KR20190048255A - 정련로 보수 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 정련로 보수 장치는 용강의 출강을 위해, 노구가 측방향을 향하도록 경동된 정련로 내부의 슬래그로 불활성 가스의 취입이 가능하도록, 상기 노구를 통과하여 상기 정련로 내부로 삽입 가능한 제 1 분사 노즐을 구비하는 분사부를 포함한다.
따라서, 본 발명의 실시형태들에 의하면, 정련로의 노구로 용강을 출강시키더라도, 슬래그를 이용하여 정련로를 코팅할 수 있다. 즉, 정련로로부터 용강을 출강할 때, 슬래그로 정련로 내벽을 코팅하는 보수 작업을 동시에 실시할 수 있다. 따라서, 종래와 같이 정련로의 노구로 용강을 출강할 때, 슬래그를 이용하여 정련로를 보수할 수 없었던 경우에 비해, 정련로의 수명을 연장시킬 수 있다.

Description

정련로 보수 설비{APPARATUS FOR REPAIRING CONVERTER}

본 발명은 정련로 보수 설비에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정련로의 용강 출강시에 슬래그가 용강 내로 혼입되는 것을 억제하고, 용강의 산화 및 흡질을 억제하는 정련로 보수 설비에 관한 것이다.

고로 또는 전기로에서 제조된 용선은 정련로 내에서 상기 용선 중 불순물 예컨대, 탄소(C), 황(S) 등을 제거하는 정련 조업이 이루어진다. 정련로는 도 6에 도시된 바와 같이, 용선을 수용할 수 있는 내부 공간을 가지며, 상측이 개구된 형상이며, 상측의 개구를 노구라 한다. 그리고 도 7에 도시된 바와 같이, 정련로의 측방향에는 외측으로 돌출되도록 형성된 다른 개구가 마련될 수 있는데, 이 측벽에 마련된 개구는 이후 슬래그를 배출시키는 통로로서 출강구라 명명된다.

정련로에서 용선을 정련하는데 있어서, 노구를 통해 정련로 내부로 랜스(LACE)를 삽입 설치하고, 정련로 내 용선으로 산소를 취입하거나, 용선으로 탈황제, 탈산제, 슬래그 형성을 위한 원료 등의 추가 원료를 투입함으로써, 용선을 정련한다. 이렇게 용선의 정련이 실시되면, 슬래그가 발생되고, 비중 차이에 의해 슬래그가 용선 상부로 부유하게 된다.

정련이 완료된 용선 즉, 용강은 후속 조업을 위해 래들로 출강되어야 한다. 이를 위해, 노구 방향으로 정련로를 경동시켜, 용강의 자유낙하를 유도함으로써, 출강구를 통해 용강을 출강시키고, 출강된 용강은 정련로의 하측에 위치된 래들로 장입된다.

용강의 출강이 완료되면, 정련로 내부에는 슬래그만 남게 되는데, 슬래그는 이후 노구 통해 배출된다. 슬래그의 배출 전에, 정련로 내벽의 보수를 위해, 정련로를 경동시켜 슬래그를 정련로 내벽에 코팅시킨다. 이러한 슬래그 코팅을 통해 정련로(즉, 노체)의 수명을 증가시킬 수 있다.

한편, 산소 또는 질소 픽업(pick up)을 유도하는 크롬(Cr) 함량이 많은 스테인리스 용강 조업시에는 상술한 바와 같이 용강을 전로로 출강시킬때 문제가 발생된다. 즉, 용강을 정련로의 출강구로 출강할 경우, 용강이 대기와 접촉하면서, 용강이 산화되거나 흡질되는 문제가 발생된다. 특히 이러한 문제는 탄소강에 비해 스테인리스강 조업시에 심하게 발생된다.

따라서, 종래에는 스테인리스강 조업시에, 정련로의 출강구가 아닌 노구로 용강과 슬래그를 동시에 출강하여, 용강이 대기와 접촉하는 문제를 해결해 왔다. 그러나 용강과 슬래그를 동시에 출강시키는 경우, 슬래그가 용강 내에 혼합되어 개재물이 된다. 100㎛ 이상 입경 큰 개재물은 출강 후 즉시 떠오르지만, 그 이하 입경의 슬래그는 용강 내에 잔류하게 된다. 그리고, 용강과 슬래그를 동시에 출강시키는 경우, 래들로 출강된 용강 상부의 슬래그(Top slag)를 배재하는 추가적인 작업을 수행해야 한다.

그리고, 노구를 통해 용강과 슬래그가 함께 출강되기 때문에, 정련로 내부는 아무것도 남아있지 않게되고, 이에 슬래그를 통한 코팅 작업이 이루어지지 않는다. 따라서, 정련로는 다음 차지의 용선이 장입될때 까지 대기에 노출되어 있는 상태가 되고, 이에 정련로를 구성하는 내화물이 분화되며, 이에 따라 수명이 단축된다.

한국공개특허 10-2004-0053601

본 발명은 정련로의 용강 출강시에 슬래그가 용강 내로 혼입되는 것을 억제하고, 용강의 산화 및 흡질을 억제하는 정련로 보수 설비를 제공한다.

본 발명은 정련로 출강시에 동시에 정련로 내벽을 코팅할 수 있는 정련로 보수 설비를 제공한다.

본 발명의 따른 정련로 보수 장치 용강의 출강을 위해, 노구가 측방향을 향하도록 경동된 정련로 내부의 슬래그로 불활성 가스의 취입이 가능하도록, 상기 노구를 통과하여 상기 정련로 내부로 삽입 가능한 제 1 분사 노즐을 구비하는 분사부를 포함한다.

