KR20120136678A - Dust burner of a furnace having excellent thermal conductivity and high-abrasion resistance and method for manufacturing the same - Google Patents

Dust burner of a furnace having excellent thermal conductivity and high-abrasion resistance and method for manufacturing the same Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A dust burner for a melting furnace and a manufacturing method thereof are provided to improve the wear resistance of the dust burner by integrally casting a Ni-Cu alloy to the leading end of the dust burner. CONSTITUTION: A dust burner(20) collects dust from gas of a melting furnace(10) to blow and burn the dust in the melting furnace. A Ni-Cu alloy(30) is welded to the leading end of the dust burner when casting the leading end of the dust burner. Cu forming the leading end of the dust burner forms a metallic bonding structure with the Ni-Cu alloy.

Description

용융로용 더스트버너 및 그 제조방법{DUST BURNER OF A FURNACE HAVING EXCELLENT THERMAL CONDUCTIVITY AND HIGH-ABRASION RESISTANCE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}DUST BURNER OF A FURNACE HAVING EXCELLENT THERMAL CONDUCTIVITY AND HIGH-ABRASION RESISTANCE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 용융로용 더스트버너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 더스트버너의 주조과정에서 더스트버너 노즐의 선단부에 니켈-구리 합금을 형성시키되, 더스트버너 선단노즐의 동과 니켈-구리 합금간 금속학적 결합구조를 이루어 상호 경계면이 존재하지 않는 형태로 일체로 융착 형성되도록 함으로써 고온에서 내마모성과 함께 우수한 열전도성을 유지하여 수명이 향상되도록 한 용융로용 더스트버너 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a dust burner for a melting furnace, and more particularly, to form a nickel-copper alloy at the tip of the dust burner nozzle during the casting of the dust burner, the metallurgical coupling between the copper of the dust burner tip nozzle and the nickel-copper alloy The present invention relates to a melt burner for a melting furnace and a method of manufacturing the same, by forming a structure such that fusion is integrally formed in a form in which no interfacial interface exists, thereby maintaining a good thermal conductivity at a high temperature and improving life.

일반적으로 소결과 코크스 공정을 생략할 수 있는 덩어리 상태의 철광석과 석탄을 사용하는 코렉스(COREX)와 같은 용융로의 조업공정에서 발생하는 가스중에는 다량의 더스트가 함유되어 있으므로, 더스트에 의해 공해가 유발되는 것을 방지하기 위하여 더스트버너(dust burner)를 구비하고 이를 통해 더스트를 포집하여 용융로에 취입한 후 연소시키고 있다.In general, a large amount of dust is contained in the operation of melting furnaces, such as COREX, which uses agglomerated iron ore and coal, which can omit the sintering and coke processes. In order to prevent the dust is provided with a dust burner (dust burner) through which the dust is blown into the melting furnace and burned.

이와 같은 더스트버너는 노즐의 선단부가 쉽게 마모되어 냉각수가 누수되는 문제점이 있어 왔다. 즉 더스트 버너의 선단부는 열전도도가 우수하여 냉각 유체에 의한 냉각성능을 높일 수 있는 동 재질의 노즐이 사용되고 있으나, 동은 온도상승에 따라 내마모성과 같은 기계적 특성이 현저하게 낮아지기 때문에 용융로 내에서 노즐의 선단부 내측부와 외측부 사이로 송산되는 산소에 의해 급격한 마모현상이 빈번하게 발생되었다. 특히 고온의 용융로 조건 하에서 동의 냉각이 충분히 이루어지지 않을 경우 기계적 강도의 급격한 저하와 함께 고속의 산소유동에 의하여 더스트버너 선단부 마모현상은 더욱 가속화된다.Such dust burners have a problem in that the tip of the nozzle is easily worn and the coolant is leaked. That is, the tip of the dust burner is made of a copper material that has excellent thermal conductivity and can improve the cooling performance due to the cooling fluid.However, since copper has a significant decrease in mechanical properties such as abrasion resistance as the temperature rises, Sudden wear phenomenon was frequently caused by oxygen transmitted between the inner and outer portions of the tip portion. In particular, when copper cooling is not sufficiently performed under high temperature melting furnace conditions, wear of the dust burner tip is accelerated by rapid oxygen flow with rapid decrease in mechanical strength.

본 발명은 상술한 종래기술의 제반 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 안출된 것으로, 그 목적은 더스트버너의 주조 과정에서 더스트버너 노즐의 선단부에 니켈-구리 합금을 형성시키되, 더스트버너 선단부의 동과 니켈-구리 합금간 금속학적 결합구조를 이루어 상호간 경계면이 존재하지 않는 형태로 일체로 융착 형성되도록 함으로써 내마모성과 함께 우수한 열전도성을 유지하여 수명이 향상되도록 한 용융로용 더스트버너를 제공하고자 함에 있다.The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and its purpose is to form a nickel-copper alloy at the tip of the dust burner nozzle during casting of the dust burner, but the copper and nickel at the tip of the dust burner It is to provide a dust burner for a melting furnace, which has a metallurgical bonding structure between copper alloys to be integrally fused and formed in a form in which there is no interface between them, thereby maintaining excellent thermal conductivity along with wear resistance and improving life.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 더스트버너는, 용융로의 가스로부터 더스트를 포집하여 용융로에 취입 및 연소시키는 더스트버너에 있어서, 상기 더스트버너는 선단부의 적어도 일부에 니켈-구리 합금이 융착 형성된 것을 특징으로 한다.In the dust burner of the present invention for solving the above problems, in the dust burner which collects dust from the gas of the melting furnace, blows it into the melting furnace, and burns it, the dust burner is fused with a nickel-copper alloy formed on at least a portion of the front end portion. It is done.

