KR102398040B1 - 미립화 세분 장치 및 미립화 세분 방법 - Google Patents

Abstract

용강을 제련하기 위한 개방형 용융로(210), 용강을 수용하는 턴디쉬(221), 분무(주입) 레이들(231) 및 미립화 챔버(240)를 포함하는 미립화 세분 장치를 개시하는 것으로서, 상기 분무 레이들은 미립화 챔버에서 용강을 미립화하는 데에 사용되고, 상기 미립화 챔버는 용강 방울들을 금속 분말로 응축시키기 위해 사용된다. 상기 개방형 용융로에서 용강의 양은 턴디쉬가 용강을 신속하게 받아들여서 분무 레이들에 주입할 수 있도록 하기에 충분하게 유지된다. 또한, 한편으로는, 2개의 턴디쉬와 같은 복수의 턴디쉬들이 그 2개의 턴디쉬가 개방형 용융로에서 용강을 번갈아 받아들이고 동일한 분무 레이들 상에 연속적인 복수의 래이들 주입을 수행하도록 설계되고, 다른 한편으로는, 복수의 분무 레이들이 그 분무 레이들을 교체하는 데에 필요한 시간을 절약하도록 설계될 수 있다. 상기 미립화 세분 장치는 분말 제조에 걸리는 시간과 동작 속도를 개선할 뿐만 아니라 분무 레이들에서의 내화성 물질에 대해 절약할 수 있다.

Description

미립화 세분 장치 및 미립화 세분 방법

본 발명은 금속 분말(metal powder) 제조의 기술 분야, 특히 분말 미립화(powder atomization) 장치 및 분말 미립화 방법에 관한 것이다.

분말 미립화(atomization: 무화 또는 원자화)는 빠르게 유동하는 유체(미립화 매질), 금속 또는 합금 액체를 작은 액체 방울에 충돌시키고 이어서 고체 분말로 응축되는, 파쇄를 위한 분말 제조 방법을 지칭하며, 이것은 완전한 합금의 분말을 제조하기 위한 가장 좋은 접근법으로서, 분말 미립화에 의해 제조된 제품을 전-합금 분말(pre-alloyed powder)이라 칭한다. 전-합금 분말의 각각의 입자는 기존의 용융 합금과 완전히 동일한 균일한 화학적 성분을 가지며, 그 결정 구조는 신속한 응고에 의해 정제되어 제2상의 조대편석(macrosegregation)을 제거한다.

진공 가스계(vacuum gas-based) 분말 미립화는 최근 금속 분말 제조 산업계에서 개발된 새로운 공정이며, 산화되기 쉽지 않은 물질, 금속 분말의 빠른 담금질(quenching), 높은 수준의 자동화 등의 이점을 갖는다. 특정 공정에 따르면, 금속 및 합금 재료는 유도로(induction furnace)에서 용융 및 정제되고, 용융 후 수득된 금속 액체는 절연 도가니에 부어져 가이드 파이프로 들어가고, 이때 용융 흐름은 노즐로부터 분사되는 고압가스 흐름에 의해 미립화되고, 미립화 후 수득된 금속 액적들은 고체화되고, 미립화 타워에서 침전시켜 최종적으로 분말 수집 탱크에 떨어지는 분말을 얻게 된다.

도 1에 도시된 기존의 분말 미립화 장치에 따르면. 제조된 원료는 먼저 제련 챔버(110)에서 용융로(120)에 배치되고, 그 다음, 제련 챔버(110)는 진공화되고, 원료 물질(제조될 분말의 유형에 따라 선택되고 비례하는 스틸 스크랩 및 실리콘 스크랩과 같은)은 용강(molten steel)으로 제련되어, 이어서 절연 도가니, 가이드 파이프 및 노즐을 포함하는 주입 레이들(130)에 주입된다. 용강은 절연 도가니로부터 가이드 파이프로 유입된 후, 가이드 파이프 밖으로 유출될 때 노즐로부터 분사되는 고압가스 흐름에 의해 미립화 챔버(140) 내로 무화되고, 최종적으로 응고되고 미립화 챔버에서 석출되어, 그 수득한 분말은 분말 수집 장치 안으로 떨어지게 된다. 미립화 챔버(140)(또는 미립화 타워)의 주입 레이들(130)과 연결된 부분만이 도 1에 도시되어 있지만, 도 1은 전체적인 미립화 챔버를 나타내지 않으며 그 미립화 챔버와 연결된 분말 수집 장치도 또한 도시되어 있지 않는다는 것을 유념하여야 할 것이다.

도 1에 도시된 분말 미립화 장치에 의해 수행되는 분말 미립화는, 다음과 같은 결점이 있다: 1) 낮은 분말 생산율: 예를 들어, 200 내지 500kg의 용강을 함유할 수 있는 용융로의 경우, 원료 용융으로부터 가열된 용강까지의 제조 시간은 90 내지 100 분이고, 분말 생산 시간은 15-30 분이며, 24시간당 연속 분말 생산 시간은 단지 3-4h에 불과하다; 2) 높은 비용의 내화 물질: 내화 물질은 하나의 배치의 용강을 부을 때마다 변경해야만 한다. 이해를 돕기 위해, 전술한 두 번째 결점을 아래에서 간략하게 설명한다. 주입 래이들에서 절연 챔버의 내부 측면 및 가이드 파이프의 내부는 제한된 서비스 수명을 갖는 내화성 물질, 즉 일반적으로 도가니(crucibles)로 덮여 있다. 예를 들어, 주조 공정에서, 1800kg 이하의 용강이 주입 레이들을 통해 흐를 때, 내화성 물질은 연화되거나 용융되지 않고 용강의 고온을 견딜 수 있다; 용융로(120)가 300kg의 용강을 함유할 수 있다고 가정하면, 주입 레이들(130)은 실제로 한 번에 용강의 6배를 지지할 수 있다. 그러나 실제 분말 제조 동안, 용융로의 용강이 주입 레이들(130)에 부어 질 때마다, 새로운 용강이 용융로에 준비되어야 한다. 주입 레이들(130)이 용융로로부터 300kg의 용강을 받을 때마다, 가이드 파이프를 통해 마지막으로 흐르는 용강은 그 가이드 파이프의 주변에 가열 장치의 부족으로 인해 서서히 냉각되고, 결과적으로 가이드 파이프의 내부 벽에 매달려 있거나 또는 가이드 파이프를 막게 된다. 용융로(120) 내의 용강이 다시 주입 레이들(130)에 부어질 때 미립화 효과가 심각하게 영향을 받을 수 있으므로, 따라서 내화 물질의 서비스 수명이 소진되지 않더라도 내화성 물질은 교체되어야 한다.

이러한 관점에서, 분말 생산량을 증가시키기 위해서는 단위 시간당 효과적인 분말 생산 시간을 연장시키기 위한 합리적인 해결책을 제공할 필요가 있다.

본 명세서의 실시 예들은 용강(molten steel)의 제련에 사용되는 개방형 용융로 및 용강을 수용하기 위해 사용되는 턴디쉬로 설계된 분말 미립화 장치(powder atomization apparatus)를 제공한다. 개방형 용융로에서 용강의 양은 턴디쉬가 개방형 용융로에서부터 용강을 신속하게 수용하고, 이어서, 그 용강을 주입 레이들에 주입할 수 있도록 하기에 충분히 유지된다. 또한, 2개의 턴디쉬와 같은 다수의 턴디쉬는 개방형 용융로로부터 용강을 교대로 수용하고 용강을 하나의 주입 레이들에 연속적으로 여러 번 주입하도록 설계될 수 있으며; 또는, 주입 레이들의 교체 시간을 단축시키기 위해 복수의 주입 레이들이 설계될 수 있다.

일 양태에 있어, 본 명세서는 분말 미립화 장치를 제공하는바, 이것은 원료 물질을 용강으로 제련하기 위해 사용되는 개방형 용융로(open smelting furnace); 상기 개방형 용융로로부터 용강을 받아들이고, 그 용강의 온도를 미리 설정된 범위 내로 유지하고, 또한 용강을 주입 레이들에 주입하기 위해 사용되는 턴디쉬(tundish); 주입된 용강을 제1 상태에서 미립화 챔버 내로 분무하기 위해 사용되는 주입 레이들(injection ladel)로서, 상기 제1 상태는 미리 설정된 온도의 가열 및 미립화 챔버와의 연결을 포함하는 것인 상기 주입 레이들; 및 상기 분무된 용강 방울들을 금속 분말로 응축시키기 위해 사용되는 미립화 챔버(atomization chamber)를 포함한다.

일 실시 예에서, 상기 분말 미립화 장치는, 턴디쉬 및 주입 레이들을 수용하기 위해 사용되는 진공 용융 챔버(vacuum smelting chamber); 및 상기 진공 용융 챔버의 측벽에 연결되고 개방형 용융로 내의 용강을 턴디쉬로 안내하기 위해 사용되는 기밀 가이드 장치(airtight guide device)를 더 포함한다.

또한, 특정한 일 실시 예에서, 상기 기밀 가이드 장치는 내부 물질 및 외부 물질로 구성되며, 여기서 상기 내부 물질은 내화성 물질이고, 상기 외부 물질은 금속 물질이다.

또 다른 특정 실시 예에서, 상기 분말 미립화 장치는, 상기 진공 용융 챔버의 측벽에 기초하여 상기 진공 용융 챔버의 내부 또는 외부를 향해 배치되고, 상기 측벽에 속하는 이동 가능한 제1 배플 플레이트(baffle plate) 및 상기 제1 배플 플레이트와 수직으로 대향하는 이동 가능한 제2 배플 플레이트를 포함하는, 격실(compartment)을 더 포함하되, 상기 격실은 상기 주입 레이들이 상기 진공 용융 챔버로 들어가거나 나오는 것을 가능하게 하고, 상기 주입 레이들이 상기 진공 용융 챔버에 들어가거나 나올 때 진공 장비(vacuumizing equipment)와 함께 상기 진공 용융 챔버의 내부를 저산소 상태로 유지하기 위해 사용된다.

일 실시 예에서, 상기 턴디쉬는 가열 기능을 갖는 유도로(induction furnace)이다.

일 실시 예에서, 상기 개방형 용융로의 부피는 상기 턴디쉬의 부피보다 크다.

제2 양태에 따르면, 본 명세서는 제1 양태에서 제공된 장치에 기초하는 분말 미립화 방법을 제공한다. 상기 분말 미립화 방법은: 상기 개방형 용융로에서 용융된 용강의 품질이 사전 설정된 표준에 달하는 것으로 결정하는 동작; 상기 개방형 용융로에서부터 상기 턴디쉬에 의해 용강을 받는 동작; 상기 주입 레이들이 제1 상태에 있는 것으로 판단하고, 용강을 내부에 수용하고 있는 턴디쉬로부터 상기 용강을 상기 주입 레이들에 주입하고, 상기 주입 레이들을 제어하여 상기 주입된 용강을 상기 미립화 챔버 안으로 분무하는 동작; 상기 턴디쉬 내의 용강의 양이 해당하는 미리 설정된 임계 값보다 작은 것으로 결정하고, 상기 개방형 용융로에서부터 턴디쉬에 의해 용강을 다시 받아들이고, 또한 상기 주입 레이들의 내화성 물질을 변경하는 동작; 및 변경된 내화성 물질을 갖는 상기 주입 레이들이 제1 상태인 것으로 판단하고, 다시 받은 용강을 갖는 턴디쉬로부터 상기 변경된 내화성 물질을 갖는 주입 레이들에 용강을 주입하고, 또한 상기 변경된 내화성 물질을 갖는 상기 주입 레이들을 제어하여 그에 주입된 용강을 미립화 챔버 내로 분무하는 동작을 포함한다.

일 실시 예에 있어, 상기 개방형 용융로 내의 용강의 양이 해당하는 미리 설정된 임계 값 미만일 경우, 용강으로 제련될 원료 물질이 상기 개방형 용융로에 첨가된다.

일 실시 예에 있어, 상기 장치는 상기 턴디쉬 및 상기 주입 레이들을 수용하기 위해 사용되는 진공 용융 챔버(vacuum smelting chamber), 및 상기 진공 용융 챔버의 측벽에 연결된 기밀 가이드 장치(airtight guide device)를 더 포함하고; 상기 개방형 용융로로부터 턴디쉬에 의해 용강을 받아들이는 동작은, 상기 기밀 가이드 장치에 의해 상기 개방형 용융로 내의 용강을 상기 턴디쉬로 안내하는 동작을 포함한다.

