KR100598920B1 - 비철금속 급속 용해로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다이케시팅 및 주조 등을 위한 알루미늄 및 알루미늄합금의 급속 용해로에 관한 것으로, 예열 효과가 뛰어나고, 신속한 용해 및 용탕의 배출이 용이한 그리고 버너폐쇄현상이 발생하지 않는 새로운 형태의 비철금속 급속 용해로를 제공하는데 있다.

본 발명의 급속 용해로는 도어가 장착된 인고트 투입구를 갖는 타워부; 상기 타워부 아래에 설치되는 그리고 상기 인고트를 용해시키는 용해버너들을 갖는 용해부; 상기 용해부로부터 용해된 용탕을 연속적으로 공급받는 유지부를 포함하되; 상기 용해버너들은 화염이 상기 타워부의 중심을 향하도록 상기 용해부에 배치된다.

Description

비철금속 급속 용해로{nonferrous metals rapidity smelting furnace}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비철금속 급속 용해로의 정단면도;

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비철금속 급속 용해로의 평면도;

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비철금속 급속 용해로에서 용해부와 유지부를 보여주는 평 단면도;

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비철금속 급속 용해로에서 용해부와 타워부를 보여주는 측 단면도;

도 5는 도 3에 표시된 A-A 선 단면도;

도 6은 도 3에 표시된 B-B 선 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

110 : 타워부

112 : 투입구

114 : 장입용 도어

120 : 용해부

122 : 용해버너

124 : 융기부

125a,125b : 좌,우 탕로

140 : 유지부

142 : 유지버너

144 : 청소용 도어

본 발명은 다이케시팅 및 주조 등을 위한 알루미늄 및 알루미늄합금 용해로의 신속용해와 원단위 개선을 위한 비철금속 급속 용해로에 관한 것이다.

최근 국내외 자동차산업발달에 따른 알루미늄 및 알루미늄합금 용해로의 수요가 점차 증가하고 있으며, 향후 경량화와 에너지 절감의 목표를 달성하기 이해 필수적인 설비가 이 용해로라고 할 수 있다.

현재 국내외에서 그동안의 용해로의 개선은 주로 버너의 채택이나 보온 단열을 중심으로 효율을 높이고자 노력하여 왔으나, 큰 효과가 없는 것으로 알려지고 있다.

일반적으로 언급한 바와 같이, 기존의 알루미늄 및 알루미늄 합금 용해로는 용해용 버너의 화염이 장입물(알루미늄 인고트)의 측면을 향하도록 배치되어 있어, 화염이 분산되는 단점이 있다. 또한, 장입물 투입구가 측방향에 위치되어 있어 많은 양의 장입물이 투입되지 못할 뿐만 아니라, 열의 흐름이 측면으로 빠져나가(배가스가 측방으로 불어당기는 현상 발생) 예열효과가 크게 떨어지는 단점이 있다. ( 열효율이 50%내외로 매우 낮은편이다.)

기존의 용해로는 구조상 재료가 버너타일 내에 유입되기 쉽기 때문에 유입된 재료가 타일내에서 용해된다. 1200도씨의 고온에서 급속히 용해되기 때문에 타일내에서 산화경화되어 버너 타일이 폐쇄되는 현상이 발생된다.

이러한 원인에 의해 버너타일 청소를 실시해야 하기 때문에 용해로의 휴지가 필요하다.

부가적으로 용해 버너타일 dry hearth(탕로)의 청소작업을 장시간 행하여야 하므로 개구부 손실열량은 더욱 커지게 된다.

-버너타일 청소에 따른 작업성-

용해버너 : 2인*1시간*2회=4 hr/일

(flux 처리 매회 실시, 보온실로의 낙차부와 버너타일 앞)

탕오작업 : 없음

용락 제거 작업 : 2인*1hr* 1회=2hr/일

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 예열 효과가 뛰어나고, 신속한 용해 및 용탕의 배출이 용이한 그리고 버너폐쇄현상이 발생하지 않는 새로운 형태의 비철금속 급속 용해로를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제들을 이루기 위하여 본 발명의 비철금속의 급속 용해로는 도어가 장착된 인고트 투입구를 갖는 타워부; 상기 타워부 아래에 설치되는 그리고 상기 인고트를 용해시키는 용해버너들을 갖는 용해부; 상기 용해부로부터 용해된 용탕을 연속적으로 공급받는 유지부를 포함하되; 상기 용해버너들은 화염이 상기 타워부의 중심을 향하도록 상기 용해부에 배치된다.

본 실시예에 있어서, 상기 타워부는 상단에 배기가스가 배출되는 배출구; 상기 용해버너들에 의해 용해된 용탕이 양측으로 흘러내린 후 상기 유지부로 흘러가도록 하향경사진 좌우 탕로; 및 상기 타워부로부터 투입되는 인고트가 쌓이는 그리고 상기 탕로보다 높게 융기된 융기부를 포함한다.