상기 분사부는 상기 제 1 분사 노즐이 상기 정련로 내부로 삽입되었을 때, 상기 노구의 외측 하부로 출강하는 용강 및 슬래그의 스트림의 적어도 일측에 불활성 가스에 의한 커튼을 형성하도록, 상기 노구의 외측에서 하측 방향으로 불활성 가스를 분사하는 제 2 분사 노즐을 포함한다.

상기 분사부는 상기 제 1 및 제 2 분사 노즐 각각의 일단이 장착되는 분사 본체를 포함하고, 상기 제 1 분사 노즐은 경동된 상기 정련로의 노구 방향으로 연장 형성된 형태이며, 상기 제 2 분사 노즐은 경동된 상기 정련로의 노구의 하측 방향으로 연장 형성된 형태이다.

상기 제 1 사 노즐은 상기 분사 본체와 연결된 일단에 비해 불활성 가스가 토출되는 타단의 높이가 낮도록 경사지게 연장 형성된다.

상기 제 2 분사 노즐은, 상기 분사부가 경동된 상기 노구와 대향하도록 위치할 때, 상기 분사 본체와 연결된 일단에 비해 불활성 가스가 토출되는 타단이 상기정련로와 인접하도록 경사지게 연장 형성된다.

상기 분사 본체는 일측 끝단을 중심으로 상하 방향으로 회전하여 틸팅 동작이 가능하다.

상기 분사부는 경동되는 상기 정련로 내 슬래그의 레벨에 따라 상승 또는 하강이 가능하다.

상기 분사부의 후방에 위치되어 상기 분사부를 지지하는 지지대; 상기 지지대와 상기 분사부를 연결하도록 설치된 연결부; 상기 연결부와 상기 지지대 사이에 위치하도록 상기 지지대 상에 설치되며, 상하 방향으로 연장 형성된 승하강 부재; 상기 연결부와 승하강 부재 사이에 위치하도록 상기 연결부에 장착되어, 상기 승하강 부재를 따라 상하 방향으로 이동 가능한 이동 부재;를 포함한다.

상기 지지대가 장착되며, 상기 지지대 및 연결부를 통해 연결된 상기 분사부를 수평 이동시키는 이동 장치를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 정련로 보수 방법은 용강 및 슬래그의 출강을 위해, 노구가 측방향에 위치하도록 정련로를 경동시키는 과정; 상기 정련로 내 슬래그로 불활성 가스를 분사하여, 상기 불활성 가스에 의해 비산된 슬래그를 이용하여 상기 정련로 내벽을 코팅하는 과정;을 포함한다.

용강 및 슬래그의 출강을 위해, 노구가 측방향에 위치하도록 정련로를 경동시키는 과정은, 상기 노구가 측방향을 향하되, 상기 정련로 내 용강 및 슬래그가 상기 노구를 통해 출강되지 않도록 경동시키는 제 1 경동 과정; 및 상기 제 1 경동 과정에 비해 상기 정련로를 더 큰 각도로 경동시켜, 상기 노구를 통해 상기 용강 및 슬래그가 출강되도록 하는 제 2 경동 과정;을 포함하고, 상기 정련로 내벽을 코팅하는 과정은, 상기 제 1 경동 과정 중 또는 상기 제 2 경동 과정 전에, 노즐을 상기 슬래그로 침지시켜 불활성 가스를 분사하여, 슬래그를 이용하여 상기 정련로 내벽을 코팅하는 제 1 코팅 과정; 및 상기 제 2 경동 과정 중에 상기 노즐로부터 분사되는 불활성 가스에 의해 비산되는 슬래그를 이용하여 상기 정련로 내벽을 코팅하는 제 2 코팅 과정;을 포함한다.

상기 제 2 경동 과정에 있어서, 출강이 종료될 때 까지, 상기 정련로의 경동 각도를 복수회 가변시키며, 상기 정련로 내벽을 코팅하는데 있어서, 상기 제 1 경동 과정 및 제 2 경동 과정에서 상기 정련로의 경동 각도 가변 및 상기 슬래그 레벨 가변에 따라, 상기 노즐의 높이를 가변시킨다.

상기 제 1 경동 과정 중 또는 상기 제 2 경동 과정 전에, 상기 노즐로부터 지속적으로 불활성 가스가 토출되도록 한 상태에서, 상기 노즐을 상기 슬래그로 침지시킨다.

상기 제 2 경동 과정에 의해, 상기 노구로부터 상기 용강 및 슬래그를 출강할 때, 상기 노구의 하측으로 불활성 가스를 분사하여, 상기 노구의 외측으로 쏟아져 흐르는 용강 및 슬래그의 스트림(stream) 주위를 따라 상기 불활성 가스에 의한 커튼을 형성한다.

본 발명의 실시형태들에 의하면, 정련로의 노구로 용강을 출강시키더라도, 슬래그를 이용하여 정련로를 코팅할 수 있다. 즉, 정련로로부터 용강을 출강할 때, 슬래그로 정련로 내벽을 코팅하는 보수 작업을 동시에 실시할 수 있다. 따라서, 종래와 같이 정련로의 노구로 용강을 출강할 때, 슬래그를 이용하여 정련로를 보수할 수 없었던 경우에 비해, 정련로의 수명을 연장시킬 수 있다.

그리고, 용강 출강시에 노구 외측에서 용강 및 슬래그가 출강되는 방향으로 불활성 가스를 분사하여, 스트림 주위에 불활성 가스에 의한 커튼을 형성한다. 이에 따라, 용강의 출강시에 용강과 대기와의 접촉을 억제하거나 방지할 수 있고, 이에 따라 용강의 산화 및 질소 픽업을 줄이거나 방지할 수 있다.

