KR20030003451A - Slag Cutting Device for Minimizing Carry Over Slag in Steelmaking Process - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 제강 정련공정에서 출탕 중 슬래그 혼입방지를 위해서 사용하는 슬래그 컷팅기구에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전로 및 레이들(Ladle) 정련후 용탕을 출탕하는 과정중 출탕말기에 상층의 슬래그(Slag) 유출을 방지하기 위해 전로 및 레이들 내에 투입되는 슬래그 컷팅기구를 구성함에 있어, 헤드부 형상을 깔대기, 원뿔, 3각뿔 또는 4각뿔 모양의 속이 빈 철강재로 하되, 이것의 내부 중간에 철강판재 등으로 고정하거나 상면에 다수의 홀을 내고, 이 헤드부 상하부에 수직으로 하여 철봉으로 접합(나사형의 끼우는 방법 또는 용접 등)한 후 표면층을 1700℃이상에서 녹지 않는 MgO-Al2O3-C계의 내화재로 피복하는 것을 특징으로 하여 전로 출탕과정에서 볼텍스 현상에 의해 혼입되는 슬래그의 유출을 방지함과 동시에 비중 조정이 자연적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제강정련 슬래그 혼입방지용 슬래그 컷팅기구에 관한 것이다.The present invention relates to a slag cutting mechanism used for preventing slag incorporation during tapping in steelmaking refining process, and more particularly, slag of upper layer at the end of tapping during tapping of the molten metal after the converter and ladle refining. ) In constructing slag cutting mechanism to be introduced into converter and ladle to prevent leakage, the shape of head part is made of hollow steel material of funnel shape, cone, triangular pyramid or quadrangular pyramid, and in the middle of this MgO-Al 2 O 3 -C which does not melt above 1700 ° C after fixing with holes or making a plurality of holes on the upper surface, and joining with iron bars vertically to the upper and lower parts of the head part. It is characterized by coating with the refractory material of the system to prevent the outflow of slag mixed due to the vortex phenomenon during the converter tapping process and to adjust the specific gravity naturally. Relates to a steel-making slag refining slag inclusions preventing the cutting mechanism, characterized in that that.
일반적으로, 제강공정은 용선예비정련∼전로정련∼2차정련공정으로 구성되며, 이 과정을 통해 얻어진 용강은 연속주조공정을 거쳐 수요자가 원하는 주편을 제조한다.Generally, the steelmaking process consists of preliminary refining, converter refining, and secondary refining. The molten steel obtained through this process manufactures casts desired by the consumer through a continuous casting process.
상기의 제강공정에서 전로 및 레이들내 용강 상부에는 반드시 슬래그층이 있다.In the steelmaking process, there is always a slag layer on the top of the converter and the molten steel in the ladle.
한편, 상기와 같은 정련과정을 거친 용강은 최종품질의 규격을 만족하고자 2차 정련과정을 거치게 되는데 이때 전로에서 2차 정련을 실시하기 위해 운반 및 정련용기인 수강레이들에 용강이 출탕된다.On the other hand, the molten steel that has undergone the refining process as described above is subjected to a second refining process to satisfy the final quality specifications, in which molten steel is tapped into the steel ladle, which is a transportation and refining vessel to carry out the second refining in the converter.
도1은 상기의 일례로써 전로(1) 출탕과정을 도식적으로 나타낸 것이다. 출탕하는과정에서는 지구의 자전에 의해 생기는 볼텍스(Vortex) 현상 때문에 용강(4)과 슬래그(5)의 자유표면이 형성되어 와류현상이 발생되며, 이러한 와류현상에 의해 용강(4) 상부의 비중이 작은 슬래그(5)가 출탕구(2)를 통하여 수강레이들(6)로 유출된다. 이러한 현상은 제강공정에서 단지 수강레이들(6)에서 뿐만 아니라, 각종 비철제조 및 전기로 조업시에도 마찬가지로 출탕을 포함하는 모든 공정에서 발생하는 현상이다.Figure 1 schematically shows the converter (1) tapping process as an example of the above. In the tapping process, due to the vortex phenomenon caused by the rotation of the earth, the free surfaces of the molten steel (4) and the slag (5) are formed and vortices occur, which causes a small specific gravity on the upper part of the molten steel (4). The slag 5 flows out through the tapping hole 2 to the tap ladle 6. This phenomenon occurs not only in the steel ladle 6 in the steelmaking process, but also in all processes including tapping in various non-ferrous manufacturing and electric furnace operations.
