KR101753639B1 - 전로 바닥부 유지 보수 방법 및 전로 - Google Patents

전로 바닥부 유지 보수 방법 및 전로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 전로 바닥부를 유지보수하는 방법으로서, 바닥부를 분리하여 바닥부 연와를 교체하는 과정, 바닥부를 상기 전로의 측벽부와 결합하는 과정 및 바닥부 연와 및 측벽부 연와 사이의 간극을 메우는 과정을 포함하고, 간극을 메우는 과정은, 간극에 상대적으로 열팽창율이 큰 제 1 내화물을 상기 간극에 주입하여 제 1 연결부를 시공하는 과정 및 간극에 상기 제 1 내화물에 비해 상대적으로 열팽창율이 작은 제 2 내화물을 상기 간극에 주입하여 제 2 연결부를 시공하는 과정을 포함한다.
따라서, 바닥부 교체 작업시에 제 1 연결부는 바닥부 연와의 외측에서 상기 바닥부 연와를 지지 또는 구속하여 고정하여, 바닥부 연와의 탈락과 손상을 방지할 수 있다. 그리고 제 2 연결부는 바닥부 연와의 열 응력 발생시에도, 이를 제 2 연결부가 버퍼 또는 완충할 수 있어, 열 응력에 의한 바닥부 연와의 균열 발생을 방지할 수 있고, 이에 따라 바닥부의 수명을 연장시킬 수 있다.

Description

전로 바닥부 유지 보수 방법 및 전로{Maintenance method for converter bottom brick of converter and converter}
본 발명은 전로 바닥부 유지 보수 방법 및 전로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전로 바닥부의 열응력을 완화시키고, 견고하게 고정되도록 할 수 있도록 간극에 충전하는 전로 바닥부 유지 보수 방법 및 전로에 관한 것이다.
일반적으로, 제강 전로 공정은 용광로에서 만들어진 용선으로부터 불순물을 제거하여 청정한 용강으로 정련하는 공정이다. 이 공정에서 사용되는 전로는 통상 1600℃ ~ 1750℃의 고온의 용융물이 수용되는 자루형의 용기로서, 영구장과, 영구장 내측에 구비되는 내장 연와 등의 내화재와, 이들을 감싸고 있는 철피로 구성된다.
그리고, 상술한 전로 중 바닥부로부터 산소 또는 산소 혼합 기체를 주입하는 형태의 저취 전로는 바닥부에서 용강에 산소를 취입함에 의해서, 바닥부 근처의 용강 온도가 급격히 1800 ℃ 이상으로 가열됨에 따라서 바닥부 내화물이 열충격에 의한 손상이 매우 심하다. 그러므로 바닥부 내화물은 카본(C) 함량이 약 15~25 중량%로 높고 열전도율이 높으며, 열팽창이 적은 내열충격성이 우수한 마그네시아-카본계 연와 즉, 내화 벽돌을 사용하는 것이 일반적이다. 그러나 바닥부에 내열충격성이 우수한 내화벽돌을 적용함에도 불구하고, 저취 전로는 산소 취입 노즐들을 중심으로 내화 벽돌의 손상이 매우 심하여, 바닥부 내화물의 수명이 측벽부에 비해 매우 짧다. 따라서 대부분의 저취 전로는 전로 사용의 효율성을 높이기 위해서 전로의 측벽부와 바닥부가 분리될 수 있도록 구성하여, 측벽부는 2회 이상 재사용하고 수명이 상대적으로 짧은 바닥부 내화 벽돌들은 교체하여 사용할 수 있는 바닥부 교환형 전로 구조를 사용한다. 내화물이 손상된 바닥부는 열간에서 취외하고, 새로 내화물을 축조한 바닥부를 열간에서 재조립하여 전로를 재사용한다.
전로 바닥부 교환을 위해서는 전로의 사용 후 측벽부를 손상시키지 않고, 바닥부를 해체할 수 있어야 하며, 교환하는 바닥부를 측벽부에 재조립할 때는 설치가 용이해야 한다. 따라서, 바닥부의 폭이 측벽부의 하측 개방부의 폭이 비해 작도록 제조하여, 바닥부가 측벽부 하측 개방부로 삽입 체결되었을 때, 바닥부와 측벽부 사이에 간극이 형성되도록 하며, 바닥부와 측벽부 간의 체결 후에 간극을 매꾸도록 내화물을 시공한다.
한편, 간극은 바닥부 연와를 구성하는 내화물 예컨대, 마그네시아 카본을 주입하여 시공한다. 그런데, 바닥부 연와는 용강과 인접하는 상부 영역의 경우 용강의 고온의 열에 의한 열 응력이 발생되며, 이에 따라 바닥부 연와에 균열이 발생되거나, 내화 벽돌이 탈락되는 문제가 발생된다. 그리고 바닥부 연와를 구성하는 복수의 내화벽돌은 그 사이가 견고하게 밀착 축조되지 않아, 내부로 다량의 용강이 침투되는 문제가 발생되며, 이는 바닥부의 수명을 감소시키는 원인이 된다.
