KR100890806B1 - 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주상탈규공정에서 경주통의 내화재 침식을 억제하기 위하여 용선층 및 슬래그층에 각기 다른 내화재를 시공하기 위한 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치에 관한 것으로서, 경주통(4)의 하부에 형성되는 용선층(8)에 위치하여 경주통(4) 하부의 내부면과 공간이 형성되도록 설치되는 하부금형(34)과, 이의 상부면에 고정된 금형로드(35)가 관통될 수 있는 로드 관통홀(31)이 형성된 덮개금형(33)과, 이의 상부에 고정된 다수의 덮개 지지대(37)를 고정하는 덮개 고정대(29) 및 상기 덮개금형(33)의 일측에 관통 고정되는 유도슈트(28)로 이루어지는 하부 내화재 시공수단과; 상기 하부금형(34)의 금형로드(35)가 관통될 수 있는 로드 관통홀(25)이 형성되어 하부금형(34)의 상부면에 접촉하여 고정되면서 경주통(4) 상부의 내부면과 공간이 형성되도록 설치되는 상부금형(26)과, 이의 상부면에 고정된 다수의 금형 지지대(27)를 고정하는 금형 고정대(23)로 이루어지는 상부 내화재 시공수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치를 제공한다.

경주통, 내화재, 하부금형, 덮개금형, 상부금형, 분리시공, 고정로드

Description

고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치{APPARATUS FOR SEPARATELY BUILDING THE REFRACTORY MATERIALS OF TILTING SPOUT}

도 1은 고로의 용선 탈규처리용 경주통의 사용상태를 도시한 사용상태도;

도 2는 종래의 고로의 용선 탈규처리용 경주통의 내화재 시공장치 및 이로부터 시공된 내화재를 도시한 사시도 및 단면도;

도 3은 본 발명에 따른 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치의 전체 구성을 도시한 사시도;

도 4는 본 발명에 따른 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치를 이용하여 용선층 내화재를 시공하는 상태를 도시한 설명도;

도 5는 본 발명에 따른 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치를 이용하여 슬래그층 내화재를 시공하는 상태를 도시한 설명도;

도 6은 본 발명에 따른 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치에 의하여 시공된 용선 탈규처리용 경주통의 사시도 및 단면도;

도 7은 본 발명에 따른 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치에 의하여 시공된 용선 탈규처리용 경주통을 이용하여 탈규작업하는 상태를 도시한 사용상태도이다.

♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣

1:용선 2:탕도 4:경주통 8:용선층 34:하부금형 35:금형로드

33:덮개금형 28:유도슈트 25:로드 관통홀 26:상부금형

27:금형 지지대

본 발명은 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고로에서 출선된 용선을 제강으로 운반하기에 앞서 예비 처리하는 공정 중에서 고로 주상탈규공정에서 경주통의 내화재 침식을 억제하기 위하여 용선층 및 슬래그층에 각기 다른 내화재를 시공하기 위한 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치에 관한 것이다.

일반적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 고온의 용선(1)이 고로의 출선구(미도시)에서 분출되어 용선탕도(2)를 거쳐 경주통(4)에 수용된 다음, 수선용기인 래이들(6)로 경동시키면서 연속적으로 배출하게 된다.

상기한 경동 배출작업을 실시함에 있어서 경주통(4)에서는 용선중의 불순물인 규소(Si) 성분을 제거하기 위하여 탈규제를 탈규제 호퍼(3)를 통하여 투입하고, 투입 후 용선(1)과 탈규제의 교반작용에 의해서 탈규반응(5)이 일어날 때 경주통(4)의 내화재 침식이 가속화된다.

종래의 경주통 내화재의 시공방법은, 도 2에 도시된 바와 같이, 내화재 금형(10)을 경주통(4) 중앙부에 고정대(12)로서 고정 설치하고, 경주통(4)의 양측 면부를 측면 막이판(11)으로 막은 다음, 경주통(4)의 상부에서 양측을 통하여 물과 혼합된 유입재를 유입하여 단일재질(CTR-FM)로 시공하여 사용된다.

즉, 도 2의 (C)도에 도시된 바와 같이, 종래에는 경주통(4)의 용선층(8)보다는 슬래그층(7)이 탈규반응으로 인하여 용손이 빠르게 진행되므로 슬래그층 내화재(15)를 두껍게 시공하고 있다.

하지만, 이러한 시공방법은 용선만 수선할 때는 사용수명을 어느 정도 보장하나 탈규작업을 실시하게 되면 상부 슬래그층(7)에서 고온 탈규반응이 일어나면서 슬래그층(7)에 집중적인 침식이 발생하여 경주통(4)의 수명이 급격히 단축되는 문제가 있다.

