KR20000048580A - 비연속적인 용융물 배출 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은 용기의 배출 통로를 통하여 용융물을 불연속적으로 배출하는 방법과 장치에 관한 것임. 배출관(2) 내에서의 용융물 흐름은 용융물의 흐름 전방에서 차단되고 용융액은 배출관 내에서 냉각되어 응고되도록 되었음. 용융물의 흐름을 재개하기 위하여는 개폐 조절장치(4)를 개방하고 배출관의 측면에서 전자기 에너지를 공급하여 응고된 용융물을 용융시킴.

Description

비연속적인 용융물 배출 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR DISCONTINUOUS PARTING OFF OF MOLTEN MASS}

용융물의 비연속적인 배출중에는 용융물이 용기에 완전히 채워진 상태나 또는 채워지지 않는 상태에서 용유물의 배출을 일시 중단시켰다가 재차 배출을 시작하여야 하는 경우가 있다. 용융물의 배출이 중단된 경우에는 용융물이 배출 통로에 응고되어 플러그를 형성하는데, 중단된 용융물을 재차 배출시키고자 할 때는 배출 통로에 응고된 응고된 용융물 플러그를 용융시켜하여야 한다. 종래에는 산소 랜스(lance)를 사용하여 플러그를 용융시켰으며, 이 경우 산소 랜스를 용기 밑에서 삽입하여야 하는데 이러한 작업은 매우 위험한 작업이다.

용융물의 비연속적인 배출은 예를 들면 용융장치를 분해할 때 일어날 수 있다.

발명의 요약

본 발명의 목적은 전술한 바와 같이 배출 통로에 응고된 플러그를 제거하는 안전한 방법과 이 방법에 이용되는 장치를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은 용융물의 흐름을 배출 통로 후방에서 차단하여 용융물이 배출 통로 내에서 응고되도록 하고 용융물을 재 배출시킬 때는 배출 통로 내의 응고된 용융물을 측면에서 전자기 에너지로 가열하도록 된 본 발명의 용융물 배출 방법에 의하여 달성된다.

용융물의 흐름이 차단되면, 용융물이 배출 통로 내에서 응고되므로 사실상 용기는 차단판과 용융물의 응고에 의하여 형성된 플러그에 의하여 이중으로 폐쇄되게 된다. 용융물의 흐름을 재개시킬 때는 배출 통로의 차단을 개방하고 플러그의 측면에서 전자기 에너지를 공급하여 플러그을 용융시킨다. 이러한 본 발명의 방법에 의한 작업은 산소 랜스를 사용하여 용융시키는 작업보다 안전하다.

용기 내의 용융물의 배출을 재개시킬 때는 우선 배출 통로를 개방하고 응고된 플러그를 용해시키지만, 경우에 따라서는 그 반대로 응고된 플러그를 용융시킨 다음 배출 통로를 개방할 수도 있다. 이러한 작업 순서의 선택은 배출 통로 밑에서 산소 랜스로 가열하지 않고 응고된 용융물의 측면에서 전자기 에너지로 가열하여 용융시키므로서 가능하게 된다. 본 발명의 방법에 의하면 배출 통로에 물리적으로 접촉하여 폐쇄작용을 하는 배출 통로 내의 고형물이 완전히 전부 용해되기 전에 배출관으로부터 분리되어 이동할 수 있게 된다.

전자기 에너지는 인덕터의 전자기장을 응고된 고형물 및/또는 배출 통로가 형성된 배출관에 유도 결합시켜 공급한다. 용융물이 용융 금속인 경우에는 이 용융 금속에 바로 인덕터의 전자지장이 결합되도록 할 수도 있다. 그러나 배출관을 전자기장에 유도 결합될 수 있는 물질로 형성할 수도 있는데, 이 경우에는 에너지가 전자기장에 의하여 가열된 배출관으로부터 열전달 및/또는 복사에 의하여 용융물에 전달된다.

