KR20000074948A - 슬래그 유출방지 기구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬래그 유출방지 기구에 관한 것으로서, 특히 제강공정의 출강전에 전로 출강구에 삽입하여 출강초기에 슬래그가 유출되는 것을 방지하기 위한 슬래그 유출방지 기구에 관한 것이다.

본 발명은 노치부가 형성된 심봉관의 일측에 상기 심봉관과 일체로 형성된 부유수단을 부착하고, 상기 심봉관의 타측에 상기 출강구를 일시적으로 밀폐하기 위한 내화성점토를 상기 심봉관에 부착하여, 상기 전로의 경동으로 출강구내로 용강이 유입됨에 따라 상기 노치부가 용융되어 부유수단은 용강의 상부로 부유되고 상기 내화성점토는 상기 출강구를 일시적으로 밀폐한 후 수강래들로 유입되는 것을 특징으로 하는 슬래그 유출 방지 기구를 요지로 한다.

본 발명에 의하여 제강공정인 전로에서 출강 작업중 슬래그 유출이 억제되며, 종래의 슬래그 유출방지기구 대비 전로 노구를 통하여 투입되지 않고, 전로가 출강되기 전에 안정된 작업상태에서 투입되므로 투입이 용이하며, 별도의 고도화된 투입장치의 설치가 없이 인위적으로 투입이 가능하며, 작업의 편리성과 작업자의 안전성이 확보되는 효과가 얻어지게 된다.

Description

슬래그 유출방지 기구{A tool for preventing outflow of a slag}

본 발명은 슬래그 유출방지 기구에 관한 것으로서, 특히 제강공정의 출강전에 전로 출강구에 삽입하여 출강초기에 슬래그가 유출되는 것을 방지하기 위한 슬래그 유출방지 기구에 관한 것이다.

도 1(a)는 일반적인 전로가 직립된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 1(b)는 전로가 경동(tilting)되어 출강되는 상태를 나타내는 도면이고, 도 2(a)는 일반적인 전로에 출강구가 설치되는 부분을 나타내는 단면도이고, 도 2(b)는 전로에 출강구가 설치된 부분의 외형을 나타내는 도면이고, 도 3(a)는 출강중 전로 노내 용융물의 구성상태를 나타내는 도면이고, 도 3(b)는 출강류 와류가 발생되는 상태를 나타내는 도면이고, 도 3(c)는 와류 발생으로 인하여 슬래그가 유출되는 상태를 나타내는 도면이다.

일반적으로 제강공정에 이용되는 전로는 노내에 정련된 용강을 출강구(2)를 통하여 수강래들(4)로 용강을 유출을 하며, 이러한 과정을 출강작업이라 한다.

출강작업 중에는 유출되는 출강류로 인하여 전로(1) 노내의 용융물에 와류(8)가 발생된다. 또한 이러한 와류(8) 발생으로 인하여 출강구(2)를 통하여 용강(7)과 함께 슬래그(6)가 유출되어진다. 슬래그(6)가 용강(7)과 함께 유출되어질 경우에는 제강제품의 품질이 저하된다.

종래에는 전로(1)가 직립되어 있는 상태에서 출강 할때 전로(1)가 경동되게 되고, 전로(1) 노내의 용융물은 출강구(2)를 통하여 수강래들(4)로 유출된다. 이러한 출강작업 시, 전로(1) 노내에 와류가 발생되며, 출강중 발생된 와류는 용강 상부에 부상되어 있는 슬래그(6)를 혼입시켜 출강구(2)를 통하여 수강래들(4)내에 슬래그(6)가 유입되게 한다.

도 4(a)는 종래의 슬래그 체그볼의 형태를 나타내는 도면이고, 도 4(b)는 종래의 슬래그 체크볼의 사용상태를 나타내는 도면으로서, 전로(1) 내에서 와류 발생시 종래에는 출강작업이 진행되는 일정한 시점에 슬래그 체크볼(9)를 투입하여 체크볼(9)이 슬래그(6) 중에 부상되어 있게 한다. 이후에 용강이 완전히 유출되고, 슬래그(6)가 유출되기 직전 출강구(9)를 막아줌으로써 출강 완료싯점에 출강구를 통하여 슬래그(6)가 유출되는 것을 방지 한다. 다시 말해서 슬래그 체크볼(9)은 슬래그(6) 유출을 방지하는 기구이지만, 출강이 진행되는 과정에서 와류를 방지하여 슬래그(6) 유출을 방지하는 기구는 아니다. 한편, 슬라그 체크볼(9)은 슬라그 체크볼 내화물(9a), 체크볼 무게추(9b), 걸이철사(9c)로 이루어져 있다.

