KR19990067556A - 가스 도관을 갖는 내화 성형판 - Google Patents

Abstract

내화 라이닝을 갖는 고온실에 가스를 불어 넣고 배향 공극을 갖는 가스 싱크 (6)를 만들어 내기 위해, 성형판으로서는, 가스 흐름 도관 (3) 이 그의 내부에 침투된, 롤링처리된 그린 콤팩트로부터 제조된 것을 사용한다. 성형판은, 롤링 작업중에, 연소 또는 용해가 가능하며 치수가 안정적인 포일 재료로 롤링처리하거나 또는 작업함으로써 만들어진다. 그린 콤팩트가 롤링처리되고 나면, 포일은 용해되거나 또는 연소되거나 한다.

Description

가스 도관을 갖는 내화 성형판

본 발명은, 배향 공극을 가지며 그의 가스 도관이 내화 라이닝의 고온측의 영역에서 나타나도록 되어 있는 내화 가스-도관-요소를 이용하여, 내화 라이닝 또는 야금 용기를 갖는 고온실에 가스를 불어 넣는 방법에 관한 것이다.

더욱이, 본 발명은, 내화 라이닝 또는 야금 용기를 갖는 고온실에 가스를 불어 넣기 위한 내화 성형판을 제조하는 방법 및 이러한 종류의 성형판의 사용에 관한 것이다.

마지막으로, 본 발명은, 내화 성형형, 이 성형형의 측면 주변영역을 에워싸는 금속 재킷으로 이루어지는 기밀의 박판금 케이싱, 용융물로부터 떨어져 대면하는 상기 성형형의 저온측의 금속 베이스, 및 상기 금속 베이스에 연결된 가스 공급관을 갖는 야금 용기용의 가스 싱크 (gas sink) 에 관한 것이다.

내화 라이닝 또는 야금 용기를 갖는 고온실에 가스를 불어 넣는 공지의 방법 및 장치에서는, 노즐 벽돌, 가스 싱크 또는 랜스 (lances) 가 사용되는데, 이들은 단지 대응 요소들이 결합되는 국부 지점에서, 용융금속이 충전된 용기 또는 고온실에 가스를 불어 넣을 수만 있다. 이 때문에, 용융물이 가스에 노출되는 것이 불균일하게 되며, 그 결과 예컨대 요망하는 용융물의 야금학적 순화 효과 또는 균질화 효과는 아주 오랜 시간 동안의 송풍 (blowing) 의 경우에만 달성된다.

본 발명은, 이러한 종류의 야금 용기 또는 고온실에 가스를 불어 넣는 방법에 있어 그의 송풍시간을 줄일 수 있는 방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 이러한 과제는, 청구항 제 1 항의 특징부에 의해, 즉 상기 가스-도관-요소로서는, 성형판의 좁은 측에서 나타나는 내부 가스 도관을 갖는 얇은 벽의 내화 성형판을 사용하고, 내화 라이닝의 설치중에는, 상기 내화 성형판을 서로 간격을 두고서 및/또는 서로 인접하도록 삽입하며, 상기 가스 도관을, 상기 내화 라이닝의 내측 또는 저온측에 제공되고 압력하의 가스가 충전되어 있는 가스 공급 공간에 연결함으로써 달성된다.

이와 같은 방법에 사용되는 얇은 벽의 내화 성형판는, 청구항 제 2 항에 특정된 종류의 방법에 의해, 즉 플라스틱 내화 혼합물을 롤링작업하여, 상기 롤링 공정중에, 연소 또는 용해가 가능하며 비교적 치수가 안정적인 편평한 포일 스트립을 부가한 그린 콤팩트 (green compacts)를 만들고, 가스 도관을 형성하기 위해, 차후에 상기 스트립을 열에 노출시켜 연소 또는 용해시키는 방법에 의해 제조할 수 있다.

예컨대, 툰디쉬 (tundish) 의 내화 라이닝에 스트립 형태로 합체된 이러한 종류의 내화 성형판을 이용하면, 전체 용융물을 순화 가스 또는 다른 가스에 매우 균일하게 노출시킬 수가 있다.

