KR200282921Y1

KR200282921Y1 - 포러스 플럭의 용손저감장치

Info

Publication number: KR200282921Y1
Application number: KR2019980018076U
Authority: KR
Inventors: 고현동; 장재량
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1998-09-22
Publication date: 2002-10-19
Also published as: KR20000006822U

Abstract

본 고안은 제강공정의 주조래들에서 용강중에 아르곤 가스를 취입하는 포러스 플럭(porous plug)의 용손저감장치에 관한 것으로, 포러스 플럭을 통하여 불활성 가스를 취입할 경우, 포러스 플럭의 개공시간을 단축시키고 포러스 플럭의 내부 다공질 연와의 용손을 감소시켜 작업의 안정성을 도모하며, 나아가 래들수명을 향상시키기 위한 포러스 플럭의 용손저감장치에 관한 것이다.

본 고안은 제강공정의 주조래들에서 용강중에 아르곤 가스를 취입하는 포러스 플럭(porous plug)의 용손을 저감시키기 위한 장치에 있어서, 가스 공급라인의 중간부분에 장착되고 내부에는 상하측에 원추형 곡면을 형성하며, 상기 가스 공급라인보다 직경이 적은 유로를 형성한 가이드; 상기 가이드의 상부측에서 가스 공급라인에 고정되며, 중앙에는 안내구멍이 형성되고 그 외측으로 가스유통구멍이 다수 형성된 지지대;및, 상기 가이드와 지지대의 사이에 배치되고 스프링에 의하여 상기 가이드의 상부측 원추면에 밀착되며, 불활성 가스가 공급되면 상기 스프링을 압축하여 상기 가이드의 유로와 지지대의 가스유통구멍을 통한 가스흐름을 허용하며, 불활성 가스의 공급이 차단되면, 스프링에 의하여 상기 가이드의 유로를 막아주는 역류방지대;를 포함하는 포러스 플럭의 용손저감장치를 제공한다.

Description

포러스플럭의 용손저감장치

본 고안은 제강공정의 주조래들에서 용강중에 아르곤 가스를 취입하는 포러스 플럭(porous plug)의 용손저감장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 포러스 플럭을 통하여 불활성 가스를 취입할 경우, 포러스 플럭의 개공시간을 단축시키고 포러스 플럭의 내부 다공질 연와의 용손을 감소시켜 작업의 안정성을 도모하며, 나아가 래들수명을 향상시키기 위한 포러스 플럭의 용손저감장치에 관한 것이다.

일반적으로 정련로에서 취련작업이 완료된 용강은 주조래들에서 수강을 하게 되며, 수강이 완료된 주조래들은 성분의 미세조정 및 온도조정을 위하여 아르곤가스를 투입하여 버브링(bubbling)작업을 실시하게 된다.

이러한 경우, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같은 포러스 플럭(100)을 통하여 래들(110)의 용강 내부로 아르곤 가스 혹은 질소가스를 투입하게 되며, 이러한 가스의 버블링 작동으로 용강중의 불순물들을 제거하는 일련의 작업을 수행하는 것이다.

상기에서 포러스 플럭(100)은 내부가 다공질 연와로 구성되어 있으며, 이는 주조래들(110)의 저부에 부착되어 하부로부터 불활성가스가 공급되는 경우, 용강과의 접촉시 쉽게 그 내부로 용강(120)이 침투하여 응고되므로 불활성 가스의 취입시 개공을 힘들게 하거나, 용강(120)의 침투부위만큼 용해하여 탈락되므로 적정 수명을 저하시키고 있다. 따라서, 용강(120)버블링작업의 작업시간을 지연시킴은 물론 래들(110)의 수명을 저하시키고, 나아가 포러스 플럭(100)을 통한 주조래들(110)의 용강(120)유출 위험도 상시 내포하고 있는 것이다.

이러한 포러스 플럭(100)의 용해 탈락과정을 설명하면 다음과 같다.

도 4에서와 같이, 주조래들(110)내에 수강된 용강(120)이 버블링작업되는 경우, 상기 포러스 플럭(100)을 통한 아르곤 가스의 취입시마다 그 유량의 제어를 실시하게 되는바, 이때 상기 아르곤 가스 공급라인(130)에서는 그 내부의 잔류가스를 배출시키기 위하여 밴트밸브를 통하여 외부로 아르곤 가스를 배출시키게 된다. 이러한 잔류가스의 배출은 첫째 도 5에서 도시된 바와 같이, 공급된 불활성 가스(아르곤 가스)는 밸브 스테이션(140)내에 위치된 감압밸브(142)에서 대략 10Kg/cm2의 압력으로 감압되고 콘트롤 밸브(145)를 통하여 유량이 제어되며, 공급라인(130)을 통하여 포러스 플럭(100)으로 제공된다.

