KR102157597B1 - 용강 재산화 방지장치 - Google Patents

Abstract

용강 재산화 방지장치가 개시된다. 용강 재산화 방지장치는, 래들(ladel)에 담겨져 슬래그층이 표면에 형성된 용강의 재산화를 방지하는 장치로서, 래들의 상부에 배치되며 슬래그층에 삽입되도록 래들의 내부에서 승강되는 삽입 블록과, 삽입 블록을 승강시키는 구동부를 포함한다.

Description

용강 재산화 방지장치{APPARATUS FOR PREVENTING RE-OXYDATION OF MOLTEN STEEL}

본 발명은 용강의 재산화 방지를 위한 용강 재산화 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 전로에서 취련이 완료된 용강은 래들(Ladle)에 출강되어, 용강의 성분조정과 온도균일화와 탈황 및 개재물 제어를 위한 이차정련단계로 이동된다.

이차정련단계에서는 용강의 하부에 설치된 저취 노즐을 통하여 아르곤(Ar) 등의 불활성가스를 취입하여 아르곤 버블링(Ar Bubbling) 발생에 의한 용강의 교반 작용이 이루어질 수 있다.

이와 같이, 래들에서 용강의 아르곤 버블링을 실시하는 것은, 용강의 교반 및 개재물의 부상분리를 위함이다.

즉, 용강의 교반을 통해 래들에 투입하는 조제재 및 합금철의 용해를 용이하게 하고 성분을 균일하게 하며, 전극에 의한 승온 작업시 용강온도를 균일하게 할 수 있다.

아울러, 아르곤 버블링 과정에서 발생되는 아르곤 기포는. 용강의 상부로 부상하면서 용강내 존재하는 비금속 개재물에 충돌 및 포집하는 바, 비금속 개재물을 용강의 표면에 형성된 슬래그(Slag)층으로 제거하는 작용을 촉진할 수 있다.

한편, 아르곤 가스가 용강의 상부로 부상하면서, 슬래그층을 벗어나는 과정에서 용강이 대기와 접촉하게 되어 나탕 현상이 발생될 수 있다.

이와 같이, 용강에 나탕이 발생되는 경우, 용강이 대기와 접촉되어 대기중의 질소가 용강 표면에 흡착 및 혼입되어 제품 결함이 발생되는 문제점이 있다.

따라서, 슬래그층에 형성되는 나탕의 크기를 제어하고자, 아르곤 버블링 과정에서 발생하는 진동을 감지하여, 진동의 크기가 일정 수준을 초과하는 경우 아르곤 가스의 공급 유량을 조절함으로써, 슬래그층에 형성되는 나탕의 크기를 제어하고 있다.

그러나, 종래 아르곤 가스의 공급 유량을 제어하는 것은, 나탕의 크기를 적정 크기 이하로 제한하는 것은 가능하지만, 나탕이 발생을 방지하는 것은 불가능하여 나탕에 의한 용강 재산화가 지속적으로 발생되는 문제점이 있다.

본 발명의 일 실시예는, 용강 표면의 슬래그층에서 대기에 개방된 나탕에 의한 용강의 재산화가 발생되는 것을 방지하는 용강 재산화 방지장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 실시예는, 래들(ladel)에 담겨져 슬래그층이 표면에 형성된 용강의 재산화를 방지하는 장치로서, 래들의 상부에 배치되며 슬래그층에 삽입되도록 래들의 내부에서 승강되는 삽입 블록과, 삽입 블록을 승강시키는 구동부를 포함한다.

삽입 블록은, 내화물 재질로 형성될 수 있다. 삽입 블록은 스틸 재질로 형성될 수 있다. 삽입 블록은 냉각기가 설치될 수 있다.

냉각기는, 삽입 블록의 내부에 형성되어 냉각수가 이동되는 냉각 자켓과, 기 냉각 자켓에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급부를 포함할 수 있다.

구동부는, 삽입 블록의 상측에 돌출되는 커넥터부재와, 커넥터부재에 연결되어 상승 또는 하강 압력을 제공하는 승강기를 포함할 수 있다.

승강기는 커넥터부재에 로드가 연결된 유압 실린더일 수 있다.

