KR100255406B1 - 직류 아크로 설비 - Google Patents

Abstract

직류 아크로에서는 노몸통부 아래에서 신장하는 고전류선의 작용으로 전류 공급수단(19)에서 멀리 떨어진 방향으로 아크가 편향된다. 이에 따라 노몸통벽부의 일부가 열적으로 과부하 상태에 놓이게 된다. 고전류선(18a)의 대부분이 노단(20)또는 그 하단에 있는 노저부의 일면에 위치하며, 전류 공급 수단과는 반대편의 노몸통부(1)측에서만 하향하여 노저부의 접속부(10)로 연결된다면, 아크는 다시 대칭적으로 발열할 것이다.

Description

직류 아크로 설비

제1도는 고전류선을 개략적으로 나타낸 직류 아크로의 종단면도.

제2도는 제1도에 따른 아크로의 노몸통 저부의 평면도.

제3도는 제1도에 따른 아크로를 포함하고, 노단에 위치하며, 이 노단 하부에서 양측으로 안내되는 고전류선을 가지는 직류 아크로설비의 단순 측면도.

제4도는 제3도에 따른 직류 아크로 설비의 단순 평면도.

제5도는 제1도에 따른 아크로를 포함하고, 노단에 위치하며, 이 노단 상부에서 출탕구 쪽으로만 안내되는 고전류선을 가지는 직류아크로 설비의 단순 측면도.

제6도는 제5도에 따른 직류 아크로 설비의 단순 평면도.

제7도는 노단 상에서 경사 방향에 평행하게 놓인 고전류선을 가지는, 제3도 또는 제4도에 따른 실시예의 일변형을 나타내는 도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 노몸통부 2 : 몸통쉘

3 : 전극 5 : 탭핑장치

6 : 도어홀(doorhole) 7a,… : 라이닝층

8a,8b,8c : 벽돌 9 : 접촉판(contact plate)

10 : 접속부 11 : 12의 구멍

12 : 저부판(bottom plate) 13 : 벽돌 라이닝

14 : 몸체 15 : 2의 깃

17 : 절연체링

18a,18c : 노저 접촉부로 연결되는 고전류선

18b : 전극으로 연결되는 고전류선 18a′,18b′ : 18a 및 18b의 가요성부

19 : 전류 공급수단 20 : 노단

21,22 : 롤링크래들 23,24 : 롤링트랙

25 : 노뚜껑 26 : 슬래그도어

본 발명은, 노단에 위치하며, 금속쉘로 둘러싸인 노몸통부, 음극(cathode)으로서 접속된 하나 이상의 전극, 및 양극(anode)으로서 접속되며 하나 이상의 접속부가 구비되어 있는 적어도 하나의 노저 접촉부를 포함하며, 이 전극과 노저 접촉부는 고전류선을 통하여 노몸통부 측면의 전류 동급수단에 접속되어 있는 직류 아크로를 포함하는 직류아크로 설비에 관한 것이다.

이 점에 있어서는, 본 발명은 독일 특허 제2,558,879호를 참조하고 있다.

고 용량의 직류 아크로의 경우에, 전류도입선 및 방출선으로 흐르는 고전류에 의하여 아크의 굴절 현상이 야기되어 수직으로 발열하지 못하고 오히려 아크가 노벽을 향하게 되어 노벽을 과열시키게 된다.

노몸통부의 하부와 측면에 특정 배열의 전류도입선 및 방출선을 구비함으로써 아크가 “센터링(centering)”된다. 따라서, 미국 특허 제4,550,413호 및 동 제4,557,326호에는 직류 전류에 의해 발생되는 자장이 아크에 대칭적으로 작용하도록 이들 선들을 배열하는 것이 제안되어 있다. 그러나, 이러한 방법은 고가이며 노를 위한 공간 확보 면에서도 바람직하지 않다. 또 다른 해결책은, 전극 지지 장치와 함께 노몸통부에 대하여 수평으로 변위 가능한 전극을 구비하여 전류의 도입 및 방출에 따른 비대칭성을 보상하기 위한 방법이 있다. 이러한 장치도 마찬가지로, 노뚜껑에 상기 전극의 이동 경로가 제공되도록 충분한 공간이 확보되어야 하기 때문에 비용면에서 불리하다.

