KR101586750B1 - 정련 설비 및 정련 방법 - Google Patents

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KR101586750B1 KR1020140034901A KR20140034901A KR101586750B1 KR 101586750 B1 KR101586750 B1 KR 101586750B1 KR 1020140034901 A KR1020140034901 A KR 1020140034901A KR 20140034901 A KR20140034901 A KR 20140034901A KR 101586750 B1 KR101586750 B1 KR 101586750B1
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Abstract

본 발명은 일 방향으로 주행 가능한 대차와, 상기 대차에 장착되어 일 방향으로 주행 가능하고, 내부에 용강이 수강되며, 하부에 가스 주입기가 장착되는 용기와, 상기 대차의 주행경로 상에 배치되는 감압 장치와, 상기 가스 주입기로 공급되는 교반 가스의 공급 여부를 제어하는 제어기를 포함하는 정련 설비로서, 용강이 수강된 용기를 감압 장치의 하측에 위치시키는 과정과, 상기 용기와 상기 감압 장치를 결합시키는 과정과, 상기 감압 장치의 내부를 감압하여 상기 용강으로부터 가스 성분을 제거하는 과정과, 상기 용기와 상기 감압 장치를 분리시키는 과정과, 상기 용강에 교반 가스를 취입하여 상기 용강으로부터 불순 성분을 제거하는 과정을 수행하여 하나의 정련 설비에서 복수의 서로 다른 정련을 연속하여 수행할 수 있는 정련 설비 및 정련 방법이 제시된다.

Description

정련 설비 및 정련 방법{Refining facilities and refining method}
본 발명은 정련 설비 및 정련 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 설비에서 서로 다른 복수의 정련을 연속적으로 수행할 수 있는 정련 설비 및 이에 적용되는 정련 방법에 관한 것이다.
고급 후판재와 무방향성 전기강판재 등의 고부하강은 강에 함유된 성분들을 고도로 제어하도록 그 생산 공정 중에 탈가스 정련과 탈류 정련이 모두 수행된다. 여기서, 탈가스 정련은 용강을 진공 용기 내로 환류시키면서 용강 중에 함유된 가스 성분인 일산화 탄소와 수소와 질소 등의 함량을 제어하는 정련이고, 탈류 정련은 용강을 교반시키면서 용강 중에 함유된 황 성분의 함량을 제어하는 정련이다. 탈가스 정련을 수행하도록 마련되는 탈가스 장치로는 예컨대 등록특허공보 제10-0723376호에 진공 탈가스 장치가 개시되어 있고, 탈류 정련을 수행하도록 마련되는 탈류 장치로는 등록특허공보 제10-1207669호에 용강정련장치가 개시되어 있다.
고부하강을 생산하는 공정은 서로 다른 정련을 연속하여 모두 수행함에 따라 다른 공정들에 비하여 정련 장치의 가동비용 및 물류 부하가 크다. 더욱이, 고부하강의 지속적인 수요 증가에 대응하여 고부하강의 생산이 점차 증대됨에 따라 전체 제품에서 고부하강이 차지하는 비율이 증가되었고, 그에 따른 각 장치의 가동 비용 및 물류 부하 역시 점점 증대되었다.
상술한 문제점들을 극복하고자, 종래에는 탈가스 정련과 탈류 정련을 동시에 수행하도록 예컨대 등록특허공보 제10-1174991호에 개시된 진공 탈가스장치(이하, VTD 장치)를 이용하여 탈가스 정련과 탈류 정련을 동시에 수행하였다.
하지만, 종래의 VTD 장치는 용강의 물류처리에 소모되는 시간을 줄이는 이점이 있음에도 불구하고, 다음과 같은 문제점들이 발생되어 그 개선이 요구되고 있다.
VTD 장치의 문제점은 다음과 같다. VTD 장치는 감압된 챔버 내에서 용강의 버블링이 수행되며, 챔버 내의 소정 압력 조건에서는 슬래그에 함유된 P2O5 산화물로부터 P4 가스가 생성된다. 이를 아래에 화학식으로 나타내었다.
2P 2 O 5 + 2O/3Al -> 1O/3Al 2 O 3 + P 4
생성된 P4 가스는 표면 장력에 의해 다시 슬래그에 포집되어 슬래그의 부피를 증가시킨다. 이를 슬래그 포밍이라 하며, 조업 도중 발생되는 슬래그 포밍에 의해 조업의 안정성이 상당히 저해되는 문제점이 있다.
