KR101944582B1 - Heater tube - Google Patents

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KR101944582B1
KR101944582B1 KR1020150165046A KR20150165046A KR101944582B1 KR 101944582 B1 KR101944582 B1 KR 101944582B1 KR 1020150165046 A KR1020150165046 A KR 1020150165046A KR 20150165046 A KR20150165046 A KR 20150165046A KR 101944582 B1 KR101944582 B1 KR 101944582B1
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타미오 오카다
노부유키 오카
신노스케 타케우치
신지 오리구치
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니혼 루 쯔보 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 우수한 열전도성 및 내구성을 지니는 히터 튜브를 제공한다.
[해결 수단] 히터 튜브(1)는, 상부에 개구(4)를 가지는 통 형상의 몸통부(3)을 구비한다. 몸통부(3)는, 상측 몸통부(30)와 하측 몸통부(31)로 이루어진다. 상측 몸통부(30)는, 탄화 규소를 주성분으로 하는 재료에 의해 형성되어, 용융 금속(M) 중에 침지했을 때에 액면(l)과 접촉하도록 그 높이가 설정되어 있다. 하측 몸통부(31)는, 탄소를 주성분으로 하는 재료에 의해 형성되어, 외주면에 축방향으로 뻗는 오목 형상의 홈부(32)가 둘레 방향을 따라서 간격을 두고 복수개 형성되어 있다.[PROBLEMS] To provide a heater tube having excellent thermal conductivity and durability.
[MEANS FOR SOLVING PROBLEMS] A heater tube (1) has a tubular body portion (3) having an opening (4) at an upper portion thereof. The body section (3) comprises an upper body section (30) and a lower body section (31). The upper body portion 30 is formed of a material containing silicon carbide as a main component and has a height so that the upper body portion 30 is brought into contact with the liquid surface 1 when immersed in the molten metal M. The lower body portion 31 is formed of a material containing carbon as a main component and has a plurality of concave groove portions 32 extending in the axial direction on the outer peripheral surface thereof with a spacing therebetween along the circumferential direction.

Description

히터 튜브{HEATER TUBE}HEATER TUBE {HEATER TUBE}

본 발명은 침지 히터를 보호하는 히터 튜브에 관한 것이다.The present invention relates to a heater tube for protecting an immersion heater.

예를 들면 알루미늄, 아연, 구리, 납 등의 비철금속을 용융시켜 보유하는 노(爐)에 있어서는, 열 효율이 양호하므로 용융 금속을 내부에서부터 가열하는 침지 히터가 이용되고 있고, 그 경우에는, 침지 히터를 보호하기 위해서 밑바닥 있는 통 형상의 히터 튜브가 사용되고 있다.For example, in a furnace for melting and holding non-ferrous metals such as aluminum, zinc, copper and lead, an immersion heater for heating the molten metal from the inside is used because of good heat efficiency. In this case, A cylindrical heater tube at the bottom is used to protect the heater.

히터 튜브는, 내부에 침지 히터를 수용한 상태에서 용융 금속에 침지되어, 침지 히터에서 발생한 열을 외부의 용융 금속에 전달한다. 따라서, 히터 튜브로서는, 열을 효율적으로 용융 금속에 전달하는 열전도성이 요구된다. 또한, 용융 금속의 가열 시에 있어서, 용융 금속의 액면 근방에서는, 히터 튜브의 외주면에 접하는 용융 금속이 산화되어 산화물이 생성되고, 이 산화물이 용융 금속과 함께 히터 튜브의 외주면에 고착된다. 이 고착물과 히터 튜브에서는 열팽창률이 크게 상위하므로, 히터 튜브를 반복해서 가열·냉각할 때의 온도변화에 따라서, 고착물이 크게 수축되고, 이 수축력에 의해 히터 튜브에 균열을 생기게 해서 히터 튜브를 파손시킴으로써, 히터 튜브의 내구성을 저하시킨다고 하는 문제가 있다. 또한, 용융 금속 상에 부유하는 슬래그가 히터 튜브와 반응해서 히터 튜브의 표면을 침식시킴으로써, 히터 튜브의 내구성을 저하시킨다는 문제도 있다. 그 때문에, 종래의 히터 튜브로서는, 내열성·내식성이 우수한 동시에, 내산화성이 우수하여, 표면에 산화물 등이 이루는 고착물이 고착, 퇴적되는 것을 방지할 수 있는 탄화 규소질 세라믹스로 이루어진 것이 이용되고 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조).The heater tube is immersed in the molten metal in a state in which the immersion heater is accommodated therein, and transfers the heat generated in the immersion heater to the molten metal outside. Therefore, the heater tube is required to have thermal conductivity for efficiently transferring heat to the molten metal. Further, at the time of heating the molten metal, the molten metal in contact with the outer circumferential surface of the heater tube is oxidized to form an oxide near the surface of the molten metal, and this oxide is fixed to the outer circumferential surface of the heater tube together with the molten metal. Since the coefficient of thermal expansion of the fixture and the heater tube is largely different from each other, the fixture largely contracts in accordance with the temperature change at the time of repeatedly heating and cooling the heater tube, And thus the durability of the heater tube is lowered. Further, the slag floating on the molten metal reacts with the heater tube to erode the surface of the heater tube, thereby deteriorating the durability of the heater tube. Therefore, a conventional heater tube is made of silicon carbide ceramics which is excellent in heat resistance and corrosion resistance, is excellent in oxidation resistance, and can prevent sticking and depositing of a fixture made of oxide or the like on the surface thereof (See, for example, Patent Document 1).

