KR101193754B1 - 전로 취련의 착화 판단 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전로 취련의 착화 판단 방법에 관한 것으로 전로의 내로 산소를 취입하는 랜스부재의 길이 변화량을 길이 변형량 측정 기기로 산소 취입 시 용선의 착화 또는 미착화를 판단하는 것이다.

Description

전로 취련의 착화 판단 방법{METHOD OF CHECKING IGNITION FOR MOLTEN METAL PURIFYING PROCESSUTILIZING FURNACE}

본 발명은 전로 취련의 착화 판단 방법에 관한 것으로 더 상세하게는 전로 취련 시 착화 상태를 정확하게 파악할 수 있도록 발명된 것이다.

일반적으로 전로에서의 취련은 전로 내의 용선에 산소 가스를 투입하여 탄소(C)나 인(P) 등의 불순물을 제거하는 것이다.

상기 전로 취련은 반응용기인 전로에 용선을 장입한 후 상부로 산소 가스를 공급하고 하부로 질소 또는 아르곤 가스를 공급하여 용선 중에 함유된 불순물을 산화시켜 제거하는 것이다.

본 발명은 전로 취련 시 착화 상태를 정확하게 파악하여 미착화로 인한 사고 발생을 방지할 수 있는 전로 취련의 착화 판단 방법을 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 과제는 전로의 내의 용선 상부에 수직 방향으로 배치되며 하부로 산소 가스를 취입하는 랜스부재와;

상기 랜스부재로 산소 가스를 공급하는 산소 공급 기기와;

상기 랜스부재의 길이의 변화를 감지하는 길이 변형량 측정 기기를 포함한 전로 취련용 산소 공급 장치를 제공함으로써 해결되는 것이다.

상기 길이 변형량 측정 기기는 상기 랜스부재의 상단에 장착되고 상기 랜스부재의 길이 변형량(x)을 측정하는 LVDT(Linear Variable Differential Transformer)를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 길이 변형량 측정 기기는, 상기 랜스부재에 구비되는 표점부와, 상기 표점부로 레이저를 조사하는 레이저 발생부와, 상기 레이저 발생부에서 조사된 레이저의 변위를 측정하는 측정부를 포함한 것을 특징으로 한다.

상기 랜스부재를 분리 가능하게 고정시키는 랜스 홀더부재를 더 포함하며, 상기 홀더부재는 상기 전로의 상부에 배치되며 상기 랜스부재의 외주면 일부분을 감싸고 일 측에 힌지가 구비된 제 1 클램핑부와, 상기 제 1 클램핑부의 힌지에 일 측이 회전 가능하게 연결되고, 상기 랜스부재의 외주면 다른 일부분을 감싸는 제 2 클램핑부와, 상기 제 1 클램핑부와 제 2 클램핑부의 타 측을 관통하여 체결되는 볼트부를 포함한 것을 특징으로 한다.

또 본 발명의 과제는 전로 취련 시 산소 가스를 취입하는 랜스부재의 길이 변형을 감지하여 용선의 착화 또는 미착화를 판단하는 것을 특징으로 하는 전로 취련의 착화 판단 방법을 제공하는 데 있다.

상기 랜스부재로 상기 전로로 산소 가스를 취입한 10초 후 8 ~ 12mm 이내의 변형량(x)이 감지되면 착화로 판단하고, 10초 후 8mm 미만의 변형량(x)이 감지되면 미착화로 판단하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 전로 취련 시 용선 내의 착화 상태를 빠르고 정확하게 파악하여 미착화에 따른 사고 발생을 방지하는 효과가 있다.

본 발명은 전로 취련 작업 시 안전성을 획기적으로 증대시켜 안정적이고, 효율적인 취련 작업을 가능하게 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 구조를 도시한 개략도
도 2는 본 발명의 일 실시 예를 도시한 요부 확대 사시도

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1에서 도시한 바와 같이 전로(1)는 전로 본체(1a)와 전로 본체(1a)의 상부를 덮는 전로 커버(1b)를 포함한다.

상기 전로(1)는 내부에 용선이 채워지며, 취련 중 내부에서 발생한 가스를 배기하는 배기 덕트(1c)가 연결되어 있다.

또 본 발명의 랜스부재(10)는 상기 전로 커버(1b)를 관통하여 하부가 상기 용선에 이격되게 배치된다.

상기 랜스부재(10)는 상기 전로(1) 내로 고압의 산소 가스를 공급하고, 공급된 산소 가스가 상기 용선의 표면을 착화시킴으로써 용선의 산화 및 탈탄 반응을 발생시키는 것이다.

상기 랜스부재(10)는 상기 전로 커버(1b)를 수직으로 관통하여 산소 가스가 배출되는 출구가 용선의 표면을 향하도록 배치된다.