삽입 블록의 저면에는 복수개의 돌출부가 돌출될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 래들의 내부에서 아르곤 가스의 공급에 의하여 용강의 교반 작동이 이루어지는 과정에서, 삽입 블록이 슬래그층의 높이를 상승시키도록 삽입되는 바, 아르곤 가스의 기포에 의해 용강의 나탕이 발생되는 것을 방지하여 용강 품질의 향상이 가능하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 용강 재산화 방지장치가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 용강 재산화 방지장치의 래들을 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 래들을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 용강 재산화 방지장치를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 5는 도 4의 삽입 블록이 하강되어 용강 상측의 슬래그층에 삽입된 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 용강 재산화 방지장치의 냉각기가 설치된 삽입 블록을 개략적으로 도시한 요부 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 삽입 블록을 개략적으로 도시한 저면 사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 용강 재산화 방지장치가 설치된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 용강 재산화 방지장치의 래들을 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2의 래들을 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 용강 재산화 방지장치(100)는, 슬래그층(18)이 표면에 형성되며 래들(10)의 내부로 주입되는 용강(14)의 재산화를 방지하는 장치로서, 래들(10)의 저장 공간(11)의 내부에서 승강되어 슬래그층(18)에 삽입되는 삽입 블록(20)과, 삽입 블록(20)을 승강시키는 구동부(30)를 포함한다.

래들(10)은 전로에서 취련이 완료되어 출강된 용강(14)이 저장되는 저장 공간(11)이 내부에 형성될 수 있다. 즉, 래들(10)은 전로 또는 전기로의 1차 정련로에서 제조된 용강이 내부에 저장되어 주조 공정에 적합한 2차 정련 처리가 이루어질 수 있다.

래들(10)은 원통형의 저장 공간(11)이 내부에 형성되고, 상부에는 용강(14)이 투입되는 개구부(12)가 형성될 수 있다.

이러한 래들(10)에는 가스 공급원(16a)에 연결된 저취 노즐(16)을 통하여 아르곤(Ar) 등의 불활성 가스가 내부에 공급되는 바, 아르곤 가스(16b)의 버블링(bubbling)에 의한 용강의 교반 작용 및 용강에 포함된 비금속 개재물의 부상 및 분리 작용이 이루어질 수 있다.

이와 같이, 래들(10)의 내부에서는 아르곤 가스(16b)의 공급에 의하여 용강(14)의 교반 작동이 이루어지는 바, 래들(10)의 저장 공간(11)에 투입되는 조제재 및 합금철이 용강(14)에 용이하게 용해되어 용강 성분의 균일화 작용이 이루어질 수 있다.

또한, 아르곤 가스(16b)의 공급에 의해 발생된 아르곤 기포(16c, 도 5 참조)는 용강의 내부에 존재하는 비금속 개재물에 충돌 및 포집 작용이 이루어져, 비금속 개재물이 슬래그층(18)으로 제거되는 작용이 더욱 촉진될 수 있다.

한편, 래들(10)의 상부에는 삽입 블록(20)이 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 래들(10)의 상부에 위치한 삽입 블록(20)은 개구부(12)를 통해 삽입되어 래들(10)의 내부, 즉 저장 공간(11)에서 상승 또는 하강 가능하게 설치될 수 있다.

삽입 블록(20)은 아르곤 가스가 용강(14)의 상부로 부상하여 슬래그층(18)을 이탈하는 과정에서, 용강(14)이 대기와 접촉되는 것을 방지하도록 설치될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 용강 재산화 방지장치를 개략적으로 도시한 측면도이고, 도 5는 도 4의 삽입 블록이 하강되어 용강 상측의 슬래그층에 삽입된 상태를 개략적으로 도시한 측면도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 삽입 블록(20)은 래들(10)의 저장 공간(11)의 내부에서 상승 또는 하강 가능하게 설치되는 것으로, 용강(14)의 상부에 형성되는 슬래그층(18)에 삽입될 수 있다.

이와 같이, 삽입 블록(20)이 슬래그층(18)의 내부에 삽입되는 것은, 용강(14)의 상측에 형성된 슬래그층(18)의 높이(h, 도 4 참조)를 일시적으로 상승(h', 도 5 참조)시키도록 하여, 용강(14)에서 발생된 아르곤 기포(16c)가 슬래그층(18)을 통과하는 과정에서 용강(14)의 표면이 대기에 노출되는 나탕이 발생되지 않도록 하기 위한 것이다.

