KR101502424B1 - 전로의 용강 이송용 장치 - Google Patents

전로의 용강 이송용 장치 Download PDF

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KR101502424B1
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Abstract

본 발명은 전로의 용강 이송용 장치를 개시한다. 개시된 본 발명에 따른 전로의 용강 이송용 장치는, 전로의 출강구 하부에 상단부 일측이 회전 가능하게 결합된 스윙 바디와, 상기 전로와 대향하는 상기 스윙 바디의 외측면에 고정되며 내부에 용강이 통과하는 홀을 구비한 스윙 롱노즐과, 상기 전로와 마주하는 상기 스윙 바디의 내측면에 설치된 퓸관을 포함한다.

Description

전로의 용강 이송용 장치{Apparatus for transferring molten steel in converter}
본 발명은 전로에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전로로부터 출강되는 용강의 온도저하 및 공기중의 질소 흡질을 방지할 수 있는 전로의 용강 이송용 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 고로에서 출선된 용선은 탄소(C) 함유량이 많고, 상당량의 인(P), 유황(S) 및 규소(Si)와 같은 불순물을 함유하고 있기 때문에, 그 자체로는 경도가 높고 취약한 성질을 갖게 된다. 따라서, 잘 늘어나면서 강인한 강으로 만들기 위해서는 용선을 다시 정련하여 탄소(C)의 양을 줄이고 유해한 불순물을 제거하여야 한다.
이에, 제강 공정에서는 전로에 용선을 투입한 후, 순수한 산소를 불어넣어 용선 중의 탄소, 인, 유황 및 규소 등의 불순물을 산화시켜 제거하는 취련 과정을 진행하며, 취련 과정을 거쳐 정련된 용강은 수강대차에 탑재된 수강래들에 담아서 2차 정련 과정을 거치도록 하고 있다.
정련된 용강의 출강 작업을 좀더 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이, 전로(10)의 하부에 수강래들(30)이 탑재된 수강대차(20)를 배치시킨 상태에서, 전로(10)를 그의 일측에 설치되어 있는 출강구(도시안됨)를 통하여 용강(40)이 토출될 수 있도록 상기 출강구가 설치되어진 방향으로 서서히 경동시키게 되면, 용강(40)이 출강구로 토출되면서 수강래들(30)의 내부로 낙하되어 자연스럽게 용강(40)의 수강래들(30) 내부로의 수강작업이 이루어지게 된다.
이후, 전로(10) 내부에 있는 용강(40)이 완전히 출강구를 통하여 토출되면, 전로(10)를 출강구 반대 방향으로 기울여 직립 상태로 만듦으로써, 다음 취련 작업이 진행되도록 준비하게 된다.
여기서, 전로의 구조와 취련 작업의 특성 때문에, 출강구는 전로의 일측 상부에 위치해 있고, 전로가 출강 작업 등을 위해 일정 각도이상 회전을 해야 출강 작업이 가능하기 때문에, 전로는 취련 작업 등으로 직립되어 있을 때를 제외하고는 전로와 수강래들이 마주보는 부분에 일정높이의 공간이 존재하게 된다.
그런데, 이러한 공간으로 인하여, 도 1에 도시된 바와 같이, 전로(10)의 출강구를 통해 출강중인 용강(40)이, 수강래들(30)의 내부로 낙하될 때, 대기중에 노출되면서 주변의 차가운 공기층(A)에 의해 전로(10)의 출강구를 통하여 토출되어질 때보다 수강래들(30) 내부로 낙하되어 수강이 완료될 때의 온도가 현저하게 낮아지는 현상이 발생되고 있고, 이러한 현상은 겨울에 더욱 심하여 계절적인 요인에 많은 영향을 받는 것으로 확인이 되고 있다. 도 1에서, 미설명된 도면부호 50은 용강(40)이 수강래들(30) 내부로 낙하되면서, 동시에 수강래들(30)에 합금철을 투입하여 교반을 실시함에 따라 발생하는 퓸(fume)을 나타낸다.
이 결과, 후속 공정인 2차 정련 공정에서 또다시 산소 취입을 통한 승온 작업을 진행해야 하므로, 용강 속의 비금속 개재물 등에 의한 용강의 품질 악화가 유발되고 있으며, 출강 작업시에 토출되는 용강이 대기중으로 노출되면서 대기중의 질소(N)가 용강에 흡질되어 수요자가 요구하는 용강의 품질 기준을 충족시키지 못하는 문제가 유발되고 있다.
