KR102046958B1 - 산소랜스의 점화장치 - Google Patents

Abstract

산소랜스의 점화장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 산소랜스의 단부에 장착되는 점화장치로서, 산소랜스의 단부에 끼움 장착 가능하며 분사홀을 갖는 캡 바디 및 산소랜스에서 공급되는 산소의 압력에 의해 분리 가능하도록 분사홀에 결합되며 분사홀에서 이탈할 때 분사홀과의 마찰열에 의한 불꽃을 생성하는 점화 팁을 포함한다.

Description

산소랜스의 점화장치{IGNITION DEVICE FOR OXYGEN LANCE}

본 발명은 산소랜스의 점화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전로에 산소를 취입하는 산소랜스의 점화장치에 관한 것이다.

일반적으로 전로작업은 고로에서 출선된 용선과 고철을 전로에 장입하여 일정시간 동안 산소랜스를 통하여 전로 노내에 산소를 취입하여 전로 노내의 산화 및 탈탄반응을 통해 용선을 용강으로 정련하는 제강공정이다.

도 1은 기존 전로 조업에 있어서, 용강의 취련작업 중 취입되는 산소와 용강과의 반응상태를 도시한 것이다.

취련작업 시 전로(10)에 장입된 용강(11)의 표면이 대기와 접촉하거나, 부유물질 또는 보온용 슬래그(12) 등으로 응고되는 현상이 발생하고, 응고된 표면(13)에 산소랜스(20)를 하강하여 산소를 취입하게 되면, 초기에 응고된 용강과 산소가 반응하지 못하는 현상이 발생한다.

이러한 미반응 산소는 전로(10) 내부에서 체류하거나, 전로가스 회수설비로 흡입되게 되나, 일정시간 미반응 상태로 진행되다 용강과 산소가 일순간 반응하게 되면, 전로(10) 내부 및 전로가스 회수설비에 흡입되어 체류하던 산소와 급격한 반응으로 인해 폭발이 발생하는 문제가 된다.

이와 별도로, 도 2는 기존 전로 건조 작업과정을 도시한 것으로서, 새로운 전로(10) 제작 후 내화물 건조를 위해 착화하는 경우 전로(10)를 소정 각도로 기울인 상태에서 전로(10)의 개구 전방에서 작업자가 기름에 묻힌 물질에 불을 붙여 전로(10) 내부에 투입한 후 전로(10) 하부에서 공급되는 연료와 반응하도록 한다.

이때 착화가 한번에 이루어지지 않은 경우에는 기름에 묻힌 물질에 불을 붙여 전로(10) 내부에 다시 투입을 하여야 한다. 이 순간 전로(10) 내부에 남아있던 연료는 일순간에 불꽃과 반응하여 폭발하는 위험이 존재한다.

한국공개실용신안 제2001-0000503호(2001.01.05 공개)

본 발명의 실시 예들은 전로에서 산소랜스를 이용한 취련작업 초기 착화 지연을 방지할 수 있는 산소랜스의 점화장치를 제공하고자 한다.

또한 본 발명의 실시 예들은 새로운 전로 제작 후 건조 작업 시 발생할 수 있는 안전사고를 예방할 수 있는 산소랜스의 점화장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 산소랜스의 단부에 장착되는 점화장치로서, 상기 산소랜스의 단부에 끼움 장착 가능하며, 분사홀을 갖는 캡 바디 및 상기 산소랜스에서 공급되는 산소의 압력에 의해 분리 가능하도록 상기 분사홀에 결합되며, 상기 분사홀에서 이탈할 때 상기 분사홀과의 마찰열에 의한 불꽃을 생성하는 점화 팁을 포함하는 산소랜스의 점화장치가 제공될 수 있다.

또한 상기 캡 바디는 상기 산소랜스의 외면에 끼움 결합되는 장착부와, 상기 분사홀 주위에서 발생한 화염에 의해 연소 가능한 연료가 수용된 연료 수용부를 포함한다.

또한 상기 연료 수용부에 수용된 연료는 고체 연료를 포함한다.

또한 상기 점화 팁의 외면에는 마찰돌기가 마련되고, 상기 분사홀에는 상기 마찰돌기와의 마찰에 의한 불꽃을 발생하는 화약부가 마련될 수 있다.