따라서, 슬래그 포밍의 발생을 억제 혹은 방지하면서도 하나의 설비에서 서로 다른 정련을 연속적으로 수행하며, 용강 물류처리에 소모되는 시간을 줄일 수 있는 정련 설비 및 정련 방법이 요구되고 있다.
KR 10-0723376 B1 KR 10-1207669 B1 KR 10-1174991 B1
본 발명은 하나의 설비에서 서로 다른 복수의 정련을 연속적으로 수행할 수 있는 정련 설비 및 정련 방법을 제공한다.
본 발명은 슬래그 포밍의 발생을 억제 혹은 방지할 수 있는 정련 설비 및 정련 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 정련 설비는 강을 정련하는 설비로서, 일 방향으로 주행 가능한 대차; 상기 대차에 장착되어 일 방향으로 주행 가능하고, 내부에 용강이 수강되며, 하부에 가스 주입기가 장착되는 용기; 상기 대차의 주행경로 상에 배치되는 감압 장치; 및 상기 가스 주입기로 공급되는 교반 가스의 공급 여부를 제어하는 제어기;를 포함한다.
상기 감압 장치는, 상기 주행경로 상에 배치되고, 내부공간을 가지는 상부조; 상기 상부조의 하부에 연결되는 하부조; 및 서로 이격되어 상기 하부조의 하부에 각각 연결되는 한 쌍의 침적관;을 포함할 수 있다.
상기 대차의 일측에는 가스 공급 라인이 장착되고, 상기 용기의 일측에는 가스 주입 라인이 장착되며, 상기 가스 주입 라인은 일단이 상기 용기의 외측에서 상기 가스 주입기에 연결되고, 타단이 상기 가스 공급 라인의 단부에 연결될 수 있다.
상기 제어기는 상기 용기가 상기 감압 장치에 결합되는 경우 상기 가스 공급 라인을 차단하고, 그 외의 경우 상기 가스 공급 라인을 개방하여 상기 용기 내로 교반가스를 취입할 수 있다.
상기 감압 장치로부터 이격되어 상기 주행경로 상에 배치되는 집진 장치;를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 감압장치로부터 분리된 상기 용기가 상기 집진 장치의 하측에 위치하는 경우 상기 가스 공급 라인을 개방하여 상기 용기 내로 교반가스를 취입할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 정련 방법은 강을 정련하는 방법으로서, 용강이 수강된 용기를 감압 장치의 하측에 위치시키는 과정; 상기 용기와 상기 감압 장치를 결합시키는 과정; 상기 감압 장치의 내부를 감압하여 상기 용강으로부터 가스 성분을 제거하는 과정; 상기 용기와 상기 감압 장치를 분리시키는 과정; 및 상기 용강에 교반 가스를 취입하여 상기 용강으로부터 불순 성분을 제거하는 과정;을 포함한다.
상기 감압 장치의 침적관들을 상기 용강에 침적시켜 상기 용기와 상기 감압 장치를 결합시키고, 상기 침적관들을 상기 용강으로부터 부상시켜 상기 용기와 상기 감압 장치를 분리시킬 수 있다.
상기 용강으로부터 가스 성분을 제거하는 과정에 있어서, 상기 침적관들 중 어느 하나의 내부에 불활성 가스를 분사하여 내부가 감압된 상기 감압 장치 내로 상기 용강을 환류시켜 상기 용강으로부터 가스 성분을 제거할 수 있다.
상기 용강으로부터 불순 성분을 제거하는 과정에 있어서, 상기 용기를 집진 장치의 하측에 위치시킨 후, 상기 용강에 교반 가스를 취입하여 상기 용강으로부터 불순 성분을 제거하고, 상기 교반 가스의 취입과 함께 상기 집진 장치를 이용하여 상기 용기의 외측으로 비산되는 분진을 집진할 수 있다.
상기 가스 성분은 용강 내에 혼입된 일산화탄소(CO), 수소(H) 및 질소(N)를 포함하고, 상기 불순 성분은 상기 용강 내에 혼입된 황(S)성분을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따르면 공정이 진행되는 방향으로 감압 장치와 집진 장치를 순차적으로 배치하고, 용기가 감압 장치와 결합되는 경우 용강을 감압 장치 내로 유입시켜 용강으로부터 가스 성분인 일산화탄소와 질소와 수소 성분들을 제거하고, 용기가 집진 장치의 하측에 위치되는 경우 용기 내에 가스를 취입하여 용강으로부터 불순 성분인 황 성분을 제거하는 정련 설비를 형성하고, 이를 이용하여 하나의 설비에서 서로 다른 정련을 연속적으로 수행할 수 있다.
