KR20040054241A

KR20040054241A - 용강 비금속 개재물 부상 촉진장치

Info

Publication number: KR20040054241A
Application number: KR1020020081080A
Authority: KR
Inventors: 조기호; 엄태구
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2002-12-18
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2004-06-25
Also published as: KR100880579B1

Abstract

본 발명은 용강에 함유되어 있는 비금속 개재물의 부상을 촉진하는 장치에 관한 것으로, 고열의 용강에 침적되어도 용융되지 않는 전도체인 탄소를 주성분으로 하며 원통형의 내부가 비어 있고 다수의 미세공이 천공된 탄소전극봉과; 상기 탄소전극봉에 삽입되고 밸브에 의해 질소공급을 단속시킬 수 있도록 구비된 질소관과; 상기 탄소전극봉을 절연지지하면서 승하강가능하게 고정하는 행거와; 상기 행거의 일단에 고정되고 유압발생기에 의해 승하강제어되는 유압실린더를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 용강을 강제 교반하여 용강속의 비금속 개재물 부상을 촉진함으로써 단시간에 비금속 개재물을 완전히 제거하여 냉연제품의 품질을 확보하고, 2차 정련후 주입 개시까지 정치시간을 단축하여 생산량 증대의 저해요인을 제거하며, 정치시간을 확보하기 위한 선출강, 고온출강의 방지로 전로 내화물 수명연장등 생산성 향상과 주조시 용강 실수율 향상으로 연주 대형지금의 발생을 방지하는 등의 효과를 제공한다.

Description

용강 비금속 개재물 부상 촉진장치{DEVICE FOR IMPROVING SLAG FLOATING IN HOT METAL}

본 발명은 용강에 함유되어 있는 비금속 개재물의 부상을 촉진하는 장치에 관한 것으로, 특히 용강 래들이 연속주조기에 상가되면 2차 정련설비(RH,LF)에서 처리완료후 예상주입개시 시간까지의 정치시간과 표준 정치시간을 비교하여 정치시간이 부족하면 용강 비금속 개재물 부상 촉진작업을 수행하여 선출강으로 인한 공정대기로 인해 하락한 용강온도를 승온할 수 있는 용강 비금속 개재물 부상 촉진장치에 관한 것이다.

일반적으로, 용선을 전로에 장입하여 취련을 완료하면 용강을 래들에 출강하여 다음 공정인 2차 정련설비(RH,LF)로 운송되고, 정련작업이 완료되면 용강기중기로 래들을 권상하여 연속주조기에 상가(위에 앉힘)한 후 주조작업을 수행하게 된다.

이때, 도 1에 도시된 바와같이 2차 정련설비에서 정련된 용강(2)이 주입개시 시간까지 충분한 정치시간을 확보하지 못하면 용강속의 비금속 개재물(4)이 부상하여 탕면 슬래그(3)로 분리 응고되지 못한 상태에서 주조작업을 개시하게 된다.

따라서, 제강공정에서는 용강(2)과 비금속 개재물(4)의 비중차에 의한 용강 비금속 개재물(4)의 부상시간을 확보하기 위하여 정치시간을 평균 23분으로 확보하고 있으나 더욱 좋은 냉연제품의 품질을 확보하기 위하여 정치시간을 30분 이상으로 확보하기 위하여 노력중이다.

그러나, 생산량을 증대하려면 정치시간을 최소화할 수 밖에 없어 냉연품질의 저하의 원인이 되고, 고급 냉연제품 생산을 위하여 충분한 정치시간을 확보하려면 생산량을 감산할 수 밖에 없는 상황이므로 냉연품질 확보와 생산량 증대의 두가지 조건을 동시에 만족할 수 없는 어려움이 있다.

따라서, 정치시간을 조금이라도 더 확보하기 위하여 전로에서는 종점온도를 높게 유지하여 선출강 함으로써 전로 내화물의 수명단축 등 생산원가 상승요인과 설비고장 등 돌발상황 발생시 신속한 강종 및 향선의 변경이 어려워 출강된 용강의 사처리량이 증가하고 전로 재장입량 증가의 원인이 된다.

