KR101053312B1 - 출강중인 전로의 용융물 유동장치 - Google Patents

Abstract

용선을 용강으로 정련하는 제강공정에서 전로내의 용융물인 용강을 수강래들로 유출하는 출강 작업시 전로 노내의 용융물을 강제 유동시켜 슬래그의 용강혼입을 방지시키는 출강중인 전로의 용융물 유동장치가 제공된다.

상기 출강중인 전로의 용융물 유동장치는, 전로에 인접 배치된 베이스;와, 상기 베이스의 일측으로 구동수단으로서 전후 이동토록 제공되어 장치의 열손상을 방지하는 열차단수단; 및, 상기 베이스의 내측에 베이스와 열차단수단을 통과하도록 제공되고, 불활성가스의 전로 취입을 각도조정이 가능하게 취입시키는 가스취입수단;을 포함하여 구성되되, 상기 열차단수단은 상기 베이스의 상부에 설치된 가이드레일을 따라 전후 이동토록 조립된 이동부재의 전방으로 상기 베이스의 전로측 면을 막도록 연결된 열차단판을 포함하고, 상기 구동수단은 상기 베이스의 상부에 일단이 고정되고, 타단은 상기 이동부재에 고정되는 구동실린더로 제공되며, 상기 가스취입수단은 경동되는 전로의 란스투입구에 인접하여 배치된 사각박스로 구성되는 상기 베이스의 전면개구와 상기 열차단판에 형성된 개구를 통하여 신장되고, 전로의 란스투입구를 통하여 전로 내에 진입되는 가스취입노즐로 제공되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 제강공정인 전로에서부터 노내의 용강 출강시, 전로 출강구측에서 발생되는 와류를 억제하면서 용융물 상층부의 슬래그를 출강구측에서부터 멀어지도록 유동시키어 슬래그의 용강 혼입에 따른 용강의 품질을 저하를 방지시키는 한편, 특히 열 차단수단을 통하여 본 발명의 용융물 유동장치는 불활성가스의 전로 취입을 안정적으로 설비 손상없이 수행 가능하록 하면서, 작업성을 향상시키도록 하는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

전로, 수강래들, 용강, 슬래그, 용융물, 용융물 유동장치

Description

출강중인 전로의 용융물 유동장치{AN APPARATUS FOR FLOATING MOLTEN IRON AND SLAG IN CONVERTER}

도 1은 일반적인 전로작업을 도시한 것으로서,

(a)는 전로 직립상태를 도시한 개략도

(b)는 전로가 경동된 상태를 도시한 개략도

도 2는 전로 출강시 슬래그의 혼입문제를 도시한 것으로서,

(a)는 전로 출강상태를 도시한 개략도

(b)는 전로 출강시 발생되는 와류현상을 도시한 개략도

도 3은 본 발명에 따른 출강중인 전로의 용융물 유동장치를 도시한 사시도

도 4는 본 발명인 출강중인 전로의 용융물 유동장치의 작동상태를 도시한 사시도

도 5는 본 발명인 출강중인 전로의 용융물 유동장치를 도시한 분해사시도

도 6은 본 발명인 출강중인 전로의 용융물 유동장치의 사용예를 도시한 개략도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 출강중인 전로의 용융물 유동장치

10.... 베이스 30.... 열차단수단

32.... 구동수단 34.... 이동부재

36.... 열차단판 38.... 가이드레일

40.... 가이드홈 50.... 가스취입수단

52.... 승강실린더 100.... 전로

102.... 전로 출강구 120.... 수강래들

M....용강 S.... 슬래그

본 발명은 출강중인 전로의 용융물 유동장치에 관한 것이며, 이는 특히 제강공정인 전로에서부터 노내의 용강 출강시, 전로 출강구측에서 발생되는 와류를 억제하면서 용융물 상층부의 슬래그를 출강구측에서부터 멀어지도록 유동시키어 슬래그의 용강 혼입에 따른 용강의 품질을 저하를 방지시키는 한편, 특히 열 차단수단을 통하여 본 발명의 용융물 유동장치는 불활성가스의 전로 취입을 안정적으로 설비 손상없이 수행 가능하록 하면서, 작업성을 향상시키도록 한 출강중인 전로의 용융물 유동장치에 관한 것이다.