또한, 가스 성분의 제거 과정과 불순 성분의 제거 과정을 동시에 수행하지 않고 서로 분리하여 순차적으로 수행함으로써 가스 성분의 제거와 불순 성분의 제거가 동시에 진행되는 경우 발생되는 슬래그 포밍을 억제 혹은 방지할 수 있다.
예컨대, 고급 후판재 또는 무방향성 전기강판재의 생산 공정에 적용되는 경우, 정련 장치는 하나의 설비에서 탈가스 정련과 탈류 정련을 순차적으로 수행함으로써 각가 다른 설비를 이용하여 정련을 수행하는 종래의 방법 및 장치에 비하여 정련 장치의 가동비용 및 용강 물류 부하를 감소시킬 수 있다. 또한, 탈가스 정련과 탈류 정련을 동시에 수행하지 않고 순차적으로 수행함으로써, 종래의 VTD 설비의 문제점인 슬래그 포밍의 발생을 억제 혹은 방지할 수 있다.
더욱이, 고급 후판재 또는 무방향성 전기강판재 이외의 다른 강종 즉, 박판재의 정련 공정에 적용되는 경우에도 다음과 같은 효과가 있다. 정련 설비는 감압 장치를 이용하여 용강의 탈가스 정련을 수행한 이후, 박판재의 주조 연결시간 동안 정련 설비에 구비된 가스 주입 라인 및 가스 공급 라인을 통하여 용기 내로 교반 가스를 취입, 용강을 교반시킬 수 있다. 이에 따라 용강은 교반에 의해 개재물의 부상 분리될 수 있고, 용강의 청정도가 향상될 수 있다. 또한, 감압 장치의 작동 시 감압 장치 내로 산소를 취입하여 용강의 온도가 목적하는 온도 이상으로 상승된 경우, 후속 설비를 거치지 않고, 집진 장치의 하측에서 용강 내에 교반 가스를 취입하여 용강을 교반시키고 이에 온도를 목적하는 온도로 용이하게 하향 적중시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 정련 설비의 개략도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 정련 설비의 부분도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 정련 방법의 순서도.
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. 도면은 실시 예를 설명하기 위해 그 크기가 과장될 수 있고, 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 정련 설비를 도시한 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 정련 설비를 도시한 부분도이며, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 정련 방법을 도시한 순서도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 정련 설비는, 강을 정련하는 설비로서, 공정 진행방향으로 연장 형성된 주행레일(100), 일 방향으로 주행 가능한 대차(200), 대차(200)에 장착되어 일 방향으로 주행 가능하고, 내부에 용강이 수강되며, 하부에 가스 주입기(320)가 장착되는 용기(300), 대차(200)의 주행경로 상에 배치되는 감압 장치(400) 및 가스 주입기(320)로 공급되는 교반 가스의 공급 여부를 제어하는 제어기(600)를 포함한다.
대차(200)는 용강이 수용되는 용기(300)가 장착되고, 공정 진행방향으로 연장 형성된 주행레일(100) 상에 결합되어 일 방향으로 주행하는 장치이다. 대차(200)는 몸체부(210)와 몸체부(210)의 하부에 복수개 장착되는 주행부(220)와 몸체부(210)의 상부에 장착되는 안착부(230)를 포함한다. 몸체부(210)는 용기(300)가 장착될 수 있는 면적을 가지는 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 본 실시 예에서는 사각 형상의 상부면을 가지도록 형성되는 몸체부(210)를 예시한다. 주행부(220)는 공정 진행방향을 기준으로 몸체부(210)의 전방 및 후방의 좌우측에 각각 한 쌍으로 구비될 수 있다. 주행부(220)에는 주행레일(100) 상에 장착되어 주행 가능하도록, 주행바퀴(221)가 구비된다. 주행부(220)의 일측에는 구동 장치(미도시)가 연결되고, 구동 장치(미도시)는 몸체부(210)를 이동시키도록 주행부(220)에 구동력을 제공한다. 안착부(230)는 용기(300)가 장착 가능하도록 상측이 개방된 공간을 가지는 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 안착부(230)는 용기(300)의 외측 하부를 밀착 지지하여 대차(200)의 주행 시 용기(300)를 안정된 상태로 이동시키는 역할을 한다. 안착부(230)에는 용기(300)를 상승 및 하강시키도록 승하강 수단(미도시)가 구비될 수 있다.
