KR20090067839A - 산소랜스 지금부착 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제강공정 중 전로 취련과정에서 고압, 고유량의 산소를 분사하는 랜스에 지금이 부착되는 것을 방지하기 위한 산소랜스 지금부착 방지장치이다.

산소랜스 지금부착 방지장치는 제 1 반원통과 제 2 반원통으로 구성되고 산소랜스 노즐부로부터 상부방향으로 1∼10 m 높이를 가진 희생파이프와 상기 희생파이프를 고정하는 클램프로 이루어져 있고, 상기 희생파이프의 내부에 이형제가 0.1 ∼ 0.5 mm두께로 도포되어 있다.

이로서, 산소랜스 표면에 과도하게 부착되어 조업에 지장을 주는 지금을 제거하기 위한 작업을 용이하게 하고 작업시간을 단축하게 함으로서 효율적인 조업이 가능하게 하는 효과가 있다.

산소랜스, 희생파이프, 이형제, 지금

Description

산소랜스 지금부착 방지장치{A DEVICE FOR PREVENTTING THE STICKING OF MOLTEN STEEL ON LANCE OF CONVERTER}

본 발명은 산소랜스 지금부착 방지장치로, 더욱 상세하게는 제강공정 중 전로 취련과정에서 고압, 고유량의 산소를 분사하는 랜스에 지금이 부착되는 것을 방지하기 위한 장치에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제강공정 중 전로 취련과정에서 통상 용선 중에 포함된 탄소, 규소 및 인 등을 산화시켜서 제거하기 위해서 고압, 고유량의 산소를 산소랜스(3)를 통해 분사시킨다.

이러한 산소랜스(3)는 고온에서 견디기 위하여 3중 구조의 강관으로 구성되어 있는데, 중앙으로는 가스가 공급되고 그 외곽에는 냉각수가 흐르게 되어있다.

산소랜스(3)를 통해 분사된 고압의 산소제트는 용융물의 표면에 부딪힘으로써 다량의 용철과 전로슬래그를 비산하게 하고, 비산된 용철과 전로 슬래그는 산소랜스 표면에 부착되어 응고되거나 흘러내리게 된다.

부착된 용철 및 전로 슬래그에서 전로 슬래그는 산소랜스(3)에 부착되더라도 취련이 끝난 후 냉각과정에서 박리됨으로서 산소랜스(3)와의 분리가 용이하다. 그 러나 용철의 경우는 산소랜스(3)에 소착(燒着)되면(이하 "지금"이라고 한다) 분리가 어려울 뿐만아니라 일단 산소랜스에 부착되면 다음 사용시 용철부착이 더욱 용이하게 되고 산소랜스 사용횟수가 증가함에 따라 지금 부착량은 상승하여 결국 산소랜스(3)를 사용하지 못하게 된다.

이와 같은 산소랜스에의 지금 부착을 방지하기 위한 접근방법으로는 용철이나 슬래그의 비산현상 자체를 억제 시키거나 혹은 용철이나 슬래그가 비산되더라도 산소랜스 표면에 부착되는 것을 방지하는 방법이 있다.

전자의 경우는 산소유량, 노즐에 형상, 탕면과의 거리 등을 조절함으로서 어느 정도 성과는 있을 수 있으나 산소를 분사하는 이상 비산자체를 완전히 억제시키는 것은 사실상 불가능한 것이다.

후자의 경우 산소랜스 표면에 지금부착을 방지하기 위해 산소랜스의 냉각능을 증대시켜 표면온도를 감소시킴으로써 소착(燒着)을 억제하거나 랜스표면의 물성을 변화시키는 방법과 산소랜스 표면 물성을 변화시키는 방법이 있다.

냉각능을 증가시키기 위해서는 산소랜스 바깥쪽 파이프의 두께를 줄임으로써 냉각수의 열전도 효과를 크게 하거나 냉각수 펌프의 용량을 증대시켜 냉각수 유량 자체를 증가시키는 방법 등을 고려할 수 있으나, 조업적용상 한계가 있으며 지금부착 억제효과 또한 만족스럽지 않은 문제점이 있다.

산소랜스 표면 물성을 변화시키는 방법으로 표면에 세라믹 계열의 내화물 성분(알루미나, 보론, 실리카 등)을 실시하는 방법이 있는데, 크롬코팅처리를 함으로써 크롬 랜스표면에 얇은 피막을 형성하여 부착된 지금의 이형성(離型性)을 증가시 킬 수 있는 것이다.

그러나 산소랜스의 길이가 20m 이상이므로 크롬 코팅 자체가 용이하지 않을 뿐만아니라 특별 제작할 경우에도 원가 측면에서 불리한 문제점이 있다.

이들 방법과 달리 간편하게 이형물을 도포한 후에 건조하는 방법으로 얇은 피막을 형성하는 방법이 있으나 산소랜스 외피와 이형물간의 계면 강도가 약하여 박리가 쉽게 발생되기 때문에 만족스러운 방법이 되지 못하고 있다.

이들 방법이외에도 산소랜스 돔(Dome) 상에 기계적 장치를 설치하여 산소랜스 상승시 부착된 지금을 긁는 장치도 있으나 일단 용철이 소착된 경우는 거의 효과가 없으며, 단지 슬래그 등을 용이하게 긁을 수 있을 뿐이다.

상기 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 금속 또는 세라믹 소재로 구성된 성형장치를 산소랜스 외피에 부착하여 지금 부착을 방지하고, 지금제거가 용이한 산소랜스 지금부착 방지장치를 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 제 1 반원통과 제 2 반원통으로 구성되고 산소랜스 노즐부로부터 상부방향으로 1∼10 m 높이를 가진 희생파이프와 상기 희생파이프를 고정하는 클램프로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 회생 파이프의 재질은 금속 및 세라믹 소재이고, 상기 희생파이프의 내부에 이형제가 0.1 ∼ 0.5 mm두께로 도포된 것을 특징으로 한다.

