KR102090215B1 - 용융물 처리 장치 및 그 처리 방법 - Google Patents

용융물 처리 장치 및 그 처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 용융물 처리장치 및 그 처리방법에 관한 것으로서, 내부에 용융물이 수용되는 공간이 형성되는 용기; 상기 공간으로 가스를 공급하기 위해 상기 용기의 하부에 구비되는 노즐; 상하방향으로 이동 가능하도록 상기 용기의 상부에 구비되고, 상기 용기 내에 수용되는 용융물을 교반하는 교반기; 및 가스의 공급 패턴과 상기 교반기의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고, 용융물에 불규칙한 흐름을 형성하여 교반 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

용융물 처리 장치 및 그 처리 방법{Processing apparatus for molten metal}
본 발명은 용융물 처리 장치 그 처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 용융물의 교반 효율 및 정련 효율을 향상시킬 수 있는 용융물 처리 장치 및 그 처리 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 고로에서 생산된 용선에는 탄소의 함유량이 많고 인(P), 황(S), 규소(Si)와 같은 불순물이 포함되어있어 탄소의 양을 줄이고 불순물을 제거하는 제강공정이 요구된다. 이 공정에서 용선에 포함된 불순물인 황(S) 등의 성분을 제거하기 위해 생석회(CaO)와 같은 탈황제가 주로 사용된다.
이러한 용선 정련과정은 고로에서 출선된 용선이 정련설비로 이송되어, 래들에 담긴 상태에서 기계적 교반(Kanvara Reactor, 이하 "KR 공정")을 실시하거나, 정련용기로 옮겨 KR 공정을 실시한다. 이때, KR 공정은 용선에 탈황제를 투입하고 표면에 내화물을 입힌 교반장치, 즉 임펠러를 래들에 담긴 용선에 침지하여 회전시키면서 용선을 교반시키고, 이로 인해 발생하는 교반력에 의해 용선의 황과 탈황제가 반응하여 재화됨으로써 수행된다.
이와 같은 정련과정에서 사용되는 임펠러는 상하방향으로 배치되는 회전축과 회전축의 외주면에 회전축을 중심으로 방사상으로 구비되는 복수의 블레이드를 포함하여 형성된다. 이에 회전축이 회전함에 따라 회전축의 외주면에 구비되는 블레이드가 용선과 접촉하여 용선을 교반시키게 된다.
용선의 교반 효율 및 탈화 효율을 향상시키기 위한 방편으로 블레이드의 개수, 형상, 면적 등을 변경하거나, 회전축의 회전속도를 조절하는 방법이 주로 사용되고 있다.
그러나 단순히 블레이드의 형상이나 면적을 변경하는 경우에는 용선에 의한 저항에 의해 회전축을 회전시키는데 많은 에너지가 소모되고, 블레이드를 구성하는 내화물의 용손이 불가피하다는 문제점이 있다. 또한, 용기의 하부 모서리 부분 등에 정체영역이 발생하는 문제점도 있다.
JP 2015-218390 A
본 발명은 용융물의 교반 효율을 향상시킬 수 있는 용융물 처리 장치 및 그 처리 방법을 제공한다.
본 발명은 용융물의 정련 효율을 향상시킬 수 있는 용융물 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 용융믈 처리 장치는, 내부에 용융물이 수용되는 공간이 형성되는 용기; 상기 공간으로 가스를 공급하기 위해 상기 용기의 하부에 구비되는 노즐; 상하방향으로 이동 가능하도록 상기 용기의 상부에 구비되고, 상기 용기 내에 수용되는 용융물을 교반하는 교반기; 및 가스의 공급 패턴과 상기 교반기의 동작을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 노즐은 복수개로 구비되고, 상기 용기의 중심을 기준으로 방사상으로 구비될 수 있다.
상기 노즐은 상기 교반기의 회전 범위 내에 구비될 수 있다.
상기 노즐은 상기 교반기의 회전 범위 밖에 구비될 수 있다.
