KR20010021430A - 레이들의 가열방법 - Google Patents

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KR20010021430A
KR20010021430A KR1020000049843A KR20000049843A KR20010021430A KR 20010021430 A KR20010021430 A KR 20010021430A KR 1020000049843 A KR1020000049843 A KR 1020000049843A KR 20000049843 A KR20000049843 A KR 20000049843A KR 20010021430 A KR20010021430 A KR 20010021430A
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고또노부다카
다카하시기요시
나가이료지
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가와사키 세이테츠 가부시키가이샤
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Abstract

연속주조 및 잔재배출을 종료한 후 수강대차에 탑재되고, 이어서 수강대차에의해 전로의 수강영역으로 반송된 후 그 수강대차상에서 그 수강영역에 소정시간 대기상태로 되고, 그 대기후 즉시 전로로부터 용강을 수강하는 레이들(ladle)을 그 수강전에 가열하는 방법에 있어서, 상기한 전로의 수강영역에 대기상태로 되는 소정시간내에 레이들을 급속가열하고, 그 급속가열을 레이들의 상부 개구부를 덮는 레이들 뚜껑에 부착시킨 축열식버너로 행한다.
이것에 의해 전로출강온도를 낮게 설정해서 탄재료의 양을 대폭으로 삭감할 수 있음과 동시에, 열공격을 완화해서 레이들내화물의 원단위향상을 도모할 수 있고, 또한 버너에 의한 레이들 가열시의 연료가스 사용량을 삭감해서 에너지절감화에 공헌한다.

Description

레이들의 가열방법{METHODS OF HEATING THE LADLE}
본 발명은 전로조업에 사용되어 전로로부터 수강한 용강을 운반하는 레이들(ladle)을 가열하는 방법에 관한 것이다.
종래기술에 대해 설명한다.
1) 도 3을 참조하면 전로조업에 사용되는 레이들(1)은 연속주조후 크레인(2)등에 의해 잔재배출영역(B1)으로 이동하고, 그 잔재배출영역(B1)에서는 레이들(1)을 경사작동함으로써 내부에 잔존하는 슬래그(slag)를 배출한다.
이어서, 보수점검영역(도시생략)으로 이동하고, 그 보수점검영역에서 슬라이딩노즐(sliding nozzle)의 세정 또는 교환을 행한 후 예열영역(C1)으로 이동한다.
이 예열영역(C1)에서는 레이들(1)의 건조 및 전로(3)로부터 수강하는 용강의 온도저하량을 보상할 목적으로 버너(4)등을 사용해서 레이들(1)의 가열을 행한다.
이어서 레이들(1)을 크레인(2)등에 의해 수강대차(5)상에 탑재시키고, 이 상태에서 전로(3)의 수강영역(D1)까지 반송한다.
수강영역(D1)에 반송된 레이들(1)은 수강대차(5)상에서 소정시간 대기상태로되고, 그 대기 후 즉시 전로(3)로부터 용강을 수강한다.
수강후 레이들(1)을 수강대차(5)에 의해 2차 정련영역(도시생략)으로 반송하고, 2차 정련영역에서는 레이들(1)내의 용강을, 예를들면 RH법등에 의해 2차 정련한다.
이어서 수강대차(5)상의 레이들(1)을 크레인(2)등에 의해 연속주조영역(A1)으로 이동시키고, 연속주조영역(A1)에서는 기존의 연속주조기에 레이들(1)을 설치하고, 레이들(1)의 아래쪽에 설치되어 있는 슬라이딩노즐의 개방도를 조작함으로써 필요한 유량의 용강을 연속적으로 턴디쉬(tundish)에 공급해서 연속주조를 행하여 그 연속주조 후 상술한 각공정을 반복해서 조업한다.
그런데 전로(3)의 출강온도는 연속주조종료까지의 용강온도가 확보될 수 있도록 결정된다.
따라서 수강후의 레이들(1)에서의 용강온도의 강하량은 전로출강온도에 큰 영향을 미친다.
그러나 상기한 종래의 전로조업에 있어서는 예열영역(C1)에서 레이들(1)을 가열하고 나서 수강영역(D1)에서 용강을 수강하기까지의 시간이 길기 때문에, 특히 수강영역(D1)에서 대기중에 자연방냉에 의한 레이들내화물의 온도저하에 의해 수강후의 용강의 온도강하량이 커지게 되고, 그 결과, 연속주조 종료까지의 용강온도를 확보하기 위해 전로출강온도를 높게 설정할 필요가 생겨서 전로취련시에 투입되는 온도상승재로서의 탄재(코크스등)의 양이 많아진다는 불합리함이 있다.
또 수강시의 레이들(1)의 온도와 전로출강온도와의 온도차이가 크게 되기 때문에 레이들내화물의 열공격이 크게 되어서 그 내화물의 수명을 단축하는 원인이 되고, 더구나 레이들(1)내에서의 용강의 온도분포의 불균일도 크게 된다는 불합리함이 있다.
또한 예열영역(C1)에서의 버너에 의한 레이들(1)의 가열시간도 장시간을 요하기 때문에 그 가열시에 대량의 연료가스(C가스등)를 사용하지 않으면 안된다고 하는 불합리함도 있다.
여기서, 본 발명은 그러한 불합리함을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 전로출강온도를 낮게 설정해서 탄재의 양을 대폭으로 삭감할 수 있음과 동시에, 열공격을 완화해서 레이들내화물의 원단위향상을 도모할 수 있고, 또한 버너에 의한 레이들 가열시의 연료가스의 사용량을 삭감해서 에너지 절약에 공헌할 수 있는 레이들의 가열방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
2) 축열식버너가 부착된 레이들뚜껑으로 레이들의 상부개구부를 폐색해서 그 레이들을 가열하는 방법에 관해서 종래의 가열방법으로서는, 예를들면 일본국 특개평7-112269호 공보에 기재된 것이 알려져 있다.
이 레이들의 가열방법은 연소용공기의 공급과 연소배출가스의 배출을 축열체를 통해서 교대로 행하는 한쌍의 버너부가 부착된 레이들뚜껑으로 레이들의 상부개구부를 폐색하고, 이 상태에서 레이들내에서 한쌍의 버너부를 교대로 연소시킴과 동시에, 연소정지중의 버너부측의 축열체를 통해서 연소배출가스를 배기배관을 거쳐서 배출시켜서 회수하도록 한 것이다.
축열식버너의 특징으로서, 정상상태에서의 연소시에는 회수하는 연소배출가스량과 연소공기량은 거의 동등하다.
그 이유는 회수하는 연소배출가스량을 연소공기량보다도 많게 하면 축열체출구측의 연소배출가스의 온도가 이상으로 높게 되어서 축열체를 지지하는 부재나 배기배관에 개재된 전환용 개폐밸브나 배기팬의 내열온도를 초과하게 되어 설비상 성립되지 않는다.
따라서 현상에서는 연소공기량과 거의 동등한 연소배출가스량을 연소개시로부터 종료까지 회수하도록 해서 제어하고 있다.
그러나 이와 같은 제어방법에 있어서는 연소개시단계에서는 배기배관으로부터 회수되는 연소배출가스는 축열체자체의 온도상승때문에 소비되므로, 축열체를 통과하여 열교환된 연소공기의 온도는 레이들로부터 회수한 연소배출가스 온도보다도 상당히 낮은 온도가 되기 때문에 열회수율은 저하한다.
상기한 제어방법을 채용하는 축열식버너에 있어서는, 연소개시 단계에서의 연소용공기의 고온화가 되지 않기 때문에 연소가스 온도의 고온화가 도모되지 않고, 단시간의 급속가열에의 적용은 어렵다.
여기서, 본 발명은 그러한 기술적배경을 감안하여 이루어진 것으로서, 축열체출구측의 연소배출가스의 온도가 축열체를 지지하는 부재나 배기배관에 개재된 전환용 개폐밸브등의 내열온도를 초과하는 일이 없이, 레이들내의 분위기온도를 고온으로 하는 것을 가능하게 해서, 레이들의 가열효율의 향상을 도모할 수 있는 축열식버너를 사용한 레이들의 급속가열방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
3) 수강대차에 의해 반송되어, 그 수강대차상에서 소정영역에 위치결정된 레이들의 상부개구부를 버너부착 레이들뚜껑으로 폐색할때 사용되는 그 버너부착레이들뚜껑의 승강장치에 관해서, 종래에는 레이들을 가열하는 방법으로서는 레이들의 상부개구부를 버너부착 레이들뚜껑에 의해 폐색하고, 이 상태에서 버너를 연소시키면서 연소배출가스를 배기하는 것이 일반적으로 행해지고 있고, 이때의 버너부착 레이들뚜껑의 이동은 크레인등을 사용하고 있었다.
