KR101338118B1 - 알루미늄 연속 용해로 - Google Patents

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KR101338118B1 KR1020130105492A KR20130105492A KR101338118B1 KR 101338118 B1 KR101338118 B1 KR 101338118B1 KR 1020130105492 A KR1020130105492 A KR 1020130105492A KR 20130105492 A KR20130105492 A KR 20130105492A KR 101338118 B1 KR101338118 B1 KR 101338118B1
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Abstract

본 발명은 알루미늄 잉곳 및 알루미늄 스크랩 등을 용해하는 알루미늄 용해로에 관한 것으로서 특히, 알루미늄을 연속으로 용해하여 사용할 수 있고, 에너지 사용량이 적으며, 핸들링이 간편한 알루미늄 연속 용해로에 관한 것이다.
본 발명에 의한 알루미늄 연속 용해로는 상광하협 형태의 원료적재실(103)이 상부에 형성되고, 하부에 풀(115)이 형성되며, 버너(102)를 구비한 용해로(101); 상기 용해로(101) 일측에 형성되고, 용해로(101)의 용해실탕로(116)를 통해 용해로(101)와 연통되어 알루미늄 용탕을 저장하는 저탕실(108); 상기 용해로(101)의 일측에 형성된 점검구(117); 상기 점검구(117)를 개폐하는 도어(113)를 포함하여 구성됨으로써 버너(102)에서 방사된 화염이 용해실(101) 내부의 알루미늄을 용해한 후 고열의 배기가스가 원료적재실(103)의 알루미늄을 예열한 후 덕트(104)를 통해 외부로 배기되도록 구성된다.

Description

알루미늄 연속 용해로 {Aluminum continuous melting furnace}
본 발명은 알루미늄 잉곳 및 알루미늄 스크랩 등을 용해하는 알루미늄 용해로에 관한 것으로서 특히, 알루미늄을 연속으로 용해하여 사용할 수 있고, 에너지 사용량이 적으며, 핸들링이 간편한 알루미늄 연속 용해로에 관한 것이다.
알루미늄 용해로는 알루미늄을 일정한 형태로 성형한 잉곳 또는 알루미늄 제품 생산 후 남은 알루미늄 스크랩을 약 700~740℃의 고열로 용해하여 보온실에 용해된 알루미늄 용탕을 보관하도록 구성된 것이다.
이러한 알루미늄 용탕을 이용하여 다이캐스팅 또는 주조와 같은 공업을 통해 알루미늄 제품을 생산한다.
그런데 종래의 알루미늄 용해로는 알루미늄을 용해하여 출탕한 후 다시 알루미늄 잉곳과 알루미늄 스크랩을 용해로에 투입하여 용해시켜야 하므로 알루미늄을 연속으로 용해시키지 못해 효율이 매우 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 알루미늄을 용해하는데 많은 에너지가 소비되어 에너지 효율이 좋지 못한 문제점이 있었다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0249508호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서 알루미늄을 연속으로 용해하여 알루미늄 용탕을 사용할 수 있고, 알루미늄을 용해한 후 폐열을 회수하여 사용하므로 에너지 효율이 높은 알루미늄 연속 용해로를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
또한, 알루미늄 용탕을 간편하고, 안전하게 출탕할 수 있으므로 고열의 알루미늄 용탕을 핸들링하는 과정 중 발생하는 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 알루미늄 연속 용해로를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 알루미늄 연속 용해로는 상광하협 형태의 원료적재실(103)이 상부에 형성되고, 하부에 풀(115)이 형성되며, 버너(102)를 구비한 용해로(101); 상기 용해로(101) 일측에 형성되고, 용해로(101)의 용해실탕로(116)를 통해 용해로(101)와 연통되어 알루미늄 용탕을 저장하는 저탕실(108); 상기 용해로(101)의 일측에 형성된 점검구(117); 상기 점검구(117)를 개폐하는 도어(113)를 포함하여 구성됨으로써 버너(102)에서 방사된 화염이 용해실(101) 내부의 알루미늄을 용해한 후 고열의 배기가스가 원료적재실(103)의 알루미늄을 예열한 후 덕트(104)를 통해 외부로 배기되도록 구성된다.
