KR102667786B1 - 용해로 버너용 노즐 및 이를 포함하는 용해로 - Google Patents

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엄준용
김균태
이재랑
이상혁
김종덕
신승환
조종오
김영철
신대훈
이재민
김예림
신명철
박영주
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Abstract

본 발명에 따른 용해로 버너용 노즐은, 내부에 후방으로부터 산소가 유입되는 메인유로가 형성되고, 전방에 분사구가 형성된 바디를 포함하며, 상기 바디의 둘레에는 상기 메인유로 측으로 가연성 가스를 공급하는 가스공급홀이 형성되어, 상기 메인유로를 통해 산소를 기 설정된 기준속도로 유동시키는 랜스모드 또는 상기 메인유로를 통해 산소를 상기 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 상기 가스공급홀을 통해 가연성 가스를 공급하는 버너모드 중 어느 하나의 모드로 용해로를 운용 가능하도록 한다.

Description

용해로 버너용 노즐 및 이를 포함하는 용해로{Nozzles for Melting Furnace Burners and Melting Furnaces Including the Same}
본 발명은 용해로 버너용 노즐 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 연소 버너는 전기로 내에서 아크(Arc)의 편향에 의해 상대적으로 온도가 낮은 영역의 온도를 보상하기 위해, 가연성 기체와 고농도 산소를 혼합하여 연소 반응을 발생시켜 스크랩을 직접 가열하는 역할을 수행한다.
또한 연소 버너와 더불어 인젝션 설비 중 하나인 랜스는 산소를 전기로 내에 빠른 속도로 주사하여 철 스크랩 등과 같은 원료를 커팅하거나, 용강 내에 산소를 주입하는 역할을 수행한다.
종래에는 이와 같은 연소 버너와 랜스가 각각 다른 설비로 구성되어 전기로 내에 설치되었다.
다만, 이와 같이 할 경우 연소 버너와 랜스를 설치해야 할 공간을 확보해야 하는 것은 물론, 동수냉함 등 부가적인 설비들의 물리적 크기가 커질 수밖에 없어 공간 효율성이 매우 떨어진다는 문제가 있다.
더불어 연소 버너와 랜스를 동시에 관리하여아 하므로, 유지보수를 위한 비용이 크게 증가할 뿐만 아니라, 정비 및 수리에 소요되는 시간이 길어지게 되는 문제도 발생하게 된다.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
한국공개특허 제10-2019-0078347호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 랜스와 연소 버너의 기능을 일체화하여 조업 시기 별로 적절한 화염 길이및 화염각을 제어할 수 있으며, 구조가 간단하여 유지보수가 용이한 용해로 버너용 노즐을 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 용해로 버너용 노즐은, 내부에 후방으로부터 산소가 유입되는 메인유로가 형성되고, 전방에 분사구가 형성된 바디를 포함하며, 상기 바디의 둘레에는 상기 메인유로 측으로 가연성 가스를 공급하는 가스공급홀이 형성되어, 상기 메인유로를 통해 산소를 기 설정된 기준속도로 유동시키는 랜스모드 또는 상기 메인유로를 통해 산소를 상기 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 상기 가스공급홀을 통해 가연성 가스를 공급하는 버너모드 중 어느 하나의 모드로 용해로를 운용 가능하도록 한다.
이때 상기 가스공급홀은 복수 개가 상기 바디의 둘레를 따라 형성될 수 있다.
특히 상기 가스공급홀은 상기 메인유로의 중심축 방향 단면을 기준으로, 상기 메인유로와 n˚(n은 0 초과 90 이하의 수)의 각도를 이루도록 연결될 수 있다.
그리고 상기 가스공급홀은 서로 다른 n값을 가지도록 상기 바디에 복수 개가 형성될 수 있다.
특히 상기 바디에는, n값이 90인 제1가스공급홀 및 n값이 0 초과 90 미만인 제2가스공급홀이 형성될 수 있따.
한편 제1가스공급홀 및 상기 제2가스공급홀은 상기 바디에 각각 한 쌍이 형성되어, 상기 메인유로의 중심축과 수직한 방향의 단면을 기준으로 상기 메인유로의 중심축에 대해 서로 점대칭되는 위치에 마련될 수 있다.