이러한 맥락에서, 성형형 내부에서 진행하는 가스 도관들은, 콤브 (comb) 방식으로 구성될 수 있고 또한 성형판의 인접측에서 나타날 수 있음에도 불구하고, 내화 성형판의 길이방향으로 진행할 수가 있다. 더욱이, 상기 도관들은 상이한 단면을 가질 수가 있는데, 이는 대응적으로 상이한 두께를 갖는 스트립을 삽입함으로써 달성할 수가 있다.

더욱이, 본 발명에 따른 내부 가스 도관을 갖는 성형판은, 청구항 제 4 항 내지 제 9 항에 기재된 바와 같이, 배향 공극을 갖는 가스 싱크를 제조하는 데에 아주 적합하다.

배향 공극을 갖는 공지의 가스 싱크에서는, 가스 흐름 도관은, 예컨대 성형형을 반죽같은 내화 혼합물로 충전하고 이어서 그린 콤팩트로부터 이들을 빼내는 때에 상기 그린 콤팩트에 쓰레드 또는 테이프를 부가함으로써 형성된다.

또다른 공지의 가스 싱크에서는, 가스 흐름 도관을 형성하기 위해, 그들의 표면에 형성된 수개의 평행 홈을 갖는 판들을 결합한다.

하지만, 유사한 가스 싱크로는, 삽입된 스트립을 빼내는 때에 도관의 내부 표면이 손상되거나 또는 형성된 홈을 갖는 플레이트를 타방의 플레이트의 상부에 정확히 위치시키는 것이 어렵기 때문에, 그들의 전체 길이에 걸쳐 일정한 단면을 갖는 가스 흐름 도관을 제조하기가 곤란하다. 더욱이, 가스 흐름 도관이 너무 좁기 때문에, 무압시에, 액상의 용융금속이 도관에 침입하고 그곳에서 응고되는 것이 불가능하다.

가스 흐름 도관이 성형판의 내부에 위치한다는 사실에 의해, 도관 단면의 일정한 성질에 더 이상 손상이 가지 않으므로, 원칙적으로, 싱크 요소의 형성시에 성형판을 요망대로 조립할 수가 있다. 이 때문에, 실질적으로는 가스 싱크의 제조가 전체적으로 용이해진다.

내화 성형판은 롤링처리된 그린 콤팩트로부터 제조되는데, 준비된 내화 재료는 비교적 큰 정도로 압축되고, 그 결과적인 재료는 낮은 공극률을 가지며 또한 대응하여 높은 내마모성을 갖는다.

가스 싱크의 작업위치에서 보면, 개개의 성형판로 이루어지는 싱크 요소는 바람직하게는 비배향 공극을 갖는 기공성 재료의 블록 위에 위치한다. 이러한 배열로 인해, 기공성 블록의 영역이 닳아지는 때에 가스 싱크의 마모의 상태를 시각적으로 인지하는 것이 가능하다. 이것은, 유입가스의 증대된 냉각효과에 기인하는 검고 원형인 스폿 (spot) 이 레이들 (ladle) 의 바닥 영역에서 형성되기 때문이다.

또한, 용융금속의 증대된 표면상의 이동 때문에, 레이들이 가득 채워질때에 마모의 상태를 인지할 수가 있다.

유리하게는, 금속 베이스와 기공성 블록 또는 성형형의 하측 사이에 가스 분배 공간이 제공되기 때문에, 도입되는 가스는 아무런 유동저항을 받지 않고서 기공성 블록 및 이에 인접한 싱크 요소에 직접적으로 유동할 수가 있다.

가스 흐름 도관으로부터 기밀한 싱크 요소를 형성하기 위해, 그린 콤팩트의 제조중에 성형판들을 롤링에 의해 또는 가압에 의해 이미 결합시킬 수가 있다. 다른 한편으로는, 예컨대, 내화 접착제에 의해 성형판들을 결합시키는 것도 가능하다. 개별 성형판들의 기밀한 연결은, 이들이 롤링 공정에 의해 제조되고 따라서 매우 평탄하고 균일한 표면을 가진다는 사실로 보더라도, 용이하다. 상기와 같은 방식으로 결합된 성형판들은, 보통은 인접판의 외측에 까지만 진행되는 크랙과 같이 발생되는 매우 높은 열응력을 훨씬 잘 흡수할 수가 있다.

롤링작업에 의해 제조된 성형판은 1 과 10 mm 사이의 두께 및 10 과 100 mm 사이의 폭을 가지고 있어서, 각 요소들은 실제로 가스 싱크의 어떠한 사이즈에도 적응이 가능하다.

