KR101159974B1 - 산소랜스의 지금 부착 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산소랜스의 지금 부착 방지장치에 관한 것으로, 용선 상부에 산소를 취입하도록 전로(10)에 설치되는 산소랜스(11)와; 상기 산소랜스(11)의 하부 외면을 향해 비활성 가스를 분사하도록 상기 산소랜스(11)의 외측에 배치되는 분사파이프(21)를 포함한다.
본 발명에 의하면, 전로의 산소랜스 수명이 증대되어 전로 조업의 안정성이 증대되는 이점이 있다.

Description

산소랜스의 지금 부착 방지장치{Apparatus for preventing sticking of molten steel of lance}

본 발명은 산소랜스의 지금 부착 방지장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전로에서 용선 상부에 산소를 취입하는 산소랜스에 지금이 부착되는 것을 방지하기 위한 산소랜스의 지금 부착 방지장치에 관한 것이다.

제선공정을 통해 생산된 선철은 탄소의 함유량이 높고 인, 유황, 규소와 같은 불순물이 다량 함유되어 있다. 선철을 강인강으로 제조하기 위해 탄소의 함유량을 줄이고 불순물을 제거해야 한다.

선철 중의 불순물을 제거하기 위해 산소랜스를 통한 고순도, 고압의 산소를 용선 상부에 분사하게 되며, 산소랜스를 통해 분사된 고압의 산소는 탄소와 반응하여 탄소를 가스 상태로 제거하고, 불순물은 산화물 형태로 용선 상부에 떠오르게 한다.

본 발명의 목적은 산소랜스에 비산된 지금이 부착되는 것을 방지하거나 최소화하고 부착된 지금의 제거도 용이하도록 한 산소랜스의 지금 부착 방지장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 용선 상부에 산소를 취입하도록 전로에 설치되는 산소랜스와; 상기 산소랜스의 하부 외면을 향해 비활성 가스를 분사하도록 상기 산소랜스의 외측에 배치되는 분사파이프를 포함한다.

상기 분사파이프는 상기 산소랜스의 중간을 기준으로 상부에 배치되어 상기 산소랜스의 상부 외면을 이격되게 감싼다.

상기 분사파이프의 하단부에는 상기 비활성 가스가 분사되는 방향을 안내하는 경사부가 형성된다.

상기 비활성 가스는 아르곤 가스이다.

산소랜스의 중간을 기준으로 상기 산소랜스의 상부 외측에 배치되어 상기 산소랜스 하부 외면에 비활성 가스를 분사하는 분사파이프를 포함한다.

상기 비활성 가스는 아르곤 가스이고, 상기 분사파이프에 의해 분사된 아르곤 가스는 상기 산소랜스의 하부 외면을 감싸는 아르곤 가스층을 형성한다.

본 발명은 전로 정련시 산소랜스의 중간을 기준으로 상부 외측에 분사파이프를 배치하고, 산소랜스 하부 외면에 비활성 가스를 분사하여 산소랜스의 지금 부착을 방지한다. 이는 지금 부착량 증가에 의한 산소랜스의 교체작업을 최소화할 수 있도록 하고, 지금 부착에 의한 설비 고장을 방지한다.

따라서, 전로의 산소랜스 수명이 증대되어 전로 조업의 안정성이 증대되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 산소랜스의 지금 부착 방지장치가 채용된 전로의 모습을 보인 단면도.
도 2는 본 발명에 의한 산소랜스의 지금 부착 방지장치를 보인 단면도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

본 발명의 산소랜스의 지금 부착 방지장치는 용선 상부에 산소를 취입하도록 전로(10)에 설치되는 산소랜스(11)와, 산소랜스(11)의 외측에 배치되는 분사파이프(21)를 포함한다. 즉, 산소랜스(11)와 분사파이프(21)가 협력하여 산소랜스의 지금 부착 방지장치를 형서하는 것이다.

산소랜스(11)는 고온에서 견딜 수 있도록 강관으로 구성되어 있다.

도 1과 도 2에 도시된 바에 의하면, 산소랜스(11)의 중앙으로 산소가 공급되는 산소공급관(13)이 형성되고, 하부에는 산소공급관(13)과 연통되게 개구된 산소 배출구(15)가 형성되어 있으며, 그 외곽에는 냉각수 순환을 위한 냉각라인(17)이 형성되어 있다. 냉각라인(17)은 산소랜스(11)가 고열에 의해 쉽게 변형되지 않도록 한다.

