KR20210073327A - Upper lance and method for injecting oxygen gas - Google Patents

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KR20210073327A KR1020190164037A KR20190164037A KR20210073327A KR 20210073327 A KR20210073327 A KR 20210073327A KR 1020190164037 A KR1020190164037 A KR 1020190164037A KR 20190164037 A KR20190164037 A KR 20190164037A KR 20210073327 A KR20210073327 A KR 20210073327A
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Abstract

The present invention provides a bidirectional rotatable top-blowing lance. The bidirectional rotatable top-blowing lance includes: an oxygen injection unit receiving oxygen from the outside and injecting the oxygen to the inside of a converter; a rotation guide unit disposed to surround the outer circumference of the oxygen injection unit and guiding rotation of the oxygen injection unit; a rotation unit connected to the outer circumference of the oxygen injection unit in the manner of gears and rotating the oxygen injection unit in forward and reverse directions; and a control unit electrically connected to the rotation unit, setting a rotation direction and a rotation time of the oxygen injection unit, and controlling driving of the rotation unit according to the set rotation direction and time. In addition, the present invention also provides an oxygen blowing method using the bidirectional rotatable top-blowing lance. The bidirectional rotatable top-blowing lance and the oxygen blowing method using the same can make turbulence on a flow of oxygen to increase agitating force of the oxygen flow with molten metal during blowing.

Description

양방향 회전형 상취 랜스 및 이를 사용한 산소 취입 방법{Upper lance and method for injecting oxygen gas}Bidirectional rotating top blowing lance and oxygen blowing method using same {Upper lance and method for injecting oxygen gas}

본 발명은 양방향 회전형 상취 랜스 및 이를 사용한 산소 취입 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a bidirectional rotating top blowing lance and an oxygen blowing method using the same.

통상 용광로 혹은 기타 설비에서 제조된 용강은 기준에 맞는 성분을 조성하기 위하여 정련작업을 실시하게 된다.Usually, molten steel manufactured in a blast furnace or other equipment is refined to form components that meet the standards.

도 1은 종래의 상취 랜스의 구조와 산소취입상태를 보여주는 도면이다.1 is a view showing the structure and oxygen blowing state of a conventional top blowing lance.

도 1을 참조 하면, 상기의 정련작업은 용강(1)을 로(2)에 장입한 후 상부에서 상취 랜스(3)를 하강시켜 산소 및 기타불활성가스를 취입하면서 용강(1)중의 불순물을 산화시킨다.Referring to Figure 1, the refining operation is carried out by charging the molten steel (1) into the furnace (2) and then lowering the upper blowing lance (3) from the top to blow oxygen and other inert gases while oxidizing impurities in the molten steel (1). make it

여기서 전로는 철에 탄소 함량이 3 wt% 이상 높게 함유된 용탕을 대상으로 탄소를 제거하여 탄소 함량이 낮은 용탕을 제조하는 제강공정의 일부 공정이다.Here, the converter is a part of the steelmaking process in which carbon is removed from the molten metal with a high carbon content of 3 wt% or more in iron to produce a molten metal with a low carbon content.

전로에서 탄소를 제거하기 위하여 전로 상부로 상취 랜스로 고속의 산소를 용탕에 취입함에 따라 탄소와 산소가 반응하여 CO가스가 발생하여 탄소를 제거하는 반응을 이용하는 공정이다.In order to remove carbon from the converter, high-speed oxygen is blown into the molten metal with a top blowing lance at the top of the converter, and carbon and oxygen react to generate CO gas to remove carbon.

또한 취입되는 산소로 인하여 용탕 중에 존재하는 인, 망간, 실리콘 등이 산화되는 반응을 이용하여 제거하는 정련 반응을 이용하는 공정이기도 하다. 이러한 산소와의 화학 반응은 1300 ~ 1700 C의 고온인 액체 상태인 철 용탕을 대상으로 하고 있다. It is also a process using a refining reaction in which phosphorus, manganese, silicon, etc. present in the molten metal are oxidized due to the oxygen being blown in to remove them. This chemical reaction with oxygen is aimed at molten iron in a liquid state at a high temperature of 1300 to 1700 C.

상기와 같이 전로 상부로 취입되는 산소가 용탕 중 함유된 원소와의 화학반응을 이용하는 공정은 반응 효율을 향상시키는 것이 매우 중요하다. 제강공정의 전로공정에서는 고온의 화학반응이 발생할 수 있는 열역학적인 조건에서 반응 효율과 반응 속도를 높여 생산성을 높이는 것이 매우 중요하다.As described above, it is very important to improve reaction efficiency in the process using the chemical reaction of oxygen blown into the upper part of the converter with the element contained in the molten metal. In the converter process of the steelmaking process, it is very important to increase the productivity by increasing the reaction efficiency and reaction rate under thermodynamic conditions where high-temperature chemical reactions can occur.

반응 속도를 높이게 되면 생산 시간을 단축시켜 일일 생산성을 높일 수가 있게 되며 반응 효율을 높이게 되면 불순원소를 낮출 수 있는 제거 한계를 더욱더 낮출 수가 있게 되어 전로에서 생산하는 용탕인 용강의 품질을 높일 수가 있다. If the reaction rate is increased, the production time can be shortened and daily productivity can be increased. If the reaction efficiency is increased, the removal limit that can lower the impurity element can be lowered further and the quality of the molten steel produced in the converter can be improved.

종래의 전로에서는 반응 효율을 향상시키기 위하여 상취 랜스의 높이 조정 혹은 랜스 최 후단에 있는 Hole에 대한 개발로 전로에 있는 용탕의 교반 효율을 상승시키고 있다.In the conventional converter, in order to improve the reaction efficiency, the stirring efficiency of the molten metal in the converter is increased by adjusting the height of the upper blow lance or by developing the hole at the rear end of the lance.

용탕의 교반력은 기본적으로 상취 랜스로부터 고속으로 취입되는 산소가스의 강력한 힘이 용탕의 탕면과 부딪치면서 발생하게 된다. 또한 이 교반력을 더욱더 향상시키기 위하여 전로 저취로부터 가스를 취입하고 있다. The stirring force of the molten metal is basically generated when the powerful force of the oxygen gas blown in from the upper blowing lance at high speed collides with the molten metal surface. In addition, in order to further improve this stirring force, gas is blown in from the bottom of the converter.

이러한 전로 공정에서 기본적으로 교반 효율을 상승시키기 위하여 상취 랜스 높이의 적정화 기술 개발과 함께 랜스 최 후단의 Hole에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다.In order to basically increase the stirring efficiency in this converter process, research on the hole at the rear end of the lance is continuously being developed along with the development of technology to optimize the height of the upper blow lance.

최적 Hole 수량 및 위치, 형태 등에 대한 다양한 연구 및 기술개발이 되고 있고, Hole에서 나오는 산소가스가 용탕과 맞닿는 최적 위치를 위하여 랜스 중심으로부터 최적의 Hole 각도에 대한 기술 개발도 꾸준히 되고 있다.Various research and technology developments are being made on the optimal number, location, and shape of the hole, and technology development for the optimal hole angle from the center of the lance is also being conducted for the optimal location where oxygen gas from the hole contacts the molten metal.

Hole 수량, 형태 및 각도는 용탕의 교반력과 함께 산소가스가 용탕과 맞닿는 최적의 면적을 도출하여 반응 효율을 높이고자 하는 연구이다. 이와 같은 연구는 전로가 탄생된 이후로 현재까지 꾸준히 개발되고 있다.The number, shape and angle of holes is a study to increase the reaction efficiency by deriving the optimal area where oxygen gas comes into contact with the molten metal as well as the stirring force of the molten metal. Such research has been continuously developed since the birth of the converter.

