KR20190070461A - 랜스 - Google Patents

랜스 Download PDF

Info

Publication number
KR20190070461A
KR20190070461A KR1020170170979A KR20170170979A KR20190070461A KR 20190070461 A KR20190070461 A KR 20190070461A KR 1020170170979 A KR1020170170979 A KR 1020170170979A KR 20170170979 A KR20170170979 A KR 20170170979A KR 20190070461 A KR20190070461 A KR 20190070461A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
region
lance
diameter
gas
oxygen
Prior art date
Application number
KR1020170170979A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102088446B1 (ko
Inventor
김용환
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020170170979A priority Critical patent/KR102088446B1/ko
Priority to PCT/KR2018/015564 priority patent/WO2019117554A1/ko
Publication of KR20190070461A publication Critical patent/KR20190070461A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102088446B1 publication Critical patent/KR102088446B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/56—Manufacture of steel by other methods
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/56—Manufacture of steel by other methods
    • C21C5/562—Manufacture of steel by other methods starting from scrap
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/02—Supplying steam, vapour, gases, or liquids
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D7/00—Forming, maintaining, or circulating atmospheres in heating chambers
    • F27D7/02—Supplying steam, vapour, gases, or liquids
    • F27D2007/023—Conduits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 랜스는, 일 방향으로 연장 형성된 취입 바디 및 취입 바디 내부의 공간으로, 상기 취입 바디의 연장 방향으로 연장 형성된 통로를 포함하고, 통로는 일단에서 타단으로 갈수록 그 직경이 점차 감소하는 영역인 제 1 영역과, 일단에서 타단으로 갈수록 그 직경이 점차 증가하는 영역인 제 2 영역을 포함하고, 상기 제 1 영역과 제 2 영역이 교대로 연속하여 형성된다.
따라서, 본 발명의 실시형태에 따른 랜스에 의하면, 가스가 토출되어 분사되는데 있어서, 그 가스의 기류가 제트류를 형성하며, 종래의 랜스에 비해 가스의 분사 압력(또는 토출 압력) 및 분사 속도가 종래에 비해 증가한다. 이에, 가스의 분사 압력 및 분사 속도가 증가하면, 토출구로부터의 가스의 퍼짐 정도가 종래에 비해 감소된다. 이에, 가스의 분사 압력 및 분사 속도가 증가하면 용강으로의 산소의 침투 깊이가 증가한다.

