KR20120119026A - 래들 로의 루프 장치 - Google Patents

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KR20120119026A
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Abstract

전기로에서 출강된 용강의 이차 정련 설비인 LF의 분위기 온도를 유지하고 용강비산이나 배가스 누출을 방지하고 집진덕트가 연계되는 LF 루프 장치가 제공된다.
상기 LF 루프 장치는, LF 상에 제공되되, 복수의 단위 루프들이 다분할 조립 구조로 제공된 루프 본체; 및, 상기 루프 본체에 제공되되, 전극봉이 통과하고 배가스 집진이 이루어지는 드래프트 후드;를 포함하여 구성될 수 있다.
이와 같은 본 발명에 의하면, LF 상에 제공되는 루프장치를 다분할 조립체로 구조 개선하면서 루프를 구성하는 패널 파이프의 강도를 높이어, 전체적으로 루프의 수명을 연장 가능하게 함은 물론, 특히 부분적인 보수나 교체를 가능하게 하여 보수성을 향상시키면서 비용 절감을 가능하게 하고, 전체적으로 배가스 누출도 억제 가능하게 하는 개선된 효과를 얻을 수 있다.

Description

래들 로의 루프 장치{Roof Apparatus for Laddle Furnace}
본 발명은 래들 특히, 용강의 정련을 가능하게 하는 래들 로(Laddle Furnace의 루프(roof) 장치에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 본 발명은 전기로에서 출강된 용강의 이차 정련 설비인 래들 로(LF)상에 제공되는 루프장치를 다분할 조립체로 구조 개선하면서 루프를 구성하는 패널 파이프의 강도를 높이어, 전체적으로 루프의 수명을 연장 가능하게 함은 물론, 특히 부분적인 보수나 교체를 가능하게 하여 보수성을 향상시키면서 비용 절감을 가능하게 하고, 전체적으로 배가스 누출도 억제 가능하게 한 래들 로의 루프 장치에 관한 것이다.
일반적으로 미니밀 제강공장은 제강 전기로 공정, 정련공정, 열연공정으로 구분되며, 알려진 래들 로(Laddle Furnace)(이하, 'LF' 이라 함)는 미니밀 제강전기로에서 출강된 용강을 승온 및 성분조정 등을 거쳐 2차 정련처리 하는 설비이다.
이와 같은 LF 기능은 탈산, 탈류, 개재물 제어 및 공정간 버퍼링 역할을 하는 것이다.
한편, 도 8에서는 이와 같이 알려진 종래의 LF 공정을 개략적으로 도시하고 있다.
즉, 도 8에서 도시한 바와 같이, 종래 알려진 LF(100)는 용강(M)이 채워지고, 상부의 루프(200)에는 배가스용 집진기 덕트(미도시)가 연결되고, 용강의 승온을 위한 전극봉(110)이 관통한다.
그런데, 이와 같은 LF의 루프(200)는, 전극봉(110)을 이용한 용강(M)의 승온 과, 합금철 투입을 통한 용강의 성분 조정시, 용강의 분위기 온도를 유지하고 용강이 외부로 비산되는 것을 방지하며 정련시 발생되는 배가스를 집진기 덕트(Duct)로 유도하는 설비이다.
한편, 도 8에서 도시한 바와 같이, LF의 루프(200)에 형성된 투입구를 통하여 LF 공정시 합금철(F)이나 칼슘(Ca)을 투입하게 되고, 최종 처리된 용강은 주조기(연주기)로 투입된다.
그러나, 도 8에서는 개략적으로 도시하였지만, 종래의 LF 루프는 다음과 같은 문제가 있었다.
먼저, 종래 LF 루프는 루프를 구성하는 냉각 파이프(패널 파이프)의 내구성이나 냉각성이 취약하여 조업중 용강 비산에 의한 용손이나 크랙이 쉽게 발생되고,심한 경우 냉각수 누수에 의한 폭발이 발생될 우려가 높고, 쉽게 열 변형되는 문제가 있었다.
