전로(Converter, BOF)는 철(iron)을 강(steel)으로 변환시키는 철강 플랜트의 핵심적인 설비로서 본 연구는 전로 본체의 구조 설계와 안전성 평가에 관한 내용을 다루고 있다. 연구목표는 조업효율이 높고 유지보수 비용이 적은 장수명의 전로 본체 설계이다. 본 연구에서는 국내, 일본, 미국 및 유럽에 실제하는 다수의 전로 용기와 지지장치의 형상에 대한 자료를 조사하고 분석하여 철강 조업에 적절한 설계 표준 형상을 도출하였다. 표준형상에 대한 이론적 근거를 제시하기 위해 기계적 하중 계산을 전로용량, ...
전로(Converter, BOF)는 철(iron)을 강(steel)으로 변환시키는 철강 플랜트의 핵심적인 설비로서 본 연구는 전로 본체의 구조 설계와 안전성 평가에 관한 내용을 다루고 있다. 연구목표는 조업효율이 높고 유지보수 비용이 적은 장수명의 전로 본체 설계이다. 본 연구에서는 국내, 일본, 미국 및 유럽에 실제하는 다수의 전로 용기와 지지장치의 형상에 대한 자료를 조사하고 분석하여 철강 조업에 적절한 설계 표준 형상을 도출하였다. 표준형상에 대한 이론적 근거를 제시하기 위해 기계적 하중 계산을 전로용량, 내화물 마모, 경동각도에 따라 전산화하고 열전달, 구조 해석을 수행하고 피로 및 크립 검토를 통한 안전성 평가를 수행하였다. 특히 전로수명의 지배적인 요소인 고온 크립변형에 대한 정량적인 평가를 수치적으로 해석하는 방법을 구축하고 실험치와 비교하여 정도를 확인함으로써 이후 전로 철피 재질이 변경되는 경우와 내화물이 마모된 시점에서 안전성 평가 및 수명 예측을 할 수 있는 시스템을 정립하였다. 본 연구에서 구축한 절차와 요소기술들은 전로뿐만 아니라 전기로를 비롯한 철강 플랜트 제선/제강분야 다양한 종류의 프로세스 노 설계에서도 유용한 자료로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
전로(Converter, BOF)는 철(iron)을 강(steel)으로 변환시키는 철강 플랜트의 핵심적인 설비로서 본 연구는 전로 본체의 구조 설계와 안전성 평가에 관한 내용을 다루고 있다. 연구목표는 조업효율이 높고 유지보수 비용이 적은 장수명의 전로 본체 설계이다. 본 연구에서는 국내, 일본, 미국 및 유럽에 실제하는 다수의 전로 용기와 지지장치의 형상에 대한 자료를 조사하고 분석하여 철강 조업에 적절한 설계 표준 형상을 도출하였다. 표준형상에 대한 이론적 근거를 제시하기 위해 기계적 하중 계산을 전로용량, 내화물 마모, 경동각도에 따라 전산화하고 열전달, 구조 해석을 수행하고 피로 및 크립 검토를 통한 안전성 평가를 수행하였다. 특히 전로수명의 지배적인 요소인 고온 크립변형에 대한 정량적인 평가를 수치적으로 해석하는 방법을 구축하고 실험치와 비교하여 정도를 확인함으로써 이후 전로 철피 재질이 변경되는 경우와 내화물이 마모된 시점에서 안전성 평가 및 수명 예측을 할 수 있는 시스템을 정립하였다. 본 연구에서 구축한 절차와 요소기술들은 전로뿐만 아니라 전기로를 비롯한 철강 플랜트 제선/제강분야 다양한 종류의 프로세스 노 설계에서도 유용한 자료로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
This research is about the structural design and safety assessment of the Basic Oxygen Furnace(BOF) converter which is an apparatus used to convert iron to steel in steelmaking plants. The goal of this research is to identify design considerations that are relevant to gaining benefits in terms of in...
This research is about the structural design and safety assessment of the Basic Oxygen Furnace(BOF) converter which is an apparatus used to convert iron to steel in steelmaking plants. The goal of this research is to identify design considerations that are relevant to gaining benefits in terms of increasing efficiency, reducing maintenance costs, and extending the operation life of the converter. A number of converter vessels and trunnion rings from Japan, Europe, North America and Korea have been examined to produce a converter profile that could achieve those benefits. In order to make the theoretical base of the profile, the following steps are taken: (1) the mechanical loading has been studied in relation to converter capacities, residual refractory and tilting angles, (2) heat transfer and structural analysis have been performed, and (3) safety assessment has been conducted by fatigue and creep evaluation. In particularly, the numerical method for the analysis of high temperature creep strain that is the dominant factor of extending the converter life is established and compared with experimental values for conforming the accuracy. Also this method can be used to the safety assessment and the life prediction of converters having various shell materials and residual refractory. The process and technology of this research can be efficiently applied to the structural design of not only converter but also various process furnaces in the ironmaking and steelmaking plant.
This research is about the structural design and safety assessment of the Basic Oxygen Furnace(BOF) converter which is an apparatus used to convert iron to steel in steelmaking plants. The goal of this research is to identify design considerations that are relevant to gaining benefits in terms of increasing efficiency, reducing maintenance costs, and extending the operation life of the converter. A number of converter vessels and trunnion rings from Japan, Europe, North America and Korea have been examined to produce a converter profile that could achieve those benefits. In order to make the theoretical base of the profile, the following steps are taken: (1) the mechanical loading has been studied in relation to converter capacities, residual refractory and tilting angles, (2) heat transfer and structural analysis have been performed, and (3) safety assessment has been conducted by fatigue and creep evaluation. In particularly, the numerical method for the analysis of high temperature creep strain that is the dominant factor of extending the converter life is established and compared with experimental values for conforming the accuracy. Also this method can be used to the safety assessment and the life prediction of converters having various shell materials and residual refractory. The process and technology of this research can be efficiently applied to the structural design of not only converter but also various process furnaces in the ironmaking and steelmaking plant.
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