KR101419391B1 - 임시 출선구를 포함하는 고로 및 이를 이용한 고로의 출선 처리 방법 - Google Patents

임시 출선구를 포함하는 고로 및 이를 이용한 고로의 출선 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 프리캐스트 내화물 슬리브로 형성된 임시 출선구를 포함하는 고로의 출선 처리 방법을 제공한다. 본 발명의 일실시예에 따른 고로의 출선 처리 방법은, 임시 출선구의 형성 위치에서 고로 본체의 외부 금속 구조체를 제거하여 내부 내화물 구조체를 노출하는 내부 내화물 구조체 노출 단계; 상기 노출된 내부 내화물 구조체를 제거하여 상기 내부 내화물 구조체를 관통하는 관통홀을 형성하는 관통홀 형성 단계; 및 상기 관통홀 내에 프리캐스트 내화물 슬리브를 삽입하여 상기 임시 출선구를 형성하는 단계;를 포함하되, 상기 관통홀 형성 단계는, 상기 내부 내화물 구조체를 관통하고 제1 직경을 가지는 제1 개구부를 형성하는 단계; 및 상기 외부 금속 구조체에 인접하여 위치하고, 상기 제1 개구부의 주위에 상기 제1 직경에 비하여 큰 제2 직경을 가지는 제2 개구부를 형성하는 단계;를 포함한다.

Description

임시 출선구를 포함하는 고로 및 이를 이용한 고로의 출선 처리 방법{Blast furnace having temporary tapping hole and method of performing iron tapping of blast furnace using the same}
본 발명의 기술적 사상은 고로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 임시 출선구를 포함하는 고로 및 이를 이용한 고로의 출선 처리 방법에 관한 것이다.
고로(Blast furnace)는 철광석으로부터 순철(pig iron)을 제조하는 제선 공정에서 사용되는 대표적인 장치이다. 제선 공정은 고로 내에 철광석, 코크스, 석회석을 장입하고 산소를 아래로부터 불어넣어, 철광석 내의 산화철과 코크스 내의 탄소가 화학 반응하게 함으로서, 철이 용해되는 1500도 이상의 높은 온도를 구현하고 철광석에서 철을 추출할 수 있다. 고로 작업에 의하여 형성된 철은 용융되어 고로의 하단부에 모이게 되고, 출선구를 통하여 외부로 배출되어 압연 등의 필요한 조업을 이어서 수행하게 된다.
용융 철은 높은 온도를 가지므로, 출선 작업 중에 급격하게 응고되거나 또는 산화될 수 있고, 이에 따라 출선구에 응고된 철 또는 철 산화물이 달라붙어 출선구가 막히거나 구경이 작아지거나, 또는 액상화된 철의 유동성 변화로 정상적인 출선 작업이 어려워질 수 있다.
현재에는 출선구를 통한 정상 출선 작업이 곤란한 경우에 고로에 구멍을 뚫고 부정형 내화물을 이용하여 임시 출선구를 형성하여, 출선 작업을 수행하고 있다. 그러나, 산소 랜싱(Lancing)에 의하여 상기 부정형 내화물은 손상되기 쉽고, 예를 들어 수일 내의 반복적인 보수작업을 실시하여야 하고, 부정형 내화물에 발생된 균열로 용선이 유출될 우려가 있는 등 문제점이 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 프리캐스트 내화물 슬리브로 형성된 임시 출선구를 포함하는 고로의 출선 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는 프리캐스트 내화물 슬리브로 형성된 임시 출선구를 포함하는 고로를 제공하는 것이다.
