KR101257270B1 - 전기로의 산소 및 탄소원 공급용 랜스장치 - Google Patents

전기로의 산소 및 탄소원 공급용 랜스장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전기로의 산소 및 탄소원 공급용 랜스장치에 관한 것으로, 전기로의 측벽에 경사지게 삽입 설치되어, 전기로에 산소를 취입하는 제1랜스; 및 전기로의 측벽에 상기 제1랜스와는 간격을 두고 곡선을 이루며 삽입 설치되어 탄소원을 투입하는 제2랜스;를 특징으로 한다.
본 발명에 의해, 탄소원이 슬래그층에 효과적으로 투입됨으로써 슬래그 포밍이 크게 향상된다. 이에 의해, 아크가 안정화되어 전력원단위 및 전극원단위를 절감할 수 있다.

Description

전기로의 산소 및 탄소원 공급용 랜스장치{LANCE DEVICE FOR SUPPLYING OXYGEN AND CARBON SOURCE IN ELECTRIC FURNACE}
본 발명은 전기로의 산소 및 탄소원 공급용 랜스장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄소원을 효과적으로 투입할 수 있는 전기로의 산소 및 탄소원 공급용 랜스장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전기로는 용선과 스크랩을 원료로 사용하여 용강을 제조한다. 고철을 전기로에 장입한 후 전극봉을 이용하여 아크(arc)를 발생시켜 고철을 용해하고 산소를 취입함으로써 고철을 용해시킨다.
용해된 용강을 적절한 온도 및 성분으로 조성하기 위해서 산소 및 탄소원(가탄재)을 슬래그 중에 취입시켜 공급된 탄소원을 산화 반응시킨다. 이때 발생되는 산화 반응열을 이용하여 용강을 목표 온도까지 승온하며 용강 중의 불순물을 산화 및 정련한 후 출강하는 과정을 거친다.
탄소원이 슬래그 중에 투입됨으로써 슬래그 포밍이 조성되어 전력사용량 절감, 아크(Arc)에 의한 전기로 벽체 파손, 및 산소 및 탄소원을 투입하는 랜스의 취입시 발생하는 스플래쉬로 의한 전기로 벽체 용손 등을 방지한다.
슬래그 포밍은 아크를 사용할 때 열방산 손실을 억제하는데 도움이 되며, 강욕으로 열전도율을 향상시키기 위해서 필요한 것으로, 이와 같은 포밍을 통하여 전류 및 전압 편차를 줄일 수 있고, 아크 발생에 따른 소음을 흡수하며, 대기 중으로부터 질소가 유입되는 흡질 현상을 줄일 수 있다.
본 발명의 목적은 탄소원을 효과적으로 투입하여 슬래그 포밍(Slag Foaming)을 향상시킬 수 있는 전기로의 산소 및 탄소원 공급용 랜스장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한, 본 발명의 전기로의 산소 및 탄소원 공급용 랜스장치는 전기로의 측벽에 경사지게 삽입 설치되어, 전기로에 산소를 취입하는 제1랜스; 및 전기로의 측벽에 상기 제1랜스와는 간격을 두고 곡선을 이루며 삽입 설치되어 탄소원을 투입하는 제2랜스;를 특징으로 한다.
상기 제2랜스는 호(弧) 형상을 이룸으로써 전기로의 측벽에 곡선을 이루며 설치된다.
상기 제2랜스는 탄소원의 투입각도가 전기로의 용강면으로부터 45°∼ 72°의 범위가 되도록 전기로의 측벽에 곡선을 이루며 설치되는 것이 좋다.
상기 제2랜스는 벽체에 냉각수를 통수시켜 수냉을 실시함이 바람직하다.
본 발명에 의해, 탄소원이 슬래그층에 효과적으로 투입됨으로써 슬래그 포밍(Slag Foaming)이 크게 향상된다. 이에 의해, 전기로의 전극봉이 슬래그층에 안정적으로 내재되어 아크가 용강으로 원활히 공급될 수 있다. 이처럼 아크의 안정화로 전력원단위 및 전극원단위를 절감할 수 있다.
또한 슬래그 포밍이 향상됨으로써, ① 아크를 사용할 때 열방산 손실의 억제, ② 강욕으로 열전도율의 향상, ③ 전류 및 전압 편차의 최소화, ④ 아크 발생에 따른 소음의 흡수, ⑤ 대기 중으로부터 질소가 유입되는 흡질 현상의 최소화가 개선된다.
도 1은 본 발명의 전기로의 산소 및 탄소원 공급용 랜스장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1랜스의 설치 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2랜스의 설치 모습을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 전기로의 산소 및 탄소원 공급용 랜스장치를 나타낸 도면으로서, 본 발명의 전기로의 산소 및 탄소원 공급용 랜스장치는 제1랜스(10) 및 제2랜스(30)로 구성된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1랜스(10)는 전기로(1)의 측벽에 경사지게 삽입 설치되어 전기로(1)에 산소를 취입하고 탄소원(가탄재)을 투입한다. 제1랜스(10)는 내부에 산소 취입로(11)와 탄소원 투입로(13)를 각각 병렬로 형성하거나 설치하여 선택적으로 산소를 취입하거나 탄소원을 투입한다.