또한, 용강이 수강래들 내부로 낙하되면서 발생하는 퓸으로 인해 작업자가 출강 작업장에서 수강래들 내부의 용강 탕면의 높이를 확인하지 못함으로써, 출강 량이 많아서 수강래들 상부로 용강이 넘치는 현상이나, 반대로, 용강 량이 적어서 후속하는 2차 정련 공정에 부하를 가중시키는 등의 문제가 유발되고 있다.
본 발명은 전로의 출강구로부터 출강되는 용강의 온도저하 및 공기중의 질소 흡질을 방지할 수 있는 전로의 용강 이송용 장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 출강되는 용강의 품질 기준을 총족시키면서 출강 량을 적절하게 제어할 수 있는 전로의 용강 이송용 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 전로의 용강 이송용 장치는, 전로의 출강구로부터 토출되는 용강을 수강대차에 탑재된 수강래들의 내부로 이송하기 위한 전로의 용강 이송용 장치로서, 상기 전로의 출강구 하부에 상단부 일측이 회전 가능하게 결합된 스윙 바디; 상기 전로와 대향하는 상기 스윙 바디의 외측면에 고정되며, 내부에 용강이 통과하는 홀을 구비한 스윙 롱노즐; 및 상기 전로와 마주하는 상기 스윙 바디의 내측면에 설치된 퓸관;를 포함한다.
상기 스윙 바디는 상기 전로에 결합된 그의 상단부 일측 부분에 설치된 회전축을 포함할 수 있다.
상기 전로는 상기 스윙 바디의 회전축을 지지하도록 설치된 고정부재를 포함할 수 있다.
상기 스윙 바디는 상기 스윙 롱노즐을 고정하도록 그의 외측면에 설치된 스윙 롱노즐 고정부를 포함할 수 있다.
상기 스윙 바디는 상기 스윙 롱노즐과 마주하는 그의 외측부에는 내화물이 시공되고, 상기 퓸관과 마주하는 그의 내측부에는 냉각수 순환 홀을 구비할 수 있다.
상기 스윙 롱노즐은 내화물로 이루어질 수 있다.
상기 스윙 롱노즐에 구비된 홀은 상기 전로의 출강구 내경 보다 1.5∼2.5배 큰 내경을 가질 수 있다.
상기 스윙 롱노즐은 상기 스윙 바디의 외측면에 상시 교환 가능하도록 고정될 수 있다.
상기 퓸관은 내화물로 이루어질 수 있다.
상기 퓸관은 그의 하단부가 오픈된 구조를 가질 수 있다.
본 발명에 따른 전로의 용강 이송용 장치는, 상기 퓸관의 내부 상측부에 설치된 에어펌프를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전로의 용강 이송용 장치는, 상기 전로의 출강구 상부 일측에 설치된 스윙 롱노즐 보호 커버를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전로의 출강부 아랫부분에 상기 출강구로부터 토출되는 용강이 대기중에 노출되지 않는 상태로 수강래들에 담겨지도록 하는 용강 이송용 장치를 장착함으로써 전로의 출강구로부터 출강되는 용강의 온도저하 및 공기중의 질소 흡질을 방지할 수 있으며, 이에 따라, 본 발명은 출강되는 용강의 품질 기준을 총족시키면서 출강 량을 적절하게 제어할 수 있다.
도 1은 종래의 용강 출강 작업을 설명하기 위한 사시도이다.
도 2 내지 도 5는 본 발명에 따른 전로의 용강 이송용 장치를 설명하기 위한 도면들이다.
도 6은 본 발명에 따른 용강 이송용 장치를 이용한 용강 출강 작업을 설명하기 위한 블럭도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 전로의 용강 이송용 장치를 설명하기 위한 도면들로서, 도 2는 본 발명에 따른 전로의 용강 이송용 장치가 직립 상태의 전로에 결합된 상태를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 전로의 용강 이송용 장치의 확대도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 전로의 용강 이송용 장치(200)는, 스윙 바디(210)와, 상기 스윙 바디(210)의 외측면(210a) 및 내측면(210b) 각각에 설치된 스윙 롱노즐(220) 및 퓸관(230)을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 전로의 용강 이송용 장치(200)는 퓸관(230)의 상측부에 설치된 에어펌프(240)를 더 포함한다.
