KR20030012616A - 전로 산소랜스를 이용한 코팅방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전로 산소랜스를 이용한 코팅방법에 관한 것으로서, 용선을 용강으로 정련하는 제강공정인 전로에서 전로 내화물 표면에 슬래그(slag)와 코팅재의 혼합물을 부착시키는 일련의 코팅작업 과정에서, 호퍼에 저장된 코팅재를 전로 내에 투입하는 방법에 관한 것이고, 특히 전로 산소랜스를 이용하여 전로내에 투입되는 코팅재가 전로 내에 균일하게 분산투입되게 하는 투입방법에 관한 것이다.

본 발명은 전로 내부에 2이상의 코팅원료를 투입하고, 투입된 코팅재와 잔류 슬래그의 혼합물을 전로 산소랜스를 통해 질소를 분사하여 코팅하는 질소분사 코팅 방법에 있어서, 상기 코팅원료의 전로 내로의 투입이 상기 전로 산소랜스의 질소분사와 동시에 이루어져서, 전로 내에서 상기 코팅원료의 균일 분포 특성을 형성하는 전로 산소랜스를 이용한 코팅방법을 제공한다.

Description

전로 산소랜스를 이용한 코팅방법 {coating process using the O2-Lance of a converter}

본 발명은 전로 산소랜스를 이용한 코팅방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용선을 용강으로 정련하는 제강공정인 전로에서 전로 내화물 표면에 슬래그(slag)와 코팅재의 혼합물을 부착시키는 일련의 코팅작업 과정에서, 호퍼에 저장된 코팅재를 전로 내에 투입하는 방법에 관한 것이고, 특히 전로 산소랜스를 이용하여 전로내에 투입되는 코팅재가 전로 내에 균일하게 분산투입되게 하는 투입방법에 관한 것이다.

일반적으로, 제강공정인 전로(converter)는 후판의 철피 내부에 고온에서 내마모성을 갖는 내화물이 축조되는 구조를 갖는다. 상기한 전로 철피(13) 내의 내화물은 용강의 정련과정에서 고온의 용융물과 중량물의 충격 등 물리적, 화학적인 침식으로 인해 사용수명을 다하게 된다.

통상적으로, 내화물의 수명에 따라 전로의 수명이 결정되며, 전로 내화물의 수명은 내화물의 원단가에 기인된 용강제의 원가를 결정하는 중요한 인자로 작용되기에, 제강 관련업에서는 전로의 노체수명의 향상을 위한 여러종류의 작업법이 연구되고 있다.

이하, 도면을 참조하여 일반적인 코팅작업 사항에 관하여 설명한다.

통상의 용강정련에 따른 도2에 도시된 바와 같은 취련(bolwing)작업 과정에서는 고온의 용융물에 의해 전로 철피의 내부에 축조된 내장연와가 국부적으로 용손되며, 오목하게 패인부분(130)의 내장연와(18) 부분의 국부적인 침식은 전반적인 내화물의 수명에 영향을 미치게 된다. 따라서 도4b 의 부분단면도에 도시한 바와 같이 내장연와(18)의 상층에 슬래그(11)와 코팅재의 혼합물(160)로 코팅막을 형성시켜 주는 코팅작업을 하게된다.

일반적인 전로 작업공정은 전로 내에 주원료를 장입하고 산소를 취입하여,용선을 용강으로 정련하는 취련작업과 출강작업, 및 내화물 코팅작업으로 분류되며, 내화물 코팅작업은 도1에 도시된 바와 같이 전로의 출강작업 직후에 하게된다.

도1a 에 도시된 바와 같이, 취련(blowing)하여 정련된 용강은 출강구(14)를 통해 수강래들로 용강을 출강하는 출강작업이 완료되면 슬래그(11)의 일부를 전로(13)에 잔류시킨다. 그리고 나서, 제1도의 b도에 도시된 바와 같이 전로(13)의 내에 코팅재(1,3)를 투입하고, 투입된 코팅재와 슬래그(11)의 혼합물은 질소(150)를 분사하여 코팅하는 질소분사 코팅과 전로를 좌우로 경동시켜 코팅하는 일반 전로경동 코팅방법이 적용된다.

