KR101958871B1 - 냉각수 배수 구조를 포함하는 전기로 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예는, 일 방향으로 개방된 내부공간을 포함하는 하우징(housing), 마감된 내부공간을 포함하고 상기 하우징에 안착되어 상기 하우징의 내부공간 일부를 차폐하는 루프(roof), 일 영역이 상기 하우징의 내부공간과 상통하고 타 영역이 상기 루프의 내부공간과 상통하도록 상기 루프에 안착되는 엘보(elbow), 및 상기 하우징의 외면 일 영역에 배치되어 상기 루프로부터 배출되는 냉각수를 지정된 외부 장치로 이송하는 전기로 배수관을 포함하고, 상기 루프는, 상기 하우징 내부공간으로의 전극 인입과 관계되는 제1 공극 및 상기 하우징 내부공간으로부터 상기 엘보로의 고온가스 이송과 관계되는 제2 공극을 포함하는 원추 형상의 하면, 상기 제1 공극에 대응하는 제3 공극, 상기 제2 공극에 대응하는 제4 공극 및 상기 제4 공극의 주변 영역에 형성되는 적어도 하나의 제5 공극을 포함하는 상면, 상기 제1 공극과 상기 제3 공극을 연결하는 제1 측면, 상기 제2 공극과 상기 제4 공극을 연결하는 제2 측면 및 상기 하면의 가장자리 영역과 상기 상면의 가장자리 영역을 연결하는 제3 측면을 포함하는 측면, 상기 루프의 하면, 상면 및 측면에 의하여 형성되는 내부공간에 배치되어 냉각수를 분사하는 루프 분사부, 및 상기 제3 측면에 돌출 형성되어 상기 루프의 내부공간과 상통하고 상기 원추 형상의 하면을 따라 유동하는 냉각수를 상기 루프의 외부로 배출하는 복수의 루프 배수관을 포함하고, 상기 엘보는, 상기 엘보의 내부에 중공을 형성하는 제4 측면 및 상기 제4 측면으로부터 소정 간격으로 이격되어 상기 제4 측면을 둘러싸는 제5 측면을 포함하는 측면, 상기 제4 측면의 일측 종단과 상기 제5 측면의 일측 종단을 연결하는 하면, 상기 엘보의 측면 및 하면에 의하여 형성되는 내부공간에 배치되어 냉각수를 분사하는 엘보 분사부, 및 상기 엘보의 하면에 돌출 형성되어 상기 엘보의 내부공간과 상통하고 상기 제4 측면 및 상기 제5 측면 중 적어도 하나를 따라 유동하는 냉각수를 상기 엘보 외부로 배출하는 적어도 하나의 엘보 배수관을 포함하고, 상기 전기로 배수관은, 상기 하우징의 외면 상단 가장자리 영역에 배치되어 상기 복수의 루프 배수관과 연결되는 복수의 호퍼(hopper) 및 상기 복수의 호퍼와 연결되어 상기 지정된 외부 장치로 냉각수를 이송하는 복수의 배수관을 포함하고, 상기 루프에 상기 엘보 안착 시, 상기 엘보의 제4 측면에 의한 중공은 상기 루프의 제2 공극과 정합되어 상기 하우징의 내부공간과 상통하고, 상기 엘보의 적어도 하나의 엘보 배수관은 상기 루프의 적어도 하나의 제5 공극에 내입되어 상기 루프의 내부공간과 상통하고, 상기 엘보의 엘보 분사부에 의하여 상기 엘보의 내부공간에서 분사되는 냉각수는 상기 엘보의 적어도 하나의 엘보 배수관 및 상기 루프의 적어도 하나의 제5 공극을 통하여 상기 루프의 내부공간으로 배수되고, 상기 루프의 루프 분사부에 의하여 상기 루프의 내부공간에서 분사되는 냉각수 및 상기 엘보로부터 상기 루프의 내부공간으로 배수되는 냉각수는 상기 루프의 복수의 루프 배수관 및 상기 전기로 배수관을 통하여 상기 지정된 외부 장치로 이송되는 전기로를 개시한다. 이 외에도 명세서를 통하여 파악되는 다양한 실시 예가 가능하다.

Description

냉각수 배수 구조를 포함하는 전기로{Electric furnace including coolant draining structure}

본 문서에서 개시되는 다양한 실시 예들은, 전기로의 냉각수 배수 구조와 관련된다.

전기로 제강은 전열을 이용하여 강(steel)을 제조하는 공정으로, 전극에 고전압 인가 시 발생하는 아크열을 이용하여 상기 전기로의 내부공간에 장입된 스크랩(scrap)을 융해시키는 프로세스를 포함할 수 있다. 이때, 전기로 내부공간에서는 상기 스크랩 융해에 따른 부산물로서 섭씨 1000도 이상의 고온가스가 발생할 수 있다. 상기 고온가스는 일산화탄소 또는 분진과 같은 유해 물질을 포함하는 바, 그 처리와 관련하여 전기로의 인접 영역으로는 상기 고온가스를 연소시키기 위한 연소실(combustor)이 설치될 수 있다. 이와 관련하여, 전기로의 내부공간 및 연소실의 내부공간은 엘보(elbow)로 연결될 수 있으며, 전기로 내부공간 상의 고온가스는 상기 엘보에 의해 가이드되어 연소실 내부공간으로 이송될 수 있다.

대한민국 등록특허 제10-1362562호

고온가스가 발생되는 전기로 및 고온가스의 이송을 지원하는 엘보는 상기 고온가스에 따른 열에 대한 내열성 유지와 관련하여 냉각 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 전기로의 상부를 차폐하는 루프(roof)의 내부공간 및 엘보가 포함하는 중공과 외벽 사이공간에는 상기 고온가스에 의한 열 손상을 억제하고자 저온의 냉각수가 분사될 수 있다.

그러나, 종래의 전기로 구조에 따르면 상기 루프 및 엘보에서 분사되는 냉각수는 각각 별개의 루트를 통해 배수되고 있으며, 각각의 배수 루트를 구현하는 구조물들로 인하여 전기로는 다소 복잡하게 설계되고 있다. 또한, 종래의 전기로는 용강의 출강 및 슬래그(slag) 제거 공정 시 각각 좌측 및 우측 방향으로 기울어지는 바, 전기로가 기울어진 상태에서 지정된 방향으로 냉각수를 배수시키기 위해서는 상기 냉각수를 흡인하기 위한 별도의 펌프 장치가 요구되고 있다. 나아가, 종래의 전기로는 내부공간에 스크랩을 장입하기 위하여 루프 및 엘보의 결합 구조체를 개방하는 공정 시에도, 상기 개방된 구조체로부터 냉각수가 지속적으로 배수됨에 따라, 배수되는 냉각수를 보상하여 상기 구조체의 내열성을 유지시키기 위한 지속적인 냉각수 공급이 요구되고 있다.

본 문서에서 개시되는 다양한 실시 예들은, 루프 및 엘보 각각에서 분사되는 냉각수를 단일의 루트로 자연 배수하고, 스크랩 장입 공정 시에도 지속적인 냉각수 공급을 배제할 수 있는 구조의 전기로를 제공할 수 있다.

