KR101077172B1 - 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제강공정의 취련용 전로랜스에 관한 것으로, 전로 취련용 산소를 공급하기 위한 랜스파이프의 외주면에 탈착가능하도록 설치되고, 지금의 부착이 방지되는 재질로 이루어진 원형 파이프 형태의 이형튜브; 및 상기 이형튜브의 외주면으로 간격을 이루면서 고정 설치되어 이형튜브 외주면에 부착된 지금 밴드의 일부를 가열 분리시키도록 된 다수의 분리가열판;을 포함하여 구성되는 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치가 제공된다.

전로, 랜스파이프, 지금

Description

전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치{APPARATUS FOR PREVENTING AND REMOVING A STICKED MOLTEN STEEL ON MAIN LANCE OF CONVERTER}

본 발명은 제강공정 취련용 랜스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제강공정중 전로취련 과정에서 고압, 고유량의 산소를 분사하는 랜스에 지금(地金)이 부착되는 것을 방지하고, 일부 부착된 지금은 용이하게 제거하도록 개선된 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치에 관한 것이다.

도 1은 제강공정 취련용 전로의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 제강정련과정의 전로 취련공정에서는 통상 용선중에 포함된 탄소, 규소 및 인 등을 산화시켜서 제거하기 위해 고압, 고유량의 산소를 랜스파이프(3)를 통해 일정 시간동안 분사시키고 있다. 랜스파이프(3)는 고온에서 견디기 위하여 통상 3중 구조의 강관(Steel pipe)으로 구성되어, 중앙으로 가스가 공급되고 그 외곽에는 냉각수가 흐르는 구조로 이루어져 있다.

이와 같은 구조로 이루어진 랜스파이프(3)를 통해 분사된 고압의 산소젯트(Jet)는 용융물의 표면에 부딪힘으로서 다량의 용철과 전로슬래그를 비산시키며, 비산된 용철과 전로 슬래그는 랜스 표면에 부착되어 응고되거나 흘러내리게 된다. 랜스 표면에 부착되는 용철과 전로 슬래그중에서 전로 슬래그의 경우 랜스에 부착되더라도 취련이 끝난 후 냉각과정에서 박리됨으로써 랜스와의 분리가 용이하게 이루어진다. 그러나 용철의 경우에는 랜스에 소착(燒着)되면(이하 "지금(地金)"이라고 한다) 분리가 어려울 뿐만아니라 일단 랜스에 부착되면 다음 사용시 용철 부착이 더욱 용이하게 되고 랜스 사용횟수가 증가함에 따라 지금 부착량은 상승하여 결국 랜스를 사용하지 못하게 되는 것이다.

이와 같은 전로랜스 지금의 부착을 방지하기 위한 방법으로는 용철이나 슬래그의 비산현상 자체를 억제시키거나, 혹은 용철이나 슬래그가 비산되더라도 랜스 표면에 부착되는 것을 방지하는 2가지가 있다.

전자(前者)의 경우는 산소유량, 노즐의 형상, 탕면과의 거리 등을 조절함으로써 어느 정도 성과가 있을 수 있으나 산소를 분사하는 이상 비산 자체를 완전히 억제시키는 것은 사실상 불가능한 것이다.

후자(後者)의 경우 랜스 표면에 지금부착을 방지하기 위해 랜스의 냉각능을 증대시켜 표면온도를 감소시킴으로써 소착(燒着)을 억제하거나 랜스 표면의 물성을 변화시키는 방법이 있다.

냉각능을 증가시키기 위한 방법으로는 랜스 바깥쪽 파이프의 두께를 줄임으로써 냉각수의 열전도 효과를 크게 하거나 냉각수 펌프의 용량을 증대시켜 냉각수 유량 자체를 증가시키는 방법 등을 고려할 수 있으나 조업 적용상 한계가 있으며, 지금부착 억제 효과 또한 만족스럽지 못하다.

랜스표면 물성을 변화시키는 방법으로는 표면에 세라믹 계열의 내화물 성분 (알루미나, 보론, 실리카 등)을 실시하는 방법이 있다. 즉, 랜스표면에 크롬코팅처리에 의해 얇은 크롬피막을 형성하여 지금의 이형성(離型性)을 증가시키는 것이다. 그러나 랜스의 길이는 통상 20m 이상이므로 크롬 코팅 자체가 용이하지 않을 뿐만아니라 특별 제작할 경우에도 원가 측면에서 불리한 문제점이 있는 것이다.

