KR100971987B1 - 전로연와 흑화현상 억제능이 향상된 전로하부 가스취입라인 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전로의 저부 다공질연와 사이로 투입되는 불활성가스를 반고정식 또는 유동식 가스배관을 이용하여 취입함으로써 전로의 취련말기의 용강에 화학반응을 향상시키고, 노즐의 막힘을 방지하며, 미용해 고철발생을 억제할 수 있으며, 전로연와 흑화현상 억제능이 향상된 전로하부 가스취입라인에 관한 것으로서, 전로(1)의 하부연와(100)에 삽입되는 다수의 다공질 연와(8)와 연결되어 전로(1)의 저부철피(14)를 관통하여 유동간격(15)을 가지도록 각각 설치되는 가스배관(11)과; 상기 가스배관(11)과 연결되어 상기 전로(1)의 저부철피(14) 상에 고정된 고정커버(18-1) 및 이에 결합되는 결합커버(18-2) 사이에 단열재(17)를 삽입하여 배관 설치되는 플랙시블 튜브(16)와; 상기 플랙시블 튜브(16)에 각각 연관된 유량조절밸브(20)와; 상기 유량조절밸브(20) 중에서 각각 한 쌍과 연관되어 가스 통입관(22)과 연관된 가스공급헤드(21a)로부터 공급된 가스를 분배하는 가스분배헤드(21)로 구성되는 것을 특징으로 하는 전로연와 흑화현상 억제능이 향상된 전로하부 가스취입라인을 제공한다.

전로, 배관라인, 가스취입, 유동간격, 플랙시블튜브, 흑화현상

Description

전로연와 흑화현상 억제능이 향상된 전로하부 가스취입라인{PIPE LINE OF THE LOW PART OF CONVERTER FOR BLOWING INERT GAS}

도 1은 종래의 복합취련 전로의 상부 및 저부 가스취입수단을 도시한 개념도;

도 2는 종래의 전로저부 가스취입수단을 이용하여 가스를 취입한 결과를 도시한 문제 발생도;

도 3은 본 발명에 따른 전로연와 흑화현상 억제능이 향상된 전로하부 가스취입라인의 전로저부 접축부위를 확대 도시한 단면도;

도 4는 본 발명에 따른 전로연와 흑화현상 억제능이 향상된 전로하부 가스취입라인이 전로저부에 설치된 상태를 도시한 전로 전체 단면도;

도 5는 본 발명에 따른 전로연와 흑화현상 억제능이 향상된 전로하부 가스취입라인이 전로저부에 설치된 상태를 도시한 저면도;

도 6은 본 발명에 따른 전로연와 흑화현상 억제능이 향상된 전로하부 가스취입라인을 이용하여 저취한 결과를 도시한 확대도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1:전로 2:상취랜스 3:상부철피 4:출강구 5:벽체연와

6:용강 7:슬래그 8:다공질연와 9:하취용접부 11:가스배관

12:흑화현상부 100:하부연와 14:저부철피 15:유동간격

16:플랙시블 튜브 17:단열재 18-1:고정커버 18-2:결합커버

20:유량제어밸브 21:가스분배헤드 21a:가스공급헤드 22:가스 통입구

본 발명은 전로연와 흑화현상 억제능이 향상된 전로하부 가스취입라인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전로의 저부 다공질연와 사이로 투입되는 불활성가스를 반고정식 또는 유동식 가스배관을 이용하여 취입함으로써 전로의 취련말기의 용강에 화학반응을 향상시키고, 노즐의 막힘을 방지하며, 미용해 고철발생을 억제할 수 있으며, 전로연와 흑화현상 억제능이 향상된 전로하부 가스취입라인에 관한 것이다.

일반적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 용광로에서 생산된 용선과 고철을 이용하여 기계적 성질이 양호한 강(Steel)을 만드는 제강공정에 있어서, 용선을 수용하여 고철을 투입한 다음, 가스를 취입하여 교반하는 취련작업을 하는 설비가 전로(1)이다.

상기 전로(1)는 상부에서 가스를 취입하는 상취랜스(2)와, 전로 저부에서 가스를 취입하는 저취가스라인과, 취련완료된 용강을 출강하는 출강구(4)로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 전로(1)에서 용강이 취련을 마치게 되면, 고철은 완전 히 액체상태의 용강으로 변하게 되며, 또한 취련작업을 거친 강은 인(P), 황(S), 규소(Si), 탄소(C) 등이 요구되는 수준으로 제거되어진다.