즉, 주상 탈규방식이 탕도에서 자연낙하에 의한 탈규제 첨가방식에 있어서 탈규제의 반응이 주로 경주통에서 행하여지기 때문에 반응작용시의 산성 슬래그 발생으로 주로 교반이 진행되는 경주통의 내화물 상층부(슬래그층)의 소모가 심하게 진행되어 경주통의 수명이 단축되는 문제점이 있는 것이다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 경주통의 유입 시공되는 내화재를 용선층과 슬래그층의 각기 다른 성분으로 분리시공하여 탈규작업시 경주통의 경동(기울어짐) 상태에 안정적으로 대응함으로써 경주통의 수명을 대폭 연장시킬 수 있는 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내부에 내화재를 시공하는 장치에 있어서, 상기 경주통의 하부에 형성되는 용선층에 위치하여 경주통 하부의 내부면과 공간이 형성되도록 설치되는 하부금형과, 이의 상부면에 고정된 금형로드가 관통될 수 있는 로드 관통홀이 형성된 덮개금형과, 이의 상부에 고정된 다수의 덮개 지지대를 고정하는 덮개 고정대 및 상기 덮개금형의 일측에 관통 고정되는 유도슈트로 이루어지는 하부 내화재 시공수단과; 상기 하부금형의 금형로드가 관통될 수 있는 로드 관통홀이 형성되어 하부금형의 상부면에 접촉하여 고정되면서 경주통 상부의 내부면과 공간이 형성되도록 설치되는 상부금형과, 이의 상부면에 고정된 다수의 금형 지지대를 고정하는 금형 고정대로 이루어지는 상부 내화재 시공수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 덮개 고정대 및 금형 고정대가 경주통에 설치되는 경우에 상기 덮개금형과 상부금형을 경주통 내부에 지지하는 고정로드가 관통될 수 있는 관통홀이 형성되어 있는 특징으로 하는 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치를 제공하며,

또한, 본 발명은 상기 고정로드가 상기 덮개 고정대 및 금형 고정대를 관통하여 상기 경주통의 외측 플랜지에 하부가 고정되면서, 상부에는 높이를 조절할 수 있도록 나사산이 형성되면서 이에 조정핸들이 나사결합하는 것을 특징으로 하는 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 하부금형의 상부면에 고정된 금형로드가 상기 덮개금 형 및 상부금형을 관통하여 고정될 수 있도록 로드의 상하부에 고정핀이 삽입되어 고정되는 삽입홀이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치를 제공하게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치의 전체 구성을 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치를 이용하여 용선층 내화재를 시공하는 상태를 도시한 설명도이며, 도 5는 본 발명에 따른 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치를 이용하여 슬래그층 내화재를 시공하는 상태를 도시한 설명도이다.

본 발명은 용선의 탈규반응이 일어나는 경주통내의 교반현상이 일어나는 상부층(슬래그층)에 탈규제 반응에 의한 내화재의 화학적 침식을 억제할 수 있는 내식성이 증대되는 MgO성분 사용 내화물을 시공하고, 바닥부는 용선낙하시 발생되는 기계적 충격에 강한 열간 고온강도의 알루미나 사용 내화물로 시공 할 수 있게 하는 것이다.

이와 같이 상부 및 하부 내화재를 분리하여 시공할 수 있도록 본 발명에 따른 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치가 구성되었다.

도 3에 도시된 바와 같이, 주상 탈규작업에서도 경주통의 이상 침식을 방지하는 한편 경주통(4)의 수명을 연장시킬 수 있는 내화물의 시공에 있어서 경주통 형틀은 2단 분리형으로 구성된다.

경주통(4)은 용선(1) 배출시 일정 각도로 양방향으로 경동하면서 래이들(6) 에 교대로 용선(1)을 수선하게 되므로 기울어진 상태에서 용선(1)과 탈규반응이 일어나게 된다.

경주통(4)의 하부 용선층에 설치되는 하부금형(34)은 양방향 기울어진 상태에서 용선층에 다른 내화재을 시공하기 위해 양 끝이 올라간 형태로 형성되며,

상기 하부금형(34)의 상면 중앙부 양측에는 고정핀(36)이 삽입되는 삽입홀(36a)이 상하부에 형성된 한 쌍의 금형로드(35)가 고정되어 있다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 용선층의 유입용 내화재의 시공시 V형태를 유지할 수 있도록 상기와 같이 설치된 하부금형(34)의 상부면에 덮개금형(33)을 조립형으로 설치한다.

