KR101485035B1 - Gas injector and apparatus for treating of melting having thereof gas injector - Google Patents
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Abstract
본 발명은 블록과 유동방향 제어댐과 용기를 포함하고, 상기 블록에는 슬롯이 구비되고, 상기 블록에는 제 1 영역과 상기 제 1 영역에서 제외되는 제 2 영역이 구비되고, 상기 슬롯은 상기 블록의 제 1 영역에만 배치되고, 상기 유동방향 제어댐은 상기 제 2 영역에서 상기 블록의 상부면에 장착되고, 상기 블록에는 배관이 구비되어 상기 배관이 상기 슬롯에 연통하도록 상기 블록에 연결되고, 상기 블록과 상기 유동방향 제어댐과 상기 배관이 연결되어 가스 주입기를 형성하고, 상기 가스 주입기는 상기 용기에 장착되어 상기 용기에 저장되는 용탕에 가스를 취입하는 상기 가스 주입기 및 용탕 처리 장치로서, 상기 가스 주입기의 유동방향 제어댐에 의해 상기 용탕에 취입되는 상기 가스의 유동방향을 상기 용기에 구비된 전극봉의 외측으로 이격되도록 유도하여 상기 용탕의 상부면에 발생하는 나탕면의 형성위치를 상기 전극봉과 이격되도록 조절할 수 있는 가스 주입기 및 이를 구비하는 용탕 처리 장치가 제시된다.The present invention includes a block and a flow direction control dam and a container, wherein the block is provided with a slot, the block having a first area and a second area excluded from the first area, Wherein the flow direction control dam is mounted on an upper surface of the block in the second region, and the block is provided with a pipe, the pipe is connected to the block so as to communicate with the slot, And the flow direction control dam and the pipe are connected to each other to form a gas injector, and the gas injector is a gas injector and a melt processing apparatus which are mounted on the vessel and blow gas into a melt stored in the vessel, The direction of flow of the gas blown into the molten metal by the flow direction control dam of the vessel is set so as to be spaced apart from the outside of the electrode Is the formation position of the bath surface and top surface of the molten metal generated in the molten metal than Doha processing apparatus comprising the gas injector, and it can be adjusted to be spaced apart from the electrode is provided.
Description
본 발명은 가스 주입기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 각종 용기에 장착되어 용기에 저장된 피처리물에 가스를 취입시킬 수 있는 가스 주입기 및 이를 구비하는 용탕 처리 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas injector, and more particularly, to a gas injector mounted on various vessels and capable of blowing gas into a target object stored in a vessel, and a melt processing apparatus having the same.
제강 공정에서 사용되는 정련 설비인 래들 퍼니스(Ladle furnace)는 전로 설비에서 출탕 되는 용탕을 주입받아 이에 함유된 비금속 개재물을 제거하고, 용탕의 온도를 조절한다. 이에 용탕은 후속하는 연속주조 공정에서 사용되기 적합한 품질을 가질 수 있다.A ladle furnace, which is a refining facility used in a steelmaking process, receives molten metal from the molten metal in a converter, removes nonmetallic inclusions contained therein, and regulates the temperature of the molten metal. The molten metal can thus have a quality suitable for use in the subsequent continuous casting process.
일반적으로 래들 퍼니스(Ladle furnace)는 용탕이 저장되는 래들, 래들의 상부에 장착되는 전극봉 및 래들의 하부에 장착되어 래들 내부의 용탕에 가스를 취입시키는 포러스 플러그(Porous plug)를 포함한다. 래들에 저장되는 용탕의 상부면에는 부도체인 슬래그(Slag) 층이 형성되고, 형성되는 슬래그 층의 내부에는 전극봉의 단부가 위치한다. 전극봉이 전력 공급원으로부터 전력을 공급받아 전극봉의 단부에는 고온의 아크(arc)가 형성되고, 이에 전극봉의 단부를 둘러싸는 슬래그 층에 접촉하는 용탕의 상부면은 온도가 상승한다. 이때, 용탕의 상측에서 하측으로 용탕의 위치에 따른 온도의 편차가 발생할 수 있다. 이를 억제 또는 방지하여 용탕의 온도를 균일하게 하기 위해 포러스 플러그를 통하여 래들의 내부로 아르곤(Ar) 가스 또는 질소(N2) 가스가 취입된다. 취입되는 가스의 버블링(bubbling)에 의해 용탕이 교반된다. 용탕의 교반에 의해 용탕의 위치에 따른 온도의 편차 없이 용탕의 온도를 전체적으로 균일하게 상승시킬 수 있다.Generally, a ladle furnace includes a ladle in which a molten metal is stored, an electrode rod mounted on the ladle, and a porous plug mounted on a lower portion of the ladle to blow gas into the molten metal in the ladle. A slag layer, which is non-conductive, is formed on the upper surface of the molten metal stored in the ladle, and the end of the electrode rod is located inside the formed slag layer. A high temperature arc is formed at the end of the electrode rod by supplying the electric power from the electric power source to the electrode rod so that the temperature of the upper surface of the melt contacting the slag layer surrounding the end of the electrode rod rises. At this time, a temperature deviation may occur from the upper side of the molten metal to the lower side depending on the position of the molten metal. Argon (Ar) gas or nitrogen (N 2 ) gas is blown into the ladle through the porous plug to suppress or prevent it and to make the temperature of the melt uniform. The molten metal is stirred by the bubbling of the gas to be blown. The temperature of the molten metal can be uniformly raised as a whole without any variation in temperature depending on the position of the molten metal by stirring the molten metal.