예컨대, 제1랜스(10)는 제2랜스(30)가 탄소원을 투입하는 동안 산소만을 취입하여, 선택적으로 산소를 취입하거나 탄소원을 투입한다.
이와 같은 제1랜스(10)는 전기로(1)의 용강면으로부터 경사지게 설치되어 산소를 취입하거나 탄소원을 투입한다. 또한, 제1랜스(10)는 벽체를 2중벽 또는 3중벽 또는 그 이상의 다층벽 구조를 이루어 벽체들 사이의 공간에 냉각수를 통수함으로써 용강의 고온으로부터 수냉을 실시함이 바람직하다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제2랜스(30)는 제1랜스(10)와 달리 탄소원 전용 투입 랜스이다. 제2랜스(30)는 전기로(1)의 측벽에 제1랜스(10)와는 간격을 두고 삽입 설치되어 전기로(1)에 탄소원을 투입하며(도 1 참조), 곡선을 이루며 삽입 설치되어 탄소원을 효과적으로 투입한다.
제2랜스(30)는 벽체를 2중벽 또는 3중벽 또는 그 이상의 다층벽 구조를 이루어 벽체들 사이의 공간에 냉각수를 통수함으로써 용강의 고온으로부터 수냉을 실시함이 바람직하다.
제2랜스(30)는 자체가 호(弧) 형상을 이룸으로써 전기로(1)의 측벽에 곡선을 이루며 설치될 수 있고, 예컨대 주름관 처럼 형태를 변형할 수 있는 구조를 이루어 설치 작업 중에 전기로(1)의 측벽에 곡선을 이루며 설치될 수 있다.
이와 같은 제2랜스(30)는 탄소원의 투입각도가 전기로(1)의 용강면으로부터 45°∼ 72°의 범위가 되도록 전기로(1)의 측벽에 곡선을 이루며 설치되는 것이 중요하다.
투입각도가 45°미만이면, 탄소원이 슬래그층(5)에 너무 비스듬하게 부딪혀 밖으로 튕겨나가는 문제가 있고, 투입각도가 72°를 초과하면, 탄소원이 용강으로의 침투가 원활히 이루어지지 않는다는 문제가 있다.
통상, 굽거나 비뚤어지지 않고 곧은 형태의 제1랜스(10)는 용강면으로부터 30°이하로 경사지게 설치되어 슬래그층(5)에 산소를 취입하거나 탄소원을 투입하는데 이때 탄소원은 슬래그층(5)에 너무 비스듬하게 부딪혀 밖으로 튕겨나가는 문제가 있으므로 산소만을 취입하고, 탄소원은 제2랜스(30)가 투입함으로써 슬래그층(5)에 효과적으로 투입됨이 좋다.
이처럼 제2랜스(30)에 의해 탄소원이 슬래그층(5)에 효과적으로 투입되면, 슬래그 포밍이 향상되어 조성됨으로써, 전기로(1)의 전극봉(3)이 슬래그층(5)에 안정적으로 내재되어 아크가 용강으로 원활히 공급될 수 있다. 이로 인해, 아크의 안정화로 전력원단위 및 전극원단위를 절감할 수 있다.
또한, 슬래그 포밍이 향상되어 조성됨으로써, 아크에 의한 전기로(1) 벽체 파손, 및 랜스(10)(30)의 취입시 발생하는 스플래쉬로 의한 전기로(1) 벽체 용손 등을 크게 방지할 수 있다.
또한, 슬래그 포밍이 향상되어 조성됨으로써, ① 아크를 사용할 때 열방산 손실의 억제, ② 강욕으로 열전도율의 향상, ③ 전류 및 전압 편차의 최소화, ④ 아크 발생에 따른 소음의 흡수, ⑤ 대기 중으로부터 질소가 유입되는 흡질 현상의 최소화가 크게 개선된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 탄소원이 슬래그층(5)에 효과적으로 투입됨으로써 슬래그 포밍이 크게 향상되어 조성되고, 이에 의해 전기로(1)의 전극봉(3)이 슬래그층(5)에 안정적으로 내재되어 아크가 용강으로 원활히 공급될 수 있다. 이처럼 아크의 안정화로 전력원단위 및 전극원단위를 절감할 수 있다.
1 : 전기로
3 : 전극봉
5 : 슬래그층
10 : 제1랜스
11 : 산소 취입로
13 : 탄소원 투입로
30 : 제2랜스

Claims (4)

  1. 전기로의 측벽에 경사지게 삽입 설치되어, 전기로에 산소를 취입하는 제1랜스; 및
    전기로의 측벽에 상기 제1랜스와는 간격을 두고 곡선을 이루며 삽입 설치되어 탄소원을 투입하는 제2랜스;를 포함하며,
    상기 제2랜스는 탄소원의 투입각도가 전기로의 용강면으로부터 45°∼ 72°의 범위가 되도록 전기로의 측벽에 곡선을 이루며 설치되는, 전기로의 산소 및 탄소원 공급용 랜스장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2랜스는 호(弧) 형상을 이룸으로써 전기로의 측벽에 곡선을 이루며 설치되는, 전기로의 산소 및 탄소원 공급용 랜스장치.

  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2랜스는 벽체에 냉각수를 통수시켜 수냉을 실시하는, 전기로의 산소 및 탄소원 공급용 랜스장치.
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