KR20060028531A - A nozzle for making iron or making steel - Google Patents
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Abstract
본 발명은 노즐의 단부 구조를 개선하여 수명을 향상시킬 수 있는 노즐에 관한 것이다. 이를 위하여 본 발명의 노즐은 용철 제조 또는 용강 제조에 사용하는 노즐(nozzle)로서, 상기 용철 또는 상기 용강에 접촉하는 본체, 상기 본체의 단부에 부착된 팁 부재, 및 상기 팁 부재를 원주 방향으로 둘러싸면서 부착된 커버부재를 포함한다. The present invention relates to a nozzle that can improve the end structure of the nozzle to improve the life. To this end, the nozzle of the present invention is a nozzle used for manufacturing molten iron or molten steel, and includes a main body in contact with the molten iron or the molten steel, a tip member attached to an end of the main body, and the tip member in a circumferential direction. And a cover member attached thereto.
노즐, 제철, 제강, 부정형 내화물, 내열강 Nozzle, Steelmaking, Steelmaking, Amorphous Refractory, Heat Resistant Steel
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제철 제강용 노즐의 단면도이다. 1 is a cross-sectional view of a steelmaking nozzle according to an embodiment of the present invention.
도 2는 종래 기술에 의한 풍구의 단면도이다. 2 is a cross-sectional view of the tuyere according to the prior art.
본 발명은 제철 제강용 노즐에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 노즐의 단부 구조를 개선하여 수명을 향상시킬 수 있는 노즐에 관한 것이다. The present invention relates to a steelmaking nozzle, and more particularly, to a nozzle that can improve the end structure of the nozzle to improve the life.
철강산업은 자동차, 조건, 가전, 건설 등의 전체 산업에 기초 소재를 공급하는 핵심기간산업이다. 철강을 제조하기 위하여 다양한 제철 공정과 제강 공정이 연구 및 개발되고 있다. The steel industry is a key industry that supplies basic materials to the entire industry, including automotive, condition, home appliances, and construction. Various steel making processes and steel making processes are researched and developed to manufacture steel.
제철 공정은 일반적으로 철광석 등을 포함하는 재료를 용광로 내에 장입하고 풍구를 통해 열풍을 주입함으로써 선철을 제조한다. 제철 공정의 대표적인 공법은 용광로 공법이나, 용광로 공법의 원류 수급 및 환경 오염의 문제를 해결하기 위해 코렉스(COREX) 공법과 파이넥스(FINEX) 공법에 대한 연구 및 상업화가 활발하게 진행되고 있다. The iron making process generally manufactures pig iron by charging a material containing iron ore into a blast furnace and injecting hot air through a tuyere. Representative methods of the steelmaking process are the blast furnace method, but research and commercialization of the COREX method and the FINEX method are actively progressing to solve the problems of supply and demand and environmental pollution of the furnace method.
제강 공정은 철에 함유된 탄소와 기타 불순물을 제거하여 강을 제거하는 것 으로, 용선예비처리, 전로제강, 2차 정련 공정으로 이루어진다. 여기서 전로제강 공정은 제강로에 용선 등의 원료를 장입하고 산소 기체를 불어넣음으로써 탄소를 제거하는 공정이다. The steelmaking process removes steel by removing carbon and other impurities contained in iron, which is composed of molten iron preliminary treatment, converter steelmaking, and secondary refining. The converter steelmaking process is a process of removing carbon by charging raw materials, such as molten iron, and blowing oxygen gas into a steelmaking furnace.
이와 같이 제철 공정과 제강 공정에서는 제철, 제강을 위해 일정한 기체가 공급되어야 하는데, 이를 위하여 용광로 또는 제강로 등에는 산소를 함유한 기체 공급부가 존재하여아 한다. 이러한 기체 공급부의 일례로 도 2에는 종래기술에 의한 풍구를 나타난 단면도가 도시되어 있다. As such, in the steelmaking process and the steelmaking process, a certain gas must be supplied for steelmaking and steelmaking. For this purpose, a gas supply part containing oxygen must be present in a furnace or a steelmaking furnace. As an example of such a gas supply unit, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conventional air vent.