또한 본 발명의 더스트버너는 상기 니켈-구리 합금은 더스트버너의 주조시 융착되어 형성되므로써 더스트버너의 주조과정에서 더스트버너를 이루는 동과 니켈-구리 합금이 금속학적 결합 구조를 이루도록 된 것을 특징으로 한다.In addition, the dust burner of the present invention is characterized in that the nickel-copper alloy is formed by fusion during the casting of the dust burner so that the copper and the nickel-copper alloy forming the dust burner form a metallic bonding structure during the casting of the dust burner. .

또한 본 발명의 더스트버너는 더스트 및 이송가스가 공급되는 내측노즐 및 상기 내측노즐의 외부에서 감싸는 외측노즐로 구성되어 내측노즐과 외측노즐의 사이에 산소가 배출되고, 상기 니켈-구리 합금은 상기 내측노즐 선단부 및 외측노즐의 선단부 내주면에 링 혹은 파이프 형태로 융착 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the dust burner of the present invention is composed of an inner nozzle to which dust and conveying gas are supplied and an outer nozzle wrapped around the outside of the inner nozzle so that oxygen is discharged between the inner nozzle and the outer nozzle, and the nickel-copper alloy is the inner nozzle. It is characterized in that the fusion welded in the form of a ring or pipe on the inner peripheral surface of the front end of the nozzle and the outer nozzle.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 더스트버너 제조방법은 더스트 및 이송가스가 공급되는 내측노즐 및 상기 내측노즐의 외부에서 감싸는 외측노즐로 구성되어 용융로의 가스로부터 더스트를 포집하여 용융로에 취입 및 연소시키는 더스트버너를 제조하는 방법에 있어서, 상기 더스트버너의 내측노즐 선단부를 주조하기 위한 내측노즐 선단부 주조용 주형 내에 상기 더스트버너의 내측노즐 선단부가 주조되는 위치에 배치되도록 니켈-구리 합금을 삽입하는 과정과; 상기 내측노즐 선단부 주조용 주형 내에 동 용융액을 주입한 후, 응고시킴에 의하여 더스트버너의 내측노즐 선단부를 주조하되, 주조과정에서 더스트버너 내측노즐 선단부를 이루는 동과 니켈-구리 합금이 금속학적으로 결합되어 더스트버너의 내측노즐 선단부에 니켈-구리 합금이 융착 형성되는 과정과; 상기 더스트버너의 외측노즐 선단부를 주조하기 위한 외측노즐 선단부 주형 내에 상기 더스트버너의 외측노즐 선단부 내주면이 주조되는 위치에 배치되도록 니켈-구리 합금을 삽입하는 과정과; 상기 외측노즐 선단부 주조용 주형 내에 동 용융액을 주입한 후, 응고시킴에 의하여 더스트버너의 외측노즐 선단부를 주조하되, 주조과정에서 더스트버너 외측노즐 선단부를 이루는 동과 니켈-구리 합금이 금속학적으로 결합되어 더스트버너의 외측노즐 선단부 내주면에 니켈-구리 합금이 융착 형성되는 과정과; 상기 내측노즐 선단부를 내측노즐 몸체부에 용접하여 내측노즐을 형성하고, 상기 외측노즐 선단부를 외측노즐 몸체부에 용접하여 외측노즐을 형성하는 과정과; 상기 내측노즐을 외측노즐 내에 삽입하여 조립하는 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Dust burner manufacturing method of the present invention for solving the above problems consists of an inner nozzle which is supplied with dust and conveying gas and an outer nozzle wrapped around the outside of the inner nozzle to collect dust from the gas of the melting furnace to blow and burn in the melting furnace. A method of manufacturing a dust burner, the method comprising: inserting a nickel-copper alloy to be disposed at a position at which an inner nozzle end of the dust burner is cast into an inner nozzle end casting mold for casting an inner nozzle end of the dust burner; ; After injecting a copper melt into the mold for casting the inner nozzle tip, the inner nozzle tip of the dust burner is cast by solidification, and the copper and the nickel-copper alloy forming the dust burner inner nozzle tip are joined in a metallic manner. And the nickel-copper alloy is fused to the inner nozzle tip of the dust burner; Inserting a nickel-copper alloy into a position where an inner circumferential surface of the outer nozzle tip of the dust burner is cast into the outer nozzle tip mold for casting the outer nozzle tip of the dust burner; After the copper melt is injected into the casting mold for the outer nozzle end part, the outer nozzle end part of the dust burner is cast by solidification, and the copper and the nickel-copper alloy forming the dust burner outer nozzle end part in the casting process are metallically combined. Forming a nickel-copper alloy on the inner circumferential surface of the outer nozzle tip of the dust burner; Welding the inner nozzle tip to an inner nozzle body to form an inner nozzle, and welding the outer nozzle tip to an outer nozzle body to form an outer nozzle; And inserting the inner nozzle into the outer nozzle to assemble it.