또한, 특정한 일 실시 예에 있어, 용강으로 제련될 원료 물질은 용이하게 산화 가능한 재료를 포함하고, 상기 개방형 용융로 내의 용강의 품질이 미리 설정된 표준에 이르는 것으로 결정하는 동작은: 상기 개방형 용융로에서 용이하게 산화 가능한 물질을 제외한 원료 물질로부터 제련된 용강의 품질이 해당하는 미리 설정된 표준에 이르는 것으로 결정하는 동작을 포함하고; 상기 개방형 용융로에서부터 턴디쉬에 의해 용강을 받아들이는 동작 단계 전에, 상기 방법은, 상기한 용이하게 산화 가능한 물질을 턴디쉬 내에 배치하여, 상기한 용이하게 산화 가능한 물질이 상기 진공 용융 챔버에서 턴디쉬 내에 수용된 용강 내로 용융되도록 하는 동작을 더 포함한다.

또 다른 특정한 실시 예에 있어, 상기 주입 레이들의 내화성 물질을 변경하는 동작은, 상기 주입 레이들을 상기 진공 용융 챔버로부터 나오도록 제어하는 동작, 및 상기 진공 용융 챔버 외부에서 상기 주입 레이들의 내화성 물질을 변경하는 동작을 포함한다.

또한, 일 실시 예에 있어, 상기 장치는 상기 진공 용융 챔버의 측벽에 기초하여 상기 진공 용융 챔버의 외부를 향하여 배치되고, 상기 측벽에 속하는 이동 가능한 제1 배플 플레이트(baffle plate) 및 상기 제1 배플 플레이트와 수직으로 대향하는 이동 가능한 제2 배플 플레이트를 포함하는 격실을 더 포함하고; 상기 주입 레이들을 상기 진공 용융 챔버로부터 나오도록 제어하는 동작은, 상기 제1 배플 플레이트를 이동시켜 개방 상태에 있도록 제어하고, 상기 주입 레이들을 상기 격실 안으로 이동하도록 제어하는 동작; 상기 제1 배플 플레이트를 이동시켜 폐쇄 상태에 있도록 제어하는 동작; 및 상기 제2 배플 플레이트를 이동시켜 개방 상태에 있도록 제어하고, 상기 주입 레이들을 상기 진공 용융 챔버 밖으로 이동시키도록 제어하는 동작을 포함한다.

또한, 특정한 일 실시 예에 있어, 상기 주입 레이들의 내화성 물질이 변경된 후, 상기 방법은, 상기 제2 배플 플레이트가 개방 상태에 있는 것으로 결정하고, 상기 주입 레이들을 상기 격실 내로 이동시키도록 제어하는 동작; 상기 제2 배플 플레이트를 이동시켜 폐쇄 상태에 있도록 제어하고, 진공 장비에 의해 상기 제1 격실을 진공화하는 동작; 및 상기 격실의 내부가 저산소 상태에 있다고 결정하고, 상기 주입 레이들을 제어하여 상기 진공 용융 챔버 내로 이동하도록 하는 동작을 포함한다.

제3 양태에 따르면, 본 명세서는 분말 미립화 장치를 제공하되, 상기 분말 미립화 장치는, 원료 물질을 용강으로 제련하기 위해 사용되는 개방형 용융로; 상기 개방형 용융로로부터 용강을 번갈아 받아들이고, 상기 용강을 주입 레이들에 번갈아 연속적으로 주입하기 위해 사용되는 다수의 턴디쉬들; 상기 주입된 용강을 제1 상태에서 미립화 챔버 내로 연속적으로 분무하는데 사용되는 주입 레이들로서, 상기 제1 상태는 미리 설정된 온도로 가열하고 상기 미립화 챔버와의 연결을 포함하는 것인 상기 주입 레이들; 및 그 안에서 미립화 된 용강 방울들을 금속 분말로 응축시키기 위해 사용되는 상기 미립화 챔버를 포함한다.

일 실시 예에 있어, 상기 분말 미립화 장치는, 상기 복수의 턴디쉬들 및 주입 레이들을 수용하기 위해 사용되는 진공 용융 챔버; 및 상기 진공 용융 챔버의 측벽에 연결되고 상기 개방형 용융로 내의 용강을 상기 복수의 턴디쉬들로 안내하는데 사용되는 기밀 가이드 장치를 더 포함한다.

제4 양태에 따르면, 본 명세서는 상기 제3의 양태에서 제공되는 장치에 기초하는 분말 미립화 방법을 제공하되, 상기 장치의 상기 복수의 턴디쉬는 제1 턴디쉬 및 제2 턴디쉬를 포함하되, 상기 분말 미립화 방법은, 상기 개방형 용융로에서 용융된 용강의 품질이 사전에 설정된 표준에 달하는 것으로 결정하는 동작; 상기 제1 턴디쉬에 의해 상기 개방형 용융로로부터 용강을 받아들이는 동작; 상기 주입 레이들이 제1 상태에 있는 것으로 결정하고, 상기 받아들인 용강을 갖는 상기 제1 턴디쉬로부터 상기 주입 레이들에 용강을 주입하고, 상기 주입 레이들을 제어하여 상기 주입된 용강을 상기 미립화 챔버 내로 분무하는 동작으로서, 상기 받아들인 용강을 갖는 상기 제1 턴디쉬로부터 상기 주입 레이들 내로 용강을 주입하는 공정에 있어, 상기 제2 턴디쉬는 상기 개방형 용융로에서 용강을 받아들이는 동작; 및 상기 제1 턴디쉬 내의 용강의 양이 대응하는 미리 설정된 임계 값보다 작은 것으로 결정하고, 상기 받아들인 용강을 갖는 상기 제2 턴디쉬로부터 상기 주입 레이들 안으로 용강을 주입하고, 상기 받아들인 용강을 갖는 상기 제2 턴디쉬로부터 상기 주입 레이들 내로 용강을 주입하는 공정에 있어, 상기 제1 턴디쉬는 상기 개방형 용융로에서 용강을 받아들이는 동작을 포함한다.

일 실시 예에 있어, 상기 방법은, 상기 주입 레이들이 미리 설정된 수의 턴디쉬들에서 용강을 분무한 후, 상기 주입 레이들의 내화성 물질을 변경하는 동작; 및 상기 변경된 내화성 물질을 갖는 상기 주입 레이들이 제1 상태에 있다고 판단하고, 상기 받아들인 용강을 갖는 제1 또는 제2 턴디쉬로부터 상기 변경된 내화성 물질을 갖는 주입 레이들에 용강을 주입하고, 상기 변경된 내화성 물질을 갖는 주입 레이들을 제어하여 상기 주입된 용강을 미립화 챔버 내로 분무하는 동작을 더 포함한다.

제5 양태에 있어서, 본 명세서는 분말 미립화 장치를 제공하고 있는바, 상기 분말 미립화 장치는, 원료 물질을 용강으로 제련하는데 사용되는 개방형 용융로; 상기 개방형 용융로로부터 용강을 받아들이고, 상기 받아들인 용강의 온도를 미리 설정된 범위 내로 유지하고, 용강을 복수의 주입 레이들에 주입하는 데 사용되는 턴디쉬; 제1 주입 레이들 및 제2 주입 레이들을 포함하는 상기 복수의 주입 레이들로서, 여기서 상기 제1 주입 레이들은 주입된 용강을 제1 상태에서 미립화 챔버 내로 분무하되, 상기 제1 상태는 미리 설정된 온도로 가열하는 동작 및 상기 미립화 챔버와의 연결을 포함하고, 상기 제1 주입 레이들이 상기 턴디쉬로부터 주입된 용강으로 가득 차면, 상기 제2 주입 레이들은 제1 주입 레이들을 대체하여 상기 개방형 용융로로부터 다시 받아들인 용강을 갖는 상기 턴디쉬로부터 용강을 수용하는 것인 상기 복수의 주입 레이들; 및 그 안에 분무된 용강 방울들을 금속 분말로 응축시키는 데 사용되는 상기 미립화 챔버를 포함한다.

일 실시 예에 있어, 상기 분말 미립화 장치는, 상기 턴디쉬 및 상기 복수의 주입 레이들을 수용하기 위해 사용되는 진공 용융 챔버, 및 상기 진공 용융 챔버의 측벽에 연결되고 상기 개방형 용융로의 용강을 상기 턴디쉬로 안내하는데 사용되는 기밀 가이드 장치를 더 포함한다.

또한, 특정한 일 실시 예에 있어, 상기 분말 미립화 장치는 복수의 격실들(compartments)을 더 포함하되, 여기서 상기 복수의 격실들의 수는 상기 복수의 주입 레이들의 그것과 동일하고, 상기 복수의 격실들은 상기 진공 용융 챔버의 측벽에 기초하여 배열되며, 그 각각은 상기 측벽에 속하는 이동 가능한 제1 배플 플레이트 및 상기 제1 배플 플레이트와 수직으로 대향하는 이동 가능한 제2 배플 플레이트를 포함하고, 또한 해당하는 주입 레이들이 상기 진공 용융 챔버에 진출입하는 것을 허용하는 한편 상기 복수의 주입 레이들이 상기 진공 용융 챔버로 들어가거나 나올 때 진공화 장비와 함께 상기 진공 용융 챔버의 내부를 저산소 상태로 유지하는데 사용된다.

또 다른 특정 실시 예에 있어, 상기 분말 미립화 장치는 환형 트랙(annular track)을 더 포함하되, 여기서 상기 복수의 주입 레이들은 상기 환형 트랙에 기초하여 동일한 간격으로 고정적으로 배열되고, 또한 상기 환형 트랙은 상기 복수의 주입 레이들을 주입 위치로 하나씩 이동시켜 턴디쉬로부터 주입되는 용강을 받아들이는 데 사용된다.

또 다른 특정 실시 예에 있어, 상기 분말 미립화 장치는 환형 트랙과 격실을 더 포함하되, 상기 복수의 주입 레이들이 상기 환형 트랙에 기초하여 동일한 간격으로 분리 가능하게 배열되고, 상기 환형 트랙은 상기 턴디쉬로부터 주입되는 용강을 받아들이도록 상기 복수의 주입 레이들을 주입 위치로 회전시키고, 또한 상기 복수의 주입 레이들을 출구로 회전시킴으로써, 상기 복수의 주입 레이들이 격실들을 통해 상기 진공 용융 챔버 밖으로 나오게 하도록 사용되며; 상기 격실은 상기 진공 용융 챔버의 측벽에 기초하여 배치되고, 상기 측벽에 속하는 이동 가능한 제1 배플 플레이트 및 상기 제1 배플 플레이트와 수직으로 대향하는 이동 가능한 제2 배플 플레이트를 포함하며, 상기 복수의 주입 레이들이 상기 진공 용융 챔버로 들어가거나 그로부터 나오는 것을 가능하게 하는 한편, 상기 복수의 주입 레이들이 진공 용융 챔버에 들어가거나 나올 때 진공화 장비와 조합하여 상기 진공 용융 챔버의 내부를 저산소 상태로 유지하는 데에 사용된다.

제6의 양태에 있어, 본 명세서는 상기 제5 양태에서 제공되는 장치에 기초한 분말 미립화 방법을 제공한다. 상기 분말 미립화 방법은, 상기 개방형 용융로에서 용융된 용강의 품질이 미리 설정된 표준에 달하는 것으로 결정하는 동작; 상기 개방형 용융로에서 상기 턴디쉬에 의해 용강을 받아들이는 동작; 상기 제1 주입 레이들이 제1 상태에 있는 것으로 판단하고, 상기 받아들인 용강을 갖는 턴디쉬로부터 상기 제1 주입 레이들에 용강을 주입하고, 상기 제1 주입 레이들을 제어하여 상기 주입된 용강을 상기 미립화 챔버에 분무하는 동작; 상기 턴디쉬 내의 용강의 양이 해당하는 미리 설정된 임계 값보다 작은 것으로 결정하고, 상기 턴디쉬 의해 상기 개방형 용융로로부터 용강을 다시 받아들이고, 또한 상기 제1 주입 레이들을 상기 제2 주입 레이들로 교체하는 동작; 상기 제2 주입 레이들이 제1 상태에 있는 것으로 결정하고, 그 안에 용강이 수용된 상기 턴디쉬로부터 상기 제2 주입 레이들에 용강을 주입하고, 또한 상기 제2 주입 레이들을 제어하여 그 안에 주입된 용강을 미립화 챔버 내로 분무하는 동작을 포함한다.