Description

랜스{LANCE}
본 발명은 랜스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가스 취입 효율을 향상시킬 수 있는 랜스에 관한 것이다.
일반적으로 스테인레스강 등의 용강을 제조할 때, 전기로로 스크랩과 같은 금속 합금을 장입하고, 이를 용융시켜 용강을 제조한다. 보다 구체적으로 설명하면, 전기로의 상부를 개폐시키는 커버에 수직 방향으로 설치된 전극봉에 고전류를 통전시키면, 고열의 아크 열에 의해 전기로 내부의 스크랩 등이 용해되며, 이에 용강이 제조된다.
이때, 스크랩의 용융을 돕기 위해, 랜스를 이용하여 전기로 내부에 산소를 취입한다. 랜스를 통해 취입된 산소에 의해 스크랩이 산화되며, 이 산화 및 산소의 분사압에 의해 스크랩이 절단(cutting)된다. 그리고 절단된 스크랩은 절단 전 스크랩에 비해 전극봉의 아크열에 의한 용융이 용이하다.
그리고, 스크랩이 모두 용융되면, 랜스의 선단을 용강 내부로 침지시켜, 산소를 취입한다. 취입되는 산소에 의해 용강 중 Cr, Si이 연소되며, 이때 발생되는 산화열에 의해 용강이 승온된다.
한편, 산소의 토출 압력 또는 저항에 의해 랜스의 선단이 손상 또는 소모되는 일이 발생된다. 이러한 경우, 산소의 토출 압력 및 산소의 토출 속도가 낮아, 스크랩의 절단 및 산화 가열 효율이 저하되는 문제가 있다.
또한, 용강 중으로 산소 취입시에, 토출 압력 부족으로 산소 기체의 용강 침투 깊이가 얕고, 또한 랜스의 고온 강도가 부족하여 용강의 고온의 열로 인해 랜스의 형상을 유지하기가 어렵고, 휘어진 형태로 변형되어 산소 취입 조업에 장애로 작용한다.
한국등록특허 KR 2016-0067078
본 발명은 가스 분사 압력 및 분사 속도를 향상시킬 수 있는 랜스를 제공한다.
본 발명은 랜스의 강도를 향상시킬 수 있는 랜스를 제공한다.
본 발명은 가스를 취입하는 랜스로서, 일 방향으로 연장 형성된 취입 바디; 및 상기 취입 바디 내부의 공간으로, 상기 취입 바디의 연장 방향으로 연장 형성된 통로;를 포함하고, 상기 통로는 일단에서 타단으로 갈수록 그 직경이 점차 감소하는 영역인 제 1 영역과, 일단에서 타단으로 갈수록 그 직경이 점차 증가하는 영역인 제 2 영역을 포함하고, 상기 제 1 영역과 제 2 영역이 교대로 연속하여 형성된다.
상기 제 1 영역과 제 2 영역이 교대로 형성되는데 있어서, 상기 가스가 토출되는 최외각 방향에 상기 제 2 영역이 형성된다.
상기 통로를 구획하는 상기 취입 바디의 내벽면은 곡면이다.
상기 취입 바디는, 일 방향으로 연장 형성된 제 1 취입 바디 및 상기 제 1 취입 바디의 연장 방향으로 연장 형성되어, 상기 제 1 취입 바디 내부에 삽입 설치된 제 2 취입 바디;를 포함하고, 상기 통로는 상기 제 2 취입 바디 내부에 마련된다.
상기 제 1 영역의 타단 또는 제 2 영역의 일단의 직경(W2)에 대한, 상기 제 1 영역의 일단 또는 상기 제 2 영역의 타단의 직경(W2)의 비율(W1/W2)이 2.6 이상이다.
상기 통로 중 제 2 직경(W2)을 가지는 영역을 통과할 때의 가스 압력(PW2)에 대한 상기 제 1 직경(W1)을 가지는 영역을 통과할 때의 가스 압력(PW1)의 비율(PW1/PW2)이 0.12 이상인 것이 바람직하다.
상기 랜스는 내부로 장입된 스크랩을 용융시켜 용강을 제조하거나, 상기 용강의 온도를 승온시키는 전기로로 삽입 설치된다.
본 발명의 실시형태에 따른 랜스에 의하면, 가스가 토출되어 분사되는데 있어서, 그 가스의 기류가 제트류를 형성하며, 종래의 랜스에 비해 가스의 분사 압력(또는 토출 압력) 및 분사 속도가 종래에 비해 증가한다. 이에, 가스의 분사 압력 및 분사 속도가 증가하면, 토출구로부터의 가스의 퍼짐 정도가 종래에 비해 감소된다. 이에, 가스의 분사 압력 및 분사 속도가 증가하면 용강으로의 산소의 침투 깊이가 증가한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 랜스가 적용된 전기로를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 랜스를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 랜스를 도시한 단면도이다.