JP2002-088457AJP2002-088457A

그러나, 히터 튜브는, 전술한 바와 같이, 침지 히터로부터의 열을 용융 금속에 의해 효율적으로 전달할 수 있는 것이 바람직하지만, 단순한 밑바닥 있는 통 형상의 탄화 규소질 세라믹스로 이루어진 침지 히터 튜브에서는, 내구성은 우수하지만, 열전도성의 점에 있어서 더욱 개량의 여지가 있다.However, as described above, it is preferable that the heater tube can efficiently transfer the heat from the immersion heater by the molten metal. However, in the immersion heater tube made of the simple bottomed cylindrical silicon carbide ceramics, However, there is room for improvement in terms of thermal conductivity.

본 발명은, 전술한 문제에 착안해서 이루어진 것으로, 높은 열전도성 및 내구성을 지니는 히터 튜브를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems and aims to provide a heater tube having high thermal conductivity and durability.

본 발명의 상기 목적은, 용융 금속을 내부에서부터 가열하는 침지 히터를 보호하는 밑바닥 있는 통 형상의 히터 튜브로서, 상부에 개구를 가진 통 형상의 몸통부를 포함하되, 상기 몸통부는, 상기 개구 측의 상측 몸통부와 밑바닥 측의 하측 몸통부로 이루어지고, 상기 상측 몸통부는, 탄화 규소를 주성분으로 하는 재료에 의해 형성되어, 용융 금속 중에 침지했을 때에 액면과 접촉하도록 그 높이가 설정되어 있으며, 상기 하측 몸통부는, 탄소를 주성분으로 하는 재료에 의해 형성되어, 외주면에 축방향으로 뻗는 오목 형상의 홈부가 둘레 방향을 따라서 간격을 두고 복수개 형성되어 있는 히터 튜브에 의해 달성된다.The above-described object of the present invention is achieved by providing a bottomed tubular heater tube for protecting an immersion heater for heating a molten metal from the inside, comprising a tubular body portion having an opening at an upper portion thereof, Wherein the upper body is formed of a material containing silicon carbide as a main component and has a height so as to be in contact with the liquid surface when immersed in the molten metal, And a plurality of recessed grooves formed by a material containing carbon as a main component and extending in the axial direction on the outer circumferential surface at intervals along the circumferential direction.

상기 구성의 히터 튜브에 있어서, 상기 하측 몸통부는, 상기 홈부가 형성됨으로써, 상기 홈부가 없을 경우와 비교해서 단위길이당의 표면적이 1.5배 내지 2.5배인 것이 바람직하다.In the heater tube having the above structure, it is preferable that the lower body portion has a surface area per unit length of 1.5 to 2.5 times as large as that of the case where the groove portion is formed by forming the groove portion.

또, 상기 홈부의 축방향과 직교하는 방향의 단면에서 본 형상이 사다리꼴 형상인 것이 바람직하다.It is preferable that the shape seen from the end face in the direction orthogonal to the axial direction of the groove portion is trapezoidal.

또한, 상기 상측 몸통부의 높이는 상기 몸통부의 높이에 대한 비율로 30% 내지 60%인 것이 바람직하다.Also, the height of the upper body part is preferably 30% to 60% with respect to the height of the body part.

또, 상기 상측 몸통부의 열팽창률과 상기 하측 몸통부의 열팽창률의 차이가 0.3% 이하인 것이 바람직하다.The difference between the thermal expansion coefficient of the upper body part and the thermal expansion coefficient of the lower body part is preferably 0.3% or less.