또한 본 발명의 더스트버너 선단부 제조방법은 상기 외측노즐 선단부 주조용 주형 및 내측노즐 선단부 주조용 주형 내에 주입되는 동 용융액의 온도는 1,100~1,300℃로 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the dust burner tip manufacturing method of the present invention is characterized in that the temperature of the copper melt injected into the outer nozzle tip casting mold and the inner nozzle tip casting mold is 1,100 ~ 1,300 ℃.

따라서 본 발명에 의하면 더스트버너의 주조시 더스트버너의 선단부에 니켈-구리 합금을 더스트버너의 동과 경계면이 존재하지 않는 상태로 금속학적 결합구조를 갖도록 일체로 융착 형성시킴으로써 더스트버너의 내마모성을 향상하여 수명을 향상시키고, 이와 동시에 우수한 열전도성을 유지하여 더스트버너의 냉각 성능을 극대화할 수 있다.Therefore, according to the present invention, when the dust burner is cast, the nickel-copper alloy is integrally fused and formed to have a metallic bonding structure in the state where the copper burner and the interface of the dust burner do not exist, thereby improving wear resistance of the dust burner. Increasing the service life and at the same time maintaining excellent thermal conductivity can maximize the dust burner cooling performance.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 더스트버너의 예시적인 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 더스트버너를 구성하는 내측노즐의 예시적인 단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 더스트버너를 구성하는 외측노즐의 예시적인 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 더스트버너의 "A"부 확대도.1 is an exemplary cross-sectional view of a dust burner according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exemplary cross-sectional view of the inner nozzle constituting the dust burner according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is an exemplary cross-sectional view of the outer nozzle constituting the dust burner according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an enlarged view "A" portion of the dust burner according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 본 발명의 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed contents may be thorough and complete, and the technical spirit of the present invention may be sufficiently delivered to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 더스트버너의 예시적인 단면도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 더스트버너를 구성하는 내측노즐의 예시적인 단면도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 더스트버너를 구성하는 외측노즐의 예시적인 단면도, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 더스트버너의 "A"부 확대도이다.1 is an exemplary cross-sectional view of a dust burner according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exemplary cross-sectional view of an inner nozzle constituting a dust burner according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. Exemplary cross-sectional view of an outer nozzle constituting a dust burner according to FIG. 4 is an enlarged view of portion "A" of a dust burner according to an embodiment of the present invention.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따른 더스트버너 선단부(40,50)는 열전달 효율이 우수한 동 재질이 적용되는 것으로, 더스트버너(20)의 선단부가 마모되어 그 수명이 단축되는 것을 방지코자, 더스트버너(20)의 내측노즐 선단부(50) 및 외측노즐 선단부(40)에 니켈-구리 합금(30)을 융착 형성시킨 것을 특징으로 하는 것이다.First, the dust burner tip portions 40 and 50 according to an embodiment of the present invention are applied with a copper material having excellent heat transfer efficiency, so as to prevent the tip portion of the dust burner 20 from being worn and shortening its lifespan. The nickel-copper alloy 30 is fused by the inner nozzle tip 50 and the outer nozzle tip 40 of the burner 20.

상기 더스트버너(20)는 체결플랜지(25)에 의해 코렉스(FINEX) 용융로 철피(10)에 형성된 프레임(10a)에 볼트 체결되어 설치되어지는 것으로서, 외측노즐과 내측노즐의 두 파트(part)로 구성되고, 산소공급구(24)로 가연성 가스 연소에 필요한 산소가 주입되어 외측노즐과 내측노즐 사이에 형성된 산소배출구(23)를 통해 용융로 내로 배출된다.The dust burner 20 is bolted to the frame 10a formed on the cortex 10 of the FINEX melting furnace by the fastening flange 25, and is installed in two parts of the outer nozzle and the inner nozzle. And oxygen necessary for combustible gas combustion is injected into the oxygen supply port 24 and discharged into the melting furnace through the oxygen discharge port 23 formed between the outer nozzle and the inner nozzle.