제철공장에서 용선을 용강으로 정련하는 제강공정에서 전로내의 용융물은 용강과 슬래그를 포함하는데, 통상 슬래그가 용강에 비하여 비중이 낮기 때문에, 용강상부에 비금속 개재물인 슬래그가 부상되고, 또한 전로에서 정련된 용강은 전로 출강구를 통하여 용강의 이동을 위한 수강래들로 출강하게 된다.

그런데, 전로 출강중 전로내의 용강상층부에 부상되어 있는 슬래그가 용강의 출강시 혼입되면 용강의 품질을 저하시키기 때문에, 이를 차단하는 기술들이 알려져 있는데, 예를 들어 슬래그 체크볼, 투입기를 통하여 용강에 투입되는 다트 또는, 전로의 경동조작의 다경동 작업등을 통하여 슬래그의 용강 혼입을 차단하게 된다.

한편, 도 1에서는 이와 같은 전로 작업을 도시하고 있는데, 전로(100)에 용선과 고철을 장입한후, 산소랜스(110)를 통하여 산소를 취입,산화 반응에 의해 용선을 용강으로 정련하고, 이와 같은 작업은 도 1a에서와 같이 전로(100)가 직립된 상태에서 수행되게 되고, 이와 같은 정련작업을 1차 정련이라 한다.

다음, 1차 정련이 완료된 용강은 수강래들(120)에서의 2차 정련을 위해, 도 1b 및 도 2a에서 도시한 바와 같이, 전로(100)를 경동시키어 전로출강구(102)를 통해 수강래들(120)로 용강(M)을 출강시키게 된다.

이때, 도 2b에서 도시한 바와 같이, 전로(100)의 출강구(102)를 통하여는 순수한 용강(M)만이 출강되도록 전로의 경동각도를 조정하여 용강(M)의 상층부에 부상되어 있는 슬래그(S)는 출강되지 않는 것이 바람직하지만, 도 2b에서 도시한 바와 같이, 상기 전로 출강구(102)에서 용강의 출강시 발생되는 소용돌이 즉, 와류 (vortex)(v)현상에 의하여, 용강(M) 상층부의 슬래그(S)는 용강과 함께 수강래들 (120)로 유입되기 쉬운 것이다.

한편, 이와 같이 용강(M)의 수강래들 출강시 전로 출강구(102)측에서의 와류(vortex) 현상에 의한 슬래그(S)의 용강 혼입을 방지시키기 위하여 종래에 는 도면에서는 도시하지 않았지만, 원료나 분체 또는 불황성가스등을 전로내에 취입시키어 와류현상을 줄이면서 슬래그의 혼입을 억제하는 기술은 알려져 있다.

그러나, 종래에 전로내에 불활성가스등을 취입시키는 경우, 이를 안정적으로 수행하는 장치가 없어 원료, 분체 또는, 불활성가스의 전로내 취입이 불안정하고 국부적으로 취입시킬 수 밖에 없어 전로 출강시 용강(M)에 슬래그(S)가 혼입되는 것을 효과적으로 억제하지 못하였고, 전로 출강구(102)측에서의 와류현상을 줄이는 것도 어려웠다.

아울러, 전로출강 과정에서 슬래그의 용강 혼입을 줄이기 위하여 전로를 상하로 여러 차례 경동을 해주는 전로 다경동법이 사용되기도 하지만, 이 경우 전로 및 그 경동을 위한 경동설비에 심한부하를 주어 설비의 수명을 단축시키는 것은 물론, 심한 경우 설비파손으로 인한 조업중단등을 발생시키는 문제를 발생시킨다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 제강공정인 전로에서부터 노내의 용강 출강시, 전로 출강구측에서 발생되는 와류를 억제하면서 용융물 상층부의 슬래그를 출강구측에서부터 멀어지도록 유동시키어 슬래그의 용강 혼입에 따른 용강의 품질을 저하를 방지시키는 한편, 특히 열 차단수단을 통하여 본 발명의 용융물 유동장치는 불활성가스의 전로 취입을 안정적으로 설비 손상없이 수행 가능하록 하면서, 작업성을 향상시키도록 한 출강중인 전로의 용융물 유동장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 발명은, 출강중인 전로내에 용강과 슬래그의 용융물을 유동시키어 와류에 의한 슬래그의 래들 혼입을 방지시키기 위한 출강중인 전로의 용융물 유동장치에 있어서, 상기 전로에 인접 배치된 베이스;와, 상기 베이스의 일측으로 구동수단으로서 전후 이동토록 제공되어 장치의 열손상을 방지하는 열차단수단; 및 상기 베이스의 내측에 베이스와 열차단수단을 통과하도록 제공되고, 불활성가스의 전로 취입을 각도조정이 가능하게 취입시키는 가스취입수단;을 포함하여 구성되되,
상기 열차단수단은, 상기 베이스의 상부에 설치된 가이드레일을 따라 전후 이동토록 조립된 이동부재의 전방으로 상기 베이스의 전로측 면을 막도록 연결된 열차단판을 포함하고, 상기 구동수단은 상기 베이스의 상부에 일단이 고정되고, 타단은 상기 이동부재에 고정되는 구동실린더로 제공되며, 상기 가스취입수단은 경동되는 전로의 란스투입구에 인접하여 배치된 사각박스로 구성되는 상기 베이스의 전면개구와 상기 열차단판에 형성된 개구를 통하여 신장되고, 전로의 란스투입구를 통하여 전로 내에 진입되는 가스취입노즐로 제공된 출강중인 전로의 용융물 유동장치를 제공한다.

