KR101680821B1 - Melt discharger having slit - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an apparatus with a slit to easily discharge a molten metal in a melting furnace. The apparatus with a slit of the present invention comprises: a molten metal discharging plate located at least in a portion of the apparatus and including a molten metal discharging path with a lower hole having a smaller cross section than an upper hole such that the molten metal in the melting furnace can be discharged to the outside of the melting furnace; and an induction coil located in an outer side of the molten metal discharging path to heat the molten metal in the molten metal discharging path. The molten metal discharging plate includes a slit formed to allow inner and outer parts of the molten metal discharging plate to communicate. The width of a horizontal cross-section of the slit is smaller than that of a cross section of a lower end part of the molten metal discharging path. Moreover, the length of the horizontal cross-section of the slit is longer than the width of the cross section of the lower end part of the molten metal discharging path.

Description

슬릿을 갖는 용융로 용탕배출장치{MELT DISCHARGER HAVING SLIT}[0001] MELT DISCHARGER HAVING SLIT [0002]

본 발명은 세라믹 용융로, 플라즈마 아크용융로 및 유도가열 저온용융로 등의 용융로 내의 용탕을 용이하게 배출하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for easily discharging a molten metal in a melting furnace such as a ceramic melting furnace, a plasma arc melting furnace and an induction heating low-temperature melting furnace.

유해성폐기물, 특히 원자력 발전 등을 통해 나오는 방사성 폐기물을 보다 안정적으로 처리, 보관 및 관리하는 것은 매우 중요한 문제이다. 이러한 유해성 폐기물을 처리하는 방법으로서, 압축, 소각, 및 시멘트고화 등 다양한 기술들이 적용되고 있으나, 각 기술은 감용비가 적고, 침출수 등의 2차 피해도 발생할 가능성이 높은 문제가 있었다. 그러던 중 몇몇 국가를 중심으로 유해성 폐기물을 처리, 보관하는 방법 중에서 유도가열식 저온용융로 등을 이용하여 유해성폐기물을 연소시키고 중금속을 용융하여 유리와 함께 유리고화체로 만들어 유리 구조 속에 가두어 주변 환경으로 침출되지 않도록 하여 격리시키는 용융로 유리화 기술이 개발되어 왔다.More stable handling, storage and management of hazardous wastes, especially radioactive waste from nuclear power generation, is a very important issue. Various techniques such as compression, incineration, and cement solidification have been applied as methods for treating such hazardous wastes. However, each technique has a problem of low cost and high possibility of secondary damage such as leachate. Among them, some hazardous wastes are treated and stored in some countries, and the harmful waste is burned by using induction heating type low temperature melting furnace, and the heavy metals are melted and made into a glass solid with glass to prevent it from leaching into the surrounding environment A melting furnace vitrification technology has been developed.

종래에 사용되고 있는 용융로는 대부분 상부배출을 기본으로 한다. 용탕 배출방법에는 용융로를 기울여 상부에서 배출하는 틸팅방식과 용융로를 고정한 채로 하부 또는 측면에서 배출하는 하부배출방식이 있다.   Conventionally used melting furnaces are mostly based on top discharge. The molten metal discharge method includes a tilting method in which the melting furnace is tilted and discharged from the upper portion and a lower discharge method in which the melting furnace is fixed and the lower or side is discharged.

상부배출방식은 용융로 뚜껑을 열고 배출함으로 폐기물 용융로가 아닌 일반작업장에서는 가능하나 방사성폐기물처리, 유해성폐기물처리, 슬러지처리 등은 유해성 가스에 의한 작업환경에서 용탕배출시 배기가스 처리공정을 준수해야 하는 문제가 있는 등 작업조건이 까다로워 용융로 하부배출방식을 주로 이용하고 있다. The upper discharge method can be used in a general workplace instead of a waste melting furnace by opening and discharging the lid of the melting furnace. However, the radioactive waste treatment, hazardous waste treatment and sludge treatment are required to comply with the exhaust gas treatment process And it is mainly used for the discharge method of the bottom of the melting furnace.

그러나 종래의 하부배출방식은 일반적으로 실린더 게이트 방식과 기계식 배출방식이 사용되었으며, 실린더 게이트 방식은, 게이트 판 자켓에 고온냉각수를 유동시켜 유리 온도가 낮아지는 관계로 배출시 장시간 소요되는 문제가 있고, 기계식 배출은 용탕에 잠기는 금속밸브가 부식되고 밸브이동 가이드에 용융물이 고착되는 등의 문제가 있었다. 또한, 기존의 배출구는 직경이 크고 유도가열 출력이 높아 용융로의 용탕을 1회에 전부 배출해야만 하며 부분 배출 및 간헐적 배출이 어려운 문제가 있었다. However, in the conventional lower discharge method, a cylinder gate method and a mechanical discharge method are generally used. In the cylinder gate method, since the high temperature cooling water flows to the gate plate jacket to lower the glass temperature, The mechanical exhaust has a problem that the metal valve that is immersed in the molten metal is corroded and the molten metal is fixed to the valve movement guide. In addition, since the conventional outlet has a large diameter and a high induction heating output, it is necessary to completely discharge the molten metal in the melting furnace at one time, and there is a problem that partial discharge and intermittent discharge are difficult.

