KR20030031003A - 유도로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유도가열로에 관한 것이다. 이 가열로는 내화재로 라이닝된 셀과 벽면과 바닥을 포함한다. 유도로의 바닥에는 하나 이상의 유도가열기가 배치되고, 이 유도가열기는 트로트를 통해 유도로의 내부와 연결된다. 트로트의 길이는 유도가열기의 서비스 길이의 상당량을 차지한다. 본 발명은 또한 유도로내의 융융금속의 분산을 돕는 유도가열기 트로트의 구조에 관련된다.

Description

유도로{INDUCTION FURNACE}

최근 몇년간 제강산업에서는 전통적인 고로(iron blast furnace)나 제강로 루트에 비해 기본적으로 다른 새로운 제강공정을 개발해왔다. 전통적으로 루트스틸(route steel)은 2단계로 생산된다. 첫번째 단계는 고로에서 발생되는 것으로서, 철산화물을 선철로 환원시킨다. 두번째 단계는 제강로에서 일어나는 것으로, 탄소나 마그네슘 등의 원소를 특정 값으로 조절하고 실리콘, 황, 인 등의 원소를 대부분 제거하는 단계이다. 제강로에는 기본적인 산소/전기아크로 등이 포함된다.

이런 전통적인 제강법의 문제점들중 하나는 두개의 공정 사이에 액체철을 운반해야만 하는데 있다. 이런 운반을 위해서는 기반설비에 많은 투자가 있어야 하고 액체철을 운반하는데 따른 위험도 수반된다. 이들 전통적인 방법에서는 기체가 방출되므로, 친환경적이지 않다.

이 분야에서는, 철을 함유한 부하물로 충전되어 원강(crude steel)을 생산하는 채널형 유도로의 개발이 상당히 진행되어왔다. 그 예로는 미국특허 5,411,570,특허출원 PCT/EP97/01999, PCT/IB99/01334에 설명된 형식의 과정이 있다.

이 유도로는 채널형이고 내화재로 라이닝된 셀을 포함한다. 철광석과 탄소환원제를 포함한 철과 같은 공급재료는 유도로 측면의 구멍을 통해 공급되고, 이어서 소정 조건하에 탄소환원제와 고철 혼합물을 가열할 때 형성되는 기체와 추가 연료를 소모하여 가열된다.

금속용융조 바닥에 위치한 유도가열기에 의해 유도로 내의 액체금속이 가열되고, 가열된 액체금속에 의해 부하물이 더 가열되고 용융되어 액체 슬래그와 금속이 형성된다. 이들 가열기는 통상적인 방식으로 유도로에 설치된다. 이것은, 유도로의 셀에 적당한 구멍들이 있고, 이들 구멍 둘레의 플랜지들은 유도가열기의 플랜지를 셀의 플랜지에 일치되게 볼팅함을 의미한다. 유도로와 유도가열기 둘다 내화재로 라이닝된다.

유도로 내의 유도가열기 구멍 둘레의 유도로의 내화재 두께는 유도가열기에 대한 입구나 트로트의 깊이를 결정한다. 용융금속은 트로트를 통해 유도가열기를 출입한다. 유도가열기 내측면에 가장 가까운 금속이 가열된다. 즉, 찬 금속이 외부에서 유도가열기 채널로 흘러들어가고 채널 내부를 통과하면서 가열된다. 고온금속과 저온금속 사이의 밀도차에 의해 용융금속이 흐르게 된다. 전자기력의 도움을 받아 용융금속의 흐름패턴을 바꿀 수도 있다.

기존의 채널형 유도가열기들은 내화몸체에 장착된 전기코일을 구비한 타입으로서, 그 채널은 코일 둘레의 내화재에 형성되어 있다. 코일은 내화재, 수냉식 패널, 에어갭에 의해 채널에서 격리된다. 유도로 바닥의 내화재의 깊이, 유도로 셀의두께, 유도로 플랜지의 두께, 유도로 셀과 플랜지 사이의 거리의 합이 유도가열기의 트로트의 깊이다. 트로트는 거의 수직 형상을 갖고, 유도가열기의 채널들 안으로 직접 이어진다.

채널형 유도로에서는 여러개의 유도가열기들이 유도로 길이를 따라 일렬로 배열된다.

유도로의 충전물은 용융금속조, 금속 위의 슬래그층, 상단의 고체 부하물로 이루어진다. 부하물은 기본적으로 미국특허 5,411,570에 설명된 바와 같이 유도로의 길이 대부분을 따라 뻗는 두개의 연속 덩어리로 구분되고, 또는 특허출원 PCT/EP97/01999에 설명된 바와 같이 두개의 연속적인 부하물 덩어리들이 유도로 중앙부에서 만나 이어질 수도 있다.