그러나 종래의 포러스 플러그를 이용한 용탕의 교반은 다음과 같은 문제점이 있다. 용탕의 교반 시에 발생되는 교반력에 의해 용탕의 상부를 덮고 있는 슬래그 층이 밀리면서 용탕의 상부면이 노출되는 나탕이 전극봉의 단부에 형성될 수 있다. 전극봉의 단부에 나탕이 형성되면 전극봉의 단부는 부도체인 슬래그에 접촉하는 대신 도체인 용탕에 접촉하게 되고, 이에 용탕의 승온 효율이 저하되고, 승온 소음이 증가된다. 또한, 종래에는 이를 방지하기 위해 전극봉이 위치하는 래들의 중심축에서 래들의 측면을 향하여 포러스 플러그의 장착위치를 조정하였다. 하지만 포러스 플러그가 래들의 측면에 근접하는 경우에는 버블링에 의한 교반력이 래들의 벽체 내화물부를 손상시켜 래들의 수명을 단축시키고, 래들 벽체의 내화물 손상 부위로 용탕이 유출될 위험이 있다. 따라서, 포러스 플러그의 장착위치를 조정하여 나탕이 전극봉의 단부에 형성되지 않도록 하는 것에는 한계가 있다.
However, the stirring of the molten metal using the conventional porous plug has the following problems. The slag layer covering the upper portion of the molten metal is pushed by the agitating force generated at the time of stirring the molten metal, and the slag that exposes the upper surface of the molten metal may be formed at the end of the electrode rod. When the slag is formed at the end of the electrode rod, the end of the slurry comes into contact with the molten metal as a conductor instead of contacting the non-slag slag, thereby lowering the heating efficiency of the molten metal and increasing the temperature rise noise. In order to prevent this, conventionally, the mounting position of the porous plug is adjusted from the central axis of the ladle where the electrode rod is located toward the side of the ladle. However, when the porous plug is close to the side of the ladle, the bubbling agitation force damages the wall refractory portion of the ladle, shortening the life of the ladle, and there is a risk of leakage of the molten metal to the refractory damage portion of the ladle wall. Therefore, there is a limit in preventing the nugget from being formed at the end of the electrode rod by adjusting the mounting position of the porous plug.
본 발명은 각종 설비의 조업 과정에서 피처리물에 취입되는 교반 가스의 유동방향을 용이하게 제어할 수 있는 가스 주입기 및 이를 구비하는 용탕 처리 장치를 제공한다.The present invention provides a gas injector capable of easily controlling the flow direction of a stirring gas blown into a material to be treated in the course of operation of various facilities, and a molten metal treatment apparatus having the gas injector.
본 발명은 피처리물에 취입되는 교반 가스의 유동방향을 제어하여 각종 설비의 조업 효율 및 조업 수명을 향상시키고 조업 소음을 저감시키는 가스 주입기 및 이를 구비하는 용탕 처리 장치를 제공한다.
The present invention provides a gas injector for controlling the flow direction of a stirring gas blown into an object to be treated, improving operation efficiency and service life of various equipments and reducing operation noise, and a molten metal treatment apparatus having the same.
본 발명의 일 양태에 따른 가스 주입기는 상하방향으로 관통하는 복수개의 슬롯이 형성되는 블록; 상기 블록의 상부에서 상측으로 돌출 형성되는 유동방향 제어댐; 및 상기 슬롯과 연통하도록 연결되어 상기 슬롯의 내부에 가스를 공급 가능한 배관을 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a gas injector comprising: a block having a plurality of slots penetrating in a vertical direction; A flow direction control dam protruding upward from an upper portion of the block; And a pipe connected to the slot to supply gas to the inside of the slot.
상기 블록은 제 1 영역 및 상기 제 1 영역을 제외한 제 2 영역으로 구분되며, 상기 슬롯은 제 1 영역에만 배치될 수 있다. The block may be divided into a first area and a second area excluding the first area, and the slot may be disposed only in the first area.
상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역은 상기 블록을 길이방향으로 관통하는 중심축과 상기 블록의 외주변의 적어도 2 점을 각각 연결하는 영역선들에 의하여 구분될 수 있다.The first region and the second region may be divided into a central axis passing through the block in the longitudinal direction and area lines connecting at least two points of the outer periphery of the block.