외측노즐은 외측노즐 몸체부(21)에 외측노즐 선단부(40)가 용접 고정된 구조이고, 내측노즐은 내측노즐 몸체부(22)에 내측노즐 선단부(50)가 용접 고정된 구조이다. 외측노즐 몸체부(21)의 외측파이프(21a)는 동으로 제작되고, 내측파이프(21b)는 주로 SUS강으로 제조된다. 내측노즐 몸체부(22)의 외측파이프(22a) 및 내측파이프(22b)는 주로 SUS강으로 제조된다.The outer nozzle has a structure in which the outer nozzle tip portion 40 is welded and fixed to the outer nozzle body portion 21, and the inner nozzle has a structure in which the inner nozzle tip 50 is welded and fixed to the inner nozzle body portion 22. The outer pipe 21a of the outer nozzle body portion 21 is made of copper, and the inner pipe 21b is mainly made of SUS steel. The outer pipe 22a and the inner pipe 22b of the inner nozzle body portion 22 are mainly made of SUS steel.

각 외측노즐과 내측노즐의 내부에는 철파이프(21c,22c)에 의하여 냉각수유로(21d,22d)가 형성되어 더스트버너의 열손상 보호를 위해 냉각수가 냉각수공급구(27)를 통해 통입되어 순환된 후 냉각수배출구(28)를 통해 배출된다. 도면부호 29a~c는 냉각수순환입구(29a), 냉각수순환튜브(29b), 냉각수순환출구(29c)이다. 상기 내측노즐로는 더스트공급구(26)를 통해 더스트 및 이의 운송을 위한 질소와 같은 이송가스가 주입되어 용융로 내로 공급된다.Cooling water flow paths 21d and 22d are formed in each of the outer nozzles and the inner nozzles by iron pipes 21c and 22c, and the cooling water is introduced and circulated through the cooling water supply port 27 to protect the thermal burner of the dust burner. After it is discharged through the cooling water outlet (28). Reference numerals 29a to c denote cooling water circulation inlets 29a, cooling water circulation tubes 29b, and cooling water circulation outlets 29c. The inner nozzle is injected into the melting furnace through a dust supply port 26, a conveying gas such as nitrogen for dust and transport thereof.

본 발명은 더스트버너(20)의 내측노즐 선단부(50) 및 외측노즐 선단부(40) 내주면에 각각 니켈-구리 합금(30a,30b)이 융착 형성된 구조로서, 더스트버너(20)에 융착 형성된 니켈-구리 합금(30)은 강도가 높아 고온에서도 내마모성이 우수한 특성을 갖는다. 따라서 본 발명에 따른 더스트버너(20)는 선단부가 쉽게 마모되지 않아 그 수명이 연장되는 효과가 제공된다.The present invention has a structure in which nickel-copper alloys 30a and 30b are fused to inner circumferential surfaces of the inner nozzle tip 50 and the outer nozzle tip 40 of the dust burner 20, respectively, and are fused to the dust burner 20. The copper alloy 30 has high strength and has excellent wear resistance even at high temperatures. Therefore, the dust burner 20 according to the present invention is provided with the effect that the tip is not easily worn and its life is extended.

본 발명에서 더스트버너(20) 선단부(40,50)는 열전도도가 우수한 동(Copper) 소재로 이루어지되, 주조에 의해 제조되는 것이 중요한 요소이다. 종래에는 더스트버너의 노즐 선단에 고내열충격성 및 고내식성을 갖는 세라믹 보강링을 결합하여 노즐 선단이 침식되는 것을 방지하고 있으나, 보강링과 더스트버너를 이루는 동 재질 사이에 경계면이 형성되고, 이로 인해 열전도도가 낮아져 냉각효율이 저하되는 문제가 발생된다.In the present invention, the dust burner 20, the front end portion 40, 50 is made of a copper (Copper) material with excellent thermal conductivity, it is an important factor to be manufactured by casting. Conventionally, a ceramic reinforcing ring having high thermal shock resistance and high corrosion resistance is coupled to the nozzle tip of the dust burner to prevent the nozzle tip from being eroded, but an interface is formed between the reinforcing ring and the copper material forming the dust burner. The thermal conductivity is lowered, causing a problem of lowering the cooling efficiency.

본 발명에서는 상기의 문제를 해소하고자, 더스트버너(20) 선단부를 주조에 의해 제조하되, 주조 과정에서 더스트버너(20)의 선단부에 기계적 특성과 융점이 높고 동과 금속학적 결합이 가능한 니켈-구리 합금(30)을 융착 형성시킴으로써 내마모성과 함께 열전도성 또한 극대화시킨 것이다.In the present invention, in order to solve the above problems, the tip of the dust burner 20 is manufactured by casting, the nickel-copper having a high mechanical properties and melting point and copper and metallurgical coupling to the tip of the dust burner 20 during the casting process By fusion-forming the alloy 30 is to maximize the thermal conductivity as well as wear resistance.