일 실시 예에 따른 냉각수 배수 구조를 포함하는 전기로는, 일 방향으로 개방된 내부공간을 포함하는 하우징(housing), 마감된 내부공간을 포함하고 상기 하우징에 안착되어 상기 하우징의 내부공간 일부를 차폐하는 루프(roof), 일 영역이 상기 하우징의 내부공간과 상통하고 타 영역이 상기 루프의 내부공간과 상통하도록 상기 루프에 안착되는 엘보(elbow), 및 상기 하우징의 외면 일 영역에 배치되어 상기 루프로부터 배출되는 냉각수를 지정된 외부 장치로 이송하는 전기로 배수관을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 루프는, 상기 하우징 내부공간으로의 전극 인입과 관계되는 제1 공극 및 상기 하우징 내부공간으로부터 상기 엘보로의 고온가스 이송과 관계되는 제2 공극을 포함하는 원추 형상의 하면, 상기 제1 공극에 대응하는 제3 공극, 상기 제2 공극에 대응하는 제4 공극 및 상기 제4 공극의 주변 영역에 형성되는 적어도 하나의 제5 공극을 포함하는 상면, 상기 제1 공극과 상기 제3 공극을 연결하는 제1 측면, 상기 제2 공극과 상기 제4 공극을 연결하는 제2 측면 및 상기 하면의 가장자리 영역과 상기 상면의 가장자리 영역을 연결하는 제3 측면을 포함하는 측면, 상기 루프의 하면, 상면 및 측면에 의하여 형성되는 내부공간에 배치되어 냉각수를 분사하는 루프 분사부, 및 상기 제3 측면에 돌출 형성되어 상기 루프의 내부공간과 상통하고 상기 원추 형상의 하면을 따라 유동하는 냉각수를 상기 루프의 외부로 배출하는 복수의 루프 배수관을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 엘보는, 상기 엘보의 내부에 중공을 형성하는 제4 측면 및 상기 제4 측면으로부터 소정 간격으로 이격되어 상기 제4 측면을 둘러싸는 제5 측면을 포함하는 측면, 상기 제4 측면의 일측 종단과 상기 제5 측면의 일측 종단을 연결하는 하면, 상기 엘보의 측면 및 하면에 의하여 형성되는 내부공간에 배치되어 냉각수를 분사하는 엘보 분사부, 및 상기 엘보의 하면에 돌출 형성되어 상기 엘보의 내부공간과 상통하고 상기 제4 측면 및 상기 제5 측면 중 적어도 하나를 따라 유동하는 냉각수를 상기 엘보 외부로 배출하는 적어도 하나의 엘보 배수관을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 전기로 배수관은, 상기 하우징의 외면 상단 가장자리 영역에 배치되어 상기 복수의 루프 배수관과 연결되는 복수의 호퍼(hopper) 및 상기 복수의 호퍼와 연결되어 상기 지정된 외부 장치로 냉각수를 이송하는 복수의 배수관을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 루프에 상기 엘보 안착 시, 상기 엘보의 제4 측면에 의한 중공은 상기 루프의 제2 공극과 정합되어 상기 하우징의 내부공간과 상통하고, 상기 엘보의 적어도 하나의 엘보 배수관은 상기 루프의 적어도 하나의 제5 공극에 내입되어 상기 루프의 내부공간과 상통하고, 상기 엘보의 엘보 분사부에 의하여 상기 엘보의 내부공간에서 분사되는 냉각수는 상기 엘보의 적어도 하나의 엘보 배수관 및 상기 루프의 적어도 하나의 제5 공극을 통하여 상기 루프의 내부공간으로 배수되고, 상기 루프의 루프 분사부에 의하여 상기 루프의 내부공간에서 분사되는 냉각수 및 상기 엘보로부터 상기 루프의 내부공간으로 배수되는 냉각수는 상기 루프의 복수의 루프 배수관 및 상기 전기로 배수관을 통하여 상기 지정된 외부 장치로 이송될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 제5 공극은, 상기 루프의 하면을 관통하지 않는 형태로 형성될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 루프의 상면은, 상기 루프 내부공간으로의 냉각수 공급과 관계되는 제6 공극을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 루프 분사부의 일 영역은, 상기 제6 공극에 내입되어 외부로 노출될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 루프는, 일 영역이 상기 제3 측면에 용접되고, 타 영역이 상기 루프의 내부공간에 수용되어, 상기 루프 내부공간에서의 냉각수 오버플로우(overflow)를 방지하는 오버플로우 배수관을 더 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 배수관 중 일부 배수관은, 적어도 일 영역이 만곡되며 상기 복수의 배수관 중 다른 일부 배수관에 연결될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 배수관 중 다른 일부 배수관은, 상기 복수의 배수관 중 일부 배수관에 상대적으로 큰 직경을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 루프 배수관 중 일부는, 상기 하우징으로부터의 용강 출강 또는 슬래그 제거 공정 시 상기 전기로의 기울어짐과 관련하여, 상기 전기로의 기울어짐에 대응하는 방향에 형성될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 전기로가 기울어지지 않은 상태인 경우, 상기 루프의 내부공간에서 분사되는 냉각수 및 상기 엘보로부터 상기 루프의 내부공간으로 배수되는 냉각수는 상기 복수의 루프 배수관 모두를 통하여 상기 루프의 외부로 배출될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 전기로가 지정된 방향으로 기울어진 상태인 경우, 상기 루프의 내부공간에서 분사되는 냉각수 및 상기 엘보로부터 상기 루프의 내부공간으로 배수되는 냉각수는 상기 복수의 루프 배수관 중 상기 지정된 방향에 대응하는 루프 배수관만을 통하여 상기 루프의 외부로 배출될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 루프 배수관은, 상기 복수의 루프 배수관의 외부로 돌출 형성되고, 상기 복수의 루프 배수관의 내부공간과 상통하는 중공을 포함하는 제1 푸시(push) 부재, 상기 복수의 루프 배수관의 내부공간에 수직으로 고정되는 복수의 탄성 부재, 및 상기 복수의 탄성 부재의 하단 영역에 상기 복수의 탄성 부재에 의해 관통되도록 배치되는 플레이트 부재를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 호퍼는, 상기 복수의 호퍼의 일면을 형성하며 일측 종단이 상기 복수의 호퍼의 타면과 힌지 결합되는 복수의 개폐 부재, 및 상기 복수의 호퍼의 내부공간에 수직으로 고정되고 일 영역이 상기 복수의 개폐 부재 각각의 일부를 관통하며 상기 복수의 호퍼의 외부로 돌출되는 제2 푸시 부재를 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 하우징에 상기 루프 안착 시, 상기 제1 푸시 부재는 상기 중공을 통하여 상기 제2 푸시 부재의 적어도 일부를 수용하고, 상기 복수의 개폐 부재를 가압하여 상기 복수의 개폐 부재를 개방시키며 상기 복수의 호퍼의 내부공간으로 수용되고, 상기 제1 푸시 부재의 중공으로 수용된 상기 제2 푸시 부재는 상기 플레이트 부재를 가압하여 상기 플레이트 부재를 상승시키며 상기 복수의 루프 배수관의 내부공간으로 수용될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 복수의 루프 배수관은, 상기 플레이트 부재의 저면에 배치되어 상기 플레이트 부재와 상기 제1 푸시 부재의 중공 사이 공간을 실링(sealing)하는 패킹 부재를 더 포함할 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면, 루프 및 엘보 각각에서 분사되는 냉각수를 단일의 루트로 배수함으로써, 전기로 구조의 간소화 및 효율적 공간 설계가 도모될 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면, 루프 및 엘보 각각에서 분사되는 냉각수를 자연 배수함으로써, 냉각수 배수 공정에 수반되는 펌프 장치를 배제하여 조업 경비가 절감될 수 있다.

