KR102625800B1 - 용해로용 랜스 및 이를 포함하는 용해로 - Google Patents

용해로용 랜스 및 이를 포함하는 용해로 Download PDF

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김균태
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신승환
김영철
김예림
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Abstract

본 발명에 따른 용해로용 랜스는, 내부에 조업용 기체가 유동되는 메인유로가 형성되고, 전방에 조업용 기체를 기준 방향으로 토출하는 분사구가 형성된 노즐 및 상기 노즐의 기 설정된 위치에서 상기 메인유로로 유동되는 조업용 기체의 일부를 우회시켜 상기 메인유로의 하류로 재공급함에 따라, 상기 메인유로로 유동되는 조업용 기체 주류(主流)의 토출 방향을 제어하는 분사제어유닛을 포함한다.

Description

용해로용 랜스 및 이를 포함하는 용해로{Lance for Melting Furnace and Melting Furnace Including the Same}
본 발명은 용해로용 랜스 및 이를 포함하는 용해로에 관한 것이다.
전기로의 인젝션(Injection) 설비는 스크랩 용해 공정에 필요한 추가 열원을 화학에너지 형태로 공급하여, 전기에너지 및 전체 공정 소요시간을 절감하는 것을 목적으로 운용된다.
이와 같은 인젝션 설비 중에서 랜스는 고농도 산소를 초음속으로 전기로 내에 분사하여 용해기 초기에 철 스크랩을 절단함에 따라, 철 스크랩이 붕락되어 용해가 진행되도록 하는 역할을 수행한다.
종래의 랜스는 전기로의 벽면에 고정된 상태로 구비되며, 이에 따라 전기로 조업 시기 별로 철 스크랩 혹은 용강면 위치에 따라 효율적인 사용에 어려움이 있었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해, 전기로의 벽면에 고정되는 랜스에 기계적 장치를 추가 설치하여 랜스가 상하 방향으로 틸팅 각도를 조절할 수 있도록 하거나, 랜스 자체를 전기로에 복수 개 설치하여 서로 다른 방향으로 고농도 산소를 분사할 수 있도록 하는 방식들이 사용되었다.
다만, 이와 같은 방식들은 랜스를 틸팅시키기 위한 별도의 기계적 장치가 구비되거나 랜스 자체가 복수 개가 마련되어야 하므로 공간 효율성이 크게 떨어지며, 초기 설치 비용 및 운용 비용이 높고, 제어가 어렵다는 문제가 있다.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
한국공개특허 제10-2012-0132903호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 분사 방향을 기계적 구조로 제어하는 방식을 지양하고, 이차분사 방식을 통해 간단한 방법으로 분사 방향을 제어할 수 있는 랜스를 제공하기 위한 목적을 가진다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 용해로용 랜스는, 내부에 조업용 기체가 유동되는 메인유로가 형성되고, 전방에 조업용 기체를 기준 방향으로 토출하는 분사구가 형성된 노즐 및 상기 노즐의 기 설정된 위치에서 상기 메인유로로 유동되는 조업용 기체의 일부를 우회시켜 상기 메인유로의 하류로 재공급함에 따라, 상기 메인유로로 유동되는 조업용 기체 주류(主流)의 토출 방향을 제어하는 분사제어유닛을 포함한다.
이때 상기 분사제어유닛은, 상기 노즐의 기 설정된 위치에서 상기 메인유로로 유동되는 조업용 기체의 일부를 유입시키는 우회관로 및 상기 우회관로를 통해 유동되는 조업용 기체 분류(分流)를 상기 메인유로로 재공급하도록 상기 우회관로와 상기 노즐을 서로 연결하는 재공급관로를 포함할 수 있다.
그리고 상기 재공급관로는 복수 개가 마련되어, 각각 상기 우회관로의 서로 다른 위치에 연결될 수 있다.
구체적으로 상기 분사제어유닛은, 상기 분사구에 인접한 제1위치에서 상기 노즐에 연결되는 제1재공급관로를 포함하며, 상기 제1재공급관로는 조업용 기체 분류가 조업용 기체 본류에 충돌하도록 하여 조업용 기체 본류가 상기 기준 방향보다 하측으로 토출되도록 할 수 있다.