일 실시 예에 있어, 상기 장치는 상기 턴디쉬 및 상기 복수의 주입 레이들을 수용하기 위해 사용되는 진공 용융 챔버 및 상기 진공 용융 챔버의 측벽에 연결된 기밀 가이드 장치를 더 포함하고; 상기 개방형 용융로로부터 용강을 턴디쉬에 의해 받아들이는 동작은 상기 개방형 용융로의 용강을 상기 기밀 가이드 장치에 의해 안내하는 동작을 포함한다.

또한, 일 양태에서 특정 실시 예에 따르면, 상기 턴디쉬 내의 용강의 양이 해당하는 미리 설정된 임계 값 미만인 것으로 결정하는 단계 후에, 상기 방법은, 상기 제1 주입 레이들을 상기 진공 용융 챔버로부터 나오도록 제어하는 동작, 및 상기 진공 용융 챔버 외부에서 상기 제1 주입 레이들의 내화성 물질을 변경하는 동작을 더 포함한다.

또한, 일 실시 예에 있어, 상기 장치는 복수의 격실들을 더 포함하고, 상기 복수의 격실들의 수는 상기 복수의 주입 레이들의 그것과 동일하고, 상기 복수의 격실들은 상기 진공 용융 챔버의 측벽에 기초하여 상기 진공 용융 챔버의 외부를 향하여 배열되며, 그 각각은 상기 측벽에 속하는 이동 가능한 제1 배플 플레이트 및 상기 제1 배플 플레이트와 수직으로 대향하는 이동 가능한 제2 배플 플레이트를 포함하고; 상기 제1 주입 레이들을 상기 진공 용융 챔버로부터 나오도록 제어하는 동작은, 상기 제1 배플을 이동시켜 개방 상태에 있도록 제어하고, 상기 주입 레이들을 해당 격실로 이동하도록 제어하는 동작; 상기 제1 배플 플레이트를 이동시켜 폐쇄 상태에 있도록 제어하는 동작; 및 상기 제2 배플 플레이트를 개방 상태에 있도록 제어하고, 상기 주입 레이들을 상기 진공 용융 챔버 밖으로 이동하도록 제어하는 동작을 포함한다.

또 다른 양태에서, 특정한 일 실시 예에 따르면, 상기 장치는 상기 진공 용융 챔버에 위치된 환형 트랙을 더 포함하고, 상기 복수의 주입 레이들은 상기 환형 트랙에 기초하여 동일한 간격으로 고정형으로 배치되고; 그리고 상기 제1 주입 레이들을 상기 제2 주입 레이들로 교체하는 동작은, 상기 환형 트랙을 회전시켜 상기 제2 주입 레이들을 주입 위치로 이동하도록 제어하는 동작을 포함한다.

또한, 일례로서, 상기 복수의 주입 레이들이 상기 턴디쉬로부터 주입된 용강을 순차적으로 받도록 제어된 후, 상기 방법은 상기 진공 용융 챔버를 개방하여 상기 복수의 주입 레이들의 내화성 물질을 변경시키는 동작을 더 포함한다.

또 다른 양태에 있어, 특정한 실시 예에 따르면, 상기 장치는 환형 트랙 및 격실을 더 포함하고, 상기 환형 트랙은 상기 진공 용융 챔버에 위치되고, 상기 복수의 주입 레이들은 상기 환형 트랙에 기초하여 동일한 간격으로 분리 가능하게 배열되며, 상기 격실은 상기 진공 용융 챔버의 측벽에 기초하여 상기 진공 용융 챔버의 외부를 향하여 배치되고, 상기 측벽에 속하는 이동 가능한 제1 배플 플레이트 및 상기 제1 배플 플레이트와 수직으로 대향하는 이동 가능한 제2 배플 플레이트를 포함하되; 상기 제1 주입 레이들을 상기 제2 주입 레이들로 교체하는 동작은, 상기 환형 트랙을 회전시켜 상기 제2 주입 레이들을 주입 위치로 이동시키고 상기 제1 주입 레이들을 출구로 이동시키도록 제어하는 동작을 포함하고; 상기 제1 주입 레이들이 출구로 이동한 후, 상기 방법은, 상기 제1 배플 플레이트를 이동시켜 개방 상태에 있도록 제어하고, 상기 제1 주입 레이들이 상기 격실 안으로 이동하도록 제어하는 동작; 상기 제1 배플 플레이트를 이동시켜 폐쇄 상태에 있도록 제어하는 동작; 및 상기 제2 배플 플레이트를 이동시켜 개방 상태에 있도록 제어하고, 상기 제1 주입 레이들을 상기 진공 용융 챔버 밖으로 이동시켜 상기 제1 주입 레이들의 내화성 물질을 변경하도록 제어하는 동작을 더 포함한다.

또한, 일 실시 예에 있어, 상기 제1 주입 레이들의 내화성 물질이 변경된 후, 상기 방법은, 상기 제2 배플 플레이트가 개방 상태에 있는 것으로 결정하고, 상기 제1 주입 레이들을 상기 격실 내로 이동시키도록 제어하는 동작; 상기 제2 배플 플레이트가 폐쇄 상태에 있도록 제어하고, 진공 장비(vacuumizing equipment)에 의해 제1 격실을 진공화하는 동작; 및 상기 제1 격실의 내부가 저산소 상태에 있는 것으로 결정하고, 상기 제1 주입 레이들을 제어하여 환형 트랙 상으로 이동시키는 동작을 포함한다.

요약하면, 본 명세서의 실시 예에 의해 제공되는 분말 미립화 장치 및 분말 미립화 방법은 다음과 같은 유리한 효과를 갖는다:

1. 챔버 외부의 개방형 용융로는 용강 제련에 사용되며, 그 제련 공정에서 용강의 순도를 보장할 수 있으며(고정형 처리(standing treatment)에 의한 것처럼), 용강은 전체적인 분말 제조 공정과 충돌하지 않고 용융된다;

2. 챔버의 유도로(induction furnace)는 제련에 사용되지 않으며, 언제든지 순수한 용강을 받을 수 있으며, 또한 원래의 용강을 쏟아 부은 후 또 다른 용강의 용광로를 준비하는 데 단지 약 10분 정도가 소요되므로 분말 제조를 위한 준비 시간이 크게 절약된다;

3. 현재 주입 레이들의 분말 생산이 완료되면, 다른 주입 레이들 중 하나가 미리 설정된 온도로 예열되고 잘 준비되므로, 챔버 내의 턴디쉬가 용강으로 채워진 후 즉시 분말 생산이 수행될 수 있다;

4. 각각의 주입 레이들은 신뢰성 있는 기밀 방식으로 챔버 내로 진출입이 이루어지므로, 주입 레이들이 챔버 내로 들어가거나 나올 때 그 챔버의 산소 함량에 영향을 미치지 않는다;

5. 챔버 내에 2개의 턴디쉬가 배치되는 경우, 각각의 주입 레이들은 5-6 회 또는 그 이상의 분말 생산에 사용될 수 있어, 분말 생산의 연속성이 향상되고 내화성 물질을 사용하는 비용이 크게 감소된다; 그리고

6. 분말 생산을 위한 준비 시간이 단축되고, 심지어 연속적인 분말 생산이 달성될 수 있어서, 분말 생산율이 15h/24h 또는 심지어는 24h/24h로 증가한다.

도 1은 기존의 미립화 장치의 개략도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 분말 미립화 장치를 도시한다.
도 3은 또 다른 실시 예에 따른 분말 미립화 장치를 도시한다.
도 4는 또 다른 실시 예에 따른 분말 미립화 장치를 도시한다.
도 5는 일 실시 예에 따른 도 2의 장치에 기초한 분말 미립화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 6은 일 실시 예에 따른 분말 미립화 장치를 도시한다.
도 7은 일 실시 예에 따른 도 6의 장치에 기초한 분말 미립화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 8은 일 실시 예에 따른 분말 미립화 장치를 도시한다.
도 9는 또 다른 실시 예에 따른 분말 미립화 장치를 도시한다.
도 10은 또 다른 실시 예에 따른 분말 미립화 장치를 도시한다.
도 11은 또 다른 실시 예에 따른 분말 미립화 장치를 도시한다.
도 12는 일 실시 예에 따른 도 8의 장치에 기초한 분말 미립화 방법의 흐름도를 도시한다.
도 13은 일 실시 예에 따른 분말 미립화 장치를 도시한다.
도 14는 또 다른 실시 예에 따른 분말 미립화 장치를 도시한다.

본 발명의 실시 예들의 목적, 기술적 해결책 및 장점들을 보다 명확하게 설명하기 위해, 이하 본 발명의 실시 예의 기술적 해결책을 첨부한 실시 예들의 도면과 함께 아래에서 설명한다.

본 명세서에 따르면, 개방형 용융로(open smelting furnace) 및 턴디쉬(tundish)와 함께 설계되는 분말 미립화 장치(powder atomization apparatus)가 제공된다. 도 1에 도시된 용융로(120)와는 달리, 일 실시 예에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 개방형 용융로(210)에서 제련된 용강은 턴디쉬(221)에 부어지고 나서, 턴디쉬(221)로부터 주입 레이들(231)에 주입된다. 따라서, 원료는 연속해서 개방형 용융로에 첨가됨으로써 개방형 용융로에 있는 용강이 충분한 것을 확실히 하도록 만들 수 있다. 턴디쉬(221)의 용강이 주입 레이들(231) 내로 완전히 쏟아진 후, 턴디쉬(221)는 약 10분 이내에 개방형 용융로(210)로부터 용강을 직접 받아들인다. 도 1에 도시된, 용강을 제조할 때마다 90 내지 100분이 걸리는, 기존의 용융로(120)와 비교하여, 본 명세서에 개시된 분말 미립화 장치는 용강 제조 시간을 현저히 단축한다. 본 명세서에 의해 제공되는 분말 미립화 장치는 수성(water-based) 분말 미립화뿐만 아니라 기체성(gas-based) 분말 미립화에도 사용될 수 있으며, 즉 미립화 매체에 있어 어떤 제한도 없다는 것을 유념하여야 할 것이다.

본 명세서의 실시 예들에 의해 제공되는 분말 미립화 장치에 기초한 분말 미립화 장치 및 분말 미립화 방법은 구체적으로 다음과 같이 상세하게 설명된다.

도 2에 도시된 바와 같이. 일 실시 예에 따른 분말 미립화 장치는 개방형 용융로(210), 턴디쉬(221), 주입 레이들(231) 및 미립화 챔버(240)를 포함한다. 도 2는 개방형 용융로(210) 및 턴디쉬(221)의 지지 장치를 도시하지 않으며, 개방형 용융로(210), 턴디쉬(221), 주입 레이들(231) 및 미립화 챔버(240)의 상대적인 위치만을 예시적으로 도시한다.

구체적으로, 개방형 용융로(210)는 원료 물질을 용강으로 제련하는 데에 사용되며, 턴디쉬(221)는 개방형 용융로(210)로부터 용강을 수용하고, 그 수용된 용강의 온도를 미리 설정된 범위 내로 유지하여 용강을 주입 레이들 내로 부어 넣는다. 또한, 주입 레이들(231)은 그것에 투입된 용강을 제1 상태에서 미립화 챔버 내로 미립자화하는 데에 사용되며, 여기서 상기 제1 상태는 미리 설정된 온도로 가열하고 미립화 챔버와의 연결을 포함한다. 미립화 챔버(240)는 내부에서 금속 분말로 미립자화된 용강, 즉 용강 방울들을 응축시키는 데에 사용된다.

일 실시 예에서, 상기 개방형 용융로(210)의 용강 체적(V1)은 턴디쉬의 용강 체적(V2)보다 더 크다. 특정한 일 실시 예에서, V1 대 V2의 비는 2 이상이다. 일례로서, 개방형 용융로(210)는 1000kg의 용강을 제련할 수 있고, 턴디쉬(221)는 400kg의 용강을 수용할 수 있다.

일 실시 예에서, 턴디쉬(221)는 가열 기능을 갖는 유도로(induction furnace)이다.