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이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 출강중인 전로의 용융물 유동장치를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명인 출강중인 전로의 용융물 유동장치의 작동상태를 도시한 사시 도이며, 도 5는 본 발명인 출강중인 전로의 용융물 유동장치를 도시한 분해사시도이고, 도 6은 본 발명인 출강중인 전로의 용융물 유동장치의 사용예를 도시한 개략도인데, 이하 종래 전로와 수강래들등의 종래기술부분은 동일부호로 나타낸다.

도 3 및 도 4에서는 본 발명인 출강중인 전로의 용융물 유동장치(1)의 전체 구성을 도시하고 있는데, 이와 같은 본 발명의 장치(1)는 크게 베이스(10)와 열차단수단(30) 및, 가스취입수단(50)으로 나누어 질 수 있는데, 이들 구성수단(10) (30)(50)들을 보다 상세하세 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 3 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 출강중인 전로의 용융물 유동장치(1)는 출강중인 전로(100)내에 용강(M)과 그 상층부의 비중이 낮아 부유된 슬래그(S)의 용융물중에 특히, 상층부의 슬래그(S)를 전로 출강구(102)측에서 부터 멀어지도록 하여 용강출강시 전로출강구(102)측에서 와류(도 2의 V)가 발생되어도 슬래그(S)가 출강되는 용강(M)에 혼입되지 않도록 하거나 또는 용강(M)과 슬래그(S)의 용융물을 유동시키어 전로 출강구(102)측에서의 와류현상을 억제하도록 한 것인데, 특히 본 발명의 장치(1)는 이와 같은 가스취입을 보다 안정적으로 수행하도록 하면서 장치의 열손등을 차단하여 용강의 품질을 향상시키면서 장치의 사용수명을 연장시키도록 하는 데에 그 구성적 특징이 있다.

한편, 도 3 내지 도 5에서는 본 발명인 출강중인 전로의 용융물 유동장치(1)의 상기 베이스(10)를 도시하고 있는데, 이와 같은 본 발명의 베이스(10)는, 상기 전로(100)에 인접 배치되는데, 보다 구체적으로는 도 5에서 도시한 바와 같이, 전로(100)가 경동된 상태에서 그 란스투입구(104)에 다음에 설명하는 가스취입수단 (50)이 원활하게 진입할 수 있는 인접위치에 배치된다.

이때, 이와 같은 본 발명의 베이스(10)는, 실질적으로는 전로(100)의 란스투입구(104)에 인접하여 배치된 사각박스이다.

다음, 도 3 내지 5에서는 본 발명인 출강중인 전로의 용융물 유동장치 (1)의 상기 열차단수단(30)을 도시하고 있는데, 이와 같은 본 발명의 열차단수단(30)은, 상기 베이스(10)의 일측으로 구동수단(32)으로서 전후 이동토록 제공되어 장치의 열손상을 방지하도록 구성되어 있다.

즉, 도 5에서 도시한 바와 같이, 이와 같은 본 발명의 열차단수단(30)은, 상기 베이스(10)의 상부에 레일을 따라 전후 이동토록 지지된 이동부재(34) 및상기 이동부재(34)의 전방으로 베이스(10)의 전로측면을 막도록 연결된 열차단판(36)으로 이루어 진다.

이때, 상기 열차단수단(30)의 구동수단(32)은, 상기 베이스(10)의 상부에 일단이 고정되고, 타단은 상기 열차단수단(30)의 이동부재(34)에 고정되는 구동실린더로 구성된다.