이들 방법과 달리 간편하게 이형물을 도포한 후에 건조하는 방법으로 얇은 피막을 형성하는 방법이 있으나 랜스 외피와 이형물간의 계면 강도가 약하여 박리가 쉽게 발생되기 때문에 만족스러운 방법이 되지 못하고 있다.

이들 방법 이외에도 랜스 돔(Dome) 상에 기계적 장치를 설치하여 랜스 상승시 부착된 지금을 긁는 장치도 있으나, 단지 슬래그만을 용이하게 긁을 수 있을 뿐이며, 일단 용철이 소착된 경우에는 거의 효과가 없게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 제반 문제점을 해소하기 위해 창출된 것으로, 랜스파이프 외주면에 설치되어 지금의 부착을 방지하도록 된 이형튜브와 이형튜브의 외주면에 고정 설치되어 지금 밴드를 용이하게 제거하도록 된 다수의 분리가열판에 의해 전로랜스의 지금부착을 용이하게 방지 또는 제거하도록 개선된 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치는 전로 취련용 산소를 공급하기 위한 랜스파이프의 외주면에 탈착가능하도록 설치되고, 지금의 부착이 방지되는 재질로 이루어진 원형 파이프 형태의 이형튜브; 및 상기 이형튜브의 외주면으로 간격을 이루면서 고정 설치되어 이형튜브 외주면에 부착된 지금 밴드의 일부를 가열 분리시키도록 된 다수의 분리가열판;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치는 상기 분리가열판과 전기적으로 연결되어 분리가열판을 가열시키도록 된 저항가열소자를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기 이형튜브는 세라믹 계열의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 이형튜브는 전로 취련용 산소를 공급하기 위한 랜스파이프의 외주면에 탈착가능하도록 설치되고 지금의 부착이 방지되는 재질로 이루어진 원형 파이프 형태의 다수의 원통형튜브들이 연통되어 연결된 구조로 이루어질 수 있다. 이 때, 상 기 분리가열판은 상기 원형통튜브들 각각의 외주면으로 간격을 이루면서 고정 설치되는 것이 바람직하다.

상기 이형튜브는 원형 파이프가 축을 중심으로 반으로 분리된 형태로 이루어진 두 개의 반원형 구조물이 상호 결합되어 원형 파이프 구조를 이루도록 된 것일 수 있다.

또한 상기 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치는 상기 랜스파이프의 하단부측에 고정설치되는 하부고정튜브와, 상기 랜스파이프의 상단부측에 고정설치되는 상부고정튜브를 더 포함하여 구성되고, 상기 이형튜브는 상기 하부고정튜브 및 상부고정튜브의 사이에 설치되어 하부고정튜브 및 상부고정튜브에 의해 상하로 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치에 의하면, 랜스파이프의 외주면에 설치된 세라믹 계열 재질의 이형튜브에 의해 전로랜스 지금의 부착을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

또한 이형튜브 외주면에 고정 설치된 분리가열판에 의해 지금 밴드의 기계적인 압축하중을 분산시키고, 분리가열판의 가열에 의해 지금 밴드의 일부를 분리시킴으로서 이형튜브에 부착된 지금의 제거를 용이하게 수행하게 된다.

따라서 전로랜스 표면에 과도하게 부착되어 조업에 지장을 주는 지금을 용이하게 제거하여 작업시간을 단축함으로서 효율적인 조업을 가능하게 하며, 이로 인해 생산성이 향상되게 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치의 상하 단면도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치의 수평 단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치는 이형튜브(4)와, 분리가열판(7)을 포함하여 구성된다.

상기 이형튜브(4)는 지금의 부착을 방지할 수 있도록 내화물 성분을 일정비율로 성형하여 제조되며, 랜스파이프(3)의 외주면에 탈착가능하게 설치된다. 상기 이형튜브(4)는 원형 파이프와 같은 형태로 이루어지며 그 내경이 랜스파이프(3)의 외경과 동일하거나 약간 크도록 이루어진다. 상기 이형튜브(4)는 두께 1mm 이상으로 형성되는 것이 내구성 측면에서 바람직하다.

이형튜브(4)의 설치는, 랜스파이프(3) 하단부측의 노즐부에 하부고정튜브(6a)를 고정한 후에 그 상부에 이형튜브(4)를 설치하며, 다시 상부고정튜브(6b)를 랜스파이프(3) 상단부측에 클램핑 고정함으로서 수행된다. 이로써 이형튜브(4)는 하부고정튜브(6a)와 상부고정튜브(6b)에 의해 상하로 고정된다.