일 실시 예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 분말 미립화 장치는 턴디쉬(221) 및 주입 레이들(231)을 수용하기 위해 사용되는 진공 용융 챔버(250)를 더 포함하고, 개방형 용융로(210)는 진공 용융 챔버(250)의 외부에 배치된다. 용강, 특히 Al과 같은 고활성 금속을 함유하는 용강의 주입 공정(pouring process)에서 산화를 방지하기 위해 저산소 분위기를 생성하기 위한 목적으로 진공 용융 챔버가 배치되고; 용강이 고활성 금속을 함유하지 않는 경우, 즉 용강의 산화를 고려할 필요가 없는 경우, 진공 용융 챔버는 배치되지 않거나 진공화되지 않을 수도 있다는 것을 유의하여야 할 것이다. 더욱이, 분말 미립화 장치는 진공 용융 챔버(250)의 측벽과 연결되고 개방형 용융로(210)의 용강을 턴디쉬(221)로 안내하기 위해 사용되는 기밀형(airtight) 가이드 장치를 더 포함한다. 특정한 일 실시 예에서, 기밀 가이드 장치는 내부 물질 및 외부 물질로 구성되며, 여기서 상기 내부 물질은 질화 붕소(boron nitride) 또는 산화 지르코늄(zirconium oxide)과 같은 내화성 물질이고, 상기 외부 물질은 강철과 같은 금속 재료이다. 또 다른 특정 실시 예에서, 기밀형 가이드 장치는 기밀형 가이드 홈 또는 기밀형 가이드 파이프이다.

또한, 특정한 일 실시 예에서, 분말 미립화 장치는 진공 용융 챔버의 측벽에 기초하여 진공 용융 챔버의 내부 또는 외부를 향해 배열되는 하나의 격실(compartment)을 구비하는데, 이것은 주입 레이들이 진공 용융 챔버에 진입하거나 그로부터 나오는 것을 가능하게 하고, 또한 주입 레이들이 진공 용융 챔버로 들어가거나 그로부터 나올 때 진공화 장비와 합동으로 진공 용융 챔버의 내부를 저산소 상태로 유지하기 위하여 사용된다. 일례에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 격실(270)은 진공 용융 챔버의 외부를 향하여 배열되고, 진공 용융 챔버의 측벽에 속하는 제1 배플 플레이트(271) 및 상기 제1 배플 플레이트와 수직 방향으로 대향하는 이동형의 제2 배플 플레이트(272)를 포함한다.

상기 실시 예에 의해 제공된 분말 미립화 장치에 기초하여, 본 명세서는 분말 미립화 방법을 추가로 제공한다. 도 5는 일 실시 예에 따른 도 2에 도시된 장치에 기초한 분말 미립화 방법의 흐름도를 도시한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 분말 미립화 방법은 구체적으로 다음과 같은 단계들을 포함한다: S510, 개방형 용융로에서 제련된 용강의 품질이 사전 설정된 표준에 미치는 것으로 결정하는 단계; S520, 개방형 용융로로부터 용강을 턴디쉬에 의해 수용하는 단계; S530, 상기 주입 레이들이 제1 상태인 것으로 판단하고, 상기 용강을 수용하고 있는 턴디쉬로부터 상기 용강을 주입 레이들에 주입하고, 그리고 상기 주입 레이들을 제어하여 상기 주입된 용강을 미립화 챔버 내로 미립자화하는 단계; S540, 턴디쉬 내의 용강의 양이 미리 설정된 해당하는 임계 값보다 더 작은 것으로 결정하고, 턴디쉬 의해 개방형 용융로로부터 용강을 다시 수용하고, 그리고 주입 레이들의 내화성 물질을 교체하는 단계; 및 S550, 교체된 내화성 물질을 갖는 주입 레이들이 제1 상태인 것으로 판단하고, 다시 용강이 수용된 턴디쉬에서 내화성 물질이 변경된 주입 레이들에 용강을 쏟아 붓고, 교체된 내화성 물질을 갖는 주입 레이들을 제어하여 거기에 주입된 용강을 미립화 챔버 내로 미립자화 하는 단계.

우선, S510에서는, 개방형 용융로에서 제련된 용강의 품질이 사전 설정된 표준에 미치는 것으로 결정된다.

제조 공정에 기초하여, 제조될 분말에 해당하는 원료가 도 2에 도시된 개방형 용융로(210)에 배치되고, 개방형 용융로(210)에서 제련된 용강의 품질이 사전 설정된 표준에 부합하는지의 여부는 용강의 성분 및 온도를 모니터하기 위한 모니터링 시스템에 따라 결정된다.

용강의 품질이 사전 설정된 표준에 도달하는 것으로 판단되는 조건 하에서, 턴디쉬가 개방형 용융로로부터 용강을 수용할 수 있도록 S520이 수행된다.

일 실시 예에서, 턴디쉬(221)는 턴디쉬(221) 내의 이 미리 정해진 레벨에 도달한 것으로 검출될 때까지, 즉 턴디쉬(221)가 용강으로 가득 차게 될 때까지 개방형 용융로(210)로부터 용강을 받도록 제어된다.

다음으로, S530에서, 주입 레이들이 제1 상태인 것으로 판단될때, 용강이 수용된 턴디쉬로부터 주입 레이들에 용강이 투입되고, 주입 레이들은 그 안에 투입된 용강을 미립화 챔버에 넣어서 미립자화하도록 제어된다.

여기서, 제1 상태에서, 주입 레이들은 미립화 챔버와 연결된다. 즉, 주입 레이들은 내부에 용강이 투입될 수 있는 위치(이하에서, 용강이 주입 레이들 내로 주입될 수 있는 위치는 주입 위치로 약칭된다)에 위치하며, 주입 레이들은 미리 설정된 온도로 예열된다. 용강으로 가득한 턴디쉬(221)는 용강을 주입 레이들(231)에 붓고, 동시에 주입 레이들(231)은 주입된 용강을 미립화 챔버 안으로 미립자화 하도록 제어되어, 미립화 후에 얻어진 용강 방울들이 미립화 챔버(240)에서 금속 분말로 응축되도록 한다.

이어서, S540에서, 턴디쉬 내의 용강의 양이 해당하는 미리 설정된 임계 값 미만인 것으로 판단될 때, 턴디쉬는 개방형 용융로로부터 용강을 다시 받아들이고, 주입 레이들의 내화성 물질은 교체된다.

여기서, 턴디쉬 내의 용강의 양이 해당하는 미리 설정된 임계 값보다 작다고 결정하는 것의 목적은 턴디쉬의 용강이 완전히 부어지는 것을 확실히 하기 위함인데, 여기서 용강의 양은 용강의 질량 또는 부피이고, 해당하는 미리 설정된 임계 값은 미리 설정된 질량 임계 값 또는 미리 설정된 부피 임계 값이다. 또한, 턴디쉬의 용강이 완전히 부어졌는지의 여부는 수평면에 대한 턴디쉬의 경사각이 5° 또는 0°와 같은 해당하는 미리 설정된 각도에 도달하는지의 여부에 따른 기준에 의해서도 또한 결정될 수 있다.

더욱이, 턴디쉬(221)의 용강이 완전히 쏟아 주입된 것으로 판단되면, 턴디쉬(221)는 다시 개방형 용융로(210)로부터 용강을 다시 받고, 주입 레이들(231)의 내화성 물질이 변경된다.

다음으로, S550에서, 내화성 물질이 변경된 주입 레이들이 제1 상태인 것으로 결정되면, 수용된 용강을 갖는 턴디쉬로부터 내화성 물질이 변경된 주입 레이들 내로 용강이 다시 주입되고, 내화성 재료가 변경된 주입 레이들은 미립화 챔버 내로 주입된 용강을 미립자화하도록 제어된다.

일례에 따르면, 300kg의 용강을 함유할 수 있는 턴디쉬에 대해, 턴디쉬에 용강을 부어 넣는 데 대체로 약 25분이 걸리고, 용강으로 턴디쉬를 채우는 데는 대체로 약 10분이 걸리며, 주입 레이들에서 내화성 물질을 변경하고 제1 상태에서 내화성 물질을 갖는 주입 레이들을 변경하는 데에 대체로 약 35분이 걸리므로, 24h 당 연속적인 분말 생산 시간은 10h로 연장될 수 있다.

전술한 바와 같이, 개방형 용융로(210) 및 턴디쉬(221)가 설계되고, 개방형 용융로(210) 내의 용강은 턴디쉬(221) 내의 용강이 완전히 주입된 후 턴디쉬(221)가 개방형 용융로(210)로부터 용강을 연속적으로 수용할 수 있음을 확실히 하기에 충분히 유지되며, 이로써 용강 제조 방법은 과감하게 단축되고, 따라서 분말 생산율을 증가시키고 분말 생산 시간을 약 10시간까지 연장시킨다.

더욱이, 일 실시 예에 있어, 도 3에 도시된 바와 같이, 분말 미립화 장치는 진공 용융 챔버(250) 및 기밀 가이드 장치를 더 포함할 수 있다. 고활성 금속 성분을 함유하는 용강이 제련될 때, 고활성 물질들(산화성 금속 원소를 포함하는 원료 물질)이 개방형 용융로(210)에 첨가된다면, Al 및 Ti와 같은 고활성 금속 성분들이 산화될 수도 있음을 고려하여, 고활성 물질을 수용하기 위한 턴디쉬(221)를 수용하기 위한 진공 용융 챔버(250)가 배치되고, 다른 원료 물질은 개방형 용융로(210)에서 제련되고, 그리고 턴디쉬(221)는 용강 성분의 추가적인 조절을 구현하기 위해 개방형 용융로(210)에서 받은 용강에 의해 고활성 물질을 용융시킬 수 있다. 이에 상응하여, S510은, 개방형 용융로(210) 내의 용이하게 산화 가능한 물질을 제외한 원료 물질로부터 제련된 용강의 품질이 해당하는 미리 설정된 임계 값에 도달하는지를 결정하고, S520 이전에 상기 용이하게 산화 가능한 물질을 턴디쉬 내에 배치하는 단계를 포함하되, 이로써 S520에서 턴디쉬(221)가 용강을 받을 때, 용이하게 산화 가능한 물질은 턴디쉬(221)에 수용된 용강 속에서 용융될 수 있도록 한다.

또한, S520에서, 개방형 용융로(210) 내의 용강은 기밀 가이드 장치에 의해 턴디쉬(221) 내로 안내된다. 특정 일 실시 예에서, 기밀 가이드 장치는 도 3에 도시된 바와 같은 기밀 커넥터(airtight connector)(261) 및 기밀 가이드 파이프(airtight guide pipe)(262)를 포함한다. 따라서, S520에서, 개방형 용융로(210)의 용강 배출구(211)가 기밀 커넥터(261)에 삽입된 후, 용강이 가이드 파이프(262)에 의해 턴디쉬(221) 내로 안내된다.

또한, 분말 미립화 장치는 하나의 격실을 더 포함하는데, 이것은 진공 용융 챔버의 측벽에 기초하여 진공 용융 챔버의 내부 또는 외부를 향해 배치되는 한편, 주입 레이들이 진공 용융 챔버로 들어가거나 그로부터 나오는 것을 가능하게 할 뿐만 아니라, 주입 레이들이 진공 용융 챔버로 들어가거나 나올 때 진공 용융 챔버의 내부를 진공 장비와 조합하여 저산소 상태로 유지하기 위해 사용된다. 주입 레이들(231)이 내화성 물질을 변경하기 위해 진공 용융 챔버로부터 나와서 내화성 물질이 변경된 후, 용강을 수용하도록 진공 용융 챔버로 들어가는 공정은 도 4에 도시된 격실(270)과 함께 아래에서 설명된다.

먼저, 주입 레이들(231)은 다음의 단계를 통해 진공 용융로(250) 밖으로 나오도록 제어되는데, 상기 단계들은, 제1 배플 플레이트(271)가 이동하여 개방 상태가 되도록 제어하는 단계; 주입 레이들(231)이 격실(270) 내로 이동하도록 제어하는 단계; 이어서, 제1 배플 플레이트(271)가 이동하여 폐쇄 상태로 되도록 제어하는 단계; 그 다음, 제2 배플 플레이트(272)가 이동하여 개방 상태로 되도록 제어하는 단계; 및 주입 레이들(231)을 진공 용융 챔버(250) 밖으로 이동하도록 제어하는 단계를 포함한다.

다음으로, 주입 레이들(231)의 내화성 물질이 진공 용융로(250) 외부로 변경된 후, 주입 레이들(231)은 다음 단계를 통해 진공 용융 챔버(250)로 들어가도록 제어된다. 즉, 제2 배플 플레이트(272)가 개방 상태에 있는 것으로 결정하고, 주입 레이들(231)이 격실(270) 안으로 이동하도록 제어하는 단계; 다음으로, 제2 배플 플레이트(272)가 이동하여 폐쇄 상태에 있도록 제어하고, 진공 장비에 의해 상기 격실(270)을 진공화하는 단계; 그리고, 격실(270)의 내부가 저산소 상태인 것으로 판단하고, 주입 레이들(231)을 진공 용융 챔버(250) 내로 이동하도록 제어하는 단계를 포함한다.