또 상기 랜스부재(10)는 산소 공급 기기(20)에 의해 고압의 산소 가스를 공급 받아 상기 산소 가스를 용선의 상부에서 직하 방향으로 배출하는 것이다.

상기 산소 공급 기기(20)는 고압의 산소 가스를 저장하는 탱크부(21)와, 상기 탱크부(21)와 상기 랜스부재(10)를 연결하여 상기 탱크부(21)의 산소 가스를 랜스부재(10)로 공급하는 공급관부(22)와, 상기 공급관부(22)에 장착되어 상기 공급관부(22)의 관로를 개폐하는 제어 밸브(23)를 포함한다.

상기 산소 공급 기기(20)는 상기 공급관부(22)에 장착되어 산소 가스를 고압으로 공급하는 펌프를 더 포함할 수도 있으며, 이외에도 다양하게 변형 실시될 수 있음을 밝혀둔다.

상기 산소 가스는 상기 랜스부재(10)를 통해 전로(1) 내로 취입되고, 용선의 액적과 충돌하여 산화와 탈탄 반응이 시작되는 시점을 착화라 한다.

이는 용선의 액적이 착화되어야만 용선의 산화와 탈탄 반응이 발생하고, 산화와 탈탄 반응에 의해 용선의 불순물이 제거되기 때문이다.

그러나, 용선 상부에는 경량 스크랩, 응고 슬래그층 등과 같이 착화 방해 물질이 존재한다.

상기 방해 물질은 산소 가스와 용선의 반응 즉, 착화를 방해하여 실패하는 미착화를 유발하는 것이다.

상기 미착화가 발생하면 상기 랜스부재(10)로부터 취입된 산소가스가 역화되어 랜스부재(10)의 용선 등 물리적인 손상을 입히게 되고, 심한 경우 상기 랜스부재(10)의 냉각수 유출로 전로(1) 내에서 강력한 폭발을 유도하는 위험이 있었던 것이다.

또, 미착화가 장기간 지속되면 배기 덕트(1c)를 통해 배가스 설비로 산소 가스가 유입되면서 배가스 설비 내에 잔존하는 일산화탄소(CO) 가스 등과 반응을 일으켜 상기 배기 덕트(1c) 또는 집진기 내부에서 폭발을 유발하는 위험이 있었던 것이다.

따라서 상기한 바와 같이 상기 랜스부재(10)를 통해 상기 전로(1)로 산소가 취입될 때 산화와 탈탄 반응이 시작되는 지 여부 즉, 착화와 미착화 상태를 파악하는 것이 매우 중요한 것이다.

상기 랜스부재(10)에는 상기 산소 가스가 용선의 액적과 충돌 시 착화 또는 미착화되는 것을 판단하기 위한 길이 변형량 측정 기기(30)가 장착된다.

본 발명은 전로 취련 시 산소 가스를 취입하는 랜스부재(10)의 길이 변형을 감지하여 용선의 착화 또는 미착화를 판단하는 것이다.

상기 길이 변형량 측정 기기(30)는 상기 랜스부재(10)의 상단에 장착되고 상기 랜스부재(10)의 길이 변형량(x)을 측정하는 LVDT(Linear Variable Differential Transformer)를 포함한다.

상기 LVDT는 코일이 감기는 포머(former), 코어(core), 코어를 지지해주는 지지봉, 케이스 등을 포함하여 코어의 이동으로 1차 코일에서 2차 코일에 유도되는 자속의 변화애 비례하여 발생하는 전기적 출력의 양으로 위치 값을 제어하며, 선형 변형 거리를 정확하게 측정하는 것이다.

또, 상기 길이 변형량 측정 기기(30)는 상기 랜스부재(10)에 구비되는 표점부와, 상기 표점부로 레이저를 조사하는 레이저 발생부와, 상기 레이저 발생부에서 조사된 레이저의 변위를 측정하는 측정부를 포함한다.

상기 랜스부재(10)는 상기 전로(1) 내로 산소 가스를 취입시키고, 취입된 산소 가스에 의해 착화가 되면 용선의 상부에서 착화로 인한 화염으로 팽창하게 된다.

상기 랜스부재(10)는 수직 방향으로 배치되어 화염에 의한 팽창으로 길이가 길어지게 변형된다.

상기 길이 변형량 측정 기기(30)는 상기 용선의 표면에서 발생하는 착화로 인한 화염으로 상기 랜스부재(10)가 신장 변형될 때 신장 변형된 길이 변형량(x)을 측정하여 착화를 확인하는 것이다.

상기 랜스부재(10)는 상기 산소가 취입된 후 착화가 발생하면 산소 취입 후 10초 이내에서 8 ~ 12mm 이내의 변형량(x)을 가진다.