그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 임시 출선구를 이용한 출선 처리 방법은, 임시 출선구의 형성 위치에서 고로 본체의 외부 금속 구조체를 제거하여 내부 내화물 구조체를 노출하는 내부 내화물 구조체 노출 단계; 상기 노출된 내부 내화물 구조체를 제거하여 상기 내부 내화물 구조체를 관통하는 관통홀을 형성하는 단계; 및 상기 관통홀 내에 프리캐스트(pre-cast) 내화물 슬리브를 삽입하여 상기 임시 출선구를 형성하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 관통홀 내에 상기 프리캐스트 내화물 슬리브를 삽입하여 상기 임시 출선구를 형성하는 단계를 수행한 후에, 상기 임시 출선구로부터 나오는 용융 금속에 유동 경로를 제공하는 외부 플랜지를 상기 고로 본체의 표면에 부착하는 단계; 및 상기 프리캐스트 내화물이 상기 외부 플랜지에 지지되도록, 상기 프리캐스트 내화물과 상기 외부 플랜지에 접촉하는 지지 브라켓을 설치하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 노출된 내부 내화물 구조체를 제거하여 상기 관통홀을 형성하는 단계는, 상기 내부 내화물 구조체를 관통하고 제1 직경을 가지는 제1 개구부를 형성하는 단계; 및 상기 외부 금속 구조체에 인접하여 위치하고, 상기 제1 개구부의 주위에, 상기 제1 직경에 비하여 큰 제2 직경을 가지는 제2 개구부를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 개구부는, 상기 제2 개구부의 중앙에 위치할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 프리캐스트 내화물 슬리브는, 상기 고로의 반응 영역에 인접하여 위치하는 제1 프리캐스트 내화물 슬리브; 및 상기 고로의 상기 외부 금속 구조체에 인접하여 위치하고, 상기 제1 프리캐스트 내화물 슬리브와 결합된 제2 프리캐스트 내화물 슬리브;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 프리캐스트 내화물 슬리브가 상기 제2 프리캐스트 내화물 슬리브 내측에 삽입되어 결합될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제1 프리캐스트 내화물 슬리브와 상기 제2 프리캐스트 내화물 슬리브는 요철 결합으로 결합될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 관통홀 내에 상기 프리캐스트 내화물 슬리브를 삽입하여 상기 임시 출선구를 형성하는 단계는, 상기 프리캐스트 내화물 슬리브를 관통하여 고정하는 고정 부재를 설치하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 프리캐스트 내화물 슬리브는, 5 wt% 내지 15 wt% 범위의 탄소, 1 wt% 내지 10 wt% 범위의 알루미늄 또는 알루미늄-마그네슘 합금, 및 0.1 wt% 내지 5 wt% 범위의 바인더를 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 프리캐스트 내화물 슬리브는 2.8 내지 3.0 범위의 부피 비중, 6% 내지 8% 범위의 기공률, 300 kg/cm2 내지 400 kg/cm2 범위의 압축강도, 및 150 kg/cm2 내지 250 kg/cm2 범위의 열간 곡강도를 가질 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 임시 출선구를 포함하는 고로는, 원료가 장입되는 내부공간을 가지며, 상기 내부공간을 둘러싸는 내부 내화물 구조체 및 상기 내부 내화물 구조체를 외측에서 둘러싸는 외부 금속 구조체를 포함하고, 기 설정된 방향으로 관통 형성된 관통홀을 가지는 고로 본체; 및 상기 관통홀에 삽입 설치되고, 길이방향으로 관통형성된 출선로를 가지는 프리캐스트(pre-cast) 내화물 슬리브(sleeve);를 포함하되, 상기 프리캐스트 내화물 슬리브는, 상기 고로의 내부공간에 인접하여 위치하는 제1 프리캐스트 내화물 슬리브; 및 상기 고로의 상기 외부 금속 구조체에 인접하여 위치하고, 상기 제1 프리캐스트 내화물 슬리브와 결합된 제2 프리캐스트 내화물 슬리브;를 포함한다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 임시 출선구를 포함하는 고로는, 프리캐스트 내화물 슬리브에 의하여 형성된 임시 출선구를 가진다.
종래의 부정형 내화물을 이용하여 출선 작업을 하는 경우에는, 산소 랜싱에 의하여 출선 작업시 고온에 의한 내식성이 저하되고, 지속적인 출선에 의한 마모 증대로 침식이 증가되며 고로 압력에 의한 부정형 강도 부족으로 크랙이 발생하여 수명이 매우 짧으며, 예를 들어 3일 조업 후 보수를 수행하여야 하였다.
그러나, 본 발명의 기술적 사상에 따른 정해진 형상을 가지도록 미리 캐스트된 구조체인 프리캐스트 내화물 슬리브를 이용하여 임시 출선구를 형성하는 경우에는, 상기 프리캐스트 내화물 슬리브는 기공도가 낮고, 강도가 높으며, 균일성이 우수하며, 내식성이 우수하므로, 출선 작업에 따른 마모, 파손을 감소시킬 수 있고, 이에 따라 임시 출선구의 수명을 연장시킬 수 있으므로, 결과적으로 출선 작업을 안정적으로 유지시킬 수 있다. 예를 들어, 45일간의 무보수 출선이 가능하였다.
