KR101618306B1 - 경로 폐쇄 장치 및 이를 이용한 조업 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고온의 용융물에 의해 침식되는 노즐 내 경로를 용이하게 폐쇄할 수 있는 경로 폐쇄 장치 및 이를 이용한 조업 방법에 관한 것으로, 금속용융물을 수용하는 용기의 외측에 배치되어 용기 외벽으로의 경로 단부를 개방하는 경로 개방부 및 개방된 경로 내에 삽입 배치되는 차단부재를 포함하여, 경로에 차단부재를 삽입하여 적어도 차단부재의 팽창을 매개로 경로를 폐쇄하는 과정을 통해 조업함으로써, 제철소에서 고온의 용탕을 수용하는 용기의 유지보수시 노즐이 형성하는 경로에 열팽창하는 차단부재를 삽입하고, 차단부재가 고온에 의해 열팽창하며 경로를 용이하게 폐쇄할 수 있어 노즐에 내화물을 충진시켜 폐쇄하는 종래의 방법에 비해 유지보수 시간을 단축할 수 있다.

Description

경로 폐쇄 장치 및 이를 이용한 조업 방법 {Path closing apparatus and operating method using the same}

본 발명은 경로 폐쇄 장치 및 이를 이용한 조업 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고온의 용융물에 의해 침식되는 노즐 내 경로를 용이하게 폐쇄할 수 있는 경로 폐쇄 장치 및 이를 이용한 조업 방법을 제공한다.

통상 고온의 용융물을 수용하기 위한 용기는 내벽에 고온에 견딜 수 있는 내화벽체가 형성되며, 내화벽체는 그 사용시간에 따라서 침식이 발생한다. 예컨대, 제철소에서는 강을 생산하기 위해 고온의 용선과 용강을 취급하며, 용선 및 용강을 수용하는 용기 내에 산소를 취입하여 제강 공정을 진행하고 있다.

이때, 용선과 용강에는 저취 및 상하취 복합 방식으로 산소를 취입할 수 있는데, 그 중 저취 방식은 상하취 복합방식에 대비하여 저취 유량이 높으에 따라 용기의 바닥 내화물의 용손량이 증가하게 되며, 이는 산소를 취입하기 위한 노즐의 침식을 야기한다. 따라서, 공정 횟수 및 용기의 사용 시간에 따른 내화물의 침식이 증가될 때 노즐을 안정적으로 폐쇄시켜 유지보수하며 조업을 진행하는 것이 요구된다.

이에 종래에는 노즐을 폐쇄하기 위해 열간 상태에서 노즐 내부로 부정형 내화재료를 충진시켜 노즐을 폐쇄하는 방법을 사용하였는데, 노즐 내에 내화재료를 충진하는데 걸리는 시간(대략 35 내지 40분/개) 동안 작업자는 고열에 노출되어야 하기 때문에 유지보수 공정 동안 작업자의 안전문제 및 작업성의 저하가 야기되는 문제가 있다.

그리고, 유지보수 하여야 하는 노즐이 복수개인 경우에는 각각의 노즐에 폐쇄용 내화물이 충진하기 위해 내화물 주입 장치가 노즐의 구비 개수만큼 요구되며, 하나의 주입 장치를 사용하여 유지보수 하는 경우에는 유지보수가 장시간 진행됨으로 인한 전체 제강 공정의 효율성 및 생산성이 감소하게 되는 문제가 발생한다.

JP 1998-086183 A KR 2004-0042528 A JP 2006-205253 A

본 발명은 노즐의 침식 증가에 의한 노즐의 폐쇄를 용이하게 수행할 수 있는 경로 폐쇄 장치 및 이를 이용한 조업 방법을 제공한다.

본 발명은 유지보수 시간을 감소시켜 장시간 고온 환경에서의 작업자의 노출에 의한 부하를 감소시킬 수 있는 경로 폐쇄 장치 및 이를 이용한 조업 방법을 제공한다.

