KR100865236B1 - Apparatus for elimating the slags - Google Patents
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Abstract
Description
도 1a는 종래 기술에 따른 슬래그 제거장치를 나타내는 개략도이다.Figure 1a is a schematic diagram showing a slag removal apparatus according to the prior art.
도 1b는 종래 기술에 따른 용탕 수용 용기의 절개사시도이다.1B is a cutaway perspective view of a molten metal container according to the prior art.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따르는 슬래그 제거 장치의 개략적인 사시도이다.2A is a schematic perspective view of a slag removal apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2b는 도 2a의 원 A를 나타내는 확대도이다.FIG. 2B is an enlarged view showing circle A of FIG. 2A.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따르는 스키머 패들의 개략적인 사시도이다.3A is a schematic perspective view of a skimmer paddle in accordance with an embodiment of the present invention.
도 3b는 도 3a의 원 B를 나타내는 확대도이다.FIG. 3B is an enlarged view showing circle B of FIG. 3A.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스키머 패들의 개략적인 단면도이다.4 is a schematic cross-sectional view of a skimmer paddle according to another embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스키머 패들의 개략적인 사시도이다. 5 is a schematic perspective view of a skimmer paddle according to another embodiment of the present invention.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 제거장치를 이용하여슬래그를 제거하는 공정을 나타내는 개념도이다.6A and 6B are conceptual views illustrating a process of removing slag by using a slag removing apparatus according to an embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
10 : 스키머 패들 11 : 패들 고정체10: skimmer paddle 11: paddle fixture
12 : 노즐 13 : 개스관12
14 : 취입관 15 : 엘보14: blown pipe 15: elbow
21 : 스키머 붐대 22 : 구동체인21: skimmer boom 22: drive chain
30 : 싸일로 31 : 불활성 개스라인30: silo 31: inert gas line
32 : 게이트 밸브 34 : 취입호스32: gate valve 34: blowing hose
35 : 불활성 개스밸브35: inert gas valve
본 발명은 전기로에서 용해 완료한 용탕을 정련로 공정에 장입하기 전에 슬래그 제거장치의 패들에 별도의 환원촉매제인 분체카본과 불활성가스를 취입할 수 있는 노즐을 제공함으로써, 용탕 수용 용기의 용탕표면에 형성되어 있는 산화 슬래그와 용탕을 강제로 교반하여 슬래그 중의 크롬을 용탕에 반응시켜 용이하게 크롬을 회수하는 슬래그 제거장치에 관한 것이다.The present invention provides a nozzle for injecting powder carbon, which is a separate reducing catalyst, and an inert gas into a paddle of a slag removing device before charging the molten metal dissolved in an electric furnace into a refining furnace process. The present invention relates to a slag removal device for easily recovering chromium by forcibly stirring the formed oxidized slag and the molten metal to react the chromium in the slag with the molten metal.
도 1a는 종래 기술에 따른 슬래그 제거장치를 나타내는 개략도이고, 도 1b는 종래 기술에 따른 용탕 수용 용기의 절개사시도이다.Figure 1a is a schematic diagram showing a slag removal apparatus according to the prior art, Figure 1b is a cutaway perspective view of the molten metal container according to the prior art.
