KR0163438B1 - 용기의 내벽을 관통하는 복수의 전극을 갖춘 제련용 용기 - Google Patents

Abstract

직류아크(arc) 용광로와 같은 본 발명의 제련용 용기는 내화성재료(2)로써 내부의 윤곽이 형성되는 금속재하우징(1)과 제련용 용기의 저면부를 지나 전력공급단자에 접속되는 하나 이상의 노상전극(3)이 포함되며, 상기의 노상전극(3)은 기계적인 고정장치인 플란지(11)과 나사(12) 등에 의해 금속재 하우징(1)에 고정되고, 상기 하우징(1)으로부터 전기 절연된다.

본 발명에 의하면, 하우징(1)의 내표면으로 흐르는 유동체가 상기의 노상전극(3)의 고정장치인 플란지(11), 나사(12)등과 접촉하는 것을 방지하는 유지수단이 포함되며, 양호하게는 노상전극(3)의 고정장치 대(帶)를 둘러싸는 누수방지벽(20)으로 구성되며, 구멍(26)들은 하우징(1)에서 모여진 유동체를 방출하기 위해 제공된다.

특히, 본 발명은 직류아크 용광로에 적용될 수 있으며, 투입되는 파쇠금속에서 생기고 내화성재료(2)를 통해 스며든 융해된 납이 노상전극(3)의 고정장치의 전기절연에 가해지는 손상을 방지한다.

Description

용기의 내벽을 관통하는 복수의 전극을 갖춘 제련용 용기

제1도는 본 발명의 선행기술에 의한 노상(爐床)전극을 갖춘 일종의 아크(arc) 용광로의 단면에 대한 개략도.

제2도는 본 발명의 아크 용광로의 노상전극의 고정장치대(帶)에 대한 상세도.

제3도는 본 발명의 실시예에 대응되는 부분적인 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 하우징 2 : 내화성재료

3 : 노상(爐床)전극 4 : 융해상태의 금속

5 : 연접장치 6 : 천반(天盤)전극

7 : 슬리이브(Sleeve) 8 : 냉각용 접속파이프

90 : 고정봉 축선 10 : 유로

11 : 고정장치인 플란지(Flange) 12,12' : 고정장치인 나사

13 : 절연워셔(Washers) 및 끼움쇠테 14 : 평면판

15 : 화살표 16 : 화살표 방향

20 : 누수방지벽 21 : 중간부 소형판

22 : 고정 플란지 23 : 전기 절연체

24 : 중간부 소형판의 상단부 25 : 최하단점

26 : 구멍

본 발명은 용해된 금속의 용액조(槽)가 포함되고, 상기 용기의 저면벽을 통해 지나는 하나 이상의 전극을 갖춘 제련용 용기에 관한 것이다.

예를 들면, 금속을 용해시키는 직류아크(arc) 용광로와 같은 용기들은 금속재(材) 하우징과 내화성 재료로 된 내측 라이닝으로 구성된다.

노상(爐床)전극에 관련해서, 하나 이상의 노상전극이 하우징의 저면벽과 내화성 재료를 관통하여 지나고 사용중에 용기내에 담긴 금속의 용액조와 전기 접속될 수 있도록 하우징의 내측 표면에서 동일 평면을 이룬다.

직류전원의 단자에 접속된 상기의 노상전극은 일반적으로 노상전극을 유지하는 고정장치에 의해서 하우징상에 기계적으로 고정되며, 예를 들면 볼트에 의해 하우징 위에 유지된다.

하우징이 노상전극의 전위(電位)에 도달하는 것을 방지하기 위해서,. 전기로부터 절연되는 요소들이 하우징과, 노상전극과 전기 접속되어 있는 고정장치의 사이에 놓인다.

파쇄금속을 용해시키고, 강철을 주조하기 위한 일종의 노상전극을 구성하는 직류아크 용광로의 사용중에 저기절연체의 특성을 바꾸기 위해 요구되는 제작시의 장애를 발생시키는 노상전극 또는 그 고정장치와 금속재 하우징 사이의 전기의 섬광형상을 발생시키는 전기절연에서의 단점을 관찰할 수 있을 것이며, 이러한 변경작용은 일반적으로 새로운 절연체를 배출하기 위해서 플란지, 나사 등의 고정장치의 제거가 요구된다.

특히, 본 발명은 상기의 문제점을 해결하고 전기 섬광현상을 제거하거나 또는 적어도 그 빈도를 크게 줄이는데 그 목적이 있다.