종래의 코팅재 투입 및 코팅작업은 서로 별개로 분리되어 작업이 진행되어 왔다. 제강 전로에서의 코팅재 투입장치는 도1b 에 도시된 바와 같이 전로 노상호퍼(2,4)에 코팅원료(1,3)를 저장하고, 바이브레이션 피더(6,9)를 가동시켜서 저장된 코팅재(1,3)를 경사진 부원료 투입자켓(7,8)을 통해 양방향에서 전로에 투입을 하게된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 코팅재 투입작업은 현행 전로의 설비의 특성상 도6a에 도시된 바와 같이, 이상적으로 전로 내에 코팅재가 분산되어 균일하게 투입이 되어야 하지만, 필연적으로 도6b 에 도시한 바와 같은 형태로 코팅재가 전로의 내부에 투입되게 된다.

즉, 도6b에 도시한 바와 같이 a형 코팅재는 p3 방향으로, b형 코팅재는 p2방향으로 투입되거나, 또는 a형과 b형을 동시에 투입시에는 p1방향으로 코팅재가 투입되게 된다. 따라서 전로의 내부에 국부적으로 구석부와 중앙부에 집중적으로 누적되는 형태로 투입이 된다.

또한, 도5에 도시한 바와 같이 전로의 바닥부에 코팅재가 다량 부착되게 된다. 여기서 a는 정상탕변의 높이이고, b는 변동탕면의 높이, c는 바닥부 코팅층의 높이, d는 랜스의 높이이다.

상기와 같은 투입 형태로 인해, 전로 내에 투입된 코팅재가 슬래그(11)에 완전용해되지 않고, 일부는 바닥에 융착되고, 일부만 슬래그에 용해되어 내화물 코팅의 효율성을 저하시키게 된다. 또한 코팅원료가 코팅효율이 극히 낮아져서 쓸모없게 되는 경우가 많이 발생하게 되고, 슬래그와 코팅재가 잘 융합되어 코팅의 효율이 극대화되는 일정한 점성을 가져야하는 성질과는 판이하게 다른 결과를 초래하게 되어, 코팅효율의 저하에 기인된 전로 노체의 수명에 악영향을 미치게 되는 것이다.

또한 전로의 바닥부에 부착된 코팅재가 전로의 취련과정에서도 용해되지 않고, 전로의 출강중에 바닥부에 부착된 코팅재가 탈락되어 용융물의 유출사고와 급격한 용강온도 드롭 현상을 발생시켜서 전로의 정련작업상에 불안정을 가져오는 문제점이 생기는 것이다.

한편, 종래의 코팅재 투입방법상에서 필연적으로 발생하는 국부적이고 부분적인 코팅원료의 누적현상은 도5에서 도시된 바와 같이 전로의 탕면의 변화를 초래하여, 전로 취련작업시 산소취입 분사압과 반응성을 예측할 수 없게 되고, 이에 의해 전로 취련작업의 적중율이 저하되고 용강품질의 악화를 초래하게 된다.

또한, 도5c 에 도시된 바와 같이 전로의 바닥부를 통해 불활성 가스가 취입되는 저취홀의 발생을 막게되어 용강 교반력을 악화시키고, 용강정련 작업을 불안정하게 하고, 복합 취련 전로의 잇점을 약화시키는 문제점이 발생하는 것이다.