한국등록특허 0636395
본 발명은 전로 바닥부를 교체하는데 있어서, 전로에 견고하게 고정되며, 열응력에 의한 균열 및 탈락 발생을 방지할 수 있고, 바닥부의 수명을 향상시킬 수 있는 전로 바닥부 유지 보수 방법 및 전로를 제공한다.
본 발명은 전로 바닥부를 유지보수하는 방법으로서, 바닥부를 분리하여 바닥부 연와를 교체하는 과정, 바닥부를 상기 전로의 측벽부와 결합하는 과정; 및 상기 바닥부 연와 및 측벽부 연와 사이의 간극을 메우는 과정;을 포함하고, 상기 간극을 메우는 과정은, 상기 간극에 상대적으로 열팽창율이 큰 제 1 내화물을 상기 간극에 주입하여 제 1 연결부를 시공하는 과정; 및 상기 간극에 상기 제 1 내화물에 비해 상대적으로 열팽창율이 작은 제 2 내화물을 상기 간극에 주입하여 제 2 연결부를 시공하는 과정;을 포함한다.
상기 제 1 내화물은 300℃ 이상의 온도에서의 열팽창율이 0.2% 내지 1.7%이며, 제 2 내화물은 1500℃ 이상의 온도에서 열팽창율이 0.1% 이하인 것이 바람직하다.
상기 제 1 내화물은 마그네시아-카본계 내화물이고, 제 2 내화물은 마그네시아-크롬계 내화물이다.
상기 제 1 내화물은 72 중량% 내지 85 중량%의 MgO, 12 중량% 내지 20 중량%의 Al2O3-SiO2, 10 중량% 이하의 C를 함유하고, 상기 제 2 내화물은 80 중량% 내지 92 중량%의 MgO, 3 중량% 내지 10 중량%의 Al2O3-SiO2, 8 중량% 이하의 Cr를 함유한다.
상기 간극으로 상기 제 1 내화물 각각을 주입하여 상기 간극에 제 1 연결부를 시공하고, 상기 제 1 연결부 상측으로 상기 제 1 내화물을 주입하여 제 2 연결부를 시공하는 과정에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 연결부의 시공 시에, 상기 간극으로 삽입되어 상기 제 1 및 제 2 내화물을 주입하는 노즐의 선단이 상기 제 1 연결부 상부면의 상측에 위치한다.
상하 방향으로 연장 형상되어, 용강을 수용하는 내부 공간을 가지고, 상측 및 하측이 개방된 형상이며, 내벽이 내화물 연와로 이루어진 측벽부; 상기 측벽부의 하측 개방부에 체결 및 분리 가능하며, 내벽이 내화물 연와로 이루어진 바닥부; 상기 측벽부와 바닥부 사이에 시공되며, 내화물로 이루어진 연결부;를 포함하고,상기 연결부는, 상대적으로 열팽창율이 큰 제 1 내화물로 이루어진 제 1 연결부; 및 상기 제 1 연결부에 비해 상대적으로 열팽창율이 작은 제 2 내화물로 이루어진 제 2 연결부;를 포함한다.
상기 제 1 연결부 300℃ 이상의 온도에서의 열팽창율이 0.2% 내지 1.7% 이며, 상기 제 2 연결부는 1500℃ 이상의 온도에서의 열팽창율이 0.1% 이하이다.
상기 제 1 연결부는 마그네시아-카본계로 이루어지고, 제 2 연결부는 마그네시아-크롬계로 이루어진다.
상기 제 1 연결부는 72 중량% 내지 85 중량%의 MgO, 12 중량% 내지 20 중량%의 Al2O3-SiO2, 10 중량% 이하의 C를 함유하고, 상기 제 2 연결부는 80 중량% 내지 92 중량%의 MgO, 3 중량% 내지 10 중량%의 Al2O3-SiO2, 8 중량% 이하의 Cr를 함유한다.
상기 바닥부 내벽의 연와는 MgO 및 C가 함유된 내화물로 이루어진다.
본 발명의 실시형태들에 의하면, 전로 바닥부의 교체시에, 바닥부와 측벽부 사이의 간극에 연결부를 시공하는데 있어서, 상대적으로 열팽창율이 큰 특성을 가지는 제 1 내화물을 간극에 투입하여 제 1 연결부를 형성하고, 상대적으로 열팽창율이 작은 제 2 내화물로 제 2 연결부를 형성한다. 따라서, 바닥부 교체 작업시에 제 1 연결부는 바닥부 연와의 외측에서 상기 바닥부 연와를 지지 또는 구속하여 고정하여, 바닥부 연와의 탈락과 손상을 방지할 수 있다. 그리고 제 2 연결부는 바닥부 연와의 열 응력 발생시에도, 이를 제 2 연결부가 버퍼 또는 완충할 수 있어, 열 응력에 의한 바닥부 연와의 균열 발생을 방지할 수 있고, 이에 따라 바닥부의 수명을 연장시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 전로를 나타내는 단면도
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전로의 일부를 확대 도시하여 보다 구체적으로 도시한 단면도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전로 바닥부의 보수 방법을 개략적으로 나타낸 도면
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.