또한, 종래 루프의 경우에는 루프가 하나의 일체형 구조로 되어 있어, 루프의 일부분만이 손상되어도 전체를 교체해야 하고, 따라서 잦은 루프 교체나 보수 작업이 필요하게 되는 다른 문제가 있었다.
더하여, 앞에서 설명한 바와 같이, 합금철이나 칼슘(와이어)을 투입하기 위한 투입구가 과도하게 크게 형성되어 있어, 배가스나 분진 등이 외부 누출되는 문제가 발생될 우려가 높았다.
또한, 도 8과 같이, 종래 LF(200)는 전극봉(110)이 통과하는 드래프트 후드(Draft Hood)(210)의 형상이 대략 삼각형태(다음의 도 6c 참조)로 형성되어 있어 루프 본체와의 조립도 어렵고, 갭 발생으로 배가스가 외부 누출되는 또 다른 문제가 있었다.
따라서, 종래 LF 루프의 경우, 고열의 복사열에 의한 설비 열화, 조업 중 용강 비산에 의한 파이프 용손, 그로 인한 냉각수 누수 및 폭발 위험, 배가스 누출에 따른 공장 내부의 작업환경 열악 등의 문제가 있었다. 결국, 종래의 경우 LF 조업 생산성을 저하시키는 요인이 많은 것이다.
이에 따라서, 본 발명의 출원인은 LF의 루프 개선을 통하여 루프의 수명을 연장시키고, 보수 유지를 용이하게 하면서 배가스 누출 등을 억제하여, 궁극적으로 LF 조업 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 본 발명을 제안하게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 전기로에서 출강된 용강의 이차 정련 설비인 LF 상에 제공되는 루프장치를 다분할 조립체로 구조 개선하면서 루프를 구성하는 패널 파이프의 강도를 높이어, 전체적으로 루프의 수명을 연장 가능하게 함은 물론, 특히 부분적인 보수나 교체를 가능하게 하여 보수성을 향상시키면서 비용 절감을 가능하게 하고, 전체적으로 배가스 누출도 억제 가능하게 한 LF 루프 장치를 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, LF 상에 제공되되, 복수의 단위 루프들이 다분할 조립 구조로 제공된 루프 본체; 및,
상기 루프 본체에 제공되되, 전극봉이 통과하고 배가스 집진이 이루어지는 드래프트 후드;
를 포함하여 구성된 LF 루프 장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 루프 본체의 단위 루프들은 LF 상에 장착되는 외곽 패널 파이프에 체결수단을 매개로 착탈 가능하게 조립되고, 상기 단위 루프 들은 연결 조립되는 것이다.
더 바람직하게는, 상기 단위 루프를 구성하는 패널 파이프는 냉각수가 유통되는 이중관 구조로 구성되는 것이다.
이때, 상기 이중관 구조의 패널 파이프의 내부 파이프에는 냉각성을 높이도록 제공되는 하나 이상의 그루브를 더 포함하는 것이다.
바람직하게는, 상기 체결수단은, 상기 외곽 패널 파이프에 제공된 키홈부재 및, 상기 패널 파이프에 제공된 키부재로 구성될 수 있다.
더 바람직하게는, 상기 루프 본체에는 하나 이상의 투입구가 구비되되, 상기 투입구 상에 제공되는 투입구 게이트수단을 더 포함하는 것이다.
이때, 상기 투입구 게이트수단은, 상기 투입구상에 제공된 안내부재 및, 상기 안내부재를 따라 구동원을 매개로 슬라이딩 가능하게 제공된 게이트를 포함하여 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 드래프트 후드는, 전극봉이 통과하는 복수의 전극봉 개구부와 배가스 집진을 위한 덕트 연결부를 포함하되, 상기 루프 본체의 중앙 원형 개구에 긴밀하게 장착토록 원통 형상으로 이루어지는 것이다.