본 발명은 공정 설비의 효율성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 경로 폐쇄 장치 및 이를 이용한 조업 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 금속 용융물을 수용하는 용기에 설치된 관의 경로를 폐쇄하기 위한 경로 폐쇄 장치는 상기 용기의 외측에 배치되어 상기 용기 외벽으로의 상기 경로의 단부를 개방하는 경로 개방부 및 상기 개방된 경로 내에 삽입 배치되는 차단부재를 포함한다.

상기 차단부재는 일방향으로 연장 형성되며, 내화물로 제공될 수 있다.

상기 차단부재는 상기 경로의 평균 직경을 100이라 할 때, 90 내지 95의 평균 직경을 갖도록 형성될 수 있다.

상기 차단부재는 내부에 공간을 형성하며, 상기 차단부재의 크기를 제어하는 외부재 및 상기 내부 공간에 배치되어 열에 의해 팽창 가능한 내부재를 포함할 수 있다.

상기 경로와 대응하는 위치에 배치되어 상기 차단부재를 상기 경로측으로 이동시키기 위한 삽입부를 포함하며, 상기 삽입부는 일단은 상기 차단부재에 연결되고 타단은 구동기에 연결되는 삽입로드 및 상기 경로 개방부의 하측에 연결되어 상기 차단부재의 이동을 가이드 해주는 가이드부재를 포함하고, 상기 구동기는 상기 삽입로드를 상기 경로측으로 왕복이동 가능하게 할 수 있다.

상기 경로에 연결되어 상기 경로로 메움재를 주입하는 주입부 및 상기 개방된 경로의 단부와 대응하는 위치에서 상7기 단부측으로 차단판을 이동 가능하게 하는 조립부를 포함하며, 상기 주입부는 상기 관 내측벽 및 상기 차단부재 사이로 메움재를 주입하거나, 상기 관 내측벽에 상기 메움재를 코팅할 수 있다.

상기 용기는 제강 공정에서 생산되는 쇳물을 수용하는 전로이며, 상기 경로는 상기 전로의 바닥부로 가스를 취입하기 위한 저취노즐로 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 조업방법은 금속용융물을 수용하는 용기와 외부를 연통시키는 경로의 일단부를 개방하는 과정과, 상기 경로에 상기 경로를 폐쇄하기 위하여 마련된 차단부재를 삽입하여 적어도 상기 차단부재의 팽창을 매개로 상기 경로를 폐쇄하는 과정을 포함한다.

상기 경로가 14φ 이하인 평균직경을 갖는 경우, 상기 경로의 평균직경을 100이라 할 때, 상기 차단부재는 상기 평균직경의 90 내지 95 크기의 평균 직경을 갖도록 내부가 빈 외부재에 형성된 내부 공간에 팽창 가능한 물질을 충진시킬 수 있다.

상기 경로를 폐쇄하는 과정에서, 상기 외부재는 상기 경로 내에서 열화 제거될 수 있다.

상기 차단부재를 삽입하기 이전 또는 상기 차단부재를 삽입한 이후에, 상기 경로에 메움재를 주입하는 과정을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 경로 폐쇄 장치 및 이를 이용한 경로 폐쇄 방법에 의하면, 고온의 환경에서 경로를 용이하고 단시간에 폐쇄할 수 있어 공정의 안전성 및 효율성을 향상시킬 수 있다.

즉, 제철소에서 고온의 용탕을 수용하는 용기의 유지보수시 노즐이 형성하는 경로에 열팽창하는 차단부재를 삽입하고, 차단부재가 고온에 의해 열팽창하며 경로를 용이하게 폐쇄할 수 있어 노즐에 내화물을 충진시켜 폐쇄하는 종래의 방법에 비해 유지보수 시간을 단축할 수 있다.

이처럼, 노즐의 경로를 폐쇄하기 위한 시간의 감소로 인해 작업자의 고열 노출 시간이 감소되어 작업자의 부하를 감소시켜 공정이 안정적으로 수행되도록 할 수 있다. 또한, 유지보수 시간의 감소로 인해 전체 제강 공정의 생산성을 향상시킬 수 있으며 공정 설비의 효율성을 증가시킬 수 있다 .