도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 전로를 나타내는 단면도이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전로의 일부를 확대 도시하여 보다 구체적으로 도시한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전로 바닥부의 보수 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 전로 바닥부 내화물 교체 방법을 설명하기에 앞서, 전로(100)에 대한 설명을 간략하게 하기로 한다.
전로(100)는 고로에서 만들어진 선철을 정련시키기 위한 제강 설비로서, 고로에서 만들어진 용선을 주입받고, 주입된 용선에 산소 등의 산화성 가스를 불어넣어 용선에 포함되는 불순물을 단시간 내에 산화 제거함으로써 양질의 용강을 생산하는 설비이다. 전로(100)는 일반적으로, 도 1에 도시된 것처럼, 측벽부(100a)와 바닥부(100b)로 나뉘어 구비된다. 전로(100)는 노내 반응으로부터 전로(100)의 설비를 보호하기 위해 철피(102a, 102b) 내측으로부터 연와(104a, 104b)를 축조한다. 이때, 측벽부(100a)와 바닥부(100b)에는 측벽부 철피(102a), 측벽부 연와(104a) 및 바닥부 철피(102b) 바닥부 연와(104b)로 분류될 수 있다. 이와 같이, 분리되어 구성되는 전로(100)는 조업의 지속으로 인해 마모되는 연와를 교체하기 위해 측벽부(100a)와 바닥부(100b)가 분리 및 결합될수 있도록 구성된다.
이때, 본 발명에서는 전로(100)부 바닥부 철피(102b)를 관통하며 노즐(210)이 배치될 수 있다. 이에 대해서는 하기에서 자세하게 설명하기로 한다.
한편, 전로(100)는 용선이 장입되어 정련될 때, 전로(100) 내의 용선을 교반하기 위해 전로(100)의 하부에 교반 가스를 공급하는 다수의 저취 노즐(미도시)이 설치된다. 저취 노즐은 바닥부 연와(104b)의 중심에 설치되는바, 저취 노즐의 일단은 바닥부 연와(104b)를 관통하여 전로(100) 내측으로 향하도록 설치되고, 타단은 전로의 외부로 인출되고 플렉시블 호스(미도시)와 연결된다.
전로의 바닥부(100b)는 상술한 바와 같이, 바닥부 철피(102b)와, 바닥부 연와(104b)로 구성되는데, 여기서 바닥부 연와(104b)는 내화물로 이루어진 복수의 벽돌(즉, 내화 벽돌)을 축조된 것이다. 통상 바닥부 연와(104b)는 저취 노즐에 의한 산소 취입시에 열충격에 의한 손상을 방지하기 위하여 표 1과 같이 산화마그네슘(MgO)이 67 내지 80 중량%, 흑연(C)이 15 중량% 내지 25 중량% 함유된 마그네시아 카본 내화 벽돌로 축조되며, 300℃ 에서의 열팽창율이 0.1 내지 0.2%, 1500℃ 에서의 열팽창율이 0.6 내지 1.4%이다. 또한, 복수의 마그네시아 카본 내화 벽돌 사이에는 내화 몰타르가 시공되는데, 몰타르가 시공되는 두께는 하나의 내화 벽돌 폭의 1% 내지 2%가 되도록 시공된다. 이는, 내화 벽돌들 즉, 바닥부 연와(104b)가 열에 의해 팽창할 때, 몰타르가 팽창대의 역할을 할 수 있도록 하기 위함이다. 또한, 마그네시아 카본 내화 벽돌들 사이의 이격 거리 즉, 틈새가 2mm 이하가 되도록 몰타르를 시공하고, 내화 벽돌들을 밀착 시공한다.
열팽창율의 측정은 시공된 연결부를 상온에 두었을 때의 길이, 면적 또는 부피를 측정하고, 소정 온도 예컨대, 300℃ 또는 1500℃ 로 열처리한 후, 다시 상온으로 냉각시켰을 때, 상기 연결부의 길이 또는 길이, 면적 또는 부피를 측정한다. 그리고 열처리 전의 연결부의 길이, 면적 또는 부피와, 열처리 후 다시 상온으로 냉각시켰을 때의 연결부의 길이, 면적 또는 부피 간의 차이를 계산함으로써 열팽창율을 알 수 있다. 이때, 열팽창율이 양(+)의 값인 경우, 열처리 전에 비해 열처리 후에 연결부의 길이, 면적 또는 부피가 증가한 것을 의미하며, 열팽창율이 음(-)의 값인 경우, 열처리 전에 비해 열처리 후에 연결부의 길이, 면적 또는 부피가 감소한 것을 의미한다.
구분 중량%

바닥부 조성
 조성 MgO 67~80
C 15~25
열팽창율(%)
 300℃ 0.1~0.2
1500℃ 0.6~1.4
한편, 전로(100)의 바닥부(100b)를 교체할 때, 상기 바닥부(100b)를 측벽부(100a)에 조립하는데 있어서, 측벽부 연와(104a)와 바닥부 연와(104b) 사이의 상호 간섭에 의한 손상을 방지하기 위하여, 바닥부 연와(104b)의 폭이 분리된 바닥부(100b)에 의해 개구된 전로(100)의 하측 개방부의 폭에 비해 작도록 제조한다. 보다 바람직하게는 바닥부(100b)를 측벽부(100a)의 하측으로 삽입하였을 때, 바닥부(100b)와 측벽부(100a) 사이의 이격 공간 즉 간극(G)의 폭이 30 mm 내지 150 mm가 되도록 한다. 그리고 이러한 간극(G)은 후술되는 내화물로 충진된다.
