KR101650407B1 - 고로 출선구 충전용 충진재 및 이를 이용한 충진방법 - Google Patents

Abstract

압축 성형된 충진재를 고로의 출선구에 간편하게 삽입함으로써 충진재의 침식으로 인한 연와의 손상 및 유선의 누출을 방지하여 출선구의 폐쇄작업을 효과적으로 수행할 수 있도록, 출선구 내부에 투입되는 충진물의 뼈대를 이루기 위해 분말의 카본 스템핑재에 삽입되는 파이프; 및 상기 파이프의 내부와 외부에 배치된 카본 스템핑재를 압축 성형하여 이루어지는 원통형의 충전물을 포함하는 고로 출선구 충전용 충진재 및 이를 이용한 충진방법을 제공한다.

Description

고로 출선구 충전용 충진재 및 이를 이용한 충진방법{FILLER FOR TAPPING HOLE CHARGED OF BLAST FURNACE AND THIS METHOD}

고로 출선구 내부에 충전되어 출선구를 폐쇄하는 충진재 및 이를 이용한 충진방법을 개시한다.

일반적으로 제철소의 제선 공정은 고로 내부에 원료인 철광석과 열원인 코크스를 장입하여 송풍구를 통해 열풍을 불어넣어 철광석을 환원시키는 공정이다. 이러한 제선 공정에서는 용선과 슬래그로 이루어진 용융물이 고로 하부에 모이게 되며, 이렇게 모인 용융물은 고로 하부에 마련된 출선구를 통해 배출된다.

한편, 고로는 일정 기간 사용후에는 개수 공사를 하여 다시 축조하게 되는데, 고로의 출선구에는 SiC 또는 C를 주성분으로 하는 스템핑(STAMPING)재가 충전되었다. 이와 같이 개수 공사가 완료된 후 화입 초기에 고로 내부의 용융물을 배출하는 출선구가 각종 트러블이나 이상 발생으로 일반 개공 작업이 불가능할 경우, 산소 파이프를 이용하여 출선구의 내부에 충전된 상기 스템핑재를 연소, 용융시켜서 출선구를 개공함으로써 고로 내부의 용융물을 배출시키고 있다.

그런데, 화입 도중에 출선구 유선이 발생한다면 장시간 휴풍으로 이어지게 되고, 화입 조업같이 노열이 확보되지 않은 경우는 냉입으로 이어지게 된다. 유선이 발생되는 경우는 여러가지 원인으로 인하여 내화물 균열이 발생하고, 그 균열이 커지면서 카본(Carbon) 세트(Set) 연와에 용선이 접촉하게 되면서 마모가 심화되며 취약부를 통해 용선이 유출되는 것이다.

출선구 성형 공정을 보면 세트 연와 사이에 파이프를 넣고 카본 스템핑(Carbon Stamping)재를 이용하여 밀충진을 위해 다지기 작업을 하는데, 밀충진이 되지 않을 경우 슬래그(Slag) 배출이 끝나고 첫 용선 출선 중 와류 및 출선공 확대로 인하여 카본 세트 연와와 직접 접촉에 의해 발생되었다고 할 수 있다. 카본은 용선과 접촉시에 침식이 크게 발생하게 되므로 유선될 가능성이 크다.

압축 성형된 충진재를 고로의 출선구에 간편하게 삽입함으로써 충진재의 침식으로 인한 연와의 손상 및 유선의 누출을 방지하여 출선구의 폐쇄작업을 효과적으로 수행할 수 있도록 된 고로 출선구 충전용 충진재 및 이를 이용한 충진방법을 제공한다.

고로 출선구 충전용 충진재는, 출선구 내부에 투입되는 충진물의 뼈대를 이루기 위해 분말의 카본 스템핑재에 삽입되는 파이프; 및 상기 파이프의 내부와 외부에 배치된 카본 스템핑재를 압축 성형하여 이루어지는 원통형의 충전물을 포함할 수 있다.

상기 파이프의 직경은 60 ~70mm 범위일 수 있다.

상기 파이프 및 충전물의 길이는 1900 ~ 2100mm 범위일 수 있다.

상기 충전물의 밀도는 140 ~160 kg/㎠ 범위일 수 있다.

상기 충전물은 그 외측에 도포되어 충전물이 출선구 내부에 접착될 수 있도록 하는 몰타르를 더 포함한다.