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 경로 폐쇄 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 차단부재를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 경로 폐쇄 장치를 이용한 경로 폐쇄 방법을 순차적으로 나타내는 순서도이다.
도 4는 도 3의 경로 폐쇄 방법을 나타내는 공정도이다.
도 5는 종래와 본 발명의 실시 예에 따른 경로 폐쇄 방법을 비교하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예 및 변형 예에 따른 차단부재의 이미지이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를“포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명의 실시 예에 따른 경로 폐쇄 장치 및 이를 이용한 조업방법 금속 용융물을 수용하는 용기의 장시간 사용에 의해 용기에 설치된 관의 이상 발생시, 관의 경로를 용이하게 폐쇄하기 위한 장치 및 이를 이용한 조업 방법으로서, 본 발명에서의 금속 용융물은 쇳물이며, 용기는 쇳물 용기일 수 있다. 또한, 관은 쇳물 용기에 장착된 노즐일 수 있다. 보다 구체적으로, 본 발명에서는 용선이 주입되는 전로의 바닥부로 가스를 취입하는 저취노즐(150)일 수 있다. 따라서, 이하에서는 쇳물 용기에 설치된 노즐의 경로를 폐쇄하기 위한 장치 및 방법으로 설명될 수 있다. 그러나, 경로 폐쇄 장치가 사용되는 분야는 이에 한정되지 않고 고온 특성의 금속 용융물을 수용하는 용기에 장착된 관의 경로를 폐쇄하기 위한 모든 분야에 적용 가능하다.

이하에서는 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 경로 폐쇄 장치 및 이를 이용한 경로 폐쇄 방법에 대해 자세하게 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 경로 폐쇄 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시 형태에 따른 차단부재를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 경로 폐쇄 장치를 이용한 경로 폐쇄 방법을 순차적으로 나타내는 순서도이다. 도 4는 도 3의 경로 폐쇄 방법을 나타내는 공정도이다. 도 5는 종래와 본 발명의 실시 예에 따른 경로 폐쇄 공정을 비교하기 위한 도면이다.

우선, 경로 폐쇄 장치(1)에 대해 설명하기에 앞서, 고온의 쇳물을 수용하는 쇳물 용기(100)의 일례로 전로(100)에 대해 간략하게 설명하기로 한다. 이하에서는, 쇳물 용기와 전로는 그 용어가 혼용 사용되어도 의미는 동일하다.

전로(100)는 고로(미도시)에서 만들어진 선철을 정련시키기 위한 제강 설비로서, 고로에서 만들어진 용선을 내부공간에 주입받고, 주입된 용선에 산소(O₂) 등의 산화성 가스를 불어넣어 용선에 포함된 불순물을 단시간 내에 산화 제거함으로써 양질의 용강을 생산하는 설비이다. 도 1의 (a)에 도시된 것처럼, 일반적으로 전로(100)는 노(爐)내 반응으로부터 설비를 보호하기 위해 외부 철피(110)와, 외부 철피(110) 내측으로부터 연와(130)를 축조로 구성되며, 각각 측벽 외부철피(110a) 바닥부 외부 철피(110b)와, 측벽 연와(130a) 바닥부 연와(130b)로 나뉘어 구비된다. 그리고, 전로(100)의 바닥부에는 외부철피(110b) 및 연와(130b)을 관통하며 저취 노즐(150; 이하, '노즐'로 통칭)이 배치되어 전로(100) 내의 용선을 교반하기 위한 교반가스의 공급 경로(155)를 형성한다. 이때, 노즐(150)의 일단은 바닥부 연와(130b)를 관통하여 전로(100) 내측으로 향하도록 설치되고, 타단은 전로(100)의 외부로 인출되고 전로(100) 내부로 가스를 취입하기 위해 다양한 구성들(미도시)과 연결된다.