그러나 상기한 종래의 레이들의 가열방법에 있어서는, 크레인등을 사용해서 버너부착 레이들뚜껑을 이동시켜서, 레이들의 상부개구부를 개폐하는 작업이 번잡하고 시간이 걸리며, 또 버너부착 레이들뚜껑으로 레이들의 상부개구부를 폐색할 때의 충격으로 그 상부개구부의 둘레부가 파손되어 버리는 불합리함이 있다.
본 발명은 그러한 불합리함을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 버너부착 레이들뚜껑으로 레이들의 상부개구부를 개폐하는 작업의 용이화를 도모할 수 있음과 동시에, 버너부착 레이들뚜껑으로 레이들의 상부개구부를 폐색시킬 때, 그 상부개구부의 둘레부가 파손되는 것을 방지할 수 있는 버너부착 레이들뚜껑의 승강장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예의 1예인 레이들의 가열방법을 설명하기 위한 설명도.
도 2는 본 발명의 실시예의 1예인 레이들의 가열방법을 설명하기 위한 설명도.
도 3은 종래의 레이들 가열방법을 설명하기 위한 설명도.
도 4는 수강영역에서 대기중에 수강대차상의 레이들을 축열식버너에 의해 급속가열하는 방법을 설명하기 위한 설명도.
도 5는 도 4의 평면도.
도 6은 축열식버너의 동작을 설명하기 위한 개략도.
도 7은 레이들의 상부개구부를 개폐하는 제2의 레이들뚜껑의 승강장치를 설명하기 위한 설명도.
도 8은 연료가스량과 시간의 관계를 나타내는 그래프.
도 9는 레이들내에서의 연소배출가스량과 시간의 관계를 나타내는 그래프.
도 10은 축열체 출구측 배출가스온도와 시간의 관계를 나타내는 그래프.
도 11은 회수가스량과 시간의 관계를 나타내는 그래프.
도 12는 레이들내에서의 연소가스온도와 시간의 관계를 나타내는 그래프.
도 13은 레이들에 대한 가열량과 시간의 관계를 나타내는 그래프.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 레이들 1a : 제2의 레이들뚜껑
2 : 크레인 3 : 전로
5 : 수강대차 10 : 축열식버너
11 : 문형상프레임 12 : 레이들뚜껑
100 : 승강장치 101,102 : 제1의 체인
103,104 : 제1의 스프로켓 105 : 연결부재
106 : 제2의 체인 107 : 제2의 스프로켓
108 : 평형추 109 : 구동모터
125 : 유량조정밸브 A2 : 연속주조영역
B2 : 잔재배출영역 C1 : 예열영역
C2 : 보열영역 D2 : 수강영역
E2 : 2차 정련영역
1) 제1발명-축열식버너에 의한 급속가열방법
그러한 목적을 달성하기 위해, 레이들의 가열방법은 연속주조 및 잔재배출을 종료한 후 수강대차에 탑재되고, 이어서 수강대차에 의해 전로의 수강영역으로 반송된 후 수강대차상에서 그 수강영역에 소정시간 대기상태로 되고, 그 대기후 즉시 전로로부터 용강을 수강하는 레이들을 그 수강전에 가열하는 방법에 있어서, 상기한 전로의 수강영역에 대기상태로 되는 소정시간내에 상기한 레이들을 급속가열하는 것을 특징으로 한다.
상기한 급속가열을 상기한 레이들의 상부개구부를 덮는 레이들뚜껑에 부착시킨 축열식버너로 행하는 것을 특징으로 한다.
2) 제2발명-레이들온도 저하방지
그러한 목적을 달성하기 위해 레이들의 가열방법은, 연속주조 및 잔재배출을 종료한 후 수강대차에 탑재되고, 이어서 수강대차에 의해 전로의 수강영역으로 반송된 후 수강대차상에서 그 수강영역에 소정시간 대기상태로 되고, 그 대기후 즉시 전로로부터 용강을 수강한 후 수강대차에 탑재된 채의 상태에서 2차 정련영역으로 이동하고, 2차 정련종료 후 재차 연속주조영역으로 이동해서 연속주조에 제공되는 레이들을 가열하는 방법에 있어서, 상기한 전로의 수강영역에 대기상태로 되는 소정시간내에 상기한 레이들을 그 레이들의 상부개구부를 덮는 제1의 레이들뚜껑에 부착시킨 버너로 급속가열하고, 또한 상기한 잔재배출시, 상기한 급속가열시, 상기한 수강시 및 상기한 2차 정련시 이외는 상기한 레이들의 상부개구부를 제2의 레이들뚜껑으로 덮도록 한 것을 특징으로 한다.
3) 제3발명-축열식버너에 있어서의 열수지균형
그러한 목적을 달성하기 위해 청구항 1에 관한 축열식버너를 사용한 레이들의 급속가열방법은, 연소용공기의 공급과 연소배출가스의 배출을 축열체를 통해서 교대로 행하는 한쌍의 버너부가 부착된 레이들뚜껑으로 레이들의 상부개구부를 폐색하고, 이 상태에서 상기한 레이들내에서 상기한 한쌍의 버너부를 교대로 연소시킴과 동시에, 연소정지중의 버너부측의 축열체를 통해서 연소배출가스를 배기배관을 거쳐서 배출시켜서 회수하여, 이것에 의해 상기한 레이들을 급속가열하는 방법에 있어서, 상기한 축열체의 출구측의 연소배출가스의 온도를 측정하여 그 측정온도에 기초해서 상기한 배기배관에 개재된 유량제어밸브를 제어해서 상기한 연소배출가스의 회수량을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또 축열식버너를 사용한 레이들의 급속가열방법은, 연소용공기의 공급과 연소배출가스의 배출을 축열체를 통해서 교대로 행하는 한쌍의 버너부가 부착된 레이들뚜껑으로 레이들의 상부개구부를 폐색하고, 이 상태에서 상기한 레이들내에서 상기한 한쌍의 버너부를 교대로 연소시킴과 동시에, 연소정지중의 버너부측의 축열체를 통해서 연소배출가스를 배기배관을 거쳐서 배출시켜서 회수하여, 이것에 의해 상기한 레이들을 급속가열하는 방법에 있어서, 미리 상기한 축열체의 출구측의 연소배출가스의 온도와 연소배출가스의 회수량과의 관계에 기초해서, 상기한 배기배관을 흐르는 연소배출가스의 유량패턴을 설정해서 그 유량패턴으로 되도록 상기한 배기배관에 개재된 유량조정밸브를 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한 축열식버너의 버너부를 연소시키기 전에 축열식버너에 기설의 파일롯트 버너를 연소시켜서 상기한 축열체를 예열하는 것을 특징으로 한다.
4) 제4발명-출강온도제어
그러한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 관한 레이들의 가열방법은, 연속주조 및 잔재배출을 종료한 후 수강대차에 탑재되고, 이어서 수강대차에 의해 전로의 수강영역에 반송된 후 수강대차상에서 그 수강영역에 소정시간 대기상태로 되고, 그 대기 후 즉시 수강위치에 이동해서 전로로부터 용강을 수강하는 레이들을 그 수강전에 가열하는 방법에 있어서, 상기한 전로의 수강영역에 대기상태로 되는 소정시간내에 상기한 레이들을 그 레이들의 상부개구부를 덮는 레이들뚜껑에 부착된 축열식버너에 의해 급속가열하고, 그때 투입열량과 배출가스 현열로부터 레이들내화물의 착열량을 구함과 동시에 그 착열량, 전로의 출강량 및 강의 비열에 기초해서 상기한 급속가열에 의해 상기한 레이들에 부여한 레이들에서의 용강온도저하의 억제온도를 구하여 그 온도에 따라 전로의 출강온도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
5) 제5발명-레이들뚜껑 승강장치
본 발명에 관한 버너부착 레이들뚜껑의 승강장치에 관하여 다음에 설명한다.
