KR101511719B1 - 배재물 처리 장치 및 이를 이용한 배재물 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 처리물 및 배재물이 수용된 용기에 장착되어 용기의 일방향으로 배재물의 배출을 제어하기 위한 배재물 처리 장치 및 이를 이용한 배재물 처리 방법에 관한 것으로서, 용기의 상부에 이격되어 배치되고 일면이 용기의 상면에 교차하는 방향으로 배치되는 소판을 구비하는 배재기 및 용기의 외측의 적어도 일부를 둘러싸며 배치되는 자력발생기를 포함하여, 처리물 및 배재물이 수용된 용기를 마련하여 용기를 경동하는 단계 이전이나 이후에 처리물을 용기의 경동방향의 반대방향 측으로 유도함으로써, 처리물의 유출을 억제하며 배재물을 처리를 용이하게 진행할 수 있다.
따라서, 슬래그를 래들 밖으로 밀어내기 위한 배재기의 수평방향으로의 이동폭이 감소됨으로써 설비의 부하가 감소되고, 배재기와 래들의 충돌 발생을 억제하거나 방지할 수 있다. 그리고 용선과 배재기 소판의 접촉시간을 단축시킬 수 있어 소판의 교환 횟수를 감소시킬 수 있다.
그리고, 용선의 래들 후편 유도로 인해 슬래그는 래들의 배재구측(래들 앞편)으로 유도되어 있으므로 슬래그를 제거하는 면적이 감소되어 용선의 예비처리 시간을 단축할 수 있다. 이에, 예비 처리 시간의 증가로 인한 용선 온도 하락 및 설비 가동에 따른 비용의 문제점을 해결할 수 있다.

Description

배재물 처리 장치 및 이를 이용한 배재물 처리 방법 {Slag treatment apparatus and treatment method thereof}

본 발명은 배재물 처리 장치 및 이를 이용한 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 래들 내 용선의 정련 시 생성되는 슬래그를 용이하게 래들로부터 배재시킬 수 있는 배재물 처리 장치 및 이를 이용한 처리 방법에 관한 것이다.

제강공정에서 용선 및 용강과 같은 용탕은 전로, 래들, 턴디쉬 등 여러 형태의 용기에서 정련을 거쳐 몰드로 주입되어 최종 제품으로 생산된다. 이때, 각 용기 내에는 용탕의 정련에 의한 불순물인 슬래그가 용탕의 탕면 상에 생성된다.

이와 같은 슬래그(Slag)는 각 용기마다 서로 다른 특성을 가지고, 예컨대, 산화물인 산화철(FeO), 이산화규소(SiO₂), 산화망간(MnO), 오산화인(P₂O₅), 산화알루미늄(Al₂O₃), 산화칼슘(CaO)으로 이루어져 있다. 이때, 후속공정을 위해 용탕을 한 용기에서 다른 용기로 옮길 때에는 용기 내에 생성된 슬래그를 배재하는 작업이 요구된다.

슬래그 배재 작업은 일반적으로 용탕 및 슬래그가 수용된 용기를 소정각도 경동시킴으로써, 용기 내 배재구를 통해 탕면 상의 슬래그를 밖으로 배출시킴으로써 이루어지는데, 이때, 슬래그의 배재가 효율적으로 이루어지지 않으면 용탕의 출탕 시 슬래그가 과다하게 용기로 유입되어, 용기의 내화물이 빠르게 침식되어 내화물원단위가 증가되는 문제점이 발생한다.

또한, 슬래그의 상부에서 슬래그를 밀어내며 용기 밖으로 배출시키기 위한 배재기의 소판은 통상 사각의 판 형상이기 때문에 경동방향과 대향하는 측면쪽의 슬래그를 제거하기 위해 소판이 래들 깊숙이 배치되어야하는데, 이때 소판과 래들의 충돌이 발생할 수 있어 안전성이 감소된다.

그리고 슬래그가 용탕의 탕면에 전체적으로 퍼져 있음으로써 배재기가 슬래그를 제거하기 위해 이동해야하는 거리가 증가됨으로써 배재기의 부하가 야기되어 설비의 수명을 단축시키는 문제를 야기한다.

이에 종래에는, 용기 내 슬래그를 용이하게 배재시키기 위해, 용기의 경동방향의 반대측 용기 하부로부터 가스를 위입하여 용기의 경동방향측으로 슬래그를 밀어내는 방법을 사용하였으나, 용탕의 젖음성이 작아 슬래그와 함께 용탕이 누출하는 문제점이 발생한다.

이에, 용탕에 슬래그가 함유된 채로 후속공정에 이송되며, 후속공정에서 슬래그를 제거하기 위한 추가 공정이 요구됨으로써 용탕의 처리 공정 시간이 증가되며, 연주 몰드로 슬래그가 혼입되어 침지노즐이 막히는 현상이 야기되거나, 최종적으로 생산되는 제품의 품질이 악화된다.

KR 2011-0050197 A1

본 발명은 래들 내 슬래그를 용이하게 배재할 수 있는 배재물 처리 장치 및 이를 이용한 처리 방법을 제공한다.