이하 설명의 편의를 위하여 전로(100)의 측벽부(100a)와 바닥부(100b) 사이의 간극(G)에 내화물로 시공되는 시공체를 연결부(103)라 명명한다. 간극(G)에 내화물을 시공하는 작업은 전로(100)의 바닥부(100b)와 측벽부(100a) 간의 조립이 완료된 후에 실시되며 바닥부(100b)를 교체하는 경우, 열간에서 작업해야 하므로, 전로(100)를 직립한 상태에서 간극(G)에 내화물을 주입한다. 간극(G)으로 주입되는 내화물은 바닥부 연와(104b)의 외측에서 상기 바닥부 연와(104b)를 지지 또는 구속하여 고정하여, 바닥부 연와(104b)의 탈락과 손상을 방지한다.
일 전로(100)에서 여러번 주조 조업을 실시하게 되면, 전로 바닥부(100b)의 잔존 두께가 기준 이하가 되며, 이때 전로(100) 사용을 중단하고 바닥부(100b)를 교체한다. 통상 바닥부(100b)의 잔존 두께가 200mm 내지 300mm 남게되면 조업 안정을 위해 바닥부(100b) 교체 작업을 실시한다.
한편, 바닥부 연와(104b)에 있어서, 상부면은 용강과 직접 접촉하는 면으로, 상기 바닥부 연와(104b)의 상부면으로부터 소정 길의 하측 영역까지는 열에 의한 응력이 발생된다. 그리고 바닥부(100b)와 측벽부(100a) 사이의 간극(G)에는 내화물을 충진시켜 연결부를 시공하는데, 연결부(103)의 상하 방향에 있어서, 바닥부 연와(104b)의 하부면으로부터 소정 거리의 상측 영역까지는 바닥부 연와(104b)를 견고하게 지지 고정해야할 필요가 있으며, 이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 제 1 내화물을 주입하여 시공한다. 그리고, 바닥부 연와(104b)에서 열 응력이 발생되는 영역과 대응되는 연결부(103)의 영역은 열 응력에 의해 바닥부 연와(104b)가 손상되는 것을 방지할 수 있도록 열 팽창 특성을 가지는 내화물(이하, 제 2 내화물)로 이루어진다.
이하에서는 제 1 내화물로 이루어진 연결부(103)의 영역을 제 1 연결부(103a)라 명명하고, 제 2 내화물로 이루어진 연결부의 영역을 제 2 연결부(103b)라 명명한다. 보다 구체적으로, 제 2 연결부(103b)는 간극(G)의 상단으로부터 700mm 하측 지점까지 제 2 내화물로 이루어진 영역이고, 제 1 연결부(103a)는 간극(G)의 하단으로부터 200mm 내지 300mm 지점까지 제 1 내화물로 이루어진 영역이다. 그리고 바닥부 연와(104b)의 하부로부터 상측으로 소정위치 까지의 영역이며, 외측에 제 1 연결부(103a)가 대응 시공되는 영역을 바닥부 연와(104b)의 제 1 영역(114)이라 명명하고, 제 1 영역와(114)의 상측 영역이며 열 응력에 의한 팽창이 발생될 수 있는 영역으로, 외측에 제 2 연결부(103b)가 대응 시공되는 영역을 바닥부 연와(104b)의 제 2 영역(124)이라 명명한다.
그리고 간극(G)의 영역 중, 제 1 내화물이 주입되어 제 1 연결부가 시공되는 영역을 제 1 충진 영역이라 하고, 제 1 충진 영역의 상측 공간이며 제 2 내화물이 주입되어 제 2 연결부가 시공되는 영역을 제 2 충진 영역이라 명명한다.
표 2를 참조하면, 제 1 연결부(103a)는 300℃ 이상에서 열팽창율이 0.2% 내지 1.7%의 특성을 가지며, 200℃ 내지 300℃ 에서 열 경화성 수지에 의해서 경화가 될 수 있는 마그네시아-카본질(제 1 내화물)로 시공된다. 보다 구체적으로 제 1 내화물은 산화마그네슘(MgO)가 72 중량% 내지 85 중량%, AlO2O3-SiO2가 12중량% 내지 20 중량%이며, C가 0 중량% 초과, 10 중량% 이하 함유된다. 이러한 제 1 내화물은 300℃에서의 열팽창율이 0.22, 1500℃에서의 열팽창율이 1.2 내지 1.7%이고, 250℃에서의 압축 강도가 14 내지 19 Mpa이다.