본 발명의 히터 튜브에 따르면, 용융 금속 중에 침지되는 몸통부의 하측 몸통부가 높은 열전도성을 지니므로, 내부에 수용되는 침지 히터의 열을 효율적으로 용융 금속에 전달할 수 있다. 또한, 용융 금속의 액면에 닿는 몸통부의 상측 몸통부가 우수한 내열성, 내산화성, 내식성을 지니므로, 용융 금속의 산화물 등의 고착·퇴적이나 용융 금속 상에 부유하는 슬래그의 침식에 의해 히터 튜브가 파손되는 것을 억제할 수 있다.According to the heater tube of the present invention, since the lower body portion of the body portion to be immersed in the molten metal has high thermal conductivity, the heat of the immersion heater housed therein can be efficiently transferred to the molten metal. Further, since the upper trunk portion of the trunk portion contacting the liquid surface of the molten metal has excellent heat resistance, oxidation resistance, and corrosion resistance, the heater tube is broken due to adhesion and deposition of oxide of molten metal or erosion of slag floating on the molten metal Can be suppressed.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 히터 튜브의 사시도;
도 2는 도 1의 히터 튜브의 정면도;
도 3은 도 1의 히터 튜브의 평면도;
도 4는 도 1의 히터 튜브의 밑면도;
도 5는 도 3의 A-A선에 따르는 단면도;
도 6은 도 3의 B-B선에 따르는 단면도;
도 7은 홈부를 확대해서 나타내는 단면도;
도 8은 히터 튜브의 사용 상태를 나타낸 개략도.1 is a perspective view of a heater tube according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a front view of the heater tube of Figure 1;
3 is a plan view of the heater tube of FIG. 1;
Fig. 4 is a bottom view of the heater tube of Fig. 1; Fig.
5 is a sectional view taken along the line AA in Fig. 3;
FIG. 6 is a sectional view taken along line BB of FIG. 3;
7 is an enlarged sectional view of a groove portion;
8 is a schematic view showing a use state of a heater tube;

이하, 본 발명의 실태형태에 대해서 첨부 도면을 참조해서 설명한다. 도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 히터 튜브(1)의 외관 구성을 나타내고, 도 5 및 도 6은 히터 튜브(1)의 내부 구성을 나타내고 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 to 4 show an external configuration of a heater tube 1 according to an embodiment of the present invention, and Figs. 5 and 6 show an internal configuration of a heater tube 1. Fig.

이 히터 튜브(1)는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 내부에 가스 버너나 전열식의 발열체 등의 침지 히터(6)를 수용한 상태에서 노(10)에 저류되는 알루미늄, 아연 등의 용융된 금속(용융 금속)(M) 중에 침지됨으로써, 침지 히터(6)를 보호하는 동시에, 침지 히터(6)에서 발생한 열을 외부의 용융 금속(L)에 전달하는 것이다. 또, 침지 히터(6) 및 히터 튜브(1)를 노(10)에 고정하는 방법에 대해서는, 종래부터 있는 방법을 이용할 수 있으므로, 여기에서는 상세한 설명은 생략한다. 또한, 침지 히터(6)로서 가스 버너를 이용할 경우에는, 히터 튜브(1) 내에, 내관(7)을 수용하고, 이 내관의 내부에 가스 버너를 수용하도록 해도 된다.As shown in Fig. 8, the heater tube 1 is made of a material such as aluminum, zinc, or the like which is stored in the furnace 10 in a state where the immersion heater 6 such as a gas burner or a heat- The molten metal M is immersed in the molten metal M to protect the immersion heater 6 and transfer the heat generated in the immersion heater 6 to the molten metal L outside. As a method of fixing the immersion heater 6 and the heater tube 1 to the furnace 10, a conventional method can be used, and a detailed description thereof will be omitted here. When the gas burner is used as the immersion heater 6, the inner tube 7 may be accommodated in the heater tube 1, and the gas burner may be accommodated in the inner tube.

히터 튜브(1)는, 도 1 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 밑부분(2) 및 상부에 개구(4)를 가지는 밑바닥 있는 통 형상을 하고 있어, 밑부분(2)을 아래로 해서 용융 금속(M) 중에 침지된다. 히터 튜브(1)의 상단부로 되는 상부 개구(4)의 주변에는, 바깥쪽으로 뻗는 플랜지부(5)가 전체 둘레에 걸쳐 설치되어 있다.The heater tube 1 has a bottomed cylindrical shape having a bottom portion 2 and an opening 4 in the upper portion as shown in Figs. 1 to 4, (M). A flange portion 5 extending outward is provided around the entire periphery of the upper opening 4, which is the upper end of the heater tube 1.