독일 특허 제25 58 879호에는 비자성 저부의 도가니를 구비한 직류 공급 아크로가 공지되어 있다. 조 전극(bath electrode)은 아크전극의 종방향에 대하여 비대칭적으로 놓여 있다. 도가니 아래에 하나 이상의 도선이 놓여져, 이를 통해 흐르는 전류가 몸체의 전류와는 실질적으로 반대 방향으로 전류가 흐르도록 수 있도록 조 전극에 접속되는 고전류선이 위치된다. 이와 같은 전류의 흐름을 얻기 위하여, 공지의 아크로에서는 고전류선이 도가니의 주변부 둘레에 수평으로, 도가니의 상부에 높이 위치되어야 한다. 따라서, 이와 같은 고전류의 도선부는 노몸통의 일부를 이룬다. 현재 교환 가능한 노몸통부에서 통상적인 방법으로 조업하면 현재로서는 비용이 증가된다. 더욱이, 도가니 상에 있는 고전류선의 보호에도 상당한 비용을 요한다.

다른 해결책으로는, 1990년 9월 3일자로 본 출원인에 의해 출원된 미공개 유럽 특허출원 제90116866.6호의 것으로, 다양한 전기 전도도를 가지는 벽돌을 저부 라이닝층으로 구성한 것이 제안되어 있다.

본 발명의 목적은, 간단한 수단으로 설비에 요하는 공간을 최소로하면서 아크의 대칭성을 달성할 수 있고, 또한 노몸통부에는 보상선을 설치할 필요가 없으며, 종래와 같이 교환 가능한 노몸통부를 사용할 수 있는 직류 아크로의 설비를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명에 따르면, 상기한 바와 같은 목적은, 전류 공급수단으로부터 노저 접촉부로 연결되는 고전류선의 대부분이 노단 상, 노단 위에 또는 노단 밑의 평면에 위치하며, 노저부 전류 공급수단 반대편의 노몸통부측에서만 하향하여 노저부의 접속부로 연결되도록 함으로써 달성 가능하다.

본 발명의 장점은 노몸통부 측면, 위 또는 아래에 고가의 선유도 없이 거의 대칭인 아아크를 형성시키는데 있다.

본 발명에 대한 보다 완전한 이해와 주목할 만한 이점들은, 첨부도면과 관련하여 후술하는 상세한 설명에 의하여 보다 명백하게 이해될 수 있을 것이다.

첨부도면과 관련해서, 동일한 도면 부호는 도면 전체에 걸쳐 동일 또는 대응부를 나타낸다.

제1도에 따른 직류 아크로는 금속쉘(2)을 구비한 노몸통부(1)를 가진다. 본 실시예에서, 아크로는 음극으로 접속된 단지 1의 고체 접속 전극(3)을 가지고 있으나, 그 수는 2 이상일 수도 있다. 이 전극(3)아래에는 전극 스폿(electrode spot), 즉 융체의 무슬랙 표면(slay-free surface)(4)이 통상적인 방법으로 얻어진다. 노몸통부의 도어홀(6), 탭핑장치(5)을 구비한 이심저부 탭핑을 가지고 있다. 노 접촉부(bottom contact)가 노의 베이스에 고정되어 있다. 이 실시예에서, 노저 접촉부는 구형의 캡 모양의 접촉판(9)에 놓여 있는 흑연 또는 흑연을 포함하는 벽돌(8)로 된 2개의 라이닝층(7a,7b)으로 되어 있다. 접촉판(9)상의 접속부(10)(제2도)는 노몸통 저부의 개구부(11)를 통하여 외부로 하향 돌출되어 있다. 외부로 향하는 저부 라이닝층의 인접부는 종래의 노벽돌 라이닝(11)이다. 노몸통 저부에는 냉각 수단(도시되지 않음)이 구비되어 가능한 한 낮은 온도로 유지된다. (16)은 배출되는 가스를 위한 배출구이다. 라이닝층(7a 및 7b)의 벽돌(14)은 융체(14)와 접촉판(8) 사이에 전류 도체의 역할을 한다. 이 정도까지는 종래기술에 대응하는 직류 아크로이며 예컨대, 미국 특허 제4,228,314호, 독일 특허 제30 22 566호에 상세히 개시되어 있다.

노몸통부의 쉘(2)은 반경 방향 내부로 좁아져 내향 돌출 깃(15)을 형성한다. 저부판(10)은 상기 깃(15)을 지나 반경 방향으로 돌출되어 있다. 상기 중첩부에 절연 물질로 이루어진 링(17)이 배열되어 있다. 이와 같은 방법으로, 노저부 모두가 상기 깃(15)상에 지지된다. 말하자면, 노저부는 떠 있다. 동시에, 노셀(2)과 저부판(12)(결과적으로는 하부 접촉부)사이의 전기 절연이 절연 물질을 통하여 이루어진다.

접속부(10)의 분포는 노몸통부(1)의 하측에 대한 제2도의 평면도에서 볼 수 있다. 4개의 접속부(9)가 저부 전체에 걸쳐 규칙적으로 분포되어 있다. 그리고, 아크로의 전류 공급 장치(19)의 양극으로 연결된 고전류선(18a,18c)이 도시되어 있다. 전류 공급 장치(19)의 음극에서 전극(3)으로 연결되는 고전류선은 18b로 나타내었다.