용융금속은 트로트를 통해 유도가열기를 출입한다. 유도가열기에서의 배출류는 거의 수직이므로, 구멍 바로 위의 금속과 혼합된다. 유도가열기로 인입된 찬 금속은 유도가열기 바로 위의 금속 풀에서 시작된다. 상승하는 고온금속은 트로트내에서 하강하는 찬 금속과 열교환한다.

이것은, 각각의 유도가열기 구멍 위와 트로트내의 금속풀이 유도가열기를 통해 크게 순환되고, 반복해서 가열됨을 의미한다. 이로 인해, 유도가열기 구멍들 위에 국부적인 열점이 형성되는데, 특히 유도가열기 위의 용융금속조의 깊이가 얕을 때 그렇다. 그 결과, 유도가열기내의 금속이 불필요하게 가열되어 때로는 위험하며, 온도가 높아진다.

이런 형태의 유도로에 국부적인 열점이 존재하는 것은 여러가지 이유로 바람직하지 않다. 우선, 이들 열점으로 인해 열점 부근의 부하물 일부가 먼저 용융되어, 용융되지 않은 나머지 부분에 비해 재료가 연소기체의 열에 대한 노출이 부족하게 된다. 따라서, 연소기체의 열에 대해 노출이 부족한 부분과 과다한 부분이 생긴다. 이런 노출 차이로 인해, 전기에너지 소비가 과다하게 되고, 연소기체와 가열된 천정에서의 가용 환원 에너지를 이용하게 된다. 또, 환원되지 않은 부하물이 너무 빨리 가열되어, 액체 스틸내에서 기체증발이 일어나 바람직하지 않은 비등활동이 일어난다. 그 결과, 유도가열기를 통한 파워입력이 감소되어, 생산성이 저하된다.

본 명세서에서, "트로트(throat)"란 유도로와 유도로 바닥의 유도가열기 사이의 채널을 의미한다.

본 명세서에서, "트로트 깊이"란 트로트의 최상단부로부터 유도로 바닥의 유도가열기의 코일의 길이를 따른 중앙선까지의 수직 거리를 의미한다.

본 명세서에서, "서비스 길이"란 각각의 유도가열기가 작동중에 가열하는데 필요한 유도로의 길이를 의미하는바, 인접한 유도가열기들 사이의 중앙점부터 반대쪽 인접 유도가열기들 사이의 중앙점이나 유도로의 끝까지의 수평거리이다.

또, "트로트 길이"란 유도가열기의 트로트의 일측면에서부터 유도가열기의 채널과 코일을 가로질러 반대쪽까지의 수평거리이고, 이 거리는 유도가열기의 "서비스 길이"에 거의 평행하게 측정된다.

또, "트로트 폭"은 트로트의 측벽들 사이의 거리를 의미하고, 이 거리는 "트로트 길이"에 횡방향으로 측정된다.

또, "유도가열기 채널 폭"은, 유도가열기 채널의 한쪽 측벽에서 반대쪽 측벽까지의 거리로서, 유도가열기의 중앙선에서 유도가열기의 종축선에 직각으로 측정된다.

또, "종래의 트로트 깊이"는 비슷한 공정에 사용되는 본 발명이 아닌 종래의 유도로에 대해서, 바닥 내화재의 두께, 바닥을 지지하는 유도로 셀의 두께, 유도로 셀과 플랜지 사이의 거리, 유도로와 유도가열기 플랜지들의 두께, 유도로와 유도가열기 플랜지들 사이의 패킹 두께, 유도가열기 플랜지와 유도가열기 셀 사이의 거리, 유도가열기 셀의 두께, 및 유도가열기 셀의 상부 내측면에서부터 유도가열기 코일을 통과하는 중앙선에 평행한 높이까지의 유도가열기 내화재의 두께의 합이다.

본 발명은 금속을 용융하거나 용해하는데 사용되는 유도로에 관한 것으로, 구체적으로는 제강분야에 사용되는 유도로에 관한 것이다.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 본 발명을 설명하겠지만, 이들은 어디까지나 예로 든 것일 뿐이다.

도 1은 본 발명을 구현하는 유도로의 평면도;

도 2는 도 1의 유도로에서 유도가열기들과 트로트의 단면도;

도 3은 도 2의 3-3선 단면도;

도 4는 도 2의 4-4선 단면도;

도 5는 도 2의 5-5선 단면도;

도 6은 유로로 바닥의 트로트와 채널의 사시도;

도 7은 본 발명을 구현하는 다른 유도로의 종단면도;

도 8은 도 7의 8-8선 단면도;

도 9는 도 7의 9-9선 단면도;

도 10은 도 7의 10-10선 단면도;

도 11은 도 7의 11-11선 단면도;

도 12는 종래의 유도로의 단면도;

도 13은 도 12의 평면도;

도 14는 도 12의 14-14선 단면도;

도 15는 도 12의 15-15선 단면도;

도 16은 도 12의 16-16선 단면도;

도 17은 본 발명의 제2 실시예의 트로트와 유도로 바닥의 상부사시도;

도 18은 본 발명의 제2 실시예의 트로트와 유도로 바닥의 하부사시도;

도 19는 본 발명의 제3 실시예의 트로트와 유도로 바닥의 하부사시도;

도 20은 본 발명의 제3 시시예의 트로트와 유도로 바닥의 상부사시도.

