KR20110130721A - 전기로의 샌드 투입 안내구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기로의 샌드 투입 안내구에 관한 것이다. 구체적으로는 전기로의 출강구 상측에 형성된 몸체 로벽 수평부에 샌드를 안내하는 안내구(H)가 형성되되, 용강 슬래그가 상기 안내구를 통해 외부로 유출하지 않게 하여 지금의 형성을 방지하도록 상기 안내구에는 상기 수평부의 내벽면에서 하측으로 돌출된 안내관(42)이 구비된다. 이러한 구성에 의하면, 안내구의 안내관에 의해 용강 슬래그가 차단되어 안내구에 지금을 형성하지 않으므로 출강구에 샌드를 용이하게 투입할 수 있으며, 샌드 막힘 현상으로 인한 안내구 세척 시간을 줄여 샌드 투입시간을 절감할 수 있다는 효과가 있다.

Description

전기로의 샌드 투입 안내구{guide hole for supplying sand of electric furnace}

본 발명은 전기로의 샌드 투입 안내구에 관한 것으로서, 전기로의 출강구에 샌드를 용이하게 투입하는 전기로의 샌드 투입 안내구에 관한 것이다.

일반적으로 전기로는 전기를 이용하여 금속이나 합금을 가열, 용해하는 노로서, 용탕과 접하는 노체의 내부에는 고온의 용탕으로부터 노체를 보호하기 위해 정형 내화물과 부정형 내화물이 축조되며 전기로의 상부로에는 전극봉이 장입설치되어 상기 전극봉에 고전압을 인가하여 고열의 아크열을 발생시킴으로써 전기로 내의 고철을 용해하게 된다.

전기로는 금속정제에 널리 사용되며, 발열방식에 따라 저항로, 아크로, 유도로로 나뉜다. 이 중 제강용으로 많이 사용되는 것을 아크로이며, 상기 아크로는 노안에 놓인 피용융재와 3상 전극 사이에 아크의 형태로 전류를 흘려서 가열하는 것으로서, 전원을 3상교류, 용량은 수백~수천 KW에 이르는 대형의 것도 있다.

전기로에서 고철을 용해하여 생산된 용강은 용해 완료되면 출강구를 통하여 래들로 수강된 후 후공정으로 이송된다. 이때 전기로에서 출강 작업중 출강구는 조업 전에 샌드를 투입하여 용강의 유출을 막고 있다가 조업이 완료되면 오프너를 열어 샌드를 제거하여 출강작업을 하게 된다.

본 발명은 전기로의 출강구에 샌드 투입작업을 용이하게 하는 전기로의 샌드 투입 안내구를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 전기로의 샌드 투입 안내구는, 전기로의 출강구 상측에 형성된 몸체 로벽 수평부에 샌드를 안내하는 안내구가 형성되되, 용강 슬래그가 상기 안내구를 통해 외부로 유출하지 않게 하여 지금의 형성을 방지하도록 상기 안내구에는 상기 수평부의 내벽면에서 하측으로 돌출된 안내관이 구비되어 있는 것을 특징으로 한다.

상기 수평부의 외벽면에 형성된 지금 및 이물질로 인한 안내구의 막힘현상을 방지하도록 상기 안내관의 상단부는 상기 수평부의 외벽면에서 상측으로 돌출하여 형성된다.

상기 안내관의 상단에는 샌드를 투입하지 않을 시에 안내구를 막도록 커버가 설치된다.

본 발명에 의한 전기로의 샌드 투입 안내구에 의하면, 안내구의 안내관에 의해 용강 슬래그가 차단되어 안내구에 지금을 형성하지 않으므로 출강구에 샌드를 용이하게 투입할 수 있으며, 샌드 막힘 현상으로 인한 안내구 세척 시간을 줄여 샌드 투입시간을 절감할 수 있다는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 샌드 투입 안내구가 적용된 전기로를 개략적으로 도시한 도면,
도2는 본 발명의 실시예에 의한 샌드 투입 안내구를 나타내는 상세도,
도3은 본 발명의 안내구(H)와 비교하여 나타낸 비교예의 안내구(Hc)를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 샌드 투입 안내구가 적용된 전기로를 개략적으로 도시한 도면이고, 도2는 도1에 형성된 샌드 투입 안내구를 나타내는 상세도이다.

