KR20120132433A - 강철 제품의 제조를 위한 융통성이 있는 최소 에너지 이용 전기 아크 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

복합 아크로, 레이들 야금로 및 진공 개스 제거 시스템은 적어도 비진공 아크 재용융물, 진공 아크 재용융물, 진공 산소 탈탄 비진공 아크 재용융물 및 진공 산소 탈탄 진공 아크 재용융 강철을 제조하는 융통성을 가지는 것으로서, 이것은 정상 상태 또는 무작위의 순서로 이용되며, 시스템의 구성 요소들과 접촉하는 고온 금속을 예열하고 이후에 구성 요소들의 열 손실 감소 및 아크로 안의 이월 잔류물의 이용에 기인하여 오직 최소한의 에너지만을 이용하며, 시스템의 산출량은 아크로의 용융 용량에 의해서만 제한된다.

Description

강철 제품의 제조를 위한 융통성이 있는 최소 에너지 이용 전기 아크 시스템 및 방법{Flexible minimum energy utilization electric arc furnace system and processes for making steel products}

본 발명은 전체적으로 전기 아크로 강철 제조에 관한 것이며, 상세하게는 내부에 레이들 야금로(ladle metallurgical furnace)를 가지는 시스템에 관한 것으로서, 상기 시스템은 유사한 시스템과 비교했을 때 제조되는 강철의 단위당 에너지의 입력이 감소되는 것이다. 본 발명은 특히 아크로의 최대 용융 용량에 의해서만 제한되는 비율로 합금 강철을 제조하는 것에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 변형됨이 없이, 연속적인 주조로부터 무작위적인 제조 시퀀스에서 광범위하게 변화되는 조성물들의 유일한 한가지 용융물까지, 오늘날의 강철 산업에서 발견되는 거의 모든 최종의 용도에 적합화될 수 있다.

예를 들어, 캠페인(campaign)에서 만들어지는 강철의 여러 유형들에 대한 무작위적인 순서 또는 수에 무관하게, 본 발명은 가열물의 처리 시퀀스에서 지체나 지연 없이 단일의 전기 아크로 시스템에서 (강철의 등급과는 별개로) 최대 4 가지 상이한 유형의 강철을 제조할 수 있게 한다. 따라서 본 발명의 시스템은 적어도 비 진공 아크 재용융 강철, 진공 아크 재용융 강철, 진공 산소 탈탄 비진공 아크 재용융 강철 및, 진공 산소 탈탄 진공 아크 재용융 강철을 제조할 것이다.

최근 약 15 년간에 이르는 수년 동안, 진공 아크 개스 제거 시스템(vacuum arc degassing system)은 협소하게 한정된 범위내에서 합금, 개스, 그레인 크기(grain size) 및 포함 내용물을 가지는 강철의 제조을 위하여 세계적으로 실시되었다. 이러한 시스템에서 전기 아크로로부터 출탕(tapping, 出湯)된 강철은, 저진공, 퍼지 개스(purging gas)와, 저진공 및 퍼지 개스(purging gas)의 조합된 효과들을 겪는 동안 용융 강철의 격렬하게 비등하는 표면과 그래파이트 전극들 사이에서 튀는 교류 전류의 가열 아크들의 조합된 효과를 겪는다. 이러한 시스템은 통상적으로 진공 아크 개스 제거 시스템(vaccum arc degassing system)으로서 지칭된다. 이러한 방법으로 수백만 톤의 강철이 제조되었으며 이제까지 많은 양이 계속 생산되고 있다. 이러한 방법은 로의 탭(furnace tap)으로부터 적어도 8 시간으로 연장되는 임의의 소망되는 시간에 플러스 또는 마이너스 10℉ 에서 주출(注出, teeming)되는 성능을 포함하는 종래의 경쟁적인 시스템에 의해서 달성될 수 없는 장점을 가진다. 따라서 100 톤의 주괴가 오직 하나의 50 톤 아크로를 가지는 시스템으로부터 제조될 수 있고, 계획되거나 또는 예상되지 않은 하류측의 지체를 보상하는데 충분한 시간을 항상 이용할 수 있어서, 용융물을 아크로로 복귀시키는 것이 회피된다.

그러나, 그러한 시스템들에서의 통상의 작동 동안에, 시스템의 처리량은 아크로내의 처리 시간에 의해 지배되고, 대부분의 설비에서, 단일의 가열물에 대한 처리 시간은 아크로에서 발생되는 광범위한 강철 제조에 기인하여 4 시간 내지 4.5 시간보다 오래일 수 있다; 즉, 스크랩 충전물(scrap charge)이 용융되고 출탕 온도에 도달된 이후 오래 동안 강철이 아크로에 머문다.

통상적인 아크로 기술을 이용하여 산출량을 증가시키고 비용을 낮추라는 압력이 강철 제조자에게 가해지면서, 비교적 긴 아크로 강철 제조 기술은 동일한 최종 결과를 달성하는 짧은 사이클의 선호에 의해 포기되어야만 했다.

대략 과거 15 년 동안 레이들 야금로 시스템은 전통적인 아크로 및 진공 아크 개스 제거 강철 제조 기술을 대체하기 시작하였다. 레이들 야금로 시스템에서, 대부분의 강철 제조는 하류의 작동(downstream operation)으로 미뤄지면서, 아크로는 거의 유일하게 용융 유닛에만 제한된다. 그러한 시스템의 아크로에서는 아크로에 스크랩 충전물이 훨씬 짧은 시간 동안 체류하는 결과를 가져오는데, 왜냐하면 동일한 크기의 아크로에서의 통상적인 아크로 강철 제조에서 필요한 4 내지 4½ 시간과 비교하여, 약 2 시간 또는 그 미만에 원료 스크랩(그리고 초기의 석회 및 탄소의 첨가)이 출탕 온도(tapping temperature)로 올 수 있기 때문이다. 대형 전극을 이용하는 것도 아크로에서의 체류 시간 감소에 기여하였다. 이후에 보다 상세하게 설명될 특정의 예에서, 충전의 시작으로부터 출탕의 끝까지의 아크로 체류 시간은 4 내지 4½ 으로부터 2 시간 또는 그 미만으로 짧아질 것이다.

따라서 본 발명의 목적은, 단일 아크로, 단일 레이들 야금로 및 단일 진공 처리 스테이션을 가지는 시스템에서, 무작위의 순서로 적어도 4 가지의 유사하지 않은 강철 제조 과정들을 수행하는 성능을 제공하는 것이다.

본 발명에서, 시스템의 구성 요소들과 접촉하는 용융 강철에서의 히트 싱크(heat sink)를 감소시키고, 용융물로부터 용융물로 열이 이월(carryover)하는 것을 이용하고, 초기에 부분적으로 가열된 주괴를 차후의 단조 작용을 위한 변형 온도로 가열하도록 분리된 주괴가 여전히 고온에 있는 동안 그것을 가열로 안에 신속하게 배치함으로써, 산출량의 증가가 이루어진다.

히트 싱크에 기인한 열 손실의 감소는 금속 접촉 유닛의 선택된 구성 요소 또는 구성 요소들을 예열함으로써 달성될 것이다. 예를 들어, 내화물 라이닝이 약 2000℉ 의 인근에 있을 때까지 출탕 레이들(tapping ladle)을 예열하고, 출탕 이전의 순간까지 레이들의 개방된 상단부에 적용된 내화물 덮개의 이용에 의하여 출탕 레이들의 냉각 속도를 느리게 함으로써, 출탕된 금속은 출탕 단계 동안 최소한으로 냉각될 것이다.

시스템에 대한 가열의 입력은, 하나의 출탕으로부터 다음의 출탕으로, 작지만 유효한 양의 용융 강철을 이월(carryover)시킴으로써 더 감소될 것이다. 따라서, 예를 들어, 비어있는 아크로에서 시작하는 것을 가정하고, 75 톤의 용융 강철을 주출(teeming)할 목적을 가지는 것을 가정하면, 대략 80 내지 85 톤의 고체 스크랩이 아크로에 충전될 것이다. 용융 이후에, 75 톤의 용융 금속으로 이루어진 용융물은 출탕 레이들 안으로 출탕될 것이다.

출탕이 완료되고 아크로를 직립의 위치로 복귀시켰을 때, 아크로 덮개는 아크로 용기로부터 이탈되게 움직일 것이고, 고체 스크랩의 대략 75 톤이 바로 앞의 용융에서 이월된 대략 10 톤의 용융 강철로 충전될 것이다. 연속되는 가열물에 있는, 스크랩 충전 버킷으로부터의 부스러기(turning)와 이월된 용융물을 더한 것은 고온 금속의 저장부(reservoir)을 형성할 것이며, 이것은 제 1 스크랩 충전 버킷이 아크로로 비워지기 전에 아크로의 용기(farnace bowl)가 완전히 비어있는 경우보다 훨씬 빠른 속도로, 아크로 충전부에 있는 스크랩의 고온 뭉치(hot tops) 및 다른 대형의 부재들을 삼켜서 용융시킬 것이다; 이월된 금속은 스크랩의 대형 부재들을 둘러싸서 전도열을 훨씬 빠르게 전달하는데, 그것은 만약 대형 부재들의 도전 가열이 시작되기 전에 스크랩의 다른 작은 부재들 및 부쉐링(busheling)이 고체로부터 액체로 변화되어야만 할 경우에 발생되는 것보다 빠른 것이다.

본 발명은, 적어도 4 가지의 상이한 강철 제조 과정들이 임의의 시기에 임의의 시퀀스로 실시될 수 있고, 상이한 유형의 강철이 주문 제작되는 시퀀스에만 의존하여 특정의 과정이 수행되는 것을 보장한다. 최종적인 이용에서 이제까지 달성 불가능했던 이러한 융통성은 강철 제조 과정을 수행하도록 적합화될 수 있는 단일의 공장에서 얻어질 수 있는데, 그러한 강철 제조 과정은 현재 분리되고 별개인 것으로 인정되고 있지만 현존의 공장에서는 존재한다고 할지라도 찾기 어려운 것이다.

따라서, 예를 들어, 강철 제조자는, 하나 또는 그 이상의 연속적인 강철의 가열물이, 용융, 레이들 야금로에서의 정련(refining), 진공 개스 제거 스테이션에서의 개스 제거, 주출 및 응고의 기본적인 처리 단계들만을 겪을 필요가 있는 저합금강(low alloy steel)에 대한 충분한 수의 주문을 가질 수 있다.

그러나, 만약 강철 제조자의 다음 고객이 진공 아크 재용융(vacuum arc remelt, VAR) 제품을 원한다면, 강철 제조자는, 용융, 레이들 야금 정련, 진공 개스 제거 및, 주괴를 형성하는 연속 용융물의 주출 이후에, 응고되고 진공 개스 제거된 주괴를 진공 아크 재용융 유닛으로 전환시킬 수 있으며, 그곳에서는 응고되고 진공 개스 제거된 주괴가 VAR 전극, VAR 주괴를 형성하도록 VAR 유닛에서 재용융된 VAR 전극 및, 단조 및 열처리와 같이 필요에 따라 사후 처리되는 결과적인 VAR 주괴로 전환된다.

만약 제 3 의 고객이 진공 개스 제거되고 진공 산소 탈탄된 강철(vaccum degassed and vacuum oxygen decarburized steel)을 주문한다면, 처음의 2 개 단계들, 즉, 용융 및 레이들 야금 정련 단계들을 변경하지 않으면서 아크로에서의 지체 없이 제 2 고객의 주문이 시작될 수 있고, 다음에 진공 개스 제거 유닛에서의 진공 산소 탈탄을 겪게 되며, 주출 및 응고가 이어진다.

또한, 강철 제조자의 제 4 의 고객의 주문이 진공 산소 탈탄 진공 아크 재용융 강철(vaccum oxygen decarburized vacuum arc remelt steel)을 지정한다면, 그러한 특수한 강철의 처리는, 처음의 2 개의 처리 단계들, 즉, 이후에 알 수 있는 바와 같이 가장 긴 시간의 블록을 필요로 하는 단계들인, 로(furnace)에서의 용융 및 레이들 야금로 정련의 어느 것도 변경하지 않고 지체 없이 제조 시퀀스에 포함될 수 있다.