대차에 의해 반송되어서 그 대차상에서 소정영역으로 위치결정된 레이들의 상부개구부를 버너부착 레이들뚜껑으로 폐색할 때 사용되는 버너부착 레이들뚜껑의 승강장치에 있어서, 소정위치에 위치결정된 상기한 대차의 반송로를 걸치도록 배치된 지지프레임과, 그 대차상의 레이들의 상부개구부를 폐색하는 상기한 버너부착 레이들뚜껑을 지지해서 그 버너부착 레이들뚜껑을 승강이 자유롭게 달아내림과 동시에 상기한 버너부착 레이들뚜껑으로부터 위쪽으로 뻗은 후 상기한 지지프레임에 부착된 제1의 스프로켓(sprocket)을 거쳐서 수평으로 뻗어서 그 선단이 연결부재에 접속된 제1의 체인과 그 연결부재에 접속되어서 상기한 제1의 체인으로부터 이간되는 측에 수평방향으로 뻗은 후, 상기한 지지프레임에 부착된 제2의 스프로켓을 거쳐서 아래쪽으로 뻗어서 그 선단이 평형추에 접속된 제2의 체인과 상기한 제2의 스프로켓을 회전구동시켜서 상기한 버너부착 레이들뚜껑을 승강시키는 구동수단과, 그 버너부착 레이들뚜껑의 승강시의 상하방향의 이동을 안내하는 안내수단을 구비하고, 그 평형추는 상기한 버너부착 레이들뚜껑의 중량과 평형되는 무게로 되어 있음과 동시에 그 버너부착 레이들뚜껑의 버너부분의 연소용공기의 공급배관, 연소배출가스의 배기배관 및 연료가스의 공급배관의 상하방향으로 뻗는 부분에 벨로우즈(bellows)를 개재시킨 것을 특징으로 한다.
(실시예)
1) 제1발명·제5발명
다음에 본 발명의 실시예의 1예를 도면을 참조해서 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예의 1예인 레이들의 가열방법을 설명하기 위한 설명도, 도 4는 수강영역에서 대기중에 수강대차상의 레이들을 축열식버너에 의해 급속가열하는 방법을 설명하기 위한 설명도, 도 5는 도 4의 평면도, 도 6은 축열식버너의 작동을 설명하기 위한 개략도이다.
① 급속가열방법
도 1을 참조하면, 전로조업에 사용되는 레이들(1)은 연속주조 후, 크레인(2)등에 의해 잔재배출영역(B2)으로 이동하고, 잔재배출영역(B2)에서는 레이들(1)을 경사작동함으로써 내부에 잔존하는 슬래그를 배출한다.
이어서 보수점검영역(도시생략)으로 이동하고, 그 보수점검영역에서 슬라이딩노즐의 세정, 또는 교환을 행한 후, 보열영역(C2)으로 이동한다.
그 보열영역(C2)에서는 종래와 같은 버너에 의한 레이들(1)의 가열은 행하지않고, 레이들(1)의 상부개구부를 레이들뚜껑(1a)을 덮어서 그 레이들(1)을 보열한다.
이어서 레이들(1)을 크레인등에 의해 수강대차(5)상에 탑재시키고, 이 상태에서 전로(3)의 수강영역(D2)까지 반송한다.
수강영역(D2)에 반송된 레이들(1)은 수강대차(5)상에서 소정시간 대기상태로되고, 그 대기중에 레이들(1)의 건조 및 전로(3)으로부터 수강하는 용강의 온도저하량을 보상하는 목적으로 축열식버너(10)를 사용해서 레이들(1)의 급속가열을 행한다.
급속가열후, 즉시 전로(3)로부터 용강을 수강하고, 수강 후, 레이들(1)을 수강대차(5)에 의해 2차 정련영역(도시생략)으로 반송하고, 2차 정련영역에서는 레이들(1)중의 용강을, 예를 들면 RH법등에 의해 2차 정련한다.
이어서, 수강대차(5)상의 레이들(1)을 크레인(2)등에 의해 연속주조영역(A2)으로 이동시키고, 연속주조영역(A2)에서는 기존의 연속주조기에 레이들(1)을 설치하고, 레이들(1)의 아래쪽에 설치되어 있는 슬라이딩노즐을 개방도 조작함으로써 필요한 유량의 용강을 연속적으로 턴디쉬에 공급해서 연속주조를 행하여 그 연속주조후 상술한 각 공정을 반복 조업한다.
② 레이들뚜껑 승강장치
다음에, 도 4∼도 6을 참조해서 수강영역(D2)에서 대기중의 수강대차(5)상의 레이들(1)을 축열식버너(10)에 의해 급속가열하는 방법을 설명한다.
도 4 및 도 5에 있어서 부호(11)는 문형상프레임이며, 이 문형상프레임(11)은 수강영역(D2)의 수강대차(5)의 대기위치에서 수강대차(5)의 반송로를 걸치도록 배치되어 있다.
문형상프레임(11)에는 수강대차(5)상의 레이들(1)의 상부개구부를 덮는 원형의 레이들뚜껑(12)이 승강장치(100)에 의해 승강이 자유롭게 지지되어 있고, 이 레이들뚜껑(12)에는 축열식버너(10)가 부착되어 있다.
우선, 승강장치(100)부터 설명하면, 이 승강장치(100)는 레이들뚜껑(12)의 상면을 수강대차(5)의 폭방향으로 이간된 2개소에서 지지해서 그 레이들뚜껑(12)을 승강이 자유롭게 달아내리는 2개의 체인(101), (102)을 구비하고 있고, 각 체인(101), (102)은 레이들뚜껑(12)의 상면으로부터 위쪽으로 뻗은 후 문형상프레임(11)의 상부에 부착된 스프로켓(103), (104)을 거쳐서 수강대차(5)의 폭방향으로 수평으로 뻗어서 그 선단이 연결부재(105)에 접속되어 있다.
연결부재(105)에는 1개의 체인(106)이 접속되어 있고, 그 체인(106)은 체인(101), (102)으로부터 이간되는 측에 수평방향으로 뻗은 후 문형상프레임(11)의 상부에 부착된 스프레켓(107)을 거쳐서 아래쪽으로 뻗어서 그 선단이 평형추(108)에 접속되어 있다.
평형추(108)는 축열식버너(10)를 포함하는 레이들뚜껑(12)의 중량과 평형되는 무게로 되어 있다.
또 스프로켓(107)은 구동모터(109)에 의해 회전구동되게 되어 있고, 구동모터(109)를 정역구동시킴으로써 레이들뚜껑(12)이 축열식버너(10)와 함께 승강하도록 되어 있다.
그리고 그러한 승강시에는 레이들뚜껑(12)의 상면에 4개 돌출설치된 슬라이드봉(110)이 문형상프레임(11)의 상부에 그 슬라이드봉(110)의 수에 대응해서 부착된 안내통(111)에 의해 상하방향으로 안내되도록 되어 있다.
③ 다음에 축열식버너(10)에 대해 설명하면, 이 축열식버너(10)는 레이들뚜껑(12)의 상면에 수강대차(5)의 반송방향으로 이간해서 부착된 한쌍의 버너부(112a), (112b)를 구비하고 있고, 그 버너부(112a), (112b)에는 세라믹스등으로 된 축열체(113a), (113b)가 일체로 부착되어 있다.
축열체(113a), (113b)에는 각각 연소용공기의 공급배관(114a),(114b) 및 연소배출가스의 배기배관(121a),(121b)이 접속되어 있다.
공급배관(114a), (114b)에는 전환용의 개폐밸브(115a), (115b)가 개재되어 있고, 또 공급배관(114a), (114b)에는 상류측에서 합류해서 한 개의 공급배관(116)으로 되어 있다.
그 공급배관(116)에는 상류측으로 향해서 유량조정밸브(117) 및 유량계(오리피스)(118)가 순차로 개재되어 있고, 상류단말이 문형상프레임(11)의 상부에 부착된 공급팬(119)에 달하고 있다.
또 공급배관(116)은 도 4에 나타내는 바와 같이, 상하방향으로 뻗는 부분을 갖고 있고, 그 부분에 레이들뚜껑(12)의 승강을 가능하게 하기 위해 벨로우즈(120)가 개재되어 있다.
한편, 배기배관(121a),(121b)에는 전환용의 개폐밸브(122a), (122b)가 개재되어 있고, 개폐밸브(122a),(122b)의 상류측에는 축열체(113a), (113b)의 출구측의 배출가스 온도를 측정하는 온도계(Ta), (Tb)가 부착되어 있다.
또 배기배관(121a),(121b)은 하류측에서 합류되어서 하나의 배기배관(123)으로 되어 있고, 그 배기배관(123)에는 하류측으로 향해서 유량계(오리피스)(124) 및 유량조정밸브(125)가 순차로 개재되어 있다.
배기배관(123)의 하류단말은 문형상프레임(11)의 상부에 부착된 배기팬(126)에 달하고 있다.
또 배기배관(123)은 도 4에 나타내는 바와 같이, 상하방향으로 뻗는 부분을 갖고 있고, 그 부분에는 레이들뚜껑(12)의 승강을 가능하게 하기 위해 벨로우즈(127)가 개재되어 있다.
버너부(112a), (112b)에는 연료가스의 공급배관(128a),(128b)이 접속되어 있고, 그 공급배관(128a), (128b)에는 전환용의 개폐밸브(129a), (129b)가 개재되어 있다.
