KR101008115B1 - 다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치 - Google Patents

다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101008115B1
KR101008115B1 KR1020030052074A KR20030052074A KR101008115B1 KR 101008115 B1 KR101008115 B1 KR 101008115B1 KR 1020030052074 A KR1020030052074 A KR 1020030052074A KR 20030052074 A KR20030052074 A KR 20030052074A KR 101008115 B1 KR101008115 B1 KR 101008115B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
oxygen
cooling water
torch
supply
torch body
Prior art date
Application number
KR1020030052074A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050013423A (ko
Inventor
서왕열
김동수
이삼석
이상선
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020030052074A priority Critical patent/KR101008115B1/ko
Publication of KR20050013423A publication Critical patent/KR20050013423A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101008115B1 publication Critical patent/KR101008115B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10—Handling in a vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/005—Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00 using exothermic reaction compositions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16—Introducing a fluid jet or current into the charge
    • F27D2003/162—Introducing a fluid jet or current into the charge the fluid being an oxidant or a fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00—Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/16—Introducing a fluid jet or current into the charge
    • F27D2003/168—Introducing a fluid jet or current into the charge through a lance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

본 발명은 상부커버(11)에 장착되는 중공형 토치파이프(21)와, 상기 토치파이프(21)내로 삽입되어 일단에 형성된 산소노즐(26)이 진공조(10)내로 노출되도록 상기 토치파이프(21)의 플랜지부(21a)에 착탈가능하게 조립되는 토치몸체(22)로 이루어진 토치부(20a); 상기 토치몸체(22)내부로 산소를 공급하도록 상기 토치몸체(22)의 타단에 착탈가능하게 조립되는 산소공급구(27)에 개폐밸브(28a)를 갖는 산소공급라인(28)의 일단을 연결하여 상기 진공조(10)내로 산소를 취입하는 산소공급부(20b); 상기 토치몸체(22)를 냉각하는 냉각수를 공급하고, 열교환된 냉각수를 배출하도록 상기 토치몸체(22)의 냉각수공급, 배출공(31a)(32a)에 개폐밸브(33)(34)를 갖는 냉각수공급,배출라인(31)(32)을 각각 갖추어 상기 토치몸체(22)를 냉각하는 냉각부(30)및 상기 산소공급라인(28), 냉각수공급라인(31)및 냉각수배출라인(32)을 통하여 흐르는 산소, 냉각수유량, 냉각수온도및 냉각수압력을 감지하여 산소취입과 냉각수 공급, 배출을 제어하는 제어부(40)를 포함하며, 상기 산소공급라인(28)에는 길이중간에 유량계(49a)와 제어밸브(49b)를 갖는 불활성가스공급라인(49)를 갖추고, 상기 불활성가스공급라인(49)에는 질소가스와 아르곤가스를 선택적으로 공급할수 있도록 개폐밸브(47a)(48a)를 갖는 질소가스라인(48)과 아르곤가스라인(47)을 각각 분기하여 구성함을 특징으로 한다.
진공탈가스, 진공조, 토치몸체, 토치파이프, 산소노즐, 냉각수, 불활성가스

Description

다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치{A VACCUM DEGASSER HAVING MULTI FUNCTION OXYGEN BLOWING TORCH}
도 1은 일반적인 제강공정을 도시한 흐름도이다.
도 2는 종래 진공탈가스장치를 도시한 구성도이다.
도 3은 종래 또다른 형태의 진공탈가스장치를 도시한 구성도이다.
도 4는 종래 진공탈가스장치의 내부에 지금이 부착되는 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치를 도시한 전체구성도이다.
도 6(a)(b)(c)은 본 발명에 다른 다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치를 구성하는 토치부를 도시한 배면도, 단면도및 평면도이다.
도 7은 본 발명과 종래 진공배기량을 도시한 그래프이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 ..... 진공조 12 ..... 배기구
20a .... 토치부 21 ..... 토치파이프
22 ..... 토치몸체 23 ..... 내부파이프
24 ..... 외부파이프 25 ..... 안내파이프
26 ..... 산소노즐 26a,26b ... 중앙, 경사노즐공
28 ..... 산소공급라인 30 ..... 냉각부
31 ..... 냉각수공급라인 32 ..... 냉각수배출라인
33,34 ... 개폐밸브 40 ..... 제어부
42a,43a ... 유량계 42b,43b ... 온도계
42c,43c ... 압력계 49 ..... 불활성가스공급라인
본 발명은 진공 탈가스장치에 관한 것으로 보다 상세히는 용강을 정련하는 과정에서 발생하는 일산화탄소가스와 진공조내로 취입되는 산소가 서로 반응할때 발생되는 2차연소반응열 또는 진공조내로 취입되는 산소와의 산화반응열을 이용하여 진공조의 내부온도및 용강을 승온시키고, 진공조상부 및 배기구에서의 지금부착을 최대한 억제하여 진공배기능력을 극대화시키고, 용강성분제어를 원활히 수행하고, 고열환경속에서 장시간의 수동 산소세척작업을 생략하여 작업자의 업무부담을 줄일수 있도록 개선한 다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치에 관한 것이다.