도 1은 일반적인 정련로 및 정련로에 랜스가 삽입 설치된 모습을 도시한 도면이
도 2는 도 1과 다른 타입의 일반적인 정련로 및 상기 정련로에 랜스가 삽입 설치된 모습을 도시한 도면
도 3 및 도 4는 용강 출강시에 본 발명의 실시예에 따른 정련로 보수 설비의 동작을 설명하기 위한 도면

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

본 발명의 실시예는 정련로 노구로 용강 출강시에, 용강의 산화 및 흡질을 억제하고, 정련로 내벽을 코팅할 수 있는 정련로 보수 설비에 관한 것이다.

이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 정련로 보수 설비 및 이를 이용한 용강의 출탕 및 정련로 보수 방법에 대해 설명한다.

도 1은 일반적인 정련로 및 정련로에 랜스가 삽입 설치된 모습을 도시한 도면이다. 도 2는 도 1과 다른 타입의 일반적인 정련로 및 상기 정련로에 랜스가 삽입 설치된 모습을 도시한 도면이다. 도 3 및 도 4는 용강 출강시에 본 발명의 실시예에 따른 정련로 보수 설비의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 일반적인 정련로 및 정련로에서의 정련 방법에 대해 대해 설명한다.

이때, 실시예에 따른 정련로는 해당 기술분야에서 널리 사용되는 일반적인 정련로 및 정련 방법이므로, 이에 대한 설명은 간략히 한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 정련로(100)는 내부공간을 가지는 몸체(110), 몸체(110)의 상측에 마련되며 개방 형태인 노구(111), 몸체(110)의 바닥을 관통하도록 마련되어 가스를 취입하는 노즐(112)을 포함한다. 또한, 도 1에는 도시되지 않았지만, 도 7에 도시된 바와 같이, 몸체(110)의 측벽 상부의 일부를 개방하도록 마련된 출강구(114)를 포함할 수 있다.

이하에서 설명되는 용선 및 용선을 정련하여 제조된 용강은 스테인리스 강을 제조하기 위한 용융물일 수 있다. 물론 용선 및 용선을 정련하여 제조된 용강은 스테인리스 외에, 탄소강과 같은 다양한 강을 제조하기 위한 용융물일 수 있다.

상술한 바와 같은 정련로(100)에 용선이 장입되면, 상기 용선 중 불순물을 제거하고, 성분 조정을 위한 정련을 실시한다. 먼저, 정련로(100) 상측으로 랜스(200)를 삽입 설치한다. 그리고, 랜스(200)를 통해 산소, 정련로(100) 바닥에 설치된 노즐(112)을 통해 불활성 가스(예컨대 Ar)를 취입하여, 용선을 상취 및 저취하면서, 탈황제를 투입한다. 여기서 탈황제는 예컨대, CaO와, 알루미늄(Al) 및 정련로 슬러지(전로 슬러지) 중 적어도 하나를 포함할 있다.

상술한 방법에 의해 용선 중 황(S)이 목표 수준 이하의 함량으로 제거되면, 탈탄을 실시한다. 이를 위해, 랜스(200)로 산소를 취입하고, 노즐(112)을 통해 불활성 가스, 아르곤(Ar) 가스를 연속 취입하면, 산소와 탄소(C)가 반응하여 탈탄이 진행된다. 또한, 산소의 상취 시에 노즐(112)을 통해 취입되는 불활성 가스에 의해 용선이 교반되어, 이에 따라 용선과 산소 간의 반응율이 향상된다.

상술한 바와 같은 정련시에 용선 중 성분, 산소, 정련제 등 간의 반응에 의해, 슬래그가 발생되며, 이 슬래그(S)는 용선 탕면으로 부유한다. 그리고, 정련 효율을 향상시키기 위해서는 슬래그 형성을 유도(슬래그 재화)할 필요가 있다. 이에, 정련 시에 슬래그 형성을 위한 생석회(Ca) 및 형석(CaF₂) 중 적어도 하나를 투입한다.

또한, 탈탄이 종료된 용선 즉, 용강을 탈산하거나, 추가 성분 조정을 위해, 추가 원료를 더 투입할 수 있다. 이때 추가로 더 투입되는 원료는 예컨대 FeSi, SiMn, CrSi 및 Al 중 적어도 하나를 투입할 수 있다.

상기에서는 도 1에 도시된 바와 같은 정련로(100)를 통해 정련하는 방법을 설명하였으나, 도 2에 도시된 바와 같은 정련로(100)를 통해 정련할 수도 있다. 도 2에 도시된 정련로(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 몸체(110)의 바닥이 아니라, 몸체(110)의 측벽 하부에 노즐(113)이 마련된 구조일 수 있다.

이러한 정련로(100)에 의하면, 정련로(100)의 노구(111)를 통해 삽입되는 랜스(200) 및 측방향에 마련된 노즐(113)을 통해 산소를 취입하여, 용선을 정련한다. 이때, 랜스(200)를 통해 취입되는 상취량에 비해, 노즐(113)을 통해 측방향으로 취입되는 산소 취입량이 더 많도록 한다. 그리고 노즐(113)을 통해서는 산소와 Ar 가스가 동시에 취입된다. 이러한 정련 조업을 통상 AOD(Argon Oxygen Decarburization)라 한다.

상술한 바와 같은 정련로(100) 및 정련 방법에 의해 정련이 종료되면, 다음 조업을 위해 정련로(100)로부터 용강을 출강한다.