가스 공급 라인(240)은 대차(200)의 일측에 장착될 수 있다. 가스 공급 라인(240)은 안착부(230)의 일측에 장착되는 연결체(241)와 연결체(241)의 하부에 장착되는 공급관(242)과 공급관(242)의 일측에서 공급관(242)를 지지하는 지지휠(243)을 포함한다. 연결체(241)는 내부에 가스가 통과되는 유로가 형성되고, 형성된 유로는 상측 및 하측이 개방된다. 유로의 개방된 상측을 통하여 후술하는 용기(300)의 가스 주입 라인(310)이 삽입 장착될 수 있다. 이때, 연결체(241)의 상부면에는 가스 주입 라인(310)과의 결합 시 결합면을 밀폐시키도록 밀폐부재(미도시)가 구비된다. 공급관(242)은 일단이 연결체(241)의 유로의 개방된 하측에 삽입 장착되고, 타단이 가스 공급원(미도시)를 향하여 연장 형성된다. 공급관(242)은 용이하게 구부러지도록 고무 재질로 제작된 관이거나, 금속 재질의 연성 벨로우즈 관(flexible bellows pipe)일 수 있다. 지지휠(243)은 몸체부(210)에 장착되고, 그 외주면으로 공급관(242)을 둘러 감아 지지하며, 대차(200)의 주행에 대응하여 공급관(242)을 풀거나 감는 역할을 한다.
용기(300) 예컨대 래들(ladle)은 내부에 용강이 수강되는 저장공간이 형성되고, 저장공간의 상측이 개방된다. 용기(300)의 일측에는 가스 주입 라인(310)이 장착된다. 가스 주입 라인(310)은 일단이 용기(300)의 외측에서 가스 주입기(320)에 연결되고, 타단이 가스 공급 라인(240)의 단부에 연결된다.
가스 주입 라인(310)은 가스 공급 라인(240)의 연결체(241)에 대응하는 위치에 장착되는 삽입체(311)와 삽입체(311)의 상부에 장착되는 주입관(312)을 포함한다. 삽입체(311)는 용기(300)가 대차(200)에 장착되었을 경우에 대차(200)에 구비된 가스 공급 라인(240)의 연결체(241)와 결합 가능하도록 연결체(241)의 장착위치에 대응하는 용기(300)의 외주면의 일측에 장착된다. 삽입체(311)는 내부에 가스가 통과되는 유로가 형성되고, 형성된 유로는 상측 및 하측이 개방된다. 삽입체(311)의 하부면은 용기(300)가 대차(200)에 장착되었을 때, 가스 공급 라인(240)의 연결체(241)의 상부면에 밀착된다. 이때, 삽입체(311)의 하단부의 적어도 일부는 연결체(241)의 내측으로 돌출되도록 그 형상이 형성되고, 이에 삽입체(311)는 연결체(241) 내로 삽입 장착될 수 있다. 또한 삽입체(311)의 하부면에는 밀폐부재(미도시)가 구비되어 삽입체(311)와 연결체(241)의 결합면을 밀폐한다. 주입관(312)은 일단이 용기(300)의 외측에서 가스 주입기(320)에 연결되고, 타단이 삽입체(311)의 유로의 개방된 상측에 삽입 장착되어 삽입체(311)를 통하여 가스 공급 라인(240)의 단부에 연결된다.
가스 주입기(320) 예컨대 포러스 플러그(porous plug)는 용기(300) 내에 수용된 용강에 교반 가스 예컨대 아르곤 가스 또는 질소 가스를 취입시키도록 용기(300)의 하측에서 용기(300)를 상하방향으로 관통하여 용기(300)의 하부에 장착된다. 가스 주입기(320)의 하부에는 주입관(312)의 타단이 연결된다. 가스 주입기(320)의 상부면은 용기(300) 내에 노출되고, 노출된 상부면을 통하여 용강 내로 가스가 취입될 수 있다.
상술한 가스 공급 라인(240)의 연결체(241)와 가스 주입 라인(310)의 삽입체(311)와 가스 주입기(320)는 작업자의 필요에 의해 각각 적어도 하나 이상 장착될 수 있다.
감압 장치(400) 예컨대 RH(Rheinstahl Huttenwerke & Heraus) 장치는 주행경로 상에 배치되고, 내부공간을 가지는 상부조(410), 상부조(410)의 하부에 연결되는 하부조(420) 및 서로 이격되어 하부조(420)의 하부에 각각 연결되는 한 쌍의 침적관(430)을 포함한다.
