KR100868507B1 - 정련로의 불활성가스 취입 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 철심을 이중관 내에 내장시키고 사용횟수에 따라 철심의 전체 체적을 변화시킴으로써 관로 저항을 높일 수 있도록 된 불활성가스 취입장치를 제공함에 있다.

이에 본 발명은 정련로의 외주면을 따라 형성된 풍구로 불활성가스를 취입하기 위한 취입장치에 있어서, 상기 풍구로 삽입되는 외관과, 이 외관 내에 삽입되는 내관, 상기 내관으로 삽입되는 지지봉과, 이 지지봉의 외주면에 길이방향으로 형성된 홈에 삽입되며 지지봉의 외측 끝단에서 선단에 이르는 길이가 상이한 다양한 길이의 철심, 상기 지지봉의 길이방향을 따라 일정간격을 두고 설치되어 해당 길이의 철심을 지지봉의 외주면에 고정시키기 위한 체결링을 포함하여, 내관의 길이가 줄어듦에 따라 관로저항을 증가시킬 수 있도록 된 저항조절수단을 포함하는 정련로의 불활성가스 취입 장치를 제공한다.

외관, 내관, 지지봉, 철심, 체결링

Description

정련로의 불활성가스 취입 장치{Device for blowing inert gas in tuyere of refining furnace}

도 1은 일반적인 정련로로 풍구를 통해 취입장치가 삽입된 상태를 도시한 개략적인 도면,

도 2는 본 발명에 따른 불활성가스 취입장치를 도시한 분해 사시도,

도 3과 도 4는 본 발명에 따른 불활성가스 취입장치의 일부 구성 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 불활성가스 취입장치의 사용상태를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 외관 11 : 내관

20 : 지지봉 21 : 플랜지

22 : 유입구 30,31,32 : 홈

40,41,42 : 철심 50,51,52 : 체결링

60 : 구멍 61 : 탄성스프링

70 : 와이어 71 : 고정링

본 발명은 정련로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정련로의 풍구를 통해 불활성가스를 주입하기 위한 불활성가스 주입장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기로에서 용해된 용강은 레이들로 출강되고, 레이들에 출강된 용강은 정련로에 주입된다. 정련로에 주입된 용강은 산소 및 불활성가스에 의해 취련되어 산화물 및 기타 불순물이 제거된 후 고순도의 용강으로 만들어지게 되며 동시에 성분 조성용 합금철 등의 부원료가 투입된다.

정련로에서 이루어지는 정련작업을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

정련로에 주입된 용강은 용탕의 탄소를 목표농도까지 제거시키는 탈탄단계와, 탈탄단계에서 불가피하게 생성된 유가금속 산화물을 환원시키는 환원단계 및 용강중의 유황을 제거시키는 탈류단계가 순차적으로 이루어진다.

특히 환원단계에서는 용강에 환원제로서 실리콘이 투입되고, 노저 측면에 설치된 풍구(투이어;tuyere)를 통하여 노체 내로 주입장치를 삽입하고 이 주입장치를 통해 아르곤(Argon) 등의 불활성가스를 취입하므로 용강을 교반시켜 반응이 신속히 일어나도록 하였다.

여기서 상기 불활성가스를 주입하기 위한 주입장치는 이중관으로 구성되는 데, 내관으로는 산소와 불활성가스가 취입될 수 있도록 되어 있고, 외관으로는 불활성가스만 취입되는 구조로 되어 있다.

따라서 상기 이중관을 풍구로 삽입하여 취련용 가스를 주입하게 되는 데, 정련로에 여러번 용강을 장입하여 정련작업을 수행하게 되면 정련로의 내부를 구성하고 있는 연와가 마모되고 따라서 연와 사이에 삽입된 투이어 또한 선단부가 용손되 어 그 길이가 짧아지게 된다.

