이다. 도 5b는 본 발명에 의한 내측커버의 상세단면도이다. 도 6a는 본 발명에 의한 용강 비산 방지장치의 분해 사시도이다. 도 6b는 본 발명에 의한 용강 비산 방지장치의 조립도이다. 도 7은 도 5의 B부분을 상세도시한 것이다.
Figure 5a shows the molten steel shatterproof cover according to the present invention is seated on the top of the ladle. Figure 5b is a detailed cross-sectional view of the inner cover according to the present invention. 6A is an exploded perspective view of the molten steel scattering prevention device according to the present invention. 6B is an assembly view of the molten steel scattering prevention device according to the present invention. FIG. 7 shows a detail B of FIG. 5.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 용강비산 방지장치는 내측 커버(10)의 내부에 래들 상부면과 일정한 거리를 유지하도록 원통형의 오목부를 형성하고, 그 측면에 외부로 관통되는 구멍(110)을 형성한다. 상기 구멍(110)은 양측면에 대칭되도록 형성하는 것이 바람직하며, 일측에 하나만 형성하는 것도 가능하다. 상기 내측커버는 진공탈탄 설비의 외측 커버(800)의 내부에 로드(120)에 의해 고정된다. 6 and 7, the molten steel scattering prevention device according to the present invention forms a cylindrical recess to maintain a constant distance from the upper surface of the ladle inside the
내측커버(10)에 형성된 구멍은 다시 아래로 구부러져 있는 엘보우관(200)과 연통된다. 엘보우관(200)은 내부가 상기 구멍과 일치하도록 관으로 형성되며, 하방으로 구부러져서 형성되며, 하부 끝단은 일정한 곡률을 갖도록 라운드가 형성되어 삽입시의 저항이나 간섭을 최소화하도록 형성된다. 사기 엘보우관은 상기 내측커버(10)에 볼트(201)를 사용하여 일체로 장착되며, 내측커버(10)의 상승 또는 하강에 따라서 같이 상승 또는 하강되도록 장착된다.
The hole formed in the
한편, 도 5a에 도시된 바와 같이, 래들이 안착되는 부위의 측면에는 상기 내측커버의 구멍과 연결된 엘보우관(200)과 연결될 수 있도록 진공라인(500)과 연결되는 진공튜브(400)가 장착된다. 진공튜브는 베셀(700)의 내부에 장착되는 것이며, 상부의 입구부가 개방된 상태로 장착되어, 내측커버(10)의 엘보우관(200)이 삽입되는 것이 가능하도록 되어있다. 따라서 진공라인(500)은 베셀의 하부에 연결되는 것 뿐만아니라 베셀의 내부 측면에 장착된 진공튜브(400)와도 연결되어 있는 것이다. On the other hand, as shown in Figure 5a, the side of the ladle is seated on the
도 5b에는 본 발명에 의한 용강비산 방지장치에 사용되는 내측 커버(10)의 단면도가 도시되어 있다. 도면에서와 같이 내측커버(10)에는 상부면 중앙에 산소파이프(820)가 삽입될 수 있는 구멍이 형성되며, 그 측방에는 성분 조정용 부원료가 투입되는 파이프가 삽입되는 구멍이 형성되어 있다. 또한, 측면에는 상술한 바와 같이 외측으로 관통되는 구멍이 양측에 각각 형성된다. 이러한 구멍은 엘보우관(200)과 연결되어 있다. 5B is a cross-sectional view of the
본 발명에 의하면 엘보우관(200)이 직접 진공튜브(400)에 연결되도록 구성하는 것도 가능하다. 그러나 엘보우관(200)이 진공튜브와 연결시에 충격을 흡수하고, 또한 작업중의 진동을 억제하기 위하여 스프링(230)을 통해 지지되는 쿠션튜브(220)를 진공튜브(400)의 상부에 장착하는 것이 바람직하다. 도 6a에서와 같이, 쿠션튜브(220)는 상부가 엘보우관(200)의 하부와 같은 형상으로 구성되며, 외부면의 중앙부에는 스프링이 지지될 수 있도록 둘레를 따라 지지바(221)가 형성된다. 지지바(221)의 하부에는 스프링(230)이 닿아있으며, 스프링(230)은 진공튜브(400) 또는 후술하는 외측중공튜브(300)의 내부에 형성되는 원형의 스프링 베이스(232)에 지지된다. 쿠션튜브(220)의 상부면에는 밀봉링(210)이 장착되어 있어서 엘보우관의 하부와 결합시에 완전하게 밀봉되도록 한다.
