KR20040009492A - 용광로 대탕도의 스프래쉬 카바 손상방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대탕도 카바를 이루는 스프래쉬 카바의 내측에 탈착가능한 마모방지 카바를 설치하여 용광로의 비상조업시에 실행되는 공취작업시, 고온의 열풍과 용융물에 의해 대탕도 카바를 손상시키는 것을 방지하도록 된 용광로 대탕도의 스프래쉬 커버 손상방지장치에 관한 것이다.

본 발명은, 용광로측에 인접한 스프래쉬 카바의 중앙 상면에는 긴 홈을 형성하고, 상기 긴 홈에는 각각 철피로 이루어진 마모방지 카바의 몸체 상단이 다수개 일렬을 이루면서 끼워지며, 상기 몸체의 하부측으로는 내화물이 부착되어 각각 그 하부면이 아치형 곡면을 이룸으로써 용광로의 출선구로 부터 배출되는 용융물과 고압의 공기가 상기 내화물의 하부면에 충돌하여 스프래쉬 커버측으로 부터 하향으로 반사되어짐으로써 스프래쉬 카바의 손상을 방지하도록 구성되는 용광로 대탕도의 스프래쉬 카바 손상방지장치를 제공한다.

Description

용광로 대탕도의 스프래쉬 카바 손상방지장치{AN APPARATUS FOR PREVENTING DAMAGE TO SPLASH COVER OF MAIN RUNNER OF BLAST FURNACE}

본 발명은 제철공정의 용광로 출선작업시, 용융물이 흘러가는 대탕도 카바의 내화물 손상을 최소화하기 위한 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 대탕도 카바를 이루는 스프래쉬 카바의 내측에 탈착가능한 마모방지 카바를 설치하여 용광로의 비상조업시에 실행되는 공취작업시, 고온의 열풍과 용융물에 의해 대탕도 카바를 손상시키는 것을 방지하도록 된 용광로 대탕도의 스프래쉬 커버 손상방지장치에 관한 것이다.

일반적으로, 용광로 작업공정은 도 1에 도시된 바와 같이, 용광로(200) 상부의 장입구를 통해서 연료인 코크스와 원료인 철광석을 내부에 장입하고, 용광로 하부에있는 풍구(210)를 통해서 고온의 열풍을 불어 넣어 코크스를 연소시켜 열과 환원 가스를 만든다. 이와 같이 발생된 열과 환원 가스는 노내의 철광석을 환원 용융시켜 용선과 슬라그를 생성하게 되며, 이 용융물은 용광로(200) 하부의 출선구(212)를 통해서 배출되어 이에 연결된 대탕도(220)를 통해서 흘러가게 되며, 이러한 대탕도(220) 위에는 통카바(223)가 덮어져 있다.

여기에서, 용광로(200)의 주상에 위치된 통카바(223)는 용광로(200)의 출선구(212)로 부터 배출되는 쇳물과, 슬래그등의 용융물이 흘러가는 대탕도(220) 위를 덮어 용융물의 비산이나 고열로 부터 작업자와 주변설비를 보호하고, 용융물의 냉각에 의한 응고를 방지하는 설비이다. 이러한 통카바(223)는 도 2및 도 3에 도시된 바와 같이, 찬넬(Channel)형의 철피(225) 내부에 고열에 견딜수 있는 부정형 내화물(227)이 일정한 두께로 시공되어 앵커(Anchor)(미도시)로 지지되어 있으며, 용광로(200)측에 근접하여 일정길이의 스프래쉬 카바(230)가 형성되고, 그 후방측으로 고정카바(240)가 배치되어 있다.

이와 같은 용광로(200)의 대탕도(220)는 출선구(212)를 통해서 흘러나온 용융물이 통과하면서 비중차이에 의해 비중이 큰 용선(약 7)과 비중이 상대적으로 적은 슬라그(약 3)로 층상으로 분리가 되고, 이 분리된 용선과 슬라그는 대탕도 후단에 있는 스키머(Skimmer)(미도시)에 의해 용선이 흐르는 용선탕도(242)와 슬라그가 흐르는 슬라그 탕도(245)로 분리되어 흐르게 된다. 이와 같이 용선탕도(242)로 흐르는 용선은 경주통(246)을 통해서 혼선차(247)에 담겨져 후공정인 제강 공장으로 이동되게 된다.

그리고, 슬라그 탕도(245)를 통해서 흘러간 슬라그는 건축용 원료로 사용하는 괴재와 시멘트의 원료로 사용하는 수재로 분리되어 처리된다.

