KR100960321B1 - 래들 벽체 내화물 잔존치 판정장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 래들내 벽체의 용손상태를 사전에 감지하여 벽체 용손으로 인해 발생되는 대형 설비사고 및 이로 인한 대형화재를 사전에 예방할 수 있도록 개선된 래들 벽체 내화물 잔존치 판정장치에 관한 것이다.

본 발명은 래들을 이루는 U형 철피의 내용적에 순차로 축조된 벽돌모양의 영구장연와 및 준영구장연와와; 상기 준영구장연와의 외부로 노출되도록 철피로부터 영구장연와, 준영구장연와를 관통하여 삽입설치된 포러스연와와; 상기 포러스연와와 연통되도록 연결되며 공기공급원과 연결가능한 상태로 래들의 외표면에 구비된 공기라인과; 노출된 상기 포러스연와를 밀폐하도록 준영구장연와 전반에 축조된 부정형내화물을 포함하여 구성된다.

본 발명은 래들내 벽체 부정형내화물의 용손 및 침식상태를 정확하고 용이하게 파악할 수 있을 뿐만 아니라 재사용 가능 여부의 판단 및 수리시점을 정확하게 판단할 수 있도록 하여 주며, 용선 및 침식상태의 조기 검출이 용이하여 용강 유출에 의한 대형 설비사고를 사전에 방지하고, 원가절감 및 생산성 향상에 기여한다.

Description

래들 벽체 내화물 잔존치 판정장치{ESTIMATION APPARATUS FOR STATE OF FIREPROOF MATERIAL IN THE LADLE WALL}

도 1은 종래 래들의 단면도,

도 2는 종래 래들내 내화물의 침식 및 용손상태를 보인 예시적인 단면도,

도 3은 본 발명 장치가 채용된 래들의 전체 단면도,

도 4는 도 3의 A부 확대 단면도,

도 5는 본 발명 장치에 따른 판정과정을 보인 예시적인 단면도.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

1....래들 2....철피

3....영구장연와 4....준영구장연와

5....부정형내화물 6....공기라인

8....포러스연와 9....개폐밸브

본 발명은 래들내 벽체의 용손상태를 사전에 감지하여 벽체 용손으로 인해 발생되는 대형 설비사고 및 이로 인한 대형화재를 사전에 예방할 수 있도록 개선된 래들 벽체 내화물 잔존치 판정장치에 관한 것이다.

일반적으로 제강공정에서는 전로에서 1차정련이 끝난 용강을 래들로 출강하게 되며, 이 래들은 수강대차에 실려 이동하면서 각 공정에서 필요로 하는 2차정련과정을 거친 후 연주공정으로 이동되어 슬라브(Slab)를 생산하게 되고 작업완료후에는 다시 래들 수리장으로 이동하여 점검 및 정비과정을 거쳐 출강을 위해 전로로 이동하는 작업을 반복하게 된다.

이 과정에서 래들은 도 1 및 도 2에서와 같이, 용강과의 접촉으로 침식 및 용손된 래들(1)내 내화물이 얇아져 어느 순간 갑자기 래들(1)에 담긴 용강이 철피를 뚫고 흘러나오는 대형 설비사고를 발생시키게 된다.

종래에는 이를 방지하기 위해 미리 계획된 수순에 의해 단계적으로 내화물을 축조하게 되는데 먼저, 우선 U형 철피(2)에 정형내화물인 영구장연와(3)(장시간 사용되는 내화물이란 의미임)를 축조하고 다시 그 영구장연와(3) 내면에 준영구장연와(4)를 축조하였다.

그리고, 원가절감 및 공기 단축을 위해 부정형내화물(5)인 캐스타블을 물과 혼합한 후 시공을 용이하도록 일정한 모양을 갖는 유입시공기를 이용해 준영구장연와(4) 내면에 시공하였다.

이러한 정,부정형의 내화물 시공과정을 거친 래들(1)은 시공과정에서 포함된 수분 제거를 위해 건조버너에서 COG가스를 사용하여 건조된 뒤 용강을 수강하는 작업에 투입되게 된다.

이와 같은 래들(1)은 전로에서 출강된 용강을 담아 성분 및 온도조정, 불순 물의 제거, 고청정강 제조 등을 목적으로 하는 2차정련과정, 연속주조작업을 거쳐 다시 래들 수리장으로 회수되는 반복작업을 되풀이 하면서 대략 70회의 수명을 목표로 사용하게 된다.

그런데, 축조완료 후 건조과정에서 열을 받은 내화물의 팽창으로 부정형내화물(5)이 탈락되기 시작하여 래들(1)의 반복적인 용강의 수강작업으로 용강과의 접촉에 의한 용손 및 용강의 유동에 의한 탈락 등으로 래들(1)내 부정형내화물(5)의 침식은 지속적으로 이루어지게 된다.

