KR20040012167A - Lance for converter refining - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전로의 정련공정에서 고압의 산소를 용탕에 분사하여 그 용탕에 존재하는 불순물을 제거할 때에 사용되는 전로 정련용 랜스에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 전로 정련용 랜스 노즐의 내/외측 중앙부에 돌출부 및 홈을 형성시켜 상기 노즐 과열에 따른 그 노즐부 용손으로 펑크(Puncture)가 발생되는 문제점을 해소하고 사용수명을 연장할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a converter refining lance used when the high-pressure oxygen is injected into the molten metal in the refining process of the converter to remove impurities present in the molten metal, and more specifically, the inner / outer side of the converter refining lance nozzle. Protruding portions and grooves are formed in the central portion to solve the problem of puncture caused by the loss of the nozzle portion due to the overheating of the nozzle and to extend the service life.
일반적으로 전로 정련공정에서 사용되는 산소 랜스는 고압의 산소를 전로의 용탕에 분사하여 그 용탕에 존재하는 규소, 망간, 인, 탄소 등을 산화반응에 의해 제거하도록 하는 용도로 사용된다.In general, the oxygen lance used in the converter refining process is used to inject high pressure oxygen into the molten metal of the converter to remove silicon, manganese, phosphorus, carbon, etc. present in the molten metal by oxidation.
상기와 같이 전로의 용탕에 존재하는 불순물을 제거하고자 고압의 산소를 분사하는 산소 취입용 랜스는 사용시 랜스 노즐 중앙부는 산소 홀 간극으로 (-)압이 형성되어 취련 초기에 발생되는 미착화(고철 및 용선내에 산소를 취입시 산소와 용선이 반응하지 않고 고철이 비산되는 현상)발생에 따른 반 용융 지금 및 스피팅(Spitting)에 의한 철립의 비산으로 선단 노즐부위에 침투 또는 부착되고 냉각수 유로 특성상 냉각 능력이 부족하여 랜스 노즐 과열에 따른 노즐부 용손으로 랜스 펑크(Puncture)가 발생되는 문제점이 있다.As described above, when the oxygen blowing lance which injects high pressure oxygen to remove impurities present in the molten metal of the converter is used, the ignition nozzle is formed at the center of the lance nozzle in the oxygen hole gap (-) pressure, so that it is unignited (scrap and When the oxygen is injected into the molten iron, the molten iron does not react with the molten iron and the scrap iron is scattered. There is a problem that the lance puncture (puncture) is generated by the nozzle portion for the lance nozzle overheat due to this lack.
상기와 같은 문제점을 갖는 전로 정련용 랜스는 도 1에 나타낸 바와 같이 3중 관으로 이루어진 몸체(10)와 그 하부에 마련된 노즐(20)로 구분되며, 상기몸체(10)의 내측 중앙에는 산소를 노즐(20)로 공급하는 산소분사구(21)가 형성된 산소공급 관(11)이 설치되어 있다. 그리고 상기 산소공급 관(11)의 외부에는 산소공급 관(11)을 수용하며 그 산소공급 관(11)을 냉각시키도록 냉각수가 공급되는 냉각수피드 관(12)이 설치되고 상기 냉각수피드 관(12)의 외부에는 냉각수피드 관(12)으로 공급되는 냉각수를 리턴시키는 냉각수리턴 관(13)이 설치되어 있다.The converter lance for scouring having the above problems is divided into a body 10 consisting of a triple tube and a nozzle 20 provided at a lower portion thereof, as shown in FIG. 1, and the inner center of the body 10 contains oxygen. The oxygen supply pipe 11 in which the oxygen injection port 21 supplied to the nozzle 20 is formed is provided. In addition, a coolant feed tube 12 is installed outside the oxygen supply tube 11 to receive an oxygen supply tube 11 and to supply coolant to cool the oxygen supply tube 11, and the coolant feed tube 12 is provided. Outside the c), a coolant return pipe 13 for returning the coolant supplied to the coolant feed pipe 12 is provided.