상부조(410)는 내부 공간을 가지며, 상부로부터 랜스(미도시)가 관통하여 삽입될 수 있다. 이때, 감압 장치(400) 내로 산소를 취입하여 용강을 승온시키는 경우에 용강 및 슬래그에 함유된 성분의 비가 용강의 탈황 시 탈황 반응이 저해될 수 있는 성분의 비로 변화될 수 있다. 따라서, 작업자는 필요에 따라 랜스(미도시)를 이용하여 감압 장치(400) 내로 산소(O2)를 취입하며, 필요치 않은 경우 산소의 취입을 차단할 수 있다. 상부조(410)는 고진공 조건 예컨대 2 torr 조건 하에서 공정이 가능하도록 예컨대 강판 재질로 제작될 수 있다. 상부조(410)의 내부면에는 내화물 재질의 방열판이 시공될 수 있고, 내화물의 온도를 측정하도록 열전대가 삽입될 수 있다. 하부조(420)는 내부 공간을 가지며, 상하부가 개방된 중공형의 형상으로 상부조(410)의 하부에 연결된다. 하부조(420)는 고진공 조건 예컨대 2 torr 조건 하에서 공정이 가능하도록 예컨대 강판 재질로 제작될 수 있다. 하부조(420)의 내주면에는 고온의 용강으로부터 하부조(420)가 손상되는 것을 방지하기 위하여 내화물 재질의 방열판이 구축될 수 있다. 하부조(420)와 상부조(410)는 플랜지 결합될 수 있고, 그 결합면을 밀폐하도록 상부조(410)와 하부조(420)의 사이에는 오 링(O ring)이 장착될 수 있다. 한 쌍의 침적관(430)은 용강이 통과하는 내부 공간을 가지고, 상하 방향으로 연장된 관 형상으로서, 상호 이격되어 하부조(420)의 하부에 연결된다. 침적관(430)과 하부조(420)는 예컨대 볼팅 결합될 수 있다. 한 쌍의 침적관(430) 중 어느 하나는 용기(300)의 용강을 흡입하는 상승관이고, 나머지 하나는 상승관으로 흡입된 용강을 다시 용기(300)로 내려 보내는 하강관이다. 상승관에는 용강을 상승시키도록 아르곤 가스 또는 질소 가스가 분사되고, 이를 위하여 상승관의 일측에는 불활성 가스 공급관(미도시)가 장착될 수 있다. 진공관(440)은 일단이 상부조(410)의 상부 일측에 연결되고, 타단이 진공 발생원(미도시)에 연결된다. 진공관(440)은 길이방향으로 연장되며, 길이방향의 소정위치에서 'U'자형으로 굴곡지게 형성된다. 진공관(440)의 타단에 연결되는 진공 발생원(미도시)은 예컨대 이젝터(ejector)를 통하여 분사되는 고압의 증기를 수냉 장치로 응축시켜 발생되는 압력 강하를 이용하여 진공을 발생시키는 진공 시스템(vacuum system)일 수 있다.
제어기(600)는 가스 공급 라인(240)에 연결되어, 용기(300)가 감압 장치(400)에 결합되는 경우 가스 공급 라인(240)을 차단하고, 그 외의 경우 예컨대 용기(300)와 감압 장치(400)가 분리된 경우 가스 공급 라인(240)을 개방하여 용기(300) 내로 교반가스를 취입하는 역할을 한다. 제어기(600)의 구성요소 및 구성요소의 연결관계는 특별히 한정하지 않으며, 용기(300)와 감압 장치(400)의 상대적인 위치에 대응하여 가스 공급 라인(240)의 차단 여부를 제어 가능하도록 다양하게 구성될 수 있다. 예컨대, 제어기(600)는 예컨대 가스 공급 라인(240)에 장착되는 제어 밸브(610), 대차(200)의 상측에서 용기(300)와 감압 장치(400)와 집진 장치(500)의 위치를 측정하여 용기(300)와 감압 장치(400)의 결합 및 용기(300)와 집진 장치(500)의 결합을 감지하는 센서(620) 및 센서(620)의 측정에 의해 제어 밸브(610)의 동작을 제어하는 제어신호생성부(630)를 그 구성요소로서 포함할 수 있다. 