KR101205054B1 - 전기로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기로에 관한 것으로 상부면의 상부로 슬래그가 배출되는 슬래그 배출구가 형성되고, 상부면으로 슬래그가 흘러 배출되는 슬래그 유출 안내부재의 상부로 유출 제어 도어부재를 상, 하 이동시켜 슬래그 배출구를 통해 슬래그가 유출되는 것을 방지하여 전기로의 제강 조업 시 슬래그의 유출을 방지하여 열 손실을 줄이고, 거품 슬래그 형성에 의한 아크열의 효율을 높여주고, 용융 슬래그 중에 유가 금속을 회수하여 용강 회수율을 높인다.

Description

전기로{ELECTRIC FURNACE}

본 발명은 전기로에 관한 것으로 더 상세하게는 전기로 내의 슬래그를 배출하는 슬래그 배출구에서 초기 슬래그가 유출되는 것을 방지하도록 발명된 것이다.

일반적으로 전기로는 전기에너지를 이용하여 금속이나 합금을 가열, 용해하는 노를 말하는 것으로, 노 내부로 스크랩을 장입한 후 전극과 스크랩 사이로 아크 형태의 전류를 발생시켜 가열하여 스크랩을 용해시키는 것이다.

그리고, 전기로의 제강 작업 중에는 스크랩 내의 불순물이 용해되어 산화물 형태로 용강 상부에 슬래그가 형성된다.

상기 슬래그는 용강의 표면 위에 떠서 용강 표면이 공기에 의해 산화되는 것을 방지하고, 그 표면을 보존하는 역할을 하며, 슬래그와 용강 계면에서는 물질이동 및 화학 반응이 일어난다.

본 발명의 목적은 전기로 내의 제강 조업 시 슬래그의 외부 유출을 방지하는 전기로를 제공하는 데 있다.

이러한 본 발명의 과제는 스크랩이 장입되어 용해되는 공간부를 형성하는 몸체부와,

상기 공간부의 상부를 커버하며 아크열을 발생시키는 복수의 전극봉을 구비한 천정부재와,

상기 몸체부에 형성된 용강 배출구와,

상기 용강 배출구와는 별개로 상기 몸체부의 일측에 형성된 슬래그 배출구와,

상기 슬래그 배출구의 상부를 개폐하는 상부 도어부재와,

상기 상부 도어부재를 상, 하 이동시키는 상부 도어 이동 기기와

상기 슬래그 배출구의 하부를 개폐하는 유출 제어 도어부재와,

상기 유출 제어 도어부재를 상, 하 이동시키는 도어 작동 기기를 포함하며

상기 유출 제어 도어부재는 산화 정련 과정에서의 슬래그 포밍에 의한 슬래그 부피 팽창시 슬래그 높이보다 높게 돌출되게 승강 작동하여 팽창된 초기 슬래그의 유출을 차단하는 전기로를 제공함으로써 해결된다.

본 발명은 전기로의 제강 조업 시 슬래그의 유출을 방지하여 슬래그 유출에 따른 열 손실을 줄이고, 거품 슬래그 형성에 의한 아크 열의 효율을 높여주고, 용융 슬래그 중에 유가 금속을 회수하여 용강 회수율을 높이는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 구조를 도시한 개략도
도 2 및 도 3은 요부 확대도
도 4는 본 발명의 일 실시 예를 도시한 개략도
도 5는 본 발명의 일 실 시예를 도시한 사시도
도 6은 본 발명의 일 실시 예를 도시한 정면도

본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1을 참고하여 본 발명에 따른 전기로를 설명하면 하기와 같다.

전기로(1)의 일 측에는 전기로(1) 내에서 제강 조업 중 발생한 슬래그(3)를 배출하는 슬래그 배출구(1c)가 구비된다.

전기로(1)는 내부로 스크랩을 장입하고, 용해가 이루어지는 공간부가 형성되며, 하부 몸체부(1b)와 상부 몸체부(1a)로 구분되어 하부 몸체부(1b)의 내측벽에는 외벽을 보호하도록 내화 연와로 축조된 내화 벽체가 형성되고, 상부 몸체부의 내측벽에는 내부로 냉각수가 순환되어 외벽을 보호하는 냉각 패널부재가 장착되는 것이 일반적이다.