한편 상기 몸체(10)의 하단에 설치되어 산소공급 관(11)으로 공급되는 산소를 전로의 용탕내로 분사하는 노즐(20)은 도 2에 나타낸 바와 같이 다수의 산소분사구(21)가 형성되어 있고 그 산소분사구(21)로 산소가 분사됨으로 인하여 그 주위에는 (+)압이 형성되며 노즐(20)과 노즐(20)의 간극은(-)압이 형성되어 진다.On the other hand, the nozzle 20 which is installed at the lower end of the body 10 and injects oxygen supplied to the oxygen supply pipe 11 into the molten metal of the converter is formed with a plurality of oxygen injection ports 21 as shown in FIG. As oxygen is injected into the oxygen injection port 21, a positive pressure is formed around the oxygen injection port 21, and a gap between the nozzle 20 and the nozzle 20 is formed with a negative pressure.
그리고 상기 노즐(20)에 펑크(22)가 발생되는 현상은 도 3에 나타낸 바와 같이 외부에서 발생되는 현상과 내부에서 발생되는 현상으로 구분할 수 있는데, 상기 외부에서 발생되는 경우는 랜스 상부쪽에서 하부쪽으로 고온의 용융된 슬래그 또는 지금이 흘러 내려와 랜스 중앙부에 부착되어 있다가 지금이 낙하될 때 열 전달이 잘 이루어지지 않는 중앙부의 랜스 노즐을 침식시키기 때문이고, 내부에서 발생되는 경우는 랜스 속에 흐르는 냉각수가 급수에서 배수로 이동시 중앙 선단부 쪽은 냉각수의 정체 구간이 형성되어 냉각수가 잘 흐르지 않게 된다. 따라서 정체된 냉각수의 경우 온도가 상승되고 중앙 선단부의 노즐 입자가 미세화 되면서 마모가 심하게 되어 결국에는 펑크가 발생되는 것이다.And the phenomenon in which the puncture 22 is generated in the nozzle 20 can be divided into a phenomenon occurring in the outside and a phenomenon occurring in the inside, as shown in Figure 3, when the outside occurs from the upper side to the lower side of the lance This is because hot molten slag or now flows down and attaches to the center of the lance and erodes the lance nozzle in the middle where heat transfer is poor when the current falls. When moving from the water supply to the drainage, the stagnant section of the coolant is formed on the central tip side, so that the coolant does not flow well. Therefore, in the case of stagnant cooling water, the temperature is increased and the nozzle particles at the center tip become finer, and wear is severe, resulting in a puncture.
그러나 노즐의 선단 중앙부의 경우 (-)압이 형성 최 정점 및 정체 구역으로 적열 철립의 존재 빈도(시간)가 높고 냉각수 유로 특성상 중앙부 내부는 트러블랜스(Turbulance) 형성으로 냉각 능 저하로 인하여 철립이나 슬래그의 부착이 용이하며 부착된 철립이나 슬래그는 냉각 능이 약한 중앙부를 심하게 용손 시키며 내부의 중앙부는 상부로부터 낙하되는 냉각수의 수압으로 인하여 마모됨으로 선단 노즐부가 상하로 침식됨으로 가장 많이 펑크가 발생되고 있어 랜스 조기 교체로 인한 노즐 사용량 증가 및 노즐 교체로 인한 생산 장애와 노즐 펑크로 인한 용강의 폭발로 대형 사고를 배재 할 수 없는 불안한 조업을 진행하고 있었다.However, in the case of the center of the tip of the nozzle, the negative pressure is formed at the peak and stagnation zone, and the frequency of the presence of the glowing iron granules is high (time). It is easy to attach and the attached steel grain or slag is severely damaged by the weak cooling ability, and the inner center part is worn out by the water pressure of the coolant falling from the upper part, so the top nozzle part is eroded up and down. Increasing nozzle usage due to replacement, production failures due to nozzle replacement, and explosion of molten steel due to nozzle punctures led to unstable operations that could not exclude large accidents.
또한 종래의 전로 정련용 랜스 노즐은 그 노즐의 수명을 연장하기 위하여 세라믹노즐을 설치한 일본 실개소63-69152호 또는 일본 특개소63-206420호가 있고, 도 4에 나타낸 바와 같은 일본 특개평8-239712호가 제공되어 있다.Conventional converter lance nozzles include Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-69152 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-206420 provided with a ceramic nozzle in order to prolong the life of the nozzle. 239712 is provided.