또한 상기 캡 바디는 일정 시간이 경과함에 따라 전로에 장입된 용강의 열에 의해 연소 또는 용해 가능한 재질로 마련될 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 전로에서 취련작업 초기 슬래그 응고층의 착화지연을 방지하며, 조기에 산소와 용강의 착화를 유도하여 취련시간의 단축 및 안전사고를 방지할 수 있게 된다.

또한 본 발명의 실시 예들은 전로 제작 후 내화물의 건조과정에서 작업자가 불씨를 제공하면서 발생될 수 있는 폭발 사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

도 1은 기존 전로의 취련작업을 도시한 것이다.
도 2는 기존 전로 제작 후 내화물 건조과정을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 산소랜스의 점화장치를 이용한 전로 취련작업을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 점화장치를 도시한 절개도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 산소랜스 단부에 결합된 점화장치를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 취련작업 중 점화 팁이 분리되는 과정을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 취련작업 중 연료가 분리되는 과정을 도시한 것이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 산소랜스의 점화장치를 이용한 전로 취련작업을 도시한 것이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 점화장치를 도시한 절개도이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 산소랜스 단부에 결합된 점화장치를 도시한 단면도이다.

도 3을 참조하면, 전로(10)에는 고로 및 전기로에서 제공된 용강(11)이 장입된 상태이고, 용강(11)의 상부에는 산화 및 온도 하락을 방지하기 위한 슬래그(12) 층이 형성된 상태이다.

취련작업 시 산소를 공급하는 산소랜스(20)가 전로(10)의 상부에서 하부로 이동하여 슬래그(12)의 상부에 위치되게 되고, 산소를 분출함에 의해 산소와 용강(11)의 반응을 유도한다.

이때 산소랜스(20)의 하단에는 산소랜스(20)의 배출구(21)를 덮는 점화장치(30)가 장착된 상태이다.

점화장치(30)는 산소랜스(20)의 하단에 끼움 장착되는 캡 바디(33)를 포함한다.

캡 바디(33)는 상부가 개방된 원통 형상으로 이루어질 수 있고, 개방된 상부가 산소랜스(20)의 하단에 끼워짐에 의해 산소랜스(20)에 압입 장착될 수 있다.

캡 바디(33)는 전로(10)에 장입된 용강의 열에 의해 일정 시간 견딜 수 있고, 일정 시간이 경과하면 연소 또는 용해 가능한 재질로 마련될 수 있다.

캡 바디(33)에는 산소랜스(20)에서 공급되는 산소가 외부로 배출되기 위한 분사홀(34)이 마련된다.

분사홀(34)은 산소랜스(20)의 배출구(21)와 마주하게 위치될 수 있다.

분사홀(34)에는 점화 팁(40)이 분리 가능하게 장착될 수 있다.

분사홀(34)은 장착된 점화 팁(40)이 산소랜스(20)에서 공급되는 산소 압력에 의해 분사홀(34)에서 분리가 용이하도록 하부로 갈수록 직경이 커지는 원통형태로 이루어질 수 있다.

점화 팁(40)은 분사홀(34)과 대응하는 형상으로 이루어지고, 분사홀(34)에서 이탈하는 경우 분사홀(34) 내면과 마찰 접촉함에 의해 불꽃을 생성할 수 있다.

이를 위해, 분사홀(34)의 내면에는 화약부(35)가 마련될 수 있고, 화약부(35)와 접촉하는 점화 팁(40)의 외면에는 마찰돌기(41)가 마련될 수 있다.

산소랜스(20)의 산소 압력에 의해 점화 팁(40)이 분사홀(34)에서 이탈되면, 점화 팁(40)의 외면에 마련된 마찰돌기(41)와 화약부(35)의 마찰열에 의해 불꽃이 발생하고, 산소랜스(20)에서 분출되는 산소에 의해 연소가 급격히 이루어지게 된다.

캡 바디(33)는 산소랜스(20)의 외면에 끼움 결합되는 원통형상의 장착부(31)와, 장착부(31)의 하부에 구비되며 분사홀(34)이 형성된 돔 형상의 연료 수용부(32)를 포함한다.