이러한 현상은 래들(1)의 사용수명에 직접적인 영향을 끼칠 뿐만 아니라 부정형내화물(5)인 캐스타블의 잔존치 판정이 목측으로 이루어지는 현실을 감안할 때 정확한 잔존치 판단이 불가하며, 목측만으로 침식여부를 판단할 수는 이유로는 래들은 내화물 대수리 발생시까지 반복적인 작업으로 전로로부터 용강을 수강하여 노외정련공정을 거쳐 다음 공정으로 이송시켜 주고 래들 내부 용강을 연주에서 주조완료후 래들내 잔존 슬라그를 제거한 후 다시 점검후 상기와 같은 작업공정을 반복하기 때문에 내화물은 항상 적열된 상태로 사용되게 되기 때문이다.

즉, 내화물 소손 판단의 중요한 것은 내부 영구장 및 준영구장연와(3,4)의 돌출여부를 판단해야 하는데 부정형내화물(5)과 이들 영구장 및 준영구장연와(3,4)의 적열로 인해 서로 같은 색이 되어버려 육안으로는 연와인지 부정형내화물(5)인지 도저히 구분이 가질 않으며, 이로 인한 조기수리 및 판단착오로 래들(1)내 용강유출에 따른 대형 설비사고와 안전사고가 발생되고 있음은 물론 아울러 복구에 상당히 긴시간이 요구되기 때문에 생산성 저하 등 직,간접적으로 많은 문제점이 발생 하게 되었다.

도면중 미설명부호 '7'은 '바텀버블링용 포러스연와'이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 래들 벽체에 축조된 내화물의 잔존치를 정확하게 파악하고 수리시점의 정량적 판단을 가능하게 함으로서 미확인 및 판단착오에 의한 용강 유출사고의 위험을 사전에 감지하여 대형 설비사고를 예방하고, 생산성 증대 및 내화물 원단위 절감을 가능하게 한 래들 벽체 내화물 잔존치 판정장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 래들을 이루는 U형 철피의 내용적에 순차로 축조된 벽돌모양의 영구장연와 및 준영구장연와와; 상기 준영구장연와의 외부로 노출되도록 철피로부터 영구장연와, 준영구장연와를 관통하여 삽입설치된 포러스연와와; 상기 포러스연와와 연통되도록 연결되며 공기공급원과 연결가능한 상태로 래들의 외표면에 구비된 공기라인과; 노출된 상기 포러스연와를 밀폐하도록 준영구장연와 전반에 축조된 부정형내화물을 포함하여 구성되는 래들 벽체 내화물 잔존치 판정장치를 제공함에 그 특징이 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명 방법이 채용된 래들의 전체 단면도이며, 도 4는 도 3의 A부 확대 단면도이며, 도 5는 본 발명 방법에 따른 판정과정을 보인 예시적인 단면도이다.

도 3 및 도 4에서와 같이, 본 발명은 U형 철피(2)의 내용적에 벽돌모양의 정형인 영구장연와(3)를 축조하고, 이어 상기 영구장연와(3)의 내면에 정형의 준영구장연와(4)를 축조하며, 무수한 구멍이 형성되어 있고 공기는 통과하면서 용강은 통과하지 못하는 구조를 가진 정형의 포러스연와(8)를 상기 영구장연와(3)와 준영구장연와(4)를 사이를 지나 돌출되게 삽입하고, U형 철피(2)의 외부로부터 공기를 공급할 수 있도록 래들(1) 외부에 공기라인(6)을 설치하며 분말상태인 부정형내화물(5)을 물과 혼합하여 준영구장연와(4)의 내면에 축조하여 이루어진다.

아울러, 이들 내화물들이 U형 철피(2)의 내용적에 축조되고 이어 분말형태인 부정형내화물(5)의 축조가 끝나면 건조과정을 거쳐 전로에서 출강되는 용강을 수강하게 된다.

또한, 상기 포러스연와(8)는 철피(2)의 길이방향을 따라 일정간격을 두고 다수 설치됨이 바람직하며, 그 형상은 단면으로 보았을 때 대략 옆으로 누운 "T"형상이 바람직하다.

이는, 부정형내화물(5)과 접촉하는 면적을 최대화시키기 위한 것이다.

수강된 용강은 고온과 유동성이 매우 심한 쇳물이므로 각 공정별 작업과정에서 래들(1)내에 시공되어 있는 부정형내화물(5)의 침식과 용손이 당연히 발생하게 된다.