주입관의 길이가 짧아지게 되면 최초 상태의 길이에서보다 산소 및 불활성 가스량이 규정치 이상 취입되는 문제가 발생된다. 따라서 용강의 품질이 저하되는 것이다.

이에 정련로를 일정 회수 이상 사용하여 연와의 마모량이 많아지게 되면 이중관의 내관으로 철심을 삽입하게 된다. 이는 철심을 통해 내관으로 유통되는 유체에 저항을 높임으로써 불활성가스 유입량을 줄이고자 함이다.

그러나 종래에는 이와같이 철심을 삽입하기 위해서 정련작업이 완료되기를 기다려야 하며 정련작업이 완료된 후 정련로를 기울여 작업자가 이중관에 설치된 가스호스를 분리한 후 철심을 삽입한 다음 다시 가스호스를 결합해야 하는 번거로움이 있으며, 이러한 수작업에 의해 작업시간과 노력이 많이 소요되는 문제점이 있다.

이에 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 철심을 이중관 내에 내장시키고 사용횟수에 따라 철심의 전체 체적을 변화시킴으로써 관로 저항을 높일 수 있도록 된 불활성가스 취입장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 불활성가스 취입장치는 불활성가스가 유통되는 파이프형태의 관으로 이루어지며, 상기 관은 내관과 외관의 이중관 구조로 되어 있고, 내관으로는 관로저항을 가하는 철심이 삽입되며, 상기 내관에 삽입 되는 철심의 전체 체적이 이중관의 길이에 따라 증가하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1은 일반적인 정련로로 풍구를 통해 취입장치가 삽입된 상태를 도시한 개략적인 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 불활성가스 취입장치를 도시한 분해 사시도이며, 도 3과 도 4는 본 발명에 따른 불활성가스 취입장치의 일부 구성 사시도이다.

상기한 도면에 의하면, 정련로(100)는 용강이 담기는 하부콘(102)과 상부콘(101)으로 이루어지고, 입구에는 래들의 스파우트와 맞물리는 마우스링이 장착되며, 내부에는 내화연와(103)가 축조되고, 상부에 수직으로 톱랜스가 설치되며, 하단 측면으로는 외주면을 따라 풍구(104)가 형성되어 산소 또는 불활성가스를 취입하기 위한 취입장치가 장입설치된 구조로 되어 있다.

여기서 본 실시예에 따른 상기 취입장치는 상기 풍구(104)로 삽입되는 외관(10)과, 이 외관(10) 내에 삽입되는 내관(11) 및 상기 내관(11) 내부로 삽입되어 내관(11)의 길이가 줄어듦에 따라 관로저항을 증가시킬 수 있도록 된 저항조절수단을 포함한다.

상기 저항조절수단은 상기 내관(11)으로 삽입되는 지지봉(20)과, 이 지지봉(20)의 외주면에 길이방향으로 형성된 홈(30,31,32)에 삽입되며 지지봉(20)의 외측 끝단에서 선단에 이르는 길이가 상이한 다양한 길이의 철심(40,41,42), 상기 지지봉(20)의 길이방향을 따라 일정간격을 두고 설치되어 해당 길이의 철심(40,41,42)을 지지봉(20)의 외주면에 고정시키기 위한 체결링(50,51,52)을 포함한다.

따라서 상기 지지봉(20)의 내측선단에서 외측으로 마모가 진행되면 체결링(50,51,52)이 하나씩 소손되어 철심(40,41,42)이 풀리게 되고 점차 많은 수의 철심이 풀리면서 관로 저항을 증가시키게 되는 것이다.

여기서 관로저항 증가를 위해서는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 철심이 지지봉(20)에서 외측으로 벌어질 필요성이 있으며, 이를 위해 상기 지지봉(20)의 홈 내측에 구멍(60)을 형성하고 이 구멍(60)에는 상기 철심(40,41,42)과 지지봉(20) 사이에 탄력설치되는 탄성스프링(61)을 삽입한다.