내화 성형판들은, 예컨대, 물이 준비되고 그의 반죽 농도는 성형판이 롤링 공정에 의해 형성될 수 있도록 설정되어 있는 Al₂O₃, MgO 및 ZrO 의 혼합물로 이루어진다.

본 발명에 따르면, 내화 성형판의 내부에서 진행하는 가스 흐름 도관은, 연소 또는 용해가 가능하고 또한 롤링 작업중에 발생하는 변형력에 대해서도 비교적 양호한 치수 안정성을 갖는 소정 수의 포일 스트립을 부가함으로써, 그린 콤팩트의 롤링작업중에 또는 롤링 이후 단면으로 절단되는 대응 무한 스트립의 롤링작업중에 만들어진다. 이어서, 이들 포일 스트립 (foil strips) 은, 용해 또는 연소된 이후에, 아주 정확하고 일정한 단면을 갖는 개별 성형판의 내부에서 진행하는 나중의 가스 흐름 도관을 형성한다.

이들 포일 스트립은, 전술한 롤링 공정에서 롤 닙 (roll nip) 에 매우 용이하게 연속적으로 공급될 수가 있다. 이러한 맥락에서, 상기 롤링 공정은, 예컨대, 선가공된 내화 재료의 2 개의 상이한 스트립을 롤 닙에 공급하거나 또는 재료를 단일의 스트랜드 (strand) 형태로 롤 닙에 공급하거나 하여 실시할 수가 있다. 이러한 종류의 롤링 공정의 예는, EP 0 536 584 A2 호 또는 DE-PS 41 33 712 C2 호에서 찾아볼 수 있다.

결과적인 성형판들은, 그들 주위에 반죽같은 내화 재료를 붓는 유사한 방법으로 가스 싱크 내부에서 결합된후, 롤링 이후에 실시되어 동시에 포일을 용해 또는 연소시키는 열처리에 의해 경화된다.

이하, 첨부도면에 기초하여 본 발명을 상세히 설명한다. 도면들은 다음과 같다 :

도 1 은 콤브 방식으로 구성된 가스 흐름 도관을 갖는 성형판의 사시도;

도 2 는 3 개의 가스 흐름 도관을 갖는 성형판의 사시도;

도 3 은 수개의 성형판로 구성된 싱크 요소의 사시도;

도 4 는 기공성 바닥 블록 및 싱크 요소를 갖는 가스 싱크를 통한 단면도;

도 5 는 도 4 에 따른 가스 싱크를 통한 부분 단면도.

도 1 및 도 2 에는, 길이방향으로 진행하는 가스 흐름 도관 (3)을 가지며 롤링에 의해 제조된 성형판 (1,2) 이 도시되어 있는데, 도 1 에 따른 성형판 (1) 은 콤브 방식으로 구성된 가스 흐름 도관 (3)을 가지고 있으며, 도 2 에 따른 성형판 (2) 은 3 개의 가스 흐름 도관 (3)을 가지고 있다.

가스 흐름 도관 (3) 의 개수 및/또는 치수는, 가스의 송풍에 유용한 면적 및/또는 필요로 하는 가스 처리량 및 압력에 의해 결정된다.

도 3 은 개별 성형판 (2) 의 접합에 의해 얻어진 싱크 요소 (4) 의 대표적인 개략도이며, 여기서 상기 싱크 요소는, 용융물에 대면하는 그의 고온측 (5)에서 나타나는 많은 수의 가스 흐름 도관 (3)을 갖는다.

도 4 의 단면도에 도시된 가스 싱크 (6) 는, 변 주위의 원뿔형 금속 재킷 (8) 및 바닥의 금속 베이스 (9) 에 의해 기밀하게 에워싸인 내화 재료 (7) 로 이루어진다. 상기 금속 베이스 (9) 에는 가스 공급관 (10) 이 용접되어 있다.

상기 내화 재료 (7) 의 하측 (11) 과 상기 금속 베이스 (9) 의 사이에는 가스 분배 공간 (12) 이 있다.

가스 싱크 (6) 의 내부에는, 많은 수의 가스 흐름 도관 (3) 이 제공된 싱크 요소 (4) 가 위치한다.