제어기(600)에 의하여 용기(300)는 감압 장치(400)와 결합되었을 경우 그 내부로 교반가스가 취입되지 않고, 감압 장치(400)로부터 분리된 후 집진 장치(500)의 하측에 위치되었을 때 그 내부로 교반가스가 취입될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 정련 설비는 감압 장치(400)로부터 이격되어 대차(200)의 주행경로 상에 배치되는 집진 장치(500)를 더 포함할 수 있다. 집진 장치(500)는 감압 장치(400)로부터 이격된 대차(200)의 주행경로 상에서 용기(300)의 상측에 위치하도록 배치되고, 용기(300)의 개방된 상측을 커버할 수 있는 면적을 가지도록 그 크기가 형성되는 집진 커버(510), 집진 커버(510)의 일측에 연결되는 집진 덕트(520)를 포함한다. 집진 커버(510)는 용기(300)의 상측을 커버할 수 있는 것을 만족하는 다양한 형상으로 제작될 수 있고, 예컨대 하측으로 개방된 장방형의 집진 커버(510)일 수 있다. 집진 덕트(520)는 일단이 집진 커버(510)에 연결되고 타단이 정련 설비에 구비된 메인 덕트(미도시)에 연결된다. 여기서, 메인 턱트(미도시)는 정련 설비의 각 구성부에서 발생될 수 있는 비산 분진 또는 가스를 집진하도록 정련 설비의 일측에 마련되는 구성부로서 메인 덕트(미도시)의 단부에는 집진기(미도시)가 구비되고, 집진기(미도시)는 흡입력을 발생시킴으로써 메인 덕트(미도시)를 통하여 정련 설비의 복수의 위치로부터 집진되는 비산 분진을 흡입하여 이를 제거하는 역할을 한다.
상술한 제어기(600)는 감압 장치(400)로부터 분리된 용기(300)가 집진 장치(500)의 하측에 위치하는 경우 가스 공급 라인(240)을 개방하여 용기(300) 내로 교반가스를 취입할 수 있고, 이에 교반가스 취입에 의한 용강 버블링 시 발생되는 분진을 집진할 수 있고, 이에 분진으로 인한 정련 설비 주변의 오염을 방지할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 정련 방법을 설명한다. 이때, 하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 정련 설비에 대한 상세한 설명과 중복되는 설명은 생략하거나 간단히 설명하기로 한다.
정련 방법은 강을 정련하는 방법으로서, 용강이 수강된 용기(300)를 감압 장치의 하측에 위치시키는 과정과, 용기(300)와 감압 장치(400)를 결합시키는 과정과, 감압 장치의 내부를 감압하여 용강으로부터 가스 성분을 제거하는 과정과, 용기(300)와 감압 장치(400)를 분리시키는 과정과, 용강에 교반 가스를 취입하여 용강으로부터 불순 성분을 제거하는 과정을 포함한다.
먼저, 용강이 수용된 용기(300)를 마련하고, 이를 대차(200)의 안착부(230)에 장착시킨다. 이때, 가스 주입 라인(310)의 삽입체(312)가 가스 공급 라인(240)의 연결체(214)에 삽입되어 결합된다. 이때, 가스 공급 라인(240)은 제어기(600)의 제어 밸브(610)에 의해 차단된 상태이다.
대차(200)가 공정 진행방향으로 주행하여 용강이 수용된 용기(300)를 감압 장치(400)의 하측에 위치시킨다(S100). 이후, 용기(300)와 갑압 장치(400)를 결합시킨다(S200). 상세하게는, 대차(200)의 안착부(230)에 구비된 승하강 수단(미도시)를 작동시켜 용기(300)를 상승시켜 감압 장치(400)의 침적관(430)들을 용강에 침적시킴으로써 용기(300)와 감압 장치(400)를 결합시킨다. 여기서, 침적관(430) 내로 용강 슬래그가 유입되지 않도록, 용기(300)의 상승 시 침적관(430)을 통하여 용강의 상부면 중 침적관(430)의 하측에 위치하는 소정 영역에 불활성 가스를 분사한다. 이에, 침적관(430)은 침적관(430) 하측의 슬래그를 외측으로 밀어내며 용강에 침적될 수 있다.
