KR100305497B1 - Holding furnace for oxygen-free copper continuous casting - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무산소동 연속주조용 보온로에 관한 것으로, 특히, 용해로 내에서 용융된 구리용탕을 무산소동의 상태로 주조장치에 연속 공급하고자 할 때, 상기 용해로로부터 소정량의 구리용탕을 수용하여 그 상하 위치에 관계없이 일정온도가 유지되는 조건에서 무산소동을 제조할 수 있도록 함으로써 원활한 연속주조 공정을 진행할 수 있게 한 무산소동 연속주조용 보온로에 관한 것이다.The present invention relates to a heating furnace for oxygen-free copper continuous casting, in particular, to continuously supply the molten copper molten metal in the melting furnace to the casting apparatus in the state of oxygen-free copper, and receives a predetermined amount of copper molten from the melting furnace and the upper and lower The present invention relates to an oxygen-free copper continuous casting thermal insulation furnace which enables a smooth continuous casting process by allowing an oxygen-free copper to be manufactured under a condition where a constant temperature is maintained regardless of a position.
일반적으로, 무산소동(無酸素銅)(O.F.C.; Oxygen-Free Copper)은 99.99%의 순도를 유지하는 구리(Cu)를 의미하는 것으로, 미국재료시험협회(ASTM)의 C-101 규격 및 일본공업규격의 C-1010 기준에 의하면 산소 용존량이 4 PPM 이하, 상기 각국의 C-102 및 C-1020 기준에 의하면 산소 용존량이 10 PPM 이하로 규정되어 있다.Generally, Oxygen-Free Copper (OFC) refers to copper (Cu) which maintains purity of 99.99%. It is C-101 standard of American Material Testing Association (ASTM) and Japanese industry. According to the C-1010 standard of the specification, the oxygen dissolved amount is set to 4 PPM or less, and according to the C-102 and C-1020 standards of each country, the oxygen dissolved amount is prescribed to be 10 PPM or less.
이러한 무산소동을 제조하여 주조하는 종래의 방식에는 연속주조(Continuos Casting) 방식과 간헐주조(Intermittent Casting) 방식이 알려져 있으며, 이중에서, 후술한 간헐주조 방식은 진공중에서 작업을 수행하여야 하므로 제작 비용이 과다 소요되고 처리 조작이 어렵다는 문제점이 야기되어, 현재는 전술한 연속주조 방식이 널리 사용되고 있다.In the conventional method of manufacturing and casting such oxygen-free copper, a continuous casting method and an intermittent casting method are known. Among these, the intermittent casting method described below has to be performed in a vacuum, so the production cost is high. The problem is that it takes too much and the processing operation is difficult, and the continuous casting method described above is now widely used.
상기한 종래의 무산소동 연속주조 시스템은 주로 시간당 3톤 이상의 무산소동을 주조할 수 있는 대용량의 장치에 적합한 것으로서, 그 시스템 구성은 구리를 용융시키기 위한 용해로와, 상기 용해로 내에서 용융되어 배출된 구리 용탕을 수용하여 다음 장치로 안내함과 아울러 그 과정에서 일산화탄소(CO)와 반응시켜 순도 99.99%의 무산소동을 생성하는 탕도(Lounder)와, 상기 탕도를 거치면서 생성된 무산소동을 한시적으로 수용하여 응고되지 않도록 가열하기 위한 보온로와, 상기 보온로를 통해 인출된 무산소동을 소정의 형상으로 주조하기 위한 주조장치로 구성되어 있으며, 이들의 각 구성부가 수평 배치되어 일련의 주조공정이 연속적으로 이루어지게 된다.The conventional oxygen-free copper continuous casting system is suitable for a large-capacity apparatus capable of casting 3 tons or more of oxygen-free copper per hour, and the system configuration includes a melting furnace for melting copper and copper melted and discharged in the melting furnace. The molten metal is introduced to the next device while reacting with carbon monoxide (CO) in the process to generate oxygen-free copper having a purity of 99.99%, and the oxygen-free copper generated through the molten metal temporarily. It is composed of a heating furnace for heating so as not to be solidified and casting, and a casting apparatus for casting the oxygen-free copper drawn out through the heating furnace in a predetermined shape, each of the components are arranged horizontally so that a series of casting process is continuous Will be made.
