KR101770069B1 - 고로용 대탕도 - Google Patents

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김용태
김정태
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현대제철 주식회사
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Abstract

고로용 대탕도에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 고로용 대탕도는: 고로에서 배출되는 용융물이 이동되는 내측공간을 구비하는 탕도몸체와, 탕도몸체의 하부면에 볼록한 형상으로 돌출되는 융기부 및 융기부에 걸려서 탕도몸체에 고여 있는 상기 용융물에 기체를 공급하여 용융물의 온도를 높이는 기체공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고로용 대탕도{RUNNER FOR FURNACE}
본 발명은 고로용 대탕도에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용융물의 흐름성을 개선하여 생산량을 증가시킬 수 잇는 고로용 대탕도에 관한 것이다.
일반적으로, 고로에서는 용융물을 생산하기 위해서 철광석과 코크스를 고로 내에 장입시키고, 열풍로 설비에서 보내온 고온의 열풍을 고로 내부에 불어넣어 용선과 슬래그를 생산하며, 고로 외부로 배출된 용융물은 대탕도의 스키머(skimmer)에서 용선과 슬래그의 비중차에 의해 서로 분리된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0087028호(2004.10.13, 탕면조정이 용이한 고로 대탕도의 스키머장치)에 개시되어 있다
본 발명의 일 실시예에 의하면 용융물의 흐름성을 개선하여 생산량을 증가시킬 수 잇는 고로용 대탕도를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 고로용 대탕도는: 고로에서 배출되는 용융물이 이동되는 내측공간을 구비하는 탕도몸체와, 탕도몸체의 하부면에 볼록한 형상으로 돌출되는 융기부 및 융기부에 걸려서 탕도몸체에 고여 있는 상기 용융물에 기체를 공급하여 용융물의 온도를 높이는 기체공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 탕도몸체는, 고로와 연결된 전방부에서 용융물이 배출되는 후방부를 향하여 하부면이 하향 경사지게 설치되는 것이 바람직하다.
또한 융기부는 하부면을 따라 복수로 설치되는 것이 바람직하다.
또한 융기부는, 하부면의 폭 방향으로 연장되며 하부면의 상측으로 돌출되는 제1융기부 및 제1융기부와 이격되어 하부면의 폭 방향으로 연장되며 하부면의 상측으로 돌출되는 제2융기부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 기체공급부는 용융물에 산소를 공급하는 것을 특징으로 한다.
또한 기체공급부는, 제1융기부에 의해 탕도몸체에 저장되는 용융물에 산소를 공급하는 제1공급부 및 제1융기부를 통과한 후 제2융기부에 걸려서 탕도몸체에 저장되는 용융물에 산소를 공급하는 제2공급부를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 고로용 대탕도는 탕도몸체를 따라 이동되는 용융물이 복수의 융기부를 통과하며 흐름성이 개선되므로 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은, 융기부에 걸려서 탕도몸체에 고여 있는 용융물에 산소를 공급하여 용융물의 온도를 높이므로 용융물의 응고를 감소시켜 유지보수 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로용 대탕도의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1융기부에 용융물이 걸려서 1차 저장이 이루어지는 상태를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2융기부에 용융물이 걸려서 2차 저장이 이루어지는 상태를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2융기부를 통과하여 용융물이 이동되는 상태를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 융기부의 설치상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 고로용 대탕도를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로용 대탕도의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1융기부에 용융물이 걸려서 1차 저장이 이루어지는 상태를 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2융기부에 용융물이 걸려서 2차 저장이 이루어지는 상태를 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2융기부를 통과하여 용융물이 이동되는 상태를 도시한 단면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 융기부의 설치상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1, 도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로용 대탕도(1)는, 고로에서 배출되는 용융물(40)이 이동되는 내측공간(12)을 구비하는 탕도몸체(10)와, 탕도몸체(10)의 하부면(14)에 볼록한 형상으로 돌출되는 융기부(20) 및 융기부(20)에 걸려서 탕도몸체(10)에 고여 있는 상기 용융물(40)에 기체를 공급하여 용융물(40)의 온도를 높이는 기체공급부(30)를 포함한다.
탕도몸체(10)는 고로에서 배출되는 용융물(40)이 이동되는 내측공간(12)을 구비하는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 변형될 수 있다. 일 실시예에 따른 탕도몸체(10)는 고로와 연결된 전방부(도 2기준 좌측)에서 용융물(40)이 배출되는 후방부(도 2기준 우측)를 향하여 하부면(14)이 하향 경사지게 설치되므로 용융물(40)의 흐름성을 개선시킨다.