다양한 실시 예에 따르면, 전기로 내부로의 스크랩 장입 공정 시, 전기로로부터 이격된 루프에 소정의 냉각수가 저장되도록 상기 루프의 냉각수 배수를 일시적으로 차단함으로써, 상기 루프로의 지속적인 냉각수 공급을 배제하여 조업 경비가 절감될 수 있다.

이 외에, 본 문서를 통해 직접적 또는 간접적으로 파악되는 다양한 효과들이 제공될 수 있다.

도 1은 일 실시 예에 따른 전기로를 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 루프를 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 엘보를 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 엘보 및 루프 간의 결합 형태를 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 전기로 배수관을 도시한 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 제1 공정 시의 전기로 배수 형태를 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 제2 공정 시의 전기로 배수 형태를 도시한 도면이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 제3 공정 시의 전기로 배수 형태를 도시한 도면이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 복수의 루프 배수관 및 복수의 호퍼를 도시한 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 복수의 루프 배수관 및 복수의 호퍼 간의 결합 형태를 도시한 도면이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 대응되는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호가 부여될 수 있다.

이하, 본 발명의 다양한 실시 예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 실시 예의 다양한 변경(modification), 균등물(equivalent), 및/또는 대체물(alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.

본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.

본 문서에서 사용된 "제1", "제2", "첫째", 또는 "둘째" 등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다. 예를 들면, 본 문서에 기재된 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 바꾸어 명명될 수 있다.

본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.

도 1은 일 실시 예에 따른 전기로를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 전기로(1000)는 하우징(housing)(100), 루프(roof)(200) 및 엘보(elbow)(300)를 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 전기로(1000)는 상술된 구성요소들 중 적어도 하나를 생략하거나, 다른 구성요소를 추가적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 전기로(1000)는 후술되는 도 5를 통하여 언급될 전기로 배수관(도 5의 400)을 더 포함할 수 있다.

상기 하우징(100)은 스크랩(scrap)이 융해되어 용강이 생성되는 공간으로, 상기 스크랩의 장입 및 융해 공정이 수행되기 위한 내부공간을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하우징(100)은 상면이 배제된 원통 형상으로 구현되어, 상부 방향으로 개방되는 형태의 내부공간을 포함할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 하우징(100)의 내부공간으로는 아크열을 제공하여 상기 스크랩을 융해시키는 적어도 하나의 전극이 인입되거나, 내부공간으로부터 인출될 수 있다.

상기 루프(200)는 하우징(100)의 상부 영역에 안착되어 상기 하우징(100)의 개방된 내부공간을 마감함으로써, 스크랩 용해 공정 시 발생되는 고온가스 및 열이 하우징(100)의 외부로 비산 또는 전도되는 것을 차단할 수 있다. 일 실시 예에서, 루프(200)는 상기 적어도 하나의 전극의 인입 및 인출을 지원하거나, 후술되는 엘보(300)와 하우징(100) 간의 연결을 지원하는 복수의 공극을 포함할 수 있으며, 이에 따라 루프(200)는 하우징(100) 내부공간의 일부만을 차폐할 수 있다. 일 실시 예에서, 루프(200)의 적어도 일 영역은 상기 하우징(100)의 내부공간에서 발생되는 고온가스 또는 열에 노출되는 바, 난연 또는 내열 특성의 소재로 구현될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 루프(200)는 하우징(100)에 안착된 상태에서 별도의 체결 부재(예: 클램프(clamp) 등)를 기반으로 하우징(100)과 체결되거나, 상기 체결을 해제하여 하우징(100)으로부터 분리될 수 있다.

상기 엘보(300)는 일 영역이 루프(200)에 형성된 공극의 가장자리 영역에 안착될 수 있으며, 상기 공극을 통하여 하우징(100)의 내부공간과 상통함으로써 상기 하우징(100)의 내부공간에서 발생되는 고온가스를 외부(예: 전기로(1000)에 인접 설치된 연소실(combustor))로 이송시킬 수 있다. 일 실시 예에서, 엘보(300)는 상기 루프(200)와 유사하게, 난연 또는 내열 특성의 소재로 구현될 수 있으며, 루프(200)에 안착된 상태에서 별도의 체결 부재(예: 클램프 등)를 기반으로 루프(200)와 체결될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상술된 루프(200) 및 엘보(300)는 스크랩 융해 공정 시 발생되는 고온가스 및 열에 노출되는 바, 내열성 유지와 관련하여 냉각 시스템을 포함할 수 있다. 예를 들어, 루프(200) 및 엘보(300)의 적어도 일 영역에는 저온의 냉각수가 분사될 수 있으며, 상기 냉각수는 지정된 루트(route)를 통하여 전기로(1000)의 외부로 배수될 수 있다. 이하, 첨부 도면을 참조하여 루프(200) 및 엘보(300)의 냉각수 분사 및 배수와 관계되는 다양한 실시 예 및 이를 구현하는 전기로(1000)의 구조를 설명하기로 한다.