그리고 상기 분사제어유닛은, 상기 분사구로부터 기 설정된 거리만큼 이격된 제2위치에서 상기 노즐에 연결되는 제2재공급관로를 포함하며, 상기 제2재공급관로는 조업용 기체 분류가 조업용 기체 본류에 충돌한 뒤 상기 노즐의 내주면 하부에서 조업용 기체 본류가 반사되도록 함에 따라 조업용 기체 본류가 상기 기준 방향보다 상측으로 토출되도록 할 수 있다.
또한 상기 분사제어유닛은, 상기 재공급관로에 구비되어 상기 재공급관로를 선택적으로 개폐하는 개폐밸브를 더 포함할 수 있다.
더불어 상기 분사제어유닛은, 상기 우회관로에 구비되어 상기 우회관로를 통해 유입된 조업용 기체 분류를 압축시키는 압축챔버를 더 포함할 수 있다.
한편 상기 재공급관로는 상기 메인유로의 중심축 방향 단면을 기준으로 상기 노즐과 경사진 각도를 이루도록 연결될 수 있다.
이와 함께 상기 우회관로는 상기 메인유로의 중심축 방향 단면을 기준으로 상기 노즐과 경사진 각도를 이루도록 연결될 수 있다.
또한 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 용해로용 랜스를 ?l마하는 용해로는, 내부에 원료가 투입되어 용융되는 셀 및 상기 셀에 구비되고, 조업용 기체를 원료 측으로 분사하여 원료를 절단하는 랜스를 포함하며, 상기 랜스는, 내부에 조업용 기체가 유동되는 메인유로가 형성되고, 전방에 조업용 기체를 기준 방향으로 토출하는 분사구가 형성된 노즐 및 상기 노즐의 기 설정된 위치에서 상기 메인유로로 유동되는 조업용 기체의 일부를 우회시켜 상기 메인유로의 하류로 재공급함에 따라, 상기 메인유로로 유동되는 조업용 기체 주류(主流)의 토출 방향을 제어하는 분사제어유닛을 포함할 수 있다.
이때 상기 분사제어유닛은, 상기 노즐의 기 설정된 위치에서 상기 메인유로로 유동되는 조업용 기체의 일부를 유입시키는 우회관로 및 상기 우회관로를 통해 유동되는 조업용 기체 분류(分流)를 상기 메인유로로 재공급하도록 상기 우회관로와 상기 노즐을 서로 연결하는 재공급관로를 포함할 수 있다.
그리고 상기 재공급관로는 복수 개가 마련되어, 각각 상기 우회관로의 서로 다른 위치에 연결될 수 있다.
보다 구체적으로 상기 분사제어유닛은, 상기 분사구에 인접한 제1위치에서 상기 노즐에 연결되는 제1재공급관로를 포함하며, 상기 제1재공급관로는 조업용 기체 분류가 조업용 기체 본류에 충돌하도록 하여 조업용 기체 본류가 상기 기준 방향보다 하측으로 토출되도록 할 수 있다.
또한 상기 분사제어유닛은, 상기 분사구로부터 기 설정된 거리만큼 이격된 제2위치에서 상기 노즐에 연결되는 제2재공급관로를 포함하며, 상기 제2재공급관로는 조업용 기체 분류가 조업용 기체 본류에 충돌한 뒤 상기 노즐의 내주면 하부에서 조업용 기체 본류가 반사되도록 함에 따라 조업용 기체 본류가 상기 기준 방향보다 상측으로 토출되도록 할 수 있다.
더불어 상기 분사제어유닛은, 상기 재공급관로에 구비되어 상기 재공급관로를 선택적으로 개폐하는 개폐밸브를 더 포함할 수 있다.
이와 함께 상기 분사제어유닛은, 상기 우회관로에 구비되어 상기 우회관로를 통해 유입된 조업용 기체 분류를 압축시키는 압축챔버를 더 포함할 수 있다.