본 실시예에 있어서, 상기 용해부는 상기 좌우 탕로들로 각각 흘러내린 용탕이 상기 유지부로 흘러가도록 상기 좌우 탕로 각각에 열을 가하는 탕로 버너들을 더 포함한다.

본 실시에에 있어서, 상기 용해부는 상기 용해부 내부를 청소할때 사용되는 청소용 도어를 더 포함한다.

본 실시예에 있어서, 상기 용해부와 상기 유지부는 격벽에 의해 서로 격리되되 상기 탕로부분만 개방되며, 상기 유지부는 상기 용해부의 좌우 탕로를 따라 흘러들어온 용탕에 열을 가하는 유지 버너들과; 상기 유지부 내부를 청소할 때 사용하는 청소용 도어를 더 포함하고, 상기 유지버너들은 상기 유지부의 상부에 설치된다.

예컨대, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어 지는 것으로 해석되어져서는 안 된다. 본 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면 도 1 내지 도 6에 의거하여 상세히 설명한다. 또, 상기 도면들에서 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조번호를 병기한다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 비철금속 급속 용해로(100)는 타워부(110), 용해부(120) 그리고 유지부(140)로 크게 이루어진다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 유지부(140)는 격벽(150)에 의해 상기 용해부(120)와 서로 격리되며, 용탕이 흐르는 2개의 탕로 부분만이 개방되어 있다(도 6 참조). 상기 유지부(140)의 상부 커버에는 2개의 유지버너(142)가 설치되어 있다. 이 유지버너(142)는 상기 용해부(120)의 좌,우 탕로를 따라 흘러 들어온 용탕(a)에 열을 가하여 용탕의 온도를 유지시켜준다. 상기 유지부(140)는 상기 용해부(120)와 마찬가지로 내부를 청소할 때 사용하는 청소용 도어(144)가 설치되어 있다. 그리고 상기 청소용 도어(144)의 반대측에는 출탕구(146)가 설치되어 있다.

예컨대, 상기 타워부(110), 용해부(120) 그리고 유지부(140)의 몸체는 단열재, 예를 들어 세라믹계의 단열재로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 타워부(110)는 상부에 알루미늄 인고트(i)를 장입하기 위한 투입구(112)가 형성되며, 이 투입구(112)는 장입용 도어(114)에 의해 개폐된다. 그리고 상기 타워부(110)의 상단 측면에는 배기가스가 배출되는 배출구(116)가 형성된다. 상기 타워부(110)는 알루미늄 인고트(i)의 예열이 이루어지는 부분으로, 상기 용해부(120)의 바로 상부에 설치된다. 그리고, 알루미늄 인고트(i)를 보다 많이 장입할 수 있도록 상부에 투입구가 설치되어 있다.

상기 용해부(120)는 상기 타워부(110) 아래에 설치된다. 이 용해부(120)에는 상기 알루미늄 인고트(i)를 용해시키는 용해버너(122)들이 설치된다. 상기 용해부(120)는 상기 타워부(110)로부터 투입되는 상기 알루미늄 인고트(i)가 쌓이는 융기부(124)를 갖으며, 상기 융기부(124)의 좌측과 우측에는 좌,우 탕로(125a,125b)가 형성되어 있다. 상기 좌,우 탕로(125a,125b)는 상기 융기부(124)에서 상기 용해버너(122)들에 의해 용해된 용탕이 양측으로 흘러내린 후 상기 유지부(140)로 흘러가도록 하향경사지게 형성된다. 특히, 상기 용해버너(122)들은 상기 용해부(120)의 상부에 설치되되, 버너 화염 방향이 상기 용해부(120)의 중앙(즉, 상기 융기부;124)으로 집중되도록 설치된다(도 4 참조). 이러한 용해버너(122)의 중앙 집중형의 구조적인 특징에 의해, 상기 알루미늄 인고트(i)의 용해가 균일하게 이루어질 뿐만 아니라 신속한 용해가 가능해지며, 구조상 용탕이 버너타일 내에 유입될 가능성이 거의 없기 때문에 버너폐쇄현상이 발생되지 않는다. 또한, 상기 용해버너(122)들에 의해 용해된 용탕이 곧바로 상기 융기부(124)에서 양측으로 흘러내려 상기 용해부(120) 바닥의 좌우 가장자리에 형성된 좌,우 탕로들(125a,125b)를 따라 상기 유지부(140)로 신속하게 흐름으로서, 용탕의 연속적인 용해 및 이동이 가능할 뿐만 아니라 용해부에 용해잔재가 거의 남지 않는다는 이점이 있다.