그러나 종래의 기술들은 결국 산소가 용탕과 맞닿는 위치는 고정된 상태에서 최상의 교반 효율을 향상시키고자 하는 것이다.However, conventional techniques are to improve the best stirring efficiency in a state where the position where oxygen contacts the molten metal is fixed.

랜스의 승하강으로 용탕으로 부터의 높이를 제어할 수 있지만 결국 산소가 용탕과 맞닿는 위는 거의 일정하고 산소가 용탕으로 가하는 힘을 조절하거나 혹은 용탕과 산소가 접하는 면적이 변할 뿐이기 때문에 산소가 용탕과 맞닿아 용탕의 교반력을 발생시키는 위치는 일정하게 되어 일정한 유동이 발생을 하게 된다.The height from the molten metal can be controlled by raising and lowering the lance, but in the end, the oxygen contact with the molten metal is almost constant. The position where the agitation force of the molten metal is generated in contact with the molten metal becomes constant and a constant flow occurs.

이에 따라 종래에서와 같이 사선으로 산소를 취입하는 기술은 결국 용탕의 하나의 지점으로만 힘을 가하는 한계가 있다.Accordingly, the technique of blowing oxygen in an oblique line as in the prior art has a limit in which force is applied only to one point of the molten metal.

또한 랜스를 회전 시키는 기술은 산소가스가 용탕과 접촉하는 지점은 지속적으로 변하게 되지만 결국 한쪽 방향으로만 힘을 가하면서 변하기 때문에 용탕 교반의 흐름은 결국 한쪽으로 방향으로만 작용하게 되는 문제가 있다.In addition, in the technology of rotating the lance, the point where oxygen gas contacts the molten metal continuously changes, but eventually changes while applying force in only one direction, so there is a problem in that the flow of molten metal agitation eventually acts only in one direction.

본 발명과 관련된 선행문헌에는 대한민국 공개특허 공개번호 제 10-2004-0010884호(공개일자: 2004년 02월 05일)가 있다.In the prior literature related to the present invention, there is Republic of Korea Patent Publication No. 10-2004-0010884 (published date: February 05, 2004).

본 발명의 목적은 취련 중 랜스부를 정역방향을 따라 회전시켜 분사되는 산소의 유동을 난류화하여 용탕과의 교반력을 상승시킬 수 있는 양방향 회전형 상취 랜스 및 이를 사용한 산소 취입 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to provide a bidirectional rotating top blowing lance capable of increasing the stirring force with molten metal by rotating the lance unit in forward and reverse directions during blowing to turbulence the flow of injected oxygen and an oxygen blowing method using the same.

본 발명의 다른 목적은 랜스부를 정방향 및 역방향 각각으로의 회전 유지 시간을 독립적으로 설정하여 가능하도록 하여 용탕과의 교반효율을 제어할 수 있는 양방향 회전형 상취 랜스 및 이를 사용한 산소 취입 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a bidirectional rotating top blowing lance capable of controlling the stirring efficiency with molten metal by independently setting the rotation holding time in each of the forward and reverse directions of the lance and an oxygen blowing method using the same. .

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention not mentioned may be understood by the following description, and will be more clearly understood by the examples of the present invention. Moreover, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.

상기의 목적들을 달성하기 위해 본 발명은 양방향 회전형 상취 랜스를 제공한다.In order to achieve the above objects, the present invention provides a bidirectional rotatable top blow lance.

상기 양방향 회전형 상취 랜스는 외부로부터 산소를 공급 받아 전로의 내부로 분사하는 산소 분사부; 상기 산소 분사부의 외측 둘레를 감싸도록 배치되며, 상기 산소 분사부의 회전을 안내하는 회전 안내부; 상기 산소 분사부의 외측 둘레에 기어 방식으로 연결되며, 상기 산소 분사부를 정역방향을 따라 회전시키는 회전부; 및, 상기 회전부와 전기적으로 연결되며, 상기 산소 분사부의 회전 방향 및 회전 시간을 설정하고, 설정된 상기 회전 방향 및 상기 회전 시간에 따라 상기 회전부의 구동을 제어하는 제어부;를 포함한다.The bidirectional rotating top blowing lance includes an oxygen injection unit for receiving oxygen from the outside and injecting it into the inside of the converter; a rotation guide portion disposed to surround the outer circumference of the oxygen injection unit and guiding rotation of the oxygen injection unit; a rotating part connected to the outer periphery of the oxygen injection part in a gear manner and rotating the oxygen injection part in a forward and reverse direction; and a control unit electrically connected to the rotating unit, setting a rotation direction and a rotation time of the oxygen injection unit, and controlling driving of the rotating unit according to the set rotation direction and the rotation time.

여기서 상기 산소 분사부는,Here, the oxygen injection unit,

제 1중공이 형성되는 이너 몸체와,an inner body having a first hollow formed therein;

상기 이너 몸체의 상기 제 1중공을 관통하여 배치되며, 상기 산소를 분사하는 분사관을 구비하는 것이 바람직하다.It is preferable to include an injection pipe which is disposed through the first hollow of the inner body and injects the oxygen.

그리고 상기 회전 안내부는, 제 2중공을 갖는 아우터 몸체와, 다수의 베어링을 구비하되,And the rotation guide portion, but having an outer body having a second hollow, and a plurality of bearings,

상기 제 2중공에는, 상기 이너 몸체가 회전 가능하게 배치되고,In the second hollow, the inner body is rotatably disposed,

상기 다수의 베어링은, 상기 이너 몸체의 외주와 상기 제 2중공의 내주 사이에 베치되는 것이 바람직하다.Preferably, the plurality of bearings are disposed between an outer periphery of the inner body and an inner periphery of the second hollow.

또한 상기 회전부는, In addition, the rotating part,

상기 이너 몸체의 상단 외주에 형성되는 제 1기어와,a first gear formed on the outer periphery of the upper end of the inner body;

회전축을 갖는 회전기와,a rotating machine having a rotating shaft;

상기 회전축의 상단에 형성되는 제 2기어와,a second gear formed on the upper end of the rotation shaft;

상기 제 1기어와 상기 제 2기어를 체인 방식으로 연결하는 동력 전달 체인을 구비하되,Provided with a power transmission chain connecting the first gear and the second gear in a chain manner,

상기 제어부는, 상기 회전기를 구동시켜 상기 회전축을 정역방향을 따라 회전시키는 것이 바람직하다.Preferably, the control unit drives the rotating machine to rotate the rotating shaft in a forward and reverse direction.

또한 상기 제어부는,In addition, the control unit,

상기 회전 방향에 대한 정방향과 역방향의 회전 비율을 2:1로 설정하는 것이 바람직하다.It is preferable to set the rotation ratio of the forward direction and the reverse direction with respect to the rotation direction to 2:1.

또한 상기 제어부는,In addition, the control unit,

상기 회전축의 회전 속도를 기절정된 기준 회전 속도를 이루도록 상기 회전기의 구동을 제어하되,Controlling the driving of the rotator to achieve a reference rotation speed stunned by the rotation speed of the rotation shaft,

상기 회전축의 회전 방향이 정방향에서 역방향으로 또는 역방향에서 정방향으로 방향 전환이 되기 전후 일정 시간 범위에서,In a certain time range before and after the direction of rotation of the rotating shaft is changed from the forward direction to the reverse direction or from the reverse direction to the forward direction,

상기 회전축의 회전 속도를 상기 기준 회전 속도 이하를 이루도록 상기 회전기의 구동을 제어하는 것이 바람직하다.It is preferable to control the driving of the rotator so that the rotation speed of the rotation shaft is equal to or less than the reference rotation speed.