또한 상기 버너모드는, 상기 제2가스공급홀을 차폐한 상태에서, 상기 메인유로를 통해 산소를 상기 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 상기 제1가스공급홀만을 통해 가연성 가스를 공급하는 제1버너모드, 상기 제1가스공급홀만을 차폐한 상태에서, 상기 메인유로를 통해 산소를 상기 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 상기 제2가스공급홀만을 통해 가연성 가스를 공급하는 제2버너모드 또는 상기 메인유로를 통해 산소를 상기 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 상기 제1가스공급홀 및 상기 제2가스공급홀을 통해 가연성 가스를 공급하는 제3버너모드 중 어느 하나의 형태로 운용될 수 있다.
더불어 상기 가스공급홀은 상기 메인유로의 중심축과 수직한 방향의 단면을 기준으로, 상기 메인유로와 m˚(m은 0 초과 90 이하의 수)의 각도를 이루도록 연결될 수 있다.
그리고 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 용해로 버너용 노즐을 포함하는 용해로는, 내부에 원료가 투입되어 용융되는 셀 및 산소를 상기 셀 내부에 투입된 원료 측으로 분사하여 원료를 절단하거나, 산소 및 가연성 기체를 통해 화염을 생성하여 상기 셀의 내부에 투입된 원료 측으로 분사하는 노즐을 포함하며, 상기 셀에 구비되는 버너를 포함하며, 상기 노즐은, 내부에 후방으로부터 산소가 유입되는 메인유로가 형성되고, 전방에 분사구가 형성된 바디를 포함하며, 상기 바디의 둘레에는 상기 메인유로 측으로 가연성 가스를 공급하는 가스공급홀이 형성되어, 상기 메인유로를 통해 산소를 기 설정된 기준속도로 유동시키는 랜스모드 또는 상기 메인유로를 통해 산소를 상기 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 상기 가스공급홀을 통해 가연성 가스를 공급하는 버너모드 중 어느 하나의 모드로 운용 가능하게 형성된다.
이때 상기 가스공급홀은 복수 개가 상기 바디의 둘레를 따라 형성될 수 있다.
그리고 상기 가스공급홀은 상기 메인유로의 중심축 방향 단면을 기준으로, 상기 메인유로와 n˚(n은 0 초과 90 이하의 수)의 각도를 이루도록 연결될 수 있다.
또한 상기 가스공급홀은 서로 다른 n값을 가지도록 상기 바디에 복수 개가 형성될 수 있다.
특히 상기 바디에는, n값이 90인 제1가스공급홀 및 n값이 0 초과 90 미만인 제2가스공급홀이 형성될 수 있다.
한편 제1가스공급홀 및 상기 제2가스공급홀은 상기 바디에 각각 한 쌍이 형성되어, 상기 메인유로의 중심축과 수직한 방향의 단면을 기준으로 상기 메인유로의 중심축에 대해 서로 점대칭되는 위치에 마련될 수 있다.
그리고 상기 버너모드는, 상기 제2가스공급홀을 차폐한 상태에서, 상기 메인유로를 통해 산소를 상기 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 상기 제1가스공급홀만을 통해 가연성 가스를 공급하는 제1버너모드, 상기 제1가스공급홀만을 차폐한 상태에서, 상기 메인유로를 통해 산소를 상기 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 상기 제2가스공급홀만을 통해 가연성 가스를 공급하는 제2버너모드 또는 상기 메인유로를 통해 산소를 상기 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 상기 제1가스공급홀 및 상기 제2가스공급홀을 통해 가연성 가스를 공급하는 제3버너모드중 어느 하나의 형태로 운용될 수 있다.
더불어 상기 가스공급홀은 상기 메인유로의 중심축과 수직한 방향의 단면을 기준으로, 상기 메인유로와 m˚(m은 0 초과 90 이하의 수)의 각도를 이루도록 연결될 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 용해로 버너용 노즐 및 이를 포함하는 용해로는, 바디의 둘레에 메인유로 측으로 가연성 가스를 공급하는 가스공급홀이 형성되어, 메인유로를 통해 산소를 기 설정된 기준속도로 유동시키는 랜스모드 또는 메인유로를 통해 산소를 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 가스공급홀을 통해 가연성 가스를 공급하는 버너모드 중 어느 하나의 모드로 용해로를 운용 가능하도록 함에 따라, 버너와 랜스의 기능을 일체화하여 조업 시기 별로 화염의 길이와 화염각을 적절하게 제어함에 따라 에너지 효율을 크게 향상시킬 수 있다는 장점을 가진다.
