KR200250013Y1

KR200250013Y1 - 진공탈가스처리 설비의 침적관용 프리캐스트 블록

Info

Publication number: KR200250013Y1
Application number: KR2019970035613U
Authority: KR
Inventors: 손건목
Original assignee: 이구택; 포항종합제철 주식회사
Priority date: 1997-12-04
Filing date: 1997-12-04
Publication date: 2001-11-17
Also published as: KR19990023255U

Abstract

본 고안은 제철공정의 2차정련설비인 RH 진공탈가스 처리 설비의 침적관 외부에 사용되는 프리캐스트 블록(Precast Block)에 관한 것으로, 보다 상세히는 RH 진공탈가스처리 설비의 침적관 외부 내화물을 내부철판에 바로 체결하여 사용함으로서 현장에 많은 설비와 인원이 필요없고, 용이하게 작업할 수 있으며, 사용수명을 연장할 수 있는 진공탈가스처리 설비의 침적관용 프리캐스트 블록에 관한 것이다.

본 고안은 제철공정의 2차정련설비인 RH 진공탈가스 처리 설비에서 원형의 내부연와세트와 그 외측의 원통형 철피를 갖는 침적관의 외부에 사용되는 프리캐스트 블록(Precast Block)에 있어서, 상기 철피의 외측에 위치되고 외면에는 다수개의 앵커가 형성되는 원호형의 철제밴드; 상기 철제밴드의 외측에 부착되는 암면판; 상기 암면판의 외측에 위치되고, 다수개의 관통구멍을 형성하며, 상기 앵커에 부착되는 내화물 블록; 및, 상기 철피에서 상기 첼제밴드와 암면판을 관통하고 상기 내화물블록을 관통하여 연장하는 다수개의 볼트와 상기 볼트에 나사결합하는 너트를 갖는 체결기구;를 포함하는 진공 탈가스처리 설비의 침적관용 프리캐스트 블록을 제공한다.

Description

진공 탈가스처리 설비의 침적관용 프리캐스트 블록

일반적으로 제철공정에서 2차정련방법은 여러 가지가 있으나, RH 진공 탈가스 처리법이 많이 채택되고 있다. 이는 고급강의 증가와 생산성향상을 위한 정련공정의 분화등에 따라 2차정련처리의 비중이 점차 높아지고 있어 RH 설비의 생산, 원가 측면에서의 중요성도 더욱 커지고 있다.

도 1에는 RH 진공탈가스 설비의 개략도가 도시되어 있다.

RH 진공탈가스설비(100)는 그 구성상, 크게 상, 하부조(110)(112)와 래들의 용강에 잠기는 침적관(130)으로 구분할 수 있는데, 특히 침적관(130)은 사용수명이 짧아 RH 진공탈가스설비(100)의 전체에 대한 내화물 원가점유율이 높고 생산성 측면에서도 큰 영향을 주고 있다. 이러한 침적관(130)은 도 5에 도시된 바와 같이, 일반적으로 내부의 MgO-Cr2O3 연와로 이루어진 내부연와세트(135)와 외부의 A1203계 부정형내화물(137), 그리고 그 사이에 위치한 내부철판(139)등으로 이루어져 있으며, 하단부의 외부 A1203계 캐스타블(Castable)의 균열을 통한 지금침입으로 최하단부의 내화물이 탈락되는 것이 침적관(130) 전체 폐각요인의 대부분을 차지하고 있다. 그리고, 침적관(130) 내부 하단부의 철판(139)은 내화물 및 앵커(141)를 통한 열전달로 조업중에 1,300℃ 이상까지 상승되는데, 극저탄과 같이 탈탄시간의 증가시에는 침식 및 팽창변형량이 극도로 증대되며, 조업의 반복에 의한 내부철판(139)의 열팽창, 상부와 하부의 온도차이등에 따라 캐스타블 내화물이 열적, 기계적으로 스폴링(Spalling)을 많이 받게 되어 외부 캐스타블에 대한 크랙(Crack)을 성장시켜 지금이 침투되고 탈락에 이르도록 하는 것으로 판단되고 있다.