상기 용해버너(122)의 연소가스는 상기 알루미늄 인고트(i)를 가열하면서 연 소 배기가스가 되고, 이 연소 배기가스는 상기 용해부(120)와 연통된 상기 타워부(110)로 상승하게 되는데, 이 연소 배기가스는 상기 타워부(110)에 장입된 알루미늄 인고트(i)와 열교환하여 예열원으로서 효과적으로 이용된 후에, 배출구(116)를 통해 배출된다. 여기서, 본 발명은 알루미늄 인고트의 상부 장입으로 많은 양의 인고트를 장입할 수 있으며, 열의 흐름(연소 배기가스의 흐름)이 상부로 이동하여 예열 효과가 뛰어난 장점이 있다.

상기 알루미늄 인고트(i)는 상기 용해부(120)의 융기부(124)에 위치되어 있는 아래에서부터 순차적으로 용해되어 간다. 알루미늄 인고트(i)는 상기 타워부에서 연소 배기가스와의 열교환을 통해 예열되기 때문에, 상온의 알루미늄 인고트를 직접 용해부에 위치시키고 용해하는 경우에 비해 신속한 용해가 가능하다.

도 1, 도 2 그리고 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 용해부(120)에는 상기 좌우 탕로들(125a,125b)로 각각 흘러내린 용탕이 상기 유지부(140)로 원활하게 흘러가도록 상기 좌우 탕로(125a,125b)의 용탕 흐름방향으로 열을 가하는 탕로 버너(126)들이 설치되며, 상기 용해부 내부를 청소할 때 사용하기 위한 청소용 도어(128)가 상기 좌,우 탕로(125a,125b)와 연결되도록 설치된다.

한편, 본 발명은 상기의 구성으로 이루어진 비철금속 급속 용해로(100)는 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있다. 하지만, 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이상에서, 본 발명에 따른 비철금속 급속 용해로의 구성 및 작용을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

이와 같은 본 발명을 적용하면, 알루미늄 인고트의 용해가 균일하게 이루어질 뿐만 아니라 신속한 용해가 가능해지며, 구조상 용탕이 버너타일 내에 유입될 가능성이 거의 없기 때문에 버너폐쇄현상이 발생되지 않는다. 또 다른 효과는, 용해버너들에 의해 용해된 용탕이 곧바로 융기부에서 양측으로 흘러내려 용해부 바닥의 좌우 가장자리에 형성된 좌,우 탕로들를 따라 유지부로 신속하게 흐름으로서, 용탕의 연속적인 용해 및 이동이 가능할 뿐만 아니라 용해부에 용해잔재가 거의 남지 않는다는 이점이 있다.

Claims (7)

1. 비철금속의 급속 용해로에 있어서:

   도어가 장착된 인고트 투입구를 갖는 타워부;

   상기 타워부의 중심을 향하도록 상기 타워부 아래에 설치되어 인고트의 용해가 균일하게 이루어지도록 하는 용해버너들을 갖는 용해부; 및

   상기 용해부로부터 용해된 용탕을 연속적으로 공급받는 유지부를 포함하되;

   상기 용해부는

   상기 용해버너들에 의해 용해된 용탕이 흘러내린 후 상기 유지부로 흘러가도록 하향경사진 좌우 탕로들; 및

   상기 좌우 탕로들로 각각 흘러내린 용탕이 상기 유지부로 신속하게 그리고 원활하게 흘러가도록 상기 좌우 탕로들의 용탕 흐름 방향으로 각각 열을 가하는 탕로 버너들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비철금속 급속 용해로.
2. 제1항에 있어서,

   상기 타워부는

   상단에 배기가스가 배출되는 배출구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비철금속 급속 용해로.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 용해부는

   상기 타워부로부터 투입되는 인고트가 쌓이는 그리고 상기 탕로보다 높게 융기된 융기부를 포함하여,

   상기 인고트는 상기 용해버너들에 의해 용해된 용탕이 상기 융기부에서 양측으로 흘러내려 상기 용해부 바닥의 좌우 가장자리에 형성된 좌우 탕로들로 흐르는 것을 특징으로 하는 비철금속 급속 용해로.
5. 삭제
6. 제1항, 제2항, 그리고 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 용해부와 상기 유지부는 격벽에 의해 서로 격리되되 상기 탕로부분만 개방되어 있는 것을 특징으로 하는 비철금속 급속 용해로.
7. 제1항, 제2항, 그리고 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 유지부는 상기 용해부의 좌우 탕로를 따라 흘러들어온 용탕에 열을 가하는 유지 버너들과;

   상기 유지부 내부를 청소할 때 사용하는 청소용 도어를 더 포함하되;

   상기 유지버너들은 상기 유지부의 상부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 비철금속 급속 용해로.

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