또 공급배관(128a), (128b)은 상류측에서 합류해서 한 개의 공급배관(130)으로 되어 있고, 공급배관(130)에는 상류측으로 향해서 유량조정밸브(131) 및 유량계(오리피스)(132)가 순차로 개재되어 있다.
공급배관(130)은 도 2에 나타내는 바와 같이, 상하방향으로 뻗는 부분을 갖고 있고, 그 부분에는 레이들뚜껑(12)의 승강을 가능하게 하기 위해 벨로우즈(133)가 개재되어 있다.
또한 도 4에 있어서, 부호 Tc는 레이들(1)내의 온도를 측정하는 온도계이다.
다음에, 그러한 구성의 축열식버너(10)를 사용해서 레이들(1)을 가열하는 방법을 설명한다.
레이들(1)을 탑재시킨 수강대차(5)가 전로(3)의 수강영역(D2)까지 반송되어서 문형상프레임(11)의 소정위치에 정지하면 이것을 문형성프레임(11)의 기둥등에 부착된 위치검출센서(도시생략)가 검지하여 그 검지신호에 기초하여 문형상프레임(11)의 상부에 부착된 구동모터(109)가 스프로켓(107)을 평형추(108)가 상승하는 방향으로 회전구동시키고, 이것에 의해 축열식버너(10)가 부착된 레이들뚜껑(12)이 하강해서 레이들(1)의 상부개구부를 폐색한다.
그러한 폐색시에는 축열식버너(10)가 부착된 레이들뚜껑(12)은 평형추(108)에 의해 평형되어 있기 때문에 레이들뚜껑(12)이 레이들(1)의 상부개구부 둘레에 맞닿았을 때의 충격을 완화할 수 있고, 상부개구부둘레의 파손을 양호하게 방지할수 있다.
이어서, 이 상태에서 버너부(112a), (112b)를 교대로 연소시켜서 수강대차(5)의 대기시간내에 레이들(1)의 급속가열을 행한다.
예를 들면, 버너부(112a)를 연소시키는 경우에는 연소용공기의 공급배관(114a)의 개폐밸브(115a)연소가스의 공급배관(128a)의 개폐밸브(129a) 및 연소배출가스의 배기배관(121b)의 개폐밸브(122b)를 개방함과 동시에 연소용공기의 공급배관(114b)의 개폐밸브(115b), 연료가스의 공급배관(128b)의 개폐밸브(129b) 및 연소가스의 배기배관(121a)의 개폐밸브(122a)를 폐색하고, 이것에 의해 버너부(112a)를 연소시켜서 화염 및 연소가스의 복사열에 의해 레이들(1)을 가열함과 동시에 그 연소시의 배출가스를 축열체(113b) 및 배기배관(121b), (123)을 통해서 배출한다.
반대로, 버너부(112b)를 연소시키는 경우에는 연소용공기의 공급배관(114b)의 개폐밸브(115b), 연료가스의 공급배관(128b)의 개폐밸브(129b) 및 연소배출가스의 배기배관(121a)의 개폐밸브(122a)를 개방함과 동시에 연소용공기의 공급배관(114a)의 개폐밸브(115a), 연료가스의 공급배관(128a)의 개폐밸브(129a) 및 연소배출가스의 배기배관(121b)의 개폐밸브(122b)를 폐색하고, 이것에 의해 버너부(112b)를 연소시켜서 화염 및 연소가스의 복사열에 의해 레이들(1)을 가열함과 동시에 그 연소시의 배출가스를 축열체(113a) 및 배기배관(121a),(123)을 통해서 배출한다.
또한 개폐밸브(11a),(115b),(122a),(122b), (129a),(129b)의 전환 및 유량계(118),(124),(132)의 측정치에 따른 유량조정밸브(117),(125),(131)의 개방도는 도시하지 않은 가열제어장치에 의해 순차로 제어되게 되어 있다.
여기서, 이와 같이 버너부(112a),(112b)를 교대로 연소시킴으로써 버너부(112a),(112b)에 공급되는 연소용공기는 축열체(113a),(113b)와의 직접 접촉에 의해 예열되어서 배출가스의 온도에 가까운 고온이 되고, 따라서 연료가스와 혼합되었을 때에 적은 연료로 안정연소해서 고온의 연소가스가 얻어지고, 이것에 의해 레이들(1)의 급속가열이 행해진다.
그리고 급속가열 후 문형상프레임(11)의 상부에 부착된 구동모터(109)가 스프로켓(107)을 평형추(108)가 하강하는 방향으로 회전구동시켜 이것에 의해 축열식버너(10)가 부착된 레이들뚜껑(12)이 상승해서 레이들(1)의 상부개구부를 개방하고, 이 상태에서 즉시 수강위치로 이동해서 전로(3)로부터 용강을 수강하고, 수강후 레이들(1)을 수강대차(5)에 의해 2차 정련영역(도시생략)으로 반송해서 2차 정련을 행함과 동시에 2차졍련 후 수강대차(5)상의 레이들(1)을 크레인(2)등에 의해 연속주조영역(A2)으로 이동해서 연속주조를 행한다.
이와 같이, 이 실시의 형태에서는 전로(3)로부터 용강을 수강하기 직전까지 레이들(1)을 가열하고 있기 때문에 수강시에 있어서의 레이들내화물의 함열량을 종래에 비해서 대폭으로 증대시킬 수 있고, 그 결과, 연속주조종료까지의 용강온도를 확보할 수 있게 결정되는 전로(3)의 출강온도를 종래보다 낮게 설정하는 것이 가능하게 되어 전로취련시에 투입되는 승온재로서의 탄재료의 양을 삭감할 수 있다.
또 수강시의 레이들(1)의 온도와 전로출강온도와의 온도차이를 적게 할 수 있기 때문에 레이들내화물의 열공격이 완화되어서 내화물의 수명의 연장을 도모할 수 있음과 동시에 레이들(1)내에서의 용강의 온도분포의 불균일을 적게 할 수 있다.
또한 종래의 예열영역(C1)에서의 버너에 의한 레이들(1)의 가열에 비해서 가열시간을 대폭으로 단축시킬 수 있으므로, 그 가열시에 사용하는 연료가스(C가스등) 의 양을 적게 할 수 있고, 에너지절감에 공헌할 수 있다.
2)제2발명
① 레이들온도저하방지
제1의 레이들뚜껑 및 제2의 레이들뚜껑에 대해서 본 발명의 실시예의 1예를 도면을 참조해서 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예의 1예인 레이들의 가열방법을 설명하기 위한 설명도, 도 7은 레이들의 상부개구부를 개폐하는 제2의 레이들뚜껑의 승강장치를 수강대차의 반송방향의 후부측으로부터 본 설명도이다.
도 2를 참조하면, 전로조업에 사용되는 레이들(1)은 연속주조영역(A2)에서 연속주조 후 크레인(2)등에 의해 잔재배출영역(B2)으로 이동하고 잔재배출영역(B2)에서는 레이들(1)을 경사동작시키는 것에 의해 내부에 잔존하는 슬래그를 배출시킨다.
이어서, 보수점검영역(도시생략)으로 이동하여 그 보수점검영역에서 슬라이딩노즐의 세정, 또는 교환을 행한 후 보열영역(C2)으로 이동한다.
여기서, 레이들(1)은 연속주조영역(A2)으로부터 잔재배출영역(B2)으로 이행해서 잔재배출영역(B2)에서 레이들(1)을 경사작동시키기까지 상부개구부가 대략 원형의 제2레이들뚜껑(1a)에 의해 덮혀 있다.
제2의 레이들뚜껑(1a)은 원주방향의 일부분이 레이들(1)의 상부개구부 둘레에 걸어맞춤 이탈가능하고, 또한 상하방향으로 개폐(회전)가능하게 지지되어 있고, 따라서 잔재배출시에 레이들(1)을 경사작동시킴으로써 레이들(1)의 상부개구부가 부분적으로 개방되어서 잔재배출이 행해지고, 잔재배출종료 후 레이들(1)의 본래의 위치로 복귀시킴으로써 상부개구부가 제2의 레이들뚜껑(1a)에 의해 덮히도록 되어 있다.
그리고 이 상태에서 보수점검영역 및 보열영역(C2)으로 이행하고, 보열영역(C2)에서는 종래와 같은 버너에 의한 레이들(1)의 가열은 행하지 않고, 레이들(1)의 상부개구부를 제2의 레이들뚜껑(1a)으로 덮은 상태에서 그 레이들(1)을 열보호한다.