따라서 본 발명의 목적은, 단일 아크로, 단일 레이들 야금로 및 단일 진공 처리 스테이션을 가지는 시스템에서, 무작위의 순서로 적어도 4 가지의 유사하지 않은 강철 제조 과정들을 수행하는 성능을 제공하는 것으로서, 즉, 진공 개스 제거 강철, 진공 아크 재용융 강철, 진공 산소 탈탄의 특별 저탄소 강철 및, 진공 산소 탈탄되고 진공 아크 재용융된 특별한 저탄소 강철의 표준 등급의 높은 체적을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 진공 시스템의 구성 요소로서 금속을 포함하는 용기를 이용하는 것에 기인할 수 있는 시스템 진공의 완전성이 우발적으로 저하되는 것에 의해 4 가지의 모든 과정들에 공통된 진공 처리가 손상될 수 없는, 상기 설명된 강철 제조 과정들을 수행하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 통상적인 레이들 야금로 정련 시스템과는 대조적으로 제조되는 강철의, 톤(ton)과 같은 단위당 필요한 열 에너지를 감소시키는 것이다.

본 발명은 첨부된 도면들에 다소 개략적으로 도시되어 있다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c 의 하위 부분들로 구성된 도 1 은 본 발명의 과정들을 수행하기 위한 시스템의 평면도로서, 특정의 부분들은 개략적으로 도시되거나 또는 부호의 설명으로서 도시되어 있다.
도 2a, 도 2b 및 도 2c 의 하위 부분들로 구성된 도 2 는 본 발명의 과정들을 수행하기 위한 도 1 의 시스템의 측면도로서, 특정의 부분들은 개략적으로 도시되거나 또는 부호의 설명으로서 도시되어 있다.
도 3 은 아크로 및 시스템 도관을 단면으로 나타낸 부분 및 가상선으로 나타낸 다른 부분으로서 가지는 도면이다.
도 4 는 도 3 과 유사하지만 확대된 축적으로 나타낸 것으로서, 특히 정지 상태 도관 시스템과 로 사이의 도관 연결을 나타내는 것이다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c 로 이루어진 도 5 는 전기 아크로의 용기의 작동, 출탕 및 슬래그 제거 위치들을 개략적으로 도시한 것이다.
도 6 은 하위 표면 산소 랜스(sub-surface oxygen lance)의 이용을 특히 나타내는 시스템의 레이들 야금로 부분의 부분적으로 개략적인 절반 단면이다.
도 7 은 본 발명의 레이들 야금로 구성 요소의 온도 및 샘플링 특징에 대한 부분적인 개략도이다.
도 8 은 레이들 야금로의 합금 와이어 이송 특징에 대한 도면이다.
도 9 는 레이들 야금로의 루프(roof)를 통한 단면으로서, 루프의 절반은 60°로 회전하여 LMF 의 합금 및 다른 충전 재료 첨가 시스템을 특히 도시한다.
도 10 은 진공 처리 스테이션의 복합 진공 개스 제거 및 진공 산소 탈탄 처리 특징부를 통한 수직 단면도로서, 진공 개스 제거 모드의 스테이션을 나타낸다.
도 11 은 복합 진공 개스 제거 및 진공 산소 탈탄 스테이션의 탱크를 통한 상부 단면도로서, 진공 처리를 위한 위치에 레이들이 있는 것을 나타낸다.
도 12 는 진공 처리 스테이션의 사시도로서, 일부 부분들이 명확성을 위해서 생략되고 덮개는 처리되어야 하는 레이들을 받아들일 준비를 위하여 상승되어 이탈되게 굴러간 상태이다.
도 13 은 주출 차량에 있는 강철의 레이들의 상부 평면도이다.
도 14 는 주입 트럼펫(pouring trumpet)으로의 주출(teeming)을 준비하는 주출 차량(teeming car)에서 도 13 의 레이들이 상승된 위치에 있는 것을 나타내는 측면도이다.
도 15 는 주출 구멍에 근접한 몰드 분리 영역을 나타낸다.
도면에서 동일한 부분들은 동일하거나 유사한 부분들을 지칭하도록 이용될 것이다.

적어도 4 개의 분리되고 개별적인 본 발명의 강철 프로세스가 수행될 수 있게 하는 시스템인 본 발명의 시스템은 도 1 및 도 2 에서 전체적으로 도면 번호 10 으로 표시되어 있다. 본 발명은 도 1 로부터 시작하여 도 1 및 도 2 각각을 우측으로부터 좌측으로 읽음으로써 가장 잘 이해될 수 있다.

스크랩 하우스(scrap house)는 전체적으로 도면 번호 11 로 표시되어 있고, 가외의 저탄소 스테인레스 강으로부터 낮은 합금강까지 소망되는 임의 유형의 강철을 만들기에 적절한 스크랩이 도면 번호 12 로 표시되어 있다. 스크랩 적재 수단은 여기에서 레일 시스템으로서, 도면 번호 13 으로 표시되어 있다. 레일 시스템은 고온의 스크랩 뭉치(tops) 및 피라미드 주괴(pyramid ingot)와 같은 시스템 스크랩(system scrap)을 시스템에 있는 하류측의 수집 지점으로부터 전달할 수 있거나, 또는 시스템의 외부로부터 수용된 새로운 스크랩을 전달할 수 있도록 구성될 것이다. 스크랩은 트럭과 같이 레일이 아닌 운반부에 의해 도달할 수 있다. 스크랩 충전 차량(charging car)은 도면 번호 14 및 15 로 표시되어 있고, 각각의 스크랩 차량은 관련된 레일(16,17)들의 세트에서 이동하는데, 각각의 레일은 스크랩 하우스로부터 아크로에 근접한 말단점(18,19)으로 연장되며, 아크로는 도면 번호 30 으로 표시되어 있다. 스크랩 차량(14,15)는 각각 충전 버킷(charging bucket, 20,21)을 운반하며, 충전 버킷은 명확성을 위해 도시되지 않은 기계적인 크레인과 같은 적절한 수단에 의하여 스크랩 하우스(scrap house)로부터 스크랩을 수용한다. 각각의 스크랩 버킷(20,21)들은 가로장(bail, 22,23)들을 포함하는데, 가로장(bail)은 스크랩 버킷 및 U 형상 인양 버킷(lifting bucket, 24,25)의 각 측에 위치된 통이(trunion)상에 각각 장착된다.

스페어 충전 버킷(spare charging bucket)은 도면 번호 26 으로 표시되고 가로장(27) 및 인양 버킷(28)을 가진다.

아크로(arc furnace)는 도 2 에서 가장 잘 나타낸 바와 같이 전체적으로 도면 번호 31 로 표시된 용기(bowl)를 구비한다. 아크로는 도 5 에 가장 잘 도시된 바와 같이 치가 형성된 랙(32) 및 피니언(33) 시스템에 의하여 수직 평면에서 흔들릴 수 있고, 랙 및 피니언 시스템은 도 2 및 도 5 에서 로커 받침대(rocker pedestal, 34)상에 장착된다. 덮개는 전체적으로 도면 번호 35 로 표시되어 있다. 도 1a 에서 덮개는 실선에 의해 폐쇄 작동 위치에서 도시되어 있고, 점선에 의해 개방 충전 위치에서 도시되어 있다. 덮개는 피봇(36)을 중심으로 충전 위치로부터 개방 위치로 회전한다. 덮개(36)는 피봇(36)을 중심으로 회전하는 베이스 구조로부터 연장된 좌측 및 우측의 덮개 서스펜션 아암(38,39)에 의해 단단하게 유지된다. 3 개의 전극 공급부가 도면 번호 42,43,44 로 표시되어 있고, 이들은 그래파이트 전극(45,46,47)들에서 각각 끝난다. 약 75 내지 115 톤을 용융시킬 수 있는 시스템을 위하여, 전극들이 바람직스럽게는 16"의 직경을 가지고 용융 시퀀스 동안 약 75 MVA 를 발생시킬 수 있다.

아크로에 탄소 및 석회와 같은 충전 재료(charge material)를 추가하기 위한 활강 사면로 시스템은 도면 번호 49 로 표시되어 있다. 샘플 장치는 도면 번호 50 으로 표시되어 있으며, 샘플 장치(smpling device)는 뚜껑문(51)을 통하여 아크로에 있는 열(heat)에 접근하게 한다. 슬래그 배출 도어(slag off door)는 도면 번호 52 로 표시되어 있다. 산소 및 탄소 인젝션 랜스 시스템(injection lance system)은 도면 번호 53 으로 표시되어 있다. 도 2a 에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 아크로 덮개(35)가 아크로 용기의 상부에서 작동 위치에 있을 때, 덮개(35)의 테두리(37)의 저부 표면은 그것의 전체 주위에서 용기(31)의 테두리의 상부 표면과 접촉한다. 비록 끼우는 것이 밀접하기는 하지만, 공기 밀폐되는 것은 아니다.

아크로 도관 시스템은 도 1a 및 도 3 에서 전체적으로 도면 번호 55 로 표시되어 있다. 도관 시스템은 유통관 만곡부(offtake elbow, 56)를 구비하는데, 유통관 만곡부는 그것의 단부에서 덮개(35)에 있는 개구와 연결되고, 배출 단부에서 원형의 플랜지(57)로 끝난다. 도관 시스템의 정지 상태 부분은 원형 플랜지(59)로 끝나는 흡기 만곡부(intake elbow, 56)를 구비한다. 덮개가 폐쇄되었을 때, 덮개 유통관 만곡부(56)의 원형 플랜지(57)는 도관 시스템의 흡기 만곡부(58)의 플랜지(59)와 밀접한 관계이다. 도 1a 및 도 3 로부터, 플랜지(57,59) 사이의 간극은 매우 작으며, 결과적으로 아크로 작동 동안에 발생된 연기는 그것이 존재할지라도 플랜지들 사이의 약간의 공간으로부터 거의 배출되지 않을 것이다. 도관(60,61)들은 도 1a 에 도시된 바와 같이 아크로로부터 백 하우스(bag house, 115)로 수집된 연기를 이송시킨다.

도 2a 로부터 알 수 있는 바로서, 덮개(35)가 도 2a 의 개방 위치로 회전하면 (그리고 도 1a 의 가상선의 위치로 회전하면), 갈고리(64)를 가지는 도면 번호 63 으로 표시된 스크랩 크레인은 스크랩 차량(15)으로부터 제 1 충전 버킷(21)을 들어올릴 것이고 버킷을 개방 아크로 용기(31) 위에 위치시킬 것이며, 그곳으로부터 버킷 안에 있는 스크랩은 아크로(30)의 용기(31) 안으로 로딩될 것이다.

3 개의 전극(45,46,47)들은 도 3 에 도시된 바와 같이 갠트리 유형(gantry type)의 인양 조립체(66)에 의해 도 3 및 도 4 의 실선으로 도시된 작동 위치로부터 가상선으로 도시된 도 3 의 후퇴 위치로 움직일 수 있으며, 따라서 덮개(35)는 도 2a 의 충전 위치로 회전될 수 있다. 덮개는 도 4 에 도시된 바와 같이 유입 및 유출 배관(67,68)에 의해 물 냉각된다. 각각의 전극(45,46,47)들은 도 3 에 도시도니 바와 같이 함께 나사 결합된 분리 섹션(separate section)들로 구성된다. 스페어 전극 섹션(spare electrode section)은 도 3 에서 도면 번호 69 로 표시되어 있다.

출탕 레이들 차량(tapping laddle car)은 도면 번호 70 으로 표시되어 있으며 그 차량은 궤도(71)상에 주행하고, 이러한 예에서 상기 궤도는 도 2b 에 도시된 바와 같이 상류측 단부에서 아크로(30)의 바로 아래로부터 다음 처리 스테이션에 조금 못미치는 위치(71a)로 연장된다. 여기에서 출탕 레이들(tapping ladle)로서 지칭되는 출탕 용기(tapping vessel)는 도 2a 에 도시된 바와 같이 출탕 차량(70)에서 도면 번호 72 로 표시되어 있고, 출탕 레이들은 통이(trunnion, 73,74)를 구비하여 그에 의해서 출탕 레이들은 크레인에 의해 운반될 수 있다. 도 1a 및 도 2a 에서 출탕 차량 및 출탕 레이들(72)은 아크로(30)의 탭 구멍(tap hole, 75) 바로 아래에 위치된다.

비록 오직 하나의 출탕 차량(70) 및 출탕 레이들(72)이 이용되었을지라도, 이후에 설명되어야 하는 중요한 진행 작용 동안에 차량 및 레이들의 위치를 나타내도록 도 2a 에서 제 2 출탕 차량 및 레이들이 도시되어 있다.