상기 제 2 영역을 내측으로 가지는 상기 영역선들 사이의 내각은 90°내지 110° 범위일 수 있다.The internal angle between the region lines having the second region inward may be in the range of 90 [deg.] To 110 [deg.].
상기 블록 상부면의 전체 단면적에 대한 상기 제 2 영역 상부면의 단면적의 비는 0.250배 내지 0.306배의 범위를 가질 수 있다.The ratio of the cross-sectional area of the top surface of the second area to the total cross-sectional area of the block top surface may range from 0.250 times to 0.306 times.
상기 블록의 높이에 대한 상기 유동방향 제어댐의 높이의 비는 0.444배 이상의 높이를 가지고, 상기 유동방향 제어댐은 상기 제 2 영역의 적어도 가장자리 영역을 커버하는 크기로 형성될 수 있다.The ratio of the height of the flow direction control dam to the height of the block has a height of 0.444 times or more, and the flow direction control dam may be formed to have a size covering at least the edge region of the second region.
본 발명의 일 양태에 따른 용탕 처리 장치는 내화물벽을 구비하고, 저장 공간을 형성하며, 상부가 개방되는 용기; 상하방향으로 연장되고, 적어도 일부가 상기 용기의 내부에 위치하는 전극봉; 및 상기 용기의 하부를 관통하여 적어도 하나 이상 장착되고, 길이방향으로 관통하는 복수의 슬롯이 형성되는 블록을 구비하며, 상기 블록은 제 1 영역과 제 2 영역으로 구분되며, 상기 복수의 슬롯은 제 1 영역에만 배치되는 가스 주입기를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a melt processing apparatus comprising: a container having a refractory wall, forming a storage space; An electrode rod extending in the vertical direction and at least a part of which is positioned inside the container; And a block having at least one slot that is inserted through the lower portion of the container, the slot having a plurality of slots extending in the longitudinal direction, wherein the block is divided into a first area and a second area, 1 < / RTI > area.
상기 블록은 상기 용기의 바닥면과 상기 블록의 상부면이 동일면상에 위치되도록 상기 블록의 높이가 형성될 수 있다. The block may be formed to have a height such that the bottom surface of the container and the top surface of the block are coplanar.
상기 블록은 상기 블록을 길이방향으로 관통하는 중심축에 대하여 상기 전극봉을 향하는 방향에 상기 제 2 영역이 위치하도록 장착될 수 있다.The block may be mounted such that the second region is positioned in a direction toward the electrode bar with respect to a central axis penetrating the block in the longitudinal direction.
상기 블록의 중심축에서 상기 블록의 외주변의 적어도 2 점을 향하여 연장되고, 상기 제 2 영역을 상기 제 1 영역과 구분짓는 영역선들이 형성되고, 상기 영역선들 사이의 내각은 90°내지 110° 범위일 수 있다. Area lines extending from at least two points on the outer periphery of the block on the central axis of the block and separating the second area from the first area are formed and the internal angle between the area lines is 90 to 110 Lt; / RTI >
상기 제 2 영역의 상부에서 상측으로 돌출되어 유동방향 제어댐이 형성되고, 상기 유동방향 제어댐은 상기 제 1 영역과 상기 전극봉의 사이에 위치하도록 형성될 수 있다. The flow direction control dam may protrude upward from the upper portion of the second region to form a flow direction control dam, and the flow direction control dam may be formed to be positioned between the first region and the electrode.
상기 용기의 높이에 대한 상기 유동방향 제어댐의 높이의 비는 0.040배이고, 상기 용기의 바닥면에서 상기 전극봉까지의 높이에 대한 상기 유동방향 제어댐의 높이의 비는 0.044배일 수 있다. The ratio of the height of the flow direction control dam to the height of the vessel is 0.040 times and the ratio of the height of the flow direction control dam to the height from the bottom surface of the vessel to the electrode can be 0.044 times.
상기 용기의 내부에는 용탕이 저장되고, 상기 가스 주입기는 상기 용탕의 내부로 가스를 취입하고, 상기 가스는 상기 슬롯을 통과하고, 상기 제 2 영역의 상측으로 돌출된 상기 유동 방항 제어 댐의 측면을 따라 상기 제 1 영역의 상측으로 유도되고, 상기 가스는 상기 용탕의 상부면에 도달하여 나탕면을 형성하고, 상기 용탕의 나탕면은 상기 전극봉의 하단에서 이격되어 위치할 수 있다.
Wherein the molten metal is stored in the container and the gas injector blows gas into the molten metal, the gas passes through the slot, and the side of the flow control dam protruded upward from the second region And the gas reaches the upper surface of the molten metal to form a bath surface, and the molten bath surface of the molten metal may be positioned apart from the lower end of the electrode.