그리고 상기 전기로(1)의 상부에는 개방된 상부를 커버하며 아크열을 발생시키는 복수의 전극봉(2a)을 구비한 전기로 천정부재(2)가 결합된다.

상기 전기로 천정부재(2)에는 도시하지는 않았지만, 용해과정에서 발생되는 다량의 폐가스와 먼지 등을 배출하는 배기관이 연결되는 것이다.

상기 전기로(1)에 대한 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.

상기 슬래그 배출구(1c)는 전기로(1)에서 용강을 배출하는 용강 배출구와는 별개로 전기로(1)의 일 측에 형성되는 것으로, 전기로(1) 내에서 제강 조업 중 발생한 슬래그(3)를 배출하는 것이다.

본 발명은 상부면의 상부 측으로 상기 슬래그 배출구(1c)가 형성되고, 상부면으로 슬래그(3)가 흘러 유출되는 슬래그 유출 안내 받침부재(10)를 포함한다.

상기 슬래그 유출 안내 받침부재(10)의 상부면은 평면으로 형성되고, 출구 측 단부에 원형의 배출 안내부(12)가 구비되어 출구의 단부 측에서 유출, 낙하될 때 슬래그(3)의 유출 흐름이 원활하도록 하는 것이 바람직하다.

상기 슬래그 유출 안내 받침부재(10)에는 상, 하 이동되어 상기 전기로(1) 내의 슬래그(3)가 유출되는 것을 막는 유출 제어 도어부재(20)가 구비된다.

상기 유출 제어 도어부재(20)는 상기 슬래그 유출 안내 받침부재(10)의 상부면으로 돌출되어 상기 슬래그 유출 안내 받침부재(10)의 상부면으로 흐르는 슬래그(3)의 유출을 방지하는 것이다.

상기 슬래그 유출 안내 받침부재(10) 및 상기 유출 제어 도어부재(20)는 열 전도도 및 내열성이 높은 금속 재질로 형성되어 슬래그(3)에 의한 열변형이 방지되고, 슬래그(3)가 표면에 부착되는 것을 방지함으로써 응고된 슬래그를 용이하게 분리하도록 하는 것이 바람직하다.

또한 상기 슬래그 유출 안내 받침부재(10)의 상부면에는 고경도 코팅층이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 유출 제어 도어부재(20)는 전기로의 내부에서 슬래그(3)와 접촉되는 안쪽면 및 상부면에 고경도 코팅층이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 고경도 코팅층은 냉각된 슬래그의 분리를 용이하게 하고, 냉각된 슬래그가 분리되면서 발생하는 상기 슬래그 유출 안내 받침부재(10) 및 상기 유출 제어 도어부재(20)의 마모를 최소화시키는 것이다.

상기 슬래그 유출 안내 받침부재(10)에는 상기 유출 제어 도어부재(20)가 삽입되는 도어 삽입부(11)가 형성된다.

상기 유출 제어 도어부재(20)는 상기 도어 삽입부(11) 내에 삽입되고, 상기 슬래그 유출 안내 받침부재(10)의 상부면과 일치된 상태에서 상, 하 이동하는 것을 일 예로 한다.

상기 도어 삽입부(11)의 안쪽 면과 상기 유출 제어 도어부재(20)의 외측 면 사이에는 상기 유출 제어 도어부재(20)의 상, 하 이동을 위해 미세한 유격이 형성되며, 슬래그(3)의 점성에 의해 상기 미세한 유격 사이로는 슬래그(3)가 유입되지 않는 것이다.

상기 유출 제어 도어부재(20)는 도어 작동 기기(30)에 의해 상, 하 이동되며, 상기 도어 작동 기기(30)는 상기 유출 제어 도어부재(20)의 하부면에 연결되는 피스톤 로드를 구비한 유압 실린더 또는 공압 실린더를 사용하거나, 전동 모터를 사용하여 상기 전동 모터의 회전력을 직선 운동으로 변환하여 작동되는 것을 일 예로 한다.

상기 도어 작동 기기(30)는 한 개 또는 복수로 구비될 수 있는 것이다.