용기(300)와 감압 장치(400)가 결합된 후, 감압 장치(400)의 내부를 감압하여 용강으로부터 가스 성분들을 제거하는 과정 예컨대 탈가스 정련을 수행한다. 이때, 침적관들 중 상승관의 내부에 불활성 가스를 분사하여 내부가 갑압된 감압 장치(400) 내로 용강을 환류시켜 용강으로부터 가스 성분을 제거한다. 상세하게는, 침적관(430)들이 용강에 침적되면, 상승관에 불활성 가스 예컨대 아르곤 가스 또는 질소 가스를 취입하고, 감압 장치(400)의 상부조(410)와 하부조(420)를 감압시켜 용강을 환류(S300)시킨다. 이로 인해, 상승관을 통하여 하부조(420) 내로 용강이 흡입되고, 하강관을 통하여 흡입된 용강이 용기(300)로 배출되는 과정에서, 하부조(420) 내의 저압 예컨대 2torr 이하의 저압 분위기 하에서 용강으로부터 가스 성분이 제거될 수 있다. 이때 제거되는 가스 성분은 용강 내에 혼입된 일산화 탄소, 수소 및 질소를 포함할 수 있다.
용강으로부터 가스 성분들을 제거하는 과정이 종료되면, 감압 장치(400)로부터 용기(300)를 분리(S400)시킨다. 상세하게는, 안착부(230)의 승하강 수단(미도시)를 작동시켜 용기(300)를 하강시키킴으로써, 침적관(430)들을 용강으로부터 부상시켜 용기(300)와 감압 장치(400)를 분리시킨다. 이후, 대차(200)를 공정진행방향으로 주행시켜, 용기(300)를 집진 장치(500)의 하측에 위치시킨다(S500).
이후에, 용강에 교반 가스 예컨대 아르곤 가스 또는 질소 가스를 취입하여 용강으로부터 불순 성분을 제거하는 과정 예컨대 탈류 정련을 수행한다. 상세하게는, 제어기(600)의 센서(620)가 집진 장치(500)와 용기(300)의 위치를 감지하여, 용기(300)가 집진 장치(500)의 하측에 위치하였다고 판단되는 경우에 제어신호생성부(630)는 제어밸브(610)를 제어하여 가스 공급 라인(240)의 공급관(242)을 개방시킨다. 이로 인해 용기(300) 내로 교반가스가 취입되어 용강이 교반된다(S700). 용강의 교반에 의해 용강 내의 불순 성분이 용강의 상부에 마련된 슬래그에 포집되어 용강으로부터 제거된다. 여기서 포집되는 불순 성분은 황(S) 성분을 포함한다. 용강으로부터 불순 성분을 제거하는 과정을 수행함과 동시에 집진 장치(500)를 작동시켜 용강의 버블링에 의해 용기(300)의 외측으로 비산되는 분진을 집진(S700)하는 과정을 수행한다. 이후, 불순 성분 예컨대 황의 제거가 완료되면, 대차(200)를 주행시켜 후속 설비로 용강을 운반한다.
한편, 목적하는 강종에 따라 요구되는 정련 순서가 달라질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에서는 용강으로부터 가스 성분을 제거하는 과정을 수행한 후, 불순 성분을 제거하는 과정을 수행하는 정련 방법을 설명하였으나, 그 변형 예로서, 용강 중의 불순 성분을 제거한 이후에, 용강으로부터 가스 성분을 제거할 수 있다.
이를 간단히 설명하면 다음과 같다. 대차(200)를 주행시켜 용강이 수용된 용기(300)를 집진 장치(500)의 하측에 위치시키고, 제어기(600)의 제어 밸브(610)가 작동되어 가스 공급 라인(240)을 개방시킨다. 이로 인해 용기(300) 내로 교반 가스가 취입되어 용강을 버블링 시키고, 용강의 버블링에 의해 황 성분이 슬래그에 포집되어 그 성분 함량이 제어된다. 이후, 제어 밸브(610)를 작동시켜 가스 공급 라인(240)를 차단시키고, 대차(200)를 주행시켜 용기(300)를 감압 장치(400)의 하측으로 위치시킨다. 이후, 감압 장치(400)와 용기(300)를 결합시킨후, 감압 장치(400)를 이용하여, 용강 중의 가스 성분을 제거한다. 탈가스 정련이 완료되면 용기(300)와 감압 장치(400)를 분리시킨다. 이와 같은 과정으로 탈린 정련 과 탈가스 정련이 완료되면, 대차(200)가 주행하여 후속설비로 용강을 운반한다.
