KR101115699B1 - 산소 랜싱장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로 출선구 심도 내 및 탕도, 래들, 턴디시 및 와구 등에 부착된 응고물을 용융 가능하도록 하는 산소 랜싱장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 산소 랜싱장치는 내측 유도관과 외측 유도관으로 이루어지는 이중 관 구조로, 내측 유도관의 일 단부로 와이어가 연속으로 공급되어 다른 일 단부로 배출되고, 상기 외측 유도관의 일 단부으로부터 외측 유도관과 내측 유도관 사이의 공간으로는 고압의 산소가 공급되어 외측 유도관의 다른 일 단부로 배출되는 구조로 이루어지는 랜싱장치 본체와; 상기 랜싱장치 본체와 와이어 공급관에 의해 연결되며, 상기 와이어를 내측 유도관의 일 단부로 유입되게 연속 공급하는 와이어 공급부와; 상기 랜싱장치 본체와 산소 공급관에 의해 연결되며, 상기 외측 유도관과 내측 유도관 사이의 공간으로 고압의 산소를 공급 가능하도록 구성되는 산소 공급부;를 포함하여 구성될 수도 있다.
상기와 같은 구성에 의해 본 발명은 고로 출선구 심도 내의 내화물 또는 철봉 등의 미관통 잔유물과 탕도, 래들 및 턴디시 등에 부착되어 있는 지금 등 각종 금속 또는 금속 혼합물의 응고물을 용융시키는 것이 가능하고, 고로 출선구 심도 내의 내화물 또는 철봉 등의 미관통 잔유물과 탕도, 래들 및 턴디시 등에 부착되어 있는 지금의 용융을 위한 작업을 연속적으로 수행할 수 있다.

Description

산소 랜싱장치{OXYGEN LANCING APPARATUS}

본 발명은 고로 출선구 심도 내의 내화물과 철봉 등의 미관통 잔유물 용융 및 탕도, 래들, 턴디시 및 와구 등에 부착된 지금 용융을 가능하도록 하는 산소 랜싱장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제철 산업에서는 고로의 출선구를 통해 용탕의 배출이 용이하게 이루어지도록 하거나, 래들, 턴디시 및 와구 등과 같은 설비에 용탕의 응고로 인하여 부착된 지금을 제거하기 위하여 산소 랜싱작업이 이루어지고 있다.

상소 랜싱작업은 산소 파이프와 산소의 화학반응을 통해서 발생되는 고열을 이용하여 고로 출선구 심도 내의 내화물 또는 철봉 등의 미관통 잔유물을 용융시키거나 또는 탕도, 래들, 턴디시 등에 부착되어 있는 지금의 응고물을 용융시키는 작업이다.

종래의 산소 랜싱작업으로는 고로에서 생성된 용융물을 출선구로 배출하기 위하여, 개공기에 부착된 굴착비트를 이용해서 출선구를 개공시키고, 이때, 굴착비트가 출선구에 박히게 되거나 또는 출선구 내부에 지금이 형성되어서 출선구 개공작업이 불가능해지면 산소 랜싱작업을 통해 출선구를 개공시키는 작업을 수행하였다.

그리고, 고로에서 배출되는 용선을 후공정으로 이송하기 위하여 래들에 수선하는 동안, 탕도에서 용강이 굳어져서 지금이 생성되면 용선의 수선작업이 어려워진다. 이 경우에도, 산소 랜싱작업을 통해 지금을 제거한 후에 수선작업을 수행하였다.

또한, 연속주조작업을 시작하기 위해서는 래들 하부에 설치된 래들 카셋트의 슬라이딩 노즐을 개방시켜 래들 내의 용강을 턴디쉬에 주입하게 되지만, 래들과 래카셋트의 경계지점에 지금이 형성되면 용강의 주입작업이 어려워진다. 이 경우에도, 산소 랜싱작업을 이용하여 지금을 제거한 후에 연속주조작업을 개시하였다.