본 발명의 실시 형태에 따르면 피처리물에 취입되는 교반 가스의 유동방향을 작업자가 요구하는 방향으로 용이하게 제어할 수 있는 가스 주입기를 얻을 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to obtain a gas injector capable of easily controlling the flow direction of the stirring gas blown into the object to be processed in a direction required by the operator.
또한, 이러한 장치는 각종 설비에 장착되어 설비의 피처리물로의 가스 취입 조업에서 교반 가스의 유동방향을 제어한다. 예를 들어, 취입되는 교반 가스는 가스 주입기에 의해 설비에서 교반가스와의 접촉에 취약한 부분을 향하지 않도록 취입된다.Further, such a device is installed in various facilities and controls the flow direction of the agitating gas in the gas blowing operation to the object to be treated of the facility. For example, the introduced stirring gas is blown by the gas injector such that it does not face a portion vulnerable to contact with the stirring gas in the equipment.
이로부터 각종 설비의 조업 효율을 향상시키고 조업 소음을 저감시킬 수 있다.From this, it is possible to improve the operation efficiency of various facilities and reduce operating noise.
예를 들어 제강공정에서 용탕의 정련에 사용되는 래들 퍼니스에 사용되는 경우, 가스 주입기는 래들의 바닥면에 장착되고, 래들 내부에 저장된 용탕에 가스를 취입할 수 있다. 이때, 취입 가스에 의해 용탕의 상부면에는 나탕면이 형성되고, 형성되는 나탕면은 가스 주입기에 구비된 유동방향 제어댐 및 슬롯의 배치에 의해 래들에 구비된 전극봉의 단부에서 이격되어 형성된다. 즉, 종래의 포러스 플러그에 의해 전극봉 단부에 근접하여 형성되는 나탕면의 형성 위치를 본 발명의 실시 형태에 의해 전극봉의 단부에서 이격시킬 수 있다. 따라서, 나탕면의 형성에 의해 발생되는 종래의 설비에서의 조업 효율 저하 및 소음 증가를 억제 혹은 방지할 수 있다. 또한, 나탕면을 이격시키기 위해 가스 주입기의 설치 위치를 래들의 벽체에 근접하도록 변경하지 않으므로 가스 주입기로부터 주입되는 교반 가스에 의해 래들의 벽체가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 따라서 이에 따라 용탕 정련 과정에서 발생하는 추가적인 비용을 절감할 수 있다.
For example, when used in a ladle furnace used for refining a melt in a steelmaking process, the gas injector can be mounted on the bottom surface of the ladle and can blow gas into the melt stored inside the ladle. At this time, the molten metal surface is formed on the upper surface of the molten metal by the blowing gas, and the molten metal surface is formed apart from the end of the electrode rod provided in the ladle by the arrangement of the flow direction control dam and the slot provided in the gas injector. In other words, the formation position of the water bath surface formed near the electrode rod end by the conventional porous plug can be separated from the end of the electrode rod according to the embodiment of the present invention. Therefore, it is possible to suppress or prevent a reduction in operating efficiency and an increase in noise in a conventional facility caused by the formation of the bath surface. Further, since the installation position of the gas injector is not changed to be close to the ladle wall to separate the bath surface, the wall of the ladle can be prevented from being damaged by the stirring gas injected from the gas injector. Accordingly, the additional cost of the molten metal refining process can be reduced.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 주입기가 장착된 용탕 처리 장치의 개략도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 주입기의 개략도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 주입기의 부분도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a schematic view of a melt processing apparatus equipped with a gas injector according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic diagram of a gas injector according to an embodiment of the present invention.
