KR101187163B1

KR101187163B1 - 용해로의 출선구 구조체 및 그 보수 방법

Info

Publication number: KR101187163B1
Application number: KR1020107004873A
Authority: KR
Inventors: 야스나리 마쯔무라; 고오지 다오까
Original assignee: 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤
Priority date: 2007-09-10
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2012-09-28
Also published as: JP2009062601A; EP2189545B1; KR20100043093A; BRPI0816676A2; US8236233B2; US20100327498A1; BRPI0816676A8; EP2189545A1; RU2010109064A; EP2189545A4; CN101790587A; JP4308288B2; WO2009034886A1; RU2440420C2; BRPI0816676B1

Abstract

이 용해로의 출선구 구조에서는, 노벽 벽돌에 형성된 출선용 구멍부 내에, 내화 벽돌제의 슬리브가 배치되고, 상기 슬리브가, 이 슬리브와 상기 출선용 구멍부의 간극에 충전된 스탬프재에 의해 고정되어 있다. 또한, 이 출선구의 보수 방법은, 출선시에 제1 스탬프재가 마모되어 출선구가 확대된 출선구를 보수하는 방법이며, 상기 제1 스탬프재의 마모 부분을, 노벽의 외면측으로부터 내면측을 향해 직선 형상으로 해체 및 제거하여 직선 형상의 해체면을 형성하고, 그 후, 상기 직선 형상의 해체면과 제1 슬리브의 간극에 제2 스탬프재를 충전하여 밀봉한다.

Description

용해로의 출선구 구조체 및 그 보수 방법{TAP HOLE STRUCTURE OF MELTING FURNACE AND METHOD OF REPAIRING SAME}

본 발명은, 출선구(出銑口)의 수명을 연장시킬 수 있고, 또한 출선구의 보수 시간을 단축할 수 있는 용해로의 출선구 구조 및 그 보수 방법에 관한 것이다.

본 출원은, 일본 특허 출원 제2007-233631호를 기초 출원으로 하고, 그 내용을 본원에 포함한다.

광석 등의 용해에 이용하는 용해로나 용선로(cupola) 등의 용해로의 출선구 구조의 종래예가, 특허 문헌 1에 개시되어 있다. 상기 종래예에서는, 노벽 벽돌에 형성한 구멍부 내에 간극 충전재인 내화성의 스탬프재를 충전하고, 이것에 출선용의 구멍을 개방하여 출선구로 하고 있다. 이 밖에, 상기 구멍부 내에 철 파이프를 세트하고, 그 주위를 내화성의 스탬프재로 메워 고정한 것이나, 출선 구멍이 구비된 프리캐스트 부재를 준비하고, 이것을 노벽 벽돌의 구멍부 내에 장착하는 등의 구조도 알려져 있다.

상기 출선구는, 용해로에서 용해 처리한 용선(溶銑)을 노(爐) 밖으로 유출시키는 유로이며, 출선구 및 이 내주면 근방에는 고온의 용선이 항상 접촉하고 있다. 이로 인해, 용선에 의한 마모나 용손이 항상 발생하여 출선구의 수명이 매우 짧아진다고 하는 문제가 있었다. 특히, 철 파이프제의 출선구의 경우는, 마모도 심했다. 또한, 출선구 및 주변부의 용손 등이 발생하여 출선구의 직경이 확대되면, 용해로 내부의 가스가 용선과 함께 노 밖으로 분출될 우려가 있다고 하는 문제도 있었다.

그로 인해, 출선구에 대해서는 5일 내지 6일마다 교환이 강요되고 있다. 또한, 출선구의 내주면에 대해서도, 10일 전후에서 보수할 필요가 있어, 빈번한 보수 작업이 불가결하였다.

한편, 출선구의 보수 작업으로서는, 마모된 부위나 알루미나?실리콘 카바이트계 세라믹스를 물과 함께 부어 넣는 열간 유입 방식이나, 출선구 부근을 별도로 성형한 출선 구멍이 구비된 프리캐스트 부재로 교환하는 프리캐스트 방식이 일반적으로 채용되어 있었다.

이들 중, 프리캐스트 방식은, 해체 부분이 커지는 동시에 보수 일수도 장기간이 되고, 또한 비용적으로도 높아진다고 하는 결점을 갖고 있다. 그로 인해, 그러한 결점이 없는 열간 유입 방식의 쪽이 일반적으로 보급되어 있다.