본 발명의 상기 실시 예는 고급 후판재 또는 무방향성 전기강판재의 생산 공정에 적용되는 정련 설비 및 정련 방법이 예시되었으나, 이외의 다양한 강종의 정련 과정에도 적용될 수 있다. 한편, 본 발명의 상기 실시 예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주지해야 한다. 또한, 본 발명이 해당되는 기술분야에서의 업자는 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
200: 대차 240: 가스 공급 라인
300: 용기 310: 가스 주입 라인
320: 가스 주입기 400: 감압 장치
500: 집진 장치 600: 제어기

Claims (10)

  1. 강을 정련하는 설비로서,
    일 방향으로 주행 가능한 대차;
    상기 대차에 장착되어 일 방향으로 주행 가능하고, 내부에 용강이 수강되며, 하부에 가스 주입기가 장착되는 용기;
    상기 대차의 주행경로 상에 배치되는 감압 장치;
    상기 감압 장치로부터 이격되어 상기 주행경로 상에 배치되는 집진 장치; 및
    상기 용기와 상기 감압 장치와 상기 집진 장치의 상대적인 위치에 대응하여, 상기 가스 주입기로 공급되는 교반 가스의 공급 여부를 제어하는 제어기;를 포함하고,
    상기 대차의 일측에는 가스 공급 라인이 장착되고, 상기 용기의 일측에는 가스 주입 라인이 장착되며,
    상기 가스 주입 라인은 일단이 상기 용기의 외측에서 상기 가스 주입기에 연결되고, 타단이 상기 가스 공급 라인의 단부에 연결되며,
    상기 제어기는,
    상기 가스 공급 라인에 장착되는 제어 밸브; 상기 대차의 상측에서 상기 용기와 감압 장치와 집진 장치의 위치를 측정하여 상기 용기와 감압 장치의 결합 및 상기 용기와 집진 장치의 결합을 감지하는 센서; 및 상기 센서의 측정에 의해 상기 제어 밸브의 동작을 제어하되, 상기 용기가 상기 감압 장치에 결합되는 경우 상기 가스 공급 라인을 차단하도록 상기 제어 밸브의 동작을 제어하고, 상기 용기가 상기 감압 장치에서 분리된 후 상기 집진 장치의 하측에 위치하는 경우 상기 가스 공급 라인을 개방하도록 상기 제어 밸브의 동작을 제어하는 제어신호생성부;를 포함하는 정련 설비.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 감압 장치는,
    상기 주행경로 상에 배치되고, 내부공간을 가지는 상부조;
    상기 상부조의 하부에 연결되는 하부조; 및
    서로 이격되어 상기 하부조의 하부에 각각 연결되는 한 쌍의 침적관;을 포함하는 정련 설비.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 강을 정련하는 방법으로서,
    용강이 수강된 용기를 마련하여 대차에 장착시키며, 교반가스의 취입이 차단된 상태의 가스 공급 라인을 상기 용기의 하부에 연결된 가스 주입 라인에 결합하는 과정;
    용강이 수강된 상기 용기를 감압 장치의 하측에 위치시키는 과정;
    상기 용기와 상기 감압 장치를 결합시키는 과정;
    상기 감압 장치의 내부를 감압하여 상기 용강으로부터 가스 성분을 제거하는 과정;
    상기 용기와 상기 감압 장치를 분리시키는 과정;
    상기 대차를 주행시켜 상기 용기를 집진 장치의 하측에 위치시키는 과정;
    상기 용기가 상기 집진 장치의 하측에 위치하면, 센서를 이용하여 상기 집진 장치와 상기 용기의 결합을 감지하고, 교반가스가 상기 용기 내로 취입되도록 제어신호생성부 및 제어 밸브를 이용하여 상기 가스 공급 라인을 개방하는 과정; 및
    상기 용강에 교반 가스를 취입하여 상기 용강으로부터 불순 성분을 제거하는 과정;을 포함하고,
    상기 용강으로부터 불순 성분을 제거하는 과정에 있어서, 상기 교반 가스의 취입과 함께 상기 집진 장치를 이용하여 상기 용기의 외측으로 비산되는 분진을 집진하는 정련 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 감압 장치의 침적관들을 상기 용강에 침적시켜 상기 용기와 상기 감압 장치를 결합시키고,
    상기 침적관들을 상기 용강으로부터 부상시켜 상기 용기와 상기 감압 장치를 분리시키는 정련 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 용강으로부터 가스 성분을 제거하는 과정에 있어서,
    상기 침적관들 중 어느 하나의 내부에 불활성 가스를 분사하여 내부가 감압된 상기 감압 장치 내로 상기 용강을 환류시켜 상기 용강으로부터 가스 성분을 제거하는 정련 방법.
  9. 삭제
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 가스 성분은 용강 내에 혼입된 일산화탄소(CO), 수소(H) 및 질소(N)를 포함하고,
    상기 불순 성분은 상기 용강 내에 혼입된 황(S)성분을 포함하는 정련 방법.
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