전술한 바와 같이, 격실에 의해, 주입 레이들은 진공 용융 챔버 내의 산소 함량에 영향을 주지 않고 진공 용융 챔버로 들어가거나 나올 수 있다. 즉, 진공 용융 챔버는 저산소 상태로 유지됨으로써 진공 용융 챔버 내의 용강이 산화되는 것을 방지한다.

본 명세서에 의해 제공되는 또 다른 실시 예에 따르면, 도 2에 도시된 분말 미립화 장치에 기초하여 더 많은 턴디쉬들이 배치될 수 있다. 도 6은 일 실시 예에 따른 분말 미립화 장치를 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이. 분말 미립화 장치는 개방형 용융로(210), 턴디쉬(221) 및 턴디쉬(222)와 같은 복수의 턴디쉬들, 및 주입 레이들(231)을 포함한다. 구체적으로는, 개방형 용융로(210)는 원료 물질을 용강으로 제련하는데 사용된다. 복수의 턴디쉬들은 개방형 용융로로부터 용강을 교대로 받아들이고, 용강을 연속적으로, 교대로 주입 레이들 내로 주입한다. 주입 레이들(231)은 주입된 용강을 제1 상태로 미립화 챔버 내로 연속적으로 미립화하되, 여기서 상기한 제1 상태는 사전 설정된 온도로 가열하고 미립화 챔버와의 연결을 포함한다. 또한, 미립화 챔버(240)는 내부의 미립자화된 용강 방울들을 금속 분말로 응축시킨다.

일 실시 예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 분말 미립화 장치는 진공 용융 챔버(250) 및 기밀 가이드 장치를 더 포함하되, 여기서 진공 용융 챔버(250)는 턴디쉬(221), 턴디쉬(222) 및 주입 레이들(231)을 수용하기 위해 사용되고, 또한 기밀 가이드 장치는 진공 용융 챔버(250)의 측벽과 연결되고 개방형 용융로(210) 내의 용강을 복수의 턴디쉬로 안내하는데 사용된다. 일례에서, 기밀 가이드 장치는 기밀 커넥터(261) 및 기밀 가이드 파이프(262)를 포함한다.

상기 실시 예에 의해 제공되는 분말 미립화 장치에 기초하여, 본 명세서는 분말 미립화 방법을 또한 제공한다. 도 7은 일 실시 예에 따른 도 6에 도시된 장치에 기초한 분말 미립화 방법의 흐름도를 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 분말 미립화 방법은 구체적으로 다음 단계를 포함한다: S710, 개방형 용융로에서 제련된 용강의 품질이 사전 설정된 표준에 미치는 것으로 결정하는 단계; S720, 제1 턴디쉬에 의해 개방형 용융로에서 용강을 받는 단계; S730, 주입 레이들이 제1 상태에 있는 것으로 판단하고, 용강이 수용되어 있는 제1 턴디쉬로부터 용강을 주입 레이들에 주입하고, 주입 레이들을 제어하여 주입 레이들에 주입된 용강을 미립화 챔버 안으로 분무하는 단계로서, 여기서 용강이 수용되어 있는 제1 턴디쉬로부터 용강을 주입 레이들에 주입하는 공정에 있어, 제2 턴디쉬는 개방형 용융로로부터 용강을 수용하는 단계; 및 S740, 제1 턴디쉬 내의 용강의 양이 미리 설정된 임계 값 미만인 것으로 결정하고, 용강을 수용하는 제2 턴디쉬로부터 용강을 주입 레이들에 주입하는 단계로서, 여기서 내부에 용강이 수용된 제2 턴디쉬로부터의 용강을 주입 레이들로 주입하는 공정에 있어, 제1 턴디쉬는 개방형 용융로로부터 용강을 다시 수용하는 단계. 상기 분말 미립화 방법은 다음과 같이 상술된다:

S710에서, 개방형 용융로에서 제련된 용강의 품질이 사전 설정된 표준에 이르는 것으로 결정된다.

S710은 전술한 S510의 설명을 참조하여 설명될 수 있으며 여기에서 더 상세히 설명되지는 않을 것이라는 점에 유의하여야 할 것이다.

S720에서, 제1 턴디쉬는 개방형 용융로로부터 용강을 수용한다.

S720은 전술한 S520의 설명을 참조하여 설명될 수 있으며 여기에서 더 상세히 설명되지 않을 것이라는 점에 유의하여야 할 것이다.

S730에서, 주입 레이들이 제1 상태인 것으로 판단되면, 용강을 수용하고 있는 제1 턴디쉬가 용강을 주입 레이들에 붓고, 주입 레이들은 그에 수용된 용강을 미립화 챔버 안으로 분무하도록 제어되며, 여기서 용강이 수용되어 있는 상기 제1 턴디쉬로부터 주입 레이들 내로 상기 용강을 주입하는 공정에서, 상기 제2 턴디쉬는 상기 개방형 용융로로부터 용강을 수용한다.

일 실시 예에서, 턴디쉬(221)로부터 용강을 주입 레이들(231)로 주입하는 공정에서, 턴디쉬(222)는 개방형 용융로(210)로부터 용강을 수용하는데, 이때 각각의 턴디쉬에서 용강을 완전히 쏟아내는 시간은 일반적으로 그 턴디쉬를 용강으로 채우는 시간보다 짧기 때문에, 턴디쉬(222)는 턴디쉬(221)의 용강이 완전히 쏟아지기 전에 용강으로 채워질 수 있다.

또한, S730은 전술한 S530의 설명을 참조하여 설명될 수 있으며 여기에서 더 상세히 설명되지 않을 것이라는 점에 유의하여야 할 것이다.

S740에서, 제1 턴디쉬 내의 용강의 양이 해당하는 미리 설정된 임계 값보다 작은 것으로 판정되면, 그 안에 용강을 수용한 제2 턴디쉬는 계속해서 용강을 주입 레이들에 주입하는데, 여기서 용강이 수용된 제2 턴디쉬로부터 용강을 주입 레이들에 주입하는 공정에 있어, 제1 턴디쉬는 개방형 용융로로부터 용강을 다시 받는다.

일 실시 예에서, 턴디쉬(221)의 용강이 완전히 쏟아진 다음, 용강으로 가득 찬 턴디쉬(222)는 턴디쉬(221)를 대체하여 용강을 주입 레이들(231)에 계속 부어 넣으며, 이와 동시에 턴디쉬(221)는 개방형 용융로(210)로부터 용강을 다시 받아들인다. 이러한 방식으로, 턴디쉬(221) 및 턴디쉬(222)는 개방형 용융로(250)로부터 용강을 교대로 수용하고 용강을 주입 레이들(231) 안으로 연속적으로 교대로 주입함으로써, 주입 레이들(231) 내의 용강이 주입 레이들(231) 내의 내화성 물질의 수명이 소진될 때까지 항상 충분하도록 확실하게 하되, 즉, 주입 레이들(231)은 미리 설정된 수의 턴디쉬들에서 용강을 받을 때까지 주입 레이들(231)이 변하지 않을 것이며, 이로써 분말 생산 시간이 연장되고, 분말 생산율이 증가하며, 또한 주입 레이들의 내화성 물질들이 절약된다.

일례에 따르면, 300kg의 용강을 함유할 수 있는 2개의 턴디쉬에 대해서는, 대체로 임의의 하나의 턴디쉬(tundish)로 용강을 완전히 쏟아내는 데 약 25분이 걸리고, 대체로 어느 하나의 턴디쉬를 용강으로 채우는 데 약 10분이 걸리고, 하나의 주입 레이들은 대체로 5-6개의 턴디쉬에 용강을 지속적으로 수용할 수 있으며, 이것은 일반적으로 주입 레이들에서의 내화 물질을 변경하고 내화성 물질을 갖는 주입 레이들을 제1 상태에서 변경되게 하기 위해서는 약 35분이 소요되며, 이로써 24시간당 연속적인 분말 생산 시간이 18-20시간으로 연장된다.

전술한 바와 같이, 개방형 용융로(210) 및 턴디쉬(221)가 설계되고, 개방형 용융로(210) 내의 용강은 턴디쉬(221) 및 턴디쉬(222)가 교대로 개방형 용융로(210)로부터 용강을 수용하고 주입 레이들(231)에 연속적으로 용강을 주입하는 것을 확실히함으로써 용강 준비 시간이 크게 단축되도록 하기에 충분할 정도로 유지된다. 주입 레이들(231)이 미리 정해진 수의 턴디쉬에 용강을 연속적으로 수용한 후, 주입 레이들(231)의 내화성 물질이 변경됨으로써, 분말 생산 시간이 연장되고, 분말 생산율이 증가하며, 주입 레이들의 내화성 물질이 절감된다.

본 명세서에 의해 제공되는 또 다른 실시 예에 따르면, 도 2에 도시된 분말 미립화 장치에 기초하여 더 많은 주입 레이들이 배치될 수도 있다. 도 8은 일 실시 예에 따른 분말 미립화 장치를 도시한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 분말 미립화 장치는 개방형 용융로(210), 턴디쉬(221), 주입 레이들(231) 및 주입 레이들(232)과 같은 복수의 주입 레이들, 및 미립화 챔버(미도시)를 포함한다. 구체적으로, 개방형 용융로(210)는 원료 물질을 용강으로 제련하는데 사용되고; 턴디쉬(221)는 개방형 용융로(210)로부터 용강을 수용하고, 수용된 용강의 온도를 미리 설정된 범위 내로 유지하고, 용강을 주입 레이들에 붓는 역할을 하며; 주입 레이들(231)은 주입된 용강을 제1 상태에서 미립화 챔버 내로 분무하되, 여기서 제1 상태는 사전 설정된 온도로 가열하고 미립화 챔버와의 연결을 포함하며; 상기 주입 레이들(231)이 턴디쉬(221)로부터의 용강으로 가득 찬 후, 주입 레이들(232)은 주입 레이들(231)을 대체하여 개방형 용융로(210)로부터 용강을 다시 받은 턴디쉬(221)로부터 용강을 받아들이며; 상기 미립화 챔버는 그 안에서 미립화된 용강 방울들을 금속 분말로 응축시킨다.

일 실시 예에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 분말 미립화 장치는 진공 용융 챔버(250) 및 기밀 가이드 장치를 더 포함하되, 여기서 진공 용융 챔버(250)는 턴디쉬(221), 주입 레이들(231) 및 주입 레이들(232)을 수용하기 위해 사용되며, 기밀 안내 장치는 진공 용융 챔버(250)의 측벽과 연결되고 개방형 용융로(210)의 용강을 턴디쉬(221)로 안내하는데 사용된다.

또한, 특정 일 실시 예에서, 상기 분말 미립화 장치는 복수의 격실(compartments)들을 가지며, 각 격실은 진공 용융 챔버의 측벽에 기초하여 배치되고, 그 측벽에 속하는 이동 가능한 제1 배플 플레이트 및 상기 제1 배플 플레이트와 수직으로 대향하는 이동 가능한 제2 배플 플레이트를 포함하고, 상기 격실들은 각각 해당하는 주입 레이들이 진공 용융 챔버에 들어가거나 그로부터 나오는 것을 가능하게 하고, 상기 주입 레이들이 진공 용융 챔버에 들어가거나 그로부터 나올 때 진공화 장비와 함께 진공 용융 챔버의 내부를 저산소 상태로 유지하기 위해 사용된다. 일 실시 예에서, 도 9에 도시된 바와 같이, 격실(270) 및 격실(275)은 주입 레이들(231) 및 주입 레이들(232)이 진공 용융 챔버(250)로 들어가는 것을 가능하게 하도록 배치된다. 이러한 방식으로, 상기한 복수의 주입 레이들은 각각 독립적인 이동 트랙 및 독립된 격실을 가짐으로써, 주입 레이들에서 내화성 물질의 변경 속도가 증가 되고, 주입 위치에서 주입 레이들은 용강으로 채워진 후 즉시 또 다른 주입 레이들로 대체될 수 있다.

또 다른 특정 실시 예에서, 분말 미립화 장치는 환형 트랙(annular track)을 더 포함하되, 여기서 복수의 주입 레이들은 상기 환형 트랙에 기초하여 동일한 간격으로 고정적으로 배열되고, 상기 환형 트랙은 복수의 주입 레이들을 턴디쉬에서 용강을 받도록 하나씩 주입 위치로 이동시키는 데 사용된다. 일례에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 분말 미립화 장치는 환형 트랙(290), 및 상기 환형 트랙(290)에 동일한 간격으로 고정되는 주입 레이들(231), 주입 레이들(232), 주입 레이들(233) 및 주입 레이들(234)을 더 포함한다.