용융물 흐름이 차단된 후에는 전자기 에너지를 공급하는 인덕터의 전원을 끄고 냉각 수단을 이용하여 배출관 내의 융융물을 냉각시켜 응고시킨다. 그러면 배출 통로를 차단하는 용융물 플러그가 배출관 내에 신속하게 형성된다.

용융 중에 배출관 내의 용융물 플러그가 팽창되지 않도록 하기 위하여는 용융물 플러그의 외측 온도와 내측 온도가 동일하게 되어 플러그 내부가 용융되기 전에 플러그의 외표면이 신속하게 용융되어야 한다. 플러그의 외표면에서 용융되는 용융물은 용융과 동시에 그 부피가 팽창하지만 이들은 통로에서 상부로 이동하거나 하부로 이동하므로 용융물이 용해되면서 팽창하여도 배출관의 파열이 나타나지 않게된다. 배출관 내의 응고된 플러그가 더 가열되어 속으로 용융되어 들어가도 용융되는 용융물의 액체는 미용해 플러그의 외측에 형성된 원륜상 공간부 속으로 팽창하고 전술한 바와 같이 팽창에 의하여 나타나는 압력에 의하여 액체가 상하로 이동하면서 압력을 해소하므로 배출관의 측벽에 대한 압력이 해소되어 배출관의 파손이 방지되게 된다. 배출관은 용융액의 높은 온도에서도 인덕터의 전자기장에 유도 결합될 수 있는 물질, 특히 세라믹 물질로 제조하는 것이 좋다.

전술한 방법을 실시하는데 사용되는 장치는 용융물 용기의 배출구, 특히 용융물 배출관에 형성된 배출 통로의 배출구가 기계적인 개폐조절장치에 의하여 개폐될 수 있도록 되었고, 배출구의 외주에는 전자기장이 용융물 및/또는 배출관에 직접 유도 결합될 수 있는 공냉식 인덕터가 배출구를 둘러싸도록 설치되었다. 배출관이 인덕터에 유도 결합된 경우에는 용융물 플러그가 배출관으로부터 열 에너지를 공급받는다.

본 발명의 장치에 사용되는 개폐조절장치는 배출공과 밀폐판을 갖는 슬라이딩 밸브판과 같은 통상의 판으로 구성될 수 있다. 또한 전술한 개폐조절장치는 블라인드 판이나 노즐을 포함할 수도 있다.

취부장치가 전자기장으로부터 차단되도록 하기 위하여 인덕터와 취부장치 사이에 페라이트 코어를 삽입할 수도 있다.

본 발명은 배출 통로를 통하여 용기로부터 용융물, 특히 용강과 같은 용융 금속이나 비금속 용융물을 배출하는 방법과 이러한 방법을 실시하는데 사용되는 장치에 관한 것이다.

도1은 차단판과 전환 노즐을 갖는 본 발명에 의한 장치의 한 예를 보여주는 야금 용기의 부분 단면도이다.

용기 바닥(1)에는 내화 세라믹으로 구성된 중앙에 길이 방향의 용융물 배출 통로를 갖고 있는 배출관(2)이 설치되었다. 배출관(2)의 배출 통로 하단에는 용융물 배출구(3)가 형성되었으며, 배출구(3)에는 이 배출구를 개폐하는 기계적인 개폐 조절장치(4)가 설치되었다.

배출관(2)은 내부에 냉각 매체, 특히 공기가 유통되는 인닥터(5)로 둘러싸였으며, 이 인닥터(5)는 배출구(3)에 근접되게 연장되었고, 조절장치(4)의 취부판(6)으로부터 전기적으로 차단되도록 조절장치에 연결되는 부분에 페라이트 코어(7)를 갖고 있다.

