KR200302659Y1 - 래들 개공용 산소 파이프 랜스 - Google Patents

Abstract

본 고안은 래들 개공용 산소 파이프 랜스에 관한 것으로, 파이프(10)의 선단에 저온 연소재질의 파이프(10) 착화용 슬리브(20)가 장착되고 파이프(10)의 내측에는 소정길이의 철심(30)이 다수개가 내장되되, 상기 슬리브(20)는 산소 파이프(10) 랜스 선단에 끼워져 내부층을 이루는 제1통체(21)와 이 제1통체(21)와 소정간격을 두고 제1통체(21)를 감싸고 연결되어 외부층을 이루는 제2통체(22)로 복층형태를 이루고, 상기 제1,2통체(21,22)의 표면에 다수개의 구멍(23)이 형성되는 한편, 상기 산소파이프(10)는 선단에는 길이방향으로 다수개의 슬릿(11)을 형성되어, 개공작업에 요하는 전체적인 작업시간을 줄일 수 있고, 개공시간을 단축시킴에 따라 턴디쉬 예열온도의 하락을 막아 초기 주조 작업의 안정 및 조업사고를 방지하고 턴디쉬 용강 레벨의 하락을 최소화하여 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

래들 개공용 산소 파이프 랜스(Lance for opening ladle)

본 고안은 연속주조작업시 래들내에 굳어져있는 용강을 녹여 래들을 개공시키는 데 사용되는 산소 파이프 랜스에 관한 것으로, 신속하고 안전한 개공작업이 이루어질 수 있도록 된 산소파이프 랜스에 관한 것이다.

일반적으로 연속주조작업이란 제강공정에서 정련된 용강을 연주기를 거치며 냉각시켜 슬라브나 블름 빌렛트 등 주편으로 만드는 작업을 일컷는다.

이러한 연속주조작업 공정을 간단히 살펴보면, 제강공장에서 정련된 용강은 래들(laddle)에 수강되어 연주공장으로 이송되고, 이송된 래들은 래들터렛트(laddle turret)에 안착된 후 회전하여 주조개시되게 된다.

여기서 상기 래들에 수강된 용강은 카셋트의 콜렉트 노즐을 개방함으로서, 턴디쉬(tundish)에 주입되는 데, 이 턴디쉬는 주조전 약 1,200℃로 예열되어 있으며, 용강의 저장 및 분배 비금속 개재물의 분리부상의 역할을 한다.

상기 턴디쉬에 주입된 용강은 일정량이 채워지면 턴디쉬 스토파 개폐로 용강량을 조절하며 몰드에 주입 냉각되어 인발되는 순으로 연주공정이 진행된다.

이와같이 연속주조작업의 시작은 래들 하부에 설치된 래들 카셋트의 슬라이딩 노즐을 개방시켜 래들내의 용강이 하부의 턴디쉬에 주입됨으로서 시작되게 된다.

그런데 상기 슬라이딩 노즐이 전개되었음에도 래들내의 용강이 유출되지 않는 경우가 발생하게 되는 바, 즉 여러 가지 원인으로 래들과 래들카셋트의 경계지점에 용강 및 슬라그의 응고부가 형성되어 용강유출을 방해하게 되는 것이다.

이런 경우에는 작업자가 인위적인 방법인 래들 강제개공작업을 통해 상기 응고부에 구멍을 형성하여 용강이 토출되도록 한다.

즉, 일반 산소 파이프 선단을 대형토치로 착화시킨 후 응고부에 적화된 산소파이프를 삽입, 산소파이프와 산소가 연소하면서 발생되는 열로 응고부를 녹여 개공시키게 되는 것이다.

이와같은 개공작업은 용강을 가까운 곳에서 취급해야 하므로 매우 위험한 작업이며, 연속주조작업의 필수조건인 턴디쉬 예열온도의 유지등 여러 가지 이유로 신속하며 빠르고 안전하게 수행해야 한다.

그런데 종래 개공작업은 산소파이프에 점화작업시 토치준비 등으로 인한 시간지연, 산소파이프가 너부 빨리 연소함으로서 자주 산소파이프를 교체해줘야 하고 이로 인한 교체시간이 소요되는 등의 문제점이 있었다.