한편, 상기 도 5에 도시된 종래의 침적관(130) 외부 내화물(137)은 내부철판(139)에 앵커(Anchor)(141)를 부착하고 알루미나계의 부정형 캐스타블 내화물을 유입시공한 후 건조로에 넣어 건조시켜 제작하는데, 조업중에는 고온의 용강속에 잠기게 됨에 따라 침식이 심하고, 특히 침적관(130) 내부 철판의 팽창등으로 균열이 심하게 발생되어 사용수명이 짧아 빈번하게 수리가 발생되는 문제점을 가지고 있다. 또한, 침적관(130)은 사용현장에서 수시로 내화물(137)을 제작하기 때문에 믹서(Mixer), 유입시공기, 건조로 등의 설비가 필요하여 넓은 작업공간이 요구될 뿐 아니라 작업인원과 비용이 많게 된다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 RH 진공탈가스처리 설비의 침적관 외부 내화물을 내부철판에 바로 체결하여 사용함으로서 현장에 많은 설비와 인원이 필요없고, 용이하게 작업할 수 있으며, 사용수명을 연장할 수 있는 진공탈가스처리 설비의 침적관용 프리캐스트 블록을 제공하는데 있는 것이다.

도 1은 일반적인 RH 진공탈가스처리설비를 도시한 구성도;

도 2는 본 고안에 따른 프리캐스트 블록을 도시한 구성도;

도 3은 본 고안에 따른 프리캐스트 블록을 전체적으로 도시한 구성도;

도 4는 본 고안에 따른 프리캐스트 블록을 도시한 단면도;

도 5는 종래의 기술에 따른 프리캐스트 블록을 도시한 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10..... 스틸 철제 12..... 앵커

20..... 암면판 30..... 내화물 블록

32..... 구멍 35..... 조임기구

37..... 볼트 39..... 너트

40..... 아르곤 가스관 60..... 캐스타블 내화물

130.... 상승관 135.... 내부연와세트

139.... 내부철피

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 제철공정의 2차정련설비인 RH 진공탈가스 처리 설비에서 원형의 내부연와세트와 그 외측의 원통형 철피를 갖는 침적관의 외부에 사용되는 프리캐스트 블록(Precast Block)에 있어서,

상기 철피의 외측에 위치되고 외면에는 다수개의 앵커가 형성되는 원호형의 철제밴드; 상기 철제밴드의 외측에 부착되는 암면판; 상기 암면판의 외측에 위치되고, 다수개의 관통구멍을 형성하며, 상기 앵커에 부착되는 내화물 블록; 및, 상기 철피에서 상기 첼제밴드와 암면판을 관통하고 상기 내화물블록을 관통하여 연장하는 다수개의 볼트와 상기 볼트에 나사결합하는 너트를 갖는 체결기구;를 포함하여 상기 철피에 내화물 블록을 탈착식으로 장착함을 특징으로 하는 진공 탈가스처리 설비의 침적관용 프리캐스트 블록을 마련함에 의한다.

이하, 본 고안을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

본 고안의 진공 탈가스처리 설비의 침적관용 프리캐스트 블록(1)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 철제밴드(10)위에 앵커(12)로 지지하고 암면판(20)으로 단열시킨 내화물 블록(30)을 철피(139)에 대해 체결용 구멍(32)을 통해 볼팅(Bolting)의 방법으로 체결시킨다. 상기에서 철피(139)에는 상기 첼제밴드(10)와 암면판(20)을 관통하고 상기 내화물블록(30)을 관통하여 연장하는 다수개의 볼트(37)와 상기 볼트(37)에 나사결합하는 너트(39)를 갖는 체결기구(35)를 형성한다. 그리고, 상기 내화물 블록(30)의 다수개의 구멍(32)은 캐스타블(Castable), 플라스틱(Plastic) 내화물 등으로 충진시키게 된다.