이와 같이 구성된 전로(100)는 조업의 지속에 의한 사용횟수가 증가되며, 전로(100)를 구성하는 연와(130)는 조업 시간과 비례하여 마모가 증가하게 된다. 연와(130)의 마모율 증가로 인해 전로(100) 내에서 연와(130)에 의해 감싸며 배치되던 노즐(150)도 고온의 쇳물에 의한 침식이 발생하게 된다. 따라서, 노즐(150)에 침식과 같은 이상 발생 시 노즐(150)을 폐쇄하고 우선 진행되던 조업을 지속하거나, 전로(100) 내 연와(130)의 유지보수를 진행하여야 하는 것이 요구된다. 이때, 본 발명의 경로 폐쇄 장치(1)는 노즐(150)의 경로를 용이하게 폐쇄할 수 있어 조업이 지연되는 것을 억제 또는 방지할 수 있으며, 유지보수의 시간을 단축시킬 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 경로 폐쇄 장치(1)는 용탕을 수용하는 전로(100)에 설치된 저취 노즐(150)의 경로(155)를 페쇄하기 위한 장치로서, 전로(100)의 외측에 배치되어, 전로(100) 외벽으로의 경로(155)의 단부를 개방하는 경로 개방부(200)와, 개방된 경로(155) 내에 삽입 배치되는 차단부재(600, 600')를 포함한다.

경로 개방부(200)는 전로(100)의 외측에서의 노즐(150)의 단부를 개방시켜 노즐(150)이 형성하는 경로(155)와 전로(100) 외부가 연통 가능하도록 하기 위한 것으로서, 전로(100) 외부 바닥면에 접촉 배치되는 개방판(210)을 구비하여 경로(155)를 개방한다. 이때, 개방판(210)이 형성하는 폭은 노즐(150)의 단면 폭보다 소정크기 큰 폭을 갖도록 형성될 수 있다.

경로 개방부(200)는 개방판(210)이 구비될 뿐만 아니라, 전로(100)의 외벽측으로의 노즐(150)에 연결된 구성품을 분리하기 위한 분리기(미도시)를 포함할 수도 있다. 보다 구체적으로, 분리기는 노즐(150)의 이상발생 시 경로(155)로 차단부재(600)를 삽입하기 위해 전로(100) 외측 바닥면에서 노즐(150)에 연결된 주변 구성품(미도시)을 분리하여 노즐(150)의 경로(155)를 개방할 수 있다. 또한, 경로 개방부(200)는 노즐(150)이 복수의 관의 조합으로 구성된 경우, 상기 주변 구성품을 분리한 뒤, 복수의 관 중에서 가장 최외측에 배치된 관을 제외한 나머지 관들을 분리하며 경로(155)를 개방할 수 있다. 이와 같은 경로 개방부(200)로 사용되는 장치의 세부 구성은 한정하지 않으나, 체인 블록(Chain Block)과 같은 장치가 사용될 수도 있다.

차단부재(600)는 삽입부(300)에 의해 경로(155) 내부로 삽입 배치되어 경로(155)를 폐쇄하기 위한 가장 중요한 구성으로서, 일방향으로 연장 형성되며 열팽창성 및 고내열성 재질의 내화물로 제작되어 제공된다. 즉, 차단부재(600)는 경로 개방부(200)에 의해 개방된 경로(155)의 평균 직경(Nφ)을 100이라 할 때, 90 내지 95의 평균 직경(Cφ, C'φ)을 갖도록 봉의 형상으로 형성되어 경로(155) 내에 삽입되어 노즐(150)의 내측벽쪽으로 팽창함으로써 경로(155)를 폐쇄할 수 있다.

이때, 차단부재(600)의 평균 직경(Cφ, C'φ)이 경로(155)의 평균 직경(Nφ)을 100이라 할 때, 90 미만의 평균 직경 크기를 갖도록 형성되는 경우에는, 차단부재(600)가 팽창하더라도 노즐(150)의 내측벽과 차단부재(600) 사이의 이격이 큰 폭으로 발생하며, 차단부재(600)의 평균 직경(Cφ, C'φ)이 경로(155)의 평균 직경(Nφ)을 기준으로 95% 초과하는 크기를 갖도록 형성되는 경우에는, 차단부재(600)를 경로(155) 내로 삽입시키기가 용이하지 않아 차단부재(600)가 삽입부(300)와 부딪혀 부서지거나 깨지는 문제가 발생할 수도 있다. 따라서, 차단부재(600)는 상기와 같은 범위로 노즐(150)과의 평균직경 관계를 갖고 제작될 수 있다.