또한, 종래의 유해성 폐기물의 용탕을 배출함에 있어서, 용융로 바닥부에 형성된 배출구를 통해 배출할 경우 용탕 비중보다 높은 이물질 및 중금속이 용융이 덜 되거나, 유리화가 덜 진행된 채로 배출되는 문제가 있었다. When discharging the molten metal of the conventional hazardous waste through the outlet formed in the bottom of the melting furnace, there is a problem that foreign substances and heavy metals having a specific gravity higher than that of the molten metal are melted less or discharged with less vitrification.

한국 등록특허 제10-1457368호(2014.11.03. 공고)Korean Registered Patent No. 10-1457368 (Announcement of Mar. 11, 2014) 한국 등록특허 제10-2005-0000922호(2005.01.06 공개)Korean Patent No. 10-2005-0000922 (published on Jan. 15, 2005)

본 발명의 목적은 용융로 용탕배출장치의 구조를 개선하여 중금속 및 용융이 덜 이루어진 용탕의 배출을 감소시키고, 배출과 차단을 용이하게 하여, 유해성 폐기물의 용탕을 용이하고 안전하게 배출할 수 있는 용탕배출장치를 제공하고자 함에 있다. It is an object of the present invention to provide a molten metal discharging device for discharging a molten metal of a hazardous waste easily and safely by reducing the discharge of a heavy metal and a molten molten metal by improving the structure of the molten metal discharging device, In order to solve the problem.

상기 본 발명의 목적은, 용융로 바닥부에 위치하는 용융로의 용탕배출 장치로서 상기 용탕배출 장치의 적어도 일부에 위치하며, 용융로 내의 용탕을 용융로 외부로 배출할 수 있도록, 상부에 비해 하부의 구멍 단면이 작은 용탕배출패스가 형성된 용탕배출판; 상기 용기 용탕배출패스의 외측부에 위치하며, 상기 용탕배출패스의 용탕을 가열하기 위한 유도코일; 을 포함하며, 상기 용탕배출판은 용융로의 내외부가 연통되도록 형성된 슬릿을 포함하며, 상기 슬릿 수평단면의 폭은 상기 용탕배출패스 하측단부 단면 폭보다 좁으며 상기 슬릿 수평단면의 길이는 상기 용탕배출패스 하측단부 단면 폭보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는 슬릿을 갖는 용융로 용탕배출 장치에 의해 달성된다. It is an object of the present invention to provide a molten metal discharging device for discharging a molten metal in a molten furnace to an outside of a melting furnace, A molten metal discharge forming a small molten metal discharge path; An induction coil positioned at an outer side of the container molten metal discharge path for heating the molten metal in the molten metal discharge path; Wherein a width of the slit horizontal cross section is narrower than that of the lower end of the molten metal discharge path and a length of the horizontal slit section is smaller than a length of the molten metal discharge path And the slit is formed to be longer than the width of the bottom end of the molten metal discharging device.

상기 용탕배출판 상부는 상기 용융로 바닥부보다 높게 형성될 수 있다. The upper portion of the molten metal discharge can be formed higher than the bottom portion of the melting furnace.

상기 용탕배출판의 상부 끝단은 상기 용융로 바닥부보다 5 내지 15Cm 더 높은 곳에 위치하도록 형성될 수 있다. The upper end of the molten metal discharge can be formed to be located 5 to 15 cm higher than the bottom of the melting furnace.

상기 용기 용탕배출패스의 외측부의 적어도 일부를 둘러싸고 있으며, 냉각용 질소가스가 순환되는 냉각용 질소 헤더를 더 포함할 수 있다. And a cooling nitrogen header surrounding at least a part of the outer side of the container molten metal discharge path and through which nitrogen gas for cooling is circulated.

상기 슬릿은 용탕배출패스에 연결되어 형성될 수 있다. The slit may be formed in connection with the molten metal discharge path.

상기 용탕배출판은 상기 슬릿을 적어도 2개 이상 포함하며, 상기 슬릿은 수평 단면의 형상이 상기 용탕배출패스에 연결된 방사선 형태로 배치될 수 있다. The molten metal discharge may include at least two of the slits, and the slits may be arranged in a shape of a horizontal cross section in the form of a radiation connected to the molten metal discharge path.

상기 용탕배출 장치의 상부를 냉각시키기 위한 냉각수 헤더를 더 포함할 수 있다. And a cooling water header for cooling the upper portion of the molten metal discharging device.

상기 유도코일을 냉각시키기 위한 유도코일 냉각관을 더 포함할 수 있다. And an induction coil cooling pipe for cooling the induction coil.

상기 용탕배출패스의 수평 단면이 장공형상일 수 있다. The horizontal cross section of the molten metal discharge path may be in the form of a long hole.