도 2는 일 실시 예에 따른 루프를 도시한 도면이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 엘보를 도시한 도면이며, 도 4는 일 실시 예에 따른 엘보 및 루프 간의 결합 형태를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 일 실시 예에 따른 루프(200)는 하면(210), 상면(220), 측면(예: 230a 내지 230f), 루프 분사부(240) 및 복수의 루프 배수관(250 내지 252)을 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 루프(200)는 앞서 언급된 바와 같이, 하우징(도 1의 100)으로의 전극 인입 또는 하우징(100)으로부터의 전극 인출을 지원하거나, 엘보(도 1의 300)와 하우징(100) 간의 연결을 지원하는 복수의 공극을 포함할 수 있다. 상기 복수의 공극은 루프(200)의 하면(210) 및 상면(220)을 관통하는 형태로 형성될 수 있으며, 이와 관련하여 상기 하면(210)에는 제1 공극(211) 및 제2 공극(212)이 형성되고, 상면(220)에는 상기 제1 공극(211)에 대응하는 제3 공극(221) 및 상기 제2 공극(212)에 대응하는 제4 공극(222)이 형성될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 공극들(211, 212, 221 및 222) 각각의 가장자리 영역은 상기 공극들(211, 212, 221 및 222)이 포함되는 하면(210) 또는 상면(220)에 따라 상부 방향 또는 하부 방향을 향하여 소정 길이로 신장될 수 있다. 이와 유사하게, 하면(210) 및 상면(220) 각각의 가장자리 영역은 상기 공극들(211, 212, 221 및 222)의 가장자리 영역이 신장된 길이와 동일한 길이로 상부 방향 또는 하부 방향을 향하여 신장될 수 있다. 이에 따르면, 루프(200)의 하면(210) 및 상면(220)이 결합되는 경우, 제1 공극(211)의 가장자리 영역과 제3 공극(221)의 가장자리 영역, 제2 공극(212)의 가장자리 영역과 제4 공극(222)의 가장자리 영역 및 하면(210)의 가장자리 영역과 상면(220)의 가장자리 영역이 연결(또는, 체결)되어 각각 제1 측면(230a 및 230b), 제2 측면(230c 및 230d) 및 제3 측면(230e 및 230f)이 형성될 수 있다. 또한, 루프(200)의 하면(210) 및 상면(220)이 결합되는 경우, 상기 하면(210), 상면(220), 제1 측면(230a 및 230b), 제2 측면(230c 및 230d) 및 제3 측면(230e 및 230f)에 의하야 루프(200) 상에는 마감된 내부공간이 형성될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 상면(220)은 제4 공극(222)의 주변 영역으로 적어도 하나의 제5 공극(223)을 더 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 제5 공극(223)은 루프(200)의 내부공간과 상통하되, 루프(200)를 관통하지 않는 형태로 형성될 수 있다. 다시 말해, 루프(200)의 하면(210)에는 상기 적어도 하나의 제5 공극(223)과 대응하는 공극이 배제될 수 있다. 상기 적어도 하나의 제5 공극(223)에 따르면, 제4 공극(222)을 커버하는 형태로 루프(200)에 안착되는 엘보(300)로부터 배수되는 냉각수는 상기 적어도 하나의 제5 공극(223)을 통하여 루프(200)의 내부공간으로 유입될 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 상기 적어도 하나의 제5 공극(223)은 루프(200) 내부공간으로의 냉각수 유입량 또는 유입속도 향상과 관련하여, 제4 공그(222)의 주변 영역에 복수로 형성될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 상면(220)의 일 영역에는 루프(200) 내부공간에서의 냉각수 분사와 관련하여, 상기 루프(200) 내부공간으로의 냉각수 공급을 지원하는 제6 공극(225)이 더 포함될 수 있다. 또는, 상면(220)의 일 영역에는 루프(200) 내부공간에 배치되는 구조물(예: 루프 분사부(240) 등)에 대한 점검 또는 보수와 관련하여, 상기 루프(200) 내부공간을 외부에 노출시키는 적어도 하나의 제1 점검창(224)이 더 포함될 수 있다.

일 실시 예에서, 루프 분사부(240)는 하면(210), 상면(220), 제1 측면(230a 및 230b), 제2 측면(230c 및 230d) 및 제3 측면(230e 및 230f)에 의하여 형성되는 루프(200)의 내부공간에 수용되어, 상기 하면(210)으로 저온의 냉각수를 분사할 수 있다. 이와 관련하여, 루프 분사부(240)는 제1 냉각수 공급관(241), 제1 냉각수 분배관(242), 복수의 제1 스프레이 프레임(243) 및 복수의 제1 분사 노즐(244)을 포함할 수 있으며, 상기 구성요소들의 조합에 따른 루프 분사부(240)의 형상은 하면(210) 또는 상면(220)에 형성된 공극들(211, 212, 221 및 222)과의 중첩을 회피하도록 구현될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제1 냉각수 공급관(241)의 일 영역은 루프(200)의 하면(210) 및 상면(220) 결합 시, 상기 상면(220)에 형성된 제6 공극(225)에 내입되어 외부로 노출될 수 있으며, 타 영역은 제1 냉각수 분배관(242)과 연결될 수 있다. 상기 복수의 제1 스프레이 프레임(243)은 제1 냉각수 분배관(242)을 기준하여 내측 영역에 상기 제1 냉각수 분배관(242)과 연결되는 형태로 배치될 수 있으며, 복수의 제1 분사 노즐(244)을 포함할 수 있다. 이에 따르면, 외부로부터 제1 냉각수 공급관(241)으로 공급되는 냉각수는 제1 냉각수 분배관(242)을 통하여 복수의 제1 스프레이 프레임(243) 각각으로 유입될 수 있으며, 상기 복수의 제1 스프레이 프레임(243)에 형성된 복수의 제1 분사 노즐(244)에 의하여 루프(200)의 하면(210)에 분사될 수 있다.

일 실시 예에서, 루프(200)의 하면(210)은 상기 루프 분사부(240)로부터 분사되는 냉각수를 지정된 영역으로 가이드하기 위한 형상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 하면(210)은 중심부로부터 방사상으로 연장되며 지정된 각도의 기울기를 갖는 원추 형상으로 구현될 수 있으며, 이 경우 루프 분사부(240)로부터 분사된 냉각수는 상기 기울기를 따라 하면(210)의 가장자리 영역으로 유동할 수 있다. 일 실시 예에서, 하면(210)이 포함하는 제3 측면(230e)의 지정된 영역에는 상기 하면(210)의 가장자리 영역으로 유동된 냉각수를 루프(200)의 외부로 배수하는 복수의 루프 배수관(250, 251 및 252)이 배치될 수 있다. 이와 관련하여, 하면(210)이 포함하는 제3 측면(230e) 영역 중 상기 복수의 루프 배수관(250, 251 및 252)이 배치되는 영역에는, 상기 하면(210)의 가장자리 영역으로 유동된 냉각수를 복수의 루프 배수관(250, 251 및 252)으로 유입시키기 위한 복수의 공극(미도시)이 포함될 수 있다. 또한, 상기 제3 측면(230e)과 대면하는 복수의 루프 배수관(250, 251 및 252)의 일면은 상기 공극을 통하여 루프(200)의 내부공간과 상통하기 위해 적어도 일부가 개방될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 상기 복수의 루프 배수관(250, 251 및 252) 중 일부는 하우징(100)으로부터 용강을 출강시키거나, 슬래그를 제거하는 공정에 수반되는 전기로(도 1의 1000)의 기울어짐과 대응하는 방향으로 제3 측면(230e) 상에 배치될 수 있다.

다양한 실시 예에서, 루프(200)는 내부공간에 분사된 냉각수가 복수의 루프 배수관(250, 251 및 252)을 통하여 원활히 배수되지 않는 경우 발생하는 오버플로우(overflow) 현상을 방지하기 위한 오버플로우 배수관(10)을 더 포함할 수 있다. 상기 오버플로우 배수관(10)은 예컨대, 일 영역이 하면(210)이 포함하는 제3 측면(230e)에 용접되고, 타 영역은 상면(220)이 포함하는 제3 측면(230f)에 형성된 홈(226)에 삽입됨으로써, 루프(200) 상에 걸쳐지는 형태로 배치될 수 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 일 실시 예에 따른 엘보(300)는 제4 측면(320), 제5 측면(330), 하면(340), 엘보 분사부(350) 및 적어도 하나의 엘보 배수관(360)을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 엘보(300)는 상기한 구성요소들을 포함하는 단일의 구조체로 구성되거나, 구현하고자 하는 엘보(300)의 길이에 따라 상기 구성요소들을 각각 포함하는 복수의 구조체가 별도의 체결 부재(예: 클램프 등)를 기반으로 연결되어 구성될 수 있다.