또한 상기 이너 몸체의 외측 둘레에는, 냉각수 유입홀과, 냉각수 배출홀이 형성되고,In addition, a cooling water inlet hole and a cooling water discharge hole are formed around the outer periphery of the inner body,

상기 이너 몸체의 내부에는,Inside the inner body,

상기 냉각수 유입홀과 상기 냉각수 배출홀을 연결하는 냉각수 유로가 형성되되,A cooling water flow path connecting the cooling water inlet hole and the cooling water discharge hole is formed,

상기 냉각수 유입홀과 상기 냉각수 배출홀은 서로 다른 위치에 형성되는 것이 바람직하다.Preferably, the coolant inlet hole and the coolant outlet hole are formed at different positions.

또한 상기 아우터 몸체에는,In addition, in the outer body,

서로 다른 위치에 형성되는 제 1연결구와, 제 2연결구가 형성되되,A first connector and a second connector formed at different positions are formed,

상기 제 1연결구에는 제 1튜브가 배치되고,A first tube is disposed on the first connector,

상기 제 1튜브는 상기 냉각수 유입홀과 연결되고,The first tube is connected to the coolant inlet hole,

상기 제 2연결구에는 제 2튜브가 배치되고,A second tube is disposed on the second connector,

상기 제 2튜브는 상기 냉각수 배출홀과 연결되는 것이 바람직하다.The second tube is preferably connected to the cooling water discharge hole.

다른 실시예에 있어서 본 발명은 양방향 회전형 상취 랜스를 사용한 산소 취입 방법을 제공한다.In another embodiment, the present invention provides a method of blowing oxygen using a bidirectional rotating top blowing lance.

상기 양방향 회전형 상취 랜스를 사용한 산소 취입 방법은 산소 분사부를 사용하여 외부로부터 산소를 공급 받아 전로의 내부로 분사하는 제 1단계; 상기 산소 분사부의 외측 둘레를 감싸도록 배치되는 회전 안내부를 사용하여 상기 산소 분사부의 회전을 안내하는 제 2단계; 상기 산소 분사부의 외측 둘레에 기어 방식으로 연결되는 회전부를 사용하여 상기 산소 분사부를 정역방향을 따라 회전시키되, 제어부를 사용하여 상기 산소 분사부의 회전 방향 및 회전 시간을 설정하고, 설정된 상기 회전 방향 및 상기 회전 시간에 따라 상기 회전부의 구동을 제어하는 제 3단계;를 포함한다.The oxygen blowing method using the bidirectional rotating top blowing lance comprises: a first step of receiving oxygen supplied from the outside using an oxygen injection unit and injecting it into the inside of the converter; a second step of guiding the rotation of the oxygen injector using a rotation guide disposed to surround the outer circumference of the oxygen injector; Rotating the oxygen injection unit in a forward and reverse direction using a rotating part connected to the outer circumference of the oxygen injection unit in a gear manner, using a control unit to set the rotation direction and rotation time of the oxygen injection unit, and set the rotation direction and the and a third step of controlling the driving of the rotating unit according to the rotation time.

여기서 상기 회전부는,Here, the rotating part,

상기 이너 몸체의 상단 외주에 형성되는 제 1기어와,a first gear formed on the outer periphery of the upper end of the inner body;

회전축을 갖는 회전기와,a rotating machine having a rotating shaft;

상기 회전축의 상단에 형성되는 제 2기어와,a second gear formed on the upper end of the rotation shaft;

상기 제 1기어와 상기 제 2기어를 체인 방식으로 연결하는 동력 전달 체인을 구비하되,Provided with a power transmission chain connecting the first gear and the second gear in a chain manner,

상기 제어부는,The control unit is

상기 회전기를 구동시켜 상기 회전축을 정역방향을 따라 회전시키는 것이 바람직하다.It is preferable to drive the rotating machine to rotate the rotating shaft in a forward and reverse direction.

또한 상기 제어부는,In addition, the control unit,

상기 회전 방향에 대한 정방향과 역방향의 회전 비율을, 2:1로 설정하는 것이 바람직하다.It is preferable that the rotation ratio of the forward direction and the reverse direction with respect to the rotation direction is set to 2:1.

또한 상기 제어부는,In addition, the control unit,

상기 회전축의 회전 속도를 기절정된 기준 회전 속도를 이루도록 상기 회전기의 구동을 제어하되,Controlling the driving of the rotator to achieve a reference rotation speed stunned by the rotation speed of the rotation shaft,

상기 회전축의 회전 방향이 정방향에서 역방향으로 또는 역방향에서 정방향으로 방향 전환이 되기 전후 일정 시간 범위에서,In a certain time range before and after the direction of rotation of the rotating shaft is changed from the forward direction to the reverse direction or from the reverse direction to the forward direction,

상기 회전축의 회전 속도를 상기 기준 회전 속도 이하를 이루도록 상기 회전기의 구동을 제어하는 것이 바람직하다.It is preferable to control the driving of the rotator so that the rotation speed of the rotation shaft is equal to or less than the reference rotation speed.

본 발명에 따른 양방향 회전형 상취 랜스 및 이를 사용한 산소 취입 방법은 취련 중 랜스부를 정역방향을 따라 회전시켜 분사되는 산소의 유동을 난류화하여 용탕과의 교반력을 상승시킬 수 있는 효과를 갖는다.The bidirectional rotating top blow lance and the oxygen blowing method using the same according to the present invention have the effect of increasing the stirring force with the molten metal by rotating the lance unit in the forward and reverse directions during blowing to turbulence the flow of injected oxygen.

또한 본 발명에 따른 양방향 회전형 상취 랜스 및 이를 사용한 산소 취입 방법은 랜스부를 정방향 및 역방향 각각으로의 회전 유지 시간을 독립적으로 설정하여 가능하도록 하여 용탕과의 교반효율을 제어할 수 있는 효과를 갖는다.In addition, the bidirectional rotating top blow lance and the oxygen blowing method using the same according to the present invention have the effect of controlling the stirring efficiency with the molten metal by independently setting the rotation holding time in each of the forward and reverse directions of the lance.

상술한 효과들과 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, the specific effects of the present invention will be described together while describing specific details for carrying out the invention below.

도 1은 종래의 상취 랜스의 구조와 산소취입상태를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 양방향 회전형 상취 랜스의 전체적인 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 양방향 회전형 상취 랜스의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 노즐을 보여주는 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 이너 몸체의 구성을 보여주는 단면도이다.
도 6은 도 5의 표시 부호 A를 보여주는 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 냉각수 유입홀의 형성위치를 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 냉각수 배출홀의 형성 위치를 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 아우터 몸체를 보여주는 단면도이다.
도 10은 도 9의 표시 부호 B를 보여주는 단면도이다.
도 11은 본 발명에 따른 회전부의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 분사관이 정역방향을 따라 회전되는 예를 보여주는 도면들이다.
도 13은 본 발명에 따른 상취 랜스를 사용하는 경우 화점의 자취를 보여주는 개념도이다.
도 14는 용탕의 균일 혼합시간을 측정한 결과 그래프이다.1 is a view showing the structure and oxygen blowing state of a conventional top blowing lance.
Figure 2 is a view schematically showing the overall configuration of the bidirectional rotating top blow lance according to the present invention.
Figure 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the bi-directional rotatable top blow lance according to the present invention.
4 is a cross-sectional view showing a nozzle according to the present invention.
5 is a cross-sectional view showing the configuration of an inner body according to the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing reference numeral A of FIG. 5 .
7 is a view showing the formation position of the cooling water inlet hole according to the present invention.
8 is a view showing a formation position of a cooling water discharge hole according to the present invention.
9 is a cross-sectional view showing an outer body according to the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing reference numeral B of FIG. 9 .
11 is a view showing a schematic configuration of a rotating part according to the present invention.
12 is a view showing an example in which the injection pipe according to the present invention is rotated in a forward and reverse direction.
13 is a conceptual diagram showing traces of a fire point when using a top choke lance according to the present invention.
14 is a graph showing the result of measuring the uniform mixing time of the molten metal.