이어서, 레이들(1)을 크레인(2)등에 의해 수강대차(5)상에 탑재시키고, 이 상태에서 수강대차(5)를 전로(3)의 수강영역(D2)까지 반송해서 수강영역(D2)에 배치된 제2의 레이들뚜껑용 승강장치(50a)의 소정위치에 정지시킨 후 그 제2의 레이들뚜껑용 승강장치(50a)를 사용해서 수강대차(5)상의 레이들(1)로부터 제2의 레이들뚜껑(1a)을 떼어 내어 레이들(1)의 상부개구부를 개방한다.
이어서, 이 상태에서 수강대차(5)를 제2의 레이들뚜껑용 승강장치(50a)에 인접배치된 제1의 레이들뚜껑용 승강장치(100)까지 반송해서 그 제1의 레이들뚜껑용 승강장치(100)의 소정위치에 정지시킨다.
제1의 레이들뚜껑용 승강장치(100)의 소정위치에 정지한 수강대차(5)는 그 위치에서 소정시간 대기상태가 되고, 그 대기중에 제1의 레이들뚜껑용 승강장치(100)를 사용해서 수강대차(5)상의 레이들(1)의 상부개구부를 제1의 레이들뚜껑(12)으로 덮고, 이 상태에서 레이들(1)의 건조 및 전로(3)로부터 수강하는 용강의 온도저하량을 보상할 목적으로 그 제1의 레이들뚜껑(12)에 부착된 축열식버너(10)를 사용해서 레이들(1)의 급속가열을 행한다.
급속가열 후 즉시 수강대차(5)를 전로(3)의 근방에 반송해서 전로(3)로부터 용강을 수강하여 수강 후, 수강대차(5)를 전로(3)에 인접배치된 제2의 레이들뚜껑용 승강장치(50b)까지 반송해서 제2의 레이들뚜껑용 승강장치(50b)의 소정위치에 정지시켜, 이 상태에서 그 제2의 레이들뚜껑용 승강장치(50b)를 사용해서 수강대차(5)상의 레이들(1)의 상부개구부를 제2의 레이들뚜껑(1a)으로 덮는다.
또한 50a와 50b의 레이들뚜껑용 승강장치는 겸용해도 된다.
이어서, 이 상태에서 수강대차(5)를 2차 정련영역(E2)에 반송해서 그 2차 정련영역(E2)에 배치된 제2의 레이들뚜껑용 승강장치(50c)의 소정위치에 정지시켜, 그 제2의 레이들뚜껑용 승강장치(50c)를 사용해서 수강대차(5)상의 레이들(1)로부터 제2의 레이들뚜껑(1a)을 떼어내서 그 레이들(1)의 상부개구부를 개방한다.
이어서, 레이들(1)내의 용강을, 예를 들면 란스(lance)를 삽입해서 행하는 RH법등에 의해서 2차 정련하고, 그 정련 후 수강대차(5)를 반송해서 제2의 레이들뚜껑용 승강장치(50d)의 소정위치에 정지시켜, 그 제2의 레이들뚜껑용 승강장치(50d)를 사용해서 수강대차(5)상의 레이들(1)의 상부개구부를 제2의 레이들뚜껑(1a)으로 덮는다.
또한 50c와 50d의 레이들뚜껑용 승강장치는 겸용해도 된다.
이어서, 수강대차(5)상의 레이들(1)을 크레인등에 의해 연속주조영역(A2)으로 이동시키고, 연속주조영역(A2)에서는 기존의 연속주조기에 제2의 레이들뚜껑(1a)으로 상부개구부가 덮힌 상태의 레이들(1)을 설치하고, 그 레이들(1)의 아래쪽에 설치된 슬라이딩노즐을 개방도를 조작함으로써 필요한 유량의 용강을 연속적으로 공급해서 연속주조를 행하여 연속주조 후 상기한 각 공정을 반복해서 조업한다.
다음에, 설명의 편의상, 도 7을 참조해서 제2의 레이들뚜껑용 승강장치(50a)∼(50d)를 먼저 설명한다.
또한 제2의 레이들뚜껑용 승강장치(50a)∼(50d)는 다같이 동일 구성이기 때문에, 여기서는 제2의 레이들뚜껑용 승강장치(50a)에 대해서만 설명한다.
이 제2의 레이들뚜껑용 승강장치(50a)는 수강대차(5)의 반송로를 걸치도록 배치된 문형상프레임(51)을 구비하고 있고, 문형상프레임(51)에는 승강부(54)가 와이어로프(55)를 거쳐서 승강이 자유롭게 매달아 내려지고 있다.
와이어로프(55)는 일단이 문형상프레임(51)의 동량부(51b)에 부착되고, 승강부(54)에 부착된 풀리(63) 및 동량부(51b)에 부착된 풀리(62)를 거쳐서 권취드럼(53)에 권취되어 있다.
권취드럼(53)을 정역방향으로 회전구동시킴으로써 승강부(54)가 상하방향으로 이동하도록 되어 있다.
그리고 승강부(54)의 승강시에는 승강부(54)의 상면측에 돌출설치된 복수의 슬라이드 포스트(slide post)(56)가 문형상프레임(51)의 동량부(51b)에 부착된 안내부(57)에 의해 상하방향으로 지지안내되도록 되어 있다.
승강부(54)의 하면측에는 수강대차(5)의 반송방향에 따라 뻗는 안내레일(65)이 부착되어 있고, 안내레일(65)에는 슬라이드부(66)가 안내레일(65)에 따라 이동가능하게 지지안내되도록 되어 있다.
슬라이드부(66)에는 승강부(54)에 부착된 실린더장치의 피스톤로드(도시생략)가 연결되어 있고, 그 실린더장치를 구동시킴으로써 슬라이드부(66)가 안내레일(65)에 따라 이동하도록 되어 있다.
또 슬라이드부(66)의 수강대차(5)의 폭방향의 양측부에는 각각 주행대차(69)를 주행가능하게 하는 주행레일(68)이 수강대차(5)의 폭방향을 따라 설치되어 있다.
각 주행대차(69)에는 아래쪽으로 뻗는 크램프(70)가 부착되어 있고, 그 주행대차(69)에는 슬라이드부(66)에 부래킷(bracket)(66a)를 거쳐서 부착된 실린더장치(71)의 피스톤로드(71a)가 연결되어 있다.
이 실린더장치(71)를 구동시킴으로써 주행대차(69)가 크램프(70)와 일체로 되어서 수강대차(5)의 폭방향으로 이동하도록 되어 있다.
그리고 권취드럼(53)의 구동장치, 승강부(54)에 부착된 실린더장치 및 슬라이드부(66)에 부착된 실린더장치(71)는 도시하지 않은 제어장치에 의해 제어된다.
여기서, 이 실시의 형태에 있어서는 제2의 레이들뚜껑용 승강장치(50a) 및 (50c)은 수강대차(5)상의 레이들(1)로부터 제2의 레이들뚜껑(1a)을 떼어내기 위해 사용되고, 제2의 레이들뚜껑용 승강장치(50b) 및 (50d)는 수강대차(5)상의 레이들(1)에 제2의 레이들뚜껑(1a)을 부착시키기 위해 사용된다.
제2의 레이들뚜껑(1a)의 상면에는 크램프(70)에 걸어맞추는 걸어맞춤편(73)이 크램프(70)에 대응해서 부착되어 있고, 걸어맞춤편(73)의 상부는 크램프(70)에 걸어맞춤 가능하도록 크램프(70)측으로 향해서 수평으로 굴곡되어 있다.
또 상술한 제2의 레이들뚜껑(1a)의 원주방향의 일부와 레이들(1)의 상부개구부 둘레와의 걸어맞춤이탈은 제2의 레이들뚜껑(1a)을 수강대차(5)의 반송방향에 레이들(1)로부터 이간이동시킴으로써 레이들(1)에 대한 제2의 레이들뚜껑(1a)의 걸어맞춤이 해제되고, 접근이동시킴으로써 제2의 레이들뚜껑(1a)의 원주방향의 일부분이 레이들(1)의 상부개구부둘레에 걸어 맞추어져서 상하방향으로 개폐(회전)가능하게 지지되도록 되어 있다.
그리고 제2의 레이들뚜껑용 승강장치(50a)(또는 50c)에 의해 수강대차(5)상의 레이들(1)로부터 제2의 레이들뚜껑(1a)을 떼어내기 위해서는 제2의 레이들뚜껑(1a)으로 상부개구부가 폐색된 상태의 레이들(1)을 탑재시킨 수강대차(5)가 제2의 레이들뚜껑용 승강장치(50a)(또는 50c)까지 반송되어서 문형상프레임(51)의 소정위치에 정지하면, 이것을 문형상프레임(51)의 기둥등에 부착된 위치검출센서(81a),(81b)가 검지하여 그 검지신호에 기초하여 권취드럼(53)의 구동장치가 권취드럼(53)을 와이어로프(55)가 권취복귀되는 방향으로 회전구동시켜 이것에 의해 승강부(54)가 크램프(70)와 함께 하강해서 크램프(70)가 레이들(1)의 상부개구부를 폐색하는 제2의 레이들뚜껑(1a)의 걸어맞춤편(73)을 수강대차(5)의 폭방향으로 끼우도록 배치된다.
