KR20140014587A - 적층식 알루미늄 전기용해로 - Google Patents

Abstract

적층식 알루미늄 전기용해로가 제공된다. 제공된 전기용해로는 도가니의 외부에 소정 이격공간으로 두고 설치되며 다수의 내화벽돌을 적층하여 형성된 내화벽돌층과, 상기 이격공간에 설치되는 전열히터 및 덮개를 포함하며, 상기 내화벽돌층의 최상단에는 다수의 가로형 내화벽돌를 포함하는 히터설치부를 마련하여 이 히터설치부의 가로형 내화벽돌에 막대형태로 된 상기 전열히터를 소정간격을 두고 다수개를 수직설치하고, 상기 전열히터와 대응하는 위치의 덮개에는 상기 전열히터를 교체하기 위한 교체덮개가 열고 닫을 수 있도록 설치된다.

Description

적층식 알루미늄 전기용해로{Aluminu Electric Furnace}

본 발명은 전기용해로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 "∪"형태 SiC발열체가 적용된 막대형 전열히터를 원통형태로 된 전기용해로에 적용할 수 있도록 한 적층식 알루미늄 전기용해로에 관한 것이다

일반적으로, 비교적 용해용량이 적은 금속 용해로는 도가니로, 반사로, 전기로 등이 있고, 상기 도가니로는 그 사용연료 또는 이용방식에 따라 전기용해로, 고주파유도가열로, 중유로 등 다양하게 나눌 수 있다.

도 1은 종래 도가니용 전기용해로를 설명하기 위한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래 전기용해로는 중앙 하단의 도가니받침대(11a) 위에 도가니(12)가 놓여지고, 그 외측에 중공부분을 갖도록 내화벽돌(131)과 단열벽돌(132)에 의한 벽체(13a)가 형성된다. 아울러, 상기 벽체(13a)에는 도가니(12)를 가열하기 위한 전열히터(14)가 설치되는데, 이러한 전열히터(14)는 도가니(12)를 고르게 가열함과 동시에 도가니(12)의 파손시 도가니(12)에서 누설된 용탕에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있도록 도가니(12)와 소정 간격으로 이격된 위치에 설치된다. 즉, 상기와 같이 도가니(12)와 전열히터(14)를 이격시키기 위해 상기 도가니(12)와 벽체(13a)의 사이는 소정 공간이 형성된다.

이때, 종래 도가니용 전기용해로에 사용되는 전열히터(14)는 코일형태의 전열선 을 사용하고 있는데, 상기 전열선으로 된 전열히터는 가혹한 용해로 환경에서 금속으로 된 열선의 고온 발열에 의한 수축, 팽창 현상이 발생하여 전기적인 단선이나 단락 등의 전기 사고가 발생하게 되면 문제가 발생한 히터패널의 교환 및 수리를 하기 위하여 히터 전체의 가동을 중지시키고 일정시간 경과하여 온도가 떨어진 후에만 보수 및 교환을 할 수 있게 되므로, 이에 따라 생산성이 저하되고 계속적으로 동일한 온도를 유지하지 못하게 되므로 도가니의 용탕품질도 저하되는 문제점이 있다.

한편, 상기한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허 제 771933호(2007년 10월 31일 공고)에서는 도가니 가열용 히터장치를 조립이 간편한 독립형 단위 플레이트 형태의 히터 패널로 분리 제작하되, 독립된 다수 개 단위 히터 패널을 방사상의 순차적으로 나란히 세워서 다각형의 원통형으로(예:12각형) 용이하게 조립되는 세라믹 히터 패널 조립체로 형성한 알루미늄 보온로가 제안된 바 있다. 이와 같은 대한민국 등록특허 제 771933호는 몸체의 내부에 전열선 히터장치가 매설된 다수의 히터패널을 끼워 맞춤식으로 결합하여 조립체를 형성함으로써 전열선 히터장치가 단선되는 경우 문제가 발생한 히터 패널의 수리 또는 교환을 보온로의 가동을 중단하지 않고도 할 수 있도록 한 것이다, 하지만, 대한민국 등록특허 제 771933호는 전열선 히터장치가 히터패널의 몸체의 내부에 매설되어 있기 때문에 단선시 수리가 불가능하여 교체할 수 밖에 없어 비용이 많이 소모되는 문제점이 있고, 전열선 히터장치가 히터패널의 몸체 내부에 매설된 상태로 도가니를 가열함에 따라서 가열효율이 저하되는 문제점이 있다.

