KR200294374Y1

KR200294374Y1 - 정련로의 내화물 잔존 측정용 투이어 노즐

Info

Publication number: KR200294374Y1
Application number: KR2019980022980U
Authority: KR
Inventors: 장재량; 고현동
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1998-11-24
Filing date: 1998-11-24
Publication date: 2002-12-20
Also published as: KR20000010615U

Abstract

본 고안은 정련로에 설치된 내화물의 잔존을 측정할수 있는 투이어노즐(TUYERE NOZZLE)에 관한 것으로, 보다 상세히는 용강을 정련하는 정련로에서 내화물의 안전잔존치를 예측하여 용강유출사고를 미연에 방지할수 있는 정련로의 내화물 잔존측정용 투이어노즐에 관한 것이다.

본 고안은 탄소제거용 가스가 공급되는 내관(11)과, 상기 내관(11)을 보호하기 위한 냉각공기가 공급되는 외관(2)과, 상기 내,외관(11)(12)을 고정하는 내,외관홀더(13)(14)와, 상기 내,외관홀더(13)(14)를 서로 연결하는 티관(18)등으로 이루어고, 상기 외관(11)측으로 공급되는 냉각공기의 유량을 조절하고, 압력을 조절하는 복수개의 유량,압력조절변(8)(9)과 연결되어 정련로(100)에 복수개 설치되는 투이어노즐에 있어서, 상기 외관(12)의 길이중간에 상기 내관(11)측으로 돌출형성된 스토퍼(3)에 선단이 걸려 고정되는 유량감지용 튜브(4)의 내주면에는 내,외관(11)(12)의 간격을 유지시키는 복수개의 돌기(5)를 형성하는 한편, 상기 유량감지용 튜브(4)의 탈락시 발생되는 상기 유량조절변(8)의 개도변화와 상기 압력조절변(9)의 압력변화를 감지하는 감지기의 신호에 의해서 내화물(120)의 안전잔존치(P)를 확인하도록 경보기를 울리거나,메시지를 표시하는 정련로의 내화물 잔존측정용 투이어노즐을 제공한다.

Description

정련로의 내화물 잔존측정용 투이어노즐{TUYERE NOZZLE FOR MEASURING THE REMAIN OF FIRE BRICK IN VESSEL}

도 1은 일반적인 정련로에 채용되는 종래의 투이어노즐을 도시한 종단면도이고, 도 2(a)(b)(c)(d)는 일반적으로 정련로의 사용증가에 따른 내화물의 침식정도를 도시한 상태도로서, 도시한 바와같이, 정련로( VESSEL )(100)는 철피로 이루어진 외피(110)와, 그 내부에 내화벽돌,부정형 케스타블로 이루어진 내화물(120)로 이루어져 내부공간에 채워진 용강을 정련하는 설비이다.

이러한 정련로에서 용강의 탄소를 제거하기 위해 산소, 불활성가스인 아르곤, 질소를 취입하는 투이어노즐은 상기 정련로(100)의 하부측에 복수개 설치되는바, 이러한 투이어노즐(10)은 용강취련용으로 탄소를 제거할수 있도록 산소, 아르곤, 질소가 공급되는 내관(11)과, 내관보호용으로 냉각가스가 공급되는 외관(12)으로 구분되며, 상기 내,외관(11)(12)을 고정하는 내,외관홀더(13)(14)와, 상기 내관(11)내로 삽입되는 바(15)의 일단이 고정되고, 상기 내관홀더(13)를 연결하는 콘넥터(17)와, 상기 내,외관홀더(13)(14)를 서로 연결하는 티관(18)과, 상기 외관(12)으로 가스를 공급할수 있도록 상기 티관(18)의 한 라인과 연결되는 니플(21), 엘보우(20), 부쉬(19)등으로 이루어져 있다.

한편, 상기 정련로(100)에 설치되는 복수개의 상기 투이어노즐(10)을 통하여 용강취련용 가스들을 공급하여 용강을 정련할 때 도 3(a)(b)(c)(d)에 도시한 바와같이, 용강에 의해서 투이어노즐(10)측에 축조된 내화물(120)이 정련로(100)의 사용증가에 따라 서서히 침식되었다. 그러나, 종래에는 투이어노즐(10) 부위에서 주로 침식되는 내화물(120)의 잔존치를 측정할수 있는 장치가 없어 정련로(100) 내부의 내화물형상에 따라 육안으로 내화물의 안전잔존치를 판정하거나 정련로(100)의 투이어노즐(10)주위에서의 철피(110) 적열여부에 따라 내화물(120)의 잔존치를 추정함에 따라, 철피(110)의 적열에 따른 정련로(100)의 과열, 용강유출의 설비사고를 초래할수 있는 위험한 작업이 진행되어 왔다.