즉, 니켈-구리 합금(30)을 주형 내의 더스트버너 선단부가 주조되는 위치에 삽입한 상태에서 주물재료를 주입하여 더스트버너(20)를 주조하게 되면, 더스트버너(20) 주조 과정에서 더스트버너(20) 선단부를 이루는 동과 니켈-구리 합금간 명확한 경계면이 존재하지 않은 상태로 상호 금속학적 결합 구조를 이루게 되며, 이에 따라 니켈-구리 합금(30)이 더스트버너(20)의 선단부에 일체로 융착 형성됨으로써 동에 의한 열전도성이 최대한으로 유지되는 것이다.That is, when the dust burner 20 is cast by injecting a casting material in the state where the nickel-copper alloy 30 is inserted into the casting position of the dust burner tip in the mold, the dust burner 20 may be cast in the process of casting the dust burner 20. 20) There is no clear interface between the copper and the nickel-copper alloy constituting the tip portion to form a metallurgical bonding structure, so that the nickel-copper alloy 30 is integrally fused to the tip of the dust burner 20 By being formed, thermal conductivity by copper is maintained to the maximum.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 더스트버너(20)는 내측노즐 선단부(50)의 선단측 및 외측노즐 선단부(40)의 내주면 선단측에 링 혹은 파이프 형태를 갖는 니켈-구리 합금(30a,30b)이 융착 형성된 구조를 갖는다.As shown in FIG. 4, the dust burner 20 according to the exemplary embodiment of the present invention has nickel having a ring or pipe shape at the front end side of the inner nozzle front end 50 and the inner circumferential front end of the outer nozzle front end 40. The copper alloys 30a and 30b are fused and formed.

이와 같이 니켈-구리 합금(30)을 더스트버너(20)의 내측노즐 선단부(50) 및 외측노즐 선단부(40) 내주면에 융착 형성시킴으로써, 주로 더스트버너(20)의 내,외측노즐 선단부 사이에서 발생되는 마모로 인한 수명 단축을 방지할 수 있다.As such, the nickel-copper alloy 30 is fused to the inner circumferential surface of the inner nozzle tip 50 and the outer nozzle tip 40 of the dust burner 20, thereby mainly occurring between the inner and outer nozzle tips of the dust burner 20. It is possible to prevent shortening of the life due to wear.

이하에서는, 전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 더스트버너 제조 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a description will be given of a dust burner manufacturing method according to an embodiment of the present invention as described above.

본 발명의 일 실시예에 따른 더스트버너 제조방법은, 더스트 및 이송가스가 공급되는 내측노즐 및 상기 내측노즐의 외부에서 감싸는 외측노즐로 구성되어 용융로의 가스로부터 더스트를 포집하여 용융로에 취입 및 연소시키는 더스트버너를 제조하는 방법에 있어서, 상기 더스트버너(20) 선단부를 주조하기 위한 주형 내에 상기 더스트버너(20)의 선단부가 주조되는 위치에 배치되도록 니켈-구리 합금을 삽입하는 과정과; 상기 주형 내에 동 용융액을 주입한 후, 응고시킴에 의하여 더스트버너(20) 선단부를 주조하되, 주조과정에서 더스트버너(20) 선단부를 이루는 동과 니켈-구리 합금이 금속학적으로 결합되어 더스트버너(20) 선단부의 적어도 일부에 니켈-구리 합금(30)이 융착 형성되는 과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.Dust burner manufacturing method according to an embodiment of the present invention is composed of an inner nozzle to which dust and conveying gas is supplied and an outer nozzle wrapped around the outside of the inner nozzle to collect dust from the gas of the melting furnace to blow and burn in the melting furnace. CLAIMS 1. A method of manufacturing a dust burner, comprising: inserting a nickel-copper alloy so as to be placed in a mold for casting the dust burner (20) tip at a position where the tip of the dust burner (20) is cast; After injecting the copper melt into the mold, the end portion of the dust burner 20 is cast by solidification, and the copper and the nickel-copper alloy forming the tip of the dust burner 20 in the casting process are metallically coupled to the dust burner ( 20) a process in which the nickel-copper alloy 30 is fusion formed on at least a portion of the tip portion.

이를 각 단계별로 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The detailed description of each step is as follows.

우선, 더스트버너(20)의 내측노즐 및 외측노즐 선단부(40,50)를 주조(鑄造)에 의해 형성하기 위하여 내측노즐 선단부 주조용 주형 및 외측노즐 선단부 주조용 주형을 준비한다. 본 발명에서는 더스트버너의 내,외측노즐 선단부(40,50) 주조과정에서 니켈-구리 합금(30)이 금속학적으로 결합되어 더스트버너(20)의 선단부에 융착 형성되도록, 동 용융액을 주입하기 전에, 니켈-구리 합금(30a,30b)을 내,외측노즐 선단부 주조용 주형 내에 삽입한다.First, an inner nozzle tip casting mold and an outer nozzle tip casting mold are prepared in order to form the inner nozzle and the outer nozzle tips 40 and 50 of the dust burner 20 by casting. In the present invention, before the copper melt is injected, the nickel-copper alloy 30 is metal-bonded in the casting process of the inner and outer nozzle tips 40 and 50 of the dust burner to be fusion formed at the tip of the dust burner 20. , Nickel-copper alloys (30a, 30b) are inserted into the mold for casting the inner and outer nozzle ends.