이와 같이, 제철공정에서는 다양한 대상에 대하여 산소 랜싱작업이 수행되고 있는데, 산소 랜싱작업의 수행이 보다 용이하고 효율적으로 이루어질 수 있도록 하기 위하여

종래 산소 랜싱작업에서는 소정 길이의 파이프로 이루어지는 산소 파이프가 배출되면서 공급되는 산소에 의해 연소되어 심도 내의 내화물 또는 지금 등과 같은 응고물을 용융시킬 수 있도록 하였다. 이 경우, 작업자들은 산소 파이프를 잡고서 지금 등을 용융시키고자 하는 작업개소에 직접 접근하여 산소 랜싱작업을 수행하여야만 한다. 따라서, 작업자들이 고열과 비산 화염 등의 위험에 노출되는 결과를 초래하였고, 특히 소정 길이의 산소 파이프가 연소됨에 따라서 작업자가 고열 부근에 점진적으로 접근하므로 위험노출이 더욱 증가하는 문제가 발생하고 있다. 또한, 소정 길이의 산소 파이프가 연소되어 소모된 경우에 산소 랜싱작업을 완료하기 위해서는 새로운 산소 파이프의 교체가 요구되기 때문에 산소 랜싱작업은 연속적이지 못하고 단속적으로 이루어지게 되어 장시간의 작업으로 인한 작업자의 피로도를 증가시키고 또한 작업효율을 저하시키고 있다.

이와 같이, 산소 랜싱작업의 중단에 따른 문제점을 해결하기 위하여 복수개의 산소 파이프를 서로 연결하기 위한 방안이 제시되었지만, 긴 길이의 산소 파이프를 사용하기 위해서는 수명의 작업자가 투입되어야 하며, 산소 파이프의 교체를 위한 부가적인 장치가 요구되는 등 새로운 문제점을 수반하고 있다.

한편, 소정 길이의 파이프로 이루어지는 산소 파이프를 이용하는 경우, 랜싱작업 초기 산소 파일프의 착화를 위해서는 상당한 온도의 착화열과 시간이 요구되기 때문에 산소 랜싱작업이 연속적으로 이루어지기 어렵고, 산소 파이프의 착화가 반복됨에 따라 작업이 연속적일 수 없는 단전이 존재한다.

이와 더불어, 고로의 출선구 심도 내의 내화물 등의 용융을 위한 용도로만 사용이 제한되는 문제가 있다. 즉, 래들, 턴디시 및 와구 등과 같은 설비에 융착된 지금의 제거를 위해서는 적용이 불가능하다는 단점이 존재한다.

본 발명은 종래와 같은 산소 랜싱장치에서 발생하는 요구 또는 문제들 중 적어도 어느 하나를 인식하여 이루어진 것이다.

본 발명의 일 목적은 고로 등과 같은 열간 환경에서 출선구 심도 내의 내화물 또는 철봉 등의 미관통 잔유물의 용해 및 탕도, 래들, 턴디시 및 와구 등과 같은 냉간 환경에서 융착된 지금 등의 응고물의 제거를 위한 적용이 가능하도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은 고로 출선구 심도 내의 내화물 또는 철봉 등의 미관통 잔유물과 탕도, 래들, 턴디시 및 와구 등에 부착되어 있는 응고물의 제거를 위한 작업이 산소 파이프의 교체 없이도 연속적으로 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 작업자가 작업개소에 접근하지 않고서도 산소 랜싱작업이 연속적으로 수행할 수 있도록 하므로 작업자가 고열 및 비산화염의 위험에 노출되지 않도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 일 목적은 산소 랜싱작업이 연속적으로 수행될 수 있도록 하므로 랜싱작업 시간의 단축이 가능하도록 하여 작업자의 피로도를 감소시키는 한편 작업효율을 향상시키고자 하는 것이다.

상기 과제들 중 적어도 하나의 과제를 실현하기 위한 일 실시 형태와 관련된 산소 랜싱장치는 다음과 같은 특징을 포함할 수 있다.

본 발명은 기본적으로, 고로 등과 같은 열간 환경과 탕도, 래들, 턴디시 및 와구 등과 같은 냉간 환경에서 출선구 심도 내의 내화물 또는 철봉 등의 미관통 잔유물과 지금 등의 응고물의 제거를 위한 적용이 가능하면서도 산소 파이프의 교체 없이도 산소 랜싱작업이 연속적으로 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 기초로 한다.

본 발명의 일 실시 형태에 따른 산소 랜싱장치는 내측 유도관과 외측 유도관으로 이루어지는 이중 관 구조로 구성되는 랜싱장치 본체와; 랜싱장치 본체와 와이어 공급관에 의해 연결되는 와이어 공급부와; 랜싱장치 본체와 산소 공급관에 의해 연결되는 산소 공급부;를 포함하여 구성될 수도 있다.