따라서, 아르곤 가스(16b)의 공급에 의한 용강(14)의 교반 과정에서, 용강(14)의 표면이 대기에 노출되는 나탕 현상에 의해 대기중의 질소가 용강(14)에 접촉되어 재산화가 발생되는 것을 차단하여, 제품 결함이 발생되는 것을 방지하는 것이 가능하다.

삽입 블록(20)은 일부분이 슬래그층(18)의 내부로 삽입되는 것도 가능하고, 슬래그층(18)의 높이에 따라 전체가 슬래그층(18)의 내부로 삽입되는 것도 가능하다.

이러한 삽입 블록(20)은 래들(10)의 저장 공간(11)의 내벽면에 이격된 상태로 상승 또는 하강되는 것으로 저장 공간(11) 보다 작은 직경을 가지는 원통형으로 형성될 수 있다. 그러나 삽입 블록(20)은 원통형으로 반드시 한정되는 것은 아니고, 가장자리의 일부분 또는 전체가 모서리를 갖는 다각형 등으로 적절하게 변경 적용되는 것도 가능하다.

삽입 블록(20)은 슬래그층(18)에 접촉되는 과정에서 열 손상이 발생되는 것을 방지하도록, 본 실시예에서 내화물 재질로 형성되는 것을 예시적으로 설명한다. 그러나, 삽입 블록(20)은 내화물 재질로 형성되는 것으로 반드시 한정되는 것은 아니고, 용강(14)의 열에 의한 손상이 발생되지 않는 소정의 재질로 적절하게 변경 적용되는 것도 가능하다.

삽입 블록(20)은 후술하는 구동부(30)의 구동력에 의해 래들(10)의 저장 공간(11)의 내부로 하강되어 슬래그층(18)에 삽입될 수 있다.

구동부(30)는 삽입 블록(20)에 연결되어 삽입 블록(20)에 상승 또는 하강 구동력을 제공하도록 설치될 수 있다.

이러한 구동부(30)는, 삽입 블록(20)의 상측에 돌출되는 커넥터부재(31)와, 커넥터부재(31)에 연결되어 상승 또는 하강 압력을 제공하는 승강기(33)를 포함할 수 있다.

커넥터부재(31)는 일단은 삽입 블록(20)의 상측에 연결되고 타단은 승강기(33)에 연결될 수 있다.

커넥터부재(31)는 삽입 블록(20)의 상측에 원통형의 봉 형상으로 돌출되어, 승강기(33)에 연결될 수 있다. 물론 커넥터부재(31)는 원통형의 봉 형상으로 반드시 한정되는 것은 아니고, 내구성 및 설치 위치를 고려하여 다양한 형상으로 적절하게 변경 적용될 수 있다.

커넥터부재(31)는 삽입 블록(20)과 승강기(33)의 사이에 고정된 상태로 연결되는 것을 예시적으로 설명하지만, 삽입 블록(20) 또는 승강기(33)의 각각 또는 어느 하나에 회전 가능하게 연결되는 것도 가능하다.

승강기(33)는 커넥터부재(31)의 돌출된 단부에 로드(32)가 연결되는 유압 실린더로 적용될 수 있다. 이하에서 승강기와 유압 실리더는 동일 참조 번호를 사용한다.

유압 실린더(33)는 래들(10)이 작업 위치로 이동된 상태에서 아르곤 가스의 취입 작용이 개시된 것으로 확인되면, 삽입 블록(20)이 슬래그층(18)에 삽입되도록 로드(32) 전진(하강) 작동이 이루어질 수 있다.

