KR101913405B1 - 용해로 내화물 축조용 포머 및 이를 이용한 용해로 내화물의 건조방법 - Google Patents

Abstract

용해로 내화물 축조용 포머 및 이를 이용한 용해로 내화물의 건조방법을 개시한다. 본 발명의 실시 예에 따른 용해로 내화물의 건조방법은 용해로의 내화물 내측으로 포머를 진입시키는 공정, 포머 내부의 축열재수용부에 축열재를 채우는 공정, 및 용해로의 유도가열장치로 축열재를 가열하고 축열재의 열을 이용하여 내화물을 건조시키는 공정을 포함한다.

Description

용해로 내화물 축조용 포머 및 이를 이용한 용해로 내화물의 건조방법{FORMER FOR CONSTRUCTING REFRACTORY OF MELTING FURNACE AND METHOD FOR DRYING REFRACTORY OF MELTING FURNACE USING THE SAME}

본 발명은 용해로 내에 축조된 내화물을 용이하게 건조시킬 수 있도록 하는 용해로 내화물 축조용 포머 및 이를 이용한 용해로 내화물의 건조방법에 관한 것이다.

유도가열방식으로 금속을 용해하는 용해로는 노체에 설치되며 내열시멘트층에 의해 보호되는 가열코일을 구비하고, 가열코일 내측에 용탕을 유지할 수 있도록 내화물에 의해 마련되는 내벽을 포함한다.

내벽을 이루는 내화물은 용해하는 금속의 온도, 성질 등과 관련하여 선택되며, 내화도가 높아 고온에서도 열변형 등이 발생하지 않는 소재로 마련된다. 통상적으로 내벽은 분말 형태의 내화물이 시멘트층 내면에 투입되어 도가니 형태로 축조된 후 가열에 의해 소결된다.

내화물은 사용 횟수가 증가함에 따라 마모 및 침식이 발생하므로 주기적인 유지보수작업이 필요하다. 즉 기존의 내화물을 제거한 후 새로운 내벽이 형성되도록 내화물을 축조한다.

내화물을 축조할 때는 용해로의 시멘트층 내측에 포머(former)을 진입시킨 상태에서 포머와 용해로 내벽 사이로 분말형태의 내화물원료를 투입해 다져줌으로써 도가니 형태의 내화물이 형성되도록 한다. 아울러 축조된 내화물은 수분을 함유하므로 이를 제거하기 위해 가열하여 건조시킨다.

종래에는 포머의 내측에 숯을 투입하여 연소시키는 방식으로 내화물을 건조하기도 하였다. 하지만, 이러한 내화물 건조방법은 내화물 전역을 고르게 가열하기 어렵고, 내화물을 건조하는데 많은 시간이 소요되었다. 내화물의 건조과정에서 숯을 보충해주어야 하는 번거로움도 있었다.

본 발명의 일 측면은 용해로 내에 축조된 내화물을 용이하게 건조시킬 수 있도록 하는 용해로 내화물 축조용 포머 및 이를 이용한 용해로 내화물의 건조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 내화물 축조를 위해 용해로 내부로 진입하는 원통형 몸체부; 상기 몸체부 내에 마련된 축열재수용부; 및 상기 축열재수용부를 상기 몸체부의 바닥면과 이격시키도록 상기 몸체부의 바닥면과 상기 축열재수용부 사이에 마련된 이격공간;을 포함하는 용해로 내화물 축조용 포머가 제공될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 용해로의 내화물 내측으로 포머를 진입시키는 공정; 상기 포머 내부의 축열재수용부에 축열재를 채우는 공정; 및 상기 용해로의 유도가열장치로 상기 축열재를 가열하고, 상기 축열재의 열을 이용하여 상기 내화물을 건조시키는 공정;을 포함하는 용해로 내화물의 건조방법이 제공될 수 있다.

상기 내화물을 건조시키는 공정은 상기 유도가열장치가 상기 축열재를 650 ~ 800 ℃로 가열할 수 있다.

상기 축열재를 채우는 공정은 상기 축열재가 이격공간에 의해 상기 포머의 바닥면과 이격상태를 유지할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 용해로 내화물의 건조방법은 포머의 내측에 축열재를 채우고, 축열재를 유도가열장치로 가열하여 축열재의 열에 의해 내화물이 건조되도록 하기 때문에 용해로에 별도의 가열원을 투입하지 않고서도 내화물을 용이하게 건조시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 용해로 내화물 건조방법은 포머 내측의 가열된 축열재로부터 내화물이 가열되기 때문에 내화물의 측벽 뿐 아니라 바닥부분까지 용이하게 건조시킬 수 있다.