한편, 영국의 G.M.S사 특허 (출원번호:94-700955)는 다트(10)를 사용하고 있다. 이하, 다트에 대하여 설명한다.

도 4(c)는 종래의 다트 기구 형상을 나타내는 도면이고, 도 4(d)는 종래의 다트 사용 상태를 나타내는 도면으로서, 다트(10)는 출강이 진행되는 일정한 지점에 다트(10)를 투입하는 투입기를 이용하여 출강구(2) 상부에 다트(10)를 투입한다. 이후에, 다트(10)의 하부 금속요소(10c)가 출강구(2)에 꽂혀지고, 결국 출강이 완료되는 싯점에 다트(10)의 내화성해드(10b)가 출강구(2)를 막아준다. 이로 인하여 출강구를 통하여 수강래들(4)로 슬래그(6)가 유입되는 것을 방지한다. 한편, 도면번호 10a는 상부 금속부이고, 도면번호 10c는 하부 금속부이다.

그러나, 슬래그 체크볼(9)과 다트(10)는 고온의 용융물이 수용된 전로 노내에서 출강이 진행되는 과정에 전로 노구를 통하여 슬래그 체크볼(9)이나 다트(10)를 투입하여야 한다. 따라서 고온에 견디는 투입설비가 별도로 설치되어야 한다. 투입설비를 이용하여 투입하는 과정에서 작업자가 화상을 입을 우려도 있다.

또한 슬래그 체크볼(9)이나 다트(10)는 출강개시 직전에 출강구(2)를 통하여 슬래그(6)가 유출되는 것을 방지하지 못하는 단점이 있다. 슬래그 체크볼(9)의 경우에는 출강중 와류를 방지하는 효과가 미약하고, 다트(10)나 슬래그 체크볼(9)의 경우 정확하게 출강구에 투입하여야 하는 불편함이 있다. 또한 출강구 상부의 정확한 와류발생 지점에 다트(10)나 슬래그 체크볼(9)을 투입해야 하는 문제점이 있다. 또한 와류발생 지점에 다트(10)나 슬래그 체크볼을 정확하게 투입하기 곤란하다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 제강공정인 전로에서 출강 작업중 슬래그 유출을 억제하고, 투입이 용이하며, 별도의 고도화된 투입장치의 설치 없이 투입이 가능한 슬래그 유출 방지기구를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상술한 목적은 전로 출강작업 중에 출강구를 통하여 유출되는 용강에 슬래그가 혼입되는 것을 방지하기 위한 기구에서, 노치부가 형성된 심봉관의 일측에 상기 심봉관과 일체로 형성된 부유수단을 부착하고, 상기 심봉관의 타측에 상기 출강구를 일시적으로 밀폐하기 위한 내화성점토를 상기 심봉관에 부착하여, 상기 전로의 경동으로 출강구내로 용강이 유입됨에 따라 상기 노치부가 용융되어 부유수단은 용강의 상부로 부유되고 상기 내화성점토는 상기 출강구를 일시적으로 밀폐한 후 수강래들로 유입되는 것을 특징으로 하는 슬래그 유출방지 기구에 의하여 달성된다.

도 1(a)는 일반적인 전로가 직립된 상태를 나타내는 사시도.

도 1(b)는 전로가 경동(tilting)되어 출강되는 상태를 나타내는 도면.

도 2(a)는 일반적인 전로 출강구를 나타내는 단면도.

도 2(b)는 일반적인 전로 출강구의 외형을 나타내는 도면.

도 3(a)는 출강중 전로 노내 용융물의 구성을 나타내는 도면.

도 3(b)는 출강류 와류가 발생되는 상태를 나타내는 도면.

도 3(c)는 와류 발생으로 인하여 슬래그가 유출되는 상태를 나타내는 도면.

도 4(a)는 종래의 슬래그 체그볼 형태를 나타내는 도면.

도 4(b)는 종래의 슬래그 체크볼 사용상태를 나타내는 도면.

도 4(c)는 종래의 다트 기구 형상을 나타내는 도면.

도 4(d)는 종래의 다트 사용 상태를 나타내는 도면.

도 5(a)는 본 발명에 의한 슬래그 유출방지 기구의 사시도.

도 5(b)는 도 5(a)의 C 부 확대 단면도.

도 5(c)는 본 발명에 의한 슬래그 유출방지 기구의 내부 단면도.