이에 따라 체결링이 벗겨지면 스프링의 탄성력에 의해 철심이 외측으로 벌어지게 된다.

또한, 상기 체결링(50,51,52)은 와이어(70)를 매개로 지지봉(20) 끝단에 설치된 고정링(71)에 연결되며 와이어(70)와 고정링(71) 사이에는 탄성스프링(72)이 설치된 구조로 되어 있다.

좀 더 자세히 본 발명의 구성을 살펴보면, 상기 관로저항을 형성하기 위한 지지봉(20)은 내관(11)과의 체결을 위해 외측 끝단에 형성된 플랜지(21)에 나사산이 형성되고, 플랜지(21)의 측면으로는 가스가 유통될 수 있도록 가스 유입구(22)가 형성된다.

지지봉(20)의 표면에는 다단으로 구성된 홈이 형성되는 데, 본 실시예에서는 3단으로 구성된 지지봉(20)을 예시하고 있다. 물론 본 발명은 3단에 한정되지 않으며 3단 이상으로 구성될 수 있다.

제1단에는 제1철심(40)이 삽입되는 제1홈(30)이 형성되고 제2단에는 제2철심(41)이 삽입되는 제2홈(31)이 제1홈(30)과 이웃하여 형성되며, 제3단에는 제3철심(42)이 삽입되는 제3홈(32)이 제2홈(31)에 이웃하여 형성된다.

본 실시예에서는 상기 제1홈(30)과 제2홈(31) 및 제3홈(32)이 각각 180도 간격으로 형성되어 각각의 철심이 각 홈에 삽입설치된다. 즉, 제1단에는 두 개의 제1철심(40)이 삽입되고, 제2단에는 두 개의 제1철심(40)과 두 개의 제2철심(41)이 삽입되고, 제3단에는 두 개의 제1철심(40)과 두 개의 제2철심(41) 및 두 개의 제3철심(42) 이렇게 여섯 개의 철심이 삽입된다.

그리고 각각의 철심(40,41,42)은 각 단의 선단에 설치되는 체결링에 의하여 고정되는 데, 체결링 또한 도 3에 도시된 바와 같이 제1체결링(50)은 원형으로 두 개의 제1철심(40)을 고정하도록 되어 있고, 제2체결링(51)은 제2철심(41)만을 고정할 수 있도록 제1홈(30)에 대응되는 위치가 안쪽으로 절곡되어 있으며, 제3체결링(52)은 제3철심(42)만을 고정할 수 있도록 제1홈(30)과 제2홈(31)에 대응되는 위치가 안쪽으로 절곡된 구조로 되어 있다.

또한, 지지봉(20)은 각 단을 구성하는 홀 사이에 지지봉(20)을 관통하는 구멍(60)이 연결형성되고, 이 구멍을 통해 탄성스프링(61)이 삽입되어 상기 홀에 삽입되어 각 단을 구성하는 철심 사이에 탄성력을 인가하는 구조로 되어 있다.

따라서 스프링의 탄성력에 의해 상기 철심이 외측으로 벌어지게 되는 것이다.

상기 탄성스프링은 각 단에서 최소 두 곳 이상 설치함이 바람직하다.

이하 본 발명의 작용에 대해 도 5를 참조하여 설명한다.

정련로(100)의 내부 연와(103)가 마모되면 정련로(100)의 풍구(104)로 삽입된 취입장치는 연와(103)의 마모량 만큼 용강에 노출되어 소손된다.

따라서 취입장치의 내관(11)에 삽입설치된 지지봉(20) 또한 선단이 용손되어 제1단에 이르게 된다.

이와같이 지지봉(20)이 제1단까지 마모되면 지지봉(20)의 제1단 끝에 설치되어 있는 제1체결링(50)이 소손되면서 용강에 흡수되어 지고, 체결링에 연결된 와이어(70)의 탄성이 풀리면서 고정링(71) 또한 지지봉(20)에서 풀려 내관(11)의 내부를 통과하는 가스의 압력에 의해 안으로 밀려들어가 정련로(100) 내부로 유입된다.