이 상태에서 슬라이드부(66)에 부착된 각 실린더장치(71)를 작동시켜서 크램프(70)를 걸어맞춤편(73)에 걸어맞춘 후 승강부(54)에 부착된 실린더장치를 작동시켜서 레이들(1)에 대한 제2의 레이들뚜껑(1a)의 걸어맞춤을 해제하여, 이 상태에서 권취드럼(53)의 구동장치가 권취드럼(53)을 와이어로프(55)가 권취되는 방향으로 회전구동시켜 이것에 의해 크램프(70)에 파지된 제2의 레이들뚜껑(1a)이 상승해서 레이들(1)의 상부개구부가 개방된다.
한편, 제2의 레이들뚜껑용 승강장치(50b)(또는 50d)에 의해 수강대차(5)상의 레이들(1)에 제2의 레이들뚜껑(1a)을 부착시키기 위해서는 상부개구부가 개방된 상태의 레이들(1)을 탑재시킨 수강대차(5)가 제2의 레이들뚜껑용 승강장치(50b)(또는 50d)까지 반송되어서 문형상프레임(51)의 소정위치에 정지하면, 이것을 문형상프레임(51)의 기둥등에 부착된 위치검출센서(81a),(81b)가 검지하여 그 검지신호에 기초하여 권취드럼(53)의 구동장치가 권취드럼(53)을 와이어로프(55)가 권취복귀되는 방향으로 회전구동시켜, 이것에 의해 승강부(54)가 제2의 레이들뚜껑(1a)을 파지한 상태의 크램프(70)와 함께 하강해서 제2의 레이들뚜껑(1a)이 레이들(1)의 상부개구부의 위쪽위치에서 그 레이들(1)로부터 수강대차(5)의 반송방향으로 약간 어긋난 위치에 배치된다.
이어서, 승강부(54)에 부착된 실린더장치를 작동시켜서 제2의 레이들뚜껑(1a)을 레이들(1)에 접근이동시켜서 제2의 레이들뚜껑(1a)의 원주방향의 일부를 레이들(1)의 상부개구부둘레에 걸어 맞추어서, 이 상태에서 권취드럼(53)의 구동장치가 권취드럼(53)을 와이어로프(55)가 권취복귀되는 방향으로 회전구동시켜 이것에 의해 제2의 레이들뚜껑(1a)에 의해 레이들(1)의 상부개구부가 폐색된다.
또한, 그러한 폐색 후에 있어서는 슬라이드부(66)에 부착된 각 실린더장치(71)를 작동시켜서 크램프(70)를 제2의 레이들뚜껑(1a)의 걸어맞춤편(73)으로부터 이탈시켜, 이 상태에서 권취드럼(53)의 구동장치가 권취드럼(53)을 와이어로프(55)가 권취되는 방향으로 회전구동시켜서 크램프(70)가 승강부(54)와 함께 상승한다.
축열식버너(10)를 사용한 급속가열하는 방법은 이미 기술한 방법과 같다.
3) 제2의 발명
도 8은 연료가스량과 시간과의 관계를 나타내는 그래프, 도 9는 레이들내에서의 연소배출가스량과 시간과의 관계를 나타내는 그래프, 도 10은 축열체출구측 배출가스온도와 시간과의 관계를 나타내는 그래프, 도 11은 회수가스량과 시간과의 관계를 나타내는 그래프, 도 12는 레이들내에서의 연소가스온도와 시간과의 관계를 나타내는 그래프, 도 13은 레이들에 대한 가열량과 시간과의 관계를 나타내는 그래프이다.
여기서, 이 실시예에서는 그러한 급속가열시의 레이들(1)의 가열효율의 향상을 도모하기 위해 가열개시시에 버너부(112a),(112b)를 연소시키는 경우에는 버너부(112b),(112a)측의 축열체(113b),(113a)의 출구측의 배출가스온도를 측정하는 온도계 (Ta),(Tb)의 측정치에 기초해서 배기배관(123)에 개재된 유량조정밸브(125)를 제어해서 연소배출가스의 회수량을 제어하도록 하고 있다.
또한 가열개시시에 버너부(112a) 및 버너부(112b)의 어느 것을 연소시키는 경우에도 동일하므로, 여기서는 가열개시시에 버너부(112a)를 연소시키는 경우에대해서 설명한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 가열개시시에 있어서는 연료가스의 공급배관(128a)으로부터 버너부(112a)에는 일정량 (VG)의 연료가스가 공급되고, 레이들(1)내의 연소배출가스량 VE(=VG×(G0+A0(m-1)) : G0는 이론배출가스량, A0는 이론공기량, m은 공기비도 일정하게 되어 있다.
이 경우 버너부(112b)측의 축열체(113b)를 통해서 회수되는 연소배출가스의 회수량을 레이들(1)내에서의 연소배출가스량 VE와 동등하게 하면 축열체의 온도가 급속히 상승하기 때문에, 이 축열체를 통과하는 연소용공기온도도 고온화할 수 있고, 단시간에 연소가스온도의 고온화가 도모되기 때문에 레이들(1)의 가열효율을 향상시킬 수 있다.
그러나, 이와 같이 연소가스의 회수량을 항상 연소배출가스량 VE로 하면 축열체(113b)의 출구측의 연소배출가스온도가 이상으로 높게 되어서 축열체(113b)를 지지하는 부재나 배기배관(121b)에 개재된 전환용 개폐밸브(122b)나 배기팬(126)의 내열온도를 초과해 버리게 된다.
따라서 종래에는 축열체(113b)출구측의 연소배출가스 온도를 설비의 내열온도 TMAX를 초과하지 않도록 하기 위해 축열체에 있어서의 연소배출가스와 연소공기량이 하기의 (1)식의 관계가 되도록 연소배출가스의 회수가스량 VR을 (도 8의 점선부분 참조) 축열체(113b) 및 배기배관(121b), (123)를 거쳐서 연소개시로부터 종료까지 회수하도록 하고 있고, 상술한 레이들(1)의 가열효율향상의 방해로 되어 있다.
mVGA0(TA2-TA1)CpAir≥ VR(TG1-TG2)Cpgas… (1)
단,
TA2: 연소공기의 축열체출구측에서의 온도(Ta', Tb'에서의 계측온도)
TA1: 연소공기의 축열체입구측에서의 온도(Ta, Tb에서의 계측온도)
TG1: 연소배출가스의 축열체입구측에서의 온도(Ta', Tb'에서의 계측온도)
TG2: 연소배출가스의 축열체출구측에서의 온도(Ta, Tb에서의 계측온도)
CpAir: 연소공기의 비열
Cpgas: 연소배출가스의 비열
여기서, 본 발명자등이 예의검토한 결과, 가열의 초기에 있어서 축열체(113b)의 출구측의 배출가스온도의 상한치 TMAX를 초과하지 않는 범위에서 연소배출가스의 회수량을 증가시키면 축열체(113b)의 출구측의 배출가스온도가 축열체(113b)를 지지하는 부재나 배기배관(121b)에 개재된 전환용 개폐밸브(122b)의 내열온도를 초과하는 일이 없이 상술한 레이들(1)의 가열효율의 향상을 도모할 수 있다는 발견을 얻어 그러한 발견에 기초해서 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.
즉, 도 10 및 도 11을 참조하면, 가열의 초기에 있어서는 버너부(112b)측의 축열체(113b)를 통해서 회수되는 연소배출가스의 회수량 VR를
mVGA0(TA2-TA1)CpAir/(TG1-TG2)Cpgas≤VR≤VE
의 범위에서 레이들(1)내의 연소가스온도(분위기온도)가 최대가 되는 VR로 하고, 그후 축열체(113b)의 출구측의 배출가스온도를 측정하는 온도계 Tb의 측정치가 상한치 TMAX를 초과하지 않도록 그 측정치에 기초해서 배기배관(123)에 개재된 유량조정밸브(125)를 제어해서 연소배출가스의 회수량을
VE∼mVGA0(TA2-TA1)CpAir/(TG1-TG2)Cpgas
의 범위로 제어하여 축열체(113b)의 출구측의 배출가스온도가 종래보다 빨리 상한치 TMAX에 달하도록 하고 있다(도 7참조).