이와 같은 본 발명에 의하면, 기존 일체형 루프 구조 대신에, 단위 루프들을 다분할 조립하는 구조로 개선하여, 루프 손상시 손상된 단위 루프만을 교체하거나 보수할 수 있어, 보수 작업을 용이하게 하고, 비용도 절감 가능하게 하면서, LF 가동성을 향상 가능하게 하는 것이다.
더하여, 전기로에서 출강된 용강의 승온 및 성분조정 등의 이차 정련 처리 설비인 LF의 루프 장치에서, 패널 파이프(배관)의 이중 구조를 통하여 루프의 용손을 억제하면서 냉각능은 유지 가능하게 하여, 전체적인 루프 장치의 수명을 연장 가능하게 하는 것이다.
또한, 합금철 투입구 등의 개폐를 가능하게 하면서, 드래프트 후드의 루프 본체간 긴밀한 설치를 가능하게 하여, 배가스 누출을 최대한 억제 가능하게 하는 것이다.
결국, 본 발명의 LF 루프 장치는 LF를 통한 전기로 추출 용강의 정련 조업성을 향상시키는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 LF와 LF 루프장치를 도시한 전체 구성도
도 2는 본 발명에 따른 LF 루프장치를 도시한 사시도
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 LF 루프장치에서, 루프 본체와 투입구 게이트수단을 도시한 요부 사시도를 포함하는 평면도 및, 종래 루프를 도시한 평면도
도 4는 본 발명에 따른 루프본체의 단위 루프들을 도시한 구성도
도 5는 본 발명에 따른 루프본체와 외곽 패널 파이프 체결수단을 도시한 사시도
도 6a, 6b는 본 발명에 따른 드래프트 후드를 도시한 사시도 및 평면도이고 도 6c는 종래 드래프트 후드를 도시한 평면도
도 7은 본 발명에 따른 루프 본체의 패널 파이프의 구조를 도시한 일부 절개 사시도
도 8은 본 발명에 관련된 LF의 작업 공정을 도시한 공정상태도
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1 및 도 2에서는 미니밀 제강 전기로에서 출강된 용강을 승온 및 성분조정 등을 거쳐 용강을 2차 정련처리 하는 설비인 LF와 그 상부에 제공되는 본 발명에 따른 LF 루프장치(1)를 도시하고 있다.
즉, 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 LF 루프 장치(1)는 크게 LF(100)의 상부에 제공되되, 복수의 단위 루프(12)들이 다분할 조립 구조로 제공된 루프 본체(10) 및, 상기 루프 본체(10)에 제공되고 용강 정련시 용강 승온을 위한 전극봉(110)이 수직으로 관통하면서 배가스 집진덕트(120)가 연결되는 드래프트 후드(30)를 포함하여 구성되어 있다.
따라서, 본 발명의 LF 루프 장치(1)는, 기본적으로 LF 상부에 장착되어 전기로에서 출강된 용간의 2차 정련시 발생되는 배가스의 외부 누출을 차단하는 동시에, 연결된 배가스 집진덕트(120)를 통한 배가스 처리를 가능하게 하는 것이다.
예를 들어, 도 1 및 도 2와 같이, 전기 집진기와 연결된 집진덕트(120)는 본 발명인 LF 루프장치(1)의 루프 본체(10)에 구비된 드래프트 후드(30)에 구비된 덕트 연결부(34)와 볼트 체결을 통하여 연결되고, 이와 같은 드래프트 후드(30)에는 전극봉 통과개구(32) 예컨대, 3개의 전극봉 통과개구(32)를 포함한다.
물론, 도 1에서 별도의 부호로 나타내지 않았지만, 전극봉(110)에는 전원 인가설비가 연계되어 있다.
그리고, 상기 드래프트 후드(30)는, 기존에는 스테인레스의 SS400 계열의 재질로 제작되지만 본 발명의 경우 압력배관용 탄소강(SPHT38)으로 제작하여 강도를 보강하는 재질로 제공하였다.