이 경우, 랜싱장치 본체는 내측 유도관의 일 단부로 와이어가 연속으로 공급되어 다른 일 단부로 배출되고, 외측 유도관의 일 단부으로부터 외측 유도관과 내측 유도관 사이의 공간으로는 고압의 산소가 공급되어 외측 유도관의 다른 일 단부로 배출되게 구성될 수 있다. 또한, 와이어 공급부는 와이어가 내측 유도관의 일 단부로부터 유입되어 다른 일 단부로 연속 배출 되도록 와이어를 연속 공급 가능하게 구성될 수 있다. 그리고 또한, 산소 공급부는 관의 다른 일 단부를 통해 배출되는 와이어를 연소시키기 위해 외측 유도관과 내측 유도관 사이의 공간으로 고압의 산소를 공급 가능하도록 구성될 수 있다.

다른 한편, 랜싱장치 본체는 와이어와 고압의 산소가 배출되는 단부 영역에 산소의 배출속도를 증가시키기 위한 노즐이 더 구비될 수도 있다.

그리고, 랜싱장치 본체는 내고열성의 재질로 구성될 수도 있다.

또한, 산소 공급관과 와이어 공급관은 굽힘 가능한 관으로 구성될 수도 있다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 고로 등과 같은 열간 환경에서 출선구 심도 내의 내화물 또는 철봉 등의 미관통 잔유물의 용해 및 탕도, 래들, 턴디시 및 와구 등과 같은 냉간 환경에서 융착된 지금 등의 응고물의 제거를 위한 적용이 가능하다.

또한, 본 발명에 따르면, 고로 출선구 심도 내의 내화물 또는 철봉 등의 미관통 잔유물과 탕도, 래들, 턴디시 및 와구 등에 부착되어 있는 응고물의 제거를 위한 작업이 산소 파이프의 교체 없이도 연속적으로 이루어질 수 있다.

그리고 또한, 본 발명에 따르면, 작업자가 작업개소에 접근하지 않고서도 산소 랜싱작업이 연속적으로 수행할 수 있게 되므로 작업자가 고열 및 비산화염의 위험에 노출되지 않는다.

그리고 또한, 본 발명에 따르면, 산소 랜싱작업이 연속적으로 수행될 수 있게 되므로 랜싱작업 시간의 단축이 가능하여 작업자의 피로도가 감소될 수 있고, 이와 더불어 작업효율이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 산소 랜싱장치의 구성을 개략적으로 나타내는 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 랜싱장치 본체의 후단부 구성을 나타내는 부분 확대 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 랜싱장치 본체의 전단부 구성을 나타내는 부분 확대 단면도이다.

상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 산소 랜싱장치에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.

이하, 설명되는 실시예들은 본 발명의 기술적인 특징을 이해시키기에 가장 적합한 실시예들을 기초로 하여 설명될 것이며, 설명되는 실시예들에 의해 본 발명의 기술적인 특징이 제한되는 것이 아니라, 이하, 설명되는 실시예들과 같이 본 발명이 구현될 수 있다는 것을 예시하는 것이다.

따라서, 본 발명은 아래 설명된 실시예들을 통해 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하며, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술 범위 내에 속한다 할 것이다.

그리고, 이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.

본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로, 고로 등과 같은 열간 환경과 탕도, 래들, 턴디시 및 와구 등과 같은 냉간 환경에서 출선구 심도 내의 내화물 또는 철봉 등의 미관통 잔유물과 지금 등의 응고물의 제거를 위한 적용이 가능하면서도 산소 파이프의 교체 없이도 산소 랜싱작업이 연속적으로 이루어질 수 있도록 구성되는 것을 기초로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 산소 랜싱장치에 관한 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.

이하, 설명의 편의를 위하여, 고로 출선구 심도 내의 내화물 또는 철봉 등의 미관통 잔유물 또는 탕도, 래들, 턴디시 등에 부착되어 있는 지금 뿐만 아니라 각종 금속 또는 금속 혼합물은 "응고물"로 표현하기로 한다.

도 1에 도시된 것과 같이, 상기 산소 랜싱장치(100)는 실질적으로 용해열을 발생시켜 응고물을 제거하게 되는 랜싱장치 본체(110)와 상기 랜싱장치 본체(110)에 용해열을 발생시키기 위하여 실질적으로 용해되는 와이어(120a)의 공급이 연속적으로 이루어지도록 하기 위한 와이어 공급부(120) 및 와이어(120a)가 연소될 수 있도록 고압의 산소를 공급하는 산소 공급부(130)를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 상기 랜싱장치 본체(110)는 장착부(140)에 장착되어 랜싱작업을 수행하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 상기 장착부(140)는 랜싱장치 본체(110)가 응고물을 제거할 수 있는 위치에 고정되게 장착되거나, 또는 장착부(140)의 위치 이동이 가능하게 구성되어 랜싱장치 본체(110)가 응고물을 제거할 수 있는 위치에 배치되도록 구성할 수도 있다.