특히, 종래의 코팅재 투입방법은 두종류 이상의 투입되는 코팅재가 상호 혼합하여 용해되지 않고, 서로 섞이지 않는 상태로 투입되어, 결과적으로 일부분은 a형 원료에 의해 코팅되고, 또 다른 부분은 b형 코팅원료에 의해 내화물이 코팅되는 불균형이 발생되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 코팅재가 투입되는 과정에서 전로 산소랜스를 이용해 전로 내에 투입되는 코팅재가 전로의 내부에 균일하게 분사되게 함으로써, 코팅제가 바닥부에 집중적이고 국부적으로 누적되는 현상을 미연에 방지하여 코팅의 효율을 극대화 시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 코팅재의 효용성을 배가시켜, 전로의 내화물의 수명을 연장시키는 코팅방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 코팅작업으로 인해 전로의 탕면이 변동되는 것을 방지하여 전로 취련작업의 안정과 야금학적인 변화를 최소화함으로써, 취련작업의 적중율 향상과, 용강의 청정성 향상에 이바지하는 코팅방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 코팅재가 바닥부와 외곽부에 집중적으로 누적되는 현상을 방지하여, 전로의 출강 작업시 과도한 온도의 저하 발생을 방지하고, 전로의 출강작업 이후에 용강의 온도를 이상적으로 유지함으로써 후공정작업을 안정화 시키는 코팅방법을 제공하는 것이다.

도 1a는 전로 출강공정을 도시한 사시도;

도 1b는 종래의 전로 코팅재 투입작업 공정을 도시한 사시도;

도 1c는 전로 코팅 방법을 도시한 사시도;

도 2는 종래의 전로 코팅작업 상의 문제점을 도시한 사시도;

도 3은 종래의 전로 질소 분사코팅 작업을 설명하는 사시도;

도 4a는 전로 취련작업(blowing)을 도시한 사시도;

도 4b는 전로 코팅 상태를 도시한 사시도;

도 5a, 5b, 5c는 바닥부 코팅재의 다량 부착으로 인한 종래기술의 문제점을 도시한 사시도;

도 6a는 이상적인 코팅재의 투입상태를 도시한 사시도;

도 6b는 종래 코팅재 투입작업상의 문제점을 도시한 사시도;

도 7은 본 발명에 따른 코팅방법을 도시한 것으로, a도는 코팅재의 균일분사방법을 도시한 사시도, 및 b도는 혼합된 코팅재의 코팅방법을 도시한 사시도;

도 8a는 본 발명에 따른 코팅방법의 실시예의 작업순서 흐름도; 및

도 8b는 본 발명에 따른 코팅방법의 다른 실시예의 작업순서 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1,3.........코팅재2,4.........전로 노상호퍼(hopper)

5...........배가스 덕트6,9.........노상호퍼 피더(feeder)

7,8.........부원료 투입자켓10..........용강

11..........슬래그(slag)12..........전로노구(mouse ring)

13..........전로(converter)14..........전로 출강구

15..........유틸리티 라인17..........산소랜스

18..........내장연와20..........압축용기

23..........윈치모터24..........와이어 로프 드럼

130.........손상부분150.........질소

160.........혼합물200.........산소

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

전로 내부에 2이상의 코팅원료를 투입하고, 투입된 코팅재와 잔류 슬래그의 혼합물을 전로 산소랜스를 통해 질소를 분사하여 코팅하는 질소분사 코팅 방법에 있어서, 상기 코팅원료의 전로 내로의 투입이 상기 전로 산소랜스의 질소분사와 동시에 이루어져서, 전로 내에서 상기 코팅원료의 균일 분포 특성을 형성하는 전로 산소랜스를 이용한 코팅방법을 제공한다.

바람직하게는 상기 전로 산소랜스의 질소 분사는 상기 2이상의 코팅원료가 교차혼합하는 지점의 상부에 상기 전로 산소랜스가 위치되고, 그 위에서 질소가 분사되어 형성되어, 상기 코팅원료가 전로 내부에서 균일분포하게 된다. 또한, 상기 코팅원료의 투입이 완료되면 상기 전로 산소랜스를 전로 내부로 하강시켜 질소를 분사하여 슬래그와 코팅원료의 혼합물을 코팅하는 방법을 제공한다.