일반적으로 제철소의 용광로에서 철광석을 녹여 제조한 용선에는 탄소함량이 매우 높기 때문에, 탄소성분을 제거하는바, 도 1에 도시한 바와같이, 제강공정에서 는 용선을 전로(110)에 담고 랜스(120)를 통하여 순산소를 취입함으로써 일정함량(약 0.04%)까지 용선내 탄소성분를 제거하며, 이와 같이 탄소성분이 일정 함량까지 제거된 용선을 용강이라고 한다.
그리고, 상기와 같은 전로공정을 마친 용강은 래들(130)에 담겨 노외정련설비인 진공탈가스장치(140)로 이송하여 진공상태에서 래들(130)에 담겨진 용강을 격렬하게 교반(攪拌)시켜 용강의 성분과 온도를 균일하게 하고, 용강내 잔존하는 가스성분을 제거한 다음, 턴디쉬(150), 침지노즐(160)및 몰드(170)를 통과하면서 주편을 연속하여 주조할 수 있도록 연주공정으로 공급하였다.
상기 노외정련공정에서 래들(130)내의 용강에 포함된 CO,CO2,H2 등의 불순가스를 제거하고, 미세성분을 조정하여 고급강을 생산하는데 사용되는 진공탈가스장치(140)는 도 2에 도시한 바와같이, 고온, 고압의 스팀을 구동력으로 진공조(141)내의 압력을 낮추어서 래들(130)에 담겨 있는 용강을 상기 상부조(142)와 하부조(143)로 이루어진 진공조(141)내로 흡상시킨 다음, 상기 하부조(143)에 연결된 하나의 침적관(144)에 설치되어 있고, 불활성가스공급라인(146)에 연결된 노즐을 통해 불활성 가스인 아르곤 또는 질소가스를 취입하여 용강의 겉보기 비중을 감소시킴으로써, 진공조(141)내의 용강높이차이를 야기시켜 래들(130)내의 용강을 환류시키는 장치이다.
또한, 상기 상부조(142)의 중간에는 진공조(141)내부로 산소를 취입할 수 있도록 산소랜스(L1)를 갖추고, 이는 산소공급라인(147)에 연결되어 있다.
여기서, 상기 진공조(141)내에서 용강이 환류하는 과정에서 발생되는 비산 용융물은 진공조(141)내벽, 상부조(142)에 구비되는 상부커버(148)및 배기장치로 연결되는 배기구(149)에 부착되고, 시간이 경과함에 따라 응고되어 고체상태인 지 금(地金)으로 남게 되는데, 이러한 지금은 용강을 탈가스처리하는 동안 용강의 강한 복사열에 의해 용해되어 그 용강을 오염시키고, 상기 배기구(149)면적을 적게하여 진공능력을 약화시킨다.
또한, 상기 진공조(141)의 내부온도를 상승시키고, 내벽에 부착된 지금을 제거하는 방법으로서는 도 3에 도시한 바와같이, 상부조(142)의 상부커버(148)에 상하이동가능하게 산소랜스(L2)를 갖추어 래들(130)내의 용강정련을 수행하는 과정에서 용강온도가 떨어지면, 상기 산소랜스(L2)를 직하부로 하강시켜 바닥으로부터 4500mm(승온위치)높이까지 내린 후, 용강으로 산소를 초음속으로 불어넣고 용강내로 알루미늄(Al)을 투입하여 하기 식1과 같은 반응을 일어나도록 하여 용강온도를 상승시켜 주게된다.
이때, 하기 식 2와 같은 반응과 함께 Al2O3 개재물과 발열에 의하여 용강온도가 상승되는 것이다.
Al(s) → Al , O2 (g) → 2O
2Al + 3O → Al2O3 (s) + Q (발열반응)
그리고, 상기 진공조(141)벽체에 부착된 지금을 제거하기 위해서 도 3에 도시한 바와같이 상기 산소랜스(L2)가 상승복귀되어 대기하는 위치에서 상기 진공조(141)내의 하부로 산소를 취입함으로서 진공조내부를 가열하였다.
그러나, 이는 상기 산소랜스(L2)를 용강탕면 가까이 하부로 내려서 승온작업을 할때는 지금제거 및 이차연소작업을 동시에 할 수가 없고, 상기 산소랜스(L2)가 대기하는 위치가 배기구(149)의 위치보다 낮기 때문에, 상기 상부조(142)의 상부를 덮는 상부커버(148)및 배기구(149)에 부착된 지금을 제거하는데 한계가 있었다.