고로 출선구 충진방법은, 파이프를 분말의 카본 스템핑재에 삽입하여 압축 성형함으로써 출선구 내부에 투입되는 충진재를 제작하는 단계; 상기 충진재의 외측에 몰타르를 도포하는 단계; 출선구의 출선공을 통해 상기 충진재를 삽입하는 단계; 및 충진재가 삽입된 출선구에 내화물을 유입시켜 시공하는 단계를 포함할 수 있다.

본 장치에 따르면, 충진재를 압축 성형으로 제작하여 고로의 출선구에 간편하게 삽입함으로써 고로 초기 화입시 와류에 의한 충진재의 침식을 막아줄 수 있고, 이에 따라 출선구 내부의 연와 손상 및 유선의 누출을 방지할 수 있다.

또한, 고로 출선구의 충진 작업이 연속으로 행해질 수 있게 되어 작업성 및 생산성 향상을 도모할 수 있고, 충진재의 제작을 위한 다지기 공정이 삭제되어 업무부하 감소 및 안전성 향상을 기대할 수 있다.

도 1은 본 실시예에 따른 충진재가 고로 출선구에 충전된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 고로 출선구에 충진재가 삽입되는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 고로 출선구 충전용 충진재를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 A-A선을 따라 절개하여 도시한 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 고로 출선구 충진과정을 도시한 도면이다.

이하에서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 “포함하는”의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 이에, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 충진재가 고로 출선구에 충전된 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 2는 본 실시예에 따른 고로 출선구에 충진재가 삽입되는 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3은 본 실시예에 따른 고로 출선구 충전용 충진재를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4는 도 3의 A-A선을 따라 절개하여 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 고로 출선구 충전용 충진재(1)는 고로의 개수 공사시 출선구(2)에 충전되어, 출선구(2)를 폐쇄하도록 된 것이다.

즉, 상기 충진재(1)는 고로의 출선구(2)를 막아주기 위하여 출선구(2)의 출선공(2a)을 통해 삽입하게 된다.

상기 고로 출선구 충전용 충진재(1)는 크게 파이프(10)와 이 파이프(10)의 내외측에 성형되는 충전물(20)로 구성된다.

여기서, 상기 충진재(1)의 파이프(10)는 출선구(2) 내부에 투입되는 충전물(20)의 뼈대를 이루기 위해 분말의 카본 스템핑(Carbon Stamping)재에 삽입되는 것이고, 상기 충전물(20)은 상기 파이프(10)의 내부와 외부에 배치된 카본 스템핑재를 압축 성형(Briquetting)하여 이루어지는 원통형의 구조물이다.

상기 충진재(1)를 고로의 세트(Set) 연와(3)가 있는 출선구(2)로 삽입하게 되면, 상기 충진재(1)는 카본 벽돌(4)을 지나 출선구(2)에 삽입되며, 상기와 같이 충진재(1)를 출선구(2)에 삽입하여 출선구(2)를 폐쇄한 후, 출선구(2)의 입구쪽에 내화물(Castable)(5)을 유입시켜 마무리한다.

본 실시예에서, 상기의 구조를 이루는 충진재(1)의 상기 파이프(10)의 직경은 60 ~70mm 범위로 설계되는 바, 바람직하게는 파이프(10) 직경이 65mm를 이룬다.

상기 파이프(10) 및 충전물(20)의 길이는 1900 ~ 2100mm 범위로 설계되는 바, 바람직하게는 파이프(10) 및 충전물(20)의 길이가 2000mm를 이룬다.

상기 충전물(20)의 밀도는 140 ~160kg/㎠ 범위로 설계되는 바, 바람직하게는 충전물(20)의 밀도가 150kg/㎠를 이룬다.

즉, 상기 고로 출선구 충전용 충진재(1)는 카본 스템핑재를 출선구(2)에 다져 넣는 방식이 아닌 출선구(2)에 삽입되는 삽입 구조물로서, 상기 파이프(10)를 카본 스템핑재에 삽입하여 압축 성형함으로써 충진재(1)를 제작한 후, 이 원통형의 충진재(1)를 고로의 출선구(2)에 삽입함으로써 출선구(2)를 폐쇄하게 된다.

