KR20140142507A

KR20140142507A - 대탕도 보수방법

Info

Publication number: KR20140142507A
Application number: KR20130063997A
Authority: KR
Inventors: 이성택; 조백석; 홍순팔
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-06-04
Filing date: 2013-06-04
Publication date: 2014-12-12

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의하면, 대탕도 보수방법은, 서로 이격된 상태의 형틀 하부에 스키머판이 연결된 상태에서 대탕도의 내부를 따라 설치되는 단계; 상기 대탕도와 상기 형틀 사이 및 상기 스키머판의 상부에 내화물을 공급하는 단계; 버너를 통해 상기 내화물을 건조하고 상기 스키머판을 소각하는 단계를 포함한다.

Description

대탕도 보수방법{METHOD FOR REPAIRING MAIN RUNNER}

본 발명은 대탕도 보수방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대탕도 유입내화물 시공 후 형틀 취외시 건조단계에서 연소가능한 스키머판을 이용하여 스키머 개구 확보가 용이한 대탕도 보수방법에 관한 것이다.

일반적으로 용광로에서 생성된 용융물(용선과 슬래그)은 출선구를 통해 배출되고, 배출된 용융물은 내화물로 시공된 대탕도에 일시적으로 저장된다. 대탕도에 일시적으로 저장된 용융물이 비중차에 의해 용선과 슬래그로 분리된 후, 용선은 스키머의 개구를 통해 용선탕도로 유입되고, 슬래그는 스키머에 의해 차단되어 있다가 배재구를 통해 재탕도를 통해 흘러가게 된다.

그러나 대탕도에는 출선구를 통해 유입되는 고온의 용융물이 계속적으로 지나가기 때문에, 상기 대탕도 내부에 시공되어 있는 유입재 내화물은 상기 고온의 용융물과 직접적으로 접촉하게 되므로, 내화물의 마모와 침식을 일으키게 된다.

따라서, 대탕도를 구성하고 있는 내화물이 마모 또는 침식되면, 대탕도는 본래의 기능을 수행할 수 없게 되므로 대탕도를 보수해야 한다. 용선 탕도 낙구부의 유입작업은 구유입재까지 작업자가 포크레인 등의 장비를 이용하여 일정 깊이로 굴착한 후 중량물인 형틀을 크레인 후크에 줄걸이 하여 용선탕도 낙구부에 일정 높이로 안착시키고, 이어서 내화물을 넣어 유입작업을 한다.

유입작업이 종료되면 형틀이 끼워진 상태로 건조시켜 유입재를 응고시킨 후, 형틀을 다시 크레인 후크로써 탈착시킨다. 이와 같은 경우, 스키머 개구 확보를 위해 사용된 철판을 협소한 공간에서 절단기를 통해 잘라내야 하는 불편함이 발생하며, 절단과정에서 크랙 또는 유입재가 분쇄되어 떨어지는 문제점이 발생하며, 그에 따른 안전사고의 위험이 늘 상존하는 문제점이 있었다.

한국등록특허공보 10-0721923호. 2007. 05. 28.

본 발명의 목적은 대탕도 시공 후 형틀 취외시 스키머의 확보가 용이한 대탕도 보수방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 형틀 안착 후 내화물 시공 시, 내화물 건조단계에서 스크머판을 소각시켜 스커머 개구를 형성하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적들은 다음의 상세한 설명과 도면으로부터 보다 명확해질 것이다.

상기 대탕도 보수방법은, 상기 스키머판의 상부에 내화물을 공급함으로써 스키머가 형성되며, 상기 스키머판을 소각하여 상기 스키머 하부에 개구를 형성할 수 있다.

상기 스키머판은 연소가능한 재질이며, 상부판과 하부판 및 상기 상부판과 하부판의 양측에 연결되는 측판들을 구비하며, 내부공간을 가지는 커버; 및 상기 내부공간에 채워지는 충진재를 포함할 수 있다.

상기 충진재는 수평방향으로 육각형상의 개구가 형성된 벌집구조(honeycomb structure)를 가질 수 있다.

상기 커버는, 상기 하부판의 면적은 상기 상부판의 면적보다 작으며, 상기 측판은 상기 하부판을 향해 내측경사지고 외부를 향해 볼록한 형상일 수 있다.

상기 커버는 열가소성 수지 재질이며, 상기 충진재는 발포폴리스타이렌 재질일 수 있다.