상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로를 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 임시 출선구를 이용한 고로의 출선 처리 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 임시 출선구를 이용한 고로의 출선 처리 방법에서의 관통홀을 형성하는 방법을 나타내는 흐름도들이다.
도 5 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 임시 출선구를 이용한 고로의 출선 처리 방법을 나타내는 개략도이다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로에서, 임시 출선구를 형성하는 슬리브 구조를 도시하는 개략도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로(blast furnace)(1)를 도시하는 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 고로(1)는 고로 본체(10), 원료 장입구(20), 풍구(30), 주 출선구(40), 및 임시 출선구(50)를 포함한다.
고로 본체(10)는 내부에 원료인 철광석과 코크스가 장입되어 반응하는 반응 영역(11)을 형성하는 외형을 가질 수 있다. 고로 본체(10)는 외부 금속 구조체(12, 도 5 참조) 및 내부 내화물 구조체(14, 도 5 참조)로 구성될 수 있다.
원료 장입구(20)는 고로 본체(10)의 상측에 설치될 수 있고, 복수일 수 있다. 원료 장입구(20)를 통하여 철광석, 코크스, 석회석과 같은 원료가 반응 영역(11)으로 장입된다.
풍구(30)는 고로 본체(10)의 하측에 설치될 수 있다. 풍구(30)를 통하여 산소를 포함하는 가스가 반응 영역(11) 내로 장입될 수 있고, 상기 가스는 상기 원료를 반응 영역(11) 내에서 부유시키고 화학 반응을 유도시킬 수 있다.
주 출선구(40)는 고로 본체(10)의 하측에 설치될 수 있다. 주 출선구(40)는, 풍구(30)에 비하여 낮은 위치에 위치할 수 있다. 주 출선구(40)는 반응 영역(11) 내에서의 화학 반응에 의하여 형성된 융해 철이 고로 본체(10)의 외부로 배출시킬 수 있다.
임시 출선구(50)는 고로 본체(10)의 하측에 설치될 수 있다. 임시 출선구(50)는 풍구(30)에 비하여 낮은 위치에 위치할 수 있다. 또한, 임시 출선구(50)는 주 출선구(40)에 비하여 높은 위치에 위치할 수 있다. 예를 들어, 임시 출선구(50)는 풍구(30)와 주 출선구(40) 사이에 위치할 수 있다. 그러나, 이러한 임시 출선구(50)의 위치는 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 임시 출선구를 이용한 고로의 출선 처리 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 3 및 도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 임시 출선구를 이용한 고로의 출선 처리 방법에서의 관통홀(52)을 형성하는 방법을 나타내는 흐름도들이다. 도 5 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 임시 출선구를 이용한 고로의 출선 처리 방법을 나타내는 개략도이다. 도 5 내지 도 11은 도 1의 고로(1)에서 하측 부분에 한정하여 확대되어 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 임시 출선구를 이용한 고로의 출선 처리 방법(S1)은, 임시 출선구의 형성 위치에서 고로 본체의 외부 금속 구조체를 제거하여 내부 내화물 구조체를 노출하는 단계(S10); 상기 노출된 내부 내화물 구조체를 제거하여 관통홀을 형성하는 단계(S20); 및 상기 관통홀 내에 프리캐스트 내화물 슬리브를 삽입하여 상기 임시 출선구를 형성하는 단계(S30)를 포함한다.
또한, 임시 출선구를 이용한 고로의 출선 처리 방법(S1)은 상기 임시 출선구로부터 나오는 용융 금속에 유동 경로를 제공하는 외부 플랜지를 상기 고로 본체의 표면에 부착하는 단계(S40); 및 상기 프리캐스트 내화물 슬리브가 상기 외부 플랜지에 지지되도록, 상기 프리캐스트 내화물 슬리브와 상기 외부 플랜지에 접촉하는 지지 브라켓을 설치하는 단계(S50);를 더 포함할 수 있다.
도 2 및 도 5를 참조하면, 임시 출선구의 형성 위치에서, 고로 본체(10)의 외부 금속 구조체(12)를 제거하여 홀(51)을 형성함에 의하여, 내부 내화물 구조체(14)를 노출한다.