도 2에 도시된 바와 같이, 풍구는 기체를 용광로 또는 제강로에 공급하기 위한 관통공(130)이 형성된다. 그리고 풍구에는 풍구를 냉각할 수 있는 냉각부(113, 115)가 형성되어 냉각수가 흐른다. 종래 기술에 의한 풍구는 일반적으로 구리로 형성된다.As shown in Figure 2, the tuyere is formed with a
그런데, 풍구가 구리로 이루어지므로, 용융로 또는 제강로 내부에 위치하는 풍구의 단부가 고온의 용선 또는 용강과 접촉하여 손상될 수 있다. 즉, 용광로 또는 제강로 내부로 불안정하게 기체가 유입될 수 있고, 풍구를 흐르는 냉각수가 용광로 또는 제강로 내부로 유출될 수 있다. 이는 제철 또는 제강 공정의 안정성을 저하시키고, 풍구의 수명을 저감시켜 제철 또는 제강 공정의 생산성과 효율성 등을 저하시키는 문제가 있다. However, since the tuyere is made of copper, the end of the tuyere located inside the melting furnace or the steelmaking furnace may be damaged in contact with the hot molten iron or molten steel. That is, gas may unstablely flow into the furnace or the steelmaking furnace, and cooling water flowing through the tuyere may flow out of the furnace or the steelmaking furnace. This has a problem of lowering the stability of the steelmaking or steelmaking process, reducing the life of the tuyere, thereby lowering the productivity and efficiency of the steelmaking or steelmaking process.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 일본 공개특허 1994-172834호와 일본 공개특허 1989-240608호는 용광로 또는 제강로에 위치하는 단부의 구조를 변형한 풍구에 대하여 개시하고 있다. In order to solve this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1994-172834 and Japanese Patent Laid-Open No. 1989-240608 disclose a tuyere with a modified structure of an end portion located in a blast furnace or a steelmaking furnace.
일본 공개특허 1994-172834호는 풍구의 단부에 세라믹 칩(ceramic chip)을 설치하고 그 위에 주물을 부어 단부에 세라믹-금속 복합재료를 형성시킨 풍구에 대하여 개시하고 있다. 그러나, 이러한 풍구는 제조 단계에서 크랙(crack) 현상이 발생할 수 있어 실효성에 문제가 있다. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1994-172834 discloses a tuyere in which a ceramic chip is installed at an end of a tuyere and a casting is poured thereon to form a ceramic-metal composite material at the end. However, such a tuyere may cause a crack phenomenon in the manufacturing step, there is a problem in effectiveness.
일본 공개특허 1989-240608호는 산화크롬으로 이루어지는 세라믹이 소정의 크기의 링 형태로 풍구의 단부에 장착되는 풍구를 개시하고 있다. 그러나, 이러한 풍구는 작업 공정이 복잡하고, 고가의 세라믹이 필요하므로 경제성이 낮은 문제가 있다. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 1989-240608 discloses a tuyere in which a ceramic made of chromium oxide is mounted at the end of the tuyere in the form of a ring of a predetermined size. However, such a tuyere has a problem of low economic efficiency because the work process is complicated and expensive ceramics are required.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 저렴한 비용으로 제조가 가능하며 수명이 향상되는 제철 제강용 노즐을 제공하는 것이다. The present invention is to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a nozzle for manufacturing steelmaking steel that can be manufactured at a low cost and the life is improved.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 노즐은 용철 제조 또는 용강 제조에 사용하는 노즐(nozzle)로서, 상기 용철 또는 상기 용강에 접촉하는 본체, 상기 본체의 단부에 부착된 팁 부재, 및 상기 팁 부재를 원주 방향으로 둘러싸면서 부착된 커버부재를 포함한다. The nozzle of the present invention for achieving the above object is a nozzle (nozzle) used for manufacturing molten iron or molten steel, a main body in contact with the molten iron or the molten steel, a tip member attached to the end of the main body, and the tip member It includes a cover member attached while surrounding in the circumferential direction.