이것에 의해 도 12 및 도 13에 나타내는 바와 같이, 축열체(113b)를 지지하는 부재나 배기배관(121b)에 개재된 전환용 개폐밸브(122b)의 내열온도를 초과하는일이 없이 레이들(1)내의 연소가스의 온도 및 레이들(1)에 대한 가열량을 종래에 비하여 대폭으로 올릴 수 있고, 그 결과, 레이들(1)의 급속가열시에 레이들(1)내의 분위기온도를 단시간에 고온으로 하는 것이 가능하게 되어서 레이들(1)의 가열효율을 향상시킬 수 있다.
그리고, 급속가열 후 문형상프레임(11)의 상부에 부착된 구동모터(109)가 스프로켓(107)을 평형추(108)가 하강하는 방향으로 회전구동시켜, 이것에 의해 축열식버너(10)가 부착된 레이들뚜껑(12)이 상승해서 레이들(1)의 상부개구부를 개방하고, 이 상태에서 즉시 수강위치로 이동해서 전로(3)로부터 용강을 수강하고, 수강후 레이들(1)을 수강대차(5)에 의해 2차 정련영역(도시생략)으로 반송해서 2차 정련을 행함과 동시에 2차 정련후 수강대차(5)상의 레이들(1)을 크레인(2)등에 의해 연속주조영역(A2)으로 이동해서 연속주조를 행한다.
또한 상기한 실시예에서는 축열체(113b),(113a)의 출구측의 배출가스온도를 측정하는 온도계 (Tb),(Ta)의 측정치에 기초해서 배기배관(123)에 개재된 유량조정밸브(125)를 제어해서 연소배출가스의 회수량을 제어하도록 하고 있지만, 이에 대신해서 미리 축열체(113b),(113a)의 출구측의 연소배출가스의 온도와 그 연소배출가스의 회수량과에 기초해서 도 11에 나타내는 바와 같은 연소배출가스의 회수가스량의 패턴을 설정해서, 이것을 가열제어장치의 기억영역에 격납해 두고, 가열초기에 그 유량패턴이 되도록 배기배관(123)에 개재된 유량조정밸브(125)를 제어해서 제어의 용이화를 도모하도록 해도 된다.
또 축열식버너(10)의 버너부(112b),(112a)에 파일롯트버너(도시생략)가 부착되어 있는 경우에는 가열개시단계에서 버너부(112a) 또는 (112b)를 연소시키기 전에, 즉, 이 실시예에서는 축열식버너(10)가 부착된 레이들뚜껑(12)을 하강시키기 전에 파일로트버너를 연소시켜서 축열체(113b),(113a)를 예열시키도록 해도 된다.
이 경우, 배기배관(121a),(121b)의 개폐밸브(122a),(122b)를 개방으로 한 상태에서 배기팬(126)을 구동시키도록 하면 파일롯트버너의 연소가스를 축열체(113b),(113a)에 도입할 수 있기 때문에 축열체(113b),(113a)의 예열을 효과적으로 행할 수 있다.
그리고, 이와 같이 가열개시단계에서 버너부(112a),(112b)를 연소시키기 전에 파일롯트버너를 연소시켜서 축열체(113b),(113a)의 예열을 행함으로써 축열체(113b) 또는 축열체(113a)의 출구측의 배출가스온도를 보다 빨리 상한치 TMAX에 도달시킬 수 있고 (도 7의 1점사슬금참조), 그 결과 레이들(1)의 가열효율의 또다른 향상을 도모할 수 있다.
4) 제4의 발명
다음에, 상기한 급속가열에 의해 레이들(1)에 부여한 온도에 따라 전로(3)의 출강온도를 제어하는 방법에 대해 설명한다.
이 실시의 형태에서는 상기한 급속가열시의 투입열량과 배출가스현열로부터 레이들내화물의 착열량을 구함과 동시에 그 착열량, 전로의 출강량 및 강의 비열에 기초해서 급속가열에 의해 레이들(1)에 부여한 온도를 구해 그 온도에 따라 전로(3)의 출강온도를 제어한다.
다음에 상세히 설명한다.
단, m: 공기비, VG: 단위시간당의 연료가스유량, A0: 이론공기량, VE: 단위시간당의 회수가스량, VEtotal: 단위시간당의 배출가스량, G0: 이론배출가스량, QG:연료발열량, TE: 축열체출구측 배출가스온도, S1: 레이들내화물면적, t1: 가열시간, CP: 축열체출구측 배출가스비열, VE': 단위시간당의 미회수가스량, TE': 미회수가스온도, CP': 미회수가스비열, Q: 레이들내화물착열량, M: 전로출강량, CPO: 강의 비열, T: 레이들가열에 의한 출강온도저감량, S2: 급속가열장치의 레이들뚜껑면적으로 한다.
급속가열시의 투입열량은 다음식 (1)로 구해지고, 배출가스현열은 다음식 (2)로 구해진다.
… (1)
… (2)
여기서 QG는 설정치, VG, VE는 유량계에 의해 계측된 실적치 또는 설정치와 실적치의 편차가 5%이내이면 설정치를 사용해도 된다.
또 VE'는 배출가스유량 VEtotal=VG×{G0+A0(m-1)}로부터 회수가스량 VE를 감해서 구해지는 값, TE는 온도계 Ta또는 온도계 Tb로부터 얻어진 값, TE'는 온도계 Tc로부터 얻어진 값, CP는 TE와 가스조성으로부터 구해지는 값, CP'는 TE'와 가스조성으로부터 구해지는 값이다.
레이들내화물의 착열량 Q는 투입열량으로부터 배출가스현열을 감해서 구할수가있고, 다음식(3)으로 표시된다.
dt … (3)
여기까지의 연산은 상술한 가열제어장치에 의해 행해지고, 그 가열제어장치에의해 얻어진 레이들내화물 착열량 Q는 전로에의 탄재투입량 및 산소 분사량을 제어하는 공정컴퓨터(도시생략)에 출력된다.
공정컴퓨터에서는 레이들내화물착열량 Q, 전로출강량 M, 및 강의 비열 CPO로부터 T=Q/MCPO의 관계식을 사용해서 레이들(1)에 부여한 온도 T를 구하여 미리 연속주조종료까지의 용강온도를 확보할 수 있도록 강종류마다에 결정된 온도 T0로부터 온도 T를 감한 온도(T0-T)를 출강온도로 하고, 그 출강온도가 되도록 탄재투입량 및 산소분사량을 제어한다.
이와 같이, 이 실시의 형태에서는 전로(3)로부터 용강을 수강하기 직전까지 레이들(1)을 가열하고 있기 때문에 수강시에 있어서의 레이들내화물의 함열량을 종래에 비해서 대폭으로 증가시킬 수 있고, 그 결과, 연속주조종료까지의 용강온도를 확보할 수 있도록 결정되는 전로(3)의 출강온도를 종래보다 낮게 설정하는 것이 가능하게 되어 전로취련시에 투입되는 승온재로서의 탄재료의 양을 삭감할 수 있다.
또 급속가열시의 투입열량과 배출가스현열로부터 레이들내화물의 착열량을 구함과 동시에 그 착열량, 전로의 출강량 및 강의 비열에 기초해서 급속가열에의해 레이들(1)에 부여한 온도를 구하여 그 온도에 따라 전로(3)의 출강온도를 제어하도록 하고 있기 때문에, 급속가열에 의해 상승한 레이들(1)의 표면온도만에 기초해서 전로(3)의 출강온도를 제어하는 경우에 비해 출강온도의 제어를 정확히 행할 수 있다.
또한 수강시의 레이들(1)의 온도와 전로출강온도와의 온도차이를 적게 할 수 있으므로 레이들 내화물의 열공격이 완화되어서 내화물의 수명의 연장을 도모할 수 있음과 동시에 레이들(1)내에서의 용강의 온도분포의 불균일을 적게 할 수 있다.
또한 종래의 예열영역(C1)에서의 버너에 의한 레이들(1)의 가열에 비해서 가열시간을 대폭으로 단축할 수 있기 때문에 가열시에 사용하는 연료가스(C가스등)의 양을 적게 할 수 있고, 에너지절감에 공헌할 수 있다.
본 발명에 의하면 전로출강온도를 낮게 설정해서 탄재료의 양을 대폭으로 삭감할 수 있음과 동시에 열공격을 완화해서 레이들내화물의 원단위향상을 도모할 수 있고, 또한 버너에 의한 레이들가열시의 연료가스의 사용량을 삭감해서 에너지절감화에 공헌할 수 있다는 효과가 얻어진다.

