KR100913158B1 - Method for opening tap hole of blast furnace and device thereof - Google Patents
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Abstract
차기 출선구를 미리 개공한 상태에서 용융물의 분출을 방지할 수 있도록 함으로써 출선작업의 지연을 최소화할 수 있도록, 현행 출선구를 통한 출선작업 중에 개공기로 차기 출선구를 굴착하는 단계와, 차기 출선구의 심도를 관통하는 단계, 차기 출선구로부터 용융물의 역류를 차단하며 대기하는 단계, 개공기를 피드백하여 차기 출선구를 개공하는 단계를 포함한다.Digging the next exit with the opening during the exit operation through the current exit port to minimize the delay of the exit work by preventing the ejection of the melt in the state of opening the next exit port in advance; Penetrating the depth of the piling hole, blocking the reverse flow of the melt from the next starting outlet, and opening the next starting outlet by feeding back the opening.
출선구, 비트, 탭핑바, 피트날개, 냉각수, 질소가스 Outlet, Bit, Tapping Bar, Pit Wing, Coolant, Nitrogen Gas
Description
본 발명은 용광로의 출선구를 개공하는 장치와 개공 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 보다 신속하게 출선구를 개공할 수 있도록 된 용광로 출선구 개공방법 및 개공기에 관한 것이다.The present invention relates to a device and a method of opening a hole for opening the exit port of the furnace. More specifically, the present invention relates to a blast furnace opening hole opening method and a hole opening machine that can open the exit port more quickly.
일반적으로 고로조업에서는 고로 하부에 설치된 여러개의 출선구를 드릴링하거나 또는 철봉을 햄머링으로 타입하여 개공한 후, 용재 및 용선을 생산한다.In general, in the blast furnace industry, after drilling a plurality of outlets installed in the lower part of the blast furnace, or by opening the steel bar by hammering, and then to produce the molten iron and molten iron.
이를 위해 고로의 출선구를 관통시키는 개공기에 굴착비트를 장착하여 고로 내부와 내통이 되도록 출선구의 중앙부에 있는 부정형 내화물 부위를 관통시킴으로써 출선공을 형성하여 용융물을 배출한다. 이러한 작업을 출선 작업이라 한다.To this end, an excavation bit is mounted on an opening to penetrate the exit of the blast furnace, and the molten material is discharged by forming an outgoing hole by penetrating through an irregular refractory portion in the center of the exit so that the inner and inner blast furnaces are in the blast furnace. This work is called starting work.
상기 출선구는 고로 철피로부터 내부 용융물까지의 깊이(심도)가 고로의 크기에 따라 다르지만, 통상 3500mm 내외이다. 보통, 내용적 3000㎥ 이상의 고로에서는 출선구가 3-4개가 설치되어, 그중 1개는 정기적으로 보수를 실시하고, 나머지 2-3개를 순환하여 사용하는데, 통상 출선시간은 120-180분 정도가 소요된다. The exit port has a depth (depth) from the blast furnace shell to the internal melt, depending on the size of the blast furnace, but is usually about 3500mm. Usually, blast furnaces with a volume of 3000 m3 or more are provided with 3-4 outlets, one of which is regularly repaired and the other 2-3 are circulated and used, and the departure time is usually 120-180 minutes. Takes.
고로 출선작업을 설명하면 출선구벽에 설치된 출선구를 통해 용융물 배출이 완료되면 해당 출선구는 내화물로 폐쇄하고 다음 출선구로 유압 개공기를 진입시켜 굴착하게 된다. 이때 소성 경화된 출선구 내부로 드릴비트에 의한 드릴링 및 햄머링이 가해지는데, 소성된 내화물은 경화되어 햄머링에 의해 쉽게 크랙이 발생되어 내부의 내화물이 균열되어 탈락되는 현상이 발생된다.When the blast furnace is described, when the melt is discharged through the outlet installed in the outlet wall, the outlet is closed with refractory and the hydraulic opening is entered into the next outlet to excavate. In this case, drilling and hammering by a drill bit are applied to the inside of the plastic hardened exit port, and the fired hardened material is hardened and cracks are easily generated by the hammering, causing the internal refractory to crack and fall off.