한편 상기 재공급관로는 상기 메인유로의 중심축 방향 단면을 기준으로 상기 노즐과 경사진 각도를 이루도록 연결될 수 있다.
또한 상기 우회관로는 상기 메인유로의 중심축 방향 단면을 기준으로 상기 노즐과 경사진 각도를 이루도록 연결될 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 용해로용 랜스 및 이를 포함하는 용해로는, 노즐의 기 설정된 위치에서 메인유로로 유동되는 조업용 기체의 일부를 우회시켜 메인유로의 하류로 재공급함에 따라, 메인유로로 유동되는 조업용 기체 주류(主流)의 토출 방향을 제어하는 분사제어유닛을 포함하여, 별도의 기계적 틸팅을 수행하지 않고도 하나의 라인에서 다양한 방향으로 조업용 기체의 분사 방향을 조절할 수 있다는 장점을 가진다.
이에 따라 본 발명은 공간 효율성을 극대화할 수 있으며, 유지보수가 용이하고, 초기 설치 비용 및 운용 비용을 최소화할 수 있다는 장점을 가진다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로용 랜스가 적용된 용해로의 모습을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로용 랜스의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로용 랜스를 통해 조업용 기체를 기준 방향으로 분사하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로용 랜스를 통해 조업용 기체를 기준 방향보다 하측으로 분사하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로용 랜스를 통해 조업용 기체를 기준 방향보다 하측으로 분사하는 과정에 대한 유체 유동 해석 사진을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로용 랜스를 통해 조업용 기체를 기준 방향보다 상측으로 분사하는 모습을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로용 랜스를 통해 조업용 기체를 기준 방향보다 상측으로 분사하는 과정에 대한 유체 유동 해석 사진을 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 용해로용 랜스의 구조를 나타낸 도면이다.
본 명세서에서, 어떤 구성요소(또는 영역, 층, 부분 등)가 다른 구성요소 "상에 있다", "연결된다", 또는 "결합된다"고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 배치/연결/결합될 수 있거나 또는 그들 사이에 제3의 구성요소가 배치될 수도 있다는 것을 의미한다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.
"및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 용어 (기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에서 정의된 용어와 같은 용어는 관련 기술의 맥락에서 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하고, 이상적인 또는 지나치게 형식적인 의미로 해석되지 않는 한, 명시적으로 여기에서 정의된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로용 랜스가 적용된 용해로의 모습을 나타낸 도면이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로용 랜스(10)가 적용된 용해로의 모습을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 용해로(1)는 단일 셀(2)을 가지는 전기로인 것으로 예시하였으며, 셀(2)의 내부에는 원료가 투입되는 조업공간이 형성된다.
다만, 용해로(1)의 형태는 본 실시예로 한정되는 것은 아니며, 다중 셀을 가지는 전기로를 비롯하여 랜스(10)가 적용될 수 있는 것이라면 제한없이 적용될 수 있다.
전극봉(3)은 셀(2)의 루프를 관통하여 일부가 조업공간 내부로 인입됨에 따라 조업공간 내에 노출된다.
그리고 본 실시예에서 전극봉(3)은 3개가 구비되고, 3상 교류를 사용하는 형태를 가진다. 이에 따라 전극봉(3)은 전기에너지를 통해 조업공간 내에서 아크를 발생시켜 원료을 용해시킬 수 있다.
또한 전극봉(3)은 3상 교류 외에도 다른 형태의 전류를 통해 아크 방전을 수행할 수 있음음 물론이다.
랜스(10)는 셀(2)의 측벽에 구비되며, 조업용 기체를 원료 측으로 분사하여 원료를 절단하는 역할을 수행한다. 이때 본 실시예에서 조업용 기체는 산소인 것으로 하였으나, 조업용 기체로는 산소 외의 다른 기체가 사용될 수도 있음은 물론이다.
이하에서는 이와 같은 랜스(10)의 구조에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로용 랜스(10)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 랜스(10)는 노즐(20) 및 분사제어유닛(100)을 포함한다.
노즐(20)의 내부에는 조업용 기체가 유동되는 메인유로(21)가 형성된다. 이와 같은 메인유로(21)의 후방에는 조업용 기체가 유입되는 기체유입부가 형성되고, 전방에는 조업용 기체를 기준 방향으로 토출하는 분사구(22)가 형성된다.
