KR101705266B1 - 금속 용융 용기의 출탕구 개방 및 폐쇄 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 금속 용융 용기(2), 특히 전기 아크로의 출탕구(1)를 개방 및 폐쇄하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 금속 용융 용기의 바닥 영역(3)에는 개구부(5)를 구비한 벽 섹션(4)이 배치되고, 개구부(5)의 하부에는, 이 개구부(5)의 영역에서 벽 섹션(4)의 표면 법선에 대해 수직인 방향(T)으로 블록 부재(7, 8)들을 변위시키기 위한 장치(6)가 배치되며, 이 장치(6)는 블록 부재들이 벽 섹션(4) 상에 기밀하게 접하도록 벽 섹션(4) 상에 블록 부재(7, 8)들을 파지한다. 마모가 없으면서 확실한 출탕구의 개방 및 폐쇄를 달성하기 위해서, 출탕구(1)의 폐쇄를 위해 관통 개구부가 없는 블록 부재(7)가 장치(6)에 의해 개구부(5)의 아래로 이동되며, 그리고 출탕구(1)의 개방을 위해서는 하나 이상의 관통 개구부(9)를 포함하는 블록 부재(8)가 장치(6)에 의해 개구부(5)의 아래로 이동되며, 그럼으로써 블록 부재(8) 내의 관통 개구부(9)를 통해 액상 금속이 용융 용기(2)에서 배출될 수 있게 된다. 그 밖에도, 본 발명은 금속 용융 용기에도 관한 것이다.

Description

금속 용융 용기의 출탕구 개방 및 폐쇄 방법{METHOD FOR OPENING AND CLOSING A TAPPING OPENING OF A METALLURGICAL MELTING VESSEL}

본 발명은 금속 용융 용기, 특히 전기 아크로의 출탕구를 개방 및 폐쇄하기 위한 방법에 관한 것이며, 금속 용융 용기의 바닥 영역에는 개구부를 구비한 벽 섹션이 배치되며, 개구부의 하부에는 출탕구를 개방 및 폐쇄하기 위한 장치가 배치된다.

일반적인 방법들은 종래 기술에서 공지되었다. WO 2005/024069 A2는 용융 용기를 위한 출탕 장치를 개시하고 있다. 이 경우, 노즐이 출탕 홈통 상에 교환 가능하게 안착될 수 있다. 노즐은 노즐 교환기에 의해 포지셔닝되고, 한 번의 출탕 후 매번, 또는 2회 이상의 출탕 후에 새 노즐로 교환된다. 이 경우, 장치는 상대적으로 복잡하게 형성된다.

EP 1 172 162 A1은 수직으로 적층되는 2개의 선형 슬라이더가 출탕구의 영역에 제공되는 해결 방안을 개시하고 있다. 슬라이더들의 상응하는 제어를 통해 출탕 후 출탕구를 다시 폐쇄하기 위해, 슬라이더들 사이의 중간 공간 내로 자유 유동성 충전 질량이 유입된다.

WO 2011/009579 A1에는 밀봉관 및 충전관, 충전 질량을 포함한 컨테이너, 개방 및 폐쇄 장치, 그리고 호이스팅 장치가 이용되는 추가 해결 방안이 기술되어 있다.

특히 출탕 후에 출탕구를 폐쇄하기 위한 또 다른 특별한 해결 방안들은 EP 0 624 769 B1, EP 1 203 920 A1 및 DE 32 30 646 C1에 개시되어 있다. 추가의 유사한 해결 방안들은 WO 97/31736 A1, WO 98/15374 A1, JP 2000 033465 A 및 JP H10 286658 A에서 개시된다.

선행 공지된 모든 해결 방안에서 단점은, 출탕 공정에서 연속성을 유지하기 위해, 부분적으로 매우 높은 장치 기술 관련 비용이 소요될 수밖에 없다는 점에 있다. 출탕구와 특히 이 출탕구 내에 경우에 따라 배치되는 노즐들은 상대적으로 높은 마모의 영향을 받으며, 그럼으로써 출탕 공정은 마모로 인해 소정의 기간 이후 변경된다. 이를 위해 선행 공지된 교환용 노즐들이 제공되는 한, 노즐들을 배치하기 위한 장치들도 필요하다.

추가 문제는, 높은 수준의 안전성, 다시 말하면 출탕 동안 완벽한 기능[출탕 유동(tapping run)에 대항한 안전성]이 보장되어야만 한다는 점에 있다.