상기 일본 특개평8-239712호의 구성을 보면 3중관 구조를 갖는 전로취련용 랜즈 노즐에 있어서, 열 전도성을 갖고, 또한 내열 내마모성이 우수한 Cu-WC 합금으로 된 슬리브(S)를 산소분사구(H) 내부에 설치하여 된 것인 바, 이는 산소분사구(H)를 보호할 수 있는 장점은 있으나 노즐(N) 모재를 보호할 수 없는 문제점이 있어 펑크발생을 방지하지 못하는 문제점이 있다.According to the structure of Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 8-239712, in the converter nozzle for the blowdown blower having a triple tube structure, the sleeve (S) made of Cu-WC alloy having thermal conductivity and excellent heat resistance and abrasion resistance is selected from the oxygen injection port (H). The bar is installed inside, there is an advantage to protect the oxygen injection port (H), but there is a problem that can not protect the nozzle (N) base material, there is a problem that can not prevent puncture occurrence.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 고철 및 용선내에 산소를 취입시 산소와 용선이 반응하지 않고 고철이 비산되는 현상의 미착화 발생 및 스피팅 등 외적 조업 조건의 변동을 최대한 흡수할 수 있는 노즐의 개발하여 랜스 노즐부 펑크를 방지할 수 있는 전로 정련용 랜스를 제공함에 있다.The present invention has been invented to solve this problem in view of the above problems, the purpose of the external operation such as the occurrence of unignition and spitting of the phenomenon that the scrap iron is not reacted when oxygen and molten iron is not reacted when the oxygen is injected into the scrap iron and molten iron The present invention aims to provide a converter refining lance that can prevent the puncture of the lance nozzle part by developing a nozzle that can absorb the fluctuation of the condition to the maximum.
또한 본 발명은 노즐 내부에 돌출부를 형성시키고 그와 대향하는 외부에 홈을 형성시키며 냉각수 유로를 라발형으로 함으로 인하여 냉각수 중앙부을 급속 냉각시키고 외부 중앙부를 함몰형으로 하여 구성됨을 특징으로 한다.In another aspect, the present invention is characterized in that the protrusion is formed in the nozzle and the groove is formed on the outside facing the nozzle, and the coolant flow path is formed in the Laval form, thereby rapidly cooling the coolant center part and recessing the outer center part.
도 1은 일반적으로 사용되는 전로 정련용 랜스의 종단면도,1 is a longitudinal cross-sectional view of a converter lance used in general,
도 2는 일반적으로 사용되는 전로 정련용 랜스의 횡단면도,2 is a cross-sectional view of a converter lance used in general,
도 3은 전로 정련용 랜스 노즐에 펑크가 발생한 상태의 단면도,3 is a cross-sectional view of a state in which puncture occurs in the converter lance nozzle,
도 4는 종래의 전로 정련용 랜스 종단면도,Figure 4 is a longitudinal cross-sectional view of a conventional converter refining lance,
도 5는 본 발명에 따른 전로 정련용 랜스 종단면도,5 is a longitudinal cross-sectional view of the converter lance lance in accordance with the present invention;
도 6의 a∼e는 본 발명에 따른 전로 정련용 랜스 노즐에 설치되는 돌출부의 형상도,6A to 6E are shape views of protrusions provided in converter lance nozzles according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 전로 정련용 랜스 노즐에 돌출부와 홈이 형성된 상태의 발췌도.Figure 7 is an excerpt of the projection and groove formed in the converter lance nozzle according to the present invention.