본 발명의 목적은 전술한 문제점들을 적어도 일부 해결한 채널형 유도가열로의 트로트를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따르면, 내화재로 라이닝된 셀; 하나 이상의 벽면과 바닥면; 및

상기 바닥면에 배치된 하나 이상의 유도가열기;를 포함하고, 상기 유도가열기는 트로트를 통해 유도가열로 내부와 통하며, 상기 트로트의 길이는 유도가열기의 서비스 길이의 일부인 것을 특징으로 하는 유도가열로가 제공된다.

또, 내화재로 라이닝된 셀; 하나 이상의 벽면과 바닥면; 및 상기 바닥면에 배치된 하나 이상의 유도가열기;를 포함하고, 상기 유도가열기는 트로트를 통해 유도가열로 내부와 통하며, 상기 트로트의 폭은 유도가열기 채널 폭의 3배 이하이어서, 유도가열기의 종래의 트로트의 폭보다 상당히 작은 것을 특징으로 하는 유도가열로가 제공된다.

또, 내화재로 라이닝된 셀; 하나 이상의 벽면과 바닥면; 및 상기 바닥면에 배치된 하나 이상의 유도가열기;를 포함하고, 상기 유도가열기는 트로트를 통해 유도가열로 내부와 통하며, 상기 트로트의 깊이는 비슷한 공정에 사용되는 종래의 유도가열로의 트로트 깊이보다 큰 것을 특징으로 하는 유도가열로가 제공된다.

또, 내화재로 라이닝된 셀; 하나 이상의 벽면과 바닥면; 및 상기 바닥면에 배치된 하나 이상의 유도가열기;를 포함하고, 상기 유도가열기는 트로트를 통해 유도가열로 내부와 통하며, 유도가열로 내부가 액체금속으로 부분적으로 충전되며, 상기 액체금속의 높이는 비슷한 공정에 사용되는 종래의 유도가열로내의 액체금속의 높이보다 상당히 낮은 것을 특징으로 하는 유도가열로가 제공된다.

또, 채널형 유도가열로이고, 금속을 용융하거나 용해하는데 사용되며, 하나 이상의 부하물 충전공과 하나 이상의 배출공을 가지며, 하나 이상의 기체버너가 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열로가 제공된다.

또, 제강용으로 사용되고, 철 함유 부하물의 충전공을 하나 이상 갖거나, 또는 철 함유 부하물과 환원물질용 충전공을 하나 이상 갖는 것을 특징으로 하는 유도가열로가 제공된다.

또, 부하물이 폐금속, 환원물질 및 기타 원료를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도가열로가 제공된다.

또, 트로트는 유도가열기의 중앙부보다 높이 위치한 배플을 하나 이상 구비하고, 이 배플은 트로트의 측벽에 장착되고, 이런 배플에 의해 사용중에 용융금속류가 트로트를 통과하는 것을 특징으로 하는 유도가열로가 제공된다.

또, 각각의 배플이 쐐기형상이고, 이들 쐐기는 그 꼭지점이 유도가열기 중심을 향하게 트로트에 배치되는 것을 특징으로 하는 유도가열로가 제공된다.

또, 중앙 ㅐ플의 윗면에는 유도로내의 용융금속보다 높이 솟아있는 장벽이 있다.

또, 배플에 냉각도관이 관통되어 있다.

본 발명의 다른 특징은 트로트에는 적어도 두개의 융용금속 이동채널이 있고, 첫번째 채널은 유도가열로 위에서 융융용융금속조의 제 1 부위와 연결되며, 두번째 채널은 융융용융금속조의 제1 부위에서 떨어진 용융금속조의 제2 부위와 연결되는 것을 특징으로 하는 유도가열로를 제공하는데 있다.

또, 트로트에 적어도 세개의 융용금속 이동채널이 있고, 세번째 채널은 용융금속조의 제1 부위에서 떨어진 용융금속조의 일부분과 연결되며, 용융금속조의 제1 부위는 용융금속조의 제2 부위 및 제 3 부위 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 유도가열로가 제공된다.

본 발명은 또한 첫번째 채널의 상단부에 매니폴드가 있고, 이 매니폴드는 다수의 매니폴드 통로와 연결되며, 상기 통로들은 용융금속조의 제1 부위의 상부 영역과 연결되는 것을 특징으로 하는 유도가열로를 제공한다.