분사파이프(21)는 비활성 가스 분사를 통해 취련 중 산소랜스(11)의 외면에 지금(S)이 부착되는 것을 방지하거나 최소화하고 부착된 지금(S)의 제거도 용이하도록 하기 위한 것이다.

산소랜스(11)를 통해 분사되는 산소는 고압이므로 분사시 산소 젯트를 형성한다. 산소 젯트는 용선 표면과 부딪힘으로써 다량의 지금(S)과 전로 슬래그를 비산하게 된다. 비산된 지금(S)이나 전로 슬래그는 산소랜스(11)의 외면에 응고되거나 흘러내리게 된다.

지금(S)이 응고되어 산소랜스(11)의 외면에 융착되면 분리가 어려울 뿐 아니라 다음 취련시 지금(S) 부착을 더욱 용이하게 한다. 그리고, 산소랜스(11)에 부착된 지금(S)은 부착량이 많아지면 산소랜스(11)의 파손을 초래한다. 산소랜스(11)의 파손은 냉각수 누출로 이어져 용선 정련 작업 중 폭발을 유발하는 전로 조업 위험요인이 된다.

따라서, 산소랜스(11)의 외면에 지금 부착을 방지하고, 부착되더라도 쉽게 제거될 수 있도록 하는 것이 중요하다.

산소랜스(11)에 지금이 부착되는 위치는 주로 용선 표면과 근접한 산소랜스(11)의 하부 외면이 된다. 따라서, 지금이 부착되는 산소랜스(11)의 하부 외면을 향하여 비활성 가스를 고속, 고압으로 분사함으로써 산소랜스(11)의 외면에 지금이 부착되는 것을 방지한다.

본 실시예에서 분사파이프(21)는 속이 빈 원통형상으로, 산소랜스(11)의 중간을 기준으로 상부 외측에 배치된다. 보다 상세하게는, 분사파이프(21)는 산소랜스(11)의 중간을 기준으로 상부 외측에 배치되어 산소랜스(11)의 상부 외면을 이격되게 감싸도록 된다.

분사파이프(21)를 산소랜스(11)의 중간을 기준으로 상부 외측에 배치하는 것은 지금(S)은 상부로 갈수록 점점 더 부착되는 양이 많아지다가 일정 높이 이상에서는 높이가 너무 높아 부착되지 않는다. 이 기준이 산소랜스(11)의 중간지점이다. 중간지점은 산소랜스(11)의 길이방향 중간지점이다.

분사파이프(21)가 산소랜스(11)의 상부 외측에 배치된 상태에서 둘은 한 몸체를 이루고, 산소랜스(11)의 외면과 분사파이프 내면 사이는 분사통로(23)가 된다. 분사통로(23)를 통해 비활성 가스가 산소랜스(11)의 하부 외면에 고속, 고압으로 분사된다. 고속, 고압으로 분사된 비활성 가스는 산소랜스(11)의 하부 외면에 비활성 가스층(25)을 형성하여 지금(S) 부착을 방지한다.

여기서, 분사파이프(21)를 산소랜스(11)와 한 몸체가 되도록 하는 것은 가장 간단한 구성으로 지금(S) 부착을 방지하기 위한 것이다. 산소랜스(11)를 통해 산소와 비활성 가스를 함께 용선 표면에 취입하고, 산소랜스(11)의 하부 외면에 복수개의 관통공을 두어 비활성 가스가 지금이 부착되는 부분에 분사되도록 구성할 수도 있다. 그러나 이 경우 산소랜스에 구비된 냉각수 순환구조를 산소랜스의 하부에는 둘 수 없어 산소랜스의 열변형을 초래할 수 있다.

그리고, 냉각수 순환구조를 산소랜스 하부까지 둘 경우에는 산소랜스의 구성이 복잡해지고 산소랜스의 제조단가가 높아지므로 사실상 구현이 어렵다. 따라서, 전로(10)의 산소랜스(11)의 상부 외면 둘레에 분사파이프(21)를 두는 것이다.

분사파이프(21)의 하단부에는 비활성 가스가 분사되는 방향을 안내하는 경사부(27)가 형성된다. 경사부(27)는 비활성 가스가 분사되는 방향이 산소랜스(11)의 하부 외면을 향할 수 있도록 하기 위한 것이다.