전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above-described objects, features and advantages will be described below in detail with reference to the accompanying drawings, and accordingly, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.

이하에서 구성요소의 "상부 (또는 하부)" 또는 구성요소의 "상 (또는 하)"에 임의의 구성이 배치된다는 것은, 임의의 구성이 상기 구성요소의 상면 (또는 하면)에 접하여 배치되는 것뿐만 아니라, 상기 구성요소와 상기 구성요소 상에 (또는 하에) 배치된 임의의 구성 사이에 다른 구성이 개재될 수 있음을 의미할 수 있다. In the following, that an arbitrary component is disposed on the "upper (or lower)" of a component or "upper (or below)" of a component means that any component is disposed in contact with the upper surface (or lower surface) of the component. Furthermore, it may mean that other components may be interposed between the component and any component disposed on (or under) the component.

또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 상기 구성요소들은 서로 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 다른 구성요소가 "개재"되거나, 각 구성요소가 다른 구성요소를 통해 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있는 것으로 이해되어야 할 것이다. Also, when it is described that a component is "connected", "coupled" or "connected" to another component, the components may be directly connected or connected to each other, but other components are "interposed" between each component. It is to be understood that “or, each component may be “connected,” “coupled,” or “connected” through another component.

이하 첨부되는 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 양방향 회전형 상취 랜스의 구성을 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described the configuration of the bidirectional rotation type top blow lance according to the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 양방향 회전형 상취 랜스의 전체적인 구성을 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 3은 본 발명에 따른 양방향 회전형 상취 랜스의 구성을 보여주는 단면도이다. 도 4는 본 발명에 따른 노즐을 보여주는 단면도이다.Figure 2 is a view schematically showing the overall configuration of the bidirectional rotating top blow lance according to the present invention. Figure 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the bi-directional rotatable top blow lance according to the present invention. 4 is a cross-sectional view showing a nozzle according to the present invention.

도 2 내지 도 4를 참조 하면, 본 발명에 따른 양방향 회전형 상취 랜스는 크게 산소 분사부(100)와, 회전 안내부(200)와, 회전부(300) 및 제어부(400)를 포함한다.2 to 4 , the bidirectional rotational top blowing lance according to the present invention largely includes an oxygen injection unit 100 , a rotation guide unit 200 , a rotation unit 300 , and a control unit 400 .

상기 산소 분사부(100)는 길이를 갖는 중공 형상의 분사관(110)과, 이너 몸체(120)를 포함한다.The oxygen injection unit 100 includes a hollow injection tube 110 having a length and an inner body 120 .

상기 분사관(110)은 내부에 산소가 유동되는 유로가 형성된다. 상기 분사관(110)의 하단에는 중심에서 벌어지는 형상의 노즐(미도시)이 구비될 수 있다. 이에 공급되는 산소는 상기 노즐에서 사방으로 퍼지도록 분사된다.The injection pipe 110 has a flow path through which oxygen flows therein. A nozzle (not shown) having a shape extending from the center may be provided at the lower end of the injection pipe 110 . Oxygen supplied thereto is sprayed so as to spread in all directions from the nozzle.

도 5는 본 발명에 따른 이너 몸체의 구성을 보여주는 단면도이다. 도 6은 도 5의 표시 부호 A를 보여주는 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing the configuration of an inner body according to the present invention. FIG. 6 is a cross-sectional view showing reference numeral A of FIG. 5 .

도 5 및 도 6을 참조 하면 상기 이너 몸체(120)는 제 1중공(121)이 형성되며, 제 1길이를 형성한다.5 and 6 , the inner body 120 has a first hollow 121 formed therein, and forms a first length.

상기 이너 몸체(120)의 제 1중공(121)에는 상술한 분사관(110)이 배치된다. 여기서 상기 분사관(110)의 외주는 상기 이너 몸체(120)의 제 1중공(121)의 내주에 밀착 또는 결합될 수 있다.The injection pipe 110 described above is disposed in the first hollow 121 of the inner body 120 . Here, the outer periphery of the injection pipe 110 may be in close contact with or coupled to the inner periphery of the first hollow 121 of the inner body 120 .

상기 이너 몸체(120)의 외측 둘레의 다수 위치에는 링 형상의 제 1단턱 부재들(122)이 형성된다.Ring-shaped first stepped members 122 are formed at multiple positions around the outer circumference of the inner body 120 .

도 7은 본 발명에 따른 냉각수 유입홀의 형성위치를 보여주는 도면이다. 도 8은 본 발명에 따른 냉각수 배출홀의 형성 위치를 보여주는 도면이다.7 is a view showing the formation position of the cooling water inlet hole according to the present invention. 8 is a view showing a formation position of a cooling water discharge hole according to the present invention.

한편, 도 7 및 도 8을 참조 하면 상기 이너 몸체(120)의 외측 둘레에는, 냉각수 유입홀(123)과, 냉각수 배출홀(125)이 형성된다.Meanwhile, referring to FIGS. 7 and 8 , a coolant inlet hole 123 and a coolant outlet hole 125 are formed around the outer periphery of the inner body 120 .

상기 이너 몸체(120)의 내부에는, 상기 냉각수 유입홀(123)과 상기 냉각수 배출홀(125)을 연결하는 냉각수 유로(124)가 형성된다.A cooling water flow path 124 connecting the cooling water inlet hole 123 and the cooling water discharge hole 125 is formed inside the inner body 120 .

상기 냉각수 유입홀(123)과 상기 냉각수 배출홀(125)은 서로 다른 위치에 형성된다.The coolant inlet hole 123 and the coolant outlet hole 125 are formed at different positions.

또한 이너 몸체(120)의 외주를 에워싸 상기 이너 몸체(120)의 회전을 안내하는 아우터 몸체(210)에는, 서로 다른 위치에 형성되는 제 1연결구(250)와, 제 2연결구(260)가 형성된다.In addition, in the outer body 210 surrounding the outer periphery of the inner body 120 to guide the rotation of the inner body 120, the first connector 250 and the second connector 260 formed at different positions are is formed

상기 제 1연결구(250)에는 제 1튜브(251)가 배치되고, 상기 제 1튜브(251)는 상기 냉각수 유입홀(123)과 연결된다.A first tube 251 is disposed in the first connector 250 , and the first tube 251 is connected to the coolant inlet hole 123 .

상기 제 2연결구(260)에는 제 2튜브(261)가 배치되고, 상기 제 2튜브(261)는 상기 냉각수 배출홀(125)과 연결된다.A second tube 261 is disposed in the second connector 260 , and the second tube 261 is connected to the coolant discharge hole 125 .