※도면의 주요부분에 대한 부호 설명※※ Explanation of symbols on main parts of drawing ※
10 : 몸체 11 : 산소공급 관10: body 11: oxygen supply pipe
12 : 냉각수피드 관 13 : 냉각수리턴 관12: coolant feed tube 13: coolant return tube
20 : 노즐 21 : 산소분사구20: nozzle 21: oxygen injection port
22 : 돌출부 23 : 홈22: protrusion 23: groove
L : 랜스 W : 돌출부의 폭L: Lance W: Width of protrusion
W' : 홈의 폭 T : 노즐 전체의 폭W ': Width of groove T: Width of whole nozzle
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 하부에 위치하며 산소분사구(33)가 형성된 노즐(30)과, 그 노즐(30)의 상부에 연이어서 형성되고 내부에서부터 외부로 순차적으로 산소공급 관(41)과 그 산소공급 관을 감싸는 냉각수피드 관(42)과 그 냉각수피드 관을 감싸는 냉각수리턴 관(43)으로 이루어진 몸체(40)로 구성된 전로 정련용 랜스에 있어서,The configuration of the present invention for achieving the above object is located in the lower portion of the nozzle 30, the oxygen injection port 33 is formed, and is formed in succession to the upper portion of the nozzle 30 and the oxygen supply pipe sequentially from the inside ( 41) and a coolant feed tube (42) surrounding the oxygen supply pipe and a body (40) consisting of a coolant return tube (43) surrounding the coolant feed tube.
상기 전로 정련용 랜스의 하부에 위치하는 노즐(30) 내측 중앙부에는 돌출부(31)가 형성되고, 그 돌출부와 대향하는 노즐의 외측에는 소정 깊이의 홈(32)을 형성시켜 된 것이다.The protrusion 31 is formed in the inner center part of the nozzle 30 located below the converter lance, and the groove 32 of predetermined depth is formed in the outer side of the nozzle which opposes the protrusion.
그리고, 상기 전로 정련용 랜스 노즐의 내/외측에 형성된 돌출부 및 홈의 폭(W,W')은 전로 정련용 랜스 노즐 폭(T)의 1/4~1/3 이고, 상기 전로 정련용 랜스 노즐의 내/외측에 형성된 돌출부 및 홈의 형상은 반원형, 반 타원형, 원뿔형, 3각 이상의 각형 중 어느 하나 이다.The widths W and W 'of the protrusions and the grooves formed on the inner and outer sides of the converter refining lance nozzle are 1/4 to 1/3 of the width of the converter refining lance nozzle, and the converter refining lance The protrusions and grooves formed on the inside / outside of the nozzle are any one of a semicircular shape, a semi-elliptical shape, a conical shape, and a triangular shape.
이하 본 발명의 전로 정련용 랜스를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the converter lance for scouring of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
상기 산소공급 관(41)은 이미 준비된 산소공급기(도면 미도시)로부터 산소가 공급되어 산소분사구(33)를 통하여 전로의 용강에 산소를 고압으로 공급해주는 역할을 한다. 그리고 상기 냉각수피드 관(42)은 랜스를 냉각시키기 위하여 공급되는 냉각수가 진행하는 관이며, 냉각수피드 관(43)은 랜스를 냉각시킨 냉각수를 빼내는 관(43)이다. 따라서 상기 랜스를 사용할 때는 냉각수가 냉각수피드 관(42) 및 냉각수리턴 관(43) 계속적으로 진행하며 냉갓시킨다.The oxygen supply pipe 41 serves to supply oxygen at a high pressure to the molten steel of the converter through the oxygen injection port 33 by supplying oxygen from an already prepared oxygen supplier (not shown). The coolant feed tube 42 is a tube through which coolant is supplied to cool the lance, and the coolant feed tube 43 is a tube 43 for extracting the coolant having cooled the lance. Therefore, when the lance is used, the coolant is continuously cooled while the coolant feed pipe 42 and the coolant return pipe 43 continue.
그리고, 상기 노즐(30) 내부 중앙부에 돌출부(31)를 형성시키는 이유는 냉각 능을 향상시키기 위함이고, 상기 돌출부(31)의 두께 즉 폭(W)은 노즐(30) 전체 폭(T)의 1/4~1/3사이로 형성시키고, 노즐(30) 외부 중앙부에 형성되는 홈(32) 역시도 상기 돌출부(31)와 마찬가지로 폭(W')을 전체 폭(T)의 1/4~1/3사이로 형성시킨다. 또한 상기 돌출부(31)와 홈(32)의 형태는 반원형, 반 타원형, 원뿔형, 3각 이상의 각형 중 어느 하나를 선택하여 설치 사용하면 되고, 그들의 돌출부는 중앙부를 직각으로 절단했을 때 동일한 형상을 갖도록 형성시켰다.In addition, the reason why the protrusions 31 are formed in the inner center portion of the nozzle 30 is to improve cooling ability, and the thickness, that is, the width W of the protrusions 31 is equal to the overall width T of the nozzle 30. The groove 32, which is formed between 1/4 and 1/3, and is formed in the outer center portion of the nozzle 30, also has a width W 'similar to the protrusion 31, and has a width W' of 1/4 to 1/3 of the entire width T. Form between 3 In addition, the protrusions 31 and the grooves 32 may be formed by selecting any one of a semi-circle, a semi-ellipse, a cone, and a three-corner shape, so that the protrusions have the same shape when the center portion is cut at right angles. Formed.