본 발명은 용선의 예비 처리 공정 시간을 단축시킬 수 있는 배재물 처리 장치 및 이를 이용한 처리 방법을 제공한다.

본 발명은 설비의 부하를 감소시키고, 설비의 가동으로 인한 문제점을 해결할 수 있는 배재물 처리 장치 및 이를 이용한 처리 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 배재물 처리 장치는 처리물 및 배재물이 수용된 용기에 장착되어 상기 용기의 일방향으로 배재물의 배출을 제어하기 위한 장치로서, 상기 용기의 상부에 이격되어 배치되고 일면이 상기 용기의 상면에 교차하는 방향으로 배치되는 소판을 구비하는 배재기 및 상기 용기의 외측의 적어도 일부를 둘러싸며 배치되는 자력발생기를 포함한다.

상기 자력발생기는 상기 용기의 일방향에 대향하는 상기 용기의 외측면에 장착되며, 자력을 발생시키는 자력발생부재와, 상기 자력발생부재에 연결되어 상기 자력발생부재에 전기에너지를 공급하기 위한 전원공급부를 포함할 수 있다.

상기 자력발생부재는 상기 용기의 외측면의 전체 외주를 기준으로, 상기 용기의 일방향에 대향하는 상기 용기의 외측면의 1/3 외주 영역을 감싸며 장착될 수 있다.

상기 자력발생부재의 하단은 상기 용기의 경동 시 상기 처리물의 평균 높이에 배치될 수 있다.

상기 자력발생부재의 높이(H310)는 상기 용기로 상기 처리물의 평균량 장입 후 용기 경동 시 상기 처리물의 탕면 높이(Have)로부터, 상기 용기로 상기 처리물의 최대량 장입 후 용기 경동 시 상기 처리물의 탕면 높이(Hmax)에서 상측으로 250㎜ 위치까지의 높이로 형성될 수 있다.

상기 용기로부터 배출되는 배재물의 배재량에 따라 상기 자력발생기 및 상기 배재기의 동작을 제어하는 제어기가 연결될 수 있다.

상기 자력발생기는 상기 용기에 탈부착 가능할 수 있다.

상기 자력발생기는 수용부재에 수용되어 상기 용기의 외측에 장착되며, 상기 자력발생기를 상기 용기에 장착하는 고정부재가 구비될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 배재물 처리 방법은 처리물 및 배재물이 수용된 용기를 마련하는 단계와, 상기 용기를 경동하는 단계, 상기 배재물을 배재하는 단계를 포함하고, 상기 용기를 경동하는 단계 이전이나 이후에 상기 처리물을 상기 용기의 경동방향의 반대방향 측으로 유도시키는 단계를 포함한다.

상기 처리물을 경동방향의 반대방향으로 유도시키는 단계는, 상기 용기의 외측에 장착된 자력발생기를 작동시켜 상기 처리물과 상기 자력발생기 간의 인력에 의해 상기 처리물을 상기 경동방향의 반대방향으로 유도할 수 있다.

상기 배재물을 배재하는 단계는 상기 용기 상에 배치되는 배재기를 작동시켜, 상기 배재기의 소판이 수평방향으로 이동하며 상기 용기의 배재구 밖으로 상기 배재물을 밀어낼 수 있다.

상기 배재물을 배재하는 단계 이후에 상기 배재기의 작동을 중단하는 단계 및 상기 자력발생기의 작동을 중단하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 용기의 경동 시, 상기 용기가 경동된 방향으로의 상기 처리물의 높이는 상기 경동방향의 반대방향으로의 처리물 높이에 비해 상대적으로 높은 위치일 수 있다.

상기 경동방향으로의 처리물 높이와 상기 경동방향의 반대방향으로의 처리물 높이의 격차는 300㎜ 이하일 수 있다.

상기 용기는 래들이며, 상기 처리물은 용선이고, 상기 배재물은 슬래그일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의하면, 용기 내 처리물의 상부에 잔류하는 배재물을 배재함에 있어, 용기의 경동 시 처리물의 유출을 억제하며 배재물을 처리를 용이하게 진행할 수 있다.

즉, 래들 내 슬래그의 제거 시, 래들의 배재구가 형성된 외측에 대향하는 래들의 외측면에 자력을 발생시켜, 용선이 자력에 의해 래들의 내측 후편으로 유도 되도록 하여, 슬래그의 배재를 용이하게 진행하고, 슬래그 배출 시 용선의 배출을 억제하거나 방지할 수 있다.

이에, 슬래그를 래들 밖으로 밀어내기 위한 배재기의 수평방향으로의 이동폭이 감소됨으로써 설비의 부하가 감소되고, 배재기와 래들의 충돌 발생을 억제하거나 방지할 수 있다. 그리고 용선과 배재기 소판의 접촉시간을 단축시킬 수 있어 소판의 교환 횟수를 감소시킬 수 있다.