상기 형틀 및 상기 스키머판이 상기 대탕도에 설치되는 단계 이전에 상기 대 탕도의 침식 또는 열화된 내화물을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 내화물을 건조하는 단계에서 소각되는 스키머판 대탕도의 시공시간을 단축할 수 있다. 또한, 스키머판이 건조단계에서 자연연소됨으로써 스키머 개구형성 주변의 내화물의 크랙이 생성되는 것을 방지할 수 있으며, 기존의 스키머판 분리과정에서 발생하는 작업자의 안전사고를 예방할 수 있다.

도 1은 일반적인 용광로의 대탕도를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 대탕도의 침식상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대탕도 보수방법을 나타내는 공정도이다.
도 4는 형틀 및 스키머판을 대탕도를 따라 취입과정을 나타내는 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스키머판을 나타내는 도면이다.
도 7은 형틀과 대탕도 사이에 유입물을 장입하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 8 및 도 9는 유입물을 건조하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 10은 형틀 탈착작업을 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예들은 첨부된 도 1 내지 도 10을 참고하여 더욱 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 설명하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예들은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에 나타난 각 요소의 형상은 보다 분명한 설명을 강조하기 위하여 과장될 수 있다.

도 1은 일반적인 용광로의 대탕도를 개략적으로 나타내는 도면이며, 도 2는 도 1에 도시한 대탕도의 침식상태를 나타내는 도면이다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 고로(도시안함)에서는 코크스와 미분탄이 연소되면서 환원가스가 생성되어 철광석과 반응함으로써, 용선과 슬래그로 이루어진 용융물이 생성된다. 용융물은 고로의 출선구(3)를 통해 대탕도(10)로 배출되며, 이렇게 배출된 용융물은 대탕도(10)에서 슬래그와 용선으로 분리됨으로써 슬래그는 배재구를 통해 슬래그로(14) 이송되고, 용선은 대탕도(10)에 구비된 스키머(40)의 개구(45)를 통과한 후 지탕도(12)를 거쳐 용선 운반용 래들(도시안함)에 공급된다.

다시 말해, 고로의 출선구(3)를 통해 배출된 용융물은 내화물로 시공된 대탕도(10)에 일시적으로 저장된다. 대탕도(10)에 일시적으로 저장된 용융물은 비중차에 의해 용선과 슬래그로 분리된 후, 용선은 스키머(40)의 개구(45)를 통해 지탕도(12)로 유입되고, 슬래그는 스키머에 의해 차단되어 있다가 배재구를 통해 슬래그로(14)로 흘러가게 된다.

그러나, 대탕도(10)에는 출선구(3)를 통해 유입되는 고온의 용융물(약 1500도 이상)이 계속적으로 지나가기 때문에 대탕도(10) 내부에 시공되어 있던 내화물(7')은 고온의 용융물과 직접적으로 접촉하여 내화물(7')의 마모가 침식이 일으키게 된다. 대탕도(10)를 구성하고 있는 내화물(7')이 마모 또는 침식되면, 대탕도(10)는 본래의 기능을 수행할 수 없게 되므로 대탕도(10)를 보수하여야만 한다.

대탕도(10)는 주기적으로, 또는 필요할 때마다 점검을 실시하여 그 침식 상태에 따라 부분적인 보수 또는 전면적인 보수가 수행되는바, 통상 보수 작업이 완료된 후 대탕도(10)를 흐르는 용선의 누적량인 통선량에 부합하여 정기적인 대탕도(10) 점검이 실시되고, 점검결과 침식이 발생한 부위에는 보수작업이 수행된다.

특히, 스키머(40)는 용선과 슬래그를 분리시키는 주요 부위인데, 스키머(40)의 하단 개구(45)는 고온의 용선이 통과하면서 침식이 심하게 발생되며, 이렇게 스키머(40)의 개구(45)에 대한 침식이 과도하게 발생된 경우, 용선에 슬래그가 포함된 상태로 스키머(40)의 하부를 통과하여 바닥에 상부로 볼록하게 용선상승부(도시안함)에 응고되어 성장함으로써 용선의 흐름을 방해한다. 따라서, 스키머(40) 및 대탕도(10)의 침식부위에 대한 보수작업의 필요성이 대두된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 대탕도 보수방법을 나타내는 공정도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 대탕도의 보수방법은 먼저 대탕도의 침식, 산화된 부위를 굴삭기 등의 장비를 이용하여 일정 깊이로 굴착 또는 연삭한다(S10). 이후, 서로 이격된 상태의 형틀 하부에 스키머판이 연결된 상태에서 대탕도의 내부를 따라 일정 높이로 대탕도에 안착시킨다(S20).