그리고, 제 2 연결부(103b)는 용강 및 슬래그의 침투가 적고, 내식성이 우수하며, 열간에서 무기 결합제에 의해 경화될 수 있고, 1500℃ 이상에서 열팽창율이 0.1% 이하의 특성을 가지는 부정형 내화인 마그네시아-크롬질(제 2 내화물)로 시공된다. 보다 구체적으로 제 2 내화물은 산화마그네슘(MgO)가 80 중량% 내지 92 중량%,AlO2O3-SiO2가 3중량% 내지 10 중량%이며, Cr가 0 중량% 초과, 8 중량% 이하 함유된다. 이러한 제 2 내화물은 300℃에서의 열팽창율이 -0.3 내지 -0.2%, 1500℃에서의 열팽창율이 0 초과, 0.1% 이하이고, 150℃에서의 압축 강도가 12 내지 14 Mpa이다.
구분 제 1 내화물
(마그네시아-카본질)		 제 2 내화물
(마그네시아-크롬질)



연결부 시공용
내화물
조성(중량%)
 MgO(중량%) 72~85 80~92
Al2O3--SiO2
(중량%)		 12~20 3~10
C 또는 Cr(중량%) 10 이하(C) 8 이하(Cr)
열팽창율(%) 저온 0.22% -0.3 ~ -0.2%
1500℃ 1.2~1.7% 0% 초과, 0.1% 이하
압축 강도(Mpa)
 300℃미만 20~27 (250℃)
1500℃
이와 같이 구성되는 전로(100)에 있어서, 본 발명의 실시 예에 따른 전로 바닥부 유지보수 방법은, 바닥부(100b)를 분리하여 바닥부 연와(104b)를 교체하는 과정, 바닥부(100b)를 상기 전로의 측벽부(100a)와 결합하는 과정 및 바닥부 연와(104b) 및 측벽부 연와(104a) 사이의 간극(G)을 메우는 과정을 포함한다.
전로(100)의 측벽부(100a)와 바닥부(100b)를 분리하기 위해 우선적으로 전로(100) 전로(100)에 수용되는 용강은 출강시키고, 전로(100)를 냉각시킨다. 이때, 전로(100)는 바닥부(100b)를 분리할 수 있는 온도 예컨대, 약 200 내지 300℃로 냉각시킨다. 하지만, 전로(100)의 냉각 온도는 이에 한정되지 않고, 작업자가 전로(100)의 측벽부(100a)와 바닥부(100b)를 분리할 수 있는 온도까지 냉각시킬 수 있다.
전로(100)의 냉각이 완료되면, 전로(100)의 바닥부(100b)를 분리한다. 통상적으로, 측벽부(100a)와 바닥부(100b)는 볼트-너트 결합구조로 연결되어 있거나 홈에 돌기가 삽입되어 고정되는 쐐기결합구조로 형성될 수 있다. 이때, 측벽부(100a)와 바닥부(100b)의 결합방법은 본 발명에서는 중요하지 않으며, 전로(100)의 냉각 후에 도3b에 도시된 것처럼, 측벽부(100a)와 연결되는 바닥부(100b)를 분리한다. 이때, 바닥부(100b)의 바닥부 철피(102b) 상에는 마모된 바닥부 연와(104b)가 있다.
이후, 도3c에 도시된 것처럼, 바닥부 철피(102b) 상에 새로운 연와를 축조하여, 새로운 바닥부 연와(104b)가 구비된 바닥부(100b)를 준비한다. 그리고, 도 3d에서와 같이 새로운 바닥부(100b)를 측벽부(100a)와 다시 결합시킨다. 이때, 연와(104b)가 교체된 후, 측벽부(100a)와 바닥부(100b)가 결합하면, 측벽부 연와(104a)와 바닥부 연와(104b) 사이에는 간극(G)이 발생한다.
전로(100)의 측벽부(100a)와 바닥부(100b) 사이의 간극(G)에는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 및 제 2 내화물을 주입하여 연결부(103)를 시공한다. 전로(100)의 측벽부(100a)와 바닥부(100b) 사이의 간극(G)에 내화물을 충전하여 연결부(103)를 시공하기 위해, 본 발명의 실시예에서는 도3e 및 도 3f에 도시된 것처럼, 전로(100)의 측벽부(100a)와 바닥부(100b) 사이의 간극(G)에 압입기(200)를 전로(100)의 바닥부(100b)와 연결하여, 간극(G)을 메우는 방법을 사용한다. 즉, 전로(100) 바닥부(100b)와 연결된 압입기(200)를 작동시킨다. 이때, 압입기(200)에 대해서는 후에 자세하게 설명하기로 한다. 바닥부(100b)와 연결된 압입기(200)를 작동시키면, 간극(G)내에 연결부(103) 시공을 위한 원료가 압입된다. 이때, 간극(G)에 압입되는 원료는 부정형 내화물로서, 정해진 형태를 가지지 않는 내화물이 압입됨으로써, 간극(G)의 형태에 따라서 부정형 내화물이 압입되어 연결부(103)의 형태를 형성할 수 있다.