일 실시 예에서, 제4 측면(320)은 엘보(300) 내부에 소정 크기의 중공(310)을 형성하고, 제5 측면(330)은 상기 제4 측면(320)을 둘러싸도록 제4 측면(320)으로부터 소정 간격으로 이격 배치되어 엘보(300)의 외면을 형성할 수 있다. 다양한 실시 예에 따르면, 제4 측면(320) 및 제5 측면(330)은 엘보(300)가 구현되는 형상에 따라 일 영역이 만곡될 수 있으며, 상기 만곡되는 영역은 제4 측면(320) 및 제5 측면(330) 상호 간이 대응할 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 제4 측면(320)의 종단 및 제5 측면(330)의 종단은 하면(340)에 의하여 연결될 수 있으며, 상기 하면(340)은 예컨대, 제4 측면(320)의 일측 종단과 제5 측면(330)의 일측 종단을 연결하는 제1 하면 및 제4 측면(320)의 타측 종단과 제5 측면(330)의 타측 종단을 연결하는 제2 하면을 포괄할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 중공(310)은 하우징(도 1의 100)의 내부공간으로부터 엘보(300)로 유입되는 고온가스가 유동하는 공간으로, 이와 관련하여 상기 제4 측면(320), 제5 측면(330) 및 하면(340)에 의하여 형성되는 엘보(300)의 내부공간(예: 중공(310)을 제외한 공간)에는 제4 측면(320) 및 제5 측면(330) 중 적어도 하나에 저온의 냉각수를 분사함으로써 상기 고온가스에 의한 열 손상을 억제하는 엘보 분사부(350)가 배치될 수 있다. 다양한 실시 예에서, 제5 측면(330)의 일 영역에는 상기 엘보(300)의 내부공간에 배치되는 구조물(예: 엘보 분사부(350) 등)에 대한 점검 또는 보수를 지원하기 위하여, 상기 엘보(300)의 내부공간을 외부에 노출시키는 적어도 하나의 제2 점검창(331)이 포함될 수 있다.

일 실시 예에서, 엘보 분사부(350)는 제2 냉각수 공급관(351), 제2 냉각수 분배관(352), 복수의 제2 스프레이 프레임(353) 및 복수의 제2 분사 노즐(354)을 포함할 수 있다. 상기 제2 냉각수 공급관(351)의 일 영역은 루프(200)의 루프 분사부(도 2의 240)가 포함하는 제1 냉각수 분배관(도 2의 242)과 연결될 수 있으며, 이에 따라 상기 루프 분사부(240)의 제1 냉각수 공급관(도 2의 241)을 통하여 외부로부터 공급되는 냉각수의 일부는 유압에 의해 제1 냉각수 분배관(242)을 따라 상기 제2 냉각수 공급관(351)으로 유입될 수 있다. 상기 제2 냉각수 공급관(351)으로 유입된 냉각수는 제2 냉각수 공급관(351)과 연결된 제2 냉각수 분배관(352)을 유동하여 상기 제2 냉각수 분배관(352)과 연결된 복수의 제2 스프레이 프레임(353) 각각으로 분배되고, 상기 복수의 제2 스프레이 프레임(353)이 포함하는 복수의 제2 분사 노즐(354)에 의하여 엘보(300)의 제4 측면(320) 및 제5 측면(330) 중 적어도 하나에 분사될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 엘보 분사부(350)에 의하여 엘보(300)의 제4 측면(320) 및 제5 측면(330) 중 적어도 하나에 분사된 냉각수는 상기 제4 측면(320) 및 제5 측면(330) 중 적어도 하나를 따라 하면(340)(예: 루프(200) 방향 하면) 영역으로 유동할 수 있다. 이와 관련하여, 하면(340)의 지정된 영역에는 상기 하면(340) 영역으로 유동된 냉각수를 엘보(300)의 외부로 배수하기 위한 적어도 하나의 엘보 배수관(360)이 배치될 수 있다. 일 실시 예에서, 상기 적어도 하나의 엘보 배수관(360)은 상기 하면(340)으로부터 외부를 향하여 돌출되는 형태로 배치될 수 있으며, 적어도 일부가 상기 하면(340)을 관통하여 엘보(300)의 내부공간과 상통할 수 있다.

일 실시 예에서, 엘보(300) 및 루프(200)가 결합되는 경우, 상기 엘보(300)의 하면(340)은 루프(200)의 상면(220) 영역 중 제4 공극(222) 및 적어도 하나의 제5 공극(223)이 형성된 영역에 안착될 수 있으며, 이때 상기 엘보(300)의 하면(340)에 형성된 적어도 하나의 엘보 배수관(360)은 상기 적어도 하나의 제5 공극(223)에 내입되어 루프(200)의 내부공간과 상통할 수 있다. 이와 관련하여, 상기 적어도 하나의 엘보 배수관(360) 및 적어도 하나의 제5 공극(223)은 상호 대응하는 수량 및 형상으로 구성될 수 있다. 또한, 엘보(300) 및 루프(200)의 결합 시, 엘보(300)의 제4 측면(320)에 의하여 엘보(300) 내부에 형성된 중공(310)은 상기 루프(200) 상면(220)의 제4 공극(222)과 가지런히 정합됨으로써, 제4 공극(222) 및 루프(200) 하면(도 2의 210)에 형성되어 상기 제4 공극(222)과 연결되는 제2 공극(212)을 통해 하우징(도 1의 100)의 내부공간과 상통할 수 있다.

상술한 엘보(300) 및 루프(200) 간의 결합 구조에 따르면, 엘보(300) 내부공간 상의 엘보 분사부(350)로부터 분사된 냉각수는 상기 엘보(300)의 하면(340)으로 유동하고, 상기 하면(340)에 형성된 적어도 하나의 엘보 배수관(360) 및 상기 적어도 하나의 엘보 배수관(360)이 내입되는 루프(200) 상면(220)의 적어도 하나의 제5 공극(223)을 통해 상기 루프(200)의 내부공간으로 배수될 수 있다. 또한, 하우징(100)의 내부공간에서 발생되는 고온가스는 루프(200) 하면(210)의 제2 공극(212), 루프 상면(220)의 제4 공극(222) 및 상기 제4 공극(222)과 정합되는 엘보(300)의 중공(310)을 통해 상기 엘보(300)의 외부(예: 전기로(도 1의 1000)에 인접 설치되어 엘보(300)와 연결된 연소실)로 이송될 수 있다.

도 5는 일 실시 예에 따른 전기로 배수관을 도시한 도면이고, 도 6 내지 도 8은 일 실시 예에 따른 다양한 전기로 공정 시의 전기로 배수 형태를 도시한 도면이다.