스윙 바디(210)는 전로(100)의 출강구(102) 하부에 그의 상단부 일측면이 회전 가능하게 결합된다. 이를 위해, 스윙 바디(210)는 그의 상단부 일측면에 회전축(212)이 설치되며, 전로(100)의 출강구(102) 바로 아랫부분에는 회전축(212)을 지지할 수 있는 고정부재(104)가 설치된다. 따라서, 스윙 바디(210)는 그의 회전축(212)이 고정부재(104)에 결합되는 것에 의해 전로(100)의 출강부(102) 하부에 일정 각도 범위에서 회전 가능하게 결합된다.
이러한 스윙 바디(210)는 스윙 롱노즐(220)과 마주하는 그의 외측면(210a) 내부에 내화물(214)이 시공되고, 퓸관(230)과 마주하는 그의 내측면(210b) 내부에 냉각수 순환 홀(216)을 구비한 구조를 가질 수 있다. 또한, 스윙 바디(210)는 스윙 롱노즐(220)이 자동체결되도록 그의 외측면(210a)에 설치된 스윙 롱노즐 고정부(218)를 포함한다.
스윙 롱노즐(220)은 전로(100)의 출강구(102)로부터 토출되는 용강을 대기중에 노출됨이 없이 수강래들 내부로 이송하기 위한 수단으로서, 내화물로 이루어지며, 내부에 용강이 통과할 수 있는 홀(222)을 구비한다. 스윙 롱노즐(220)의 상단부는 용강의 홀(222)의 통과가 용이할 수 있도록, 예컨대, 스윙 바디(210)와 마주하는 좌측이 이에 대향하는 우측보다 낮게 위치하는 사선의 단면을 갖는다.
이러한 스윙 롱노즐(220)은 스윙 바디(210)의 외측면(210a)에 설치된 스윙 롱노즐 고정부(218)에 상시 교환 가능하도록 고정된다. 예컨대, 스윙 롱노즐(220)은, 교환이 필요할 때, 지게차를 이용하여 교환할 수 있게 하는 구조를 갖는다. 스윙 롱노즐(220)의 홀(222)의 내경(d2)은 전로(100)의 출강구(102)로부터 토출되는 용강이 스윙 롱노즐(220)의 외부로 흘러나가지 않도록 전로(100)의 출강구(102) 내경(d1) 보다 1.5∼2.5배, 바람직하게, 2배 큰 내경을 갖는다.
퓸관(230)은 용강 출강시에 발생되는 퓸을 신속하게 제거하기 위한 수단으로서, 스윙 바디(210)의 내측면(210b)에 설치된다. 이러한 퓸관(230)은 외측이 내화물로 시공되어 용강의 열기에 견딜 수 있도록 설계되어 있다. 퓸관(230)의 하단부는 오픈된 구조를 가지며, 특히, 오픈된 하단부는 다른 부분 보다 그 폭을 갖는다.
에어펌프(232)는 퓸관(230)의 내부 상측부에 설치되며, 전로 설비에서 공급되는 에어를 에너지원으로 이용하여 동작해서 퓸을 신속하게 외부로 배출하는 기능을 한다.
한편, 본 발명에 따른 전로의 용강 이송용 장치(200)는 전로(100)의 출강구(102) 상부에 설치된 스윙 롱노즐 보호 커버(240)를 더 포함할 수 있다. 이러한 스윙 롱노즐 보호 커버(240)는, 전로(100)의 경동에 따라 스윙 바디(210)가 회전함에 있어서, 스윙 바디(210)의 과도한 회전으로 인해 전로(100)의 출강구(102)로부터 토출되는 용강이 스윙 롱노즐(220)의 홀(222)을 통과하지 않고 옆으로 세는 불량을 방지하기 위해 설치되는 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 스윙 롱노즐 보호 커버(240)에 의해 스윙 바디(210)의 과도한 회전이 억제되며, 그래서, 전로(100)의 출강구(102)로부터 토출되는 용강이 정확하게 스윙 롱노즐(220)의 홀(222)을 통과하여 수강대차의 수강래들에 담겨질 수 있게 된다.
이하에서는 본 발명에 따른 전로의 용강 이송용 장치의 동작 및 이를 이용한 용강 출강 작업을 도 2, 도 4, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.