따라서, 본 고안은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 그 목적은, 정련로에서 용강을 정련하는 도중 투이어노즐부위에서의 내화물의 과다침식으로 인하여 정련로의 철피가 적열되거나, 투이어노즐부위로 용강이 유출되는 설비사고를 예방할수 있도록 투이어노즐 부위에서의 내화물 안전잔존치를 확인할수 있는 정련로의 내화물 잔존측정용 투이어노즐를 제공하고자 한다.

도 1은 일반적인 정련로에 채용되는 종래의 투이어노즐을 도시한 종단면도,

도 2(a)(b)(c)(d)는 일반적으로 정련로의 사용증가에 따른 내화물의 침식정도를 도시한 상태도,

도 3은 본 고안에 따른 정련로의 내화물 잔존측정용 투이어노즐을 도시한 종단면도,

도 4는 본 고안에 따른 정련로의 내화물 잔존측정용 투이어노즐의 사용상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

3 ...... 스토퍼 4 ...... 유량감지용 튜브

5 ...... 돌기 11 ..... 내관

12 ..... 외관 13 ..... 내관홀더

14 ..... 외관홀더 15 ..... 바

17 ..... 콘넥터 18 ..... 티관

100 ...... 정련로 110 ...... 외피

120 ...... 내화물 P ...... 안전잔존치

상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서 본 고안은,

탄소제거용 가스가 공급되는 내관과, 상기 내관을 보호하기 위한 냉각공기가 공급되는 외관과, 상기 내,외관을 고정하는 내,외관홀더와, 상기 내,외관홀더를 서로 연결하는 티관으로 이루어지고, 상기 외관측으로 공급되는 냉각공기의 유량을조절하고, 압력을 조절하는 복수개의 유량,압력조절변과 연결되어 정련로에 복수개 설치되는 투이어노즐에 있어서,

상기 외관의 길이중간에 상기 내관측으로 돌출형성된 스토퍼에 선단이 걸려 고정되는 유량감지용 튜브의 내주면에는 내,외관의 간격을 유지시키는 복수개의 돌기를 형성하는 한편, 상기 유량감지용 튜브의 탈락시 발생되는 상기 유량조절변의 개도변화와 상기 압력조절변의 압력변화를 측정하고, 측정된 값을 조업단말기로 전송하여 내화물의 안전잔존치를 확인하도록 경보기를 울리거나,메시지를 표시함을 특징으로 하는 정련로의 내화물 잔존측정용 투이어노즐을 마련함에 의한다.

이하, 본 고안을 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 3은 본 고안에 따른 정련로의 내화물 잔존측정용 투이어노즐을 도시한 종단면도이고, 도 4는 본 고안에 따른 정련로의 내화물 잔존측정용 투이어노즐의 사용상태도이다.

본 고안에 따른 투이어노즐(1)은 도 3 과 4에 도시한 바와같이, 용강이 채워진 정련로(100)내부로 탄소제거용 가스를 취입할수 있도록 정련로(100)의 하부에 종래와 마찬가지로 복수개 설치되며, 종래와 동일한 구성부품에 대해서는 동일한 부호를 부여한다.

상기 투이어노즐(1)은 용강취련용 산소, 불활성가스인 아르곤, 질소가 공급되는 내관(11)과, 상기 내관(11)을 보호하도록 냉각가스를 공급하는 외관(12)과의 사이에 유량감지용 튜브(4)를 장착하는바, 이러한 유량감지용 튜브(4)는 상기 내관(11)으로 끼워져 상기 외관(12)의 길이중간에서 상기 내관(11)측으로 돌출형성된 스토퍼(3)에 선단이 걸려 고정되며, 상기 스토퍼(3)는 상기 외관(12)의 후단이 용접고정되는 외관홀더(14)의 선단으로부터 상기 외관(12)측으로 일정길이 30mm 정도 떨어진 지점에 압축핀으로서 1mm 깊이로 120。 간격으로 3지점에 외주면을 눌러 내주면이 돌출되도록 형성한다. 여기서, 상기 스토퍼(3)는 외피(110)의 내측면에 축조되는 부정형 케스타블(123)로부터 100mm 떨어진 위치와 동일한 외관(12)에 형성되며, 이는 외피(110)가 적열되고, 용강이 유출되는 것을 방지하기위한 최소한의 한계치를 나타내는 내화물 안전잔존치(P)이다.

상기 유량감지용 튜브(4)는 내관(11)으로부터 빠져나와 용강내로의 탈락시 용이하게 용해되도록 중공원통형의 구리소재로 이루어져 상기 내,외관(11)(12)사이에 배치되며, 내주면 선,후단에는 상기 내관(11)에 끼워진 튜브(4)의 내주면과 내관(11)외주면사이에 간격을 유지하여 상기 내관(11)을 냉각시키기 위해서 상기 외관(12)내로 유입된 냉각가스의 흐름이 이루어지도록 복수개의 돌기(5)를 압축핀으로서 1mm 깊이로 120。 간격으로 3지점에 외주면을 눌러 내주면이 돌출되도록 형성한다.