상기 임시 출선구의 형성 위치는 도 1의 고로(1)의 하측 부분에 위치할 수 있다. 상기 임시 출선구의 형성 위치는 풍구(30)에 비하여 낮은 위치일 수 있고, 주 출선구(40)에 비하여 높은 위치일 수 있다. 상기 임시 출선구의 형성 위치는 풍구(30)와 주 출선구(40) 사이에 위치할 수 있다. 그러나, 이러한 상기 임시 출선구의 형성 위치는 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
외부 금속 구조체(12)는 고로 본체(10)를 둘러싸는 금속 외피일 수 있다. 외부 금속 구조체(12)의 제거는, 예를 들어 산소 절단 방법을 사용하여 수행할 수 있다. 홀은, 예를 들어 약 500 mm의 직경을 가질 수 있다.
내부 내화물 구조체(14)는 고로 본체(10)의 외부 금속 구조체(12)에 의하여 둘러싸여 있고, 도 1의 반응 영역(11)을 제공할 수 있고, 복수의 벽돌들(연와)이 적층되어 쌓여진 구조를 가질 수 있다. 내부 내화물 구조체(14)는 복수의 적층 구조로 형성될 수 있고, 다양한 조성으로 구성될 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 홀(51)에 의하여 노출된 내부 내화물 구조체(14)를 제거하여 관통홀(52, 도 7 참조)을 형성한다. 상기 관통홀을 형성하는 단계는, 예를 들어 도 3 또는 도 4에 나타난 흐름도에 의하여 형성될 수 있다.
도 3 및 도 6을 참조하면, 내부 내화물 구조체(14)를 제거하여, 내부 내화물 구조체(14)를 관통하고 제1 직경을 가지는 제1 개구부(53)를 형성한다(S21). 제1 개구부(53)의 상기 제1 직경은, 예를 들어 약 60 mm 내지 약 70 mm 범위일 수 있고, 예를 들어 약 65 mm일 수 있다. 제1 개구부(53)는, 예를 들어 약 400 mm 내지 약 500 mm 범위의 길이를 가질 수 있고, 예를 들어 약 450 mm의 길이를 가질 수 있다.
도 3 및 도 7을 참조하면, 내부 내화물 구조체(14)를 제거하여, 외부 금속 구조체(12)에 인접하여 위치하고, 제1 개구부(53)의 주위에 상기 제1 직경에 비하여 큰 제2 직경을 가지는 제2 개구부(54)를 형성한다(S22). 제1 개구부(53)는 제2 개구부(54)의 중앙 부분에 위치할 수 있다. 제2 개구부(54)의 상기 제2 직경은, 예를 들어 약 250 mm 내지 약 350 mm 범위일 수 있고, 예를 들어 약 300 mm일 수 있다. 제2 개구부(54)는, 예를 들어 약 300 mm 내지 약 400 mm 범위의 길이를 가질 수 있고, 예를 들어 약 350 mm의 길이를 가질 수 있다.
제1 개구부(53)와 제2 개구부(54)는 관통홀(52)을 구성할 수 있다. 관통홀(52)은, 예를 들어 하측 방향으로 약 1도 내지 약 10도 범위로 경사질 수 있고, 예를 들어 하측 방향으로 약 5도로 경사질 수 있다.
반면, 대안적 방법으로서, 제1 개구부(53)와 제2 개구부(54)의 형성 순서를 바꾸어 수행하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.
도 4를 참조하면, 내부 내화물 구조체(14)를 제거하여, 외부 금속 구조체(12)에 인접하고, 제2 직경을 가지는 제2 개구부(54)를 형성하는 단계(S23)를 수행하고, 내부 내화물 구조체(14)를 제거하여, 제2 개구부(54)의 중앙 위치에 위치하고, 내부 내화물 구조체(14)를 관통하고, 상기 제2 직경에 비하여 작은 제1 직경을 가지는 제1 개구부(53)를 형성하는 단계(S24)를 수행할 수 있다.
또한, 제1 개구부(53)와 제2 개구부(54)를 동시에 형성하는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다.