또 다른 특정 실시 양태에서, 분말 미립화 장치는 환형 트랙 및 격실을 더 포함하고, 여기서 복수의 주입 레이들은 상기 환형 트랙을 기초로 하여 동일한 간격으로 분리 가능하게 배열되며, 상기 환형 트랙은 상기 복수의 주입 레이들을 각각 주입 위치로 회전시켜 턴디쉬로부터 용강을 수용하고, 이어서 주입 레이들을 출구로 회전시킴으로써, 상기 주입 레이들이 상기 격실을 통해 진공 용융 챔버로부터 나올 수 있도록 하기 위해 사용된다. 상기 격실은 진공 용융 챔버의 측벽에 기초하여 배치되고, 측벽에 속하는 이동 가능한 제1 배플 플레이트 및 상기 제1 배플 플레이트와 수직으로 대향하는 이동 가능한 제2 배플 플레이트를 포함하고, 또한 주입 레이들이 진공 용융 챔버로 들어가거나 그로부터 나오는 것을 가능하게 하는 한편, 상기 주입 레이들이 진공 용융 챔버로 들어가거나 그로부터 나올 때, 진공 장비와 조합하여 진공 용융 챔버의 내부를 저산소 상태로 유지하기 위해 사용된다. 일례에서, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 분말 미립화 장치는 환형 트랙(290) 상에 동일한 간격으로 분리 가능하게 배치되는 격실(278), 환형 트랙(295), 및 주입 레이들(231), 주입 레이들(232), 주입 레이들(233) 및 주입 레이들(234)을 포함한다.

상기 실시 예에 의해 제공된 분말 미립화 장치에 기초하여, 본 명세서는 분말 미립화 방법을 또한 제공한다. 도 12는 일 실시 예에 따른 도 8에 도시된 장치에 기초한 분말 미립화 방법의 흐름도를 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 분말 미립화 방법은 구체적으로는 다음과 같은 단계들을 포함한다: A1210, 개방형 용융로에서 용융된 용강의 품질이 사전 설정된 표준에 도달하는 것으로 결정하는 단계; S1220, 개방형 용융로로부터 용강을 턴디쉬에 의해 수용하는 단계; S1230, 제1 주입 레이들이 제1 상태에 있음을 판단하고, 용강이 수용된 턴디쉬로부터 제1 주입 레이들에 용강을 주입하고, 상기 제1 주입 레이들을 제어하여 상기 주입된 용강을 미립화 챔버로 분무하는 단계; S1240, 턴디쉬 내의 용강의 양이 해당하는 미리 설정된 임계 값보다 작은 것으로 결정하고, 턴디쉬에 의해 개방형 용융로로부터 용강을 다시 받아들이고, 제1 주입 레이들을 제2 주입 레이들로 교체하는 단계; 및 S1250, 제2 주입 레이들이 제1 상태에 있음을 판단하고, 다시 받아진 용강을 갖는 턴디쉬로부터 제2 주입 레이들에 용강을 주입하고, 또한 제2 주입 레이들을 제어하여 거기에 주입된 용강을 미립화 챔버 내로 분무하는 단계.

먼저, S1210에서, 개방형 용융로에서 용융된 용강의 품질이 사전 설정된 표준에 도달한 것으로 결정된다. S1220에서 턴디쉬는 개방형 용융로에서부터 용강을 받는다. 다음으로, S1230에서, 제1 주입 레이들이 제1 상태에 있고, 용강이 수용된 턴디쉬가 용강을 제1 주입 레이들에 주입하고, 제1 주입 레이들을 제어하여 거기에 주입된 용강을 미립화 챔버로 미립화한다.

S1210, S1220 및 S1230은 전술한 S510, S520 및 S530의 설명을 참조하여 설명될 수 있는바, 여기에서 더 상세히 설명되지 않을 것임을 유의하여야 할 것이다.

이어서, S1240에서, 턴디쉬 내의 용강의 양이 해당하는 미리 설정된 임계 값 미만인 것으로 판단될 때, 턴디쉬는 개방형 용융로로부터 용강을 다시 받고, 제1 주입 레이들이 제2 주입 레이들로 교체된다. 다음으로, S1250에서, 제2 주입 레이들이 제1 상태인 것으로 판단되면, 용강이 수용된 턴디쉬가 용강을 제2 주입 레이들에 주입하고, 제2 주입 레이들을 제어하여 그에 주입된 용강을 미립화 챔버 내로 분무한다.

상기 설명으로부터, 단지 하나의 주입 레이들이 존재 시 주입 레이들의 내화성 물질을 변경하고 미리 설정된 온도로 주입 레이들을 재가열하기를 기다리는 경우와는 달리, 이 단계에서, 제1 주입 레이들이 용강으로 채워진 후, 제1 주입 레이들은 용강으로 채워진 제2 주입 레이들로 바로 대체될 수 있어, 주입 레이들의 준비 시간이 단축된다. 더욱이, 제1 주입 레이들이 교체된 후, 제1 주입 레이들의 내화성 물질을 변경하고, 제1 주입 레이들을 가열함으로써, 제2 주입 레이들을 용강으로 채워진 후 변경된 내화성 물질을 갖는 제1 주입 레이들로 적시에 대체할 수 있다.

일례에 따르면, 300kg의 용강을 함유할 수 있는 턴디쉬는 그 턴디쉬에 용강을 부어 넣는데 대체로 약 25분이 걸리고, 용강으로 턴디쉬를 채우는 데에 대체로 약 10분이 걸리며, 주입 위치에서 제1 주입 레이들을 끄집어내려 제2 주입 레이들로 교체하는 데에 대체로 약 15분이 걸린다. 이로써 2개의 주입 레이들의 존재 시 24시간당 연속 분말 생산 시간이 약 15시간으로 연장된다. 또한, 3개 이상의 주입 레이들을 배치하여 주입 레이들의 교체 연속성을 완전히 보장할 수 있다.

또한, 일 실시 예에서, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 분말 미립화 장치는 진공 용융 챔버(250) 및 기밀 가이드 장치를 더 포함하고, 여기서, 진공 용융 챔버(250)는 턴디쉬(221), 주입 레이들(231) 및 주입 레이들(232)을 수용하기 위해 사용되고, 기밀 안내 장치는 진공 용융 챔버(250)의 측벽과 연결되어 개방형 용융로(210) 내의 용강을 턴디쉬(221) 내로 안내하는데 사용된다.

또한, 특정한 일 실시 예에서, 상기 분말 미립화 장치는 복수의 격실들을 더 포함한다. 도 9에 도시된 바와 같이, 격실(270) 및 격실(275)은 각각 주입 레이들(231) 및 주입 레이들(232)이 진공 용융 챔버(250)로 들어가게 하도록 배열된다. 이러한 실시 예에서, 각각의 주입 레이들은 진공 용융 챔버에 들어가거나 그로부터 나오기 위한 독립적인 이동 트랙과 독립적인 트랙을 구비하므로, 주입 레이들의 이동 및 내화성 물질 변경이 상호 방해 없이 수행될 수 있고, 따라서 주입 레이들의 준비 속도가 증가되며, 또한 주입 레이들의 교체의 연속성이 보장된다. 추가로, 상기 주입 레이들은 전술한 실시 예들에서의 관련 설명을 참조하여 격실 내로 들어가거나 나올 수 있으며, 그의 세부적인 사항은 여기서는 더 설명하지 않을 것이다.

또 다른 특정 실시 예에서, 상기 분말 미립화 장치는 환형 트랙을 추가로 포함한다. 복수의 주입 레이들은 환형 트랙을 기초로 하여 동일한 간격으로 고정 배열되고, 상기 환형 트랙은 턴디쉬로부터 용강을 수용하기 위해 상기한 복수의 주입 레이들을 주입 위치로 하나씩 이동시키는 데에 사용된다.

따라서, S1240에서, 제1 주입 레이들을 제2 주입 레이들로 교체하는 단계는 환형 트랙을 회전시켜 제2 주입 레이들을 주입 위치로 이동시키도록 제어하는 동작을 포함한다. 일례로서, 도 10에 도시된 바와 같이, 주입 레이들(231)이 턴디쉬로부터의 용강으로 가득 찬 후에, 환형 트랙(290)은 주입 레이들(232)을 주입 위치로 이동시키기 위해 시계 방향으로 회전하도록 제어된다. 이로 인해, 첫째, 주입 레이들이 트랙 상에 고정식으로 배열되고 해체될 필요가 없기 때문에, 주입 레이들의 수명이 연장된다; 둘째, 다수의 주입 레이들이 작동하도록 회전하여, 단지 작은 공간만 점유하고, 유연성이 우수하며, 작동이 편리하다; 셋째, 분말 미립화 조건을 충족시키지 못하는 주입 레이들은 즉시 다음 것으로 교체될 수 있으며, 또한 가장 짧은 교체 시간은 1분 내에서 제어될 수 있다; 넷째, 다수의 주입 레이들이 챔버 내에 모두 고정되어, 다수의 주입 레이들을 통해 분말을 제조하는 과정에서 챔버의 내부가 기밀 상태로 유지되도록 함으로써 챔버 내의 산소 함량이 감소한다; 다섯째로, 다수의 주입 레이들이 환형 트랙을 따라 주입 위치로 순차적으로 회전하여 모든 주입 레이들이 미립화를 완료할 때까지 턴디쉬로부터 용강을 받아들이고, 그 다음에 진공 용융 챔버가 열리어 내화성 물질을 변경하고 턴디쉬의 라이닝을 세정함으로써, 주입 레이들의 준비 시간이 크게 단축되며, 4개의 주입 레이들이 존재하는 경우, 분말 생산율은 16/24시간을 초과할 수도 있다.

또 다른 특정 실시 예에서, 상기 분말 미립화 장치는 환형 트랙 및 격실을 추가로 포함하며, 여기서 복수의 주입 레이들은 환형 트랙에 기초하여 동일한 간격으로 분리 가능하게 배열되고, 환형 트랙은 복수의 주입 레이들을 회전시켜 턴디쉬로부터 용강을 받아들인 다음 주입 레이들을 출구로 회전시키는데 사용되며, 이로써 주입 레이들이 격실을 통해 진공 용융 챔버로부터 나올 수 있도록 한다.

따라서, S1240에서, 제1 주입 레이들을 제2 주입 레이들로 교체하는 동작은, 환형 트랙을 회전시켜 제2 주입 레이들을 주입 위치로 이동시키고 제1 주입 레이들을 출구로 이동시키도록 제어하는 동작을 포함한다. 더욱이, 제1 주입 레이들이 출구로 이동된 후, 본 방법은 또한 제1 주입 레이들을 제어하여 진공 용융 챔버 밖으로 이동하도록 하여 내화성 물질을 변경한 다음, 제1 주입 레이들을 제어하여 진공 용융 챔버로 진입시키는 동작을 포함한다. 일례로서, 도 11에 도시된 바와 같이, 주입 레이들(231)이 용강으로 가득 차면, 환형 트랙(290)은 주입 레이들(233)을 주입 위치로 이동시키고 주입 레이들(231)을 출구로 이동시키기 위해 시계 방향으로 회전하도록 제어되는데, 즉 주입 레이들(233) 및 주입 레이들(231)의 위치가 교환되고; 그 다음, 주입 레이들(233)이 용강을 받는 동안, 주입 레이들(231)은 격실(278)을 통해 상기 챔버의 밖으로 이동하여 주입 레이들(231)의 내화성 물질을 변경한 다음 챔버로 다시 이동하도록 제어된다. 이 실시 예에서, 다수의 격실들은 주입 레이들이 챔버 밖으로 편리하게 나와서 내화성 물질을 변경하도록 함으로써, 주입 레이들의 연속적인 교체를 보장할 수 있도록 배치될 수 있다는 것을 유념하여야 할 것이다. 그러한 격실들이 배치되기 때문에, 진공 용융 챔버를 개방하지 않고도 내화성 물질의 통일된 변경 및 턴디쉬 라이닝의 세정이 달성될 수 있으며, 분말 생산율은 더욱 증가되어 17 시간을 넘는다.

전술한 바와 같이, 복수의 주입 레이들이 배치되므로, 주입 레이들의 준비 시간이 단축된다. 더욱이, 환형 트랙이 배치되므로, 주입 레이들의 교체 속도가 증가하고, 주입 레이들의 교체의 연속성이 보장되며, 따라서 분말 생산율이 증가한다.