3 is a partial view of a gas injector according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in various forms. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 주입기가 장착된 용탕 처리 장치의 개략도 이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 가스 주입기의 개략도 이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 가스 주입기의 부분을 도시한 평면도 이다.FIG. 2 is a schematic view of a gas injector according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a schematic view of a gas injector according to an embodiment of the present invention. Fig.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 가스 주입기(100)가 장착된 용탕 처리 장치(200)는 내화물벽을 구비하고, 저장 공간을 형성하며, 상부가 개방되는 용기(210), 상하방향으로 연장되고, 적어도 일부가 용기(210)의 내부에 위치하는 전극봉(220) 및 용기(210)의 하부를 관통하여 적어도 하나 이상 장착되고, 길이방향으로 관통하는 복수의 슬롯(111)이 형성되는 블록(110)을 구비하는 가스 주입기(100)를 포함한다.1 to 3, a
가스 주입기(100) 예컨대 포러스(porous plug)는 슬롯(111)을 구비하는 블록(110), 블록(110)의 상부에서 상측으로 돌출 형성되는 유동방향 제어댐(120) 및 슬롯(111)과 연통하도록 연결되어 슬롯(111)의 내부에 가스를 공급 가능한 배관(130), 블록(110)의 측면을 감싸 형성되고, 유동방향 제어댐(120)에 접촉하여 이를 지지하는 지지블록(140)을 포함한다.A
블록(110)은 상하방향으로 연장되어 소정 길이를 형성하고, 내부에 가스가 이동할 수 있는 슬롯(111)이 형성된다. 블록(110)의 형상은 특별히 한정되지 않고, 내부에 슬롯(111)이 형성될 수 있는 다양한 형상으로 구현될 수 있다. 본 실시 예에서는 블록(110)은 길이방향의 중심축을 중심으로 대칭하는 회전체의 형상을 가지고, 이에 블록의 단면은 원형으로 형성된다. (도 3 참조) 블록(110)은 외측에서 내측으로 블록(110)의 외측면을 둘러싸는 외피(113) 예컨대 소성연와, 외피(113)의 내부에 주입되는 내화물부(112) 예컨대 치밀형 캐스터블 내화물 (castable refractory) 및 내화물부(112)의 내측에 형성되는 슬롯(111)이 위치한다. 블록(110)의 단면을 기준으로 볼 때, 각각의 슬롯(111)이 형성하는 면적 및 형상은 특별히 한정되지 않는다. 슬롯(111)은 용탕 처리 장치(200)을 포함하는 다양한 피처리물 처리 용기에 가스 주입기(100)가 장착되고, 피처리물에 가스를 취입할 때 요구되는 취입 가스 압력 및 취입 유량을 포함하는 조업 환경에 대응하는 형상 및 면적을 가질 수 있다.The
블록(110)은 슬롯(111)이 형성되는 제 1 영역(S1) 및 제 1 영역(S1)을 제외하는 제 2 영역(S2)으로 구분된다. 즉 블록(110)에 형성되는 슬롯은 블록(110)의 제 1 영역(S1)에만 배치된다. (도 3 참조) 이로 인해 블록(110)과 후술하는 용탕 처리 장치(200)의 용기(210)의 상대적인 위치에 의하여 블록(110)을 포함하는 가스 주입기(100)는 가스의 취입 방향을 작업자가 요구하는 방향으로 용이하게 제어할 수 있다. 제 1 영역(S1)과 제 2 영역(S2)은 블록(110)의 중심축과 블록(110)의 외주변의 적어도 2 점을 각각 연결하는 영역선들에 의하여 구분된다. 예를 들어 본 실시 예에서는 블록(110)의 상부면의 형상을 봤을 때, 블록(110) 상부면의 중심위치에서 외측으로 가상의 영역선이 형성되고, 형성된 가상의 영역선과 블록(110) 상부면의 외주변을 연결하여 제 2 영역(S2)이 형성된다. 제 2 영역선(S2)을 내측으로 가지는 영역선들 사이의 내각(θ)은 90°내지 110°의 범위를 가질 수 있다. 이와 같이 블록(110)의 상부면은 슬롯(111)이 형성되는 영역과 슬롯(111)이 형성되지 않는 영역으로 구분되고 두 영역은 소정의 면적 비를 가질 수 있다. 두 영역이 가지는 면적 비는 가스 주입기(100)가 장착되는 용탕 처리 장치(200)가 적용되는 조업에서 요구되는 조업 환경 예컨대 취입 가스의 유량에 대응하여 면적 비가 형성된다. 본 실시 예에서는 블록(110) 상부면 전체 단면적에 대한 제 2 영역(S2)의 단면적의 비는 0.250배 내지 0.306배의 범위를 가질 수 있다.The
유동방향 제어댐(120)은 제 2 영역(S2)의 적어도 가장자리 영역을 커버하는 크기로 형성될 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 유동방향 제어댐(120)의 좌우측에 위치한 양단이 제 1 영역과 제 2 영역을 구분하는 영역선들 사이의 면적을 커버하도록 크기가 형성된다. 본 발명의 실시 예에서는 유동방향 제어댐(120)은 블록(110)의 중심축으로부터 소정 거리 이격되어 형성된다. 하지만 유동방향 제어댐(120)은 이에 한정되지 않고, 블록(110)의 상부면에 형성되는 제 2 영역(S2)의 전체의 면적(도 3 참조)을 커버하는 크기로 형성될 수 있다. 이에 본 발명이 제공하는 가스 주입기(100)는 용기(210)에 장착된 후 가스 취입 과정에서 가스 취입기(100)의 상측으로 유동하는 취입가스의 유동방향을 조업자가 원하는 방향으로 용이하게 유도 가능하다. 유동방향 제어댐(120)의 높이는 후술하는 용기(210) 및 용기에 저장되는 피처리물 예컨대 용탕(10)의 저장높이에 대응하여 형성된다. 본 실시 예에서는 용기(210)는 약 5000㎜의 높이를 형성하고, 용탕(10)은 용기에 저장되어 그 상부면이 용기(210)의 바닥면으로부터 약 4500㎜의 높이를 형성한다. 이에 대응하여 유동방향 제어댐(120)의 높이는 200㎜ 이상의 높이로 형성되는 것이 좋다.The flow