상기 냉각용 질소헤더는 냉각용 질소를 용탕배출패스로 배출하기 위한 냉각용 질소 노즐을 포함할 수 있다. The cooling nitrogen header may include a cooling nitrogen nozzle for discharging the cooling nitrogen to the melt discharge path.

본 발명에서 용탕배출패스에 슬릿 구조를 적용함으로써, 용탕 냉각 시 하부의 공기와 접촉하여 냉각이 용이해지며, 유도가열시 용탕배출판이 수직으로 균일하게 가열되어 용탕배출이 원활해진다. 또한, 용탕배출패스를 바닥으로부터 단차를 가지도록 높게 형성하여, 용융로 바닥부의 중금속 및 용융이 덜 진행된 용탕 및 불순물이 배출되지 않도록 할 수 있다. 또한, 용탕배출장치에 냉각용 질소 냉각구조를 적용함으로써, 별도의 용탕배출패스 개폐장치 없이도 용탕을 고화시키거나 용융시키는 방법에 의해 개폐시킬 수 있으며, 용융로 운전 중에도 간헐적 배출이 가능하여, 용융로의 폐기물 처리 운전 시간을 크게 증가시킬 수 있으며, 용탕배출패스를 개폐하기 위한 기계적 장치부가 생략되어 유지보수에도 유리하여, 우수한 경제적 효과도 얻을 수 있다. By applying the slit structure to the molten metal discharging path in the present invention, the molten metal comes into contact with the air at the lower side to cool the molten metal easily, and the molten metal discharging plate is uniformly heated vertically during induction heating to smooth the molten metal discharge. In addition, the molten metal discharging path may be formed so as to have a step from the bottom so that the heavy metal in the bottom portion of the melting furnace and the molten metal and the impurities which have not undergone melting can be prevented from being discharged. Further, by applying the cooling nitrogen cooling structure to the molten metal discharging device, it is possible to open and close the molten metal by the method of solidifying or melting the molten metal without using a separate molten metal discharge path opening / closing device, The treatment operation time can be greatly increased and the mechanical device for opening and closing the molten metal discharge path can be omitted, which is advantageous for maintenance, and an excellent economic effect can be obtained.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 용탕배출장치의 일부를 절개한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 용탕배출장치의 수평단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 용탕배출장치의 수직단면도이다.FIG. 1 is a perspective view of a part of a molten metal discharging apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a horizontal sectional view of a molten metal discharging apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a vertical sectional view of a device for discharging a molten metal according to an embodiment of the present invention.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

유해성 폐기물, 특히 방사성 폐기물을 용융하여 유리화 또는 슬러지화하는 설비에는 플라즈마 세라믹용융로, 플라즈마 저온용융로, 플라즈마 아크용융로, 유도가열 저온용융로, 유도가열 고온용융로, 전극가열 세라믹용융로, 및 전기용해로 등이 있다. Plasma ceramic melting furnaces, plasma low temperature melting furnaces, plasma arc melting furnaces, induction heating low temperature melting furnaces, induction heating high temperature melting furnaces, electrode heating ceramic melting furnaces, and electric melting furnaces are examples of facilities for melting hazardous wastes, particularly radioactive wastes, into vitrification or sludge.

본 발명의 용탕배출장치는 용융로의 바닥부 또는 하부에 위치한다. 일반적으로 유해성 폐기물을 용융시켜 유리화하거나 슬러지화하는 설비에서는 유해성 폐기물을 용융로 상부로 투입하며, 용융로 내에서 용융된 용탕은 중력에 의해 용융로 내의 하부에 위치하게 된다. 따라서 하부배출방식을 이용하는 용탕배출장치는 대부분 용융로 하부에 위치하며 간혹 측면의 하부에 형성되기도 한다. 용융로의 바닥부는 도면에서와 같이 평면형상일 수 있으며, 용탕배출을 원활하게 하기 위해 경사진 형태를 이용하기도 한다. The molten metal discharging device of the present invention is located at the bottom or the bottom of the melting furnace. Generally, in a facility where molten hazardous waste is melted and sludged, harmful waste is put into the upper part of the melting furnace, and the molten molten metal is placed in the lower part of the melting furnace by gravity. Therefore, most of the molten metal discharging apparatus using the lower discharge method is located in the lower portion of the melting furnace, and is sometimes formed at the lower side of the side wall. The bottom portion of the melting furnace may be a flat shape as shown in the drawing, and a sloped shape may be used to smooth the discharge of the molten metal.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 용탕배출장치(10)의 일부를 절개한 사시도이다. 본 발명의 일실시예에 따른 용탕배출장치(10)의 중앙부를 수직으로 절개하여 용탕배출장치(10)의 내부와 외부 형상을 도시하였다. 도시된 바와 같이, 용탕배출장치(10) 상부에는 용탕배출판(220)을 포함하며, 측부에는 배출장치 몸체(210)를 포함한다. 용탕배출판(220)과 배출장치 몸체(210)는 도시된 바와 같이 일체로 제작할 수 있으며, 각각을 형성하여 접합하는 구조일수도 있다. 도 2 및 도 3에서 나타낸 바와 같이 본 발명의 용탕배출판(220)은 용융로 내의 용탕을 용융로 외부로 배출할 수 있도록, 상부에 비해 하부의 구멍 단면이 작은 용탕배출패스(230)가 형성된다. 즉 용탕배출판(220)은 용탕이 용이하게 배출될 수 있도록 상부의 폭이 넓고 하부의 폭이 좁은 깔때기 형상이 바람직하다. 또한, 용탕배출판(220)은 유도코일에 의해 유도가열될 수 있도록 금속재질로 형성되는 것이 바람직하다. FIG. 1 is a perspective view showing a part of a molten metal discharging apparatus 10 according to an embodiment of the present invention. The inner and outer shapes of the molten metal discharging device 10 are shown by vertically cutting the central portion of the molten metal discharging device 10 according to an embodiment of the present invention. As shown, the molten metal discharging apparatus 10 includes a molten metal discharging unit 220 and the side portion includes a discharging device body 210. The molten metal discharging plate 220 and the discharging device body 210 may be integrally formed as shown in FIG. As shown in FIGS. 2 and 3, the molten metal discharging plate 220 of the present invention is formed with a molten metal discharging path 230 having a lower section of the lower hole than the upper portion so that the molten metal in the melting furnace can be discharged to the outside of the melting furnace. That is, the molten metal discharging plate 220 is preferably a funnel shape having a wide upper portion and a narrow lower portion so that the molten metal can be easily discharged. In addition, the molten metal discharging plate 220 is preferably formed of a metal material so as to be induction-heated by the induction coil.