도 2에 도시한 바와같이, 산소랜스(L2)가 진공조(141)를 구성하는 상부조(142)의 중간부에 위치하고 있는 경우에는 상기 산소랜스(L1)하부의 진공조(141)내벽에 지금이 부착되지 않지만 상기 산소랜스(L2)의 상부에는 도 4에 도시한 바와같이, 상부커버(148)및 배기구(149)및 진공조(141)의 내벽에 다량의 지금이 부착되는 문제점이 있었다.
또한, 상기 배기구(149)에 부착된 지금은 도 4에 도시한 바와 같이, 작업자가 고열의 환경속에서 장시간 수작업으로 산소세척작업을 수행하여 지금을 제거하고, 상부커버(148)의 지금은 수리장에서 대형장비를 이용하여 제거하고, 진공조(141)내벽에 부착된 지금은 정기적으로, 합금철 투입구를 통하여 산소를 취입하여 정기적으로 제거해야만 하기 때문에, 작업자의 업무부담이 크고, 지금을 제거하는데 많은 시간및 비용이 소요되어 작업생산성을 저하시키고, 설비의 내화물을 파손시키는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 용강을 정련하는 과정에서 발생하는 일산화탄소가스와 진공조내로 취입되는 산소가 서로 반응할때 발생되는 2차연소반응열 또는 진공조내로 취입 되는 산소와의 산화반응열을 이용하여 진공조의 내부온도및 용강을 승온시키고, 진공조상부 및 배기구에서의 지금부착을 최대한 억제하여 진공배기능력을 극대화시키고, 고열환경속에서 장시간의 수동 산소세척작업을 생략할 수 있는 다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치를 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 발명은,
상부커버와 배기구를 갖는 상부조와 복수개의 침적관을 갖는 하부조로 이루어진 진공조를 갖추어 래들내에 담겨진 용강의 가스성분을 제거하는 진공탈가스장치에 있어서,
상기 상부커버에 장착되는 중공형 토치파이프와, 상기 토치파이프내로 삽입되어 일단에 형성된 산소노즐이 진공조내로 노출되도록 상기 토치파이프의 플랜지부에 착탈가능하게 조립되는 토치몸체로 이루어진 토치부;
상기 토치몸체내부로 산소를 공급하도록 상기 토치몸체의 타단에 착탈가능하게 조립되는 산소공급구에 개폐밸브를 갖는 산소공급라인의 일단을 연결하여 상기 진공조내로 산소를 취입하는 산소공급부;
상기 토치몸체를 냉각하는 냉각수를 공급하고, 열교환된 냉각수를 배출하도록 상기 토치몸체의 냉각수공급, 배출공에 개폐밸브를 갖는 냉각수공급,배출라인을 각각 갖추어 상기 토치몸체를 냉각하는 냉각부및
상기 산소공급라인, 냉각수공급라인및 냉각수배출라인을 통하여 흐르는 산소, 냉각수유량, 냉각수온도및 냉각수압력을 감지하여 산소취입과 냉각수 공급, 배출을 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 산소공급라인에는 길이중간에 유량계와 제어밸브를 갖는 불활성가스공급라인를 갖추고, 상기 불활성가스공급라인에는 질소가스와 아르곤가스를 선택적으로 공급할수 있도록 개폐밸브를 갖는 질소가스라인과 아르곤가스라인을 각각 분기하여 구성함을 특징으로 하는 다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치를 마련함에 의한다.
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치를 도시한 전체구성도이고, 도 6(a)(b)(c)은 본 발명에 다른 다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치를 구성하는 토치부를 도시한 배면도, 단면도및 평면도이다.
본 발명의 진공탈가스장치(1)는 도 5와 6에 도시한 바와같이, 개방된 상부를 덮는 상부커버(11)와 진공배기가 이루어지는 배기구(12)를 갖는 상부조(10a)와 복수개의 침적관(13)을 갖는 하부조(10b)로 이루어진 진공조(10)를 갖추어 래들(130)내에 담겨진 용강을 진공조(10)내로 흡상시켜 가스성분을 제거하는 진공탈가스공정동안 발생되는 일산화탄소가스를 상기 진공조내로 취입되는 산소로서 이차연소시켜 용강을 승온시키고, 용강승온중에도 배기구(12)및 상부커버(11)에 부착된 지금을 제거할 수 있는 것으로서, 이는 토치부(20a), 산소공급부(20b), 냉각부(30)및 제어부(40)로 구성된다.
즉, 상기 토치부(20a)는 토치파이프(21)와 토치몸체(22)로 구성되는바, 상기 토치파이프(21)는 상기 진공조(10)의 상부를 밀폐하도록 덮어지는 상부커버(11)에 장착되어 상기 토치몸체(22)를 탈부착하면서 안정적으로 지지하는 중공형의 스테인레스 파이프부재이다.
