KR20120001833A - 전기로 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 중심 영역과 용강을 출강하기 위한 탭홀이 형성되는 주변 영역을 구비하는 노체 및 상기 중심 영역과 상기 주변 영역의 윤곽을 따라 상기 노체의 내주면에 형성되는 제1 내화벽, 상기 중심 영역에서 상기 제1 내화벽을 따라 형성되는 제2 내화벽 및 상기 주변 영역에서 상기 제1 내화벽에 연결되어 형성되며, 2겹으로 축조되는 제3 내화벽을 포함하는 전기로에 관한 것이다.

Description

전기로{ELECTRIC FURNACE}

본 발명은 노체 내부에 내화벽이 구비된 전기로에 관한 것이다.

일반적으로 전기로를 이용한 제강 공정에서는, 전기로 내에는 고철 또는 스크랩(Scrap)이 장입되고 전극봉에 전류가 인가됨에 따라 스크랩에 대한 용해가 이루어진다.

스크랩을 용해하면서, 탈산, 탈황 및 탈류를 하기 위해서, 부원료(Fe-Si, CaCO₃, CaO, MO-Oxide) 등을 전기로의 내부로 투입하여 불순물을 제거하고 있다.

전기로에서 출강되는 용강은 래들(Ladle)에 수강되어서 정련을 위한 곳으로 옮겨진다. 정련은 상기 용강을 승온한 후에 성분을 조정하는 것이다.

정련된 용강은 연속주조기로 옮겨져서 요구되는 형태로 주조된다. 이렇게 형성된 주조물은, 압연을 통하여 최종적으로 요구되는 형태로 제조된다.

본 발명의 목적은 노체 내화벽의 보수가 용이할 뿐 아니라, 축조 시 작업성이 개선이 가능한 전기로를 제공하는 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예와 관련된 전기로는, 중심 영역과, 용강을 출강하기 위한 탭홀이 형성되는 주변 영역을 구비하는 노체와, 상기 중심 영역과 상기 주변 영역의 윤곽을 따라, 상기 노체의 내주면에 형성되는 제1 내화벽과, 상기 중심 영역에서, 상기 제1 내화벽을 따라 형성되는 제2 내화벽, 및 상기 주변 영역에서, 상기 제1 내화벽에 연결되어 형성되며, 2겹으로 축조되는 제3 내화벽을 포함한다.

상기 중심 영역은 제1 곡률 반경을 가지도록 형성되고, 상기 주변 영역은, 상기 중심 영역에서 연결되며, 상기 제1 곡률 반경보다 작은 제2 곡률 반경을 가지도록 형성될 수 있다.

상기 제3 내화벽의 2겹을 이루도록 축조되는 연와 각각은, 상기 제2 내화벽을 이루도록 축조되는 연와보다 작은 사이즈를 가지는 것이 가능하다.

상기 제1 내화벽은 상기 제2 내화벽 및 제 3내화벽보다 보다 단열성이 큰 것이 가능하다.

상기 제2 내화벽 및 상기 제3 내화벽은 상기 제1 내화벽보다 내침식성 및 내슬래그성이 큰 것이 가능하다. 또한, 상기 제2 내화벽 및 상기 제3 내화벽은 상기 제1 내화벽보다 내스폴링(spalling)성이 큰 것이 가능하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 전기로에 의하면, 전기로 해체 작업 시 작업성이 향상되고, 로체 내화벽의 교체 및 보수가 용이하다. 뿐만 아니라 전기로 축조 시 작업성이 개선될 수 있다.

도 1은 전기로에 대한 개략적인 설명을 위한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기로의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기로의 평면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기로에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.

전기로는 주원료인 고철을 장입하여 교류 또는 직류의 흑연 전극 간에 일어나는 전기 아크(Arc)에 의해서 고철을 용해하는 전기 용해로이다. 전기로는 교류형 전기로와 직류형 전기로로 구분되고 용량도 10톤/배치(ton/batch) 이하의 소형에서 155톤/배치(ton/batch) 이상 대형이 가능하다.

도 1은 전기로에 대한 개략적인 설명을 위한 개념도이다.