분사제어유닛(100)은 노즐(20)의 기 설정된 위치에서 메인유로(21)로 유동되는 조업용 기체의 일부를 우회시켜, 메인유로(21)의 하류로 재공급할 수 있도록 마련된다.
그리고 이에 따라 분사제어유닛(100)은 메인유로(21)로 유동되는 조업용 기체 주류(主流)의 토출 방향을 제어하게 된다.
이에 따라 본 발명은 랜스(10)에 대해 별도의 기계적 틸팅을 수행하지 않고도 하나의 라인에서 다양한 방향으로 조업용 기체의 분사 방향을 조절할 수 있다.
보다 구체적으로 본 실시예에서 분사제어유닛(100)은 우회관로(110), 재공급관로(120), 개폐밸브(130) 및 압축챔버(140)를 포함할 수 있다.
우회관로(110)는 노즐(20)의 기 설정된 위치에서 메인유로(21)로 유동되는 조업용 기체의 일부를 유입시키도록 연결된다.
그리고 재공급관로(120)는 이와 같은 우회관로(110)를 통해 유동되는 조업용 기체 분류(分流)를 메인유로(21)로 재공급하도록 우회관로(110)와 노즐(20)을 서로 연결하도록 마련된다.
이때 재공급관로(120)는 복수 개가 마련되어, 각각 우회관로(110)의 서로 다른 위치에 연결될 수 있다.
특히 본 실시예의 분사제어유닛(100)은, 분사구(22)에 인접한 제1위치에서 노즐(20)에 연결되는 제1재공급관로(120a)와, 분사구(22)로부터 제1재공급관(120a)로보다 먼 제2위치에서 노즐(20)에 연결되는 제2재공급관로(120b)를 포함한다.
이와 같은 본 실시예는 조업용 기체 분류를 제1재공급관로(120a) 및 제2재공급관로(120b) 중 어느 구성을 통해 메인유로(21)로 공급하느냐에 따라, 메인유로(21)로 유동되는 조업용 기체 주류(主流)의 토출 방향을 제어할 수 있다, 이에 대해서는 후술하도록 한다.
개폐밸브(130)는 재공급관로(120)에 구비되어 재공급관로(120)를 선택적으로 개폐하는 역할을 수행한다.
본 실시예의 분사제어유닛(100)은 제1재공급관로(120a) 및 제2재공급관로(120b)를 포함하므로, 이에 대응되도록 제1재공급관로(120a)에 마련되는 제1개폐밸브(130a) 및 제2재공급관로(120b)에 마련되는 제2개폐밸브(130b)를 포함할 수 있다.
압축챔버(140)는 우회관로(110) 상에 구비되어, 우회관로(110)를 통해 메인유로(21)로부터 유입된 조업용 기체 분류를 압축시킨다. 이에 따라 압축챔버(140) 내에 저장된 조업용 기체는 재공급관로(120)를 통해 메인유로(21) 내에 기 설정된 압력으로 분사될 수 있다.
더불어 도시되지는 않았으나, 재공급관로(120)는 메인유로(21)의 중심축 방향 단면을 기준으로 노즐(20)과 경사진 각도를 이루도록 연결될 수 있으며, 또한 우회관로(110) 역시 메인유로(21)의 중심축 방향 단면을 기준으로 노즐(20)과 경사진 각도를 이루도록 연결될 수 있다.
이때 재공급관로(120) 우회관로(110)의 기울기는 서로 반대 방향일 수 있다. 이와 같이 하는 이유는, 메인유로(21)로 유동되는 조업용 기체가 우회관로(110)를 통해 원활하게 유입되도록 하고, 또한 재공급관로(120)를 통해 메인유로(21)로 배출되는 조업용 기체 분류가 조업용 기체 본류의 유동 방향과 동일한 방향을 벡터 성분을 가지도록 하여 원활한 분사가 이루어지도록 하기 위한 것이다.