그러나 열간 유입 방식에는, 노의 내주면 근방의 보수를 완전히 행하는 것이 어렵다고 하는 문제가 있고, 또한 보수를 해도 내구성이 없어, 빈번히 보수 작업이 강요된다고 하는 문제도 남아 있었다.

도 5a 내지 도 5d에, 열간 유입 방식의 보수 방법의 개략을 도시한다. 도 5a는 초기 상태를 도시하고, 도 5b는 초회의 손상을 도시하고, 도 5c는 초회의 보수를 한 상태를 도시하고, 도 5d는 2회째의 보수를 한 상태를 도시한다. 이들 도 5a 내지 도 5d에 있어서, 부호 21은 노벽 벽돌, 부호 21a는 노벽 벽돌(21)에 형성한 출선용 구멍부, 부호 22는 출선용 구멍부(21a) 내에 배치되는 철제의 파이프, 부호 23은 파이프와 출선용 구멍부(21a)의 간극에 충전되는 스탬프재를 도시한다.

이러한 열간 유입 방식에 있어서는, 도 5b에 도시하는 바와 같이 스탬프재(23)에 손상이 발생한 경우, 도 5c에 도시하는 바와 같이 노 밖에 열간 유입용 금속 프레임(24)을 세트하고, 이 중에 알루미나?실리콘 카바이트계 세라믹스로 이루어지는 유입재(25)를 투입하여 보수한다. 그러나 노 내부는 가스압이 걸려 있는 동시에, 해체 후의 잔해물도 산란하고 있으므로, 유입재(25)가 안쪽까지 들어가지 않아, 이에 의해 공극부(26)가 형성되어 완전한 수복을 할 수 없다. 또한, 도 5d에 도시하는 바와 같이 공극부(26)가 계속 커지지만, 이것을 방지할 수는 없다.

이와 같이, 열간 유입 방식의 보수 방법에서는 내구성이 없고, 보수 작업도 빈번히 강요되므로, 출선구의 수명을 연장시킬 수 있는 새로운 출선구 구조 및 그 보수 방법의 개발이 강하게 요망되고 있었다.

특허문헌1:일본실용신안출원공개소62-194748호공보

본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하여, 출선구의 수명을 연장시킬 수 있고, 또한 출선구의 보수 시간을 단축할 수 있고, 나아가서는 노 내측의 수복도 행할 수 있는, 용해로의 출선구 구조 및 그 보수 방법의 제공을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하여 이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 이하의 수단을 채용하였다.

(1) 본 발명의 용해로의 출선구 구조체는, 노벽 벽돌에 형성된 출선용 구멍부 내에, 내화 벽돌제의 슬리브가 배치되고, 상기 슬리브가, 이 슬리브와 상기 출선용 구멍부의 간극에 충전된 스탬프재에 의해 고정되어 있고, 상기 슬리브가, 통 형상체의 하면을 컷트함으로써 수평면을 갖는 반원통형이고, 노 내측의 상기 슬리브의 상기 수평면의 단부가, 경사지게 컷트되어 있다.

(2) 상기 슬리브가, 알루미나 그래파이트 벽돌로 이루어지는 것이라도 좋다.

삭제

(6) 본 발명의 출선구의 보수 방법은, 출선시에 제1 스탬프재가 마모되어 출선구가 확대된 출선구를 보수하는 방법이며, 상기 제1 스탬프재의 마모 부분을, 노벽의 외면측으로부터 내면측을 향해 직선 형상으로 해체 및 제거하여, 해체면과 상기 출선구의 출선용 구멍부의 벽면과의 사이의 간극이, 상기 노벽의 내면측으로부터 외면측을 향해 넓어지도록 직선 형상의 상기 해체면을 형성하고, 그 후, 상기 직선 형상의 해체면과 제1 슬리브의 간극에 제2 스탬프재를 충전하여 밀봉한다.

(7) 상기 해체를 행할 때에, 마모 손상된 상기 제1 슬리브 대신에, 원통체의 하면이 컷트된 반원통형을 이루는 내화 벽돌제의 제2 슬리브를 배치해도 좋다.