이때, 니켈-구리 합금(30b)이 더스트버너의 외측노즐 선단부(40) 내주면 선단측에 융착 형성되도록, 더스트버너의 외측노즐 선단부(40) 내주면 선단측이 주조되는 위치에 배치되도록 니켈-구리 합금(30b)을 외측노즐 선단부 주조용 주형내에 삽입한다.At this time, the nickel-copper alloy 30b is fused to the outer nozzle tip 40 inner circumferential front end side of the dust burner so as to be fused at the position where the inner circumferential front end side of the outer nozzle tip 40 of the dust burner is cast. (30b) is inserted into the outer nozzle end casting mold.

또한 니켈-구리 합금(30a)이 더스트버너의 내측노즐 선단부(50)의 선단측이 주조되는 위치에 배치되도록 니켈-구리 합금(30a)을 내측노즐 선단부 주조용 주형내에 삽입한다.Further, the nickel-copper alloy 30a is inserted into the mold for casting the inner nozzle tip so that the nickel-copper alloy 30a is disposed at the position where the tip side of the inner nozzle tip 50 of the dust burner is cast.

이와 같이 도 4에 도시한 실시예의 더스트버너를 제조하고자 하는 경우, 링 혹은 파이프 형태의 니켈-구리 합금(30)을 내측노즐과 외측노즐 선단부 주조용 주형 내에 삽입하되, 더스트버너(20)의 내측노즐 선단부(50)의 선단측 및 외측노즐 선단부(40)의 내주면 선단측이 주조되는 위치에 배치되도록 삽입한 후, 이어서 내측노즐 선단부 주조용 주형 및 외측노즐 선단부 주조용 주형 내에 주물재료를 주입한다.As described above, in order to manufacture the dust burner of the embodiment illustrated in FIG. 4, the nickel-copper alloy 30 having a ring or pipe shape is inserted into a mold for casting the inner nozzle and the outer nozzle, but the inner part of the dust burner 20 is manufactured. After inserting the tip end of the nozzle tip 50 and the tip of the inner circumferential surface of the outer nozzle tip 40 at the position where the tip is cast, the casting material is injected into the mold for casting the inner nozzle tip and the casting for the outer nozzle tip. .

본 발명에서는 더스트버너(20) 선단부를 열전도도가 높은 동 재질로 형성시키기 위해 동 용융액을 주물재료로 한다. 동 용융액을 주형 내에 부어 응고시킴으로써 더스트버너(20)의 내측노즐 및 외측노즐 선단부(40,50)를 제조한다.In the present invention, the copper melt is used as a casting material in order to form the tip of the dust burner 20 with a copper material having high thermal conductivity. The inner nozzle and the outer nozzle tips 40 and 50 of the dust burner 20 are manufactured by solidifying the molten copper in a mold.

주형 내에 주입되는 동 용융액의 온도는 1,100~1,300℃가 되도록 한다. 그 이유는 주형 내에 주입되는 동 용융액의 온도가 1,100℃보다 낮으면, 니켈-구리 합금(30)의 표면이 용융되지 않아 동 재질의 내,외측노즐 선단부에 니켈-구리 합금(30)이 융착 형성되지 않거나 쉽게 분리될 수 있기 때문이다. 또한 주형 내에 주입되는 동 용융액의 온도가 1300℃보다 높으면, 니켈-구리 합금이 완전히 용융되는 문제가 있으므로 주형 내에 주입되는 온도를 1,100~1,300℃로 하는 것이 바람직하다.The temperature of the copper melt injected into the mold is 1,100 ~ 1,300 ℃. The reason is that when the temperature of the copper melt injected into the mold is lower than 1,100 ° C., the surface of the nickel-copper alloy 30 is not melted, and thus the nickel-copper alloy 30 is welded to the tip of the inner and outer nozzles of the copper material. Because they are not or can be easily separated. In addition, when the temperature of the copper melt injected into the mold is higher than 1300 ° C, there is a problem that the nickel-copper alloy is completely melted, so the temperature injected into the mold is preferably 1,100 to 1,300 ° C.

주조된 내측노즐 선단부(50)는 내측노즐 몸체부(22)에 용접(51)하여 도 2와 같이 내측노즐을 형성하고, 외측노즐 선단부(40)는 외측노즐 몸체부(21)에 용접(41)하여 도 3과 같이 외측노즐을 형성한 다음, 내측노즐을 외측노즐 내에 삽입한 후 각 체결플랜지(61,62)에 볼트(60)로 체결시킴으로써 더스트버너의 제조 및 조립이 이루어진다.The molded inner nozzle tip 50 is welded to the inner nozzle body 22 to form an inner nozzle as shown in FIG. 2, and the outer nozzle tip 40 is welded to the outer nozzle body 21. Then, the outer nozzle is formed as shown in FIG. 3, and then the inner nozzle is inserted into the outer nozzle, and then, the fasteners 61 and 62 are fastened to each fastening flange 61 and 62 to manufacture and assemble the dust burner.