이하에서는, 분사제어유닛(100)을 통해 조업용 기체 주류의 토출 방향을 제어하는 방식에 대해 설명하도록 한다.
먼저 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로용 랜스(10)를 통해 조업용 기체를 기준 방향으로 분사하는 모습을 나타낸 도면이다.
이때 기준 방향은 노즐의 정면을 향하는 방향을 의미하는 것으로, 메인유로(21)의 길이 방향에 대한 연장선 상의 방향일 수 있다.
이와 같이 조업용 기체를 기준 방향으로 분사하는 과정은, 제1재공급관로(120a)에 마련되는 제1개폐밸브(130a) 및 제2재공급관로(120b)에 마련되는 제2개폐밸브(130b)를 각각 제어하여 제1재공급관로(120a)와 제2재공급관로(120b)를 차폐한 상태로, 메인유로(21)를 통해 조업용 기체를 유동시키는 방식으로 수행될 수 있다.
즉 이와 같은 경우에는 제1재공급관로(120a)와 제2재공급관로(120b)로부터 메인유로(21) 측으로 공급되는 유체의 흐름이 차단되므로, 메인유로(21)를 통해 유동되는 조업용 기체는 다른 기류의 영향을 받지 않고 직선 방향으로 유동될 수 있다.
다음으로, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로용 랜스(10)를 통해 조업용 기체를 기준 방향보다 하측으로 분사하는 모습을 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로용 랜스(10)를 통해 조업용 기체를 기준 방향보다 하측으로 분사하는 과정에 대한 유체 유동 해석 사진을 나타낸 도면이다.
이와 같이 조업용 기체를 기준 방향보다 하측으로 분사하는 과정은, 제2재공급관로(120b)에 마련되는 제2개폐밸브(130b)를 제어하여 제2재공급관로(120b)를 차폐한 상태로, 제1재공급관로(120a)에 마련되는 제1개폐밸브(130a)를 개방하여 조업용 기체 분류를 메인유로(21)를 통해 유동되는 조업용 기체 본류에 합류시키는 방식으로 수행될 수 있다.
이때 조업용 기체 분류는 메인유로(21)를 통해 유동되는 산소의 유동장 내로 투입되면서 점성 작용에 의해 활 형태의 충격파(Bow Shock)가 발생하게 되고, 경계층 분리가 일어나게 된다. 이와 같이 분리된 경계층 영역을 통과하면서 조업용 기체 본류는 활 형태의 충격파와 붙게 되고 빠르게 방향이 전환될 수 있다.
따라서 조업용 기체 분류의 혼입에 따라 조업용 기체 본류는 전방 하부 측으로 유동 방향이 전환된다. 이때 전술한 바와 같이 제1재공급관로(120a)는 분사구(22)에 인접한 위치에서 노즐(20)에 연결되므로, 전방 하부 측으로 유동 방향이 전환된 조업용 기체 본류는 분사구(22)를 통과하여 지속적으로 하부로 토출될 수 있다.
다음으로 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로용 랜스(10)를 통해 조업용 기체를 기준 방향보다 상측으로 분사하는 모습을 나타낸 도면이며, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로용 랜스(10)를 통해 조업용 기체를 기준 방향보다 상측으로 분사하는 과정에 대한 유체 유동 해석 사진을 나타낸 도면이다.
이와 같이 조업용 기체를 기준 방향보다 상측으로 분사하는 과정은, 제1재공급관로(120a)에 마련되는 제1개폐밸브(130a)를 제어하여 제1재공급관로(120a)를 차폐한 상태로, 제2재공급관로(120b)에 마련되는 제2개폐밸브(130b)를 개방하여 조업용 기체 분류를 메인유로(21)를 통해 유동되는 조업용 기체 본류에 합류시키는 방식으로 수행될 수 있다.
따라서 조업용 기체 분류의 혼입에 따라 조업용 기체 본류는 전방 하부 측으로 유동 방향이 전환된다. 다만, 전술한 바와 같이 제2재공급관로(120b)는 제1재공급관로(120a)보다 분사구(22)에서 먼 위치에서 노즐(20)에 연결되므로, 전방 하부 측으로 유동 방향이 전환된 조업용 기체 본류는 노즐(20)의 내주면 바닥 측에 부딪혀 반사됨에 따라 방향이 반전된다.