뿐만아니라, 고열의 용강 및 산소의 취급으로 인한 역화 등으로부터 작업자를 충분히 보호할 수 없다는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 제문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 토치 선단에 점화용 슬리브를 부착함으로서, 대형토치가 필요없이 간단히 점화되어 신속히 개공작업을 수행할 수 있을 뿐아니라 파이프의 연소시간도 늘일 수 있도록 된 산소 파이프 랜스를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 연속주조작업시 래들내에 굳어져있는 용강을 녹여 개공시키기 위해 산소 탱크의 소켓에 연결되는 산소 파이프 랜스의 선단에 파이프 착화용 슬리브가 장착되며, 파이프의 내측에는 다수개의 철심이 내장된 구조로 되어 있다.

상기한 구조로 되어, 점화에 요하는 시간을 착화용 슬리브 사용으로 단축할 수 있으며, 파이프 내측의 철심에 의해 파이프가 연소되는 시간이 증대되어 파이프 교체작업 및 교체시간을 줄일 수 있게 되는 것이다.

도 1은 본 고안에 따라 슬리브가 장착된 상태의 랜스를 도시한 상태도,

도 2a는 본 고안에 따른 랜스의 일부 절개 사시도,

도 2b는 본 고안에 따른 도 1의 A-A선 단면도,

도 3은 본 고안에 따른 랜스의 사용 상태도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 파이프 11 : 슬릿

20 : 슬리브 21 : 제1통체

22 : 제2통체 23 : 구멍

30 : 철심

이하 첨부한 도면에 의하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안에 따라 슬리브가 장착된 상태의 랜스를 도시한 상태도이고, 도 2a는 본 고안에 따른 랜스의 일부절개 사시도, 도 2b는 본 고안에 따른 도 1의 A-A선 단면도이며, 도 3은 본 고안에 따른 랜스의 사용 상태도이다.

상기한 도면에 의하면 본 고안은, 연속주조작업시 래들(50)내에 굳어져있는 용강(60)을 녹여 개공시키도록 산소 탱크의 소켓(100)에 연결되는 산소 파이프(10) 랜스에 있어서, 상기 파이프(10)의 선단에 파이프(10) 착화용 슬리브(20)가 장착되며, 파이프(10)의 내측에는 다수개의 철심(30)이 내장된 구조로 되어 있다.

여기서 본 고안의 일 실시예에 따른 슬리브(20)를 살펴보면, 도 2에 도시된 바와 같이 별도의 착화용 토치가 필요없이 파이프(10) 선단을 적화시키기 위해 연소성이 우수한 목탄과 톱밥이 복층의 원통형을 이루는 구조로 되어 있다.

즉, 상기 슬리브(20)는 산소 파이프(10) 랜스 선단에 끼워져 내부층을 이루는 제1통체(21)와, 이 제1통체(21)와 소정간격을 두고 제1통체(21)를 감싸고 연결되어 외부층을 이루는 제2통체(22), 착화시 산소가 활발히 환류할 수 있도록 상기 제1,2통체의 표면에 형성된 다수개의 구멍(23)로 구성된다.

여기서 상기 구멍(23)은 외부층인 제2통체(22)와 내부층인 제1통체(21)에 각각 16개, 12개를 형성시킴과 아울러, 슬리브(20)로 취입된 산소의 방산을 막고 목탄 및 톱밥의 연소를 활성화시킬 수 있도록 내부층과 외부층을 이루는 제1,2통체(21,22)에 형성되는 각각의 구멍(23)은 서로 구멍(23)중심이 일치하지 않도록 함이 바람직하다.

한편, 상기 파이프(10) 내부에 삽입되는 철심(30)은, 통상 파이프(10)의 직경이 13㎜, 두께 1.5㎜, 길이 3m, 내경이 10㎜임을 감안할 때 직경 3.2㎜인 철심(30)이 사용되며 상기 파이프(10) 내측에 상기한 철심(30)을 7가닥 내장시킬 수 있게 된다.

따라서 파이프(10) 뿐만아니라 내장된 철심(30)도 연소되므로서 고온의 열을 지속적으로 발생시킬 수 있게 되는 것이다.

또한 상기 산소파이프(10)는 선단에는 길이방향으로 다수개의 슬릿(11)을 형성시킴으로서, 파이프(10)를 통해 토출되는 산소가 슬리브(20)의 구멍(23)로 신속하고 균일하게 환류되는 구조로 되어 있다.

상기한 구조로 되어, 점화에 요하는 시간을 착화용 슬리브(20) 사용으로 단축할 수 있으며, 파이프(10) 내측의 철심(30)에 의해 파이프(10)가 연소되는 시간이 증대되어 파이프(10) 교체작업 및 교체시간을 줄일 수 있게 되는 것이다.