예를 들어, 상기 장착부(140)는 바닥에 고정되거나 이동수단(미도시)이 구비된 베이스(141)에 랜싱장치 본체(110)가 결합되는 장착부 본체(142)가 구비될 수도 있고, 도시된 것과 같이 상기 베이스(141)와 장착부 본체(142) 사이에 높이 조절을 위한 레그(143)가 더 구비될 수도 있다.

그리고, 상기 와이어 공급부(120)는 예를 들어 와이어(120a)가 권취되어 있는 와이어 피더(wire feeder; 미도시)와 상기 와이어 피더를 회전시키는 서보모터(미도시)가 구비될 수 있으며, 상기 서보모터의 작동에 의한 상기 와이어 피더의 회전방향에 따라서 와이어(120a)는 상기 와이어 피더에 권취되거나 또는 권취가 해제되게 구성될 수도 있다. 그리고, 서보모터는 와이어(120a)의 공급량을 결정할 수 있는 제1 서보모터와 와이어(120a)의 원할한 공급을 위하여 와이어(120a)를 권취해제하는 제2 서보모터로 구성될 수도 있다. 이와 같은 구성은 일반적으로 알려진 공급 수단에 의해 구성이 가능하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

또한, 산소 공급부(130)의 경우 고압의 산소를 공급할 수 있는 통상적인 유압 유니트(미도시)를 갖고, 상기 유압 유니트로부터 공급되는 산소의 유압을 측정하는 유압계(미도시) 또는 산소의 유량을 측정하는 유량계(미도시)를 포함할 수 있으며, 일반적으로 알려진 고압의 산소를 공급 가능한 수단에 의해 구성이 가능하므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 2 및 3에 도시된 것과 같이, 상기 랜싱장치 본체(110)는 응고물을 용융시키기 위하여 실질적으로 용해열을 발생시키는 와이어(120a)가 관통하는 내측 유도관(112)과 상기 와이어(120a)의 용해가 가능하도록 고압의 산소가 공급되어 배출되는 외측 유도관(134)으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 내측 유도관(112)은 와이어(120a)가 일 측 단부로부터 유입되어 다른 일 측 단부로 배출 가능하도록 양 단부가 개구된 관의 구조로 이루어질 수 있다. 그리고, 내측 유도관(112)은 외측 유도관(111)의 내부에 배치되어 이중관 구조로 이루어지며, 내측 유도관(112)의 일 단부가 외측 유도관(111)의 외부로 연결 가능하게 구성될 수 있다.

예를 들어, 도 2에 도시된 것과 같이, 내측 유도관(112)의 일 단부는 외측 유도관(111)의 단부 외측으로 돌출되도록 결합되어 외측으로 돌출된 내측 유도관(112)의 단부에 와이어 공급부(120)와 연결되는 와이어 공급관(121)의 일 단부가 결합될 수도 있다. 이와 달리, 상기 내측 유도관(112)의 일 단부가 외측 유도관(111)의 외측으로 연락 가능한 상태로 외측 유도관(111)의 단부에 결합되고, 와이어 공급관(121)은 내측 유도관(112)과 연락 가능한 상태로 외측 유도관(111)의 단부에 결합하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 상기 와이어 공급관(121)은 랜싱장치 본체(110)의 이동이 가능하도록 굽힘 가능한 관의 구조로 이루어질 수도 있다.

이와 같은 구성에 의해 상기 와이어 공급부(120)로부터 공급되는 와이어(120a)는 상기 와이어 공급관(121)을 통해 랜싱장치 본체(110)를 구성하는 상기 내측 유도관(112)의 일 단부를 통해 내부(S2)로 유입되어 다른 일 단부로 배출될 수 잇다.

한편, 상기 내측 유도관(112)을 감싸는 이중관 구조로 외측 유도관(111)이 배치될 수 있는데, 상기 외측 유도관(111)은 내측 유도관(112)의 외벽과 일정한 공간(S1)을 형성하도록 내측 유도관(112)과 결합될 수 있다. 상기 외측 유도관(111)은 와이어(120a)가 유입되는 내측 유도관(112)의 단부와 인접한 일 단부가 폐쇄되고, 와이어(120a)가 배출되는 내측 유도관(112)의 다른 일 단부와 인접한 다른 일 단부가 개구되어 상기 공간(S1)으로 유입된 산소가 개구된 단부로 배출되게 구성될 수 있다.