용강 출강시에, 본 발명의 실시예에서는 정련로(100)의 노구(111)를 통해 출강시켜, 용강(M)과 슬래그(S)를 함께 출강한다. 슬래그(S)와 함께 용강(M)을 출강시키게 되면, 출강되는 용강(M) 상면을 슬래그(S)가 커버하고 있기 때문에, 출강되는 용강(M)과 대기와의 접촉이, 출강구(114)를 통해 용강(M)을 출강하는 종래에 비해, 출강되는 용강과 대기와의 접촉 면적을 줄일 수 있다. 따라서, 종래에 비해 출강되는 용강의 산화 및 질소 픽업을 줄이거나 방지할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에서는 용강 출강시에, 슬래그(S)를 이용하여 정련로(100) 내벽을 코팅하는 보수를 실시한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 정련로 보수 설비(3000)를 이용하여 용강의 출강 및 정련로의 보수를 설명하는데 있어서, 경동된 정련로(100)의 노구(111)를 통해 상기 노구(111) 외측으로 쏟아져 흐르는 용강(M) 및 슬래그(S)의 흐름에 의한 줄기를 스트림(stream)이라 명명한다.

여기서, 스트림(ST)은 용강(M) 상에 슬래그(S)가 위치하고 있는 상태이므로, 스트림 중, 용강의 흐름에 의한 줄기를 용강 스트림, 슬래그의 흐름에 의한 줄기를 슬래그 스트림이라 명명한다. 노구로 용강 및 슬래그를 함께 출강시에는 그 스트림(ST)이, 용강 스트림 상에 슬래그 스트림이 커버되도록 배치된 형태를 이룬다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 정련로 보수 설비는,

정련로(100)로부터 용강 출강시에 정련로(100)의 위치로 이동하거나, 출강 전 또는 후에 정련로(100)와 멀리 떨어지도록 대기 위치로 이동 가능한 이동 장치(3100), 이동 장치(3100)에 연결되도록 설치되고, 정련로(100)로부터 용강 출강시에 경동된 정련로(100) 내부로 삽입되어 정련로 내부로 불활성 가스를 분사하는 분사 노즐(3412a) 구비하는 분사 장치(3400)를 포함한다. 또한, 정련로 보수 설비는 분사 장치(3400)가 위치된 방향을 향하도록 이동 장치(3100)에 장착 설치된 지지대(3200), 지지대(3200) 상에 설치되어, 분사 장치(3400)의 승하강 이동을 위한 구동력을 제공하거나, 승하강을 돕는 승하강 부재(3300)를 포함한다.

이동 장치(3100)는 수평 이동이 가능한 수단으로서, 정련로(100)에서 용강(M) 출강시에 정련로(100)의 위치로 분사 장치(3400)를 이동시키거나, 출강이 종료된 후 또는 정련로(100)에서 정련 중일 때, 대기 위치로 이동이 가능하도록 한다. 실시예에 따른 이동 장치(3100)는 하부에 바퀴가 마련되어 있고, 짐 등 피처리물 등을 싫어 옮기는 차량(car) 형태일 수 있다.

물론 이동 장치(3100)는 용강(M) 출강시에 분사 장치(3400)가 정련로(100)와 인접하여 위치하도록 이동시킬 수 있고, 출강이 종료된 후, 정련로와 멀리 이격되도록 이동시킬 수 있는 다양한 수단이 적용될 수 있다.

그리고 실시예에 따른 이동 장치(3100)는 별도로 마련된 작업대(3500) 상에서 수평 이동 즉, 주행될 수 있다.

지지대(3200)는 분사 장치(3400)를 지지하기 위한 수단으로서, 이동 장치(3100)에 연결되도록 장착된다. 실시예에 따른 지지대(3200)는 전체적으로 상하 방향으로 연장된 형상일 수 있다. 보다 구체적으로 지지대(3200)는 상하 방향으로 연장 형성된 제 1 지지 부재 및 좌우 방향으로 연장 형성되어 제 1 지지 부재의 하단에 연결된 제 2 지지 부재를 포함할 수 있다. 이때, 제 1 지지 부재의 연장 길이는 제 2 지지 부재의 연장 길이에 비해 길 수 있다.

승하강 부재(3300)는 높이 조절을 위해 분사 장치(3400)가 상측 또는 하측 방향으로 이동이 가능하도록 하는 수단이다. 실시예에 따른 승하강 부재(3300)는 상하 방향으로 연장 형성되어 지지대(3200) 상에 설치된다. 그리고 실시예에 따른 승하강 부재(3300)는 LM 가이드(Linear Motion Guide)의 레일(rail) 형태일 수 있다.

분사 장치(3400)는 정련로(100)에서 용강(M)의 출강시에, 경동된 정련로(100) 내부로 삽입 되어, 정련로(100) 내부로 불활성 가스의 분사가 가능한 제 1 분사 노즐(3412a)을 구비하는 분사부(3410), 분사부(3410)로 가스를 공급하는 가스 공급부(3420), 분사부(3410)와 지지대(3200) 사이를 연결하도록 설치된 연결부(3430) 및 연결부(3430)와 지지대(3200) 사이를 연결하도록 설치되며, 승하강 부재(3300)를 따라 활주 가능한 이동 부재(3440)를 포함한다.

분사부(3410)는 가스의 유입이 가능한 내부 공간을 가지는 본체(이하, 분사 본체(3411)), 경동된 정련로(100) 내부로 삽입 가능하도록 분사 본체(3411)에 연결되어 불활성 가스를 분사하는 제 1 분사 노즐(3412a), 경동된 정련로(100)의 노구(111)의 하측 방향으로 불활성 가스의 분사가 가능하도록 분사 본체(3411)에 연결된 제 2 분사 노즐(3412b)을 포함한다.