따라서 본 발명은 상기 랜스부재(10)로 상기 전로(1)로 산소 가스를 취입한 10초 후 8 ~ 12mm 이내의 변형량(x)이 상기 길이 변형량 측정 기기(30)로 감지되면 착화로 판단하는 것이다.

그리고 10초 후 8mm 미만의 변형량(x)이 상기 길이 변형량 측정 기기(30)로 감지되면 미착화로 판단하는 것이다.

본 발명은 상기 랜스부재(10)로 상기 전로(1)에 산소 가스를 취입한 10초 후 상기 랜스부재(10)가 8mm 미만으로 변형되는 경우 미착화로 판단하는 것이다.

따라서 본 발명은 전로(1) 내로 산소 가스가 취입된 후 10초 이내로 용선의 착화를 확인할 수 있어 빠른 대처가 가능한 것이다.

한편, 본 발명은 도 2에서 도시한 바와 같이 상기 랜스부재(10)를 분리 가능하게 고정시키는 랜스 홀더부재(40)를 더 포함한다.

상기 홀더부재는 상기 전로(1)의 상부에 배치되며 상기 랜스부재(10)의 외주면 일부분을 감싸고 일 측에 힌지(41b)가 구비된 제 1 클램핑부(41)와;

상기 제 1 클램핑부(41)의 힌지(41b)에 일 측이 회전 가능하게 연결되고, 상기 랜스부재(10)의 외주면 다른 일부분을 감싸는 제 2 클램핑부(42)와;

상기 제 1 클램핑부(41)와 제 2 클램핑부(42)의 타 측을 관통하여 체결되는 볼트부(43)를 포함한다.

상기 제 1 클램핑부(41)와 제 2 클램핑부(42)는 원통의 상기 랜스부재(10)를 감싸는 반원형 브라켓트로 형성되고 일 측에 돌출된 제 1 플랜지(41a) 및 제 2 플랜지(42a)를 포함한다.

상기 볼트부(43)는 상기 플랜지를 관통하는 고정 볼트(43a)와, 상기 고정 볼트(43a)의 단부에 체결되는 너트(43b)를 포함한다.

상기 제 1 클램핑부(41)와 상기 제 2 클램핑부(42)는 힌지(41b)로 서로 연결되며 힌지(41b)를 중심으로 회전하여 상기 랜스부재(10)의 외주면을 감싸 고정하는 것이다.

그리고 상기 제 1 클램핑부(41)와 상기 제 2 클램핑부(42)는 상기 랜스부재(10)의 외주면에 밀착된 상태에서 상기 제 1 플랜지(41a) 및 제 2 플랜지(42a)를 관통하는 고정 볼트(43a) 및 상기 고정 볼트(43a)의 단부에 체결되는 너트(43b)의 체결력으로 상기 랜스부재(10)를 가압 고정하는 것이다.

또 상기 제 1 클램핑부(41)와 상기 제 2 클램핑부(42)는 상기 너트(43b)를 풀어 상기 고정 볼트(43a)를 분리하면 상기 힌지(41b)를 중심으로 회전하여 벌어지면서 상기 랜스부재(10)를 교체할 수 있게 되는 것이다.

상기 랜스부재(10)의 외주면에는 상기 제 1 클램핑부(41)와 제 2 클램핑부(42)가 삽입되어 걸리는 파지 홈(11)이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제 1 클램핑부(41)와 상기 제 2 클램핑부(42)는 상기 파지 홈(11) 내에 삽입되어 상기 랜스부재(10)의 외주면을 가압 고정하므로 상기 랜스부재(10)를 더 견고히 고정할 수 있는 것이다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

1 : 전로 10 : 랜스부재
20 : 산소 공급 기기 30 : 길이 변형량 측정 기기
40 : 랜스 홀더부재

Claims (6)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 전로 취련 시 전로 내에 랜스부재를 통해 산소 취입을 시작하고, 산소 취입 후 기설정된 시간 이내의 상기 랜스부재의 길이 변화량을 측정하여 상기 랜스부재의 길이 변화가 기준보다 작게 변형되는 경우 미착화로 판단하는 것이며,
   상기 랜스부재의 길이 변화량은 상기 랜스부재에 표점부를 구비시키고, 상기 표점부에 레이저를 조사하고, 조사된 레이저의 변위를 측정하여 감지되는 것을 특징으로 하는 전로 취련의 착화 판단 방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 랜스부재로 상기 전로로 산소 가스를 취입한 10초 후 8 ~ 12mm 이내의 변형량(x)이 감지되면 착화로 판단하고, 10초 후 8mm 미만의 변형량(x)이 감지되면 미착화로 판단하는 것을 특징으로 하는 전로 취련의 착화 판단 방법.
   
   

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