KR20010105265A

KR20010105265A - 냉각 판 및 냉각 판의 제조 방법

Info

Publication number: KR20010105265A
Application number: KR1020010027156A
Authority: KR
Inventors: 회른세마이어볼프강
Original assignee: 라인스 뢸프-애버트, 가이어 한스-위르겐; 카엠 오이로파 메탈 악티엔게젤샤프트
Priority date: 2000-05-19
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2001-11-28
Also published as: CN1326005A; TW544466B; SK6592001A3; AU774297B2; RU2244889C2; PL347602A1; DE10024587A1; CZ20011649A3; ZA200104033B; US20010054502A1; JP2002003916A; US6838044B2; CA2348213A1; AR028417A1; US20040035510A1; MXPA01004923A; EP1156124A1; AU4392601A; BR0102051A

Abstract

본 발명은 야금로, 특히 용해로 또는 용광로의 내부 래깅에 사용되는 냉각 판 및 냉각 판의 제조 방법에 관한 것이다. 냉각 판은 냉각제 채널(3)이 통합되고 구리 재료로 이루어진 판 본체(2)를 구비한다. 그러한 냉각 판의 제조를 위해, 판 본체(2)의 최종 두께(D₂)에 비해 두꺼운 출발 두께(D₁)를 가지고 채널(7)이 마련된 주괴(6)를 마련한다. 이어서, 출발 두께(D₁)를 판 본체(2)의 최종 두께(D₂)에 이르기까지 감소시키는 주괴(6)의 압연 성형을 실행하는 중에 채널(7)의 횡단면(Q₁)이 변형된다. 그럴 경우, 냉각제 채널(7)은 신장된 원형의 최종 횡단면(Q₂)을 얻게 된다.

Description

냉각 판 및 냉각 판의 제조 방법{COOLING PLATE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

한편으로, 본 발명은 야금로, 특히 용해로 또는 용광로의 내부 래깅(lagging)에 사용되는 청구항 1의 전제부의 특징에 따른 냉각 판에 관한 것이다.

다른 한편으로, 본 발명은 청구항 5의 전제부의 특징에 상응하는 냉각 판의 제조 방법에 관한 것이다.

야금로는 단열을 위해 교환이 가능한 내부 금속제 래깅을 구비하는데, 그 래깅에는 예컨대 샤모트(chamotte)와 같은 내화 재료로 된 절연물이 고정될 수 있다. 노의 내부의 온도는 래깅의 냉각이 필요할 정도로 높다. 그와 관련하여, 냉각제 채널이 통합된 냉각 판이 사용된다. 그러한 유형의 냉각 판은 통상 노 외피와 노 내벽과의 사이에 배치되어 노의 냉각 시스템에 접속된다. 일반적으로, 냉각 판은 노의 배부 쪽을 향한 측면에 내화 재료를 구비한다.

냉각제 채널이 주철로 주조된 관에 의해 형성되는 냉각 판이 공지되어 있다. 그러한 냉각 판은 주철의 낮은 열 전도도로 인해, 그리고 산화 층 또는 공기 틈새에 의해 생기는 냉각 관과 판 본체와의 사이의 저항 때문에 열을 적게 빼앗아간다.

구리와 구리 합금은 회주철보다 더 양호한 열 전도도를 보인다. 그와 관련하여, 독일 특허 출원 공고 제29 07 511 C2호는 구리 또는 저함량 구리 합금으로이루어지고 단조되거나 압연된 구리 블록으로 제작되는 용광로용 냉각 판을 개시하고 있다. 그러한 구조 형식에서는 기계적 디프보링(deep boring)에 의해 생성된 냉각제 채널이 냉각 판에 배치된다. 냉각 판에 마련된 냉각제 채널은 나사 탭의 납땜 또는 용접에 의해 밀봉된다. 냉각 판의 배면 측에는 냉각제 채널로 인도되는 유입 구멍이 배치되는데, 그 유입 구멍은 냉각제 공급 내지 냉각제 반출에 필요한 접속 관에 용접되거나 납땜된다.

독일 특허 출원 공개 제198 01 425 A1호에 의한 바와 같이 냉각제 채널이 냉각 판에서의 재료의 기계적 절삭에 의해 마련되어 그와 같이 생성된 채널 구조물이 차폐 판에 의해 덮여지는 것도 역시 선행 기술에 속한다. 그러기 위해서는 차폐 판이 냉각 판에 밀봉된 채로 고정되어야 한다. 그러나, 그러한 방안은 불가피한 용접 작업으로 인한 단점이 있다.