이러한 화학원소를 효율적으로 제거하기 위한 전로(1) 취련작업은 상취, 하취를 같이 활용하는 복합취련 형태를 많이 이용하고 있다.

즉, 전로(1)의 상취용 산소랜스(2)는 고속의 순산소를 용강에 취입시켜 화학반응을 유도하며, 저취라인은 전로(1)의 바닥부의 다공질연와(8)를 통해 불활성가스(질소, 아르곤)를 취입시켜 용강의 화학반응의 촉진시키고, 용강 교반력에 의해 장입고철의 미용해를 방지한다.

상기와 같은 기능을 가지는 전로 저취가스라인의 종래기술은 외부에서 공급되는 불활성가스가 다공질연와(8) 및 이와 연관되어 전로(1) 저부에 고정되는 가스배관(11), 이러한 가스배관(11)으로 가스를 분배하는 가스분배헤드(21)로 구성된다.

여기서의 문제점은 상기 가스배관(11) 및 이를 관통 고정되는 전로(1) 저부가 용접(9) 고정되어 있기 때문에 고압(10~15㎏/㎠)의 상태로 최초 취입되는 불활성가스의 가스압에 의하여, 도 2의 (A)에 도시된 바와 같이, 다공질 연와(8)의 상부가 흔들리게 되고, 이러한 흔들림 작용에 의하여 취입되는 불활성가스가 다공질 연와(8) 좌우로 퍼지면서 분출되어 연와(8)의 선단부 내부연와(100)가 과도하게 침식되는데, 전로(1) 내에 용강이 없는 경우에는 내부연와(100)가 과냉각되고, 용강이 전로 내로 장입되면 과열되어 이러한 냉각-고열흡수를 반복함으로써 마모되어 내부연와(100)에 흑화현상(12)이 발생하게 된다.

이러한 흑화현상(12)이라 함은 다공질연와(8)를 통하여 분출되는 고압의 불 활성가스가 용강(6)에 접촉할 때 하부 내부연와(100)와 다공질연와(8)의 틈(13)이 심하게 흔들리면서 하부 내부연와(100) 주변으로 검게 냉각 및 과열의 연속으로 침식되는 현상으로 이러한 흑화현상이 심각하면 복합취련을 중단해야 하는 문제점이 있다.

또한, 상기 다공질연와(8)와 내부연와(100)의 틈(13) 사이로 외부에서 공급되는 불활성가스의 압에 의해 흔들림이 발생되고, 이로 인해 상부에는 충격에 의해 다공질 연와(8)가 빨리 손상되어 하취작업이 중단되게 되어 이러한 문제점을 제조되는 강의 품질저하와 직결되는 것이다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 전로 하부에 설치되는 가스배관을 유동성 있는 플랙시블 튜브를 적용함과 동시에, 가스배관과 삽입되는 전로하부 부위를 용접고정이 아니라 소정 간격으로 이격시켜 다공질연와의 이동에 따라 가스배관이 함께 이동하여 다공질연와에 가중된 압력을 분산시킴으로써 하부내부연와의 흑화현상을 억제할 수 있는 전로연와 흑화현상 억제능이 향상된 전로하부 가스취입라인을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 가스를 취입하여 용강을 교반하는 취련작업을 실시하는 전로의 하부 가스를 취입하는 배관구조에 있어서, 상기 전로의 하부연와에 삽입되는 다수의 다공질 연와와 연결되어 전로의 저부철피를 관통하여 유동간격을 가지도록 각각 설치되는 가스배관과; 상기 가스배관과 연결되어 상기 전로의 저부철피 상에 고정된 고정커버 및 이에 결합되는 결합커버 사이에 배관 설치되는 플랙시블 튜브와; 상기 플랙시블 튜브에 각각 연관된 유량조절밸브와; 상기 유량조절밸브 중에서 각각 한 쌍과 연관되어 가스 통입관과 연관된 가스공급헤드로부터 공급된 가스를 분배하는 가스분배헤드로 구성되는 것을 특징으로 하는 전로연와 흑화현상 억제능이 향상된 전로하부 가스취입라인을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 플랙시블 튜브가 고열로부터 보호되도록 상기 고정커버 및 이에 결합되는 결합커버 사이에 단열재를 삽입하여 배관 설치되는 것을 특징으로 하는 전로연와 흑화현상 억제능이 향상된 전로하부 가스취입라인을 제공한다.