이후 조업용 기체 본류는 분사구(22)를 통과하여 지속적으로 상부로 토출될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 노즐(20)의 기 설정된 위치에서 메인유로(21)로 유동되는 조업용 기체의 일부를 우회시켜 메인유로(21)의 하류로 재공급하는 분사제어유닛(100)을 포함하여, 별도의 기계적 틸팅을 수행하지 않고도 하나의 라인에서 다양한 방향으로 조업용 기체의 분사 방향을 조절할 수 있다.
이에 따라 본 발명은 공간 효율성을 극대화할 수 있으며, 유지보수가 용이하고, 초기 설치 비용 및 운용 비용을 최소화할 수 있다는 장점을 가진다.
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명하도록 한다. 이때 이하 설명될 실시예에 있어서, 전술한 제1실시예와 동일하게 구비되는 구성요소에 대한 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 용해로용 랜스(10)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 8에 도시된 본 발명의 제2실시예의 경우, 전술한 제1실시예와 노즐(20) 및 분사제어유닛(100)의 형태 및 결합 구조가 동일하게 형성된다. 다만, 본 실시예는 노즐(20)의 분사구(22) 측에 구비되어 노즐(20)의 길이를 가변시키는 슬라이드부재(23)를 더 포함한다는 특징을 가진다.
보다 구체적으로 본 실시예에서 슬라이드부재(23)는 소정 길이를 가지는 파이프 형태로 형성되고, 적어도 일부 길이가 노즐(20)의 분사구(22) 외주면 측을 감싸는 형태로 형성된다.
그리고 슬라이드부재(23)는 리니어 액추에이터(24)에 의해 노즐(20)에 대해 상대적으로 전후 이동 가능하게 형성되며, 이에 따라 노즐(20)의 전체 길이를 가변시킬 수 있다.
이와 같이 슬라이드부재(23)가 구비됨에 따라, 본 실시예는 제1재공급관로(120a) 또는 제2재공급관로(120b)와 노즐(20) 선단부 간의 길이를 미세 조정할 수 있으며, 따라서 제1재공급관로(120a) 또는 제2재공급관로(120b)를 통해 토출되는 조업용 기체 분류에 의해 방향이 전환되는 조업용 기체 본류에 대한 분사 각도를 보다 정밀하게 제어할 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
1: 용해로
2: 셀
3: 전극봉
10: 랜스
20: 노즐
21: 메인유로
22: 분사구
23: 슬라이드부재
24: 리니어 액추에이터
100: 분사제어유닛
110: 우회관로
120: 재공급관로
120a: 제1재공급관로
120b: 제2재공급관로
130: 개폐밸브
130a: 제1개폐밸브
130b: 제2개폐밸브
140: 압축펌프

Claims (18)

  1. 내부에 조업용 기체가 유동되는 메인유로가 형성되고, 전방에 조업용 기체를 기준 방향으로 토출하는 분사구가 형성된 노즐; 및
    상기 노즐의 기 설정된 위치에서 상기 메인유로로 유동되는 조업용 기체의 일부를 유입시키는 우회관로와 상기 우회관로를 통해 유동되는 조업용 기체 분류(分流)를 상기 메인유로로 재공급하도록 상기 우회관로와 상기노즐을 서로 연결하는 재공급관로를 포함하여 상기 메인유로로 유동되는 조업용 기체 주류(主流)의 토출 방향을 제어하는 분사제어유닛;
    을 포함하고,
    상기 재공급관로는
    상기 분사구에 인접한 제1 위치에서 상기 노즐에 연결되는 제1재공급관로; 및
    상기 제1 위치보다 상기 분사구로부터 멀리 이격된 제2 위치에서 상기 노즐에 연결되는 제2재공급관로;
    를 포함하는,
    용해로용 랜스.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1재공급관로는 조업용 기체 분류가 조업용 기체 본류에 충돌하도록 하여 조업용 기체 본류가 상기 기준 방향보다 하측으로 토출되도록 하는,
    용해로용 랜스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2재공급관로는 조업용 기체 분류가 조업용 기체 본류에 충돌한 뒤 상기 노즐의 내주면 하부에서 조업용 기체 본류가 반사되도록 함에 따라 조업용 기체 본류가 상기 기준 방향보다 상측으로 토출되도록 하는,
    용해로용 랜스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 분사제어유닛은,
    상기 재공급관로에 구비되어 상기 재공급관로를 선택적으로 개폐하는 개폐밸브를 더 포함하는,
    용해로용 랜스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 분사제어유닛은,
    상기 우회관로에 구비되어 상기 우회관로를 통해 유입된 조업용 기체 분류를 압축시키는 압축챔버를 더 포함하는,
    용해로용 랜스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 재공급관로는 상기 메인유로의 중심축 방향 단면을 기준으로 상기 노즐과 경사진 각도를 이루도록 연결된,
    용해로용 랜스.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 우회관로는 상기 메인유로의 중심축 방향 단면을 기준으로 상기 노즐과 경사진 각도를 이루도록 연결된,
    용해로용 랜스.