용탕의 배출이 용이하도록 용탕배출패스(230)의 외측부에는 유도코일을 포함한다. 도 1 내지 도 3에서는 유도코일냉각관(410)으로 도시하였으나, 유사한 형상으로 냉각관이 없는 유도코일 형상일 수도 있다. An induction coil is included on the outer side of the molten metal discharge path 230 to facilitate discharge of the molten metal. Although the induction coil cooling pipe 410 is shown in FIGS. 1 to 3, the induction coil cooling pipe 410 may have a shape similar to that of the induction coil without a cooling pipe.

또한 용탕배출판(220)은 용융로의 내외부가 연통되도록 형성된 슬릿(240)을 포함한다. 도 2에서와 같이 상기 슬릿(240)의 수평단면의 폭(t)은 상기 용탕배출패스 하측단부 단면 폭보다 좁으며 상기 슬릿 수평단면의 길이(L)는 상기 용탕배출패스 하측단부 단면 폭보다 길게 형성된다. 상기 용탕배출패스 하측단부 단면 폭은 용탕배출패스의 단면 형상이 일반적으로 원 형상이므로 용탕배출패스 단면의 지름이 폭이 된다. 만약 용탕배출패스의 단면 형상이 장공 형상일 경우는 가장 짧은 단면 길이를 대상 폭으로 한다. The molten metal discharging plate 220 also includes a slit 240 formed so that the inside and the outside of the melting furnace can communicate with each other. 2, the width t of the horizontal cross section of the slit 240 is narrower than that of the lower end of the molten metal discharging path and the length L of the slit horizontal section is longer than the width of the lower end of the molten metal discharging path . The cross-sectional width of the lower end of the molten metal discharge path is generally a circular shape, so that the diameter of the end surface of the molten metal discharge path becomes wide. If the cross-sectional shape of the molten metal discharge path is a long hole, the shortest cross-sectional length is the target width.