그리고, 용선의 래들 후편 유도로 인해 슬래그는 래들의 배재구측(래들 앞편)으로 유도되어 있으므로 슬래그를 제거하는 면적이 감소되어 용선의 예비처리 시간을 단축할 수 있다. 이에, 예비 처리 시간의 증가로 인한 용선 온도 하락 및 설비 가동에 따른 비용의 문제점을 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배재물 처리 장치를 나타내는 측면도이다.
도 2는 도 1의 배재물 처리 장치의 자력발생기를 확대 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 배재물 처리 장치의 일부 평면도이다.
도 4는 래들 경동 시, 자력발생기 작동에 따른 탕면의 변화를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배재물 처리 방법을 차례대로 나타내는 순서도이다.
도 6은 종래 및 본 발명의 래들의 경동에 따른 슬래그 분포 및 용선 탕면 높이의 변화를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

배재물 처리 장치는 용기 내 상부에 생성된 배재물을 용기 밖으로 배재시킬 때, 용기에 형성된 배재물이 배출되는 방향으로 용이하게 유도될 수 있도록 하는 장치이다. 이에, 본 발명에서는 고로로부터 출선된 용선을 수용하는 용기에 적용되는 슬래그를 배재하는 데에 사용한다. 이에, 용기는 래들일 수 있고, 처리물은 용선이며, 배재물은 슬래그일 수 있다. 그러나, 배재물 처리 장치가 구비되는 곳은 이에 한정되지 않고 용기 내에 처리물과 배재물이 잔류할 때, 처리물을 배재물이 배출되는 방향과 반대방향으로 유도시키는 것이 요구되는 다양한 공정에 적용 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배재물 처리 장치를 나타내는 측면도이다. 도 2는 도 1의 배재물 처리 장치의 자력발생기를 확대 도시한 도면이다. 도 3은 도 1의 배재물 처리 장치의 일부 평면도이다. 도 4는 래들 경동 시, 자력발생기 작동에 따른 탕면의 변화를 나타내는 도면이다.

배재물 처리 장치(1)는 용선(M) 및 슬래그(S)가 수용된 래들(100)에 장착되어, 래들(100)의 일방향으로 배재물의 배출을 제어하기 위한 장치로서, 래들(100)의 상부에 이격되어 배치되고, 일면이 상기 래들(100)의 상면에 교차하는 방향으로 배치되는 소판(250)을 구비하는 배재기(200) 및 래들(100)의 외측의 적어도 일부 둘러싸며 배치되는 자력발생기(300)를 포함한다.

래들(100)은 내부에 용선 및/또는 용강을 수용하기 위한 공간을 형성하는 용기로서, 본 발명에서는 고로로부터 출선된 용선(M)이 전로로 이송되기 전, 수용되는 공간을 형성한다. 래들(100)은 용선을 수용할 수 있는 내부 공간이 형성된 중공의 형상으로 다양한 형상으로 제작될 수 있다. 이때, 래들(100)은 외벽을 구성하는 래들 본체(110)와, 래들 본체(110)의 외측의 일방향으로 돌출 형성되는 배재구(130)를 구비한다.

래들 본체(110)는 평탄하거나 오목한 바닥으로부터 상부로 연장 형성되는 벽체의 구조로 형성되며, 래들 본체(110)의 외측으로는 슬래그의 배재 시 및/또는 용선의 출탕하는 경로를 형성하는 배재구(130)가 구비된다. 이때, 래들 본체(110)는 평탄하거나 오목한 바닥으로부터 상부로 갈수록 경사지게 형성될 수 있다. 이에, 슬래그 및/또는 용선의 배재 및/또는 출탕을 용이하게 할 수 있다.

배재구(130)는 래들(100)에 수용된 용선(M) 및/또는 슬래그(S)를 외부로 용이하게 배출하기 위해 형성되는 것으로서, 본 발명에서는 래들 본체(110)의 외측 중 일방향으로 돌출 형성될 수 있다. 즉, 배재구(130)는 주전자의 입구와 같이 래들 본체(110)로부터 외측의 어느 한 방향으로 돌출되어 있으므로, 내부 공간 내의 용선(M) 및/또는 슬래그(S)가 배재구(130)를 통해 밖으로 배출되는 경로를 형성할 수 있다. 이때, 본 발명에서는 배재구(130)가 래들 본체(110)의 외측에 돌출 형성되어 있는 것으로 나타나 있으나 배재구(130)는 돌출 형성되지 않을 수 있으며 배재구(130)의 길이 및 형상에 대해서는 한정하지 않는다.

이하의 기재되는 설명의 이해를 부연하기 위해 래들(100)의 방향에 대해 정의하면 다음과 같다. 도 1을 참조하면, 래들(100)의 하면 즉 수평방향은 래들(100)의 폭방향이고, 래들(100)의 수직방향은 래들(100)의 높이방향일 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 것처럼, 후술하는 자력발생기(300)가 둘러싸는 영역은 래들(100)의 외주방향일 수 있다. 즉, 외주방향은 래들(100)의 외측 둘레 영역일 수 있다.

또한, 배재구(130)에 전술한 바와 같이, 래들(100)의 일방향은 배재구(130)가 형성된 방향일 수 있으며, 슬래그(S)가 배출되는 방향일 수 있고, 슬래그(S)의 배재를 위해 래들(100)이 경동되는 방향일 수 있다. 즉, 래들(100)의 일방향, 래들(100)의 배재구(130)가 형성된 방향, 슬래그(S)가 배출되는 방향, 래들(100)의 경동방향은 동일한 방향을 지칭한다.