이때, 더 바람직하게는 도 6a 및 6b에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 드래프트 후드(30)는, 전극봉(110)이 통과하는 복수의 전극봉 개구부(32)가 구비된 내부가 중공된 구조로 제공되되, 특히 루프 본체(10)의 중앙 원형개구(도 3a의 10a 참조)에 긴밀하게 장착토록 원통형상으로 형성되어 있다.
예를 들어, 도 6c에서 도시한 바와 같이, 종래의 드래프트 후드(210)의 경우 전극봉 개구부(212)와 덕트 연결부(214)를 포함하기는 하나, 전체적으로 평면상 삼각형태로 되어 있다.
따라서, 종래의 경우 드래프트 후드(210)의 경우 평면상 삼각형태로 형성되기 때문에, 루프와의 장착시 루프의 중앙에 형성된 원형의 개구부분(도 3b에서 도시한 종래 루프(200)의 202 참조)과의 밀봉 장착에 어려움이 발생되고, 이와 같은 드래프트 후드와 루프 본체의 연결 경계부분에서 배가스 누출이 발생되는 문제가 있었다.
그러나, 본 발명은 앞에서 설명한 바와 같이, 도 3a 및 도 6a,6b에서 도시한 바와 같이, 루프 본체(10))의 중앙 개구(10a)가 원형이고, 드래프트 후드(30)도 평면상 원형의 원통형상으로 제공되므로, 본 발명의 드래프트 후드(30)는 긴밀하게 루프 본체(10)의 중앙 개구부분 상에 장착되면서 종래의 배가스 누출 문제가 발생되지 않게 긴밀하게 제공되고, 이는 결과적으로 트래프트 후드(30)의 루프 본체(10)의 설치도 용이하게 한다.
예를 들어, 상기 드래프트 후드(30)의 하단부 외연에는, 도 6a에서 도시한 바와 같이, 도 3a의 루프 본체(10)의 중앙 원형개구 부분에 고정되는 브라켓트(미부호)들이 구비되어 있다.
한편, 본 발명의 LF 루프 장치(1)의 루프 본체(10)는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 단위 루프(12)들이 도 3a와 같은 전체적으로 원형의 루프 본체(10)를 구성하도록 제공되는데, 바람직하게는 앞에서 설명한 바와 같이, 드래프트 후드(30)가 장착되는 중앙측의 원형 단위 루프(12)와, 도 3a와 같이 LF에서의 정련시 투입되는 합금철(도 8의 F)과 칼슘(도 8의 Ca) 투입구(50)(칼슘 와이어를 투입하기도 함)와 정련된 용강 샘플링을 위한 샘플링기구 투입구(50)를 형성하는 단위 루프(12)들로 구성된다.
그러나, 도 3b에서 도시한 바와 같이, 종래의 경우 루프(200)는 패널 파이프들을 일체로 제작하였기 때문에, 투입구(204)(합금철, 샘플링 기구 등)들이 도 3a의 본 발명의 루프 본체(10)의 투입구(50)들에 비하여 그 개구면적이 매우 크고, 루프가 부분 손상되어도 전체 루프(200)를 교체해야 하는 문제가 있었다. 따라서, 종래의 경우 루프 보수-유지도 어렵고 시간도 많이 필요함은 물론, 비용도 증대되는 것이었다.
이에 반하여, 본 발명의 경우 루프 본체(10)가 전체적으로 원형으로 형성하면서 투입구(50)와 후드 개구부(10a)를 형성하는 단위 루프(12)들로 다분할 조립되는 구조이므로, 손상되는 부분만을 교체하거나 보수하면 되기 때문에, 보수-유지를 용이하게 하는 것이다.
한편, 도 3a 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 루프 본체(10)의 단위 루프(12)들은, LF(100)의 상부 개구부분에 장착되는 직경이 큰 외곽 패널 파이프(14)에 체결수단(16)을 매개로 착탈 가능하게 조립된다.
예를 들어, 상기 체결수단(16)은 상기 외곽 패널 파이프(14)에 제공된 키홈부재(16a) 및, 상기 단위 루프(12)를 구성하는 패널 파이프(18)에 제공된 키부재(16b)로 이루어진다.