도3a 내지 도3c는 상기의 무산소동 연속주조 시스템에 적용되는 종래의 보온로(F)에 대한 각 유형을 종단면 상태로 도시한 것으로서, 도3a는 도가니(10)의 하부 둘레에서 가열이 이루어지도록 코일(22)을 설치한 구조이고, 도3b는 상기 도가니(10)의 상부 둘레에서 가열이 이루어지도록 코일(22)을 설치한 구조이며, 도3c는 상기 도가니(10)의 외주 전체에 걸쳐 가열이 이루어지도록 코일(22)을 설치한 구조의 보온로(F)를 각각 나타낸 것이다.Figures 3a to 3c are shown in longitudinal cross-sectional view of each type for the conventional thermal furnace (F) applied to the oxygen-free copper continuous casting system, Figure 3a to be heated around the bottom of the crucible 10 The coil 22 is provided, and FIG. 3B is a structure in which the coil 22 is installed so that heating is performed around the upper part of the crucible 10, and FIG. 3C is heated throughout the outer circumference of the crucible 10. The heat insulation furnace F of the structure which installed the coil 22 so that this may be shown is respectively shown.
먼저, 상기 각 보온로(F)의 일반적인 구조를 설명하면 다음과 같다.First, the general structure of each of the thermal insulation furnace (F) is as follows.
상기 탕도(미도시)를 거쳐 생성된 무산소동을 수용할 수 있도록 소정의 내부 용량을 갖고 그 일측에 상기 주조장치(미도시)로 인출되는 인출관(11)이 형성된 카본 재질의 도가니(10)와, 상기 도가니(10)의 내부를 단열시킬 수 있도록 그 외부를 둘러싸는 내화벽(20)과, 상기 도가니(10)와 내화벽(20) 간에 개재되는 충전재(21)와, 상기 충전재(21) 외부의 소정영역을 둘러싸며 상기 내화벽(20)의 내부에 설치되는 가열용 코일(22)과, 상기 코일(22)을 지지함과 아울러 자장을 유도할 수 있도록 된 요크(23)와, 상기 탕도로부터 공급되는 무산소동 용탕을 상기 도가니(10)의 내부로 안내하기 위한 용탕투입관(31)과, 상기 용탕투입관(31)을 고정시킴과 아울러 상기 도가니(10)를 밀폐할 수 있도록 상기 내화벽(20)의 상부에 결합되는 덮개(30)로 구성되어 있다.Crucible 10 of carbon material having a predetermined internal capacity to accommodate oxygen-free copper generated through the waterway (not shown) and having a drawer tube 11 drawn out to one side of the casting apparatus (not shown) ), A fireproof wall 20 surrounding the outside so as to insulate the inside of the crucible 10, a filler 21 interposed between the crucible 10 and the fireproof wall 20, and the filler ( 21) a heating coil 22 installed inside the fireproof wall 20 surrounding a predetermined area outside, and a yoke 23 supporting the coil 22 and inducing a magnetic field; Fixing the molten metal injection tube 31 for guiding the anoxic copper molten metal supplied from the molten metal into the crucible 10 and the molten metal injection tube 31 and sealing the crucible 10 Of the fireproof wall 20 Consists of a lid 30 joined to part.
이러한 구성을 이루는 종래의 시스템은 적정온도로 가열되는 용해로(미도시) 내에서 구리를 용융시킨 후 상기 구리 용탕이 탕도로 흘려 보내지고, 상기 탕도 내에 일산화탄소를 공급하여 상기 구리용탕과 반응시킴으로써 생성되는 무산소동이 용탕투입관(31)을 통해 상기 보온로(F)의 내부로 투입되는 것이다. 상기 탕도 내에서의 무산소동이 생성되는 과정에서 용존산소와 결합되어 발생하는 이산화탄소는 외부로 배출되고, 나머지 무산소동만이 상기 보온로(F) 내에 투입되며, 상기 무산소동은 상기 코일(22)에 전원이 공급되면서 일정온도로 가열되어 액상을 유지하게 되고, 상기 인출관(11)을 통해 배출된다.The conventional system constituting this configuration is produced by melting copper in a melting furnace (not shown) heated to an appropriate temperature, and then flowing the molten copper into a bath, supplying carbon monoxide into the bath to react with the copper melt. Oxygen-free copper is to be introduced into the heat retention furnace (F) through the molten metal injection tube (31). Carbon dioxide generated by combining with dissolved oxygen is discharged to the outside in the process of generating oxygen-free copper in the ballway, and only the remaining oxygen-free copper is introduced into the thermal furnace F, and the oxygen-free copper is the coil 22. The power is supplied to maintain a liquid phase is heated to a predetermined temperature, it is discharged through the withdrawal pipe (11).
이때, 도3a는 상기 코일(22)을 도가니(10)의 하측 외주에 설치한 경우, 도3b는 상기 코일(22)을 도가니(10)의 상측 외주에 설치한 경우, 도3c는 상기 코일(22)을 도가니(10)의 외주 전체에 걸쳐 설치한 경우의 각 구성을 나타내고 있다.At this time, Figure 3a is a case where the coil 22 is installed on the lower outer periphery of the crucible 10, Figure 3b is a case where the coil 22 is installed on the upper outer periphery of the crucible 10, Figure 3c is the coil ( Each structure in the case where 22) is provided over the entire outer periphery of the crucible 10 is shown.
