KR20100077579A - 용강 제어 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용강 제어 장치에 관한 것으로, 용강 이송용 버켓과, 용강 이송용 버켓의 출강구에 고정되며, 상부가 개방되어 유로가 형성된 가이드를 포함하고, 용강 이송용 버켓의 출강구에 고정된 고정 부재와, 고정 부재와 가이드 사이에 설치되어 가이드가 지지되도록 하는 지지 프레임을 더 포함한다.
본 발명에 의하면, 유도로의 경동 각도에 따라 토출되는 용강이 집중되어 래들 측면 내화물이 국부적으로 침식되는 것을 방지할 수 있어 래들의 수명을 연장시킬 수 있고, 토출되는 용강 유동에 의한 필러 유실을 방지하여 래들의 개공 문제를 해결할 수 있다.
유도로, 용강 제어, 경동 각도, 용강 속도, 용강 방향, 무게 중심

Description

용강 제어 장치{Controlling apparatus for molten steel}
본 발명은 용강 제어 장치에 관한 것으로, 특히 용강이 처리되는 로 또는 용기의 출강부 전면에 결합되어 출강되는 용강의 속도 및 방향을 제어하는 용강 제어 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기로는 전류의 열효과를 이용하여 강을 제조하는 노(爐)이다. 전기로는 주로 전열 화학 제품의 제조, 금속의 정련(精練), 용융, 열처리 등에 사용된다. 이러한 전기로는 전기 양도체인 전극에 전류를 통하여 스크랩과의 사이에 발생하는 아크(arc)열에 의하여 스크랩을 녹이는 아크로와, 도가니의 주위를 감은 코일에 전열을 통해서 유도 전류에 의한 저항열로 정련하는 유도로의 두가지 방식이 있다.
유도로는 상단에 일정한 홀 형태의 돌출식 출강구가 설치되고, 출강구를 통해 용강이 출강된다. 즉, 유도로에서 용해 및 성분 조성이 완료된 용강을 출강하기 위해 유도로를 경동시키고, 유도로의 경동 각도에 따라 토출되는 용강이 출강구를 통해 낙하된다. 유도로에서 토출된 용강은 래들 내부로 유도되는데, 유도로의 경동 각도에 따라 토출되는 용강을 래들 내부로 유도하기 위해 대차를 이용하여 래들을 전후진 유동하게 된다.
그런데, 이렇게 출강되는 용강은 유도로의 경동 각도에 따라 래들 내부의 측벽면에 집중되어 측벽면의 국부적인 침식이 발생된다. 래들 내부의 측벽면이 침식되면 래들 내부의 내화물을 교체해야 하는데, 내화 벽돌이 상하로 조립되기 때문에 침식된 부분을 교체하기 위해서는 침식부로부터 상부 전체를 해체해야 한다.
또한, 토출되는 용강을 래들 내로 유입시키기 위해 대차를 이용하여 래들을 전후진하는 과정에서 유동되는 용강에 의해 래들내의 용강의 자연 개공을 위해 노즐 상부에 투입된 필러가 다량 유실되어 래들 개공에 심각한 문제를 야기하고 있다.
본 발명은 토출되는 용강이 래들의 일정한 부분으로 투입되도록 하여 래들 내부의 내화물의 국부적인 침식을 방지할 수 있는 용강 제어 장치를 제공한다.
본 발명은 토출되는 용강의 유동으로 인해 노즐 상부에 투입된 필러의 유실에 의한 래들의 개공 불량을 방지할 수 있는 용강 제어 장치를 제공한다.
본 발명은 출강구 전면에 설치되어 유도로의 경동 각도 변화에 대하여 무게 중심을 이용하여 대응함으로써 출강구를 통해 토출되는 용강의 속도와 방향을 제어하는 용강 제어 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 용강 제어 장치는 용강 이송용 버켓; 및 상기 용강 이송용 버켓의 출강구에 고정되며, 상부가 개방되어 유로가 형성되어 상기 버켓으로부터 토출되는 용강의 속도 및 방향을 조절하는 가이드를 포함한다.
상기 용강 이송용 버켓의 출강구에 고정된 고정 부재; 및 상기 고정 부재와 상기 가이드 사이에 설치되어 상기 가이드가 지지되도록 하는 지지 프레임을 더 포함한다.
상기 가이드는 상부가 개방되어 유로가 형성된 커버 프레임; 및 상기 커버 프레임의 내측면에 마련된 내화물을 포함한다.
상기 지지 프레임은 일 방향으로 연장된 일축 및 상기 일축의 말단부에서 수 직 방향으로 연장된 타축을 포함한다.
상기 고정 부재는 내부가 비어 있는 형상으로 제작된다.
상기 지지 프레임은 상기 일축이 상기 가이드의 상기 커버 프레임의 측면에 고정되고, 상기 타축이 상기 고정 부재에 고정된다.
상기 가이드는 상기 지지 프레임의 상기 일축에 결합 부재에 의해 경동 가능하도록 고정된다.