한편, 용광로(200)의 내부에서 생성된 용융물을 배출하는 출선작업은 도2에 나타낸 것과 같이, 출선 초기에는 출선구(212)가 완벽하게 개공이 안된 상태이기 때문에 용융물 배출량이 많지 않아 출선구(212)로 부터 용융물 낙하 거리가 짧으며, 통카바(223)를 손상시킬 가능성도 낮다.

그러나, 출선구(212)가 개공되어 어느 정도 시간이 지나게 되면 출선구(212)가 완벽하게 개공되고, 출선구(212) 구멍이 마모에 의해 확대되어 용융물이 흘러 나오는 양이 많으며, 정상 출선시에는 용융물 낙하거리가 길어지게 되며, 통카바(223) 내부의 온도가 1500℃ 이상으로 상승하여 통카바 내부의 캐스타블(Castable) 내화물(227)이 적열된다.

그리고, 출선구(212)를 통해서 용융물의 배출이 거의 완료된 시점에서는 용융물과 노내의 고압의 뜨거운 공기(약 1500~1800℃)가 출선구 밖으로 배출되는 소위 "공취"작업이 이루어지도록 하며, 이때 배출되는 용융물과 고압의 공기는 대탕도 상부의 스프레쉬 카바(230)에 부딪치게 되는데, 상기 출선구의 각도(θ)는 대략 상향으로 10°이기 때문에, 공취의 방향은 대탕도(220)의 상방향으로 분출되어 스프레쉬 카바(230) 후단과 고정카바(240)의 선단부에 닿게 된다.

따라서, 이런 공취 상태를 오랫동안 유지할 경우, 도 4및 도 5에 도시된 바와 같이, 통카바(223)는 손상된다. 일반적으로 일상 조업중에는 가능한 공취가 발생하지 않도록 조업을 실시하고 있으나, 일단 공취가 일어나면, 중앙부가 국부적으로 마모된다.

상기와 같이 통카바(223)는 용광로(200)에서 쇳물을 출선할 때, 출선구(212)로 부터 고온(1500℃이상)과 고압(3∼5㎏/㎠)의 용융물이 상방향으로 분출되고, 통카바(223)의 크기와 형상도 주변설비와의 간섭으로 제한되기 때문에, 출선구(212) 전면에 위치한 스프레쉬 카바(230)의 중앙부에 집중적으로 용융물이 부딪치게 되어 이를 침식 손상시킨다.

이와 같은 통카바(223)의 국부적인 훼손 부위는 고온의 용융물이 비산되어 화재를 발생시키며, 조업중에 손상된 통카바(223)를 교체하기 위해 통카바(223) 측방의 카바 권상기(260)를 이용할 경우, 고열하에서 작업이 수행됨에 따라 작업자의 부하가 과중되는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 종래에는 출선중에 통카바(223)의 온도를 낮추기 위한 수단으로 통카바의 철피(225)와 내화물(227) 사이에 냉각수를 통과시킬 수 있는 냉각 파이프(미도시)를 삽입하는 방법이 있다. 그러나, 이러한 방법은 출선초기 용융물이 적게 흐를 경우에는 다소 효과가 있으나, 정상 출선시와 같이 용융물의 양이 많아 내부의 온도가 1500℃ 이상 상승할 경우에는, 냉각 파이프내의 냉각수가 기화되어 냉각수 흐름을 방해하고 냉각배관을 파손시키는 문제가 있는 것이었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서 그 목적은, 통카바의 손상이 많은 출선 말기 공취작업시, 스프레쉬 카바의 전단부에 용융물의 비산을 방지하고, 용융물이 카바 내화물에 직접 닿지 않도록 함으로서, 스프래쉬 카바의 내화물 손상을 방지하여 수명을 증대시키고, 마무된 부분을 쉽게 교환할 수 있도록 하여 정비작업의 효율을 크게 향상시킬 수 있도록 개선된 용광로 대탕도의 스프래쉬 카바 손상방지장치를 제공함에 있는 것이다.

그리고, 본 발명은 국부적인 내화물의 마모를 최소화 시킴으로서 전체적인 대탕도 카바 수명을 증대시킬 수 있는 용광로 대탕도의 스프래쉬 카바 손상방지장치를 제공함에 있는 것이다.