냉각제 채널과 관련하여, 횡단면이 원형이 아닌, 즉 타원형 내지 신장된 원형인 냉각제 채널이 효과적인 것으로 입증되었는데, 그 이유는 그러한 것이 넓은 열 전달 면을 제공하기 때문이다. 그와 관련하여, 구리 재료로 주조되고 냉각제 채널이 원형이 아닌 냉각 판이 공지되어 있다. 그러나, 그것은 재료가 조대 입자로 되고 불균질하게 되는 단점을 수반한다. 그 결과, 열 전도도가 열악해지고, 조기에 재료 피로가 일어날 위험이 있다. 또한, 주조된 냉각 판의 미세 균열과 같은 재료 조직의 결함 또는 손상을 간신히 발견하기에도 어렵다는 단점이 있다.

따라서, 전술한 선행 기술을 고려하여, 본 발명의 목적은 냉각 작용이 증대되고 효율이 높은 질적으로 개선된 냉각 판을 제공하고, 냉각제 채널을 구비한 냉각 판을 저렴한 비용으로 제조하는 방법을 제시하는 것이다.

도 1은 통합형 냉각 판의 사시도,

도 2는 3가지 제조 상황에서 냉각 판을 제조할 때의 방법의 경과를 기술적으로 단순화시켜 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 냉각 판

2 : 판 본체

3 : 냉각제 채널

4 : 측면

5 : 홈

6 : 주괴

7 : 채널

A : 출발 상태

E : 최종 상태

Q₁, Q₂: 횡단면

D₁, D₂: 두께

이 목적 중 물 발명에 대한 부분은 청구항 1의 특징에 의해 달성된다.

그러한 냉각 판은 판 본체가 냉각제 채널의 최종 횡단면의 성형 중에 두께 방향으로 감소되고, 평균 입도가 10 ㎜ 미만인 미세 입상 조직을 나타내는 것을 그 특징으로 한다.

판 본체는 미세 입상 조직을 가진 템퍼링된 구리 재료(가공 합금)로 이루어진다. 그러나, 압연 재료 또는 주조 재료도 역시 고려될 수 있다. 기본적으로 구리 재료의 열간 성형이 가능하기는 하지만, 본 발명에 따라 조합된 냉간/열간 성형, 특히 압연 기술에 의한 두께 방향으로의 감소를 실행하는 것이 바람직하다.

입도는 5 ㎜ 미만, 바람직하게는 0.005 ㎜ 내지 2 ㎜인 것이 특히 유리한 것으로 여겨진다(청구항 2).

청구 범위 제3항의 특징에 따르면, 냉각제 채널은 두께 방향으로 감소된 판 본체에서 타원형, 즉 신장된 원형의 최종 횡단면을 구비한다. 그에 의해, 냉각 판의 열 반출 내지 냉각을 위한 최적화된 열 전달 면이 확보된다.

청구 범위 제4항의 특징에 따르면, 판 본체는 일 측면에 내화 재료를 수납하기 위한 홈을 구비한다.

본 발명에 따른 냉각 판은 노의 내측면 또는 용융물 쪽을 향한 면에 개선된 냉각 및 균일한 열 프로파일을 보이는 것을 그 특징으로 한다. 미세 입상 조직은열 전도도를 현저하게 개선시킨다. 특히 신장된 원형의 최종 횡단면과 조합되어 냉각 판의 벽 두께의 감소가 가능하게 된다. 냉각 작용이 현저히 개선된다. 또한, 재료 절감이 실현된다.

본 발명의 방법 발명의 목적은 청구 범위 제5항의 특징에 의해 달성된다.

그에 따르면, 우선 출발 두께가 판 본체의 최종 두께에 비해 더 두꺼운 구리 재료로 이루어진 주괴(ingot)를 마련한다. 이 주괴는 가공 합금, 주조 재료, 또는 압연 재료로 이루어질 수 있다. 이어서, 그러한 주괴의 두께를 하나 이상의 성형 단계로, 특히 판 본체의 최종 두께가 되도록 감소시킨다. 그와 같이 감소시키는 것은 압연, 단조, 프레스, 또는 압축에 의해 실시될 수 있다. 그러한 방법의 조합도 생각할 수 있다. 최종 두께에 도달되기 전에 주괴 또는 판 본체에서 냉각제 채널을 마련한다. 즉, 냉각제 채널은 사전에 미리 주괴에 존재할 수도 있고, 두께 방향으로의 감소 과정 중에 형성될 수도 있다. 그 경우, 냉각제 채널의 횡단면을 동시적으로 변경시키면서 단계적으로 제조하는 것을 고려할 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 제조 기술적으로 효율적일 뿐만 아니라 저렴하고, 평균 입도가 10 ㎜ 미만인 조직을 그 특징으로 하는 판 본체를 구비한 고품질의 냉각 판을 제공한다. 이 방법에 의하면, 0.005mm - 2mm 범위의 입도를 가진 훨씬 미세한 조직이 얻어질 수 있다.