본 발명은 로의 출강구 전면에 로의 경동 각도의 변화에 대하여 무게 중심을 이용하여 대응하는 용강 제어 장치를 설치함으로써 출강구를 통해 토출되는 용강의 속도와 방향을 제어할 수 있다.
따라서, 로의 경동 각도에 따라 토출되는 용강이 집중되어 래들 측면 내화물이 국부적으로 침식되는 것을 방지할 수 있어 래들의 수명을 연장시킬 수 있고, 토출되는 용강 유동에 의한 필러 유실을 방지하여 래들의 개공 문제를 해결할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명이 적용되는 유도로의 개략 단면도이다.
도 1을 참조하면, 유도로는 노체(10)와, 노체(10)의 내측벽에 구비되는 내화물(20)과, 노체(10)의 외부에 구비되어 고주파 전류가 공급되는 코일(30)과, 노체(10)의 상부 일측에 마련된 출강구(40)를 포함한다. 또한, 노체(10)의 내부에는 철과 같은 도체(50)가 장입된다.
노체(10)는 내부에 도체(50)가 용융되는 공간을 제공한다. 따라서, 상부는 도체(50)가 장입되도록 개구되고, 바닥면을 가지며, 바닥면의 가장자리를 따라 벽면이 형성된다. 이때 바닥면의 형상은 특정한 형상에 한정되지 않고, 원형과 다각형을 포함하며 부정형의 형상도 포함한다.
노체(10) 내부 벽면에는 내화물(20)이 마련된다. 내화물(20)은 내부의 열이 외부로 손실되는 것을 보호하기 위해 마련되며, 예를들어 알루미나 재질로 제작된다.
유도 코일(30)은 노체(10)에 유도 전류를 공급하기 위하여 노체(10)의 외주연을 따라 한 겹 또는 여러 겹으로 구비된다. 물론 이에 한정되지 않고, 유도 코일(30)은 노체(10)의 벽면 및/또는 바닥면에 내삽되어 구비될 수 있다. 이러한 유도 코일(30)은 별도의 고주파 공급 장치와 연결되어 고주파 전류가 공급됨에 따라 고주파 자장을 발생시켜 저항열을 발생되도록 한다. 이에 따라 도체(50)가 용융된다.
출강구(40)는 노체(10)의 상부 일부가 연장되어 마련되며, 노체(10)와 마찬가지로 내화물(20)이 내측에 마련된다. 또한, 출강구(40)는 'ㄷ'자형 프레임으로 제작된다.
도 2는 본 발명에 따른 용강의 속도와 방향을 제어하는 용강 제어 장치의 사시도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 용강 제어 장치는 토출되는 용강을 유도하는 가이드(110)와, 유도로의 출강구에 가이드(110)가 지지되도록 하는 지지 프레임(120)과, 가이드(110)를 유도로의 출강구에 고정시키는 고정 파이프(130)를 포함한다.
가이드(110)는 상부가 개방되어 유로가 형성되며, 커버 프레임(111)과 커버 프레임(111)의 내측에 마련된 내화물(112)로 구성된다. 커버 프레임(111)은 예를들어 직사각형 형상의 제 1 면(111a)과, 제 1 면(111a)으로부터 서로 마주보는 두 면으로 상향 연장된 제 2 면(111b) 및 제 3 면(111c)으로 구성된다. 따라서, 제 1 면(111a)와 마주보는 면과 제 2 면 (111b) 및 제 3 면(111c)과 이웃하는 두 면이 개방된, 즉 'ㄷ'자 형상으로 제작된다. 물론, 가이드(110)는 도시된 형상 이외에 반원통형, 반타원통형 또는 반다각통형 등 다양한 형상으로 제작 가능하다. 즉, 가이드(110)는 상부에서 유입되는 유체의 흐름 및 속도를 조절할 수 있도록 상부가 개방되어 유로가 형성된 다양한 형상이 가능하다.
지지 프레임(120)는 장축과 단축이 수직을 이루도록 제작된다. 즉, 지지 프 레임(120)은 'ㄱ'자 형상으로 제작된다. 지지 프레임(120)의 장축은 끝단이 가이드(110)의 커버 프레임(111)의 제 2 면(111b) 및 제 3 면(111c)과 링과 볼트(140)등의 결합 부재에 의해 연결 조립되고, 단축은 고정 파이프(130)에 삽입 고정된다. 지지 프레임(120)이 볼트(140)에 의해 가이드(110)와 연결 조립되기 때문에 가이드(110)는 유동될 수 있게 된다.