도 2 및 도 8을 참조하면, 관통홀(52) 내에 프리캐스트(pre-cast) 내화물 슬리브(sleeve)(60)를 삽입하여 임시 출선구를 형성한다. 프리캐스트 내화물 슬리브(60)는 관통홀(52) 중 제2 개구부(54)에 삽입될 수 있다. 프리캐스트 내화물 슬리브(60)는 제2 개구부(54)의 상기 제2 직경에 비하여 작은 직경을 가질 수 있고, 예를 들어 약 200 mm 내지 약 300 mm 범위일 수 있고, 예를 들어 약 250 mm일 수 있다. 프리캐스트 내화물 슬리브(60)는 제2 개구부(54)의 내측 벽에 접촉하도록 삽입될 수 있고, 또한 제2 개구부(54)로부터 돌출될 수 있다. 프리캐스트 내화물 슬리브(60)는, 예를 들어 약 400 mm 내지 약 1000 mm 범위의 길이를 가질 수 있고, 예를 들어 약 450 mm의 길이를 가질 수 있다. 프리캐스트 내화물 슬리브(60)과 제2 개구부(54) 사이에는 내화물 물질을 포함하는 충전 부재(미도시)가 충전될 수 있고, 상기 충전 부재에 의하여 프리캐스트 내화물 슬리브(60)가 제2 개구부(54) 내에서 고정될 수 있다.
프리캐스트 내화물 슬리브(60)를 더 안정적으로 고정하기 위하여, 프리캐스트 내화물 슬리브(60)를 관통하고 제1 개구부(53) 내로 연장되어 프리캐스트 내화물 슬리브(60)를 고정하는 고정 부재(70)가 설치될 수 있다. 프리캐스트 내화물 슬리브(60)와 고정 부재(70) 사이에는 내화물 물질을 포함하는 충전 부재(미도시)가 충전될 수 있다. 고정 부재(70)는 금속 등으로 형성될 수 있고, 봉상의 형상을 가질 수 있다. 고정 부재(70)는 출선 시에 프리캐스트 내화물 슬리브(60)로부터 제거될 수 있다.
프리캐스트 내화물 슬리브(60)는 정해진 형상을 가지도록 미리 캐스트된 구조체를 의미한다. 따라서, 종래의 내화물을 충전하는 방법에 비하여, 기공도가 낮고 강도가 높으며, 균일성이 우수한 구조체를 형성할 수 있으며, 이에 따라 임시 출선구의 수명을 연장시킬 수 있다.
프리캐스트 내화물 슬리브(60)는 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물, 및 실리콘 탄화물 중 적어도 어느 하나를 기저 물질로서 포함할 수 있다. 또한, 프리캐스트 내화물 슬리브(60)는 탄소를, 예를 들어 약 5 wt% 내지 약 15 wt% 범위로 포함할 수 있고, 예를 들어 약 9 wt% 포함할 수 있다. 또한, 프리캐스트 내화물 슬리브(60)는 알루미늄, 알루미늄-마그네슘 합금 또는 이들 모두를, 예를 들어 약 1 wt% 내지 약 10 wt% 범위로 포함할 수 있고, 예를 들어 약 5 wt% 포함할 수 있다. 또한, 프리캐스트 내화물 슬리브(60)는 바인더로서 노보락(novolac) 수지를, 예를 들어 약 0.1 wt% 내지 약 5 wt% 범위로 포함할 수 있고, 예를 들어 약 1 wt% 포함할 수 있다.
프리캐스트 내화물 슬리브(60)는 성형체를 형성한 후. 예를 들어 약 300 ℃ 내지 약 400 ℃ 범위에서, 예를 들어 약 350 ℃ 에서, 예를 들어 약 50 시간 내지 약 100 시간 동안, 예를 들어 약 72 시간 동안, 가열 처리하여 형성될 수 있다.
프리캐스트 내화물 슬리브(60)는 약 2.8 내지 약 3.0 범위의 부피 비중, 약 6% 내지 약 8% 범위의 기공률, 약 300 kg/cm2 내지 약 400 kg/cm2 범위의 압축강도, 및 약 150 kg/cm2 내지 약 250 kg/cm2 범위의 열간 곡강도를 가질 수 있다. 예를 들어, 프리캐스트 내화물 슬리브(60)는 약 2.93의 부피 비중, 7.3%의 기공률, 340 kg/cm2의 압축강도, 및 220 kg/cm2의 열간 곡강도를 가질 수 있다.