이들 통로는 유도가열로 바닥의 융기부를 관통하도록 제공된다.

본 발명의 또다른 특징은, 첫번째 채널을 통해 유도가열기에서 용융금속조로 융용금속이 이동하고, 두번째 및 세번째 채널들을 통해 융용용융금속조에서 유도가열기로 용융금속이 이동하도록 한다.

도 12에는 종래기술을 이용한 유도로(100)가 도시되어 있다. 도 13은 이 유도로(100)의 평면도이다. 유도로(100)의 스틸 셀(101)은 유도로(100) 내에 용융 스틸(103)을 담아두고 단열을 위해 내화재(102)로 부분적으로 라이닝된다.

유도로(100) 중앙에는 일련의 유도가열기(104)가 배치되고, 도 12, 13에는 이들 가열기가 두개 도시되어 있다. 유도가열기(104)는 유도로(100)상의 플랜지(105a,105b)에 의해 유도로의 스틸 셀(101)에 부착되고, 이들 플랜지에 의해 유도가열기들이 서로 고착된다. 일반적으로, 플랜지들(105a,105b)은 서로 볼팅결합된다.

유도로(100)와 각각의 유도가열기(104)는 트로트(106)를 통해 서로 통한다. 트로트(106)의 깊이는 기본적으로 유도로(100) 바닥의 내화재(102) 윗면에서 유도로(100)와 유도가열기(104) 사이의 조인트(109)까지의 거리에 의해 결정된다. 더 정확하게, 이 깊이는 유도로(100) 바닥의 내화재(102)의 두께와, 유도로 스틸셀(101)의 두께와, 유도로 셀과 유도로플랜지(105a) 사이의 간격(108), 및 유도로 플랜지(105a)의 두께의 합으로 정의된다.

종래의 기술에서는 전술한 치수들중 어떤 것이 변해도 트로트의 깊이가 변한다. 트로트의 기본 목적은 유도로와 유도가열기 사이로 금속이 흐르도록 하는데 있다. 이런 형태의 유도로가 PCT/IB99/01334에 기재되어 있다.

도 1, 2에는 본 발명에 따른 채널형 유도가열로(1)가 도시되어 있다. 이 유도로는 도 3에 도시된 바와 같은 철 부하물(2)을 환원하는데 이용된다. 유도로(1)의 충전과 동작이 미국특허 5,411,570, 특허출원 PCT/EP97/01999, PCT/IB99/01334에 설명되어 있다.

본 발명의 유도로(1) 역시 스틸셀(3)을 갖고, 이 스틸셀은 격납과 단열의 목적으로 내부가 내화재(4)로 라이닝된다. 유도로내의 부하물(2)은 연소기체에서 생기는 불꽃의 복사열과 유도로 지붕에서의 복사에 의해 가열된다. 바닥(6) 중앙에서 유도로(1)에 부착된 두개의 유도가열기(5)에 의해 용융금속조가 가열된다.

유도가열기(5)는 각각 내화재(8) 내부에 배치되어 유도가열기 셀(9)을 채우는 공동(7)을 지나가는 코일(도시 안됨)을 포함한다. 공동(7) 둘레의 유도가열기 내화재(9)에 채널(10)이 형성된다.

유도가열기(5)는 유도로와 유도가열기에 형성된 보상형 플랜지들(11a,11b)을 결합하는 볼트(도시 안됨)에 의해 셀(3)에 부착된다.

유도가열기 채널(10)은 트로트(16)를 통해 유도로 내부(15)와 통한다. 트로트(16)의 깊이(22)는 유도로 바닥(6)에서의 트로트(16)의 윗면(16A)에서부터 유도로(11A)와 유도가열기(11B) 사이의 조인트까지의 거리로 정의된다. 이 거리는 미국특허 5,411,570, 특허출원 PCT/EP97/01999, PCT/IB99/01334에 설명된 종래의 유도로의 거리보다 상당히 크다. 각 트로트(16)의 길이(20)가 도 2에 도시되어 있다.

각 트로트(16)는 또한 측벽(23)을 갖는다. 측벽들(23) 사이의 평균 거리(도시 안됨)는 트로트 폭으로 정의된다. 트로트 폭은 유도가열기(5)의 채널 폭의 3배보다 작다.

트로트(16)의 측벽들(23) 사이로 각각의 유도가열기(5) 위에 배플(24)이 뻗어있다.

이들 배플은 쐐기형으로서, 쐐기의 꼭지점(25)은 유도가열기(5)를 향해 아래를 향한다. 배플(24)의 꼭지점은 유도로와 유도가열기 사이의 조인트(14) 위를 교차하도록 뻗는다.

