KR200151310Y1

KR200151310Y1 - 전로의 슬래그 스토퍼의 냉각장치

Info

Publication number: KR200151310Y1
Application number: KR2019950045156U
Authority: KR
Inventors: 김성문
Original assignee: 이구택; 포항종합제철주식회사
Priority date: 1995-12-21
Filing date: 1995-12-21
Publication date: 1999-07-15
Also published as: KR970039044U

Abstract

본 고안은 장치의 냉각방식을 개선함으로서 실린더의 냉각력을 강화하여 실린더의 열화, 고장을 방지하고 케이싱 내부의 공기치환으로 부대 부품의 열화를 방지함으로서 공압식 작동원의 고장을 크게 감소시킨 냉각장치가 개선된 슬래그 스토퍼에 관한 것으로, 제철소 제강공장 전로의 용강 배출말기에 실린더와 피스톤을 포함하여 구성하여 공압식으로 회전팔을 회전시켜 고압의 공기분사로 출강구를 차단시켜 주는 슬래그 스토퍼 장치에 있어서, 상기 실린더(22)는 냉각수가 유입되기 위한 이중 실린더 튜브(32)와, 냉각수가 유입되기 위한 유입관(36)과, 상기 튜브(32) 전면을 고루 냉각시키기 위한 안내깃(33)과, 냉각수 배출을 위한 유출관(35)과, 상기 유입관(36) 및 유출관(35)은 튜브(32)에 연결되기 직전에 실린더(22) 작동시의 유동에 대한 보상을 위하여 신축 및 유연성이 있는 메탈(metal) 재질의 냉각수 호스(27)에 연결되어 있고, 외부에서 공급되는 저온의 공기를 분사하기 위하여 케이싱(28)내측 후면에 설치하는 강관으로 된 사각형의 일체형 매니폴드(26)와, 이 매니폴드(26)의 네 모서리에 설치하는 4개의 노즐(26a)로 구성하여 전로(11) 조업중 지속적으로 공기를 분사시켜 장치 케이싱(28) 내의 더운 공기를 치환시킬 수 있도록 한 공냉부로 구성되기 때문에, 슬래그 스토퍼 장치의 고장을 최소화하여 점차 늘어가는 전로 내화물의 사용 수명에 적합한 슬래그 스토퍼의 수정 및 성능을 보장하고, 전로에서 만들어지는 용강의 품질을 향상시켜 품질 경쟁력을 확보할 수 있는 실용상의 효과가 있다.

Description

전로의 슬래그 스토퍼의 냉각장치

제1도는 전로의 일반적인 슬래그 스토퍼 구조를 나타낸 단면도.

제2도는 일반적인 슬래그 스터퍼의 구성을 나타내는 정면도.

제3도는 종래 기술에 따른 슬래그 스토퍼 냉각장치를 나타낸 단면도.

제4도는 종래의 냉각공기 노즐의 배치상태를 나타낸 측면도.

제5도는 종래 기술에 따른 냉각장치의 작동 실린더를 나타낸 단면도.

제6도는 본 고안에 따른 전로의 슬래그 스토퍼 냉각장치를 나타낸 단면도.

제7도는 본 고안의 냉각공기 노즐의 배치상태를 나타낸 측면도.

제8도는 본 고안에 따른 전로의 슬래그 스토퍼 냉각장치의 작동 실린더를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 전로(converter) 12 : 출강구(tap hole)

13 : 용강 14 : 불순물(slag)

15 : 내화물 21 : 슬래그 스토퍼

22 : 공압 실린더 23 : 회전팔(swing arm)

24 : 차단용 질소노즐(slag cutting nozzle) 26 : 냉각공기 노즐

26a : 노즐 33 : 냉각수 안내깃

34 : 냉각수 유입구(in-let pot)

35 : 냉각수 유출구(out-let pot)

