KR20030035578A

KR20030035578A - 전기로의 편심노저 출강구 오프너

Info

Publication number: KR20030035578A
Application number: KR1020010067690A
Authority: KR
Inventors: 노해룡; 정석만
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2003-05-09
Also published as: KR100777234B1

Abstract

본 발명은 전기로의 편심노저 출강구 오프너에 관한 것으로서,

상부의 편심노저 출강구를 밀폐시키는 그래파이트(151)와, 상기 그래파이트(151)를 지지 고정시키는 그래파이트 고정판(152)을 구비한 통상의 편심노저 출강구 오프너에 있어서, 상기 그래파이트 고정판(152)의 상부면 주변을 따라 수직 형성된 측판부(268)와; 상기 그래파이트 고정판(152)의 중심점을 기준으로 대칭형으로 분산 형성된 다수개의 볼트 구멍(265)에 각각 관통 설치되며, 상단부에는 볼트 받침대(264)가 일체형으로 형성되고, 하단부에는 조정 너트(267)가 결합 설치되는 미세 조정 볼트(262)와; 상기 볼트 받침대(264)와 상기 그래파이트 고정판(152)의 상부면 사이의 위치에서 상기 미세 조정 볼트(262)에 각각 삽입 설치되는 스프링(263)과; 상기 그래파이트 고정판(152)의 하부에서 미세 조정 볼트(262)에 각각 결합되어 상기 스프링(263)을 소정의 조정 높이로 유지시키는 미세 조정 볼트(262)와; 상기 측판부(268)로 둘러싸인 내부 공간에 위치하되, 상기 각각의 볼트 받침대(264)에 의해 분산 지지되어 스프링(263)에 의한 복원력을 부여받고, 그 상부면으로 그래파이트(151)를 지지하여 상부의 편심노저 출강구에 밀착시키는 평형 플레이트(261)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하며,

작업중 샌드의 흘러 내림 및 용강 유출을 방지하여 용강유출에 의한 대형 설비사고를 예방하고, 전기로 작업 능률을 향상시켜 주며, 노내에 존재하는 슬래그의 유출을 감소시켜 용강의 품질을 향상시키는 효과를 제공한다.

Description

전기로의 편심노저 출강구 오프너{ECCENTRIC BOTTOM TAPPING OPENER OF ELECTRODE ARC FURNACE}

본 발명은 전기로의 편심노저 출강구 오프너에 관한 것으로서, 전기로에서 아아크(ARC)에 의해 용해를 마친 용강을 출강시키는 편심노저 출강구를 개폐함에 있어서, 작업자에 의한 수평 조정이 가능하고, 자동으로 기밀상태를 보정할 수 있으며, N₂퍼지를 사용하여 냉각에 의한 열변형 방지 및 이물질의 제거가 가능하도록 함으로써, 출강구에 대한 밀착성을 향상시켜 작업중 샌드의 흘러 내림 및 용강 유출의 위험을 억제할 수 있도록 한 전기로의 편심노저 출강구 오프너에 관한 것이다.

도 1은 편심노저 출강구를 구비한 일반적인 전기로의 출강 작업 상태를 나타내고 있는 개략도, 도 2는 편심노저 출강구를 구비한 일반적인 전기로의 단면 구성도, 도 3a는 종래의 오프너가 구비된 편심노저 출강구의 상세 단면도, 도 3b는 종래의 편심노저 출강구 오프너의 저면도이다.

일반적으로 전기로는 아아크(ARC)와 산소의 산화열에 의하여 스크랩(SCRAP: 고철)을 용해하고, 용융상태의 용강을 수강 래들에 출강하여 고온의 용강을 얻는 데에 사용되고 있다.