도 4는 종래의 랜스 및 산소의 분사 범위를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 랜스 및 산소의 분사 범위를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 랜스의 선단이 용락된 상태 및 산소의 분사 범위를 개략적으로 나타낸 도면이다.
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 발명은 랜스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가스 취입 효율을 향상시킬 수 있는 랜스에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 가스 분사 압력 및 분사 속도를 향상시키고, 가스의 퍼짐 또는 분사 범위를 축소시킬 수 있는 랜스를 제공한다. 그리고, 실시예에 따른 랜스는 전기로 내로 가스를 취입 또는 분사하는 랜스일수 있고, 상기 가스는 예컨대 랜스일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 랜스가 적용된 전기로를 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 랜스를 도시한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 랜스를 도시한 단면도이다. 도 4는 종래의 랜스 및 산소의 분사 범위를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 랜스 및 산소의 분사 범위를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 랜스의 선단이 용락된 상태 및 산소의 분사 범위를 개략적으로 나타낸 도면이다.
먼저, 도 1을 참조하여, 전기로에 대해 설명한다.
도 1을 참조하면, 전기로(100)는 내부 공간을 가지는 본체(110) 및 본체(110)의 상부를 관통하도록 설치되어, 본체(110) 내부에 열원을 제공하는 전극봉(120)을 포함한다.
본체(110)는 스크랩과 부원료 등을 용해시키거나, 상기 스크랩이 용해된 용강이 수용되는 내부공간을 가진다. 그리고, 본체의 일 측벽에는 랜스(200)가 삽입, 투입될 수 있는 개구(이하, 삽입구(111))가 마련된다.
실시예에 따른 본체(110)는 내부 공간을 가지며, 상측이 개방된 하체(110a) 및 하측이 개방된 내부 공간을 가지며, 하체(110a)의 상측에 위치되는 상체(110b)를 포함한다. 그리고, 상체(110b)의 상부를 상하 방향으로 관통하도록 전극봉(120)이 삽입 설치된다. 그리고, 상체(110b)와 하체(110a) 사이 중 일부가 상호 분리되어 있는데, 이 부분이 랜스(200)가 삽입되는 삽입구(111)이다.
실시예에 따른 본체(110)는 하체(110a)와 상체(110b)로 분리 구성되는 것을 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 스크랩을 용해시킬 수 있는 내부 공간을 가지며, 전극봉(120) 및 랜스(200)의 삽입 또는 설치가 가능한 다양한 구성 또는 형상으로 변경 가능하다.
전극봉(120)은 본체(110) 내부에 장입된 스크랩을 용해시키기 위한 열원을 제공하는 수단으로서, 실시예에 따른 전극봉(120)은 아크를 발생시키는 전극봉일 수 있다.
상술한 바와 같은 전기로(100)에서 스크랩을 용해할 때, 랜스(200)를 이용하여 스크랩으로 산소를 분사하여 스크랩의 용해를 돕는다. 또한, 스크랩이 용해되어 용강에 제조되면, 용강의 승온을 위해 상기 용강으로 산소를 취입한다.