아크로(30)에서 용융물(melt)이 이루어지고 있는 동안, 출탕 레이들(72)은 예열 랜스(preheat lance, 76)에 의해 약 2000℉ 로 예열을 겪을 것이다. 출탕 레이들을 소망의 온도로 예열하는 즉시, 예열 랜스는 꺼지고 제거되며, 도 2a 에서 전체적으로 도면 번호 77 로 표시된 차폐부가 레이들의 테두리상에 직접적으로 배치된다. 차폐부(72)는 고온 저항성 섬유 내화물로부터 형성된 절연층(79) 및 배면 플레이트(78)로 구성된다. 차폐부는 차폐부의 인양 브래킷(81) 안에 걸리는 크레인 갈고리(80)에 의하여 수직의 화살표로 표시된 바와 같이 상승 및 하강한다. 아크로(30) 안의 용융물을 따를 준비가 되자마자, 차폐부(77)는 상승된다. 이때, 만약 가열 지시(heat instruciton)에 의해서 필요하다면, 합금과 같은 충전 재료들이 합금 공급 조립체(82)로부터 출탕 레이들(72)로 추가될 수 있다. 출탕 차량(70) 및 예열 출탕 레이들(72)은 다음에 도 2a 에 도시된 바와 같이 아크로 탭 구멍(75) 아래에 위치된다.

아크로에 대한 활강 게이트(slide gate)는 도면 번호 84 로 표시되어 있다. 도 5 에서, 도 5c 는 용융 조건 또는 고갈 조건에서의 아크로를 나타내고, 도 5b 는 슬래그 제거 위치에서의 아크로를 나타내고, 도 5a 는 출탕 위치에서의 아크로를 나타낸다.

도 2b 를 참조하면, 75 톤 내지 115 톤 사이의 임의 분량의 금속을 포함하는, 채워진 레이들(86)과 함께 테핑 레이들 차량(70)은 궤도(71)의 하류측 종단부(71a)에 근접하여 도시되어 있다. 그 지점에서, 채워진 레이들(86a)은 궤도(71)의 종단부에 있는 위치로부터, 관련된 LMF 궤도(88)의 상류측 종단부(88a)에 위치하는 레이들 야금로(LMF)까지, 크레인(85)에 의해서 인양된다. 출탕 차량(70)은 이제 도 2a 에 도시된 예열 위치로 복귀하여 다음의 출탕 레이들을 수용하고 다음의 용융물이 아크로(30)로부터 출탕(tapping)되는 것을 대기한다.

LMF 스테이션은 도면 번호 90 으로 표시된 루프를 구비하며, 그것을 통하여 3 개의 전극(91,92,93)들이 중앙 영역에서 하방향으로 돌출된다. 전극들은 도 1b 에 도시된 바와 같이 전원(94) 및 전력 리드(power, lead, 95,96,97)로부터 전력을 수신한다. 전극들은 도 8 및 도 9 에 가장 잘 도시된 바와 같이 중앙 플레이트(99)에 있는 개구(98)에 안착되게 수용된다. 도 1b 에 가장 잘 도시된 루프(90) 안의 뚜껑문(flapper, 100)은 도 7 의 시스템에 의한 온도 샘플링 및 도 6 의 시스템에 의한 화학적 샘플링을 허용할 것이다. 도 1b 에서 전체적으로 도면 번호 101 로 표시된 합금 활강 사면로 시스템을 통해 필요에 따라 벌크 합금(bulk alloy)이 추가되고, 그것은 도 9 에 보다 상세하게 도시되어 있다. 벌크 합금 활강 사면로 시스템(101)은 도시되지 않은 다수의 호퍼(hopper)들에 연결된 공급 도관(102)을 구비하며, 각각의 호퍼는 소망의 합금 재료를 포함한다. 경사 사면로(103)는 개구(104)를 통하여 LMF 루프 아래의 챔버 안으로 통과되며, 그것의 개구는 필요할 때 플레이트(105)에 의해 밀봉될 수 있다. 도 9 에서 전체적으로 도면 번호 106 으로 표시된 전자적인 사면로 제어 시스템(chute control system)은 임의의 소망되는 시간 또는 회수로써 가열물(heat)에 처해져야 하는 슬래그 재료 및 합금의 양과 순서를 조절하도록 작동될 수 있다.

합금 와이어 추가 시스템(alloy wire addition system)은 도 1b 에서 도면 번호 108 로 전체적으로 도시되어 있고, 도 8 및 도 9 에 상세하게 도시되어 있다. 시스템은 구동 롤러(109)를 구비하며, 구동 롤러는 적절한 제어를 통하여 작동하여 도 8 에 도시된 바와 같은 깔때기(112)를 향하여 하방향으로 합금 공급 와이어(110,111)를 이송하며, 그곳으로부터 가열물(heat)에 처해질 필요가 있는 특정의 합금 와이어가 공급 튜브(113)에 진입한다. 공급 튜브(113)는 덮개에 있는 개구(114)를 통하여 LMF 덮개 내측의 챔버로 진입한다. 도 8 에서 오직 와이어(110) 만이 레이들(86)에 있는 가열물(heat)에 더해지고 있다.

도 8 및 도 9 로부터, 그리고 도 6 에 도시된 바와 같이, LMF 루프(90)는 저부 플랜지(116)를 구비하고, 저부 플랜지는 레이들(86)의 상부 플랜지(117)상에 안착된다. 금속 대(對) 금속의 접촉이 이루어지 때문에, 진공 밀폐 밀봉이 발생되지 않는다. LMF 의 아크 작동 기간(arcing period) 동안에 가열물(heat)의 형성중에 발생되는 화학적 반응 및 아크의 작용은 적은 체적의 연기를 발생시키는 점이 이해될 것이다. 그렇게 발생된 연기는 도 8 및 도 9 에서 화살표(107)로 표시된 경로를 따라서 도 1b 에 도시된 대형의 유통관 도관(118)으로 가며, 다음에 도 1a 에 도시된 도관 시스템(55) 및 배면 하우스(115)로 간다. 도 6, 도 7, 도 8 및 도 9 는 LMF 루프의 물 냉각 시스템을 도시하는데, 이것은 도 9 에서 도면 번호 119 로 표시되어 있다. 도 9 는 와이어 공급 시스템(108)과 관련하여 슬라이드 플레이트 시스템(120)을 도시하는데, 그것은 플랩 플레이트(flap plate, 121)를 구비하며, 플랩 플레이트는 와이어 합금의 필요한 무게를 공급하는 충분한 시간 기간을 위하여 LMF 루프에 있는 개구를 덮지 않도록 제어 시스템(122)에 의해 작동된다. 비록 와이어 형태의 합금이 더해질지라도, Al 이 가장 자주 더해진다는 점이 이해될 것이다. LMF 에서의 레이들(86)의 체류 시간은 가열물(heat)의 크기 및 과열(superheat)이 필요한 정도와 함께 변화될 것이다. 대략 75 톤의 가열물의 크기(heat size)에 대하여, 열의 온도가 약 3000℉ 일 때 아크가 꺼질 수 있다.

아크를 끈 이후에, LMF 루프(roof) 및 전극(91,92,93)들이 상승됨으로써, 그들이 LMF 레이들의 상부 테두리(117)에서 제거되는 위치로 간다. 다음에 LMF 차량(87)은 도 1b 및 도 2b 에 가장 잘 도시된 바와 같이 LMF 궤도(88)의 하류측 종단부(123)로 움직이는데, 그 곳은 전체적으로 도면 번호 126 으로 표시된 진공 처리 스테이션에 가깝게 근접한 상류측이다.

진공 처리 스테이션(126)은 정지 상태 진공 밀폐 탱크 베이스(127) 및 탱크 덮개 조립체(128)를 구비하며, 진공 탱크 베이스는 도 2b 및 도 10 에서 지면에 매립된 것으로 도시되어 있다. 탱크 덮개 조립체는 탱크 상부(129)를 구비하며, 그것은 바퀴가 있는 갠트리 유형의 상부 구조물(130)에 장착되어 그에 의해 유지된다. 인양 잭(lift jacks, 131)이 탱크 상부(129)를 상승 및 하강시킨다. 도 12 에 가장 잘 도시된 갠트리 유형 상부 구조물은 바퀴(133,134)에 장착된 플랫폼(132)을 구비하며, 그 바퀴는 각각 궤도(135,136) 상에서 구른다. 도시된 구현예에서 궤도(135,136)들은 기준에 대하여 상이한 높이에 있지만, 도 1b 에 도시된 개략도로부터 시사되는 바와 같이, 공간의 제한을 받아들이도록 궤도들이 공통의 높이에 있을 수 있다는 점이 이해될 것이다. 그 어떤 경우에도, 처리되어야 하는 레이들이 크레인에 의해 내부로 강하될 수 있도록, 위로부터 탱크 저부로 방해되지 않는 접근을 제공하는 충분한 거리로 탱크 상부(tank top)가 인양되고 움직여야만 한다.

진공 탱크 베이스(127)는 한쌍의 레이들 안장(ladle saddle)을 구비하며, 그들중 하나는 도 12 에서 도면 번호 138 로 전체적으로 표시되어 있다. 각각의 레이들은 도 2b 및 도 4 에 도시된 바와 같이 도면 번호 139 로 표시된 한쌍의 돌출부들을 가지고, 돌출부는 레이들이 진공 탱크 베이스(127)로 내려졌을 때 정합되는(mating) 안장(138)에 안착된다.

진공 탱크 덮개 조립체(128)는 관찰 포트(143), 벌크 합금 및 충전 재료 분배기(bulk alloy and charge material dispenser, 141), 도면 번호 142 로 전체적으로 표시된 와이어 공급 조립체 및, 온도 및 샘플링 포트(143)를 유지한다. 다시, 비록 도시된 구조는 최대 4 개의 와이어 합금을 더하는 융통성을 나타내고 있을지라도, 주기(cycle)에서 이러한 시간에는 알루미늄이 최대의 그레인 개선 효과를 가질 것이므로, 알루미늄이 가장 빈번하게 더해질 것이다. 비 진공 탈탄 사이클 동안에 진공 밀폐 덮개 플레이트(144)에 의해 덮히는 중앙 포트는 도 1b 에 가장 잘 도시되어 있다.

직선의 진공 개스 제거 및 진공 산소 탈탄 사이클 동안 기능하는 진공 시스템 및, 개스 퍼지 시스템(gas purging system)은 도 10 및 도 11 에 가장 잘 도시되어 있다.

도 10 에서 진공 탱크 상부(129)의 하부 테두리는 탱크 상부 테두리 플레이트(146)를 구비하고, 탱크 상부 테두리 플레이트의 평탄한 하부면은 기계 가공됨으로써 탱크 베이스(127)의 상부에서 테두리 플레이트(145) 상의 정합면(mating surface)과 전체 주위 둘레에서 밀접한 끼움(close fit)을 형성하며, 상부 테두리 플레이트(145)는 마찬가지로 기계 가공된다. 정합되는 밀접한 끼움을 형성하는 테두리 플레이트들과 관련하여 기능하는, O 링 시일(147)에 의해 표시되는 밀봉 수단은 진공 챔버를 형성하며, 진공 챔버는 연속적인 작동으로 1 토르 또는 그 미만의 진공 압력을 발생시키는데 효과적이다. 용융 금속을 포함하는 전체적인 레이들이 전체적으로 진공 환경에 있는 시스템의 상기와 같은 구성은 레이들 자체가 진공 챔버의 부분을 형성하는 시스템들에 비해 뚜렷한 향상을 가진다. 그러한 시스템들에서 누설의 가능성은 항상 존재하는데, 왜냐하면 용융된 강철이 레이들의 상부 노출 테두리에 뚝뚝 떨어지는 것과 같이 용융 공장에서의 조건 때문에 레이들의 상부 테두리가 손상에 노출되기 때문이거나, 또는 용융물 공장에서 항상 존재하는 경질 입자들의 존재 때문이며, 경질 입자는 테두리에 떨어져서 금속을 밀봉하는 금속에 손상을 입힌다. 더욱이, 이러한 시스템에서 레이들의 외측 금속 벽은 기본적으로 레이들 내화물 안에 포함된 개스가 배출될 수 있도록 그 안에 드릴 가공된 분출 구멍(weep hole)을 가질 것이다. (본 발명의 신속한 사이클에서 주출(注出,teeming)하기 전에 주위 환경에 짧게 노출되는 것과 비교하여) 진공 탱크로 진입하기 전에 레이들이 오랜 기간 동안 주위 공기에 노출되는 시스템에서, 분출 구멍은 레이들 내화물이 공기를 함유한 습기로 채워지는 것을 허용할 것이다.

본 발명에서 주위 대기는 유통관 도관(149)을 통하여 제거되는데, 유통관 도관은 다단계 증기 제트 배출기 시스템(multistage steam jet ejector)의 일부이고, 바람직스럽게는 4 내지 5 개 단계의 시스템이다.