더불어 본 발명의 실시예에 따르면, 유체 스월 방식의 간단한 구조를 통해 스월 효과를 제공할 수 있으므로, 기존의 물리적 스월 방식에 구조가 간단하며, 유지보수가 용이하다는 장점이 있다.
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 용해로 버너용 노즐이 적용된 용해로의 모습을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3는 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로 버너용 노즐의 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로 버너용 노즐이 랜스모드로 구동되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로 버너용 노즐이 제1버너모드로 구동되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로 버너용 노즐이 제2버너모드로 구동되는 모습을 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 용해로 버너용 노즐의 모습을 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 용해로 버너용 노즐이 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 버너(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.
버너(10)는 셀(2)의 측벽에 구비되며, 산소와 가연성 기체를 혼합하여 화염을 생성하고, 셀(2)의 내부에 투입된 원료 측으로 화염을 분사한다.
이때 본 실시예의 버너(10)는 산소와 가연성 기체를 효과적으로 혼합할 수 있는 노즐(100)을 포함하며, 이하에서는 이에 대해 자세히 설명하도록 한다.
도 2 및 도 3는 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로 버너용 노즐(100)의 모습을 나타낸 도면이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로 버너용 노즐(100)은 내부에 후방으로부터 산소가 유입되는 메인유로(111)가 형성되고, 전방에 분사구(112)가 형성된 바디(110)를 포함한다.
메인유로(111)는 내부의 기 설정된 지점이 다른 영역에 비해 좁아지는 형태로 형성될 수 있으며, 이에 따라 메인유로(111)의 내부에서는 스월러 효과가 발생될 수 있다.
이때 본 실시예에서 바디(110)의 둘레에는, 메인유로(111) 측으로 가연성 가스를 공급하는 가스공급홀(120)이 형성된다. 이때 가연성 기체는 LNG, H2, NH3 등일 수 있으나, 이들만으로 제한되는 것은 아니다.
즉 본 실시예의 용해로 버너용 노즐(100)은 메인유로(111)의 개구된 후방으로부터 산소를 공급하여 분사구(112)로 토출시킬 수 있으며, 또한 가스공급홀(120)을 통해 가연성 기체를 공급하여 분사구(112)로 토출시킬 수 있다.
그리고 본 실시예에서, 가스공급홀(120)은 복수 개가 바디(110)의 둘레를 따라 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 각각의 가스공급홀(120)은 메인유로(111)의 중심축 방향 단면을 기준으로, 메인유로(111)와 n˚(n은 0 초과 90 이하의 수)의 각도를 이루도록 연결될 수 있다.
또한 복수 개의 가스공급홀(120)은 서로 다른 n값을 가질 수 있다. 즉 가스공급홀(120)을 통해 메인유로(111)로 공급되는 가연성 가스는 메인유로(111)의 후방으로부터 일직선으로 공급되는 산소의 기류와 n˚의 각도를 이루며 혼합되고, 그 각도에 따라 유체의 스월링 형태가 결정될 수 있다.
특히 본 실시예의 경우 도 3과 같이 바디(110)에는, n값이 90인 제1가스공급홀(120a)과, n값이 0 초과 90 미만인 제2가스공급홀(120b)의 두 종류의 가스공급홀(120)이 형성된다.
즉 제1가스공급홀(120a)은 메인유로(111)의 중심축 방향 단면을 기준으로 메인유로(111)와 제1각도(θ1)인 직각을 이루도록 연결되며, 제2가스공급홀(120b)은 메인유로(111)의 중심축 방향 단면을 기준으로 메인유로(111)와 예각인 제2각도(θ2)를 이루도록 연결될 수 있다.
이와 더불어, 가스공급홀(120)은 메인유로(111)의 중심축과 수직한 방향의 단면을 기준으로, 메인유로(111)와 m˚(m은 0 초과 90 이하의 수)의 각도를 이루도록 연결될 수 있다.
즉 가스공급홀(120)은 메인유로(111)의 중심축에 대해 비틀린 각도를 이루도록 형성되어 중심축으로부터 편심된 위치에 가연성 가스를 공급할 수 있다.
또한 본 실시예에서 제1가스공급홀(120a) 및 제2가스공급홀(120b)은 바디에 각각 한 쌍이 형성되어, 메인유로(111)의 중심축과 수직한 방향의 단면을 기준으로 메인유로(111)의 중심축에 대해 서로 점대칭되는 위치에 마련될 수 있다.