상술한 바와 같이, 도 2 내지 4는 개방형 용융로, 턴디쉬 및 주입 레이들을 포함하는 분말 미립화 장치를 도시한다. 도 6은 개방형 용융로, 복수의 턴디쉬 및 주입 레이들을 포함하는 분말 미립화 장치를 도시한다. 도 8 내지 11은 개방형 용융로, 턴디쉬 및 복수의 주입 레이들을 포함하는 분말 미립화 장치를 도시한다. 본 명세서는 개방형 용융로, 복수의 턴디쉬 및 복수의 주입 레이들을 포함하는 분말 미립화 장치를 추가로 제공한다는 것을 유념하여야 할 것이다. 상기 분말 미립화 장치는 도 13 및 14와 함께 아래에서 예시적으로 설명된다.

도 13에 도시된 바와 같이, 분말 미립화 장치는 개방형 용융로(210), 턴디쉬(221), 턴디쉬(222), 주입 레이들(231), 주입 레이들(232), 주입 레이들(233), 주입 레이들(234), 진공 용융 챔버(250) 및 환형 트랙(290)을 포함한다. 도 13에 도시된 장치에 기초하면, 일례로서, 분말 미립화 방법은 다음 단계들을 포함한다: 턴디쉬(221)에 의해 개방형 용융로(210)로부터 용강을 수용하는 단계; 다음으로, 턴디쉬(221)로부터 용강을 주입 레이들(231)에 주입하고, 개방형 용융로(210)로부터 용강을 턴디쉬(222)에 의해 받는 단계; 및, 이어서, 턴디쉬(221) 내의 용강의 양이 미리 설정된 임계 값보다 적을 때, 턴디쉬(222)로부터 용강을 주입 레이들(231)로 주입하는 단계. 이러한 방식으로, 턴디쉬(221) 및 턴디쉬(222)는 주입 레이들(231)로 용강을 교대로 부어 넣음으로써, 연속적인 분말 생산 시간이 연장되고, 주입 레이들의 내화성 물질이 절약된다. 더욱이, 주입 레이들(231)이 미리 정해진 수의 턴디쉬로부터 용강을 받아들인 후, 환형 트랙(290)은 시계 방향으로 회전하여 주입 레이들(232)이 턴디쉬(221) 또는 턴디쉬(222)로부터 용강을 다시 받도록 제어되고, 또한 주입 레이들(231), 주입 레이들(232), 주입 레이들(233) 및 주입 레이들(234) 모두가 상기 미리 설정된 개수의 턴디쉬에 있는 용강을 미립자화 한 후, 진공 용융 챔버는 개방되어 통일된 방식으로, 내화성 물질을 변경하고 턴디쉬의 라이닝을 세정하도록 함으로써, 용강 및 주입 레이들의 준비 시간이 크게 단축되는 한편, 분말 생산 비율이 20/24h을 넘도록 증가된다.

도 14에 도시된 바와 같이, 분말 미립화 장치는 개방형 용융로(210), 턴디쉬(221), 턴디쉬(222), 주입 레이들(231), 주입 레이들(232), 주입 레이들(233), 주입 레이들(234), 진공 용융 챔버(250), 환형 트랙(290)을 포함한다. 도 13에 도시된 장치에 기초하여, 일례로서, 분말 미립화 방법은 다음의 단계를 포함한다: 먼저 턴디쉬(221)에 의해 개방형 용융로(210)로부터 용강을 수용하는 단계; 다음으로, 턴디쉬(221)로부터 주입 레이들(231)에 용강을 주입하고, 개방형 용융로(210)로부터 용강을 턴디쉬(222)에 의해 받는 단계; 및, 이어서, 턴디쉬(221) 내의 용강의 양이 미리 설정된 임계 값보다 작을 때, 용강을 턴디쉬(222)로부터 주입 레이들(231)로 주입하는 단계. 이러한 방식으로, 턴디쉬(221) 및 턴디쉬(222)는 주입 레이들(231) 내로 용강을 교대로 부어 넣음으로써, 연속적인 분말 생산 시간이 연장되고, 주입 레이들의 내화성 물질이 절약된다. 더욱이, 주입 레이들(231)이 미리 정해진 수의 턴디쉬에서 용강을 받은 후에, 환형 트랙(290)은 주입 레이들(233)이 턴디쉬(221) 또는 턴디쉬(222)로부터 용강을 수용할 수 있도록 시계 반대 방향으로 180°회전하도록 제어되며, 이때, 주입 레이들(231)은 격실(278)을 통해 진공 용융 챔버(250) 밖으로 이동하여 내화성 물질을 변경하고, 내화성 물질이 변경된 후, 진공 용융 챔버(250) 안으로 다시 이동하도록 제어된다. 이러한 방식으로, 주입 레이들(231), 주입 레이들(232), 주입 레이들(233) 및 주입 레이들(234)는 미리 정해진 수의 턴디쉬에서 용강을 받아들일 수 있고, 용강을 하나의 주입 레이들로 주입하는 과정에서 다른 주입 레이들의 내화성 물질이 변경될 수 있으며, 이로써 연속적인 분말 생산이 달성되고, 분말 생산율은 거의 14시간/24시간에 도달한다.

요약하면, 본 명세서의 실시 예에 의해 제공되는 분말 미립화 장치 및 분말 미립화 방법은 다음과 같은 유리한 효과를 갖는다:

1. 챔버 외부의 개방형 용융로는 용강 제련에 사용되며, 그 제련 공정에서 용강의 순도를 보장할 수 있으며(고정형 처리에 의한 것처럼), 용강은 전체적인 분말 제조 공정과 충돌하지 않고 용융된다;

2. 챔버의 유도로는 제련에 사용되지 않으며, 언제든지 순수한 용강을 받을 수 있으며, 또한 원래 용강을 쏟아 부은 후 또 다른 용강의 용융로를 준비하는 데 단지 약 10분 정도 소요되므로 분말 제조를 위한 준비 시간이 크게 절약된다;

3. 현재 주입 레이들의 분말 생산이 완료되면, 다른 주입 레이들 중 하나가 미리 설정된 온도로 예열되고 잘 준비되므로, 챔버 내의 턴디쉬가 용강으로 채워진 후 즉시 분말 생산이 수행될 수 있다;

4. 각각의 주입 레이들은 신뢰성 있는 기밀 방식으로 챔버 내로 진출입이 이루어지므로, 주입 레이들이 챔버 내로 들어가거나 나올 때 그 챔버의 산소 함량에 영향을 미치지 않는다;

5. 챔버 내에 2개의 턴디쉬가 배치되는 경우, 각각의 주입 레이들은 5-6 회 또는 그 이상의 분말 생산에 사용될 수 있어, 분말 생산의 연속성이 향상되고 내화성 물질을 사용하는 비용이 크게 감소된다; 그리고

6. 분말 생산을 위한 준비 시간이 단축되고, 심지어 연속적인 분말 생산이 달성될 수 있어서, 분말 생산율이 15h/24h 또는 심지어는 24h/24h로 증가한다.

본 발명의 목적, 기술적 해결책 및 유리한 효과는 상기한 특정 실시 예들에 의해 더욱 상세하게 설명된다. 상기 실시 예들은 단지 본 발명의 특정한 실시 예일 뿐이며, 본 발명의 보호 범위를 제한하려는 것이 아님을 이해하여야 할 것이다. 본 발명의 기술적 해결책에 기초하여 얻어진 임의의 수정, 균등한 치환 및 개량도 또한 본 발명의 보호 범위 내에 속할 것이다.

Claims (32)

1. 분말 미립화 장치에 있어서,
   산화 가능한 금속 이외의 원료 물질을 용강으로 제련하는데 사용되는 개방형 용융로;
   상기 개방형 용융로로부터 용강을 번갈아 받아들이고, 산화 가능한 금속을 받아들이는데 사용되는 복수의 턴디쉬들로서, 여기서 상기 개방형 용융로의 부피는 턴디쉬의 부피보다 큰 것인, 복수의 턴디쉬들;
   상기 복수의 턴디쉬들로부터 교대로 연속적으로 주입되는 용강을 받아들이고, 상기 주입된 용강을 제1 상태에서 연속적으로 분무하는데 사용되는 주입 레이들;
   내부에서 미립화된 용강 방울들을 받아들이고 금속 분말로 응축시키는 데 사용되는 미립화 챔버로서, 여기서 상기 제1 상태는 미리 설정된 온도로 가열하고 상기 미립화 챔버와의 연결을 포함하는 것인, 미립화 챔버;
   진공 상황에서 상기 복수의 턴디쉬들 및 주입 레이들을 수용하기 위해 사용되는 진공 용융 챔버; 및
   상기 진공 용융 챔버의 측벽에 연결되는 기밀 가이드 장치로서, 여기서 상기 기밀 가이드 장치는 기밀 커넥터(airtight connector)(261) 및 기밀 가이드 파이프(airtight guide pipe)를 포함하고, 상기 개방형 용융로는 기밀 커넥터에 삽입된 용강 배출구를 갖고, 상기 기밀 가이드 장치는 상기 개방형 용융로 내의 용강을 스윙하여 교대로 각각의 복수의 턴디쉬들로 안내하는 것인, 기밀 가이드 장치;를 포함하는 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 기밀 가이드 장치는 내부 물질 및 외부 물질을 포함하고, 상기 내부 물질은 내화성 물질이고, 상기 외부 물질은 금속 물질인 것인 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 측벽에 속하는 이동 가능한 제1 배플 플레이트 및 상기 제1 배플 플레이트와 수직으로 대향하는 이동 가능한 제2 배플 플레이트를 포함하는, 상기 진공 용융 챔버의 측벽에 기초하여 상기 진공 용융 챔버의 내부 또는 외부를 향해 배치된 격실을 더 포함하되, 상기 격실은 상기 주입 레이들이 상기 진공 용융 챔버로 들어가거나 나오는 것을 가능하게 하고, 상기 주입 레이들이 상기 진공 용융 챔버에 들어가거나 나올 때 진공 장비와 함께 상기 진공 용융 챔버의 내부를 저산소 상태로 유지하는데 사용되는 것인 장치.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 턴디쉬는 가열 기능을 갖는 유도로인 것인 장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   제1 주입 레이들 및 제2 주입 레이들을 포함하는 복수의 주입 레이들로서, 여기서 상기 제1 주입 레이들은 주입된 용강을 제1 상태에서 미립화 챔버 내로 분무하고, 상기 제1 주입 레이들이 상기 턴디쉬로부터 주입된 용강으로 가득 차면, 상기 제2 주입 레이들은 제1 주입 레이들을 대체하여 상기 턴디쉬로부터 용강을 수용하는 것인, 복수의 주입 레이들을 더 포함하는 장치.
   
6. 제5항에 있어서,
   복수의 격실들을 더 포함하되, 여기서 상기 복수의 격실들의 수는 상기 복수의 주입 레이들의 수와 동일하고, 상기 복수의 격실들은 상기 진공 용융 챔버의 측벽에 기초하여 배열되며, 그 각각은 상기 측벽에 속하는 이동 가능한 제1 배플 플레이트 및 상기 제1 배플 플레이트와 수직으로 대향하는 이동 가능한 제2 배플 플레이트를 포함하고, 또한 해당하는 주입 레이들이 상기 진공 용융 챔버에 진출입하는 것을 허용하는 한편 상기 복수의 주입 레이들이 상기 진공 용융 챔버로 들어가거나 나올 때 진공화 장비와 함께 상기 진공 용융 챔버의 내부를 저산소 상태로 유지하는데 사용되는 것인 장치.
   
7. 제5항에 있어서,
   환형 트랙을 더 포함하되, 여기서 상기 복수의 주입 레이들은 상기 환형 트랙에 기초하여 동일한 간격으로 고정적으로 배열되고, 또한 상기 환형 트랙은 상기 복수의 주입 레이들을 주입 위치로 하나씩 이동시켜 턴디쉬로부터 주입되는 용강을 받아들이는 데 사용되는 것인 장치.
   
8. 제5항에 있어서,
   환형 트랙을 더 포함하되, 상기 복수의 주입 레이들은 상기 환형 트랙에 기초하여 동일한 간격으로 분리 가능하게 배열되고, 상기 환형 트랙은 상기 턴디쉬로부터 주입되는 용강을 받아들이기 위해 상기 복수의 주입 레이들을 주입 위치로 회전시키고, 또한 상기 복수의 주입 레이들을 출구로 회전시킴으로써, 상기 복수의 주입 레이들이 격실들을 통해 상기 진공 용융 챔버 밖으로 나오게 하도록 사용되며;
   격실을 더 포함하되, 상기 격실은 상기 진공 용융 챔버의 측벽에 기초하여 배치되고, 상기 측벽에 속하는 이동 가능한 제1 배플 플레이트 및 상기 제1 배플 플레이트와 수직으로 대향하는 이동 가능한 제2 배플 플레이트를 포함하며, 상기 복수의 주입 레이들이 상기 진공 용융 챔버로 들어가거나 그로부터 나오는 것을 가능하게 하는 한편, 상기 복수의 주입 레이들이 진공 용융 챔버에 들어가거나 나올 때 진공화 장비와 조합하여 상기 진공 용융 챔버의 내부를 저산소 상태로 유지하는 데에 사용되는 것인 장치.
   
