탕도의 배재구 냉각장치

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개실용신안공보(U)
(51) Int. Cl.
6
C21B 7/14
(11) 공개번호 실1999-013689
(43) 공개일자 1999년04월26일
(21) 출원번호 실1997-026956
(22) 출원일자 1997년09월29일
(71) 출원인 포항종합제철 주식회사 이구택
경상북도 포항시 남구 괴동동 1번지
(72) 고안자 배동석
경상북도 포항시 동촌동 5번지 포항종합제철소 내
박성철
경상북도 포항시 동촌동 5번지 포항종합제철소 내
허만현
경상북도 포항시 동촌동 5번지 포항종합제철소 내
이민수
경상북도 포항시 동촌동 5번지 포항종합제철소 내
(74) 대리인 성낙준
심사청구 : 없음
(54) 탕도의 배재구 냉각장치
요약
본 고안은 용광로 탕도에 구비되어 용재(50)를 배출시키는 배재구에 관한 것으로 배재구(100)의 용재통
로(124)상에 상면(131)이 배재구(100)의 용재통로(124)와 동일 형상으로 절곡되어 있으며 상면 표면에는
돌기(132)와 엠보싱(133)이 형성되어 있고 상면(131)과 하면간에는 냉각수과 순환되는 관로(137)가 형성
되어 측부에 형성된 냉각수 급수관(135)과 배수관(136)이 결합되어 있는 냉각장치(130)를 상면(131) 표
면이 용재통로(124) 표면과 동일레벨이 유지되도록 배재구(100)에 결합시킴으로 구성된다.
효과로는 탕도로부터 배출된 용재가 냉각되어 표면에 구비된 돌기(132)와 엠보싱(133)에 응고 부착되어
냉각장치(130)를 지속적으로 배출되는 용재로부터 보호하여 마모침식을 방지함으로 용선의 손실 방지효
과, 배재구 보수 횟수 감소, 안전사고를 방지하는 효과가 있다.
대표도
도4
명세서
도면의 간단한 설명
도 1은 배재구의 위치를 도시한 탕도 구성도
도 2는 종래 배재구의 사시도
도 3은 도 2의 A A' 단면도
도 4는 본 고안이 구비된 냉각장치 사시도
도 5는 도 4의 B B' 단면도
도 6은 본 고안이 구비된 냉각장치 사용상태도
도 7은 도 6의 C C' 단면도
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 탕도40 : 용선
50 : 용재100 : 배재구
110 : 용재탕도121 : 철피
6-1
공개실용신안실1999-013689
122 : 단열연와123 : 내화연와
124 : 용재통로125 : 유입재내화물
126 : 결합홀130 : 냉각장치
131 : 상면132 : 돌기
133 : 엠보싱134 : 측면
135 : 급수관135-1 : 나사공
136 : 배수관136-1 : 나사공
137 : 냉각수 관로
고안의 상세한 설명
고안의 목적
고안이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 고안은 용광로 탕도에 구비되어 스래그를 배출시키는 배재구(slag gate)에 관한 것으로 좀더 상세히
설명하면 배재구의 스래그 접촉면에 복수개의 물결무늬와 엠보싱(embossing) 돌기를 형성시킨 냉각장치
를 설치하여 배재구의 마모 침식이 방지되도록 한 탕도의 배재구 냉각장치에 관한 것이다.
일반적으로 용광로 내부에서 용해된 철광석은 용융상태로 존재하게 되며 용융물은 출선구(10)의 개구와
동시에 출선구를 통하여 탕도(1)로 유입되도록 되어 있으며 탕도(1)로 유입된 용융물은 탕도에 일시저장
된 상태에서 용융물의 비중차이에 의해 용선과 스래그를 분리하는 스키머(20)를 통해 분리되게 된다.
용선(40)과 스래그(50)의 분리과정을 조금 더 상세히 설명하면 탕도(1)에 일시 저장된 용융물은 비중차
이에 의해 비중이 무거운 용선은 탕도 바닥쪽에 모여 스키머(20) 하부의 틈새(21)로 통과하여
용선탕도(30)를 통해 흘러가게 되고 상기 용선(40) 보다 비중이 가벼운 스래그 용재(50)는 용선 상측에
저장되어 스키머(20)에 의해 차단되어 있다가 배재구(100)를 통해 용재탕도(110)로 배출되며 분리되게
된다.