슬롯(111)과 연통하도록 블록(110)에 연결되는 배관(130) 및 이의 연결 방식은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 가스 주입기(100)에는 용강 후처리 설비 예컨대 래들 퍼니스(Ladle furnace)설비에 장착되는 포러스 플러그(Porous plug)에 연결되어 가스를 공급하는 일반적인 배관 및 이의 연결 방식이 사용될 수 있다.The piping 130 connected to the
지지블록(140)은 블록(110)의 측면에서 외측으로 연장되어 소정 두께를 가지는 형상으로 형성되고, 이에 블록(110) 및 블록(110)의 상부면에 위치하는 유동방향 제어댐(120)을 지지할 수 있다. 지지블록(130)의 재질은 블록(110)의 외피(113)의 재질을 포함하는 재질로 형성될 수 있다.The
본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서, 용기(210) 및 전극봉(220)은 일반적인 래들 퍼니스 설비에 사용되는 래들 및 아크 전극봉일 수 있다. 또한, 이에 한정하지 않고 내화물로 내벽이 구성되는 다양한 용기 및 용기에 저장되는 용융물에 사용 가능한 전극봉을 구비하는 설비에도 적용될 수 있다. 따라서, 용기(210) 및 전극봉(220)은 본 발명에서 특정 구성을 제한할 필요가 없고, 또한, 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 그 설명을 생략한다. In explaining an embodiment of the present invention, the
하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 용탕 처리 장치의 구성 및 동작을 설명한다.The construction and operation of the melt processing apparatus according to the embodiment of the present invention will be described below.
가스 주입기(100)는 용기(210)의 하부를 관통하여 유동방향 제어댐(120)이 장착된 블록(110)의 상부면이 용기(210)의 내부에 위치하도록 장착되고, 작업자의 필요에 의해 용기(210)에 적어도 하나 이상 장착된다. 이때, 가스 주입기(100)의 블록(110)은 용기(210)의 바닥면과 블록(110)의 상부면이 동일면 상에 위치되도록 블록(110)의 높이가 형성된다. 또한, 블록(110)은 블록(110)의 중심축에 대하여 전극봉(220)을 향하는 방향에 블록(110)의 제 2 영역(S2)이 위치하도록 장착된다. 장착되는 블록(110)의 상부면에 위치하는 유동방향 제어댐(120)은 상술한 바와 같이 제 2 영역(S2)의 위치를 작업자가 요구하는 방향으로 하여 장착되는 블록(110)에 의해 제 1 영역(S1)과 전극봉(220)을 연결하는 연직선 상에 위치할 수 있다. 이에 유동방향 제어댐(120)은 슬롯(110)을 통과하여 용기(210)의 내부로 공급 가능한 가스의 유동방향이 전극봉(220)을 향하지 않도록 가스의 경로를 유도할 수 있다.The
가스 주입기(100)가 장착된 용기(210)의 내부에 용탕이 저장되고, 가스 주입기(100)는 용탕(10)의 내부로 가스를 취입한다. 이때, 취입되는 가스는 질소(N2) 및 아르곤(Ar)을 포함하는 불활성 가스일 수 있다. 배관(130)을 통하여 슬롯(111)으로 공급되는 가스는 슬롯(111)을 통과하고, 제 2 영역(S2)의 상측으로 돌출된 유동방향 제어댐(120)의 측면을 따라 제 1 영역의 상측으로 유도된다. 가스는 용탕(10)의 상부면에 도달하고, 교반력에 의해 용탕(10)의 상부면에 형성된 슬래그층을 밀어내고 이에 나탕면을 형성한다. 이때, 나탕면은 용기(210)의 전극봉(220)의 하부에서 이격되어 용탕(10)의 상부면에 형성된다. 여기서 나탕면(10)은 슬래그가 제거된 용탕(10)의 상부면이다. 종래의 래들 퍼니스를 사용한 조업에서와 같이 나탕면(10)이 전극봉(220)의 하부에 위치하면 전극봉(220)은 부도체인 슬래그와의 접촉이 해제되고, 용탕(10)에 접촉할 수 있다. 용탕(10)에 접촉하는 전극봉(220)은 그 조업 효율이 저감되고, 소음이 증가한다. 이에 비교하여 본 발명에서의 용탕 처리 장치(200)을 이용한 조업에서는 용탕(10)이 전극봉(220)의 하부에서 이격되어 형성될 수 있다. 따라서 종래에 비하여 효율이 증가하고, 소음이 감소할 수 있다. 또한, 유동방향 제어댐(120) 및 슬롯(111)의 형성 위치에 의해 가스의 유동방향을 제어하여 별도로 가스 주입기를 용기(210)의 벽측을 향하여 이동 장착되지 않는다. 용기(210)의 벽측에 형성된 내화물을 용탕(10)에 주입되어 교반력을 가지는 가스로부터 이격 시킬수 있어 벽측의 내화물부를 가스와 접촉에 의한 손상으로부터 보호할 수 있다. 또한, 이에 따른 용탕 처리 설비 전체의 설비 수명을 향상시킬 수 있다.