도시한 바와 같이 고철과 같은 스크랩을 재용해하여 용강을 제조하는 전기로(10)는 몸체(11)의 상부를 덮는 루프(12)의 중앙에 다수의 상부 전극(13)이 설치되고, 전기로의 바닥부에는 상기 상부 전극(13)과의 통전에 의해 아아크를 발생시키는 하부 전극(14)이 설치된다. 상기 전기로(10)의 몸체 일측에는 정련에 필요한 산소 및 탄소(가탄재)를 공급하는 랜스 장치(30)와, 정련 과정에서 발생하는 슬래그(3)를 슬래그 포트(22)로 배제하기 위한 배제구(15)가 각각 구비된다. 또한 상기 전기로(10)의 타측에는 정련 공정이 완료된 후 용강(1)을 래들(20)로 출강시키는데 사용되는 EBT(Eccentric Bottom Tapping) 출강구(16)가 구비된다. 상기 출강구(16)의 하측에는 조업시 용강 및 샌드의 유출을 방지하는 오프너(17)가 설치된다.

상기 전기로(10)의 몸체(11)에서 상기 출강구(16)의 상측에는 로벽 수평부(11a)가 형성되고, 상기 로벽 수평부(11a)에는 출강구(16) 내벽에 용강이 접촉하지 않게 하고 용강의 유출을 막도록 조업 전에 샌드를 투입하도록 안내하는 안내구(H)가 형성된다.

상기 안내구(H)에는 상기 수평부(11a)의 내벽면에서 하측으로 돌출되는(돌출길이 h1) 한편 상기 수평부(11a)의 외벽면에서 상측으로 돌출되는(돌출길이 h2) 안내관(42)이 구비되어 있다.

따라서 하측으로 돌출된 돌출길이(h1)에 의해 용강 슬래그(S)가 상기 안내구(H)를 통해 외부로 유출되지 않게 하여 지금의 형성을 방지한다. 그리고, 상측으로 돌출된 돌출길이(h2)에 의해 상기 수평부(11a)의 외벽면에 형성된 지금 및 이물질(D)로 인한 안내구(H)의 막힘 현상을 방지한다.

상기 안내관(42)의 상단에는 샌드를 투입하지 않을 시에 안내구(H)를 막도록 커버(44)가 설치된다. 상기 커버(44)는 힌지핀(45)에 의해 수평방향으로 회동가능케 설치된다.

상기 수평부(11a)에 구비된 안내관(42)의 상측에는 샌드를 투입하기 위한 투입관(46)이 설치되고, 상기 투입관(46)은 샌드통(48)에 연통되어 있다.

상기 랜스 장치(30)의 랜스는 조업 중에 전기로의 내부에 산소 및 탄소(가탄재)를 공급하도록 이송수단에 의해 전기로 내부로 이송되는데, 전기로의 내부에 산소를 공급하는 산소랜스와, 전기로의 내부에 탄소(가탄재)를 공급하는 탄소랜스를 구비한다.

상기 전기로의 조업에서는 고철을 전체 장입량의 약 75% 정도로 우선 로내에 장입하여 1차 용해한 다음, 나머지 약 25%의 고철을 다시 장입한 후 2차 용해하는 용해공정을 거친 후, 고철이 전량이 용해되었을 때 정련공정을 거친다. 이와 같은 용해 및 정련공정에서는 조업시간을 단축하기 위해 각 단계별로 적절한 전력패턴을 설정하여 통전을 행하면서, 용강면 상부에 산소와 탄소(가탄재)를 공급하여 용해를 촉진시킨다.

전기로 내에 탄소(가탄재)와 산소를 공급하면 탄소와 산소의 반응에 의한 발열반응에 의해 용해시간을 단축할 수 있게 된다. 고철의 용해시에는 산소의 공급이 필수적이지만 산소가 로내에 장입된 고철 등의 장애물을 만나서 탄소 성분의 산화에 사용되는 비율을 저하시키고 오히려 고철을 산화시키기 때문에, 산화로 인해 여러 문제점을 일으키는데 특히 전극을 산화시켜 전극 소모를 촉진하게 되는 데, 상기 탄소랜스를 통해 공급되는 탄소(가탄재)에 의한 탄소에 의한 슬래그 포밍성을 향상시켜 전극(13)의 소모를 줄인다.

슬래그 포밍(slag foaming)은 용강 상부 표면과 슬래그와의 경계면에서 산소와 탄소가 반응하여 일산화탄소 등 가스를 발생시키며 이로 인해 슬래그가 부풀어 올라 아크를 감싸주는 현상이다. 따라서, 슬래그 포밍은 전극에서 발생된 아크의 내기노출을 방지하여 용강으로의 아크 열 전달 효율을 향상시키며, 대기에 의한 용강으로의 질소 흡입을 방지하여 품질향상에 기여하며 고온의 아크로부터 냉각설비를 보호하여 누수를 방지하는 등의 역할을 하며 특히 전극의 산화에 의한 전극 소모를 줄이게 된다.

