KR20020089599A

KR20020089599A - 전로의 출강구 플러그

Info

Publication number: KR20020089599A
Application number: KR1020010028276A
Authority: KR
Inventors: 이승환
Original assignee: 주식회사 주성
Priority date: 2001-05-23
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2002-11-30
Also published as: KR100416191B1

Abstract

본 발명은 전로 출강개시를 위하여 전로 경동작업시 전로 노내 폴(Pool)형성을 통해 슬래그의 부상 분리시간 확보로 초기 슬래그 유출방지에 의한 용강품질 향상을 위한 전로의 출강구 플러그에 관한 것이다.

본 발명은 제강공정에서 출강초기 래들(Ladle)에 유출되는 슬래그을 제어하기 위한 전로 출강구를 폐쇄하는데 사용되는 플러그로 원뿔형으로 이루어진 본체를 구성하고 상기 본체 상하부에 각각 스컷트형 세라믹 링과 캡을 씌워 고정시키고 상기 본체의 외부엔 1700。C에 견디는 단열피복재를 도포함으로서 플러그 중량과다로 출강구 삽입시 작업성의 불편과 종래의 내화 점토분에 따른 출강구 마모가능성의 증대와 보관시 보습조건 확보를 위한 장소 등의 단점을 없앤 제강용 플러그이다.

Description

전로의 출강구 플러그{A PLUG OF A TAP HOLE IN FURNACE}

본 발명은 전로의 출강구 플러그에 관한 것으로서, 용선을 용강으로 정련할 때 선철중의 탄소를 비롯한 불순물이 급속히 산화되며 산화물은 석회와 화합하여 슬래그를 혈성한다. 이때 형성된 슬래그는 전로내의 용강을 출강구를 통하여 수강래들로 출강하는 출강작업초기에 슬래그가 유출되는 것을 방지하기 위한 전로의 출강구 플러그에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 전로 경동장치를 도시한 단면도이고, 도 2는 전로 취련작업시의 출강구를 통한 화염방출상황을 나타내는 단면도이며, 도 3은 출강구 플러그가 출강구에 체결된 상태를 나타내는 요부 단면도이다.

일반적으로, 전로(1) 공정은 용선과 고철을 전로(1)에 장입하여 산소를 취입하고 전로(1) 노내의 산화 및 탈탄반응에 힘입어 용선을 용강으로 정련한다. 이러한 과정을 통상 취련작업이라 하며, 전로(1) 취련작업으로 제조된 용강은 전로(1) 공정이 후공정인 탈가스 공정과 버블링(Bubbing)공정으로 운반되어 미세 정련처리를 하는 과정을 거친다.

대개의 전로(1)는 전로(1)를 경동하기 위한 경동장치가 구비되어 있고, 전로(1) 노내에서 정련된 액상의 용강(13)을 출강하기 위한 출강구(7)가 부착되어 있으며, 본 고안에 언급되는 플러그(Plug)는 일련의 전로(1) 출강구(7)를 일시적으로 막아주는 기구이다.

상기한 바와 같은 전로출강구(7)를 일시적으로 막아 주는 출강구(7) 플러그의 사용용도는 전로(1) 산소랜스(8)를 통하여 전로(1)내 용강에 산소를 취입하는 취련작업시 출강구(7)를 통하여 방출되는 화염이나 출강구(7)를 통하여 유출되는 슬래그(14)를 차단시켜주는 기능이 있다. 또한 전로(1)가 정립된 상태에서 전로(1)를 기울려 출강하는 전로(1) 출강작업 초기에 슬래그(14)가 수상래들(6)로 유출되는 것을 방지한다.

상기와 같은 출강구(7) 플러그(12)에 있어서, 종래의 출강구(7) 플러그는 원추형의 플러그 본체 하단에 삽입대를 끼우는 홀(12a)이 있고, 플러그(12)가 전로(1) 출강구(7) 내경에 밀도있게 체결되도록 플러그 본체 외피를 내화재의 점토분(12b)이 피복된다.