그리고, 상기 정련로(100)의 사용증가에 따른 내,외관(11)(12)의 용손으로 인해 상기 외관(12)의 스토퍼(3)까지 용해되어 이에 걸려 고정되고 있던 상기 유량감지용 튜브(4)가 냉각가스의 압력에 의해 탈락되면서 상기 내,외관(11)(12)사이의 단면적이 넓어지는 확관현상으로 상기 내,외관(11)(12)사이를 통과하는 냉각가스의 유량이 급격히 증가하는 경우, 상기 외관(12)으로 취입되는 냉각가스의 유량조절을 위해 개도가 축소되는 각 유량조절변(8)의 변화와, 공급되는 냉각가스의 압력이 낮아지는 압력조절변(9)의 압력변화는 운전실내에 갖추어진 조업단말기(미도시)측으로 전송되어 측정값을 조업단말기의 화면에 디스플레이하고, 전송된 유량조절변(8)의 유량변화 측정값과, 압력조절변(9)의 압력변화 측정값을 근거로 하여 용손되어 잔존된 정련로의 내화물(120)이 안전잔존치(P)인 100mm정도 남아있음을 인식할 수 있도록 조업단말기에서 경보기를 울려주거나, 메시지를 전송하도록 구성된다.

여기서, 상기 유량,압력조절변(8)(9)은 냉각가스의 적절한 공급량과 압력을 조절할수 있도록 유량, 압력발신기(8a)(9a)와 더불어 냉각가스를 투이어노즐(1)로 공급하는 각 냉각가스라인에 각각 설치된다.

상술한 바와같은 구성을 갖는 정련로의 내화물 잔존측정용 투이어노즐의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 장치(1)를 정련로(100)의 내화물(120)에 대한 안전잔존치(P)를 예측할수 있도록 하부외부면에 복수개 장착한 상태에서 상기 내관(11)측으로 탄소제거용 가스를 공급하고, 상기 외관(12)측으로 냉각가스를 공급하여 정련로(100)에서 용강을 정련하는 작업을 수행하면, 상기 정련로(100)의 사용증가에 따라 채워진 용강과 취입되는 산소, 불활성 아르곤, 질소가 서로 반응하여 탄소을 제거하도록 격렬하게 반응하는 용강에 의해서 철피(110)내부측에 축조된 내화물(120)은 용강측에 가까운 내장연와(121), 외장연와(122)순으로 서서히 용손되며, 특히 그 용손정도는 용강의 반응변화가 주로 일어나는 투이어노즐(100)의 내,외관(11)(12)부근에서 심하게 이루어지고, 이러한 내화물(120)의 침식과 병행하여 상기 투이어노즐(1)의 내,외관(11)(12)도 같이 용손이 진행된다.

이때, 상기 내관(11)과 외관(12)사이에 유량감지용 튜브(4)가 설치되어 있어냉각공기가 흐를수 있는 단면적은 외경 19mm, 내경 17.5mm 를 갖는 튜브(4)의 단면적( 9mm×9mm×3.14 )으로 부터 외경 18mm, 내경 16mm를 갖는 내경(11)의 단면적( 8mm×8mm×3.14 )을 뺀 53.4mm²이며, 통상 정련작업시 취입되는 냉각가스의 압력은 공급메인측이 18 내지 20bar 정도이며, 상기 외관(12)입구측에서는 사용가스의 유량에 따라 6 내지 9bar로 사용되고 있다. 또한, 상기 외관(12)으로 취입되는 냉각가스가 유량감지용 튜브(4)에 의해서 통제되기 때문에, 유량발신기(8a)로서 유량조절변(8)의 개도는 크게 하고, 압력발신기(9a)로서 압력조절변(9)의 압력을 감소시킨다.

이러한 상태에서, 정련로(100)에 설치된 투이어노즐(1)의 내,외관(11)(12) 용손이 유량감지용 튜브(4)를 고정하던 스토퍼(3)까지 진행되어, 상기 스토퍼(3)가 용강에 의해 용융되면, 상기 유량감지용 튜브(4)의 전단에 걸리던 스토퍼(3)의 걸림이 해제되어 자유로워진 상기 튜브(4)는 외관(12)측으로 공급되는 냉각가스의 압력에 의하여 밀려져 용강속으로 들어가 용해되기 때문에, 상기 유량감지용튜브(4)의 탈락과 동시에, 내,외관(11)(12)사이를 통과하는 냉각공기의 유량은 순간적으로 급격히 늘어나게 된다. 이는, 상기 내관(11)과 외관(12)사이에 유량감지용 튜브(4)가 탈락된 상태에서 냉각공기가 흐를수 있는 단면적이, 내경 20mm를 갖는 외관(12)의 단면적( 10mm×10mm×3.14 )으로 부터 상기 내경(11)의 단면적( 8mm×8mm×3.14 )을 뺀 113.1mm²으로 상기 유랑감지용 튜브(4)가 탈락되기전의 단면적(53.4mm²)보다2배정도 커지기 때문이다.