상기의 일련의 출탕과정에서 불가피하게 발생되는 와류에 따른 슬래그(5) 혹은 저비중의 상부물질의 혼입과정을 억제하기 위하여 다양한 방법 혹은 기구들이 적용되고 있는데, 제강공정 중 전로(1)에서는 출강중기에 용강(4)과 슬래그(5)의 중간 정도의 비중(3.0 ∼ 5.5)을 가지며 내부는 내화성이 강한 산화물과 비중 조정용 철분으로 구성된 구형의 슬래그 볼이 있으며, 이외에도 깔대기 모양의 내부에 철심을 삽입하고 여기에 비중 조정용으로써 고 비중의 크롬산화물과 철산화물을 적정비율로 배합하여 노내에 투입시 슬래그와 용강의 사이에서 부유하고 있다가 적정시점에서 출탕구(2)를 폐쇄하는 슬래그 다트(3, 국내특허출원번호 제1999-4406호 참조)등이 있다. 상기한 슬래그 컷팅기구(Slag Cutting Device)들은 배재-장입-취련-출탕으로 이루어지는 일련의 제강공정을 한 주기로 하여 매주기마다 출탕말기에 슬래그 커팅기구를 투입하여 슬래그 유출을 방지하고 있다.Various methods or apparatuses are applied to suppress the mixing process of slag (5) or low specific gravity upper material due to the vortices inevitably generated in the series of tapping process, in the converter (1) during the steelmaking process Has a specific gravity (3.0 to 5.5) between the molten steel (4) and the slag (5), and the inside has a spherical slag ball composed of a strong refractory oxide and iron for specific gravity adjustment. In addition, an iron core is inserted into the funnel shape. The slag dart (3, 3), which mixes chromium oxide and iron oxide with high specific gravity at an appropriate ratio and floats between slag and molten steel when put into the furnace, and closes the hot water outlet 2 at the proper time. Domestic patent application No. 1999-4406). The slag cutting devices have a series of steelmaking processes including exclusion, charging, blowing and tapping as one cycle to prevent slag outflow by introducing a slag cutting device at the end of tapping every cycle.
한편, 전로 정련작업이 끝난 전로내 용탕을 레이들로 출탕하기 위해서는 우선, 전로를 경동하여 수평방향으로 기울이면서 시작되며 총 출탕시간은 통상 4∼7분이 소요된다. 이때 총출탕시간의 60%∼70% 시점에 슬래그 다트의 전로 출탕구에 상부로부터 삽입을 위해 구동장치를 작동하여 슬래그 다트 철강재 파이트 상단부와 체결 고정한 다음 전로 출탕구 상부로 이동시켜 낙하 삽입할 위치에서 일단 멈춘 후 출탕구에 슬래그 컷팅기구의 하부 철봉 하단부가 출강부 내부로 들어가도록 한다.On the other hand, in order to tap the lamellar in the converter after the refining of the converter is started by tilting in the horizontal direction by tilting the converter, and the total tapping time usually takes 4 to 7 minutes. At this time, at 60% to 70% of the total tapping time, the drive device is operated to insert the slag dart into the converter outlet of the slag dart from the top. Once stopped, let the lower end of the lower bar of the slag cutting device enter the tapping part at the tap.
일반적으로 슬래그 혼입을 방지하기 위해 투입되는 컷팅기구가 구비해야 할 기본조건은 다음의 것을 만족하여야 한다.In general, the basic conditions to be provided for cutting devices to prevent slag mixing should satisfy the following.
1) 비중이 용강(약7.0)보다 작고, 슬래그(2.5∼3.0)보다 커야한다.1) Specific gravity should be less than molten steel (about 7.0) and greater than slag (2.5 ~ 3.0).
2) 고온의 용강 및 슬래그가 존재하는 조건에서 용융되지 않고 견뎌2) Withstand high temperature molten steel and slag without melting
야 하므로 내화재의 융점이 높아야 한다.(1700℃이상)The refractory material must have a high melting point. (Above 1700 ℃)
3) 운반이나 취급이 용이하도록 강도가 높고 상온상태에서 순식간에3) High strength and easy to carry or handle
고온영역으로 투입되어야 하므로 열충격이 강해야 한다.Thermal shock must be strong because it must be injected into the high temperature zone.