한편, 차단부재(600)는 도 2의 (b)에 제시된 바와 같이 변형되어 제작될 수도 있다. 즉, 차단부재(600)가 삽입되고자 하는 경로(155)의 평균직경(Nφ)이 14φ 이하의 직경으로 좁은 폭을 갖는 경우, 차단부재(600')는 내부에 공간을 형성하며, 차단부재(600')의 크기를 제어하는 외부재(610') 및 내부공간(615')에 배치되어 열에 의해 팽창 가능한 내부재(630')로 형성된다. 이와 같은 차단부재(600')는 단일의 재료로 14φ 이하의 작은 직경을 갖는 봉으로 제작되는 것이 용이하지 않은 문제점을 해결할 수 있다. 이때, 외부재(610')는 경로(155) 내에서 고온에 의해 열화 제거될 수 있는 재질로 14φ 이하의 직경을 갖고, 상하 단부가 개방되며 내부공간(615')을 갖는 원통으로 제작되며, 내부재(630')는 외부재(610')가 형성한 내부공간(615')에 배치되어 외부재(610')가 열화 제거된 후 경로(155) 내에서 팽창 가능하도록 구비될 수 있다.

한편, 전술한 경로 폐쇄 장치(1)에는 경로(155)와 대응하는 위치에 배치되어 차단부재(600, 600')를 경로측으로 이동시키기 위한 삽입부(300)와, 경로(155)에 메움재를 주입하는 주입부(400) 및 개방된 경로(155)의 단부와 대응하는 위치에서 단부측으로 차단판(550)을 이동 가능하게 하는 조립부(500)를 포함할 수도 있다.

삽입부(300)는 경로 개방부(200)에 연결되어, 경로(155)의 개방 유무에 따라 차단부재(600)를 경로(155)로 삽입시키기 위해 구비될 수 있다. 즉, 삽입부(300)는 일단은 차단부재(600, 600')에 연결되고 타단은 구동기(350)에 연결되는 삽입로드(310)와, 경로 개방부(200)의 하측에 연결되어 차단부재(600, 600')의 이동을 가이드해주는 가이드부재(330)를 포함한다. 이에, 삽입부(300)는 차단부재(600, 600')를 삽입로드(310)에 연결하고, 구동기(350)로 삽입로드(310)를 경로(155)측으로 왕복이동 가능하게 함으로써, 경로(155) 내에 차단부재(600, 600')가 용이하게 삽입되도록 할 수 있다. 이때, 가이드부재(330)는 차단부재(600, 600')가 용이하게 개방판(250)을 통해 경로(155) 내로 삽입될 수 있도록 차단부재(600, 600')가 이동하는 경로를 제공하며, 삽입로드(310) 상에 안착된 차단부재(600, 600')가 이탈하지 않도록 할 수 있다.

주입부(400)는 노즐(150)에 삽입된 차단부재(600)의 팽창에 의해 경로(155)가 폐쇄되더라도 노즐(150)의 내측벽과 차단부재(600) 사이에 발생할 수 있는 이격을 메우기 위해 부가적으로 구비되는 것으로서, 고열에 견디며 갭을 용이하게 메울 수 있는 갭 메움재(예컨대, 모르타르이며, 이하 '메움재'로 통칭)를 노즐(150)과 차단부재(600) 사이로 주입하거나 노즐(150)의 내측벽에 코팅하기 위해 구비될 수 있다. 즉, 주입부(400)는 경로 개방부(200) 및 삽입부(300) 중 적어도 어느 하나와 연동되어, 차단부재(600)가 경로(155) 내에 삽입되기 전이나 삽입된 후에 경로(155)에 메움재(450)를 주입하기 위해 구비될 수 있다. 이때, 주입부(400)는 차단부재(600)가 경로 내에 삽입되기 전에는 노즐(150)의 내측벽에 메움재(450)를 코팅함으로써 차단부재(600)와 노즐(150) 사이의 공간을 메울 수 있으며, 차단부재(600) 내에 삽입된 후에는 노즐(150) 내측벽과 차단부재(600) 사이의 이격공간에 메움재(450)를 주입할 수 있다.