상기 팁 부재는 알루미나질 부정형 내화물로 이루어질 수 있다. 이 때, 팁 부재는 Al2O3를 주성분으로 하고, SiO2, Fe2O3, CaO 및 MgO 으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다. The tip member may be made of alumina amorphous refractory. In this case, the tip member may include Al 2 O 3 as a main component, and may include at least one or more components selected from the group consisting of SiO 2 , Fe 2 O 3 , CaO, and MgO.
상기 팁 부재는 마그네시아질 부정형 내화물로 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 팁 부재는 MgO를 주성분으로 하고, SiO2, Fe2O3, CaO, MnO 및 Al2 O3 으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나 이상의 성분을 포함할 수 있다. The tip member may be made of magnesia amorphous amorphous refractory. In this case, the tip member may include MgO as a main component, and may include at least one or more components selected from the group consisting of SiO 2 , Fe 2 O 3 , CaO, MnO, and Al 2 O 3 .
상기 커버 부재는 내열강으로 이루어질 수 있다. The cover member may be made of heat resistant steel.
상기 본체의 단부에는 나사형 돌기부가 형성되어 상기 팁 부재가 상기 나사형 돌기부에 결합 부착될 수 있다. A threaded protrusion may be formed at an end of the main body so that the tip member may be attached to the threaded protrusion.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이러한 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. These examples are merely to illustrate the invention, but the invention is not limited thereto.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제철 제강용 노즐의 단면도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제철 제강용 노즐은 본체(10)와 본체의 단부에 형성되는 보호부(20)를 포함한다. 그리고, 제철 제강용 노즐에는 산소 등의 기체를 용융로 또는 제강로에 공급할 수 있는 관통공(30)이 형성된다. 1 is a cross-sectional view of a steelmaking nozzle according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the steelmaking nozzle according to an embodiment of the present invention includes a
본체(10)에는 냉각부(13, 15)가 형성된다. 냉각수는 냉각부(13, 15)를 통해 순화되어 용광로 내부 등 고온에서 사용되는 노즐을 냉각시킨다. 이 때, 냉각부(13, 15)는 본체를 길이방향으로 냉각하는 냉각부(13)과, 본체의 일측 단부를 냉각하는 냉각부(15)를 포함하도록 상호 분리되어 있으므로 노즐 단부 파손시에도 외부로 냉각수가 누출된 위험성이 없다. The
본 실시예에서, 상기 본체(10)의 일측 단부에는 본체의 길이 방향을 따라 돌 출되는 나사형 돌기부(17)가 형성된다. 나사형 돌기부(17)는 본체(10)와 보호부(20)의 결합력을 증대시키는 역할을 한다. 이러한 나사형 돌기부(17)는 상기 본체의 일측 단부를 냉각하는 냉각부(15)에 의해 냉각되어, 용광로 또는 제강로의 고온에 의해 발생할 수 있는 형상 변화가 방지된다. In this embodiment, the one end of the
본체(10)의 일측 단부에는 나사형 돌기부(17)를 감싸면서 보호부(20)가 장착된다. 보호부(20)는 본체의 나사형 돌기부(17)를 둘러싸며 형성되는 팁 부재(21)와, 팁 부재(22)를 원주 방향으로 둘러싸면서 부착되는 커버 부재(22)를 포함한다. 이 때, 제1 부분(21)은 부정형 내화물로 이루어지고 제2 부분(22)은 내열강으로 이루어진다. At one end of the
팁 부재(21)는 내화물로 이루어지므로 노즐의 선단부를 보호하는 역할을 한다. 내화물은 고온에서도 연화 또는 용융되기 어려운 재료이므로, 제철 제강용 노즐의 단부는 고온의 환경에서도 노즐이 손상되는 것을 억제할 수 있다. 이러한 노즐의 일측 단부를 용광로 또는 제강로 내에 설치하여 용선 또는 용강에 노출되어 노즐이 손상되는 것을 방지한다. 따라서, 노즐 파손으로 인하여 노즐 내부의 냉각수가 용광로 또는 제강로 내부로 누출되는 방지하고, 노즐의 수명을 연장시킴으로써 제철 또는 제강 공정의 생산성을 향상시킬 수 있다.Since the