배재기(200)는 래들(100)의 상부에 구비되어 슬래그(S)의 배재 시 슬래그(S)를 밀어내기 위해 구비되는 것으로서, 배재기(200)는 크게 본체부(210)와 암부(230) 및 소판으로 구성된다.

본체부(210)는 주행레일(미도시)에서 주행할 수 있도록 용선대차(미도시) 상부에 일체 또는 결합되어 마련된다. 또한, 본체부(210)에는 일방향으로 돌출되도록 마련되는 암부가 연결되고, 암부(230)를 전후진 시키는 암부 주행장치(미도시) 및 암부(230)를 상하로 회동시키기 위한 유압실린더(미도시)가 마련될 수 있다. 이때, 본체부(210)를 구성하는 연결암 주행장치 및 유압실린더의 구성 및 효과는 당업자에게 자명한 구성이고, 종래에 사용되는 방식을 본 발명에서도 채택하고 있으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

암부(230)는 제1 암부(230)와 제2 암부(230)로 나눌 수 있고 수평 및 수직으로 회동될 수 있다. 즉, 암부(230)는 전후진 동작하며 상하방향으로 움직일 수 있다. 이때, 제2 암부의 일측은 제1 암부에 회동 가능하게 연결될 수 있고 제2 암부(230)의 타측에는 소판(250)이 장착된다. 그래서 암부(230)가 본체부(210)에 의해 전후진 동작하는 동안 소판(250)이 래들 상부의 슬래그(S)에 접촉할 수 있다.

소판(250)은 넓은 일면이 래들(100)의 평면과 교차하는 방향으로 배치되고, 암부(230)에 회동 가능하도록 장착된다. 즉, 소판(250)은 판의 형상을 갖고 판을 구성하는 면 중 넓은 일면 또는 타면 중 한 면은 래들(100)의 배재구(130)가 형성된 방향으로 배치될 수 있다. 이에, 래들(100) 상부의 슬래그(S)에 접촉한 상태에서 암부(230)의 움직임에 의해 슬래그(S)를 래들(100) 밖으로 밀어내어 배출시킬 수 있다. 이때, 본 발명에서는 소판(250)은 평면형상이 사각인 판으로 제작되나 소판(250)의 형상은 이에 한정되지 않고, 래들의 평면형상 및, 슬래그(S)의 분포에 따라 다양한 형태로 변경 가능하다.

이와 같은 배재기(200)는 일반적으로 소판(250)으로 용선(M) 상의 슬래그를 제거하기 위해서 래들(100)을 0 내지 40도까지 경동시켜 슬래그 배재를 실시한다. 이때, 배재기(200)의 소판은 암부(230)의 구동에 의해 전, 후진을 실시하며 슬래그(S)를 밀어내어 래들(100) 밖으로 밀어내게 된다.

자력발생기(300)는 전술한 래들(100)의 외측에 탈부착 가능하도록 구비되어 슬래그(S)를 래들(100)의 배재구(130)측으로, 즉, 래들의 일방향측으로 용이하게 이동시키기 위한 장치로서, 래들(100)의 외측면에 장착되며, 자력을 발생시키는 자력발생부재(310)와, 자력발생부재(310)에 연결되어 자력발생부재(310)를 작동시키기 위한 전원공급부(330)를 포함한다.

자력발생부재(310) 래들(100)의 외측(래들(100)의 일방향에 대향하는 타방향의 외측면)에 장착되어 전원의 공급에 의해 자력을 발생하는 부재로서, 본 발명에서는 자력을 발생시키는 마그네틱이 사용되었으나, 자력발생부재(310)는 이에 한정되지 않고 자력을 발생하는 다양한 수단이 사용될 수 있다.

한편, 자력발생부재(310)가 래들(100)의 외측에 장착되는 위치에 대해 자세하게 설명하기로 한다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 자력발생부재(310)는 래들 본체(110)의 외측면의 전체 외주(둘레)를 기준으로 일방향과 대향하는 타방향의 래들 본체(110)의 외측면을 1/3 외주영역 감싸며 장착될 수 있다. 더욱 상세하게는, 래들(100)의 배재구(130)가 형성된 위치에 대향하는 래들(100)의 외측면 위치를 기준으로 외주를 따라서 1/3의 영역을 감싸며 배치되는데, 이는, 도 3의 평면도를 보면, 래들(100) 평면모양인 원을 기준으로 래들(100) 중앙을 기준으로 배재구(130) 측과 배재구(130)의 대향하는 방향 측으로 연장 형성된 L₀의 연장선과 L₀ 연장선과의 각도가 60도를 형성하는 L₁ 및 L₂의 연장선을 형성하면, 래들(100)의 원형 평면은 총 6구역(R₁ 내지 R₆)으로 구분할 수 있다. 이에, 자력발생부재(310)는 래들(100)의 외측면 둘레 중 R₁및 R₂ 영역의 외측면을 커버하도록 장착될 수 있다.