이러한 유압 실린더(33)는 아르곤 가스의 공급에 의한 용강의 교반 작업이 종료된 것으로 확인되면, 삽입 블록(20)이 슬래그층(18)의 외부로 이탈되도록 로드(32)의 후진(상승) 작동이 이루어질 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 실시예의 용강 재산화 방지장치(100)는, 래들(10)의 내부에서 아르곤 가스의 공급에 의하여 용강(14)의 교반 작동이 이루어지는 과정에서, 삽입 블록(20)이 슬래그층(18)의 높이를 상승시키도록 삽입되는 바, 아르곤 가스의 기포에 의해 용강의 나탕이 발생되는 것을 방지하여 용강(14) 품질의 향상이 가능하다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 용강 재산화 방지장치의 냉각기가 설치된 삽입 블록을 개략적으로 도시한 요부 단면도이다. 도 1 내지 도 5와 동일 참조 번호는 동일 또는 유사 기능의 동일 또는 유사부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 용강 재산화 방지장치의 삽입 블록(120)은 스틸 재질로 형성될 수 있다.

이러한 삽입 블록(120)에는 슬래그층(18)에 삽입된 상태에서 열 손상을 방지하는 냉각기(130)가 설치될 수 있다.

냉각기(130)는, 삽입 블록(120)의 내부에 형성되어 냉각수가 이동되는 냉각 자켓(131)과, 냉각 자켓(131)에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급부(133)를 포함할 수 있다.

냉각 자켓(131)은 삽입 블록(120)의 내부에 긴 길이로 연장 형성되는 것으로, 냉각수가 이동되는 유로를 형성하여 용강(14)의 고온의 열에 의한 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

냉각수 공급부(133)는 냉각 자켓(131)에 연결되어 냉각수를 공급하는 냉각수 유로(133a)와, 냉각수 유로(133a)에 냉각수를 공급하는 펌핑부(133b)를 포함할 수 있다.

따라서, 냉각수는 삽입 블록(120)의 내부를 순환하도록 공급되는 바, 삽입 블록(120)이 고온의 열에 의해 손상되지 않도록 내구성을 향상시키는 것이 가능하다.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 삽입 블록을 개략적으로 도시한 저면 사시도이다. 도 1 내지 도 6과 동일 참조 번호는 동일 또는 유사 기능의 동일 또는 유사부재를 말한다. 이하에서 동일 참조 번호에 대해서는 그 자세한 설명을 생략한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 용강 재산화 방지장치의 삽입 블록(220)의 저면에는 돌출부(221)가 돌출될 수 있다.

돌출부(221)는 삽입 블록(20)의 저면에 서로 이격된 복수개로 돌출되는 바, 슬래그층(18)에 삽입되는 과정에서 슬래그층(18)의 높이 상승이 더욱 효과적으로 이루어지는 것이 가능하다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

10...래들 11...저장 공간
12...개구부 14...용강
16...저취 노즐 16a..가스 공급원
16b..아르곤 가스 16c,.아르곤 기포
18...슬래그층 20 120, 220...삽입 블록
30...구동부 31...커넥터부재
32...로드 33...승강기, 유압 실린더
130..냉각기 131..냉각 자켓
133..냉각수 공급부 133a..냉각수 유로
133b..펌핑부 221..돌출부

Claims (7)

1. 래들(ladel)에 담겨져 슬래그층이 표면에 형성된 용강의 재산화를 방지하는 장치로서,
   상기 래들의 상부에 배치되며, 상기 슬래그층에 삽입되도록 상기 래들의 내부에서 승강되는 삽입 블록; 및
   상기 삽입 블록을 승강시키는 구동부;
   를 포함하고,
   상기 구동부는,
   상기 삽입 블록의 상측에 돌출되는 커넥터부재; 및
   상기 커넥터부재에 연결되어 상승 또는 하강 압력을 제공하는 승강기;
   를 포함하며,
   상기 승강기는 상기 커넥터부재에 로드가 연결된 유압 실린더인 용강 재산화 방지장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 삽입 블록은, 내화물 재질로 형성되는 용강 재산화 방지장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 삽입 블록은, 스틸 재질로 형성되고 냉각기가 설치되는 용강 재산화 방지장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 냉각기는,
   상기 삽입 블록의 내부에 형성되어 냉각수가 이동되는 냉각 자켓; 및
   상기 냉각 자켓에 냉각수를 공급하는 냉각수 공급부;
   를 포함하는 용강 재산화 방지장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 삽입 블록의 저면에는 복수개의 돌출부가 돌출되는 용강 재산화 방지장치.

Images