히터 튜브(1)의 몸통부(3)는, 상부 개구(4) 측의 상측 몸통부(30)와, 상측 몸통부(30)에 접합된 밑부분(2) 측의 하측 몸통부(31)로 이루어진다. 상측 몸통부(30)의 높이(h)(상부 개구(4)로부터의 축방향의 길이)는, 히터 튜브(1)를 노(10) 내의 용융 금속(M)에 침지시킨 상태에서, 용융 금속(M)의 액면(l)이, 상측 몸통부(30)와 접촉하는, 즉, 상측 몸통부(30) 및 하측 몸통부(31)의 접합부보다도 위쪽에 위치하는 바와 같은 높이에 설정되어 있다. 보다 구체적으로는, 노(10) 내의 용융 금속(M)의 액면(l)의 표준의 높이 위치보다도 아래쪽에 상측 몸통부(30) 및 하측 몸통부(31)의 접합부가 위치되어 있을 필요가 있지만, 용융 금속(M)의 액면(l)의 아래쪽으로의 변동에 대응할 수 있는 범위에서 폭을 가지게 하는 것이 바람직하고, 상측 몸통부(30) 및 하측 몸통부(31)의 접합부가 용융 금속(M)의 액면(l)의 최저 높이 위치보다도 약간이라도 아래쪽에 위치하고 있으면 된다. 상측 몸통부(30)의 높이(h)의 바람직한 예로서는, 몸통부(3) 전체의 높이(h)에 대한 비율이 30% 내지 60%이며, 보다 바람직하게는 30% 내지 40%이다.The body portion 3 of the heater tube 1 is formed by the upper body portion 30 on the upper opening 4 side and the lower body portion 31 on the lower body portion 2 joined to the upper body portion 30, . The height h of the upper body 30 (the length in the axial direction from the upper opening 4) is set to be larger than the height h of the molten metal M in the state that the heater tube 1 is immersed in the molten metal M in the furnace 10. [ The liquid level of the liquid M is set at a height such that the liquid surface 1 is in contact with the upper body 30, that is, above the joints of the upper body 30 and the lower body 31. More specifically, it is necessary that the joining portions of the upper body portion 30 and the lower body portion 31 are positioned below the standard height position of the liquid surface 1 of the molten metal M in the furnace 10 It is preferable that the upper and lower body portions 30 and 31 have a width in a range that can cope with fluctuations of the liquid surface M of the molten metal M downward, Of the liquid level of the liquid surface (1). A preferable example of the height h of the upper trunk portion 30 is 30% to 60%, more preferably 30% to 40% of the height h of the trunk portion 3 as a whole.

상측 몸통부(30)는, 탄화 규소(SiC)를 주성분으로 하는 재료로 형성되어 있어, 우수한 내산화성, 내열성, 물리적 강도, 슬래그나 용융 금속(M) 등의 화학적 침식에 대한 내식성, 열전도성 등을 지니고 있다. 또, 주성분이란, 재료 중의 함유량이 가장 많은 것(바람직하게는, 함유량이 55중량%를 초과하는 것)을 의미한다. 상측 몸통부(30)를 형성하는 재료로서는, 탄화 규소 이외에, 예를 들면, 붕화물, SiO2(예를 들면 실리카나 석영), 알루미나나 뮬라이트 등의 금속산화물, 탄소(예를 들면 흑연이나 카본블랙) 등을 포함할 수 있고, 이것에 의해, 내열충격성(내폭열성(spalling resistance)), 내산화성이나 열전도성 등을 향상시킬 수 있다.The upper body portion 30 is formed of a material mainly composed of silicon carbide (SiC), and is excellent in oxidation resistance, heat resistance, physical strength, corrosion resistance against chemical erosion such as slag and molten metal (M), thermal conductivity . The main component means the one having the largest content in the material (preferably one having a content exceeding 55% by weight). As the material for forming the upper body portion 30, for example, a metal oxide such as boride, SiO 2 (for example, silica or quartz), alumina or mullite, carbon (for example, graphite or carbon Black), and the like. As a result, it is possible to improve thermal shock resistance (spalling resistance), oxidation resistance, thermal conductivity, and the like.

하측 몸통부(31)는, 탄소(예를 들면 흑연이나 카본블랙)를 주성분으로 하는 재료로 형성되어 있어, 우수한 열전도성, 내열충격성(내폭열성) 등을 지니고 있다. 또, 주성분이란, 재료 중의 함유량이 가장 많은 것(바람직하게는, 함유량이 30중량%을 초과하는 것)을 의미한다. 하측 몸통부(31)를 형성하는 재료로서는, 탄소 이외에, 예를 들면, 탄화 규소, 붕화물, SiO2(예를 들면 실리카나 석영), 알루미나나 뮬라이트 등의 금속산화물 등을 포함할 수 있고, 이것에 의해, 내식성이나 내열성, 물리적 강도 등을 향상시킬 수 있다. 또한, 히터 튜브(1)의 밑부분(2)도, 하측 몸통부(31)과 동일 재료로 형성된다.The lower trunk portion 31 is formed of a material mainly composed of carbon (for example, graphite or carbon black), and has excellent thermal conductivity, thermal shock resistance (resistance to knock resistance), and the like. The main component means the one having the largest content in the material (preferably one having a content exceeding 30% by weight). The material for forming the lower body portion 31 may include, for example, silicon carbide, boride, SiO 2 (for example, silica or quartz), metal oxides such as alumina or mullite, As a result, corrosion resistance, heat resistance, physical strength and the like can be improved. The bottom portion 2 of the heater tube 1 is also formed of the same material as the lower body portion 31. [