상기 복수개의 노즐 중 적어도 일부는 상기 교반기의 회전 범위 내에 구비되고, 상기 복수개의 노즐 중 적어도 일부는 상기 교반기의 회전 범위 밖에 구비될 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 용융물 처리 방법은, 용기 내에 용융물을 마련하는 과정과; 교반기를 이용하여 상기 용융물을 교반하는 과정; 및 상기 용기 하부의 노즐을 통해 상기 용융물에 가스를 공급하는 과정;을 포함할 수 있다.
상기 가스를 공급하는 과정은, 상기 교반기와 상기 용기의 내벽 사이 공간에 가스를 공급할 수 있다.
상기 노즐은 복수개로 구비되고, 상기 가스를 공급하는 과정은, 복수개의 노즐에 가스를 순차적으로 공급할 수 있다.
상기 가스를 공급하는 과정은, 상기 교반기가 회전하는 방향을 따라 가스를 순차적으로 공급할 수 있다.
상기 가스를 공급하는 과정은, 상기 교반기가 회전하는 방향과 반대방향으로 가스를 순차적으로 공급할 수 있다.
상기 가스를 공급하는 과정은, 상기 교반기와 중첩되는 영역에 가스를 공급할 수 있다.
상기 가스를 공급하는 과정은, 상기 교반기와 상기 용기의 내벽 사이 공간과, 상기 교반기와 중첩되는 영역에 가스를 공급할 수 있다.
본 발명에 따르면, 용선, 용강 등의 용융물의 교반 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 교반기와 가스 취입을 통해 용융물 중에 다양한 방향으로 흐름을 형성하거나 불규칙한 흐름을 형성하여 용융물의 교반 효율을 향상시킬 수 있다. 이를 통해 용기의 내용적이 증가하더라도 용융물을 효율적으로 교반시킬 수 있다. 또한, 교반기를 고속으로 교반시키기 위해 구동기의 용량을 증대시킬 필요가 없어, 구동기의 용량 증대에 따른 설비 비용 및 운전 비용을 절감할 수 있다. 또한, 교반기의 고속 회전으로 인해 발생하는 교반기의 마모 및 손상을 억제하여 교반기의 수명을 향상시키고, 그에 따른 유지 보수 비용도 절감할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 용융물 처리(KR 설비)를 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면.
도 3은 도 2에 도시된 선A-A'에 따른 단면도.
도 4는 본 발명의 변형 예에 따른 용융물 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리 장치를 이용하여 용융물을 교반하는 상태를 보여주는 도면.
도 7은 본 발명의 변형 예에 따른 용융물 처리 장치를 이용하여 용융물을 교반하는 상태를 보여주는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 종래 기술에 따른 용융물 처리(KR 설비)를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 내부에 용융물을 수용할 수 있는 공간을 제공하는 용기(100)와, 용기(100) 상부에 상하방향으로 이동 가능하도록 구비되어 용선을 교반하는 교반기(110)를 포함할 수 있다. 또한, 도시되어 있지 않지만, 용융물 처리 장치는 용기(100) 상부에 구비되어 용기(100) 내부로 첨가제를 투입할 수 있는 첨가제 투입장치를 더 포함할 수 있다. 여기에서 용융물은 용선이나 용강을 포함할 수 있고, 용기(100)는 래들을 포함할 수 있으며, 교반기(110)는 임펠러를 포함할 수 있다.
먼저, 용기(100)는 상부가 개방되고, 내부에 용융물을 수용할 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 용기(100)는 철피로 외형을 형성하고, 그 내측으로 복수의 내화물층이 구비될 수 있다. 용기(100)는 바닥면과 바닥면 가장자리로부터 상부 방향으로 연장형성되는 내측벽을 가지며, 이러한 구성을 통해 내부에 용융물을 수용할 수 있는 공간을 형성할 수 있다.
교반기(110)는 용기(100) 상부에 상하방향으로 구비되는 회전축(112)과, 회전축(112)의 하부에 방사상으로 연결되는 복수의 블레이드(114)를 포함할 수 있다.