앞에서도 본 문제점을 나열했듯이 래들(1)이 수리장에 도착한 래들(1)내에는 연주공정에서 주조완료된 후 부정형내화물(5), 영구장 및 준영구장연와(3,4) 또한 용강의 열에 의해 열간상태로 달구어져 전체가 붉은색으로 보이고 있기 때문에 내 화물의 용손상태를 눈으로 파악하기에는 현실적으로 거의 불가능한 실정이다.

그러므로, 부정형내화물(5)의 과다침식으로 재사용이 불가능하여 부정형내화물(5)을 다시 축조해야 하는 상황에서 확인불능 및 오판에 의해 재사용 하므로서 래들(1)내 용강이 내화물을 뚫고 래들(1) 밖으로 흘러나오는 이른바 용강 유출사고가 자주 발생하는 것이다.

또한, 래들(1)내에는 주조후 응고되어 남은 지금 및 슬라그가 부착되어 있고 용강의 열에 의해 부정형내화물(5)이 고열과 붉은 빛을 발하고 있으므로 전체적인 용손상태를 판정하기는 불가능하다.

그러므로 본 발명에서는 래들(1) 벽면에 설치된 공기라인(6)에 공기호스를 연결하고 개폐밸브(9)를 열어 공기를 불어넣는다.

그러면, 공기는 공기라인(6)을 타고 영구장 또는 반영구장연와(3,4) 및 부정형내화물(5) 사이에 설치되어 있는 잔존치 판정용 포러스연와(8)까지 도달하게 된다.

이때, 포러스연와(8)는 자체에 만들어진 무수한 공기구멍으로 공기를 방출하게 된다.

이렇게 방출된 공기는 고열과 붉은 빛을 발하고 있는 래들(1)내 부정형내화물(5) 사이에서 벽체 용손이 과다하여 포러스연와(8)가 돌출된 부위에서는 순간적으로 공기에 의해 온도가 식으면서 검은색으로 변하게 된다.

이렇게 변한 포러스연와(8)는 육안으로도 부정형내화물(5)과 뚜렷하게 구분이 가능하므로 벽체의 용손상태를 정확하고 쉽게 확인 할 수가 있다.

일단 벽체에서 검은색이 발견되었을 경우 작업자는 래들(1)의 재사용을 중지하고 벽체 부정형내화물(5)을 재시공하게 하므로서 용강유출의 가능성을 사전에 차단하는 것이다.

만일, 용강이 래들(1)에 담긴 상태에서 포러스연와(8)가 돌출되어도 포러스 연와(8)의 특성상 용강은 포러스연와(8)를 통과하지는 못한다.

이러한 포러스연와(8)는 현재 버텀버블링용 포러스연와(7)로 사용되는 것과 동일한 것이며, 상기 버텀버블링용 포러스연와(7)는 용강이 직접 닿는 래들(1)의 바닥에 설치되어 아르곤을 통입하여 용강의 개재물을 분리부상시킬 목적으로 버텀 버블링을 실시할 때 사용된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 래들내 벽체 부정형내화물의 용손 및 침식상태를 정확하고 용이하게 파악할 수 있을 뿐만 아니라 재사용 가능 여부의 판단 및 수리시점을 정확하게 판단할 수 있도록 하여 준다.

아울러, 용선 및 침식상태의 조기 검출이 용이하여 용강 유출에 의한 대형 설비사고를 사전에 방지하고, 원가절감 및 생산성 향상에 기여한다.

Claims (4)

1. 래들을 이루는 U형 철피의 내용적에 순차로 축조된 벽돌모양의 영구장연와 및 준영구장연와와;

   상기 준영구장연와의 외부로 노출되도록 철피로부터 영구장연와, 준영구장연와를 관통하여 삽입설치된 포러스연와와;

   상기 포러스연와와 연통되도록 연결되며 공기공급원과 연결가능한 상태로 래들의 외표면에 구비된 공기라인과;

   노출된 상기 포러스연와를 밀폐하도록 준영구장연와 전반에 축조된 부정형내화물을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 래들 벽체 내화물 잔존치 판정장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 포러스연와는 래들의 바닥면에 설치된 버텀버블링용 포러스연와와 동일재질의 것으로서 다공질이지만 용강은 통과시키지 않는 구조의 것인 것을 특징으로 하는 래들 벽체 내화물 잔존치 판정장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 포러스연와는 래들의 철피 상하길이 및 주연을 따라 일정간격을 두고 다수 설치된 것을 특징으로 하는 래들 벽체 내화물 잔존치 판정장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 포러스연와는 'T'형상으로 삽입되어 부정형내화물과 최대의 접촉면적을 갖도록 설치된 것을 특징으로 하는 래들 벽체 내화물 잔존치 판정장치.

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