이때, 상기 저탕실(108)에는 사용 후 남은 알루미늄 용탕을 저탕실(108)로 회수시키는 급탕구(109)가 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 용해로(101)와 저탕실(108)로 구성된 본체의 하부에 받침대(110)가 설치되되, 상기 본체의 일측은 받침대(110)의 일측과 힌지(112)로 체결되고, 본체의 타측은 받침대(110)의 타측과 리프트실린더(114)로 체결됨으로써, 리프트실린더(114)의 구동에 의해 본체가 힌지(112)를 중심으로 회전하며 저탕실(108)의 출탕구로 알루미늄 용탕이 출탕되도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 저탕실(108)의 출탕구는 저탕실(108)의 출탕구와 동일한 높이에 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 용해로의 상부는 호 형태의 가이드레일(105)에 체결되어 리프트실린더(114)의 구동에 의해 본체가 힌지(112)를 중심으로 회전할 때 본체의 상부는 가이드레일(105)을 따라 슬라이드 이동하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 받침대(110)의 지면과 접촉하는 다리에는 로드셀(111)이 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 용해로(101)는 원료적재실(103)이 형성되는 용해로상부(101a)와, 알루미늄이 용해되는 용해로하부(101b)로 구성되되, 상기 용해로상부(101a)는 고강도 캐스타블 내화물로 성형되고, 상기 용해로하부(101b)는 하이 알루미나 소재로 성형된 것을 특징으로 한다.
링기와 같이 구성된 본 발명의 알루미늄 연속 용해로는 알루미늄을 연속으로 용해하여 알루미늄 용탕을 사용할 수 있으므로 용탕 생산 효율이 매우 우수하고, 알루미늄을 용해한 후의 폐열을 알루미늄 잉곳이나 스크랩을 가열하는데 사용함으로써 열효율이 매우 우수한 효과가 있다.
또한, 용해된 알루미늄 용탕을 자동으로 출탕할 수 있기 때문에 작업이 간편하고, 고온의 용탕을 핸들링하는 과정 중 발생하는 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 의한 알루미늄 연속 용해로의 정면도.
도 2는 본 발명에 의한 알루미늄 연속 용해로의 측면도.
도 3은 용해로의 측단면도.
도 4는 용해로의 점검구를 통해 인서트를 제거하는 상태를 도시한 도면.
도 5는 용해로를 기울여 출탕시키는 상태를 도시한 도면.
이하 첨부한 도면에 의하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 알루미늄 연속 용해로의 정면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 알루미늄 연속 용해로의 측면도이며, 도 3은 용해로의 측단면도이고, 도 4는 용해로의 점검구를 통해 인서트를 제거하는 상태를 도시한 도면이며, 도 5는 용해로를 기울여 출탕시키는 상태를 도시한 도면이다.
본 발명에 의한 알루미늄 연속 용해로는 도 1에 도시한 바와 같이 알루미늄 잉곳과 스크랩을 용해하여 용탕을 만드는 용해로(101)와, 용탕을 액상으로 보관하는 저탕실(108)로 구성된다.
알루미늄 용탕을 생산하기 위해서는 알루미늄 잉곳과 알루미늄 스크랩을 용해하여야 하는데 도 1과 같이 버켓(106)에 알루미늄 잉곳과 스크랩을 담은 후 버켓(106) 승강장치(미도시)를 이용하여 용해로(101) 상부의 원료적재실(103)에 알루미늄 잉곳과 스크랩을 붓는다.
상기 승강장치는 공지된 여러 형태의 승강장치를 사용할 수 있는데, 바람직하게는 체인 구동방식의 엘레베이터를 사용하는 것이 바람직하다.