4) 고온의 슬래그와 접촉하고 있으므로 내화재 자체가 내침식성이4) Because it is in contact with high temperature slag, the fireproof material itself
우수하여야 한다.Must be excellent
한편, 종래 슬래그 유출 방지를 위한 슬래그 컷팅기구들을 살펴보면, 내부에 철이나 강이 내장되고 외부는 내화재료로 구성된 것으로 비중이 슬래그와 용강의 중간정도가 되어 슬래그와 용강의 계면에 위치하고 있다가 슬래그가 유출되기 전에 출탕구를 폐쇄할 수 있도록 한 것으로서, 도 2(a)의 슬래그체크볼(Slag Check Ball, 한국 공고특허번호 81-197호)이나 도 2(b)의 슬래그컷팅디스크(Slag Cutting Disc, 한국 실용신안 출원번호 85-5320호) 또는 도 2(c)의 테이퍼드 후로우팅 프러그(Tapered Floating Plug, 통상 슬래그 다트라고 함)등이 있다. 도 2에서 알 수 있는 바와 같이 상기의 것들은 출탕구 상부의 슬래그와 용탕의 계면에 위치해야하고, 그 물질은 상기의 1)∼4)의 조건을 만족해야 하는 내화재를 사용하여야 한다.On the other hand, if you look at the slag cutting mechanisms for preventing the outflow of slag, iron or steel is embedded inside, and the outside is composed of a refractory material, the specific gravity is halfway between the slag and molten steel, and the slag is located at the interface between the slag and the molten steel. It is to be able to close the hot water outlet before it flows out, the slag check ball (Slag Check Ball, Korean Patent Publication No. 81-197) of Figure 2 (a) or the slag cutting disc of Figure 2 (b) , Korean Utility Model Application No. 85-5320) or a tapered floating plug (commonly referred to as slag dart) of FIG. 2 (c). As can be seen in Figure 2, the above should be located at the interface between the slag and the molten metal in the upper portion of the hot water outlet, and the material should use a refractory material that must satisfy the above conditions 1) to 4).
그리고, 국내특허출원번호 제1999-4406호는 전로 출탕말기에 슬래그 유출을 방지하고, 용융금속만을 배출하기 위한 슬래그 다트에 관한 것으로써, 슬래그 다트내부에 홈을 만들어 출탕구를 폐쇄한 후 잔탕이 존재하는데, 출탕구를 폐쇄하더라도 상기한 홈을 통하여 잔탕을 배출되도록 한 것이다.(도 2(d) 참조) 이것 또한 다트 헤드부가 내화재로 제조되어야 한다.In addition, Korean Patent Application No. 1999-4406 relates to a slag dart for preventing slag outflow and discharging only molten metal at the end of converter tapping, and closing the tapping hole after making a groove in the slag dart. It exists, even if closing the hot water outlet is to discharge the residual water through the above-mentioned groove (see Fig. 2 (d)). This also the dart head portion should be made of refractory material.
상기한 내용이외에 실용신안등록출원 제1990-2443호 (도 2(e))는 슬래그 다트 헤드부인 내화재 내부에 홀을 내어 출탕구가 막힌후에도 잔류용탕을 흘러보낼 수 있도록 한 사례도 있다.In addition to the above, Utility Model Registration Application No. 1990-2443 (FIG. 2 (e)) has a case in which a molten metal is allowed to flow out residual molten metal even after the tap is blocked by making a hole in the refractory material of the slag dart head.
상기한 도 2에 도시한 다양한 종래의 슬래그 컷팅기구는 어느 경우이든 출탕구를 폐쇄하는 재료는 고온에서 내화성이 뛰어나야 하고, 비중은 슬래그와 용탕의 중간영역의 값을 가져야 하며, 열간상태에서 적정 강도 이상을 가져야 한다. 또한 이와 같이 구성된 컷팅기구는 무거워서 다루기가 힘들다.In the case of various conventional slag cutting mechanisms shown in FIG. 2, the material for closing the hot water outlet should be excellent in fire resistance at a high temperature, and the specific gravity should have a value in the middle region of the slag and the melt, and the appropriate strength in the hot state. Should have an ideal. In addition, the cutting mechanism configured as described above is heavy and difficult to handle.
본 발명은 상술한 바와 같이 종래의 슬래그 컷팅기구들이 갖추어야 하는 조건을 탈피하면서도 슬래그 컷팅기구의 역할을 수행할 수 있도록 하기 위해 아이디어를 안출한 것으로, 출탕시 발생되는 와류현상을 억제시킬 수 있도록 슬래그 컷팅기구를 구성하되, 슬래그 컷팅기구를 도 3 및 도 4에서 보는 바와 같이 속이 빈 철강재로 만들어진 헤드부, 투입기에 의해 고정하기 위한 철봉으로 만들어진 헤드부 상면 중심축 부분 및 중공(中孔)의 내화재 슬리브와 그 내부의 철봉으로 조합된 헤드부의 하부 또는 슬래그 컷팅기구의 외부 표층부를 고온의 내화재로 피복한 것으로 구성하여 고온의 출탕과정에서 볼텍스 현상에 의해 혼입되는 슬래그를 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 제강정련 슬래그 혼입방지용 슬래그 컷팅기구를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention devised an idea to perform the role of the slag cutting mechanism while deviating from the conditions that the conventional slag cutting mechanisms must have as described above, slag cutting to suppress the vortex phenomenon generated during tapping 3 and 4, the slag cutting mechanism comprises a head portion made of hollow steel, an upper portion of the central shaft portion of the head portion made of iron rods for fixing by a feeder, and a hollow refractory sleeve. And the outer surface layer portion of the slag cutting mechanism or the lower part of the head portion combined with the iron rod therein, which is coated with a high temperature refractory material to prevent slag mixed by the vortex phenomenon during the hot tapping process. It is an object of the present invention to provide a slag cutting mechanism for preventing slag mixing.