이와 같은 전기로는 출강하는 방식에 따라 노구 출강방식 또는 편심노저 출강(EBT: ECCENTRIC BOTTOM TAPPING)방식 중의 한가지 출강방식을 채택하고 있는데, 현재 전기로의 거의 모든 출강 방식은 출강(TAPPING)시 출강 시간을 줄이고, 출강 중의 온도 저하(DROP)를 줄여주며, 래들(LADLE)내로 유출되는 슬래그(SLAG)를 최소화할 수 있는 편심노저 출강방식이 사용되고 있다. 도 1 및 도 2에는 이러한 편심노저 출강구를 구비한 일반적인 전기로의 구성이 개략적으로 도시되어 있다.

전기로에 장입된 스크랩(SCRAP: 고철)에 대한 아아크(ARC)를 이용한 용해작업이 완료된 후, 용해된 용강은 노내에서 정련 작업을 거치고 전기로 본체 하부에 설치된 출강구(EBT)를 통해 출강되게 된다.

상기의 출강작업을 하는 도중에는 소비자가 요구하는 적절한 제품 성분 및 요구하는 기계적 특성을 만족시키도록, 합금철을 합금철 투입구(CHUTE)를 통하여 첨가하여 소정의 성분을 배합하고, 탈산재(Al,Si 등)를 첨가하여, 2차 정련 공정인 LF(LADLE FURNACE) 및 VTD(VACUUM TANK DEGASING)를 거치게 한 후, 연속압연공정으로 보내 열연코일(HOT COIL)을 제조하게 된다.

출강이 완료된 후의 전기로 출강구(EBT)는 동공을 형성하면서 내부가 비어 있는 원형의 단면형상(본 발명자의 근무 현장에 설치된 것의 경우 직경이 대략 160mm임)을 갖는데, 고열의 용강에 견딜 수 있도록 고온강화 연와로 축조되어 있다.

편심노저 출강구의 하부에는 출강구를 밀폐시킬수 있도록 오프너 설비가 설치되어 있는데, 이러한 오프너를 밀폐시키고 편심노저 출강구 동공 부분에 MgO계 샌드를 약 80kg ~ 120kg을 충진한 후, 노내에 스크랩을 장입하여 아아크 용해작업을 하게 된다.

이때 편심노저 출강구를 밀폐시키는 편심노저 출강구 오프너의 기밀 상태가 매우 중요하게 된다. 즉, 편심노저 출강구의 오프너는 작업자의 설비 조작과 전기로 자동 운전 조건에 의해 원격으로 개폐 조정 제어되므로, 오프너가 완벽하게 밀폐되어야 용강 유출사고 등의 대형 설비사고가 방지될 수 있다.

상기의 편심노저 출강방식은 전기로의 노체 특성상 노저 출강(DEEP BATH)방식을 취하는데, 상기한 바와 같이 노저의 출강구(104)를 개폐하기 위하여 도 3a 및 도 3b에 도시된 것과 같은 오프너(OPENER: 150)를 사용하고 있다.

그런데, 도 3a 및 도 3b에 도시된 것과 같은 종래의 오프너(150)를 사용하는 경우, 편심노저 출강구의 상부에 작용하는 용강(108)의 정압이 편심노저 출강구(104)를 막고 있는 출강구 밀폐용 샌드(SAND: 160)에 작용하게 되는데, 샌드(160)를 밀폐하는 오프너(150)의 구조상의 한계와, 스크랩 용해시 사용되는 상부 전극봉(102)의 아아크 진동에 의해 수시로 편심노저 출강구 오프너(150)의 밀착성이 약화되는 현상 등으로 인하여, 편심노저 출강구(104)를 통한 샌드의 유출과 함께 노내에 있는 고온의 용강이 편심노저 출강구 측으로 유출되는 사례가 빈번이 발생한다는 문제점이 있었다.