조립부(500)는 삽입부(300)에 차단부재(600)가 삽입된 후 팽창하여 경로(155)를 폐쇄할 때, 팽창하는 차단부재(600)가 외부로 빠져나오는 것을 억제하거나 방지하기 위해, 경로(155)의 단부를 폐쇄하기 위해 차단판(550)를 이동시키기 위해 구비될 수 있다. 즉, 조립부(500)는 소정 크기(노즐(150)의 개방된 경로의 일단부를 커버할 수 있는 크기)의 차단판을 구비하며, 차단판(550)을 전로(100) 외측벽에 개방된 노즐(150) 쪽으로 이동시켜 노즐(150)을 커버함으로써 차단부재(600)가 경로(155) 밖으로 빠져나가지 않도록 할 수 있다.

이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 경로 폐쇄 장치를 이용한 조업 방법에 대해 설명하기로 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 조업 방법은 쇳물 용기와 외부롤 연통시키는 경로의 일단부를 개방하는 과정 및 경로에 경로를 폐쇄하기 위해 마련된 차단부재를 삽입하여 적어도 차단부재의 팽창을 매개로 경로를 폐쇄하는 과정을 포함한다. 이하에서는, 앞서 설명한 바와 같이 전로(100)에 설치된 저취노즐(150)을 용이하게 폐쇄하고 조업하는 방법에 대해 설명한다.

우선, 전로(100)의 사용 중 노즐(150)의 이상 발생에 따라 즉각적으로 노즐(150) 경로(155)에 차단부재(600)를 삽입하기 위해서, 차단부재(600)를 마련한다. 이때, 앞서 설명한 것처럼 경로(155)의 평균직경(Nφ)에 따라, 경로(155)의 평균직경(Nφ)의 90 내지 95%의 평균직경(Cφ, C'φ)을 갖는 차단부재(600)를 제작한다. 여기서, 경로(155)의 평균직경(Nφ)이 14φ보다 큰 평균직경을 갖는 경우에는, 열팽창 및 고내열성을 갖는 내화 파우더 재료를 금형을 활용하여 봉의 형태로 제작함으로써 차단부재(600)를 형성할 수 있다. 한편, 경로(155)의 평균직경(Nφ)이 14φ이하의 평균직경을 갖는 경우에는, 14φ이하의 평균직경을 갖는 노즐의 평균직경을 기준으로 90 내지 95% 크기의 직경을 갖도록 외부재(610')로 심을 제작하고, 외부재(610')에 형성된 내부공간(615')으로 팽창 가능한 내화물인 내화재(630')를 충진시켜 차단부재(600')를 마련한다.

차단부재(600)를 마련한 후, 차단부재(600)를 삽입하기 위한 경로(155)를 개방한다(S10). 즉, 폐쇄하고자 하는 노즐(150)의 경로(155)가 개방될 수 있도록 전로(100)의 바닥부에서 노즐(150)에 연결된 구성품을 분리함으로써 경로(155)의 단부가 개방될 수 있다. 일례로, PS-BOP 및 STS 4제강용 전로에서의 노즐(150)은 이중관의 타입을 나타내기 때문에, 노즐(150)로 가스를 주입하기 위한 플렉시블 호스 및 기타 구성품을 제거하고 이중관의 노즐 중 가장 외측의 노즐만을 남기고 내부의 관은 제거하여 경로(155)를 개방할 수 있다.