이러한 목적으로 볼 때, 본 발명의 주제는 내화성 재료로써 내부의 윤곽이 형성되는 금속재 하우징과 제련용 용기의 저면부를 통해 지나며 전원공급단자에 접속되는 하나 이상의 전극을 포함하는 직류아크 용광로와 같은 제련용 용기이며, 상기 전극은 기계적인 고정장치에 의해 금속재 하우징에 고정되고 상기의 하우징으로부터 전기가 절연된다.

본 발명에 의하면, 상기 용기는 전극의 고정대(帶)를 둘러싸고 하우징의 내측으로 뻗어 있고 누수방지방법으로 하우징에 결속되는 누수방지벽을 포함하고, 상기의 누수방지벽은 하우징의 내측벽으로 흐르는 유동액이 프란지, 나사 등의 고정장치와(또는) 전극 자체와 접촉하지 못하도록 해주는 유지수단을 형성한다.

사실상, 지금까지 사용된 장치에서의 전기 섬광현상의 문제는, 특히 전극의 고정장치가 하우징과 접촉하게 됨으로써 하우징의 전기절연을 방해하는 납과 같은 용해된 중금속이 하우징의 표면으로 흐르기 때문이다.

특히, 투입되는 파쇄 금속에 함유된 납은 융해 작업중에 용광로의 용해 금속내로 주입된다.

평균적으로 고온인 용광로에서의 납의 밀도와 납의 유동성 때문에 용해된 납이 용광로의 내화성 재료를 통해 통과될 수 있다. 비교적 융해점이 낮다는 것은 납이 하우징의 금속재 내벽에 도달되어 유동체로 유지되고 최하단점으로 향하여 하우징의 내측면으로 흘러간다.

그리고, 전극의 고정장치에 이르고 상기 고정장치인 플란지, 나사의 금속재 요소와 접촉함으로써 또는 전기 절연체내로 스며들어 손상되거나 그 절연특성이 약화됨으로써도 고정장치의 절연을 무효화시킬 수 있다.

게다가, 전극의 고정장치는 일반적으로 냉각이 되면 납의 고화(固化)온도보다 낮은 온도를 갖는다.

그리고, 용해된 납이 전극의 고정장치에 접촉하게 되면 고화되어 전극과 하우징 사이의 영구적인 접속을 형성한다.

명백히 이해되는 바와 같이, 본 발명은 하우징의 내측면으로 흐르는 융해된 납이 전극의 고정장치 또는 전극에 도달하지 못하도록 할 수 있고, 따라서 전기 절연에 의한 파손을 막는다.

본 발명에 의한 특별한 배치에 의하면, 전극의 고정장치로써 유도체가 하우징 내로 흐름에 따른 접촉을 막는 상기의 유지수단은 하우징내로 뻗어 있고 누수방지방법으로 하우징에 접속되는 전극의 조정장치대(帶)를 둘러싸는 누수방지벽을 포함하여, 방출수단이 하우징으로부터 유동체를 모아 방출하도록 제공된다.

양호하게는 상기의 방출수단은 하우징을 관통하여 유지수단을 형성하는 상기의 누수방지벽의 외측에 위치하는 하나 이상의 구멍을 포함한다.

상기의 배치에 의해서 하우징의 내측면으로 흐르는 융해된 납이 전극을 둘러싸는 누수방지벽의 표면에서 하우징의 최하단점에 모이며, 따라서 전극의 고정장치에 도달할 수 있다.

하우징내에서 만들어지는 구멍은 이 구멍을 토해 흐르는 융해된 납을 방출할 수 있고, 수집기(Collector)에 의해서 회복된다.

그리하여 누수방지벽 상단으로 흘러 넘치는 위험과 누수방지벽의 둘레에 융해된 납이 축적되는 것이 방지된다.

게다가, 하우징에 접속된 누수방지벽은 하우징에 접촉된 납의 고화를 막기에 충분한 온도로 유지되고, 결과적으로 방출구멍이 막히는 것을 방지한다.

누수방지벽은 간단하게 하우징의 내측에 고정된 중간부 소형판의 모서리로 구성되면, 그 외측에서 융해된 납으로 유지수단을 형성하기에 충분한 두께를 갖는다.

상기의 경우에, 전극은 용광로의 외측으로 향한 면의 중간부 소형판에 고정된다.

접촉하지 않으면서 전극이 지나는 중간부 소형판의 상단부는 그 외측면을 향하여 유리하도록 경사를 이루고 있다.

상기의 배치는 중간부 소형판의 위에 배치된 내화성 재료를 통해 지나는 융해된 납을 모아 중간부 소형판의 주변부에서 형성된 유지수단으로 흐르게 할 수 있다.

그밖의 특성과 장점은 쇠를 함유한 물질을 융해시켜 유동상태의 강철을 만들기 위한 직류아크 용광로의 경우에는 본 발명의 실시예에서 주어지는 설명으로 알 수 있을 것이다.