통상 고생산을 유지하는 용광로에서는 현재 출선중인 출선구에서 다음 출선구로 이어질 때 용융물 배출완료 시점 파악이 어려워 출선지연 사례가 많고 이에 작업자는 지연을 방지하고자 출선구 내부 연와의 크랙과 혈절 발생을 예상하면서도 과도한 드릴링과 햄머링으로 개공작업을 실시하고 있다.In the case of furnaces that maintain high production, it is difficult to identify the completion point of melt discharge from the current exit to the next exit, and there are many cases of departure delay. Opening work is carried out with excessive drilling and hammering.
또한, 현행 출선구의 용융물 배출 완료시점이 일정치 않아 많게는 1시간 이상 차이가 발생함으로 작업자의 경험으로도 파악이 곤란하여 차기 출선구 개공타임을 놓치는 경우가 허다하였다. 또한, 개공시간도 10 ~ 15분 정도 소요되어 출선지연이 발생된다.In addition, since the time of completion of the melt discharge at the current exit port is not constant, a difference occurs for more than 1 hour, and thus it is difficult to grasp the opening time of the next exit port due to the operator's experience. In addition, the opening time also takes about 10 to 15 minutes, delaying departure.
또한, 탭핑바로 출선구 관통후 바로 후퇴하여 개공할려고 하지만 탭핑바 선단부가 컷팅되어 후퇴됨으로써 용융물이 용광로 외부로 배출되지 않는 경우가 자주 발생된다.In addition, although the tapping bar tries to retreat and open immediately after passing through the outlet, the tapping bar tip is cut and retracted so that the melt is often not discharged to the outside of the furnace.
이에 파이프를 통해 산소를 주입하여 출선구(104)를 개공하나, 이러한 구조 또한 산소 파이프 연결시간 및 준비 시간이 많이 소요되고 산소 개공작업에 또한 시간이 소요되어 개공 작업 시간이 지연되는 문제가 있다. 또한, 작업자가 출선구 주위에서 분출되는 용융물에 화상을 입을 위험이 상존한다.The opening of the outlet 104 by injecting oxygen through the pipe, but this structure also has a problem in that the oxygen pipe connection time and preparation time takes a lot, and the oxygen opening work also takes time, delaying the opening time. In addition, there is a risk that an operator may be burned in the melt ejected around the exit port.
그리고 종래에는 출선구 배출 완료 시점에서 개공작업을 실시함으로써 유압 개공기의 드릴이나 함마 등의 설비에 이상이 발생시 정비할 수 있는 시간적인 여건이 되지 않아 출선지연 시간은 점차적으로 늘어나게 된다. 이에 고로 하부의 노저 저선량의 증대와 노황관리의 어려움이 발생되며 노황조절을 위해 차기 출선구와 차차기 출선구를 통해 출선작업이 이루어져 집진범위 초과로 대기 환경 오염의 문제가 발생된다.In the related art, the opening delay time is gradually increased because the opening work is performed at the completion of discharge of the tap opening, and thus, it is not a time condition that can be maintained when an abnormality occurs in the equipment such as a drill or a hammer of the hydraulic opening machine. As a result, there is an increase in the low dose of the bottom of the blast furnace and difficulty in managing the yellowing, and the outgoing work is carried out through the next outlet and the next outlet for controlling the yellowing, causing problems of air pollution due to the dust collection range being exceeded.
이에 차기 출선구를 미리 개공한 상태에서 용융물의 분출을 방지할 수 있도록 함으로써 출선작업의 지연을 최소화할 수 있도록 된 용광로 출선구 개공장치 및 개공방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a furnace opening device and a method of opening the furnace, which can minimize the delay of the starting work by preventing the ejection of the melt in the state of opening the next opening in advance.
이를 위해 본 개공방법은 현행 출선구를 통한 출선작업 중에 개공기로 차기 출선구를 굴착하는 단계와, 차기 출선구의 심도를 관통하는 단계, 차기 출선구로부터 용융물의 역류를 차단하며 대기하는 단계, 개공기를 피드백하여 차기 출선구를 개공하는 단계를 포함할 수 있다.To this end, the opening method includes the steps of digging the next outlet through the opening during the operation through the current outlet, penetrating the depth of the next outlet, blocking the reverse flow of the melt from the next outlet, Feedbacking the openings may include opening the next exit.
이에 따라 현행 출선구를 통한 출선작업 완료 전에 미리 차기 출선구를 개공하여 장입상태로 대기함으로써 최단 시간 내에 차기 출선구를 개공하여 출선지연을 최소화할 수 있게 된다.Accordingly, the opening of the next starting opening in advance and completion of the starting operation through the current starting opening allows the opening of the next starting opening to be minimized by opening the next starting opening in the shortest time.