도 10 에서 주목되는 바로서, 채워진 레이들(86)은 도면 번호 151 로 표시된 상승 베이스 구조체상에 안착되는데, 여기에서는 복수개의 비임 단면들로 나타나 있다. 만약 작동하는 동안에 파괴가 발생하면, 상승 베이스 구조체는 레이들 베이스가 바닥의 금속에 용접되지 않는 것을 보장함으로써, 레이들이 탱크 밖으로 인양될 수 있어서 신속하게 정리할 수 있다.

진공 아크 재용융 및 비진공 아크 재용융 사이클 양쪽을 포함하는, 진공 산소 탈탄 사이클에서, 진공 처리 스테이션은 산소 랜스 송풍(oxigen lance blowing)을 포함하도록 유효하게 개량된다. 도 10 을 참조하면, 작동중의 산소 추가 부분 동안에, 안내 구조체(154)에 의하여 수직 상하로 움직이는 산소 랜스(oxygen lance, 153)는 중앙 부분 덮개 플레이트(144)가 제거된 이후에 탱크 챔버로 진입한다. 산소 랜스(153)는 보조 내화물 열 차폐부(156)를 통과하는데, 상기 열 차폐부는 탄소 및 산소의 반응에 의해 발생되는 가외의 열 때문에 필요하다. 랜스(lance, 153)를 수용하는 중앙의 개구(158)를 가지는 내화물 덮개 플레이트(157)는 레이들이 LMF 스테이션을 떠난 이후에 레이들의 상부 가장자리 상에 배치될 것이다. 랜스 하우징(lance housing, 155) 및 랜스(153)는 진공 밀폐 시일들을 통과함으로써 강철은 진공 및 산소의 타격을 동시에 겪는다. 시스템 파라미터 때문에 랜스 작동중에 1 토르 또는 그 미만 정도에서 진공을 유지하는 것이 불가능하다면, 랜스 작용 이후의 짧은 기간 동안 랜스의 부재(不在)시에 용융물이 진공을 겪을 수 있으며, 왜냐하면 랜스 작용은 용융물을 소망의 주출 온도(teeming temperature)보다 높은 온도로 과열시킬 것이기 때문이다.

만약, 관찰 포트(140)를 통해 비등(boil)을 관찰하는 작업자가 비등이 순간적으로 너무 과도하다고 임의의 시간에 판단한다면, 퍼지 개스(purge gas)가 차단될 수 있을지라도, 용융물은 처리하는 동안에 퍼지 개스의 작용을 받으며, 바람직스럽게는 탱크가 밀봉되어 있는 모든 기간에 그러하다. 퍼지 개스 시스템은 도 11 에 가장 잘 도시되어 있다. 정지 상태 퍼지 개스 공급 라인(159)은 개스 유동 방향의 상류측에서 개스의 적절한 소스(source)와 연결되며, 그 개스는 아르곤과 같이 처리를 받는 금속과 관련하여 불활성이다. 정지 상태 개스 라인(159)은 도시되지 않은 통상적인 슬라이드 커플링(slide coupling)에 의하여, 전체적으로 도면 번호 160 으로 표시되고 레이들에 의해 유지된 공급기 라인(feeder line)에 연결되는데, 공급 라인(159)에 대한 공급기 라인(160)의 연결은 LMF 차량으로부터 레이들을 제거하여 진공 처리 스테이션(126)으로 보낸 이후에 크레인이 레이들을 제 위치에 강하시키면서 레이들이 레이들 안장(138)으로 내려질 때 발생된다. 공급기 라인(160)은 제 1 플러그 공급기(161) 및 제 2 플러그 공급기(162)를 형성하도록 분기되며, 플러그 공급기의 출구 단부들은 레이들의 내화성 저부(169)에 위치된 내화성 퍼지 플러그(refractory purging plug, 163,164)들에 각각 매립된다. 레이들(86)의 저부에 있는 슬라이드 게이트(slide gate)는 도면 번호 165 로 표시되어 있으며 그것은 레이들의 주출 노즐(teeming nozzle, 166)을 개방 및 폐쇄시킨다.

도 1b 에 도시된 바와 같은 진공 처리 스테이션(126)에서의 진공 처리 및, 도 12 의 진공 탱크 상부(129)의 제거 이후에, 레이들(86)은 크레인에 의해 인양되는데, 크레인은 통이(167,168)에서 레이들(86)을 파지하고, 처리된 가열물(heat)과 함께 레이들을 인양하고 그것을 도 1c, 도 13 및 도 14 에 도시된 바와 같이 도면 번호 170 으로 표시된 주출 차량(teeming car)에 배치시킨다. 주출 차량(170)은 도 13 및 도 14 에 도시된 바와 같이 도면 번호 171 로 표시된 레이들 위치 선정 프레임 구조를 구비하며, 상기 구조는 한쌍의 약간 V 형상인 횡단 크레이들 부재(cradle member, 172, 173)들을 포함하고, 상기 크레이들 부재들은 그것의 단부에서 길이 방향 크레이들 고정 부재(174,175)와 고정된다. 길이 방향 크레이들 앵커 부재(174,175)들은 다시 2 개의 주 횡단 스트럿(main transverse strut, 176,177)들과 고정된다. 앵커 부재들은 견고한 하위 프레임(sub frame)을 형성하며, 하위 프레임은 길이 방향 측부(178,179)를 가진, 수직으로 움직일 수 있는 베이스 프레임과 고정된다.

베이스 프레임은 잭 수단(jack means)에 의하여 상승 및 하강되는데, 오직 2 개만이 도면 번호 180,181 로 표시되어 있다. 잭 수단은 수직의 기둥(182,183,184,185)들에 고정된다. 오직 하나만이 도시되어 있는 길이 방향 측부(188) 및 횡단 부재(186,187)들에 의해 형성된 견고한 바퀴 프레임은 도 1c 의 우측에 도시된 위치에서 레이들을 수용하며, 바퀴 프레임은 궤도(190)상에서 주행한다. 레이들(86)은 진공 처리 스테이션으로부터 주출 차량(170)의 바퀴 프레임으로 크레인 인양되었다. 궤도(190)와 관련된 프레임의 측방향 움직임은 나사 잭의 작동에 의해 달성되는데, 나사 잭들중 2 개가 도면 번호 224 및 225 으로 표시되어 있다.

상기로부터 주출 차량 및, 주출 차량에 의해 운반되고 주출(teeming)이 준비된 레이들(86)은 6 방향으로 움직여서 레이들 주출 노즐(166)을 주입 트럼펫(pouring trumpet, 199)의 벌어진 단부(195)와 정확하게 정렬시킨다. 따라서, 주입 트럼펫(199)의 상부 벌림 단부(upper flared end, 195)가 궤도(190)의 높이 위로 연장되었을 때라도, 주출 차량 운반의 6 방향 움직임에 의해 도 2c 에 도시된 바와 같이 레이들의 저부에 있는 레이들 주출 노즐(166)은 주입 트럼펫의 상부 벌림 단부(195) 위에 정확하게 위치될 수 있다. 레이들이 LMF 차량으로부터 인양되자마자, LMF 차량은 다음의 진공 처리된 레이들의 수용을 준비하는 진공 처리 스테이션(126)으로부터 바로 하류측의 위치로 복귀된다.

주출 차량(170)은 하류측으로 주출 스테이션으로 움직이는데, 주출 스테이션은 도 1c 및 도 2c 에서 도면 번호 192 에 간략화된 형태로 표시된 주출 구멍 영역(teeming pit area)을 포함한다. 주출 구멍(teeming pit, 192)은 강철 제조 설비가 제공하도록 설계된 바와 같은 여러 크기의 주괴 몰드(ingot mold)를 포함할 것이다. 이러한 예에서, 3 개 몰드들의 제 1 클러스터(cluster)는 도면 번호 193 으로 표시되어 있고 제 2 클러스터는 194 로 표시되어 있다.

제 1 주괴 저부 주입 수단(first ingot bottom pouring means)은 주 용기 또는 몰드를 포함하는데, 여기에서는 주괴 몰드(ingot mold, 196)를 구비하고, 그것은 몰드 받침(mold stool, 197)상에 안착된다. 몰드 받침(197)은 다시 활주부 베이스(runner base, 198)상에 안착된다. 주입 트럼펫(199)의 중앙 구멍은 몰드 받침(197)에 있는 정렬된 수직 구멍(197a)과 연결되는데, 그 구멍은 활주부 베이스(198)에 있는 수평 활주부(202)에 연결되고, 다시 몰드 받침(197)에 있는 주괴 진입 구멍(200)과 소통됨으로써 주괴 몰드(196)의 내부가 저부로부터 위로 채워질 수 있게 한다. 주입 트럼펫(199), 몰드 받침(197) 및 활주부 베이스(198)는 강한 압력 저항성 세라믹 재료로 형성되고, 각각의 사용 이후에 폐기된다는 점이 이해될 것이다. 몰드를 용이하게 분리하도록(mold stripping) 몰드를 윤활시킬 목적으로 주입 이전에 주괴 몰드(196)가 저부에 배치된 플럭스 재료(flux material)를 가질 수 있다. 제거 가능하고 재설치 가능한 고온의 상부는 도면 번호 201 로 표시되어 있다.

응고되고 진공 개스 제거된(degassed) 주괴(205)는 크레인에 의해 도 1c 및 도 15 에 도시된 몰드 분리(mold stripping) 영역으로 수송되는 중에 도 2c 에 도시되어 있다. 도 15 의 확대도에서, 분리된 주괴(205)는 그것의 측면에서 놓여지고 관련된 주괴 몰드(196)도 그것의 측면에서 놓여지는 것으로 도시되어 있다.

이제 오직 수톤의 잔류 강철 및 슬래그를 유지하는 주출 레이들(227)을 운반하는 크레인(226)은 몰드 분리 영역의 위에 유지된 것으로 도시되어 있으며, 그곳에서 열을 주괴 몰드(196) 안으로 주출한 이후에, 도 10 의 갈고리 눈(hook eye, 208)을 상승 지점으로 이용하여 측부가 지면상에 안착되어 있는 동안 레이들을 기울이거나 또는 레이들의 슬라이드 게이트(slide gate)를 이용함으로써, 도 1c 에 도시된 바와 같이 레이들(ladle)에 남아있는 수톤의 강철을 작은 피라미드 몰드(207) 안으로 주출하고 슬래그를 슬래그 폐기 영역(206)으로 주출할 준비가 된다. 피라미드 몰드(pyramid mold, 207)에서의 응고 이후에 만약 모든 개별적인 몰드들이 채워졌다면 여기에서 6 개가 되는 개별적인 피라미드 주괴들은 이송 차량(209)으로 크레인 인양되어 레일(13)에 의해 스크랩 하우스(11)로 운반된다.

마찬가지 방식으로, 강철 고온 주괴(205)는 전달 차량(209)에 배치되고 가열로(heating furnace)로 이송되어, 단조 프레스로 가는 것을 준비하기 위해 단조 부문에서의 변형 온도로 고온 주괴를 가열한다.

이제 도 1c, 도 2c 및 도 15 를 참조하면, 몰드 분리 영역에서의 실내 온도로 냉각되었던 분리된 주괴(205)는 고온의 상부(hot tops)가 절단되고 외측의 산화된 표면은 연마 또는 기계 가공에 의해 제거되어 VAR 전극 주괴를 형성함으로써 도 2c 의 좌측 단부에서 상세하게 도시된 진공 아크 재용융 스테이션에서의 추가 처리를 준비한다. 이후에, 부착 스터브(attachment stub, 210)는 매끄러운 절단 단부에 용접됨으로써, 진공 아크 재용융 전극(211)을 형성한다. 구리 도가니(212)는 도 2c 에 도시된 진공 아크 재용융 유닛의 물 재킷 탱크 부분(218) 안에 배치된다. VAR 전극의 노출 단부는 VAR 램(ram)의 하부 단부(213)에 클램핑된다. VAR 램은 VAR 유닛의 덮개(215)에 있는 진공 밀폐 개구에서의 램 활강(ram sliding)과 함께 DC 전원(214)에 연결된다. DC 전류가 켜질 때, VAR 전극(211)의 저부 단부는 용융되어 얕은 풀(pool, 219)을 형성하며, 상기 풀은 냉각수가 VAR 도가니에 있는 강철의 용융 풀로부터 열을 빼앗아 이송시킬 때 저부로부터 위로 신속하게 응고된다. VAR 전극이 완전히 소모되고 VAR 주괴가 그로부터 형성될 때까지 VAR 전극의 용융은 계속된다. 이때 VAR 주괴는 더 처리되는데, 통상적으로 단조 및 필요한 열처리에 의해 처리된다.

본 발명의 사용 및 작동은 다음과 같다.