스테인리스(stainless) 전기로(도면 미도시)에 스크랩을 장입한 후에 고압의 3상 전극봉의 아크열을 이용하여 이를 용해한다. 이와 같이 용해가 완료한 용탕을 용탕 수용 용기(90)로 출탕하는데, 용탕 수용 용기(90)에서 공기 등이 용탕의 상부와 접촉되므로, 크롬산화물인 슬래그(18)가 필연적으로 생성되게 된다. 전기로의 후공정인 정련공정에서 정련로 내에 슬래그(18)가 생성된 용탕을 장입하게 되면 슬 래그(18)에 의하여 내화물이 침식하게 되고, 또한 탈탄시간이 증가하게 되므로, 조업에 악영향을 초래하게 된다. 이를 방지하기 위하여 슬래그 제거장치(19)의 일단에 형성된 스키머 패들을 사용하여 용탕 표면에 형성된 슬래그(18)를 긁어 내어, 이를 포트(80)에 수집한 후에 슬래그(18)가 제거된 용탕을 정련작업 공정의 정련로에 장입을 하여 취련작업을 실시하여 왔다.After charging the scrap in a stainless steel furnace (not shown), it is dissolved using arc heat of a high-pressure three-phase electrode. In this way, the molten molten metal is tapped into the
종래 기술에 의한 슬래그 제거장치에 있어서, 슬래그 제거장치(19)를 이용하여 용탕 상부에서 생성되는 크롬산화물로 형성된 슬래그(18)를 별도의 회수 장치 없이 제거함으로써, 슬래그(18) 중에 함유된 크롬이 유실되게 된다. 이에 따라 크롬의 실수율이 저하되고, 이에 의한 원가 상승과 부산물 처리 공정에서 부산물 처리작업시 환경 오염 등의 문제점이 있었다.In the slag removal apparatus according to the prior art, by using the
본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위한 것으로, 용탕 수용 용기에 수용되어 있는 용탕의 상부에 형성된 슬래그를 슬래그 제거 장치를 이용하여 제거하는 경우에 슬래그 내의 크롬을 회수할 수 있는 슬래그 제거 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention is to improve the above problems, to provide a slag removal device that can recover the chromium in the slag when the slag formed in the upper portion of the molten metal accommodated in the molten metal container using a slag removal device. Its purpose is to.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 제거장치는 싸일로에 저장된 분체카본이 유입되며, 상기 싸일로의 하단에 구비된 게이트 밸브에 의하여 상기 분체카본의 유입량이 조절되는 취입호스, 상기 취입호스와 연결되어 상기 취입호스에 불활성 개스를 유입시키며, 상기 불활성 개스의 유입량을 조절하는 불활성 개스밸브를 구비한 불활성 개스라인, 스키머 붐대에 의해 지지되며, 일단은 상기 취입호스와 연결되고 타단은 상기 스키머 붐대의 일단에 형성된 패들 고정체 내의 개스관과 연결되어 있어, 상기 분체카본 및 상기 불활성 개스를 상기 개스관에 유입시키는 취입관, 상기 스키머 붐대의 타단과 연결되어 있으며, 상기 스키머 붐대를 왕복 운동하게 하는 구동부 및 상기 패들 고정체와 결합되며, 슬래그와 용탕을 교반시키는 동시에 상기 개스관에서 공급받은 상기 분체카본 및 상기 불활성 개스를 분사하는 스키머 패들을 포함하며, 상기 스키머 패들은 상기 분체카본 및 상기 불활성 개스를 분사하는 노즐을 포함한다. In order to achieve the above object, the slag removal apparatus according to an embodiment of the present invention is the powder carbon stored in the silo is introduced, the injection of the powder carbon is controlled by the gate valve provided at the bottom of the silo A hose, connected to the blow hose to inert gas into the blow hose, an inert gas line with an inert gas valve to regulate the flow of the inert gas, supported by a skimmer boom, one end connected to the blow hose And the other end is connected to a gas pipe in a paddle fixing body formed at one end of the skimmer boom, and is connected to a blowing pipe for introducing the powder carbon and the inert gas into the gas pipe, and the other end of the skimmer boom, and the skimmer It is combined with the drive unit and the paddle fixture to reciprocate the boom, and when stirring the slag and molten metal The key includes a skimmer paddle for simultaneously injecting the powder carbon and the inert gas supplied from the gas pipe, and the skimmer paddle includes a nozzle for injecting the powder carbon and the inert gas.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 슬래그 제거 장치의 구성에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, the configuration of the slag removal apparatus according to the present invention with reference to the accompanying drawings will be described.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따르는 슬래그 제거 장치의 개략적인 사시도이고, 도2b는 도 2a의 원 A를 나타내는 확대도이다.FIG. 2A is a schematic perspective view of a slag removal apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is an enlarged view showing circle A of FIG. 2A.