36 : 피스톤 패킹 37 : 피스톤 디스크

본 고안은 전로의 슬래그 스토퍼(slag stopper)의 냉각장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 슬래그 스토퍼의 냉각력 강화를 위해 주요 작동원인 공압 실린더의 냉각방법을 공냉식에서 수냉식으로 개선하여 전로 취련시의 복사열에 의한 실린더의 열화, 손상을 방지하고, 기타 부품의 열화방지를 위해 장치의 케이싱 내의 뜨거운 공기가 지속적으로 교환될 수 있도록 외부에서 공기를 불어넣어 줌으로서 장치의 고장을 방지토록 한 전로의 슬래그 스토퍼 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소 제강공장의 전로는, 취련을 종료한 용강을 출강구를 통해 배출하는 과정중 용강배출의 종료시점에서 용강 상부에 부상하여 있던 슬래그 등, 불순물이 배출된 용강속에 혼입되는 것을 방지하기 위해 노내 잔존 불순물이 배출되기 직전에 출강구를 고압의 질소를 이용하여 불어서 막는 슬래그 스토퍼 장치를 사용하고 있다.

제1도 내지 제5도를 참조하여 종래의 제철소 제강공장의 전로에 사용되는 슬래그 스토퍼(21)에 대하여 설명한다.

제1도는 전로의 일반적인 슬래그 스토퍼(21) 구조를 나타낸 단면도, 제2도는 일반적인 슬래그 스토퍼(21)의 구성을 나타내는 정면도, 제3도는 종래 기술에 따른 슬래그 스토퍼(21)의 냉각장치를 나타낸 단면도, 제4도는 종래의 냉가공기 노즐의 배치상태를 나타낸 측면도, 제5도는 종래 기술에 따른 냉각장치의 작동 실린더를 나타낸 단면도이다.

상기 슬래그 스토퍼(21)는 전로(11)의 출강구(12) 상부에 세트가 조립되고, 전로(11) 본체의 공급구를 통해 공급되는 공기 및 질소를 이용하여 공압실린더(22) 작동으로 회전팔(23)을 약 90도 회전시켜 출강구(12)에 질소분사용 노즐(24)을 삽입한 후, 고압의 질소를 노즐을 통해 분사함으로서 질소압에 의해 출강구(12)가 차단되고, 그로 인해 전로(11) 내부에 남아 있는 불순물(14)이 배출되지 못하도록 한 장치이다.

고온의 용강(13)을 담고 있는 전로(11) 외피에 직접 장착됨에 따라 쇳물온도에 상응하는 분위기 온도에 노출이 되므로 모든 기계적 작동부에는 고온 소부 방지용 윤활처리를 하고 최대 취약부인 작동용 공압실린더(22)에는 열화로 인한 고장을 방지하기 위해 외부에서 공급되는 냉각공기가 계속 냉각공기 노즐(26)을 통해 분사된다.

그러나 상기와 같은 종래의 냉각방식은 실린더(21) 외피 후면에서 외경 21.7밀리미터의 강관에 공기 구멍을 다량 가공하여 공기를 분사하는 것인데, 냉각력이 미약하여 실린더(21) 외피는 항상 수백도의 고온을 유지하고 있음으로서 실린더 튜브(32)의 열변형 및 패킹(39)의 열화에 의한 조기마모 등으로 성능저하 또는 고착되는 등 슬래그 스토퍼(11) 장치의 주요 고장요인이 되고 있다.

따라서, 상기 슬래그 스토퍼(21)에 고장이 발생할 경우, 전로(11)의 조업시 정련된 용강(13)의 배출말기에 불순물(14)의 혼입을 적기에 막아 주지 못함으로서 용강(13)에 불순물(14)이 섞여 원하는 품질의 강제가 되지 않는 불량품발생의 주요인이 되는 등, 제강품질에 막대한 영향을 미치게 된다.