제1도에 도시된 용광로는 내화성 재료(2)내측선의 윤곽을 이루는 금속재(材)로 된 하우징으로 구성된다.

용광로의 저면부는 저면부를 통하여 지나는 노상(爐床)전극(3)을 가지며, 사전에 용광로 내에 주입된 파쇄금속이 용해된 결과로 융해상태의 금속(4)의 용액조(槽)와 접촉될 수 있도록 상기 노상전극(3)이 내화성 재료(2)의 내측면에 많이 존재한다.

노상전극(3)은 연접장치(5)에 의해서 전력공급단자(도시하지 않음)에 접속되며, 또 다른쪽 단자는 하나 이상의 천반(天盤)전극(6)에 접속된다.

상기의 배치는 직류아크(arc) 용광로 분야에서 공지되어 있다.

특히, FR 2566984에 기재된 노상전극을 용광로에 고정시키는 통상의 방법이 제2도에 도시되었다.

노상전극(3)의 고정장치(11)(12)는 노상전극(3)을 유지하는 냉각용 접속파이프(8)를 둘러싼 슬리이브(Sleeve)(7)로 구성된다.

냉각용 접속파이프(8)는 축선(9)에 의해 도시된 고정봉들에 의해서 슬리이브(7)상에 고정된다.

또한, 슬리이브(7)는 유로(流路)(10)내에서 물과 같은 냉각시키는 유동체의 내부순환에 의해서 냉각된다.

슬리이브(7)는 나사(12)를 수단으로 하우징(1)의 외측부에서 예를 들면 용접을 이용해서 하우징(1)에 고정시킨 플란지(11)로써 완전해진다.

노상전극(3)과 그 고정장치(11)(12)에 대하여 하우징(1)을 전기로부터 절연할 수 있도록 절연재로 된 평면판(14)이 플란지(11)와 하우징(1)사이에 끼워지고, 절연 워셔 및 끼움쇠테(13)는 플란지(11)로부터 나사(12)를 전기 절연한다.

전기의 섬락(閃絡)현상과 본 명세서의 초입에서 언급한 절연으로 인한 손상 등의 현상은 특히 상기에서 기술한 형태, 또는 그와 유사한 형태들의 노상전극(3)을 고정시키는 장치를 갖춘 용광로에서 발생되는 것이다.

사실상, 용광로의 가동으로 납을 함유하는 동안에 투입광물인 파쇠금속이 용광로에 주입되고 융해된다.

고온에서의 납의 밀도 및 유동성 때문에, 융해된 납은 화살표(15)의 방향으로 내화성 재료(2)내로 스며들며, 하우징(1)에 접하면 하우징(1)의 내측면을 지나 하우징(1)의 최하단점(25)으로 향해 흐른다.

그리고, 융해된 납은 노상전극(3)의 고정장치(11)(12)와 하우징(1) 사이로 전류가 통과되도록 허용함으로써 전기로부터 절연을 중단시키고, 제2도의 화살표방향(16)에서 노상전극(3)에 인접하게 모이게 된다.

게다가, 융해된 납은 냉각된 노상전극(3)과 슬리이브(7)에 인접해 있는 이유로 더욱 냉각된 지대에 있기 때문에 안정된 전기접속을 발생시키는 상기 지대에서 고화되고 축적된다.

선행기술에 의한 용광로의 단점을 설명하는 상기의 관련사항에 따른 설명은 제3도와 관련해서 상기의 문제를 해결할 수 있는 본 발명의 더 양호한 실시예를 제공하게 될 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해서, 용광로는 융해시키는 하우징(1)으로부터 상부로 뻗은 노상전극(3)의 주변에 있는 연속적인 누수방지벽(20)을 포함한다.

도시된 실시예에서, 누수방지벽(20)은 하우징(1)의 저면부에 비해 높은 중간부 소형판(21)으로 완성된다.

노상전극의 고정플란지(22)는 한쪽면에서는 나사(12')와 중간부 소형판(21) 또 다른 편에서는 나사(12')와 플란지(22) 사이에 전기절연체(23)가 끼워지며, 나사(12')를 수단으로 선행기술에서 사용된 하우징(1)에 직접 접속되는 유사한 방식으로 상기의 중간부 소형판(21)에 고정된다.

따라서, 하우징(1)의 저면부를 지나 노상전극(3)으로 향하는 융해된 납의 흐름은 누수방지벽(20)이 형성하는 유지수단에 의해 차단되며, 게다가 중간부 소형판(21)위에 위치하는 내화성 재료(2)를 통해 스며드는 융해된 납은 중간부 소형판(21)에 의해 모아지며, 누수방지벽(20) 둘레의 하우징(1)의 최하단점(25)을 향하여 흐른다.