본 발명 산소랜스 지금부착 방지장치는 산소랜스 표면에 과도하게 부착되어 조업에 지장을 주는 지금을 제거하기 위한 작업을 용이하게 하고 작업시간을 단축하게 함으로서 효율적인 조업이 가능하게 하는 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 2은 본 발명인 산소랜스 지금부착 방지장치를 주요부분에 대한 사시도이고, 도 3은 본 발명인 산소랜스 지금부탁 방지장치에 지금이 부착되어 있는 상태를 수직으로 절단한 것과 A-A'부분에 단면도를 나타낸 것이다.

본 발명인 산소랜스 지금부착 방지장치는 산소랜스(3)에 결합되어 지금(6)이 부착되어지는 희생파이프(5)와 상기 희생파이프(5)를 산소랜스(3)에 고정시키기 위한 클램프(7)로 이루어져 있다.

희생파이프(5)는 전로에서의 높은 온도를 견뎌내야 하기 때문에 내열성이 좋은 금속이나 세라믹 소재로 제작하고, 높이는 산소랜스의 노즐부로부터 상부방향으로 1∼10 m를 되게 만든다.

그 이유는 높이를 1m이하로 할 경우는 희생파이프(5)가 산소랜스(3)를 감싸지 못하여 고압의 산소제트가 용융물의 표면에 부딪힘으로서 비산된 지금(6)이 산소랜스(3)에 부착되고, 높이를 10m이상으로 할 경우는 지금이 붙지 않은 산소랜스(3)의 불필요한 부분까지 감싸게 되므로 소재비가 많이 들기 때문이다.

상기 희생파이프(5)는 크기와 형상이 동일한 제 1 반원통(8)과 제 2 반원통으(9)로 양분되는데, 이는 희생파이프(5)를 산소랜스(3)에 설치시 작업을 용이하게 한다.

상기 희생파이프(5)의 상부는 하부보다 외경을 크게하여 클램프(7)로 고정시에 미끄러지지 않도록 하기위해 플랜지 형상으로 제작해야 하며, 내경은 산소랜스(3)의 외경보다 0.5mm 이상으로 가공해야 한다.

그 이유는 산소랜스(3)와 접촉부분인 희생파이프(5) 내부가 잘 떨어지도록 하기 위해 이형제(보론나이트라이드, 알루미나 등)를 도포해야 하기 때문이다.

이형제(4)는 보통 0.1∼0.5㎜두께로 도포해야 하는데, 만약 이형제(4)를 0.1㎜이하로 얇게 도포하게 되면 이형제(4)를 도포하는 목적인 상기 산소랜스 지금부 착 방지장치가 산소랜스(3)와 탈착을 용이하게 하기 위한 효과를 나타내지 못하기 때문이다. 또한, 이형제의 두께가 0.5㎜가 넘으면 이형제(4)가 희생파이프(5)와 접착강도가 떨어져 분리될 위험성이 있기 때문이다.

상기 클램프(7)는 상기 희생파이프(5)를 감싸기 위해 일부가 절개되고 절개부위의 양끝단으로는 볼트결합을 할 수 있도록 구멍이 나있다. 이 구멍의 일측에는 나사가 타측에는 볼트가 있어서 체결된다.

이하 산소랜스 지금부착 방지장치의 사용상태를 살펴본다.

희생파이프(5)를 산소랜스(3)의 노즐부로 부터 상부방향으로 감싸고, 클램프(7)를 상기 희생파이프(5)의 플랜지 부분이 클램프(7)에 걸리도록 설치하여 볼트체결로 고정한다..

상기 산소랜스 지금부착 방지장치를 산소랜스(3)에 부착한 후, 산소 랜스(3)가 작동하면 전로(1)에서 산소랜스(3)에 의해 발생되는 지금(6)이 도 3에 도시된 바와 같이 상기 희생파이프에 부착되게 된다. 이러한 과정을 계속 반복하게 되면 희생파이프(5)에 지금(6)이 부착되므로, 일정 조업횟수(100회)이후에 체결된 클램프(7)를 제거하고 미리 준비한 다른 산소랜스 지금부착 방지장치를 설치하면 된다.

도 1은 제강공정 중 전로 취련과정에서 사용되는 전로 및 산소랜스를 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명인 산소랜스 지금부착 방지장치를 주요부분에 대한 사시도이다.

도 3은 본 발명인 산소랜스 지금부탁 방지장치가 설치되어 지금이 부착되어 있는 상태의 수직 단면도와 A-A'부분에 단면도을 도시한 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전로 2 : 배열보일러 냉각기

3 : 산소랜스 4 : 이형제

5 : 희생파이프 6 : 지금

7 : 클램프 8 : 제 1 반원통

9 : 제 2 반원통

Claims (3)

1. 제 1 반원통과 제 2 반원통으로 구성되고 산소랜스 노즐부로부터 상부방향으로 1∼10 m 높이를 가진 희생파이프와 상기 희생파이프를 고정하는 클램프로 이루어진 산소랜스 지금부착 방지장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 희생 파이프의 재질은 금속 및 세라믹 소재인 것을 특징으로 하는 산소랜스 지금부착 방지장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 희생파이프의 내부에 이형제가 0.1 ∼ 0.5 mm두께로 도포된 것을 특징으로 하는 산소랜스 지금부착 방지장치.

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