또, 상측 몸통부(30)와 하측 몸통부(31)란, 열팽창률의 차이가 작은 것이 바람직하다. 상측 몸통부(30)와 하측 몸통부(31)에서 열팽창률의 차이가 크다면, 상측 몸통부(30)와 하측 몸통부(31)의 접합부에서는, 히터 튜브(1)의 반복적인 가열 및 냉각에 따르는 응력을 받아서 균열 등의 손상을 일으키기 쉽다. 따라서, 상측 몸통부(30)와 하측 몸통부(31)의 열팽창률의 차이를 가능한 한 작게 함으로써, 상측 몸통부(30)와 하측 몸통부(31)의 접합부에서 균열 등의 손상이 생기는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상측 몸통부(30)의 열팽창률과 하측 몸통부(31)의 열팽창률의 차이는, 0.3% 이하인 것이 바람직하다. 열팽창률이란, 온도변화에 대해서 물질이 팽창하는 비율이며, 온도의 상승에 의해서 물체의 체적이 팽창하는 비율을 나타낸 것이다. 본 실시형태에서는, 상온으로부터 1000℃까지의 사이의 변위가 사용된다. 열팽창률의 측정은, 예를 들면, TMA(Thermal Mechanical analysis)에 의해 측정할 수 있다.It is preferable that the upper body portion 30 and the lower body portion 31 have a small difference in thermal expansion coefficient. The difference in thermal expansion coefficient between the upper body portion 30 and the lower body portion 31 is larger at the joining portion of the upper body portion 30 and the lower body portion 31 than in the case where the heater tube 1 is repeatedly heated and cooled It is liable to cause damage such as cracks. Therefore, by minimizing the difference in thermal expansion coefficient between the upper body portion 30 and the lower body portion 31, it is possible to prevent damage such as cracks at the joint portion between the upper body portion 30 and the lower body portion 31 can do. The difference between the thermal expansion coefficient of the upper body portion 30 and the thermal expansion coefficient of the lower body portion 31 is preferably 0.3% or less. The coefficient of thermal expansion is a rate at which a material expands relative to a change in temperature and indicates a rate at which the volume of the object expands due to a rise in temperature. In this embodiment, a displacement between room temperature and 1000 占 폚 is used. The thermal expansion coefficient can be measured by, for example, TMA (Thermal Mechanical Analysis).

전술한 상측 몸통부(30)와 하측 몸통부(31)의 조성으로서는 이하의 표 1의 예를 적절하게 들 수 있다.Examples of the compositions of the upper body 30 and the lower body 31 are shown in Table 1 below.

상측 몸통부The upper body portion 하측 몸통부The lower body portion
화학성분
(%）
Chemical composition
(%) CC 1515 4242 SiCSiC 7575 2８28 SiO2 SiO 2 1 이하1 or less 1919 ＣC 9 이상 10 미만9 to less than 10 1111 겉보기 기공률(%)Apparent porosity (%) 21.521.5 21.021.0 부피비중(g/㎥）(G / m < 3 >) 2.202.20 1.921.92 휨강도
(㎫）Flexural strength
(MPa) 실온Room temperature 22.522.5 10.８10.8 1200℃1200 ℃ 26.526.5 7.07.0 열전달률(W/mK）Heat transfer rate (W / mK) 2323 3535

하측 몸통부(31)의 외주면에는, 축방향으로 뻗는 오목 형상의 홈부(32)가 둘레 방향을 따라서 간격을 두고 복수 형성되어 있다. 하측 몸통부(31)의 외주면에 홈부(32)를 형성하면, 외주면이 평활할 경우에 비해서 표면적이 증대된다. 하측 몸통부(31)는, 히터 튜브(1)를 노(10) 내의 용융 금속(M)에 침지시킨 상태에서는, 용융 금속(M)의 액면(l) 밑에 위치한다. 따라서, 하측 몸통부(31)의 표면적이 증대하여 용융 금속(M)과 접촉하는 접촉 면적이 증대하면, 침지 히터(6)로부터의 열을 용융 금속(M)에 전달하는 전열효율이 향상되어, 용융 금속을 효율적으로 가열·보온할 수 있다. 또한, 홈부(32)는, 반드시 하측 몸통부(31)의 상단으로부터 하단의 전체 길이에 걸쳐서 뻗어 있을 필요는 없다.On the outer circumferential surface of the lower body portion 31, a plurality of recessed recessed portions 32 extending in the axial direction are formed at intervals along the circumferential direction. When the groove portion 32 is formed on the outer peripheral surface of the lower body portion 31, the surface area is increased as compared with the case where the outer peripheral surface is smooth. The lower body 31 is positioned below the liquid surface 1 of the molten metal M in a state where the heater tube 1 is immersed in the molten metal M in the furnace 10. Therefore, if the surface area of the lower trunk portion 31 increases and the contact area with which the molten metal M contacts increases, the heat transfer efficiency for transferring the heat from the immersion heater 6 to the molten metal M is improved, The molten metal can be efficiently heated and kept warm. Further, the groove portion 32 need not always extend from the upper end of the lower body portion 31 to the entire length of the lower end.