전로출강구(7)는 내화재질의 슬라브(Sleeve)로 형성되며, 계속적으로 출강작업에 이용되어 용강과 접하기 때문에 사용할수록 그 내경이 확대되게 된다.

도 4(a)는 종래의 출강구 플러그를 나타내는 도면이고, 도 4(b)는 종래의 출강구 플러그의 구성요소를 나타내는 도면이며, 도4(c)는 계속적인 출강작업으로 출강구 내경이 확대된 상태를 보여주는 도면으로서 플러그 본체(12c)의 내부에는 플러그 체결대 삽입홀(12a)이 형성되어 있으며, 플러그 본체(12c)의 외측에는 세라믹 섬유와 내화점토를 혼합한 내화 점토분(12b)으로 피복되어 있다.

한편 출강구(7)는 계속적인 출강작업으로 인해 그 내경이 점점 확대되 소구경 출강구(7a)에서 대구경 출강구(7b)형태로 확대되는데 이러한 출강구의 직경에 맞는 다수의 플러그(12-1, 12-2, 12-3)를 별도로 만들어 보관하고 있다.

상기한 바와 같은 종래의 출강구 플러그는 수분이 함유된 내화 점토분(12b)으로 인해 플러그 점토분(12b)과 접하는 출강구(7) 슬리브의 마모를 심화시키고 출강직전 용강의 철강압에 밀려서 이탈되는 플러그가 결국 수강래들(ladle, 6) 용강(13)내에 유입되어져 내화 점토분이 용강중에 용해되어 용강의 품질을 저하시키는 개재물로 존재하게 되는 문제점이 있다.

또한 플러그를 삽입대(11)에 꽂아서 출강구(7)에 플러그를 끼울 때 내화 점토분이 갖는 중량으로 인해 작업자의 허리부상 등 작업피로도가 급증하게 되고, 점토분이 점결력을 갖도록 운반과 보관과정에서 보습조건을 갖는 보관장소가 요구되는 등 관리상의 문제점이 많았다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점들을 해결하기 위해 창안되었다

본 발명의 목적은 용선을 용강으로 정련하는 제강공정인 전로에서 전로 노내의 용강을 출강구를 통하여 수강래들로 출강하는 출강작업 초기에 슬래그가 유출되는 것을 방지하기 위한 전로의 출강구 플러그를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적에 따른 구현수단으로서는 제강공정에서 출강초기 출강구를 통하여 수강래들로 슬래그가 유출되는 것을 방지하기 위한 목적으로 사용되는 플러그에 있어서, 원뿔형으로 이루어진 본체를 구성하고 상기 본체의 상부에 고온에 견딜 수 있는 세라믹 캡을 고정시키고 하부에는 동일재질의 스컷트형 세라믹 링과 캡을 고정시키며, 본체 외부에는 고온에 견디는 단열 산화물인 세라믹 피복재를 도포하여 출강구에 삽입된 후 출강초기 하부 스컷트형 세라믹 링에 의해 이탈되지 않고본체도 전로 출강개시를 위하여 전로 경동작업시 노내 폴(Pool)형성을 통한 슬래그 부상분리시간까지 용융되지 않고 있다가 용강에 의하여 용융되도록 함으로서 출강초기에 슬래그가 수강래들로 유출되는 것을 방지하는 역할을 전로의 출강구에 의하여 달성된다.