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제강정련 슬래그 혼입방지용 슬래그 컷팅기구는, 도 3(a)∼(d)와 같은 깔대기 모양, 원뿔, 3각뿔 또는 4각뿔 모양의 속이 빈 철강재와 이것의 상면에 내부 중간에 도 3(a)와 같이 철강판재 등으로 고정하거나 도 3(b)∼(c)와 같이 다수의 홀(Hole)을 내어 구성하며, 이렇게 구성된 것의 헤드부 상하부에 철봉으로 접합(나사형의 끼우는 방법 또는 용접 등)하여 구성시킨다. 이렇게 구성 된 것에 표면층을 1700℃ 이상의 고온의 슬래그 및 용강에도 견디는 내화재를 피복함으로써 완성된다. 한편 상기의 슬래그 컷팅기구의 헤드부 하면은 중앙부를 연결하는 철봉을 접합할 수 있도록 하되, 하부 연결 철봉 외주면에는 도 4(c)와 같이 내화재의 슬리브로 둘러싸고 있는 것을 포함한다. 즉, 상기의 슬래그 컷팅기구에 있어서, 컷팅기구의 헤드부 하부에 결합되어 전로의 출탕구에 삽입되는 내화물로 제조된 슬리브와 컷팅기구의 헤드부를 조합, 설치하도록 하되 상기 슬리브 내부에 철봉을 포함하여 구성함에 의해 달성된다. 상기의 슬래그 컷팅기구의 헤드부 형상이 도 3(c)∼(d)와 같은 3각뿔 또는 4각뿔의 모양인 경우에는 헤드부에 별도의 홈이 없이도 잔탕을 흘러보낼 수 있게 된다. 반면 도 3(a)∼(b)와 같이 깔대기형이나 원뿔형인 경우에는 출탕구 형상이 원형인 경우, 출탕말기 헤드부가 원통형의 출탕구에 폐쇄되었을 때 잔탕이 다량 전로내에 남게 되어 출탕실수율이 떨어지는 문제가 생기므로 잔탕을 흘려보낼 수 있는 다수의 홈이 필요하게 되므로, 출탕구 컷팅기구 헤드부의 형상이 출탕구와 동일한 구형의 경우에는 홈이 필요하며, 헤드부의 형상이 비구형인 경우에는 홈이 필요하지 않다.The steelmaking refining slag mixing prevention slag cutting mechanism of the present invention for achieving the above object is a hollow steel material having a funnel shape, a cone, a triangular pyramid or a quadrangular pyramid, as shown in Figs. It is fixed by steel plate or the like, as shown in Fig. 3 (a), or by making a plurality of holes (Hole) as shown in Figs. 3 (b) to 3 (c). By sanding method or welding). This structure is completed by coating the surface layer with a fire resistant material that can withstand high temperature slag and molten steel of 1700 ° C or more. On the other hand, the lower surface of the head portion of the slag cutting mechanism to be joined to the iron bar connecting the central portion, but the outer connecting surface of the lower connection includes a surrounding of the sleeve of the refractory material as shown in Figure 4 (c). That is, in the slag cutting mechanism, a combination of the head portion of the cutting mechanism and the sleeve made of refractory is coupled to the lower portion of the head portion of the cutting mechanism and inserted into the hot water outlet of the converter, including the iron rod inside the sleeve By construction. When the shape of the head portion of the slag cutting mechanism is in the shape of a triangular pyramid or quadrangular pyramid as shown in FIGS. 3 (c) to 3 (d), it is possible to flow residual water without a separate groove in the head portion. On the other hand, in the case of a funnel shape or a cone shape as shown in Figs. 3 (a) to 3 (b), when the tapping shape is circular, the remaining tap water remains in the converter when the head part of the tapping end is closed in the cylindrical taping drop, resulting in poor yield rate. As a problem arises, a plurality of grooves are needed to allow the flow of residual water to flow. Therefore, a groove is required in the case of the spherical cutting mechanism head portion having the same shape as the spout, and a groove is required if the head portion is non-spherical. Not.
또한 상기의 구성에 의해 제조된 슬래그 컷팅기구는 헤드부가 도 4와 같이 속이 빈 철강판재로 되어 있어 종래 적정비중의 내화재로 반드시 제조되어야 하는 것에 비해 자체 비중이 낮아 가벼워서 취급이 용이하다. 한편, 상기의 철강판재 바깥 표층 피복층에는 1700℃이상의 고온에서도 용융되지 않는 고융점의 MgO-Al2O3-C 계 내화재로 제조하는 것이 바람직하다.In addition, the slag cutting mechanism manufactured by the above configuration is easy to handle because the head portion is made of a hollow steel plate as shown in Figure 4, the specific gravity is low compared to that must be made of a refractory material of the appropriate weight. On the other hand, the steel plate outer surface of the coating layer, it is preferred to manufacture and does not melt even at high temperatures above 1700 ℃ as MgO-Al 2 O 3 -C refractory material of the melting system.