이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 전로연와 흑화현상 억제능이 향상된 전로하부 가스취입라인의 전로저부 접축부위를 확대 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 전로연와 흑화현상 억제능이 향상된 전로하부 가스취입라인이 전로저부에 설치된 상태를 도시한 전로 전체 단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 전로연와 흑화현상 억제능이 향상된 전로하부 가스취입라인이 전로저부에 설치된 상태를 도시한 저면도이다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 우선 전로(1)의 내부 하부연와(100) 상에 형성된 요홈에 삽입되는 다공질 연와(8)에 연관되는 가스배관(11)을 상기 전로(1)의 저부철피(14)에 종래의 고정방법인 용접으로 고정하는 것이 아니라 철피(14) 관통구에 소정의 유동간격(15)을 가지도록 배관 설치된다.

즉, 용접 고정되지 않고 이러한 유동간격(15)을 유지하도록 설치하는 근본적 인 이유는 종래의 용접 고정방식의 경우, 고압의 가스가 취입될 때 가스반동으로 인하여 종래의 용접 고정된 가스배관은 많은 응력을 받아 누적되면 가스배관이 파손되는 현상이 일어남과 동시에, 이러한 고정식 가스배관으로 가스가 공급되어 상기 다공질연와로 공급되면, 종래기술에서 설명한 바와 같이, 다공질 연와(8)의 상부가 흔들리게 되고, 이러한 흔들림 작용에 의하여 취입되는 불활성가스가 다공질 연와(8) 좌우로 퍼지면서 분출되어 연와(8)의 선단부 내부 저부연와(100)가 과도하게 침식되는 흑화현상이 발생하기 때문에, 본 발명에서는 가스취입에 따른 충격 및 진동을 흡수하도록 상기 다공질연와(8)와 연결되는 가스배관(11)을 전로 저부철피(14)에 용접을 고정하지 않고, 소정의 유동간격(15)을 가지도록 배관 설치하였다.

상기와 같은 개념으로 설치된 가스배관(11)은 가스 통입관(22)와 연관되어 배관 설치되며, 상기 가스 통입관(22)은 전로(1) 외부에 설치된 가스공급처에 연결되어 전로(1)로 가스를 공급하게 된다.

상기 가스통입관(22)으로 공급된 가스는 1차적으로 전로(1) 저면부에 고정 설치된 가스공급헤드(21a)에서 포집되어 안정된 공급압력을 유지하도록 한 후, 가스배관을 따라 가스분배헤드(21)에서 각각의 다공질 연와(8)로 배관된 가스배관(11)을 따라 전로(1)로 취입되어진다.

상기 다공질 연와(8)로부터 배관되어 전로(1) 저면부로 확장된 가스배관(11)은 상기 가스분배헤드(21)로부터 확장된 가스배관(11) 사이에 플랙시블 튜브(16)를 삽입하여 배관 설치되는 것이 본 발명의 특징적 사항이다.

즉, 상기 다공질 연와(8)로부터 배관되어 전로(1) 저면부로 확장된 가스배관(11)은 전로 저면철피(14)와 유동간격(15)을 가지고 설치되어 가스 취입시 발생하는 충격과 진동에 탄력적으로 대응하게 되는데,

이때 발생하는 진동 및 충격을 더욱 흡수하도록 가스배관 사이에 플랙시블 튜브(16)를 삽입하여 배관 설치하는 것이다.

상기한 플랙시블 튜브(16)의 설치구성을 살펴보면, 우선 전로(1) 저면철피(14) 상에 용접과 같은 방법 등으로 고정된 반원형의 고정커버(18-1)가 설치되며,

상기 설치된 반원형의 고정커버(18-1)에 상기한 가스배관 사이에 삽입 배관되는 플랙시블 튜브(16)를 위치시킨 다음, 고정커버(18-1) 하부에 동일한 형상의 결합커버(18-2)를 볼트 체결하게 된다.

즉, 상기 플랙시블 튜브(16)를 전로(1) 저면부에 완전 고정하는 것이 아니라, 커버(18-1,2)로서 어느 정도의 진동 및 충격에 탄력적으로 대응할 수 있도록 지지 고정하는 것이다.