그러므로 본 발명의 과제는, 출탕을 경제적으로 그리고 확실하게 실행할 수 있게 하는 최초에 언급한 유형의 방법 및 금속 용융 용기를 제공하는 것에 있다. 다른 목적은 이용되는 장치를 간단하게 구성하는 것에 있다. 또 다른 목적은 매번의 출탕에 대해 동일한 공정 조건들을 보장하는 것에 있다. 또 다른 목적은 출탕을 확실한 방식으로 실행함으로써 출탕 유동이 확실하게 방지될 수 있도록 하는 것에 있다.

본 발명을 통한 상기 과제의 해결 방안은, 방법에 따라서, 벽 섹션의 개구부의 하부에, 개구부의 영역에서 벽 섹션의 표면 법선에 대해 수직인 방향으로(다시 말해 벽 섹션에 대한 접선 방향으로, 또는 벽 섹션의 평면으로) 블록 부재들을 변위시키기 위한 장치가 배치되고, 이 변위 장치는 블록 부재들이 벽 섹션 상에 기밀하게 접하도록 벽 섹션 상에서 블록 부재들을 파지하고, 출탕구의 폐쇄를 위해 관통 개구부가 없는 블록 부재가 변위 장치에 의해 개구부의 아래로 이동되고, 출탕구의 개방을 위해서는 하나 이상의 관통 개구부를 포함하는 블록 부재가 변위 장치에 의해 개구부의 아래로 이동됨으로써 블록 부재 내 관통 개구부를 통해 액상 금속이 용융 용기에서 배출될 수 있고, 출탕구의 매번의 폐쇄를 위해 관통 개구부를 포함하지 않은 새 블록 부재가 이용되며, 출탕구의 매번의 개방을 위해서는 관통 개구부를 포함하는 새 블록 부재가 이용되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게 블록 부재들은 변위 장치를 통해, 개구부의 영역에서 벽 섹션의 표면 법선에 대해 수직인 방향으로 병진 변위된다.

삭제

블록 부재 내 관통 개구부는 개구부의 아래에 배치되기 전에 바람직하게는 적어도 부분적으로 슬라이드 샌드(slide sand)로 채워진다.

상응하는 금속 용융 용기는, 변위 장치가 개구부의 영역에서 벽 섹션의 표면 법선에 대해 수직인 방향으로 블록 부재들을 변위시키기 위한 가이드뿐 아니라 블록 부재들을 변위시키기 위한 하나 이상의 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

가이드는 바람직하게는 블록 부재들을 벽 섹션 상에 기밀하게 파지하도록 형성된다.

가이드는 바람직하게는 선형 가이드이다. 그러나 블록 부재들이 그 상에서 회전하는 방식으로 안내될 수 있는 아치형 가이드도 생각해볼 수 있다.

액추에이터는 바람직하게는 유압 피스톤-실린더 시스템이다.

블록 부재들은 바람직하게는 직육면체형으로 형성된다.

따라서 본 발명의 제안은 출탕구가 자동으로 개방되고 폐쇄될 수 있게 하는 교환용 노즐들 및 차단 블록들을 고려한 것이다. 이런 점에 한해, 바람직한 방식으로 소정의 기간 이후 출탕 공정을 변경할 수도 있는 노즐들에서 마모는 발생하지 않는다. 그 밖에도 높은 안전도도 제공된다.

바람직하게 알루미나 스토퍼를 통해 슬라이드 샌드를 채우기 위한 출탕구 건(taphole gun)이 이용된다.

제안되는 접근법은 바람직하게 고정형 용융 설비에서 이용된다. 그러나 본 발명에 따른 제안이 비고정형 설비에서 이용되는 점도 배제되지는 않는다.

본 발명의 바람직한 적용 사례는 전기 아크로[EAF - 전기 아크로; SAF - 서브머지드 아크로, 이른바 콘티아크로(Contiarc furnace)]와 같은 용융 설비이다.

도면에는 본 발명의 일 실시예가 도시되어 있다.

도 1은 노의 바닥 영역 내 출탕구가 폐쇄되어 있는 상태에서 전기 아크로를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 2는 출탕구가 이제 용융물의 배출을 위해 개방되어 있는 상태에서 도 1에 따른 전기 아크로를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 3은 출탕구가 이제 다시 폐쇄된 상태에서 도 1에 따른 전기 아크로를 개략적으로 도시한 측면도이다.
도 4는 도 2에 따른 상태에서, 다시 말해 출탕구가 개방되어 있는 상태에서 출탕구의 영역을 도시한 확대도이다.