또한 출강이 완료된 후, 편심노저 출강구의 오프너는 출강 중 발생하는 고열의 화염에 의하여 전기로 철피와 함께 국부적인 변형 및 뒤틀림이 발생하고, 이에 의하여 후 작업시 밀폐가 완전히 이뤄지지 못하여, 샌드가 자연 유출되는 사례가 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기로에서 아아크(ARC)에 의해 용해를 마친 용강을 출강시키는 편심노저 출강구를 개폐함에 있어서, 작업자에 의한 수평 조정이 가능하고, 자동으로 기밀상태를 보정할 수 있으며, N₂퍼지를 사용하여 냉각에 의한 열변형 방지 및 이물질의 제거가 가능하도록 함으로써, 작업중 샌드의 흘러 내림 및 용강 유출을 방지하여, 용강유출에 의한 대형 설비사고를 예방하고 전기로 작업 능률을 향상시킬 수 있도록 해주는 전기로의 편심노저 출강구 오프너를 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1은 편심노저 출강구를 구비한 일반적인 전기로의 출강 작업 상태를 나타내고 있는 개략도,

도 2는 편심노저 출강구를 구비한 일반적인 전기로의 단면 구성도,

도 3a는 종래의 오프너가 구비된 편심노저 출강구의 상세 단면도,

도 3b는 종래의 편심노저 출강구 오프너의 저면도,

도 4a는 본 발명에 의한 오프너가 구비된 편심노저 출강구의 상세 단면도,

도 4b는 본 발명에 의한 편심노저 출강구 오프너의 저면도,

도 5는 본 발명에 의한 편심노저 출강구 오프너의 작동 상태도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

101: 전기로 본체102: 상부 전극봉

103: 전기로 하부전극104: 전기로 출강구

105: 합금철 투입관106: 용강수강 래들(LADLE)

107: 출강중인 용강108: 전기로내 용해 용강

109: 전기로 루프(ROOF)112: 출강구 충진물

114: 출강구 고정판150: 편심노저 출강구 오프너

151: 그래파이트152: 그래파이트 고정판

153: 로드(ROD) 고정판154: 오프너 로드

155: 오프너 고정 핀160: 샌드

261: 평형 플레이트262: 미세 조정 볼트

263: 스프링264: 볼트 받침대

265: 볼트 구멍266: 미세 조정 너트

267: 조정 너트268: 측판부

270: N₂퍼지 라인271: N₂퍼지 노즐

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 상부의 편심노저 출강구에 밀착되어 밀폐시키는 그래파이트(151)와, 상기 그래파이트(151)를 지지 고정시키는 그래파이트 고정판(152)을 구비한 통상의 편심노저 출강구 오프너에 있어서,

상기 그래파이트 고정판(152)의 상부면 주변을 따라 수직 형성된측판부(268)와; 상기 그래파이트 고정판(152)의 중심점을 기준으로 대칭형으로 분산 형성된 다수개의 볼트 구멍(265)에 각각 관통 설치되며, 상단부에는 볼트 받침대(264)가 일체형으로 형성되고, 하단부에는 조정 너트(267)가 결합 설치되는 미세 조정 볼트(262)와; 상기 볼트 받침대(264)와 상기 그래파이트 고정판(152)의 상부면 사이의 위치에서 상기 미세 조정 볼트(262)에 각각 삽입 설치되는 스프링(263)과; 상기 그래파이트 고정판(152)의 하부에서 미세 조정 볼트(262)에 각각 결합되어 상기 스프링(263)을 소정의 조정 높이로 유지시키는 미세 조정 볼트(262)와; 상기 측판부(268)로 둘러싸인 내부 공간에 위치하되, 상기 각각의 볼트 받침대(264)에 의해 분산 지지되어 스프링(263)에 의한 복원력을 부여받고, 그 상부면으로 그래파이트(151)를 지지하여 상부의 편심노저 출강구에 밀착시키는 평형 플레이트(261)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 그래파이트 고정판(152)의 중심점을 기준으로 대칭형으로 분산 형성되고, 하부의 N₂퍼지 라인(270)으로부터 퍼지 가스를 공급받아 상부로 분사하는 다수개의 N₂퍼지 노즐(271)을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명 편심노저 출강구 오프너의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도 4a는 본 발명에 의한 오프너가 구비된 편심노저 출강구의 상세 단면도, 도 4b는 본 발명에 의한 편심노저 출강구 오프너의 저면도, 도 5는 본 발명에 의한편심노저 출강구 오프너의 작동 상태도이다.