상기와 같이 냉각수 유입홀(123) 및 냉각수 배출홀(125)의 위치를 서로 상이하게 구성하여 이너 몸체(120)가 일정 회전각 범위 내에서 정역 방향을 따라 회전되는 경우, 제 1,2튜브(251, 261)가 서로 꼬이는 문제를 해결할 수 있다.As described above, when the positions of the coolant inlet hole 123 and the coolant outlet hole 125 are configured to be different from each other so that the inner body 120 is rotated in the forward and reverse directions within a predetermined rotation angle range, the first and second tubes ( 251, 261) can solve the problem of being twisted with each other.

또한 본 발명에 따른 이너 몸체(120) 및 아우터 몸체(210)의 사이에서 제 1연결구(250) 및 제 2연결구(260)의 내주에는 제 1,2튜브(251, 261)와의 기밀을 유지할 있는 오링과 같은 기밀 부재(50)가 설치될 수 있다.In addition, the inner periphery of the first connector 250 and the second connector 260 between the inner body 120 and the outer body 210 according to the present invention maintains airtightness with the first and second tubes 251 and 261. An airtight member 50 such as an O-ring may be installed.

도 9는 본 발명에 따른 아우터 몸체를 보여주는 단면도이다. 도 10은 도 9의 표시 부호 B를 보여주는 단면도이다.9 is a cross-sectional view showing an outer body according to the present invention. FIG. 10 is a cross-sectional view showing reference numeral B of FIG. 9 .

도 9 및 도 10을 참조 하면, 본 발명에 따른 회전 안내부(200)는 아우터 몸체(210)와, 다수의 베어링(220)을 포함한다.9 and 10 , the rotation guide 200 according to the present invention includes an outer body 210 and a plurality of bearings 220 .

상기 아우터 몸체(210)는 제 2중공(211)을 갖는다. 상기 제 2중공(211)에는 상기 이너 몸체(120)가 회전 가능하게 배치된다.The outer body 210 has a second hollow 211 . The inner body 120 is rotatably disposed in the second hollow 211 .

상기 아우터 몸체(310)의 제 2중공(311) 내주에는 상기 제 1단턱 부재들(122)에 걸려 회전을 안내하는 제 2단턱 부재들(312)이 형성된다.On the inner periphery of the second hollow 311 of the outer body 310 , second stepped members 312 are formed to guide rotation by being caught by the first stepped members 122 .

이에 따라 상기 이너 몸체(120)는 아우터 몸체(310)의 제 2중공(311)에 배치되는 상태로 회전 가능한 구성을 이룬다.Accordingly, the inner body 120 is configured to be rotatable while being disposed in the second hollow 311 of the outer body 310 .

또한 상기 다수의 베어링들(320)은 상기 아우터 몸체(310)의 내주와 이너 몸체(120)의 외주 사이에 개재되어, 이너 몸체(120)의 회전을 안내하는 역할을 한다.In addition, the plurality of bearings 320 are interposed between the inner periphery of the outer body 310 and the outer periphery of the inner body 120 to guide the rotation of the inner body 120 .

도 11은 본 발명에 따른 회전부의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.11 is a view showing a schematic configuration of a rotating part according to the present invention.

도 2, 도 3 및 도 11을 참조 하면, 본 발명에 따른 회전부(300)는 제 1기어(310)와, 제 2기어(320)와, 동력전달체인(330)과, 회전기(340)를 포함한다.2, 3 and 11 , the rotating unit 300 according to the present invention includes a first gear 310 , a second gear 320 , a power transmission chain 330 , and a rotating machine 340 . include

상기 제 1기어(310)는 링 형상으로 형성되어, 상기 이너 몸체(120)의 상단부 외주에 결합 또는 일체를 이루어 형성될 수 있다.The first gear 310 may be formed in a ring shape, and may be coupled or integrally formed with the outer periphery of the upper end of the inner body 120 .

상기 회전기(340)는 본 발명에 따른 랜스가 설치되는 설비 일정 위치에 고정될 수 있다. 상기 회전기(340)는 회전 모터일 수 있다.The rotator 340 may be fixed at a predetermined position in the facility where the lance according to the present invention is installed. The rotating machine 340 may be a rotating motor.

상기 회전기(340)는 회전축(341)을 갖는다. 상기 회전축(341)은 직립된 상태로 배치될 수 있다. 상기 회전축(341)에는 링 형상의 제 2기어(320)가 설치된다. 상기 회전기(340)는 상기 제어부(400)의 제어에 따라 상기 회전축(341)을 일정의 회전 속도로 회전시킨다.The rotating machine 340 has a rotating shaft 341 . The rotation shaft 341 may be disposed in an upright state. A ring-shaped second gear 320 is installed on the rotation shaft 341 . The rotating machine 340 rotates the rotating shaft 341 at a constant rotation speed under the control of the control unit 400 .

여기서 상기 제 1기어(310)와 제 2기어(320)의 높이는 서로 동일한 수준을 이루는 것이 좋다.Here, the height of the first gear 310 and the second gear 320 may be at the same level.

상기 동력전달체인(330)은 상기 제 1기어(310)와 상기 제 2기어(320)를 체인 방식으로 연결한다.The power transmission chain 330 connects the first gear 310 and the second gear 320 in a chain manner.

이에 상기 제 2기어(320)의 회전력을 상기 제 1기어(310)로 전달한다.Accordingly, the rotational force of the second gear 320 is transmitted to the first gear 310 .

상기 구성에 의해 제 2기어(320)가 회전되면, 이 회전력은 제 1기어(310)로 동력전달체인(330)의 회전에 의해 전달된다. 상기 제 1기어(310)의 회전에 따라 이너 몸체(120) 역시 연동되어 회전된다. 이에 이너 몸체(120)의 제 1중공(121)에 설치된 분사관(110) 역시 회전된다.When the second gear 320 is rotated by the above configuration, this rotational force is transmitted to the first gear 310 by the rotation of the power transmission chain 330 . In accordance with the rotation of the first gear 310, the inner body 120 is also rotated in conjunction. Accordingly, the injection pipe 110 installed in the first hollow 121 of the inner body 120 is also rotated.

본 발명에 따른 제어부(400)는 회전기(340)의 회전축(341)을 정방향 및 역방향으로 회전시키도록 상기 회전기(340)의 구동을 제어할 수 있다.The controller 400 according to the present invention may control the driving of the rotator 340 to rotate the rotation shaft 341 of the rotator 340 in a forward direction and a reverse direction.

또한 상기 제어부(400)에는 상기 회전 방향에 대한 정방향과 역방향의 회전 시간 비율이 2:1로 설정된다.In addition, the control unit 400 sets the rotation time ratio of the forward direction and the reverse direction to 2:1 with respect to the rotation direction.

또한 상기 제어부(400)는 상기 회전축(341)의 회전 속도를 기절정된 기준 회전 속도를 이루도록 상기 회전기(340)의 구동을 제어한다.In addition, the control unit 400 controls the driving of the rotator 340 to achieve a reference rotation speed stunned by the rotation speed of the rotation shaft 341 .

여기서 제어부(400)는 상기 회전축(341)의 회전 방향이 정방향에서 역방향으로 또는 역방향에서 정방향으로 방향 전환이 되기 전후 일정 시간 범위에서 상기 회전축(341)의 회전 속도를 상기 기준 회전 속도 이하를 이루도록 상기 회전기(340)의 구동을 제어한다. 이에 이너 몸체(120)의 회전 방향이 전환되는 시점에서의 과도한 변속 충격을 완화할 수 있다.Here, the control unit 400 sets the rotation speed of the rotation shaft 341 to be less than or equal to the reference rotation speed in a predetermined time range before and after the rotation direction of the rotation shaft 341 is changed from the forward direction to the reverse direction or from the reverse direction to the forward direction. Controls the driving of the rotator 340 . Accordingly, it is possible to alleviate excessive shift shock when the rotation direction of the inner body 120 is changed.