형틀을 대탕도의 내부에 고정한 뒤 내화물 유입믹서기 상부의 믹서 투입구에 물과 내화물 등을 일정비율로 혼합한 후 내화물을 형틀과 대탕도 사이에 유입시킨다(S30). 내화물의 유입작업이 종료되면 형틀이 끼워진 상태로 건조시키며(S40), 내화물이 응고되면 형틀을 탈착시킨다. 이하에서는, 대탕도 보수방법에 대해 도면과 함께 상세히 설명한다.

도 4는 형틀 및 스키머판을 대탕도를 따라 취입과정을 나타내는 도면이며, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스키머판을 나타내는 도면이다. 도 4 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 형틀(20)은 내부가 비어있는 상하 사다리꼴 형태로 탈착이 용이하도록 구성될 수 있으며, 하부는 유선형으로 형성될 수 있다. 형틀(20)은 크레인 후크(50)에 고정하여 대탕도(10)를 따라 기설정된 높이로 유지하며, 형틀(20)과 형틀 사이의 하부에는 스키머 형성을 위한 스키머판(30)이 체결된다.

형틀(20) 하부에 스키머판(30)이 연결된 상태에서 대탕도(10) 내부를 따라 설치하며, 설치하기 이전에 침식된 구유입재(7')를 작업자가 포크레인 또는 굴착기 등의 장비를 이용하여 일정 깊이로 굴착한 후 형틀(20) 하부에 스키머판(30)이 연결된 상태로 안착시킬 수 있다.

스키머판(30)은 내부공간을 가지는 커버(31)와 커버(31)의 내부공간에 채워지는 충진재(35)로 구비되며, 스키머판(30)은 내부 중앙부에 관통홀(38)이 형성될 수 있다. 관통홀(38)을 후술하는 건조과정에서 열의 전달을 용이하게 할 수 있도록 보조하며, 내화물(7) 예열로 인한 스키머판(30) 변형을 방지할 수 있다. 커버(31)의 내부공간에는 충진재(35)가 채워지며, 커버(31) 및 충진재(35)는 가연성 소재일 수 있다.

충진재(35)는 상부로 공급되는 내화물(7)의 무게를 지지하기 위해 수평방향으로 육각형상의 개구가 형성된 벌집구조(honeycomb structure)를 가지며, 연소가 용이한 발포폴리스타이렌(예를 들어,스티로폼)으로 채워질 수 있다. 또한, 커버(31)는 상부판(32)과 하부판(34) 및 상부판(32)과 하부판(34)의 양측에 연결되는 측판(36)들에 의해 내부공간이 형성되며, 플라스틱일 수 있다. 커버(31)의 하부판(34)의 면적은 상부판(32)의 단면적보다 작으며, 측판(36)은 하부판을 향해 내측으로 경사지고 외부를 향해 볼록한 형상일 수 있다.

일반적으로 출선구(3)에서 분출된 용융물은 고로의 내압에 의해 대탕도(10)로 낙하됨에 따라 유체 역학상 낙하부위에 용융물 와류부가 형성된다. 이와 같은 용융물 와류는 고열과 용융물 주성분인 Fe, Si, Mn, P에 의해 장시간 내화물과 반응하면서 침식형상이 발생한다. 앞서 설명한 바와 같이 측판(36)을 유선형으로 형성하여 용선 흐름시 와류현상으로 내화물(7) 이상침식으로 인한 용선 유출 현상을 최소화할 수 있다.

도 7은 형틀과 대탕도 사이에 유입물을 장입하는 과정을 나타내는 도면이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 형틀(20) 및 형틀(20) 사이에 연결된 스키머판(30)을 대탕도(10)를 따라 안착시킨 후, 내화물 유입믹서기(60) 상부의 믹서 투입구(도시안함)에 물과 내화물 등을 일정 비율로 혼합한 후, 내화물(7)은 믹서호스(63)를 통해 형틀(20)과 대탕도(10) 사이로 공급한다. 내화물(7)은 형틀(20)과 대탕도(10) 사이의 공간 및 스키머판(30)의 상부로 유입시킨다.

도 8 및 도 9는 유입물을 건조하는 과정을 나타내는 도면이며, 도 10은 형틀 탈착작업을 나타내는 도면이다. 내화물(7)의 유입작업이 종료되면 형틀(20) 및 스키머판(30)을 대탕도(10)를 따라 고정한 상태로 내화물(7)을 건조한다. 도 8에 도시한 바와 같이, 내화물(7)의 유입작업이 완료되면, 내화물(7)을 건조시키기 위해 예를 들어, COG(coke of gas) 버너(70)를 이용하여 내화물(7)을 예열한다.