상기와 같이 구성하여 제조된 슬래그 컷팅 기구가 출탕과정에서 투입되어 슬래그 혼입을 방지하는 메커니즘(Mechanism)을 도 6과 도 7에 나타내었다. 도 4(a)∼(c)에 도시한 본 발명의 슬래그 컷팅기구는 상온에서 투입기에 의해 출탕구 상부 슬래그와 용탕층 속으로 낙하 투입시 속이 빈 슬래그 컷팅기구 헤드부 상면의 다수의 홀 또는 상층부를 통해 고온의 슬래그 및 용탕이 흘러 들어가서 슬래그와 용탕이 내부에 고이게 된다. 이때 철강판재 외부에 고융점 내화재의 피복층이 있기 때문에 슬래그 컷팅기구의 헤드부의 원래의 형상을 유지할 수 있게 된다. 이 피복층은 슬래그와 용탕계면에 위치하되, 출탕류와 접촉하고 있기 때문에 투입개시부터 출탕이 완료될때까지 내침식성을 가지게 된다. 그렇지 않으면 본래의 기능을 상실하게 된다.6 and 7 show a mechanism for preventing slag incorporation by introducing the slag cutting mechanism manufactured and configured as described above in the tapping process. The slag cutting mechanism of the present invention shown in Fig. 4 (a) to (c) is a plurality of holes or upper layers on the upper surface of the hollow slag cutting mechanism head portion when dropping into the hot tap upper slag and the melt layer by the input device at room temperature Hot slag and molten metal flows through the slag and the molten metal collects therein. At this time, since there is a coating layer of high melting point refractory material on the outside of the steel sheet it is possible to maintain the original shape of the head portion of the slag cutting mechanism. The coating layer is located at the slag and molten interface, but is in contact with the tapping fluid, and thus has corrosion resistance from the start of filling until the tapping is completed. Otherwise, it will lose its original function.
그리고, 본 발명에 의해 제조된 슬래그 컷팅기구는 출탕중 출탕구 상부에 투입되기 전에 슬래그 비중보다 작으나 출탕구 상부에 낙하 투입되면 자중에 의해 하강하면서 슬래그와 용탕과 접촉하면 부력이 발생하여 낙하속도가 줄면서 슬래그와 용강 속을 통과하는 과정에서 컷팅기구의 속이 빈 헤드부 상면에 뚫어진 다수의 홀을 통해 슬래그와 용탕이 흘러들어가게 되면 슬래그 컷팅기구의 투입전의 비중보다 높아지면서 서서히 부상된다. 이 과정을 거친 슬래그 컷팅기구의 헤드부는 도 6 및 도 7(a)∼(d) 과정을 거쳐 슬래그와 용탕 사이의 계면에 위치하게 되어 별도의 비중조정이 필요없게 된다.And, the slag cutting mechanism manufactured by the present invention is less than the slag specific gravity before being put into the top of the tapping outlet during tapping, but if dropped into the tap top dropping by the weight of the slag and buoyancy occurs when contacted with the slag and the dropping rate falls When slag and molten metal flows through a number of holes drilled on the upper surface of the hollow head part while passing through the slag and molten steel, the slag and the molten metal are gradually injured while being higher than the specific gravity before the slag cutting mechanism. The head portion of the slag cutting mechanism, which has undergone this process, is positioned at the interface between the slag and the molten metal through the processes of FIGS. 6 and 7 (a) to (d), so that no specific gravity adjustment is necessary.
도 1은 일반적인 전로의 출탕작업을 예시하는 단면도,1 is a cross-sectional view illustrating a tapping operation of a typical converter;
도 2는 종래의 사용하는 슬래그 유출 방지 기술을 도시한 단면도,2 is a cross-sectional view showing a conventional slag leak prevention technique,
도 3은 본 발명에 의해 구성된 슬래그 컷팅기구를 도시한 단면도,3 is a cross-sectional view showing a slag cutting mechanism constructed by the present invention,
도 4는 본 발명에 의해 구성된 슬래그 컷팅기구의 헤드부 형상을Figure 4 shows the shape of the head portion of the slag cutting mechanism constructed in accordance with the present invention
도시한 단면도,Illustrated section,
도 5는 종래 기술에서의 슬래그 혼입방지 기구를 도시한 모식도,Figure 5 is a schematic diagram showing a slag mixing prevention mechanism in the prior art,
도 6은 본 발명에 의한 슬래그 혼입방지 기구를 도시한 제1모식도,6 is a first schematic diagram showing a slag mixing prevention mechanism according to the present invention;
도 7은 본 발명에 의한 슬래그 혼입방지 기구를 도시한 제2모식도이다.7 is a second schematic diagram showing a slag mixing prevention mechanism according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1: 전로 2: 출탕구1: converter 2: tap
3: 슬래그 다트 4: 용강3: slag dart 4: molten steel
5: 슬래그 6: 수강레이들5: slag 6: water ladle
이하에서는 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 도 3과 도 4에 도시한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings shown in Figures 3 and 4 to achieve the above object of the present invention will be described in detail.