본 발명의 실시예에서는 스크랩 용해시 또는 용강으로 산소를 취입하는 랜스(200)에 있어서, 산소의 분사 압력, 분사 속도를 향상시키고, 분사되는 산소의 기류의 퍼짐을 감소시킬 수 있는 랜스(200)를 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 랜스(200)는 그 내부에 일 방향으로 연장 형성되며, 가스 예컨대 산소가 통과하는 통로(220)가 마련된다. 여기서, 통로(220)는 일단에서 타단으로 갈수록 그 직경이 점차 감소하는 영역인 제 1 영역(220a)과 일단에서 타단으로 갈수록 그 직경이 점차 증가하는 영역인 제 2 영역(220b)이 교대로 연속하여 형성된 형상이다.
보다 구체적으로 랜스(200)는 일 방향으로 연장 형성된 취입 바디(210) 및 취입 바디(210) 내부에 마련되며, 상기 취입 바디(210)의 연장 방향으로 연장 형성된 통로(220)를 포함하며,상기 통로(220)는 일단에서 타단으로 갈수록 그 직경이 점차 감소하는 영역인 제 1 영역(220a)과 일단에서 타단으로 갈수록 그 직경이 점차 증가하는 영역인 제 2 영역(220b)을 포함하고, 상기 제 1 영역(220a)과 제 2 영역(220b)이 교대로 연속하여 형성된 형상이다.
다른 말로 하면, 랜스(200)는 내부에 가스의 통과 가능한 통로(220)가 마련된 취입 바디(210)를 포함하고, 상기 통로(220)는 일단에서 타단으로 갈수록 그 직경이 점차 감소하는 영역인 제 1 영역(220a)과 일단에서 타단으로 갈수록 그 직경이 점차 증가하는 영역인 제 2 영역(220b)을 포함하며, 제 1 영역(220a)과 제 2 영역(220b)이 교대로 연속하여 형성된 형상이다.
상술한 바와 같이, 제 1 영역(220a)은 일측에서 타측으로 갈수록 직경이 감소하는 형상으로서, 일단의 직경이 가장 크고, 타단의 직경이 가장 작다. 또한, 제 2 영역(220b)은 일단에서 타측으로 갈수록 직경이 점차 증가하는 형상으로서, 일단의 직경이 가장 작고, 타단의 직경이 가장 크다. 그리고, 제 1 영역(220a)의 타단과 제 2 영역의 일단의 직경이 동일하며, 제 1 영역(220a)의 일단과 제 2 영역(220b)의 타단의 동일하다.
제 1 영역(220a)과 제 2 영역(220b)이 교대로 연속 배치되는데 있어서, 제 1 영역(220a)과 제 2 영역(220b)이 복수개 예컨대 2개 이상으로 구비되는 것이 보다 바람직하다.
이러한 경우, 최외각의 제 1 영역(220a)을 제외한 나머지 제 1 영역(220a)의 일단은 제 2 영역(220b)의 타단과 연결되고, 상기 제 1 영역(220a)의 타단은 제 2 영역(220b)의 일단과 연결된다. 반대로, 최외각의 제 2 영역(220b)을 제외한 나머지 제 2 영역(220b)의 일단은 제 1 영역(220a)의 타단과 연결되고, 상기 제 2 영역(220b)의 타단은 제 1 영역(220a)의 일단과 연결된다. 그리고, 최외각에 위치된 제 1 영역(220a)은 그 타단이 제 2 영역(220b)의 일단과 연결되고, 최외각에 위치된 제 2 영역(220b)은 그 일단이 제 1 영역(220a)의 일단과 연결된다.
실시예와 같이 통로(220)가 직선이 아닌, 직경이 감소, 증가하도록 형성된 형태를 '나발형'이라고 명명할 수 있다.
이에, 연속 형성된 제 1 영역(220a)의 타단과 제 2 영역(220b)의 일단은 동일 위치일 수 있으며, 연속 형성된 제 2 영역(220b)의 타단과 제 1 영역(220a)의 일단은 동일 위치일 수 있다.
이하에서는 제 1 영역(220a)의 일단 및 제 2 영역(220b)의 타단의 직경을 제 1 직경(W1)이라 명명하고, 제 1 영역(220a)의 타단 및 제 2 영역(220b)의 일단의 직경을 제 2 직경(W2)이라 명명한다. 그리고, 통로(220) 중 제 1 직경(W1)을 가지는 위치와 제 2 직경(W2)을 가지는 위치 사이의 영역의 직경은 제 1 직경(W1)에 비해 작고, 제 2 직경(W2)에 비해 크다.