이때, 주조래들(110)의 저부에 부착된 포러스 플럭(100)으로 불활성 가스를 공급하기 위해서는 반드시 버블링 스탠드의 공급라인(130a)과 주조래들(110)에 부착된 공급라인(130)을 커플링(145)에 의해서 체결하여야 하나, 공급라인(130)내에 10Kg/cm2의 잔류가스가 존재하는 경우는 커플링(145)의 체결에 어려움이 있으며, 또한 무리한 체결작업시 커플링(145)의 손상 및 오링의 탈락등으로 정확한 커플링의 결합이 어려운 것이다.

둘째로, 상기 공급라인(130)내의 잔류가스를 배출하는 목적은 정확한 유량제어를 위한 것이다. 이는 공급라인(130)내의 잔류가스는 버블링 작업의 종료후 포러스 플럭(100)과 용강(120)과의 일정압 형성시 까지 약 4 내지 5분간 포러스 플럭(100)으로 배출하게 되며, 이러한 잔류가스의 용강(120)내 배출은 각종 합금철의 투입시점과 불활성 가스의 취입유량과 시간이 밀접한 관계를 가지고 있음으로서 용강(120)의 품질을 좌우하는 것이다.

한편, 상기 공급라인(130)내의 잔류가스는 용강(120)으로 배출되는 경우, 잔류가스에 의한 추가 버브링은 용강(120)의 온도를 분당 1℃정도로 추가적인 온도하락을 초래함으로서 정확한 용강(120)의 온도제어가 곤란한 것이다. 따라서, 버블링 작업시 공급라인(130)내의 잔류가스는 밴트밸브(150)를 통하여 외부로 배출시키도록 되어 있다. 그러나, 이러한 잔류가스의 배출압력은 공급라인(130)내의 잔류가스의 압력과 유사한 10Kg/cm2의 압력이 순간적으로 배출됨으로서 다공질의 포러스 플럭(100)은 순간적인 부(-)압력에 의하여 래들(110)내의 용강(120)을 그 내부로 흡입하게 된다.

이러한 다공질 연와내부로의 용강(120)의 흡입침투는 상기 포러스 플럭(100)을 통하여 불활성 가스를 재취입하는 과정에서 포러스 플럭(100)의 개공시간을 단축시키거나, 다공질 내부로 용강(120)이 침투된 부위만큼 포러스 플럭(100)이 가스와 함께 탈락되어 지므로서 포러스 플럭(100)의 수명을 저하시키는 것이다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 포러스 플럭을 통하여 불활성 가스를 취입할 경우, 포러스 플럭의 개공시간을 단축시키고 포러스 플럭의 내부 다공질 연와의 용손을 감소시켜 작업의 안정성을 도모하며, 나아가 래들수명을 향상시키기 위한 포러스 플럭의 용손저감장치를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 포러스플럭의 용손저감장치를 도시한 단면도;

도 2는 본 고안에 따른 포러스플럭의 용손저감장치를 도시한 분해사시도;

도 3은 본 고안에 따른 포러스플럭의 용손저감장치가 장착된 구성도;

도 4는 일반적인 포러스 플럭의 장착구성도;

도 5는 불활성가스 공급라인의 개략구성도;

도 6은 포러스 플럭의 잔존량 검사결과표이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10..... 가이드 12..... 곡면

15..... 유로 20..... 지지대

22..... 안내구멍 30..... 역류방지대

32..... 스프링 37..... 차단판

100.... 포러스 플럭 130.... 가스라인

본 고안은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 제강공정의 주조래들(110)에서 용강중에 아르곤 가스를 취입하는 포러스 플럭(porous plug)의 용손을 저감시키기 위한 장치에 있어서, 가스 공급라인의 중간부분에 장착되고 내부에는 상측에 원추형 곡면을 형성하며, 상기 가스 공급라인보다 직경이 적은 유로를 형성한 가이드; 상기 가이드의 상부측에서 가스 공급라인에 고정되며, 중앙에는 안내구멍이 형성되고 그 외측으로 가스유통공간이 다수 형성된 지지대;및, 상기 가이드와 지지대의 사이에 배치되고 스프링에 의하여 상기 가이드의 상부측 원추면에 밀착되며, 불활성 가스가 공급되면 상기 스프링을 압축하여 상기 가이드의 유로와 지지대의 가스유통공간을 통한 가스흐름을 허용하며, 불활성 가스의 공급이 차단되면, 스프링에 의하여 상기 가이드의 유로를 막아주는 역류방지대;를 포함함을 특징으로 하는 포러스 플럭의 용손저감장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 고안을 도면에 따라서 보다 상세히 설명한다.

본 고안에 따른 포러스 플럭의 용손저감장치(1)는 도 1내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제강공정의 주조래들(110)에서 용강(120)중에 아르곤 가스를 취입하는 포러스 플럭(100)(porous plug)의 용손을 저감시키기 위한 것이다.