다음은 상기와 같은 구성을 갖는 양방향 회전형 상취 랜스를 사용한 산소 취입 방법을 설명한다.The following describes an oxygen blowing method using a bidirectional rotating top blowing lance having the above configuration.

상기 산소 취입 방법을 설명함에 있어서 상취 랜스의 구성은 상술한 구성을 참조 하기로 한다.In describing the oxygen blowing method, the configuration of the upper blow lance will be referred to the above-described configuration.

도 12는 본 발명에 따른 분사관이 정역방향을 따라 회전되는 예를 보여주는 도면들이다. 12 is a view showing an example in which the injection pipe according to the present invention is rotated in a forward and reverse direction.

도 12를 참조 하면 산소 분사부(100)를 사용하여 외부로부터 산소를 공급 받아 전로의 내부로 분사하는 제 1단계를 거친다.Referring to FIG. 12 , a first step of receiving oxygen from the outside using the oxygen injector 100 and injecting it into the inside of the converter is performed.

이어 상기 산소 분사부(100)의 외측 둘레를 감싸도록 배치되는 회전 안내부(200)를 사용하여 상기 산소 분사부(100)의 회전을 안내하는 제 2단계를 거친다.Then, a second step of guiding the rotation of the oxygen injector 100 is performed using the rotation guide 200 disposed to surround the outer circumference of the oxygen injector 100 .

그리고 상기 산소 분사부(100)의 외측 둘레에 기어 방식으로 연결되는 회전부(300)를 사용하여 상기 산소 분사부(100)를 정역방향을 따라 회전시키되, 제어부(400)를 사용하여 상기 산소 분사부(100)의 회전 방향 및 회전 시간을 설정하고, 설정된 상기 회전 방향 및 상기 회전 시간에 따라 상기 회전부(300)의 구동을 제어하는 제 3단계를 거친다.And the oxygen injection unit 100 is rotated in a forward and reverse direction by using a rotation unit 300 connected to the outer circumference of the oxygen injection unit 100 in a gear manner, and the oxygen injection unit 100 is used by using the control unit 400 . A third step of setting the rotation direction and rotation time of ( 100 ) and controlling the driving of the rotation unit 300 according to the set rotation direction and the rotation time is performed.

본 발명에의 제어부(400)는 회전부(300)의 구동을 제어하여 분사관(110)의 회전 방향 및 회전 시간을 제어할 수 있다.The control unit 400 according to the present invention may control the driving of the rotating unit 300 to control the rotation direction and rotation time of the injection pipe 110 .

일반적으로 전로에서는 노내 산화 반응을 통해서 용강을 제조한다.In general, in a converter, molten steel is manufactured through an in-furnace oxidation reaction.

이때 탈탄 반응은 [C]+1/2O2=CO(g)의 화학반응 식에 의하여 CO(g)형태로 제거를 하게 된다. 열역학 적으로 △G=-RTlnK의 평형반응식의 평형상수 K=Pco/aC*PO₂의 평형관계에서 산소를 불게 되면 PO2가 증가를 하게 되고 평형을 형성하기 위하여 CO 생성 반응이 발생하면서 C이 용탕에서 제거되는 반응이다.At this time, the decarburization reaction is removed in the form of CO(g) by the chemical reaction formula of [C]+1/2O2=CO(g). Thermodynamically, when oxygen is blown in the equilibrium relationship of equilibrium constant K=Pco/aC*PO₂ in the equilibrium reaction equation of △G=-RTlnK, PO2 increases. It is a removal reaction.

이때, 산소량을 더 늘려주거나 혹은 용탕과 접촉하는 산소의 면적을 더 늘려 주게 되면 반응 속도가 증가를 하게 된다.At this time, if the amount of oxygen is further increased or the area of oxygen in contact with the molten metal is further increased, the reaction rate is increased.

본 발명에서는 제 3단계에서 제어부(400)는 회전부(300)를 사용하여 정방향과 역방향으로의 회전시간을 2:1로 설정한 이후 분사관(110)을 회전시킬 수 있다.In the present invention, in the third step, the control unit 400 may rotate the injection pipe 110 after setting the rotation time in the forward and reverse directions to 2:1 using the rotating unit 300 .

따라서 본 발명에서는 분사관(110)을 정역방향을 따라 회전시켜 분사되는 산소와 용탕면과 접촉면적을 증가시키고 이로 인해 탈탄 효율을 증가시킬 수 있다.Therefore, in the present invention, the injection pipe 110 is rotated in the forward and reverse directions to increase the contact area between the injected oxygen and the molten metal, thereby increasing the decarburization efficiency.

도 13은 본 발명에 따른 상취 랜스를 사용하는 경우 화점의 자취를 보여주는 개념도이다.13 is a conceptual diagram showing traces of a fire point when using a top chimney lance according to the present invention.

본 발명에서와 같이 분사관을 회전시키면서 산소를 용탕면으로 분사하면, 종래의 랜스에서의 산소 분사홀의 형상 변경 없이 화점의 크기를 넓게 형성할 수 있다.As in the present invention, when oxygen is sprayed to the molten metal surface while rotating the injection tube, the size of the fire point can be formed widely without changing the shape of the oxygen injection hole in the conventional lance.

특히 도 13에서와 같이 일방향으로의 회전이 아닌 좌우회전인 정역방향을 따라 분사관(110)을 번갈아 회전시키면, 산소 유동이 난류(turbulance)를 형성할 수 있다. 이에 상기와 같이 산소 유동이 난류를 형성함에 따라 용탕의 교반력이 일정 이상으로 상승되는 효과를 기대할 수 있다.In particular, when the injection tube 110 is rotated alternately in a forward and reverse direction, which is a left-right rotation rather than a rotation in one direction as shown in FIG. 13 , the oxygen flow may form turbulance. Accordingly, as the oxygen flow forms a turbulent flow as described above, the effect of increasing the stirring force of the molten metal to a certain level or more can be expected.

특히 본 발명에서 제어부(400)는 회전부(300)를 사용하여 정역방향으로의 회전시간을 2:1로 설정하여 회전시킨다.In particular, in the present invention, the control unit 400 rotates by setting the rotation time in the forward and reverse directions to 2:1 using the rotating unit 300 .

동시에 제어부(400)는 상기 회전축(341)의 회전 속도를 기절정된 기준 회전 속도를 이루도록 상기 회전기(340)의 구동을 제어하되, 상기 회전축(341)의 회전 방향이 정방향에서 역방향으로 또는 역방향에서 정방향으로 방향 전환이 되기 전후 일정 시간 범위에서, 상기 회전축(341)의 회전 속도를 상기 기준 회전 속도 이하를 이루도록 상기 회전기의 구동을 제어할 수 있다.At the same time, the control unit 400 controls the driving of the rotator 340 to achieve a stunned reference rotation speed with the rotation speed of the rotation shaft 341, but the rotation direction of the rotation shaft 341 is from the forward direction to the reverse direction or from the reverse direction In a predetermined time range before and after the direction change in the forward direction, the rotational speed of the rotating shaft 341 may be controlled to be less than or equal to the reference rotational speed.

이에 본 발명에서 분사관(110)의 순간적인 방향전환에 따라 노체의 하중에 큰 부담으로 작용하는 것을 방지하고, 노체 안전을 보정할 수 있다.Accordingly, according to the instantaneous direction change of the injection pipe 110 in the present invention, it is possible to prevent a large load from acting on the load of the furnace body, and to correct the furnace safety.