실시예에 따른 분사 본체(3411)는 그 단면이 사각형이며 내부 공간을 가지는 통 형상이다. 이러한 분사 본체(3411)의 상부에는 가스 공급부(3420)가 연결되고, 정련로(100)를 향하는 측부에 제 1 분사 노즐(3412a)이 연결되며, 하부에 제 2 분사 노즐(3412b)이 연결될 수 있다.

분사 본체(3411)는 그 단면의 형상이 사각형 형상인 것에 한정되지 않고, 가스 공급부(3420), 제 1 및 제 2 분사 노즐(3412a, 3412b)이 연결될 수 있고, 가스의 유입 및 일시 수용이 가능한 다양한 형태로 변경 가능하다.

제 1 분사 노즐(3412a)은 불활성 가스의 이동 또는 통과가 가능한 파이프 형상으로서, 일단이 분사 본체(3411)에 연결되고, 타단은 불활성 가스가 토출되는 개구이다. 이러한 제 1 분사 노즐(3412a)은 가스가 토출되는 타단이 분사 본체(3411)의 전방에 위치할 수 있도록 분사 본체(3411)에 연결된다.

그리고, 제 1 분사 노즐(3412a)은 일방향으로 연장 형성되어 소정의 길이를 가지는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로 용강(M) 출강시에 분사 장치(3400)가 정련로(100)에 인접하도록 위치하였을 때, 제 1 분사 노즐(3412a)의 타단이 노구(111)를 통해 정련로(100) 내부로 용이하게 삽입 위치될 수 있도록 하는 연장 길이를 갖도록 형성된다.

또한, 제 1 분사 노즐(3412a)은, 용강(M) 출강시에 제 1 분사 노즐(3412a)의 타단이 정련로(100) 내부에 위치하도록 삽입되었을 때, 타단이 슬래그(S) 내로 침지가 용이하도록, 상기 타단이 일단에 비해 그 높이가 낮도록 경사지게 또는 기울기를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 제 1 분사 노즐(3412a)이 경사지게 또는 기울기를 가지도록 형성될 때, 직선이 아닌 곡률을 가지도록 휘어지게 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

이러한 제 1 분사 노즐(3412a)은 정련로(100)의 노구(111)를 통해 용강(M) 및 슬래그(S) 출강시에, 정련로(100) 내 슬래그(S) 내로 불활성 가스를 분사한다. 이렇게 제 1 분사 노즐(3412a)로부터 분사되는 불활성 가스에 의해 슬래그(S)가 비산되며, 비산되는 슬래그 중 적어도 일부는 정련로 내벽에 부착되며, 이에 따라 정련로 내벽에 슬래그(S)가 코팅된다. 즉, 정련로 내부에 슬래그로 이루어진 코팅층이 형성된다.

이렇게 본 발명의 실시예에서는 용강(M)의 출강시에 동시에 정련로(100) 내벽을 슬래그(S)로 코팅할 수 있어, 정련로(100)의 수명을 향상시킬 수 있다.

한편, 종래에는 용강(M)을 노구(111)로 출강시에 슬래그(S)가 함께 출강되기 때문에, 슬래그(S)를 이용한 정련로(100)의 코팅을 실시할 수 없었다. 따라서, 정련로(100)의 수명이 단축되는 문제가 있었다.

특히, 스테인리스 용강의 출강시에는 용강의 산화 및 질소 픽업 문제로 인해, 노구(111)로 용강을 출강시킬 수 밖에 없고, 이에 용강(M)과 슬래그(S)가 함께 출강될 수 밖에 없다. 따라서, 스테인리스 용강을 정련하는 정련로(100)에 있어서는 슬래그(S)로 코팅을 수행할 수 없어, 스테인리스 정련로(100)의 수명이 단축되는 문제가 있다.

하지만, 본 발명의 실시예에서는 노구(111)로 용강(M)과 슬래그(S)를 함께 출강하더라도, 출강시에 정련로(100) 내벽을 함께 슬래그로 코팅할 수 있기 때문에, 종래에 비해 정련로(100)의 수명을 향상시킬 수 있다. 보다 구체적인 예로서는 노구(111)로 출강할 수 밖에 없는 스테인리스 용강을 출강할 때에도, 출강과 함께 정련로(100) 내벽을 슬래그로 코팅할 수 있어, 스테인리스 용강을 처리하는 정련로의 수명을 종래에 비해 향상시킬 수 있다.

또한, 정련로(100)의 출강구(114)로 용강을 출강할 때에는, 출강이 완료된 후에 정련로(100)를 좌우로 경동시켜 정련로 내벽을 슬래그로 코팅하였다. 하지만, 본 발명의 실시예에서는 용강 출강시에 정련로 내벽을 바로 코팅할 수 있으므로, 정련로의 코팅 또는 보수를 위한 시간이 단축되는 효과가 있다.

제 2 분사 노즐(3412b)은 불활성 가스의 이동 또는 통과가 가능한 파이프 형상으로서, 일단이 분사 본체(3411)에 연결되고, 타단은 불활성 가스가 토출되는 개구이다. 이러한 제 2 분사 노즐(3412b)은 가스가 토출되는 타단이 분사 본체(3411)의 하측, 바람직하게는 경동된 노구(111)와 대응하는 위치, 보다 바람직하게는 노구(111)의 하측에 위치하도록 상기 분사 본체(3411)에 연결된다.

그리고, 제 2 분사 노즐(3412b)은 일방향으로 연장 형성된 형태이며, 소정의 길이를 가지는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로 용강(M) 출강시에 분사부(3410)가 정련로에 인접하도록 위치하였을 때, 제 2 분사 노즐(3412b)의 타단이 노구(111)와 대응하는 높이, 보다 바람직하게는 노구(111)의 하측에 위치할 수 있도록 하는 연장 길이를 갖도록 형성된다.