강철의 제 1 가열물(first heat)이 캠페인의 시작에서 이루어진다고 가정될 것이다. (캠페인(campaign)이라는 용어는 강철 산업에서 일반적으로 이해되는 것으로서, 아크로(arc furnace)의 라이닝(lining)을 다시 하는 것이 필요하기 전에 아크로에서 이루어질 수 있는 가열물의 수(number of heats)라는 의미로 이용된다는 점이 이해될 것이다.) 또한 진공 산소 탈탄이 이루어진 진공 아크 재용융 제품을 고객이 주문한 것으로 가정될 것이다. 더욱이, 약 75 톤의 진공 산소 탈탄이 이루어진 진공 아크 재용융 주괴가 전체 제조 시퀀스의 용융 공장 부분의 요구된 최종 제품인 것으로 가정될 것이다. 즉, 통상적으로 단조인, 강철 제조 공정의 다음 단계를 위채 준비된 주괴로 마무리되는 차후 처리가 뒤따르는 용융이다.

본 발명은 실질적으로 그 어떤 크기의 상업적인 강철 제조 공정에 적용될 수 있을 것이다. 설명의 목적을 위하여, 그리고 단지 하나의 예로서, 아크로의 용량은 약 75 내지 115 톤이 될 것이라는 점이 가정될 것이다. 특히 설명의 목적을 위하여, 약 75 톤 정도의 가열물 크기(heat size)가 본 발명을 적절하게 설명할 것이다.

우선 도 1a 를 참조하면, 레일(17)상에서 주행하는 스크랩 차량(15)에 놓인 제 1 스크랩 충전 버킷(21)은 적절한 임의의 통상적인 수단에 의해 스크랩(12)을 그 안에 적재하는데, 예를 들어 스크랩 크레인상의 순간 자석에 의해 적재한다. 버킷(21)이 적재되는 동안, 아크로(30)의 아크로 덮개(35)는 도 1a 의 점선 위치로 회동할 것이다. 덮개(35)가 피봇(36)을 중심으로 상기 설명된 개방 위치로 회동하자마자, 도 2a 에 가장 잘 도시된 아크로 용기(31)는 스크랩을 수용하도록 개방될 것이다. 이때 도 2a 의 스크랩 크레인(63)은 가로장(bail, 23)의 인양 브래킷(25) 안으로 걸린 크레인 갈고리(64)를 가지고 제 1 스크랩 충전 버킷(21)을 인양하며, 가로장은 버킷(21)에 피봇(29)에서 회전 가능하게 연결된다. 스크랩 크레인은 제 1 충전 버킷(21)을 도 2a 에 도시된 상승 위치로 인양한다. 버킷(21)의 저부가 개방되었을 때 스크랩(21)은 아크로(30)의 용기(31)로 충전된다.

가열된 아크로의 제 1 충전에서 스크랩(12)은 플래싱(flashing) 및 부쉘링(bushelings)과 같은 작은 부재들을 포함함으로써, 아크로 용기(31)내에 있는 저부 내화물은 낙하된 스크랩 충전물에 있는 고온의 부재들과 같은 무거운 단편에 의해 손상되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 선행의 가열물로부터의 용융 강철의 잔류물이 로(furnace)에 남겨져 있을 것이며, 상기 잔류물은 우선적으로 대형 부재를 포함하는 스크랩 충전물을 감싸고 다음에 로의 내화물 저부상에 고체 스크랩의 대형 부재들이 가하는 충격을 완충시키기에 충분한 양의 고온 금속을 포함한다. 대형 부재들은 도 1c 에 도시된 스크랩 레일 시스템에 의해 스크랩 하우스로 다시 수송될 것인데, 상기 레일 시스템은 전달 차량(209)을 구비하여, 과정의 완성된 하류측 단계들을 따른다. 고체 부재들은 VAR 가열물 및 non-VAR 가열물 양쪽에서의 주괴 및 피라미드 몰드(207)로부터의 소형 주괴들의 응고 이후에 크게 잘려진 고온의 뭉치(hot tops)를 포함할 것이다.

제 1 충전 버킷(21)으로부터의 스크랩(12)의 제 1 충전이 로의 개방된 용기(31)로 충전된 이후에, 스크랩 크레인은 도 2a 의 상승된 위치로부터 상류측으로 움직여서 레일(16)상에서 주행하는 제 2 충전 버킷(20)상의 인양 브래킷(24)과 연계된다.

충전 버킷(21)이 아크로(arc furnace)로 비워진 직후에, 아크로 덮개(35)는 도 1a 에서 실선으로 표시된 아크 작동 위치로 움직여서, 아크로 용기내의 금속과 아크로의 전극(45,46,47)들 사이에서 아크가 일어난다는 점이 이해될 것이다. 작동 위치에서, 아크로 도관 시스템(55)의 정지 상태 흡기 만곡부(58)는 도 1a 및 도 3 에 가장 잘 도시된 바와 같이 덮개(35)의 상부로부터의 유통관 연기 만곡부(56)로부터 이격되지만 그것과 정렬된다. 도 1a 로부터 연기 유통관 만곡부(56)의 약간 만곡된 배출 단부 플랜지(57)가 도관 시스템(55)의 정지 상태 흡기 만곡부(58)의 평탄한 흡기 원형 플랜지(59)와 직접적으로 정렬될 것이다. 용기(31) 안의 화학적 반응 연기와, 용기(31) 및 덮개(35) 둘레로부터의 내부 누출을 포함하는, 아크로(30)내의 모든 연기들이 도관 시스템(55)으로 향하는 것을 도관 시스템(55) 안에 있는 도시되지 않은 강력한 송풍기가 보장함으로써, 용융 공장의 환경이 아크로의 연기에 의해 오염되지 않을 것이다. 실제로, 아크로 안에 약간의 압력 강하가 발생될 것이다.

제 1 충전 버킷(21)으로부터의 스크랩이 용융되자마자, 아크들이 중단되며, 다음에 전극들은 도 3 에서 가상선으로 도시된 간극 위치로 상승되고 덮개(35)는 도 1a 에 도시된 개방 위치로 회동된다. 덮개가 개방 위치로 회전되고 있는 동안, 스크랩 크레인(63)은 도 1a 에 도시된 스크랩 차량(14)의 위치로부터 도 2a 에 도시된 충전 위치로 제 2 스크랩 버킷(20)을 인양할 것이며, 다음에 스크랩 버킷(20)에 있는 스크랩은 아크로에 있는 용융 금속의 상부에 충전될 것이다. 이후에 아크로 덮개(35)는 도 1a 의 가상선으로 표시된 충전 위치로부터, 도 1a 의 실선으로 표시된 폐쇄 위치로 회동하며, 전극(45,46,47)들이 도 3 에서 실선으로 도시된 작동 위치로 내려지고, 아크 및 도관 시스템(55)이 재시동된다.

제 2 충전 버킷(20)으로부터 충전되기 이전 및 이후에, 샘플들이 샘플 장치(50)로부터 취해질 것이고, 또한 온도도 취해진다. 이러한 처리 국면에서, 산소 및 슬래그 형성 물질, 특히 석회가 샘플들로부터 보고되는 값에 따라서 소망의 합금과 함께 더해질 것이다. 더욱이, 산소 및 탄소는 탄소 및 산소 인젝션 시스템(53)에 의하여 아크로내에 있는 용융물에 더해질 것이다.

상기 설명된 작동 동안에, 필요성이 있다면 스페어 스크랩 충전 버킷(26)이 적재(loading)될 것이고, 개방된 스크랩 차량 및 따라서 아크로를 향한 이동을 대기할 것이다.

이제 도 1a 및 특히 도 2a 를 참조하면, 출탕 레이들 차량(70)은 궤도(71)상에서 주행하고, 비어 있으며 가열되지 않은 출탕 레이들(72)을 운반하며, 레이들(72)에는 통이(73)가 구비된다. 레이들(72)은 아크로 탭 구멍(tap hole, 75)의 아래에 위치되며, 탭 구멍은 아크로 활강 게이트(slide gate, 84)에 의해 조절된다. 아크로에 있는 용융물을 출탕 레이들(72)에 출탕(tapping)시키기 위해서, 도 2a 에 도시된 아크로 로커 피스톤(roker piston, 83)이 작동하여 아크로(30)를 도 5c 의 아크 작동 위치로부터 도 5a 에 있는 출탕 위치로 랙 및 피니언(32,33)을 통하여 기울이도록 작동되며, 그러한 출탕 위치는 도 5c 에 도시된 작동 위치로부터 시계 반대 방향으로 약 15°에 있다. 용융물을 따른 이후에, 아크로(30)는 시계 방향으로 도 5b 의 위치로 기울여져서 아크로의 슬래크는 아크로 슬래그 제거 도어(52)를 통해 제거된다. 활강 게이트는 거의 모든 용융 금속이 (소망된다면) 출탕되는 것을 허용하기 때문에, 위에서 설명된 바와 같이 비록 바람직스럽게는 적어도 약 5 내지 15 톤의 금속이 아크로에서 잔류물(heel)을 형성하도록 남겨질지라도, 슬래그 제거시에 금속은 거의 손실되지 않을 것이다. 그 어떤 경우에도, 결국 주출(teeming)될 대형 크기의 강철 중량이 아크로 안에 형성된다.

출탕 레이들(72)은 출탕이 이루어지기 전에 예열 랜스(preheat lance, 76)에 의해 가열됨으로써 아크로 용융물로부터의 금속은 그것이 출탕 레이들과 접촉할 때 부적절하게 냉각되지 않을 것이다. 출탕 레이들(72)의 벽 온도 상승은 레이들의 상부에 있는 전체적으로 도면 번호 77 로 표시된 예열 차폐부에 의해 연장된다. 예열 차폐부는 배면 플레이트(78)로부터 형성되며, 배면 플레이트에 대하여 고열의 저항성 내화 절연층(79)이 부착된다. 예열 차폐부(77)는 크레인의 갈고리(80)에 의해 필요한 바로서 상승 및 하강되는데, 갈고리(80)는 차폐부 브래킷(81)과 맞물린다. 출탕 레이들은 용융물을 출탕시키는 작용이 시작되는 것을 대기하는데 필요한 최대의 시간 동안 출탕 레이들(72) 위에 배치된다. 결국, 출탕 레이들(72)은 용융물을 출탕시키는 것이 시작되기 전에 그것의 대기 시간 동안 최소한으로만 냉각될 것이다. 약 75 톤으로써 용융물을 출탕시키게 되는 가열물의 크기에서, 대략 1½ 톤의 석회 및, 많은 가열물내의 최종 필요 합금 함량의 최대 약 60 % 까지 합금 함량을 가져가는 충분한 양의 합금이 합금 공급 조립체(82)로부터 출탕 레이들(72)로 이루어질 것이다.

아크로(30)내의 가열물을 출탕 레이들(72)로 출탕시킨 이후에, 용융물이 넣어진 테핑 레이들 차량(70)은 도 2a 의 좌측에 도시된 종단부(71a)으로 하류측으로 움직인다. 이러한 지점에서, 이제 도면 번호 86 으로 표시된 채워진 레이들은 크레인(85)에 의해 출탕 차량(70)으로부터 레이들 야금로(ladle metallurgical furnace, LMF) 차량(87)으로 인양될 것이다.

LMF 차량(87)은 도 1b 에 있는 LMF 차량(87)의 상류 위치에 도시된 예열 랜스(89)에 의해 예열될 것이다. 슬래그는 슬래그 활강 사면로(65)를 통해 부가되며, 활강 사면로는 도 1b 의 LMF 상류 위치에 위치된다.

필요한 조정(conditioning)이 도 1b 의 LMF 상류 위치에서 발생되고 있는 동안, LMF 는 LMF 처리를 위하여 준비될 것이다. 도 1b 에 가장 잘 도시된 LMF 전극(91,92,93)들은 전극(91,92,93)들 아래의 LMF 스테이션에 있는 위치로 레이들(86) 및 LMF 차량(87)이 움직이는 것을 허용하기에 충분한 거리로 수축된다.