경로(155)가 개방되면, 경로(155) 내로 차단부재(600)를 삽입한다(S20). 차단부재(600)는 경로(155) 내부에 삽입되어 노즐(150)로 전해지는 고온의 열에 의해 노즐(150)의 내측벽쪽으로 팽창되어 노즐(150)의 내측벽과 접촉되어 밀착됨으로써 경로(155)를 폐쇄할 수 있다. 이때, 14φ이하의 평균직경을 갖는 경로(155)를 형성하는 노즐(150) 내에 삽입되는 차단부재(600')는 경로(155)에 삽입된 후, 외부재(610')는 고열에 의해 열화 제거되고, 내부재(630')만이 경로에 남아 경로(155) 상에서 팽창한다.

한편, 차단부재(600)를 삽입하는 과정 이전이나, 삽입한 후에는 경로(155)(즉, 노즐(150)의 내측벽)에 메움재(450)를 도포하는 과정(S30)이 수행될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 차단부재(600)의 팽창에 의해 노즐(150)이 폐쇄되더라도 노즐(150) 내측벽과 차단부재(600) 간의 이격이 존재하여 노즐(150)의 폐쇄가 완벽하게 이루어지지 않는 문제 발생을 메움재(450)를 주입함으로써 방지할 수 있다.

이처럼, 경로(155) 내에 차단부재(600) 및 메움재(450)를 삽입 및 주입함으로써 노즐(150)의 경로(155)가 폐쇄(S40)될 수 있으며, 경로(155)를 폐쇄한 이후에는 전로(100)를 지속적으로 사용하고, 전로(100)의 사용이 완료된 후 전로(100)를 유지보수(즉, 전로(100) 내부 연와(130)를 교체하는)하는 과정이 수행될 수 있다. 즉, 노즐(150)을 폐쇄함과 동시에 전로(100)의 사용을 중단하고 유지보수를 진행할 수도 있으나, 전로(100)에 구비된 다수개의 노즐 중 어느 한 노즐에만 이상이 발생한 것으로 판단되어 하나의 노즐을 폐쇄한 후 전로(100)의 사용이 지속될 수 있는 경우에는, 우선, 하나의 노즐(150)을 폐쇄한 후 전로(100)를 계속 사용한 다음에 전로(100)를 유지보수 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 경로 폐쇄 장치(1)를 통한 경로 폐쇄 는 종래의 경로 폐쇄 방법을 통한 경로 폐쇄 소요 시간보다 단시간에 수행될 수 있어 다양한 이점을 얻을 수 있다.

즉, 도 6의 종래와 본 발명의 실시 예에 따른 경로 폐쇄 방법을 비교하여 보면, 종래에는 경로를 폐쇄하고자 하는 노즐의 내부로 부정형 내화재료를 충진하고 건조함으로써 내화재료가 경로를 폐쇄하도록 하였으며, 이는 전로에 구비된 노즐의 개수 당 30 내지 35분의 충진시간이 요구되었다. 따라서, 복수의 노즐을 폐쇄하는 경우에는 각각의 노즐당 시간이 소요된 후에 전로를 유지보수 하거나 조업을 지속하기 때문에 조업의 지연되어 설비의 생산성 및 효율성이 감소하게 되며, 노즐의 폐쇄 시간동안 작업자가 노즐 내로 내화재료를 충진하는 작업을 지속적으로 수행해야하기 때문에 작업자에 부하가 발생하는 문제가 야기된다.

반면에, 본 발명에서는 사용하는 전로(100)에 구비되는 노즐(150)의 평균 직경에 따라 도 6에 도시된 것처럼 차단부재(600, 600')를 마련해 놓은 상태에서, 노즐(150)을 폐쇄하여야 할 때에 차단부재(600, 600')를 경로(155)로 삽입시키면, 차단부재(600, 600')의 팽창성으로 노즐(150)이 폐쇄될 수 있기 때문에 노즐(150) 하나 당 폐쇄시간이 5 내지 10분으로 단축될 수 있다. 따라서, 종래에 비해 본 발명은 노즐(150) 폐쇄시간을 1/3 감소시킬 수 있기 때문에 조업의 지연이 발생하지 않으며, 유지보수 시간을 단축할 수 있어, 결과적으로 제강 공정의 생산성 및 효율성을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술 되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