도 6(a)는 전로가 직립된 상태에서 출강구에 삽입된 슬래그 유출 방지기구를 나타내는 도면.

도 6(b)는 전로가 경동된 상태에서 출강구 내부의 슬래그 유출방지기구를 나타내는 도면.

도 7(a)는 출강직 후 부유수단과 플러그부의 분리 상태를 나타내는 도면.

도 7(b)는 출강직 후 부유수단과 플러그부의 분리원리를 설명하기 위한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 전로 2: 전로 출강구

3: 전로 노구 4: 수강래들

6: 슬래그 7: 용강

8: 와류 9: 슬래그 체크볼

10: 다트 20a: 내화성열간재

20b: 플러그철판 20c: 내화성점토

20d: 심봉관 20e: 노치부

A: 부유수단 B: 플러그부

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.

도 5(a)는 본 발명에 의한 슬래그 유출방지 기구의 사시도이고, 도 5(b)는 도 5(a)의 C 부 확대 단면도이고, 도 5(c)는 본 발명에 의한 슬래그 유출방지 기구의 내부 단면도이고, 도 6(a)는 전로가 직립된 상태에서 출강구에 삽입된 슬래그 유출 방지기구를 나타내는 도면이고, 도 6(b)는 전로가 경동된 상태에서 출강구 내부의 슬래그 유출방지기구를 나타내는 도면으로서, 본 고안은 전로내의 와류 발생지점으로 부상되는 부유수단(A)과, 출강구를 일시적으로 막아주는 플러그부(B)로 구성된다.

본 발명에 따른 부유수단(A)은 내화성 열간재 지지재(20g)와 내부가 비어 있는 심봉관(20d)으로 이루어져 있는데, 지지대(20g)와 심봉관(20d)에는 열간재 부착대(20h)가 부착된다. 심봉관(20d)은 파이프로 이루어져 있는데, 일측은 개방되어 있고, 타측은 밀폐되어 있는 구조이다.

심봉관(20d)의 노치부(20e)를 기점으로 심봉관(20d) 상부의 임의위치에 내화성 열간재(20a)가 원통형으로 형성된다. 한편, 내화성 열간재(20a)는 출강구 내경보다 작은 외경을 가지며, 부유수단(A)의 전체 중량은 용강과 슬래그(6) 비중의 평균값을 유지한다.

플러그부(B)는 심봉관 노치부(20e) 하단부에 위치하며, 심봉관의 단부에는 플러그 철판(20b)이 심봉관에 대하여 수직으로 연장되어 형성되며, 플러그 철판(20b)의 중심에는 개구가 형성되어 상기 심봉관(20d)의 단부가 외부로 노출될 수 있도록 구성된다. 한편, 플러그 철판(20B)에는 내화성 점토(20C)가 부착된다.

내화성 열간지지대(20g)는 내화성 열간재(20a)를 심봉관(20d)상에서 지지하기 위한 구조이며, 열간재 부착대(20h)는 내화성열간재(20a)가 파이프가 용이하게 부착되도록 하기 위한 구조이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 작동 및 기능에 대하여 설명한다.

도 7(a)는 출강직후 부유수단과 플러그부의 분리 상태를 나타내는 도면이고, 도 7(b)는 출강직후 부유수단과 플러그부의 분리원리를 설명하기 위한 도면으로서, 본 발명의 슬래그 유출방지 기구는 출강직전 전로가 직립되어 있는 상태에서 전로 출강구(2)에 삽입 되어지며, 삽입되어 있는 형태는 도 6(a)에 도시되 바와 같다. 전로 출강구(2)에 삽입된 슬래그 유출방지 기구는 전로(1)가 경동되어 있는 경우에도 플러그부(B)의 내화성 점도(20c)가 출강구 슬리브(2a)와의 흡착력에 의하여 쉽게 이탈이 되지 않는다.

본 발명에 따른 슬래그(6) 유출방지 기구는 출강전에 출강구(2)에 삽입 되어지며, 전로(1)가 경동되어 출강이 진행되면 플러그부(B)는 출강구(2)를 통하여 용출되는 용강(6)의 철정압 및 고온의 용융물(6,7)에 의하여 노치부(20e)가 용해된다. 이후에 플러그부(B)는 수강래들(4)내에 떨어지게 되고, 부유수단은 전로 노내의 와류가 발생되는 지점의 출강구 직상부로 부상되어진다.