마지막으로, 최종 두께로 감소된 판 본체를 초음파 재료 시험에 의해 조직 결함 또는 혹시 있을 수도 있는 손상에 대해 검사한다.

본 발명의 바람직한 실시예는 청구 범위 제6항에 개시되어 있다. 그러한 실시예에서는 최종 두께에 도달되기 전의 주괴 또는 판 본체에 횡단면이 원형인 채널을 마련한다. 채널의 제조는 공지의 모든 방법적인 방안에 의해 실행될 수 있다. 주괴 또는 판 본체를 최종 두께로 성형하게 되면, 채널의 횡단면도 역시 변형되는데, 특히 타원형, 즉 신장된 원형으로 변형된다. 그러한 횡단면은 열 전도도의 개선에 기여한다.

특히 바람직한 제조 방안은 청구 범위 제7항의 특징에 있다. 그 경우, 우선 주괴를 냉간 압연에 의해 출발 두께에 대해 감소시킨다.

그에 의해, 구리 재료는 구리 주물 주괴의 전형적인 응고 조직이 대폭적으로 또는 완전히 제거된 재결정화된 미세 입상 조직을 얻게 된다.

이어서, 두께가 감소된 주괴에 횡단면이 원형인 채널을 마련한다.

이어서, 그러한 주괴를 열간 압연에 의한 하나 이상의 가공 단계로 최종 두께로 감소시키는데, 그 경우에 채널의 원형 횡단면이 열간 기술에 의해 냉각제 채널의 바람직한 타원형 횡단면으로 변형된다.

본 발명에 따른 방법은 효율이 높고 냉각이 개선된 고품질의 냉각 판을 저렴하게 제조할 수 있다. 조대한 입상의 구리 재료로 이루어진 공지의 냉각 판에 비해 벽 두께가 감소될 수 있다. 그것은 재료 및 비용의 절감을 가져온다.

청구 범위 제8항에 따르면, 주괴 또는 판 본체에 있는 채널을 기계적으로 디프보링할 수 있다.

그러나, 청구 범위 제9항에 따르면, 채널을 주괴에 미리 주조하는 것도 생각할 수 있다.

이하, 본 발명을 첨부 도면에 도시된 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 야금로, 특히 고로, 환원 설비, 또는 아크로와 같은 용해로나 용광로의 래깅에 사용하기 위한 냉각 판(1)의 사시도이다.

그러한 냉각 판(1)은 타원형(신장된 원형) 냉각제 채널(3)이 통합된 구리 또는 구리 합금제 판 본체(2)를 포함한다. 판 본체(2)의 구리 재료는 평균 입도가 10 ㎜ 미만인 미세 입상 조직으로 된다. 입도는 5 ㎜ 미만, 바람직하게는 0.005 ㎜ 내지 2 ㎜인 것이 특히 유리한 것으로 여겨진다.

판 본체(2)의 일 측면에는 추후에 그에 마련되는 내화 재료를 수납하기 위한 홈(5)이 마련되어 있다.

판 본체(2)의 제조는 도 2에 의거하여 개략적으로 이해될 수 있다. 도면 부호 "A"는 출발 상태를, 그리고 도면 부호 "E"는 최종 상태를 각각 지시하고 있다.

우선, 구리 재료로 주조된 주괴(6)를 마련한다. 주괴(6)에는 채널(7)을 기계적으로 디프보링한다. 출발 상태(A)에서의 채널(7)은 그 횡단면이 대략 원형으로 되는 것을 알 수 있을 것이다.

주괴(6)는 비교적 조대한 입상 조직을 가진다. 그 출발 두께(D₁)는 추후의 판 본체(2)의 최종 두께(D₂)보다 더 두껍다. 주괴(6)의 출발 두께(D₁)를 하나 이상의 압연 과정으로 판 본체(2)의 최종 두께에 도달될 때까지 감소시킨다. 이것은 실행하는 중에 채널(7)의 횡단면(Q₁)이 전술된 바와 같이 타원형, 즉 신장된 원형인최종 횡단면(Q₂)으로 변형된다. 전문적인 용어로 가공 변형으로 지칭되는 압연 성형 시에 판 본체(2)는 전술된 입도 범위에서 미세 입상 조직을 얻게 된다.