또 다르게, 종래 도가니용 전기용해로에 사용되는 전열히터는 막대형 발열히터가 사용되고 있는데, 그 대표적인 일례로는 대한민국 등록실용신안 제 263303호와 대한민국 공개특허 제 2003-11011호를 들 수 있다. 이와 같은 대한민국 등록실용신안 제 263303호와 대한민국 공개특허 제 2003-11011호에서는 막대형 발열히터, 예컨대 SiC 발열체를 적용한 막대형 발열히터를 도가니 외면과 내화벽돌 사이의 공간을 관통하여 적층된 형상으로 설치한 것이다. 하지만, 상기의 대한민국 등록실용신안 제 263303호와 대한민국 공개특허 제 2003-11011호는 전기로 자체가 사각형태인 것에만 적용되는 것으로, 전기로가 원통 형태인 것에는 적용할 수 없는 문제점이 있다.

아울러, 상기의 대한민국 등록실용신안 제 263303호와 대한민국 공개특허 제 2003-11011호는 원형 용기로 된 도가니의 외둘레에 막대형 발열히터를 배열하여 가열하는 구조임에 따라서 도가니와 막대형 발열히터 간의 거리가 넓기 때문에 그만큼 많은 수의 막대형 발열히터를 사용할 수밖에 없어 에너지효율이 저하되는 문제점이 있다.

이에, 본 발명은 종래 전기용해로의 발열히터가 갖는 제반적인 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 막대형 전열히터를 원통 형태로 된 전기용해로에 적용할 수 있도록 한 적층식 알루미늄 전기용해로를 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 막대형 전열히터를 도가니에 대하여 수직방향으로 근접설치함으로써 발열효율을 향상시킬 수 있음은 물론 막대형 전열히터의 교체가 용이토록 한 적층식 알루미늄 전기용해로를 제공하는 데 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 막대형 전열히터가 설치되는 내화벽돌체의 상부를 회전할 수 있도록 하여 정해진 교체위치에서 막대형 전열히터를 교체토록함으로써 교체작업의 편리함을 줄 수 있는 적층식 알루미늄 전기용해로를 제공하는 데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 구체적인 수단으로는 도가니의 외부에 소정 이격공간으로 두고 설치되며 다수의 내화벽돌을 적층하여 형성된 내화벽돌층과, 상기 이격공간에 설치되는 전열히터 및 덮개를 포함하는 적층식 알루미늄 전기용해로에 있어서, 상기 내화벽돌층의 최상단에는 다수의 가로형 내화벽돌를 포함하는 히터설치부를 마련하여 이 히터설치부의 가로형 내화벽돌에 막대형태로 된 상기 전열히터를 소정간격을 두고 다수개를 수직설치하고, 상기 전열히터와 대응하는 위치의 덮개에는 상기 전열히터를 교체하기 위한 교체덮개가 열고 닫을 수 있도록 설치된 것을 특징으로 하는 적층식 알루미늄 전기용해로를 구비한다.

바람직한 실시예로써, 상기 전열히터는 "∪"형태 SiC발열체가 적용되고, 상기 가로형 내화벽돌에는 상기 전열히터가 고정되는 설치홈이 마련된다.

바람직한 실시예로써, 상기 히터설치부의 하부에는 상기 히터설치부가 상기 내화벽돌층에 대하여 회전할 수 있도록 한 레일부를 설치할 수 있다.