상기 이형튜브(4)는 세라믹 계열의 재질로 이루어지는 것이 바람직한데, 이는 지금이 이형튜브(4)의 외주면에 부착되는 것을 방지하기 위함이다.

이형튜브(4)의 외주면에는 간격을 이루면서 다수의 분리가열판(7)이 고정 설 치된다. 상기 분리가열판(7)은 내화물 소재로 이루어지며, 특히 세라믹 계열의 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이는 이형튜브(4)와 마찬가지로 분리가열판(7)에 지금이 부착되는 것을 방지하기 위한 것이다.

세라믹 계열 재질의 이형튜브(4)를 랜스파이프(3) 외주면에 설치함으로서 지금의 부착을 최소화할 수 있으나, 조업과정에서 경우에 따라 이형튜브(4)의 외주면에 지금 밴드가 형성될 수 있다. 이때 이형튜브(4)의 외주면에 일정 간격으로 고정 설치된 분리가열판(7)은 지금 밴드를 작은 부분들로 분리하는 역할을 수행하며, 이로 인해 지금 밴드의 기계적인 압축하중이 분산되므로 지금의 제거를 용이하게 수행할 수 있게 된다.

이와 함께 분리가열판(7)은 이형튜브(4) 외주면에 원주방향으로 형성된 지금을 기계적인 압축하중으로 잡고 있는 지금 밴드의 일부분을 전기저항방식에 의해 가열하여 절단함으로서 지금이 보다 용이하게 제거되도록 하는 역할을 수행한다. 즉, 분리가열판(7)을 고온으로 가열하여 분리가열판(7)과 접촉되어 있는 지금 밴드의 일부를 녹여 지금의 기계적인 압축하중을 감소시키며, 이에 따라 지금의 제거를 보다 용이하게 수행할 수 있다. 이때, 고온으로 가열된 저항가열소자(미도시)를 분리가열판(7)에 접촉시킴으로서 전기저항방식에 의해 분리가열판(7)을 가열할 수 있다.

분리가열판(7)의 갯수는 작업환경이나 지금 부착량에 따라 적절히 설정할 수 있다. 분리가열판(7)간의 각도가 균일하지 않은 경우 분리가열판(7)간의 각도가 큰 부분의 지금 제거가 용이하게 이루어지지 않으므로, 분리가열판간의 각도(8)를 일 정하게 유지시키는 것이 바람직하다.

취련작업 후에 이형튜브(4)에 부착된 지금을 제거하고자 하는 경우, 우선 클램핑 로드를 제거하여 상부고정튜브(6b)를 해체한 후 이형튜브(4)를 분리하며, 이형튜브(4) 표면에 부착된 지금을 제거한 다음 랜스파이프(3)에 재설치한다.

이형튜브(4)가 일정 조업횟수 이상 장시간 사용되어 손상된 경우에는 신품으로 교체하여 새로 설치할 수 있다. 이때, 이형튜브(4)를 설치한 후 상부고정튜브(6b)를 클램핑 고정시키는 것에 의해 교체가 이루어지므로 용이하게 이형튜브(4) 교체를 용이하게 수행할 수 있으며, 이로 인해 조업시간이 단축되어 생산 효율성이 향상된다.

한편, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 이형튜브(4)는 두 개의 반원형 구조물(4a,4b)들이 상호 결합되어 원형 파이프 구조를 이루도록 된 것일 수 있다. 상기 반원형 구조물(4a,4b)들은 원형 파이프가 축을 중심으로 반으로 분리된 형태로 이루어진 것으로, 상호 결합되어 원형 파이프의 형태를 이루게 된다. 이때, 상기 반원형 구조물(4a,4b)들을 랜스파이프(3) 외주면에 원형 파이프 형태를 이루도록 배치시킨 상태에서 반원형 구조물들의 하단부와 상단부측에 고리형상의 고정부재(미도시)를 장착하여 고정시킴으로서 이탈을 방지할 수 있다. 이와 같이 반원형 구조물(4a,4b)들에 의해 이형튜브(4)를 형성시킴으로서 이형튜브(4) 설치 및 해체를 보다 용이하게 수행할 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치의 상하 단면도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치의 수평 단면도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치를 구성하는 상기 이형튜브(4)는 원형 파이프 형태의 다수의 원통형튜브(4c)들이 연통되어 연결된 구조로 이루어질 수 있다. 상기 원통형튜브(4c)들은 전로 취련용 산소를 공급하기 위한 랜스파이프(3)의 외주면에 탈착가능하게 설치되며, 지금의 부착이 방지되도록 세라믹 계열의 재질로 이루어진다. 각각의 원통형튜브(4c)들의 외주면으로는 다수의 분리가열판(7)이 간격을 이루면서 고정 설치된다. 이와 같이 다수의 원통형튜브(4c)들로 이형튜브(4)를 형성하는 경우 부분적인 파손이 발생하더라도 파손된 원통형튜브(4c)만을 교체하여 사용할 수 있게 된다.