상기 (1)에 기재된 출선구 구조에서는, 노벽 벽돌에 형성한 출선용 구멍부 내에, 내화 벽돌제의 슬리브를 배치하고, 이 슬리브와 출선용 구멍부의 간극에 스탬프재를 충전하여 고정한 구조를 채용하고 있다. 따라서, 내화 벽돌제의 슬리브를 이용하므로, 종래와 같은 철 파이프에 비해 대폭으로 내구성을 향상시키는 것이 가능해진다. 또한, 내화 벽돌제의 슬리브를 통 형상체 또는 노 내측 단부가 경사지게 컷트된 통 형상체 또는 원통체의 하면이 컷트된 반원통형 중 어느 하나로 하고 있으므로, 출선구에의 장착을 용이하게 행할 수 있다.

상기 (2)의 기재의 경우, 내화 벽돌제의 슬리브를, 알루미나 그래파이트 벽돌로 이루어지는 것으로 하고 있으므로, 특히 내구성이 우수하여 마모나 용손을 억제하는 것이 가능해진다.

삭제

또한, 상기 (6)에 기재된 출선구의 보수 방법에서는, 제1 스탬프재의 마모 부분을, 노벽의 외면측으로부터 내면측을 향해 직선 형상으로 해체 및 제거하여 직선 형상의 해체면을 형성하고, 그 후, 상기 직선 형상의 해체면과 제1 슬리브의 간극에 제2 스탬프재를 충전하여 밀봉하고 있다. 따라서, 보수 시간을 단축할 수 있고, 나아가서는 노 내측의 수복도 행할 수 있다.

상기 (7)의 기재의 경우, 상기 해체를 행할 때에, 마모 손상된 제1 슬리브 대신에, 원통체의 하면이 컷트된 반원통형을 이루는 내화 벽돌제의 제2 슬리브를 배치하므로, 슬리브의 장착을 용이하게 행할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 보수 방법의 개략을 도시하는 단면도로, 초기 상태를 도시하는 도면이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 보수 방법의 개략을 도시하는 단면도로, 초회의 손상을 도시하는 도면이다.
도 1c는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 보수 방법의 개략을 도시하는 단면도로, 초회의 보수를 한 상태를 도시하는 도면이다.
도 1d는 본 발명의 일 실시 형태에 관한 보수 방법의 개략을 도시하는 단면도로, 2회째의 보수를 한 상태를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태의 슬리브를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태의 슬리브의 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태의 슬리브의 다른 변형예를 도시하는 사시도이다.
도 5a는 열간 유입 방식의 보수 방법의 개략을 도시하는 단면도로, 초기 상태를 도시하는 도면이다.
도 5b는 열간 유입 방식의 보수 방법의 개략을 도시하는 단면도로, 초회의 손상을 도시하는 도면이다.
도 5c는 열간 유입 방식의 보수 방법의 개략을 도시하는 단면도로, 초회의 보수를 한 상태를 도시하는 도면이다.
도 5d는 열간 유입 방식의 보수 방법의 개략을 도시하는 단면도로, 2회째의 보수를 한 상태를 도시하는 도면이다.

이하에, 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타낸다.

도 1a 내지 도 1d는, 본 실시 형태의 보수 방법의 개략을 도시하는 것으로, 도 1a는 본 실시 형태에 관한 보수 방법의 개략을 도시하는 단면도이며, 초기 상태를 도시한다. 또한, 도 1b는 초회의 손상을 도시한다. 또한, 도 1c는 초회의 보수를 한 상태를 도시한다. 또한, 도 1d는 2회째의 보수를 한 상태를 도시한다.

도 1a 내지 도 1d에 있어서, 부호 1은 노벽 벽돌, 부호 1a는 노벽 벽돌(1)에 형성한 출선용 구멍부, 부호 2는 출선용 구멍부(1a) 내에 배치되는 내화 벽돌제의 슬리브, 부호 3은 파이프와 출선용 구멍부(1a)의 간극에 충전되는 스탬프재를 도시한다.

본 발명의 출선구는, 도 1a에 도시되는 바와 같이, 노벽 벽돌(1)에 형성한 출선용 구멍부(1a) 내에, 내화 벽돌제의 슬리브(2)를 배치하고, 이 슬리브(2)와 출선용 구멍부(1a)의 간극에 스탬프재(3)를 충전하여 고정한 구조를 갖는다.

이와 같이, 내화 벽돌제의 슬리브(2)를 이용함으로써, 종래의 철 파이프에 비해 대폭으로 내구성을 향상시키는 것이 가능해진다.