The molten metal is stored in the
전술한 바와 같이 형성되는 가스 주입기(100) 및 이를 구비하는 용탕 처리 장치(200)는 본 실시 예에서 그 형상 및 치수가 각각 연관을 가지고 형성된다. 또한, 가스 주입기(100)가 장착되는 용탕 처리 장치(200)의 형상 및 치수에 가스 주입기(100)의 각 구송 요소의 형상 및 크기가 연관성을 가질 수 있다.The
본 실시 예에서는 가스 주입기(100) 및 용탕 처리 장치(200)는 다음과 같은 치수를 가지고 형성될 수 있다.In this embodiment, the
가스 주입기(100)의 크기는 가스 주입기(100)가 장착되는 용기(210)의 크기 및 이에 주입되는 용탕(10)의 장입량(약 330 ton)에 대응한다. 또한, 가스 주입기(100)의 블록(110)의 상부면(S0: S1,S2)의 크기는 용탕(10)에 취입되는 가스의 취입유량(약 184(Nℓ/Min) 및 취입 압력(약 20kg/㎠)을 충족시킬 수 있는 크기를 가진다. 예를 들어, 블록(110)의 상부면(S0)은 약 150㎜ 이상의 직경을 가지는 크기로 형성 가능하다. 블록(110)의 높이(L0)는 용기(210)의 내측으로 형성되는 내화물벽의 형성 두게에 대응하여 약 450㎜ 이상의 높이를 가질 수 있다. 유동방향 제어댐(120)의 높이(L1)는 약 200㎜ 이상의 높이(L1)를 가질 수 있다. 이를 용기(210)의 높이(H0)(약 5000㎜)에 비교하면, 유동방향 제어댐(120)은 용기(210) 높이(H0)의 0.040배를 가진다. 또한, 용기(210)에 저장되는 용탕(10)은 상부면의 높이(H1) 약 4500㎜의 높이이다. 이에 대응하여 전극봉(220)의 단부의 높이도 용탕(10)의 상부면과 동일 면상에 위치한다. 따라서, 용기(210)에 장착되는 전극봉(220)의 높이에 대하여 유동방향 제어댐(120)은 0.044배의 높이를 가진다. 용기(210)의 바닥면의 내경(D0)(약 4500㎜)에 대하여 바닥면의 중심에서 가스 주입기(100)까지의 거리(D1)의 비는 0.333 배이고, 전극봉(220)에서 가스 주입기(100)까지의 수평거리의 비는 0.233 배로 형성되는 것이 좋다. 이과 같은 치수를 가지는 가스 주입기(100)는 상기에 명시된 치수에 한정되지 않고, 다양한 피처리물 용기에서 요구되는 치수가 적용될 수 있다.
The size of the
본 발명의 상기 실시 예는 용탕 처리 장치의 경우가 예시되었으나, 이외의 다양한 설비의 조업 중 요구되는 피처리물 가스 취입 과정에도 적용될 수 있다. 한편, 본 발명의 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명이 해당하는 기술분야에서의 업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
Although the embodiment of the present invention has been described for the case of the molten metal treatment apparatus, the present invention can be applied to a process for injecting a substance to be treated which is required during operation of various facilities. It should be noted, however, that the above-described embodiments of the present invention are for the purpose of explanation and not for the purpose of limitation. It is to be understood that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.
100: 가스 주입기 110: 블록
111: 슬롯 120: 유동방향 제어댐
200: 용탕 처리 장치100: gas injector 110: block
111: Slot 120: Flow direction control dam
200: Melting device
Claims (13)
상기 블록의 상부에서 상측으로 돌출 형성되는 유동방향 제어댐; 및
상기 슬롯과 연통하도록 연결되어 상기 슬롯의 내부에 가스를 공급 가능한 배관을 포함하며,
상기 블록은 제 1 영역 및 상기 제 1 영역을 제외한 제 2 영역으로 구분되고, 상기 슬롯은 제 1 영역에만 배치되며,
상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역은 상기 블록을 길이방향으로 관통하는 중심축과 상기 블록의 외주변의 적어도 2 점을 각각 연결하는 영역선들에 의하여 구분되며,
상기 제 2 영역을 내측으로 가지는 상기 영역선들 사이의 내각은 90°내지 110° 범위인 가스 주입기.
A block having a plurality of slots penetrating in a vertical direction;
A flow direction control dam protruding upward from an upper portion of the block; And
And a pipe connected to the slot to supply gas into the slot,
Wherein the block is divided into a first area and a second area excluding the first area, the slot is disposed only in the first area,
Wherein the first area and the second area are divided into a central axis passing through the block in the longitudinal direction and area lines connecting at least two points of the outer periphery of the block,
Wherein the internal angle between the area lines having the second area inward is in the range of 90 to 110 degrees.