상기 토치파이프(21)는 상기 상부커버(11)를 구성하는 내화물(11a)의 층두께와 거의 대체로 유사한 길이로 갖추어져 하부단은 상기 상부커버(11)의 내벽에 이 르며, 상부단에는 플랜지부(21a)가 형성되어 있다.
그리고, 상기 토치몸체(22)는 열전달이 우수한 구리소재로 구성되며, 상기 토치파이프(21)의 내부공으로 삽입되어 일단에 형성된 산소노즐(26)이 상기 진공조(10)내로 일부 노출되도록 상기 플랜지부(21a)에 복수개의 체결부재(21b)로서 착탈가능하도록 위치고정된다.
이러한 토치몸체(22)는 상기 산소노즐(26)을 통하여 상기 진공조(10)내로 취입되는 산소가 공급되는 내부파이프(23)와, 상기 토치몸체(22)를 냉각할수 있도록 냉각수가 공급되고, 열교환된 냉각수를 배출하는 외부파이프(24)및 이들사이에 배치되어 냉각수의 유로를 길게 안내하는 안내파이프(25)로 구성된다.
여기서, 상기 산소노즐(26)은 정중앙에 직하부로 향하는 중앙노즐공(26a)이 60°간격을 두고 복수개 관통형성되고, 45°각도로 경사진 경사면에는 경사노즐공(26b)이 30°간격을 두고 복수개 관통형성된다. 이에 따라, 상기 산소노즐(26)로 공급된 산소는 상기 중앙노즐공(26a)을 통해 직하부로 고압분사됨과 동시에 상기 경사노즐공(26b)을 통해 경사방향으로 고압분사되는 것이다.
또한, 상기 토치몸체(22)의 내부파이프(23)내로 산소를 공급하는 산소공급부(20b)는 상기 토치몸체(22)의 타단에 형성된 플랜지부(22a)에 복수개의 체결부재로서 착탈가능하게 조립되는 산소공급구(27)를 갖추고, 상기 산소공급구(27)에는 개폐밸브(28a)를 갖는 산소공급라인(28)이 연통연결되는 한편, 상기 산소공급구(27)의 타단은 손잡이(27c)를 갖는 엔드플레이트(27a)와 체결부재(27b)로서 밀폐된다.
이에 따라, 상기 개폐밸브(28a)의 개방작동시 이를 통하여 상기 산소공급구(27)내로 산소가 공급되고, 상기 산소공급구(27)내로 공급된 산소는 상기 토치몸체(22)의 내부파이프(23)및 산소노즐(26)을 통하여 진공조내로 고압분사되는 것이다.
또한, 상기 토치몸체(22)를 냉각수로서 냉각하는 냉각부(30)는 상기 토치몸체(22)의 외부파이프(24)에 형성된 냉각수공급공(31a)을 통하여 냉각수를 공급할 수 있도록 개폐밸브(33)를 갖는 냉각수공급라인(31)을 갖추며, 고온으로 가열된 토치몸체(22)를 냉각하도록 열교환된 냉각수를 외부로 배출하도록 상기 토치몸체(22)의 안내파이프(25)에 냉각수배출공(32a)를 형성하고, 상기 냉각수배출공(32a)에 개폐밸브(34)를 갖는 냉각수배출라인(32)을 연결구성한다.
한편, 상기 제어부(40)는 상기 산소공급라인(28)을 통하여 공급되는 산소의 공급유량을 검출하는 유량계(41a)와 상기 유량계(41a)에서 검출된 유량값을 수신하여 산소유량을 제어하는 조절밸브(41b)를 상기 산소공급라인(28)의 길이중간에 각각 설치한다.
여기서, 상기 산소공급라인(28)에는 길이중간에 유량계(49a)와 제어밸브(49b)를 갖는 불활성가스공급라인(49)를 갖추고, 상기 불활성가스공급라인(49)에는 질소가스와 아르곤가스를 선택적으로 공급할수 있도록 개폐밸브(47a)(48a)를 갖는 아르곤가스라인(47)과 질소가스라인(48)을 각각 분기하여 구성한다.
또한, 상기 냉각수공급라인(31)과 냉각수배출라인(32)에는 이를 공급되고 배출되는 냉각수의 유량, 온도및 압력을 각각 검출할 수 있도록 유량계(42a)(43a)와, 온도계(42b)(43b)및 압력계(42c)(43c)를 각각 갖추며, 상기 유량계(42a)(43a)와, 온도계(42b)(43b)및 압력계(42c)(43c)에서 측정된 검출값을 근거로 하여 상기 냉각수공급,배출라인(31)(32)의 개폐밸브(33)(34)를 개폐제어하는 한편, 상기 유량계(42a)(43a)에서 측정되는 냉각수공급량과 냉각수배출량을 서로 비교하여 제어한다.