특히 최근에는 전로 조업기술의 발달 및 정비기술의 발달, 전로 내화물(15)의 품질개발 등으로 전로 내화물(15)의 사용수명이 점차적으로 연장되어 국내 제철소인 포항종합제철주식회사(POSCO)의 경우 약 4,000회 이상을 돌파하고 있으나, 전로(11)의 특성상 일단 가동이 시작되어 1대로 사용이 시작된 전로는 내화물 수명이 다하여 가동을 완전중지할 때까지 전로(11) 외피의 고열로 부착장치의 수리가 극히 위험한 난점이 있는 바, 전로(11)에 부착된 슬래그 스토퍼(21) 장치의 고장방지 및 수명연장은 필수적인 과제로 대두되고 있는 실정이다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 장치의 냉각력을 보다 강화하기 위해 냉각방식을 종래의 공래식에서 공냉, 수냉복식으로 전환시킴으로서 냉각효율 증대에 의한 실린더 열화손상을 방지하고 슬래그 스토퍼의 수명 및 성능을 전로 내화물의 수명에 합당한 기간보장이 가능한 슬래그 스토퍼를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 전로의 슬래그 스토퍼 냉각장치는, 제철소 제강공장 전로의 용강 배출말기에 실린더와 피스톤을 포함하는 구성의 공압식으로 회전팔을 회전시켜 고압의 공기분사로 출강구를 차단시켜 주는 슬래그 스토퍼 장치에 있어서, 상기 실린더는 냉각수가 유입되기 위한 이중 실린더 튜브와, 냉각수가 유입되기 위한 유압관과, 상기 튜브 전면을 고루 냉각시키기 위한 안내깃과, 냉각수 배출을 위한 유출관과, 상기 유입관 및 유출관은 튜브에 연결되기 직전에 실린더 작동시의 유동에 대한 보상을 위하여 신축 및 유연성이 있는 메탈 재질의 냉각수 호스에 연결되어 있고, 외부에서 공급되는 저온의 공기를 분사하기 위하여 케이싱 내측 후면에 설치하는 강관으로 된 사각형의 일체형 매니폴드와, 이 매니폴드의 네 모서리에 설치하는 4개의 노즐로 구성하여 전로 조업중 지속적으로 공기를 분사시켜 장치 케이싱 내의 더운 공기를 치환시킬 수 있도록 한 공냉부로 구성으로 되어 있다.

따라서, 상기 구성의 본 고안의 전로의 슬래그 스토퍼 냉각장치는, 종래 전로의 외피 냉각에 사용하던 냉각수 배관에서 지관을 도출하고 실린더 튜브에 별도의 냉각수 쟈켓을 용접 일체형으로 제작하며 상온 이하의 유입온도를 가진 냉각수를 유입하여 냉각후 배출온도를 60도 이하로 유지토록 하며, 기존의 공냉장치는 장치 케이싱 내부의 뜨거운 공기의 대류작용을 하도록 함으로서 냉각력이 한층 강화된 슬래그 스토퍼를 제공하므로, 슬래그 스토퍼 장치의 고장을 최소화하여 점차 늘려가는 전로 내화물의 사용 수명에 적합한 슬래그 스토퍼의 수정 및 성능을 보장하고, 전로에서 만들어지는 용강의 품질을 향상시켜 품질 경쟁력을 확보할 수 있는 실용상의 효과가 있다.

[실시예]

이하, 본 고안의 전로의 슬래그 스토퍼 냉각장치를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다. 종래 설명과 같은 부품에 대해서는 동일부호를 사용한다.

제6도는 본 고안에 따른 전로의 슬래그 스토퍼 냉각장치를 나타낸 단면도, 제7도는 본 고안의 냉각공기 노즐의 배치상태를 나타낸 측면도, 제8도는 본 고안에 따른 전로의 슬래그 스토퍼 냉각장치의 작동 실린더를 나타낸 단면도이다.

상기 실린더(22)는 냉각수가 유입되기 위한 이중 실린더 튜브(32)와, 냉각수가 유입되기 위한 유입관(36)고, 상기 튜브(32) 전면을 고루 냉각시키기 위한 안내깃(33)과, 냉각수 배출을 위한 유출관(35)과, 상기 유입관(36) 및 유출관(35)은 튜브(32)에 연결되기 직전에 실린더(22) 작동시의 유동에 대한 보상을 위하여 신축 및 유연성이 있는 메탈(metal) 재질의 냉각수 호스(27)에 연결되어 있다.

본 고안의 공냉장치는, 상기 슬래그 스토퍼(21)의 외부 케이싱(28)의 내부에 사각형의 강관으로 구성되는 매니폴드(26)와, 이 매니폴드(26)의 모서리부에 각 공기분사 노즐(26a)을 설치하고 있다.

이 공냉장치를 통해 상기 케이싱(28) 내부로 저온의 외부공기를 계속 분사하여 케이싱(28) 내의 더운 공기가 계속 치환 될 수 있게 함으로서 장치의 냉각을 도모하고 있다. 부호 34는 냉각수 유입구(in-let pot), 40은 피스톤로드이다.