본 고안은 도 3에서 내부연와세트(135)에 아르곤 가스배관(40)을 배치하는 방식을 개략적으로 나타낸 것으로, 내부연와세트(135)의 환류가스 구멍(135a)에 맞추어 아르곤 가스배관(40)을 배치한 후, 내부철판(135)에 내화물 블록(30)을 부착하여 내부연와세트(135)의 바깥쪽에 설치하게 된다. 그리고, 내부연와세트(135)와 내부철판(139)의 경계부위에 틈새를 만들어 아르곤가스 배관(40)이 바깥으로 나올 수 있도록 한다.

또한, 침적관(130) 외부를 구성하는 내화물블록(30)을 내부 철판(139)에 부착시키기 위하여 철판(139)외경과 동일한 곡률의 철제밴드(10)위에 앵커(12)를 부착하여 부정형내화물을 내화물블록(30)으로 시공한다. 상기 내화물블록(30)의 재질은 기존 유입시공등에 사용되는 A1203계, A1203-MgO계나 그밖의 재질을 사용하는데 부위별 침식상황, 경제성등을 고려하여 높이방향으로 구역 라이닝(Zoned Lining)을 할 수 있다. 앵커(12)의 재질과 형상 등은 기존 부정형내화물 시공에 사용되는 것과 유사하며 특별히 한정하는 것은 없다.

침적관 외부용 내화물블록(30) 및 철제 밴드(10)는 2개 이상으로 이루어지므로, 내부철피(139)의 외경에 대해 최고 0.5배의 폭을 갖추고, 너무 많으면 줄눈부위가 많아지기 때문에 0.1배 이상의 폭으로 하게 된다. 높이방향에 대해서는 1개로 구성되는 경우, 그 높이가 철판(139)보다 큰 경우가 있으므로 내부철판(139)의 높이에 대해 최고 1.2배가 되고, 너무 많으면 마찬가지로 줄눈이 많아지므로 0.2배 이상으로 한다. 상기 내화물블록(30)의 두께는 적정강도를 가지기 위해 50mm 이상이 되어야 하며, 다른 부위와의 침식균형을 고려하여 150mm 이하이고, 철제 밴드(10)의 두께는 내화물블록(30)의 두께에 따라 2-20mm 범위인 것이 바람직하다.

본 고안의 침적관 외부용 프리캐스트 블록(1)은 내부 철판(139)에 부착되기 위하여 용접 또는 볼팅하는 방법을 사용할 수 있는데, 이를 위해서는 내화물블록(30)과 철제밴드(10)에 블록의 크기에 따라 2개이상 적정개수의 구멍(32)을 채택한다. 용접 또는 볼팅(Bolting)시, 용이한 작업을 위해 내화물블록(30)의 구멍(32)은 직경이 10mm 이상이 되어야 하며, 철판(139)과의 체결후 구멍(32)을 다른 부정형내화물(60)로 메워 주어야 하기 때문에 30mm 이내로 하는 것이 좋다. 그리고, 철제밴드(10)에는 용접 또는 볼팅(Bolting)을 위해 이보다 작은 직경 5-25mm의 구멍(16)을 채택한다.

침적관(130) 내부철판(139)의 하부는 조업중 내화물 및 앵커(12)(Anchor)를 통한 열전달로 매우 고온(최고 1,300℃이상)으로 상승되는데, 극저탄과 같이 탈탄시간의 증가시에는 팽창변형량은 극도로 증대되고 조업의 반복에 의한 내부 철판(139)의 열팽창 등에 따라 외부 캐스타블 내화물은 열적, 기계적 스폴링(Spalling)을 많이 받게 되어 탈락이 일어난다. 침적관(130) 내부로의 열전달을 억제하기 위해 내화물 블록(30)의 철제 밴드(10) 위에 암면판(20)를 설치할 수 있는데 단열효과를 가지기 위해서 두께는 10mm 이상이 되어야 하나 20mm 이상이 되면 내화물의 강도저하를 유발시키게 된다. 또한 암면판(20)을 시공하는 부위는 철제밴드(10) 전체(100%)를 시공하거나 부분적으로 시공할 수 있는데 10% 이하가 되면 단열효과가 거의 없다.