상기 충진재(1)는 그 길이가 2000mm이고, 밀도가 150kg/㎠로 설계되어 하나의 단품으로 제작된다. 이에 따라 용선에 의해서 충진재(1)가 마모되어도 단차가 발생하지 않기 때문에 와류가 형성되지 않고 머드(Mud)재로 치환될 수 있는 시간을 완벽하게 보호할 수 있다.

한편, 상기 충진재(1)의 외부를 이루는 상기 충전물(20)의 외측에 몰타르(30)가 도포됨으로써 출선구(2) 내부에서 몰타르(30)의 건조를 통해 충진재(1)가 출선구(2)에 접착될 수 있다.

도 5는 본 실시예에 따른 고로 출선구 충진과정을 도시한 도면이다.

도 5에 도시된 바와 같이, 고로 출선구 충진방법은 파이프(10)를 분말의 카본 스템핑재에 삽입하여 압축 성형함으로써 출선구(2) 내부에 투입되는 충진재(1)를 제작하는 단계; 상기 충진재(1)의 외측에 몰타르(30)를 도포하는 단계; 출선구(2)의 출선공(2a)을 통해 상기 충진재(1)를 삽입하는 단계; 및 충진재(1)가 삽입된 출선구(2)에 내화물(5)을 유입시켜 시공하는 단계;를 포함한다.

즉, 고로의 출선구(2)를 충진하는 방법은 우선, 파이프(10)와 카본 스템핑재로 이루어진 충전물(20)을 압축 성형 공정을 통해 원통형의 충진재(1)를 제작하고, 상기 충진재(1)의 외측에 몰타르(30)를 도포하여 향 후 출선구(2) 내측에서 몰타르(30)의 건조를 통해 충진재(1)가 출선구(2)에 접착되도록 한다.

상기와 같이 제작된 충진재(1)를 고로의 세트 연와(3)가 있는 출선구(2)에 삽입한 후, 출선구(2)에 내화물(5) 유입 시공을 실시함으로써 출선구(2) 폐쇄작업을 마무리한다.

그러므로, 별도로 제작된 충진재(1)를 출선구(2)에 간편하게 삽입하여 출선구(2)를 충전함으로써 업무 부하의 감소와 유선발생의 제로(Zero)화를 도모할 수 있다.

따라서, 충진재(1)를 압축 성형으로 제작하여 고로의 출선구(2)에 간편하게 삽입함으로써 고로 초기 화입시 와류에 의한 충진재(1)의 침식을 막아줄 수 있고, 이에 따라 출선구(2) 내부의 세트 연와(3) 손상 및 유선의 누출을 방지할 수 있다.

고로 출선구(2)의 충진 작업이 연속으로 행해질 수 있게 되어 작업성 및 생산성 향상을 도모할 수 있고, 충진재(1)의 제작을 위한 다지기 공정이 삭제되어 업무부하 감소 및 안전성 향상을 기대할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

1 : 충진재 2 : 출선구
2a : 출선공 3 : 세트 연와
4 : 카본 벽돌 5 : 내화물
10 : 파이프 20 : 충전물
30 : 몰타르

Claims (6)

1. 출선구 내부에 투입되는 충진물의 뼈대를 이루기 위해 분말의 카본 스템핑재에 삽입되는 파이프; 및
   상기 파이프의 내부와 외부에 배치된 카본 스템핑재를 압축 성형하여 이루어지는 원통형의 충전물을 포함하고,
   상기 충전물은 그 외측에 도포되어 충전물이 출선구 내부에 접착될 수 있도록 하는 몰타르를 더 포함하는 고로 출선구 충전용 충진재.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 파이프의 직경은 60 ~70mm 범위인 고로 출선구 충전용 충진재.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 파이프 및 충전물의 길이는 1900 ~ 2100mm 범위인 고로 출선구 충전용 충진재.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 충전물의 밀도는 140 ~160 kg/㎠ 범위인 고로 출선구 충전용 충진재.
5. 삭제
6. 파이프를 분말의 카본 스템핑재에 삽입하여 압축 성형함으로써 출선구 내부에 투입되는 충진재를 제작하는 단계(S1);
   상기 충진재의 외측에 몰타르를 도포하는 단계(S2);
   출선구의 출선공을 통해 상기 충진재를 삽입하는 단계(S3); 및
   충진재가 삽입된 출선구에 내화물을 유입시켜 시공하는 단계(S4)를 포함하는 고로 출선구 충진방법.

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