전로(100)의 바닥부(100b) 및 측벽부(100a) 사이의 이격공간(G)을 메우기 위해 구비된 압입기(200)는 상술한 바와 같이 전로(100)의 측벽부 연와(104a)와 바닥부 연와(104b) 사이의 간극(G) 내에 부정형 내화물을 압입한다. 이러한 압입기(200)는 바닥부(100b)를 상하방향으로 관통하며 배치되는 노즐(210), 충전될 제 1 내화물이 저장된 제 1 원료 공급부(250) 및 제 2 내화물이 저장된 제 2 원료 공급부(260), 노즐(210)과 제 1 및 제 2 원료 공급부(250, 260)에 연결되는 원료 공급 라인(230)을 포함한다. 원료 공급 라인은 노즐과 제 1 원료 공급부 사이를 연결하는 제 1 원료 공급관과, 노즐과 제 2 원료 공급부 사이를 연결하는 제 2 원료 공급관을 포함하고, 제 1 원료 공급관 및 제 2 원료 공급관 각각에는 밸브(270a, 270b)가 설치된다.
노즐(210)은 전술한 전로(100)의 바닥부(100b)를 상하방향으로 관통하여 원료가 배출되는 단부가 전로(100) 내에 배치될 수 있다. 즉, 노즐(210)은 바닥부(100b)를 관통하여 바닥부(100b)의 상면으로부터 소정길이 연장 형성되어 배치될 수 있다. 이때, 본 발명의 노즐(210)은 복수개 예컨대 4개 마련되어, 간극(G)의 연장 방향을 따라 상호 이격 설치된다.
이하, 압입기를 이용하여 본 발명의 실시예에 따른 연결부 시공 방법을 설명한다.
간극(G)에 내화물을 시공하는 작업은 전로(100)의 바닥부(100b)와 측벽부(100a) 간의 조립이 완료된 후에 실시되며 바닥부(100b)를 교체하는 경우, 열간에서 작업해야 하므로, 전로(100)를 직립한 상태에서 간극(G)에 내화물을 주입한다. 이때, 간극(G)으로 삽입된 노즐(210)의 상단은 제 1 내화물을 주입하여 제 1 연결부(103a)가 형성될 영역의 상측에 위치하도록 삽입 설치되도록 한다. 그리고 제 1 밸브(270a)를 동작시켜 노즐(210)과 제 1 원료 공급관(230a)을 연통시켜, 제 1 원료 공급부(250)에 저장된 제 1 내화물을 제 1 원료 공급관(230a)으로 공급함으로써, 노즐(210)로부터 제 1 내화물을 토출시킨다. 이때 제 1 내화물이 간극의 제 1 영역(114)까지 충진되도록 주입하여 제 1 연결부(103a)를 형성한다. 이후, 제 1 내화물의 토출을 중지시키고, 제 2 밸브(270b)를 동작시켜 노즐(210)과 제 2 원료 공급관(230b)을 연통시켜, 제 2 원료 공급부(260)에 저장된 제 2 내화물을 제 2 원료 공급관(230b)으로 공급함으로써, 노즐(210)로부터 제 2 내화물을 토출시킨다. 이때 제 2 내화물이 간극의 제 2 영역(124)까지, 즉 제 1 연결부(103a)의 상부로부터 간극(G)의 최상단가지 충진되도록 주입하여 제 2 연결부(103b)를 형성한다.
여기서, 제 1 연결부(103a)는 300℃ 이상에서 열팽창율이 0.2% 내지 1.7%의 특성을 가지는 제 1 내화물 즉, 마그네시아-카본질로 이루어진다. 따라서, 바닥부(100b) 교체 작업시에 제 1 연결부(103a)는 바닥부 연와(104b)의 외측에서 상기 바닥부 연와(104b)를 지지 또는 구속하여 고정하여, 바닥부 연와(104b)의 탈락과 손상을 방지한다. 그리고, 제 2 연결부(103b)는 열 응력이 발생하는 바닥부 연와(104b)의 외측에 대응 시공되며, 용강 및 슬래그의 침투가 적고, 내식성이 우수하며, 열간에서 무기 결합제에 의해 경화될 수 있는 마그네시아-크롬질의 수계 부정형 내화물이며, 1500℃ 이상에서 열팽창율이 0.1% 이하의 특성을 가진다. 따라서, 바닥부 연와(104b)의 열 응력 발생시에도, 이를 제 2 연결부가 버퍼 또는 완충할 수 있어, 열 응력에 의한 바닥부 연와(104b)의 균열 발생을 방지할 수 있고, 이에 따라 바닥부의 수명을 연장시킬 수 있다.
간극(G) 내 부정형 내화물의 충진이 완료되면, 바닥부(100b)와 연결된 압입기(200)의 작동을 중단한다. 그리고, 전로의 재 조업을 위해 전로(100)를 일정 온도로 승온 시키는 작업을 수행한다. 이때, 전로(100)가 승온되는 온도는 약 1100 내지 1200℃로 승온될 수 있다. 즉, 일반적으로 전로(100)의 조업에서 유지되어야 하는 전로(100)의 온도로 전로(100)를 승온시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명에서는 전로 바닥부(100b)의 교체시에, 바닥부와 측벽부 사이의 간극에 연결부를 시공하는데 있어서, 300℃ 이상에서 열팽창율이 0.2% 내지 1.7%의 특성을 가지는 제 1 내화물로 제 1 연결부(103a)를 형성하고, 500℃ 이상에서 열팽창율이 0.1% 이하의 특성을 가지는 제 2 내화물로 제 2 연결부(103b)를 형성한다. 따라서, 따라서, 바닥부(100b) 교체 작업시에 제 1 연결부(103a)는 바닥부 연와(104b)의 외측에서 상기 바닥부 연와(104b)를 지지 또는 구속하여 고정하여, 바닥부 연와(104b)의 탈락과 손상을 방지할 수 있다. 그리고 제 2 연결부(103b)는 바닥부 연와(104b)의 열 응력 발생시에도, 이를 제 2 연결부(103b)가 버퍼 또는 완충할 수 있어, 열 응력에 의한 바닥부 연와(104b)의 균열 발생을 방지할 수 있고, 이에 따라 바닥부의 수명을 연장시킬 수 있다.