고로용 대탕도(1)의 하부면(14)은 수평선과 3 내지 5도의 경사각도(A)를 이루며 경사지게 설치되므로 탕도몸체(10)를 따라 흐르는 용융물(40)의 흐름성을 개선시킬 수 있다.
고로용 대탕도(1)와 연결된 고로의 출선구(50)를 통해 탕도몸체(10)의 내측으로 쇳물과 슬래그가 혼합된 용융물(40)이 공급된다.
융기부(20)는 탕도몸체(10)의 하부면(14)에 볼록한 형상으로 돌출되는 둑 형상이며, 이러한 융기부(20)는 탕도몸체(10)의 하부면(14)을 따라 설치 개수를 가감할 수 있다.
일 실시예에 따른 융기부(20)는 하부면(14)을 따라 복수로 설치되므로, 각 융기부(20)가 설치된 구간 마다 용융물(40)이 고이는 공간이 형성된다. 이러한 융기부(20)는 제1융기부(22)와 제2융기부(24)를 포함한다.
제1융기부(22)는 하부면(14)의 폭 방향으로 연장되어서 하부면(14)의 상측으로 돌출되어 둑 형상을 형성한다. 제2융기부(24)는 제1융기부(22)와 이격되어 하부면(14)의 폭 방향으로 연장되며, 하부면(14)의 상측으로 돌출되어 둑 형상을 형성한다.
제1융기부(22)의 높이가 제2융기부(24)의 높이보다 높다. 예를 들어 제1융기부(22)의 높이가 600mm인 경우, 제2융기부(24)의 높이는 400mm이다. 따라서 제1융기부(22)에 걸려서 용융물(40)이 1차 저장된 후 다시 제2융기부(24)에 걸려서 용융물(40)이 2차 저장된 후 제2융기부(24)를 타고 용융물(40)이 탕도몸체(10)의 후방으로 흐를때, 용융물(40)의 수심이 점차로 낮아지므로 용융물(40)의 흐름성이 개선된다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로용 대탕도(1)는, 출선구(50)와 마주하는 하부면(14)은 높게, 탕도몸체(10)의 출구를 향한 후방은 낮게 3도 내지 5도 경사지게 만든 후, 탕도몸체(10)의 하부면(14)에 두 개 내외의 융기부(20)를 조성하여 각 융기부(20) 마다 용융물(40)을 고이게 한다.
기체공급부(30)는, 융기부(20)에 걸려서 탕도몸체(10)에 고여 있는 용융물(40)에 기체를 공급하여 용융물(40)의 온도를 높이는 기술사상 안에서 다양한 종류의 기체공급장치가 사용될 수 있다.
일 실시예에 따른 기체공급부(30)는 용융물(40)에 산소를 공급하여 용융물(40)의 온도를 높인다. 이러한 기체공급부(30)는 제1공급부(32)와 제2공급부(34)를 포함한다.
제1공급부(32)는 제1융기부(22)에 의해 탕도몸체(10)에 저장되는 용융물(40)에 산소를 공급한다. 제1공급부(32)는 파이프 형상의 관로를 통해 제1융기부(22)의 전방에 고여 있는 용융물(40)의 내측으로 산소를 공급한다.
제2공급부(34)는 제1융기부(22)를 통과한 후 제2융기부(24)에 걸려서 탕도몸체(10)에 저장되는 용융물(40)에 산소를 공급한다. 제2공급부(34)는 파이프 형상의 관로를 통해 제2융기부(24)의 전방에 고여 있는 용융물(40)의 내측으로 산소를 공급한다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 고로용 대탕도(1)의 작동상태를 상세히 설명한다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 고로의 출선구(50)를 통해 탕도몸체(10)의 내측으로 용융물(40)이 공급된다 용융물(40)은 제1융기부(22)에 걸려서 1차 저장이 이루어진다.
제1융기부(22)에 걸려서 고여 있는 용융물(40)의 내측으로 제1공급부(32)의 하측이 연장되며, 제1공급부(32)를 통해 산소가 공급된다. 제1공급부(32)를 통해 공급된 산소는 용융물(40)과 산화 반응을 일으키므로 산화 반응열로 용융물(40)의 온도를 상승시킨다.
이때 산화 반응에 따른 반응식은 다음과 같다.
C + O = CO
C + 2O = CO2
Fe + O = FeO
Si + O2 = SiO2
이러한 반응식에 의해 용융물(40)의 온도가 상승되며, 철과 규소가 반응하여 슬래그 중의 FeO 와 SiO2 가 증가하여 용융물(40)의 유동성을 향상시키며, 용융물(40)의 흐름을 좋게 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1융기부(22)에 걸려서 고여 있는 용융물(40)에 산소를 공급하는 1단계의 반응으로 온도가 올라간 용융물(40)이 첫 번째 둑인 제1융기부(22)를 넘어 두 번째 둑인 제2융기부(24)에 의해 형성된 웅덩이에 고이게 되면, 1단계와 같이 산소를 불어 넣어 1단계와 같은 원리로 용융물(40)의 온도와 유동성이 더욱 향상된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 1단계와 2 단계의 과정을 거쳐 유동성과 온도가 상승된 용융물(40)이 스키머가 설치된 탕도몸체(10)의 후방으로 흘러 나가는 3단계를 갖는다.
이때 1,2 단계의 효과를 증대시키기 위해 밀스케일(FeO) 이나 규소(SiO2)를 투입할 수도 있다. 제1융기부(22)와 제2융기부(24)를 통과한 용융물(40)은 탕도몸체(10)의 후방으로 이동하며 온도와 유동성이 향상되므로, 생산성을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 탕도몸체(10)를 따라 이동되는 용융물(40)이 복수의 융기부(20)를 통과하며 흐름성이 개선되므로 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한 융기부(20)에 걸려서 탕도몸체(10)에 고여 있는 용융물(40)에 산소를 공급하여 용융물(40)의 온도를 높이므로 용융물(40)의 응고를 감소시켜 유지보수 비용을 절감할 수 있다.
일 실시예에 따른 고로용 대탕도(1)의 설치로 용융물(40) 유동성 향상에 따른 대탕도 내의 용융물(40)의 흐름성이 개선되며, 이로 인하여 고열의 용융물(40) 유도 작업이 감소되어 작업자의 안전을 확보할 수 있다.
또한 응고된 용선 및 슬래그의 중장비 제거 작업이 감소되어 장비비 절감 및 장비 운전원의 안전을 확보할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 고로용 대탕도
10: 탕도몸체 12: 내측공간 14: 하부면
20: 융기부 22: 제1융기부 24: 제2융기부
30: 기체공급부 32: 제1공급부 34: 제2공급부
40: 용융물
50: 출선구
A: 경사각도