상기의 각 경우에서 보는 바와 같이, 상기 도3a의 경우에는 상기 코일(22)이 하측에만 설치되어 있으므로 상기 도가니(10)의 내측 상부에 채워진 무산소동 용탕에는 상기 코일(22)로부터 간접적으로 열이 전달되어 상, 하 위치간의 온도차를 발생하게 되고, 따라서 그 온도차로 인하여 상부에 위치한 무산소동이 다소 굳으면서 조직 불균일에 따른 열편석(熱偏析)이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.As shown in each of the above cases, in the case of FIG. 3A, since the coil 22 is provided only on the lower side, heat is indirectly generated from the coil 22 in the oxygen-free copper melt filled in the upper portion of the crucible 10. Transmitted to generate a temperature difference between the upper, lower positions, and thus due to the temperature difference there is a problem that thermal segregation (熱 偏析) due to the non-uniformity of the tissue is slightly hardened due to the anoxic copper located in the upper portion.
여기서, 열편석(Thermal Segregation)이라 함은 용융금속이 응고될 때 온도차에 의해 먼저 응고되는 부분과 나중에 응고되는 부분이 발생하면서 불균일한 조직을 이루게 되는 현상을 의미한다.Here, thermal segregation refers to a phenomenon in which a molten metal solidifies first and a second solidified part due to a temperature difference, thereby forming a non-uniform structure.
또한, 이와는 반대로, 도3b의 경우에는 상기 코일(22)이 상측에만 설치되어 있으므로 상기 도가니(10)의 내측 하부에 채워진 무산소동 용탕에는 상기 코일(22)로부터 간접적으로 열이 전달되어 상, 하 위치간의 온도차를 발생하게 되고, 따라서 그 온도차로 인하여 하부에 위치한 무산소동이 다소 굳으면서 상, 하 위치의 중간부에서 열편석이 발생할 수 있는 문제점이 있었다.On the contrary, in the case of FIG. 3B, since the coil 22 is installed only on the upper side, heat is indirectly transferred from the coil 22 to the oxygen-free copper melt filled in the inner lower portion of the crucible 10. There is a problem that the temperature difference between the positions, and therefore due to the temperature difference, the thermal segregation may occur in the middle of the upper and lower positions while the oxygen-free copper located in the lower part is slightly hardened.
한편, 도3c의 경우에는 상기 코일(22)이 도가니(10)의 외부에 전체적으로 설치되어 있으므로 상기 도가니(10)에 채워진 무산소동 용탕의 전체에 걸쳐 고르게 열이 전달되어 온도차를 발생하지 않게 됨으로써 열편석이 발생하지 않게 되는 이점이 있는 것이다.Meanwhile, in the case of FIG. 3C, since the coil 22 is entirely installed outside the crucible 10, heat is evenly transmitted throughout the entire anoxic copper melt filled in the crucible 10 so that the temperature difference does not occur. There is an advantage that no stone is generated.
그러나, 상기한 바와 같은 여러 가지 형태의 종래 보온로(F)는 상기 코일(22)을 가능한 한 상기 도가니(10)에 인접하도록 상부, 하부 또는 상, 하부 전체에 걸쳐 배치하여야 하는 구조적인 문제로 인하여 상기 인출관(11)의 위치를 상기 도가니(10)의 최하단부로부터 다소 위쪽에 형성할 수밖에 없게 됨에 따라, 상기 도가니(10)의 하단부에는 항상 잔탕(1a)이 남아있게 되는 문제점이 있었다. 따라서, 공정 완료 후에 상기 덮개(30)를 개방하게 되면 상기 잔탕(1a)이 응고됨은 물론, 외부의 공기와 접촉하면서 상기 무산소동의 표면이 산화되는 문제점이 있었다.However, the various types of conventional thermal furnace (F) as described above is a structural problem that the coil 22 should be disposed throughout the upper, lower, or upper and lower parts as close to the crucible 10 as possible. Due to the fact that the position of the outlet pipe 11 is to be formed slightly above the lowest end of the crucible 10, there was a problem that the residual water 1a always remains at the lower end of the crucible 10. Therefore, when the cover 30 is opened after the completion of the process, the residual bath 1a is solidified, and the surface of the oxygen-free copper is oxidized while contacting the outside air.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 용해로 내에서 용융된 구리용탕을 직접 수용하여 자체적으로 무산소동을 생성할 수 있고, 도가니의 외측 상, 하부에서 고르게 열이 공급되어 전체적으로 고르게 일정온도를 유지할 수 있으므로 열편석이 발생하지 않으며, 공정을 완료한 후에도 상기 도가니의 하단부에 잔탕이 발생하지 않게 되어 원활한 연속주조 공정을 진행할 수 있도록 된 무산소동 연속주조용 보온로를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above conventional problems, can directly receive the molten copper molten in the melting furnace to generate oxygen-free copper by itself, the heat is supplied evenly on the outside, the bottom of the crucible Thermal segregation does not occur since it can maintain a uniform temperature as a whole, and after completion of the process, residual water does not occur at the bottom of the crucible, thereby providing an oxygen-free copper continuous casting heating furnace that enables a smooth continuous casting process. There is a purpose.