홈부(32)의 형상은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 축방향과 직교하는 방향의 단면에서 본 형상을 각종 형상으로 할 수 있고, 예를 들면, 선두가 뾰족한 혹 둥근 산 형상, 정방 형상이나 장방 형상 등의 사각 형상, 다각 형상, 사다리꼴 형상, 반원 형상, 반타원 형상 등으로 할 수 있다. 단, 도 7에 나타낸 바와 같이, 홈부(32)의 양 측면(32A)이, 하측 몸통부(31)의 외주측을 향함에 따라서 서로 이간되는 경사면에 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해, 홈부(32)는, 밑면(32B) 측을 향함에 따라서 점차 외형이 작아지므로, 홈부(32)에 용융 금속(M)이나 용융 금속(M)의 산화물 등이 막았다고 해도, 이것을 긁어내기 쉬워, 용이하게 청소할 수 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 홈부(32)의 단면에서 본 형상이 사다리꼴 형상으로 형성되어 있다.The shape of the groove portion 32 is not particularly limited and may be various shapes in cross section in the direction orthogonal to the axial direction. For example, the shape of the groove portion 32 may be a lump-like mountain shape with a sharp top, A trapezoidal shape, a semicircular shape, a semi-elliptical shape, or the like. It is preferable that both side surfaces 32A of the groove portion 32 are formed on the inclined surfaces which are separated from each other as they approach the outer peripheral side of the lower body portion 31 as shown in Fig. As a result, the groove 32 gradually becomes smaller in size toward the bottom 32B side, so that even if the groove 32 is covered with the molten metal M or the oxide of the molten metal M, It is easily scratched and can be easily cleaned. Further, in the present embodiment, the shape seen from the end face of the groove portion 32 is formed into a trapezoidal shape.

홈부(32)의 깊이(d)는, 특별히 한정되는 것이 아니지만, 얕으면 하측 몸통부(31)의 표면적의 증대에 의한 전열효과가 그다지 향상되지 않고, 깊다면 하측 몸통부(31)의 전열효과가 향상되지만, 인접하는 홈부(32)의 사이의 볼록부(33)의 높이가 높아져서 홈부(32)(볼록부(33))가 파손되기 쉬워진다고 하는 문제가 있다. 또, 홈부(32)의 간격(볼록부(33)의 가로 폭)(D1)은, 크다면 하측 몸통부(31)의 전열효과가 그다지 향상되지 않고, 작다면 다수의 홈부(32)가 형성되어서 하측 몸통부(31)의 전열효과가 향상되지만, 그만큼, 볼록부(33)가 파손되기 쉬워지므로, 제조하기 어렵다는 문제가 있다. 따라서, 홈부(32)의 깊이(d)나 홈부(32)의 간격(볼록부(33)의 가로 폭)(D1)은, 전열효과나 홈부(32)(볼록부(33))의 강도, 제조 상의 형편을 고려해서 결정되는 것이 바람직하며, 홈부(32)의 깊이(d)로서는 5㎜ 내지 10㎜ 정도인 것이 바람직하고, 홈부(32)의 간격(볼록부(33)의 가로 폭)(D1)으로서는 3㎜ 내지 11㎜ 정도인 것이 바람직하다. 또한, 홈부(32)의 가로 폭(개구 폭)(D2)으로서는 4㎜ 내지 13㎜ 정도인 것이 바람직하다. 이들 점을 고려하면, 하측 몸통부(31)는, 외주면에 홈부(32)가 형성됨으로써, 외주면에 홈부(32)가 없는 평활한 경우와 비교해서, 단위길이당의 표면적이 1.5배 내지 2.5배인 것이 바람직하다. 이것에 의해, 하측 몸통부(31)의 전열효과를 양호하게 향상시킨 상태에서 하측 몸통부(31)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또, 하측 몸통부(32)의 단위길이당의 표면적이란, 하측 몸통부(31)의 홈부(32)가 형성되어 있는 부분의 단위길이당의 표면적이다. 또한, 표면적이란, 기하학적인 표면적이며, 미크로 수준의 요철까지 포함하는 표면적이 아니고, 하측 몸통부(31) 및 홈부(32)의 형상으로부터 측정되는 수치에 의해 계산한 표면적이다.Although the depth d of the groove portion 32 is not particularly limited, if the depth is shallow, the heat transfer effect due to the increase of the surface area of the lower body portion 31 is not improved so much, There is a problem that the height of the convex portion 33 between the adjacent groove portions 32 is increased and the groove portion 32 (convex portion 33) is easily broken. The larger the distance D1 between the grooves 32 (the width of the convex portion 33) is, the larger the heat transfer effect of the lower body 31 is, the smaller the number of the grooves 32 The heat transfer effect of the lower body portion 31 is improved. However, since the convex portion 33 is more likely to be broken, there is a problem that it is difficult to manufacture. Therefore, the depth d of the groove portion 32 and the interval (the width of the convex portion 33) D1 of the groove portion 32 are determined by the heat transfer effect, the strength of the groove portion 32 (convex portion 33) The depth d of the groove portion 32 is preferably about 5 mm to 10 mm and the width of the groove portion 32 (width of the convex portion 33) ( D1) is preferably about 3 mm to 11 mm. The width (opening width) D2 of the groove portion 32 is preferably about 4 mm to 13 mm. Considering these points, the lower body portion 31 has the groove portion 32 formed on the outer peripheral surface thereof, so that the surface area per unit length is 1.5 times to 2.5 times larger than that in the case where the groove portion 32 is not present on the outer peripheral surface desirable. As a result, the durability of the lower trunk portion 31 can be improved in a state in which the heat transfer effect of the lower trunk portion 31 is favorably improved. The surface area per unit length of the lower trunk portion 32 is the surface area per unit length of the portion where the groove portion 32 of the lower trunk portion 31 is formed. The surface area is a geometric surface area, not a surface area including irregularities on a micro level, but a surface area calculated by a numerical value measured from the shape of the lower body portion 31 and the groove portion 32.

