Teeming Ladle Dryer용 노즐의 개발

목차

1. 서론

2. 실험방법

2. 1. 래들용 노즐의 모사실험

2. 2. Teeming Ladle Dryer의 내부온도 측정

2. 3. 노즐이 설치된 Teeming Ladle Dryer의 내부온도 측정

3. 실험결과 및 고찰

3. 1. 모사래들에서의 노즐형태에 따른 래들의 내부온도 분포

3. 2. Teeming Ladle Dryer의 내부온도 측정

3. 3. 축소형노즐이 설치된 래들의 내부온도 측정

3. 4. 직선형노즐이 설치된 Teeming Ladle Dryer의 내부온도 측정

3. 5. FEM에 의한 노즐의 변형분석

4. 결론

본문내용

에 비하여 50∼250℃ 정도 높았으나, 직선형노즐을 부착하여 승온하면 가열초기에는 50℃, 가열종료시는 특히 벽쪽의 상부와 바닥의 온도차가 150℃정도로 높았으며 반면에 다른 곳의 온도차는 100℃정도로 축소형노즐의 경우보다 적었다. 축소형노즐의 경우에 비하여 래들 중앙 및 중간부위에서는 상부와 바닥의 온도차가 조금 낮았으나, 래들 벽에서는 화염의 영향으로 축소형노즐의 경우보다 조금 높았다.
직선형노즐은 2제강 6번 Dryer에 동절기를 포함하여 9개월간 적용하였으나, 특히 동절기에 자주 발생하던 부정형내화물의 폭열현상은 전혀 발생되지 않았다.
3. 5. FEM에 의한 노즐의 변형분석
Ni/Cr 내열합금강으로 제작된 노즐의 변형을 재질의 물질상수와 표면온도 등의 데이터를 사용하여 유한요소해석을 수행하였으며, FEM에 의하여 분석된 직선형노즐의 1000일의 변형정도와 온도분포를 Fig. 17에 나타내었다. 직선형노즐의 하단부분이 높은 온도분포를 나타내었고, 노즐전체에 있어서 응력이 낮아 1000일의 경과후에도 그 변형이 약 13mm 정도로 적어 현장에 설치된 노즐의 수명은 약 2년 이상일 것으로 예상된다.
4. 결론
(1) 래들용 버너에 여러가지 형태의 노즐을 부착하여 모사래들에서 측정한 상부와 하부의 온도차는 약 50℃정도로 기존 래들의 온도차인 150-200℃에 비하여 현저하게 감소하였다.
(2) 가열 72시간동안 기존 Teeming Ladle Dryer의 내부온도분포에 의하면 래들의 상부온도가 바닥보다 -34∼273℃정도로 높았으며, 래들 중앙상부의 온도를 제외한 모든 위치에서의 온도가 건조곡선의 온도보다 낮았다.
(3) 축소형 및 직선형노즐을 (광) 2제강 6번 Dryer의 버너에 설치하여 래들을 가열하면 래들의 상부가 바닥에 비하여 각각 2∼-129℃ 및 -12∼-139℃정도 높았으며, 기존 래들의 온도분포와는 상이하게 모든 바닥의 온도가 건조곡선의 온도보다 높았다.
(4) 현재의 조업조건과 노즐재질의 특성으로 FEM에 의하여 직선형노즐의 변형 및 온도분포를 예측하였으며, 그 결과 직선형노즐은 1000일 후 약 13mm 정도의 변형을 나타내는 것으로 분석되었다.
5. 참고문헌
(1) S. Prochazka, Ceramics for high Temperature Applications, Ed. by J. J. Burke, A. E. Gorum and R. N. Katz, Brook Hill Publishing Co., MA, 1974, p. 239∼252
(2) J. A. Coppola, H. A. Lawler and C. H. McMurty, U. S. Patent 4123286, October (1978)
(3) 김영우, 박병학, 한동빈 외, 세라믹 R/T용 Liner 및 Burner Nozzle 개발, 포항산업과학연구원 과제보고서, 1997
Fig. 1 Types and sizes of various nozzle for ladle test
Fig. 2 Specification of ladle and positions of thermocouples for nozzle test
Fig. 3 Photographs of (a) ladle, (b) ceramic nozzle and (c) flame by nozzle
Fig. 4 Specification of ladle and positions of thermocouples
installed in teeming ladle dryer
Fig. 5 Photograph of thermocouples installed in ladle
Fig. 6 Photograph of standard thermoter in ladle cover
Fig. 7 Types and sizes of (a) reduced nozzle and (b) straight nozzle
for teeming ladle dryer
Fig. 8 Photographs of (a) present nozzle and (b) straight nozzle
installed in burner for teeming ladle dryer
Fig. 9 Temperature distributions for top and bottom of ladle with
present burner, nozzle 1, nozzle 2 and ceramic nozzle
Fig. 10 Temperature differencess for top (TC 11) and bottom (TC 8, 9 & 10)
of ladle with present burner, nozzle 1, nozzle 2 and ceramic nozzle
Fig. 11 Temperature distributions for top and bottom of
present teeming ladle dryer and heating schedule
Fig. 12 Temperature differences between top and bottom of
present teeming ladle dryer
Fig. 13 Temperature distributions for top and bottom of teeming ladle dryer
with reduced nozzle and heating schedule
Fig. 14 Temperature differences between top and bottom of
teeming ladle dryer with reduced nozzle
Fig. 15 Temperature distributions for top and bottom of teeming ladle dryer
with straight nozzle and heating schedule
Fig. 16 Temperature differences between top and bottom of
teeming ladle dryer with straight nozzle
Fig. 17 FEM results for (a) temperature distribution and
(b) stress distribution of straight nozzle

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노즐의 개발