도 5를 참조하여 전술을 언급하면, 엘보(300)로부터 배수되는 냉각수는 상기 엘보(300) 및 루프(200) 간의 결합 구조에 의하여 상기 루프(200)의 내부공간으로 유입되고, 루프(200) 내부공간에서 분사되는 냉각수와 혼합되어 상기 루프(200)의 일 영역으로 배치된 복수의 루프 배수관(250, 251 및 252)을 통해 루프(200) 외부로 배수될 수 있다. 이와 관련하여, 일 실시 예에 따른 전기로(1000)는 복수의 루프 배수관(250, 251 및 252)과 연결되어 상기 복수의 루프 배수관(250, 251 및 252)에서 배출되는 냉각수를 지정된 외부 장치(예: 냉각수 회수 장치)로 이송하는 전기로 배수관(400)을 포함할 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 전기로 배수관(400)은 하우징(100)의 외면 영역으로 배치될 수 있으며, 복수의 호퍼(hopper)(110, 111 및 112), 제1 전기로 배수관(410), 제2 전기로 배수관(420) 및 제3 전기로 배수관(430)을 포함할 수 있다. 상기 복수의 호퍼(110, 111 및 112)는 하우징(100)의 외면 상단 가장자리 영역에 배치될 수 있으며, 예를 들어 상기 가장자리 영역 중, 하우징(100)에 루프(200) 안착 시 복수의 루프 배수관(250, 251 및 252)이 위치되는 영역과 대응하는 영역으로 배치될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 루프(200)의 안착 시, 복수의 루프 배수관(250, 251 및 252) 및 복수의 호퍼(110, 111 및 112)는 상호 연결될 수 있으며, 이에 따라 상기 복수의 루프 배수관(250, 251 및 252)으로부터 배출되는 냉각수는 복수의 호퍼(110, 111 및 112)로 유입될 수 있다. 상기 복수의 호퍼(110, 111 및 112)로 유입된 냉각수는 복수의 호퍼(110, 111 및 112) 각각과 연결된 제2 전기로 배수관(420), 제1 전기로 배수관(410) 및 제3 전기로 배수관(430)을 통하여 상기 지정된 외부 장치로 이송될 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 상기 제2 전기로 배수관(420) 및 제3 전기로 배수관(430) 각각의 일측 종단은 제1 전기로 배수관(410)에 연결될 수 있다. 이와 같이, 제1 전기로 배수관(410)을 기준하여 제2 전기로 배수관(420) 및 제3 전기로 배수관(430)이 상기 제1 전기로 배수관(410)에 연결됨에 따라, 제1 전기로 배수관(410), 제2 전기로 배수관(420) 및 제3 전기로 배수관(430) 각각에서 유동하는 냉각수는 제1 전기로 배수관(410)에 의한 단일의 루트(route)를 통하여 상기 지정된 외부 장치로 이송될 수 있다. 이와 관련하여, 상기 제1 전기로 배수관(410)의 적어도 일 영역은 제2 전기로 배수관(420) 및 제3 전기로 배수관(430)에 상대적으로 큰 직경을 포함할 수 있다. 다양한 실시 예에서, 제2 전기로 배수관(420) 및 제3 전기로 배수관(430)의 적어도 일부는 냉각수의 원활한 유동 및 제1 전기로 배수관(410)과의 구조적 연결과 관련하여, 적어도 일 영역이 전기로(1000)의 하부 방향으로 만곡되는 형상을 포함할 수 있다.

일 실시 예에 따르면, 전기로(1000)는 조업 시 수행되는 공정에 따라 지면과 평행한 상태로 유지되거나, 상기 지면과 지정된 각도의 기울기를 형성하도록 기울어진 상태로 유지될 수 있다. 예를 들어, 전기로(1000)는 하우징(100)의 내부공간에서 스크랩이 융해되는 제1 공정 시 상기 지면과 평행한 상태로 유지될 수 있다. 또는, 전기로(1000)는 하우징(100)의 내부공간으로부터 상기 스크랩이 융해된 용강을 출강시키는 제2 공정 시 지정된 제1 방향으로 기울어지거나, 상기 용강의 출강 후 슬래그(slag)를 제거하는 제3 공정 시 상기 제1 방향과 대향하는 제2 방향으로 기울어질 수 있다.

도 6, 도 7 및 도 8을 참조하면, 상기 제1 공정, 제2 공정 또는 제3 공정 수행에 따라 전기로(1000)의 냉각수 배수 루트는 일부 변경될 수 있다. 예를 들어, 전기로(1000)가 지면과 평행한 상태로 유지되는 제1 공정 시, 엘보(300)로부터 루프(200)의 내부공간으로 배수되는 냉각수 및 상기 루프(200)의 내부공간에서 분사되는 냉각수는 복수의 루프 배수관(250, 251 및 252)을 통하여 루프(200) 외부로 배수되고, 상기 복수의 루프 배수관(250, 251 및 252)과 연결된 복수의 호퍼(110, 111 및 112) 및 상기 복수의 호퍼(110, 111 및 112) 각각과 연결된 제2 전기로 배수관(420), 제1 전기로 배수관(410) 및 제3 전기로 배수관(430)을 통하여 전기로(1000)의 외부로 이송될 수 있다.

상기 전기로(1000)가 지정된 제1 방향으로 기울어지는 제2 공정의 경우, 엘보(300)로부터 루프(200)의 내부공간으로 배수되는 냉각수 및 상기 루프(200)의 내부공간에서 분사되는 냉각수는 복수의 루프 배수관(250, 251 및 252) 중 상기 제1 방향에 대응하는 제1 루프 배수관(250)만을 통하여 루프(200) 외부로 배수됨으로써, 복수의 호퍼(110, 111 및 112) 중 상기 제1 루프 배수관(250)과 연결된 제1 호퍼(110)만으로 유입되고, 상기 제1 호퍼(110)와 연결된 제2 전기로 배수관(420) 및 제1 전기로 배수관(410)의 일부를 통하여 전기로(1000)의 외부로 이송될 수 있다.

또는, 상기 전기로(1000)가 지정된 제2 방향으로 기울어지는 제3 공정의 경우, 엘보(300)로부터 루프(200)의 내부공간으로 배수되는 냉각수 및 상기 루프(200)의 내부공간에서 분사되는 냉각수는 복수의 루프 배수관(250, 251 및 252) 중 상기 제2 방향에 대응하는 제3 루프 배수관(252)만을 통하여 루프(200) 외부로 배수됨으로써, 복수의 호퍼(110, 111 및 112) 중 상기 제3 루프 배수관(252)과 연결된 제3 호퍼(112)만으로 유입되고, 상기 제3 호퍼(112)와 연결된 제3 전기로 배수관(430) 및 제1 전기로 배수관(410)의 일부를 통하여 전기로(1000)의 외부로 이송될 수 있다.

도 9는 일 실시 예에 따른 복수의 루프 배수관 및 복수의 호퍼를 도시한 도면이고, 도 10은 일 실시 예에 따른 복수의 루프 배수관 및 복수의 호퍼 간의 결합 형태를 도시한 도면이다. 도 9 및 도 10을 통하여 언급되는 특정 구성요소에 대한 설명은 상기 특정 구성요소와 대응하는 다른 구성요소에 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 9 및 도 10에서 참조되는 제1 루프 배수관(도 6의 250)에 대한 설명은 제2 루프 배수관(도 6의 251) 및 제3 루프 배수관(도 6의 252)에 동일 또는 유사하게 적용될 수 있고, 제1 호퍼(도 6의 110)에 대한 설명은 제2 호퍼(도 6의 111) 및 제3 호퍼(도 6의 112)에 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다.