9. 제1항에 따른 장치에 기초하는 분말 미립화 방법에 있어서, 상기 장치의 상기 복수의 턴디쉬는 제1 턴디쉬 및 제2 턴디쉬를 포함하되, 상기 방법은:
   상기 개방형 용융로에서 용융된 용강의 품질이 사전에 설정된 표준에 달하는 것인지 결정하는 단계로서, 용강으로 제련될 원료 물질은 산화 가능한 재료를 포함하고, 상기 개방형 용융로에서 용강의 품질이 사전에 설정된 표준에 달하는 것인지 결정하는 단계는 개방형 용융로에서 산화 가능한 재료를 제외하고 원료 물질에서 용융된 용강의 품질이 해당 사전에 설정된 표준에 달하는 것인지 결정하는 단계를 포함하는, 단계;
   상기 제1 턴디쉬 및 기밀 가이드 장치에 의해, 상기 개방형 용융로로부터 용강을 받아들이는 단계로서, 진공 용융 챔버는 진공 환경에서 상기 턴디쉬 및 상기 주입 레이들을 수용하기 위해 사용되고, 기밀 가이드 장치는 상기 진공 용융 챔버의 측벽에 연결되며, 그리고 상기 개방형 용융로에서부터 턴디쉬에 의해 용강을 받아들이는 단계 전에, 상기 방법은: 상기 산화 가능한 재료를 턴디쉬 내에 배치하여, 상기 산화 가능한 재료가 상기 진공 용융 챔버에서 턴디쉬 내에 수용된 용강 내로 용융되도록 하는 단계를 포함하는, 단계;
   상기 주입 레이들이 제1 상태에 있는 것으로 결정하고, 상기 받아들인 용강을 갖는 상기 제1 턴디쉬로부터 상기 주입 레이들에 용강을 주입하고, 상기 주입 레이들을 제어하여 상기 주입된 용강을 미립화 챔버 내로 분무하는 동작으로서, 상기 받아들인 용강을 갖는 상기 제1 턴디쉬로부터 상기 주입 레이들 내로 용강을 주입하는 공정에 있어, 상기 제2 턴디쉬는 상기 개방형 용융로에서 용강을 받아들이는 것인 단계; 및
   상기 제1 턴디쉬 내의 용강의 양이 대응하는 미리 설정된 임계 값보다 작은 것으로 결정하고, 상기 받아들인 용강을 갖는 상기 제2 턴디쉬로부터 상기 주입 레이들 안으로 용강을 주입하고, 상기 주입 레이들을 제어하여 상기 주입된 용강을 미립화 챔버 안으로 분무하는 단계;를 포함하는 방법.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 주입 레이들이 미리 설정된 수의 턴디쉬들에서 용강을 분무한 후, 상기 주입 레이들의 내화성 물질을 변경하는 동작; 및
    상기 변경된 내화성 물질을 갖는 상기 주입 레이들이 제1 상태에 있다고 판단하고, 상기 받아들인 용강을 갖는 제1 또는 제2 턴디쉬로부터 상기 변경된 내화성 물질을 갖는 주입 레이들에 용강을 주입하고, 상기 변경된 내화성 물질을 갖는 주입 레이들을 제어하여 상기 주입된 용강을 미립화 챔버 내로 분무하는 동작을 더 포함하는 방법.
    
11. 제9항에 있어서, 상기 개방형 용융로 내의 용강의 양이 해당하는 미리 설정된 임계 값 미만일 경우, 용강으로 제련될 원료 물질이 상기 개방형 용융로에 첨가되는 것인 방법.
    
12. 제9항에 있어서, 상기 주입 레이들의 내화성 물질을 변경하는 동작은:
    상기 주입 레이들을 상기 진공 용융 챔버로부터 나오도록 제어하는 동작; 및
    상기 진공 용융 챔버 외부에서 상기 주입 레이들의 내화성 물질을 변경하는 동작을 포함하는 것인 방법.
    
13. 제12항에 있어서, 상기 장치는 상기 진공 용융 챔버의 측벽에 기초하여 상기 진공 용융 챔버의 외부를 향하여 배치되고, 상기 측벽에 속하는 이동 가능한 제1 배플 플레이트 및 상기 제1 배플 플레이트와 수직으로 대향하는 이동 가능한 제2 배플 플레이트를 포함하는 격실을 더 포함하고;
    주입 레이들을 상기 진공 용융 챔버로부터 나오도록 제어하는 동작은:
    상기 제1 배플 플레이트를 이동시켜 개방 상태에 있도록 제어하고, 상기 주입 레이들을 상기 격실 안으로 이동하도록 제어하는 동작;
    상기 제1 배플 플레이트를 이동시켜 폐쇄 상태에 있도록 제어하는 동작; 및
    상기 제2 배플 플레이트를 이동시켜 개방 상태에 있도록 제어하고, 상기 주입 레이들을 상기 진공 용융 챔버 밖으로 이동시키도록 제어하는 동작을 포함하는 방법.
    
14. 제13항에 있어서, 상기 주입 레이들의 내화성 물질이 변경된 후, 상기 방법은:
    상기 제2 배플 플레이트가 개방 상태에 있는 것으로 결정하고, 상기 주입 레이들을 상기 격실 내로 이동시키도록 제어하는 동작;
    상기 제2 배플 플레이트를 이동시켜 폐쇄 상태에 있도록 제어하고, 진공 장비에 의해 제1 격실을 진공화하는 동작; 및
    상기 격실의 내부가 저산소 상태에 있다고 결정하고, 주입 레이들을 제어하여 상기 진공 용융 챔버 내로 이동하도록 하는 동작을 더 포함하는 방법.
    
15. 제1항에 따른 장치에 기반한 분말 미립화 방법으로서,
    상기 분말 미립화 장치는 복수의 주입 레이들을 포함하고, 상기 복수의 주입 레이들은 제1 주입 레이들 및 제2 주입 레이들을 포함하며, 상기 방법은:
    상기 제1 주입 레이들이 제1 상태에 있는 것으로 결정하고, 용강을 내부에 수용하고 있는 턴디쉬로부터 상기 용강을 상기 제1 주입 레이들에 주입하고, 또한 상기 제1 주입 레이들을 제어하여 그 안에 주입된 용강을 상기 미립화 챔버 안으로 분무하는 단계;
    상기 제1 턴디쉬를 상기 제2 턴디쉬로 교체하는 단계; 및
    상기 제2 주입 레이들이 제1 상태에 있는 것으로 결정하고, 상기 턴디쉬로부터 상기 제2 주입 레이들에 용강을 주입하고, 또한 상기 제2 주입 레이들을 제어하여 그 안에 주입된 용강을 미립화 챔버 내로 분무하는 단계;를 포함하는 방법.
    
16. 제15항에 있어서, 상기 제1 주입 레이들을 상기 제2 주입 레이들로 교체하는 동작은:
    상기 턴디쉬 내의 용강의 양이 해당하는 미리 설정된 임계 값보다 작은 것으로 결정하고, 상기 턴디쉬에 의해 상기 개방형 용융로로부터 용강을 다시 받아들이고, 또한 상기 제1 주입 레이들을 상기 제2 주입 레이들로 교체하는 동작을 포함하는 방법.
    
17. 제15항에 있어서,
    상기 턴디쉬 내의 용강의 양이 해당하는 미리 설정된 임계 값 미만인 것으로 결정하는 단계 후에, 상기 방법은:
    상기 제1 주입 레이들을 상기 진공 용융 챔버로부터 나오도록 제어하는 동작; 및
    상기 진공 용융 챔버 외부에서 상기 제1 주입 레이들의 내화성 물질을 변경하는 동작을 더 포함하는 방법.
    
18. 제15항에 있어서,
    상기 장치는 복수의 격실들을 더 포함하고, 상기 복수의 격실들의 수는 상기 복수의 주입 레이들의 그것과 동일하고, 상기 복수의 격실들은 상기 진공 용융 챔버의 측벽에 기초하여 상기 진공 용융 챔버의 외부를 향하여 배열되며, 그 각각은 상기 측벽에 속하는 이동 가능한 제1 배플 플레이트 및 상기 제1 배플 플레이트와 수직으로 대향하는 이동 가능한 제2 배플 플레이트를 포함하고;
    상기 제1 주입 레이들을 상기 진공 용융 챔버로부터 나오도록 제어하는 동작은:
    상기 제1 배플을 이동시켜 개방 상태에 있도록 제어하고, 상기 주입 레이들을 해당 격실로 이동하도록 제어하는 동작;
    상기 제1 배플 플레이트를 이동시켜 폐쇄 상태에 있도록 제어하는 동작; 및
    상기 제2 배플 플레이트를 개방 상태에 있도록 제어하고, 상기 주입 레이들을 상기 진공 용융 챔버 밖으로 이동하도록 제어하는 동작을 더 포함하는 방법.
    
19. 제15항에 있어서,
    상기 장치는 상기 진공 용융 챔버에 위치된 환형 트랙을 더 포함하고, 상기 복수의 주입 레이들은 상기 환형 트랙에 기초하여 동일한 간격으로 고정형으로 배치되고; 그리고 상기 제1 주입 레이들을 상기 제2 주입 레이들로 교체하는 동작은:
    상기 환형 트랙을 회전시켜 상기 제2 주입 레이들을 주입 위치로 이동하도록 제어하는 동작을 포함하는 방법.
    
20. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 주입 레이들이 상기 턴디쉬로부터 주입된 용강을 순차적으로 받도록 제어된 후, 상기 진공 용융 챔버를 개방하여 상기 복수의 주입 레이들의 내화성 물질을 변경시키는 동작을 더 포함하는 방법.
    
21. 제15항에 있어서,
    상기 장치는 환형 트랙 및 격실을 더 포함하고, 상기 환형 트랙은 상기 진공 용융 챔버에 위치되고, 상기 복수의 주입 레이들은 상기 환형 트랙에 기초하여 동일한 간격으로 분리 가능하게 배열되며, 상기 격실은 상기 진공 용융 챔버의 측벽에 기초하여 상기 진공 용융 챔버의 외부를 향하여 배치되고, 상기 측벽에 속하는 이동 가능한 제1 배플 플레이트 및 상기 제1 배플 플레이트와 수직으로 대향하는 이동 가능한 제2 배플 플레이트를 포함하되;
    상기 제1 주입 레이들을 상기 제2 주입 레이들로 교체하는 동작은:
    상기 환형 트랙을 회전시켜 상기 제2 주입 레이들을 주입 위치로 이동시키고 상기 제1 주입 레이들을 출구로 이동시키도록 제어하는 동작을 포함하고;
    상기 제1 주입 레이들이 출구로 이동한 후, 상기 방법은:
    상기 제1 배플 플레이트를 이동시켜 개방 상태에 있도록 제어하고, 상기 제1 주입 레이들이 상기 격실 안으로 이동하도록 제어하는 동작;
    상기 제1 배플 플레이트를 이동시켜 폐쇄 상태에 있도록 제어하는 동작; 및
    상기 제2 배플 플레이트를 이동시켜 개방 상태에 있도록 제어하고, 상기 제1 주입 레이들을 상기 진공 용융 챔버 밖으로 이동시켜 상기 제1 주입 레이들의 내화성 물질을 변경하도록 제어하는 동작을 더 포함하는 방법.
    
22. 제21항에 있어서, 상기 제1 주입 레이들의 내화성 물질이 변경된 후, 상기 방법은:
    상기 제2 배플 플레이트가 개방 상태에 있는 것으로 결정하고, 상기 제1 주입 레이들을 상기 격실 내로 이동시키도록 제어하는 동작;
    상기 제2 배플 플레이트가 폐쇄 상태에 있도록 제어하고, 진공 장비에 의해 제1 격실을 진공화하는 동작; 및
    상기 제1 격실의 내부가 저산소 상태에 있는 것으로 결정하고, 상기 제1 주입 레이들을 제어하여 환형 트랙 상으로 이동시키는 동작을 더 포함하는 방법.
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