용해로(101)는 도 3에 도시한 바와 같이 용해로(101) 상부에 원료적재실(103)이 형성되는데, 상기 원료적재실(103)은 상부는 넓고 하부는 좁은 상광하협의 형태로 성형됨으로써 원료적재실(103)에 부어진 알루미늄 잉곳과 스크랩이 서로 엉킨 상태이기 때문에 알루미늄 잉곳과 스크립 일부는 용해로로 낙하하고, 나머지 알루미늄 잉곳과 스크립이 원료적재실(103) 하부에 위치하는 상태가 된다.
용해로(101)의 상부에는 버너(102)가 설치되어 용해로(101) 내부로 화염을 방사함으로써 용해로(101) 내부의 알루미늄 잉곳과 스크랩을 용해하여 용탕을 형성하고, 알루미늄 용탕은 용해로 바닥의 오목한 형태인 풀(115)에 저장된다.
알루미늄 용탕의 수위가 올라가면 용해로(101) 일측에 위치하는 저탕실(108)과 연결된 용해실탕로(116)를 통해 알루미늄 용탕이 용해로(101)에서 저탕실(108)로 오버플로우되어 저탕실(108)에서 알루미늄 용탕이 저장된다.
상기 저탕실(108)은 버너 또는 전열선 등의 열원에 의해 알루미늄 용탕을 유지할 수 있는 온도로 가열되고 있는 상태이다.
용해로(101)에서 버너(102)의 화염이 알루미늄 잉곳과 스크랩을 용해시키고 난 후 고열의 가스는 용해로(101) 상부의 원료적재실(103)을 통해 도 1의 덕트(104)로 배출된다.
이때, 고온의 배기가스는 원료적재실(103)에 적재된 알루미늄 잉곳과 스크랩을 예열한 후 덕트(104)를 통해 배기되므로 이후 원료적재실(103)의 예열된 알루미늄 잉곳과 스크랩을 적은 열량으로도 용해시킬 수 있기 때문에 많은 에너지를 절감할 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이 상기 용해로(101)의 일측에는 점검구(117)가 형성되고, 상기 점검구(117)를 개폐하는 도어(113)가 형성됨으로써 작업자는 용해로(101)를 간편하게 점검할 수 있고, 도 4와 같이 용해로(101)의 풀(115)에 침강된 철과 같은 이물질을 긁어 제거하기 용이하다.
용해로(101)의 풀(115)에 침강된 이물질을 긁어 제거할 때는 용해로(101) 풀(115)에 알루미늄 용탕의 유,무와 상관 없이 작업이 가능하다.
그리고 용해로(101)는 용해로상부(101a)와 용해로하부(101b)로 구성되는데 각각 다른 재질로 용해로상부(101a)와 용해로하부(101b)가 성형된다.
용해로상부(101a)는 원료적재실(103)를 구성하는 벽체로서 알루미늄 잉곳이나 스크랩과의 충돌에 의한 파손을 방지하기 위하여 고강도 캐스타블 내화물로 용해로상부(101a)를 성형하고, 용해로하부(101b)는 알루미늄과 반응이 적은 소재인 하이 알루미나를 소재로 용해로하부(101b)를 성형한다.
상술한 바와 같이 용해로상부(101a)는 원료적재실(103)에 알루미늄 잉곳이나 스크랩을 부을 때 발생하는 충격에 의해 용해로상부(101a)가 깨지거나 긁히는 등의 파손이 발생할 수 있는데, 본 발명은 용해로상부(101a)를 고강도 캐스타블 내화물로 용해로상부(101a)를 성형함으로써 원료적재실(103)에 원료를 넣을 때 발생하는 충격에 의해 벽체가 파손하는 것을 방지한다.
그리고, 용해로하부(101b)는 알루미늄 잉곳과 스크랩이 용해되어 용탕이 저장되는 곳인데, 알루미늄과 반응이 적은 소재인 하이 알루미나를 소재로 용해로하부(101b)를 구성함으로써 알루미늄 용탕이 고품질의 순도를 유지할 수 있도록 구성한다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명의 용해로(101)와 저탕실(108)은 받침대(110)에 의해 지지되는데, 용해로(101)와 저탕실(108)(이하, 용해로와 저탕실을 '본체'라고 칭한다.)의 일측은 받침대(110)의 일측과 힌지(112)로 체결되고 본체의 타측은 받침대(110) 상부에 안착되는 형태로 받침대(110)가 본체를 지지한다.