도면을 참조하면, 전기로(10)의 노체(16)는 고철이나 다른 부자재를 장입할 수 있도록 선회가 가능한 상부, 강판제 철판과 내부에 축조된 내화벽으로 이루어진 하부로 구분된다. 전기로(10)는 전열(電熱)을 이용하여 피용융재인 스크랩(고철)을 가열하는 노이다. 발열방식에 따라 저항로(抵抗爐)·아크로·유도로(誘導爐)로 나뉜다.

본 도면에 예시된, 아크로는 노체(16) 안에 놓인 피용융재와 3개의 전극(11) 사이에서 발생하는 아크 형태의 전류를 피용융재에 인가하도록 형성된다. 아크로의 전원은 3상 교류이며, 용량은 수백 내지 수천 kW에 이른다. 가열된 피용융재인 스크랩은 용융되어 용강(12)을 형성한다. 전기로(10)에서 스크랩이 용해되어 형성된 용강(12)은 출강구(13)를 통해 노체(16)와 별도로 구비되는 래들로 출강 된다.

도 2 내지 도 3은 본 발명의 일실시예에 의한 전기로의 단면도이다.

도면을 참조하면, 상기 노체(16) 내부에 내장되는 내화벽은 일반적으로 전기로나 래들, 턴디쉬 등에 사용되는 연와 형태의 내화물로서, 영구장과 소모장으로 구분된다.

외벽(14)은 일반적으로 강철판으로 이루어지며, 노체(16)의 최외곽을 이룬다. 영구장(Permanent lining)은 노체(16)의 외벽(14)의 내측면을 따라 축조된다. 영구장은 소모장에 의해 보호되거나 그렇지 않더라도 용강(12)과 접촉되지 않는 위치에 부착되는 것이 좋다. 소모장은 내장내화물(Working lining)이라고도 하며, 용강과 접촉하도록 노체(16)의 내부 표면을 따라 형성된다.

외벽(14)의 내측면에 맞닿도록 형성된 제 1내화벽(100)은 영구장이다. 제 1내화벽(100)은 사고나 다른 요인으로 인해서 제 2내화벽(200) 및 제 3내화벽(300)이 손상되었을 때 용강(12)의 누출을 막는다. 또한, 외벽(14)에 뚫린 구멍을 통한 내화물의 유실을 방지하며, 열 손실을 방지하는 등의 역할을 한다. 그러므로 내열성이 우수한 재질로서 제 2내화벽(200) 및 제 3내화벽(300)이 손실되었다 하더라도 몇 회의 조업이 가능하도록 고온에 견딜 수 있는 재질인 것이 좋다.

또한, 노체(16)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1곡률 반경을 갖는 중심 영역(A1)과 제 1곡률 반경보다 작은 제 2곡률 반경을 갖는 주변 영역(A2)으로 구분된다. 주변 영역(A2)에는 용강(12)을 출탕할 수 있도록 탭홀(15)이 형성된다. 즉, 노체(16)를 기울여 탭홀(15)이 형성된 주변 영역(A2)이 중심 영역(A1)보다 하측에 위치하도록 함으로써, 용강(12)의 출탕이 이루어지도록 한다.

제 2내화벽(200)은, 제 1내화벽(100)을 따라 중심 영역(A1)에 형성되는 소모장으로서 제 1내화벽(100)의 내측면을 따라 축조되는 것이 바람직하다. 제 2내화벽(200)은, 상기 피용융재(12)가 용해되어 만들어지는 용강 및 제강 공정 중 발생하는 슬래그(slag)에 대한 내마모성 및 내침식성이 제 1내화벽(100) 보다 큰 재질인 것이 가능하다. 또한, 제 2내화벽(200)은 제 1내화벽(100)보다 열적 안정성이 우수하고 내스폴링(spalling)성이 큰 것이 가능하다.

제 3내화벽(300)은, 제 1내화벽(100)을 따라 주변 영역(A2)에 형성되는 소모장으로서 제 1내화벽(100)에 연결되도록 축조되는 것이 바람직하다.

제 3내화벽(300)은 2겹으로 축조되는 것이 가능하다. 제 3내화벽(300)은 주변 영역(A2)에 형성된 제 1내화벽(100)에 연결되면서 제 3내화벽(300)을 이루는 2겹의 연와 각각은 제 1내화벽(100)을 형성하는 연와보다 작은 사이즈를 가지는 것이 가능하다.