따라서, 도 4에서 도시한 단위 루프(12)들은 외곽 채널 파이프(14)에 체결수단(16)를 통하여 간단하게 체결 조립되고, 필요시 해당 단위 루프(12)만을 간단하게 분해할 수 있다.
즉, 도 3a 및 도 4에서 도시한 바와 같은 단위 루프(12)들은 외곽으로는 외곽 패널 파이프(18)에 체결수단으로 착탈 가능하게 제공되면서, 단위 루프들간 경계부위들은 간단한 스폿 용접이나 별도의 도면으로 도시하지 않았지만, 브라켓트들을 설치하고, 분리가 용이한 와이어로 연결 고정하는 구조일 수 있다.
예를 들어, 루프 본체에 제공되는 상기 드래프트 후드(30)는 내부가 비어있어 자체 중량은 무겁지 않다.
따라서, 단위 루프(12)들이 다분할 조립되고 상기와 같은 연결 구조로 전체적인 원형의 루프 본체(10)를 구성하여도 과도한 하중이 가해지지 않기 때문에, 문제가 없다.
한편, 별도의 도면부호로 나타내지는 않았지만, 본 발명의 루프 본체(10)를 구성하는 단위 루프(12)들의 패널 파이프(18)와 외곽 패널 파이프(14)에는 냉각수(도 7의 W)가 유통되고, 따라서 적당한 냉각수 공급 및 배출 플랜지들이 적당하게 파이프들에 연결되면 된다.
다음, 도 7에서 도시한 바와 같이, 더 바람직하게는 본 발명의 단위 루프(12)들을 구성하는 외곽 패널 파이프(16)와 패널 파이프(18)들 중 적어도 패널 파이프(18)들은 용손이나 크랙 발생을 방지하여 전체적인 루프의 수명을 연장시킬 수 있도록 다중 구조 예컨대, 이중 구조(18a)(18b)로 형성되어 있다.
즉, 본 발명의 상기 파이프(18)들은 외부 파이프(18a)와 내부 파이프(18b)로제공될 수 있고, 따라서 내부를 통과하는 냉각수에 의하여 파이프들은 냉각되는 동시에, 2중 구조이기 때문에, 종래 도 3b의 루프가 단일구조의 파이프인 것에 비하여, LF 조업시 쉽게 용손되거나 크랙이 발생되지 않는 것이고, 결과적으로 루프를 구성하는 본 발명의 패널 파이프 들은 내구성이 강하여 쉽게 파손되지 않는 것이다.
특히, 도 7에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 상기 패널 파이프(18)의 내부 파이프(18b)에는 원주방향으로 소정간격으로 파이프 길이방향으로 일체로 된 그루브(19)들을 더 포함하도록 것인데, 이는 내부 파이프의 두께를 감소시키어 실질적으로 외부 파이프(18a)와 내부 파이프(18b)를 통한 냉각수로의 열전달을 강화시키어 파이프의 냉각 효율을 향상시키는 것이다.
결국, 본 발명의 단위 루프를 구성하는 패널 파이프(18)와 외곽 패널 파이프(14)들은 이중 파이프 구조로서 용손이나 크랙 발생이 억제되면서 냉각효율은 안정적으로 유지 가능하게 하는 것이다.
이때, 상기 패널 파이프(18)의 내부 및 외부 파이프들도 드래프트 후드와 같이, 기존의 스테인레스 SS400 계열의 재질 대신에, 강도를 높인 압력배관용 탄소강(SPHT38)으로 제작하는 것이 바람직하다.
다음, 도 3a에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 LF 루프장치(1)의 경우, 앞에서 설명한 바와 같이, 루프 본체(10)에는 합금철과 칼슘 투입구(50)와 샘플링 기구 투입구(50)들이 도 3b의 종래 루프 보다는 최적의 크기로 작게 형성되면서, 특히 본 발명의 경우 상기 투입물 투입구(50)상에 제공되는 투입구 게이트수단(60)을 더 포함하는 것이다..