연료 수용부(32) 내에는 고체연료(50)가 내장될 수 있다. 고체연료(50)는 불꽃에 의해 산소와 잘 반응하여 용융물 형태로 분출되는 소재로 마련될 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 산소랜스의 점화장치를 이용한 취련작업에 대하여 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다.

먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, 전로(10) 내에서 용강(11)의 취련작업을 수행하는 경우 점화장치(30)가 장착된 산소랜스(20)를 전로(10) 내부에 투입시킨다.

그리고 산소랜스(20)를 통해 산소를 공급하면, 산소랜스(20)의 하단에 장착된 캡 바디(33) 내부로 산소가 분출되고, 분출된 산소의 압력에 의하여 캡 바디(33)의 분사홀(34)에 장착된 점화 팁(40)은 외부로 이탈된다.

점화 팁(40)이 이탈되는 과정에서 마찰돌기(41)와 화약부(35)의 마찰에 의해 불꽃이 발생되고, 공급되는 산소에 의해 분사홀(34) 주위에 급격한 연소가 이루어지게 된다.

분사홀(34) 주위가 연소되면, 도 7과 같이 연료 수용부(32) 내부에 내장된 고체연료(50)는 하방으로 내려오게 되고, 고체연료(50)가 산소와 반응하여 연소함에 의해 용융물 형태로 슬래그(12) 표면에 낙하되면서 슬래그(12) 층에 산소와 반응을 유도하게 된다.

그리고 연료 수용부(32) 내부의 고체연료(50)가 모두 배출되면 캡 바디(33)는 일정시간 경과 후 용강(11)의 고열에 의해 연소되어 제거된다.

따라서, 전로(10)에서 취련작업 초기 슬래그 응고층의 착화지연을 방지하게 되며, 조기에 산소와 용강(11)의 반응(착화)을 유도하게 되어 취련 시간을 단축함과 아울러, 착화 지연으로 인해 전로(10) 내에서 체류하는 미반응 산소에 의한 폭발 위험을 방지할 수 있게 된다.

한편, 도 2와 같이 새로운 전로(10) 제작 후 내화물을 건조하는 경우에도 산소랜스(20)의 하단에 점화장치(30)를 장착한 후 산소랜스(20)를 하강하여 전술한 동일한 방법으로 산소랜스(20)에 산소를 주입하여 전로(10)에 주입된 연료에 불꽃을 점화함에 의해 작업자가 불씨를 제공하면서 발생되는 폭발의 문제로부터 벗어날 수 있게 된다.

이상에서는 특정의 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시 예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

10: 전로, 11: 용강,
12: 슬래그, 20: 산소랜스,
21: 배출구, 30: 점화장치,
31: 장착부, 32: 연료 수용부,
33: 캡 바디, 34: 분사홀,
35: 화약부, 40: 점화 팁,
41: 마찰돌기, 50: 고체연료.

Claims (5)

1. 산소랜스의 단부에 장착되는 점화장치로서,
   상기 산소랜스의 단부에 끼움 장착 가능하며, 상기 산소랜스의 배출구와 마주하게 위치되며 하부로 갈수록 직경이 커지는 원통형태의 분사홀을 갖는 캡 바디; 및
   상기 산소랜스에서 공급되는 산소의 압력에 의해 분리 가능하도록 상기 분사홀에 결합되며, 상기 분사홀에서 이탈할 때 상기 분사홀과의 마찰열에 의한 불꽃을 생성하는 점화 팁;을 포함하고,
   상기 캡 바디는 상기 산소랜스의 외면에 끼움 결합되는 원통형상의 장착부와, 상기 분사홀 주위에서 발생한 화염에 의해 연소 가능한 고체연료가 수용된 돔 형상의 연료 수용부를 포함하고,
   상기 점화 팁의 외면에는 마찰돌기가 마련되고, 상기 분사홀에는 상기 마찰돌기와의 마찰에 의한 불꽃을 발생하는 화약부가 마련되는 산소랜스의 점화장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 캡 바디는 일정 시간이 경과함에 따라 전로에 장입된 용강의 열에 의해 연소 또는 용해 가능한 재질로 마련되는 산소랜스의 점화장치.
   

Images