종래 기술에 의한 내화물 충전재가 약 100 kg/cm2의 압축강도를 가지므로, 프리캐스트 내화물 슬리브(60)는 더 우수한 압축 강도를 제공할 수 있다.
도 2 및 도 9를 참조하면, 외부 플랜지(80)를 고로 본체(10)의 표면에 부착한다. 외부 플랜지(80)는 프리캐스트 내화물 슬리브(60)에 의하여 형성된 상기 임시 출선구로부터 나오는 용융 금속에 유동 경로를 제공할 수 있고, 이에 따라 고로 본체(10)를 용융 금속으로부터 보호할 수 있다.
외부 플랜지(80)는 금속으로 형성될 수 있고, 예를 들어 주철, 주강, 단조강, 강판, 청동, 황동 등을 포함할 수 있다. 필요한 경우에는, 외부 플랜지(80)는 용융 금속과 접촉되는 내부에 내화물 구조를 가질 수 있다. 외부 플랜지(80)는 볼트를 이용하거나, 리벳을 이용하거나, 용접을 이용하여 부착될 수 있다.
도 2 및 도 10을 참조하면, 프리캐스트 내화물 슬리브(60)와 외부 플랜지(80)에 접촉하는 지지 브라켓(82)을 설치한다. 지지 브라켓(82)은 프리캐스트 내화물 슬리브(60)가 외부 플랜지(80)에 지지되도록 지탱하는 기능을 수행할 수 있다.
지지 브라켓(82)은 하나 또는 복수 개로 구성될 수 있다. 예를 들어 한 쌍의 지지 브라켓(82)이 상하 방향 또는 좌우 방향으로 설치되어 프리캐스트 내화물 슬리브(60)를 지지할 수 있다. 또는, 세 개의 지지 브라켓(82)이 정삼각형을 구성하도록 설치되어 프리캐스트 내화물 슬리브(60)를 지지할 수 있다. 그러나, 지지 브라켓(82)의 갯수는 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.
지지 브라켓(82)은 금속으로 형성될 수 있고, 예를 들어 주철, 주강, 단조강, 강판, 청동, 황동 등을 포함할 수 있다. 필요한 경우에는, 지지 브라켓(82)은 용융 금속에 대하여 융해되거나 변형되지 않도록 내화물 표면을 가질 수 있다. 지지 브라켓(82)은 볼트를 이용하거나, 리벳을 이용하거나, 용접을 이용하여 부착될 수 있다.
도 2 및 도 11을 참조하면, 프리캐스트 내화물 슬리브(60)로부터 고정 부재(70)를 제거하여 출선을 시작한다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로에서, 임시 출선구를 형성하는 슬리브 구조를 도시하는 개략도들이다. 도 12 및 도 13은 도 1의 고로(1)에서 하측 부분에 한정하여 확대되어 도시되어 있다. 도 12 및 도 13은 프리캐스트 내화물 슬리브(60)를 복수의 부품을 조립하여 형성한 경우를 도시한다.
도 12를 참조하면, 제1 프리캐스트 내화물 슬리브(60a)의 일단부에, 즉 고로 본체(10)의 표면에 가까운 단부 측에, 제2 프리캐스트 내화물 슬리브(62a)가 결합된다. 즉, 상술한 프리캐스트 내화물 슬리브(60)는 고로(1)의 반응 영역(11)에 인접하여 위치하는 제1 프리캐스트 내화물 슬리브(60a)와 고로(1)의 외부 금속 구조체(12)에 인접하여 위치하고, 제1 프리캐스트 내화물 슬리브(60a)와 결합된 제2 프리캐스트 내화물 슬리브(62a)로 구성될 수 있다.
제2 프리캐스트 내화물 슬리브(62a)는 제1 프리캐스트 내화물 슬리브(60a)의 외측을 둘러싸고, 제1 프리캐스트 내화물 슬리브(60a)가 제2 프리캐스트 내화물 슬리브(62a) 내측에 삽입되어 결합될 수 있다. 따라서, 제2 프리캐스트 내화물 슬리브(62a)의 내부 직경은 제1 프리캐스트 내화물 슬리브(60a)의 내부 직경에 비하여 클 수 있다. 제1 프리캐스트 내화물 슬리브(60a)를 대신하여 제2 프리캐스트 내화물 슬리브(62a)가 지지 브라켓(82)에 의하여 지지될 수 있다.