회전축(112)은 상하방향으로 이동 가능하도록 구비되며, 상부에는 회전력을 제공할 수 있는 모터 등과 같은 구동기(116)가 구비될 수 있다. 이에 회전축(112)은 구동기(116)에서 제공되는 회전력을 이용하여 회전할 수 있다. 회전축(112)은 용융물 처리 시 용기(100) 상부로부터 하강하여 그 하부가 용융물 중에 침지될 수 있다. 그리고 블레이드(114)는 용융물 교반 시 회전축(112)의 하강에 의해 용융물 중에 침지되어 실질적으로 용융물을 교반하는 역할을 한다. 이때, 블레이드(114)는 적어도 2개 이상 구비될 수 있으며, 예컨대 2개, 3개, 4개, 6개 등으로 구비될 수 있다. 블레이드(114)는 회전축(112)의 외측에 일정한 각도를 가지며 이격되어 구비될 수 있다.
또한, 용융물을 교반할 때 첨가제 투입장치를 통해 첨가제를 용선에 투입할 수 있지만, 교반기(110)를 통해서도 탈황제를 공급할 수도 있다. 따라서 회전축(112)에는 첨가제(이송가스 포함)가 이동하는 통로(미도시)와, 첨가제를 용융물 중에 공급하기 위한 공급구(미도시)가 형성될 수 있다. 이때, 공급구는 회전축(112)의 측면이나 하부에 통로와 연통되도록 형성될 수 있다.
이와 같은 용기(100)와 교반기(110)의 구조는 공지의 기술과 거의 유사하므로 그 구체적인 설명은 생략한다.
종래에는 교반기(110)를 이용하여 용융물을 교반할 때 교반기(110)의 하부나, 용기(100)의 양쪽 하부에서 용융물의 유동이 원활하게 발생하지 않아 용융물과 첨가제 간의 반응이 원활하게 이루어지지 않는 문제점이 있었다. 특히, 용기(100)의 내용적이 증가하게 되면, 더 넓은 영역에 걸쳐 이러한 문제점이 발생하게 된다. 이를 억제하기 위하여 블레이드(114)의 개수나 면적을 증가시키는 방법이 사용되고 있으나, 이 경우 교반기(110)의 회전을 위해 구동기(116)의 용량을 증대시켜야 하는 등의 추가적인 문제점이 발생하게 된다.
이에 본 발명에서는 교반기를 이용하여 용융물을 교반하는 동시에, 가스 취입을 통해 용융물을 교반함으로써 용융물의 교반 효율을 향상시킬 수 있다. 이 경우 용융물의 흐름을 다양한 방향으로 형성하거나 용융물에 난류 등과 같은 불규칙한 흐름을 형성함으로써 용기 전체에 걸쳐서 용융물의 흐름을 형성하여 교반 효율을 향상시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 선A-A'에 따른 단면도이고, 도 4는 본 발명의 변형 예에 따른 용융물 처리 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리 장치는, 내부에 용융물이 수용되는 공간이 형성되고 하부에 상기 공간으로 가스를 공급하기 위한 노즐(210)을 구비하는 용기(200)와, 용기(200) 상부에 상하방향으로 이동 가능하도록 구비되고 용기(200) 내에 수용되는 용융물을 교반하는 교반기(220) 및 노즐(210)을 통해 공급되는 가스의 공급 패턴과 교반기(220)의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
먼저, 용기(200)는 상부가 개방되고, 내부에 용융물을 수용할 수 있는 공간이 형성될 수 있다. 용기(200)는 철피로 외형을 형성하고, 그 내측으로 복수의 내화물층이 구비될 수 있다. 용기(200)는 바닥면과 바닥면 가장자리로부터 상부 방향으로 연장형성되는 내측벽을 가지며, 이러한 구성을 통해 내부에 용융물을 수용할 수 있는 공간을 형성할 수 있다.