도1은 본 발명에 따른 무산소동 연속주조용 보온로의 내부구조를 도시한 종단면도이다.Figure 1 is a longitudinal sectional view showing the internal structure of the oxygen-free copper continuous casting thermal insulation furnace according to the present invention.
도2는 본 발명에 따른 무산소동 연속주조용 보온로의 인출부 주변구조를 도시한 횡단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing the peripheral structure of the lead portion of the oxygen-free copper continuous casting thermal insulation furnace according to the present invention.
도3a 내지 도3c는 종래 기술에 따른 무산소동 연속주조용 보온로의 유형을 각각 도시한 것으로,3a to 3c show the types of the oxygen-free copper continuous casting thermal insulation furnace according to the prior art, respectively,
도3a는 도가니의 하부 둘레에 코일이 설치된 보온로의 구조를 도시한 종단면도이다.Figure 3a is a longitudinal cross-sectional view showing the structure of the thermal insulation furnace is installed coil around the lower portion of the crucible.
도3b는 도가니의 상부 둘레에 코일이 설치된 보온로의 구조를 도시한 종단면도이다.Figure 3b is a longitudinal cross-sectional view showing the structure of the thermal insulation furnace provided with a coil around the top of the crucible.
도3c는 도가니의 외주 전체에 걸쳐 코일이 설치된 보온로의 구조를 도시한 종단면도이다.Figure 3c is a longitudinal sectional view showing the structure of the thermal insulation furnace in which the coil is installed over the entire outer circumference of the crucible.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of codes for main parts of drawing
1 ; 용탕 2 ; 용해로One ; Molten metal 2; Melting furnace
3 ; 게이트 4 ; 탕도3; Gate 4; Tangdo
10 ; 도가니 11 ; 인출관10; Crucible 11; Drawer
11a ; 인출구 12 ; 필터11a; Outlet 12; filter
13 ; 어댑터 14 ; 냉각재킷13; Adapter 14; Cooling jacket
15 ; 발열블럭 20 ; 내화벽15; Exothermic block 20; Fireproof wall
21 ; 충전재 22 ; 코일21; Filler 22; coil
23 ; 요크 30 ; 덮개23; Yoke 30; cover
31 ; 용탕투입관 32 ; 탈가스 취입관31; Molten metal injection pipe 32; Degassing Blower
33 ; 온도계33; thermometer
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 무산소동 연속주조용 보온로는 구리를 용융시킴과 아울러 상하, 전후 및 좌우로 이동 가능한 용해로와, 상기 용해로 내에서 용융되어 배출된 구리 용탕을 다음 장치로 안내하기 위한 탕도와, 상기 용탕을 소정의 형상으로 주조하기 위한 주조장치를 구비한 연속주조 시스템에 있어서, 상기 탕도로부터 용탕을 수용하여 상, 하부에서 고르게 가열할 수 있도록 분리 배치된 코일이 구비되고, 공정 완료 후에도 잔탕이 발생하지 않도록 상기 용탕을 수용하는 도가니의 최하단부에 인출관이 형성되며, 특정 불활성가스를 내부로 취입하여 상기 용탕과 반응시킴으로써 순도 99.99%의 무산소동을 생성할 수 있도록 탈가스 취입관이 구비되되, 상기 도가니는 상기 탕도를 거쳐 투입된 구리용탕을 수용할 수 있도록 소정의 내부 용량을 갖고 그 최하단부에 상기 주조장치로 인출될 수 있도록 소정형상의 인출구가 개방 형성되며 상기 인출구의 단부에는 수평방향으로 인출관이 연결된 구성을 이루고, 상기 도가니의 내부를 단열시킬 수 있도록 그 외부를 둘러싸는 내화벽, 상기 도가니와 내화벽 간에 개재되는 충전재, 상기 충전재 외부의 상, 하부 둘레에 각각 분리 배치되며 상기 내화벽의 내부에 설치되는 가열용 코일, 상기 각 코일을 지지함과 아울러 전원을 공급할 수 있도록 된 요크, 상기 탕도로부터 공급되는 용탕을 상기 도가니의 내부로 안내하기 위한 용탕투입관, 상기 불활성가스를 내부로 취입하여 상기 용탕과 반응시킴으로써 무산소동을 생성할 수 있도록 상기 도가니의 내부로 수직 배치된 탈가스취입관 및 상기 용탕투입관 및 탈가스 취입관을 고정시킴과 아울러 상기 도가니를 밀폐할 수 있도록 상기 내화벽의 상부에 결합되는 덮개를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.Oxygen-free copper continuous casting thermal insulation furnace according to the present invention for achieving the above object, the melting furnace and movable up, down, front and rear, and left and right, and the molten copper discharged in the melting furnace to the next device A continuous casting system having a running water for guiding and a casting device for casting the molten metal into a predetermined shape, comprising: a coil disposed separately to receive the molten metal from the molten metal and to heat the upper and lower parts evenly. After the completion of the process, a withdrawal pipe is formed at the bottom end of the crucible to accommodate the molten metal so that no residual water is generated, and a specific inert gas is blown inside to react with the molten metal so as to generate anoxic copper having a purity of 99.99%. Gas injection pipe is provided, but the Has a predetermined internal capacity for accommodating the molten copper introduced through the runway, and has a predetermined shape of an outlet opening formed at the lower end thereof so as to be drawn out to the casting apparatus, and an outlet pipe in a horizontal direction is formed at an end of the outlet. A fireproof wall enclosing the outside of the crucible and the fireproof wall, a filler interposed between the crucible and the fireproof wall so as to form a connected structure and insulating the inside of the crucible and the upper and lower circumference of the filler, respectively, A heating coil installed in the heating chamber, a yoke configured to support the respective coils and to supply power, a molten metal introduction pipe for guiding the molten metal supplied from the tap water into the crucible, and the inert gas is introduced into the crucible. To vertically displace the crucible so as to react with the molten metal to produce oxygen-free copper. It is characterized in that it comprises a cover coupled to the upper portion of the refractory wall to secure the gas blown pipe and the molten metal injection pipe and the degassing pipe and to seal the crucible.
이하, 본 발명의 구체적인 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 무산소동 연속주조 시스템은 주로 시간당 3톤 미만의 무산소동을 주조할 수 있는 소용량의 장치에 적합한 것으로서, 그 시스템 구성은 구리를 용융시킴과 아울러 상하, 전후 및 좌우로 이동 가능한 용해로(2)와, 상기 용해로(2) 내에서 용융되어 배출된 구리 용탕(1)을 다음 장치로 안내하기 위한 탕도(4)와, 상기 용탕(1)을 수용하여 상, 하부에서 고르게 가열할 수 있도록 분리 배치된 코일(22)이 구비되고 공정 완료 후에도 잔탕이 발생하지 않도록 상기 용탕을 수용하는 도가니(10)의 최하단부에 인출관(11)이 형성되며 특정 불활성가스를 내부로 취입하여 상기 용탕(1)과 반응시킴으로써 순도 99.99%의 무산소동을 생성할 수 있도록 탈가스 취입관(32)이 구비된 보온로(F)와, 상기 보온로(F)를 통해 인출된 무산소동을 소정의 형상으로 주조하기 위한 주조장치(미도시)로 이루어져 있다.As shown in Figs. 1 and 2, the oxygen-free copper continuous casting system according to the present invention is mainly suitable for a small-capacity apparatus capable of casting less than 3 tons of oxygen-free copper per hour, and the system configuration melts copper. Furthermore, the melting furnace 2 which can move up and down, front and rear, and left and right, the molten metal 4 which guides the molten copper 1 melted and discharged in the said melting furnace 2 to the next apparatus, and the said molten metal 1 A coil 22 is disposed to be separated and heated evenly in the upper and lower sides by receiving the same, and a withdrawal pipe 11 is formed at the lowermost end of the crucible 10 accommodating the molten metal so that residual water does not occur even after completion of the process. A degassing blow-off pipe for blowing an inert gas into the inside and reacting with the molten metal 1 to produce oxygen-free copper having a purity of 99.99%. And a casting apparatus (not shown) for casting the oxygen-free copper drawn out through the insulating furnace F into a predetermined shape.
상기 용해로(2)의 하단부에는 상기 용해로(2) 내에서 적정온도로 가열되어 용융된 구리 용탕(1)을 외부로 배출할 수 있는 게이트(3)가 형성되어 있으며, 도면 상에 나타내지는 않았으나 상기 용해로(2)가 상하, 전후, 및 좌우로 이동 가능하도록 그 외부에 가이드레일이 설치되어 있다.The lower end of the melting furnace (2) is formed with a gate (3) for discharging the molten copper molten metal (1) to the outside heated to an appropriate temperature in the melting furnace (2), although not shown in the drawings Guide rails are provided on the outside of the melting furnace 2 so as to be movable up, down, front, back, left and right.
상기 탕도(4)는 상기 용해로(2)의 게이트(3)와 상기 보온로(F)의 용탕투입관(31) 간을 연결할 수 있도록 상기 용탕투입관(31)의 상부에 수직 배치된 상태로 결합되어 있다.The water supply 4 is vertically disposed above the molten metal inlet tube 31 so as to connect the gate 3 of the melting furnace 2 and the molten metal inlet tube 31 of the heat keeping furnace F to each other. Are combined.
한편, 본 발명에 따른 보온로(F)의 구조를 상세히 설명하면 다음과 같다.On the other hand, the structure of the thermal insulation furnace (F) according to the present invention in detail as follows.
본 발명에 따른 보온로(F)는 상기 탕도(4)를 거쳐 투입된 구리 용탕(1)을 수용할 수 있도록 소정의 내부 용량을 갖고 그 최하단부에 상기 주조장치로 인출될 수 있도록 소정형상의 인출구(11a)가 개방 형성되며 상기 인출구(11a)의 단부에는 수평방향으로 인출관(11)이 연결된 카본 재질의 도가니(10)와, 상기 도가니(10)의 내부를 단열시킬 수 있도록 그 외부를 둘러싸는 내화벽(20)과, 상기 도가니(10)와 내화벽(20) 간에 개재되는 충전재(21)와, 상기 충전재(21) 외부의 상, 하부 둘레에 각각 분리 배치되며 상기 내화벽(20)의 내부에 설치되는 가열용 코일(22)과, 상기 각 코일(22)을 지지함과 아울러 자장을 유도할 수 있도록 된 요크(23)와, 상기 탕도(4)로부터 공급되는 용탕(1)을 상기 도가니(10)의 내부로 안내하기 위한 용탕투입관(31)과, 특정 불활성가스를 내부로 취입하여 상기 용탕(1)과 반응시킴으로써 무산소동을 생성할 수 있도록 상기 도가니(10)의 내부로 수직 배치된 탈가스 취입관(32)과, 상기 용탕투입관(31) 및 탈가스 취입관(32)을 고정시킴과 아울러 상기 도가니(10)를 밀폐할 수 있도록 상기 내화벽(20)의 상부에 결합되는 캐스터블(Castable) 재질의 덮개(30)로 구성되어 있다.Insulating furnace (F) according to the present invention has a predetermined internal capacity to accommodate the molten copper (1) introduced through the waterway (4) and the outlet of the predetermined shape to be drawn out to the casting device at the lower end thereof An open portion 11a is formed at an end of the outlet 11a and surrounds a crucible 10 made of a carbon material connected to the outlet tube 11 in a horizontal direction so as to insulate the inside of the crucible 10. The fire wall 20, the filler 21 interposed between the crucible 10 and the fire wall 20, and the upper and lower circumferences of the outside of the filler 21 are separately disposed and the fire wall 20. A heating coil 22 installed inside the chamber, a yoke 23 supporting the respective coils 22 and inducing a magnetic field, and a molten metal 1 supplied from the water supply 4. To the inside of the crucible 10 A molten metal injection pipe 31 for internal combustion and a degassing gas pipe disposed vertically into the crucible 10 so as to generate oxygen-free copper by injecting a specific inert gas into the inside and reacting with the molten metal 1 32 and a castable coupled to the upper portion of the fireproof wall 20 to fix the molten metal inlet tube 31 and the degassing inlet tube 32 and seal the crucible 10. The cover 30 is made of material.
상기한 바와 같은 구성에 있어서, 상기 인출관(11)은 상기 인출구(11a)의 단부로부터 분리가 가능하도록 어댑터(13)로 연결되어 있고, 상기 인출관(11)의 외주에는 용융상태를 유지하는 고온의 무산소동을 냉각시키기 위한 냉각재킷(14)이 장착되어 있다.In the configuration as described above, the outlet pipe 11 is connected to the adapter 13 so as to be separated from the end of the outlet 11a, the outer periphery of the outlet tube 11 to maintain a molten state The cooling jacket 14 for cooling high temperature anoxic copper is attached.
또한, 상기 도가니(10)의 내부에는 투입되는 용탕(1)의 불순물을 여과하기 위한 흑연 재질의 필터(12)가 설치되어 있으며, 상기 도가니(10)의 최하단부 구조는 무산소동이 일시적으로 머물렀다 배출될 수 있도록 일측으로 편재된 상태로 절곡되어 있고, 상기 인출구(11a)는 그 중앙으로부터 장공 형태의 통로를 이룬다.In addition, the inside of the crucible 10 is provided with a filter 12 made of graphite for filtering impurities of the molten metal 1 introduced therein, the lower end of the crucible 10 has an oxygen-free copper temporarily stays to be discharged It is bent in a state unevenly distributed to one side, so that the outlet (11a) forms a long hole-shaped passage from the center.
또한, 상기 도가니(10)의 하부와 내화벽(20) 사이에는 발열매개체가 되는 카본 재질의 발열블록(15)이 개재되고, 상기 발열블록(15)의 외측면 둘레에는 상기 하부의 코일(22)이 권취되는 구조를 이루고 있다.In addition, between the lower portion of the crucible 10 and the fireproof wall 20, a heat generating block 15 made of carbon, which is a heat generating medium, is interposed, and the lower coil 22 is disposed around the outer surface of the heat generating block 15. ) Is a winding structure.
즉, 종래의 도가니(10) 있어서는 그 하부에 코일(22)을 권취하기 위해 인출관(11)이 상기 도가니(10)의 최하단으로부터 상부로 다소 올라간 위치에 형성되어 그 높이차만큼의 잔탕(1a)을 발생시키는 구조인데 반하여, 본 발명의 도가니(10) 구조는 잔탕이 발생하지 않도록 최하단부에 인출관(11)이 형성되는 한편, 상기 하부의 코일(22)로부터 원활히 열을 공급받을 수 있도록 상기 발열블록(15)이 개재되어 있는 것이다.That is, in the conventional crucible 10, in order to wind the coil 22 in the lower part, the withdrawal pipe 11 is formed in the position which rose rather upward from the lowest end of the said crucible 10, and the residual water 1a by the height difference is carried out. In the crucible 10 structure of the present invention, a drawer tube 11 is formed at the lowermost end of the crucible so that no residual water is generated, and the heat can be smoothly supplied from the lower coil 22. The heating block 15 is interposed.
또한, 상기 덮개(30)에는 외부에서 상기 도가니(10) 내부의 온도를 인식할 수 있도록 온도계(33)가 설치되어 있다.In addition, the cover 30 is provided with a thermometer 33 to recognize the temperature inside the crucible 10 from the outside.
또한, 상기 탈가스 취입관(32)을 통해 취입되는 불활성가스로는 일산화탄소(CO), 질소(N2) 또는 아르곤(Ar)이 사용되며, 상기의 가스가 상기 도가니(10)의 내부로 취입되어 용탕(1) 내에 존재하는 산소와 결합 반응을 일으킴으로써 무산소동을 생성하게 되는 것이다.In addition, carbon monoxide (CO), nitrogen (N 2 ), or argon (Ar) is used as the inert gas blown through the degassing injection pipe 32, and the gas is blown into the crucible 10. Oxygen-free copper is produced by causing a coupling reaction with oxygen present in the molten metal 1.
이러한 구성을 이루는 본 발명에 따른 무산소동 연속주조 시스템의 연속공정을 설명하면 다음과 같다.Referring to the continuous process of the oxygen-free copper continuous casting system constituting the configuration as follows.
먼저, 적정온도로 가열되는 용해로(2) 내에서 구리를 용융시킨 후 게이트(3)와 탕도(4)의 위치가 일치되도록 보온로(F)의 상부로 상기 용해로(2)가 이동하게 되고, 상기 구리 용탕(1)이 탕도(4)를 따라 흘러내려 용탕투입관(31)을 통해 상기 보온로(F)의 내부로 투입된다.First, the copper is melted in the melting furnace 2 heated to an appropriate temperature, and then the melting furnace 2 is moved to an upper portion of the insulating furnace F so that the positions of the gate 3 and the water supply 4 coincide with each other. The molten copper 1 flows down along the molten metal 4 and is introduced into the heat retention furnace F through the molten metal inlet tube 31.
상기 용탕(1)은 상기 도가니(10)의 내부에 설치된 필터(12)를 통과하면서 불순물이 여과되고, 상, 하부의 코일(22)에 의해 일정온도로 가열된다.In the molten metal 1, impurities are filtered while passing through the filter 12 installed in the crucible 10 and heated to a predetermined temperature by the upper and lower coils 22.
이때, 상기 도가니(10)의 내부온도는 온도계(33)에 의해 측정되어 조절 가능하고, 상기 코일(22)에는 전원이 공급됨으로써 고온의 열을 발생하게 되며, 상기 코일(22)로부터 발생된 열은 충전재(21) 및 도가니(10)에 전달되어 용탕(1)에 이르거나, 또는 충전재(21)와 발열블록(15) 및 도가니(10)에 순차적으로 전달되어 용탕(1)에 이르게 됨으로써 상기 도가니(10) 내부 전체의 온도를 고르게 유지할 수 있게 된다. 상기 발열블록(15)은 열전달률이 좋은 카본 재질로 구성되어 자체적으로 달궈진 후 그 잠재열을 다시 도가니(10)의 저면 쪽으로 발산하게 됨으로써 원활한 열전달을 수행할 수 있는 것이다.At this time, the internal temperature of the crucible 10 is measured and adjustable by the thermometer 33, the coil 22 is supplied with power to generate a high temperature heat, heat generated from the coil 22 The silver is transferred to the filler 21 and the crucible 10 to reach the molten metal 1, or the filler 21 and the heat generating block 15 and the crucible 10 are sequentially delivered to the molten metal 1 to the molten metal 1. The temperature of the whole inside of the crucible 10 can be maintained evenly. The heat generating block 15 is made of a carbon material having a good heat transfer rate, and then heats itself, thereby dissipating the latent heat back toward the bottom of the crucible 10 to perform smooth heat transfer.
한편, 이러한 분위기에서 상기 도가니(10)의 내부로는 탈가스취입관(32)을 통해 일산화탄소, 질소 또는 아르곤 등의 불활성가스가 취입되어 용탕(1) 내의 용존산소와 반응을 일으키게 되며, 이 과정에서 순도 99.99%의 무산소동이 생성되고, 이와 함께 발생된 가스는 상기 탈가스취입관(32)을 통해 외부로 배출된다.On the other hand, in such an atmosphere, the inert gas such as carbon monoxide, nitrogen or argon is blown into the inside of the crucible 10 through a degassing pipe 32 to cause reaction with dissolved oxygen in the molten metal 1. Oxygen-free copper of 99.99% purity is generated, and the generated gas is discharged to the outside through the degassing pipe 32.
이러한 일련의 과정을 거치면서 본 발명의 보온로(F) 내에서 생성된 액상의 무산소동은 장공 형상의 인출구(11a) 및 인출관(11)을 통해 주조장치 쪽으로 배출되는데, 상기 무산소동은 상기 인출구(11a) 부분의 절곡된 구조적 특성으로 인하여 잠시 머무르면서 안정적으로 재차 가열된 후 배출되며, 상기 인출관(11)을 통과하는 시점에서는 그 외부에 설치된 냉각재킷(14)의 작용으로 인하여 상호 열교환이 이루어지면서 주조에 적합한 온도로 낮춰줌으로써 연속주조를 원활히 수행할 수 있게 된다.The liquid-free oxygen-free copper generated in the heat-retaining furnace (F) of the present invention through this series of processes is discharged toward the casting apparatus through the outlet (11a) and the outlet pipe 11 of the long hole shape, the oxygen-free copper is Due to the bent structural characteristics of the outlet 11a part, it is discharged after being stably heated and stably stayed for a while, and when passing through the outlet pipe 11, mutual heat exchange is caused by the action of the cooling jacket 14 installed outside thereof. It is possible to perform continuous casting smoothly by lowering to a temperature suitable for casting.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 무산소동 연속주조용 보온로(F)는 상기 코일(22)이 도가니(10)의 외부에 상, 하로 설치되어 있으므로 상기 도가니(10)에 채워진 무산소동 용탕(1)의 전체에 걸쳐 고르게 열전달이 이루어져 온도차를 발생하지 않게 됨으로써 열편석이 없는 고순도의 무산소동을 공급할 수 있으며, 공정 완료 후에도 잔탕이 남지 않게 되어 보수관리 상의 인력 낭비를 최소화할 수 있는 것이다.As described above, the anoxic copper continuous casting thermal insulation furnace (F) according to the present invention is an oxygen-free copper filled in the crucible 10 because the coil 22 is installed up and down outside the crucible 10. The heat transfer is evenly performed throughout the molten metal 1 so that a temperature difference does not occur, thereby providing high purity oxygen-free copper without heat segregation, and after the completion of the process, residual water does not remain, thereby minimizing the waste of manpower in maintenance management.
이상에서 기술한 바와 같은 본 발명에 따른 무산소동 연속주조용 보온로에 의하면, 용해로 내에서 용융된 구리용탕을 종래에서와 같이 대형 탕도를 거치지 않고 직접 수용하여 자체적으로 무산소동을 생성할 수 있으므로 시스템의 구조를 단순화할 수 있고, 이에 따른 시스템의 제작비용을 대폭 절감할 수 있으며, 도가니의 외측 상, 하부에서 고르게 열이 공급되어 전체적으로 고르게 일정온도를 유지할 수 있으므로 열편석이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 공정을 완료한 후에도 상기 도가니의 하단부에 잔탕이 발생하지 않게 되어 원활한 연속주조 공정을 진행할 수 있는 효과가 있다.According to the anoxic copper continuous casting thermal insulation furnace according to the present invention as described above, since the molten copper molten in the melting furnace can be directly accommodated without going through a large turbidity as in the prior art, anoxic copper can be generated by itself. The structure of the system can be simplified, and the manufacturing cost of the system can be greatly reduced, and heat is evenly supplied from the outside and the bottom of the crucible to maintain a constant temperature as a whole. Even after the process is completed, residual water is not generated at the lower end of the crucible, so that a smooth continuous casting process can be performed.
이상의 설명에서와 같이 본 발명은 하나의 바람직한 구체예에 대해서만 기술하였으나, 상기의 구체예를 바탕으로 한 본 발명의 기술사상 범위 내에서의 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 또한, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.As described above, the present invention has been described for only one preferred embodiment, but it is apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the technical spirit of the present invention based on the above embodiments. It is natural that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.
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