  10. 내부에 원료가 투입되어 용융되는 셀; 및
    상기 셀에 구비되고, 조업용 기체를 원료 측으로 분사하여 원료를 절단하는 랜스;
    를 포함하며,
    상기 랜스는,
    내부에 조업용 기체가 유동되는 메인유로가 형성되고, 전방에 조업용 기체를 기준 방향으로 토출하는 분사구가 형성된 노즐; 및
    상기 노즐의 기 설정된 위치에서 상기 메인유로로 유동되는 조업용 기체의 일부를 유입시키는 우회관로와 상기 우회관로를 통해 유동되는 조업용 기체 분류(分流)를 상기 메인유로로 재공급하도록 상기 우회관로와 상기 노즐을 서로 연결하는 재공급관로를 포함하여 상기 메인유로로 유동되는 조업용 기체 주류(主流)의 토출 방향을 제어하는 분사제어유닛;
    을 포함하고,
    상기 재공급관로는
    상기 분사구에 인접한 제1 위치에서 상기 노즐에 연결되는 제1재공급관로; 및
    상기 제1 위치보다 상기 분사구로부터 멀리 이격된 제2 위치에서 상기 노즐에 연결되는 제2재공급관로;
    를 포함하는,
    용해로.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제1재공급관로는 조업용 기체 분류가 조업용 기체 본류에 충돌하도록 하여 조업용 기체 본류가 상기 기준 방향보다 하측으로 토출되도록 하는,
    용해로.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제2재공급관로는 조업용 기체 분류가 조업용 기체 본류에 충돌한 뒤 상기 노즐의 내주면 하부에서 조업용 기체 본류가 반사되도록 함에 따라 조업용 기체 본류가 상기 기준 방향보다 상측으로 토출되도록 하는,
    용해로.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 분사제어유닛은,
    상기 재공급관로에 구비되어 상기 재공급관로를 선택적으로 개폐하는 개폐밸브를 더 포함하는,
    용해로.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 분사제어유닛은,
    상기 우회관로에 구비되어 상기 우회관로를 통해 유입된 조업용 기체 분류를 압축시키는 압축챔버를 더 포함하는,
    용해로.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 재공급관로는 상기 메인유로의 중심축 방향 단면을 기준으로 상기 노즐과 경사진 각도를 이루도록 연결된,
    용해로.
  18. 제10항에 있어서,
    상기 우회관로는 상기 메인유로의 중심축 방향 단면을 기준으로 상기 노즐과 경사진 각도를 이루도록 연결된,
    용해로.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR0178058B1 (ko) * 1992-05-27 1999-02-18 조운 이. 페더리시 복합랜스와 이를 이용한 가스 분사장치
KR20120132903A (ko) 2011-05-30 2012-12-10 현대제철 주식회사 전기로의 산소 및 탄소원 공급용 랜스장치
JP2019049038A (ja) * 2017-09-12 2019-03-28 新日鐵住金株式会社 Ｒｈ装置の上吹きランス及び二次精錬方法

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