상기 유압 실린더 또는 공압 실린더 또는 전동 모터는 형태나 작동 방식이 다를 뿐 도어 부재를 작동시키는 목적인바 이하의 기재에서 유압 실린더로 통합해 호칭한다.

상기 유압 실린더는 실린더 내로 공급되는 유압의 제어로 피스톤 로드를 이동시켜 상기 유출 제어 도어부재(20)를 상, 하 이동시키는 것이다.

또 본 발명은 상기 슬래그 배출구(1c)에서 상기 유출 제어 도어부재(20)의 상부에서 상, 하 이동하여 상기 슬래그 배출구(1c)를 개폐하는 상부 도어부재(40) 및 상기 상부 도어부재(40)를 상, 하 이동시키는 상부 도어 이동 기기(50)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 상부 도어부재(40)는 상기 유출 제어 도어부재(20)와 함께 상기 슬래그 배출구(1c)를 개폐하는 것이다.

상기 상부 도어부재(40)는 하단부가 상기 유출 제어 도어부재(20)의 상단부와 맞붙어 상기 슬래그 배출구(1c)를 개폐하는 것이 바람직하다.

상기 상부 도어 이동 기기(50)는 상기 상부 도어부재(40)의 상부에서 전기로(1) 또는 다른 구조물에 장착되며, 단부가 상기 상부 도어부재(40)의 상부면에 연결되는 피스톤 로드를 구비한 유압 실린더 또는 공압 실린더를 사용하거나 전동 모터를 사용하여 상기 전동 모터의 회전력을 직선 운동으로 변환하여 작동되는 것을 일 예로 한다.

상기 도어 작동 기기(30) 및 상부 도어 이동 기기(50)는 도어를 상, 하 이동시키는 어떠한 구조로도 변형 실시 가능함을 밝혀둔다.

전기로(1)의 제강 조업에서 용강의 표면에 형성된 슬래그(3)는 산화 정련 가탄 과정에서 부피가 팽창되며, 이 때 팽창된 슬래그(3)가 슬래그 배출구(1c)로 유입되게 된다.

상기한 바와 같이 산화 정련 과정에서 팽창되어 형성된 초기 슬래그(3)는 산화철(FeO)과 같은 유가 유용 금속 산화물을 많이 함유하고 있다.

도 2를 참고하면, 상기 유출 제어 도어부재(20)는 상기 산화 정련 과정에서 슬래그 포밍에 의해 슬래그(3) 부피 팽창시 슬래그(3)가 유출되는 상기 슬래그 유출 안내 받침부재(10)의 상부면으로 슬래그(3)의 높이보다 높게 돌출되게 승강 작동하여 상기 슬래그 배출구(1c)를 막아 팽창된 초기 슬래그(3)의 유출을 차단하는 것이다.

도 3을 참고하면, 상기 유출 제어 도어부재(20)는 상기 슬래그 유출 안내 받침부재(10)의 상부면과 일치되게 하강되어 슬래그(3)를 배출하며 슬래그(3)가 배출하면서 상기 슬래그 유출 안내 받침부재(10)의 상부면에 응고되는 경우 승강되어 응고된 슬래그(3)를 이탈, 제거하는 역할도 하는 것이다.

또 상기 상부 도어부재(40)는 상기 유출 제어 도어부재(20)의 상부에서 상기 슬래그 배출구(1c)를 개폐할 수 있는 것이다.

즉, 도 4를 참고하면, 상기 유출 제어 도어부재(20)를 상기 슬래그 유출 안내 받침부재(10)의 상부로 돌출시켜 슬래그(3)의 유출을 방지한 상태에서 상기 상부 도어부재(40)를 상부로 이동시켜 상기 슬래그 배출구(1c)를 일부분 열 수 있는 것이다.

따라서, 산화 정련과 같은 제강 작업 시 상기 상부 도어부재(40)를 상부로 이동시켜 상기 슬래그 배출구(1c)를 열고 수냉 랜스나 온도계를 전기로 안에 인입할 수 있는 것이다.