특히, 도 2에 도시된 바와같이 용강속의 비금속 개재물(4)이 완전히 부상하지 못한 상태에서 주조가 계속되면 주조 말기의 와류현상으로 용강 비금속 개재물(4)이 턴디시(6)로 조기에 출강되고 이를 감지한 센서가 슬라이딩노즐(미도시)을 자동으로 차단하여 주조가 중단되게 되어 잔탕의 대량발생으로 인한 용강 실수율이 하락하고, 연주 괴지금 발생에 따른 지금 재처리 비용이 상승하는 등의 문제점이 유발되었다.

여기에서, 도면중 미설명 부호 '1'은 래들이다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 용강이 2차 정련후 연속주조기에 상가되면 표준 정치시간과 실제 정치시간을 비교 분석하여 정치시간이 부족하면 용강속에 비금속 개재물이 함유되어 있으므로 탄소전극봉을 용강에 삽입하고 다수의 미세공으로 고압의 질소를 주입하여 용강을 교반함으로써 용강속의 비금속 개재물의 부상을 촉진하고, 또한 주조에 필요한 표준 용강온도와 실제 용강온도를 비교 분석하여 필요시 용강온도를 주조와 동시에 보정함으로써 냉연제품의 품질을 확보할 수 있도록 한 용강 비금속 개재물 부상 촉진장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 용강속에 비금속 개재물이 함유된 상태의 주조 초기를 도시한 정면도,

도 2는 종래 용강속에 비금속 개재물이 함유된 상태의 주조 말기를 도시한 정면도,

도 3은 본 발명에 따른 용강 비금속 개재물 부상 촉진장치를 나타낸 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 용강 비금속 개재물 부상 촉진장치중 탄소전극봉을 보인 상세 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 용강 비금속 개재물 부상 촉진장치의 요부 확대도,

도 6 내지 도 8은 본 발명 촉진장치의 사용상태도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1....래들 2....용강

3....슬래그 4....비금속 개재물

111....탄소전극봉 112....전원케이블

113....차단기 116....온도측정기

122....미세공 133....체인

221....질소관 224....밸브

331....행거 332....절연애자

334....분동 441....유압발생기

442....유압실린더 443....로드

본 발명의 상기한 목적은, 고열의 용강에 침적되어도 용융되지 않는 전도체인 탄소를 주성분으로 하며 원통형의 내부가 비어 있고 다수의 미세공이 천공된 탄소전극봉과; 상기 탄소전극봉에 삽입되고 밸브에 의해 질소공급을 단속시킬 수 있도록 구비된 질소관과; 상기 탄소전극봉을 절연지지하면서 승하강가능하게 고정하는 행거와; 상기 행거의 일단에 고정되고 유압발생기에 의해 승하강제어되는 유압실린더를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용강 비금속 개재물 부상 촉진장치를 제공함에 의해 달성된다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 3에서와 같이, 본 발명 촉진장치는 원통형으로 내부에는 질소관(221)이 내장되고, 다수의 미세공(122)이 가공되어 용강에 삽입되는 주성분이 탄소(C)인 탄소전극봉부(100)와; 고압의 질소탱크와 탄소전극봉(111)의 질소관(221)을 연결하는 질소공급관부(200)와; 유압실린더(442)의 동작에 따라 탄소전극봉(111)을 상하로 이동하는 행거장치부(300)와; 유압실린더(442)를 작동하는 유압장치부(400)로 구성된다.

탄소전극봉부(100)는 도 4에 도시된 바와같이, 고열의 용강에 침전되어도 용융되지 않는 전도체인 탄소를 주성분으로 하는 원통형의 봉으로 된 탄소전극봉(111)이 구비되고, 그 내부에는 질소관(221)이 삽입되며, 그 표면에는 다수의 미세공(122)이 천공되고, 여기에는 고압의 전원을 단속할 수 있는 차단기(도 3의 '113')가 구비된 전원케이블(112)이 연결되며, 상기 전원케이블(112)은 고정대에 고정되고, 또한 용강의 온도를 측정하는 온도측정기(116)가 구비된 구조이다.