이하, 본 발명에 따른 부유수단(A)과 플러그부(B)의 분리와 동시에 부유수단(A)이 출강구 상부의 용강 및 슬래그(6)의 접촉계면에 부상되는 원리에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 슬래그 유출방지 기구가 출강구 내경에 삽입되어 있다가, 출강을 하기 위하여 전로(1)를 경동하면 전로(1)가 직립된 상태에서 용강의 상부에 부상되어 있는 슬래그(6)가 먼저 출강구 내경과 부유수단(A)의 외경과의 갭을 통하여 출강구 내부로 유입되게 된다. 이후에 유입된 슬래그(6)는 심봉관(20d)의 노치부(20e)를 우선적으로 용해시켜, 플러그부(B)와 부유수단(A)부를 분리하게 되고, 전로가 서서히 경동되어지는 과정에서 용강이 밀려들기 직전에 부유수단(A)부는 심봉광(20d)의 내경에 유입된 가스와 용광보다 가벼운 무게로 인하여 출강구 내경에 흡착되어 있는 점토(20c)가 있는 플러그부(B)가 외부로 이탈되기 직전 출강구 상부의 슬래그(6)와 용강(7)의 중간 계면으로 부상되어 지게 되고, 마지막으로 부유수단(A)과 분리되어 출강구를 막고 있는 플러그부(B)로부터 이탈되어 출강작업이 진행된다.

한편, 출강 과정에서 출강구 직상부의 와류형성 구간에 부유수단(A)이 부상되고, 용강이 출강구를 통하여 유출되며, 슬래그(6)가 유출되는 싯점에 부유수단(A)이 출강구를 통하여 유출 된다. 출강감시 작업자는 일정한 기둥형상을 갖는 출강류의 형상이 잠시 얇아지거나, 출강되는 량이 갑자기 적어지는 싯점에 출강구 외부에 설치되어 있는 슬래그 컷팅장치인 슬래그 스토퍼를 이용하여 용강과 슬래그(6)의 경계부분을 분리시킴으로서 출강작업이 완료된다.

플러그부(B)의 점도가 운반과 저장과정에서 소결되지 않도록 점토부를 비닐포장하는 것이 바람직하며, 플러그 철판을 관통하는 심봉관의 내경에 꽂을대를 꽂아서 인위적으로 출강구에 삽입하는 방법이 있다. 또한 사용되고 있는 출강구 플러그 삽입기를 활용하여 전로 출강구에 본 발명에 따른 기구를 삽입하여 사용하는 것이 바람직하다. 한편, 용강이 출강되는 초기에 전로를 저속으로 경동하여 부유수단(A)과 플러그부(B)가 분리 되고, 부유수단(A)이 출강구를 통하여 출강구 밖으로 돌출되지 않도록 한다.

본 발명에 다른 부유수단(A)의 부상되는 원리를 일종의 작용 반작용의 원리에 기인되며, 부유수단(A)의 부상되는 원인은 일시적으로 정지되는 플러그부(B)에서 슬래그(6)를 전로 내부 쪽으로 쏠리게 하는 힘과, 부유수단(A) 자체가 갖는 용강보다 가벼운 비중, 그리고, 노치부의 용선에 의하여 심봉관(20d) 내부 준공부에 가스 및 슬래그(6)가 차여짐으로서 부상력이 발생된다.

본 발명에 의하여 출강 작업 중 슬래그 유출이 억제되며, 전로 노구를 통하여 투입되지 않기 때문에 안정된 작업상태에서 투입할 수 있다. 또한 별도의 투입장치를 설치하지 않아도 되는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 전로 출강작업 중에 출강구를 통하여 유출되는 용강에 슬래그가 혼입되는 것을 방지하기 위한 기구에서,

   노치부가 형성된 심봉관의 일측에 상기 심봉관과 일체로 형성된 부유수단을 부착하고, 상기 심봉관의 타측에 상기 출강구를 일시적으로 밀폐하기 위한 내화성점토를 상기 심봉관에 부착하여, 상기 전로의 경동으로 출강구내로 용강이 유입됨에 따라 상기 노치부가 용융되어 부유수단은 용강의 상부로 부유되고 상기 내화성점토는 상기 출강구를 일시적으로 밀폐한 후 수강래들로 유입되는 것을 특징으로 하는 슬래그 유출방지 기구.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 내화성점토의 외측에는 상기 심봉관과 일체로 형성되는 플러그 철판이

   상기 심봉관에 대하여 수직으로 연장되어 형성되므로서 상기 부유수단이 부유된 이후 상기 심봉관의 내부로 유입되는 용강에 의하여 상기 플러그 철판이 용융될 수 있는 것을 특징으로 하는 슬래그 유출방지 기구.