이하 본 고안에 따른 래들 개공용 산소 파이프 랜스의 작용 및 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.

연속주조작업시 래들(50)내에 굳어져 있는 용강(60)을 녹이고자 하는 경우 먼저 작업자는 산소탱크의 소켓(100)에 연결된 산소파이프(10)의 선단에 슬리브(20)를 장착하고, 이 슬리브(20)를 착화시킨 후 래들(50) 내 용강(60)의 응고부(61)를 녹이게 된다.

여기서 상기 슬리브(20)의 착화작업은 별도의 착화용 토치가 필요없이 도 3에 도시된 바와 같이, 온도가 1,100℃에서 1,200℃로 예열되어 있는 턴디쉬(51) 주입구안에 상기 슬리브(20)를 잡시 넣었다 빼내면 되는 바, 이 때 착화온도가 300℃인 목탄으로 이루어진 제2통체(22)에 불이 붙게 되고, 서서히 톱밥으로 된 내부층인 제1통체(21)에 옮겨 붙게 된다.

이 때 작업자가 상기 산소파이프(10)로 산소를 취입시키게 되면, 산소는 파이프(10) 선단과 슬릿(11)을 통해 슬리브(20)의 제1,2통체에 형성되어 있는 구멍(23)을 통해 환류되면서 산소파이프(10)의 선단을 적화시켜 파이프(10)를 연소시키게 되는 것이다.

여기서 상기 파이프(10) 내부에는 철심(30)이 내장되어 있는 바, 이 철심(30)은 파이프(10)와 같이 연소됨으로서, 고온의 열을 지속적으로 발생시키는 가연물의 역할을 하게 된다.

또한 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 철심(30)로 인하여 산소파이프(10) 내의 산소통로는 단면적이 약 30%로 축소되게 되는 데, 단면적의 축소에 의해 상기 파이프(10)를 빠져나오는 산소의 유속은 증대되게 된다.

따라서 증대된 산소의 유속은 산소파이프(10) 선단에서의 분출력 즉, 용강(60)의 응고부(61)에 가하는 힘이 증대됨으로 인해 용강(60)을 빠른 시간내에 개공시킬 수 있게 되는 것이다.

뿐만아니라 산소 유속의 증대는 개공작업시 산소파이프(10) 및 철심(30)의 연소속도가 산소의 공급속도보다 빠른 경우 발생하는 역화를 방지하며, 연소시 발생하는 불티가 파이프(10) 내로 유입되는 것을 철심(30)이 막아주게 되어 파이프(10) 내에서 불티에 의해 폭발이 일어나는 것이 방지되게 된다.

이와같이 적화되어 있는 파이프(10) 선단을 래들(50)의 슬라이딩 노즐(52)에 삽입시켜 줌으로서, 용강(60)의 응고부(61)를 개공시킬 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 래들 개공용 산소 파이프 랜스에 의하면 첫째, 종래 대형토치 사용에 따른 준비 및 점화에 요하는 시간을 점화용 슬리브 사용으로 단축하고, 파이프에 내장된 철심에 의해 산소파이프의 연소시간과 분출력을 높임에 따라 파이프 교체에 요하는 시간을 줄임으로서, 개공작업에 요하는 전체적인 작업시간을 줄일 수 있게 된다.

또한 둘째로, 개공시간을 단축시킴에 따라 턴디쉬 예열온도의 하락을 막아 초기 주조 작업의 안정 및 조업사고를 방지하고 턴디쉬 용강 레벨의 하락을 최소화하여 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 연속주조작업시 래들내에 굳어져있는 용강의 응고부를 녹여 개공시키도록 산소 탱크의 소켓에 연결되는 산소 파이프 랜스에 있어서,

   상기 파이프(10)의 선단에 저온 연소재질의 파이프(10) 착화용 슬리브(20)가 장착되고 파이프(10)의 내측에는 소정길이의 철심(30)이 다수개가 내장되되, 상기 슬리브(20)는 산소 파이프(10) 랜스 선단에 끼워져 내부층을 이루는 제1통체(21)와 이 제1통체(21)와 소정간격을 두고 제1통체(21)를 감싸고 연결되어 외부층을 이루는 제2통체(22)로 복층형태를 이루고, 상기 제1,2통체(21,22)의 표면에 다수개의 구멍(23)이 형성되는 한편, 상기 산소파이프(10)는 선단에는 길이방향으로 다수개의 슬릿(11)을 형성된 것을 특징으로 하는 래들 개공용 산소 파이프 랜스.