또한, 본체의 타측은 받침대(110)의 타측과 리프트실린더(114)로 체결된다.
그리고 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 본체의 상부는 측방향으로 연장된 호 형태의 가이드레일(105)에 체결된 상태이다.
저탕실(108)에 저장된 알루미늄 용탕을 출탕할 때는 용해로(101)와 저탕실(108)인 본체를 기울여 출탕구(미도시)를 통해 알루미늄 용탕을 출탕하여 래들(미도시)에 부어 사용하다.
즉, 리프트실리더(114)를 작동시키면 도 5와 같이 본체가 힌지(112)를 중심으로 회전한다. 이때, 본체의 상부는 호 형태의 가이드레일(105)을 따라 슬라이드 이동하면서 도 5와 가이 본체가 기울어지면서 출탕구(미도시)를 통해 저탕실(108)의 알루미늄 용탕이 출탕된다.
본체의 상부와 가이드레일(105)의 체결은 공지된 여러 가지 형태가 될 수 있다.
상기 출탕구는 힌지(112)와 동일한 높이로 구성하는 것이 바람직한데 이는 출탕과정에서 알루미늄 용탕이 안정적으로 래들에 부어지도록 하기 위함이다.
즉, 출탕구를 힌지(112)와 동일한 높이로 구성하면 본체를 기울일 때 출탕구의 위치가 변하지 않기 때문에 안정적으로 알루미늄 용탕을 래들에 부을 수 있는 것이다.
상기와 같이 리프트실린더(114)를 작동시키면 본체가 받침대(110)의 힌지(112)를 중심으로 회전하면서 본체 상부가 호 형태의 가이드레일(105)을 따라 슬라이드 이동하면서 본체가 회전하기 때문에 본체가 안정적으로 회전하여 간편하게 알루미늄 용탕을 출탕할 수 있게 된다.
상기 본체의 상부는 버너(102)의 배기가스를 외부로 배출하는 덕트(104)가 설치되는데 1 및 도 2와 같이 본체의 상부 버너(102) 주위에 구조물인 타워(107)를 구성함으로써 본체를 회전시킬 때 구조물인 타워(107)에 의해 안정적으로 회전되도록 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 도면에는 도시하지 않았으나 상기 덕트(104)는 가이드레일(105) 내부를 따라 배관되는데, 덕트의 변형량을 흡수할 수 있도록 주름관 또는 삽입관등으로 덕트(104)를 구성함으로써 본체가 회전할 때 덕트의 변위를 흡수할 수 있도록 구성한다.
상기와 같이 본체가 기울어져 알루미늄 용탕을 출탕할 때 원료적재실(103)에 적재된 알루미늄 잉곳과 스크랩 일부가 용해로(101) 내부로 삽입되면서 새로운 알루미늄 용탕이 생성된다.
출탕된 알루미늄 용탕을 주조 및 다이캐스팅 등의 작업에 사용하고 남으면 도 1과 같이 남은 알루미늄 용탕을 저탕실(108)과 연통된 급탕구(109)로 부어 재사용할 수 있도록 한다.
상술한 받침대(110)는 도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이 받침대(110)의 지면과 접촉하는 다리 부분에 로드셀(111)를 설치함으로써 원료적재실(103)에 공급된 알루미늄 재료의 무게, 출탕된 알루미늄 용탕의 무게, 사용 후 남은 알루미늄 용탕이 급탕구로 반송된 무게 등을 측정함으로써 알루미늄 용탕의 사용량, 원료적재실(103)에 적재된 알루미늄 재료의 양, 저탕실(108)에 보관된 알루미늄 용탕의 양을 측량함으로써 용탕의 양, 에너지의 양, 알루미늄 용탕 공급량 등을 조절할 수 있도록 구성한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 알루미늄 연속 용해로는 알루미늄을 연속으로 용해하여 알루미늄 용탕을 사용할 수 있으므로 용탕 생산 효율이 매우 우수하고, 알루미늄을 용해한 후의 폐열을 알루미늄 잉곳이나 스크랩을 가열하는데 사용함으로써 열효율이 매우 우수하다.