내화물은 물리적 형태에 따라 일정한 형태를 갖는 정형 내화물과, 반죽 또는 혼련 등으로 형상의 변형이 가능한 부정형 내화물로 구분될 수 있는데 본 실시예의 제1 부분(21)은 부정형 내화물로 이루어져 보호부(20)의 형성을 용이하게 한다. The refractory may be classified into a fixed refractory having a certain shape according to the physical form, and an irregular refractory that can be deformed by kneading or kneading. Facilitates the formation of
즉, 노즐의 단부에 제2 부분(22)를 외곽부에 형성하고, 물과 혼합하여 유동 성을 갖는 부정형 내화물을 제2 부분(22) 내부에 부어 넣은 후 양생(養生), 건조하여 제1 부분(21)을 형성한다. That is, the
여기서, 부정형 내화물은 알루미나질 부정형 내화물 또는 마그네시아질 부정형 내화물을 사용한다. 여기서, 알루미나질 내화물은 Al2O3를 주성분으로 하는 내화물을 말하며 SiO2, Fe2O3, CaO, MgO 등을 포함할 수 있다. 그리고, 마그네시아질 내화물은 MgO를 주성분으로 하는 내화물을 말하며 SiO2, Fe2O3, CaO, MnO, Al2O3 등을 포함할 수 있다. 알루미나질 내화물과 마그네시아질 내화물은 융점이 높아 용선에 의한 노즐의 손상을 효과적으로 방지할 수 있고, 가격이 저렴하므로 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다. Here, the amorphous refractory uses alumina amorphous refractory or magnesia amorphous refractory. Here, the alumina refractory refers to a refractory mainly composed of Al 2 O 3 and may include SiO 2 , Fe 2 O 3 , CaO, MgO, or the like. In addition, the magnesia refractory refers to a refractory mainly composed of MgO, and may include SiO 2 , Fe 2 O 3 , CaO, MnO, Al 2 O 3, or the like. Alumina refractory and magnesia refractory can have a high melting point to effectively prevent damage to the nozzle due to the molten iron, and the price is low, thereby increasing the productivity.
이하에서는 실험예를 통하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명한다. 이러한 실험예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail through experimental examples. These experimental examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited thereto.
본 발명에 따라 제작한 노즐과 종래의 기술에 따른 방법으로 제작한 노즐을다음과 같은 방법으로 실험하였다. The nozzle manufactured according to the present invention and the nozzle manufactured by the method according to the prior art were tested in the following manner.
실험예 1Experimental Example 1
도 1과 같은 구조의 노즐을 제작하였다. 여기서 팁 부재는 알루미나질 부정형 내화물로 형성하였으며, 커버 부재는 내열성 스테인리스 강으로 형성하였다. 이와 같이 제작한 노즐을 1650℃ 정도의 용선에 10회 침적하였다. The nozzle of the structure shown in FIG. 1 was produced. Wherein the tip member was formed of alumina amorphous refractory and the cover member was formed of heat resistant stainless steel. The nozzle thus produced was immersed 10 times in molten iron at about 1650 ° C.
실험예 2Experimental Example 2
도 1과 같은 구조의 노즐을 제작하였다. 여기서 팁 부재는 마그네시아질 부정형 내화물로 형성하였으며, 커버 부재는 내열성 스테인리스 강으로 형성하였다. 이와 같이 제작한 노즐을 1650℃ 정도의 용선에 10회 침적하였다.The nozzle of the structure shown in FIG. 1 was produced. Wherein the tip member is formed of magnesia amorphous refractory and the cover member is formed of heat resistant stainless steel. The nozzle thus produced was immersed 10 times in molten iron at about 1650 ° C.
비교예Comparative example
풍구의 단부에 부정형 내화물을 형성하지 않는 구리 재질의 노즐을 제작하였다. 이와 같이 제작한 노즐을 1650℃ 정도의 용선에 10회 침적하였다.The copper nozzle which does not form an amorphous refractory body at the edge part of the tuyere was produced. The nozzle thus produced was immersed 10 times in molten iron at about 1650 ° C.