스키머 패들(10)은 스키머 붐대(21)의 일단에 형성되어 있으며, 용탕의 상부에 형성되어 있는 슬래그(110)를 제거한다. 이러한 스키머 패들(10)에 대해서는 후술하는 도3a 및 도3b의 설명에서 상술하도록 한다.The
취입관(14)은 취입호스(34)와 연결되어 있으며, 취입관(14)의 일단은 홀딩체인(25)의 후단에서 스키머 붐대(21)와 결합되어 있고, 취입관(14)의 타단은 패들 고정체(11)에 결합되어 있다. 이러한 취입관(14)은 고온에서 열화에 의한 손상을 방지할 수 있는 재질인 스틸 파이프 등으로 형성된다.The
스키머 붐대(21)는 그 일단에 패들 고정체(11)가 형성되어 있으며, 타단은 구동체인(22)과 연결되어 있다. 모터(24)에서 공급되는 동력에 의하여 구동체인(22)이 구동되며, 구동체인(22)이 감기면 스키머 붐대(21)가 후진하고, 구동체인(22)이 풀리면 스키머 붐대(21)가 전진하게 된다. The
홀딩체인(25)에는 취입호스(34)가 감겨져 있으며, 스키머 붐대(21)와 연결된모터(24)에 의하여 스키머 붐대(21)가 전후진 하는 경우에 스키머 붐대(21)의 위치에 맞춰 홀딩체인(25)에 감겨있는 취입호스(34)가 풀리거나 감긴다.A
싸일로(30)에는 분체카본이 저장되어 있으며, 싸일로(30)의 하단에는 게이트 밸브(32)가 구비되어 있다. Powder carbon is stored in the
불활성 개스라인(31)은 도 2b에서 도시된 바와 같이 게이트 밸브(32)의 하단에 구비되며, 이러한 불활성 개스라인(31)을 통하여, 질소와 같은 불활성 개스가 취입호스(34)에 공급된다. 불활성 개스를 취입호스(34)에 공급함으로써 분체카본의 취입이 더욱 용이해진다.The
이러한 불활성 개스라인(31)에 유입되는 불활성 개스의 양을 조절하기 위하여 불활성 개스밸브(35)가 형성되어 있음을 도 2b에서 확인할 수 있다.It can be seen in FIG. 2B that the
게이트 밸브(32)는 도 2b에서 도시된 바와 같이 싸일로(30)의 하단에 위치하며, 싸일로(30)의 개폐 정도를 조절함으로써, 싸일로(30)에 저장되어 있는 분체카본이 취입호스(34)로의 유입되는 양을 제어한다.The
취입호스(34)에는 분체카본과 불활성개스가 취입되며, 이러한 취입호스(34)는 슬래그 제거장치의 홀딩체인(25)에 의하여 지지된다. 이러한 취입호스(34)는 홀딩체인(25)에 의하여 감기거나 풀리면서, 스키머 붐대(21)의 위치에 맞게 움직일 수 있도록 신축성 있는 소재로 형성된다.The powder hose and the inert gas are blown into the
한편, 케빈(20)에는 게이트 밸브(32) 및 불활성 개스밸브(35)를 조절할 수 있는 제어장치가 형성되어 있고, 이러한 제어장치에서 생성된 제어신호는 센서 케이블(33)을 통하여 게이트 밸브(32) 및 불활성 개스밸브(35)에 전달되므로, 케빈(20)에 탑승한 작업자가 케빈(20) 내에서 용탕의 상부에 형성된 슬래그(110) 중의 산화크롬이 환원되는 정도를 조절할 수 있다.Meanwhile, a control device capable of adjusting the
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따르는 스키머 패들의 개략적인 사시도이고, 도 3b는 도 3a의 원 B를 나타내는 확대도이다.3A is a schematic perspective view of a skimmer paddle according to one embodiment of the invention, and FIG. 3B is an enlarged view showing circle B of FIG. 3A.