취부판(6)에는 공지된 개폐 조절장치(4)가 분리할 수 있도록 설치된다. 도 1에 따르면, 개폐 조절장치(4)는 차단판(10)을 갖고 있으며, 이 개폐 조절장치(4)에는 전환 노즐(8)이 교체할수 있도록 결합되었다. 전술한 노즐(8)과 차단판(10)은 취부판(6)의 안내구(9)에 이동할 수 있게 결합되었으며, 전술한 차단판(10)은 노즐(8)이 배출구(3)에서 밀려나도록 배출구(3) 밑으로 밀어 넣으면 배출구(3)를 차단하고, 노즐(8)이 배출구(3)의 하방에 위치하도록 밀어내면 배출구(3)가 개방되면서 노즐(8)에 연결되도록 되었다.

그러나 용융물의 흐름은 동 슬래그를 밑에서 배출관(2) 속으로 삽입하거나 또는 세라믹 마개를 위에서 삽입하는 공지된 다른 수단에 의하여 차단할 수도 있다.

전술한 장치는 다음과 같이 작동한다: 용융물 흐름을 차단시킬 때는 차단판(10)이 배출구(3)를 폐쇄할 때까지 전환 노즐(8)을 화살표 방향으로 밀어 넣거나 또는 동 슬래그나 마개를 삽입하여 배출구(3)를 폐쇄하여 용융물 흐름을 차단시킨다. 그러면 용융물은 배출관(2) 내에서 완전히 응고되거나 또는 부분적으로 응고한다. 이때 인덕터(5)는 전기적으로 연결되지 않은 상태이지만 냉각 매체는 순환되고 있어서 배출관(2) 내에 용융물 플러그가 형성되면서 배출관을 2차적으로 차단하게 된다.

이어서 용융물의 배출을 재개하고자 할 때는 인덕터(5)를 전원에 연결하면 플러그의 측면으로 방사상 에너지가 공급되어 배출관(2) 내의 플러그가 용융됨과 동시에 폐쇄판(10) 위에 있는 플러그도 용융되게 된다. 이 때 전환 노즐(8)이 배출구(3)의 밑으로 오도록 차단판(10)을 화살표의 반대 방향으로 당기면 배출구(3)가 전환 노즐(8)의 배출공에 연결되면서 용융물의 흐름이 재개되게 된다.

배출관(2) 속에 있는 용융물 플러그가 용해될 때는 배출관 내의 프러그가 용융되면서 팽창되므로 배출관(2)은 플러그의 팽창에 의하여 나타나는 응력을 받게 된다. 따라서 용융물 플러그이 용융될 때는 배출관(2)이 파열딜 위험성이 나타나게 된다. 본 발명에 의하면 인덕터(5)에 의하여 플러그의 내부 및 외부 온도가 균일하게 되기 전에 플러그의 온도가 외측에서 내측으로 서서히 증가하면서 플러그의 외주면부터 조금씩 용융되어 액체상태로 변하면서 내부 온도의 증가가 나타나도록 하여야 한다. 이와 같이 온도가 플러그의 내부로 서서히 증가하면서 플러그를 그 표면에서부터 조금씩 용융되도록하면 플러그의 외주면에 액체층이 형성되면서 원륜상 공간부가 형성되므로, 용융에 의하여 나타나는 압력에 의하여 용융액이 공간부에서 상하로 이동하여 압력이 해소되게 된다. 예를 들면 배출구(3)가 폐쇄된 경우에는 용융에 의하여 나타나는 압력에 의하여 용융액은 용기 내부로 상승하게되고 배출관의 입구측이 용기 내부에서 폐쇄된 경우에는 용융액이 밑으로 이동하게 된다. 이러한 용융액의 이동은 배출관의 측벽으로 가하여지는 압력을 강하시키므로 배출관(2) 측벽의 파손이 방지되게 된다.