바람직하게는, 상기 코팅원료의 투입은 상기 2이상의 코팅원료가 공급되도록 노상호퍼 불출 피더(feeder)를 작동시키는 것에 의해 이루어지며, 상기 질소분사 코팅방법에 의한 작업이 완료하면, 전로를 경동(tilting)시켜서 코팅작업을 완료할수도 있다.

이하 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 상세히 설명한다.

도7은 본 발명에 따른 코팅재의 투입방법에 따른 장치의 사시도이고, 도8은 본 발명에 따른 코팅방법의 작업 흐름도이다.

본 발명에 따른 코팅재의 투입방법은 도7에 도시된 바와 같이, 두가지 이상의 코팅원료(1,3)를 전로(13) 내에 투입시, 투입되는 a,b형의 코팅재의 투입개시를 알리는 노상호퍼의 원료 불출 피더(feeder)(6,9)의 작동을 감지하면, 전로 산소랜스(17)가 하강하게 된다.

전로 산소랜스(17)는 a형과 b형의 코팅원료가 투입되어 교차되는 부위의 바로 위에 위치할 때까지 하강하며, 그 위치에서 질소를 분사한다. 상기 코팅재의 투입이 완료되면, 전로 산소랜스가 다시 아래로 하강하여 슬래그와 혼합분산 투입된 코팅재를 상호 혼합하여, 전로의 내화물에 슬래그와 코팅원료의 혼합물을 코팅하도록 한다.

즉, 전로 내에 코팅원료가 투입되는 과정에서 전로 산소랜스(17)를 활용하여 코팅재(1,3)를 분산투입하고, 코팅재의 투입이 완료되면, 정상적인 질소 분산코팅작업 구역으로 산소랜스(17)가 자동으로 하강하여, 정상적인 분사코팅 작업을 실시하도록 하는 작업방법으로 구성되는 것이다.

이하에서 본 발명에 따른 작업방법의 흐름을 도8a 및 도8b에 도시한 실시예를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

실시예에 따른 본 발명의 코팅재 투입방법은 도8a 에 도시된 바와 같이, 출강완료 이후에 일정량의 슬래그가 전로의 내부에 잔류된 상태에서, 투입재 투입보턴을 누른다. 그후 중앙제어장치는 a형 및 b형의 코팅재(1,3) 불출 피더(6,9)를 작동시키고, 동시에 산소랜스(17)를 하강시킨다. 산소랜스(17)는 a형의 코팅원료(1)와 b형의 코팅원료(3)가 상호 교차되는 지점에서 멈추게되며, 산소랜스(17)는 질소(150)를 분사시켜서 상기 코팅원료들을 혼합과 동시에 분사시켜서 전로의 내부에 퍼지게한다.

a형 및 b형의 코팅원료 불출 피더(6,9)가 완전히 정지되면, 2차적으로 산소랜스(17)를 하강시켜서 정상적인 질소분사 코팅(N2-splash coating) 작업을 실시한다.

질소분사 코팅작업이 완료되면, 전로(13)를 1~2회 경동(tilting)시켜서 코팅작업을 완료하는 종래의 전로경동 코팅방법이 연계되어 실시될 수 있다.

본 발명에 따른 코팅재 투입작업 및 코팅작업상의 작용은 코팅재 투입보턴의 작동과 함께 모든 작용이 자동으로 연계되어 실시된다. 도 8b의 장치의 작용에 대한 흐름도에 도시된 바와 같은 또다른 실시예에 의하면, 코팅재 투입보턴을 작업자가 수동으로 작동시키면, 중앙제어장치(program logic controller)가 이를 감지하고 a형 및 b형의 코팅재(1,3)가 공급되도록 노상호퍼 불출 피더(6,9)를 작동시킨다.

노상호퍼(2)로부터 공급되는 원료의 양을 감지하는 로드셀(road cell)이 변환기를 통해 저항값을 볼트값으로 변환하여, 원료의 무게를 중앙제어처리장치에 전달한다. 이를 감지한 중앙제어장치가 일정량의 코팅재가 공급됨을 감지하고 불출피더(6,9)를 자동으로 정지시킨다.