배플(24)의 평탄 윗면에는 방벽(26)이 형성된다. 방벽(26)은 유도로(1)내의 액체높이(28) 위로 튀어나올 정도의 높이를 갖고, 유도로내에 나란히 돌출하여, 액체 스틸이 배플(24) 위로 넘치는 것을 방지하거나 제한한다. 방벽(26)은 유도로(1)의 한쪽에서 다른쪽으로 슬래그가 흐르는 것을 방해하지는 않으며, 배플(24) 위로 제한된 금속류가 흐를 수 있도록 하는 분기로(도시 안됨)가 형성되어 있다.

유도로는 레이아웃을 자세히 설명하기 위해 도 1에는 평면도로 도시되어 있고 도 3, 4, 5에는 단면도로 도시되어 있다. 도 6의 사시도는 트로트(16), 배플(24) 및 유도가열기(5)의 구성을 보여준다.

유도로(1)는 미국특허 5,411,570과 특허출원 PCT/EP97/01999, PCT/IB99/01344에 설명된 것과 마찬가지 방식으로 동작한다. 유도로는 탄소함유 환원재를 포함한 철광석이나 부분적으로 환원된 철광석으로 채워진다. 부하물은 유도로(1) 측면의 충전공들(12)을 통해 충전된다. 충전공들(12)은 유도로(1)의 길이를따라 이격되어 있다.

부하물을 유도로에 충전할 때, 유도로 양쪽에 부하물 덩어리가 형성된다. 충분한 재료가 유도로에 충전되면, 양측의 덩어리가 모여 유도로 양측에 2열의 부하물이 형성된다.

PCT/EP97/01999에 설명된 바와 같이, 2열의 덩어리들이 유도로 중앙(29)에서 연결되어, 용융 스틸(30)의 슬래그층(19)을 완전히 덮도록 충전을 할 수도 있다.

본 발명의 유도로의 동작중에, 공기 등에 함유된 산소와 유도로내의 부하물 위의 기타 기체를 용융 스틸에 의해 밑에서부터 연소시켜서 부하물을 가열한다. 스틸은 유도가열로의 가열에 의해 액체상태를 유지한다.

부하물은 고체상태에서 환원된다. 바닥의 부하물, 자세하게는 용융 스틸(30) 풀과 접촉하는 부하물은 용융된다. 부하물 환원반응이 완료되면, 거의 모든 탄소가 소비된다. 따라서, 입자가 용융될 때 어떤 기체도 발생되지 않는다. 입자들이 이미 환원되고 예열되어 있기때문에 용융에는 아주 적은 에너지만 소비된다.

각각의 유도가열기(5)는 용융열을 제공해야 하는 유도로(1)와 같은 길이를 갖는다. 유도가열기(5)를 나오는 고온 금속은 순환하면서 열의 일부를 손실하고, 궁극적으로는 차가운 금속으로 돌아가 재가열해야만 한다. 유도가열기(5)가 용융상태로 유지할 수 있는 유도로내의 용융금속조의 최대 높이가 있다. 그 높이는 트로트 길이(20), 스틸의 형태, 유도가열로의 에너지 출력, 열손실, 열소모량, 용융금속조의 깊이에 따라 좌우된다.

본 발명에서는 트로트 길이(20)가 현재 유도로의 트로트 길이와 서비스 길이에 비해 유도가열기95)의 서비스 길이의 상당한 비율을 차지한다. 이로 인해 열분배가 더 효과적이다. 열이 한 지점에 집중되지 않고 유도로 중앙선을 따라 균등하게 분산되기 때문에 열점의 갯수는 증가하고 그 강도는 감소한다.

배플(24)은 배플의 바로 윗쪽이 아닌 양측으로 고온 금속을 분산시켜서 열점의 강도를 최소화하는데 도움을 준다. 따라서, 고온금속은 바로 윗쪽이 아닌 용기의 중앙선을 따라 이동할 수 밖에 없다.

이는 부하물이 중앙선을 따라 용융됨을 의미한다. 이런 효과로 인해 양측에 높이 쌓인 입자들이 부하물 더미의 경사를 따라 유도로의 중앙으로 지속적으로 이동할 수 있게 된다. 따라서, 부하물(2)이 충전공(12)에서 가장 먼곳에서 계속 용융되기 때문에 입자들이 지름길을 취하는 문제가 최소화된다.

적당량의 스틸이 유도로(1)에서 성형되면, 배출공(도시 안됨)을 통해 스틸이 유도로(1)에서 배출될 수 있다. 스틸은 유도로내에서 융용되는 입자와 같은 속도로 연속적으로 배출될 수 있다. 배출공(도시 안됨)을 통해 슬래그(19)도 배출될 수 있다.