용기(200)의 하부, 예컨대 바닥에는 용기(200) 내부로 가스를 공급할 수 있는 노즐(210)이 구비될 수 있다. 노즐(210)은 복수개로 구비될 수 있으며, 용기(200)의 바닥 중심을 기준으로 반경방향으로 동일한 거리에 방사상으로 배치될 수 있다. 이때, 노즐(210)은 일정한 간격 또는 일정한 각도를 가지며 이격되어 구비될 수 있다. 예컨대 노즐(210)이 2개 구비되는 경우 용기(200)의 중심을 기준으로 180°간격을 배치될 수 있고, 노즐(210)이 4개 구비되는 경우 용기(200)의 중심을 기준으로 90° 간격으로 배치될 수 있다. 노즐(210)의 개수는 이에 한정되지 않고 더 많은 개수로 구비될 수도 있다.
교반기(220)는 용기(200) 상부에 상하방향으로 구비되는 회전축(222)과, 회전축(222)의 하부에 방사상으로 연결되는 복수의 블레이드(224)를 포함할 수 있다.
회전축(222)은 상하방향으로 이동 가능하도록 구비되며, 상부에는 회전력을 제공할 수 있는 모터 등과 같은 구동기(230)가 구비될 수 있다. 이에 회전축(222)은 구동기(230)에서 제공되는 회전력을 이용하여 회전할 수 있다. 회전축(222)은 용융물 처리 시 용기(100) 상부로부터 하강하여 그 하부가 용융물 중에 침지될 수 있다. 그리고 블레이드(224)는 용융물 교반 시 회전축(222)의 하강에 의해 용융물 중에 침지되어 실질적으로 용융물을 교반하는 역할을 한다. 이때, 블레이드(224)는 적어도 2개 이상 구비될 수 있으며, 예컨대 2개, 3개, 4개, 6개 등으로 구비될 수 있다. 블레이드(224)는 회전축(222)의 외측에 일정한 각도를 가지며 이격되어 구비될 수 있다.
또한, 용융물을 교반할 때 첨가제 투입장치를 통해 첨가제를 용선에 투입할 수 있지만, 교반기(220)를 통해서도 탈황제를 공급할 수도 있다. 따라서 회전축(222)에는 첨가제(이송가스 포함)가 이동하는 통로(미도시)와, 첨가제를 용융물 중에 공급하기 위한 공급구(미도시)가 형성될 수 있다. 이때, 공급구는 회전축(222)의 측면이나 하부에 통로와 연통되도록 형성될 수 있다.
제어부는 노즐(210)에 연결되는 밸브(미도시) 등을 제어하여 노즐(210)을 통한 가스의 공급 패턴을 제어할 수 있다. 예컨대 복수의 노즐(210)이 동시에 가스를 공급할 수 있도록 제어하거나, 복수의 노즐(210)이 가스를 순차적으로 공급할 수 있도록 제어할 수 있다. 후자의 경우, 제어부는 가스의 공급순서를 교반기(220)의 회전 방향이나 회전 속도에 따라 다양하게 제어할 수 있다. 이에 대해서는 나중에 다시 설명하기로 한다.
이와 같은 구성을 통해 교반기(220)를 이용하여 용융물을 교반하는 동시에, 노즐(210)을 통해 가스를 공급하여 용융물을 교반함으로써 용융물의 교반 효율을 향상시킬 수 있다. 이때, 교반기(220)로 용융물을 교반하는 동안 노즐(210)을 통해 가스를 지속적으로 공급하여 용융물 중에 다양한 흐름을 형성할 수 있다.
도 3을 참조하면, 노즐(210)은 교반기(220)의 회전 범위(S)의 외측에 구비될 수 있다. 즉, 노즐(210)은 교반기(220)를 구성하는 블레이드(224)의 외측에 구비될 수 있다. 이에 노즐(210)은 용기(200)의 내벽과 교반기(220) 사이, 보다 구체적으로는 용기(200)의 내벽과 블레이드(224) 사이 공간으로 가스를 공급할 수 있다.
또는, 도 4의 (a)에 도시된 것처럼, 노즐(210)은 교반기(220)의 회전 범위(S) 내, 즉 교반기(220)와 중첩되는 영역에 구비될 수도 있다. 즉, 노즐(210)은 교반기(220)를 구성하는 블레이드(224)의 하부에 구비될 수 있다. 이 경우, 노즐(210)은 교반기(220)와 중첩되는 영역에 가스를 공급할 수 있다.