도 1은 일반적인 전로를 도시하는 단면도,

도 2는 전로 취련작업시의 출강구를 통한 화염방출 상황을 나타내는 단면도,

도 3은 출강구 플러그가 출강구에 체결된 상태를 나타낸 요부단면도,

도 4(a)는 종래의 출강구 플러그를 나타낸 단면도,

도 4(b)는 종래의 출강구 플러그의 구성요소를 나타내는 단면도,

도 4(c)는 전로의 출강구 내경변화를 나타내는 단면도,

도 5(a)는 본 발명에 따른 출강구 플러그를 나타낸 단면도,

도 5(b)는 본 발명에 따른 플러그가 출강구에 장착된 상태를 나타낸 단면도,

도 5(c)는 본 발명에 따른 플러그의 다른 실시예를 도시하는 단면도,

도 6(a)는 본 발명에 따른 플러그의 작업상태를 나타낸 단면도,

도 6(b)는 도 6(a)의 점선부 확대단면도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

50:플러그50a:

50b:캡50a-1:철피캡

50c:단열피복(금속산화물 세라믹)

50d:본체

이하, 본 발명에 따른 전로의 출강구 플러그를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5(a)는 본 발명에 따른 출강구 플러그를 나타내는 단면도이고, 도 5(b)는 본 발명에 따른 플러그가 출강구에 장착된 상태를 도시한 단면도이며, 도 5(c)는 세라믹 플러그의 다른 실시예를 예시하는 단면도이고, 도 6(a)은 본 발명에 따른 플러그의 작업상태를 나타내는 단면이고, 도 6(b)은 도 6(a)의 점선부분을 확대한 단면도이다.

본 발명은 전로(1)에서 출강직전 수강래들 내 슬래그 유출을 방지하기 위하여 사용되는 일반적인 플러그의 구성 중 출강구(7)의 관리상에 악영향을 미치는 점토분의 사용을 배재하고 전로(1) 취련중 발생되는 슬로핑에 의해 출강구(7)로 분출되는 슬래그(14)를 활용하여 플러그의 기능을 보강한 세라믹 캡(50b)과, 출강구(7) 외경의 변화에 따라 플러그의 지름구경에 변화를 다양하게 조정이 가능한 링형 세라믹 스컷트형 세라믹 링(50a)을 제공한다.

본 발명은 전로(1)에서 출강개시를 위하여 전로 경동작업시 노내 폴형성을 통한 슬래그의 부상 분리시간 확보로 수강래들 내 슬래그 유출을 방지하기 위하여사용되는 일반적인 플러그의 구성중 출강구(7)의 관리상의 악영향과 중량으로 인한 작업상의 불편을 주는 점토분의 사용을 배제하고 전로(1) 취련중 발생되는 슬로핑에 의해 출강구로 분출되는 슬래그(14)와 용강으로 인하여 용융되는 본체를 보호하기 위하여 고온 단열 금속산화물 세라믹피복재를 도포한다.

본 발명에 따른 플러그(50)는 플러그 본체(12c)를 둘러싼 내화점토분(12b)을 제거하고, 내화점토분(12b)이 갖는 체결기능을 보완하기 위하여 원추형의 플러그 본체(50d) 상단부에 세라믹 캡(50b)과 하단부에 스컷트형 세라믹 링(50a)이 부착하였다. 또한 플러그(50)의 중심에는 삽입대 홀(12a)이 형성되어 있다.

본 발명의 플러그(50)는 도 4(b)의 종래 플러그(12)의 내화 점토분(12b)으로 구성된 출강구(7)내에 결합 체결되는 기능을 질석 및 진주암 퍼얼라이트(Perlite)와 세라믹을 이용하여 팽창되게 하거나 본 발명의 플러그(50) 본체(50d) 말단부의 스컷트형 세라믹 링(50a)이 기능을 대신하도록 하였다. 상기한 질석 및 진주암 퍼얼라이트(Perlite)와 세라믹소재는 고온에서 자체적으로 팽창되는 물리적 성질을 지니고 있기 때문에 그 팽창되어지는 성질을 이용하면 출강구를 더욱 견고히 막을 수 있게 해준다.