또, 상기 상부 도어부재(40)는 상기 유출 제어 도어부재(20)가 하강되어 슬래그(3)를 유출시킬 때 슬래그(3)와 접촉되지 않는 높이까지 최대한 하강되어 슬래그(3) 유출 시 전기로 내부 열의 외부 방출, 전기로 내부 가스의 유출을 방지하고, 외기의 유입 등을 최대한 차단하는 역할을 하는 것이다.

또 본 발명은 도 5 및 도 6을 참고하면, 상기 유출 제어 도어부재(20)가 슬래그 배출구(1c)를 개폐할 때 유출 제어 도어부재(20)의 상, 하 이동을 안내하는 가이드 레일부재(60)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

*상기 가이드 레일부재(60)는 상기 슬래그 배출구(1c)의 양 측에서 세워져 고정되며 상기 유출 제어 도어부재(20)의 양 측단이 이동 가능하게 삽입되는 가이드 홈(61)이 길이 방향으로 형성되는 것을 일 예로 한다.

또 상기 가이드 레일부재(60)는 상기한 바와 같이 상기 유출 제어 도어부재(20)의 이동 방향 즉, 상, 하 방향 수직으로 가이드 홈(61)이 형성되고, 상기 가이드 홈(61)이 서로 마주보게 상기 슬래그 배출구(1c)의 양 측에 세워져 고정되며, 상기 유출 제어 도어부재(20)의 양 측단이 상기 가이드 홈(61)에 이동 가능하게 삽입되는 것을 일 예로 설명한다.

그리고 도시하지 않았지만, 상기 유출 제어 도어부재(20)의 양 측면에 가이드 홈을 형성하고, 상기 유출 제어 도어부재(20)의 가이드 홈에 삽입되는 돌기부를 상기 가이드 레일부재(60)의 양 측면에 각각 돌출되게 변형 실시될 수도 있는 것이다.

그리고 상기 가이드 레일부재(60)는 내부에 레일 냉각용 유로(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 레일 냉각용 유로는 내부로 냉각수가 순환되어 상기 가이드 레일부재(60)를 냉각시킴으로써 슬래그 배출구(1c)를 통해 배출되는 슬래그(3)의 고열로 인해 가이드 레일부재(60)가 변형되는 것을 방지하는 것이다.

또 상기 레일 냉각용 유로는 슬래그(3) 배출 중 상기 가이드 레일부재(60)에 부착되는 슬래그(3)를 응고시켜 제거가 용이하도록 하는 것이다.

상기 유출 제어 도어부재(20)의 양 측단에는 상기 가이드 레일부재(60)의 가이드 홈(61)에 삽입되는 가이드 돌기부(21)가 상부로 돌출되는 것이 바람직한다.

상기 가이드 돌기부(21)는 상기 유출 제어 도어부재(20)가 상기 슬래그 유출 안내 받침부재(10)의 상부면으로 돌출되는 최대 높이 만큼 상기 유출 제어 도어부재(20)의 상부로 돌출 형성되는 것이 더 바람직하다.

상기 가이드 돌기부(21)는 슬래그(3)를 배출시키기 위해 상기 유출 제어 도어부재(20)가 상기 슬래그 유출 안내 받침부재(10)의 상부면에 일치된 상태에서도 상기 가이드 레일부재(60)의 가이드 홈(61)에 삽입되어 상기 가이드 홈(61)에 슬래그(3)가 채워져 응고되는 것을 방지하는 것이다.

또 상기 유출 제어 도어부재(20)의 내부에는 냉각수가 순환되는 냉각수 유로(20a)가 형성되어 고온의 슬래그(3)와 접촉되면서 발생하는 열변형을 방지하는 구조로 형성된다.

본 발명은 상기 유출 제어 도어부재(20)로 냉각수를 공급하는 냉각수 공급부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 냉각수 공급부(미도시)는 냉각수를 순환시켜 상기 유출 제어 도어부재(20)를 냉각시키는 것으로, 상기 냉각수 유로(20a)로 냉각수를 공급하는 탱크, 탱크에서 상기 냉각수 유로(20a)로 연결되어 냉각수를 순환시키는 순환관, 상기 순환관에 설치되어 냉각수를 냉각시키는 열 교환기를 포함하여 상기 열교환기로 냉각되어 상기 냉각 유로로 순환되는 구조를 가지는 것이 바람직하다.