상기 슬릿(240)은 다양한 형태로 용탕배출판(220)에 형성될 수 있으나, 도시된 바와 같이 용탕배출패스(230)에 연결되어 형성되는 것이 바람직하다. 상기 슬릿(240)은 적어도 2개 이상인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 유사한 크기의 4개 이상의 슬릿의 수평 단면의 형상이 상기 용탕배출패스에 연결된 방사선 형태로 배치되는 것이 좋다. 상기 슬릿의 폭(t)을 도시된 바와 같이 용탕의 종류 및 용융로 활용 목적에 따라 적정한 폭으로 좁게 형성하면 하부로부터 외부 공기가 용탕에 접촉되어 용탕이 냉각되어 점성이 증가하므로 용탕이 슬릿을 통해 배출되기는 어렵다. 만약 일부 점도가 낮은 용탕이 슬릿을 통해 떨어지더라도 유도코일냉각관(410) 등에 접촉하여 재가 되거나 고화되어 하부로 배출된다. 또한, 슬릿을 통해 용탕배출판(220)이 용탕배출패스(230)를 중심으로 여러 갈래로 갈라진 형상을 하게 되면 유도코일에 의한 국부적 발열을 줄일 수 있다. 종래의 슬릿이 없는 용탕배출판 구조에서는 유도코일에 의해 발생된 유도자기장이 유도코일 위 배출구 상부와 가까이 위치하면서 자기장이 배출구 상부에 국부적으로 발열되는 문제가 있었다. 그러나 본 발명에서와 같이 용탕배출판(220)을 방사형으로 배치된 슬릿을 통해 원주방향으로 등분하여 일정한 폭으로 분리하면, 이를 통해 불필요한 자기장 형성을 끊고, 용탕배출패스 수직방향으로 균등하게 발열하게 된다. The slit 240 may be formed in the molten metal discharging plate 220 in various forms, but is preferably connected to the molten metal discharging path 230 as shown in FIG. It is preferable that the slit 240 is at least two or more, more preferably, the shape of the horizontal cross section of at least four slits of similar size is arranged in the form of a radiation connected to the melt discharge path. If the width t of the slit is narrowed to a proper width according to the kind of the molten metal and the purpose of the melting furnace, external air comes into contact with the molten metal from the bottom to cool the molten metal to increase the viscosity, It is difficult to be. Even if the molten metal having a low viscosity is dropped through the slit, it is contacted with the induction coil cooling pipe 410 or the like to be ashes or solidified and discharged to the lower portion. In addition, if the molten metal discharging plate 220 is divided into a plurality of parts around the molten metal discharging path 230 through the slit, the local heat generated by the induction coil can be reduced. In the conventional molten metal discharging structure without a slit, there is a problem that the induced magnetic field generated by the induction coil is located close to the upper portion of the discharge outlet on the induction coil, and the magnetic field is locally generated in the upper portion of the discharge port. However, as in the present invention, when the molten metal discharging plate 220 is divided into a predetermined width in the circumferential direction through the slit arranged radially, unnecessary magnetic field formation is cut off and uniform heat is generated in the vertical direction of the molten metal discharging pass .

도 3에서와 같이 본 발명의 용탕배출장치(10)의 상부는 용융로 바닥부에 형성된 용융로 바닥판(100)보다 높게 형성된다. 용융로 용탕배출패스 상부를 용융로 바닥판(100)보다 높게 설치하면, 용융로 바닥판(100)에 인접한 낮은 온도의 용탕은 배출하지 않고 적정한 온도의 용탕만을 배출할 수 있고, 또한 용융로 하부에 남는 이물질, 중금속 및 용융이 덜 된 폐기물의 배출을 최소화할 수 있다. 바닥면으로부터 용탕배출패스 상부의 높이는 용융하기 위한 폐기물의 종류 및 처리 방식에 따라 달라질 수 있으나 일반적으로 바닥부보다 5 내지 15cm 정도 높게 설치하는 것이 바람직하다. 높이가 5cm보다 낮아지면 중금속 및 이물질들이 배출될 수 있으며, 온도가 낮은 용탕의 점도가 높아 배출이 어려워지는 문제 등이 발생하며, 15cm 보다 높게 형성하면 용융로 내의 배출되지 못하는 용탕이 많아 용융로 공간 활용이 비효율적이며, 용융배출장치가 고온에 노출되어 배출을 정지시키기 위한 냉각과정에 문제가 발생할 수 있다. 3, the upper portion of the molten metal discharge device 10 of the present invention is formed higher than the melting furnace bottom plate 100 formed at the bottom of the melting furnace. When the upper portion of the molten metal bath discharge path is set higher than the melting furnace bottom plate 100, only the molten metal at a proper temperature can be discharged without discharging the low temperature molten metal adjacent to the melting furnace bottom plate 100, Emissions of heavy metals and less wasted waste can be minimized. The height of the upper portion of the molten metal discharging path from the bottom surface may vary depending on the type of waste to be melted and the treatment method, but it is generally preferable that the height of the upper portion is 5 to 15 cm higher than the bottom portion. When the height is lower than 5 cm, heavy metals and foreign substances can be discharged. The viscosity of the low-melting metal melt is so high that the discharge is difficult. When the height is higher than 15 cm, the melt can not be discharged from the melting furnace. It is inefficient and problems may arise in the cooling process for stopping the discharge by exposing the molten discharge apparatus to high temperatures.

본 발명에서의 용탕배출장치(10)는 용탕배출을 원활하게 하기 위해, 용탕을 액체상태로 유지시키기 위한 가열장치인 유도코일을 포함한다. 유도코일은 관 형상의 용탕배출패스의 외부 둘레에 위치하며 코일형상이다. 유도코일에 전원이 공급되면 전자기 유도방식에 의해 코일의 내측에 위치한 금속이 가열된다. 상기 유도코일에 전원을 공급하면 금속 재질의 용탕배출패스는 가열되며 이를 통해 용탕배출패스 내부는 고온이 유지되어 용융로의 용탕이 액체상태를 유지하며 원활하게 용융로 외부로 배출될 수 있다. 용탕의 배출을 더욱 원할하게 하기 위해 용탕배출패스의 수평단면을 장공형상으로 할 수 있다. 장공형상일 경우 용탕배출패스의 내벽 장력으로 인한 배출저항이 감소되는 효과가 있다. The molten metal discharging device 10 in the present invention includes an induction coil which is a heating device for keeping the molten metal in a liquid state in order to facilitate discharge of molten metal. The induction coil is located on the outer periphery of the tubular discharge path of the molten metal and is coil-shaped. When power is supplied to the induction coil, the metal located inside the coil is heated by the electromagnetic induction method. When power is supplied to the induction coil, the molten metal discharging path of the metallic material is heated, and the molten metal discharging path maintains a high temperature inside the molten metal discharging path, so that the molten metal in the melting furnace remains in a liquid state and can be smoothly discharged to the outside of the melting furnace. In order to further facilitate the discharge of the molten metal, the horizontal cross section of the molten metal discharge path can be formed into a long hole shape. In the case of the elongated shape, the discharge resistance due to the inner wall tension of the molten metal discharge path is reduced.