제 1도는 일반적인 용광로 조업을 설명하기 위한 작업 공정도;

제 2도는 용광로 조업의 각단계를 도시한 설명도로서,

a)도는 출선 초기의 상태도,

b)도는 정상 출선시의 상태도,

c)도는 출선 말기의 공취작업시의 상태도;

제 3도는 도 2a)의 A-A 선을 따른 단면도;

제 4도는 일반적인 용광로 대탕도의 통카바 손상정도를 나타낸 구성도;

제 5도는 일반적인 용광로 대탕도의 통카바가 용융물에 의해서 손상되는 상태를 나타낸 단면도;

제 6도는 본 발명에 따른 스프래쉬 카바 손상방지장치가 장착된 사시도;

제 7도는 본 발명에 따른 스프래쉬 카바 손상방지장치가 스프래쉬 카바에 장착된 단면도;

제 8도는 본 발명에 따른 스프래쉬 카바 손상방지장치가 스프래쉬 카바에 장착된 대탕도 정면도;

제 9도는 본 발명에 따른 스프래쉬 카바 손상방지장치의 작동 상태도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10..... 마모방지 카바 12..... 몸체

15..... 내화물 17..... 오목부

200.... 용광로 210.... 풍구

212.... 출선구 220.... 대탕도

223.... 통커버 230.... 스프래쉬 카바

240.... 고정 카바 242.... 용선 탕도

245.... 슬라그 탕도 246.... 경주통

247.... 혼선차 P..... 용융물

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 용광로의 용융물이 흘러가는 대탕도 카바의 내화물 손상을 최소화하기 위한 장치에 있어서, 용광로측에 인접한 스프래쉬 카바의 중앙 상면에는 긴 홈을 형성하고, 상기 긴 홈에는 각각 철피로 이루어진 마모방지 카바의 몸체 상단이 다수개 일렬을 이루면서 끼워지며, 상기 몸체의 하부측으로는 내화물이 부착되어 각각 그 하부면이 아치형 곡면을 이룸으로써 용광로의 출선구로 부터 배출되는 용융물과 고압의 공기가 상기 내화물의 하부면에 충돌하여 스프래쉬 커버측으로 부터 하향으로 반사되어짐으로써 스프래쉬 카바의 손상을 방지하도록 구성됨을 특징으로 하는 용광로 대탕도의 스프래쉬 카바 손상방지장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명을 도면에 따라서 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 용광로 대탕도의 스프래쉬 카바 손상방지장치(1)는 용광로(200)의 비상조업 작업시에 용융물(P) 배출 강화를 위해 공취를 장기간 실시하게 되는데,이때 고온의 열풍과 용융물(P)에 의해 대탕도 통카바(223)가 손상되는 것을 방지하기 위한 것이다.

본 발명에 따른 용광로 대탕도의 스프래쉬 카바 손상방지장치(1)는 도 6에 도시된 바와 같이, 스프레쉬 카바(230)측에 길이방향의 홈(5)을 형성하고, 상기 홈(5)에는 각각 "T"형태로 제작된 다수개의 마모방지 카바(10)들을 끼워 고정시키게 된다.

상기 마모방지 카바(10)는 각각 그 하부면이 출선구(212)를 통해서 나오는 용융물(P)의 비산을 방지하고, 용융물(P)이 스프래쉬 카바(230)에 직접 닿지 않도록 하기 위해 아치형태의 곡면을 이루고 있다.

그리고, 상기 마모방지 카바(10)는 몸체(12)의 상단이 "T"자형의 구조를 갖추고, 이동시에 외부로 부터 전달되는 충격에 견디도록 철을 소재로 제작되며, 몸체(12)의 하부면에는 고온에 견디도록 고급 정형 내화물(15)이 부착되며, 상기 내화물(15)층의 하부면은 아치형을 이루는 것이다.

그리고, 이와 같은 각각의 마모방지 카바(10)들은 몇 개로 조립이 될 수 있도록 함으로서 스프래쉬 카바(230)의 길이 특성에 따라 그 장착개수를 달리함으로써 가변적으로 적용이 가능한 것이어서, 조업중 일부분이 손상되었을 때 국부적으로 교체가 가능한 것이다.

이와 같은 다수개의 마모방지 카바(10)들은 몸체(12)의 중간부분에서 상단의 "T"자형의 구조와의 사이에서 직경이 축소된 오목부(17)를 형성하여 이러한 오목부(17)를 통하여 스프래쉬 카바(230)에 장착된다.

이러한 경우, 상기 스프래쉬 카바(230)는 긴홈(5)이 용광로(200)측에 인접한 모서리로 부터 일정길이 만큼 중앙에 형성되어 있음으로써 상기 긴홈(5)으로 오목부(17)가 끼워져 다수개가 장착되면, 스프래쉬 카바(230)의 상부측 내면을 마모방지 카바(10)의 내화물이 덮게 된다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용및 효과에 관하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 용광로 대탕도의 스프래쉬 카바 손상방지장치(1)는 도 7및 도 9에 도시된 바와 같이, 용광로 출선작업 종료시점에서 공취작업이 이루어지는 경우, 용광로 출선구(212)로 부터 약 10°의 상방향으로 집중 분출되는 고온(1500℃이상),고압(3∼5㎏/㎠)의 용선 및 슬라그로 이루어진 용융물(P)이 마모방지 카바(10)의 하부면에 도달하게 된다.