또는, 도 4의 (b)에 도시된 것처럼, 복수개의 노즐(210) 중 일부는 교반기(220)의 회전 범위(S) 외측에 구비될 수 있고, 일부는 교반기(220)와 중첩되는 영역, 즉 교반기(220)의 회전 범위(S) 내에 구비될 수도 있다. 이 경우, 노즐(210)은 교반기(220)의 외측과 교반기(220)의 하부에 가스를 공급할 수 있다. 이때, 교반기(220)의 외측에 구비되는 노즐(210)과, 교반기(220)의 직하부에 구비되는 노즐(210)은 교대로 배치될 수 있다.
이하에서는 전술한 용융물 처리 장치를 이용하여 용융물을 처리하는 방법에 대해서 설명한다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리 장치를 이용하여 용융물을 교반하는 상태를 보여주는 도면이고, 도 7은 본 발명의 변형 예에 따른 용융물 처리 장치를 이용하여 용융물을 교반하는 상태를 보여주는 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리 방법은, 용기(200) 내에 용융물을 마련하는 과정과, 교반기(220)를 이용하여 용융물을 용선을 교반하는 과정 및 용융물에 가스를 공급하는 과정을 포함할 수 있다. 용융물을 마련하는 과정에서, 용융물은 고로나 전기로 등에서 출강된 용선이나, 정련이 완료된 용강을 포함할 수 있다.
그리고 교반기(220)를 이용하여 용융물을 교반하는 과정과 용융물에 가스를 공급하는 과정은 동시에 수행할 수도 있고, 두 과정 중 어느 한 과정을 먼저 수행하면서 나머지 한 과정을 수행할 수도 있다.
먼저, 용기(200)에 용융물이 마련되면, 교반기(220)를 하강시켜 회전축(222)의 하부와 블레이드(224)를 용융물에 침지시킨다. 그리고 구동기(230)를 동작시켜 교반기(220)를 회전시켜 용융물을 교반할 수 있다.
교반기(220)를 회전시키면, 용융물은 교반기(220) 주변에서 하강류를 형성하고, 하강류는 용기(200)의 바닥에서 흐름이 변경되어 용기(200)의 가장자리부를 따라 상승하게 된다. 즉, 교반기(220)를 이용하여 용융물을 교반하면, 용융물은 수평방향 및 상하방향으로 이동하는 회전류, 즉 와류가 형성될 수 있다. 이와 같은 용융물의 흐름에 의해 용기(200)의 중심부에서 탕면은 교반 전 용융물의 정지탕면보다 낮아지고, 용기(200)의 가장자리부에서 탕면은 용융물의 정지탕면보다 높아지게 된다. 이때, 교반기(220)는 시계방향 또는 반시계방향으로 회전할 수 있지만, 여기에서는 교반기(220)가 시계방향으로 회전하여 용융물의 수평방향으로의 흐름이 시계방향으로 형성되는 예에 대해서 설명한다.
그리고 용융물에 가스를 공급하면, 교반기(220)에 의한 흐름과 다른 흐름을 형성할 수 있다. 노즐(210)을 통해 용용물에 가스, 예컨대 질소, 아르곤 등과 같은 불활성 가스를 공급하면 가스가 공급되는 방향을 따라 용융물의 흐름이 형성될 수 있다. 이때, 가스는 용기(200)의 바닥으로부터 공급되기 때문에 상승류를 형성할 수 있다.
도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이 노즐(210)을 통해 가스를 공급하면, 교반기(220)와 용기(200)의 내벽 사이 공간으로 용융물의 흐름이 형성될 수 있다. 이때, 복수의 노즐(210)에 가스를 동시에 공급하거나 노즐(210) 각각에 가스를 순차적으로 공급할 수도 있다.