아울러, 상기 탄소전극봉(111)은 절연애자(332)에 의해 행거(331)상에 고정되고, 또한 체인(133)에 의해 상기 행거(331)에 연결고정된 보온커버(135)를 관통하여 배설된다.

질소공급관부(200)는 도 5에 도시된 바와 같이, 탄소전극봉(111) 내부에 삽입되어 질소(N₂)는 유출되지만 용강은 유입될 수 없는 구조의 미세공(122)과 연통가능하게 배관되는 질소관(221)의 상단에 구부러짐이 자유롭고 내구성이 있는 플렉시블호스(223)가 연결되고, 상기 질소관(221)의 길이 일부에는 질소의 공급을 조절할 수 있는 밸브(224)가 설치된 구조이다.

행거장치부(300)는 도 3 및 도 5에서와 같이, 탄소전극봉(111)의 상단에 절연애자(332)를 삽입하여 이를 고정하면서 승하강가능한 행거(331)와, 상기 탄소전극봉(111)의 출입을 유도하면서 용강의 열방산을 방지하기 위해 덮개로 설치되는 보온커버(135)와 이를 행거(331)에 연결하는 체인(133)의 무게에 의한 쏠림을 방지하여 균형을 유지하도록 행거(331)의 후단에 구비되는 분동(334)으로 구성된다.

유압장치부(400)는 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 오일의 압력으로 유압을 발생하는 유압발생기(441)와, 그 압력으로 로드(443)를 승하강시켜 탄소전극봉(111)을 권상,권하하는 유압실린더(442)로 구성되고, 상기 로드(443)의 상단은 상기 행거(331)의 분동(334) 근처 단부에 직교되게 볼트 체결된 구조이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동관계는 다음과 같다.

도 6 내지 도 8을 참고하면, 2차 정련 완료후 용강 기중기에 의해 용강(2)이 수재된 래들(1)이 연속주조기에 상가되면 유압발생기(441)를 작동하여 탄소전극봉(111)과 보온커버(135)를 하강하고 다음 4가지의 조건중 최적의 방법 1가지를 조업방법으로 선택하여 주조를 개시한다.

조업조건1, 연속주조기에 상가된 용강(2)의 예상 주입개시 시간까지의 정치시간과 설정된 표준 정치시간을 비교하였을 때 정치시간이 충분하고, 용강(2)의 온도측정기(116)로 측정한 용강온도와 설정된 표준 용강온도를 비교하였을 때 용강온도가 주조에 필요한 온도이상이면 본 발명 용강 비금속 개재물 부상 촉진장치를 가동하지 않고 기존의 작업방법과 같이 주조작업을 수행한다.

조업조건2, 연속주조기에 상가된 용강(2)의 예상 주입개시 시간까지의 정치시간과 설정된 표준 정치시간을 비교하였을 때 정치시간이 부족하면, 유압발생기(441)를 작동하여 탄소전극봉(111)을 용강(2)에 침적하고 질소 밸브(221)를 열어 불활성가스인 질소(N₂)가 플렉시블호스(223)와 질소관(221)를 통하여 공급된 후 미세공(122)에 의해 용강(2)속으로 분출되어 용강(2)이 교반되면서 용강(2)속에 함유되어 있는 비금속 개재물(4)이 부상하여 용강(2) 상부의 슬래그(3)에 흡착되도록 본 발명 비금속 개재물 부상 촉진장치를 가동하여 용강(2)속의 비금속 개재물(4)을 완전히 제거한 후 온도측정기(116)로 측정한 용강온도와 설정된 표준 용강온도를 비교하였을 때 용강온도가 주조에 필요한 온도이상이면 주조작업을 수행한다.

조업조건3, 연속주조기에 상가된 용강(2)의 예상 주입개시 시간까지의 정치시간과 설정된 표준 정치시간을 비교하였을 때 정치시간은 충분하지만 측정한 용강온도가 설정된 표준 용강온도를 비교하였을 때 용강온도가 낮으면, 유압발생기(441)를 작동하여 탄소전극봉(111)을 용강(2)에 침적하고 차단기(113)를 올려 탄소전극봉(111)에 전원을 투입하여 각 탄소전극봉(111) 간에 아크를 발생함으로써 용강(2)의 온도를 설정된 표준 용강온도까지 승온한 뒤 주조작업을 수행한다.