그리고, 상기 유량계(42a)(43a)의 전단에는 상기 토치몸체(22)의 파손시 유출된 냉각수와 용강의 접촉에 의한 폭발시 냉각수의 역류및 배출을 차단하는 차단밸브(42d)(43d)를 각각 장착한다.
상기한 구성을 갖는 본 발명의 작용에 대해서 설명한다.
전로에서 1차로 정련을 마친 용강은 래들(130)에 담겨진 다음 본 발명의 진공탈가스장치(1)로 이송되고, 상기 래들(130)은 미도시된 승강장치에 의해 상승되면서 진공조(10)의 침적관(13)이 상기 래들(130)이 용강에 일부 잠겨지게 된다.
이러한 상태에서 상기 진공조(10)의 배기구(12)에 연결된 진공배기장치(미도시)를 이용하여 진공조(10)내부를 감압시키면, 감압에 따라 상기 래들(130)내의 용강은 상기 진공조(10)내로 흡상되고, 두 개의 침적관(13)중 어느 하나에 불활성 가스인 아르곤가스를 취입하게 되면, 불활성가스가 취입되어 접하는 용강의 겉보기 비중이 아르곤가스와 접하는 용강측보다 작기 때문에 상기 진공조(10)내부에서 환류하게 된다. 이때, 상기 진공조(10)내부는 1200℃의 고열환경이 된다.
이러한 상태에서, 제어부에서 산소유량 및 압력을 설정하여 산소공급라인(28)의 개폐밸브(28a)를 개방하고, 조절밸브(41b)의 개도크기를 조절하면서 산소를 상기 진공조(10)의 상부커버(11)에 장착된 토치몸체(22)의 내부파이프(23)내로 공급한다. 이때, 상기 토치몸체(22)내로 공급되는 산소기체의 압력은 9Kg/cm2이상, 온도는 25℃가 적절하다.
그리고, 상기 토치몸체(22)를 통하여 상기 진공조(10)내로 취입되는 1회 산소공급량의 설정치는 경처리재(극저탄소강, 전로에서 출강시 AL-Killed를 하지 않은 강종)는 20Nm3/Min으로 하고, 중처리재(AL-killed강)는 20~30Nm3/Min으로 설정하며, 산소를 공급하는 시간은 상기 경처리재는 4 내지 5분간, 상기 중처리재는 10내지 15분간 실시하는 것이 바람직하다.
이러한 경우, 상기 토치몸체(22)의 말단에 형성된 산소노즐(26)의 중앙노즐공(26a)과 경사노즐공(26b)을 통해 진공조(10)의 상부에서 직하방 그리고 경사방향으로 고압분사되는 산소에 의해서 상기 진공조(10)의 상부및 배기구(12)에 부착된 지금은 하기 식 3과 같은 산화반응시 발생되는 열에 의해서 용해되는 것이다.
2 Fe(s) + 3/2O2(g) → Fe2O3 (s) + Q (발열반응)
그리고, 상기 용강내에 담겨진 용강에 대한 탈탄공정시 발생되는 일산화탄소가스는 상기 진공조(10)내로 취입되는 산소와 반응되어 2차연소되면서 반응열을 발생하고, 이때 발생되는 열을 이용하여 용강을 승온시킬수 있는 것이다.
상기 토치몸체(22)를 통하여 취입되는 산소취입량은 과잉산소를 최소화하면 서 이차연소율((CO+CO2)/CO비)를 최대화시킬수 있도록 20 내지 25Nm3/Min 으로 설정하는 것이 바람직하다.
이는 산소취입량이 20Nm3/Min 미만인 경우 진공조(10)의 내부감압에 의해 배기구(12)로 빨려나가 일산화탄소가스와 반응하기에 충분치 않으며, 25Nm3/min 이상인 경우에는 용강과 반응하여 산소를 증가시키게 되어 용강탈산시 탈산용 합금철을 추가로 넣어야 하기 때문이다.
상기 래들(130)의 용강에 포함된 탄소성분이 성분상한치 이하가 되면, 알루미늄(Al)을 투입하여 남아있는 산소성분을 모두 제거하며, 이때, 이차연소용 산소 취입은 중단된다.
한편, 상기 산소공급라인(28)의 개폐밸브(28a)가 개방될때, 고열의 진공조(10)로부터 토치몸체(22)를 보호하기 위한 불활성가스공급라인(49)의 개폐밸브(47a)(48a)는 닫혀져 질소가스 또는 아르곤가스의 공급을 중단한다.