LMF 루프(roof, 90)는 도 8 및 도 9 에 가장 잘 도시되어 있다. 전극(91,92,03)들은 도 1b 에 가장 잘 도시된 바와 같이 전원(94)으로부터 리이드(lead, 96,96,97)를 통하여 전력을 수신한다. 전극은 LMF 중앙 플레이트(99) 안의 개구(98)에 아늑하게 있지만 움직일 수 있게 왕복된다. 루프(90)의 수직 및 수평 부분들은 도 9 에 도시된 바와 같이 물 냉각된다. 루프(90)의 하부 구조 부분은 원형의 저부 플랜지(116)에서 종료되고, 원형의 저부 플랜지는 레이들(86)에 있는 원형의 상부 플랜지(117)와 정합되고 상부 플랜지상에 멈춘다. 레이들(86)과 LMF 루프(90) 사이의 공간에서 커다란 체적의 연기가 발생되며, 그 연기는 도 8 및 도 9 의 화살표로 표시된 경로에 의해 시스템의 유통관 도관으로 전도되는데, 시스템의 유통관 도관은 도 1a 에 도시된 백 하우스(bag house, 115)로 연결된다. 도 2b 에서 뚜껑문(flapper)은 도면 번호 100 으로 표시되고, 그것은 LMF 스테이션에서의 처리중에 하나 또는 그 이상의 회수로 레이들(86)내의 가열물에 대하여 온도 및 화학적 분석이 이루어질 수 있게 한다.

화학적 첨가물, 온도 및 샘플링 시스템들은 도 6, 도 7, 도 8 및 도 9 에 가장 잘 도시되어 있다.

도 6 에서, 용융물에 대한 산소의 표면 아래 첨가를 위한 산소 랜스(oxygen lance)는 도면 번호 107 로 표시되어 있으며, 도면에서 랜스는 실선으로 작동 위치에 도시되고, 가상선으로 수축되거나 또는 비작동 상태의 위치에 도시된다.

도 7 에서, 전체적으로 도면 번호 124 로 표시된 온도 또는 대아으로서 샘플링 시스템은 실선으로 작동 위치에 도시되어 있고, 가상선으로 수축 위치에 도시되어 있다.

도 8 에서, 합금 와이어 추가 시스템(108)은 이러한 예에서 2 개의 합금 공급 와이어(110,11)를 포함하는 것으로 도시되어 있으며, 와이어들은 와이어 구동 롤러(109)에 의해 합금 와이어 공급 깔때기(112)로 움직인다. 공급 와이어 깔때기(112)의 신장된 꼭지(elongated spigot)는 여기에서 와이어(110)인 합금 공급 와이어를 와이어 공급 튜브(113)를 통하여 레이들(86)에 있는 용융물을 향하여 지향시킨다. 덮개(90)(미도시)에 있는 플래퍼 밸브(flapper valve)는 와이어 공급 튜브(113)가 덮개(90)에 있는 개구(114)를 통과할 수 있도록 개방될 것이다.

입자 형태의 고체 합금 재료는 도 9 에서 전체적으로 도면 번호 101 로 표시된 벌크 합금 활강 사면로 시스템에 의해 만들어질 것이다. 수집 활강 사면로(102)는 하나 또는 그 이상의 오버헤드 합금 호퍼(overhead alloy hopper)로부터의 공급 도관이다. 수집 활강 사면로(102)는 경사진 활강 사면로(103)로 흘러들어가고 그것은 다시 덮개(90)에 있는 경사진 활강 사면로 개구(104)를 통과함으로써, 벌크 합금은 직접적으로 용융물에 충전될 것이다. 합금 활강 사면로 개구 밀봉 플레이트는 도면 번호 105 로 표시되고, 그 플레이트는 적절한 수단으로 밀봉됨으로써 덮개(90) 아래의 공간과 벌크 합금 활강 사면로 시스템(101) 사이의 소통을 차단하여, 밀봉 플레이트(1050가 개방되어 합금을 용융물로 받아들일 때 벌크 합금 활강 사면로 시스템으로의 현저한 연기 전환 없이 처리가 이루어질 수 있다.

덮개(90)는 도면 번호 119 로 표시된 루프 물냉각 시스템을 가진다. 와이어 공급 활강 플레이트 시스템은 전체적으로 도면 번호 120 으로 표시되고, 활강 플레이트 시스템은 플랩 플레이트 제어 시스템(122)의 제어하에 있는 플랩 플레이트(flap plate, 121)를 가지며, 플랩 플레이트는 개방되었을 때 와이어 공급 튜브(113)가 덮개(90) 안으로 진입하는 것을 허용함으로써, 와이어 공급 튜브(113)의 출구 단부는 용융물의 표면에 근접하게 갈 수 있어서, 예를 들어 알루미늄일 수 있는 합금 와이어가 용융물과 접촉하는 것을 보장한다.

합금의 첨가가 LMF 에 대하여 이루어지고 융융물의 온도가 예를 들어 약 3000℉ 의 정도로 되는 소망의 수준으로 된 이후에, 덮개(90) 및 전극(91,92,93)들은 LMF 차량(87) 및 그에 의해 운반되는 레이들(86)이 도 2b 에서 정지부(123)에 의해 표시되는 하류측 종단 위치로 움직이는데, 그것은 전체적으로 도면 번호 126 으로 표시된 진공 처리 스테이션의 바로 다음에 있다. 진공 처리 스테이션은 전체적으로 도면 번호 128 로 표시된 진공 탱크 덮개 조립체 및 진공 탱크 베이스(127)를 구비한다. 덮개 조립체(128)는 탱크 상부(129)를 구비하는데, 탱크 상부는 도 2b 에서 수직의 화살표로 표시된 바와 같이 탱크 상부 인양 잭(131)에 의해 수직 방향으로 움직일 수 있다. 탱크 상부(129) 및 그것의 관련된 상부 인양 잭(131)은 도 12 에 상세하게 도시된 도면 번호 130 으로 표시된 바퀴 갠트리 상부 지지부(wheeled gantry top support)에 의해 운반된다. 갠트리 상부 지지부는 도 12 에 도시된 바와 같이 갠트리 플랫폼(132)을 구비하며, 그것은 도 12 에 도시된 바와 같이 갠트리 궤도(134,135)상에서 구르는 바퀴(133,134)들을 가진다. 2 개의 대향되게 위치된 레이들 안장(ladle saddle)들중 하나는 도 12 에서 도면 번호 138 로 표시되어 있고, 도 12 는 개방되고 비어있는 하류측 조건에서 전체적으로 도면 번호 125 로 표시된 진공 탱크를 도시한다. 레이들 돌출부들은 레이들(86)의 대향측에서 도 2b 에 도시된 바와 같이 도면 번호 139 로 표시되며, 레이들(86)이 과정중의 진공 처리 스테이션 국면에 있는 동안 레이들 돌출부들은 레이들 안장(138)들에 멈추는 것으로 구성된다. 진공 탱크 관찰 포트(sight port)는 도 1b 및 도 10 에서 도면 번호 140 으로 표시되고, 도 10 에 도시된 바와 같이 작업자가 레이들(137) 안의 CO 비등의 강도를 관찰하도록 허용하는 위치에서 탱크 상부(129)를 관통한다. 합금 및 충전 재료 시스템은 도 1b 의 도면 번호 141 에서 표시되고 와이어 공급 시스템은 도 1b 의 도면 번호 142 에서 표시되며, 상기 시스템(142)은 도 1b, 도 8 및 도 9 의 와이어 첨가 시스템(108)과 유사할 수 있다. 온도 및 샘플링 포트는 도 1b 에서 전체적으로 도면 번호 143 으로 표시되어 있다. 중앙 포트 덮개 플레이트는 144 에서 표시되어 있는데, 덮개 플레이트는 낮은 진공의 작동중에 탱크 상부(129)와 매우 단단하게 밀봉 맞물림이 될 것이다. 이와 관련하여, 낮은 진공의 작동은 사이클중에서 진공 개스 제거 부분의 상당한 부분 동안 1 토르보다 적은 절대 압력으로 간주된다. 탱크 상부(129)는 그것의 하부 가장자리에 저부 플랜지(144)를 가지며, 상기 저부 플랜지는 유사하게 기계 가공된 상부 플랜지(145)와 정합되도록 매끄럽게 기계 가공되며, 상부 플랜지는 진공 탱크 베이스(127)의 상부 가장자리를 둘러싼다. 매끄러운 피팅 플랜지(fitting flange, 145,146)들 사이의 O 링 시일(147)은 진공 탱크(125)가 연속적인 작동에 기초하여 1 토르(torr) 미만의 절대 압력을 일상적으로(routinely) 확립할 수 있게 할 것이다. 매우 낮은 절대 진공이 바람직스럽게는 탱크 대기 유통관 도관(tank atmoshpere take off duct, 149)을 통하여 진공 탱크(125)로 연결되는 다단계 증기 제트 배출기 시스템에 의해 발생된다.

레이들(86)은 도 10 에 도시된 바와 같이 진공 탱크(125) 안에 완전하게 포함되며, 그에 의하여 가열물의 표면 뿐만 아니라 레이들의 전체 주위를 진공에 노출시키고, 추가적으로, 도면 번호 151 로 표시된 구조체 베이스에 의하여 탱크 저부 위의 실질적인 거리로써 상승된다. 만약 최대 가열물 높이의 처리중에 파괴가 발생되면, 레이들이 탱크의 저부에 용접되지 않고 따라서 탱크 저부가 수리되는 동안 레이들이 위로 인양되서 밖으로 나가도록 베이스의 높이가 선택된다.

만약 강철 제조자가 VAR 또는 non-VAR 품질의, 강철의 진공 산소 탈탄 가열물을 만들려고 한다면, 탱크 상부(129)는 산소 랜스(153)를 받아들이도록 수정된다. 랜스(153)는 덮개 플레이트(144)가 제거될 때 개방되는 포트를 통하여 탱크(125) 안으로 진입한다. 증기 제트 배출기 시스템이 시스템 안에서 대기 압력 이하를 유지할 수 있도록, 랜스는 밀폐 피팅(tight fit)을 가진 활강 구조체(154)를 통과하며, 따라서 용융물이 주위 대기와 임의의 감지 가능한 정도로 접촉하는 것에 대응하기에 충분한 양으로 탱크 엔크로져 안에 주위 공기가 진입하는 것을 방지한다.

보조적인 열 차폐부는 도면 번호 156 으로 표시되어 있고, 이것은 진공 산소 탈탄을 필요로 하는 과정중에 특히 이용된다. 중앙 개구(158)를 가지는 내화 덮개 플레이트(157)는 진공 산화 탈탄 사이클 동안에 격렬한 비등을 포함할 것이다. 덮개 플레이트(157)가 진공 산소 탈탄을 요청하지 않는 가열물들에 항상 있을 필요는 없다는 점이 이해될 것이다. 레이들의 금속 외피는 분출 구멍(weep hole, 155)들을 포함하여 내화물에 있는 어떤 습기라도 매우 낮은 진공에 의해 내화물 밖으로 인출될 것이다. 매우 매끄러운 덮개 및 탱크 플랜지(145,146) 및 O 링 시일(147)과 분출 구멍들이 매우 낮은 진공에 노출되는 것의 조합은 해로운 수소를 포함하는 상당한 습기가 시스템에 존재하지 않을 것을 보장하며, 따라서 2.2 ppm 보다 낮으며, 종종 1.0 ppm 보다 낮은 최종적인 수소 개스 함량을 가능하게 하여, 항공 우주 제품의 적용에 적절한 초순수 강철이 항상 결과된다. 이것은 진공 시스템이 레이들의 상부 테두리상에 배치되는 유일한 덮개를 구비하여 레이들이 진공 탱크 엔크로져의 일부로 만드는 시스템들과 대조적이다. 그러한 시스템에서, 고 진공 밀봉이 형성되는 것을 억제하는 입자들이 종종 눈에 띄지 않게 표면들상에 존재하기 때문에, 레이들의 상부 테두리와 덮개 사이에 절대 진공 밀폐가 보장될 수 없다. 또한, 추가적으로, 그러한 습기가 내화물에 진입하는 것을 허용하는 분출 구멍들의 결여에 기인하여 공기를 포함한 습기가 내화물내에 잔류할 가능성이 항상 존재한다.

이제 도 11 을 참조하면, 개스 퍼지(gas purging)로부터 유도된 활발한 비등이 제공되는 것을 알 수 있다. 바람직스럽게는 아르곤인, 퍼지 개스(purging gas)의 소스(source)로부터의 라인(159)은 도면 번호 160 으로 표시된 접합점에서 제 1 플러그 공급기 라인(161) 및 제 2 플러그 공급기 라인(162)에 연결되며, 그것은 레이들의 저부에 각각 위치된 제 1 및 제 2 내화 퍼지 플러그(refractory purging plug, 163,164)에서 끝난다. 샤를 보일의 개스 팽창 법칙의 효과에 기인하여 약 1400 배 정도인 퍼지 개스의 체적 팽창에 의해 용융 금속이 교반될 때, 도 11 의 주출 노즐(166)의 위치에 의해 개략적으로 표시된 레이들의 대향측상의 하방향 성분 및 퍼지 플러그 위의 상방향 성분을 가지는 용융된 강철에서 흐름이 위로 보내질 것이다. 표면으로부터 멀리 있는 위치들로부터의 용융된 금속이 표면에 도달할 때, 수소, 산소 및 질소와 같이 용융된 금속에 포함된 해로운 기체들은 진공 탱크 안의 매우 낮은 압력에 노출될 것이고, 유통관 도관(149)을 통해 시스템으로부터 배출될 것이다.