더욱 바람직하게, 상기 레일부는 외부까지 연장된 손잡이를 더 포함할 수 있다.

바람직한 실시예로써, 상기 전열히터와 대응하는 위치의 내화벽돌층에는 상기 전열히터에서 발하는 열을 반사하기 위한 반사패널이 설치된다.

이상과 같이 본 발명에 의한 적층식 알루미늄 전기용해로는 "∪"형태 SiC발열체로 된 전열히터를 원통 형태로 된 전기용해로에 적용하되, 전열히터를 도가니에 대하여 수직방향으로 근접설치함으로써 발열효율을 향상시킬 수 있음은 물론 막대형 발열히터의 교체가 용이토록 한 장점이 있다. 또한, "∪"형태 SiC발열체로 된 전열히터가 설치되는 히터설치부가 레일부에 의해 내화벽돌체에 대하여 회전할 수 있도록 하여 정해진 교체위치에서 전열히터를 교체할 수 있어 교체작업의 편리함을 줄 수 있는 효과가 있다.

도 2는 본 발명에 따른 적층식 알루미늄 전기용해로를 설명하기 위한 단면구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 적층식 알루미늄 전기용해로에 있어, 레일부가 설치된 상태를 설명하기 위한 단면구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 적층식 알루미늄 전기용해로에 있어, 레일부에 손잡이가 연장설치된 상태를 설명하기 위한 단면구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 적층식 알루미늄 전기용해로에 있어, 히터설치부에 전열히터 및 반사패널이 설치된 상태를 설명하기 위한 요부발췌사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 적층식 알루미늄 전기용해로의 통전라인을 설명하기 위한 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 적층식 알루미늄 전기용해로의 통전라인의 다른 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 적층식 알루미늄 전기용해로(1)는 내화벽돌층(3)과, 전열히터(5)와, 덮개(6)를 포함하되, 상기 내화벽돌층(3)은 상기 전열히터(5)가 설치되는 히터설치부(7)를 포함하고, 상기 덮개(6)에는 교체덮개(61)를 포함하여 구성된다.

여기서, 본 발명이 적용되는 전기용해로(1)는 상기 내화벽돌층(3)이 도가니(2)의 외부에 소정 이격공간(4)으로 두고 설치된다. 이와 같은 내화벽돌층(3)은 다수의 내화벽돌을 적층하여 형성된다. 이때, 상기 내화벽돌층(3)의 외부는 단열재층과, 전기용해로의 몸체프레임이 순차적으로 수직적층된다.

본 발명에서는 상기 내화벽돌층(3)의 최상단에 다수의 가로형 내화벽돌(71)를 포함하는 히터설치부(7)를 마련한다. 아울러, 이 히터설치부(7)의 가로형 내화벽돌(71)에 막대형태로 된 상기 전열히터(5)를 소정간격을 두고 다수개를 수직설치하며, 상기 전열히터(5)와 대응하는 위치의 덮개(6)에는 상기 전열히터(5)를 교체하기 위한 교체덮개(61)를 열고 닫을 수 있도록 설치한다.

이때, 상기 전열히터(5)는 도 5에 도시된 바와 같이 "∪"형태 SiC발열체가 적용되고, 상기 가로형 내화벽돌(71)에는 상기 전열히터(5)가 고정되는 설치홈(711)이 마련된다. 이와 같이 전열히터(5)에 적용되는 "∪"형태 SiC발열체의 상부 전선연결부위에는 열손상을 방지하기 위한 커버체(51 : 애자)를 구비하는 것이 바람직하다. 아울러, 상기한 전열히터(5)를 가동하기 위한 통전라인(10)은 도 6에서와 같이 이웃하는 전열히터(5)를 한 조로 연결하여 전원을 공급하는 구조를 적용할 수 있다.