실험 결과, 실험예 1 및 실험예 2에서는 노즐의 단부에 손상이 없는 반면, 비교에의 경우에는 노즐의 선단이 손상되어 용광로 또는 제강로 내부로 냉각수가 유출되었다. As a result, in Experimental Example 1 and Experimental Example 2, there was no damage to the end of the nozzle, whereas in the comparative example, the tip of the nozzle was damaged and the coolant flowed out into the furnace or the steelmaking furnace.
즉, 실험예 1 및 실험예 2에서는 고온의 용선 또는 용강에 의해 발생할 수 있는 노즐 단부의 손상이 억제된다. 이에 따라 용광로 또는 제강로 내부로 냉각수가 유출되는 것을 방지하고, 노즐의 수명을 연장시킬 수 있다. That is, in Experimental Example 1 and Experimental Example 2, damage to the nozzle end caused by hot molten iron or molten steel is suppressed. As a result, the cooling water can be prevented from flowing into the furnace or the steelmaking furnace, and the life of the nozzle can be extended.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 제철 제강용 노즐에 따르면, 노즐의 단부에 내열강과 내화물로 이루어지는 보호부를 형성하여 고온의 용선 또는 용강에 견딜 수 있도록 한다. 즉, 노즐의 단부에서의 손상을 억제하여 냉각수의 유출을 방지한다. 따라서, 노즐의 수명을 연장시킬 수 있고 제철 및 제강 공정에서 생산성 및 효율성을 향상시키는 효과가 있다. As described above, according to the steelmaking nozzle according to an embodiment of the present invention, a protective part made of heat-resistant steel and a refractory is formed at the end of the nozzle so as to withstand high temperature molten iron or molten steel. That is, damage at the end of the nozzle is suppressed to prevent the outflow of cooling water. Therefore, the life of the nozzle can be extended and productivity and efficiency can be improved in the steelmaking and steelmaking processes.
그리고, 노즐의 단부에 나사형 돌기부에 부정형 내화물을 형성시킴으로써 본체와 보호부의 결합력을 증대시킬 수 있고, 보호부를 쉽게 형성할 수 있는 장점이 있다. In addition, by forming the refractory portion in the threaded projection at the end of the nozzle, the bonding force of the main body and the protection portion can be increased, and the protection portion can be easily formed.
또한, 보호부가 알루미나질 부정형 내화물과 마그네시아질 부정형 내화물은 융점이 높아 용선에 의한 노즐의 손상을 효과적으로 방지할 수 있고, 가격이 저렴하므로 생산성을 높일 수 있다. In addition, the protective part alumina amorphous refractory and magnesia amorphous refractory high melting point can effectively prevent damage to the nozzle by the molten iron, and the price is low, it is possible to increase the productivity.
또한, 노즐의 내부에 형성된 냉각부는 고온에서 발생할 수 있는 나사형 돌기부의 팽창을 방지하여 보호부의 탈락 현상을 억제한다. In addition, the cooling unit formed inside the nozzle prevents the expansion of the threaded protrusion that may occur at a high temperature, thereby suppressing the dropping of the protection unit.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
Although the present invention has been described above, it will be readily understood by those skilled in the art that various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the claims set out below.
Claims (7)
Priority Applications (1)
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KR1020040077509A KR20060028531A (en) | 2004-09-24 | 2004-09-24 | A nozzle for making iron or making steel |
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Publications (1)
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Cited By (1)
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WO2010151874A2 (en) * | 2009-06-26 | 2010-12-29 | Reno Refractories, Inc. | Tuyere |
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2004
- 2004-09-24 KR KR1020040077509A patent/KR20060028531A/en not_active Application Discontinuation
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WO2010151874A2 (en) * | 2009-06-26 | 2010-12-29 | Reno Refractories, Inc. | Tuyere |
WO2010151874A3 (en) * | 2009-06-26 | 2011-04-28 | Reno Refractories, Inc. | Tuyere |
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