이러한 경우, 상기 마모방지 카바(10)의 내화물(15) 하부면(15a)은 비산되는 용융물(P)이 아치형 하부면에 모아지면서 용융물(P)의 흐르는 방향이 하부쪽으로 편향 반사되어 대탕도(220)의 스프래쉬 카바(230)의 내화물을 보호하게 된다.

이와 같이 스프래쉬 카바(230)를 보호하는 마모방지 카바(10)는 장기간 사용하게 되면 그 내화물(15)이 국부적 또는 전체적으로 마모 손상되게 되는데, 이때 그 마모 정도에 따라서 해당 마모된 부분을 새로운 것으로 교체시킬 수 있는 것이다.

이러한 경우, 일부의 마모방지 카바(10) 만이 교체될 수 있음으로써 본 발명의 효과가 지속될 수 있는 것이고, 이렇게 함으로서 통카바(230)의 수명을 종전보다 훨씬 길게 할 수 있는 것이다.

따라서 본 발명에 의하면, 용광로 출선작업시 고온 및 고압의 용융물(P)이 스프래쉬 카바(230)의 특정 부위에만 집중적으로 부딪치는 것을 본 발명에 갖춰진 마모방지 카바(10)들을 이용하여 열적,물리적 충격을 효과적으로 제어함으로서 통카바(223)의 스프래쉬 카바(230)의 특정부위를 보호할 수 있는 것이다.

또한, 본 발명에서는 출선 말기의 공취작업시, 고온의 열풍과 용융물(P)이 스프래쉬 카바(230)에 충돌되지 않고, 그 용융물(P)의 유로가 상부에서 하부로 방향이 바뀌기 때문에, 출선구(212)에서 용융물(P)이 분출하게 되면 출선구(212)에서 멀어질수록 용융물(P)의 폭이 넓어지게 되는 것을 방지하여 용융물(P)의 대부분이 아치형 하부면(15a)에 의해서 모아져서 대탕도(220)의 하부쪽으로 방향이 바뀌는 것이다. 따라서, 스프레쉬 카바(230)의 수명을 크게 증대시키고, 동시에 그 후단부에 있는 고정카바(240)의 수명 증대가 가능하다. 따라서, 스프래쉬 카바(230)의 용손에 관련된 정비작업이 크게 축소되고, 마모방지 카바(10)의 국부적인 마모시에는 해당 부분만의 교체가 손쉽게 이루어질 수 있음으로서 정비 작업을 크게 축소하여 생산비용의 절감이 가능한 것이다.

Claims (3)

1. 용광로(200)의 용융물(P)이 흘러가는 대탕도 통카바(223)의 내화물 손상을 최소화하기 위한 장치에 있어서,

   용광로(200)측에 인접한 스프래쉬 카바(230)의 중앙 상면에는 긴 홈(5)을 형성하고, 상기 긴 홈(5)에는 각각 철피로 이루어진 마모방지 카바(10)의 몸체(12) 상단이 다수개 일렬을 이루면서 끼워지며, 상기 몸체(12)의 하부측으로는 내화물(15)이 부착되어 각각 그 하부면이 아치형 곡면을 이룸으로써 용광로(200)의 출선구(212)로 부터 배출되는 용융물(P)과 고압의 공기가 상기 내화물(15)의 하부면에 충돌하여 스프래쉬 커버(230)측으로 부터 하향으로 반사되어짐으로써 스프래쉬 카바(230)의 손상을 방지하도록 구성됨을 특징으로 하는 용광로 대탕도의 스프래쉬 카바 손상방지장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 마모방지 카바(10)들은 몸체(12)의 중간부분에서 상단의 "T"자형의 구조와의 사이에 직경이 축소된 오목부(17)를 형성하고, 이러한 오목부(17)를 통하여 스프래쉬 카바(230)의 홈(5)에 끼워지는 것임을 특징으로 하는 용광로 대탕도의 스프래쉬 카바 손상방지장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 마모방지 카바(10)는 몸체(12)가 외부로 부터 전달되는 충격에 견디도록 철로 제작되고, 몸체(12)의 하부면에는 고온에 견디도록 고급 정형내화물(15)이 부착되며, 상기 내화물(15)층의 하부면은 아치형을 이루는 것임을 특징으로 하는 용광로 대탕도의 스프래쉬 카바 손상방지장치.