상기 싱크 요소 (4) 의 아래에는, 비배향 공극을 갖는 가스-침투 블록 (13) 이 위치하는데, 이는 가스 싱크 (6) 가 대응하는 마모의 정도를 나타낼 때에 시각적으로 인지할 수 있는 마모 인디케이터로서 작용한다.

도 5 에 도시된 상면도는, 가스 싱크 (6) 내부의 싱크 요소 (4) 의 위치를 도시한 것이다.

도면부호의 설명

1 : 성형판

2 : 성형판

3 : 가스 도관

4 : 싱크 요소

5 : 고온측

6 : 가스 싱크

7 : 내화 재료

8 : 원뿔형 금속 재킷

9 : 금속 베이스

10 : 가스 공급관

11 : 하측

12 : 가스 분배 공간

13 : 가스-침투 블록

Claims (9)

1. 배향 공극을 가지며 그의 가스 도관이 내화 라이닝의 고온측의 영역에서 나타나도록 되어 있는 내화 가스-도관-요소를 이용하여, 내화 라이닝 또는 야금 용기를 갖는 고온실에 가스를 불어 넣는 방법에 있어서, 상기 가스-도관-요소로서는, 성형판 (1,2) 의 좁은 측에서 나타나는 내부 가스 도관 (3)을 갖는 얇은 벽의 내화 성형판 (1,2)을 사용하고, 내화 라이닝의 설치중에는, 상기 내화 성형판 (1,2)을 서로 간격을 두고서 및/또는 서로 인접하도록 삽입하며, 상기 가스 도관 (3)을, 상기 내화 라이닝의 내측 또는 저온측에 제공되고 압력하의 가스가 충전되어 있는 가스 공급 공간에 연결하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 내화 라이닝 또는 야금 용기를 갖는 고온실에 가스를 불어 넣는 내화 성형판을 제조하는 방법에 있어서, 플라스틱 내화 혼합물을 롤링작업하여, 상기 롤링 공정중에, 연소 또는 용해가 가능하며 비교적 치수가 안정적인 편평한 포일 스트립을 부가한 그린 콤팩트를 만들고, 가스 도관 (3)을 형성하기 위해, 차후에 상기 스트립을 열에 노출시켜 연소 또는 용해시킴으로써 상기 성형판 (1,2)을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 야금 용기용으로 배향 공극을 갖는 가스 싱크를 제조하는데 사용되는 것을 특징으로 하는, 제 2 항에 따라 제조된 내화 성형판 (1,2).
4. 내화 성형형, 이 성형형의 측면 주변영역을 에워싸는 금속 재킷으로 이루어지는 기밀의 박판금 케이싱, 용융물로부터 떨어져 대면하는 상기 성형형의 저온측의 금속 베이스, 및 이 금속 베이스에 연결된 가스 공급관을 가지며, 고온측에서 나타나는 가스 도관이, 배향 공극을 갖기 위해, 성형형의 내측에 제공되는 야금 용기용의 가스 싱크에 있어서, 상기 가스 도관 (3) 은, 상기 성형형의 내측에 위치해 있으며 또한 제 2 항에 따라 제조된 내화 성형판 (1,2) 으로부터 기밀하게 조립되는 싱크 요소 (4)에 침투하는 것을 특징으로 하는 가스 싱크.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 싱크 요소 (4) 는 비배향 공극을 갖는 가스-침투성의 내화 재료로 이루어지는 블록 (13) 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 가스 싱크.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 금속 베이스 (9) 와 상기 내화 재료 (7) 의 하측 (11) 사이에 가스 분배 공간 (12) 이 제공되는 것을 특징으로 하는 가스 싱크.
7. 제 4 항 내지 제 6 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 성형판 (1,2) 은, 상기 싱크 요소 (4)를 형성하기 위해, 그린 콤팩트를 롤링시키거나 또는 가압함으로써 함께 결합되는 것을 특징으로 하는 가스 싱크.
8. 제 4 항 내지 제 6 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 성형판 (1,2) 은, 내화 접착제에 의한 접합에 의해 함께 결합되는 것을 특징으로 하는 가스 싱크.
9. 제 4 항 내지 제 8 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 성형판 (1,2) 은, 1 과 10 mm 사이의 두께 및 10 과 100 mm 사이의 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 가스 싱크.