상기 유도코일은 고온의 용탕에 인접하여 위치하기 때문에 고온에 의해 쉽게 열화할 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 상기 유도코일은 별도의 유도코일냉각관(410) 내에 위치할 수 있다. 냉각관 내부는 유도코일을 냉각시키기 위한 냉각유체(냉각수 등)가 순환된다. Since the induction coil is positioned adjacent to the high-temperature molten metal, it can be easily deteriorated by the high temperature. In order to prevent this, the induction coil may be located in a separate induction coil cooling pipe 410. Inside the cooling tube, a cooling fluid (such as cooling water) for cooling the induction coil is circulated.

본 발명에서 용탕배출장치(10) 내의 용탕을 고화시켜 배출을 중지시키기 위한 방법으로써, 냉각용 질소를 이용한다. 본 발명에서의 냉각용 질소는 액체질소 또는 그에 준하는 저온의 질소가스를 의미한다. 질소는 1기압에서 끓는점이 196℃로 매우 저온이다. 이러한 냉각용 질소를 이용하여 관 형상의 용탕배출패스 외부에 공급하면 용탕배출패스 내부의 용탕은 냉각되어 고화된다. 고화된 용탕에 의해 용탕배출패스가 폐쇄되며, 용탕배출은 중지된다. In the present invention, cooling nitrogen is used as a method for solidifying molten metal in the molten metal discharging device 10 to stop discharging. The nitrogen for cooling in the present invention means liquid nitrogen or a low-temperature nitrogen gas equivalent thereto. Nitrogen has a boiling point of 196 ° C at 1 atmosphere and is extremely cold. When the cooling nitrogen is used to supply the molten metal to the outside of the tubular molten metal discharge path, the molten metal inside the molten metal discharge path is cooled and solidified. The molten metal discharge path is closed by the solidified molten metal, and the molten metal discharge is stopped.

냉각용 질소는 냉각용 질소 공급관(530)을 통해 냉각용 질소 헤더(510)에 공급된다. 냉각용 질소 헤더는 도시된 바와 같이 용탕배출판(220)의 하부에 형성될 수 있으며, 용탕배출판(220)의 어느 부위에도 형성될 수 있다. 냉각용 질소 헤더(510)는 도넛 형상으로 용탕배출패스(230)를 감싸듯이 형성되는 것이 바람직하다. 냉각용 질소를 용탕배출패스로 균일하게 공급하고 또한 신속하게 냉각시키기 위해, 또한 냉각용 질소의 공급압력을 높일 수 있도록 냉각용 질소 헤더(510)는 냉각용 질소 노즐(520)을 포함할 수 있다. 상기 냉각용 질소 노즐(520)은 다수의 노즐 형상일 수 있으며, 용탕배출패스를 둘러싼 다수의 구멍을 포함하는 원통형상일 수 있다. The cooling nitrogen is supplied to the cooling nitrogen header 510 through the cooling nitrogen feed pipe 530. The nitrogen header for cooling may be formed on the lower portion of the molten metal discharging plate 220 as shown and may be formed on any portion of the molten metal discharging plate 220. The cooling nitrogen header 510 is preferably formed in a donut shape so as to surround the molten metal discharge path 230. The cooling nitrogen header 510 may include a nitrogen nozzle 520 for cooling so as to uniformly supply the cooling nitrogen to the molten metal discharging path and cool it quickly and to increase the supply pressure of the cooling nitrogen . The cooling nitrogen nozzle 520 may be in the form of a plurality of nozzles and may be cylindrical, including a plurality of holes surrounding the melt discharge path.