이에 따라 상기와 같이 제어부(400)는 정방향에서 역방향으로 또는 역방향에서 정방향으로 방향 전환이 되기 전후 일정 시간 범위에서, 상기 회전축(341)의 회전 속도를 상기 기준 회전 속도 이하를 이루도록하고, 상기 기 준 회전 속도 이하의 속도는 10 mpm 이하를 이루는 것이 좋다.Accordingly, as described above, the control unit 400 sets the rotation speed of the rotation shaft 341 to be less than or equal to the reference rotation speed in a predetermined time range before and after the direction change from the forward direction to the reverse direction or from the reverse direction to the forward direction, and the reference It is recommended that the speed below the rotational speed be 10 mpm or less.

이는 상기 10mpm 이상이 되면 노체 진동 등이 증가를 하여 노체 하중 부담이 증가되기 때문이다.This is because, when the above 10mpm or more, the vibration of the furnace body increases and the load load on the furnace body increases.

도 14는 용탕의 균일 혼합시간을 측정한 결과 그래프이다.14 is a graph showing the result of measuring the uniform mixing time of the molten metal.

도 14를 참조 하면 비교예는 랜스를 회전시키지 않는 경우로 이러한 경우 균일 혼합 시간은 124초로 측정됨을 볼 수 있다.Referring to FIG. 14 , it can be seen that the comparative example is a case in which the lance is not rotated, and in this case, the uniform mixing time is measured to be 124 seconds.

실시예 1은 랜스를 일방향을 따라 회전시키는 경우로 이러한 경우 균일 혼합 시간은 113초로 측정됨을 볼 수 있다. 상기 균일 혼합 시간은 산소Example 1 is a case in which the lance is rotated in one direction, and in this case, it can be seen that the uniform mixing time is measured to be 113 seconds. The uniform mixing time is oxygen

실시예 2는 랜스를 정역방향을 따라 번갈아 회전시키는 경우로 이러한 경우 균일 혼합 시간은 97초로 측정됨을 볼 수 있다.Example 2 is a case in which the lance is rotated alternately in the forward and reverse directions, and in this case, it can be seen that the uniform mixing time is measured to be 97 seconds.

상기의 실시예들은 비교예에 비하여, 균일 혼합 시간에 도달하는 시간이 일정 이상으로 단축됨을 알 수 있다.It can be seen that in the above examples, the time to reach the uniform mixing time is shortened by more than a certain amount compared to the comparative example.

즉 본 발명에서와 같이 랜스를 정역방향을 따라 번갈아 회전시키면서 용탕면에 산소를 공급하는 경우 화점의 증가와 함께, 용탕의 교반력을 증가시킬 수 있다.That is, when oxygen is supplied to the surface of the molten metal while rotating the lance alternately in the forward and reverse directions as in the present invention, the melting point and the stirring force of the molten metal can be increased.

여기서 상기 균일 혼합 시간은 용탕의 서로 다른 위치에서 측정한 균일도값들에 도달하기까지의 시간을 평균 처리한 시간이다.Here, the uniform mixing time is the average processing time until reaching uniformity values measured at different positions of the molten metal.

이상 상기의 구성 및 방법에 따라 본 발명은 취련 중 랜스부를 정역방향을 따라 회전시켜 분사되는 산소의 유동을 난류화하여 용탕과의 교반력을 상승시킬 수 있다.According to the above configuration and method, the present invention can increase the stirring force with the molten metal by rotating the lance unit in the forward and reverse directions during blowing to turbulence the flow of injected oxygen.

또한 본 발명은 랜스부를 정방향 및 역방향 각각으로의 회전 유지 시간을 독립적으로 설정하여 가능하도록 하여 용탕과의 교반효율을 제어할 수 있다.In addition, the present invention can control the stirring efficiency with the molten metal by independently setting the rotation holding time in each of the forward and reverse directions of the lance.

전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.For those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains, various substitutions, modifications and changes are possible within the scope of the present invention without departing from the technical spirit of the present invention. is not limited by

100 : 산소 분사부
110 : 분사관
120 : 이너 몸체
200 : 회전 안내부
210 : 아우터 몸체
220 : 베어링
300 : 회전부
310 : 제 1기어
320 : 제 2기어
330 : 동력전달체인
340 : 회전기
400 : 제어부100: oxygen injection unit
110: injection pipe
120: inner body
200: rotation guide
210: outer body
220: bearing
300: rotating part
310: first gear
320: second gear
330: power transmission chain
340: rotating machine
400: control unit

Claims (12)