한편, 노상호퍼로부터 원료가 공급됨과 동시에 중앙제어장치(plc)는 산소랜스(17)의 구동 윈치모터(23)를 제어하는 모터 콘트롤러(mcc)를 통해 산소랜스를 a형과 b형의 코팅원료가 교차되는 직상에 위치시키고, 질소 자동밸브(21)를 작동시켜서 질소를 분사하여 원료가 전로 내에 균일하게 분산되어 투입되게 한다.

코팅재의 투입이 완료되면, 질소 분사압력의 상승과 함께, 산소랜스가 정상적인 질소 분사 코팅작업을 할 수 있는 위치로 하강되어 일반적인 질소 분사 코팅작업을 실시하게 되는 것이다.

본 발명에 의한 코팅방법은 코팅원료가 전로 내에 잔류된 슬래그 상에 균일하게 분포 투입되므로, 전로바닥부에 코팅재가 누적되는 현상을 제거할 수있는 유리한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 코팅방법은 코팅재의 용해도의 증진으로 혼합물이 적당한 점성을 유지할 수 있어, 코팅의 효율을 극대화할 수 있다.

또한, 두종류 이상의 코팅원료가 균등하게 혼합된 상태로 투입되고 용해되므로 코팅원료의 효용성이 극대화되어, 전로 내화물의 수명을 연장시키는 효과가 있다.

또한, 바닥부에 과도하게 코팅재가 부착되는 현상을 제거할 수 있기때문에, 탕면의 변동폭을 최소화할 수 있고, 전로 취련작업의 안정화를 도모할 수 있으며, 취련의 적중율 향상에 이바지 할 수 있는 유리한 효과가 있다.

또한, 미용해된 코팅재가 전로의 출강작업시에 용해됨으로써, 저온 출강 등으로 인한 불량한 품질의 발생을 예방할 수 있어, 용강의 정련시 용강의 청정성을 유지할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 코팅방법은 일련의 코팅작업을 자동화시킬 수 있으며, 코팅작업 시간을 단축시켜 생산성을 향상시키는 보다 유리한 효과가 있는 것이다.

Claims (5)

1. 전로 내부에 2이상의 코팅원료를 투입하고, 투입된 코팅재와 잔류 슬래그의 혼합물을 전로 산소랜스를 통해 질소를 분사하여 코팅하는 질소분사 코팅 방법에 있어서,

   상기 코팅원료의 전로 내로의 투입은 상기 전로 산소랜스의 질소분사와 동시에 이루어져서, 전로 내에서 상기 코팅원료의 균일 분포 특성을 형성하는 전로 산소랜스를 이용한 코팅방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 전로 산소랜스의 질소 분사는 상기 2이상의 코팅원료가 교차혼합하는 지점의 상부에 상기 전로 산소랜스가 위치되고, 그 위에서 질소가 분사되어 형성되어, 상기 코팅원료가 전로 내부에서 균일분포하도록 하는 것을 특징으로 하는 전로 산소랜스를 이용한 코팅방법.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 코팅원료의 투입이 완료되면 상기 전로 산소랜스를 전로 내부로 하강시켜 질소를 분사하여 슬래그와 코팅원료의 혼합물을 코팅하는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 전로 산소랜스를 이용한 코팅방법.
4. 제 1항 내지 3항중 어느 한 항에 있어서,

   상기 코팅원료의 투입은 상기 2이상의 코팅원료가 공급되도록 노상호퍼 불출 피더(feeder)를 작동시키는 것에 의해 이루어짐을 특징으로 하는 전로 산소랜스를 이용한 코팅방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 질소분사 코팅방법에 의한 작업이 완료하면, 전로를 경동(tilting)시켜서 코팅작업을 완료하는 것을 특징으로 하는 전로 산소랜스를 이용한 코팅방법.