전술한 바에 따른 제조방법에 의하여 제조된 더스트버너는 내측노즐 및 외측노즐의 선단부(40,50)가 열전달 효율이 우수한 동 재질이 적용되고, 더스트버너 선단부 주조시에 더스트버너(20)를 이루는 동과 니켈-구리 합금(30)간 명확한 경계면이 존재하지 않은 상태로 상호 금속학적 결합 구조를 갖도록 고강도의 니켈-구리 합금(30)을 일체로 융착 형성시킴으로써 내마모성과 함께 동에 의한 열전도성이 최대한으로 유지되므로, 더스트버너(20)의 냉각 효율이 극대화되는 것이다. The dust burner manufactured by the manufacturing method according to the above is applied to a copper material having excellent heat transfer efficiency at the front end portions 40 and 50 of the inner nozzle and the outer nozzle, and forming the dust burner 20 at the time of casting the dust burner end. By fusion-forming the high-strength nickel-copper alloy 30 integrally so as to have a mutual metallurgical bonding structure in a state where there is no clear interface between the nickel and the copper-nickel alloy 30, the thermal conductivity due to copper is maximized. Since it is maintained, the cooling efficiency of the dust burner 20 is maximized.

종래와 같이 더스트버너의 노즐 선단부에 세라믹 보강링을 삽입하는 경우, 더스트버너를 이루는 동 재질과 보강링의 경계면에 약간의 틈이 생기거나 경계면 전체에 걸쳐 균일한 강도로 결합되지 아니하여 취약부분을 중심으로 결함이 발생하여 더스트버너의 수명이 저하되나, 본 발명의 제조방법에 의하면 더스트버너의 선단부 주조 과정에서 주형 내에 니켈-구리 합금(30)이 선투입된 상태로 주물재료가 주입되어 주조되므로, 더스트버너(20) 선단부와 니켈-구리 합금(30) 사이에 틈이 전혀 생기지 않으면서 니켈-구리 합금(30)이 더스트버너(20)에 일체화된 형태로 융착 형성되므로 내구성이 현저히 개선된다.When the ceramic reinforcing ring is inserted into the nozzle tip of the dust burner as in the prior art, a slight gap is formed in the interface between the copper material and the reinforcing ring forming the dust burner, or it is not combined with uniform strength over the entire interface. The life of the dust burner is reduced due to the occurrence of defects in the center, but according to the manufacturing method of the present invention, since the casting material is injected and cast in the state where the nickel-copper alloy 30 is pre-injected into the mold during the casting process of the tip of the dust burner, Since no gap is formed between the tip of the dust burner 20 and the nickel-copper alloy 30, the nickel-copper alloy 30 is fusion-molded in an integrated form to the dust burner 20, so that durability is remarkably improved.

10: 용융로 철피 20: 더스트버너 21: 외측노즐 몸체부
21a,22a: 외측파이프 21b,22b: 내측파이프 21c,22c: 철파이프
21d,22d: 냉각수유로 22: 내측노즐 몸체부 23: 산소배출구
24: 산소공급구 25: 체결플랜지 26: 더스트공급구
27: 냉각수공급구 28: 냉각수배출구 29a: 냉각수순환입구
29b: 냉각수순환튜브 29c: 냉각수순환출구 30: 니켈-구리 합금
40: 외측노즐 선단부 50: 내측노즐 선단부 60: 볼트
61,62: 체결플랜지DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Smelting furnace shell 20: Dust burner 21: Outer nozzle body part
21a, 22a: outer pipe 21b, 22b: inner pipe 21c, 22c: iron pipe
21d and 22d: cooling water flow path 22: inner nozzle body portion 23: oxygen outlet
24: oxygen supply port 25: fastening flange 26: dust supply port
27: cooling water supply port 28: cooling water discharge port 29a: cooling water circulation inlet
29b: cooling water circulation tube 29c: cooling water circulation outlet 30: nickel-copper alloy
40: outer nozzle tip 50: inner nozzle tip 60: bolt
61, 62: tightening flange

Claims (5)