이때, 자력발생부재(310)가 상기 범위(래들 본체(110) 외측면의 1/3 영역)보다 넓은 너비를 갖고 구비될 경우에는 래들(100) 내의 측면 쪽의 용선의 높이가 증가하게 되어 측면쪽의 용선(M) 단차에 의해 슬래그의 제거가 용이하지 않고, 상기 범위보다 좁은 너비를 갖고 구비될 경우에는 래들(100) 후편으로의 용선 높이를 증가시키는 것이 용이하지 않아 용선의 단차 차이가 미비하여 슬래그의 제거가 용이하지 않다. 즉, 자력발생부재(310)가 R₁ 및 R₂의 외측 둘레 범위를 벗어나 R₃ 및 R₆의 영역의 외측까지 구비되는 경우, 래들(100) 내 용선(M)이 형성하는 단차는 래들(100)의 후면 및 측면이 증가된 평면형상이 원형인 반구를 종의 방향으로 절단 시 그 외주가 이루는 곡선과 같이 단차가 형성될 수 있다. 따라서, 이처럼 용선(M)의 단차가 형성될 경우에는 일반적으로 사각의 판 형상인 소판(250)이 래들(100)의 중앙부에 위치하는 슬래그를 밀어내는 것이 용이하지 않기 때문에 자력발생부재(310)는 전술한 범위의 외측면 둘레를 감싸며 배치되는 것이 바람직하다. 이처럼 래들(100)의 외측을 감싸는 자력발생부재(310)는 본 발명의 실시 예와 같이 하나의 자력발생부재(310)가 측면을 둘러싸도록 형성될 수도 있으나, 다수개의 자력발생부재(310)를 구비하여 상기 범위에 위치하도록 장착할 수도 있다.

한편, 자력발생부재(310)의 하단은 슬래그의 배재를 위한 래들(100)의 경동 시, 용선(M)의 평균 높이에 그 하단부가 배치될 수 있다. 도 4는 자력발생기(300)가 작동하기 전(O₁)과 작동한 후(O₂)의 용선(M)의 탕면 위치 변화를 나타내는 도면이다.

이때, 용선(M)의 평균 높이는 자력발생기(300)가 작동하지 않은 상태에서 래들(100)에 평균 용선(M)의 양이 장입한 경우에 래들(100) 경동 시, 용선의 탕면 높이(H_ave)를 나타낸다.

또한, 자력발생부재(310)의 높이방향으로의 길이(H₃₁₀)는 용선(M)의 평균 높이(H_ave) 로부터 래들(100)의 경동 시, 용선(M)의 최대 높이(H_max)의 250㎜의 상부 높이까지의 길이를 갖고 형성될 수 있다. 여기서 용선(M)의 최대 높이(H_max)는 래들(100) 내 최대 용선량 장입 후 래들(100)의 경동 시, 용선(M)의 탕면 높이(H_max)를 나타낸다. 즉, 자력발생부재(310)의 높이방향으로의 길이(H₃₁₀)는 하기의 식1과 같이 최대 탕면 높이(H_max)에서 평균 탕면 높이(H_ave)를 제외한 값에서 250㎜를 더한 값을 가지고 도출할 수 있다.

식1

자력발생부재 길이(H₃₁₀) = 최대 용선량 장입 후 용기 경동 시, 용선 탕면 높이(H_max) - 평균 용선량 장입 후 용기 경동 시, 용선 탕면 높이(H_ave) + 250㎜

이와 같은 식1을 통한 자력발생부재(310)의 길이보다 큰 길이를 가지고 래들(100)에 장착되는 경우에는 용선(M)에 가해지는 자기 에너지의 손실이 커지고 이보다 낮은 길이를 가지고 래들(100)에 장착되는 경우에는 용선(M)에 충분한 단차를 형성하는 것이 용이하지 않아 슬래그(S)의 배재가 효율적으로 이루어 지지 않는 문제점이 야기될 수 있다.

상기와 같이 래들(100) 외측에 장착되는 자력발생부재(310)는 래들(100)의 크기 및 래들(100)에 수용될 수 있는 용선(M)의 최대 수용양의 변화에 따라 높이방향으로의 길이 및 너비가 변경 가능할 수 있다. 이에, 용선(M) 및 슬래그(S)가 수용되는 각각의 용기에 맞게 자력발생부재(310)의 높이방향으로의 길이 및 너비를 도출하여 적용하는 것이 바람직하다.

전술한 자력발생부재(310)는 래들(100)에 장착되기 위해 추가적으로 수용부재를 구비할 수 있다. 즉, 자력발생기(300)가 수용가능한 공간이 형성된 부재를 고정부재를 이용함으로써 래들(100)의 외측면에 장착시킬 수 있다. 이때, 본 발명에서는 고정부재를 한정하지는 않으나 래들(100)에 장착되는 자력발생부재(310)를 안정적으로 장착되도록 하며, 고온의 래들(100)의 환경에 의해 변형되거나 탈락되지 않은 부재를 사용하는 것이 바람직하다.