제2 프리캐스트 내화물 슬리브(62a)는 상술한 바와 같이 프리캐스트 내화물 슬리브(60)을 구성하는 물질과 동일한 물질을 포함할 수 있고, 동일한 방법으로 형성될 수 있다.
제2 프리캐스트 내화물 슬리브(62a)를 사용함에 따라, 제1 프리캐스트 내화물 슬리브(60a)의 길이를 단축시킬 수 있고, 이에 따라 제1 프리캐스트 내화물 슬리브(60a)의 불량률 및 파손 위험을 감소시킬 수 있다.
도 13을 참조하면, 제1 프리캐스트 내화물 슬리브(60b)의 일단부에, 즉 고로 본체(10)의 표면에 가까운 단부 측에, 제2 프리캐스트 내화물 슬리브(62b)가 결합된다. 즉, 상술한 프리캐스트 내화물 슬리브(60)는 고로(1)의 반응 영역(11)에 인접하여 위치하는 제1 프리캐스트 내화물 슬리브(60b)와 고로(1)의 외부 금속 구조체(12)에 인접하여 위치하고, 제1 프리캐스트 내화물 슬리브(60b)와 결합된 제2 프리캐스트 내화물 슬리브(62b)로 구성될 수 있다.
제1 프리캐스트 내화물 슬리브(60b)와 제2 프리캐스트 내화물 슬리브(62b)는 요철 결합으로 결합될 수 있다. 제1 프리캐스트 내화물 슬리브(60b)와 제2 프리캐스트 내화물 슬리브(62b)는 요철 결합이 가능하도록 서로 반대로 상응하는 요철 형상을 결합 부분에 가질 수 있다. 제2 프리캐스트 내화물 슬리브(62b)의 내부 직경은 제1 프리캐스트 내화물 슬리브(60b)의 내부 직경과 동일하거나 또는 다를 수 있다. 제1 프리캐스트 내화물 슬리브(60b)를 대신하여 제2 프리캐스트 내화물 슬리브(62b)가 지지 브라켓(82)에 의하여 지지될 수 있다.
제2 프리캐스트 내화물 슬리브(62b)는 상술한 바와 같이 프리캐스트 내화물 슬리브(60)을 구성하는 물질과 동일한 물질을 포함할 수 있고, 동일한 방법으로 형성될 수 있다.
제2 프리캐스트 내화물 슬리브(62b)를 사용함에 따라, 제1 프리캐스트 내화물 슬리브(60b)의 길이를 단축시킬 수 있고, 이에 따라 제1 프리캐스트 내화물 슬리브(60b)의 불량률 및 파손 위험을 감소시킬 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
1: 고로, 10: 고로 본체, 11: 반응 영역,
12: 외부 금속 구조체, 14: 내부 내화물 구조체,
20: 원료 장입구, 30: 풍구, 40: 주 출선구, 50: 임시 출선구,
51: 홀, 52: 관통홀, 53: 제1 개구부, 54: 제2 개구부,
60: 프리캐스트 내화물 슬리브,
60a, 60b: 제1 프리캐스트 내화물 슬리브,
62a, 62b: 제2 프리캐스트 내화물 슬리브,
64: 출선로,
70: 고정 부재, 80: 외부 플랜지, 82: 지지 브라켓,

Claims (11)

  1. 임시 출선구의 형성 위치에서 고로 본체의 외부 금속 구조체를 제거하여 내부 내화물 구조체를 노출하는 내부 내화물 구조체 노출 단계;
    상기 노출된 내부 내화물 구조체를 제거하여 상기 내부 내화물 구조체를 관통하는 관통홀을 형성하는 단계; 및
    상기 관통홀 내에 프리캐스트(pre-cast) 내화물 슬리브(sleeve)를 삽입하여 상기 임시 출선구를 형성하는 단계;
    를 포함하되,
    상기 내부 내화물 구조체를 관통하고 제1 직경을 가지는 제1 개구부를 형성하는 단계; 및
    상기 외부 금속 구조체에 인접하여 위치하고, 상기 제1 개구부의 주위에 상기 제1 직경에 비하여 큰 제2 직경을 가지는 제2 개구부를 형성하는 단계;
    를 포함하는, 고로의 출선 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 임시 출선구 형성 단계를 수행한 후에,
    상기 임시 출선구로부터 나오는 용융 금속에 유동 경로를 제공하는 외부 플랜지를 상기 고로 본체의 표면에 부착하는 단계; 및
    상기 프리캐스트 내화물이 상기 외부 플랜지에 지지되도록, 상기 프리캐스트 내화물과 상기 외부 플랜지에 접촉하는 지지 브라켓을 설치하는 단계;
    를 더 포함하는, 고로의 출선 처리 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 개구부는,
    상기 제2 개구부의 중앙에 위치하는, 고로의 출선 처리 방법.