100 : 전로 110 : 외부철피
130 : 연와 150 : 노즐
155 : 경로 1 : 경로 폐쇄 장치
200 : 경로 개방부 300 : 삽입부
400 : 주입부 450 : 메움재
500 : 조립부 550 : 차단판
600, 600' : 차단부재 610' : 외부재
630' : 내부재

Claims (11)

1. 금속 용융물을 수용하는 용기에 설치된 관의 경로를 폐쇄하기 위한 장치로서,
   상기 용기의 외부 바닥면에서 상기 관의 단면 폭보다 큰 폭을 갖고 접촉 배치되는 개방판을 포함하며, 상기 용기 외벽으로의 상기 경로의 단부를 개방하는 경로 개방부;
   상기 개방된 경로 내에 삽입 배치되는 차단부재;
   상기 경로와 대응하는 위치에서 상기 경로 개방부에 연결되어 상기 차단부재를 상기 경로측으로 이동시키기 위한 삽입부;
   상기 경로에 연결되어 상기 관 내측벽 및 상기 차단부재 사이로 메움재를 주입하거나, 상기 관 내측벽에 상기 메움재를 코팅하는 주입부; 및
   상기 개방된 경로의 단부와 대응하는 위치에서 상기 경로의 단부를 커버할 수 있는 크기의 차단판;을 포함하여, 상기 단부측으로 상기 차단판을 이동 가능하게 하는 조립부;를 포함하며,
   상기 삽입부는,
   일단은 상기 차단부재에 연결되고 타단은 상기 삽입로드를 상기 경로측으로 왕복이동 가능하게 하는 구동기에 연결되는 삽입로드; 및 상기 경로 개방부의 하측에 연결되어 상기 차단부재의 이동을 가이드해주는 가이드부재;를 포함하는 경로 폐쇄 장치.
2. 청구항 1 에 있어서,
   상기 차단부재는 일방향으로 연장 형성되며, 내화물로 제공되는 경로 폐쇄 장치.
3. 청구항 1 에 있어서,
   상기 차단부재는
   상기 경로의 평균 직경을 100이라 할 때, 90 내지 95의 평균 직경을 갖도록 형성되는 경로 폐쇄 장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 차단부재는
   내부에 공간을 형성하며, 상기 차단부재의 크기를 제어하는 외부재; 및
   상기 내부 공간에 배치되어 열에 의해 팽창 가능한 내부재;를 포함하는 경로 폐쇄 장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 청구항 1 에 있어서,
   상기 용기는 제강 공정에서 생산되는 쇳물을 수용하는 전로이며, 상기 경로는 상기 전로의 바닥부로 가스를 취입하기 위한 저취노즐로 형성되는 경로 폐쇄 장치.
8. 청구항 1 내지 4 및 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 경로 폐쇄 장치를 이용하여, 상기 용기와 상기 경로의 일단부를 개방하는 과정과;
   상기 경로에 상기 차단부재를 삽입하여 적어도 상기 차단부재의 팽창을 매개로 상기 경로를 폐쇄하는 과정; 및
   상기 차단부재를 삽입하기 이전 또는 이후에, 상기 경로에 상기 메움재를 주입하는 과정;을 포함하는 조업방법.
9. 청구항 8 에 있어서,
   상기 경로가 14φ 이하인 평균직경을 갖는 경우, 상기 경로의 평균직경을 100이라 할 때, 상기 차단부재는 상기 평균직경의 90 내지 95 크기의 평균 직경을 갖도록 내부가 빈 외부재에 형성된 내부 공간에 팽창 가능한 물질을 충진시키는 조업방법.
10. 청구항 9 에 있어서,
    상기 경로를 폐쇄하는 과정에서, 상기 외부재는 상기 경로 내에서 열화 제거되는 조업방법.
11. 삭제

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