또 상기 가이드 돌기부(21) 내에는 냉각수가 순환되는 냉각수 유로(20a)가 구비되어 고온의 슬래그(3)와 접촉되면서 발생하는 열변형을 방지하는 구조로 형성된다.

따라서 슬래그(3) 유출 시 상기 가이드 홈(61)에 슬래그(3)가 유입, 응고되지 않아 상기 유출 제어 도어부재(20)의 작동이 항상 원활하게 작동될 수 있는 것이다.

상기 상부 도어부재(40)는 상기 유출 제어 도어부재(20)의 상부에 배치되어 상기 가이드 레일부재(60)에 의해 상, 하 이동이 안내되는 것이 바람직하다.

상기 상부 도어부재(40)는 양 측단이 상기 가이드 레일부재(60)의 가이드 홈(61)에 삽입되어 상기 가이드 레일부재(60)에 의해 상, 하 이동이 안내되는 것이다.

상기 상부 도어부재(40)의 양 측에는 하부 측으로 상기 가이드 돌기부(21)가 삽입되는 돌기 삽입부(41)가 형성되는 것이 바람직하다.

상기 가이드 돌기부(21)는 상기 유출 제어 도어부재(20)와 상기 상부 도어부재(40)가 맞닿아 상기 슬래그 배출구(1c)를 닫는 경우 상기 돌기 삽입부(41)로 삽입되는 것이다.

따라서, 상기 유출 제어 도어부재(20)의 하단부와 상기 상부 도어부재(40)의 상단부가 맞붙어 상기 슬래그 배출구(1c)를 완전히 밀폐시킬 수 있는 것이다.

본 발명은 상기 유출 제어 도어부재(20) 및 상부 도어부재(40)를 통해 슬래그(3)의 유출을 제어하고, 슬래그(3) 유출에 따른 열 손실을 줄이고, 거품 슬래그 형성에 의한 아크 열의 효율을 높여주고, 용융 슬래그 중에 유가 금속을 회수하여 용강 회수율을 높이는 효과가 있다.

본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.

10 : 슬래그 유출 안내 받침부재 20 : 유출 제어 도어부재
30 : 도어 작동 기기 40 : 상부 도어부재
50 : 상부 도어 이동 기기 60 : 가이드 레일부재
61 : 가이드 홈

Claims (6)

1. 스크랩이 장입되어 용해되는 공간부를 형성하는 몸체부와,
   상기 공간부의 상부를 커버하며 아크열을 발생시키는 복수의 전극봉을 구비한 천정부재와,
   상기 몸체부에 형성된 용강 배출구와,
   상기 용강 배출구와는 별개로 상기 몸체부의 일측에 형성된 슬래그 배출구와,
   상기 슬래그 배출구의 상부를 개폐하는 상부 도어부재와,
   상기 상부 도어부재를 상, 하 이동시키는 상부 도어 이동 기기와
   상기 슬래그 배출구의 하부를 개폐하는 유출 제어 도어부재와,
   상기 유출 제어 도어부재를 상, 하 이동시키는 도어 작동 기기를 포함하며
   상기 유출 제어 도어부재는 산화 정련 과정에서의 슬래그 포밍에 의한 슬래그 부피 팽창시 슬래그 높이보다 높게 돌출되게 승강 작동하여 팽창된 초기 슬래그의 유출을 차단하는 것을 특징으로 하는 전기로.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 유출 제어 도어부재의 내부에는 냉각수가 순환되는 냉각수 유로가 형성된 것을 특징으로 하는 전기로.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 유출 제어 도어부재가 슬래그의 유출을 방지한 상태에서 상기 상부 도어부재를 상부로 이동시켜 상기 슬래그 배출구의 일부분을 개방하는 것을 특징으로 하는 전기로.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 유출 제어 도어부재의 양 측단에는 가이드 돌기부가 상부로 돌출되고, 상기 가이드 돌기부 내에는 냉각수가 순환되는 냉각수 유로가 구비되는 것을 특징으로 하는 전기로.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 유출 제어 도어부재는 금속 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 전기로.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 유출 제어 도어부재는 전기로의 내부에서 슬래그와 접촉되는 안쪽면 및 상부면에 고경도 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는 전기로.

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