상기 용탕배출패스 내 용탕의 고화 상태를 유지하기 위해서는 기본적으로 냉각용 질소가스의 공급을 유지할 수 있으나, 고화가 된 이후에는 냉각수 정도의 저온에 의해서도 냉각 상태 및 용탕배출정지 상태의 유지가 가능하다. 따라서 냉각상태 유지를 위한 별도의 냉각수 공급구조를 더 가질 수 있다. 이에 대한 일 실시예로서 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 냉각수공급관(310), 냉각수배출관(320) 및 냉각수헤더(330)를 포함하는 용탕배출장치(10)의 상부를 냉각시키는 냉각구조를 도시하였다. 상기 냉각수헤더(330)는 유도코일과의 간섭을 피하기 위해 도시된 바와 같이 용탕배출장치(10) 상부를 냉각시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다. In order to maintain the solidified state of the molten metal in the molten metal discharge path, it is basically possible to maintain the supply of nitrogen gas for cooling, but after the solidification, the cooling state and the molten metal stop state can be maintained even at a low temperature. Therefore, it is possible to have a separate cooling water supply structure for maintaining the cooling state. 1 to 3, a cooling structure for cooling the upper portion of the melt discharge device 10 including the cooling water supply pipe 310, the cooling water discharge pipe 320, Respectively. Preferably, the cooling water header 330 is capable of cooling the upper portion of the melt discharge device 10 as shown to avoid interference with the induction coil.

이와 더불어, 상기 용탕배출패스를 통해 용융로의 용탕배출이 용이하도록, 더불어 간헐적 용탕배출이 원활하도록 가열과 냉각을 자동화하는 것이 바람직하다. 이를 위해 용탕배출장치(10)에는 온도센서 등의 센서부를 포함할 수 있으며, 냉각 및 가열 조건에 따라 유도코일과 냉각용 질소의 공급을 제어하는 용탕배출제어부를 포함하는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable to automate the heating and cooling so that the discharge of the molten metal from the molten metal is facilitated through the molten metal discharging path, and the molten metal is discharged intermittently smoothly. To this end, the molten metal discharging device 10 may include a sensor unit such as a temperature sensor, and may include a molten metal discharge control unit for controlling supply of the induction coil and nitrogen for cooling according to the cooling and heating conditions.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 냉각구조를 갖는 용탕배출장치의 용탕배출 방법은 다음과 같다. A method for discharging a molten metal in a molten metal discharging device having a cooling structure to achieve the object of the present invention is as follows.

용융로 내에는 폐기물 및 용탕을 위한 유리 성분들이 같이 용융되어 있을 수 있으며, 용탕이 용융로 내의 일정 부피를 넘어서게 되면 배출이 요구된다. 배출 필요 시 용탕배출장치에 포함된 유도코일에 전원을 공급하면, 유도 전류에 의해 용탕배출패스는 가열된다. 이러한 단계가 배출패스 가열단계이다. 상기 용탕배출패스 내의 고화된 폐기물은 유도 전류에 의해 승온되며, 용융온도 이상 승온되면 액체상으로 용융되어 중력에 의해 하부로 배출된다. 개방된 용탕배출패스에 의해 용융로 내의 용탕은 용탕배출장치(10)를 거쳐 외부로 배출되며, 이 단계가 배출단계이다. 용탕을 배출을 중지시키기 위하여, 상기 용탕배출패스 내의 용탕을 냉각을 통해 고화시킨다. 이 단계가 배출중지단계이다. 상기 냉각단계에서 용탕을 냉각시키기 위해 냉각용 질소를 이용하면 냉각을 신속하게 할 수 있다. 상기 냉각단계를 거쳐 용탕배출패스 내의 용탕이 고화되면 냉각수를 용탕배출장치(10)에 포함된 냉각수헤더에 공급하여 저온 상태를 유지할 수 있다. 이 단계가 배출중지 유지단계이다. In the melting furnace, the glass components for the waste and the molten metal may be melted together, and if the molten metal exceeds a certain volume in the melting furnace, the discharge is required. If power is supplied to the induction coil included in the device for discharging the molten metal, the molten metal discharge path is heated by the induction current. This step is the exhaust path heating step. The solidified waste in the molten metal discharge path is heated by an induction current, and when heated above the melting temperature, it is melted into a liquid phase and discharged to the bottom by gravity. The molten metal in the melting furnace is discharged to the outside through the molten metal discharging device 10 by the opened molten metal discharging pass, and this step is the discharging step. In order to stop discharging the molten metal, the molten metal in the molten metal discharge path is solidified through cooling. This step is the discharge stop phase. Cooling can be accelerated by using nitrogen for cooling to cool the molten metal in the cooling step. When the molten metal in the molten metal discharge path is solidified through the cooling step, the cooling water can be supplied to the cooling water header included in the molten metal discharging device 10 to maintain the low temperature state. This step is the discharge stop maintenance step.

위와 같이 가열단계, 배출단계, 배출중지단계를 반복함으로써, 용탕의 배출과 중지를 반복적으로 수행할 수 있으며, 이를 통해 간헐적인 용탕배출이 가능하다. By repeating the heating step, the discharging step and the discharging stopping step as described above, the discharging and stopping of the molten metal can be repeatedly performed, thereby enabling the discharging of the molten metal intermittently.

상기와 같은 용탕배출장치와 용탕배출방법에 의해 유해성 폐기물의 용탕을 용이하게 배출할 수 있으며, 간헐적 배출이 용이해져 용융로의 폐기물 처리시간을 크게 늘릴 수 있어 매우 효율적이며, 경제적이다. The molten metal of the hazardous waste can be easily discharged by the molten metal discharging device and the molten metal discharging method as described above, and the intermittent discharging is facilitated, and the waste treating time of the melting furnace can be greatly increased, which is very efficient and economical.