고정 부재, 예를들어 고정 파이프(130)는 일면 및 타면이 개방되어 내부가 비어있는 파이프 모양으로 제작되며, 고정 파이프(130)의 내부에 지지 프레임(120)의 단축이 삽입 고정된다. 고정 파이프(130)는 원통형, 사각통형 등으로 제작될 수 있으며, 그 형상은 이에 한정되는 것이 아니고 다양한 형상으로 제작될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 용강 제어 장치는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 유도로의 출강구(40)에 고정 설치된다. 즉, 용강 제어 장치의 고정 파이프(130)가 유도로의 출강구(40)의 양 측에 고정 설치된다. 고정 파이프(130)는 일 개구가 출강구(40)의 상부를 향하도록 고정되고, 고정 파이프(130)의 측면이 출강구(40)의 출구와 수평을 이루도록 고정된다. 그리고, 볼트(140)에 의해 가이드(110)가 유동 가능하게 연결된 지지 프레임(120)의 단축이 고정 파이프(130)의 내부에 삽입 고정된다. 따라서, 유도로가 경동하지 않는 초기 상태에서 가이드(110)의 제 1 면(111a)은 유도로의 노체 측면과 평행하게 된다. 또한, 유도로가 경동하더라도 가이드(110)는 그 무게 중심에 의해 일정한 유동 각도를 가지게 된다. 한편, 본 발명의 실시 예는 유도로를 이용하여 설명하였지만, 유도로 이외에 도 래들 등의 용광을 이송하는 버켓 등에 적용할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 용강 제어 장치는 가이드(110)가 유동 가능하게 연결되고 무게 중심에 의해 유도로가 경동되더라도 가이드(110)는 일정한 유동 각도를 가지게 된다. 즉, 도 5(a)에 도시된 바와 같이 유도로가 경동하지 않는 초기 상태에서 가이드(110)의 제 1 면(111a)은 유도로의 노체 측면과 평행하게 된다. 그리고, 도 5(b)에 도시된 바와 같이 유도로가 경동하면 가이드(110)가 유동 가능하고 무게 중심으로 인해 가이드(110)는 초기 상태 또는 초기 상태에서 소정 각도 유동된 상태를 유지하게 된다. 이후 도 5(c)에 도시된 바와 같이 유도로의 경동 각도가 커지면 가이드(110)의 유동 각도는 조금 늘어나고, 도 5(d)에 도시된 바와 같이 유도로의 경동 각도가 용강의 토출 각도 이상으로 커지더라도 가이드(110)는 일정한 유동 각도를 유지하고, 토출되는 용강이 가이드(110) 내측의 내화물(112)과 간섭되어 용강의 토출 속도 및 각도가 제어된다. 따라서, 유도로로부터 토출되는 용강의 속도 및 방향을 제어할 수 있다.
도 6은 종래의 유도로의 출강 공정을 설명하기 위한 개념도이고, 도 7은 본 발명에 따른 용강 제어 장치가 설치된 유도로의 출강 공정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 종래에는 유도로에서 출강된 용강은 출강구를 통해 낙하되어 래들 내부로 유도되는데, 용강이 유도로의 경동 각도에 따라 래들 내부의 측벽면에 집중되어 래들 측벽면의 국부적인 침식이 발생된다.
그러나, 도 7에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 용강 제어 장치에 의해 유도로로부터 토출되는 용강의 속도 및 방향이 제어되어 용강이 래들의 다양한 영역으로 분산 낙하되어 래들의 국부적인 침식을 방지할 수 있다.
이상에서는 도면 및 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를들어, 상기에서는 유도로를 예시하였으나, 유도로 이외에도 용강이 처리되는 다양한 로 및 용기에 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명이 적용되는 유도로의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 용강 제어 장치의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 용강 제어 장치가 유도로의 출강구에 결합된 상태의 사이도.
도 4는 도 3의 출강구 및 용강 제어 장치의 확대 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 용강 제어 장치의 유도로의 출강 각도에 따른 작동을 설명하기 위한 도면.
도 6은 종래의 유도로의 출강 공정을 설명하기 위한 개념도.
도 7은 본 발명에 따른 용강 제어 장치가 설치된 유도로의 출강 공정을 설명하기 위한 개념도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110 : 가이드 120 : 지지 프레임
130 : 고정 파이프 140 : 볼트

Claims (7)

  1. 용강 이송용 버켓; 및
    상기 용강 이송용 버켓의 출강구에 고정되며, 상부가 개방되어 유로가 형성되어 상기 버켓으로부터 토출되는 용강의 속도 및 방향을 조절하는 가이드를 포함하는 용강 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 용강 이송용 버켓의 출강구에 고정된 고정 부재; 및
    상기 고정 부재와 상기 가이드 사이에 설치되어 상기 가이드가 지지되도록 하는 지지 프레임을 더 포함하는 용강 제어 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드는 상부가 개방되어 유로가 형성된 커버 프레임; 및
    상기 커버 프레임의 내측면에 마련된 내화물을 포함하는 용강 제어 장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 지지 프레임은 일 방향으로 연장된 일축 및 상기 일축의 말단부에서 수직 방향으로 연장된 타축을 포함하는 용강 제어 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 고정 부재는 내부가 비어 있는 형상으로 제작된 용강 제어 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 지지 프레임은 상기 일축이 상기 가이드의 상기 커버 프레임의 측면에 고정되고, 상기 타축이 상기 고정 부재에 고정되는 용강 제어 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 가이드는 상기 지지 프레임의 상기 일축에 결합 부재에 의해 경동 가능하도록 고정되는 용강 제어 장치.
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