상기 내화 벽돌제의 슬리브(2)는, 특히 알루미나 그래파이트 벽돌(AG 벽돌이라 칭해짐)로 이루어지는 것이 바람직하다. 이 알루미나 그래파이트 벽돌은, 일례로서 중량％로, Al₂O₃:68％, SiC:3％, C:28％의 세라믹스 원료로 이루어지는 것이며, 내화성 및 내마모성이 우수하다. 그로 인해, 용선에 대해서도 내구성을 발휘하여 마모나 용손을 최대한 적게 할 수 있다.

또한, 간극 충전제인 스탬프재(3)는, 예를 들어 중량％로, Al₂O₃:65％, SiO₂:5％, SiC:24％, C:2％의 세라믹스 원료로 이루어진다. 또한, 내화 벽돌제의 슬리브(2)는, 스탬프재(3)와 열팽창 계수도 근사하고 있고, 상성(相性)이 좋아, 접합면에서 간극이 발생하는 경우도 없고, 또한 시공성도 양호하다.

내화 벽돌제의 슬리브(2)의 형상으로서는, 도 2에 도시하는 바와 같은 통 형상체를 채용할 수 있다. 또한, 도 3에 도시하는 바와 같은 노 내측 단부가 경사지게 컷트되어 경사부(2a)를 갖는 통 형상체나, 혹은 도 4에 도시하는 바와 같은 원통체의 하면이 컷트되어 수평면(2b)을 갖고, 또한 노 내측 단부가 경사지게 컷트되어 경사부(2a)를 갖는 반원형의 통 형상체를 채용할 수도 있다.

도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같은 노 내측 단부가 경사지게 컷트되어 경사부(2a)를 갖는 구조는, 출선용 구멍부(1a) 내에 배치할 때에, 선단측이 뾰족하게 되어 있으므로 삽입하기 쉽다고 하는 이점이 있어, 바람직하다.

다음에, 본 발명의 출선구의 보수 방법의 일 실시 형태에 대해 설명한다.

도 1b는 초회의 손상 상태를 도시하는 도면이지만, 출선구의 손상은 슬리브(2)뿐만 아니라, 스탬프재(3)도 현저하게 마모?용손되어 있다. 슬리브(2)의 내구성의 향상에 대해서는, 전술한 바와 같이 내화 벽돌제의 슬리브를 이용함으로써 어느 정도의 개선이 보이는 것을 알 수 있었다. 그러나 스탬프재(3)의 마모?용손에 대한 보수는, 종래부터 열간 유입 방식이나 프리캐스트 방식밖에 없어, 내구성, 보수 기간, 비용 등의 면에서 전부를 만족하는 보수 방법은 존재하지 않았다. 또한, 스탬프재(3)의 마모?용손은, 용해로 내부의 가스가 용선과 함께 노 밖으로 분출될 우려가 있으므로, 스탬프재의 새로운 보수 방법의 개발이 기다려지고 있었다.

따라서 본 실시 형태에서는, 도 1c에 도시하는 바와 같이, 스탬프재(3)의 마모 부분을 노벽의 외면측으로부터 내면측을 향해 직선 형상으로 해체?제거한 후, 도 1d에 도시하는 바와 같이, 이 직선 형상의 해체면(4)과 슬리브(2)의 간극에 새로운 스탬프재(5)를 충전하여 밀봉한다. 또한, 전술한 노벽의 외면측으로부터 내면측을 향해 직선 형상으로 행하는 해체는, 단순한 형상으로의 해체이므로, 일반적인 해체용 중기를 이용할 수 있어, 공사 기간의 단축을 도모할 수 있다. 또한, 도 1c 및 도 1d에 도시하는 바와 같이, 해체면(4)은 출선용 구멍부(1a)의 벽면과의 사이의 간극이, 노벽의 내측으로부터 외측을 향해 넓어지도록(환언하면, 노벽의 외측으로부터 내측을 향해 끝이 가늘어지도록) 형성되어 있다. 이와 같이 간극을 형성함으로써, 스탬프재(5)를 간극의 안쪽까지 용이하게 충전할 수 있다.

이상 설명의 구성에 의해, 노벽의 외측으로부터 내측까지 전부에 있어서 스탬프재(5)를 충전하여 초기 상태로 수복할 수 있다. 그로 인해, 열간 유입 방식과 같이 노벽 내측의 충전을 할 수 없다고 하는 문제가 없어, 완전한 수복이 가능해진다. 게다가, 프리캐스트 방식과 달리, 공사 기간이 짧아, 비용도 저렴하게 행할 수 있다.