Claims (12)

  1. 레이들을 가열하는 방법에 있어서,
    전로의 수강대차에 레이들이 탑재되고, 이어서 수강대차에 의해 전로의 수강영역으로 반송된 후,
    그 수강대차 상에서 그 수강영역에 소정시간 대기상태로 되고,
    그 상태에 있어서, 상기 레이들을 급속가열하고,
    즉시 수강위치로 이동해서 전로로부터 용강을 수강하는 것을 특징으로 하는 레이들의 가열방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    레이들을 가열하는 방법에 있어서,
    상기 급속가열을 상기 레이들의 상부개구부를 덮는 레이들뚜껑에 부착시킨 축열식버너로 행하는 것을 특징으로 하는 레이들의 가열방법
  3. 레이들을 가열하는 방법에 있어서,
    전로의 수강영역에서 대기상태로 되는 소정시간내에 레이들을 그 레이들의 상부개구부를 덮는 제1의 레이들뚜껑에 부착시킨 버너로 급속가열하고, 더욱이 잔재배출시, 급속가열시, 수강시 및 2차 정련시 이외는 상기 레이들의 상부개구부를 제2의 레이들뚜껑으로 덮도록 한 것을 특징으로 하는 레이들의 가열방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    레이들을 가열하는 방법에 있어서, 상기 버너를 축열식버너로 한 것을 특징으로 하는 레이들의 가열방법.
  5. 대차에 의해 반송되어 그 대차 상에서 소정영역으로 위치결정된 레이들의 상부개구부를 버너부착 레이들뚜껑으로 폐색할때 사용되는 그 버너부착 레이들뚜껑의 승강장치에 있어서,
    소정영역에 위치결정된 상기 대차의 반송로를 걸치도록 배치된 지지프레임과,
    그 대차상의 레이들의 상부개구부를 폐색하는 상기 버너부착 레이들뚜껑을 상기 지지프레임과 연결시키는 수단과,
    상기 버너부착 레이들뚜껑으로부터 위쪽으로 뻗은 후 상기 지지프레임에 부착된 제1의 스프로켓을 거쳐서 수평으로 뻗어서, 그 선단이 연결부재에 접속된 제1의 체인과,
    그 연결부재에 접속되어 상기 제1의 체인으로부터 이간되는 측에 수평방향으로 뻗은 후, 상기 지지프레임에 부착된 제2의 스프로켓을 거쳐서 아래쪽으로 뻗어 그 선단이 평형추에 접속된 제2의 체인과,
    상기 제2의 스프로켓을 승강시키는 구동수단과,
    그 버너부착 레이들뚜껑의 승강시의 상하방향의 이동을 안내하는 안내수단을 구비하고,
    상기 평형추는 상기 버너부착 레이들뚜껑의 중량과 평형되는 중량으로 되어 있음과 동시에,
    그 버너부착 레이들뚜껑의 버너부분의 연소용 공기의 공급배관, 연소배출가스의 배기배관 및 연료가스의 공급배관의 상하방향으로 뻗는 부분에 신축부재를 개재시킨 것을 특징으로 하는 버너부착 레이들뚜껑의 승강장치.
  6. 레이들을 가열하는 방법에 있어서,
    연소용 공기의 공급과 연소배출가스의 배출을 축열체를 통해서 교대로 행하는 한쌍의 버너부가 부착된 레이들뚜껑으로 레이들의 상부개구부를 폐색하고,
    이 상태에서 상기 레이들내에서 상기 한쌍의 버너부를 교대로 연소시킴과 동시에,
    연소정지중의 버너부측의 축열체를 통해서 연소배출가스를 배기배관을 거쳐서 배출시켜 회수하고, 이때 상기 축열체의 출구측의 연소배출가스의 온도를 측정하여, 그 측정온도에 기초해서 상기 배기배관에 개재된 유량조정밸브를 제어해서 상기 연소배출가스의 회수량을 제어하는 것을 특징으로 하는 축열식버너를 사용한 레이들의 급속가열방법.
  7. 레이들을 가열하는 방법에 있어서,
    연소용 공기의 공급과 연소배출가스의 배출을 축열체를 통해서 교대로 행하는 한쌍의 버너부가 부착된 레이들뚜껑으로 레이들의 상부개구부를 폐색하고,
    이 상태에서 상기 레이들내에서 상기 한쌍의 버너부를 교대로 연소시킴과 동시에, 연소정지중의 버너부측의 축열체를 통해서 연소배출가스를 배기배관을 거쳐서 배출시켜서 회수하고, 이때 미리 상기 축열체의 출구측의 연소배출가스의 온도와 그 연소배출가스의 회수량과의 관계에 기초해서 상기 배기배관을 흐르는 연소배출가스의 유량패턴을 설정해서 그 유량패턴이 되도록 상기 배기배관에 개재된 유량조정밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 축열식버너를 사용한 레이들의 급속가열방법.
  8. 연속주조 및 잔재배출을 종료한 후 수강대차에 탑재되고, 이어서 수강대차에의해 전로의 수강영역으로 반송된 후 그 수강대차상에서 그 수강영역에 소정시간 대기상태로 되고, 그 대기 후 즉시 수강위치로 이동해서 전로로부터 용강을 수강하는 레이들을 그 수강전에 가열하는 방법에 있어서,
    상기 전로의 수강영역에 대기상태로 되는 소정시간내에 상기 레이들을 그 레이들의 상부개구부를 덮는 레이들뚜껑에 부착된 축열식버너에 의해 급속가열하고, 그때의 투입열량과 배출가스현열로부터 레이들내화물의 착열량을 구함과 동시에 그 착열량, 전로의 출강량 및 강의 비열에 기초해서 상기 급속가열에 의해 상기 레이들에 부여한 용강의 온도저하 억제온도를 구하고, 그 온도에 따라 전로의 출강온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 레이들의 가열방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    연속주조 및 잔재배출을 종료한 후 수강대차에 탑재되고, 이어서 수강대차에의해 전로의 수강영역으로 반송된 후 그 수강대차상에서 그 수강영역에 소정시간 대기상태로 되고, 그 대기 후 즉시 수강위치로 이동해서 전로로부터 용강을 수강하는 레이들을 그 수강전에 가열하는 방법에 있어서,
    레이들 내화물착열량 Q, 전로출강량 M 및 강의 비열 CPO로부터 T=Q/MCPO의 관계식을 사용해서 레이들에 부여한 온도 T를 구하고, 미리 연속주조종료까지의 용강온도를 확보할 수 있도록 강종류마다에 결정된 온도 T0로부터 온도 T를 감한 온도(T0-T)를 출강온도로 하고, 그 출강온도가 되도록 탄재투입량 및 산소분사량을 제어하고, 그 온도에 따라 전로의 출강온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 레이들의 가열방법.
    dt … (3)
    단,
    Q : 레이들내화물착열량
    M : 전로출강량
    CPO: 강의 비열
    VG: 단위시간당의 연료가스유량
    QG: 연료발열량
    VE: 단위시간당의 회수가스량
    TE: 축열체출구측 배출가스온도
    CP: 축열체출구측 배출가스비열
    VE' : 단위시간당의 미회수가스량
    TE' : 미회수가스온도
    CP' : 미회수가스비열
    t1: 가열시간
    S1:레이들내화물면적
    S2: 급속가열장치의 레이들뚜껑면적
  10. 축열식버너 사용방법에 있어서,
    용탕용기에 대해 연소용 공기 및 연소배출가스가 통과하는 축열체 및 그 축열체의 앞에 연소실을 구비한 적어도 한쌍의 축열식버너를 설치하고,
    그 축열식버너를 교대로 연소시켜 그 연소배출가스의 열을 비연소의 축열식버너를 통해서 축열체로 회수하여 연소용 공기의 예열원으로 하고,
    상기 축열식버너의 각각의 연소실에 조연버너를 설치하고,
    상기 축열식버너를 소화하는 상기 용탕용기의 가열정지 중에 상기 연소실 각각에 설치된 조연버너를 동시에 연소시켜서 그 연소배출가스를 상기 연소실로부터 각각의 축열체에 도입해서 가열하고, 그 축열체의 온도를 500℃이상으로 유지하는 것을 특징으로 하는 축열식버너의 가열방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    용탕용기의 가열정지 중에 있어서의 상기 축열체의 하류측에 설치된 배기팬에의 연소배출가스의 흡인량을 상기 조연버너를 연소시킬때 발생하는 연소배출가스 상당분으로 하는 것을 특징으로 하는 축열식버너 사용방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    조연버너의 동시연소에 대신해서 기설되어 있는 상기 축열식버너의 파일롯트버너를 동시연소시키는 것을 특징으로 하는 축열식버너 사용 가열방법.
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