도 3과 도 4는 본 발명에 따른 전로의 슬래그 혼입 방지용 슬래그 컷팅기구의 구성을 도식적으로 나타낸 것으로, 슬래그 컷팅기구는 속이 빈 철강재 표면에 내화재로 피복된 깔대기, 원뿔, 3각뿔, 4각뿔의 형상으로 만들어진 헤드부와 이 컷팅기구의 상하면 중앙을 철봉으로 연결 조합되도록 만들어진 철봉축과, 헤드부 하면과 결합되는 철봉에 중공(中孔)의 관형상의 슬리브 혹은 1700℃ 이상에서 내침식성을 갖는 피복층, 그리고 컷팅기구의 헤드와 슬리브가 철봉으로부터 이탈되지 않도록 결합시키기 위한 철봉 하단부의 고정핀으로 구성되어 있다.3 and 4 schematically show the configuration of the slag cutting mechanism for preventing slag mixing of the converter according to the present invention, the slag cutting mechanism is a shape of the funnel, cone, triangular pyramid, tetragonal pyramid coated with a refractory material on the hollow steel surface Steel rod shaft made of connecting head and upper and lower centers of the cutting mechanism made of iron rods, and hollow tubular sleeve or iron cladding on iron rods coupled with lower head of head, or coating layer having corrosion resistance at 1700 ℃ or higher And it is composed of the fixing pin of the lower end of the bar for coupling so that the head and the sleeve of the cutting mechanism is not separated from the bar.
상기한 본 발명에 의한 슬래그 컷팅기구 제조시 헤드부분을 제조하기 위해 사용된 재료는 속이 빈 철강의 판재이고, 상면에는 다수의 구멍을 내어 컷팅기구의 출탕시출탕구 상부 투입시 슬래그 및 용탕이 흘러들어갈 수 있도록 하기 위함이며, 이들을 피복하고 있는 내화재는 1700℃이상의 고융점 MgO-Al2O3-C계로 구성되며, 비중은 슬래그컷팅기구의 출탕구 상부에서 투입시 슬래그와 용탕 속으로 낙하될 때 컷팅기구의 헤드부 상면의 구멍을 통하여 용탕과 슬래그가 흘러들어가게 됨에 의해 자연적으로 슬래그와 용탕의 중간영역이 되도록 하는 것을 특징으로 하고 있다.The material used to manufacture the head portion in the slag cutting mechanism according to the present invention is a hollow steel plate, the upper surface of the slag and molten metal flows when the upper part of the tapping device of the cutting mechanism when the tapping device The refractory material covering them is composed of high melting point MgO-Al 2 O 3 -C system with a temperature of 1700 ℃ or higher, and the specific gravity is dropped into slag and molten metal when it is injected from the top of the hot water outlet of the slag cutting mechanism. The molten metal and the slag flows through the hole in the upper surface of the head of the cutting mechanism, so that the intermediate region between the slag and the molten metal is naturally formed.
특히 슬래그 컷팅 헤드부와 연결되어 있는 철봉 외주부의 하부홈에 결합되는 중공(中孔)의 내화물로 구성된 슬리브는 도 4(c)에 나타낸 바와 같이 다수의 슬리브로 이루어지며 각각의 슬리브는 중앙의 철봉이 관통 삽입되는 슬리브 중공(中孔)과 결합되도록 관형상으로 상단부에는 돌출부와 하단의 홈부가 부정형의 내화시멘트에 의해 접합되도록 구성한다.In particular, the sleeve made of a hollow refractory coupled to the lower groove of the outer periphery of the iron bar connected to the slag cutting head part is composed of a plurality of sleeves as shown in FIG. The protrusions and the grooves at the lower end of the tubular shape are joined to each other by an irregular refractory cement in a tubular shape so as to engage with the sleeve hollow to be inserted therethrough.
또한 상기와 같이 구성된 관형상의 슬리브는 슬래그 컷팅 헤드부 하부의 철봉 외부에 삽입 장착한 후, 철봉의 최하단부에서는 고정핀을 이용하여 조이면서 고정시키는 것이 바람직하다. 여기서 고정핀의 체결 목적은 조립한 관통형의 내화재 슬리브가 이탈되지 않도록 하기 위함이다.In addition, the tubular sleeve configured as described above is preferably inserted into the outside of the iron bar of the lower slag cutting head portion, and fixed at the lower end of the iron rod by tightening using a fixing pin. In this case, the purpose of fastening the fixing pin is to prevent the assembled fireproof material sleeve from being separated.