전기로 조업에서 용선을 사용하는 경우 용선에는 용선 자체의 헌열과 산소취련시 산화성 원소의 산화열로 인하여 전력 원단위가 용선 장입량에 비례하여 감소된다. 따라서 산소취련패턴은 전력 원단위의 저감에 상응하는, 즉 처리시간 감소에 상응하는 취련패턴을 확보하는 것이 종점온도와 종점탄소를 적중하는데 필수적이다. 이러한 종점온도와 종점탄소는 생산강종에 따라 달라지는데, 종점탄소 농도에 따라 종점산소 농도도 탄소농도에 반비례하여 달라진다. 즉 탄소농도가 높을수록 종점산소농도가 낮으므로 탄소농도가 높은 강종에서는 산소사용량을 적게 할 필요가 있다. 예를들면, 탄소농도가 0.03%인 경우 종점산소농도는 900ppm을, 0,08%인 경우는 400ppm을 적중하여야 하므로 동일한 용선량에서도 강종에 따라 취련 산소 사용량이 달라지게 된다. 결국 종점탄소 적중은 종점산소농도의 적중과 같은 의미로 볼 수 있다.

전기로 산소 취련 패턴을 설정하기 위해서는 상기 용해 정련 거동 단계별로 허용 가능한 최대 산소 가스 유량이 우선 설정되어야 한다. 산소 유량은 용선량에 따라 다소 차이가 있지만, 탈탄속도와 용강의 승온을 동시에 만족할 수 있도록 최대 산소 유량을 유지해야 한다.

조업이 완료되면, 오프너(17)을 열어 출강구(16)를 막고 있는 샌드를 제거하여 출강구(16)를 통해 용강을 유출시켜 래들(20) 내부로 출강한다.

출강이 완료되면 다음 조업을 위해 상기 안내관(42)에 설치된 커버(44)를 열고, 샌드통(48)에서 투입관(46)을 통해 샌드를 유출시켜 안내관(42)의 안내를 받아 출강구(16) 내에 샌드가 충진되게 한다.

도3은 본 발명의 안내구(H)와 비교하여 나타낸 비교예의 안내구(Hc)를 나타낸 도면이다. 도시한 바와 같이 비교예의 안내구(Hc)에서는 조업시 용강의 슬래그가 안내구(Hc)를 통해 흘러 나와 지금을 형성하여 부착되므로써 샌드 막힘 및 뚜껑(커버) 고착현상이 발생하여 안내구의 세척을 위한 세척시간이 과다하게 되고 샌드(sand)를 투입하는 시간이 지연되어 조업이 지연되는 불리함이 있다.

그러나 본 발명의 실시예에서는 도2에 도시한 바와 같이 안내관(42)의 하측으로 돌출된 돌출길이(h1)에 의해 용강 슬래그(S)가 상기 안내구(H)를 통해 외부로 유출되지 않게 하여 지금의 형성을 방지하고, 상측으로 돌출된 돌출길이(h2)에 의해 상기 수평부(11a)의 외벽면에 형성된 지금 및 이물질(D)로 인한 안내구(H)의 막힘 현상을 방지하므로, 샌드 투입작업을 용이하게 할 수 있게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능함은 물론이고, 본 발명의 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10 : 전기로 11 : 전기로 몸체
11a : 수평부 16 : 출강구
17 : 오프너 42 : 안내관
44 : 커버 45 : 힌지핀
46 : 투입관 48 : 샌드통
D : 이물질 H : 안내구
h1, h2 : 돌출길이 S : 용강 슬래그

Claims (3)

1. 전기로의 출강구 상측에 형성된 몸체 로벽 수평부에 샌드를 안내하는 안내구가 형성되되,
   용강 슬래그가 상기 안내구를 통해 외부로 유출하지 않게 하여 지금의 형성을 방지하도록 상기 안내구에는 상기 수평부의 내벽면에서 하측으로 돌출된 안내관이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 전기로의 샌드 투입 안내구.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 수평부의 외벽면에 형성된 지금 및 이물질로 인한 상기 안내구의 막힘현상을 방지하도록 상기 안내관의 상단부는 상기 수평부의 외벽면에서 상측으로 돌출하여 형성된 것을 특징으로 하는 전기로의 샌드 투입 안내구.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 안내관의 상단에는 샌드를 투입하지 않을 시에 상기 안내구를 막도록 커버가 설치되는 것을 특징으로 하는 전기로의 샌드 투입 안내구.

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