일 실시 예에서, 전기로(도 1의 1000) 조업은 전술된 제1 공정(예: 스크랩 융해 공정), 제2 공정(예: 용강 출강 공정) 및 제3 공정(예: 슬래그 제거 공정) 이외에도, 하우징(도 1의 100)의 내부공간에 스크랩을 장입하는 제4 공정을 더 포함할 수 있다. 상기 제4 공정은 예컨대, 하우징(100) 내부공간으로의 스크랩 장입이 용이하도록, 별도의 외부 장치를 이용하여 하우징(100)에 안착된 루프(도 1의 200) 및 엘보(도 1의 300)의 결합 구조체를 상기 하우징(100)으로부터 분리시키는 공정을 포함할 수 있다. 이 동작에서, 루프(200) 및 엘보(300)의 결합 구조체와 하우징(100)은 상호 이격될 수 있으며, 루프(200)에 배치된 복수의 루프 배수관(250, 251 및 252) 및 하우징(100)에 배치된 복수의 호퍼(110, 111 및 112) 간의 연결은 해제될 수 있다. 이에 따라, 상기 복수의 루프 배수관(250, 251 및 252)으로부터 복수의 호퍼(110, 111 및 112)로의 냉각수 유입은 일시적으로 차단되어야 하며, 이하 이를 구현하는 복수의 루프 배수관(250, 251 및 252)과 복수의 호퍼(110, 111 및 112) 간의 연결 및 분리 구조를 살펴보기로 한다.

도 9 및 도 10을 참조하면, 일 실시 예에 따른 제1 루프 배수관(250)은 제1 푸시(push) 부재(251), 복수의 탄성 부재(252) 및 플레이트 부재(253)을 포함할 수 있다. 상기 제1 푸시 부재(251)는 제1 루프 배수관(250)의 외부로 돌출 형성될 수 있으며, 상기 제1 루프 배수관(250)의 내부공간과 상통하는 중공을 포함할 수 있다. 상기 복수의 탄성 부재(252)는 바(bar) 및 상기 바를 수용하는 스프링으로 구성되어, 제1 루프 배수관(250)의 내부공간 상에서 상기 제1 루프 배수관(250)의 상면 및 하면에 고정 배치될 수 있다. 상기 플레이트 부재(253)는 복수의 탄성 부재(252)의 하단 영역에 상기 복수의 탄성 부재(252)에 의해 관통되도록 배치될 수 있으며, 인가되는 외력에 따라 제1 푸시 부재(251)의 중공 영역을 개방 또는 차폐시킬 수 있다.

일 실시 예에 따른 제1 호퍼(110)는 복수의 개폐 부재(114 및 115) 및 제2 푸시 부재(116)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 개폐 부재(114 및 115)는 제1 호퍼(110)의 상면을 형성할 수 있으며, 각각의 일측 종단은 제1 호퍼(110)의 측면과 힌지(113) 결합되어 인가되는 외력에 따라 개폐됨으로써, 제1 호퍼(110)의 내부공간을 외부에 개방 또는 차폐시킬 수 있다. 상기 제2 푸시 부재(116)는 일부가 제1 호퍼(110)의 내부공간에 수용되어 고정되고, 수직 연장되는 다른 일부가 상기 복수의 개폐 부재(114 및 115) 각각의 일부를 관통하며 제1 호퍼(110)의 외부로 돌출될 수 있다.

상기 제1 루프 배수관(250) 및 제1 호퍼(110) 간의 결합 형태를 살펴보면, 상기 제1 루프 배수관(250)이 제1 호퍼(110) 상에 안착되는 경우, 제1 푸시 부재(251)는 중공 영역으로 제2 푸시 부재(116)의 적어도 일부를 수용하며 복수의 개폐 부재(114 및 115)를 가압하여 제1 호퍼(110)의 내부공간으로 수용될 수 있다. 동시에, 상기 제1 푸시 부재(251)의 중공 영역으로 내입된 제2 푸시 부재(116)는 플레이트 부재(253)를 가압하여 상승시키며 제1 루프 배수관(250)의 내부공간으로 수용될 수 있다. 이에 따라, 제1 루프 배수관(250)의 내부공간과 제1 호퍼(110)의 내부공간은 상기 제2 푸시 부재(116)에 의해 상승된 플레이트 부재(253), 제1 푸시 부재(251)에 의해 개방된 복수의 개폐 부재(114 및 115) 및 제1 호퍼(110)의 내부공간으로 수용된 제1 푸시 부재(251)에 의해 상통할 수 있으며, 이 경우 제1 루프 배수관(250)의 내부공간으로 유입된 냉각수는 제1 푸시 부재(251)의 중공 영역을 따라 제1 호퍼(110)의 내부공간으로 유동할 수 있다.

상기 제1 루프 배수관(250) 및 제1 호퍼(110) 간의 분리 형태는 상술된 결합 형태의 역으로, 예컨대 제1 루프 배수관(250)이 제1 호퍼(110)로부터 분리되는 경우, 제1 푸시 부재(251)가 제1 호퍼(110)의 내부공간으로부터 탈거됨에 따라 복수의 개페 부재(114 및 115)가 폐쇄될 수 있다. 동시에, 제2 푸시 부재(116)가 제1 루프 배수관(250)의 내부공간으로부터 탈거됨에 따라 복수의 탄성 부재(252)의 탄성 작용에 의해 플레이트 부재(253)가 하강하며 제1 푸시 부재(251)의 중공 영역을 차페시킬 수 있다. 이와 관련하여, 상기 플레이트 부재(253)의 저면에는 상기 플레이트 부재(253)와 제1 푸시 부재(251)의 중공 영역 사이 공간을 기밀하게 실링(sealing)하는 패킹 부재(254)가 포함될 수 있다. 이에 따르면, 제1 루프 배수관(250)과 제1 호퍼(110)가 분리되는 경우, 상기 제1 루프 배수관(250)의 내부공간 및 제1 호퍼(110)의 내부공간은 각각 플레이트 부재(253) 및 복수의 개폐 부재(114 및 115)에 의하여 마감될 수 있으며, 상기 제1 루프 배수관(250)으로부터 제1 호퍼(110)로의 냉각수 유입은 차단될 수 있다.

일 실시 예에서, 상기 제4 공정에 따라 제1 루프 배수관(250) 및 제1 호퍼(110) 상호가 분리되는 경우, 하우징(100)으로부터 분리된 루프(200)의 내부공간으로 지정된 시간 동안 냉각수 공급이 지속되고, 상기 지정된 시간이 경과되면 냉각수 공급은 배제되어 루프(200)의 내부공간에는 소정 양의 냉각수가 저장될 수 있다.