여기서 상기 차기 출선구 굴착 단계는 현행 출선구를 통한 출선작업이 70 ~ 80% 완료된 시점에서 이루어질 수 있다.The excavation step of the next exit opening can be made at the time 70 ~ 80% of the starting work through the current exit opening is completed.
또한, 상기 차기 심도를 관통한 후 용융물의 역류를 차단하는 단계는 개공기의 탭핑바 선단의 굴착용 비트를 통해 냉각수를 설정시간동안 분출하는 단계와, 상기 비트를 통해 냉각용 질소가스를 퍼지하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the step of blocking the reverse flow of the melt after passing through the next depth is the step of ejecting the cooling water for a predetermined time through the excavation bit at the tip of the tapping bar of the open air, and purging the nitrogen gas for cooling through the bit It may include a step.
한편, 출선구를 개공하기 위하여 출선구로 진입되는 탭핑바와, 탭핑바 선단에 설치되어 출선구를 굴착하는 비트를 포함하는 개공기에 있어서, 상기 비트는 선 단이 원추형태를 이루고 상기 선단부의 외주면에 다수개의 비트날개가 간격을 두고 돌출 설치되며 상기 각 비트날개의 선단에는 다수개의 칼날이 돌출된 구조일 수 있다.On the other hand, in the opening machine comprising a tapping bar entering the exit port to open the exit port, and a bit installed at the tip of the tapping bar to excavate the exit port, the bit is in the form of a cone and the outer end surface of the tip portion A plurality of bit blades are protruded at intervals, and each of the bit blades may have a structure in which a plurality of blades protrude.
또한, 상기 개공기는 상기 탭핑바를 통해 비트로 냉각수를 공급하여 분출하기 위한 냉각수공급라인과, 질소가스를 공급하여 분출할 수 있는 질소가스공급라인을 더 포함할 수 있다.The opening may further include a cooling water supply line for supplying and ejecting cooling water to the bit through the tapping bar, and a nitrogen gas supply line for supplying and ejecting nitrogen gas.
또한, 상기 비트는 냉각수와 질소가스를 분출할 수 있도록 내부가 상기 탭핑바와 연통되며, 그 선단과 비트날개 사이의 측면에는 내부와 연통되어 냉각수와 질소가스를 분출하는 분사홀이 형성될 수 있다.In addition, the bit may be in communication with the tapping bar so as to eject the cooling water and nitrogen gas, the side between the tip and the blade wing is in communication with the inside may be formed in the injection hole for ejecting the cooling water and nitrogen gas.
이에 상기 분사홀을 통해 냉각수와 질소가스가 분출되어 출선구의 심도를 관통한 상태에서 용융물을 급냉각시킴으로써 용융물의 역류를 차단할 수 있게 된다.Accordingly, the cooling water and the nitrogen gas are ejected through the injection hole to quench the melt in a state where it penetrates the depth of the outlet so that the reverse flow of the melt can be blocked.
이와 같이 차기 출선구를 미리 개공한 상태에서 용융물의 역류를 차단하고 대기할 수 있게 되어 출선지연을 최소화할 수 있게 된다.In this way, it is possible to block the backflow of the melt and wait in the state of opening the next starting opening in advance, thereby minimizing the starting delay.
또한, 출선구 개공시 시간의 촉박함에 의한 무리한 굴착작업을 줄여 출선구 크랙발생을 방지하고 출선구 수명을 연장시킬 수 있게 된다.In addition, it is possible to reduce the unreasonable excavation work due to the tightness of time when opening the exit port to prevent the occurrence of cracks in the exit port and extend the life of the exit port.
또한, 탭핑바의 컷팅 현상을 제거함으로써 작업부하와 안전사고의 위험을 줄일 수 있다.In addition, by eliminating the cutting phenomenon of the tapping bar can reduce the risk of workload and safety accidents.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속 하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 다른 실시예에서 대응하거나 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.It is noted that the figures are schematic and not drawn to scale. The relative dimensions and ratios of the parts in the figures have been exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the figures and any dimensions are merely exemplary and not limiting. And the same structure, element or part that appears in more than one figure the same reference numerals are used in different embodiments to indicate corresponding or similar features.
도 1은 본 출선구 개공기의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic diagram of the opening of the tap opening.