전원공급부(330)는 자력발생부재(310)의 작동을 위해 자력발생부재(310)로 전기에너지를 인가하기 위한 장치로서, 자력발생부재(310)에 전기에너지를 인가할 수 있는 다양한 장치가 사용될 수 있다.

전술한 자력발생기(300)의 작동을 간략하게 설명하면 다음과 같다. 전원공급부(330)로부터 공급되는 전기에너지가 인가된 자력발생부재(310)는 전기에너지를 자기력으로 바꿈으로써 래들(100)에 수용된 처리물 및 배재물의 탕면에 변화를 줄 수 있다. 자력발생부재(310)로부터 발생하는 자기력에 의해 래들(100)에 수용된 용선은 자기력에 반응함으로써 자력발생부재(310)가 배치된 래들(100)의 후편으로 유도될 수 있다. 이에, 래들(100)의 후면으로 용선이 끌어당겨짐으로써 자력발생기(300)가 구비되기 전 종래의 탕면보다 높은 위치에 용선이 위치하게 된다. 이에, 자력에 의한 인력이 자력발생부재(310)와 용선(M) 사이에 작용함으로써 용선(M)의 위치에너지가 증대되어 용선(M)은 래들(100)의 후편으로 유도되고, 슬래그(S)는 래들(100)의 배재구(130)측으로 유도될 수 있다.

한편, 배재물 처리 장치(1)에는 래들(100)로부터 배출되는 슬래그의 배재량에 따라 자력발생기(300) 및 배재기(200)의 동작을 제어하는 제어기(미도시)가 구비될 수도 있다.

제어기는 배재기(200)와 자력발생기(300)를 상호 신호적으로 연결하여, 슬래그의 배출에 따라 배재기(200)와 자력발생기(300)의 작동을 제어하기 위해 구비될 수 있다. 더욱 상세하게는, 제어기는 래들(100)이 경동되기 전이나 경동 후 슬래그(S)가 배출되기 전 자력발생기(300)를 발생시켜, 전술한 바와 같이, 래들(100) 내 용선(M)이 래들(100)의 후편으로 유도되어 슬래그(S)가 배재구(130)측으로 이동하도록 할 수 있다. 이때, 래들(100)의 경동 후, 배재기(200)를 작동하여 소판(250)이 래들(100) 내 슬래그(S)를 배재구 측으로 밀어내는 작업을 통해 슬래그(S)가 배재되는데, 슬래그(S)가 배재되는 양(일반적으로, 용선의 정련 시 발생하는 슬래그의 양과 유사하거나 동일한 양으로 슬래그가 배재된 양)이 감지되면 제어기는 배재기(200)의 작동을 중단한 후, 자력발생기(300)의 작동을 중단할 수 있다.

이에, 제어기가 슬래그의 배출되는 양을 감지하는 것은 별도의 감지기(미도시)를 배출된 슬래그(S)가 수용되는 용기에 장착하며 슬래그의 배출량을 감지할 수 있다. 즉, 감지기가 하중을 감지하는 수단이 사용되는 경우, 래들(100)의 슬래그가 배출되어 수용되는 래들(100)에 감지기를 장착하여, 슬래그(S)의 수용 하중에 따른 값에 의해 제어기가 후속 공정을 위해 배재기(200)와 자력발생기(300)의 작동을 중단시킬 수 있도록 할 수 있다.

하기에서는 전술한 배재물 처리 장치(1)를 이용한 배재물 처리 방법에 대해서 설명하기로 한다. 또한, 자력발생기(300)로 인한 용선(M) 및 슬래그(S)의 탕면 변화 및 작동상태에 대해서 이전보다 자세하게 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배재물 처리 방법을 차례대로 나타내는 순서도이다. 도 6은 종래 및 본 발명의 래들의 경동에 따른 슬래그 분포 및 용선 탕면 높이의 변화를 나타내는 도면이다.

본 발명의 실시 예에 따른 배재물 처리 방법은 용선 및 슬래그가 수용된 래들(100)을 마련하는 단계와, 래들(100)을 경동하는 단계, 슬래그를 배재하는 단계를 포함하고, 래들(100)을 경동하는 단계 이전이나 이후에 용선(M)을 래들(100)의 경동방향의 반대방향 측으로 유도시키는 단계를 포함한다.

더욱 자세하게 설명하면, 우선, 래들(100)에 수용된 용선의 정련에 의해 래들(100) 내 용선(M)의 탕면상에는 슬래그(S) 생성되어 래들(100)에는 용선(M)과 슬래그(S)가 수용된다(S100).

이후, 래들(100) 내 슬래그를 래들(100) 밖으로 배출시키기 위해서 래들(100)은 소정각도 기울어 질 수 있다(S200). 이때, 래들(100)의 최대 60도까지 기울어질 수 있으며, 래들(100)은 배재구(130)가 형성된 방향으로 경동될 수 있다. 하지만 경동각도는 래들(100)의 종류에 따라 상이할 수 있다.

래들(100)의 경동에 의해 용선(M)과 슬래그(S)의 탕면이 종래의 탕면과 같이 단차가 형성되지 않은 상태에서 본 발명의 실시 예에 따른 배재물 처리 장치(1)의 자력발생기(300)를 작동시킨다(S300).