그리고, 사전에 설정된 취입량으로 산소가 진공조(10)내로 취입하면, 상기 산소공급라인(28)의 개폐밸브(28a)는 닫힘작동되는 반면에, 불활성가스공급라인(49)에 연결된 아르곤가스라인(47) 또는 질소가스라인(48)의 개폐밸브(47a)(48a)중 하나를 개방하여 상기 토치몸체(22)내로 불활성가스를 공급한다.
이때, 상기 토치몸체(22)내로 공급되는 불활성가스의 공급유량은 40 내지 60Nm3/h, 공급압력은 5~7Kg/Cm2, 온도는 30℃이하가 적절한데, 이는 불활성가스의 공급유량이 60Nm3/h이상이면 진공배기시스템에 과부하를 초래하여 진공능력을 저하시키고, 40Nm3/h 이하이면, 토치몸체(22)의 내측이 열화되어 손상될 우려가 있기 때문이다.
또한, 아르곤가스의 공급압력이 3g/Cm2이하로 떨어지면, 상기 아르곤가스라인(47)의 개폐밸브(47a)는 자동으로 닫히면서 질소가스라인(48)의 개폐밸브(48a)가 개방되어 압력을 보상하고, 비상시에는 두개의 개폐밸브(47a)(48a)가 모두 개방되어 토치몸체(22)를 보호하게 된다.
그리고, 용강에 대한 탈가스처리가 수행되지 않을 경우에는 상대적으로 원가금액이 적은 불활성가스인 질소를 취입하기 위해 질소가스라인(48)의 개폐밸브(48a)는 닫히면서 아르곤가스라인(47)의 개폐밸브(47a)는 닫힘작동시킨다.
한편, 상기와 같이 산소 또는 불활성가스가 공급되는 토치몸체(22)는 고열의 진공조(10)내부로부터 보호하기 위해서 토치몸체(22)의 외측을 냉각하도록 냉각수공급라인(31)을 통하여 외부파이프(24)와 안내파이프(25)사이로 냉각수를 공급하고, 상기 토치몸체(22)와 열교환된 냉각수는 상기 안내파이프(25)와 내부파이프(23)사이에 연결된 냉각수배출라인(32)을 통하여 외부로 배출된다. 이때, 상기 냉각수는 파이프내부의 부식을 방지할 수 있도록 약품처리된 기계냉각수가 사용되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 냉각수공급라인(31)을 통하여 상기 토치몸체(22)의 외부파이프(24)와 안내파이프(25)사이로 공급되는 냉각수는 압력계(42c), 온도계(42b)및 유량계(42a)를 거치면서 공급압력, 공급온도및 공급유량이 수시로 검출되고, 그 검출값은 제어부의 컴퓨터로 전송되어 작업자는 냉각수의 조건을 확인하여 제어할수 있는 것이다.
그리고, 토치몸체(22)의 표면의 고열을 냉각하여 열교환된 냉각수는 냉각수배출라인(32)을 통해 배출되는데, 배출되는 냉각수도 상기 냉각수배출라인(32)의 유량계(43a), 온도계(43b)및 압력계(43c)를 차례대로 거치면서 배출유량, 배출온도, 배출압력이 수시로 검출되고, 그 검출값은 작업자가 확인하여 제어할 수있도록 상기 컴퓨터로 전송된다.
이때, 상기 냉각수공급라인(31)을 통해 상기 토치몸체(22)내로 공급되는 냉각수의 공급압력은 5 내지 7Kg/Cm2, 공급온도는 40℃이하, 공급유량은 16m3/h 이상이 바람직하다.
그리고, 상기 토치몸체(22)의 표면이 파손되어 냉각수가 누출되면서 용강으로 혼입되는 경우, 누출된 냉각수와 고온의 용강이 접촉하면서 냉각수에 포함된 수소(H2)와의 화학반응에 의하여 폭발이 발생하는데, 이를 예방하기 위해서 상기 냉각수공급라인(31)을 통하여 공급되는 냉각수의 공급유량, 공급온도와 상기 냉각수배출라인(32)을 통해 배출되는 냉각수의 배출유량,배출온도를 유량계(42a)(43a), 온도계(42b)(43b)로서 수시로 각각 검출하고, 컴퓨터에서 검출된 값을 서로 비교한다.
즉, 냉각수공급량에 대한 냉각수배출량의 차이값(공급유량-배출유량)이 +3m3 이상이거나 냉각수공급온도에 대한 냉각수배출온도의 차이값(공급온도-배출유량)이 +20℃ 이상이 되면, 이는 토치몸체(22)에 파손부위가 발생되어 냉각수가 유출되는 것으로 판단하여 냉각수공급, 배출라인(31)(32)의 개폐밸브(33)(34)를 모두 닫아 냉각수의 공급,배출흐름을 중단시킨다.