최하단점(25)에 모인 융해된 납은 모두 누수방지벽(20)의 외측면에서 금속재로 된 하우징(1)내에 하기의 목적으로 만들어진 구멍(26)들을 통해서 하우징(1)으로부터 흘러나온다.

본 발명에 의하면, 용광로를 이용하는 더 큰 장점은 용광로에 노상전극(3)의 고정장치(11)(12)대(帶)는 용광로가 용재(鎔滓)를 제거하거나 또는 융해된 금속을 쏟아붓기 위해 기우려 질 때에도 상기 고정장치(11)(12)대(帶)로 납이 스며드는 위험이 더욱 감소되는 하우징(1)의 최하단점(25)에 비해 높다.

그러나, 또 다른 장점은 융해된 납이 모이는 최하단점(25)은 융해된 납이 고화되는 온도 그 이상으로 상기 최하단점(25)의 온도를 유지시킬 수 있고, 따라서 하우징(1)내에서 납이 고화되지 않도록 막는 노상전극(3)의 지지대와 노상전극(3)에 인접해 있는 냉대(冷帶)와 거리를 두고 있다.

본 발명은 실시예로써 상기에서 설명한 배치에 한정되는 것은 아니다.

특히, 전기로부터의 절연을 향상시키기 위해서 전기의 절연요소를 분리된 중간부 소형판(21)과 누수방지벽(20)의 사이에, 또는 누수방지벽(20)과 하우징(1)사이에 끼울 수 있고 또는 누수방지벽(20)자체를 절연재로부터 만들 수 있고 누수방지와 원하는 전기로부터의 절연을 유지하기 위해서 하우징(1)상에서의 상기의 구성요소의 조립이 결과적으로 수행된다.

또한, 중간부 소형판(21)은 직접 하우징(1)의 저면부 상에 놓이고, 그리고, 중간부 소형판(21)의 두께는 그 모서리가 납의 유지수단이 형성되도록 충분히 높도록 하는 것이 충분하다. 본 발명은 단일한 노상전극(3)이 포함된 직류아크(arc) 용광로에 관련해서 설명되었다.

본 경우에서, 누수방지벽(20)이 노상전극(3) 전체를 둘러싸거나, 노상전극(3) 각가이 각개의 누수방지벽(20)에 둘러싸인다. 그리고 방출구멍(26)들은 하우징(1)의 최하단점(25)에서만 형성될 수 있다.

또한, 상기에 기술된 노상전극(3)의 고정장치(11)(12)와 전기로부터의 절연수단은 동등한 기술상의 배치에 의해 수정되거나 대체될 수 있다.

Claims (6)

1. 내화성 재료(2)로써 내부의 윤곽이 형성되는 금속재로 된 하우징(1)과 용광로의 저면부를 지나고 전력공급단자에 접속되는 하나 이상의 노상전극(3)으로 구성되며, 상기의 노상전극(3)은 기계적인 고정수단인 플란지(11)와 나사(12)에 의해 금속재 하우징(1)에 고정되고 상기 하우징(1)으로부터 전기 절연되고, 하우징(1)의 내표면으로 흐르는 유도체가 노상전극의 상기 고정수단인 플란지(11)와 나사(12)에 접촉되는 것을 방지하는 유지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 제련용 용기.
2. 제1항에 있어서, 상기의 유지수단은 노상전극(3)의 고정장치(11)(12)대(帶)를 둘러싸고, 하우징(1)의 내부로 뻗어 있고 누수방지방식으로 하우지에 접속되는 누수방지벽(20)이 포함되고, 방출수단을 하우징으로부터 유동체를 모아 방출하도록 제공되는 것을 특징으로 하는 제련용 용기.
3. 제2항에 있어서, 방출수단은 하우징(1)을 지나고 누수방지벽(20)의 외측에 위치한 하나 이상의 구멍(26)이 포함되는 것을 특징으로 하는 제련용 용기.
4. 제3항에 있어서, 누수방지벽(20)은 하우징(1)의 저면부에 비해 높은 중간부 소형판(21)을 유지하고, 노상전극(3)을 유지하는 플란지(22)가 중간부 소형판(21)에 고정되는 것을 특징으로 하는 제련용 용기.
5. 제4항에 있어서, 중간부 소형판(21)의 상단부(24)가 그 외측으로 경사지는 것을 특징으로 하는 제련용 용기.
6. 제4항에 있어서, 중간부 소형판(21)이 하우징(1)으로부터 전기 절연되는 것을 특징으로 하는 제련용 용기.

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