이와 같이 자력발생기(300)를 작동함으로써 도 6의 (b)에 도시된 것처럼, 래들(100) 내 용선은 자력발생부재(310)에서 발생하는 자력에 의해 자기적인 인력이 가해진다. 이에, 용선(M)은 자력에 의한 인력으로 자력발생기(300)가 장착된 래들(100)의 후편의 용선의 위치에너지가 증가되어 용선(M)은 래들(100)의 경동방향보다 경동방향에 반대하는 방향으로 유도됨으로써 용선과 달리 자성을 띄지 않는 슬래그(S)는 래들(100) 후편의 용선의 위치 높이 증가로 인해 래들(100)의 앞쪽으로 유도될 수 있다(S400).

이때, 단차가 발생된 용선(M)의 경동방향으로의 높이는 경동방향 반대방향으로의 용선의 높이에 비해 상대적으로 높은 위치에 배치되는데, 상기 경동방향으로의 처리물 높이와 상기 경동방향의 반대방향으로의 용선의 높이의 격차는 300㎜일 수 있다. 예컨대, 자력발생부재(310)가 장착되는 래들(100)의 후편의 1/3 지점의 용선 높이가 200㎜ 상승할 때에 나머지 2/3 지점의 용선 높이는 100㎜낮아질 수 있다. 이때, 배재구(130) 측 용선의 높이와 래들(100) 후편의 용선의 높이의 차이가 클수록 슬래그(S)의 배재에 용이하나, 상기 단차가 300㎜이상이 될 경우, 기기 이상에 의한 사고 발생 가능성이 증가하게 됨으로써 자력발생기(300)에 의해 발생하는 단차의 차이는 상기 범위인 것이 바람직하다.

이처럼, 래들(100) 내 용선은 래들(100)의 후편(즉, 자력발생기(300)가 장착된 래들(100)의 측면)쪽으로 유도시키고, 슬래그(S)는 용선(M)이 유도된 방향과 반대되는 방향으로 유도시킨 뒤, 래들(100) 상의 배재기(200)를 작동시켜 슬래그(S)를 래들(100) 밖으로 밀어내면서 슬래그를 배재한다(S500). 이때, 본 발명에서는 자력발생기(300)에 의해 슬래그(S)가 래들(100)의 배재구(130)측으로 유도됨으로써 배재기(200)의 소판(250)이 수평이동하는 거리를 감소시킬 수 있다. 즉, 도 6의(a)와 같이 종래에 슬래그(S)가 래들(100)의 경동방향측으로 유도되지 않음으로써 소판(250)의 수평 이동 거리가 증가하는 것을 감소시킬 수 있어 소판(250)이 수평이동 하면서 래들(100)과 부딪히는 문제점을 해결할 수 있다.

마지막으로 슬래그(S)의 배재 후, 래들(100)을 원위치로 복귀시킨 후, 즉, 경동된 각도만큼 반대방향으로 옴으로써 래들(100)이 경동되지 않도록 한 다음, 자력발생기(300) 및 배재기(200)의 작동을 중지(S600)하여 슬래그 배재 공정을 종료할 수 있다. 이때, 자력발생기(300) 및 배재기(200)에 의해 래들(100) 내 슬래그(S)의 배재는 래들(100)로부터 다른 용기로 슬래그(S)가 배출됨으로써 수행되는데, 이때, 전술한 감지기(미도시)가 슬래그가 수용되는 포트(port)에 장착되어 포트로 배출되는 슬래그(S)의 중량을 측정하고, 측정 값을 제어기(미도시)로 보냄으로써 제어기는 슬래그(S)가 배출되는 양이 배재되어야하는 양과 동일하거나 유사한 양인지 판단할 수 있다. 이에, 제어기가 슬래그(S)의 배출량이 배재목표량과 동일하거나 유사하여 배재 작업이 중단해도 된다고 판단 시, 제어기는 배재기(200) 및 자력발생기(300)에 각각 신호를 보내어 배재기(200)의 작동을 중지하고, 자력발생기(300)가 자력을 발생시키는 것을 차단할 수 있다. 이때, 자력발생기(300)의 작동을 중단하는 것은 래들(100)을 원위치로 복귀시킨 후에 수행될 수도 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 의하면, 래들 내에 수용된 용선 및 슬래그 중 슬래그를 래들 밖으로 용이하게 배출시킬 수 있어 종래에, 배재기의 작업부하를 감소시킬 수 있다.

또한, 슬래그를 용이하게 배재함으로써 용선과 슬래그가 혼입되어 출탕하는 것을 억제하거나 방지할 수 있고, 이에, 용선에 의해 생산되는 제품에 슬래그의 혼입 정도가 감소됨으로써 제품의 품질을 증가시킬 수 있다.