조업조건4, 연속주조기에 상가된 용강(2)의 예상 주입개시 시간까지의 정치시간과 설정된 표준 정치시간을 비교하였을 때 정치시간이 부족하고, 용강 온도측정기(116)로 측정한 용강온도가 설정된 표준 용강온도를 비교하였을 때 용강온도가낮으면, 유압발생기(441)를 작동하여 탄소전극봉(111)을 용강(2)에 침적하고 질소 밸브(221)를 열어 불활성가스인 질소(N₂)가 플렉시블호스(223)와 질소관(221)를 통하여 미세공(122)을 통해 용강(2)속에 분출되고 이와 동시에 차단기(113)를 올려 탄소전극봉(111)에 전원을 투입하면 각 탄소전극봉(111) 간에 아크를 발생함으로써 용강이 교반되면서 용강(2) 속에 함유되어 있는 비금속 개재물(4)이 부상하여 용강(2) 상부의 슬래그(3)에 흡착되고 용강(2)의 온도를 설정된 표준 용강온도까지 승온되도록 본 발명 비금속 개재물 부상 촉진장치를 가동하여 용강속의 비금속 개재물(4)을 완전히 제거하고 승온 후 주조작업을 수행한다.

이러한 조건중 어느 하나의 과정을 통해 주조작업이 진행되어 용강(2)이 탄소전극봉(111) 아래로 내려가면 유압발생기(441)를 작동하여 유압실린더(442)를 제어함으로써 탄소전극봉(111)을 보온커버(135)까지 상승시키고, 주조가 완료되면 유압발생기(441)를 다시 작동하여 탄소전극봉(111)과 보온커버(135)를 용강 래들(1)로부터 이격시켜 연속주조기가 회전하는데 방해가 되지 않도록 하고 다음 용강 래들이 주조위치로 오면 다시 유압발생기(441)를 작동하여 탄소전극봉(111)과 보온커버(135)를 하강시켜 상기 작업을 반복하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 용강을 강제 교반하여 용강속의 비금속 개재물 부상을 촉진함으로써 단시간에 비금속 개재물을 완전히 제거하여 냉연제품의 품질을 확보하고, 2차 정련후 주입 개시까지 정치시간을 단축하여 생산량 증대의 저해요인을 제거하며, 정치시간을 확보하기 위한 선출강, 고온출강의 방지로 전로 내화물 수명연장등 생산성 향상과 주조시 용강 실수율 향상으로 연주 대형지금의 발생을 방지하는 등의 효과를 제공한다.

Claims

고열의 용강(2)에 침적되어도 용융되지 않는 전도체인 탄소를 주성분으로 하며 원통형의 내부가 비어 있고 다수의 미세공(122)이 천공된 탄소전극봉(111)과;

상기 탄소전극봉(111)에 삽입되고 밸브(224)에 의해 질소공급을 단속시킬 수 있도록 구비된 질소관(221)과;

상기 탄소전극봉(111)을 절연지지하면서 승하강가능하게 고정하는 행거(331)와;

상기 행거(331)의 일단에 고정되고 유압발생기(441)에 의해 승하강제어되는 유압실린더(442)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용강 비금속 개재물 부상 촉진장치.
제1항에 있어서,

상기 탄소전극봉(111)으로 전원을 인가하도록 배선된 전원케이블(112)상에는 그 통전상태를 제어할 수 있는 차단기(114)가 부설된 것을 특징으로 하는 용강 비금속 개재물 부상 촉진장치.
제1항에 있어서,

상기 행커(331)의 후단에는 행거(331)의 평형을 유지하기 위한 분동(334)이 분리가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 용강 비금속 개재물 부상 촉진장치.
제1항에 있어서,

상기 행거(331)의 선단에는 상기 탄소전극봉(111)이 관통되고 용강 래들(1)의 상면을 커버하는 보온커버(135)가 체인(133)에 의해 고정설치된 것을 특징으로 하는 용강 비금속 개재물 부상 촉진장치.