진공 처리의 지속 기간은 처리를 시작할 때의 금속 온도, 비등의 강도 및, 진공 산소 탈탄 사이클 동안 랜스(53)에 의하여 용융물에 더해진 산소의 양에 의존할 것이다.

진공 처리 스테이션(126)에서의 처리 및 진공 탱크 덮개 조립체(128)를 도 12 의 탱크 개방 위치로 이동시킨 이후에, 레이들(86)은 진공 처리 스테이션(126)의 밖으로 크레인 인양되고, 도면 번호 170 에서 표시된 주출 차량(teeming car)에 의해 운반된 레이들 위치 선정 프레임 구조체(171)상에 배치되는데, 주출 차량의 4 개의 바퀴(191)는 주출 궤도(190)에서 주행한다. 주출 차량(170)은 하류측으로 움직여서 도 1c 의 좌측으로 가서 도면 번호 192 로 표시된 주출 구멍 스테이션에 도달하며, 도 1c 에 도시된 주괴 몰드(196)에 주출할 준비가 된다.

레이들 위치 선정 프레임 구조체(171)상의 레이들(86)을 가지고, 궤도(190)의 높이 위로 상방향 돌출되는 주입 트럼펫(199)의 상부에 개방된 벌어진 단부(195)에 걸쳐 레이들 주입 노즐(166)을 다음과 같이 정확하게 위치시키기 위하여 레이들은 6 방향으로 움직일 수 있다.

주출 차량(170)은 2 개의 길이 방향 측부 프레임(178,179) 및 2 개의 횡방향 횡단 부재(186,187)로 이루어진 견고한 베이스 프레임을 포함한다. 수직의 잭 기둥(jack post, 182,183,184,185)은 길이 방향 측부 프레임(178,179)의 2 개 접합부 및 횡방향 횡단 부재(186,187)로부터 상방향으로 연장된다.

레이들 위치 선정 프레임 구조체(171)는 2 개의 길이 방향 크레이들 베이스 부재(174,175) 및 2 개의 횡방향 베이스 크레이들 부재(176,177)들로 이루어진다. 그렇게 형성된 4 개 측부를 가진 레이들 베이스는 잭 수단(jack means)에 의해 상방향 및 하방향으로 움직이며, 잭 수단중 2 개는 도면 번호 180,181 에 표시되어 있고, 잭 수단은 수직 잭 기둥(182,183,184,185)상에 장착된다. 2 개의 약간 V 형상인 횡방향 크레이들 부재(cradle member, 172,173)들은 길이 방향 크레이들 베이스 부재(174,175)들 사이에서 연장된다. 약간 V 형상인 횡방향 크레이들 부재(172,173)들은 레이들 돌출부(139)(도 13 및 도 14 에 도시되지 않음)들을 짝에 맞게 수용하도록 윤곽이 형성됨으로써, 레이들(86)은 레이들 베이스(174,175,176,177)와 정지 상태로 유지된다. 수평의 횡방향 위치 선정 잭 수단(224,225)들은 크레이들 베이스(174,175,176,177)들이 궤도(190)에 대하여 횡방향으로 움직일 수 있게 한다.

따라서, 궤도(190)를 따라서 바퀴(191)를 통해 주출 차량(170)이 움직이는 것과 함께, 수직의 잭 수단(180,181) 및 횡방향의 잭 수단(224,225)의 작동에 의하여, 레이들 주출 노즐(166)은 주입 트럼펫(199)에 걸쳐 노즐(166)을 정확하게 위치시키도록 레이들 주출 노즐(166)이 6 방향으로 움직일 수 있다.

주출 구멍(teeming pit)은 도 1c 및 도 2c 에 가장 잘 도시되어 있다.

주괴 몰드(196)는 몰드 받침(197)에 놓이고, 몰드 받침은 다시 활주부 베이스(198)에 놓인다. 주입 트럼펫(199)에 있는 채널은 활주부 베이스 진입 구멍(203)과 연결되며, 그것은 다시 활주부 베이스(198)에 있는 활주부(runner, 202)와 연결되고, 그것은 몰드 베이스(197)에 있는 주괴 진입 구멍(200)과 연결된다. 고온 상부는 도면 번호 201 로 표시되어 있다. 주괴 몰드의 내측 표면을 코팅시킬 목적으로 적절한 몰드 코팅 재료가 주출(teeming) 이전에 주괴 몰드 안에 존재할 수 있다.

주출 이후에, 3 내지 5 톤의 고온 금속 및 약 3 톤의 슬래그를 가질 수 있는 레이들(86)은 도 1c 에 도시된 바와 같이 몰드 분리 영역(204)으로 크레인 인양될 것이며, 그곳에서 금속은 피라미드 몰드(207)로 부어지고 슬래그는 슬래그 폐기 영역(206)으로 폐기된다. 비어 있는 레이들은 다음에 아크로(30)에 근접한 예열 영역으로 크레인 인양될 것이며, 그곳에서 차후에 아크로로부터 출탕시키는 것을 준비할 것이다. 주출 차량(170)은 상류측으로 복귀하여 진공 처리 스테이션(126)의 바로 하류측에 있는 시작 위치로 가며, 그곳에서 다음의 레이들이 진공 처리 스테이션(126)의 외부로 인양되는 것을 대기할 것이다.

피라미드 몰드(207)에 있는 금속 덩어리가 응고될 때, 금속 덩어리는 전달 차량(209)으로 크레인 인양되어, 그곳에서 스크랩 레일 시스템(13)을 통해 스크랩 하우스(11)로 복귀될 것이다.

주괴(205)가 주괴 몰드(196) 안에서 응고된 이후에, 주괴 및 그것의 몰드는 크레인에 의해 몰드 분리 영역(204)으로 전달되며, 그곳에서 몰드 및 주괴는 도 15 에 도시된 바와 같이 분리된다. 만약 주괴가 통상적인 처리를 위해서 판상화(slated)되면, 주괴의 고온 상부 부분은 주괴상에 남아 있게 된다. 다음에 주괴는 전달 차량(209)으로 적재되고 단조 영역으로 보내지는데, 그곳에서 주괴가 최초로 어닐링 로(annealing furnace)에 갈 것이다.

몰드 분리 스테이션(204)에 있는 주괴가 진공 아크 재용융 처리를 위하여 의도된 것이라면, 다음과 같이 처리된다.

몰드 분리 영역(204)으로부터 주괴는 도 2c 에 도시된 바와 같이 냉각 및 절단 스테이션(221)으로 크레인 인양되며, 그곳에서 주괴가 실온으로 냉각되고 고온 상부가 절단된다. 이후에, 주괴의 표면은 성형 스테이션(222)에서 연마 및 기계 가공에 의하여 거의 일정한 직경으로 형성되어 사실상 진공 아크 재용융 전극(211)을 형성한다.

부착 스터브(210)는 VAR 전극(211)의 매끄러운 절단 단부에 용접된다. 구리 도가니(212)는 다음에 VAR 유닛의 물 재킷 탱크 부분(218)으로 배치될 것이다. 스터브 샤프트(stub shaft, 210)의 노출 단부는 도전성 결합에 의해 VAR 램(ram)(213)의 하단부에 클램핑된다. VAR 램은 DC 전원(214)에 연결된다. 램은 VAR 유닛의 덮개(215)에 있는 진공 밀폐 개구에서 미끄러진다. 덮개(215)가 밀봉(216)을 통해 VAR 유닛의 탱크 부분(218)에 밀봉된 이후에, DC 전류는 램(213) 및 스터브 샤프트(210)를 통해 도전되어 VAR 도가니(212)의 저부로 아크(217)를 타격한다. DC 아크는 VAR 전극(211)의 단부를 용융시킬 것이고 결과적인 용융 금속은 구리 도가니(212) 안에 풀(219)을 형성할 것이다. 구리 도가니(218)를 둘러싸는 냉각수(220)는 도가니(218)에 있는 용융 강철의 풀(219)로부터 열을 전달하므로 용융 금속의 풀(219)은 저부로부터 위로 급속히 응고된다. VAR 전극(211)이 완전히 소모될 때까지 용융 과정이 계속되고 새로운 VAR 주괴(223)가 만들어진다.

VAR 전극(211)이 완전히 용융된 이후에, DC 전류가 종료되고, 진공이 종료되며, 덮개(215)가 제거됨으로써 마무리된 VAR 주괴(223)가 노출되는데, 도 2c 에 부분적으로 완성된 것으로서 도시되어 있다. 부착 스터브(210)는 다음에 램(213)으로부터 결합 해제되고 미래의 VAR 사이클에서 이용되도록 다시 기계 가공된다. 도가니의 저부는 도가니 측부로부터 볼트 결합이 해제되고, 도가니는 VAR 주괴(223)로부터 크레인 인양된다. 완성된 VAR 주괴는 전달 차량(209)상에 배치되고 전달 차량은 주괴를 단조 부문으로 움직일 것이다.

아크로 덮개(35)를 제 1 충전 위치로 회동시키는 것으로 시작하여 재충전 스크랩의 재용융을 완료하고, 출탕(tapping)을 완료하고, 아크로를 제 1 충전 위치로 회동시킬 준비가 되는 높이 위치로 아크로를 복귀시키는 것을 통하여, 대략 75 톤의 가열물 크기에 대한 전형적인 사이클 시간(cycle time)은 다음과 같다.

출탕을 수행하기 전에 예열 랜스(76)에 의해 대략 2000℉ 로 출탕 레이들이 예열되고, 각각의 충전 버킷(20,21)이 대략 41½통의 고체 스크랩으로 적재될 것이라는 점을 가정한다.

대략적 시간

1. 레벨 위치로부터 충전 위치로 아크로 덮개를 회동시킴............. 1 분

2. 대략 1½ 톤의 석회를 추가하면서 아크로를 스크랩 충전물 No.1 으로 충전함.....................................................................5 분

3. 아크로 덮개로부터의 유통관을 정지 상태 유통관 시스템과 정렬시키면서 아크로 덮개를 용융 위치로 회전시킴.......................................1 분

4. 제 1 버킷으로부터의 용융물 충전을 용융시키도록 아크를 가동함; 아크를 가동 중지함.............................................................45 분

5. 아크로 덮개를 충전 위로 회동시킴................................1 분

6. 대략 1½ 톤의 석회를 추가하면서 스크랩 충전물 No.2로 아크로를 재충전.......................................................................5 분

7. 유통관 시스템이 정렬된 상태로 아크로를 용융 위치로 회동시킴....1 분

8. 재충전 스크랩을 용융시킴......................................45 분

9. 대략 3050℉ 의 온도에서 대략 75 톤을 출탕 레이들로 출탕시키고 약 5 내지 7 톤의 잔류물(heel)을 남김..........................................5 분

10. 아크로 및 그것의 덮개를 레벨 위치로 복귀시킴...................1 분

진공 처리 스테이션으로부터 크레인 인양을 통하여 수평의 덮혀진 조건으로부터 하류측에서 용융물을 처리하는 것은 약 1 시간 45 분보다 적은 시간을 필요로 하며, 따라서 하류 작동의 지체에 기인한 후진(back up)의 가능성은 없을 것이다. 예를 들어, LMF 에서의 시간은 오직 약 35 분 또는 그 미만일 것이며, 진공 처리 스테이션에서의 시간은 오직 약 30 분일 것이다.

만약 90 톤이 주출되어야 한다면 사이클 시간은 2 시간에 접근하거나 도는 2 시간을 약간 초과할 수 있다. 그러나 사이클 시간은 직경이 최대 16 인치이고 75 내지 90 MVA 전류의 아크로 전극 때문에 가열물의 크기에 직접 비례하는 것보다는 작을 것이다. 또한 제조되어야 하는 강철의 조성-저 합금으로부터 높은 크롬 스테인레-은 사이클 시간에 현저하지 않은 충격을 가져올 것이라는 점이 이해될 것이다.

비록 본 발명의 바람직한 구현예가 개시되었을지라도, 발명의 범위는 상기의 설명에 제한되지 않으며, 관련 종래 기술에 비추어 해석될 때 첨부된 청구 범위에 의해서만 제한된다는 점이 명백할 것이다.