또한, 해체시에 있어서, 마모 손상된 낡은 슬리브 대신에, 도 4에 도시되는 바와 같은 원통체의 하면이 컷트된 반원통형의, 새로운 내화 벽돌제의 슬리브(2)를 배치하면, 해체 후의 공극부 내에 와륵(瓦礫) 등의 부스러기가 잔존하고 있었다고 해도, 선단의 경사부(2a)로 안내되어 원활하게 삽입되게 되어 용이하게 장착할 수 있다.

이상에 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 용해로의 출선구 구조에서는, 노벽 벽돌(1)에 형성한 출선용 구멍부(1a) 내에, 내화 벽돌제의 슬리브(2)를 배치하고, 이 슬리브(2)와 출선용 구멍부(1a)의 간극에 스탬프재(5)를 충전하여 고정하고 있으므로, 종래의 철 파이프를 채용하는 경우에 비해, 내구성을 대폭으로 향상시키는 것이 가능해졌다.

또한, 본 실시 형태의 출선구의 보수 방법에서는, 스탬프재(3)의 마모 부분을 노벽의 외면측으로부터 내면측을 향해 직선 형상으로 해체?제거한 후, 이 직선 형상의 해체면(4)과 슬리브(2)의 간극에 새로운 스탬프재(5)를 충전하여 밀봉하므로, 보수 시간을 단축할 수 있고, 나아가서는 노 내측의 수복도 행할 수 있다.

또한, 이상 설명의 출선구 구조에서는, 14일 경과 후에 있어서도 슬리브(2) 및 출선구 주위의 용손 등의 손상이 보이지 않고, 또한 충분한 강도를 갖고 있어, 종래에는 1주일 이내에 교환이 강요되고 있었던 것에 비해 대폭으로 수명을 연장시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 노벽 내주의 손상에 대해서는, 90일 이상의 수명을 달성할 수 있는 것이 확인되어 있다. 또한, 보수 시간에 대해서도 24시간 이내를 달성할 수 있었다.

이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 따르면 출선구의 수명의 연장을 도모할 수 있고, 또한 출선구의 보수 시간을 단축할 수 있고, 나아가서는 노 내측의 수복도 행할 수 있는 용해로의 출선구 구조 및 그 보수 방법을 제공하므로, 산업의 발전에 기여하는 바가 매우 크다.

1 : 노벽 벽돌
1a : 출선용 구멍부
2 : 슬리브
2a : 경사부
2b : 수평면
3 : 스탬프재(제1 스탬프재)
4 : 직선 형상의 해체면
5 : 새로운 스탬프재(제2 스탬프재)

Claims

노벽 벽돌에 형성된 출선용 구멍부 내에, 내화 벽돌제의 슬리브가 배치되고,
상기 슬리브가, 이 슬리브와 상기 출선용 구멍부의 간극에 충전된 스탬프재에 의해 고정되어 있고,
상기 슬리브가, 통 형상체의 하면을 컷트함으로써 수평면을 갖는 반원통형이고,
노 내측의 상기 슬리브의 상기 수평면의 단부가, 경사지게 컷트되어 있는 것을 특징으로 하는, 용해로의 출선구 구조체.
제1항에 있어서, 상기 슬리브가 알루미나 그래파이트 벽돌로 이루어지는, 용해로의 출선구 구조체.
삭제
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출선시에 제1 스탬프재가 마모되어 출선구가 확대된 출선구의 보수 방법이며,
상기 제1 스탬프재의 마모 부분을, 노벽의 외면측으로부터 내면측을 향해 직선 형상으로 해체 및 제거하여, 해체면과 상기 출선구의 출선용 구멍부의 벽면과의 사이의 간극이, 상기 노벽의 내면측으로부터 외면측을 향해 넓어지도록 직선 형상의 상기 해체면을 형성하고,
그 후, 상기 직선 형상의 해체면과 제1 슬리브와의 간극에 제2 스탬프재를 충전하여 밀봉하는 것을 특징으로 하는, 출선구의 보수 방법.
제6항에 있어서, 상기 해체를 행할 때에, 마모 손상된 상기 제1 슬리브 대신에, 원통체의 하면이 컷트된 반원통형을 이루는 내화 벽돌제의 제2 슬리브를 배치하는, 출선구의 보수 방법.