용재가 배출되는 배재구(100)는 고온의 용재(50)를 지속적으로 배출하게 되어 용재에 의한 마모와 침식
을 방지할 수 있도록 되어 있으며 그 구조는 양측면과 하면 외측에는 철피(121)가 형성되어 탕도와 연결
되며 상기 철피(121) 내측으로는 철피(121)를 따라 단열연와(122)가 일정 두께로 축조되며 축조된 단열
연와(122) 내측면에는 단열연와(122)를 따라 내화연와(123)가 일정두께로 축조되고 상기 내화연와(123)
내측으로는 상부에 용재통로(124)가 구비된 유입재내화물(125)이 형성됨으로 구성되어 있다.
그러나 상기와 같이 구성된 배재구(100)는 용재통로(124)로 연속배출되는 고온의 용재(50)에 의해 마모
침식이 지속적으로 진행되어 용재통로(124)의 깊이가 점점 깊어지게 되어 탕도(1)에 일시저장되어 있게
되는 용선이 침식으로 깊어진 용재통로(124)를 통해 용재와 같이 배출되어 용선의 손실을 초래함은 물론
배출된 용선이 냉각수와 접촉하여 안전사고를 일으키는 문제가 있었다.
다시 서술하면 용재통로의 침식으로 인하여 용재통로 높이가 낮아지게 되며 낮아진 용재통로(124)는 용
선과 용재의 분리방법인 비중차이에 의한 분리를 어렵게 하여 비중이 높은 용선이 용재통로로 유입되게
되어 문제를 발생시키게 되는 것이다.
또한, 종래 배재구의 용재통로(124)는 단면이 반원형으로 형성되어 용재가 중앙부위와 주로 접촉되어 마
모 침식을 당하므로 주기적으로 용재통로(124)의 중앙 바닥면의 높이를 높여주기 위한 보수작업의 실시
가 요구되며 이에 따른 작업자의 작업부하 및 생산성이 저하되는 문제가 배재구의 심한 마모 침식에 의
해 용재가 외부로 누출되어 발생되는 안전사고의 문제도 있었다.
고안이 이루고자하는 기술적 과제
따라서, 본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결하고 탕도 배재구에 구비된 용재
통로 상의 깊이가 깊어지지 않고 항시 일정 깊이를 유지되도록 하는 배재구 냉각장치를 제공하는데 있
다.
고안의 구성 및 작용
고안이 이루고자 하는 기술적 과제를 성취시키기 위한 구성은 양측면과 하면 외측에는 철피가 형성되어
탕도와 연결되며 상기 철피 내측면으로는 철피를 따라 단열연와와 내화연와가 축조되어 있고 상기 내화
연와 내측으로는 용재통로가 구비된 유입재 내화물이 형성되어 구성된 배재구에 있어서;
상면이 배재구의 용재통로 표면과 동일하게 절곡되어 있으며 상면 표면에는 돌기와 엠보싱이 형성되어
있고 상면과 하면간에는 냉각수가 순환되는 관로가 형성되어 측부에 형성된 냉각수 급수관과 배수관에
결합되어 상면이 용재통로 표면과 동일레벨이 유지되도록 배재구에 결합되는 탕도의 배재구 냉각장치로
구성된다.
첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
배재구(100)의 용재통로(124) 상에 냉각장치의 하부가 끼워져 결합되는 결합홀(126)을 형성하고, 상면이
6-2
공개실용신안실1999-013689
배재구의 용재통로(124) 표면과 동일하게 절곡되며 폭방향 중앙부가 볼록하게 길이방향으로 길게 형성되
어 있으며 절곡된 표면의 상면(131)과 측면에는 물결무늬 돌기(132)가 다수 형성되고 상기 물결무늬 돌
기(132)와 표면의 상면 측면에는 다수개의 엠보싱 돌기(133)가 형성되며 상면과 하면 사이에는 다수개의
격막이 형성되어 냉각수가 순환되는 냉각수 관로(137)가 형성되어 있고 그 단부 외주면에 구비된
나사공(136-1)(135-1)으로 외부의 냉각수 호수와 결합되는 급수관(135)과 배수관(136)이 구비되어 있는
냉각장치(130)를 배재구의 용재통로(124)상에 구비된 결합홀(126)에 하부를 삽입하여 냉각장치 상면이
용재통로(124) 표면과 동일레벨이 유지되도록 결합시킴으로 구성된다.
이하 작용에 관하여 서술하면 하기와 같다.