이와 같이 본 실시예는 바디(110)에 두 가지 종류의 가스공급홀(120)이 형성됨에 따라, 총 3가지의 모드로 운용이 가능하다.
도 4 내지 도 6은, 본 발명에 따른 용해로 버너용 노즐(100)이 각각의 모드로 운용되는 모습을 나타낸 도면들이다.
먼저, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로 버너용 노즐(100)이 랜스모드로 구동되는 모습을 나타낸 도면이다.
랜스모드에서는 메인유로(111)를 통해 산소를 기 설정된 기준속도로 유동시키게 되며, 제1가스공급홀(120a) 및 제2가스공급홀(120b)을 통해서는 가연성 가스가 공급되지 않는다.
이때 기준속도는 분사구(112)를 통해 분사되는 산소가 용해로의 내부에 투입된 원료를 붕락시킬 수 있을 정도의 에너지를 가질 수 있는 속도, 예컨대 약 343m/s 이상의 초음속일 수 있으며, 이때 메인유로(111)로 공급되는 산소의 유량은 후술할 두 가지의 버너모드보다 많을 수 있다.
그리고 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로 버너용 노즐(100)이 제1버너모드로 구동되는 모습을 나타낸 도면이다.
버너모드에서는 메인유로(111)를 통해 산소를 기 설정된 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 가스공급홀(120)을 통해 가연성 가스를 공급하게 된다.
즉 버너모드에서 메인유로(111)를 통해 공급되는 산소의 분사 속도는 랜스모드의 속도보다 낮으며, 또한 산소의 공급 유량은 전술한 랜스모드보다 적을 수 있다.
특히 제1버너모드의 경우, 메인유로(111)를 통해 산소를 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 제1가스공급홀(120a)만을 통해 가연성 가스를 공급하게 된다.
전술한 바와 같이 제1가스공급홀(120a)은 메인유로(111)의 중심축 방향 단면을 기준으로 메인유로(111)와 제1각도(θ1)인 직각을 이루도록 연결된다.
따라서 제1가스공급홀(120a)을 통해 공급된 가연성 가스는 메인유로(111)의 후방으로부터 유입되는 산소의 진행 방향과 수직한 방향으로 투입되고, 강한 전단력을 만들게 되어 기체 간 혼합이 보다 원활히 일어나게 됨에 따라 분사구(112)를 통해 분사되는 화염 길이가 감소하고 화염각은 증가하게 된다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 용해로 버너용 노즐이 제2버너모드로 구동되는 모습을 나타낸 도면이다.
제2버너모드의 경우, 메인유로(111)를 통해 산소를 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 제2가스공급홀(120b)만을 통해 가연성 가스를 공급하게 된다.
전술한 바와 같이 제2가스공급홀(120b)은 메인유로(111)의 중심축 방향 단면을 기준으로 메인유로(111)와 제2각도(θ2)인 예각을 이루도록 연결된다.
따라서 제1가스공급홀(120a)을 통해 공급된 가연성 가스는 메인유로(111)의 후방으로부터 유입되는 산소의 진행 방향에 대해 경사진 각도를 이루며 투입되고, 전단력을 감소시키게 되며, 분사구(112)를 통해 분사되는 화염 길이가 길어지게 되고 화염각은 감소하게 된다.
이와 같이, 본 발명은 조업 상황 및 조업 단계에 따라 용해로 버너용 노즐(100)을 랜스모드, 제1버너모드 또는 제2버너모드로 전환하여 화염의 길이와 화염각을 적절하게 제어하거나, 원료에 대한 절단을 진행할 수 있다.
다만, 본 발명의 경우 제1버너모드 및 제2버너모드와 더불어, 제1가스공급홀(120a) 및 제2가스공급홀(120b) 모두를 통해 가연성 가스를 공급하는 제3버너모드로도 운용될 수도 있음은 물론이다.
이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 대해 설명하도록 한다. 이때 이하 설명될 실시예에 있어서, 전술한 제1실시예와 동일하게 구비되는 구성요소에 대한 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 용해로 버너용 노즐(100)의 모습을 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 9에 도시된 본 발명의 제2실시예의 경우, 전술한 제1실시예와 바디(110)의 형태가 동일하게 형성되며, 또한 제1가스공급홀(120a) 및 제2가스공급홀(120b)의 형태 및 배치 역시 동일하게 형성된다.
다만, 본 실시예의 경우 바디(110)에 형성된 제1가스공급홀(120a) 또는 제2가스공급홀(120b)을 선택적으로 차폐할 수 있는 회전커버(130)가 추가적으로 더 구비된다는 특징을 가진다.