전술한 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 예시로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형하여 본 발명을 실시하는 것이 가능할 것이므로, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.The above-described embodiments are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited thereto. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

Claims (10)

용융로 바닥부에 위치하는 용융로의 용탕배출 장치로서,
상기 용탕배출 장치의 적어도 일부에 위치하며, 용융로 내의 용탕을 용융로 외부로 배출할 수 있도록, 상부에 비해 하부의 구멍 단면이 작은 용탕배출패스가 형성된 용탕배출판;
상기 용탕배출패스의 외측부에 위치하며, 상기 용탕배출패스의 용탕을 가열하기 위한 유도코일; 을 포함하며,
상기 용탕배출판은 용융로의 내외부가 연통되도록 형성된 슬릿을 포함하며, 상기 슬릿 수평단면의 폭은 상기 용탕배출패스 하측단부 단면 폭보다 좁으며 상기 슬릿 수평단면의 길이는 상기 용탕배출패스 하측단부 단면 폭보다 길게 형성된 것을 특징으로 하는 슬릿을 갖는 용융로 용탕배출 장치.A molten metal discharging device for a molten metal located in a bottom portion of a melting furnace,
A molten metal discharging path which is located at least in a part of the molten metal discharging device and has a molten metal discharging path with a lower section of the hole lower than the upper portion so that the molten metal in the melting furnace can be discharged to the outside of the melting furnace;
An induction coil positioned at an outer side of the molten metal discharge path for heating the molten metal in the molten metal discharge path; / RTI >
Wherein the molten metal discharging plate includes a slit formed so as to communicate the inside and the outside of the melting furnace, the width of the slit horizontal cross section being narrower than the cross sectional width of the lower end of the molten metal discharging pass, and the length of the slit horizontal cross- Wherein the molten metal is discharged from the melting furnace. 제1항에서,
상기 용탕배출판 상부는 상기 용융로 바닥부보다 높게 형성된 것을 특징으로 하는 슬릿을 갖는 용융로 용탕배출 장치.The method of claim 1,
And the upper portion of the molten metal discharging plate is formed higher than the bottom portion of the melting furnace. 제2항에서,
상기 용탕배출판의 상부 끝단은 상기 용융로 바닥부보다 5 내지 15Cm 더 높은 곳에 위치하도록 형성된 것을 특징으로 하는 슬릿을 갖는 용융로 용탕배출 장치.3. The method of claim 2,
And the upper end of the molten metal discharge is formed to be located 5 to 15 cm higher than the bottom of the melting furnace. 제1항에서,
상기 용탕배출패스의 외측부의 적어도 일부를 둘러싸고 있으며, 냉각용 질소가스가 순환되는 냉각용 질소 헤더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿을 갖는 용융로 용탕배출 장치.The method of claim 1,
Further comprising a cooling nitrogen header surrounding at least a part of the outer side of the molten metal discharge path and through which cooling nitrogen gas is circulated. 제1항에서,
상기 슬릿은 용탕배출패스에 연결되어 형성된 것을 특징으로 하는 슬릿을 갖는 용융로 용탕배출 장치.The method of claim 1,
And the slit is connected to the molten metal discharge path. 제1항에서,
상기 용탕배출판은 상기 슬릿을 적어도 2개 이상 포함하며,
상기 슬릿은 수평 단면의 형상이 상기 용탕배출패스에 연결된 방사선 형태로 배치된 것을 특징으로 하는 슬릿을 갖는 용융로 용탕배출 장치.The method of claim 1,
Wherein said molten metal discharge comprises at least two of said slits,
Wherein the slit has a shape of a horizontal cross section and is arranged in the form of a radiation connected to the molten metal discharge path. 제1항에서,
상기 용탕배출 장치의 상부를 냉각시키기 위한 냉각수 헤더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿을 갖는 용융로 용탕배출 장치.The method of claim 1,
And a cooling water header for cooling the upper portion of the molten metal discharging device. 제1항에서,
상기 유도코일을 냉각시키기 위한 유도코일 냉각관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿을 갖는 용융로 용탕배출 장치.The method of claim 1,
Further comprising an induction coil cooling pipe for cooling the induction coil. 제1항에서,
상기 용탕배출패스의 수평 단면이 장공형상인 것을 특징으로 하는 슬릿을 갖는 용융로 용탕배출 장치.The method of claim 1,
And a horizontal cross section of the molten metal discharge path is in the form of a slot. 제4항에서,
상기 냉각용 질소헤더는 냉각용 질소를 용탕배출패스로 배출하기 위한 냉각용 질소 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 슬릿을 갖는 용융로 용탕배출 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the cooling nitrogen header includes a cooling nitrogen nozzle for discharging nitrogen for cooling to a molten metal discharging path.
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