이와 같이 전로 출탕구에 본 발명의 슬래그 컷팅기구를 사용하면 전로를 경동하여 용탕을 레이들에 출탕할때 용탕상부의 슬래그가 레이들로 혼입하는 것을 방지함은 물론 슬래그 컷팅기구 투입시 자연적으로 비중은 슬래그와 용강의 중간영역에 존재하게 된다. 따라서 본 발명의 슬래그 컷팅기구는 비중조정을 위한 별도의 조치를 취하지 않아도 되는 것이 특징이라 할 수 있다. 여기서 슬래그 컷팅기구 헤드부의속이 빈 철강재의 두께가 얇은 판재의 것을 사용할 경우에는 그 내부에 철강볼타입 또는 적정 크기의 철강재 등을 별도로 넣어 비중을 조정하는 것도 포함될 수 있다.In this way, when the slag cutting mechanism of the present invention is used in the converter tapping opening, the slag of the upper part of the molten metal is prevented from mixing into the ladle when the molten metal is heated on the ladle by tilting the converter. Is located between the slag and the molten steel. Therefore, the slag cutting mechanism of the present invention may be characterized in that it does not need to take a separate measure for specific gravity adjustment. In the case of using a thin plate of the hollow steel material of the slag cutting mechanism head portion, it may include adjusting the specific gravity by inserting a steel ball type or a steel of a suitable size and the like separately therein.
한편, 종래의 슬래그 컷팅기구와 본 발명의 슬래그 컷팅기구를 실제 전로출탕시 전로내에 투입하여 나타나는 양상을 도식적으로 표현하여 도 5, 도 6 및 도 7에 각각 나타내었다.On the other hand, the conventional slag cutting mechanism and the slag cutting mechanism of the present invention is shown in Figures 5, 6 and 7, respectively, in a schematic representation of the appearance appearing in the converter during the tapping.
도 5는 종래의 것으로 먼저 컷팅기구를 투입장치를 이용하여 출탕구 상부 위치로 이동시켜 도5(a)와 같이 한 다음 컷팅기구를 낙하 투입하면 컷팅기구는 슬래그와 용탕을 통과하면서 자중에 의해 도 5(b)와 같이 내려가게 된다. 다음은 용탕의 부력에 의해 도 5(c)와 같이 다시 부상하게 되며, 최종적으로는 도 5(d)와 같이 슬래그와 용탕 계면에 위치하게 된다.Figure 5 is a conventional one by first moving the cutting mechanism to the upper position of the tapping opening using the input device as shown in Figure 5 (a) and then drop-in the cutting mechanism is cut by the weight while passing through the slag and molten metal It goes down like 5 (b). Next, the buoyancy of the melt rises again as shown in FIG. 5 (c), and finally, it is positioned at the slag and melt interface as shown in FIG. 5 (d).
도 6 및 도 7은 본 발명에 의해 구성된 일례를 도식적으로 나타낸 것으로써, 도 5와 마찬가지로 컷팅기구가 낙하 투입되면 슬래그와 용탕 계면에 위할 때까지의 과정은 같으나, 본 발명의 슬래그 컷팅기구는 출탕구 상부에 도6(a)와 같이 컷팅기구는 투입장치에 의해 출탕구 상부로부터 낙하 투입되면 슬래그와 용탕을 뚫고 통과하면서 하강하고 이때 도 6(b)에 도시한 바와 같이 컷팅기구 헤드부 빈공간으로 슬래그와 용탕이 흘러들어가면서 도 6(c)에 나타낸 바와 같이 비중이 큰 용탕을 아래에, 슬래그는 위에 채워지고, 최종적으로는 도 6(d)와 같이 슬래그와 용탕이 채워진 상태로 컷팅기구는 슬래그와 용탕 계면에 위치하게 된다. 이러한 과정을 거치게 됨에 따라 슬래그와 용탕 속에 들어있는 컷팅기구는 자연적으로 비중이 슬래그와 용탕의 중간영역에 있을 수밖에 없게 된다.6 and 7 schematically show an example constituted by the present invention, the process until the slag and the molten metal interface is the same when the cutting mechanism is dropped in the same manner as in Figure 5, but the slag cutting mechanism of the present invention As shown in Fig. 6 (a) in the upper part of the spout, the cutting mechanism falls down through the slag and the molten metal as it is dropped from the top of the spout by the input device. As the slag and the melt flows into the slag and the molten metal as shown in Fig. 6 (c), the slag is filled on the top, and finally the cutting mechanism is filled with the slag and the melt as shown in Fig. 6 (d). It is located at the interface between slag and molten metal. As a result of this process, the cutting device in the slag and molten metal is naturally bound to be in the middle region of the slag and molten metal.