상술한 바와 같이 제 1 영역(220a)과 제 2 영역(220b)이 복수개로 마련되어 교대 형성되는데 있어서, 가스가 토출되는 방향이 제 2 영역(220b)이 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이에, 제 1 영역(220a) 및 제 2 영역(220b) 중, 가스가 배출되는 방향으로의 최외각 영역인 제 2 영역(220b)의 타단이 가스가 토출되는 토출구가 된다.
상술한 제 1 실시예에 따른 랜스(200)는, 내부에 통로(220)가 형성된 하나의 취입 바디(210)의 구성되는 것을 설명하였다.
하지만, 이에 한정되지 않고, 랜스(200)는 이중관 형태일 수 있다.
즉, 랜스(200)는 취입 바디(210)와, 상기 취입 바디(210) 내부에 마련된 통로(220)를 포함하는데, 상기 취입 바디(210)는, 도 3에 도시된 제 2 실시예와 같이, 제 1 취입 바디(210a)와, 상기 제 1 취입 바디(210a) 내부에 삽입 설치된 제 2 취입 바디(210b)를 포함한다. 그리고, 랜스(200)의 통로(220)는 제 2 취입 바디(210b) 내부의 공간으로서, 상기 제 2 취입 바디(210b) 내부의 통로(220)는, 일단에서 타단으로 갈수록 그 직경이 점차 감소하는 영역인 제 1 영역(220a)과 일단에서 타단으로 갈수록 그 직경이 점차 증가하는 영역인 제 2 영역(220b)이 교대로 연속하여 형성된 형상이다.
그리고, 제 1 영역(220a)과 제 2 영역(220b)이 교대로 위치되도록 통로(220)를 형성하는데 있어서, 적어도 제 1 영역(220a)에서 제 2 영역(220b)으로 이어지는 연결 부위 및 제 2 영역(220b)에서 제 1 영역(220a)으로 이어지는 연결 부위에 해당하는 랜스(200)의 내벽면이 곡률을 가지도록 또는 곡선으로 형성하는 것이 바람직하다.
한편, 랜스(200)로부터 분사되는 가스의 제트 기류 속도 즉, 분사 속도는 마하 2 내지 2.5 인 것이 바람직하다.
분사 속도가 마하 2 미만인 경우, 가스가 퍼지는 범위를 줄이는 효과가 미비하여, 스크랩의 절단력 및 용강의 침투 깊이의 상승 효과가 떨어질 수 있다. 반대로 분사 속도가 마하 2.5를 초과하는 경우 너무 높은 분사 압력 및 속도에 의해 랜스가 변형되거나 손상될 수 있으며, 안전하지 않을 수 있다.
랜스(200)로부터의 분사 속도가 마하 2 내지 2.5가 되도록 하기 위해서, 랜스(200)의 제 2 직경(W2)에 대한 제 1 직경(W1)의 비율(W1/W2)이 2.6 이상이 되도록 하고, 통로(220) 중 제 2 직경(W2)을 가지는 영역(B)을 통과할 때의 가스 압력(PW2)에 대한 제 1 직경(W1)을 가지는 영역(A)을 통과할 때의 가스 압력(PW1)의 비율(PW1/PW2)이 0.12 이상이 되도록 하는 것이 바람직하다.
여기서, 제 1 직경(W1)을 가지는 영역(A)은 직경이 가장 넓은 영역으로서, 제 1 영역(220a)의 일단 및 제 2 영역(220b)의 타단 중 적어도 하나의 영역을 의미할 수 있다. 또한, 제 2 직경(W2)을 가지는 영역(B)은 직경이 가장 작은 영역으로서, 제 1 영역(220a)의 타단 및 제 2 영역(220b)의 일단 중 적어도 하나의 영역을 의미할 수 있다.
랜스(200)의 제 2 직경(W2)에 대한 제 1 직경(W1)의 비율(W1/W2)을 2.6 이상으로 하는 것은 랜스(200)의 통로(220) 제조시에 조절 가능하다. 그리고, 제 2 직경(W2)을 가지는 영역(B)을 통과할 때의 가스 압력(PW2)에 대한 제 1 직경(W1)을 가지는 영역(A)을 통과할 때의 가스 압력(PW1)의 비율(PW1/PW2)이 0.12 이상이 되도록 하는 것은, 상술한 제 1 직경(W1) 및 제 2 직경(W2)의 제어와, 랜스(200)로 최초 유입되는 가스의 유량을 조절함으로써 제어 가능하다.
한편, 랜스(200)의 제 2 직경(W2)에 대한 제 1 직경(W1)의 비율(W1/W2)이 2.6 미만이거나, 제 2 직경(W2)을 가지는 영역(B)을 통과할 때의 가스 압력(PW2)에 대한 제 1 직경(W1)을 가지는 영역(A)을 통과할 때의 가스 압력(PW1)의 비율(PW1/PW2)이 0.12 미만인 경우, 랜스(200)로부터 토출되는 가스의 분사 압력이 마하 2 미만일 수 있다.