According to the present invention, it is also possible to configure the
또한, 바람직하게는 본 발명에 의한 용강비산 방지장치는 진공튜브(400)에 진공량을 조절하여 진공설비의 부하를 최소화할 수 있도록 조정하는 원판게이트(330)를 포함한다. 원판게이트(330)는 진공튜브(400)의 입구부분에 장착되며, 상부에 위치하는 외측중공튜브(300)에 핀을 통해 고정된다. 외측중공튜브(300)는 본 실시예와 같이 원판게이트(330)가 장착되는 경우에는 스프링 베이스(232)가 상부 내측에 형성되어 있으며, 다른 경우에는 스프링 베이스(232)는 진공튜브의 내측에 형성된다. In addition, the molten steel scattering prevention device according to the present invention preferably includes a
원판게이트(330)는 그 하부에 무게를 맞추기 위한 웨이트(340)가 부착되어 있으며, 핀(320)이 웨이트 쪽으로 치우쳐서 외측중공튜브(300)로부터 관통되어 장착된다. 따라서 작동하지 않을 경우는 웨이트에 의해 무게중심이 유지되어 열리지 않게 되나, 작동중에는 핀을 중심으로 90도 회전하여 열리게 된다. 또한, 외측중공튜브(300)의 내측에는 원판게이트(330)가 작동 정지중에 수평의 위치를 유지하도록 스톱바(350)가 형성되어 있으며, 이러한 스톱바(350)에 의해 웨이트(340)의 무게가 무겁게 되면 원판게이트(330)가 수평의 위치를 유지하는 데 있어서 보다 용이하게 된다. The
원판게이트(330)의 하부에는 원판게이트(330)가 개방되어 수직으로 위치할 때 그에 맞닿도록 나사형의 스크류가 외부로부터 관통되어 장착된다. 스크류(410) 의 작동으로 인하여 원판게이트(330)를 밀어 내어 수직위치에서 경사각도를 조절할 수 있게 된다. 이와 같은 원판 게이트(330)는 외주면이 외측중공튜브(300)의 내부와 미세한 간격으로 조립되어있다. 이는 도 6b에 도시된 바와 같다.
In the lower portion of the
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 용강비산 방지장치의 작용을 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 8은 본 발명의 용강비산 방지장치가 안착되어 작업하는 상태를 도시한 단면도이다. Referring to the drawings the operation of the molten steel scattering prevention apparatus according to the present invention as described above are as follows. 8 is a cross-sectional view showing a state in which the molten steel scattering prevention device of the present invention is seated and working.
용강의 진공탈탄 작업을 실시할 경우에 래들(600)의 상부에 내측 커버(10)가 하강하면 커버(10)의 측면에 조립된 엘보우관(200)이 하부로 동시에 내려오게 되며, 래들(600)의 상부에 일정한 거리만큼 하강하게 되면 진공 엘보우(200)의 하부와 쿠션 튜브(220)의 상부가 접촉하게 되어 스프링(230)으로 인해 밀려 올려진 상태의 쿠션 튜브(220)가 하부로 내려오게 된다. 이때 엘보우관(200)의 하부 라운드면과 쿠션 튜브(220)의 상부면이 쿠션튜브(220)의 상부에 삽입되는 밀봉링(210)에 의해 완전하게 밀착되어 밀봉되게 한다. In the case of performing vacuum decarburization of molten steel, when the
내측 커버(10)의 하부가 래들(600)의 상부에 밀착하게 되면, 엘보우관(200)도 함께 하강을 멈추게되고, 쿠션 튜브(220)도 하강을 멈추게 된다. 또한 스프링(230)에 의해 엘보우관(200)이 충격을 받지 않게되며, 진공 작업시 발생되는 진동에도 견딜 수 있게 된다. When the lower portion of the
상기와 같이 내측 커버(10)의 하강이 끝나면 메인 진공 라인(500)에 의해 진공이 이루어지며, 외측중공튜브(300)의 내부에 위치한 원판게이트(330)가 하부로 열리게 된다. 원판게이트(330)는 용강에 따라서 달라지는 진공정도에 의해 스크류(410)를 통해 각도가 조절되며, 이러한 각도의 조절에 의해 진공량이 조절되어 진공설비의 부하를 최소화할 수 있게 된다. When the lowering of the
또한, 용강의 성분을 조정하기 위한 탈탄작업을 실시하기 위해서 산소 블로우잉 작업을 할 때 발생되는 비산물은 커버(10)의 측면에 위치한 진공 구멍(110)과 진공라인으로 흡입되므로, 커버(100)의 외부로 용강의 비산물이 유출되지 않게되어 설비사고를 예방할 수 있게 되며, 래들(600)의 내부 용강에 직접 진공이 형성되므로 용강의 최적상태를 유지하여 고청정강을 제조할 수 있게 된다.
In addition, since the by-products generated during the oxygen blowing operation to perform the decarburization operation for adjusting the components of the molten steel are sucked into the
이상과 같이 본 발명에 의하면 용강의 진공탈탄 작업을 하는 경우 래들 상부의 커버 중앙구멍을 통하여 외부로 유출되는 용강의 비산을 방지하여 설비사고를 인한 생산성의 저하 및 정비 작업시 고열로 인한 작업자의 안전사고를 예방하게 되고, 용강에 직접 진공이 형성되므로 인하여 고청정강을 생산할 수 있게 되는 효과가 있는 것이다. As described above, according to the present invention, when vacuum decarburization of molten steel is prevented from scattering of molten steel flowing out through the cover central hole in the upper part of the ladle, productivity is reduced due to equipment accident and safety of the operator due to high heat during maintenance work. The accident is prevented, and since the vacuum is formed directly in the molten steel, it is possible to produce high clean steel.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다. While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, it will be understood that various changes and modifications can be made in the art without departing from the spirit or scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated that those skilled in the art can easily know.
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