도 7, 8에는 본 발명의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 7은 유도로(1A)의 유도가열기(5)와 트로트(16)의 단면도이고, 도 8은 도 7의 8-8선 단면도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 트로트(16)는 도 1-6에서 설명한 실시예에 도시된 배플(24) 외에도, 다른 배플(31,32,33)을 더 구비한다. 이들 추가 배플(31,32,33)은 융용금속을 트로트(16)쪽으로 향하게 하는 기능을 한다. 유도가열기(5)의 채널(10)의 입구(35)는 채널 바로 위의 면적을 증가시키고, 상승하는 고온 금속류와 하강하는 저온 금속류 사이의 간격을 증가시키도록 종방향으로 기울어져 있다.

가열된 융용금속은 채널(10)을 빠져나가 트로트(16)로 들어가고, 이곳에서 우선 배플(24,33)과 만난다. 도 7의 화살표는 금속의 흐름을 나타낸다. 금속의 흐름은 하부배플(24)은 배플(24,33)에 의해 형성된 채널(42)을 통해 흘러올라가는 2개의 흐름으로 나눠진다. 배플(24)은 상승하는 고온 금속류를 분할하고, 배플(33)은 채널(42)내의 고온 상승 금속류와 채널(41)내의 저온 하강 금속류를 분리하고 그 사이의 열교환을 최소화하는 역할을 한다.

측면배플(32)은 영역(47)내의 고온 상승금속류를 영역(45)내의 저온 하강 금속류에서 분리하는 역할을 한다.

채널(42)을 통해 흐르는 두개의 중앙 상승류는 영역(47)으로 흐르고, 이곳에서 더 작은 흐름으로 분리되어, 환원금속의 용융이 일어나는 영역(46)으로 운반된다. 이런 효과로 인해, 액체높이(28)를 따라 고온금속류가 분산되어, 용기내에 열점이 형성되는 것을 피할 수 있다.

배플의 기능은, 유도가열기에 의해 용융금속으로 전달된 열이 유도가열기의 서비스 길이 전체를 따라 더 효과적으로 분산되도록 하는데 있다. 이로 인해 열점의 형성이 감소되고, 유도로내의 소비에너지를 더 효과적으로 활용하여 유도로의 전기에너지 소비를 최적화할 수 있다.

도 9, 10, 11은 각각 도 7의 해당 라인의 단면도이다. 이들 도면에서는 도 7, 8에 도시된 실시예가 구체화된다.

본 발명의 제2 실시예가 도 17, 18에 도시되어 있다. 도 17에는 트로트와 유도로 바닥이 110으로 표시되어 있다. 도 17, 18에 도시된 바와 같이, 용융금속은 중앙채널(113)과 두개의 측면채널(112)을 포함한 전용채널들을 통해 이동한다.

용융금속(도시 안됨)은 유도가열기 채널(114)에서 가열된다. 가열된 용융금속의 밀도는 가열되지 않은 용융금속의 밀도보다 낮으므로, 중앙채널(113)을 통해 상승한다.

두개의 측면채널들(112)을 통해 트로트 서비스길이의 가장 먼 곳에서 용융금속이 이동한다. 용융금속의 온도는 유도가열기 바로 위의 용융금속의 온도보다 낮기때문에, 저온 용융금속이 측면채널(112)로 유도된다. 측면채널(112)로 유도된 저온 용융금속은 유도가열기 채널(114)로 이동한다. 중앙채널(113)내의 고온 용융금속의 상승으로 인한 용융금속 운동으로 인해 저온 용융금속은 측면채널(112)로 유도된다.

도 18에 도시된 바와 같이, 중앙채널(113)은 매니폴드(115)를 포함할 수 있고, 매니폴드(115)에서 유도로 바닥(111)의 융기부(117)까지 매니폴드 통로(116)가 이어져 있다. 이들 통로(116)는 유도로 바닥(111)의 융기부(117) 윗면에서 개방되어 있다. 이로 인해, 고온 용융금속이 용융금속조(도시 안됨)의 상부(도시 안됨)에 균일하게 분산될 수 있다.

시험에 의하면, 도 17, 18에 도시된 두번째 실시예는 도 1, 2에 도시된 첫번째 실시예에 비해 유도로내의 열분산이 더 우수함을 알 수 있었다.

이것은 주로 두번째 실시예에서는 용융금속의 유량특성이 개선되기 때문이고, 그 원인은 최상의 열분산을 이룰 수 있는 곳으로 용융금속을 보내도록 용융금속 채널들을 형성했기 때문이다.

본 발명의 세번째 실시예가 도 19, 20에 도시되어 있다. 본 실시예는 두번째 실시예와 비슷하다. 세번째 실시예에서는 트로트와 유도로의 바닥을 120으로 표시했다.