이와 같이, 실시예에 따른 랜스(200)의 통로(220)는 그 직경이 종래와 같이 그 연장 방향으로 동일하지 않고, 직경이 감소 및 증가되도록 가변되는 나발형이다. 다른 말로 하면, 통로(220)는 그 연장 방향으로 직경이 점차 감소하는 영역(제 1 영역(220a))과, 직경이 점차 증가하는 영역(제 2 영역(220b))을 포함하며, 제 1 영역(220a)과 제 2 영역(220b)이 교대로 연속 형성된다.
이와 같은 실시예에 따른 랜스의 형태에 의해, 상기 랜스(200)의 토출구로부터 가스가 토출되어 분사되는데 있어서, 그 가스의 기류가 제트류를 형성하며, 종래의 랜스에 비해 가스의 분사 압력(또는 토출 압력) 및 분사 속도가 종래에 비해 증가한다. 가스의 분사 압력 및 분사 속도가 증가하면, 토출구로부터의 가스의 퍼짐 정도가 감소된다. 즉, 실시예에 따른 랜스(200)로부터 토출되는 가스의 퍼짐(도 5 참조)이 종래의 랜스(200)로부터 토출되는 가스의 퍼짐(도 4 참조)에 비해 좁다. 또한, 가스의 분사 압력 및 분사 속도가 증가하면 용강으로의 산소의 침투 깊이가 증가한다.
한편, 용강의 제조를 위해, 전기로(100)의 본체(110) 내로 스크랩을 장입하고, 전극봉(120)으로 아크를 발생시키면서, 랜스(200)를 통해 스크랩으로 산소를 분사한다. 산소가 분사되면, 상기 산소에 의한 스크랩의 산화 및 이때 발생된 산화열에 의해 스크랩이 절단된다. 그런데, 실시예에 따른 랜스(200)의 경우 종래에 비해 산소의 분사 압력 및 분사 속도가 증가되므로, 스크랩에 가해지는 산소 기류의 타격력이 증가하여, 산소에 의한 스크랩의 절단이 종래에 비해 용이해진다.
또한, 실시예에 따른 랜스(200)의 경우 종래에 비해 산소 기류의 퍼짐을 줄일 수 있기 때문에, 미용해된 스크랩을 타겟으로 산소를 분사할 때, 상기 미용해된 스크랩으로의 집중되도록 산소를 분사시킬 수 있다. 이에 따라, 실시예에 따른 랜스(200)의 경우 종래에 비해 스크랩의 용해가 용이한 장점이 있다.
그리고, 스크랩을 용해되어 용강이 제조되면, 다음 조업 이동 전에 용강의 온도를 승온시키며, 이를 위해, 랜스(200)를 이용하여 산소를 취입한다. 즉, 용강으로 산소가 취입되면, 용강 중 Cr, Si 등의 성분들과 산소가 반응하여 산화열이 발생되며, 이로 인해 용강의 온도가 상승한다.
그런데, 산소의 분사 압력 및 분사 속도가 낮은 경우, 용강으로의 산소의 침투 깊이가 얕아, 용강 외측으로 비산되는 산소가 증가한다. 이에, 용강 중 Cr, Si 등의 성분과 산소 간의 반응율이 낮고, 이에 산화열이 부족하여, 산소 취입에 의한 용강의 온도 상승 정도가 낮다. 다른 말로 하면, 취입되는 산소의 이용 효율이 낮다.
하지만, 실시예에 따른 랜스(200)의 경우, 종래에 비해 산소의 분사 압력 및 분사 속도가 증가함에 따라, 종래에 비해 용강으로의 산소의 침투 깊이가 깊다. 이에, Cr, Si 등의 성분과 산소 간의 반응율이 증가하여, 종래에 비해 산소 취입에 의한 용강의 온도 상승 정도가 크고, 산소 이용율이 증가한다.
또한, 실시예에 따른 랜스(200)는 산소가 토출되는 끝단 또는 선단이 고온의 용강에 의해 용락되어 소모되더라도(도 6 참조) 산소의 제트 기류를 유지할 수 있고, 다른 말로 하면, 종래에 비해 산소의 분사 압력 및 분사 속도가 높고, 산소의 퍼짐이 좁게 유지할 수 있다. 이는, 랜스(200)의 선단이 용락되어 소모되더라도, 통로(220)는 제 1 영역(220a)과 제 2 영역(220b)이 교대로 반복 배치된 형태를 유지하고 있기 때문이다.
그리고, 제 2 실시예와 같이 랜스(200)가 이중관 형태일 경우, 종래 및 제 1 실시예에 비해 강도가 향상되는 효과가 있으며, 이에 따라 산소 취입 효율이 향상된다.
200: 랜스 220: 통로
W1: 제 1 직경 W2: 제 2 직경
220a: 제 1 영역 220b: 제 2 영역