앞서 설명한 바와 같이, 충진재(35)는 육각 벌집형상으로 내화물(7) 유입시 내화물의 무게에 의한 변형을 방지가능하며, 도 9에 도시한 바와 같이, 스키머판(30)은 COG 예열 작업시 열에 의해 자연소각됨으로써 스키머판(30)의 상부로 공급된 내화물(7)은 스키머(40)로 형성된다. 스키머판(30)이 자연소각됨에 따라 스키머판(30)을 따로 취외작업을 생략할 수 있다. 내화물(7) 건조 및 스키머판(30) 소각이 완료되면, 도 10에 도시한 바와 같이, 크레인 후크(50)를 이용하여 형틀(20)을 대탕도(10)로부터 탈착시켜 보수작업을 마무리한다.

기존의 대탕도(10) 보수시 철판으로 스키머판(30)을 제작하여 형틀(20)에 용접 고정한 후 내화물(7)을 시공하는데 설치시간이 많이 소요되고, 시공 후 스키머판(30)을 탈형하는 과정에서도 스키머판(30)을 협소한 공간과 건조과정에서 존재하는 복사열이 존재하는 상태에서 산소 절단기로 스키머판(30)을 탈형하는 어려움이 있었다. 이와 같은 종래의 기술은 대탕도(10) 시공 후 스키머(30)의 건조 불량 발생 및 형틀(20) 취외시의 내화물(7) 손상뿐만 아니라, 스키머판(30) 탈형과정에서의 안전사고 문제가 항상 상존하였다.

하지만, 본 발명인 대탕도(10) 보수방법에서는 커버(31) 및 커버(31) 내부에 육각형상의 충진재(35)를 통해 내화물(7)을 용이하게 지지하며, 건조단계에서 버너(70)에 의해 자연소각되는 스키머판(30)을 사용함으로써 대탕도(10) 보수시간 단축으로 통해 대탕도(10) 건조효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 스키머(40)의 내화물(7) 손상을 방지하며, 작업자의 안전사고 또한 예방할 수 있다.

본 발명을 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 이와 다른 형태의 실시예들도 가능하다. 그러므로, 이하에 기재된 청구항들의 기술적 사상과 범위는 실시예들에 한정되지 않는다.

3 : 출선구 7 : 내화물
10 : 대탕도 12 : 지탕도
14 : 슬래그로 20 : 형틀
30 : 스키머판 31 : 커버
32 : 상부판 34 : 하부판
35 : 충진재 36 : 측판
38 : 관통홀 40 :스키머
50 : 크레인후크 60 : 내화물 유입믹서기
70 : 버너

Claims

서로 이격된 상태의 형틀 하부에 스키머판이 연결된 상태에서 대탕도의 내부를 따라 설치되는 단계;
상기 대탕도와 상기 형틀 사이 및 상기 스키머판의 상부에 내화물을 공급하는 단계;
버너를 통해 상기 내화물을 건조하고 상기 스키머판을 소각하는 단계를 포함하는, 대탕도 보수방법.
제1항에 있어서,
상기 대탕도 보수방법은,
상기 스키머판의 상부에 내화물을 공급함으로써 스키머가 형성되며, 상기 스키머판을 소각하여 상기 스키머 하부에 개구를 형성하는, 대탕도 보수방법.
제1항에 있어서,
상기 스키머판은 연소가능한 재질이며,
상부판과 하부판 및 상기 상부판과 하부판의 양측에 연결되는 측판들을 구비하며, 내부공간을 가지는 커버; 및
상기 내부공간에 채워지는 충진재를 포함하는, 대탕도 보수방법.
제3항에 있어서,
상기 충진재는 수평방향으로 육각형상의 개구가 형성된 벌집구조(honeycomb structure)를 가지는, 대탕도 보수방법.
제3항에 있어서,
상기 커버는,
상기 하부판의 면적은 상기 상부판의 면적보다 작으며,
상기 측판은 상기 하부판을 향해 내측경사지고 외부를 향해 볼록한 형상인, 대탕도 보수방법.
제3항에 있어서,
상기 커버는 열가소성 수지 재질이며,
상기 충진재는 발포폴리스타이렌 재질인, 대탕도 보수방법.
제1항에 있어서,
상기 대탕도 보수방법은,
상기 형틀 및 상기 스키머판이 상기 대탕도에 설치되는 단계 이전에 상기 대탕도의 침식 또는 열화된 내화물을 제거하는 단계를 포함하는, 대탕도 보수방법.