예를 들어, 이와 같은 본 발명의 투입구 게이트수단(60)은, 도 3a에서 도시한 바와 같이, 상기 투입구(50)의 상부에 브라켓트 구조물 등으로 제공되고 중앙은 개구된 안내부재(62)가 장착되고, 일측으로 배치된 구동원(64) 예를 들어, 실린더와 연결된 게이트(66)가 상기 안내부재(62)를 따라 전후 이동 가능하다.
이때, 상기 실린더인 구동원(64)은 루프 파이프에 장착되는 고정대(61)에 수평 고정되고, 그 로드가 상기 게이트(66)와 연결된다.
더 바람직하게는, 상기 구동원의 외측에는 적어도 열 손상을 방지하는 내열소재의 커버(65)가 제공되는 것이다.
따라서, 도 3b와 같이 종래 루프(200)의 경우에는 항상 개방된 투입구(204)들이 제공되나, 본 발명의 LF 루프 장치의 경우에는 종래와는 다르게 게이트(66)가 실린더(64)의 작동시 슬라이딩 되면서 투입구(50)들은 개폐시키기 때문에, 합금철이나 칼슘(와이어) 또는 샘플링기구 투입시에만 투입구(50)를 개방시키기 때문에, 종래에 비하여, 배가스 유출이나 분진 누출을 최대한 억제하는 것이다.
본 발명은 지금까지 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.
1.... LF 루프 장치 10.... 루프 본체
12.... 단위 루프 14.... 외곽 패널 파이프
16.... 체결수단 18.... 패널 파이프
18a, 18b.... 2중 파이프의 외부 및 내부 파이프
19.... 그루브 30.... 드래프트 후드
32.... 전극봉 개구부 34.... 덕트 연결부
50.... 투입물 투입구 60.... 투입구 게이트수단
62.... 안내부재 64.... 구동원
66.... 게이트

Claims (8)

  1. LF(100) 상에 제공되되, 복수의 단위 루프(12)들이 다분할 조립 구조로 제공된 루프 본체(10); 및,
    상기 루프 본체(10)에 제공되되, 전극봉(110)이 통과하고 배가스 집진이 이루어지는 드래프트 후드(30);
    를 포함하여 구성된 LF 루프 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 루프 본체(10)의 단위 루프(12)들은 LF 상에 장착되는 외곽 패널 파이프(14)에 체결수단(16)을 매개로 착탈 가능하게 조립되고, 상기 단위 루프 들은 연결 조립되는 것을 특징으로 하는 LF 루프 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 단위 루프를 구성하는 패널 파이프(18)는 냉각수가 유통되는 이중관 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 LF 루프 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 이중관 구조의 패널 파이프(18)의 내부 파이프(18b)에는 냉각성을 높이도록 제공되는 하나 이상의 그루브(19)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 LF 루프 장치,
  5. 제2항에 있어서,
    상기 체결수단(16)은, 상기 외곽 패널 파이프(14)에 제공된 키홈부재(16a) 및, 상기 패널 파이프(16)에 제공된 키부재(16b)로 구성된 것을 특징으로 하는 LF 루프 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 루프 본체(10)에는 하나 이상의 투입구(50)가 구비되되, 상기 투입구(50) 상에 제공되는 투입구 게이트수단(60)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 LF 루프 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 투입구 게이트수단(60)은, 상기 투입구(50)상에 제공된 안내부재(62) 및, 상기 안내부재를 따라 구동원(64)을 매개로 슬라이딩 가능하게 제공된 게이트(66)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 LF 루프 장치.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 드래프트 후드(30)는, 전극봉(110)이 통과하는 복수의 전극봉 개구부(32)와 배가스 집진을 위한 덕트 연결부(34)를 포함하되, 상기 루프 본체(10)의 중앙 원형개구(10a)에 긴밀하게 장착토록 원통형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 LF 루프 장치.
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