반면, 종래에는 마그네시아 카본질 내화물을 간극 전체로 주입하여, 연결부 전체를 마그네시아 카본질로 시공하거나, 마그네시아 크롬질 내화물을 간극 전체로 주입하여, 연결부 전체를 마그네시아 크롬질로 시공하였다. 이러한 경우, 바닥부 연와 즉, 내화 벽돌 사이로 용강이 다량 침투되며, 연와의 제 2 영역의 상부면으로부터 약 50mm 내지 100mm 하측 내부로 균열이 발생되거나, 탈락되는 문제가 있었다.
표 3은 실험예들에 의한 내화물로 이루어진 연결부에 따른 특성을 나타낸 표이다. 여기서 제 1 및 제 2 실험예는 300℃ 이상에서 열팽창율이 0.2% 내지 1.7%의 특성을 가지며, 200℃ 내지 300℃ 에서 열 경화성 수지에 의해서 경화가 될 수 있는 마그네시아-카본질(제 1 내화물)로 시공되고, 제 2 연결부(103b)는 용강 및 슬래그의 침투가 적고, 내식성이 우수하며, 열간에서 무기 결합제에 의해 경화될 수 있고, 1500℃ 이상에서 열팽창율이 0.1% 이하의 특성을 가지는 부정형 내화인 마그네시아-크롬질(제 2 내화물)시공한 것이다. 보다 구체적으로 제 1 실험예에서의 제 1 연결부는 열팽창율이 0.22%, 제 2 연결부는 열팽창율이 0.1%이며, 제 2 실험예는 제 1 연결부는 열팽창율이 0.22%, 제 2 연결부는 열팽창율이 0.05%이다.
그리고 제 3 실험예는 고팽창 특성을 가지는 마그네시아 카본계 내화물로 연결부 전체를 형성한 경우이고, 제 4 실험예는 저팽창 특성을 가지는 마그네시아 크롬계 내화물로 연결부 전체를 형성한 경우이다. 그리고, 제 6 실험예는 바닥부의 제 1 영역 대응하는 위치인 연결부의 하부 영역에 저팽창 특성을 가지는 마그네시아 크롬계 내화물로 제 1 연결부를 형성하고, 제 2 영역 대응하는 위치인 연결부의 상부 영역에 고팽창 특성을 가지는 마그네시아 카본계 내화물로 제 2 연결부를 형성한 경우이다. 이때, 제 3 실험예는 제 1 연결부를 시공하는 제 1 내화물의 열팽창 특성은 0.2% 내지 1.7%의 범위를 만족하나 제 2 연결부를 시공하는 제 2 내화물의 열팽창 특성은 0.1%를 초과한다. 그리고 제 4 실험예 및 제 5 실험예는 제 2 연결부에 비해 상대적으로 열팽창율이 낮은 열팽창율의 내화물로 제 1 연결부를 시공하고, 제 1 연결부에 비해 상대적으로 열팽창율이 높은 열팽창율의 내화물로 제 2 연결부를 시공한다. 이때, 제 4 실험예는 제 2 연결부를 시공하는 제 2 내화물의 열팽창 특성은 0.1% 이하의 범위를 만족하나, 제 1 연결부를 시공하는 제 1 내화물의 열팽창 특성은 -0.2%이다. 그리고 제 5 실험예는 제 1 연결부를 시공하는 제 1 내화물의 열팽창 특성이 -0.2%이고, 제 2 연결부를 시공하는 제 2 내화물의 열팽창율이 1.0%를 초과한다.
구분 제 1 실험예 제 2 실험예 제 3 실험예 제 4 실험예 제 5 실험예
연결부 시공용 내화물의 열팽창 특성 제 1 연결부의 열팽창율(%) 0.22% 0.22% 0.22% -0.2% -0.2%
제 2 연결부의 열팽창율(%) 0.1% 0.05% 1.5% 0.1% 1.5%

전로 바닥부 특성

 제 2 연결부의 균열 및 탈락 적음 매우 적음 심함 적음 심함
바닥부 연와로의 용강 침투성 적음 적음 적음 많음 많음
전로 바닥부의 수명(횟수) 200회~250회 250회~300회 150회 이하 170회 이하
 120회 이하
표 3을 참조하면, 제 1 및 제 2 실험예는 바닥부 연와의 제 2 연와 영역에서의 균열 및 제 2 연와 영역 상부면에서의 탈락이 적고, 연와의 내화 벽돌 사이로의 용강 침투가 적으며, 전로 바닥부의 수명이 200회를 초과한다. 그러나 제 3 실험예는 바닥부 연와에서 열응력에 의한 균열 및 탈락이 심하며, 제 4 실험예는 바닥부 연와로의 용강 침투량이 많고, 제 5 실험예는 바닥부 연와에서의 열응력에 의한 균열 및 탈락이 심하고, 바닥부 연와로의 용강 침투량이 많다. 그리고 제 4 실험예 내지 제 5 실험예는 수명이 170 이하로 제 1 및 제 2 실험예에 비해 현저히 적다.