본 발명의 실시 예의 용해로 내화물 건조방법은 내화물의 건조를 수행하는 동안 내화물의 바닥부분이 이격공간에 의해 축열재와 이격상태를 유지하기 때문에 내화물의 급격한 가열로 내화물이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 포머를 이용하여 용해로 내에 내화물을 축조하는 과정을 단계적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 용해로 내부에 내화물을 축조한 후, 본 발명의 실시 예에 따른 내화물 건조방법에 따라 내화물을 건조하는 예를 나타낸 단면도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이며, 여기서 제시한 것으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략할 수 있고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 포머를 이용하여 용해로 내에 내화물을 축조하는 과정을 단계적으로 나타낸 단면도이고, 도 4는 용해로 내에 내화물 축조 후 본 실시 예에 따른 내화물 건조방법에 따라 내화물을 건조하는 예를 나타낸 단면도이다.

도 4를 참조하면, 용해로(10)는 상부가 개방된 원통형 노체(11)와, 노체(11)의 둘레 쪽에 설치된 유도가열코일(12)과, 유도가열코일(12)의 내면에 마련되며 유도가열코일(12)을 지지하는 내열시멘트층(13)과, 용탕을 유지할 수 있도록 내열시멘트층(13) 내면에 축조되는 내화물(14)을 포함한다. 내화물(14)은 분말형태의 내화물원료가 내열시멘트층(13) 내면에 축조됨으로써 용탕을 수용하는 내벽을 이룬다.

용해로의 내화물(14)은 사용 횟수가 증가함에 따라 마모나 침식이 발생한다. 내화물(14)의 마모나 침식이 심할 경우에는 기존 내화물을 제거한 후 새로운 내벽이 형성되도록 내화물(14)을 축조한다.

기존 내화물 제거 후 새로운 내화물(14)을 축조할 때는 먼저 도 1에 도시한 바와 같이, 용해로(10)의 바닥 쪽에 분말 내화물원료를 투입하여 다져주는 방식으로 내화물의 바닥부분(14a)을 형성시킨다. 내화물의 바닥부분(14a)을 축조한 후에는 내화물(14)의 측벽(14b)을 축조하기 위해 도 2에 도시한 바와 같이, 본 실시 예에 따른 내화물 축조용 포머(20, former)를 용해로(10) 내부로 진입시킨다.

포머(20)는 바닥면이 폐쇄되고 상부가 개방되며 하측 외면에 테이퍼부를 가지는 원통형 몸체부(21)와, 축열재(30)를 채울 수 있도록 몸체부(21) 내의 상부영역에 마련된 축열재수용부(22)와, 축열재수용부(22)를 몸체부(21)의 바닥면과 이격시키도록 몸체부(21)의 바닥면과 축열재수용부(22) 사이에 마련된 이격공간(23)을 구비한다. 이격공간(23)과 축열재수용부(22)는 구획판(24)에 의해 구획될 수 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 용해로(10) 내부로 포머(20)를 진입시킨 후에는 도 3에 도시한 바와 같이, 내열시멘트층(13)과 포머(20)의 둘레면 사이의 공간으로 분말 내화물원료을 투입하여 다져줌으로써 내화물의 바닥부분(14a)과 연결되는 내화물의 측벽(14b)을 형성시킨다.

내화물(14)의 축조를 완료한 후에는 포머(20)를 용해로(10) 내에 진입시킨 상태에서 본 실시 예에 따른 내화물 건조방법에 따라 축조된 내화물(14)을 가열하여 건조시킬 수 있다.

도 4를 참조하면, 내화물(14)을 건조시키는 방법은 용해로(10)의 내화물(14) 내측으로 포머(20)를 진입시키는 공정과, 포머(20) 내부의 축열재수용부(22)에 축열재(30)를 채우는 공정과, 용해로(10)의 유도가열장치(12)로 축열재(30)를 가열하여 축열재(30)의 열을 이용해 내화물(14)을 건조시키는 공정을 포함한다.

포머(20)를 진입시키는 공정은 내화물(14)의 축조공정에서 이어질 수 있다. 즉 내화물(14)의 축조 후 곧 바로 내화물(14)을 건조시키는 경우 포머(20)를 제거하지 않은 상태일 수 있다. 또는 내화물(14) 축조 후 내화물(14)의 건조를 위해 포머(20)를 진입시키는 경우일 수 있다.

포머(20)를 용해로(10) 내부로 진입시킨 후에는 포머(20) 상측의 축열재수용부(22)에 축열재(30)를 채운다. 축열재(30)는 유도가열장치(12)의 가열에 의해 가열된 상태에서 열을 발산할 수 있는 다수의 금속블록일 수 있다.

축열재(30)를 채우는 공정은 축열재수용부(22)의 대략 60%이상을 축열재(30)로 채운다. 여기서는 용해로(10) 내에 먼저 포머(20)를 진입시킨 후 축열재(30)를 채우는 경우를 제시하고 있지만, 축열재(30)는 포머(20)를 용해로(10)에 진입시키기 전에 미리 채울 수 있고, 이 상태에서 포머(20)를 용해로(10) 내에 진입시킬 수도 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 포머(20)의 축열재수용부(22)에 축열재(30)를 채우면, 축열재(30)의 하부는 이격공간(23)에 의해 포머(20)의 바닥면과 이격된 상태를 유지한다.