먼저, 도 5를 참조하면, 복수의 노즐(210)에 가스를 동시에 공급하는 경우, 교반기(220)와 용기(200)의 내벽 사이에 상승류를 형성할 수 있다. 노즐(210)을 통해 공급되는 가스에 형성되는 용융물의 흐름은 교반기(220)에 의해 형성되는 용융물의 흐름과 합쳐지게 된다. 이 경우 교반기(220)에 의한 교반력이 미치지 않는 용기(200)의 하부 양쪽 가장자리영역에 노즐(210)을 통해 가스를 공급하여 용융물을 교반시키기 때문에 용기(200) 전체에 걸쳐 용융물의 교반 효율을 향상시킬 수 있다.
그리고 도 6을 참조하면, 복수의 노즐(210)에 가스를 순차적으로 공급하는 경우, 교반기(220)와 용기(200)의 내벽 사이에 회전류를 형성할 수 있다. 즉, 복수의 노즐(210)에 가스를 순차적으로 공급하면, 가스가 공급되는 방향을 따라 수평방향의 회전류가 형성될 수 있다. 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 용기(200)에 네 개의 노즐(210), 예컨대 제1노즐(N1), 제2노즐(N2), 제3노즐(N3) 및 제4노즐(N4)이 형성된 경우, 제1노즐(N1), 제2노즐(N2), 제3노즐(N3) 및 제4노즐(N4)에 가스를 순차적으로 공급하면, 가스가 공급되는 방향을 따라 회전류가 형성될 수 있다. 예컨대 제1노즐(N1)에 가스를 공급한 다음, 제1노즐(N1)에 공급되는 가스를 차단하고 제2노즐(N2)에 가스를 공급한 후, 제2노즐(N2)에 공급되는 가스를 차단하고 제3노즐(N3)에 가스를 공급하면 시계방향으로 회전하는 회전류가 형성될 수 있다. 이와 같은 방법으로 용융물에 가스를 공급하면 교반기(220)와 용기(200)의 내벽 사이 공간에서 용융물이 시계방향으로 회전하는 회전류를 형성하게 되며, 이 흐름은 교반기(220)에 의해 형성되는 용융물의 흐름과 합쳐져서 용융물의 흐름이 가속될 수 있다. 이 경우 용융물의 교반 속도가 증대되어 용융물에 투입되는 첨가제와 용융물 간의 반응 효율을 향상시킬 수 있다.
반면, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 제1노즐(N1)에 가스를 공급한 다음, 제1노즐(N1)에 공급되는 가스를 차단하고 제4노즐(N4)에 가스를 공급한 후, 제4노즐(N4)에 공급되는 가스를 차단하고 제3노즐(N3)에 가스를 공급하면, 반시계방향으로 회전하는 회전류가 형성될 수 있다. 이에 교반기(220)에 의해 시계방향으로 용융물의 흐름이 형성되고, 가스 공급에 의해 교반기(220)와 용기(200)의 내벽 사이에서 반시계 방향으로 용융물의 흐름이 형성될 수 있다. 이 경우 교반기(220)에 의한 용융물의 흐름과 가스 공급에 의한 용융물의 흐름이 충돌하여 불규칙한 흐름, 예컨대 난류가 형성될 수 있다. 이와 같이 난류가 형성되면 용융물의 교반 효율이 향상되어, 용융물에 투입되는 첨가제와 용융물 간의 반응 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이 교반기(220)의 직하부에 가스를 공급하는 경우에는 교반기(220)의 하부에서 상승류가 형성될 수 있다. 이 경우, 복수의 노즐(210)에 가스를 동시에 공급할 수 있으며, 교반기(220)의 하부에서 교반기(220)에 의해 형성되는 용융물의 흐름과 노즐(210)에서 공급되는 가스에 의해 형성되는 용융물의 흐름이 충돌하면서 수평방향으로 용융물의 흐름을 형성하게 된다. 교반기(220)의 하부에서 수평방향으로 흐름을 형성하는 용융물은 용기(200)에 충돌한 후 용융물 중 일부는 교반기(220)에 의해 형성되는 흐름과 합쳐져서 상승류를 형성하고, 일부는 하강류를 형성할 수 있다.