또한, 진공조의 상부에서 직하방 그리고, 배기구측으로 고압취입되는 산소에 의해서 상부커버와 배기구에서의 지금융착이 현저히 감소됨으로서 도 7에 도시한 바와같이 진공조의 진공배기량을 종래에 비하여 상대적으로 많은 양으로 확보할수 있기 때문에 진공설비의 능력을 극대화하여 용강의 성분을 원할하게 수행할 수 있는 것이다.
상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 용강정련을 수행하는 공정중 발생하는 일산화탄소가스를 진공조상부에 설치된 토치몸체를 통해 진공조내로 취입되는 산소와 반응시켜 2차 연소시키고, 이때 발생되는 반응열로서 용강을 승온시키고, 고열의 진공조 내부온도를 이용하여 산소와의 산화반응열로서 진공조 내부온도를 상승시킴과 동시에, 진공조의 상부커버 및 배기구에 부착된 지금을 고압취입되는 산소로서 제거하거나 지금부착을 최대한 억제함으로서, 진공조수리시 대형지금에 의한 냉각시간이 지연되어 수리시간이 연장되는 원인을 제거할수 있기 때문에 설비를 수 리하는 작업시간을 줄여 작업생산성을 향상시키고, 안정적으로 설비를 운용할 수 있는 한편, 고열환경속에서 장시간 수동 산소세척작업을 생략하여 작업자의 업무부담을 경감시킬 수 있다.
또한, 진공조의 상부커버및 배기구에서의 지금부착을 최대한 억제하여 진공조의 최대핵심인 진공배기능력을 극대화할수 있기 때문에, 용강성분의 제어를 원활히 수행하여 우수한 품질의 용강을 정련할 수 있는 것이다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (7)

  1. 상부커버(11)와 배기구(12)를 갖는 상부조(10a)와 복수개의 침적관(13)을 갖는 하부조(10b)로 이루어진 진공조(10)를 갖추어 래들(130)내에 담겨진 용강의 가스성분을 제거하는 진공탈가스장치에 있어서,
    상기 상부커버(11)에 장착되는 중공형 토치파이프(21)와, 상기 토치파이프(21)내로 삽입되어 일단에 형성된 산소노즐(26)이 진공조(10)내로 노출되도록 상기 토치파이프(21)의 플랜지부(21a)에 착탈가능하게 조립되는 토치몸체(22)로 이루어진 토치부(20a);
    상기 토치몸체(22)내부로 산소를 공급하도록 상기 토치몸체(22)의 타단에 착탈가능하게 조립되는 산소공급구(27)에 개폐밸브(28a)를 갖는 산소공급라인(28)의 일단을 연결하여 상기 진공조(10)내로 산소를 취입하는 산소공급부(20b);
    상기 토치몸체(22)를 냉각하는 냉각수를 공급하고, 열교환된 냉각수를 배출하도록 상기 토치몸체(22)의 냉각수공급, 배출공(31a)(32a)에 개폐밸브(33)(34)를 갖는 냉각수공급,배출라인(31)(32)을 각각 갖추어 상기 토치몸체(22)를 냉각하는 냉각부(30)및
    상기 산소공급라인(28), 냉각수공급라인(31)및 냉각수배출라인(32)을 통하여 흐르는 산소, 냉각수유량, 냉각수온도및 냉각수압력을 감지하여 산소취입과 냉각수 공급, 배출을 제어하는 제어부(40)를 포함하며,
    상기 산소공급라인(28)에는 길이중간에 유량계(49a)와 제어밸브(49b)를 갖는 불활성가스공급라인(49)를 갖추고, 상기 불활성가스공급라인(49)에는 질소가스와 아르곤가스를 선택적으로 공급할수 있도록 개폐밸브(47a)(48a)를 갖는 질소가스라인(48)과 아르곤가스라인(47)을 각각 분기하여 구성함을 특징으로 하는 다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 토치몸체(22)는 상기 산소노즐(26)을 통하여 상기 진공조(10)내로 취입되는 산소가 공급되는 내부파이프(23)와, 상기 토치몸체(22)를 냉각할 수 있도록 냉각수가 공급되고, 열교환된 냉각수를 배출하는 외부파이프(24)및 이들사이에 배치되어 냉각수의 유로를 길게 안내하는 안내파이프(25)로 구성됨을 특징으로 하는 다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 산소노즐(26)은 정중앙에 직하부로 향하는 중앙노즐공(26a)이 60°간격을 두고 복수개 관통형성되고, 45°각도로 경사진 경사면에는 경사노즐공(26b)이 30°간격을 두고 복수개 관통형성됨을 특징으로 하는 다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 토치몸체(22)를 통한 산소취입량은 20 내지 25Nm3/Min 으로 설정함을특징으로 하는 다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각수공급량에 대한 냉각수배출량의 차이값(공급유량-배출유량)이 +3m3 이상이거나 냉각수공급온도에 대한 냉각수배출온도의 차이값(공급온도-배출유량)이 +20℃ 이상이 되면,냉각수공급, 배출라인(31)(32)의 개폐밸브(33)(34)를 닫아 냉각수의 공급,배출흐름을 중단시킴을 특징으로 하는 다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치.