Claims (7)

  1. 가스를 취입하는 랜스로서,
    일 방향으로 연장 형성된 취입 바디; 및
    상기 취입 바디 내부의 공간으로, 상기 취입 바디의 연장 방향으로 연장 형성된 통로;
    를 포함하고,
    상기 통로는 일단에서 타단으로 갈수록 그 직경이 점차 감소하는 영역인 제 1 영역과, 일단에서 타단으로 갈수록 그 직경이 점차 증가하는 영역인 제 2 영역을 포함하고, 상기 제 1 영역과 제 2 영역이 교대로 연속하여 형성된 랜스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 영역과 제 2 영역이 교대로 형성되는데 있어서,
    상기 가스가 토출되는 최외각 방향에 상기 제 2 영역이 형성된 랜스.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 통로를 구획하는 상기 취입 바디의 내벽면은 곡면인 랜스.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 취입 바디는,
    일 방향으로 연장 형성된 제 1 취입 바디 및
    상기 제 1 취입 바디의 연장 방향으로 연장 형성되어, 상기 제 1 취입 바디 내부에 삽입 설치된 제 2 취입 바디;를 포함하고,
    상기 통로는 상기 제 2 취입 바디 내부에 마련되는 랜스.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한항에 있어서,
    상기 제 1 영역의 타단 또는 제 2 영역의 일단의 직경(W2)에 대한,
    상기 제 1 영역의 일단 또는 상기 제 2 영역의 타단의 직경(W2)의 비율(W1/W2)이 2.6 이상인 랜스.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 통로 중 제 2 직경(W2)을 가지는 영역을 통과할 때의 가스 압력(PW2)에 대한 상기 제 1 직경(W1)을 가지는 영역을 통과할 때의 가스 압력(PW1)의 비율(PW1/PW2)이 0.12 이상인 랜스.
  7. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 랜스는 내부로 장입된 스크랩을 용융시켜 용강을 제조하거나, 상기 용강의 온도를 승온시키는 전기로로 삽입 설치되는 랜스.
KR1020170170979A 2017-12-13 2017-12-13 랜스 KR102088446B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170170979A KR102088446B1 (ko) 2017-12-13 2017-12-13 랜스
PCT/KR2018/015564 WO2019117554A1 (ko) 2017-12-13 2018-12-07 랜스