외부로부터 산소를 공급 받아 전로의 내부로 분사하는 산소 분사부;
상기 산소 분사부의 외측 둘레를 감싸도록 배치되며, 상기 산소 분사부의 회전을 안내하는 회전 안내부;
상기 산소 분사부의 외측 둘레에 기어 방식으로 연결되며, 상기 산소 분사부를 정역방향을 따라 회전시키는 회전부; 및,
상기 회전부와 전기적으로 연결되며, 상기 산소 분사부의 회전 방향 및 회전 시간을 설정하고, 설정된 상기 회전 방향 및 상기 회전 시간에 따라 상기 회전부의 구동을 제어하는 제어부;
를 포함하는,
양방향 회전형 상취 랜스.
an oxygen injection unit receiving oxygen from the outside and injecting it into the inside of the converter;
a rotation guide portion disposed to surround the outer circumference of the oxygen injection unit and guiding rotation of the oxygen injection unit;
a rotating part connected to the outer periphery of the oxygen injection part in a gear manner and rotating the oxygen injection part in a forward and reverse direction; and;
a control unit electrically connected to the rotation unit, setting a rotation direction and a rotation time of the oxygen injection unit, and controlling driving of the rotation unit according to the set rotation direction and rotation time;
containing,
Bi-directional rotatable top blow lance.
 제 1항에 있어서,
상기 산소 분사부는,
제 1중공이 형성되는 이너 몸체와,
상기 이너 몸체의 상기 제 1중공을 관통하여 배치되며, 상기 산소를 분사하는 분사관을 구비하는,
양방향 회전형 상취 랜스.
The method of claim 1,
The oxygen injection unit,
an inner body having a first hollow formed therein;
It is disposed through the first hollow of the inner body, and comprising an injection pipe for injecting the oxygen,
Bi-directional rotatable top blow lance.
 제 2항에 있어서,
상기 회전 안내부는,
제 2중공을 갖는 아우터 몸체와,
다수의 베어링을 구비하되,
상기 제 2중공에는, 상기 이너 몸체가 회전 가능하게 배치되고,
상기 다수의 베어링은, 상기 이너 몸체의 외주와 상기 제 2중공의 내주 사이에 배치되는,
양방향 회전형 상취 랜스.
3. The method of claim 2,
The rotation guide,
an outer body having a second hollow;
Provided with a plurality of bearings,
In the second hollow, the inner body is rotatably disposed,
The plurality of bearings are disposed between the outer periphery of the inner body and the inner periphery of the second hollow,
Bi-directional rotatable top blow lance.
 제 1항에 있어서,
상기 회전부는,
상기 이너 몸체의 상단 외주에 형성되는 제 1기어와,
회전축을 갖는 회전기와,
상기 회전축의 상단에 형성되는 제 2기어와,
상기 제 1기어와 상기 제 2기어를 체인 방식으로 연결하는 동력 전달 체인을 구비하되,
상기 제어부는,
상기 회전기를 구동시켜 상기 회전축을 정역방향을 따라 회전시키는,
양방향 회전형 상취 랜스.
The method of claim 1,
The rotating part,
a first gear formed on the outer periphery of the upper end of the inner body;
a rotating machine having a rotating shaft;
a second gear formed on the upper end of the rotation shaft;
Provided with a power transmission chain connecting the first gear and the second gear in a chain manner,
The control unit is
Driving the rotating machine to rotate the rotating shaft in a forward and reverse direction,
Bi-directional rotatable top blow lance.
 제 4항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 회전 방향에 대한 정방향과 역방향의 회전 시간 비율이,
2:1로 설정되는,
양방향 회전형 상취 랜스.
5. The method of claim 4,
The control unit is
The ratio of the rotation time in the forward direction and the reverse direction with respect to the rotation direction is,
set to 2:1,
Bi-directional rotatable top blow lance.
 제 5항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 회전축의 회전 속도를 기절정된 기준 회전 속도를 이루도록 상기 회전기의 구동을 제어하되,
상기 회전축의 회전 방향이 정방향에서 역방향으로 또는 역방향에서 정방향으로 방향 전환이 되기 전후 일정 시간 범위에서,
상기 회전축의 회전 속도를 상기 기준 회전 속도 이하를 이루도록 상기 회전기의 구동을 제어하는,
양방향 회전형 상취 랜스.
6. The method of claim 5,
The control unit is
Controlling the driving of the rotator to achieve a reference rotation speed stunned by the rotation speed of the rotation shaft,
In a certain time range before and after the direction of rotation of the rotating shaft is changed from the forward direction to the reverse direction or from the reverse direction to the forward direction,
Controlling the driving of the rotator to achieve the rotational speed of the rotating shaft equal to or less than the reference rotational speed,
Bi-directional rotatable top blow lance.
 제 3항에 있어서,
상기 이너 몸체의 외측 둘레에는, 냉각수 유입홀과, 냉각수 배출홀이 형성되고,
상기 이너 몸체의 내부에는,
상기 냉각수 유입홀과 상기 냉각수 배출홀을 연결하는 냉각수 유로가 형성되되,
상기 냉각수 유입홀과 상기 냉각수 배출홀은 서로 다른 위치에 형성되는,
양방향 회전형 상취 랜스.
4. The method of claim 3,
A cooling water inlet hole and a cooling water discharge hole are formed around the outer periphery of the inner body,
Inside the inner body,
A cooling water flow path connecting the cooling water inlet hole and the cooling water discharge hole is formed,
The coolant inlet hole and the coolant outlet hole are formed at different positions from each other,
Bi-directional rotatable top blow lance.
 제 7항에 있어서,
상기 아우터 몸체에는,
서로 다른 위치에 형성되는 제 1연결구와, 제 2연결구가 형성되되,
상기 제 1연결구에는 제 1튜브가 배치되고,
상기 제 1튜브는 상기 냉각수 유입홀과 연결되고,
상기 제 2연결구에는 제 2튜브가 배치되고,
상기 제 2튜브는 상기 냉각수 배출홀과 연결되는,
양방향 회전형 상취 랜스.
8. The method of claim 7,
In the outer body,
A first connector and a second connector formed at different positions are formed,
A first tube is disposed on the first connector,
The first tube is connected to the coolant inlet hole,
A second tube is disposed on the second connector,
The second tube is connected to the cooling water discharge hole,
Bi-directional rotatable top blow lance.
 산소 분사부를 사용하여 외부로부터 산소를 공급 받아 전로의 내부로 분사하는 제 1단계;
상기 산소 분사부의 외측 둘레를 감싸도록 배치되는 회전 안내부를 사용하여 상기 산소 분사부의 회전을 안내하는 제 2단계;
상기 산소 분사부의 외측 둘레에 기어 방식으로 연결되는 회전부를 사용하여 상기 산소 분사부를 정역방향을 따라 회전시키되, 제어부를 사용하여 상기 산소 분사부의 회전 방향 및 회전 시간을 설정하고, 설정된 상기 회전 방향 및 상기 회전 시간에 따라 상기 회전부의 구동을 제어하는 제 3단계;
를 포함하는,
양방향 회전형 상취 랜스를 사용한 산소 취입 방법.
a first step of receiving oxygen from the outside using an oxygen injection unit and injecting it into the inside of the converter;
a second step of guiding the rotation of the oxygen injector using a rotation guide disposed to surround the outer circumference of the oxygen injector;
Rotating the oxygen injector in a forward and reverse direction using a rotating part connected to the outer periphery of the oxygen injector in a gear manner, using a control unit to set the rotation direction and rotation time of the oxygen injector, set the rotation direction and the a third step of controlling the driving of the rotating part according to the rotation time;
containing,
Oxygen blowing method using a bidirectional rotating top blowing lance.
 제 9항에 있어서,
상기 회전부는,
상기 이너 몸체의 상단 외주에 형성되는 제 1기어와,
회전축을 갖는 회전기와,
상기 회전축의 상단에 형성되는 제 2기어와,
상기 제 1기어와 상기 제 2기어를 체인 방식으로 연결하는 동력 전달 체인을 구비하되,
상기 제어부는,
상기 회전기를 구동시켜 상기 회전축을 정역방향을 따라 회전시키는,
양방향 회전형 상취 랜스를 사용한 산소 취입 방법.
10. The method of claim 9,
The rotating part,
a first gear formed on the outer periphery of the upper end of the inner body;
a rotating machine having a rotating shaft;
a second gear formed on the upper end of the rotation shaft;
Provided with a power transmission chain connecting the first gear and the second gear in a chain manner,
The control unit is
Driving the rotating machine to rotate the rotating shaft in a forward and reverse direction,
Oxygen blowing method using a bidirectional rotating top blowing lance.
 제 10항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 회전 방향에 대한 정방향과 역방향의 회전 비율을,
2:1로 설정하는,
양방향 회전형 상취 랜스를 사용한 산소 취입 방법.
11. The method of claim 10,
The control unit is
The ratio of rotation in the forward and reverse directions with respect to the rotation direction,
set to 2:1,
Oxygen blowing method using a bidirectional rotating top blowing lance.
 제 11항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 회전축의 회전 속도를 기절정된 기준 회전 속도를 이루도록 상기 회전기의 구동을 제어하되,
상기 회전축의 회전 방향이 정방향에서 역방향으로 또는 역방향에서 정방향으로 방향 전환이 되기 전후 일정 시간 범위에서,
상기 회전축의 회전 속도를 상기 기준 회전 속도 이하를 이루도록 상기 회전기의 구동을 제어하는,
양방향 회전형 상취 랜스를 사용한 산소 취입 방법.
12. The method of claim 11,
The control unit is
Controlling the driving of the rotator to achieve a reference rotation speed stunned by the rotation speed of the rotation shaft,
In a certain time range before and after the direction of rotation of the rotating shaft is changed from the forward direction to the reverse direction or from the reverse direction to the forward direction,
Controlling the driving of the rotator to achieve the rotational speed of the rotating shaft equal to or less than the reference rotational speed,
Oxygen blowing method using a bidirectional rotating top blowing lance.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR200180910Y1 (en) * 1999-12-08 2000-05-15 포항종합제철주식회사 An injection apparatus to accelerate the mixing power
KR20040010884A (en) * 2002-07-25 2004-02-05 주식회사 포스코 Nozzle rotating type top lance using in furnace
JP3537847B2 (en) * 1993-11-15 2004-06-14 川崎重工業株式会社 Raw material input lance

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