도 2 및 도 6을 참조하면, 전로(100)의 취련 작업이 실시되거나, 또는, 취련 작업이 완료되어 용강의 출강 준비가 완료될 때까지 전로(100)는 직립 상태를 유지하며, 스윙 바디(210)와 스윙 롱노즐(220) 및 퓸관(230)을 포함하는 본 발명에 따른 전로의 용강 이송용 장치(100)는 마치 전로(100)의 일측면, 예컨대, 전로(100)의 우측면에 부착되어 있는 상태로 위치하게 된다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 전로 취련이 완료되고, 용강의 출강준비가 완료되면, 전로(100)의 하부에 수강대차(300)의 이동을 통해 그의 상면에 탑재된 수강래들(310)이 위치하게 되며, 이어서, 용강을 전로(100)의 출강구(102)를 통해 토출하기 위해서 전로(110) 경동 및 스윙 바디(210)의 회전이 개시된다.(ST10)
구체적으로, 전로(100)가 그의 출강구(102) 방향으로 서서히 경동하게 되면, 스윙 롱노즐(220)이 장착된 스윙 바디(210)는 자중에 의해 전로(100)가 경동되는 각도만큼 기울어지게 된다. 즉, 스윙 롱노즐(220)이 장착된 스윙 바디(210)는 자중에 의해 지면에 대해서 수직의 각도를 유지하게 되며, 이에 따라, 전로(100)와 스윙 바디(210)는 일정 각도로 벌어지게 된다.
한편, 본 발명에 따른 전로의 용강 이송용 장치(200)에서의 스윙 바디(210)는 그의 상단부 일측에 설치된 회전축(212)이 전로(100)에 설치된 고정부재(104)에 지지되어 있기 때문에, 전로(100)가 경동하면, 자동적으로 스윙 바디(210)도 회전하게 되고, 이는 전로(100)의 복귀시에도 마찬가지로 이루어진다. 따라서, 본 발명에 따른 용강 이송용 장치(200)는 스윙 바디(210)의 회전 및 그 회전속도를 조절하기 위한 별도의 동력장치는 필요치 않다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 전로(100)는 지면에 대해 대략 수평이 될 때까지 경동하며, 이 과정에서 스윙 롱노즐(220)이 전로(100)의 출강구(102) 위치에 자동 정립되면, 퓸관(230)의 내부 상측부에 설치된 에어펌프(232)가 작동되어 퓸(150)이 제거된다.(ST20)
자세하게, 전로(100)가 경동됨에 따라, 용강(140)은 전로(100)의 출강구(102)를 통해 토출되고, 토출된 용강(140)은 출강구(102)와 수직선상에 대기하고 있는 스윙 롱노즐(220)의 홀(222)을 통과하여 수강래들(310)의 내부로 낙하하게 된다. 이때, 용강(140)이 수강래들(310) 내부로 낙하되면서, 동시에 수강래들(310)에 합금철을 투입하여 교반을 함에 따라 퓸(150)이 발생하게 되는데, 본 발명에 따른 전로의 용강 이송용 장치(200)는 취련 작업을 마친 전로(100)가 경동하는 시점, 즉, 스윙 롱노즐(220)이 출강구(102) 아래 위치에 자동 정립되는 시점부터 퓸관(230)의 내부 상측부에 설치된 에어펌프(232)를 작동시키며, 이에 따라, 퓸관(230) 내부가 진공 상태가 되어, 수강래들(310) 내부에서 발생된 퓸(150)이 퓸관(230)으로 흡입되고, 이렇게 퓸관(230) 내부로 흡입된 퓸(150)은 외부로, 즉, 도시하지 않았으나, 전로(100)의 상부에 위치하고 있는 집진부로 배출된다.
따라서, 본 발명에 따른 전로의 용강 이송용 장치(200)를 설치한 전로(100)에서 용강(140)을 출강하는 경우, 첫째로 용강(140)이 스윙 롱노즐(220)의 홀(222)을 통과하여 수강래들(31O)에 담겨지는바, 용강(140)의 대기중 노출이 차단되며, 이에 따라, 용강(140)의 온도 저하를 방지할 수 있게 되고, 또한, 용강(140)에의 공기중의 질소(N) 흡질을 차단 또는 최소화시킬 수 있게 되어, 수요자가 요구하는 용강의 품질 기준을 충족시킬 수 있다. 둘째로, 수강래들(310)에서 발생되는 퓸이 제거되기 때문에, 전로 작업자가 수강래들(310) 내부의 용강 탕면 높이를 대체로 정확하게 확인할 수 있으며, 이에 따라, 후속 공정에서 2차 정련 작업의 어려움을 방지할 수 있게 된다.