회전커버(130)는 바디(110)의 외주면을 감싸도록 형성되며, 바디(110)의 둘레 방향으로 회전 가능하게 형성된다. 이때 회전커버(130)의 회전은 별도의 모터에 의해 제어될 수 있다.
그리고 회전커버(130)의 둘레에는, 바디(110)에 형성된 제1가스공급홀(120a)에 대응되는 제1연통홀(131a)과, 제2가스공급홀(120b)에 대응되는 제2연통홀(131b)이 형성된다.
다만, 본 실시예에서 바디(110)의 중심축에 대해 제1연통홀(131a) 및 제2연통홀(131b)이 서로 이루는 중심각은, 바디(110)의 중심축에 대해 제1가스공급홀(120a) 및 제2가스공급홀(120b)이 서로 이루는 중심각과 다르게 형성된다.
이에 따라 도 8에 도시된 바와 같이, 회전커버(130)의 제1연통홀(131a)이 제1가스공급홀(120a)과 연통된 상태에서는 제2연통홀(131b)이 제2가스공급홀(120b)과 연통되지 않은 상태를 가지게 되어, 제1가스공급홀(120a)은 개방되고 제2가스공급홀(120b)은 차폐된 상태를 가질 수 있다.
또한 도 9에 도시된 바와 같이, 회전커버(130)의 제2연통홀(131b)이 제2가스공급홀(120b)과 연통된 상태에서는 제1연통홀(131a)이 제1가스공급홀(120a)과 연통되지 않은 상태를 가지게 되어, 제2가스공급홀(120b)은 개방되고 제1가스공급홀(120a)은 차폐된 상태를 가질 수 있다.
이와 같이 본 실시예의 경우 회전커버(130)는 제1가스공급홀(120a) 또는 제2가스공급홀(120b) 중 어느 하나를 선택적으로 개방하는 형태를 가지나, 하나의 회전커버(130)에 제1연통홀(131a) 및 제2연통홀(131b) 복수 개를 적절하게 배치하여 회전커버(130)의 회전각에 따라 제1가스공급홀(120a) 또는 제2가스공급홀(120b) 중 어느 하나를 선택적으로 개방하거나, 또는 제1가스공급홀(120a) 또는 제2가스공급홀(120b)을 동시에 개방하도록 할 수도 있음은 물론이다.
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: 버너
100: 버너용 노즐
110: 바디
111: 메인유로
112: 분사구
120: 가스공급홀
120a: 제1가스공급홀
120b: 제2가스공급홀
130: 회전커버
131a: 제1연통홀
131b: 제2연통홀

Claims (16)

  1. 내부에 후방으로부터 산소가 유입되는 메인유로가 형성되고, 전방에 분사구가 형성된 바디를 포함하며,
    상기 바디의 둘레에는 상기 메인유로 측으로 가연성 가스를 공급하는 가스공급홀이 형성되어,
    상기 메인유로를 통해 산소를 기 설정된 기준속도로 유동시키는 랜스모드;
    또는 상기 메인유로를 통해 산소를 상기 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 상기 가스공급홀을 통해 가연성 가스를 공급하는 버너모드;
    중 어느 하나의 모드로 용해로를 운용 가능하도록 하고,
    한편, 상기 메인유로는 내부의 기 설정된 지점에 대하여, 상기 메인유로의 전방 및 후방에서 상기 지점을 향해 산소의 유동 방향과 수직한 방향의 단면적이 점차 감소하는 형태로 형성되는,
    용해로 버너용 노즐.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가스공급홀은 복수 개가 상기 바디의 둘레를 따라 형성된,
    용해로 버너용 노즐.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가스공급홀은 상기 메인유로의 중심축 방향 단면을 기준으로, 상기 메인유로와 n˚(n은 0 초과 90 이하의 수)의 각도를 이루도록 연결된,
    용해로 버너용 노즐.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가스공급홀은 서로 다른 n값을 가지도록 상기 바디에 복수 개가 형성된,
    용해로 버너용 노즐.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 바디에는,
    n값이 90인 제1가스공급홀; 및
    n값이 0 초과 90 미만인 제2가스공급홀;
    이 형성된,
    용해로 버너용 노즐.