그러한 방법은 열 추진 면의 열 프로파일이 균일한 개선된 냉각을 수반하는 고품질의 냉각 판(1)의 제조를 가능하게 한다. 그에 의해, 냉각 판(1)의 벽 두께가 조대 입상 조직을 수반하는 종래의 냉각 판에 비해 감소될 수 있게 된다.

그러한 냉각 판(1)은 원칙적으로 초음파 기술에 의해 재료를 검사하여 조직의 취약점 또는 결함을 검출하는 것이 가능하기 때문에도 매우 유리하다. 그러한 취약점은 조업 중에 고장을 일으키고 불리한 조업 정지 상태에 이르게 하는 일이 없이 조기에 파악될 수 있다.

본 발명에 따른 냉각 판은 노의 내측면 또는 용융물 쪽을 향한 면에서 개선된 냉각 및 균일한 열 프로파일을 보이는 것을 그 특징으로 한다. 미세 입상 조직은 열 전도도를 현격히 개선시킨다. 특히 신장된 원형의 최종 횡단면과 조합되어 냉각 판의 벽 두께의 감소가 가능하게 된다. 냉각 작용이 현저히 개선된다. 또한, 재료 절감이 실현된다.

또한, 본 발명에 따른 방법은 효율이 높고 냉각이 개선된 고품질의 냉각 판을 저렴하게 제조할 수 있다. 조대한 입상의 구리 재료로 이루어진 공지의 냉각 판에 비해 벽 두께가 감소될 수 있다. 그것은 재료 및 비용의 절감을 가져온다.

Claims

냉각제 채널(3)이 통합되고 구리 재료로 이루어진 판 본체(2)를 구비하고, 용해로 또는 용광로와 같은 야금로의 내부 래깅에 사용되는 냉각 판에 있어서,

상기 판 본체(2)는 냉각제 채널(3)의 횡단면(Q₂)의 성형 중에 두께 방향으로 감소되고, 상기 판 본체(6)의 구리 재료는 평균 입도가 10 ㎜ 미만인 미세 입상 조직으로 되는 것을 특징으로 하는 냉각 판.
제1항에 있어서, 상기 입도는 5 ㎜ 미만, 바람직하게는 0.005 ㎜ 내지 2㎜의 범위인 것을 특징으로 하는 냉각 판.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 냉각제 채널(3)의 최종 횡단면(Q₂)은 타원형인 것을 특징으로 하는 냉각 판.
제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 판 본체(2)는 일 측면에 내화 재료의 수납용 홈(5)을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각 판.
판 본체(2)를 구비한 냉각 판(1)의 제조 방법에 있어서,

우선 판 본체(2)의 최종 두께(D₂)에 비해 두꺼운 출발 두께(D₁)를 수반하고구리 재료로 이루어진 주괴(6)를 마련하고, 이어서 주괴(6)의 출발 두께(D₁)를 하나 이상의 성형 단계로 판 본체(2)의 최종 두께(D₂)로 감소시키며, 그 경우에 최종 두께(D₂)에 도달되기 전에 주괴(6)에 냉각제 채널(3)을 형성하는 것을 특징으로 하는 냉각 판의 제조 방법.
제5항에 있어서, 상기 최종 두께(D₂)에 도달되기 전의 주괴(6) 또는 판 본체(2)에 횡단면(Q₁)이 원형인 채널(7)을 마련하고, 판 본체(2)를 최종 두께(D₁)로 감소시킬 때에 횡단면(Q₁)이 원형인 채널(7)이 횡단면(Q₂)이 타원형인 냉각제 채널(3)로 변형되는 것을 특징으로 하는 냉각 판의 제조 방법.
제5항 또는 제6항에 있어서, 우선 주괴(6)를 냉간 압연에 의해 그 출발 두께(D₁)에 대해 감소시키고, 이어서 두께가 감소된 주괴(6)에 횡단면(Q₁)이 원형인 채널(7)을 마련하며, 두께가 감소되고 횡단면(Q₁)이 원형인 채널(7)이 마련된 주괴(6)를 최종적으로 열간 압연에 의해 판 본체(2)의 최종 두께(D₂)로 감소시키는 중에 상기 채널(7)은 횡단면(Q₂)이 타원형인 냉각제 채널(3)로 변형되는 것을 특징으로 하는 냉각 판의 제조 방법.
제5항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 횡단면(Q₁)이 원형인 채널(7)을 주괴(6) 또는 판 본체(2)에 기계적으로 디프보링하는 것을 특징으로 하는 냉각 판의 제조 방법.
제5항 내지 제7항 중의 어느 한 항에 있어서, 채널(7)을 주괴(6)에 주조하는 것을 특징으로 하는 냉각 판의 제조 방법.