도 5에서, 미설명된 도면부호 142는 슬래그를 나타낸다.
한편, 본 발명에 따른 전로의 용강 이송용 장치가 설치된 전로(100)를 경동함에 있어서, 전로(100)의 출강구(102) 상부에 설치된 스윙 롱노즐 보호 커버(240)에 의해 전로(100)의 과도한 경동, 즉, 회전이 방지된다. 따라서, 본 발명의 경우, 전로(100)의 출강구(102)로부터 토출되는 용강(140)이 정확하게 스윙 롱노즐(220)의 홀(222)을 통과하여 수강래들(310)에 담겨질 수 있다.
도 2 및 도 6을 참조하면, 용강(140)의 출강 작업이 완료되면(ST40), 출강 측으로 기울어진 전로(100)는 원래 위치인 직립 상태로 복귀하게 되고, 이에 따라, 스윙 바디(210), 스윙 롱노즐(220) 및 퓸관(230)을 포함하는 본 발명에 따른 전로의 용강 이송용 장치(200)는 전로(100)가 복귀하는 속도에 맞추어 원래 위치, 즉, 전로(100)의 우측면과 접촉하는 위치로 자동 복귀하게 된다.(ST50) 이때, 퓸관(230)의 내부 상측부에 설치된 에어펌프(232)의 작동도 정지된다.
한편, 전로(100)의 직립 상태 복귀 및 스윙 바디(210)의 복귀 후, 스윙 롱노즐(220)의 상태를 확인함으로써, 교환 필요 시, 상기 스윙 롱노즐(220)을 교체한다.
이와 같이, 전로에서의 용강 출강 작업이 완료되면, 전로는 다음 취련 작업을 위해 직립 상태를 계속해서 유지하게 된다.
이상, 여기에서는 본 발명을 특정 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니며, 이하의 특허청구의 범위는 본 발명의 정신과 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변형될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있다.
100: 전로 102: 출강구
104: 스윙 롱노즐 보호 커버 200: 용강 이송용 장치
210: 스윙 바디 212: 회전축
214: 내화물 216: 냉각수 순환 홀
218: 스윙 롱노즐 고정부 220: 스윙 롱노즐
212: 내화물 214: 홀
230: 퓸관 232: 에어펌프

Claims (12)

  1. 전로의 출강구로부터 토출되는 용강을 수강대차에 탑재된 수강래들의 내부로 이송하기 위한 전로의 용강 이송용 장치로서,
    상기 전로의 출강구 하부에 상단부 일측이 회전 가능하게 결합된 스윙 바디;
    상기 전로와 대향하는 상기 스윙 바디의 외측면에 고정되며, 내부에 용강이 통과하는 홀을 구비한 스윙 롱노즐; 및
    상기 전로와 마주하는 상기 스윙 바디의 내측면에 설치된 퓸관;
    를 포함하며,
    상기 스윙 롱노즐은 상기 스윙 바디의 외측면에 상시 교환 가능하도록 고정된 것을 특징으로 하는 전로의 용강 이송용 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스윙 바디는 상기 전로에 결합된 그의 상단부 일측 부분에 설치된 회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 전로의 용강 이송용 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 전로는 상기 스윙 바디의 회전축을 지지하도록 설치된 고정부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전로의 용강 이송용 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 스윙 바디는 상기 스윙 롱노즐을 고정하도록 그의 외측면에 설치된 스윙 롱노즐 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전로의 용강 이송용 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 스윙 바디는 상기 스윙 롱노즐과 마주하는 그의 외측부에는 내화물이 시공되고, 상기 퓸관과 마주하는 그의 내측부에는 냉각수 순환 홀을 구비한 것을 특징으로 하는 전로의 용강 이송용 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 스윙 롱노즐은 내화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 전로의 용강 이송용 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 스윙 롱노즐에 구비된 홀은 상기 전로의 출강구 내경 보다 1.5∼2.5배 큰 내경을 갖는 것을 특징으로 하는 전로의 용강 이송용 장치.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 퓸관은 내화물로 이루어진 것을 특징으로 하는 전로의 용강 이송용 장치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 퓸관은 그의 하단부가 오픈된 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전로의 용강 이송용 장치.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 퓸관의 내부 상측부에 설치된 에어펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전로의 용강 이송용 장치.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 전로의 출강구 상부 일측에 설치된 스윙 롱노즐 보호 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전로의 용강 이송용 장치.
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