본 고안의 포러스 플럭의 용손저감장치(1)는 가스 공급라인(130)의 중간부분에 가이드(10)가 장착되는 바, 상기 가이드(10)는 그 내부 상측에 원추형 곡면(12)을 형성하며, 상기 가스 공급라인(130)보다 직경이 적은 유로(15)를 중앙에 형성하고 있다. 상기 가이드(10)는 가스 공급라인(130)에 장착된 것으로서 그 상부측에는 가스 공급라인(130)의 내부에 지지대(20)가 고정되어지며, 상기 지지대(20)는 중앙에 안내구멍(22)이 형성되고 그 외측으로 가스유통공간(26)이 다수개 형성된 구조를 갖는 것이다. 그리고, 상기 지지대(20)는 전체적으로 + 형의 구조를 가질수 있는 것이다.

한편, 상기 가이드(10)와 지지대(20)의 사이에는 역류방지대(30)가 배치되는 바, 상기 역류방지대(30)는 스프링(32)에 의하여 상기 가이드(10)의 상부측 원추면에 밀착되며, 불활성 가스가 공급되면 상기 스프링(32)을 압축하여 상기 가이드(10)의 유로(15)와 지지대(20)의 가스유통공간(26)을 통한 가스흐름을 허용하며, 불활성 가스의 공급이 차단되면, 스프링(32)에 의하여 상기 가이드(10)의 유로(15)를 막아주는 구조를 갖는 것으로서, 이는 상기 지지대(20)의 안내구멍(22)과 지지대(20)의 유로(15)내에서 이동가능한 중심축봉(35)을 갖추고, 상기 중심축봉(35)의 중앙에는 상기 가이드(10)의 상부측 원추형 곡면(12)에 일치하는 곡률을 가진 차단판(37)을 구비하며, 상기 차단판(37)과 지지대(20)의 사이에는 스프링(32)이 탄력지지되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 포러스 플럭의 용손저감장치(1)는 가스 공급라인(130)을 통한 불활성 가스의 공급시, 상기 불활성 가스는 가이드(10)의 유로(15)를 통하여 상승되고, 차단판(37)을 가스 공급압력으로 상승시켜 스프링(32)을 압축함으로서 상기 가이드(10)의 유로(15)와 지지대(20)의 가스유통공간(26)을 통하여 그 상부측의 포러스 플럭(100)으로 불활성 가스가 공급되는 것이다. 그리고, 상기 가스 공급라인(130)을 통하여 불활성 가스의 공급이 차단되면, 스프링(32)의 탄성복원력으로서 상기 역류방지대(30)의 차단판(37)이 가이드(10)의 상부측 원추형 곡면(12)에 밀착되어 상기 가스공급라인(130)을 통하여 불활성 가스가 역방향으로 흐르지 못하도록 하는 것이다.

따라서, 상기 차단판(37)의 상부와 래들(110)내부의 용강(120)과는 일정한 압력관계를 이룸으로서 상기 래들(110)내의 용강(120)이 포러스 블록의 내부로 침투되는 것을 막아주는 것이다.

한편, 이러한 상태에서 가스 공급라인(130)의 잔류가스를 외부로 밴트밸브를 통하여 배출하는 경우에도 상기 차단판(37) 상부측의 가스 공급라인(130)의 압력은 상기 차단판(37)이 가이드(10)의 유로(15)를 막은 상태이므로 효과적으로 보존되어 잔류가스의 배출과 관게된 부압이 미치지 않게 됨으로서 상기 포러스 플럭(100)의 내부로 용강(120)이 침투되지 않는 것이다.

본 고안의 효과를 보다 구체적으로 파악하기 위하여 스테인레스 제 2공장에서 사용하고 있는 주조래들(110)의 트윈 포러스 플럭(twin porous plug)의 일측에는 종래의 방식을 적용하고, 나머지 하나의 포러스 플럭에는 본 고안의 용손저감장치를 부착하여 2개의 포러스 플럭을 동시에 사용하면서 유량 및 잔존치를 비교 조사하였다.

아래의 표 1에서 보는 바와 같이, 본 고안의 용손저감장치(1)가 부착된 P2 포러스 플럭(100)은 초기 개공시간과 유량이 종래의 방식인 P1 포러스 플럭(100)보다 현저히 우수함을 알수 있다. 또한, 본 고안의 장치를 부착한 포러스 플럭(100)은 버블링 작업시 주조래들(110)의 사용증대에 관계없이 안정적인 유량공급이 가능하였고, 종래의 방식에서 문제가 되는 주조래들(110)의 사용증대에 따른 통기불량을 해소한 것이다.