또한, 제 2 분사 노즐(3412b)은 용강(M) 출강시에 분사 장치(3400)가 정련로(100)에 인접하도록 위치하였을 때, 일단에 비해 타단이 정련로(100)와 인접하도록 경사지게 또는 기울기를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 이때, 제 2 분사 노즐(3412b)이 경사지게 또는 기울기를 가지도록 형성되는데 있어서, 직선이 아닌 곡률을 가지도록 휘어지게 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

이러한 제 2 분사 노즐(3412b)은 정련로(100)의 노구(111)를 통해 용강(M) 및 슬래그(S) 출강시에, 노구(111)에서부터 래들(L)로 이어지는 스트림(ST) 주위로 불활성 가스를 분사한다. 보다 구체적으로는, 용강 스트림의 상부에 슬래그 스트림이 덮고 있는 상태이므로, 노구(111) 외측에 위치한 제 2 분사 노즐(3412b)은 적어도 슬래그 스트림의 전방의 위치에서 불활성 가스를 분사한다. 그리고 분사된 불활성 가스는 스트림(ST) 주위로 확산된다. 따라서, 제 2 분사 노즐(3412b)을 통해 분사된 불활성 가스는 슬래그 스트림과, 용강 스트림의 적어도 일부가 대기와 접촉하는 것을 차폐하는 커튼 역할을 한다. 이에 따라, 정련로(100)의 노구(111)로 용강 출강시에, 종래에 비해 용강이 대기와 접촉하는 것을 억제 방지할 수 있다. 따라서, 출강되는 용강(M)의 산화 및 질소 픽업을 종래에 비해 억제 또는 방지할 수 있다.

상기에서는 제 1 분사 노즐(3412a)이 경동된 정련로를 향해 하향 경사 또는 곡률을 가지도록 형성되고, 제 2 분사 노즐(3412b)의 타단으로 갈수록 경동된 정련로와 인접하도록 경사지거나 곡률을 가지도록 형성하는 것을 설명하였다.

하지만, 이에 한정되지 않고, 분사부(3410)가 틸팅 가능한 구조로 구성될 수 있다. 예컨대, 분사 본체(3411)와 연결부가 연결되는데 있어서, 분사 본체(3411)와 연결부를 관통하도록 회전축(3430)이 설치될 수 있다. 그리고 회전축(3430)을 중심으로 하여 분사부(3410) 즉, 분사 본체(3411)가 상하로 회전되는 틸팅 동작을 할 수 있다. 이러한 틸팅 동작은 제 1 분사 노즐(3412a)이 경동된 정련로 내 슬래그(S)로 침지되는 것이 용이하거나, 제 2 분사 노즐(3412b)이 스트림(ST)과 인접하도록 하는 기능을 한다.

상술한 바와 같은 제 1 분사 노즐(3412a)와 제 2 분사 노즐(3412b) 각각은 도 5에 도시된 바와 같이 복수개로 마련될 수 있다. 보다 구체적으로, 제 1 분사 노즐(3412a)이 복수개로 마련되어, 분사 본체의 측부 상에서 일 방향으로 나열되어 이격 설치될 수 있다. 제 2 분사 노즐(3412b)는 복수개로 마련되어, 분사 본체(3411)의 하부 상에서 일 방향으로 나열되어 이격 설치될 수 있다.

가스 공급부(3420)는 분사 본체(3411)에 연결되어, 분사 본체(3411)의 내부로 불활성 가스를 공급하는 수단이다. 이러한 가스 공급부(3420)는 불활성 가스의 이동 또는 통과가 가능한 파이프 형상이며, 일단은 불활성 가스가 저장된 저장부(미도시)에 연결되고, 타단이 분사 본체에 연결된다.

실시예에서는 불활성 가스로 아르곤 가스(Ar gas)를 사용하나, 이에 한정되지 않고 용강 성분 조정에 영향이 없는 양한 불활성 가스로 변경 가능하다.

연결부(3430)는 분사부(3410)와 지지대(3200)를 연결하도록 일단이 분사부(3410)에 연결되고 타단이 지지대(3200)에 연결된다. 연결부의 타단에는 승하강 부재(3300)를 따라 활주 또는 이동 가능한 이동 부재가 장착된다.

이하, 도 1, 도 3 및 도 4를 이용하여, 본 발명의 실시예에 따른 정련로 보수 설비의 동작 및 정련로 보수 방법에 대해 설명한다. 이때, 상기에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.

먼저, 용선을 정련로(100)에 장입하고, 정련로 내로 산소를 취입하여, 용선 중 황(S), 탄소(C) 등의 성분 함량을 조정하는 정련을 실시한다. 이때, 슬래그 재화를 촉진하기 위한 생석회(Ca) 및 형석(CaF₂), 탈산 또는 추가 성분 조정을 위한 추가 원료인 FeSi, SiMn, CrSi 및 Al 중 적어도 하나를 투입할 수 있다.

목표로하는 성분 조성을 가지도록 용선의 정련이 종료되면, 정련이 종료된 용성 즉, 용강을 출강시킨다.

이를 위해, 정련로를 경동시킨다. 본 발명의 실시예에 따른 경동 과정은, 노구(111)가 측방향을 향하되, 상기 정련로(100) 내 용강 및 슬래그(S)가 상기 노구(111)를 통해 출강되지 않도록 경동시키는 제 1 경동 과정 및 제 1 경동 과정에 비해 상기 정련로(100)를 더 큰 각도로 경동시켜, 상기 노구(111)를 통해 상기 용강(M) 및 슬래그(S)가 출강되도록 하는 제 2 경동 과정을 포함한다. 그리고 제 2 경동 과정은 출강이 종료될 때 까지, 상기 정련로(100)의 경동 각도를 복수회 가변시킨다.