상기 돌출부(31)의 폭(W)을 노즐(30) 전체의 폭(T)의 1/4~1/3으로 규제하는 이유는 1/4이하에서는 냉각 능이 종래와 비슷하고 1/3보다 크면 돌출부의 냉각 능은 크나 본래 목적인 외부 선단 중앙부의 노즐의 냉각 능은 종래보다 떨어지는 문제점이 있다.The reason why the width W of the protruding portion 31 is regulated to 1/4 to 1/3 of the width T of the entire nozzle 30 is less than 1/4 if the cooling capacity is similar to that of the conventional art and is larger than 1/3. The cooling ability of the protrusion is great, but the cooling ability of the nozzle of the center portion of the outer tip, which is the original purpose, is inferior to the conventional art.
그리고 상기 노즐 외부 중앙부에 홈(32)이 형성됨은 산소분사구(33)의 간극에 부착된 철립 및 지금이 중앙 센터부에 열 전달을 시키지 못하고 바로 떨어져 나갈 수 있도록 공간을 주어 상기 철립 및 비산이 붙어도 내부에 피막이 형성됨으로 재차 부착 방지 및 용손 진행의 지연 및 혹은 중단시킨다.And the groove 32 is formed in the outer center of the nozzle is the iron granules attached to the gap of the oxygen injection port 33 and even if the iron granules and scattering is attached to give a space so that they can go away immediately without heat transfer to the central center portion Since the film is formed inside, it prevents adhesion again and delays or stops the process of melting.
이하 본 발명의 전로 정련용 랜스를 실시 예를 들어 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the converter lance for scouring of the present invention will be described with reference to Examples.
(실시 예)(Example)
100Ton 전로에서 3공 노즐에 실험을 통하여 본 결과 냉각수 압력16kg/m3와 유량 160Ton으로 공급하여 노즐 선단중앙부 냉각을 조사한 결과 하기 표 1과 같이 종래 대비 매우 양호한 실적을 나타내었다.As a result of the experiment on the three-hole nozzle in the 100Ton converter, the cooling water pressure was supplied at 16kg / m 3 and the flow rate at 160Ton.
또한 비교 예와 본 발명은 실제적으로 적용하여 본 결과 랜스 수명이 크게 향상되었음을 알 수 있었으며 침식된 후 노즐 두께가 양호함을 하기 표 2에서와 같이 알 수 있었다.In addition, the comparative example and the present invention were found to be a significant improvement in the lance life as a result of practical application and it was found that the nozzle thickness is good after erosion as shown in Table 2 below.
이상과 같은 본 발명은 노즐의 내부 및 외부에 각각의 돌출부 및 홈을 형성시킴으로서 노즐의 펑크가 방지되어 사용수명을 연장함은 물론, 상기 노즐 중앙부펑크 방지로 인하여 용강내 냉각수의 유입을 차단함으로 폭발의 위험성을 배재시킬 수 있는 효과가 있고, 또한 노즐의 펑크로 노즐의 교체로 인한 작업시간을 대폭 감소함으로 인하여 품질 향상은 물론 생산량 증대를 꾀할 수 있는 효과가 있다.The present invention as described above, by forming the protrusions and grooves in the inside and outside of the nozzle to prevent puncture of the nozzle to extend the service life, as well as to prevent the inflow of the coolant in the molten steel due to the prevention of the nozzle central puncture explosion There is an effect that can exclude the risk of, and also due to the drastically reduced work time due to the replacement of the nozzle to the puncture of the nozzle has the effect of improving the quality as well as the yield.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |