KR100415929B1

KR100415929B1 - 교류 전류 인가에 의한 가열 장치를 구비한 정련 장치

Info

Publication number: KR100415929B1
Application number: KR10-1999-0059569A
Authority: KR
Inventors: 박준표; 정희태; 김호영
Original assignee: 주식회사 포스코; 재단법인 포항산업과학연구원
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2004-01-31
Also published as: KR20010057269A

Abstract

본 발명은 용강 정련 장치의 개선에 관한 것으로, 특히 용강의 2차 정련시 용강을 효과적으로 승온시킴으로써 용강 승온을 위해 투입하는 알루미늄 투입량을 줄여 알루미늄 산화물에 의한 제품의 최종 품질 저하를 줄이고, 용강 승온을 위해 투입한 알루미늄 산화를 위하여 취입하는 산소량을 줄여 진공조의 진공효율을 높이도록 구성된 교류 전류 인가에 의한 가열 장치를 구비한 용강 정련 장치에 관한 것이다.

본 발명은 래들(1)내의 용강을 상승관(3)과 하강관(5)을 통해 진공조(4)로 순환시키면서 정련을 행하는 용강 정련 장치에 있어서, 전류 주파수 50~1000HZ, 2차 유도전류는 10,000~1,000,000A 범위를 갖는 트랜스퍼머(6)를 상기 상승관(3) 및 하강관(5) 주위에 설치하고, 이 트랜스퍼머(6)를 통해 유도전류를 인가하여 용강 승온을 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 교류 전류 인가에 의한 가열 장치를 구비한 용강 정련 장치를 제공한다.

Description

교류 전류 인가에 의한 가열 장치를 구비한 정련 장치{RH-OB APPARATUS OF MOLTEN STEEL USING HEATING DIVICE}

본 발명은 용강 정련 장치의 개선에 관한 것으로, 특히 용강의 2차 정련시 용강을 효과적으로 승온시킴으로써 용강 승온을 위해 투입하는 알루미늄 투입량을 줄여 알루미늄 산화물에 의한 제품의 최종 품질 저하를 줄이고, 용강 승온을 위해투입한 알루미늄 산화를 위하여 취입하는 산소량을 줄여 진공조의 진공효율을 높이도록 구성된 교류 전류 인가에 의한 가열 장치를 구비한 용강 정련 장치에 관한 것이다.

용강 정련 전로내에서 정련중 산소를 불어 넣으면 용선은 산소와의 친화력에 따라 탈탄 탈린 반응이 일어나 불순물이 제거된 용강이 된다.

이때, 전로 노체 내화물 침식 조장과 취련중 탈린 효율 저하 등으로 용강의 온도를 정도 이상으로 높이는 것이 바람직하지 못하기 때문에 산소 취입으로 상승된 온도를 낮추기 위하여 냉철을 투입한다. 이러한 전로의 승온 기능 분담을 목적으로 래들에서의 용강 승온 방법이 도입되었다. 용강 승온 방법으로는 래들 퍼니스(Laddle Furnace : LF)를 이용한 아크가열방법, 알루미늄 산화 반응열을 이용하는 RH-OB법 등이 적용되고있다.

LF를 이용하는 방법은 아크열을 이용하기 때문에 전극봉 직하의 용강 온도가 2000-3500℃에 이르게 되므로 적절한 용강 교반이 수반되어야 하고, 슬래그의 과열에 의한 래들 내화물 침식이 우려된다.

RH-OB법은 진공조 측면으로부터 산소를 취입하고 합금철 투입구로 알루미늄을 투입하여 알루미늄의 산화 반응열을 이용하여 용강을 가열하는 것으로, 산화반응 생성물인 알루미나를 충분히 부상 제거하지 못할 경우 제품의 청정성을 악화시키게 되며 알루미늄 산화를 위해 취입하는 산소는 진공조의 진공도를 떨어뜨리기 때문에 RH 탈개스 처리 시간을 길게 한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 진공조에 용강을 순환키는 상승관 및 하강관에 트랜스퍼머(Transformer)를 이용하여 유도전류를 인가하고 그 유도전류에 의하여 용융금속을 가열하도록 하는 장치로, 유도가열에 의하여 알루미늄 투입량을 줄여 원가를 절감하고 알루미나 개재물 생성을 억제하여 최종 제품의 품질을 높이며, 알루미늄 산화를 위해 취입하는 산소량을 줄여 진공조내의 진공도를 높여 탈개스 능력을 향상시키는 것이 가능한 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 구성 개요도.

도 2는 본 발명의 유도전류 인가 트랜스퍼머의 구성을 나타낸 개략도.

도 3은 인가 전류 세기와 발열 온도간의 상관관계를 나타낸 그래프.

<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 용강 2 : 래들 3 : 상승관

4 : 진공조 5 : 하강관 6 : 트랜스퍼머

7 : 아르곤 취입 노즐 8 : 적층 코어

9 : 코일

이하에서, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 침지관, 즉 상승관(3) 및 하강관(5) 주위에 트랜스퍼머(6)를 설치한 본 발명의 용강 정련 장치의 전체적인 구성개요도이다.

본 장치는 용강(1)을 담아 두는 래들(2)과 용강의 상승관(3), 진공조(4), 하강관(5), 유도전류 인가 장치인 트랜스퍼머(6)를 포함하는 구성으로 되어있다.

진공조(4) 내의 분위기 압력을 낮추어 상승관(3)과 하강관(5)을 통하여 래들(2)내의 용강(1)을 진공조(4) 내로 흡입하여 일정량의 용강이 진공조(4)에 충만되면, 상승관(3)에 설치되어 있는 아르곤 취입 노즐(7)을 통해 아르곤 개스를 취입하여 기체를 품은 상승관(3)측의 용강과 하강관측(5)측의 용강간의 겉보기 비중차이에 의해 용강이 래들(2) 및 진공조(4)를 순환하게 되며, 진공조(4)내에서 대기압 상태에서 용강중에 용존되어 있던 개스 성분이 제거된다. 이러한 과정에서 용강의 온도가 떨어지게 되면 용강의 온도를 보상하기 위해 기존의 방법에서는 진공조(4) 내에 알루미늄을 투입하여 알루미늄의 산화열을 이용하였으나, 본 발명에서는 래들(1)과 진공조(4) 사이의 상승관(3)과 하강관(5) 주위에 설치한 트랜스퍼머(6)를 통하여 용강에 유도전류를 인가시켜 용강을 승강시키도록 되어 있다.

도 2는 상기 트랜스퍼머(6)의 보다 상세한 설치구성을 보인 도식적인 사시도이다. 용강 상승관(3)과 하강관(5)은 적층코어(8)로 둘러 싸여 있으며, 적층 코어(8) 부분에 수냉 동 코일(9)을 적정 횟수를 감아 설치한 후 동 코일(9)에 교류 전류를 인가한다. 트랜스퍼머(6)의 코일(9)에 교류 전류를 인가하면 코어(8)에 자장이 유도되고, 이 자장에 의해 상승관(3)과 하강관(5) 내부의 용강에 2차 전류가 유도되어 용강이 가열된다. 유도되는 2차 전류는 1차 인가 전류와 코일(9)의 권선수를 곱한 값이 되며, 가열 정도는 상승관(3)과 하강관(5)의 단면적, 상승관(3), 하강관으로(5) 연결되는 전류 패스의 길이에 따라 결정된다.

트랜스퍼머(6)에 인가하는 전류는 용강의 전자기 표피 효과에 의해 결정되며, 상용주파수 이하일 경우는 전류를 공급하기 위한 전원공급장치의 제작비가 많이 들고, 주파수가 정도이상으로 높아지면 전류가 유도되는 표피 두께(Skin depth)가 얇아져서 효율이 떨어진다. 또한, 인가 전류는 승온 대상 용강량에 따라 결정되며, 용강의 경우 약 0.1℃에서 5℃까지 가열하기 위한 전류값으로 하였다. 따라서 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 트랜스퍼머(6)에 대한 인가 전류의 주파수는 50~1000Hz, 인가 전류는 2차 유도 전류를 기준으로 10,000~1,000,000A 범위로 한다.

실시예

용융금속 가열정도를 확인하기 위하여 주석을 이용한 실험을 실시하였다. 모의 실험 장치는 상승관과 하강관을 수평으로 설치하여 용융 주석을 순환시키면서 관내에 열전대를 삽입한 후 10초간 전류를 인가하는 실험을 하였다. 도 3은 그 결과의 그래프로, 전류 세기가 증가하면 발열량은 전류의 제곱에 비례하여 증가함을 알 수 있으며, 계산한 값과 유사하였다.

상술한 바와 같은 본 발명을 이용하여 용강 정련을 행할 경우 용강 정련시에 용강을 효과적으로 승온시킬 수 있어 용강 승온을 위해 투입하는 알루미늄 투입량을 줄여 알루미늄 산화물에 의한 제품의 최종 품질 저하를 줄이고, 용강 승온을 위해 투입한 알루미늄 산화를 위하여 취입하는 산소량을 줄여 진공조의 진공 효율을 높일 수 있는 것등의 유용한 효과가 얻어진다.

Claims

래들(1) 내의 용강을 상승관(3)과 하강관(5)을 통해 진공조(4)로 순환시키면서 정련을 행하는 용강 정련 장치에 있어서, 전류의 주파수 50~1000Hz, 2차 유도전류는 10,000~1,000,000A 범위를 갖는 트랜스퍼머(6)를 통해 유도전류를 인가하여 용강 승온을 이루도록 구성된 것을 특징으로 하는 교류전류 인가에 의한 가열장치를 구비한 용강정련장치.
제1항에 있어서, 상기 트랜스퍼머(6)는 상기 용강정련장치의 상승관(3)과 하강관(5)을 적층코어(8)로 감싸고, 상기 적층코어(8)는 수냉 동 코일(9)로 적정 횟수를 감은 형상의 구성으로 된 것을 특징으로 하는 교류전류 인가에 의한 가열장치를 구비한 용강정련장치.