이와 같이 출강구(7)를 보다 견고히 막기 위해 또 다른 실시예로서는 본체(50d)의 단부에 철피(鐵皮)캡(50a-1)을 그 내부속으로 삽입함으로서 철피캡(50a-1)의 접속표면에 의해 본체(50d)를 지지함과 동시에 외부로 밀어내는 힘이 내재되도록 함으로서 출강구(7)를 보다 견고히 막아줄 수 있다. 이 경우 몸체(50d)의 주연부에는 걸림턱를 형성하여 상기 철피캡(50a-1)이 플러그(50) 몸체로부터 이탈되지 않도록 하였다.

한편, 전로(1) 취련작업시 발생되는 슬로핑(Slopping)은 전로(1) 노내반응에 기인된 이상현상으로 전로(1) 노내의 슬래그가 전로(1) 출강구로 분출되는 현상이 발생하면 슬로핑에 의하여 출강구(7)로 분출되는 슬래그(14)에 의하여 본체가 용융되지 않도록 플러그 상부에 세라믹 캡(50b)을 형성시키고, 또한 분출된 슬래그(14)가 출강구(7)를 막아 줌으로서 일련의 초기 슬래그(14) 유출을 방지하는 플러그의 역할도 하게 된다.

또한, 플러그에 의하여 출강구(7)를 막고 있는 슬래그(14)는 비교적 융점이 낮은 물질로 고온의 용강이 출강되는 출강초기에 용강의 융점에 의하여 용해된다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명은 수강래들 내에 혼입된 슬래그는 첫째 합금철 실수율 저하(Al실수율 저하 3(FeO)+2Al=3[Fe]+(Al₂O₃), 3(MnO+2Al=3[Mn]+(Al₂O₃)와 둘째, 슬래그 중 (P2O5)환원에 의한 복린(Re-phosphorization) 3/5(P₂O₅)+2Al=6/5[P]+(Al₂O₃) 셋째, 용강재 산화(Re-oxidation)및 대형 개재물 유입 등으로 용강 품질을 악영향을 주고 있으며, 용선을 용강으로 정련하는 제강공정인 전로에서 전로 출강구를 통해 유출되는 슬래그 유출비는 초기에 15%, 중기에 60%, 말기에 25%이다.

본 발명의 플러그는 플러그의 무게가 가벼워 취급과 관리 및 운반상에 편리성이 제공된다. 또한 종래의 내화 점토분을 사용한 플러그에서 발생하는 점토응결에 의한 사용불능과 같은 문제가 발생되지 않는다.

Claims

제강공정에 있어 출강초기 출강구를 통하여 초기 수강래들로 슬래그가 유출되는 것을 방지하기 위한 플러그에 있어서,

원뿔형상으로 구성되데, 일측에는 세라믹 캡을 고착시키고, 타측에는 스컷트형 세라믹 링이 부착되어지는 본체와;

출강초기 전로를 경동할 때 상기 본체를 고온에 견디는 단열 피복재로 도포하여 상기 출강구에 삽입함으로서 슬래그층이 출강구를 통과할 때까지 스커트형 세라믹 링에 의하여 수강래들로 유출되지 않도록 하며, 상기한 플러그 본체 상부에 슬래그가 슬로핑에 의해 조기 용융되지 않도록 상기 스컷트형 세라믹 캡을 고정시켜 용강에 의하여 용융되도록 한 것을 특징으로 하는 전로의 출강구 플러그.
제1항에 있어서, 상기 본체를 철판으로 구성하고 그 철판표면에 고온에 견디는 단열피복재인 금속산화물 세라믹을 도포하고, 상기 본체하단에 경량의 세라믹재질로 제작된 스컷트형 세라믹 캡을 고착시킨 것을 특징으로 하는 전로의 출강구 플러그.
제1항에 있어서, 상기 플러그가 상기 출강구를 보다 견고히 밀착되도록 하기 위하여 프러그 몸체(50d)의 단부에 철피캡(50a-1)을 내부로 삽입하여 그 캡에 의해 몸체의 외압에 견디도록 함과 동시에 몸체의 외부로 소정의 압력이 가해지도록 한 것을 특징으로 하는 전로의 출강구 플러그.