이 경우, 상기 외측 유도관(111)의 폐쇄된 단부 측으로부터 고압의 산소가 유입될 수 있도록 산소 공급관(131)에 의해 산소 공급부(130)와 연결될 수 있다. 다시 말해서, 산소 공급관(131)의 일 단부가 상기 폐쇄된 외측 유도관(111)의 단부 측에 연결되고, 산소 공급관(131)의 다른 일 단부가 산소 공급부(130)에 연결되므로, 고압의 산소가 폐쇄된 외측 유도관(111)의 단부 측으로 유입되어 상기 외측 유도관과(111) 내측 유도관(112) 사이의 공간(S1)을 따라 이동하여 개구된 외측 유도관(111)의 단부로 배출될 수 있다. 상기 산소 공급관(131)은 랜싱장치 본체(110)의 이동이 가능하도록 굽힘 가능한 구조의 관으로 이루어질 수도 있다.

상기 외측 유도관(111)의 폐쇄된 단부 측에는 산소 공급관(131)의 연결이 용이하게 이루어질 수 있도록 도시된 것과 같은 결합부(111a)가 더 구비될 수도 있다.

한편, 도 3에 도시된 것과 같이, 고압의 산소가 배출되는 외측 유도관(111)의 단부에는 노즐(113)이 더 구비될 수도 있다. 상기 노즐(113)은 배출되는 산소의 유속을 증가시키기 위하여 내측으로 경사진 테이퍼부(113a)가 형성될 수도 있다. 즉, 상기 테이퍼부(113a)는 단부로 갈 수록 내경이 좁아지는 구조로 이루어질 수 있다. 그리고, 상기 노즐(113)은 단부가 와이어(120a)와 더불어 산소가 함께 배출될 수 있는 크기로 개구될 수 있다.

한편, 상기 노즐(113)은 응고물 또는 다른 시설과 충돌로 인해 파손이 발생되거나 또는 배출되는 산소의 조건에 따라 다른 노즐(113)로의 교체가 가능하도록 개구된 외측 유도부(111)의 단부에 착탈 가능하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 상기 노즐(113)의 배출측의 맞은편 단부에는 결합부(113b)가 더 구비될 수도 있다. 상기 노즐(113)과 외측 유도부(111)의 결합은 나사결합, 끼움 결합 등 일반적으로 알려진 결합방식에 의해 이루어질 수 있으므로 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

한편, 상기 외측 유도관(111), 내측 유도관(112) 및 노즐(113)은 예를 들어 질화규소와 같은 세라믹 소재와 같이 고열에 견딜 수 있는 재질로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 산소 랜싱장치는 상기와 같이 설명된 실시예들로 한정되게 적용되는 것이 아니라, 다양한 변형을 위하여 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 이루어질 수도 있다.

100 ... 산소 랜싱장치 110 ... 랜싱장치 본체
111 ... 외측 유도관 111a,113b ... 결합부
112 ... 내측 유도관 113 ... 노즐
113a ... 테이퍼부 120 ... 와이어 공급부
121 ... 와이어 공급관 120a ... 와이어
130 ... 산소 공급부 131 ... 산소 공급관
140 ... 장착부 141 ... 베이스
142 ... 장착부 본체 143 ... 레그

Claims (4)

1. 내측 유도관과 외측 유도관으로 이루어지는 이중 관 구조로 구성되며, 상기 내측 유도관의 일 단부로 와이어가 연속으로 공급되어 다른 일 단부로 배출되고, 상기 외측 유도관의 일 단부으로부터 외측 유도관과 내측 유도관 사이의 공간으로는 고압의 산소가 공급되어 외측 유도관의 다른 일 단부로 배출되는 구조로 이루어지는 랜싱장치 본체와;
   상기 랜싱장치 본체와 와이어 공급관에 의해 연결되며, 상기 와이어가 상기 내측 유도관의 일 단부로부터 유입되어 다른 일 단부로 연속 배출 되도록 와이어를 내측 유도관의 일 단부로 유입되게 연속 공급하는 와이어 공급부와;
   상기 랜싱장치 본체와 산소 공급관에 의해 연결되며, 상기 내측 유도관의 다른 일 단부를 통해 배출되는 와이어를 연소시키기 위해 상기 외측 유도관과 내측 유도관 사이의 공간으로 고압의 산소를 공급 가능하도록 구성되는 산소 공급부;를 포함하여 구성되는 산소 랜싱장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 랜싱장치 본체는 와이어와 고압의 산소가 배출되는 단부 영역에 산소의 배출속도를 증가시키기 위한 노즐이 더 구비되는 산소 랜싱장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 산소 공급관과 와이어 공급관은 굽힘 가능한 관으로 구성되는 산소 랜싱장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 랜싱장치 본체는 내고열성의 재질로 구성되는 산소 랜싱장치.

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