이와 같은 구성에 따르면, 본 발명의 전기용해로(1)는 도가니(2)와 내화벽돌체(3)의 사이에 "∪"형태 SiC발열체가 적용된 전열히터(5)를 수직설치하여 도가니(2)를 가열하되, 전열히터(5)가 내화벽돌체(3)의 최상단에 마련된 히터설치부(7)의 가로형 내화벽돌(71)에 걸림고정식으로 설치되어 있고, 이러한 전열히터(5)의 위치에 대응하는 덮개(6)에는 교체덮개(61)가 구비되어 있어, 전열히터(5)가 가혹한 용해로 환경에서 파손될 경우 해당 통전라인(10)의 전원공급을 차단한 후 교체덮개(61)를 통해 용이하게 전열히터(5)를 교체할 수 있는 것이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 히터설치부(7)의 하부에는 상기 히터설치부(7)가 상기 내화벽돌층(3)에 대하여 회전할 수 있도록 한 레일부(8)가 설치된다. 이와 같은 레일부(8)는 가혹한 용해로의 환경에서 구조적인 변경이 일어나지 않는 재질과 구조를 적용할 수 있다.

이때, 상기 히터설치부(7)는 상기 레일부(8)에 의해 내화벽돌층(3)의 최상부에서 회전할 수 있으며, 이러한 회전을 용이토록 하기 위해 상기 레일부(8)에는 외부까지 연장된 손잡이(81)를 더 포함할 수 있다.

이와 같은 구성에 따르면, 본 발명에서는 히터설치부(7)가 레일부(8)에 의해 회전할 수 있어서 전열히터(5)의 교체시 작업자가 편리한 위치로 파손된 전열히터(5)가 위치되도록 히터설치부(7)를 회전시킨 후 해당 전열히터(5)를 교체할 수 있어, 교체작업의 편리성을 도모할 수 있는 것이다.

도 5를 참조하면, 상기 전열히터와 대응하는 위치의 내화벽돌층(3)에는 상기 전열히터(5)에서 발하는 열을 반사하기 위한 반사패널(9)이 설치된다. 이와 같은 반사패널(9)을 녹는점이 높은 금속재(예컨대, sus(서스)) 등을 적용할 수 있다.

1 : 전기용해로 2 : 도가니
3 : 내화벽돌층 4 : 이격공간
5 : 전열히터 6 : 덮개
7 : 히터설치부 8 : 레일부
9 : 반사패널 10 : 통전라인
51 : 커버체 61 : 교체덮개
71 : 가로형 내화벽돌 81 : 손잡이
711 : 설치홈

Claims (5)

1. 도가니의 외부에 소정 이격공간으로 두고 설치되며 다수의 내화벽돌을 적층하여 형성된 내화벽돌층과, 상기 이격공간에 설치되는 전열히터 및 덮개를 포함하는 적층식 알루미늄 전기용해로에 있어서,
   상기 내화벽돌층의 최상단에는 다수의 가로형 내화벽돌를 포함하는 히터설치부를 마련하여 이 히터설치부의 가로형 내화벽돌에 막대형태로 된 상기 전열히터를 소정간격을 두고 다수개를 수직설치하고, 상기 전열히터와 대응하는 위치의 덮개에는 상기 전열히터를 교체하기 위한 교체덮개가 열고 닫을 수 있도록 설치된 것을 특징으로
   하는 적층식 알루미늄 전기용해로.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 전열히터는 "∪"형태 SiC발열체가 적용되고, 상기 가로형 내화벽돌에는 상기 전열히터가 고정되는 설치홈이 마련된 것을 특징으로 하는 적층식 알루미늄 전기용해로.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 히터설치부의 하부에는 상기 히터설치부가 상기 내화벽돌층에 대하여 회전할 수 있도록 한 레일부가 설치된 것을 특징으로 하는 적층식 알루미늄 전기용해로.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 레일부는 외부까지 연장된 손잡이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층식 알루미늄 전기용해로.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 전열히터와 대응하는 위치의 내화벽돌층에는 상기 전열히터에서 발하는 열을 반사하기 위한 반사패널이 설치된 것을 특징으로 하는 적층식 알루미늄 전기용해로.

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