또한, 상기 이동부재(34)의 저부에는 상기 베이스(10)의 상부면에 설치된 가이드레일(38)이 삽입되어 이동을 지지하는 가이드홈(40)이 일체로 형성되어 있고, 상기 이동부재(34)의 후방 중앙측에는 구동수단(32)인 구동실린더를 베이스(10)에 연결하는 브라켓트가 통과하는 장홈(34a)이 일체로 형성되어 있다.

따라서, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 상기 구동수단(32)인 구동실린 더가 전진 작동하면, 상기 열차단수단(30)의 이동부재(34)가 베이스상의 가이드레일(38)을 따라 전진하고, 상기 이동부재(34)의 전방에 일체로 수직하게 연결된 열차단판(36)이 도 4에서와 같이 전진한다.

결국, 다음에 설명하는 가스취입수단(50)의 가스취입노즐은 상기 열차단판(36)의 개구(36a)를 통하여만 입,출입되면서 도 5에서 도시한 바와 같이, 전로 출강을 위한 경동상태에서 란스투입구(104)를 통하여 가스취입수단(50)만이 진입되고, 열차단판(36)은 전로에서 부터 영향을 미치는 열을 차단하여 본 발명의 장치부분을 안정적으로 보호하여 전로(100)내의 슬래그(S)를 전로 출강구(102)측에서 부터 멀어지도록 유동시키거나, 용강(M)과 슬래그(S)등의 용융물을 같이 유동시키어 와류자체로 억제하는 것을 안정적으로 수행하도록 한다.

이때, 상기 가스취입수단(50)인 가스취입노즐은 그외표면이 내화물로 덮여져 전로 진입시 열손이 방지되는 가스취입노즐은 물론이고, 이를 통하여 전로내에 취입되는 불활성가스는 통상적인 아르곤가스 또는 질소가스를 사용하면 된다.

다음, 도 3 내지 도 5에서는 본 발명인 출강중인 전로의 용융물 유동장치(1)의 상기 가스취입수단(50)을 도시하고 있는데, 이와 같은 본 발명의 가스취입수단 (50)은, 상기 베이스(10)의 내측에 베이스(10)와 열차단수단(30)을 통과하도록 제공되고, 불활성가스(G)의 전로 취입을 각도조정이 가능하게 취입시키도록 구성되어 있다.

즉, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 가스취입수단(50)은, 상기 베이스 (10)에 형성된 전면개구(10a)와 열차단수단(30)의 열차단판(36)에 형성된 개구 (36a)를 통하여 신장되고, 전로(100)의 란스투입구(104)를 통하여 전로 내에 진입되는 가스취입노즐로 설치된다.

이때, 상기 가스취입수단(50)인 가스취입노즐은 아르곤 또는 질소등의 불활성가스를 공급하는 공급관이 연결되는 노즐헤드(50a)와 노즐구멍이 형성된 노즐부 (50b)로 구성되어 있고, 도면에서는 개략적으로 도시하였지만, 상기 가스취입노즐 (50)의 외표면에는 노즐의 열소손을 방지하기 위하여 내화재로 덮여져 있다.

그리고, 상기 가스취입수단(50)의 노즐헤드(50a) 후방에는 상기 베이스(10)의 내부 일측에 수직 설치된 승강실린더(52)가 연결되고, 상기 가스취입수단(50)의 노즐헤드(50a)의 중앙부분에는 상기 베이스(10)의 내측 지지바아(54)상에 회전 가능하게 연결되어 있다.

따라서, 도 4 내지 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 승강 실린더(52)의 승하강 작동시 상기 가스취입노즐인 가스취입수단(50)은 지지바아(54)의 연결지점을 축으로 상하방향으로 원운동하면서 도 5에서 도시한 바와 같이, 가스취입노즐인 가스취입수단(50)을 통하여 분사되는 가스분사방향이 조정된다.

즉, 전로(100)에서 용강(M)이 출강되면 전로의 슬래그(S)의 레벨이 줄어들기 때문에, 상기 가스취입노즐인 가스취입수단(50)은 승강실린더(52)의 점진적인 상승작동으로 노즐 (50b)을 통한 분사방향이 슬래그의 레벨에 따라 하향 조정되고, 이에 따라 슬래그(S)는 전로 출강구(102)측에서 멀어지도록 유동되어 슬래그의 래들 혼입을 최소화시키는 것이고, 또한 용융물의 유동으로 전로 출강구(102)측에서의 와류현상 (도 2의 v)도 억제하게 될 것이다.