본 실시예에서 120은 이중루프 유도가열기들과 함께 사용된다. 이런 유도가열기는 각각 코일(도시 안됨)을 감싸는 두개의 채널(121)을 포함한다. 이들 채널(121)은 하나의 중앙채널(122)에 공통으로 연결된다. 이런 유도가열기를 통한 용융금속의 흐름 방향은 두번째 실시예의 방향과는 정반대이다. 유도가열기의 중앙채널(122)로 용융금속이 들어간 다음 측면채널(121)로 흐른다.

트로트의 용융금속 채널들은 유도가열기의 채널들과 일치한다. 이것은, 트로트에도 두개의 측면 용융금속채널들(123)과 하나의 중앙채널(124)이 있음을 의미한다.

중앙채널(124)을 통해 유도가열기로는 저온 용융금속이 흐르고, 두개의 측면채널(123)을 통해서는 트로트로부터 용융금속조로 가열된 용융금속이 흐른다.

중앙채널(124)에는 두번째 실시예와 같은 매니폴드가 없다. 대신, 두개의 측면채널(123) 각각이 자체적인 매니폴드(125)를 구비한다. 각각의 매니폴드(125)에는 다수의 매니폴드 통로(126)가 있고, 이들 통로를 통해 매니폴드가 용융금속조(도시안됨)에 연결된다.

세번째 실시예의 매니폴드들(125)은 두번째 실시예의 단일 매니폴드보다 짧다. 그 이점은, 유도로가 하나의 중앙 매니폴드 대신 두개의 짧은 매니폴드를 갖게되어 가열된 금속이 더 효과적으로 분산되는데 있다.

이상 여러 실시예들에 대해 설명했지만, 이는 어디까지나 예를 든 것일 뿐이고, 본 발명의 범위내에서 다른 예도 예상할 수 있다. 예컨대, 특수한 공정용으로 유도가열기들을 변경할 수도 있다. 또, 구리, 청동, 알루미늄, 고철 등의 다른 금속의 유도가열에도 본 발명을 적용할 수 있다.

도 7에 도시된 배플의 형상이나 구성도 바꿀 수 있다. 에컨대, 상부 배플들 사이의 간격을 바꿀 수 있고, 그 형상도 특정 환경에 맞게 쐐기 모양 등으로 변형하여 용융스틸의 흐름패턴을 바꿀 수도 있다.

Claims (29)

1. 내화재로 라이닝된 셀;

   하나 이상의 벽면과 바닥면; 및

   상기 바닥면에 배치된 하나 이상의 유도가열기;를 포함하고,

   상기 유도가열기는 트로트를 통해 유도가열로 내부와 통하며, 상기 트로트의 길이는 유도가열기의 서비스 길이의 일부인 것을 특징으로 하는 유도가열로.
2. 내화재로 라이닝된 셀;

   하나 이상의 벽면과 바닥면; 및

   상기 바닥면에 배치된 하나 이상의 유도가열기;를 포함하고,

   상기 유도가열기는 트로트를 통해 유도가열로 내부와 통하며, 상기 트로트의 길이는 유도가열기의 서비스 길이의 절반보다 긴 것을 특징으로 하는 유도가열로.
3. 내화재로 라이닝된 셀;

   하나 이상의 벽면과 바닥면; 및

   상기 바닥면에 배치된 하나 이상의 유도가열기;를 포함하고,

   상기 유도가열기는 트로트를 통해 유도가열로 내부와 통하며, 유도가열기가 유도가열기의 서비스 길이의 일부와 통하는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
4. 내화재로 라이닝된 셀;

   하나 이상의 벽면과 바닥면; 및

   상기 바닥면에 배치된 하나 이상의 유도가열기;를 포함하고,

   상기 유도가열기는 트로트를 통해 유도가열로 내부와 통하며, 상기 트로트의 폭은 유도가열기 채널 폭의 3배 이하인 것을 특징으로 하는 유도가열로.
5. 내화재로 라이닝된 셀;

   하나 이상의 벽면과 바닥면; 및

   상기 바닥면에 배치된 하나 이상의 유도가열기;를 포함하고,

   상기 유도가열기는 트로트를 통해 유도가열로 내부와 통하며, 상기 트로트의 깊이는 비슷한 공정에 사용되는 종래의 유도가열로의 트로트 깊이보다 큰 것을 특징으로 하는 유도가열로.
6. 내화재로 라이닝된 셀;