본 문서에 개시된 실시 예는, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 문서의 범위는, 본 발명의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시 예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (13)

1. 냉각수 배수 구조를 포함하는 전기로에 있어서,
   일 방향으로 개방된 내부공간을 포함하는 하우징(housing);
   마감된 내부공간을 포함하고, 상기 하우징에 안착되어 상기 하우징의 내부공간 일부를 차폐하는 루프(roof);
   일 영역이 상기 하우징의 내부공간과 상통하고, 타 영역이 상기 루프의 내부공간과 상통하도록 상기 루프에 안착되는 엘보(elbow); 및
   상기 하우징의 외면 일 영역에 배치되어 상기 루프로부터 배출되는 냉각수를 지정된 외부 장치로 이송하는 전기로 배수관;을 포함하고,
   상기 루프는,
   상기 하우징 내부공간으로의 전극 인입과 관계되는 제1 공극 및 상기 하우징 내부공간으로부터 상기 엘보로의 고온가스 이송과 관계되는 제2 공극을 포함하는 원추 형상의 하면;
   상기 제1 공극에 대응하는 제3 공극, 상기 제2 공극에 대응하는 제4 공극 및 상기 제4 공극의 주변 영역에 형성되는 적어도 하나의 제5 공극을 포함하는 상면;
   상기 제1 공극과 상기 제3 공극을 연결하는 제1 측면, 상기 제2 공극과 상기 제4 공극을 연결하는 제2 측면 및 상기 하면의 가장자리 영역과 상기 상면의 가장자리 영역을 연결하는 제3 측면을 포함하는 측면;
   상기 루프의 하면, 상면 및 측면에 의하여 형성되는 내부공간에 배치되어 냉각수를 분사하는 루프 분사부; 및
   상기 제3 측면에 돌출 형성되어 상기 루프의 내부공간과 상통하고, 상기 원추 형상의 하면을 따라 유동하는 냉각수를 상기 루프의 외부로 배출하는 복수의 루프 배수관;을 포함하고,
   상기 엘보는,
   상기 엘보의 내부에 중공을 형성하는 제4 측면 및 상기 제4 측면으로부터 소정 간격으로 이격되어 상기 제4 측면을 둘러싸는 제5 측면을 포함하는 측면;
   상기 제4 측면의 일측 종단과 상기 제5 측면의 일측 종단을 연결하는 하면;
   상기 엘보의 측면 및 하면에 의하여 형성되는 내부공간에 배치되어 냉각수를 분사하는 엘보 분사부; 및
   상기 엘보의 하면에 돌출 형성되어 상기 엘보의 내부공간과 상통하고, 상기 제4 측면 및 상기 제5 측면 중 적어도 하나를 따라 유동하는 냉각수를 상기 엘보 외부로 배출하는 적어도 하나의 엘보 배수관;을 포함하고,
   상기 전기로 배수관은,
   상기 하우징의 외면 상단 가장자리 영역에 배치되어 상기 복수의 루프 배수관과 연결되는 복수의 호퍼(hopper); 및
   상기 복수의 호퍼와 연결되어 상기 지정된 외부 장치로 냉각수를 이송하는 복수의 배수관;을 포함하고,
   상기 루프에 상기 엘보 안착 시,
   상기 엘보의 제4 측면에 의한 중공은 상기 루프의 제2 공극과 정합되어 상기 하우징의 내부공간과 상통하고,
   상기 엘보의 적어도 하나의 엘보 배수관은 상기 루프의 적어도 하나의 제5 공극에 내입되어 상기 루프의 내부공간과 상통하고,
   상기 엘보의 엘보 분사부에 의하여 상기 엘보의 내부공간에서 분사되는 냉각수는 상기 엘보의 적어도 하나의 엘보 배수관 및 상기 루프의 적어도 하나의 제5 공극을 통하여 상기 루프의 내부공간으로 배수되고,
   상기 루프의 루프 분사부에 의하여 상기 루프의 내부공간에서 분사되는 냉각수 및 상기 엘보로부터 상기 루프의 내부공간으로 배수되는 냉각수는 상기 루프의 복수의 루프 배수관 및 상기 전기로 배수관을 통하여 상기 지정된 외부 장치로 이송되는, 전기로.
2. 제1항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 제5 공극은,
   상기 루프의 하면을 관통하지 않는 형태로 형성되는, 전기로.
3. 제1항에 있어서,
   상기 루프의 상면은,
   상기 루프 내부공간으로의 냉각수 공급과 관계되는 제6 공극을 더 포함하고,
   상기 루프 분사부의 일 영역은,
   상기 제6 공극에 내입되어 외부로 노출되는, 전기로.
4. 제1항에 있어서,
   상기 루프는,
   일 영역이 상기 제3 측면에 용접되고, 타 영역이 상기 루프의 내부공간에 수용되어, 상기 루프 내부공간에서의 냉각수 오버플로우(overflow)를 방지하는 오버플로우 배수관;을 더 포함하는, 전기로.
5. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 배수관 중 일부 배수관은,
   적어도 일 영역이 만곡되며 상기 복수의 배수관 중 다른 일부 배수관에 연결되는, 전기로.
6. 제5항에 있어서,
   상기 복수의 배수관 중 다른 일부 배수관은,
   상기 복수의 배수관 중 일부 배수관에 상대적으로 큰 직경을 포함하는, 전기로.
7. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 루프 배수관 중 일부는,
   상기 하우징으로부터의 용강 출강 또는 슬래그 제거 공정 시 상기 전기로의 기울어짐과 관련하여, 상기 전기로의 기울어짐에 대응하는 방향에 형성되는, 전기로.
8. 제1항에 있어서,
   상기 전기로가 기울어지지 않은 상태인 경우, 상기 루프의 내부공간에서 분사되는 냉각수 및 상기 엘보로부터 상기 루프의 내부공간으로 배수되는 냉각수는 상기 복수의 루프 배수관 모두를 통하여 상기 루프의 외부로 배출되는, 전기로.
9. 제8항에 있어서,
   상기 전기로가 지정된 방향으로 기울어진 상태인 경우, 상기 루프의 내부공간에서 분사되는 냉각수 및 상기 엘보로부터 상기 루프의 내부공간으로 배수되는 냉각수는 상기 복수의 루프 배수관 중 상기 지정된 방향에 대응하는 루프 배수관만을 통하여 상기 루프의 외부로 배출되는, 전기로.
10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 루프 배수관은,
    상기 복수의 루프 배수관의 외부로 돌출 형성되고, 상기 복수의 루프 배수관의 내부공간과 상통하는 중공을 포함하는 제1 푸시(push) 부재;
    상기 복수의 루프 배수관의 내부공간에 수직으로 고정되는 복수의 탄성 부재; 및
    상기 복수의 탄성 부재의 하단 영역에 상기 복수의 탄성 부재에 의해 관통되도록 배치되는 플레이트 부재;를 포함하는, 전기로.
11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 호퍼는,
    상기 복수의 호퍼의 일면을 형성하며, 일측 종단이 상기 복수의 호퍼의 타면과 힌지 결합되는 복수의 개폐 부재; 및
    상기 복수의 호퍼의 내부공간에 수직으로 고정되고, 일 영역이 상기 복수의 개폐 부재 각각의 일부를 관통하며 상기 복수의 호퍼의 외부로 돌출되는 제2 푸시 부재;를 포함하는, 전기로.
12. 제11항에 있어서,
    상기 하우징에 상기 루프 안착 시,
    상기 제1 푸시 부재는 상기 중공을 통하여 상기 제2 푸시 부재의 적어도 일부를 수용하고, 상기 복수의 개폐 부재를 가압하여 상기 복수의 개폐 부재를 개방시키며 상기 복수의 호퍼의 내부공간으로 수용되고,
    상기 제1 푸시 부재의 중공으로 수용된 상기 제2 푸시 부재는 상기 플레이트 부재를 가압하여 상기 플레이트 부재를 상승시키며 상기 복수의 루프 배수관의 내부공간으로 수용되는, 전기로.
13. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 루프 배수관은,
    상기 플레이트 부재의 저면에 배치되어 상기 플레이트 부재와 상기 제1 푸시 부재의 중공 사이 공간을 실링(sealing)하는 패킹 부재;를 더 포함하는, 전기로.

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