상기 블록 상부면의 전체 단면적에 대한 상기 제 2 영역 상부면의 단면적의 비는 0.250배 내지 0.306배의 범위를 가지는 가스 주입기.
The method according to claim 1,
Wherein the ratio of the cross-sectional area of the top surface of the second region to the total cross-sectional area of the block top surface ranges from 0.250 times to 0.306 times.
상기 블록의 높이에 대한 상기 유동방향 제어댐의 높이의 비는 0.444배 이상의 높이를 가지고,
상기 유동방향 제어댐은 상기 제 2 영역의 적어도 가장자리 영역을 커버하는 크기로 형성되는 가스 주입기.
The method according to claim 1 or 5,
The ratio of the height of the flow direction control dam to the height of the block has a height of 0.444 times or more,
Wherein the flow direction control dam is sized to cover at least an edge region of the second region.
상하방향으로 연장되고, 적어도 일부가 상기 용기의 내부에 위치하는 전극봉; 및
상기 용기의 하부를 관통하여 적어도 하나 이상 장착되고, 길이방향으로 관통하는 복수의 슬롯이 형성되는 블록을 구비하며, 상기 블록은 제 1 영역과 제 2 영역으로 구분되며, 상기 복수의 슬롯은 제 1 영역에만 배치되고, 상기 제 1 영역 및 상기 제 2 영역은 상기 블록을 길이방향으로 관통하는 중심축과 상기 블록의 외주변의 적어도 2 점을 각각 연결하는 영역선들에 의하여 구분되는 가스 주입기를 포함하고,
상기 영역선들 사이의 내각은 90°내지 110° 범위인 용탕 처리 장치.
A container having a refractory wall, forming a storage space, and having an open top;
An electrode rod extending in the vertical direction and at least a part of which is positioned inside the container; And
And a block having at least one slot which is inserted through at least one lower portion of the container and through which the slot is passed in the longitudinal direction, wherein the block is divided into a first area and a second area, Wherein the first region and the second region include a gas injector divided into a central axis passing through the block in the longitudinal direction and area lines connecting at least two points of the outer periphery of the block, ,
Wherein an internal angle between the area lines is in a range of 90 to 110 degrees.
상기 블록은 상기 용기의 바닥면과 상기 블록의 상부면이 동일면상에 위치되도록 상기 블록의 높이가 형성되는 용탕 처리 장치.
The method of claim 7,
Wherein the block is formed with a height of the block so that the bottom surface of the container and the top surface of the block are located on the same plane.
상기 블록은 상기 블록을 길이방향으로 관통하는 중심축에 대하여 상기 전극봉을 향하는 방향에 상기 제 2 영역이 위치하도록 장착되는 용탕 처리 장치.
The method of claim 7,
Wherein the block is mounted such that the second region is positioned in a direction toward the electrode bar with respect to a central axis penetrating the block in the longitudinal direction.
상기 제 2 영역의 상부에서 상측으로 돌출되어 유동방향 제어댐이 형성되고,
상기 유동방향 제어댐은 상기 제 1 영역과 상기 전극봉의 사이에 위치하도록 형성되는 용탕 처리 장치.
The method of claim 7,
A flow direction control dam protruding upward from an upper portion of the second region,
Wherein the flow direction control dam is formed to be positioned between the first region and the electrode.
상기 용기의 높이에 대한 상기 유동방향 제어댐의 높이의 비는 0.040배이고,
상기 용기의 바닥면에서 상기 전극봉까지의 높이에 대한 상기 유동방향 제어댐의 높이의 비는 0.044배인 용탕 처리 장치.
The method of claim 11,
The ratio of the height of the flow direction control dam to the height of the vessel is 0.040 times,
Wherein the ratio of the height of the flow direction control dam to the height from the bottom surface of the vessel to the electrode is 0.044 time.
상기 용기의 내부에는 용탕이 저장되고,
상기 가스 주입기는 상기 용탕의 내부로 가스를 취입하고,
상기 가스는 상기 슬롯을 통과하고, 상기 제 2 영역의 상측으로 돌출된 상기 유동 방항 제어 댐의 측면을 따라 상기 제 1 영역의 상측으로 유도되고,
상기 가스는 상기 용탕의 상부면에 도달하여 나탕면을 형성하고,
상기 용탕의 나탕면은 상기 전극봉의 하단에서 이격되어 위치하는 용탕 처리 장치.
The method according to any one of claims 7 to 9, claim 11 and claim 12,
A molten metal is stored in the container,
The gas injector blows gas into the molten metal,
The gas passes through the slot and is guided to the upper side of the first region along the side of the flow control dam projected upward of the second region,
The gas reaches the upper surface of the molten metal to form a bath surface,
Wherein the molten bath surface of the molten metal is spaced apart from the lower end of the electrode.
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