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170170979A KR102088446B1 (ko) 2017-12-13 2017-12-13 랜스

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190070461A true KR20190070461A (ko) 2019-06-21
KR102088446B1 KR102088446B1 (ko) 2020-03-12

Family

ID=66820750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170170979A KR102088446B1 (ko) 2017-12-13 2017-12-13 랜스

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102088446B1 (ko)
WO (1) WO2019117554A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102239244B1 (ko) * 2019-10-30 2021-04-12 주식회사 포스코 랜스

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH083618A (ja) * 1994-06-21 1996-01-09 Kawasaki Steel Corp ランス
KR100334945B1 (ko) * 1998-08-26 2002-05-04 아사무라 타카싯 간이 레들 정련방법
JP2005060834A (ja) * 2003-07-31 2005-03-10 Jfe Steel Kk 冶金用微粉炭吹き込みバーナー及び冶金炉内への微粉炭吹き込み方法
KR20160067078A (ko) 2016-06-01 2016-06-13 대우조선해양 주식회사 해양생물생성방지장치의 이온수 주입관 플러싱시스템 및 이를 갖는 선박 또는 해양구조물

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6350287Y2 (ko) * 1985-12-27 1988-12-23
DE4446935C2 (de) * 1994-12-28 1996-12-12 Edmund Prof Dr Wax Mehrstufiges Hochdruck-Strahlrohr
CN103968907B (zh) * 2013-08-23 2016-12-28 中国人民解放军国防科学技术大学 一种超临界态和气态碳氢燃料密流测量装置及方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH083618A (ja) * 1994-06-21 1996-01-09 Kawasaki Steel Corp ランス
KR100334945B1 (ko) * 1998-08-26 2002-05-04 아사무라 타카싯 간이 레들 정련방법
JP2005060834A (ja) * 2003-07-31 2005-03-10 Jfe Steel Kk 冶金用微粉炭吹き込みバーナー及び冶金炉内への微粉炭吹き込み方法
KR20160067078A (ko) 2016-06-01 2016-06-13 대우조선해양 주식회사 해양생물생성방지장치의 이온수 주입관 플러싱시스템 및 이를 갖는 선박 또는 해양구조물

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102239244B1 (ko) * 2019-10-30 2021-04-12 주식회사 포스코 랜스

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019117554A1 (ko) 2019-06-20
KR102088446B1 (ko) 2020-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6102009B2 (ja) 気体燃料バーナ、及び気体燃料バーナによる加熱方法
JP2001141236A (ja) 凝集噴流の長さを変更する方法
US3430939A (en) Oxygen injection nozzle with externally projecting conduits
CZ20031436A3 (cs) Dmyšna a způsob vytváření koherentního proudu s jediným věncem pro vytváření hořícího ochranného obalu
KR20190070461A (ko) 랜스
JP6111838B2 (ja) 転炉吹錬方法
US5788920A (en) Oxygen blowing lance capable of being used in an electric furnace
US6709630B2 (en) Metallurgical lance and apparatus
JP4830825B2 (ja) 転炉型精錬炉における精錬方法
US1860347A (en) Torch device
JP4119336B2 (ja) 多孔バーナー・ランス及び冷鉄源の溶解・精錬方法
JP7003947B2 (ja) 上吹きランスおよび溶鉄の精錬方法
JP6581632B2 (ja) ランス及びこれを用いた操業方法
KR102239244B1 (ko) 랜스
JP2015098648A (ja) 精錬用上吹きランス及び溶融鉄の精錬方法
KR102554324B1 (ko) 랜스 노즐
JP6036096B2 (ja) 転炉吹錬方法
JP2008106947A (ja) 水冷栓棒
JP2003231911A (ja) 上吹きランスとそれを用いた転炉操業方法
JP7036147B2 (ja) 上吹きランスおよびそれを用いた溶鉄の精錬方法
JP6044246B2 (ja) 溶融金属の精錬方法及びその設備
JP2851552B2 (ja) 酸素吹き込み用ランス
KR100419048B1 (ko) 정련로 풍구 취입관의 철심 편마모 방지장치
JP5412756B2 (ja) 転炉操業方法
RU2630730C1 (ru) Наконечник газокислородной фурмы для продувки расплава окислительным газом в кислородном конвертере

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right