상기 원통형튜브(4c)에 지금 밴드가 일부 부착된 경우, 클램핑 로드를 제거하여 고정된 상부고정튜브(6b)를 해체하고 원통형 튜브(4c)를 분리한 후, 각각의 원통형 튜브(4c)에 형성된 분리가열판(7)들에 저항가열소자(9)를 접촉시켜 가열함으로서 지금 밴드의 일부를 제거한다. 이와 같이 다수의 원통형 튜브(4c)로 이형튜브(4)를 구성할 경우 지금 밴드의 기계적인 압축하중이 작아지므로 지금 제거를 극히 용이하게 수행할 수 있다.

도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 원통형튜브(4c)들은 두 개의 반원형 구조물(4d,4e)들이 상호 결합되어 원형 파이프 구조를 이루도록 된 것일 수도 있다. 상기 반원형 구조물(4d,4e)들은 원형 파이프가 축을 중심으로 반으로 분리된 형태로 이루어진 것으로, 상호 결합되어 원형 파이프의 형태를 이루게 된다. 이와 같이 반원형 구조물(4d,4e)에 의해 형성되는 원통형튜브(4c)를 형성함으로서 원통 형튜브(4c) 교체 작업을 용이하게 수행할 수 있으며, 이로 인해 조업 시간이 단축되므로 생산 효율성이 향상된다.

도 1은 제강공정 취련용 전로의 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치의 상하 단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치의 수평 단면도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치의 상하 단면도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치의 수평 단면도.

♧ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♧

1 : 전로 2 : 배열보일러 냉각기 3 : 랜스파이프

4 : 이형튜브 4a,4b,4d,4e : 반원형 구조물 4c : 원통형튜브

5 : 지금 6a : 하부고정튜브 6b : 상부고정튜브

7 : 분리가열판 8 : 분리가열판간의 각도

Claims (8)

1. 삭제
2. 전로 취련용 산소를 공급하기 위한 랜스파이프의 외주면에 탈착가능하도록 설치되고, 지금의 부착이 방지되는 재질로 이루어진 원형 파이프 형태의 이형튜브; 및

   상기 이형튜브의 외주면으로 간격을 이루면서 고정 설치되어 이형튜브 외주면에 부착된 지금 밴드의 일부를 가열 분리시키도록 된 다수의 분리가열판;

   을 포함하여 구성되는 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치는

   상기 분리가열판과 전기적으로 연결되어 분리가열판을 가열시키도록 된 저항가열소자;

   를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치.
4. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 이형튜브는

   세라믹 계열의 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치.
5. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 이형튜브는

   전로 취련용 산소를 공급하기 위한 랜스파이프의 외주면에 탈착가능하도록 설치되고 지금의 부착이 방지되는 재질로 이루어진 원형 파이프 형태의 다수의 원통형튜브들이 연통되어 연결된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 분리가열판은

   상기 원형통튜브들 각각의 외주면으로 간격을 이루면서 고정 설치된 것을 특징으로 하는 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치.
7. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서, 상기 이형튜브는

   원형 파이프가 축을 중심으로 반으로 분리된 형태로 이루어진 두 개의 반원형 구조물이 상호 결합되어 원형 파이프 구조를 이루도록 된 것을 특징으로 하는 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치.
8. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,

   상기 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치는 상기 랜스파이프의 하단부측에 고정설치되는 하부고정튜브와, 상기 랜스파이프의 상단부측에 고정설치되는 상부고정튜브를 더 포함하여 구성되고,

   상기 이형튜브는 상기 하부고정튜브 및 상부고정튜브의 사이에 설치되어 하부고정튜브 및 상부고정튜브에 의해 상하로 고정되는 것을 특징으로 하는 전로랜스 지금부착 방지 및 제거장치.

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