상기한 도면에 의하면 용광로(100)의 출선구(110)를 굴착하여 개공시키기 위한 개공기(10)는 출선구(110) 심도 관통후 용융물 분출 방지와 심도내 내화물 굴착이 용이한 탭핑바(20)와 탭핑바(20) 선단에 체결되는 비트(30)를 포함한다.According to the above drawings, the
본 실시예에 따른 상기 탭핑바(20)는 내부가 관통된 파이프형 구조물로, 출선구(110) 내부 고온에 충분히 견딜 수 있도록 두께가 더욱 증대되며, 외경 또한 증대된 구조로 되어 있다. 이에 상기 탭핑바(20)의 외주면과 굴착된 출선구(110) 내주면 사이의 간격이 좁아져 용융물 분출을 억제할 수 있게 된다.The
또한, 본 개공기(10)는 상기 탭핑바(20) 내부를 통해 탭핑바(20) 선단에 체결되는 비트(30)로 용융물 급냉에 의한 분출 차단을 위한 냉각수와 질소가스를 공급하는 냉각수공급라인(40)과 질소가스공급라인(50)을 포함한다.In addition, the
상기 냉각수공급라인(40)은 개공기(10)로 연결되며 일측에는 밸브(41)가 설치되어 냉각수의 공급량을 제어하게 된다. 상기 질소가스공급라인(50) 역시 개공기(10)로 연결되며 일측에 밸브(51)가 설치되어 질소가스를 공급 또는 차단하게 된다.The cooling
도 2와 도 3은 상기 탭핑바(20)에 체결되는 비트(30)를 도시하고 있다.2 and 3 show the
상기 비트(30)는 선단이 원추형태를 이루고 있으며, 상기 선단부의 원추형 측면에는 4개의 비트날개(31)가 90도 간격을 두고 배치되어 외측으로 돌출되도록 설치된다. 여기서 상기 비트날개(31)의 측단은 탭핑바(20)와 같은 방향으로 평행한 평면을 이룬다. 이러한 구조에 의해 비트날개(31) 측단이 출선구(110) 내면과 보다 넓게 접촉되면서 용융물의 분출을 방지하게 된다.The
또한, 상기 각 비트날개(31)의 선단에는 선단이 원뿔타원형으로 가공된 칼날(32)이 돌출 설치된다. 상기 또한, 상기 비트(30)는 탭핑바(20)를 통해 공급되는 냉각수와 질소가스를 분출할 수 있도록 내부가 상기 탭핑바(20)와 연통되며, 그 선단과 비트날개(31) 사이의 측면에는 내부와 연통되어 냉각수와 질소가스를 분출하는 분사홀(33,34)이 형성된다. In addition, a
이에 상기 분사홀(33,34)을 통해 냉각수와 질소가스가 분출되어 출선구(110)의 심도를 관통한 상태에서 용융물을 급냉각시킴으로써 용융물의 역류를 차단할 수 있게 된다.Accordingly, the cooling water and the nitrogen gas are ejected through the
이하 도 4를 참조하여 상기한 구조의 개공기(10)를 이용하여 차기 출선구(110)를 개공하는 과정에 대해 설명한다.Hereinafter, referring to FIG. 4, a process of opening the next starting
용광로(100)의 출선구(110) 개공작업은 출선구(110)가 체인지될 때 출선지연방지가 매우 중요하다. 이에 본 실시예에서는 현행 출선구(110)를 통한 출선 과정에서 차기 출선구(110)를 굴착함으로써 출선지연을 방지하게 된다.In the opening of the
이를 위해 먼저 현행 출선구(110)를 통한 출선 시간을 검출하여 총 출선시간의 70 ~ 80% 소요시간이 경과되었는지를 확인한다.(S100)To this end, first check the departure time through the
현행 출선구(110)를 통한 출선시간이 설정된 소요시간에 도달되면 개공기(10)를 차기 출선구(110)로 선회시켜 차기 출순구의 굴착작업을 개시하게 된다. 이때 고압의 질소가스와 냉각수가 비트(30) 선단을 통해 필요량 만큼 분출되어 내화물을 굴착하게 된다.(S120)When the departure time through the
본 실시예에서 출선구(110) 심도에 따른 굴착기준은 아래 표 1과 같다. 굴착과정에서 냉각수와 질소가스의 공급은 지속된다.Excavation criteria according to the depth of the
[표 1]TABLE 1
상기 기준에 의거하여 차기 출선구(110)에 대한 굴착작업을 수행하고 심도 끝부분에서는 피드와 드릴을 서서히 낮추면서 관통작업을 실시한다.(S130)On the basis of the above criteria, the excavation work for the
그리고 심도의 완전 관통 시점에서는 용융물을 냉각 응고시켜 용융물의 역류를 차단하고 이 상태로 작업 대기하게 된다.(S140)At the time of complete penetration of the depth, the melt is cooled and solidified to block the reverse flow of the melt and wait for work in this state.