제3 및 제4도, 제5 및 제6도에서 각각 알 수 있는 바와 같이, 직류아크로는 노단(20)(furnace platform)상에 위치하고 있다. 이 노단에는 롤링트랙(23,24)상에 지지되는 두개의 롤링크래들(21,22)이 구비되어 있다. 이러한 방식으로, 노단(20)과 함께 아크로가 노의 종축에 평행한 축에 대해 양측으로 선회할 수 있다. 전극(3)및 노저의 접속부(10)로 연결되는 고전류선(18a,18b)은 노단(20)으로 전이되는 부분에서는 가요성 구조(flexible construction)로 되어 있다. 고전류선(18a,18b)의 가요성 부분을 각각 18a′, 18b′로 나타내었다. 전류 공급수단(19)(제3도 및 제4도에는 도시되지 않음)에서 노저 접촉부의 접속부(10)로 연결되는 고전류선(18a)의 대부분은, 노단(20)아래에 있는 노저부 상의 일면에 놓여 있다. 이와 같은 고전류선은 전류 공급수단(19)반대편의 노몸통부 측면에서만 하향하여 노저부 상의 접속부(10)로 연결되어 있다. 이점과 관련하여, 고전류선(18a)의 배치 방법에는 두 가지의 변형이 가능하다.

제3도 및 제4도에서 도시한 변형에서는, 전류 공급수단(19)의 양극(Positive Pole)에서 나오는 두개의 분리선이 노단(20)의 가장자리를 따라 위치한다. 고전류선(18a)의 보호용으로 사용되는 도관(제3도 및 제4도에는 도시되지 않음)이 노단(20)의 구조로 일체될 수 있다. 전류 공급수단(19)의 반대편 측 노단(20)에서, 이 고전류선들이 우선 서로 마주보면서 동일한 평면으로 연장된 후 경사되어 하향 연장하는 고전류선부로 전환되어 그 단부가 노저부의 접속부(10)에 연결된다.

전류 공급수단(19)으로부터 멀리 떨어져서 대면하는 노의 측면에서 신장하여, 먼저 하향으로 안내된 다음, 노저부에서 다시 도전체부(18a)의 방향으로 후퇴하여, 노단(20)상에서 접속부(10)로 연장하는 부분(18c)에는, 아크의 굴절을 상쇄시키는 자장이 형성되어 노벽 및 노뚜껑의 마모를 감소시킨다. 노단(20)에서 수평으로 연장되는 고전류선부(18a)가 아크의 굴절을 야기시키는 것은 명백하지만, 그 정도는 노저부에 대한 노저부 상의 한 평면에서 연장하는 고전류선부(18a)의 위치가 더 높을 수록 더 작다. 이와 관련하여, 최적 위치는(제3도에서 일점쇄선으로 도시된)최대 장입되었을 때 아크의 발열면에 존재하게 된다. 그렇지만, 실제적으로 아크로의 조업 중에 나타나는 극단적인 조건에 대하여 고전류선(18a)이 보호되어야 한다는 점을 상기하여야 한다. 이것은 탭핑 장치(5)영역 및 특히, 슬랙도어(26)영역에 모두 적용된다. 만일 이것이 경제적, 기술적으로 가능하다면, 제3도 및 제4도의 아크로 설비에서, 고전류선(18a)의 상기한 부분이 노단(20)위에 놓일 수 있으며, 이를 위해서는 별도의 운송 설비 및 적절한 보호조치들이 필요하다.

전자기 특성의 관점에서는, 비록 그 효과가 약간 적지만 경제적으로 이점이 큰 또 다른 배치 방법이 제5도 및 제6도에 도시되어 있다. 여기에서는, 고전류선(18a)(또는 평행하게 연결된 복수의 이들 선)이 노단(20)의 출탕구측 상에서만 전류 공급수단(19)의 양극에서 전류 공급수단(19)의 반대편 아크로의 단부로 연결된 다음, 노단의 중심을 향해서 내측으로 굴곡된 후 제1쌍의 접속부(10)의 높이에서 분기된다. 다음에, 두 갈래의 도선이 접속부(10)에 연결된다. 고전류선(18a)의 각 부분이 바람직하게는, 최대 장입 상태에서 아크의 연소면과 대략 일치하는 면내에서 연장하도록 노단의 고전류선 배치를 선택한다. 이와 같은 도선부에 의해 형성되는 자장은 사실상 수직 방향으로 아크 영역에서 연장되어 아크의 굴절을 발생시키지 않는다. 노단(20)의 출탕구측에 도선을 배치하는 것이 가장 적절한 것으로 생각되지만, 고전류선(18a)은 또한 보상 효과를 감소시킴이 없이 슬랙도어(26)측에 놓일 수도 있다.