용융로의 가스로부터 더스트를 포집하여 용융로에 취입 및 연소시키는 더스트버너에 있어서,
상기 더스트버너 선단부에 니켈-구리 합금이 융착 형성된 것을 특징으로 하는 열전도성과 내마모성이 우수한 용융로용 더스트버너.In the dust burner which collects dust from the gas of a melting furnace, blows into a melting furnace, and combusts,
Nickel-copper alloy is fused and fused at the tip of the dust burner, the dust burner having excellent thermal conductivity and wear resistance. 제1항에 있어서,
상기 니켈-구리 합금은 더스트버너 선단부 주조시 융착되어 형성되므로써 더스트버너 선단부의 주조과정에서 더스트버너 선단부를 이루는 동과 니켈-구리 합금이 금속학적 결합 구조를 이루도록 된 것을 특징으로 하는 열전도성과 내마모성이 우수한 용융로용 더스트버너.The method of claim 1,
Since the nickel-copper alloy is fused and formed during the dust burner tip casting, the copper and the nickel-copper alloy forming the dust burner tip form a metallic bonding structure in the casting process of the dust burner tip, thereby providing excellent thermal conductivity and wear resistance. Dust burners for melting furnaces. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 더스트버너는 더스트 및 이송가스가 공급되는 내측노즐 및 상기 내측노즐의 외부에서 감싸는 외측노즐로 구성되고,
상기 내측노즐의 선단부 및 외측노즐의 선단부 내주면에는 각각 니켈-구리 합금이 링 혹은 파이프 형태로 융착 형성된 것을 특징으로 하는 열전도성과 내마모성이 우수한 용융로용 더스트버너.The method according to claim 1 or 2,
The dust burner is composed of an inner nozzle to which dust and a conveying gas are supplied, and an outer nozzle wrapped outside of the inner nozzle,
The burner for the melting furnace having excellent thermal conductivity and wear resistance, characterized in that the nickel-copper alloy is fused in the form of a ring or a pipe on the inner circumferential surface of the inner nozzle and the inner end of the outer nozzle. 더스트 및 이송가스가 공급되는 내측노즐 및 상기 내측노즐의 외부에서 감싸는 외측노즐로 구성되어 용융로의 가스로부터 더스트를 포집하여 용융로에 취입 및 연소시키는 더스트버너를 제조하는 방법에 있어서,
상기 더스트버너의 내측노즐 선단부를 주조하기 위한 내측노즐 선단부 주조용 주형 내에 상기 더스트버너의 내측노즐 선단부의 선단측이 주조되는 위치에 배치되도록 니켈-구리 합금을 삽입하는 과정과;
상기 내측노즐 선단부 주조용 주형 내에 동 용융액을 주입한 후, 응고시킴에 의하여 더스트버너의 내측노즐 선단부를 주조하되, 주조과정에서 더스트버너 내측노즐 선단부를 이루는 동과 니켈-구리 합금이 금속학적으로 결합되어 더스트버너의 내측노즐 선단부의 선단측에 니켈-구리 합금이 융착 형성되는 과정과;
상기 더스트버너의 외측노즐 선단부를 주조하기 위한 외측노즐 선단부 주조용 주형 내에 상기 더스트버너의 외측노즐 선단부의 내주면 선단측이 주조되는 위치에 배치되도록 니켈-구리 합금을 삽입하는 과정과;
상기 외측노즐 선단부 주조용 주형 내에 동 용융액을 주입한 후, 응고시킴에 의하여 더스트버너의 외측노즐 선단부를 주조하되, 주조과정에서 더스트버너 외측노즐 선단부를 이루는 동과 니켈-구리 합금이 금속학적으로 결합되어 더스트버너의 외측노즐 선단부의 내주면 선단측에 니켈-구리 합금이 융착 형성되는 과정과;
상기 내측노즐 선단부를 내측노즐 몸체부에 용접하여 내측노즐을 형성하고, 상기 외측노즐 선단부를 외측노즐 몸체부에 용접하여 외측노즐을 형성하는 과정과;
상기 내측노즐을 외측노즐 내에 삽입하여 조립하는 과정;
을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열전도성과 내마모성이 우수한 용융로용 더스트버너 제조방법.What is claimed is: 1. A method of manufacturing a dust burner comprising an inner nozzle supplied with dust and a transfer gas and an outer nozzle wrapped around the outside of the inner nozzle to collect dust from the gas of the melting furnace, and to blow and burn the dust into the melting furnace.
Inserting a nickel-copper alloy in a mold for casting the inner nozzle tip of the dust burner such that the tip side of the inner nozzle tip of the dust burner is cast;
After injecting a copper melt into the mold for casting the inner nozzle tip, the inner nozzle tip of the dust burner is cast by solidification, and the copper and the nickel-copper alloy forming the dust burner inner nozzle tip are joined in a metallic manner. And the nickel-copper alloy is fused to the tip side of the inner nozzle tip of the dust burner;
Inserting a nickel-copper alloy in a mold for casting the outer nozzle end of the dust burner such that the inner circumferential front end of the outer nozzle end of the dust burner is cast;
After the copper melt is injected into the casting mold for the outer nozzle end part, the outer nozzle end part of the dust burner is cast by solidification, and the copper and the nickel-copper alloy forming the dust burner outer nozzle end part in the casting process are metallically combined. Forming a nickel-copper alloy at the front end of the inner circumferential surface of the outer nozzle end of the dust burner;
Welding the inner nozzle tip to an inner nozzle body to form an inner nozzle, and welding the outer nozzle tip to an outer nozzle body to form an outer nozzle;
Inserting the inner nozzle into the outer nozzle and assembling the inner nozzle;
The dust burner manufacturing method excellent in the thermal conductivity and wear resistance, characterized in that comprises a. 제4항에 있어서,
상기 외측노즐 선단부 주조용 주형 및 내측노즐 선단부 주조용 주형 내에 주입되는 동 용융액의 온도는 1,100~1,300℃로 하는 것을 특징으로 하는 열전도성과 내마모성이 우수한 용융로용 더스트버너 제조방법.5. The method of claim 4,
The temperature of the copper melt injected into the outer nozzle tip casting mold and the inner nozzle tip casting mold is 1,100 ~ 1,300 ℃ characterized in that the thermal burner and wear resistance excellent melt burner manufacturing method.
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