상기 덮개금형(33)은 중앙 양측에 상기한 금형로드(35)가 관통될 수 있는 로드 관통홀(31)이 관통되어 있으며,

상기 덮개금형(33)의 덮개 고정대(29)는 크레인 고리(미도시)가 삽입될 수 있는 고정대 브래킷(30)이 상부면에 형성되어 있으며,

상기 덮개 고정대(29)의 양측에는 나사식으로 높이 조절이 가능한 고정로드(20)가 삽입될 수 있는 로드홀(20a)이 관통되어 있다.

또한, 상기 덮개금형(33)의 일측에는 사각형태의 유입재 슈트홀(32)이 가공되어 유입재 유도슈트(28)가 안착 조립된다.

상기 유입재 유도슈트(28)는 하부에 지지 플레이트(28a)를 부착하여 덮개금형(33)에 안정되게 안착되도록 하며, 상부는 확장된 형태로 유입재가 넘침 없이 원활하게 유입되도록 되어있다.

상기한 각각의 금형(34,33)을 경주통(4) 내부에 고정하는 고정로드(20)는 상부가 조정핸들(21)이 나사결합할 수 있도록 나사산으로 형성되어 있으며, 하부에는 고정핀(22)이 삽입되는 삽입홀(22a)이 형성되어 있다.

도 3과 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명을 구성하는 상부금형(26)의 상부는 평평한 형태이고, 하부는 양 끝이 올라간 V 형태로서 상기한 하부금형(34)의 상부면과 접촉하도록 형성되어 있다.

상기 상부금형(26)의 중앙부 양측에 상부금형 고정대(23)와 크레인 후크가 걸릴 수 있는 고정대 브래킷(24)이 형성되어 있으며, 양측에는 고정로드(20)가 삽입될 수 있는 로드 삽입홀(20a)이 양쪽에 각각 형성되어 있다.

또한, 상기 상부금형(26)의 중앙에는 상하로 관통된 2개의 로드 관통홀(25)이 형성되어 있어 하부금형(34)의 금형로드(35)가 삽입되어 조립 및 해체할 수 있도록 구성한다.

이하, 본 발명의 장치를 이용하여 탈규반응이 일어나는 경주통(4)의 내화물 분리시공방법에 대하여 구체적으로 설명한다.

경주통(4)의 내화물 침식요인 중 바닥부에서 발생되는 주요인으로는 고온용선의 기계적 충격과 열적 스팰링(Spalling)현상이 나타나며, 벽체부에서의 주요 침식요인으로는 화학적 손상과 산화현상으로 탈규처리의 화학적 반응 때 일어나는 교반현상이 가장 심하게 침식을 일으킨다.

본 발명의 내화재 분리시공장치를 이용하여 내화물의 시공에서 위치에 따른 내식성을 강화시킨 내화물을 분리 시공함으로써 바닥부는 기계적 강도를 향상시킨 내화물(내충격성 강화)인 Al2O3 및 SiC의 재질을 사용하고, 벽체부는 탈규처리후 생성되는 슬래그에 의한 화학적 침식억제를 위하여 SiO2에 대한 내화학적 안정성을 갖고 있는 Al2O3-MgO의 재질의 내화물로 시공하게 된다.

[실시예]

도 6에 도시되고, 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 내화재 분리시공장치에 의하여 경주통(4)에 분리 시공되는 내화재의 바닥부분(40; 용선층)은 Al2O3 및 SiC의 재질 내화물(CTR-FM-B1)로 시공하여 내충격성을 부여하고,

벽체부분(41; 슬래그층)은 Al2O3-MgO의 재질 내화물(CTR-FM-W1)로 시공하여 내화학적 안정성을 갖는 내화물로 시공함으로 침식선이 고르게 안정적으로 일어남으로 수명이 연장되고 내화물의 절감을 가져올 수 있는 시공 방법이다.

이러한 경주통(4) 내화재 분리시공장치의 사용방법에 대하여 다시한번 상세하게 설명한다.

먼저, 용선층 하부금형(34)과 덮개금형(33)을 금형로드(35)의 하부 삽입홀에 고정핀(36)을 이용하여 고정조립하고, 경주통(4) 상부에 외측 플랜지(4a)에 고정로 드(20)로 고정한다.

이때 적당한 높이를 맞추기 위해 상기 외측 플랜지(4a)와 덮개 고정대(29) 하부에 높이 조절이 가능한 고형물(주로 연와를 사용)로 받친다.

그런 다음, 경주통(4) 양측에 측면 막이판(11)를 경주통(4)에 형성된 유도홈(4a)에 삽입하여 막고,

상기 덮개금형(33)의 일측에 관통 조립된 유입재 유도슈트(28)를 통하여 하부 내화재 시공을 위한 유입재를 투입한다.