14, 15. 스크랩 차량 20.21. 충전 버킷
24.25. 인양 버킷 32. 랙(rack)
33. 피니언 34. 받침

Claims (24)

1. 강철 제조 방법으로서,
   차후에 진공 처리를 겪게되는 강철의 적어도 벌크 중량(bulk of the weight)을 포함시키기에 충분한 양으로 아크로(arc furnace) 안에 고체 스크랩(solid scrap)을 충전시키는 단계;
   고체 스크랩을 용융시켜서 용융물을 형성하도록 고체 스크랩을 가열하는 단계;
   아크로(arc furnace)로부터 용기로 용융물의 적어도 벌크를 출탕(tapping)시키는 단계;
   용기에 있는, 아크로(arc furnace)로부터 출탕된 용융물을 레이들 야금 스테이션(ladle metallurgical station)으로 이전시키는 단계;
   레이들 야금 스테이션에 있는 출탕된 용융물에 합금을 추가하는 단계로서, 출탕된 용융물의 적어도 일부 성분들을 상기 합금 추가 단계를 위하여 소망되는 성분의 수준까지 가져가기에 충분한 양으로 합금을 추가함으로써 가열물을 형성하는, 합금 추가 단계;
   소망의 주출 온도(teeming temperature)에 대하여 가열물을 과열시키기에 충분하게 레이들 야금 스테이션에서 가열물의 온도를 상승시키는 단계;
   과열된 가열물을 진공 처리 스테이션으로 전달하는 단계;
   가열물의 표면 및, 표면으로부터 이격된 가열물의 부분들을 진공에 노출시킴으로써 과열된 가열물내의 수소 및 산소가 진공에 대한 가열물의 노출에 의해 가열물로부터 제거되도록 하기 위하여, 과열된 가열물이 진공 및 퍼지 개스(purging gas)에 과열된 가열물을 교반하기에 충분한 양으로 적용하는 단계;
   가열물의 개스 제거(degassing)가 발생되고 가열물의 온도가 허용 주출 온도(acceptable teeming temperature)에 도달한 이후의 시점에 가열물이 진공 및 퍼지 개스의 적용을 종료시키는 단계;
   처리된 가열물을 주출 스테이션(teeming station)으로 전달하는 단계;
   처리된 가열물의 소망의 양을 주출 스테이션에 있는 적어도 하나의 주 몰드(primary mold)로 주출시키는 단계; 및,
   진공 처리된 주괴를 형성하도록 주출된 가열물을 주출 스테이션에서 응고시키는 단계;를 포함하는, 강철 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   복수의 가열물들중 제 1 가열물을 위하여 아크로에 충전되는 스크랩의 양은 주출 스테이션에서 주 몰드로 주출(teeming)되는 처리 가열물의 소망의 양보다 많고, 용융 이후의 과잉의 스크랩은 잔류물을 형성하도록 아크로 안에 남아 있으며,
   강철 제조 방법은, 주출 스테이션에서 주출되어야 하는 처리된 가열물의 양보다 적은 스크랩의 양으로서, 다음에 계속되는 가열물을 위한 스크랩의 양을 아크로 안에 차후 충전시키는 단계;를 더 포함하고,
   차후에 추가되는 임의의 합금과 함께 잔류물의 적어도 일부를 더한 차후의 스크랩 충전은, 주 몰드들로 주출되어야 하는 처리된 가열물의 소망되는 양을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는, 강철 제조 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   필요하다면, 실질적으로 잔류물이 아크로에 남아있지 않을 때까지 상기의 단계들을 반복하는 단계; 및,
   이후에, 처리된 가열물의 소망되는 양을 주 몰드(primary mold)로 차후에 주출하기에 충분한 스크랩의 양을 아크로에 충전시키는 단계;를 더 포함하는, 강철 제조 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   처리된 가열물의 소망되는 양을 주 몰드들로 차후에 주출하기에 충분한, 아크로에 충전된 스크랩의 양은, 계속되는 가열물을 위하여 아크로 안에 잔류물을 형성하기에 충분한 스크랩의 추가적인 양을 포함하는, 강철 제조 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   진공 처리된 주괴를 진공 아크 재용융 전극으로 형성하는 단계; 및,
   진공 아크 재용융 주괴를 형성하도록 진공 아크 재용융 전극을 진공 아크 재용융(vacuum arc remelting)시키는 단계;를 더 포함하는, 강철 제조 방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   진공 아크 재용융 주괴는 냉각 이전에 진공 아크 재용융으로부터 어닐링 스테이션(annealing station) 또는 단조 스테이션으로 전달되는 것을 특징으로 하는, 강철 제조 방법.
7. 제 1 항에 있어서,
   가열물 내의 수소 및 산소의 함량을 소망되는 개스 제거 레벨(degassing level)로 낮추기에 충분한 기간 동안 가열물에 진공 및 퍼지 개스를 적용하는 것을 유지하는 것에 추가하여,
   가열물의 탄소 함량을 소망되는 레벨로 낮추기에 충분한 양으로 가열물이 산소와 접촉하는 것을 특징으로 하는, 강철 제조 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   산소는 가열물과 접촉할 때 기체 형태인 것을 특징으로 하는, 강철 제조 방법.
9. 제 8 항에 있어서,
   산소는 가열물의 상부 표면에 대하여 불어넣어지는 것을 특징으로 하는, 강철 제조 방법.
10. 제 8 항에 있어서,
    기체 산소와 가열물이 접촉하는 초기 지점은 가열물 표면 아래의 위치에서 발생되는 것을 특징으로 하는, 강철 제조 방법.
11. 제 7 항에 있어서,
    가열물이 산소와 접촉한 이후에, 처리된 가열물이 주출 스테이션으로 전달되고, 소망되는 양의 처리된 가열물이 주출 스테이션에서 적어도 하나의 주 몰드로 주출되고, 주출 스테이션에서 주출된 용융물을 응고시켜서 진공 처리된 주괴를 형성하고, 진공 처리된 주괴를 진공 아크 재용융 전극으로 형성하며,
    진공 아크 재용융 전극이 진공 아크 재용융 유닛에서 재용융되어 진공 아크 재용융된 주괴를 형성하는 것을 특징으로 하는, 강철 제조 방법.
12. 제 1 항에 있어서,
    용융물의 표면 뿐만 아니라, 과열된 용융물을 포함하는 용기의 전체 주위를 진공 스테이션에서 진공에 노출시키는 단계를 더 포함하는, 강철 제조 방법.
13. 제 1 항에 있어서,
    용융물을 아크로로부터 용기로 출탕(tapping)시키기 전에 용기를 예열하는 단계를 더 포함하는, 강철 제조 방법.
14. 제 13 항에 있어서,
    용기는 약 2000℉ 정도의 온도로 예열되는 것을 특징으로 하는, 강철 제조 방법.
15. 제 13 항에 있어서,
    예열 이후에 예열된 용기를 내화물 덮개(refractory cover)로 덮는 단계; 및,
    출탕 이전에 덮개를 제거하는 단계;를 더 포함하는, 강철 제조 방법.
16. 제 12 항에 있어서,
    가열물 내의 수소 및 산소의 함량을 소망되는 개스 제거 레벨(degassing level)로 낮추기에 충분한 기간 동안 가열물에 진공 및 퍼지 개스를 적용하는 것을 유지하는 것에 추가하여,
    가열물의 탄소 함량을 소망되는 레벨로 낮추기에 충분한 양으로 가열물이 산소와 접촉하는 것을 특징으로 하는, 강철 제조 방법.
17. 강철의 용융물을 형성하기 위한 아크로(arc furnace);
    레이들 야금로(ladle metallurgical furnace);
    상기 아크로에서 강철의 용융물을 형성하기 위한 수단;
    강철의 용융물을 상기 로에서부터 출탕 용기(tapping vessel)로 출탕시키기 위한 수단;
    출탕 용기를 레이들 야금로에 전달하기 위한 수단;
    진공 처리 스테이션;
    레이들 야금로에 있는 출탕 용기내 강철의 가열물을 진공 처리 스테이션으로 전달하기 위한 수단으로서,
    상기 진공 처리 스테이션은 출탕 용기를 완전하게 감싸는 진공 탱크를 가짐으로써, 출탕 용기 안에 있는 가열물의 표면 뿐만 아니라 상기 출탕 용기내에 포함된 가열물 및 출탕 용기의 전체 주위가 강철 가열물의 수소 함량을 소망되는 레벨로 감소시키기에 충분할 정도로 낮은 대기 압력 미만의 압력에 노출되는, 진공 처리 스테이션으로의 전달 수단;
    주출 스테이션(teeming station);
    출탕 용기내에 포함된 강철의 가열물의 수소 함량을 소망되는 레벨로 감소시킨 이후에 진공 처리 스테이션으로부터 주출 스테이션으로 출탕 용기를 전달하기 위한 수단; 및,
    출탕 용기에 있는 강철의 가열물을 주출 스테이션에 있는 주 수용부(primary receptacle)로 주출시키기 위한 수단;을 포함하고,
    전달 시간에 더해지는 경우에 아크로에서 출탕이 준비된 용융물을 형성하는데 필요한 시간 보다 짧은 기간 동안, 상기 레이들 야금로 및 상기 진공 처리 스테이션이 함께 상기 레이들 야금로 및 상기 진공 처리 스테이션에 있는 강철을 가열 및 처리하는 용량을 가지고,
    시스테의 처리량은 아크로의 용융 용량에 의해서만 제한되는, 강철 제조 시스템.
18. 제 17 항에 있어서,
    출탕 용기(tapping vessel)는 저부의 주입 수단(bottom pouring means)을 가지고,
    주출(teeming)을 위한 수단은 주괴의 저부 주입 수단(ingot bottom pouring means)을 구비하고,
    상기 주괴의 저부 주입 수단은 주입 트럼펫(pouring trumpet)을 가진 활주부 시스템(runner system)을 구비하고,
    출탕 용기를 주입 스테이션(pouring station)으로 전달하기 위한 수단은 주입 트럼펫과의 정렬을 위하여 출탕 용기의 저부 주입 수단을 6 방향으로 움직이기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 강철 제조 시스템.
19. 제 17 항에 있어서,
    진공 처리 스테이션은 가열물이 대기압 이하의 압력에 노출되는 동안 가열물에 산소를 추가하기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 강철 제조 시스템.
20. 제 19 항에 있어서,
    출탕 용기는 저부 주입 수단을 가지고,
    주출을 위한 수단은 주괴의 저부 주입 수단을 구비하고,
    상기 주괴의 저부 주입 수단은 주입 트럼펫을 가진 활주부 시스템을 구비하며,
    출탕 용기를 주입 스테이션으로 전달하기 위한 수단은 주입 트럼펫과의 정렬을 위하여 6 방향으로 출탕 용기의 저부 주입 수단을 움직이기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 강철 제조 시스템.
21. 제 17 항에 있어서,
    주출 스테이션에 있는 주 수용부(primary receptacle)내에 형성된 주괴를 진공 아크 재용융 전극으로 변환시키는 수단;
    진공 아크 재용융 스테이션; 및,
    진공 아크 재용융 스테이션에서 진공 아크 재용융 전극을 진공 아크 재용융 주괴로 변환시키는 수단;을 더 포함하는, 강철 제조 시스템.
22. 제 21 항에 있어서,
    출탕 용기는 저부 주입 수단을 가지고,
    주출을 위한 수단은 주괴의 저부 주입 수단을 구비하고,
    상기 주괴의 저부 주입 수단은 주입 트럼펫을 가진 활주부 시스템을 구비하며,
    출탕 용기를 주입 스테이션으로 전달하기 위한 수단은, 주입 트럼펫과의 정렬을 위하여 6 방향으로 출탕 용기의 저부 주입 수단을 움직이기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 강철 제조 시스템.
23. 제 17 항에 있어서,
    진공 처리 스테이션은 가열물이 대기압 미만의 압력에 노출되는 동안 산소를 가열물에 추가하기 위한 수단을 구비하고,
    주출 스테이션에서 주 수용부내에 형성된 주괴를 진공 아크 재용융 전극으로 변환시키기 위한 수단;
    진공 아크 재용융 스테이션 및,
    진공 아크 재용융 스테이션에서 진공 아크 재용융 전극을 진공 아크 재용융 주괴로 변환시키기 위한 수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 강철 제조 시스템.
24. 제 23 항에 있어서,
    출탕 용기는 저부 주입 수단을 가지고,
    주출을 위한 수단은 주괴의 저부 주입 수단을 구비하고,
    상기 주괴의 저부 주입 수단은 주입 트럼펫을 가진 활주부 시스템을 구비하며,
    출탕 용기를 주입 스테이션으로 전달하기 위한 수단은, 주입 트럼펫과의 정렬을 위하여 6 방향으로 출탕 용기의 저부 주입 수단을 움직이기 위한 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는, 강철 제조 시스템.

Images