본 발명에 따른 편심노저 출강구 오프너는 종래의 오프너의 기본 구조를 거의 그대로 유지한 상태에서 출강구에 대한 밀착성을 향상시키기 위한 추가적인 구성요소를 구비하는 형태로 구성되는데, 종래의 것과 동일하게 연와를 지지 고정하는 출강구 고정판(114)의 하부로부터 밀착되어 출강구를 밀폐시키도록 구성된다.

종래의 오프너는 출강구에 대한 밀착성을 좋게 하기 위하여 맹판으로 사용되는 그래파이트(151)와, 상기 그래파이트(151)를 고정시키는 그래파이트 고정판(152), 그래파이트 고정판(152)을 이동 및 지지시키기 위하여 사용되는 로드 고정판(153) 및 오프너 로드(154), 오프너 고정 핀(155) 등으로 구성되는데, 상기 그래파이트(151)는 마모나 소손시 수시로 교환할 수 있도록 되어 있으며, 상기 그래파이트 고정판(152)은 약 600mm 정도로 좌우 이동할 수 있는 에어 실린더(AIR CYLINDER: 도면 미도시)로 작동되도록 되어 있다.

본 발명에서는 상기 그래파이트(151) 및 그래파이트 고정판(152)이 종래의 것과 거의 동일한 것으로 구비되는데, 그래파이트(151)의 수평 조절 및 수평 평형 보정이 가능하도록, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 360도 회전이 가능하고 상하 유동성을 부여받는 평형 플레이트(261)와, 이를 하부로부터 지지 완충하는 다수개의 스프링(263)과, 상기 스프링(263)을 개재하여 상하 높이를 조정하는 미세 조정 볼트(262) 및 미세 조정 너트(266), 조정 너트(267)를 포함하여 구성된다.

이러한 구성을 통해 편심노저 출강구 오프너(150)가 에어 실린더에 의하여 출강구 고정판(114)에 완벽하게 밀착 가능하게 함으로써, 출강구의 기밀 유지 효과가 상당히 향상될 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 편심노저 출강구 오프너에는 종래부터 사용되어 오던 상부의 에어 퍼지 설비(도면 미도시)외에 N₂퍼지 라인(270) 및 N₂퍼지 노즐(271)이 추가적으로 구성되는데, 이를 통해 오프너 설비의 냉각 효과를 향상시켜 고열의 화염에 의한 열변형을 방지할 수 있도록 하고, 설비내의 이물질이 용이하게 제거될 수 있도록 한다.

오프너(150)가 편심노저 출강구측으로 밀폐 되어질 때에는, 상부의 출강구 고정판(114)에 의하여 상호 밀폐될 수 있는 범위까지 에어 실린더(도면 미도시)와 오프너 로드(154)에 의하여 이동 밀폐되는데, 그래파이트(151)를 지지하는 평형 플레이트(261)가 미세 조정 볼트(262)와 스프링(263) 등에 의해 하부의 그래파이트 고정판(152)과 소정의 간격을 유지한 상태로 지지되면서 유동성을 부여받아, 그래파이트(151)가 상부의 출강구에 밀착될 수 있게 된다.

그래파이트(151)의 밀착성이 저하된 것으로 판단될 때에는, 작업자가 미세 조정 볼트(262)에 나합된 미세 조정 너트(266)와 조정 너트(267)를 조정하여 미세 조정 볼트(262)의 상부에 놓여진 평형 플레이트(261)의 높이를 선택적으로 조정할 수 있고, 또한 그래파이트(151)의 소손 및 마모에 대응하여 국부적으로 조정이 가능하다. 이때 미세 조정 볼트(262)의 조정은 작업자가 일반 수공구를 사용하여 할 수 있다.