앞에서 언급한 바와 같이 내화물블록(30)의 재질은 기존 유입시공 등에 사용되는 A1203계, A1203-MgO계등의 재질을 사용하는데 침적관(130) 외부내화물은 높이방향으로 용강이 닿지 않는 프리보드(Free Board)부위와 침식이 심한 슬래그 라인(Slag Line) 부위 및 용강에 잠기어 열충격을 많이 받는 메탈 라인(Metal Line)부위로 크게 나눌 수 있다. 내화물 블록(30)은 분할하여 시공하는 것이 가능함에 따라 침적관(130)의 상호 온도차이에 의한 균열발생이 억제되며, 각 부위는 침식특성에 적합한 경제적인 재질로서 구역 라이닝(Zoned Lining)을 할 수 있다. 또한 내화물블록(30)의 경계면에는 요철형상을 채택하여 조업중 용강등의 침입을 방지하는데 내화물블록(30)의 경계간격에 시공되는 부정형내화물은 팽창대 역할을 하게 된다.

한편, RH 진공탈가스 처리 설비의 침적관(130)은 래들(Radle)로부터 탈가스조내로 용강이 상승되는 상승관(130a)과 반대로 용강이 내려오는 하강관(130b)의 기능으로 구분된다. 탈가스조의 상부에서 내부가스를 진공으로 빨아내면서 상승관(130a) 내부벽체로부터 용강내로 아르곤가스를 취입하면 용강이 환류되는데 상승관용 침적관(130)은 일측에 아르곤 가스 취입관(40)을 장착하여 내부연와세트(135)의 구멍(135a)을 통해 아르곤가스의 취입이 이루어지게 된다. 따라서, 본 고안에 있어서의 아르곤 가스 배관(40)은 내화물 블록(30)의 철제밴드(10)를 내부철판(139)에 밀착하여 부착시켜야 하므로 내부철판(139)의 안쪽에 배치된다. 그리고, 아르곤가스 배관(40)을 내부철판(139) 안쪽에 배치하기 위한 내부연와세트(135)와 철판(139)사이의 간격은 부정형내화물 시공시의 충진을 위해 아르곤가스 배관(40) 직경의 2배 이상이 되어야 한다.

본 고안에 따른 RH 진공탈가스처리 설비의 침적관용 프리캐스트 블록(1)은 침적관(130) 외부 내화물용으로 별도로 만들어진 것을 내부철판(139)에 바로 체결하여 시공하므로 사용현장에 많은 설비와 인원이 필요없이 용이하게 작업할 수있다. 또한, 소형형상으로 제작함에 따라 건조과정에서의 내화물 균열을 줄여 시공체의 품질을 향상시키는 것이 가능하며, 조업중 침적관(130)의 상,하 온도차이에 기인한 외부내화물 균열발생 억제와 내부철판(139)에 대한 단열 등으로 침적관(130)의 사용수명을 연장할 수 있는 효과가 얻어진다.

Claims

제철공정의 2차정련설비인 RH 진공탈가스 처리 설비에서 원형의 내부연와세트(135)와 그 외측의 원통형 철피(139)를 갖는 침적관(130)의 외부에 사용되는 프리캐스트 블록(Precast Block)에 있어서,

상기 철피(139)의 외측에 위치되고 외면에는 다수개의 앵커(12)가 형성되는 원호형의 철제밴드(10); 상기 철제밴드(10)의 외측에 부착되는 암면판(20); 상기 암면판(20)의 외측에 위치되고, 다수개의 관통구멍(32)을 형성하며, 상기 앵커(12)에 부착되는 내화물 블록(30); 및, 상기 철피(139)에서 상기 첼제밴드(10)와 암면판(20)을 관통하고 상기 내화물블록(30)을 관통하여 연장하는 다수개의 볼트(37)와 상기 볼트(37)에 나사결합하는 너트(39)를 갖는 체결기구(35);를 포함하여 상기 철피(139)에 내화물 블록(30)을 탈착식으로 장착함을 특징으로 하는 진공 탈가스처리 설비의 침적관용 프리캐스트 블록.