이어서, 본 고안의 전로의 슬래그 스토퍼 냉각장치의 작용효과에 대하여 상세하게 설명한다.

상기 실린더(22)는 냉각수가 유입되기 위한 이중 실린더 튜브(32)를 설치하고 있기 때문에, 그 사이에 냉각수가 통과하여 유입관(36)으로 유입되어 냉각하고 이 유입관(36)을 통해 들어온 냉각수는 상기 안내깃(33)을 따라 튜브(32) 전면을 고루 냉각시킨 후 유출관(35)을 통해 나가게 된다.

한편, 냉각수의 유입관(36) 및 유출관(35)는 실린더 튜브(32)에 연결되기 직전에 신축 및 유연성이 있는 메탈 재질의 냉각수 호스(27)를 연결하였기 때문에, 실린더(22) 작동시의 유동에 대한 보상이 가능하다.

상기 실린더(22) 작동용 공기는 실린더 양선단 덮개(31)의 연결구를 통해 유입되어 실린더의 동작을 가능케 하고 냉각수는 실린더 튜브(32) 외면에 설치된 2개의 3/4인치 크기 구멍을 통해 유입, 유출된다.

상기 실린더 튜브(32) 외피에 설치된 냉각수통은 내측튜브와 일체형으로 용접되어 만들어지며 작동용 공기가 맞닿는 부위와는 별도의 밀봉부가 없으므로 실린더(22) 작동용 공기와 냉각수의 혼합 위험이 없으며 사용되는 냉각수는 거의 모든 형태의 전로(11)에 필수적으로 사용되는 기존의 냉각수에서 여분을 사용함으로서 이 냉각장치를 위한 별도의 냉각수 공급은 불필요하다.

이렇게 실린더(22)를 수냉식으로 전환하여 피스톤 패킹(39)이 접촉되는 실린더 튜브(32)의 온도를 항상 60도 이하로 유지함으로서 패킹 열화에 의한 눌어붙음, 파손 등의 손상을 방지하고 피스톤(37)의 재질변화, 실린더 튜브(32)의 열변형에 의한 피스톤(37) 끼임 등의 고자요인을 없앰으로서 실린더(22)의 내구성과 최대성능이 유지되는 사용기간을 극대화 할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 되는 전로의 슬래그 스토퍼 냉각장치에 의하면, 슬래그 스토퍼 장치의 고장을 최소화하여 점차 늘어가는 전로 내화물의 사용 수명에 적합한 슬래그 스토퍼의 수정 및 성능을 보장하고, 전로에서 만들어지는 용강의 품질을 향상시켜 품질경쟁력을 확보할 수 있는 실용상의 효과가 있다.

Claims

제철소 제강공장 전로의 용강 배출말기에 실린더와 피스톤을 포함하여 구성하여 공압식으로 회전팔을 회전시켜 공기분사로 출강구를 차단시켜 주는 슬래크 스토퍼 장치에 있어서, 상기 실린더(22)는 냉각수가 유입되기 위한 이중 실린더 튜브(32)와, 냉각수가 유입되기 위한 유입관(36)과, 상기 튜브(32) 전면을 고루 냉각시키기 위한 안내깃(33)과, 냉각수 배출을 위한 유출관(35)과, 상기 유입관(36) 및 유출관(35)은 튜브(32)에 연결되기 직전에 실린더(22) 작동시의 유동에 대한 보상을 위하여 신축 및 유연성이 있는 메탈(metal) 재질의 냉각수 호스(27)에 연결되어 있고, 외부에서 공급되는 저온의 공기를 분사하기 위하여 케이싱(28) 내측 후면에 설치하는 강판으로 된 사각형의 일체형 매니폴드(26)와, 이 매니폴드(26)의 네 모서리에 설치하는 4개의 노즐(26a)로 구성하여 전로(11) 조업중 지속적으로 공기를 분산시켜 장치 케이싱(28) 내의 더운 공기를 치환시킬 수 있도록 한 공냉부로 구성되는 것을 특징으로 하는 전로의 슬래그 스토퍼 냉각장치.