  6. 제5항에 있어서,
    제1가스공급홀 및 상기 제2가스공급홀은 상기 바디에 각각 한 쌍이 형성되어, 상기 메인유로의 중심축과 수직한 방향의 단면을 기준으로 상기 메인유로의 중심축에 대해 서로 점대칭되는 위치에 마련되는,
    용해로 버너용 노즐.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 버너모드는,
    상기 제2가스공급홀을 차폐한 상태에서, 상기 메인유로를 통해 산소를 상기 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 상기 제1가스공급홀만을 통해 가연성 가스를 공급하는 제1버너모드;
    상기 제1가스공급홀만을 차폐한 상태에서, 상기 메인유로를 통해 산소를 상기 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 상기 제2가스공급홀만을 통해 가연성 가스를 공급하는 제2버너모드; 또는
    상기 메인유로를 통해 산소를 상기 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 상기 제1가스공급홀 및 상기 제2가스공급홀을 통해 가연성 가스를 공급하는 제3버너모드;
    중 어느 하나의 형태로 운용되는,
    용해로 버너용 노즐.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 가스공급홀은 상기 메인유로의 중심축과 수직한 방향의 단면을 기준으로, 상기 메인유로와 m˚(m은 0 초과 90 이하의 수)의 각도를 이루도록 연결된,
    용해로 버너용 노즐.
  9. 내부에 원료가 투입되어 용융되는 셀; 및
    산소를 상기 셀 내부에 투입된 원료 측으로 분사하여 원료를 절단하거나, 산소 및 가연성 기체를 통해 화염을 생성하여 상기 셀의 내부에 투입된 원료 측으로 분사하는 노즐을 포함하며, 상기 셀에 구비되는 버너;
    를 포함하며,
    상기 노즐은,
    내부에 후방으로부터 산소가 유입되는 메인유로가 형성되고, 전방에 분사구가 형성된 바디를 포함하며, 상기 바디의 둘레에는 상기 메인유로 측으로 가연성 가스를 공급하는 가스공급홀이 형성되어,
    상기 메인유로를 통해 산소를 기 설정된 기준속도로 유동시키는 랜스모드;
    또는
    상기 메인유로를 통해 산소를 상기 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 상기 가스공급홀을 통해 가연성 가스를 공급하는 버너모드;
    중 어느 하나의 모드로 운용 가능하게 형성되고,
    한편, 상기 메인유로는 내부의 기 설정된 지점에 대하여, 상기 메인유로의 전방 및 후방에서 상기 지점을 향해 산소의 유동 방향과 수직한 방향의 단면적이 점차 감소하는 형태로 형성되는,
    용해로.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가스공급홀은 복수 개가 상기 바디의 둘레를 따라 형성된,
    용해로.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 가스공급홀은 상기 메인유로의 중심축 방향 단면을 기준으로, 상기 메인유로와 n˚(n은 0 초과 90 이하의 수)의 각도를 이루도록 연결된,
    용해로.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 가스공급홀은 서로 다른 n값을 가지도록 상기 바디에 복수 개가 형성된,
    용해로.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 바디에는,
    n값이 90인 제1가스공급홀; 및
    n값이 0 초과 90 미만인 제2가스공급홀;
    이 형성된,
    용해로.
  14. 제13항에 있어서,
    제1가스공급홀 및 상기 제2가스공급홀은 상기 바디에 각각 한 쌍이 형성되어, 상기 메인유로의 중심축과 수직한 방향의 단면을 기준으로 상기 메인유로의 중심축에 대해 서로 점대칭되는 위치에 마련되는,
    용해로.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 버너모드는,
    상기 제2가스공급홀을 차폐한 상태에서, 상기 메인유로를 통해 산소를 상기 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 상기 제1가스공급홀만을 통해 가연성 가스를 공급하는 제1버너모드;
    상기 제1가스공급홀만을 차폐한 상태에서, 상기 메인유로를 통해 산소를 상기 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 상기 제2가스공급홀만을 통해 가연성 가스를 공급하는 제2버너모드; 또는
    상기 메인유로를 통해 산소를 상기 기준속도보다 낮은 속도로 유동시키며 상기 제1가스공급홀 및 상기 제2가스공급홀을 통해 가연성 가스를 공급하는 제3버너모드;
    중 어느 하나의 형태로 운용되는,
    용해로.
  16. 제9항에 있어서,
    상기 가스공급홀은 상기 메인유로의 중심축과 수직한 방향의 단면을 기준으로, 상기 메인유로와 m˚(m은 0 초과 90 이하의 수)의 각도를 이루도록 연결된,
    용해로
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