   하나 이상의 벽면과 바닥면; 및

   상기 바닥면에 배치된 하나 이상의 유도가열기;를 포함하고,

   상기 유도가열기는 트로트를 통해 유도가열로 내부와 통하며, 유도가열로 내부가 액체금속으로 부분적으로 충전되며, 상기 액체금속의 높이는 비슷한 공정에 사용되는 종래의 유도가열로내의 액체금속의 높이보다 상당히 낮은 것을 특징으로 하는 유도가열로.
7. 제1항 내지 제6항중의 어느 한 항에 있어서, 채널형 유도가열로이고, 금속을 용융하거나 용해하는데 사용되며, 하나 이상의 부하물 충전공과 하나 이상의 배출공을 가지며, 하나 이상의 기체버너가 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
8. 제1항 내지 제7항중의 어느 한 항에 있어서, 제강용으로 사용되고, 철 함유 부하물의 충전공을 하나 이상 갖는 것으로 특징으로 하는 유도가열로.
9. 제1항 내지 제7항중의 어느 한 항에 있어서, 제강용으로 사용되고, 철 함유 부하물과 환원물질용 충전공을 하나 이상 갖는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
10. 제7항 내지 제9항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 부하물이 고철, 환원물질 및 기타 원료를 포함하는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
11. 제1항 내지 제10항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 트로트는 유도가열기의 중앙부보다 높이 위치한 배플을 하나 이상 구비하고, 이 배플은 트로트의 측벽에 장착되고, 이런 배플에 의해 사용중에 용융금속류가 트로트를 통과하는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
12. 제11항에 있어서, 상기 트로트에 다수의 배플이 서로 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 각각의 배플이 쐐기형상이고, 이들 쐐기는 그 꼭지점이 유도가열기 중심을 향하게 트로트에 배치되는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
14. 제11항 내지 제13항중의 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 배플의 일부분은 용융금속 높이보다 위로 돌출하는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
15. 제11항 내지 제14항중의 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 배플에 냉각도관이 관통되어 있는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
16. 제1항 내지 제6항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 트로트에는 적어도 두개의 융용금속 이동채널이 있고, 첫번째 채널은 유도가열로 위에서 융융용융금속조의 제 1 부위와 연결되며, 두번째 채널은 융융용융금속조의 제1 부위에서 떨어진 용융금속조의 제2 부위와 연결되는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
17. 제16항에 있어서, 상기 트로트에는 적어도 세개의 융용금속 이동채널이 있고, 세번째 채널은 용융금속조의 제1 부위에서 떨어진 용융금속조의 일부분과 연결되며, 용융금속조의 제1 부위는 용융금속조의 제2 부위 및 제 3 부위 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
18. 제16항 또는 제17항에 있어서, 첫번째 채널의 상단부에 매니폴드가 있고, 이 매니폴드는 다수의 매니폴드 통로와 연결되며, 상기 통로들은 용융금속조의 제1 부위의 상부 영역과 연결되는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
19. 제18항에 있어서, 상기 통로들이 유도가열로 바닥의 융기부를 관통하는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
20. 제16항 내지 제19항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 첫번째 채널을 통해 유도가열기에서 용융금속조로 융용금속이 이동하고, 상기 두번째 채널을 통해 융용용융금속조에서 유도가열기로 용융금속이 이동하는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
21. 제17항 내지 제19항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 첫번째 채널을 통해 유도가열기에서 용융금속조로 융용금속이 이동하고, 상기 두번째 및 세번째 채널들을 통해 융용용융금속조에서 유도가열기로 용융금속이 이동하는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
22. 제17항 내지 제19항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 첫번째 채널을 통해 용융금속조에서 유도가열기로 융용금속이 이동하고, 상기 두번째 및 세번째 채널들을 통해 유도가열기에서 용융금속조로 용융금속이 이동하는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
23. 제16항에 있어서, 두번째 채널의 상단부에 매니폴드가 있고, 이 매니폴드는 다수의 매니폴드 통로와 연결되며, 상기 통로들은 용융금속조의 제2 부위의 상부 영역과 연결되는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
24. 제17항에 있어서, 두번째 채널의 상단부와 세번째 채널의 상단부에 각각 매니폴드가 있고, 이들 두번째 및 세번째 채널의 매니폴드들은 다수의 매니폴드 통로와 연결되며, 두번째 채널 통로들은 용융금속조의 제2 부위의 상부 영역과 연결되고, 세번째 채널통로들은 용융금속조의 제3 부위의 상부영역과 연결되는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
25. 제23항에 있어서, 상기 첫번째 채널을 통해 용융금속조에서 유도가열기로 용융금속이 이동하고, 상기 두번째 채널을 통해 유도가열기에서 용융금속조로 용융금속이 이동하는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
26. 제24항에 있어서, 상기 첫번째 채널을 통해 용융금속조에서 유도가열기로 용융금속이 이동하고, 상기 두번째 및 세번째 채널들을 통해 유도가열기에서 용융금속조로 용융금속이 이동하는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
27. 제23항 내지 제26항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 통로들이 유도가열로 바닥의 융기부를 관통하는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
28. 제16항 내지 제27항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 트로트에 용융금속채널의 냉각수단이 있는 것을 특징으로 하는 유도가열로.
29. 도면을 참조해 명세서에서 설명된 것과 같은 유도가열로.