따라서, 취입되는 냉각가스의 유량이 급격히 커져 냉각가스의 적정한 유량조절을 위해 유량발신기(8a)로서 냉각가스의 취입량이 줄어들도록 유량조절변(8)의 개도를 조금씩 닫고, 상기 냉각가스의 압력은 2 내지 3bar 로 낮아짐에 따라, 압력발신기(9a)로서 냉각가스의 압력을 높이도록 압력조절변(9)을 조절한다.

즉, 상기 유량감지용 튜브(4)의 탈락은, 용강에 의해서 용선되는 외장연와(122)가 케스타블(123)로부터 100mm 정도 떨어진 내화물 안전잔존치(P)와 동일하기 곳에 스토퍼(3)를 형성하여 상기 스토퍼(3)가 용강에 의해서 용손되었을때 발생하기 때문에, 상기 유량감지용 튜브(4)의 탈락에 의한 유량, 압력조절변(8)(9)의 변화는 내화물(120)의 용선이 과다하게 진행되어 안전잔존치(P)만큼 남았음을 간접적으로 알려주는 것이다. 이에 따라, 튜브탈락시 개도가 닫혀지는 유량조절변(8)의 개도변화와, 낮아진 냉각가스압력을 높이도록 조절되는 압력조절변(9)의 압력변화는 운전실의 조업단말기의 화면으로 전송되고, 상기 조업단말기로 전송된 냉각가스의 압력값이 4bar 이하이면, 경보음을 발생하도록 경보기로 신호를 전송하고, 조업단말기의 화면에 경고메시지를 발생함으로서, 작업자는 용강에 의해서 용선된 내화물(120)이 안전잔존치(P)인 100mm정도 남아있음 알려주는 경보음이나 메시지를 확인하여 노체상태를 알수 있는 것이다.

상술한 바와같은 본 고안에 의하면, 정련로(100)의 내화물 안전잔존치(P)와 동일한 위치에 형성된 스토퍼(3)에 걸려 고정되는 유량감지용 튜브(4)를내,외관(11)(12)사이에 장착하여 상기 스토퍼(3)가 용강에 의해서 용손될 때 냉각공기의 흐름을 방해하던 유량감지용 튜브(4)를 냉각가스의 압력으로서 탈락시킴으로서, 상기 유량감지용 튜브(4)의 탈락과 동시에 변화하는 냉각공기의 유량, 압력변화를 감지하여 정련로(100)의 내화물 안전잔존치(P)를 확인할수 있기 때문에, 과도한 정련작업에 따른 용강유출과 같은 안전사고를 미연에 방지할수있으며, 내화물(120)의 위험성을 감지할수 있어 안전조업을 수행할수 있는 실질적인 효과가 얻어진다.

Claims

(정정) 탄소제거용 가스가 공급되는 내관(11)과, 상기 내관(11)을 보호하기 위한 냉각공기가 공급되는 외관(12)과, 상기 내,외관(11)(12)을 고정하는 내,외관홀더(13)(14)와, 상기 내,외관홀더(13)(14)를 서로 연결하는 티관(18)으로 이루어지고, 상기 외관(11)측으로 공급되는 냉각공기의 유량을 조절하고, 압력을 조절하는 복수개의 유량,압력조절변(8)(9)과 연결되어 정련로(100)에 복수개 설치되는 투이어노즐에 있어서,

상기 외관(12)의 길이중간에 상기 내관(11)측으로 돌출형성된 스토퍼(3)에 선단이 걸려 고정되는 유량감지용 튜브(4)의 내주면에는 내,외관(11)(12)의 간격을 유지시키는 복수개의 돌기(5)를 형성하는 한편, 상기 유량감지용 튜브(4)의 탈락시 발생되는 상기 유량조절변(8)의 개도변화와 상기 압력조절변(9)의 압력변화를 측정하고, 측정된 값을 조업단말기로 전송하여 내화물(120)의 안전잔존치(P)를 확인하도록 경보기를 울리거나,메시지를 표시함을 특징으로 하는 정련로의 내화물 잔존측정용 투이어노즐.
제 1항에 있어서, 상기 스토퍼(3)는 외피(110)의 내측면에 축조되는 부정형 케스타블(123)로부터 100mm정도 떨어진 안전잔존치(P)와 동일한 위치에 형성됨을 특징으로 하는 정련로의 내화물 잔존측정용 투이어노즐.