도 1에는, 전기 아크로 형태의 금속 용융 용기(2)가 도시되어 있다. 용기(2) 내에서는 공지된 방식으로 전극(12)들에 의해 에너지가 유입되면서, 스크랩이 액화된다. 따라서 용기(2) 내에서 소정의 액위를 차지하는 용융물(16)이 형성된다. 용기는 바닥 영역(3)을 구비한 벽부를 포함하고, 바닥 영역에 출탕구(1)가 제공되며, 이 출탕구를 통해 용융물(16)이 용기(2)에서 배출될 수 있다. 이를 위해, 출탕구(1)는 정의된 방식으로 개방되고 다시 폐쇄된다. 이를 재현 가능하면서도 확실한 방식으로 달성할 수 있도록 하기 위해, 바닥 영역(3)의 벽 섹션(4)에는 하부로부터 개방되거나 폐쇄될 수 있는 개구부(5)가 제공된다. 이를 위해 하기에서 더 상세히 기술되는 장치(6)가 제공된다.

항상 용기(2) 내에 소정의 잔류 액상이 보존되도록 하기 위해, 내화성 보호관(15)이 개구부(5) 위쪽에 배치된다. 그 밖에도 슬라이드 샌드를 위한 충전관(13)이 제공되고, 이 충전관의 하단부에는 슬래그 없는 출탕을 위한 벨부(14)(bell)가 배치된다.

용기의 바닥 영역(3)에서 개구부(5)의 개방 및 폐쇄는 직육면체 형상을 갖는 블록 부재(7, 8)들의 이용을 통해 수행된다. 제1 유형의 블록 부재(7)는 채널들이 없는 내화성 몸체로 구성된다. 이와 반대로, 관통 개구부(9)를 포함하고 액상 금속을 위한 배출 노즐로서 기능하는 제2 유형의 블록 부재(8)도 제공된다.

상기 블록 부재(7, 8)들은 장치(6)를 통해 목표한 바대로 변위되며, 더 정확하게 말하면 개구부(5)의 영역에서 벽 섹션(4)의 표면 법선에 대해 수직인 방향(T)으로 변위되며, 다시 말하면, 변위는 용기의 벽 영역(4)의 하면을 통해 정의되는 평면에서 수행된다. 따라서 이런 변위는 벽 영역(4)의 표면을 따르는 접선 변위이다.

도 1에서는 블록 부재(7)가 장치(6)의 액추에이터(11)에 의해 직접 개구부(5)의 아래로 이동되었으며, 그럼으로써 용기(2)는 밀폐되고 그 결과 용융물(16)은 유출될 수 없는 점이 확인된다. 도 1에 도시된 용기(2)의 상황에서 용기 내 스크랩은 용융되고, 따라서 용기(2) 내에 용융물(16)의 소정의 액위가 생성된다. 이 경우, 바닥 영역(3) 내 개구부(5)는 슬라이드 샌드로 채워진다.

도 2에는 용기(2)가 출탕을 위해 하향 개방되어 있는, 다시 말하면 개구부(5)가 개방됨으로써 용융물(16)이 용기(2)에서 배출될 수 있는 점이 도시되어 있다. 이를 위해, 관통 개구부(9)를 포함하는 블록 부재(8)가 액추에이터(11)를 통해 개구부(5)의 아래로 이동되었으며, 그럼으로써 이제 용융물(16)은 용기(2)에서 배출될 수 있게 된다.

도 2에서, 화살표로는 앞서 이용된 블록 부재(7)는 제거되었다는 점이 지시되어 있다. 제거된 블록 부재는 폐기 처리된다.

원하는 용융물 양이 배출된 후에 용기(2)는 다시 폐쇄된다. 이는 도 3에 도시되어 있다. 액추에이터(11)를 통해 후속 블록 부재(7)[여기서도 다시 관통 개구부(9)를 포함하지 않은 블록 부재]가 개구부(5)의 아래로 이동되었으며, 그럼으로써 개구부는 밀폐된다. 충전관(13)에 의해 용기(2)의 재장입 전에, 다시 슬라이드 샌드가 개구부(5) 내로 충전된다.

도 3에는 다시 화살표로, 이용된 블록 부재(7, 8)들[이제는 블록 부재(8)]이 제거되어 폐기 처리되는 점이 지시되어 있다.

도 4에서는, 장치(6)의 구성에 대한 상세내용을 확인할 수 있다. 여기서는 블록 부재(7, 8)들이 (선형) 가이드(10) 상에서 방향(T)으로 변위되는 점이 확인되며, 이를 위해 피스톤-실린더 시스템(11)이 이용된다. 이 경우, 블록 부재(7, 8)들은, 용기(2)에서 용융물(16)의 유출을 방지하기 위해, 벽 섹션(4)의 하면에 기밀하게 접해 있어야 한다. 이를 위해, (이는 더 상세히 도시되어 있지 않음) 선형 가이드(10)로부터 상향으로 향하는 힘이 블록 부재(7, 8)들 상으로 가해지며, 그럼으로써 상기 부재들은 벽 섹션(4)의 하면 상에 깔끔하게 접하게 된다.