한편, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 가스취입수단(50)의 노즐헤드(50a)는 지지바아(54)의 상부에서 브라켓트(54a)로서 고정되고 이 브라켓트(54a)의 돌기(54b)는 상기 지지바아(54)상에 설치된 베어링(54c)을 통하여 조작구(54d)와 연결되어 있다.

따라서, 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 조작구(54d)을 돌리어 브라켓트(54a)가 베어링(54c)을 통하여 화전하지 못하게 고정하면, 상기 가스취입노즐은 고정된 상태로 가스를 취입하게 된다.

반대로, 상기 조작구(54d)를 반대로 풀면 상기 승강실린더(52)의 작동시 가스취입수단(50)인 가스취입노즐의 노즐헤드(50a)가 상기 브라켓트(54a)의 연결지점을 축으로 회전하면 가스취입 각도를 조정하게 된다.

이에 따라서, 본 발명인 출강중인 전로의 용융물 유동장치(1)에 의하면, 전로 경동상태에서 가스취입수단(50)의 열차단수단(30)을 통하여 설비손상없이 전로(100)의 내부 출강구측 용융물 즉, 슬래그(S)에 불활성가스를 분사시킴으로서, 출강구 직상부상의 슬래그(S)가 출강구에서 부터 멀어지면서 이부분에서 와류가 발생되어도 슬래그의 래들 혼입을 차단시키게 되고, 이로 인하여 용강의 품질을 향상시키는 것이다.

이와 같이 본 발명인 출강중인 전로의 용융물 유동장치에 의하면, 제강공정인 전로에서 부터 노내의 용강을 출강할때, 전로 출강구측에서 발생되는 와류를 억제하면서 용융물 상층부의 슬래그를 출강구측에서 부터 멀어지도록 유동시키어 슬래그의 용강 혼입에 따른 용강의 품질을 저하를 방지시키는 우수한 효과를 제공하는 것이다.

특히, 본 발명의 용융물 유동장치는 불활성가스의 전로 취입을 안정적으로 설비손상없이 수행하도록 하여, 작업성을 향상시키는 잇점도 제공한다.

본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 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 (5)

1. 출강중인 전로내에 용강과 슬래그의 용융물을 유동시키어 와류에 의한 슬래그의 래들 혼입을 방지시키기 위한 출강중인 전로의 용융물 유동장치에 있어서,

   상기 전로(100)에 인접 배치된 베이스(10);와, 상기 베이스(10)의 일측으로 구동수단(32)으로서 전후 이동토록 제공되어 장치의 열손상을 방지하는 열차단수단(30); 및 상기 베이스(10)의 내측에 베이스(10)와 열차단수단(30)을 통과하도록 제공되고, 불활성가스(G)의 전로 취입을 각도조정이 가능하게 취입시키는 가스취입수단(50);을 포함하여 구성되되,

   상기 열차단수단(30)은 상기 베이스의 상부에 설치된 가이드레일(38)을 따라 전후 이동토록 조립된 이동부재(34)의 전방으로 상기 베이스의 전로측 면을 막도록 연결된 열차단판(36)을 포함하고, 상기 구동수단(32)은 상기 베이스의 상부에 일단이 고정되고, 타단은 상기 이동부재에 고정되는 구동실린더로 제공되며,

   상기 가스취입수단(50)은 경동되는 전로(100)의 란스투입구(104)에 인접하여 배치된 사각박스로 구성되는 상기 베이스의 전면개구(10a)와 상기 열차단판(36)에 형성된 개구(36a)를 통하여 신장되고, 전로의 란스투입구를 통하여 전로 내에 진입되는 가스취입노즐로 제공된 것을 특징으로 하는 출강중인 전로의 용융물 유동장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 이동부재(34)의 저부에는 상기 베이스(10)의 상부면에 설치된 가이드레일(38)이 삽입되어 이동을 지지하는 가이드홈(40)이 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 출강중인 전로의 용융물 유동장치
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 상기 가스취입수단(50)의 후방에는 상기 베이스(10)의 내부 일측에 수직 설치된 승강실린더(52)가 연결되고, 상기 가스취입수단(50)은 베이스(10)의 내측 지지바아(54)상에 회전 가능하게 연결되어 승강실린더(52)의 구동시 취입각도가 조정토록 구성된 것을 특징으로 하는 출강중인 전로의 용융물 유동장치

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