100a: 측벽부 100b: 바닥부
103a: 제 1 연결부 103b: 제 2 연결부

Claims (10)

  1. 전로 바닥부를 유지보수하는 방법으로서,
    상기 바닥부를 분리하여 바닥부 연와를 교체하는 과정;
    상기 바닥부를 상기 전로의 측벽부와 결합하는 과정; 및
    상기 바닥부 연와 및 측벽부 연와 사이의 간극을 메우는 과정;을 포함하고,
    상기 간극을 메우는 과정은,
    상기 간극에 상대적으로 열팽창율이 큰 제 1 내화물을 상기 간극에 주입하여 제 1 연결부를 시공하는 과정; 및
    상기 간극에 상기 제 1 내화물에 비해 상대적으로 열팽창율이 작은 제 2 내화물을 상기 간극에 주입하여 제 2 연결부를 시공하는 과정;
    을 포함하고,
    상기 간극으로 상기 제 1 내화물 각각을 주입하여 상기 간극에 제 1 연결부를 시공하고, 상기 제 1 연결부 상측으로 상기 제 2 내화물을 주입하여 제 2 연결부를 시공하는 과정에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 연결부의 시공 시에, 상기 간극으로 삽입되어 상기 제 1 및 제 2 내화물을 주입하는 노즐의 선단이 상기 제 1 연결부 상부면의 상측에 위치하는 전로 바닥부 유지보수 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제 1 내화물은 300℃ 이상의 온도에서의 열팽창율이 0.2% 내지 1.7%이며, 제 2 내화물은 1500℃ 이상의 온도에서 열팽창율이 0.1% 이하인 전로 바닥부 유지보수 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제 1 내화물은 마그네시아-카본계 내화물이고, 제 2 내화물은 마그네시아-크롬계 내화물인 전로 바닥부 유지보수 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1 내화물은 72 중량% 내지 85 중량%의 MgO, 12 중량% 내지 20 중량%의 Al2O3-SiO2, 0 중량% 초과, 10 중량% 이하의 C를 함유하고,
    상기 제 2 내화물은 80 중량% 내지 92 중량%의 MgO, 3 중량% 내지 10 중량%의 Al2O3-SiO2, 0 중량% 초과, 8 중량% 이하의 Cr를 함유하는 전로 바닥부 유지보수 방법.
  5. 삭제
  6. 상하 방향으로 연장 형성되어, 용강을 수용하는 내부 공간을 가지고, 상측 및 하측이 개방된 형상이며, 내벽이 내화물 연와로 이루어진 측벽부;
    상기 측벽부의 하측 개방부에 체결 및 분리 가능하며, 내벽이 내화물 연와로 이루어진 바닥부;
    상기 측벽부와 바닥부 사이에 시공되며, 내화물로 이루어진 연결부;
    를 포함하고,
    상기 연결부는,
    상기 측벽부와 바닥부 사이에서, 상기 바닥부의 하부면의 하측으로부터 상측으로 연장 형성되며, 상대적으로 열팽창율이 큰 제 1 내화물로 이루어진 제 1 연결부; 및
    상기 바닥부의 상하 방향에 있어서, 상기 용강에 의한 열 응력이 발생되는 영역에 대응하도록, 상기 제 1 연결부의 상부에 형성되며, 상기 제 1 연결부에 비해 상대적으로 열팽창율이 작은 제 2 내화물로 이루어진 제 2 연결부;
    를 포함하고,
    상기 제 1 연결부는 0 중량% 초과, 10 중량% 이하의 C를 함유하는 마그네시아-카본계로 이루어지고, 300℃ 이상의 온도에서의 열팽창율이 0.2% 내지 1.7%을 가지며,
    상기 제 2 연결부는 0 중량% 초과, 8 중량% 이하의 Cr을 함유하는 마그네시아-크롬계로 이루어지고, 상기 제 2 연결부는 1500℃ 이상의 온도에서의 열팽창율이 0.1% 이하인 전로.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 제 1 연결부는 72 중량% 내지 85 중량%의 MgO, 12 중량% 내지 20 중량%의 Al2O3-SiO2를 함유하고,
    상기 제 2 연결부는 80 중량% 내지 92 중량%의 MgO, 3 중량% 내지 10 중량%의 Al2O3-SiO2를 함유하는 전로.
  10. 청구항 6 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 바닥부 내벽의 연와는 MgO 및 C가 함유된 내화물로 이루어진 전로.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005214548A (ja) * 2004-01-30 2005-08-11 Sumitomo Metal Ind Ltd 転炉の耐火物ライニング構造及び転炉操業方法
JP2009235457A (ja) * 2008-03-26 2009-10-15 Jfe Steel Corp 転炉底吹き羽口の煉瓦構造

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