  5. 임시 출선구의 형성 위치에서 고로 본체의 외부 금속 구조체를 제거하여 내부 내화물 구조체를 노출하는 내부 내화물 구조체 노출 단계;
    상기 노출된 내부 내화물 구조체를 제거하여 상기 내부 내화물 구조체를 관통하는 관통홀을 형성하는 단계; 및
    상기 관통홀 내에 프리캐스트(pre-cast) 내화물 슬리브(sleeve)를 삽입하여 상기 임시 출선구를 형성하는 단계;
    를 포함하되,
    상기 프리캐스트 내화물 슬리브는,
    상기 고로의 반응 영역에 인접하여 위치하는 제1 프리캐스트 내화물 슬리브; 및
    상기 고로의 상기 외부 금속 구조체에 인접하여 위치하고, 상기 제1 프리캐스트 내화물 슬리브와 결합된 제2 프리캐스트 내화물 슬리브;
    를 포함하는, 고로의 출선 처리 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 프리캐스트 내화물 슬리브가 상기 제2 프리캐스트 내화물 슬리브 내측에 삽입되어 결합된, 고로의 출선 처리 방법.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 프리캐스트 내화물 슬리브와 상기 제2 프리캐스트 내화물 슬리브는 요철 결합으로 결합된, 고로의 출선 처리 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 임시 출선구 형성 단계는,
    상기 프리캐스트 내화물 슬리브를 관통하여 고정하는 고정 부재를 설치하는 단계;
    를 더 포함하는, 고로의 출선 처리 방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 프리캐스트 내화물 슬리브는,
    5 wt% 내지 15 wt% 범위의 탄소,
    1 wt% 내지 10 wt% 범위의 알루미늄 또는 알루미늄-마그네슘 합금, 및
    0.1 wt% 내지 5 wt% 범위의 바인더,
    를 포함하는, 고로의 출선 처리 방법.
  10. 임시 출선구의 형성 위치에서 고로 본체의 외부 금속 구조체를 제거하여 내부 내화물 구조체를 노출하는 내부 내화물 구조체 노출 단계;
    상기 노출된 내부 내화물 구조체를 제거하여 상기 내부 내화물 구조체를 관통하는 관통홀을 형성하는 단계; 및
    상기 관통홀 내에 프리캐스트(pre-cast) 내화물 슬리브(sleeve)를 삽입하여 상기 임시 출선구를 형성하는 단계;
    를 포함하되,
    상기 프리캐스트 내화물 슬리브는,
    2.8 내지 3.0 범위의 부피 비중, 6% 내지 8% 범위의 기공률, 300 kg/cm2 내지 400 kg/cm2 범위의 압축강도, 및 150 kg/cm2 내지 250 kg/cm2 범위의 열간 곡강도를 가지는, 고로의 출선 처리 방법.
  11. 원료가 장입되는 내부공간을 가지며, 상기 내부공간을 둘러싸는 내부 내화물 구조체 및 상기 내부 내화물 구조체를 외측에서 둘러싸는 외부 금속 구조체를 포함하고, 기 설정된 방향으로 관통 형성된 관통홀을 가지는 고로 본체; 및
    상기 관통홀에 삽입 설치되고, 길이방향으로 관통형성된 출선로를 가지는 프리캐스트(pre-cast) 내화물 슬리브(sleeve);
    를 포함하되,
    상기 프리캐스트 내화물 슬리브는,
    상기 고로의 내부공간에 인접하여 위치하는 제1 프리캐스트 내화물 슬리브; 및
    상기 고로의 상기 외부 금속 구조체에 인접하여 위치하고, 상기 제1 프리캐스트 내화물 슬리브와 결합된 제2 프리캐스트 내화물 슬리브;
    를 포함하는, 임시 출선구를 가지는 고로.
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