상기와 같이 설치되는 플랙시블 튜브(16)는 각각의 다공질 연와(8)에 관통 형성된 가스취입구에 설치되며, 설치된 플랙시블 튜브(16)는 한 쌍이 한 조를 이루어 가스분배헤드(21)에 배관되어진다.

특히, 본 발명은 상기 플랙시블 튜브(16)를 내장하여 고정하는 고정커버(18-1) 및 결합커버(18-2) 사이공간에 전로(1)로부터 발생되어 고열이 튜브(16)로 대류 또는 전도되는 것을 방지하기 위하여 단열재(17)를 채우게 된다.

이하, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 작용을 설명한다.

[실시예]

본 발명은 종래의 완전 고정식 가스배관이 가지는 문제점을 억제하기 위하여 실제로 도 5에 도시된 바와 같은 배관구조를 전로 하부에 하취라인을 설치하여 기존 배관라인과 본 발명의 배관라인을 비교한 결과 아래와 같은 결과를 얻을 수 있었다.

종래의 불활성가스 통입관이 한 개로 일정하게 들어와 하취 정중앙 배관부에 고정 장착되어 지고, 다공질 연와수에 따라 배관을 헤더에서 연결하여 가스를 공급하여 주었으나, 본 발명은 가스 통입관(22)을 가스분배헤드(21)에 의하여 분산하여 전로(1)의 양 사이드부에 위치하는 다공질 연와(8)로 공급하였다.

또한, 상기 가스분배헤드(21)로부터 분산되어 배관되는 가스배관(11)에는 스테인리스 재질의 플랙시블 튜브(16)를 설치하고, 이로부터 확장되어 상기 다공질연와(8)까지 확장되는 가스배관(11)은 전로 철피(14) 사이에 유동간격(15)을 형성하도록 배관 설치하여 전로작업을 시작하였다.

상기 전로작업을 개시한 결과, 도 6에 도시된 바와 같이, 다공질연와(8)로부터 용강으로 취입되는 가스가 일률적으로 연와 상부(8a)에서 일정한 방향으로 취입됨을 알 수 있었으며, 종래의 고정식 배관라인보다는 가스취입에 따른 진동 및 충격이 현저하게 줄어들었음을 알 수 있었다.

종래 배관라인와 본 발명의 배관라인의 실험결과

	하취 수명	흑화 현상 발생
종래의 고정식 배관	1900회	50회 이상
발명의 유동식배관 + 플랙시블 튜브	3500회	없음

상기 표 1과 나타낸 바와 같이, 종래의 용접고정식 배관라인은 하취수명이 평균 1900회에 불과 하였으나, 본 발명에 따른 배관라인은 하취수명이 2배 정도 향상되었으며, 흑화 현상이 발생하지 않음을 알수 있었다.

이상과 같은 본 고안은 다공질연와에서 발생되는 흑화 현상을 억제함으로 인하여 연와의 침식을 억제함으로 하취 수명을 연장하여 고철의 미용해 방지는 물론 안정성 있는 저취 배관 구조를 이룰수 있다.

Claims (2)

1. 가스를 취입하여 용강을 교반하는 취련작업을 실시하는 전로(1)의 하부 가스를 취입하는 배관구조에 있어서,

   상기 전로(1)의 하부연와(100)에 삽입되는 다수의 다공질 연와(8)와 연결되어 전로(1)의 저부철피(14)를 관통하여 유동간격(15)을 가지도록 각각 설치되는 가스배관(11)과;

   상기 가스배관(11)과 연결되어 상기 전로(1)의 저부철피(14) 상에 고정된 반원형의 고정커버(18-1) 및 이에 결합되는 반원형의 결합커버(18-2) 사이에 배관 설치되는 플랙시블 튜브(16)와;

   상기 플랙시블 튜브(16)에 각각 연관된 유량조절밸브(20)와;

   상기 유량조절밸브(20) 중에서 각각 한 쌍과 연관되어 가스 통입관(22)과 연관된 가스공급헤드(21a)로부터 공급된 가스를 분배하는 가스분배헤드(21);로 구성되며,

   상기 플랙시블 튜브(16)는 고열로부터 보호되도록 상기 고정커버(18-1) 및 이에 결합되는 결합커버(18-2) 사이에 단열재(17)를 삽입하여 배관 설치되는 것을 특징으로 하는 전로연와 흑화현상 억제능이 향상된 전로하부 가스취입라인.
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