Claims (6)

  1. 고로에서 배출되는 용융물이 이동되는 내측공간을 구비하는 탕도몸체;
    상기 탕도몸체의 하부면에 볼록한 형상으로 돌출되는 융기부; 및
    상기 융기부에 걸려서 상기 탕도몸체에 고여 있는 상기 용융물에 기체를 공급하여 상기 용융물의 온도를 높이는 기체공급부;를 포함하며,
    상기 탕도몸체는, 상기 고로와 연결된 전방부에서 상기 용융물이 배출되는 후방부를 향하여 상기 하부면이 하향 경사지게 설치되며,
    상기 융기부는 상기 하부면을 따라 복수로 설치되는 것을 특징으로 하며,
    상기 융기부는, 상기 하부면의 폭 방향으로 연장되며 상기 하부면의 상측으로 돌출되는 제1융기부; 및
    상기 제1융기부와 이격되어 상기 하부면의 폭 방향으로 연장되며, 상기 하부면의 상측으로 돌출되는 제2융기부;를 포함하며,
    상기 용융물에 산소를 공급하는 상기 기체공급부는, 상기 제1융기부에 의해 상기 탕도몸체에 저장되는 상기 용융물에 산소를 공급하는 제1공급부; 및
    상기 제1융기부를 통과한 후 상기 제2융기부에 걸려서 상기 탕도몸체에 저장되는 상기 용융물에 산소를 공급하는 제2공급부;를 포함하며,
    상기 제1융기부의 높이가 상기 제2융기부의 높이보다 높게 형성되며,
    상기 용융물에 밀스케일(FeO)이나 규소(SiO2)를 투입하는 것을 특징으로 하는 고로용 대탕도.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006070288A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Jfe Steel Kk 高炉主樋
JP5348718B2 (ja) 2009-09-07 2013-11-20 新日鉄住金エンジニアリング株式会社 高炉の残銑抜き方法及び残銑抜き装置

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