제 3내화벽(300)은 중심 영역(A1)에 형성된 제 2내화벽(200)에 맞닿아 형성되는 것이 가능하며, 이 경우 제 2내화벽(200)과 맞닿는 부분이 제 2내화벽(200)보다 돌출되어 형성되는 것이 가능하다. 또한, 제 3내화벽(300)은 내화벽 수리 및 교체 시 용이하도록 2겹의 연와가 각각 1겹씩 분리되도록 축조되는 것이 바람직하다.

제 3내화벽(300)은 상기 피용융재(12)가 용해되어 만들어지는 용강 및 제강 공정 중 발생하는 슬래그(slag)에 대한 내마모성 및 내침식성이 제 1내화벽(100) 보다 큰 재질인 것이 가능하다. 또한, 제 3내화벽(300)은 제 1내화벽(100)보다 열적 안정성이 우수하고 내스폴링(spalling)성이 큰 것이 가능하다.

도 2 내지 도 3을 참고하여, 본 발명의 일실시예에 따른 전기로의 작동 방식에 대하여 설명하면 다음과 같다.

고온의 용강(12)은 제 2내화벽(200) 및 제 3내화벽(300)에 직접 접촉하여 이들을 기계적으로 마모시키거나 화학적으로 침식시킨다. 그러므로 고온의 용강(12)과 직접 접촉하는 소모장은 일정 두께를 형성하는 것이 필요하다.

고온의 용강을 출탕하기 위하여 노체(16)를 중심 영역(A1)의 중심(c)을 축으로 하여 탭홀(15) 방향이 아래쪽으로 가도록 기울이게 된다. 출탕 시, 노체(16)의 기울기 때문에 탭홀(15) 주변, 특히 탭홀(15)과 주변 영역(A2) 사이에 고온의 용강이 장시간 머무른다. 그러므로, 제 3내화벽(300)의 침식 및 마모 등이 제 2내화벽(200)에 비하여 커지게 된다.

이러한 이유로 제 3내화벽(300)을 형성하는 소모장은 자주 교체하게 된다. 제 3내화벽(300)을 2겹으로 형성하였으므로 용강에 의한 침식 등으로 교체의 필요가 있을 때 2겹의 연와 중 용강과 직접 접촉하는 내측의 1겹만을 교체하여 주는 것이 가능하다.

상기와 같은 전기로는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

10 : 전기로 11 : 전극
12 : 용강 13 : 출강구
14 : 외벽 15 : 탭홀
16 : 노체 100 : 제 1 내화벽
200 : 제 2 내화벽 300 : 제 3 내화벽
A1 : 중심 영역 A2 : 주변 영역
C : 중심

Claims (6)

1. 중심 영역과, 용강을 출강하기 위한 탭홀이 형성되는 주변 영역을 구비하는, 노체;
   상기 중심 영역과 상기 주변 영역의 윤곽을 따라, 상기 노체의 내주면에 형성되는 제1 내화벽;
   상기 중심 영역에서, 상기 제1 내화벽을 따라 형성되는 제2 내화벽; 및
   상기 주변 영역에서, 상기 제1 내화벽에 연결되어 형성되며, 2겹으로 축조되는 제3 내화벽을 포함하는, 전기로.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 중심 영역은 제1 곡률 반경을 가지도록 형성되고,
   상기 주변 영역은, 상기 중심 영역에서 연결되며, 상기 제1 곡률 반경보다 작은 제2 곡률 반경을 가지도록 형성되는, 전기로.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제3 내화벽의 2겹을 이루도록 축조되는 연와 각각은,
   상기 제2 내화벽을 이루도록 축조되는 연와보다 작은 사이즈를 가지는, 전기로.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 내화벽은 상기 제2 내화벽 및 제 3내화벽보다 보다 단열성이 큰, 전기로.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2 내화벽 및 상기 제3 내화벽은 상기 제1 내화벽보다 내마모성 및 내침식성이 큰, 전기로.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 제2 내화벽 및 상기 제3 내화벽은 상기 제1 내화벽보다 내스폴링성이 큰, 전기로.

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