상기 구성의 히터 튜브(1)는, 예를 들면 가압 성형법(예를 들면 냉간 등방압가압법(CIP))에 의해 제조할 수 있다. 우선, 히터 튜브(1)의 내주면의 형상에 대응하는 금속제의 심 몰드를, 히터 튜브(1)의 외주면의 형상에 대응하는 유연하고 탄력성이 있는 고무제의 몰드 재로부터 간극을 두고 피복한다. 이 몰드 재는, 히터 튜브(1)의 하측 몸통부(31)의 외주면에 뻗는 홈부(32)를 형성하기 위해서, 거기에 대응하는 성형용 볼록부(도시 생략)를 안쪽 표면에 지니고 있다. 그리고, 심 몰드와 몰드 재 사이의 공간에, 밑부분(2) 및 하측 몸통부(31)를 형성하기 위한 재료 및 상측 몸통부(30)를 형성하기 위한 재료를 순차 충전해서 적층 상태로 하고, 재료 위에 금속제의 심 몰드를 씌우고, 고압으로 성형한 후, 건조시켜, 고온(예를 들면 1000℃ 이상)에서 소성하여 필요한 강도를 부여함으로써, 히터 튜브(1)가 얻어진다.The heater tube 1 having the above-described structure can be manufactured by, for example, a press molding method (for example, cold isostatic pressing (CIP)). First, a metal-made core mold corresponding to the shape of the inner circumferential surface of the heater tube 1 is covered with a mold material made of a flexible and elastic rubber corresponding to the shape of the outer circumferential surface of the heater tube 1 with a gap therebetween. The mold material has a molding protrusion (not shown) on its inner surface in order to form a groove portion 32 extending to the outer peripheral surface of the lower body 31 of the heater tube 1. A material for forming the bottom portion 2 and the lower body portion 31 and a material for forming the upper body portion 30 are sequentially filled in a space between the seam mold and the mold material to form a laminated state, The heater tube 1 is obtained by putting a metal shim mold on the material, molding it at a high pressure, drying it, and firing it at a high temperature (for example, 1000 ° C or higher) to give necessary strength.

상기 구성의 히터 튜브(1)에서는, 노(10)에 저류된 용융 금속(M)에 침지되는 몸통부(3)의 하측 몸통부(31)가, 우수한 열전도성을 지니는 탄소를 주성분으로 하는 재료로 형성되어 있으므로, 효율적으로 용융 금속(M)을 가열·보온할 수 있다. 게다가, 하측 몸통부(31)의 외주면에는, 축방향으로 뻗는 홈부(32)가 둘레 방향을 따라서 간격을 두고 복수개 형성되어 있으므로, 외주면이 평활할 경우에 비해서 표면적이 증대됨으로써, 전열효율이 향상된다. 따라서, 더욱 효율적으로 용융 금속(M)을 가열·보온할 수 있다.In the heater tube 1 having the above-described structure, the lower body portion 31 of the body portion 3, which is immersed in the molten metal M stored in the furnace 10, is made of a material mainly composed of carbon having good thermal conductivity The molten metal M can be efficiently heated and kept warm. In addition, since a plurality of groove portions 32 extending in the axial direction are formed at intervals on the outer circumferential surface of the lower body portion 31 at intervals along the circumferential direction, the surface area is increased as compared with the case where the outer circumferential surface is smooth, thereby improving the thermal efficiency . Therefore, the molten metal M can be heated and maintained more efficiently.

또한, 히터 튜브(1)가 용융 금속(M)에 침지되었을 때에, 용융 금속(M)의 액면(l)이 닿는 몸통부(3)의 상측 몸통부(30)가, 우수한 내산화성, 내열성, 슬래그나 용융 금속(M)(비철금속) 등에 의한 화학적 침식에 대한 내식성을 지니는 탄화 규소(SiC)를 주성분으로 하는 재료로 형성되어 있다. 따라서, 용융 금속(M)의 가열 시에 있어서, 용융 금속(M)의 액면(l) 근방에서, 용융 금속(M)이 산화되어 산화물이 생성되어도, 이 산화물이 히터 튜브의 외주면에 고착되어 퇴적되는 것을 억제할 수 있는데다가, 용융 금속(M)위로 부유하는 슬래그가 히터 튜브(1)와 반응해서 히터 튜브(1)의 표면을 침식하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 히터 튜브(1)가 파손되는 것을 억제할 수 있어, 히터 튜브(1)의 내구성을 향상시킬 수 있다.When the heater tube 1 is immersed in the molten metal M, the upper trunk portion 30 of the trunk portion 3 to which the liquid level 1 of the molten metal M contacts is excellent in oxidation resistance, Is formed of a material mainly composed of silicon carbide (SiC) having corrosion resistance against chemical erosion by slag or molten metal (M) (nonferrous metal). Therefore, even when the molten metal M is oxidized to generate oxides in the vicinity of the liquid surface 1 of the molten metal M at the time of heating the molten metal M, the oxides are adhered to the outer circumferential surface of the heater tube, And the slag floating on the molten metal M reacts with the heater tube 1 to prevent the surface of the heater tube 1 from being eroded. As a result, breakage of the heater tube 1 can be suppressed, and the durability of the heater tube 1 can be improved.