그리고 도시되어 있지 않지만, 복수의 노즐(210)이 교반기(220)의 외측과 교반기(220)의 직하부에 형성(도 4의 (b) 참조)되는 경우, 교반기(220) 하부 및 외측에서 다양한 방향으로 용융물의 흐름이 형성될 수 있다. 이때, 도 5 및 도 6의 경우보다 더 복잡한 용융물의 흐름이 형성되기 때문에 교반기(220)의 하부, 즉 교반기(220)에 의한 교반력이 제대로 미치지 않은 용기(200)의 하부 영역에서 용융물과 첨가제 간의 반응 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
여기에서는 용선이나 용강 등과 같은 용융물을 처리하는 장치에 대해서 설명하고 있으나, 다양한 종류의 유체를 교반하기 위한 장치에도 전술한 특징들이 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.
200: 래들 210: 노즐
220: 교반기 230: 구동기

Claims (12)

  1. 내부에 용융물이 수용되는 공간이 형성되는 용기;
    상기 공간으로 가스를 공급하기 위해 상기 용기의 하부에 구비되는 복수 개의 노즐;
    상하방향으로 이동 가능하도록 상기 용기의 상부에 구비되고, 상기 용기 내에 수용되는 용융물을 교반하는 교반기; 및
    가스의 공급 패턴과 상기 교반기의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 교반기는 상기 용기의 중심에 배치되고, 상기 복수 개의 노즐은 상기 용기의 바닥 중심을 기준으로 방사상으로 배치되며,
    상기 복수 개의 노즐 중 적어도 일부는 상기 교반기의 회전 범위 내에 구비되고, 상기 복수 개의 노즐 중 적어도 일부는 상기 교반기의 회전 범위 밖에 구비되고,
    상기 교반기의 회전 범위 내에 구비되는 노즐과, 상기 교반기의 회전 범위 밖에 구비되는 노즐은 상기 용기의 바닥 중심에서 반경방향으로 서로 다른 거리에 배치되는 용융물 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수 개의 노즐은 상기 용기의 중심을 기준으로 방사상으로 구비되는 용융물 처리 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 용기 내에 용융물을 마련하는 과정과;
    교반기를 이용하여 상기 용융물을 교반하는 과정; 및
    상기 용기 하부의 노즐을 통해 상기 용융물에 가스를 공급하는 과정;을 포함하고,
    상기 용융물을 교반하는 과정은,
    상기 교반기로 상기 용융물을 교반시켜 상기 교반기의 주변인 상기 용기의 중심부에 하강류를 형성하고, 상기 용기의 가장자리부를 따라 상승류를 형성하는 과정;을 포함하고,
    상기 가스를 공급하는 과정은,
    상기 교반기와 상기 용기의 내벽 사이 공간에 가스를 공급하는 과정; 및
    상기 교반기와 중첩되는 영역에 가스를 공급하는 과정을 포함하며,
    상기 교반기와 상기 용기의 내벽 사이 공간에 가스를 공급하는 과정은, 상기 교반기와 상기 용기의 내벽 사이에 상승류를 형성하고,
    상기 교반기와 중첩되는 영역에 가스를 공급하는 과정은, 상기 교반기의 하부에 상승류를 형성하여 상기 교반기에 의해 형성되는 용융물의 흐름과 충돌시킴으로써 수평방향으로 용융물의 흐름을 형성하며, 상기 수평방향으로 용융물의 흐름 중 일부는 상기 용기와 충돌하여 상기 교반기에 의해 형성되는 용융물의 흐름과 합쳐지는 상승류를 형성하고, 일부는 하강류를 형성하는 용융물 처리 방법.
  7. 삭제
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 노즐은 복수개로 구비되고,
    상기 가스를 공급하는 과정은,
    복수개의 노즐에 가스를 순차적으로 공급하는 용융물 처리 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 가스를 공급하는 과정은,
    상기 교반기가 회전하는 방향을 따라 가스를 순차적으로 공급하는 용융물 처리 방법.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 가스를 공급하는 과정은,
    상기 교반기가 회전하는 방향과 반대방향으로 가스를 순차적으로 공급하는 용융물 처리 방법.
  11. 삭제
  12. 삭제
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