상술한 실시예의 실시예들은, 전류 공급수단이 노몸통부의 경사축방향에 옆방향으로 놓여 있으며 양극으로 연결되는 고전류선(18a,18b)모두, 음극으로 연결되는 도선 및 이에 부속되는 가요성 도선부(18a′,18b′)는 그 대부분이 아크로의 경사축에 평행하게 연장되는 배치를 가지는 종래의 아크로 설비에 근거를 두고 있다. 제7도에 도시한 본 발명에 따른 실시예는 노단(20)상에 또는 그 아래에 설치되는 도선부의 대부분이 경사축에 대하여 90° 각도로 연장하는 배치인 점에서 본 배치와 다르다. 전류 공급수단(19)의 양극으로 연결되는 고전류선에 부속되는 가요성도선부(18a′)의 배치도 마찬가지이다. 보상작용과 관련해서는, 그 효과는 제3도 및 제4도와 일치되는 고전류선(81a)의 배치의 경우와 다르지 않다. 제5도 및 제6도의 배치 상태의 경우에서와 같이, 원할 경우에 노단 상부에 고전류선을 배치할 수도 있다. 제7도의 도선 배치 상태에서는, 슬랙도어(26)영역 내 또는 저부 탭장치(5)영역 내에 도선을 배치할 필요가 없는 이점이 있다. 전류 공급수단(19)에서 떨어져 대면하는 접속부(10)에 연결되는 도선의 길이가 더 길어지는 것이 단점으로 고려될 수 있다. 그렇지만, 이 경우에 문제가 되는 “긴”도선을 생략하고 전류 공급수단(19)에 근접한 고전류선을 경유하여 전류 공급수단에서 떨어져 대면하는 제5도 및 제6도와 유사한도선 배치를 사용하면 이러한 단점을 극복할 수 있다.

지금까지 노저 접촉부는 접촉판에 지지되는 전기 전도성 벽돌의 적어도 일부로 구성되어 노저판 상에 위치하는 구조를 가진 아크로를 기준으로 본 발명을 설명하였다. 본 발명이 이와 같은 형태의 노에 제한되지 않음은 물론이다. 본 발명의 범위를 벗어남이 없이, 노저 접촉부가 노저판에 수직으로 고정된 다중 금속봉으로 구성되어 있는 직류 아크로에도 적용 가능하다. 노저 접촉부에는 또한 4개 이하 또는 그이상의 접속부를 구비할 수도 있다.

본 발명의 다양한 변형이 상술한 기술 내용으로부터 가능하다는 것은 명백하다. 따라서, 본 발명의 범위 내에서 여기에 특별히 설명한 것 이상으로 실현될 수 있다.

Claims (5)

1. 노단(20)상에 위치하고 있으며, 금속쉘(2)로 둘러싸인 노몸통부(1), 음극으로 접속된 하나 이상의 전극(3)및 하나 이상의 접속부(10)가 구비되어 있고 양극으로 접속되어 있는 하나 이상의 노저 접촉부(9)를 포함하며, 상기 전극과 노저 접촉부는 고전류선(18a,18b,18c)을 통하여 노몸통부의 측면에 위치하는 전류 공급수단(19)에 접속되어 있는 직류 아크로를 포함하는 직류 아크로 설비에 있어서, 상기 전류 공급수단(19)에서 노저 접촉부(9)로 연결되는 고전류선(18a)의 대부분은 상기 노단(20)상에, 또는 그 하단에 있는 노저부 상의 일면에 위치하며, 상기 전류 공급수단(19)과는 반대편의 노몸통부(1)측면 상에서만 하향하여 노저부 상의 접속부(10)에 연결되도록 하는 것을 특징으로 하는 직류 아크로 설비.
2. 제1항에 있어서, 각각의 경우에 있어서 하나의 고전류선(18a)이 상기 전류 공급수단의 양극에서 노의 경사축에 평행한 노단(20)의 측면을 따라 안내되는 것을 특징으로 하는 아크로 설비.
3. 제1항에 있어서, 상기 전류 공급수단(19)의 양극에서 나오는 고전류선(18a)이 노단(20)의 출탕구측으로만 연장됨을 특징으로 하는 아크로 설비.
4. 제1항에 있어서, 각각의 경우에 있어서 하나의 고전류선(18a)이 상기 전류 공급수단(19)의 양극에서 노의 경사축에 직각으로 노단(20)의 측면 상에 안내되는 것을 특징으로 하는 아크로 설비.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 고전류선(18a)이 최대 장입 상태에서 아크의 발열면과 대략 일치하는 면의 노단 상에(20) 또는 그 위에 위치하고 있음을 특징으로 하는 아크로 설비.