이와 같이, 본 발명의 히터 튜브(1)에 따르면, 높은 열전도성을 실현하는 동시에, 내구성도 향상시킬 수 있다.As described above, according to the heater tube 1 of the present invention, high thermal conductivity can be realized and durability can be improved.

이상, 본 발명의 일 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한에 있어서 각종 변경이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 히터 튜브(1)의 외형이 원통 형상이지만, 각진 통 형상으로 형성할 수 있다. 또한, 히터 튜브(1)를 냉간 등방압가압법(CIP)에 의해, 상측 몸통부(30)와 하측 몸통부(31)(또한 밑부분(2))를 일체로 형성하고 있지만, 각각 별개로 형성하고, 양자를 접합함으로써 형성해도 된다. 또한, 히터 튜브(1)를 그 밖의 가압 성형법에 의해 성형해도 되고, 또한, 유입법에 의해 성형해도 무방하다.Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, the outer shape of the heater tube 1 is a cylindrical shape, but it can be formed in an angular cylindrical shape. The upper body portion 30 and the lower body portion 31 (also the lower portion 2) are integrally formed by the cold isostatic pressing method (CIP) of the heater tube 1, And then bonding them together. Further, the heater tube 1 may be molded by other pressure molding method, or it may be molded by an inflow method.

1: 히터 튜브 2: 밑부분
3: 몸통부 4: 상부 개구
6: 침지 히터 30: 상측 몸통부
31: 하측 몸통부 32: 홈부1: heater tube 2: bottom part
3: body part 4: upper opening
6: immersion heater 30: upper body part
31: lower body part 32:

Claims (5)

용융 금속을 내부에서부터 가열하는 침지 히터를 보호하는 밑바닥 있는 통 형상의 히터 튜브로서,
상부에 개구를 가진 통 형상의 몸통부를 포함하되,
상기 몸통부는, 상기 개구 측의 상측 몸통부와 밑바닥 측의 하측 몸통부로 이루어지고,
상기 상측 몸통부는, 탄화 규소를 포함하는 재료에 의해 형성되어, 용융 금속 중에 침지했을 때에 액면과 접촉하도록 높이가 설정되어 있으며,
상기 하측 몸통부는, 탄소를 포함하는 재료에 의해 형성되어, 외주면에 축방향으로 뻗는 오목 형상의 홈부가 둘레 방향을 따라서 간격을 두고 복수개 형성되어 있는 히터 튜브.A bottomed cylindrical heater tube for protecting an immersion heater for heating molten metal from the inside,
And a tubular body portion having an opening at an upper portion thereof,
The body portion comprises an upper body portion on the opening side and a lower body portion on the lower side,
Wherein the upper body is formed of a material containing silicon carbide and is set so as to be in contact with the liquid surface when immersed in the molten metal,
Wherein the lower body portion is formed of a material containing carbon and has a plurality of recessed grooves extending in the axial direction on the outer circumferential surface thereof at intervals along the circumferential direction. 제1항에 있어서, 상기 하측 몸통부는, 상기 홈부가 형성됨으로써, 상기 홈부가 없을 경우와 비교해서 단위길이당의 표면적이 1.5배 내지 2.5배인 히터 튜브.The heater tube according to claim 1, wherein the lower body portion has a surface area per unit length of 1.5 to 2.5 times as large as that of the case where the groove portion is formed. 제1항에 있어서, 상기 홈부의 축방향과 직교하는 방향의 단면에서 본 형상이 사다리꼴 형상인 히터 튜브.The heater tube according to claim 1, wherein the shape viewed from the end face in the direction orthogonal to the axial direction of the groove portion is a trapezoidal shape. 제1항에 있어서, 상기 상측 몸통부의 높이는 상기 몸통부의 높이에 대한 비율로 30% 내지 60%인 히터 튜브.The heater tube according to claim 1, wherein the height of the upper body is 30% to 60% of the height of the body. 제1항에 있어서, 상기 상측 몸통부의 열팽창률과 상기 하측 몸통부의 열팽창률의 차이가 0.3% 이하인 히터 튜브.The heater tube according to claim 1, wherein a difference between a thermal expansion coefficient of the upper body portion and a thermal expansion coefficient of the lower body portion is 0.3% or less.
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