그리고 제1단의 제1홈(30)에 삽입되어 있던 제1철심(40)은 지지봉(20)의 구멍(60)에 삽입되어 있던 탄성스프링(61)의 탄성복귀력에 의해 외측으로 밀려나가면서 지지봉(20)에 대해 외측으로 벌어진 상태가 된다.

이와같이 제1철심(40)이 벌어짐에 따라 지지봉(20)과 더불어 철심의 면적만큼 관로 저항은 증가되는 것이다.

여기서 상기 제1단에서는 제1철심(40) 두 개만 존재하므로 관로저항은 두 개의 제1철심(40)에 의한 면적만큼만 증가하게 된다.

한편, 정련작업을 계속 수행함으로써 정련로(100)내의 연와(103)가 내측으로 더욱 마모되면 상기 내관(11)에 설치된 지지봉(20) 또한 마모되어 제2단에 이르게 된다.

지지봉(20)의 제2단 또한 제2체결링(51)이 소손되면서 제2체결링(51)에 의해 고정되어 있던 제2철심(41)이 외측으로 벌어짐으로써 최초 제1단에서 벌어져 있던 제1철심(40)과 더불어 관로 저항을 더욱 증대시키게 된다.

즉, 제2단에서는 제1철심(40) 두 개와 제2철심(41) 두 개를 합쳐 4개의 철심이 지지봉(20)에 대해 외측으로 벌어진 상태로 관로저항은 제1단에서와 비교하여 더욱 증가되는 것이다.

그리고 지지봉(20)이 제3단까지 마모되면 상기 언급한 바와 같은 과정을 거쳐 제3철심(42)이 외측으로 벌어지게 되어 제1철심(40), 제2철심(41) 제3철심(42) 모두 6개의 철심이 관로의 저항으로 작용해 가스의 유통을 방해하게 되는 것이다.

이와같이 취입장치인 외관(10)과 내관(11)의 마모정도에 따라 내관(11)의 관로저항이 조절되어 내관(11)으로 흐르는 가스량을 조절하게 되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 정련로의 불활성가스 취입 장치에 의하면, 풍구를 통해 정련로 내부로 취입되는 가스의 양을 항상 일정하게 유지하여 용강의 품질을 높일 수 있게 된다.

또한, 철심 교체 등의 번거로운 작업을 생략할 수 있게 되어 작업에 소요되는 시간과 노력을 줄일 수 있고, 작업 능률을 높일 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 정련로의 외주면을 따라 형성된 풍구로 불활성가스를 취입하기 위한 취입장치에 있어서,

   상기 풍구로 삽입되는 외관과, 이 외관 내에 삽입되는 내관,

   상기 내관으로 삽입되는 지지봉과, 이 지지봉의 외주면에 길이방향으로 형성된 홈에 삽입되며 지지봉의 외측 끝단에서 선단에 이르는 길이가 상이한 다양한 길이의 철심, 상기 지지봉의 길이방향을 따라 일정간격을 두고 설치되어 해당 길이의 철심을 지지봉의 외주면에 고정시키기 위한 체결링을 포함하여, 내관의 길이가 줄어듦에 따라 관로저항을 증가시킬 수 있도록 된 저항조절수단을 포함하고,

   상기 지지봉의 홈 내측에 구멍이 형성되고, 이 구멍에는 상기 철심과 지지봉 사이에 탄력설치되는 탄성스프링이 삽입되어, 상기 철심의 고정 해제시 철심을 지지봉 외측으로 벌리도록 된 정련로의 불활성가스 취입 장치.
3. 제 제 2 항에 있어서, 상기 체결링은 와이어를 매개로 지지봉 끝단에 설치된 고정링에 연결되며 와이어와 고정링 사이에는 탄성스프링이 설치된 구조의 정련로의 불활성가스 취입 장치.

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