또한, 용해된 알루미늄 용탕을 자동으로 출탕할 수 있기 때문에 작업이 간편하고, 고온의 용탕을 핸들링하는 과정 중 발생하는 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.
이상, 본 발명에 의한 알루미늄 연속 용해로에 대해 설명하였다.
상기 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
101 : 용해로
101a : 용해로상부
101b : 용해로하부
102 : 버너
103 : 원료적재실
104 : 덕트
105 : 가이드레일
106 : 버켓
107 : 타워
108 : 저탕실
109 : 급탕구
110 : 받침대
111 : 로드셀
112 : 힌지
113 : 도어
114 : 리프트실린더
115 : 풀
116 : 용해실탕로
117 : 점검구

Claims (8)

  1. 상광하협 형태의 원료적재실(103)이 상부에 형성되고, 하부에 풀(115)이 형성되며, 버너(102)를 구비한 용해로(101);
    상기 용해로(101) 일측에 형성되고, 용해로(101)의 용해실탕로(116)를 통해 용해로(101)와 연통되어 알루미늄 용탕을 저장하는 저탕실(108);
    상기 저탕실(108)의 일측에 형성되어 사용 후 남은 알루미늄 용탕을 저탕실(108)로 회수시키는 급탕구(109);
    상기 용해로(101)의 일측에 형성된 점검구(117);
    상기 점검구(117)를 개폐하는 도어(113)를 포함하여 구성됨으로써 버너(102)에서 방사된 화염이 용해실(101) 내부의 알루미늄을 용해한 후 고열의 배기가스가 원료적재실(103)의 알루미늄을 예열한 후 덕트(104)를 통해 외부로 배기되도록 구성된 것을 특징으로 하는 알루미늄 연속 용해로.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 용해로(101)와 저탕실(108)로 구성된 본체의 하부에 받침대(110)가 설치되되, 상기 본체의 일측은 받침대(110)의 일측과 힌지(112)로 체결되고, 본체의 타측은 받침대(110)의 타측과 리프트실린더(114)로 체결됨으로써,
    리프트실린더(114)의 구동에 의해 본체가 힌지(112)를 중심으로 회전하며 저탕실(108)의 출탕구로 알루미늄 용탕이 출탕되도록 구성된 것을 특징으로 하는 알루미늄 연속 용해로.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 저탕실(108)의 출탕구는 힌지(112)와 동일한 높이에 설치된 것을 특징으로 하는 알루미늄 연속 용해로.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 용해로의 상부는 호 형태의 가이드레일(105)에 체결되어 리프트실린더(114)의 구동에 의해 본체가 힌지(112)를 중심으로 회전할 때 본체의 상부는 가이드레일(105)을 따라 슬라이드 이동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 알루미늄 연속 용해로.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 받침대(110)의 지면과 접촉하는 다리에는 로드셀(111)이 설치된 것을 특징으로 하는 알루미늄 연속 용해로.
  7. 제1항에 있어서,
    용해로(101)는 원료적재실(103)이 형성되는 용해로상부(101a)와, 알루미늄이 용해되는 용해로하부(101b)로 구성되되,
    상기 용해로상부(101a)는 고강도 캐스타블 내화물로 성형되고, 상기 용해로하부(101b)는 하이 알루미나 소재로 성형된 것을 특징으로 하는 알루미늄 연속 용해로.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 원료적재실(103)에 알루미늄 잉곳 및 스크랩을 공급하는 버켓 승강장치는 체인구동 방식의 엘레베이터인 것을 특징으로 하는 알루미늄 연속 용해로.
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