그러므로 본 발명은 하기와 같이 요약되고 하기 사항을 특징으로 한다.

용융 설비(2)의 바닥 영역(3)에는, 이른바 확장 바닥 출탕 시스템(extended bottom tapping system)의 경우, [개구부(5)를 포함하는] 바닥 슬리브(bottom sleeve)가 위치되며, 이 바닥 슬리브 위쪽에 내화성 보호관(15)이 배치된다. 바닥 슬리브 하부에는 노즐 블록(7 및 8)들을 포함한 슬라이딩 시스템[장치(6)]이 위치된다. 출탕구의 개방을 위해, 유압 슬라이더(11)에 의해 노즐 개구부(관통 개구부)(9)를 포함한 블록(8)이 스토퍼(13)를 통해 슬라이드 샌드로 채워져 있는 바닥 슬리브의 아래로 이동된다. 노즐 블록(8) 내 관통 개구부(9)를 통해 슬라이드 샌드의 배출 후에 용융물이 출탕된다. 바닥 슬리브 상부의 보호관(15)을 통해서는 용기(2) 내에 항상 잔류 액상이 잔류한다.

용융물의 출탕 후에 개구부를 포함하지 않은 중실형 블록(7)이 바닥 슬리브의 아래에 배치되고, 슬리브는 충전관(13)에 의해 슬라이드 샌드로 채워진다. 바로 그 직후에는 용융 사이클을 시작하기 위해 장입이 개시될 수 있다.

1 출탕구
2 금속 용융 용기(전기 아크로)
3 바닥 영역
4 바닥 섹션
5 개구부
6 블록 부재들을 변위시키기 위한 장치
7 블록 부재(관통 개구부 없음)
8 블록 부재(관통 개구부 있음)
9 관통 개구부
10 가이드
11 액추에이터(피스톤-실린더 시스템)
12 전극
13 슬라이드 샌드를 위한 충전관(스토퍼)
14 슬래그 없는 출탕을 위한 벨부
15 보호관
16 용융물
T 방향

Claims (10)

1. 금속 용융 용기(2)의 출탕구(1)를 개방 및 폐쇄하기 위한 방법으로서, 금속 용융 용기의 바닥 영역(3)에는 개구부(5)를 포함한 벽 섹션(4)이 배치되고, 개구부(5)의 하부에는, 이 개구부(5)의 영역에서 벽 섹션(4)의 표면 법선에 대해 수직인 방향(T)으로 블록 부재(7, 8)들을 변위시키기 위한 장치(6)가 배치되며, 이 장치(6)는, 블록 부재들이 벽 섹션(4) 상에 기밀하게 접하도록 벽 섹션(4) 상에 블록 부재(7, 8)들을 파지하는, 상기 방법에 있어서,
   상기 출탕구(1)의 폐쇄를 위해 관통 개구부가 없는 블록 부재(7)가 상기 장치(6)에 의해 상기 개구부(5)의 아래로 이동되고,
   상기 출탕구(1)의 개방을 위해서는 하나 이상의 관통 개구부(9)를 포함하는 블록 부재(8)가 상기 장치(6)에 의해 상기 개구부(5)의 아래로 이동됨으로써, 블록 부재(8) 내 상기 관통 개구부(9)를 통해 액상 금속이 상기 용융 용기(2)에서 배출될 수 있고,
   상기 출탕구(1)의 매번의 폐쇄를 위해 관통 개구부를 포함하지 않은 새 블록 부재(7)가 이용되며, 그리고
   상기 출탕구(1)의 매번의 개방을 위해서는 관통 개구부(9)를 포함하는 새 블록 부재(8)가 이용되는 것을 특징으로 하는 출탕구의 개방 및 폐쇄 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 블록 부재(7, 8)들은 상기 장치(6)를 통해, 상기 개구부(5)의 영역에서 상기 벽 섹션(4)의 표면 법선에 대해 수직인 방향(T)으로 병진 변위되는 것을 특징으로 하는 출탕구의 개방 및 폐쇄 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 블록 부재(8) 내 상기 관통 개구부(9)는 상기 개구부(5)의 아래에 배치되기 전에 적어도 부분적으로 슬라이드 샌드로 채워지는 것을 특징으로 하는 출탕구의 개방 및 폐쇄 방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제

Images