본 고안이 구비된 배재구(100)에 용재(50)가 배출되는 경우 용재(50)는 배재구(100) 표면에 구비된 결합
홀(126)에 결합된 냉각장치(130)에 흘러든 용재는 냉각장치(130) 표면 하측에 구비된 냉각수 관로(137)
상을 흐르는 냉각수에 의해 냉각되며 표면에 형성된 물결무늬 돌기(132)와 엠보싱 돌기(133)는 용재(50)
가 냉각되어 응고시 표면과의 접착면적을 증대시켜 표면에 응고된 용재의 접착력을 높여 응고된 용재가
지속적으로 흘러내리는 용재에 의해 쉽게 이탈되지 않고 냉각장치의 표면에 고착되어 냉각장치(130)의
침식과 마모를 방지하며 용재와의 접촉면적을 증대시켜 냉각효과를 증대시킨다.
또한, 냉각장치(130)의 폭 방향 중앙부가 볼록하게 형성되어 절곡된 양측면(134)으로 일정 스로프를 이
룬 냉각장치 상면(131)은 용재가 중앙부분 혹은 어느 일정부분으로 편중되게 접촉되며 흐르지 않도록 하
여 용재에 의한 편중 침식이나 마모를 방지하게 된다.
따라서, 상술한 작용에 의해 냉각장치의 표면이 침식 마모되는 것을 방지하게 되어 배재구 깊이를 항시
일정하게 유지시켜 용선이 용재와 같이 배출되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
본 고안의 효과를 입증하기 위한 일 실시예에 관해 설명하면 다음과 같다.
배재구 냉각장치 상면을 배재구의 용재통로와 동일레벨로 유지하도록 결합하고 출선작업을 실시하였다.
냉각수 유량은 50~200ℓ/min까지 변화시키며 배수온도와 냉각장치 표면에 응고 접착되는 용재의 두께를
측정한 결과 표 1에 도시된 바와 같이 냉각수량 100~150ℓ/min에서 8~12㎜의 용재 응고 두께가 형성되며
최적의 조건임을 알 수 있었다.
[표 1]
급수온도 26℃
t1
따라서, 최적의 조건인 냉각수량 100~150ℓ/min를 사용하여 실제 작업에 적용시킨 결과 표 2에 표시된
바와 같이 배재구 보수 횟수 감소, 용선 손실이 완전방지 되고 안전사고도 방지되는 효과를 얻을 수 있
었다.
[표 2]
t2
고안의 효과
고안의 효과로는 배재구에 구비된 용재통로상의 마모 침식을 방지하여 발생되던 용선의 손실을 방지하는
효과와 배재구 보수 횟수 감소로 인한 내화물 절감효과와 배재구 마모 침식에 의해 발생되던 안전사고를
방지하는 효과가 있다.
(57) 청구의 범위
청구항 1
양측면과 하면 외측에는 철피(121)가 형성되어 탕도(1)와 연결되며 상기 철피(121) 내측면으로는 철피를
따라 단열연와(122)와 내화연와(123)가 축조되어 있고 상기 내화연와(123) 내측으로는 용재통로(124)가
구비된 유입재내화물(125)이 형성되어 구성된 배재구(100)에 있어서, 상면이 배재구(100)의
용재통로(124) 표면과 동일하게 절곡되어 있으며 상면(131) 표면에는 돌기(132)와 엠보싱(133)이 형성되
어 있고 상면(131)과 하면간에는 냉각수가 순환되는 관로(137)가 형성되어 측부에 형성된 냉각수
급수관(135)과 배수관(136)에 결합되어 상면이 용재통로(124) 표면과 동일 레벨이 유지되도록
배재구(100)에 결합되는 것을 특징으로 하는 탕도의 배재구 냉각장치(130).
청구항 2
제 1항에 있어서 상면(131) 폭 방향 중앙부가 볼록하게 길이 방향으로 길게 형성되어 절곡된
측면부(134) 측으로 일정한 스로프를 이루는 것을 특징으로 하는 탕도의 배재구 냉각장치(130).
청구항 3
제 1항에 있어서 돌기(132)는 물결무늬가 엇갈려 형성된 것을 특징으로 하는 탕도의 배재구
냉각장치(130).
도면
6-3
공개실용신안실1999-013689
도면1
도면2
도면3
6-4
공개실용신안실1999-013689
도면4
도면5
6-5
공개실용신안실1999-013689
도면6
도면7
6-6
공개실용신안실1999-013689