이하 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples.
(실시예)(Example)
실시예에서 사용된 용강은 전로정련후와 유사한 성분범위를 갖는 용강으로서, C:0.03∼0.06%, Mn:0.08∼0.15%, P:0.012∼0.015%, S:0.010∼0.015%였으며, 용강온도는 1660∼1700℃였다. 슬래그 컷팅기구는 도 4에서 도시한 바와 같이 투입기를 이용하여 출탕구 상부로부터 낙하시켜 슬래그와 용강을 통과하도록 하였고 이때의 슬래그 컷팅기구의 투입시점은 종래와 본 발명 모두 동일한 출탕개시 60%이다. 이때 사용된 컷팅기구의 헤드부의 모양은 깔대기 형태이며, 물질 구성 및 비중은 표 1과 같다.The molten steel used in the examples is a molten steel having a similar component range after the converter refining, C: 0.03 to 0.06%, Mn: 0.08 to 0.15%, P: 0.012 to 0.015%, S: 0.010 to 0.015%, and the molten steel temperature. Was 1660-1700 degreeC. As shown in Figure 4, the slag cutting mechanism was dropped from the top of the tapping hole using the feeder so as to pass through the slag and molten steel, and the starting point of the slag cutting mechanism at this time is the same tapping start time of 60% of the conventional and the present invention. At this time, the shape of the head portion of the cutting mechanism used is a funnel shape, material composition and specific gravity are shown in Table 1.
[표 1]TABLE 1
본 발명의 슬래그 컷팅기구의 출탕중 슬래그 유출 방지효과 및 출탕구 폐쇄직후 잔탕량 및 출강시간을 측정하기 위하여 100톤 규모의 전로를 이용하였다. 종래의 슬래그 컷팅기구와 본 발명에 의해서 제조된 슬래그 컷팅기구를 출탕 3분경에 슬래그 컷팅기구 투입장치를 이용하여 전로내 출탕구 상부에 투입하였다. 실시횟수는 각각 9회이다. 그 결과를 요약하면 표 2와 같다.In order to measure the effect of preventing slag outflow during tapping of the slag cutting device of the present invention and the amount of remaining water and the tapping time immediately after closing the tapping hole, a converter having a scale of 100 tons was used. The slag cutting device manufactured according to the present invention and the slag cutting device according to the present invention were added to the upper portion of the tapping device in the converter by using the slag cutting device. The number of runs was nine times. The results are summarized in Table 2.
[표 2]TABLE 2
표2에서 알 수 있는 바와 같이 출강시간은 본 발명의 슬래그 컷팅기구를 사용한 경우 5.3∼6.5분이고 종래의 것을 사용한 경우는 5.5∼6.3분으로 거의 동등하였으며, 슬래그유출량 또한 종래의 것은 차이지(charge) 당 450∼750kg이고 본 발명의 것은 차아지 당 430∼740kg으로 종래와 유사한 수준이었다. 한편 잔탕량은 본 발명의 경우와 종래의 것을 사용한 경우에는 3 차아지 출강이 완료된 후 슬래그 팬(slag pan)내의 용강 지금을 칭량해 본 결과 3.6톤 및 3톤으로써 차아지당 평균 1.0∼1.2톤의 잔탕이 있음을 확인할 수 있었다.As can be seen from Table 2, the tapping time was approximately equal to 5.3 to 6.5 minutes using the slag cutting mechanism of the present invention, and 5.5 to 6.3 minutes using the conventional slag. 450 to 750 kg and the invention was 430 to 740 kg per tooth, similar to the prior art. On the other hand, the amount of residual water was 3.6 ton and 3 tons in the slag pan after the three-charge tapping was completed in the case of the present invention and the conventional one. It could be confirmed that there was a residue.
상기의 사실로부터 본 발명에 의해 제조된 슬래그 컷팅기구와 종래의 것과는 별다른 유의차가 없음을 확인할 수 있다.From the above facts, it can be seen that there is no significant difference from the conventional slag cutting mechanism manufactured by the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 제강정련 과정에서 출탕시 슬래그 혼입방지를 위하여 투입되는 가볍고 견고하면서 기존의 까다로운 슬래그 컷팅기구는 지금까지 알려진 필수조건을 탈피할 수 있게 되고 동시에 제조가 간편해짐에 따라 값싼 슬래그 컷팅기구를 제공할 수 있고, 조업측면에서는 전로출탕작업시 취급이 용이해짐에 따라 작업성이 개선되는 효과를 제공한다.As described above, the light and sturdy conventional slag cutting mechanism that is introduced to prevent slag mixing during tapping in the steelmaking refining process of the present invention can avoid the necessary conditions known so far and at the same time the manufacturing is simplified Inexpensive slag cutting mechanism can be provided, and on the operation side, the ease of handling during the converter tapping operation is provided, thereby improving the workability.
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