또한, 상술한 바와 같이 정련로의 경동 및 용강 출강시에 슬래그를 이용하여 정련로 내부를 코팅한다. 정련로(100) 코팅 과정은 제 1 경동 과정 중 또는 상기 제 2 경동 과정 전에, 상기 제 1 분사 노즐(3412a)을 상기 슬래그로 침지시켜 불활성 가스를 분사하여, 슬래그를 이용하여 상기 정련로(100) 내벽을 코팅하는 제 1 코팅 과정 및 제 2 경동 과정 중에 제 1 분사 노즐(3412a)로부터 분사되는 불활성 가스에 의해 비산되는 슬래그(S)를 이용하여 상기 정련로(100) 내벽을 코팅하는 제 2 코팅 과정을 포함한다.

제 1 경동 과정 및 제 1 코팅 과정에 대해 보다 상세히 설명하면, 아래와 같다.

용강(M) 및 그 상부에 위치하는 슬래그(S)가 노구(111) 가까이까지 도달하도록 정련로(100)를 경동시킨다. 용강(M) 및 슬래그(S)가 출강되지 않도록 정련로(100)의 경동 상태를 유지한 상태에서, 정련로 보수 설비(3000)를 이동시켜, 분사 장치(3400)가 정련로(100)의 노구(111)와 인접시킨다. 이때, 분사 장치(3400)의 제 1 분사 노즐(3412a)의 타단이 노구(111)를 통과하여 정련로(100) 내 슬래그(S)로 침지되도록 한다. 또한, 제 1 분사 노즐(3412a)을 슬래그(S)로 침지시키는데 있어서, 정련로(100)의 경동 각도에 따른 슬래그(S)의 레벨(높이)에 따라 분사 장치(3400)를 상측 또는 하측 방향으로 이동시켜, 제 1 분사 노즐(3412a)의 타단이 슬래그(S)에 침지되도록 조절한다. 이때 제 1 분사 노즐(3412a)의 타단이 슬래그 하측에 용강으로 침지되지 않고, 슬래그에만 침지되도록 한다.

그리고, 제 1 분사 노즐(3412a)을 슬래그(S)로 침지시키기 전에 제 1 분사 노즐(3412a)로 연속하여 불활성 가스가 통과하도록 하여, 타단으로 불활성 가스가 지속적으로 배출되도록 하는 것이 바람직하다. 이는, 제 1 분사 노즐(3412a)이 슬래그(S)로 침지되었을 때, 제 1 분사 노즐(3412a)의 타단이 막히는 것을 방지하기 위함이다.

제 1 분사 노즐(3412a)이 슬래그(S)로 침지되면, 제 1 분사 노즐(3412a)로부터 토출되는 불활성 가스 예컨대 Ar 가스의 분사압에 의해 슬래그(S)가 비산되며, 비산되는 슬래그가 정련로 내벽에 붙어 코팅된다.

이후, 제 2 경동 및 제 2 코팅을 실시하며, 제 2 경동 과정 및 제 2 코팅 과정에 대해 보다 상세히 설명하면, 아래와 같다.

정련로(100)를 더욱 경동시키면, 노구(111)를 통해 용강(M) 및 슬래그(S)가 출강된다. 그리고 출강 시간이 경과함에 따라, 원활한 출강을 위해 정련로(100)의 경동 각도를 점점 증가시킨다. 이에 따라 정련로(100) 내에서 슬래그의 레벨(높이)가 변하므로, 슬래그(S)의 레벨(높이) 변화 또는 정련로의 경동 각도 변화에 따라 분사 장치(3400)를 상승 또는 하강시켜 그 높이를 조절하여, 출강 조업 동안에 제 1 분사 노즐이 계속 슬래그(S) 내에 침지될 수 있도록 한다. 이에, 이러한 용강의 출강이 이루어지는 동안에도, 제 1 분사 노즐(3412a)을 통해 분사되는 불활성 가스에 의해, 정련로(100) 내벽이 슬래그에 의해 코팅된다.

그리고, 정련로(100)의 노구(111)로부터 용강의 출강이 시작되면, 또는 시작되기 전에 제 2 분사 노즐(3412b)을 통해 불활성 가스를 분사한다. 이에, 노구(111)의 외측으로 낙하되는 용강 및 슬래그에 의한 스트림(ST) 주위로 제 2 분사 노즐(3412b)을 통해 분사되는 불활성 가스에 의한 커튼(C)이 형성된다. 불활성 가스에 의해 마련된 커튼(C)은 스트림(ST)이 대기와 접촉되는 것을 억제 또는 방지하거나, 종래에 비해 대기와의 접촉 면적을 줄일 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 정련로(100)의 노구(111)로 용강을 출강시키더라도, 슬래그(S)를 이용하여 정련로를 코팅할 수 있다. 즉, 정련로(100)로부터 용강을 출강할 때, 슬래그(S)로 정련로(100) 내벽을 코팅하는 보수 작업을 동시에 실시할 수 있다. 따라서, 종래와 같이 정련로(100)의 노구(111)로 용강을 출강할 때, 슬래그를 이용하여 정련로를 보수할 수 없었던 경우에 비해, 정련로(100)의 수명을 연장시킬 수 있다.

그리고, 용강(M) 출강시에 노구 외측에서 용강 및 슬래그가 출강되는 방향으로 불활성 가스를 분사하여, 스트림(ST) 주위에 불활성 가스에 의한 커튼(C)을 형성한다. 이에 따라, 용강의 출강시에 용강과 대기와의 접촉을 억제하거나 방지할 수 있고, 이에 따라 용강의 산화 및 질소 픽업을 줄이거나 방지할 수 있다.