분사된 비활성 가스는 산소랜스(11)로 향하는 지금(S)을 용선 내에 다시 떨어지게 하고, 산소랜스(11)에 부착하더라도 부착된 지금(S)에 냉각 수축에 의해 쉽게 제거되도록 한다. 왜냐하면 비활성 가스는 산소랜스에 부착된 지금을 냉각 수축시키는 냉각물질로도 작용하기 때문이다.

분사파이프(21)는 전로(10)에서의 높은 온도에 견딜 수 있도록 내열성이 우수한 금속 또는 세라믹 소재로 제작할 수 있다.

비활성 가스는 아르곤 가스이다. 아르곤 가스는 일원자 물질로 화학적으로 매우 안정하여 거의 모든 반응에 참여하지 않고 고온 환경에서도 안정하다.

본 실시예에서는 비활성 가스로 아르곤 가스를 사용하나, 고온 환경에서 안정하고 지금을 급속히 냉각하는 효과가 있는 가스라면 다른 종류의 비활성 가스가 사용될 수도 있다.

도시되지는 않았지만 분사파이프는 산소랜스의 외면에 클램프 등을 이용하여 결합될 수 있다.

한편, 분사파이프(21)는 아르곤 가스 취입을 위해 일측이 배관 등을 통해 아르곤 가스 탱크와 연결되어 있다. 그리고, 배관에는 아르곤 가스의 분사를 위한 온/오프 밸브가 설치되어 있다.

이하, 본 발명의 작용을 설명한다.

본 발명은 산소랜스(11)를 통한 전로(10)의 용선 표면에 산소 취입시 산소랜스(11) 하부 외면에 아르곤 가스를 분사하여 산소랜스(11)의 외면에 지금(S)이 부착되는 것을 방지한다.

아르곤 가스는 산소랜스(11)의 중간을 기준으로 상부 외측에 배치된 분사파이프(21)를 통해 분사되어 산소랜스(11)의 하부 외면을 감싸는 비활성 가스층(25)인 아르곤 가스층을 형성한다. 이 아르곤 가스층(25)이 일종의 코팅막 역할을 할 뿐 아니라 분사압력으로 지금을 용선측으로 떨어뜨려 지금 부착을 방지한다. 또한, 산소랜스(11)에 부착된 지금(S)을 냉각 수축시키는 냉각물질로도 작용하여 부착된 지금의 제거도 용이하게 한다.

특히, 분사파이프(21)는 산소랜스(11)의 상부에 배치됨에 따라 용선의 고열 영향을 산소랜스(11)에 비해 적게 받으므로 냉각수 순환구조를 배치하지 않아도 된다. 따라서 간단한 구성으로도 산소랜스에 비산된 지금이 부착되는 것을 방지하거나 최소화하므로 부착된 지금의 제거도 용이하도록 하다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

10:전로 11:산소랜스
13:산소공급관 15:산소배출구
17:냉각라인 21:분사파이프
23:분사통로 25:비활성 가스층
27:경사부 S:지금

Claims (6)

1. 용선 상부에 산소를 취입하도록 전로에 설치되는 산소랜스와;
   상기 산소랜스의 하부 외면을 향해 비활성 가스를 분사하도록 상기 산소랜스의 외측에 배치되는 분사파이프를 포함하며,
   상기 분사파이프는, 상기 산소랜스의 중간을 기준으로 상부에 배치되어 상기 산소랜스의 상부 외면을 이격되게 감싸고,
   상기 분사파이프의 하단부에는 상기 비활성 가스가 분사되는 방향을 안내하는 경사부가 형성된 것을 특징으로 하는 산소랜스의 지금 부착방지 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 비활성 가스는 아르곤 가스인 것을 특징으로 하는 산소랜스의 지금 부착방지 장치.
5. 산소랜스의 중간을 기준으로 상기 산소랜스의 상부 외측에 배치되어 상기 산소랜스 하부 외면에 비활성 가스를 분사하는 분사파이프를 포함하며,
   상기 분사파이프의 하단부에는 상기 비활성 가스가 분사되는 방향을 안내하는 경사부가 형성된 것을 특징으로 하는 산소랜스의 지금 부착방지 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 비활성 가스는 아르곤 가스이고,
   상기 분사파이프에 의해 분사된 아르곤 가스는 상기 산소랜스의 하부 외면을 감싸는 아르곤 가스층을 형성하는 것을 특징으로 하는 산소랜스의 지금 부착방지 장치.

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