상기 용융물의 냉각을 통한 역류 차단은 다음 과정을 통해 이루어진다.Blocking backflow through the cooling of the melt is accomplished by the following procedure.
먼저 심도 완전 관통시 냉각수공급라인(40) 상에 설치된 밸브(41)가 완전히 개방되어 냉각수를 비트(30) 선단을 통해 분출하게 된다. 상기 밸브(41)의 완전 개방시간은 약 5초 정도로 설정되며, 설정시간이 지나면 밸브(41)는 폐쇄되어 냉각수의 공급은 차단된다.First, when the depth passes completely, the
비트(30)로 공급된 냉각수는 비트(30)에 형성되어 있는 분사홀(33,34)을 통해 비트(30)의 전방과 측면으로 분출된다. 이렇게 분출된 냉각수가 용융물에 접촉되면서 순간적으로 용융물이 응고하게 된다. 이에 비트(30) 선단부 측을 막는 작용을 일으켜 용융물의 분출을 방지하게 되는 것이다.The coolant supplied to the
여기서 상기 비트(30)가 장착되는 탭핑바(20)의 외경도 종래와 비교하여 확대되어 탭핑바(20)와 출선구(110) 내면 사이의 간격이 좁아져 있어서 출선공이 밀봉되는 효과를 얻게 된다.Here, the outer diameter of the tapping
상기와 같이 냉각수를 순간적으로 최대한 공급한 후에는 냉각수의 공급을 차단하고 질소가스공급라인(50) 상에 설치된 밸브(51)를 개방하여 질소가스를 비트(30)로 공급하고 개공기(10) 운전모드를 해제하여 대기한다.After the maximum supply of the cooling water as described above, the supply of the cooling water is interrupted and the
비트(30) 선단으로 지속적으로 질소가스가 공급됨으로써 대기 상태에서 출선구(110) 내의 고온으로부터 비트(30) 및 탭핑바(20)를 보호할 수 있게 된다.By continuously supplying nitrogen gas to the tip of the
상기 질소가스는 지속적으로 비트(30) 선단으로 공급되나, 비트(30) 선단부가 용융물과 함께 응고된 상태이므로, 질소가스는 용광로(100) 내부로 유입되지 않는다.The nitrogen gas is continuously supplied to the tip of the
이와같이 차기 출선구(110)를 미리 개공한 상태에서 용융물의 분출을 차단하여 대기하고 있음에 따라, 전 출선구(110)가 배출 완료하고 폐쇄되면 바로 개공 기(10)를 피드백하여 후퇴시키는 것으로 차기 출선구(110)를 개공시킬 수 있게 된다.(S150 ~ S170)As the
즉, 현재 출선작업 중인 출선구(110)의 배출완료시 개공기(10)를 후퇴시키게 되면 용융물과 함께 반용융상태에 있는 비트(30)가 뒤로 빠지면서 출선구(110)가 개공되어 용융물이 분출될 수 있는 것이다.That is, when retreating the opening
이는 비트(30)가 약간 고압의 질소로 냉각되다가 탭핑바(20)가 후퇴되면 노내의 열로 인해 바로 용융배출됨으로서 가능한 것이다. 개공이 완료되면 질소가스공급라인(50)의 밸브(51)를 차단하여 역류 방지용 고압의 질소가스 공급을 차단한다.This is possible because the
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용광로 출선구 개공기를 도시한 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram showing a furnace opening hole opening machine according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 개공기의 탭핑바와 비트를 도시한 개략적인 사시도이다.2 is a schematic perspective view showing a tapping bar and a bit of an opening machine according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 개공기의 비트를 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing a bit of the opening machine according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 용광로 출선구 개공과정을 도시한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a process of opening a furnace exit according to an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 개공기 20 : 탭핑바10: open air 20: tapping bar
30 : 비트 31 : 비트날개30: Bit 31: Bit Wing
32 : 칼날 33,34 : 분사홀32:
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- 2007-11-21 KR KR1020070119160A patent/KR100913158B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
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