100: 정련로 3410: 분사부
3411: 분사 본체 3412a: 제 1 분사 노즐
3412b: 제 2 분사 노즐

Claims (14)

1. 용강의 출강을 위해, 노구가 측방향을 향하도록 경동된 정련로 내부의 슬래그로 불활성 가스의 취입이 가능하도록, 상기 노구를 통과하여 상기 정련로 내부로 삽입 가능한 제 1 분사 노즐을 구비하는 분사부를 포함하는 정련로 보수 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 분사부는 상기 제 1 분사 노즐이 상기 정련로 내부로 삽입되었을 때,
   상기 노구의 외측 하부로 출강하는 용강 및 슬래그의 스트림의 적어도 일측에 불활성 가스에 의한 커튼을 형성하도록, 상기 노구의 외측에서 하측 방향으로 불활성 가스를 분사하는 제 2 분사 노즐을 포함하는 정련로 보수 장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 분사부는 상기 제 1 및 제 2 분사 노즐 각각의 일단이 장착되는 분사 본체를 포함하고,
   상기 제 1 분사 노즐은 경동된 상기 정련로의 노구 방향으로 연장 형성된 형태이며,
   상기 제 2 분사 노즐은 경동된 상기 정련로의 노구의 하측 방향으로 연장 형성된 형태인 정련로 보수 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제 1 사 노즐은 상기 분사 본체와 연결된 일단에 비해 불활성 가스가 토출되는 타단의 높이가 낮도록 경사지게 연장 형성된 정련로 보수 장치.
5. 청구항 3에 있어서,
   상기 제 2 분사 노즐은, 상기 분사부가 경동된 상기 노구와 대향하도록 위치할 때, 상기 분사 본체와 연결된 일단에 비해 불활성 가스가 토출되는 타단이 상기정련로와 인접하도록 경사지게 연장 형성된 정련로 보수 장치.
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 분사 본체는 일측 끝단을 중심으로 상하 방향으로 회전하여 틸팅 동작이 가능한 정련로 보수 장치.
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 분사부는 경동되는 상기 정련로 내 슬래그의 레벨에 따라 상승 또는 하강이 가능한 정련로 보수 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 분사부의 후방에 위치되어 상기 분사부를 지지하는 지지대;
   상기 지지대와 상기 분사부를 연결하도록 설치된 연결부;
   상기 연결부와 상기 지지대 사이에 위치하도록 상기 지지대 상에 설치되며, 상하 방향으로 연장 형성된 승하강 부재;
   상기 연결부와 승하강 부재 사이에 위치하도록 상기 연결부에 장착되어, 상기 승하강 부재를 따라 상하 방향으로 이동 가능한 이동 부재;
   를 포함하는 정련로 보수 장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 지지대가 장착되며, 상기 지지대 및 연결부를 통해 연결된 상기 분사부를 수평 이동시키는 이동 장치를 포함하는 정련로 보수 장치.
10. 용강 및 슬래그의 출강을 위해, 노구가 측방향에 위치하도록 정련로를 경동시키는 과정;
    상기 정련로 내 슬래그로 불활성 가스를 분사하여, 상기 불활성 가스에 의해 비산된 슬래그를 이용하여 상기 정련로 내벽을 코팅하는 과정;
    을 포함하는 정련로 보수 방법.
11. 청구항 10에 있어서,
    용강 및 슬래그의 출강을 위해, 노구가 측방향에 위치하도록 정련로를 경동시키는 과정은,
    상기 노구가 측방향을 향하되, 상기 정련로 내 용강 및 슬래그가 상기 노구를 통해 출강되지 않도록 경동시키는 제 1 경동 과정; 및
    상기 제 1 경동 과정에 비해 상기 정련로를 더 큰 각도로 경동시켜, 상기 노구를 통해 상기 용강 및 슬래그가 출강되도록 하는 제 2 경동 과정;
    을 포함하고,
    상기 정련로 내벽을 코팅하는 과정은,
    상기 제 1 경동 과정 중 또는 상기 제 2 경동 과정 전에, 노즐을 상기 슬래그로 침지시켜 불활성 가스를 분사하여, 슬래그를 이용하여 상기 정련로 내벽을 코팅하는 제 1 코팅 과정; 및
    상기 제 2 경동 과정 중에 상기 노즐로부터 분사되는 불활성 가스에 의해 비산되는 슬래그를 이용하여 상기 정련로 내벽을 코팅하는 제 2 코팅 과정;
    을 포함하는 정련로 보수 방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 2 경동 과정에 있어서, 출강이 종료될 때 까지, 상기 정련로의 경동 각도를 복수회 가변시키며,
    상기 정련로 내벽을 코팅하는데 있어서,
    상기 제 1 경동 과정 및 제 2 경동 과정에서 상기 정련로의 경동 각도 가변 및 상기 슬래그 레벨 가변에 따라, 상기 노즐의 높이를 가변시키는 정련로 보수 방법.
13. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 1 경동 과정 중 또는 상기 제 2 경동 과정 전에, 상기 노즐로부터 지속적으로 불활성 가스가 토출되도록 한 상태에서, 상기 노즐을 상기 슬래그로 침지시키는 정련로 보수 방법.
14. 청구항 11에 있어서,
    상기 제 2 경동 과정에 의해, 상기 노구로부터 상기 용강 및 슬래그를 출강할 때,
    상기 노구의 하측으로 불활성 가스를 분사하여, 상기 노구의 외측으로 쏟아져 흐르는 용강 및 슬래그의 스트림(stream) 주위를 따라 상기 불활성 가스에 의한 커튼을 형성하는 정련로 보수 방법.

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