KR1020030052074A 2003-07-28 2003-07-28 다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치 KR101008115B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030052074A KR101008115B1 (ko) 2003-07-28 2003-07-28 다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030052074A KR101008115B1 (ko) 2003-07-28 2003-07-28 다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050013423A KR20050013423A (ko) 2005-02-04
KR101008115B1 true KR101008115B1 (ko) 2011-01-13

Family

ID=37224937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030052074A KR101008115B1 (ko) 2003-07-28 2003-07-28 다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101008115B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103509912B (zh) * 2012-06-29 2015-06-17 宝山钢铁股份有限公司 一种真空精炼废气二次燃烧升温控制方法
KR101477263B1 (ko) * 2013-05-30 2014-12-30 현대제철 주식회사 용강의 정련 장치 및 방법
KR102093493B1 (ko) * 2018-11-30 2020-03-25 주식회사 포스코 소결기의 통기 장치
CN113073174B (zh) * 2020-01-06 2022-02-18 兰州理工大学 一种降低超低碳钢冶炼过程中钢渣粘附的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08176646A (ja) * 1994-12-26 1996-07-09 Kawasaki Steel Corp 真空脱ガス槽の槽内待機型バーナランス
JPH08260029A (ja) * 1995-03-23 1996-10-08 Sumitomo Metal Ind Ltd 真空脱ガス槽内２次燃焼用上吹酸素ランス
KR20000077326A (ko) * 1999-05-21 2000-12-26 에모토 간지 진공 탈가스조용 복합랜스 및 그 사용방법
KR20010109118A (ko) * 2000-05-30 2001-12-08 다이도오도꾸슈고오가부시끼가이샤 금속 용해 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08176646A (ja) * 1994-12-26 1996-07-09 Kawasaki Steel Corp 真空脱ガス槽の槽内待機型バーナランス
JPH08260029A (ja) * 1995-03-23 1996-10-08 Sumitomo Metal Ind Ltd 真空脱ガス槽内２次燃焼用上吹酸素ランス
KR20000077326A (ko) * 1999-05-21 2000-12-26 에모토 간지 진공 탈가스조용 복합랜스 및 그 사용방법
KR20010109118A (ko) * 2000-05-30 2001-12-08 다이도오도꾸슈고오가부시끼가이샤 금속 용해 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050013423A (ko) 2005-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7497987B2 (en) Refining method and refining apparatus for chromium-contained molten steel
CA2367997C (en) Metallurgical vessel comprising a tapping device and method for the controlled, slag-free extraction of molten metal from said vessel
KR101008115B1 (ko) 다기능 산소취입토치를 갖는 진공탈가스장치
CN108504819B (zh) 一种aod+vod双联冶炼低微铬铁的工艺及装置
CN111518992B (zh) 一种罐式单嘴精炼炉及真空精炼方法
WO2019040704A1 (en) IMPROVED MANUFACTURE OF LOW CARBON STEEL
JP4032930B2 (ja) Ｒｈ脱ガス設備での酸素含有ガス上吹き装置および低炭素高マンガン鋼の精錬方法
JP4207820B2 (ja) 真空脱ガス装置の利用方法
JP6493635B1 (ja) 鋼の連続鋳造方法および薄鋼板の製造方法
JP7383826B2 (ja) 溶融物の処理装置及び方法
CN106319157B (zh) 一种rh精炼感应加热温度补偿装置及其使用方法
US4104057A (en) Method for making low carbon high chromium alloyed steels
CN205241736U (zh) 一种rh精炼装置
CN204234685U (zh) 一种用于钢水浇注的保护装置
JP3496284B2 (ja) 真空脱ガス槽内に挿入する水冷ランスおよびその閉塞防止方法
CN209722207U (zh) 一种小型化精炼系统
JP2005103552A (ja) 連続鋳造方法
CN103451371B (zh) 感应炉钢液覆盖吹氩保护浇注工艺及装置
CN113481349B (zh) 一种钢液连续在线精炼设备及生产工艺
CN210877463U (zh) 一种不锈钢连铸设备
CN211539455U (zh) 带有净化装置的倾转式钢包
JPH0826389B2 (ja) 炉体水冷装置
JPH0254715A (ja) 溶鋼の脱ガス処理方法
SU943298A1 (ru) Устройство дл вакуумировани жидкой стали
CN114891958A (zh) 一种多功能感应加热rh精炼装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140107

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150107

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160106

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170104

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180105

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200106

Year of fee payment: 10