이와 같이 인덕터(5)에 의한 가열은 플러그의 외표면을 용해시켜 미용융 플러그와 배출관의 내주면 사이에 용융액이 채워진 원륜상 공간부를 형성하므로 용융물 플러그가 용융되어 팽창하면서 나타나는 압력은 플러그 외주에 있는 액체 공간부에 가하여지고, 이 압력은 용융액을 상하로 이동시키는데 이용되므로 배출관은 큰 압력을 받지 아니하여 파열되지 않게 되는 것이다.

도면에 설명된 예에서는 용융물 흐름이 배출관(2)의 밑에서 차단판(8)에 의하여 차단되고 용융물은 배출관 내에서 응고되도록 되었다. 그러나 융융물의 흐름은 슬래그나 마개로 차단할 수도 있다.

Claims (12)

1. 용기로부터 용강이나 비금속 용융물 같은 용융액을 비연속적으로 배출하는 방법에 있어서, 용기의 배출 통로에 있는 용융물의 흐름을 흐름 방향의 후방에서 차단하고 냉각시킨 다음, 용융물을 재차 배출시키기 위하여 배출 통로 내의 응고된 용융물에 전자기 에너지를 측면에서 가하여 용융시켜 흐름의 차단을 해제함을 특징으로 하는 용융물의 불연속적인 배출방법.
2. 제1항에서, 재배출을 위하여 배출 통로 내의 응고된 용융물이 일차로 용융되고 이어서 흐름의 차단이 해제됨을 특징으로 하는 방법.
3. 제1 또는 2항에서, 전자기 에너지가 전자기장을 응고된 용융물 및/또는 배출관에 유도 결합하므로서 공급됨을 특징으로 하는 방법.
4. 전술한 청구항 중의 한 항에서, 배출 통로 내에서의 용융물의 응고가 전자기 에너지를 공급하기 위한 인덕터를 전원에서 차단한 다음 인덕터의 냉각에 의하여 용융물의 흐름을 차단한 다음에 이루어짐을 특징으로 하는 방법.
5. 전술한 청구항 중의 한 항에서, 완전히 응고된 용융물 플러그가 플러그의 외부와 내부의 온도가 동일하게 되기 전에 플러그의 외주면에서 신속하게 용융되기 시작하도록 용융됨을 특징으로 하는 방법.
6. 전술한 청구항 중의 한 항에서, 응고된 플러그가 외주면에서부터 가열되어 배출 통로와 응고된 플러그 사이에 원륜상 공간부가 형성되고 용융액은 원륜상 공간부 내로 팽창됨을 특징으로 하는 방법.
7. 전술한 청구항 중의 한 항에 청구된 방법을 실시하는 장치에 있어서, 배출 통로가 형성된 배출관(2)이 그 배출구(3)가 기계적인 개폐조절장치(4)에 의하여 개폐될 수 있도록 용융물 수용 용기에 설치되고, 배출관(2)의 외주에는 공냉식 인덕터(5)가 배출관의 배출 통로를 둘러싸도록 설치되어 인덕터(5)의 전자기장이 용융물 플러그 및/또는 배출관에 직접 유도 결합되도록 되었음을 특징으로 하는 용융물 불연속 배출 장치.
8. 제7항에서, 배출관이 유도 결합될 수 있는 세라믹 물질로 제조된 것임을 특징으로 하는 장치.
9. 제7항에서, 개폐조절장치(4)가 배출공과 차단 표면을 갖는 판임을 특징으로 하는 장치.
10. 제7항에서, 개폐조절장치(4)가 차단판(10)과 배출공을 갖는 부분 또는 절환 노즐(8)로 구성되었음을 특징으로 하는 장치.
11. 청구항 7 내지 11항 중의 한 항에서, 유도자(5)와 금속 취부판(6) 사이에 전자기장을 차단하는 페라이트 코어(7)가 설치되었음을 특징으로 하는 장치.
12. 청구항 7 내지 11항 중의 한 항에서, 인덕터(5)가 출구에 근접하게 연장되었음을 특징으로 하는 장치.