상기 그래파이트 고정판(152)의 상부면 주변을 따라 수직 형성된 측판부(268)는 평형 플레이트(261)가 옆으로 이탈하지 않도록 해준다.

한편, 상기 그래파이트 고정판(152)의 중심점을 기준으로 대칭형으로 분산 형성된 다수개의 볼트 구멍(265)은 그래파이트 고정판(152)의 크기와 조업 조건(상부로부터 가해지는 하중 등)을 고려하여 적절한 갯수로 형성되는데, 본 실시예에서는 도시된 바와 같이 중심부에 대한 대칭형으로 총 6개가 형성되었다.

그래파이트 고정판(152)에 설치되는 N₂퍼지 노즐(271)은 N₂퍼지를 실시하여 오프너 설비의 냉각을 통하여 열변형을 방지하고, 이물질의 누적을 방지할 수 있도록 한다. 그래파이트 고정판(152)의 중심점을 기준으로 대칭형으로 분산 형성되는 N₂퍼지 노즐(271)은 그래파이트 고정판(152)의 크기와 조업 조건을 고려하여 적절한 갯수로 형성되는데, 본 실시예에서는 도시된 바와 같이 총 8개가 형성되었다.

이와 같은 본 발명 전기로의 편심노저 출강구 오프너는, 작업중 샌드의 흘러 내림 및 용강 유출을 방지하여 용강유출에 의한 대형 설비사고를 예방하고, 출강구 밀폐시에 사용되는 그래파이트의 평균교환 주기를 증가시켜 주며, 매 출강시마다 확인과 정비성 수정을 반복해야 하는 불편을 감소시켜 전기로 작업 능률을 향상시켜 주고, 노내에 존재하는 슬래그의 유출을 감소시켜 용강의 품질 향상과 각종 합금철 및 탈산재 사용량의 감소를 가져오는 효과를 제공한다.

Claims

상부의 편심노저 출강구에 밀착되어 밀폐시키는 그래파이트(151)와, 상기 그래파이트(151)를 지지 고정시키는 그래파이트 고정판(152)을 구비한 통상의 편심노저 출강구 오프너에 있어서,

상기 그래파이트 고정판(152)의 상부면 주변을 따라 수직 형성된 측판부(268)와;

상기 그래파이트 고정판(152)의 중심점을 기준으로 대칭형으로 분산 형성된 다수개의 볼트 구멍(265)에 각각 관통 설치되며, 상단부에는 볼트 받침대(264)가 일체형으로 형성되고, 하단부에는 조정 너트(267)가 결합 설치되는 미세 조정 볼트(262)와;

상기 볼트 받침대(264)와 상기 그래파이트 고정판(152)의 상부면 사이의 위치에서 상기 미세 조정 볼트(262)에 각각 삽입 설치되는 스프링(263)과;

상기 그래파이트 고정판(152)의 하부에서 미세 조정 볼트(262)에 각각 결합되어 상기 스프링(263)을 소정의 조정 높이로 유지시키는 미세 조정 볼트(262)와;

상기 측판부(268)로 둘러싸인 내부 공간에 위치하되, 상기 각각의 볼트 받침대(264)에 의해 분산 지지되어 스프링(263)에 의한 복원력을 부여받고, 그 상부면으로 그래파이트(151)를 지지하여 상부의 편심노저 출강구에 밀착시키는 평형 플레이트(261)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기로의 편심노저 출강구 오프너.
제1항에 있어서,

상기 그래파이트 고정판(152)의 중심점을 기준으로 대칭형으로 분산 형성되고, 하부의 N₂퍼지 라인(270)으로부터 퍼지 가스를 공급받아 상부로 분사하는 다수개의 N₂퍼지 노즐(271)을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기로의 편심노저 출강구 오프너.