본 발명에 따른 스키머 패들(10)은 슬래그 제거 장치의 스키머 붐대(21)의 일단에 형성된 패들 고정체(11)와 볼트(26)를 통해서 결합된다. 스키머 패들(10)은 스키머 붐대(21)의 일단에 형성된 패들 고정체(11)의 상면에 결합되며 판상부재로 형성된다.The
본 발명에 따르면, 패들 고정체(11)에는 상부에서 하부까지 관통하고 있는 개스관(13)이 구비되어 있고, 스키머 패들(10)에는 개스관(13)에 연결되어 서로 통하는 노즐(12)이 구비되어 있다. According to the present invention, the
스키머 패들(10)의 내부에 형성된 개스관, 특히 패들 고정체(11)에 형성된 개스관(13)의 상단부는 취입관(17)과 연결되어 있으며, 취입관(17)을 통하여 분체 카본과 불활성 개스가 개스관(13)과 소통된다.A gas pipe formed in the
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스키머 패들의 개략적인 단면도이고, 도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 스키머 패들의 개략적인 사시도이다. 4 is a schematic cross-sectional view of a skimmer paddle according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic perspective view of a skimmer paddle according to another embodiment of the present invention.
도 5에서 도시된 바와 같이 패들 고정체(11)와 스키머 패들(10)이 분리 및 결합 가능하도록 형성될 수 있다. 이때, 패들 고정체(11)에 형성된 개스관(13)과 스키머 패들(10)에 형성된 노즐(12)을 서로 연결하기 위한 엘보(15)가 구비된다. 이러한 엘보는 구부러질 수 있는 신축성 있는 호스로 형성된다.As shown in FIG. 5, the
스키머 패들(10)은 용탕의 슬래그(110)와 직접적으로 접촉하여, 슬래그(110)를 제거하므로 마모가 발생한다. 그 결과 일정시간 이상 사용하면 스키머 패들(10)을 교체해줘야 하는데, 본 발명의 또 다른 실시예와 같이 패들 고정체(11)와 스키머 패들(10)이 분리 가능하도록 형성됨으로써, 교체가 용이하게 된다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 제거장치를 이용하여슬래그를 제거하는 공정을 나타내는 개념도이다.6A and 6B are conceptual views illustrating a process of removing slag by using a slag removing apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 6a 및 도 6b에서 도시된 바와 같이 용탕 수용 용기(900)내에 존재하는 용탕의 상면은 공기 등과 맞닿아 있으므로, 다음과 같은 화학식에 따른 화학 반응에 의하여 용탕 수용 용기(900)에 수용된 용탕의 상면에 Cr2O3의 조성을 갖는 슬래그(110)가 형성된다. As shown in FIGS. 6A and 6B, the upper surface of the molten metal present in the molten metal
2Cr + 3O --------> Cr2O3 2Cr + 3O --------> Cr 2 O 3
이와 같은 슬래그(110)를 스키머 패들(10)을 이용하여 긁어낸다. 스키머 패들(10)로 슬래그(110)를 긁어내는 동안, 게이트 밸브(32)와 불활성 개스밸브(35)가 열리게 되고, 그 결과 싸일로(30)에서 나온 분체카본(C)과 불활성 개스라인(31)에서 나온 불활성 개스가 취입호스(34)를 거쳐 취입관(14)을 통하여 개스관(13) 및 노즐(12)에 도달하게 된다.
이러한 분체카본(C)과 불활성 개스가 노즐(12)에서 분사되면, 용탕 수용 용기(900) 내에 수용된, 슬래그(110)가 존재하지 않은 내부 용탕(100)과 슬래그(110)가 스키머 붐대(21)의 전후 왕복 작용에 따른 스키머 패들(10)의 왕복 운동에 의하여 서로 교반되고, 그 결과 다음과 같은 화학반응식에 의하여 슬래그(110) 중의 산화크롬이 용탕 내에 환원되게 된다.When the powder carbon C and the inert gas are injected from the
Cr2O3 + 3C --------> 2Cr + 3COCr 2 O 3 + 3C --------> 2Cr + 3CO
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정하여져야만 한다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the technical spirit of the present invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification but should be defined by the claims.
이와 같이 본 발명에 의하면, 슬래그 배제장치의 스키머 패들을 사용하여 용 탕 상부에 존재하는 슬래그를 제거할 수 있고, 또한 슬래그에 포함된 크롬을 환원시켜 회수할 수 있다. As described above, according to the present invention, the slag existing in the upper portion of the molten metal may be removed by using the skimmer paddle of the slag removing device, and the chromium contained in the slag may be reduced and recovered.
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