이때, 원활한 내화재의 삽입 시공을 위하여 진동기(Vibrator)를 이용하여 덥개금형(33) 상부에서 경주통(4) 철피에 진동을 가하여 유입재가 원활하게 흐르도록 한다.

하부 내화재 시공을 위한 유입재가 충만되면 유도슈트(28)를 제거하고 슈트부에 잔존한 유입재를 제거하거나 평평하게 가공한다.

용선층 내화재 시공을 위한 유입재가 유입 완료된 다음, 30~40분 경과된 후에 유입재가 어느 정도 경화되면 하부금형(26)의 금형로드(35)에 삽입된 고정핀(36)을 취외하여 덮개금형(33)을 들어낸다.

그런 다음, 슬래그층 내화재 시공을 위한 상부금형(26)을 하부금형(34)의 금형로드(35)에 삽입 조립하고, 고정핀(36)을 로드 상부측 삽입홀(36a)에 삽입하여 고정한 다음, 경주통(4)의 외측 플랜지(4a)에 고정로드(20)를 이용하여 고정한다.

그런 다음, 슬래그층 내화재 시공을 위한 유입재를 경주면 전후 측면에서 중앙부부터 골고루 유입재를 투하하여 시공되도록 하며, 이 때의 진동기 선단이 용선 층 내화재 시공을 위하여 투입된 유입재까지 내려가지 않도록 주의하여 실시한다.

슬래그층 내화재 시공이 완료되면 일정시간 경과하여 어느 정도 경화되면 금형을 취외하고, 자연건조 후 버너를 이용하여 건조하여 사용하게 된다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 경주통의 내화재를 분리 시공하는 본 발명은 내화재를 물과 혼합하여 시공하는 유입시공방식으로 1차 용선층 내화재(CTR-FM-B1)를 시공하고, 그 상부에 2차 슬래그층 내화재(CTR-FM-W1) 시공함으로써 경주통(4)의 통선량이 현저하게 2배 정도 증가하고, 사용일수 역시 약 20여일 연장됨을 알 수 있었다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의하여 종래의 경주통 내화재 시공방식에 의한 탈규제 반응에 따른 이상 침식현상의 문제점을 제거하여 내화물의 정상적인 마모진행에 따른 경주통의 용손에 의한 설비사고를 해소하여 안정적인 조업을 행하게 되었으며, 경주통 수명 및 통선량도 증가되어 내화물도 절감할 수 있는 설비유지상의 유용한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 고로의 용선 탈규처리용 경주통(4) 내부에 내화재를 시공하는 장치에 있어서,

   상기 경주통(4)의 하부에 형성되는 용선층(8)에 위치하여 경주통(4) 하부의 내부면과 공간이 형성되도록 설치되는 하부금형(34)과, 이의 상부면에 고정된 금형로드(35)가 관통될 수 있는 로드 관통홀(31)이 형성된 덮개금형(33)과, 이의 상부에 고정된 다수의 덮개 지지대(37)를 고정하는 덮개 고정대(29) 및 상기 덮개금형(33)의 일측에 관통 고정되는 유도슈트(28)로 이루어지는 하부 내화재 시공수단과;

   상기 하부금형(34)의 금형로드(35)가 관통될 수 있는 로드 관통홀(25)이 형성되어 하부금형(34)의 상부면에 접촉하여 고정되면서 경주통(4) 상부의 내부면과 공간이 형성되도록 설치되는 상부금형(26)과, 이의 상부면에 고정된 다수의 금형 지지대(27)를 고정하는 금형 고정대(23)로 이루어지는 상부 내화재 시공수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 덮개 고정대(29) 및 금형 고정대(23)는 경주통(4)에 설치하는 경우에 상기 덮개금형(33)과 상부금형(26)을 경주통(4) 내부에 지지하는 고정로드(20)가 관통될 수 있는 관통홀(20a)이 형성되어 있는 특징으로 하는 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 고정로드(20)는 상기 덮개 고정대(29) 및 금형 고정대(23)를 관통하여 상기 경주통(4)의 외측 플랜지(4a)에 하부가 고정되면서, 상부에는 높이를 조절할 수 있도록 나사산이 형성되면서 이에 조정핸들(21)이 나사결합하는 것을 특징으로 하는 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 하부금형(34)의 상부면에 고정된 금형로드(35)는 상기 덮개금형(33) 및 상부금형(26)을 관통하여 고정될 수 있도록 로드(35)의 상하부에 고정핀(36)이 삽입되어 고정되는 삽입홀(36a)이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고로의 용선 탈규처리용 경주통 내화재 분리시공장치.

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