축열재(30)를 채운 후에는 용해로(10) 측면 쪽에 배치된 유도가열장치(12)를 이용해 포머(20) 내부의 축열재(30)를 가열하고, 가열된 축열재(30)에 의해 내화물(14)이 가열되도록 하는 방식으로 내화물(14)을 건조시키는 공정을 수행한다.

유도가열장치(12)는 내화물(14)의 건조를 위해 축열재(30)를 650 ~ 800℃로 가열한다. 축열재(30)를 가열하는 온도가 너무 높으면 내화물(14)에 포함된 수분의 급격한 증발 등으로 인해 내화물(14)의 튐이 발생하여 내화물(14)이 손상되거나 열에 의해 포머(20)의 변형이 생길 수 있다. 반면 가열온도가 너무 낮으면 내화물(14)의 건조시간이 지연될 수 있다. 따라서 가열온도는 650 ~ 800℃범위를 유지하는 것이 좋다.

유도가열장치(12)에 의해 가열된 축열재(30)의 열은 내화물(14)의 측벽(14b)으로 전해짐으로써 내화물 측벽(14b)을 건조시킬 수 있다. 아울러, 축열재(30)의 열은 이격공간(23)을 통하여 내화물의 바닥부분(14a)으로도 전해짐으로써 내화물의 바닥 쪽도 용이하게 건조시킬 수 있다.

통상의 경우 내화물의 바닥부분(14a)은 상대적으로 많은 수분을 포함하기 때문에 건조가 어려울 수 있지만, 본 실시 예는 포머(20) 내측의 축열재(30) 열에 의해 내화물의 바닥부분(14a)이 가열되기 때문에 내화물의 바닥부분(14a)도 용이하게 건조될 수 있다. 또 내화물의 바닥부분(14a)은 이격공간(23)에 의해 축열재(30)와 이격된 상태이기 때문에 급격한 가열로 인해 내화물(14)이 튀거나 손상되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 내화물(14)의 건조공정은 대략 72시간 정도 유지될 수 있고, 건조공정을 거치면 내화물(14)에 포함된 수분이 완전이 제거될 수 있다.

이처럼 본 실시 예에 따른 용해로 내화물(14)의 건조방법은 포머(20)의 내측에 축열재(30)를 채우고, 축열재(30)를 유도가열장치(12)로 가열하여 축열재(30)의 열에 의해 내화물(14)이 건조되도록 하기 때문에 용해로(10)에 별도의 가열원을 투입하지 않고서도 내화물(14)을 용이하게 건조시킬 수 있다.

또 본 실시 예에 따른 용해로 내화물 건조방법은 포머(20) 내측의 가열된 축열재(30)로부터 내화물(14)이 가열되기 때문에 내화물의 측벽(14b) 뿐 아니라 바닥부분(14a)까지 용이하게 건조시킬 수 있다.

또 본 실시 예의 용해로 내화물 건조방법은 내화물(14)의 건조를 수행하는 동안 내화물의 바닥부분(14a)이 이격공간(23)에 의해 축열재(30)와 이격상태를 유지하기 때문에 내화물(14)의 급격한 가열로 내화물(14)이 손상되는 것을 방지할 수 있다.

10: 용해로, 11: 노체,
12: 유도가열장치, 13: 내열시멘트층,
14: 내화물, 20: 포머,
21: 몸체부, 22: 축열재수용부,
23: 이격공간, 30: 축열재.

Claims (4)

1. 내화물 축조를 위해 용해로 내부로 진입하는 원통형 몸체부;
   상기 몸체부 내에 마련되고, 상기 용해로의 유도가열장치에 의해 가열되는 축열재가 수용되는 축열재수용부;
   상기 축열재수용부를 상기 몸체부의 바닥면과 이격시키도록 상기 몸체부의 바닥면과 상기 축열재수용부 사이에 마련된 이격공간; 및
   상기 축열재수용부와 상기 이격공간을 구획하는 구획판;을 포함하는 용해로 내화물 축조용 포머.
2. 용해로의 내화물 내측으로 포머를 진입시키는 공정;
   상기 포머 내부의 축열재수용부에 축열재를 채우는 공정; 및
   상기 용해로의 유도가열장치로 상기 축열재를 가열하고, 상기 축열재의 열을 이용하여 상기 내화물을 건조시키는 공정;을 포함하는 용해로 내화물의 건조방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 내화물을 건조시키는 공정은 상기 유도가열장치가 상기 축열재를 650 ~ 800 ℃로 가열하는 용해로 내화물의 건조방법.
4. 제2항에 있어서,
   상기 축열재를 채우는 공정은 상기 축열재가 이격공간에 의해 상기 포머의 바닥면과 이격상태를 유지하도록 하는 용해로 내화물의 건조방법.

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