포러스 플럭 유량 점검표

P1 : 기존방법, P2 : 용손저감장치 부착
L/D 횟수	유량	취입량	취입시간	초기 개공확인	특기사항
L/D 횟수	P1	P2	취입시간	P1	특기사항	P2	P1	P2	P1	P2	시간
1	112	162	1736	2511	15.5	193	168	116	101	0.6
2	41	40	406	396	9.9	150	230	135	207	0.9
3	40	34	624	530	15.6
4	48	45	773	725	16.1
5	127	124	1842	1798	14.5
6	158	157	2038	2025	12.9	62	197	136	433	2.2
7	94	89	1344	1273	14.3	214	552	150	386	0.7
8	44	39	634	562	14.4
9	81	75	1239	1148	15.3
10	71	68	959	918	13.5
11	43	187	142	617	3.3
12	199	196	1871	1842	9.4	99	338	129	439	1.3
13	42	35	559	466	13.3	250	250	950	950	3.8
14	111	546	111	546	1.0	54	357	146	964	2.7	400계
	125	131	1150	1205	9.2
	168	171	2873	2924	17.1
15	88	86	739	722	8.4	81	117	348	503	4.3	400계
15	77	74	1247	1199	16.2	81	117	348	503	4.3	400계
16	287	295	287	295	1.0	167	449	551	1482	3.3	400계
	238	239	1833	1840	7.7
	204	203	3182	3167	15.6
17	178	180	481	486	2.7	197	475	79	190	0.4	400계
17	55	54	182	178	3.3	197	475	79	190	0.4	400계
18	205	212	984	1018	4.8						400계
	123	124	1021	1029	8.3
	218	217	4382	4362	20.1
19	78	96	1076	1325	13.8
20	41	39	373	355	9.1
계			34086	35461	306.3			2740	5655	20.2

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 방법으로 사용완료된 포러스 플럭(100)의 잔존치 및 포러스 플럭(100)의 내부 용강침투 상태를 조사하여 보았다. 그 결과, 본 고안의 용손저감 장치를 부착한 포러스 플럭(100)은 부착하지 않은 포러스 플럭(100)보다 용손정도가 50mm 정도 적게 형성되고, 포러스 플럭(100)의 내부로의 용강(120) 침투도 10mm로서 부착되지 않은 포러스 플럭(100) p1의 35mm 보다 25mm 정도 적게 침투됨을 알수 있다.

상기와 같이 본 고안은 포러스 플럭(100)의 용손속도가 래들(110) 차지(charge) 당 9mm정도로서 동일한 포러스 플럭(100)에 대하여 종래의 방식에 비하여 포러스 플럭(100)의 수명을 8회정도 연장시킬수 있음으로서 각종 주조 래들(110)의 내화물 원단위를 절감할수 있음은 물론, 초기 포러스 플럭(100)의 개공시간을 현저히 빨리하여 제강공정의 버블링 작업을 안정적으로 실행할수 있는 것이다.

상기에서와 같이 본 고안에 의하면, 가스 공급라인(130)의 잔류가스를 외부로 밴트밸브를 통하여 배출하는 경우에도 상기 차단판(37)이 가이드(10)의 유로(15)를 막은 상태이므로 상기 포러스 플럭(100)의 내부로 용강(120)이 침투되지 않게 되고, 따라서 포러스 플럭(100)을 통하여 불활성 가스를 재차 취입할 경우, 포러스 플럭(100)의 개공시간을 단축시키고, 포러스 플럭(100)의 내부 다공질 연와의 용손을 감소시켜 작업의 안정성을 도모하며, 나아가 래들(110)수명을 향상시키는 실용상의 효과를 얻는 것이다.

Claims

제강공정의 주조래들(110)에서 용강(120)중에 아르곤 가스를 취입하는 포러스 플럭(100)(porous plug)의 용손을 저감시키기 위한 장치에 있어서, 가스 공급라인(130)의 중간부분에 장착되고 내부에는 상하측에 원추형 곡면(12)을 형성하며, 상기 가스 공급라인(130)보다 직경이 적은 유로(15)를 형성한 가이드(10); 상기 가이드(10)의 상부측에서 가스 공급라인(130)에 고정되며, 중앙에는 안내구멍(22)이 형성되고 그 외측으로 가스유통공간(26)이 다수 형성된 지지대(20);및, 상기 가이드(10)와 지지대(20)의 사이에 배치되고 스프링(32)에 의하여 상기 가이드(10)의 상부측 원추면에 밀착되며, 불활성 가스가 공급되면 상기 스프링(32)을 압축하여 상기 가이드(10)의 유로(15)와 지지대(20)의 가스유통공간(26)을 통한 가스흐름을 허용하며, 불활성 가스의 공급이 차단되면, 스프링(32)에 의하여 상기 가이드(10)의 유로(15)를 막아주는 역류방지대(30);를 포함함을 특징으로 하는 포러스 플럭의 용손저감장치.