그리고 배재물 처리 장치는 래들에 탈부착 가능하도록 구비됨으로써 기존 설비에서의 증축이 요구되지 않는 간단한 구조로도 용선 및 슬래그의 탕면변화를 유도시킬 수 있는 이점이 있다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술 되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

M : 용선 S : 슬래그
1 : 배재물 처리 장치 100 : 래들
110 : 래들 본체 130 : 배재구
200 : 배재기 210 : 본체부
230 : 암부 250 : 소판
300 : 자력발생기 310 : 자력발생부재
330 : 전원공급부

Claims (15)

1. 처리물 및 배재물이 수용된 용기에 장착되어, 상기 용기의 외측 중 일방향으로 돌출 형성된 배재구로 배재물의 배출을 제어하기 위한 장치로서,
   상기 용기의 상부에 이격되어 배치되고, 일면이 상기 용기의 상면에 교차하는 방향으로 배치되는 소판을 구비하는 배재기; 및
   상기 용기의 외측 중 상기 일방향과 대향하는 타방향 외측의 적어도 일부를 둘러싸며 배치되는 자력발생기;를 포함하는 배재물 처리 장치.
2. 청구항 1 에 있어서,
   상기 자력발생기는
   상기 용기의 타방향으로의 외측면에 장착되며, 자력을 발생시키는 자력발생부재와;,
   상기 자력발생부재에 연결되어 상기 자력발생부재에 전기에너지를 공급하기 위한 전원공급부;를 포함하는 배재물 처리 장치.
3. 청구항 2 에 있어서,
   상기 자력발생부재는,
   상기 용기의 외측면의 전체 둘레를 기준으로,
   상기 용기의 타방향으로의 외측면의 1/3 외주 영역을 감싸며 장착되는 배재물 처리 장치.
4. 청구항 3 에 있어서,
   상기 자력발생부재의 하단은,
   상기 자력발생기가 작동하지 않은 상태에서, 상기 용기의 일방향으로의 상기 용기 경동 시 상기 처리물의 평균 높이에 배치되는 배재물 처리 장치.
5. 청구항 4 에 있어서,
   상기 자력발생부재의 길이(H₃₁₀)는,
   상기 자력발생기가 작동하지 않은 상태에서 하기의 식1에 의해 도출되는 배재물 처리 장치.
   식1 : 자력발생부재 길이(H₃₁₀) = 최대 처리물량 장입 후 용기 경동 시, 처리물 탕면 높이(H_max) - 평균 처리물량 장입 후 용기 경동 시, 처리물 탕면 높이(H_ave) + 250㎜
6. 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,
   상기 용기로부터 배출되는 배재물의 배재량에 따라 상기 자력발생기 및 상기 배재기의 동작을 제어하는 제어기가 연결되는 배재물 처리 장치.
7. 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,
   상기 자력발생기는 상기 용기에 탈부착 가능한 배재물 처리 장치.
8. 청구항 1 또는 청구항 2 에 있어서,
   상기 자력발생기는 수용부재에 수용되어 상기 용기의 외측에 장착되며,
   상기 자력발생기를 상기 용기에 장착하는 고정부재가 구비되는 배재물 처리 장치.
9. 처리물 및 배재물이 수용된 용기를 마련하는 단계;
   상기 용기의 일방향쪽으로 상기 용기를 경동하는 단계;
   상기 용기의 일방향과 대향하는 타방향의 외측에 장착된 자력 발생기를 작동시켜, 상기 처리물을 상기 용기의 경동방향의 반대방향 측으로 유도시키는 단계;
   상기 배재물을 배재하는 단계; 및
   상기 자력 발생기의 작동을 중단하는 단계;를 포함하고,
   상기 자력발생기를 작동시키는 단계는 상기 용기를 경동하는 단계 이전이나 이후에 수행되는 배재물 처리 방법.
10. 청구항 9 에 있어서,
    상기 처리물을 경동방향의 반대방향으로 유도시키는 단계는,
    상기 용기의 외측에 장착된 자력발생기를 작동시켜, 상기 처리물과 상기 자력발생기 간의 인력에 의해 상기 처리물을 상기 경동방향의 반대방향으로 유도하는 배재물 처리 방법.
11. 청구항 9 또는 청구항 10 에 있어서,
    상기 배재물을 배재하는 단계는,
    상기 용기 상에 배치되는 배재기를 작동시켜, 상기 배재기의 소판이 수평방향으로 이동하며 상기 용기의 배재구 밖으로 상기 배재물을 밀어내는 배재물 처리 방법.
12. 청구항 11 에 있어서,
    상기 배재물을 배재하는 단계 이후에,
    상기 배재기의 작동을 중단하는 단계;를 포함하는 배재물 처리 방법.
13. 청구항 9 에 있어서,
    상기 용기의 경동 시, 상기 용기가 경동된 방향으로의 상기 처리물의 높이는 상기 경동방향의 반대방향으로의 처리물 높이에 비해 상대적으로 높은 위치인 배재물 처리 방법.
14. 청구항 13 에 있어서,
    상기 경동방향으로의 처리물 높이와 상기 경동방향의 반대방향으로의 처리물 높이의 격차는 300㎜ 이하인 배재물 처리 방법.
15. 청구항 9 에 있어서,
    상기 용기는 래들이며, 상기 처리물은 용선이고, 상기 배재물은 슬래그인 배재물 처리 방법.

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