KR20140017126A - 로천정 냉각구조체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로천정 냉각구조체에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 로천정 냉각구조체는, 전기로의 상부를 개폐하는 로천정;과, 상기 로천정의 내부에 구비되며, 냉각수가 유입되는 입수측 게이트와 냉각수가 배출되는 출수측 게이트가 각각 구비되고, 내부에는 냉각수가 유동되는 다수의 절곡관;이 구비되되, 상기 전기로에서 로천정으로 전달되는 열에 따라 상기 출수측 게이트의 개방정도를 서로 다르게 조절하는 제어부;가 포함되는 것을 특징으로 한다.
이상 상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 전기로의 상부를 개폐하는 로천정의 내부에 다수의 구획된 수냉식 냉각블럭을 형성하되, 각 냉각블럭의 입수구 게이트는 모두 동일하게 개방한 상태로 출수구 게이트의 개방정도를 조절하여 냉각수의 통과유량을 제어하므로 전기로 조업 중 각 냉각블럭에 가해지는 열을 효율적으로 냉각할 수 있는 장점이 있다.

Description

로천정 냉각구조체{COOLING STRUCTURE FOR ELETRIC FURNACE COVER}

본 발명은 로천정 냉각구조체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기로의 상부를 개폐하는 로천정의 내부에 다수의 구획된 수냉식 냉각블럭을 형성하되, 각 냉각블럭의 입수구 게이트는 모두 동일하게 개방한 상태로 출수구 게이트의 개방정도를 조절하여 냉각수의 통과유량을 제어하므로 전기로 조업 중 각 냉각블럭에 가해지는 열을 효율적으로 냉각할 수 있는 로천정 냉각구조체에 관한 것이다.

일반적으로 전기로는 전기에너지를 이용하여 금속이나 합금을 가열, 용해하는 노를 말하는 것으로, 노 내부로 스크랩을 장입한 후 전극과 스크랩 사이로 아크 형태의 전류를 발생시켜 가열하여 스크랩을 용해시키는 것이다.

그리고, 전기로의 제강 작업 중에는 스크랩 내의 불순물이 용해되어 산화물 형태로 용강 상부에 슬래그가 형성된다.

상기 슬래그는 용강의 표면 위에 떠서 용강 표면이 공기에 의해 산화되는 것을 방지하고, 그 표면을 보존하는 역할을 하며, 슬래그와 용강 계면에서는 물질이동 및 화학 반응이 일어난다.

관련 선행기술로는 대한민국 특허출원 제10-2012-0070131호(발명의 명칭:전기로)가 있다.

본 발명의 목적은 전기로의 상부를 개폐하는 로천정의 내부에 다수의 구획된 수냉식 냉각블럭을 형성하되, 각 냉각블럭의 입수구 게이트는 모두 동일하게 개방한 상태로 출수구 게이트의 개방정도를 조절하여 냉각수의 통과유량을 제어하므로 전기로 조업 중 각 냉각블럭에 가해지는 열을 효율적으로 냉각할 수 있는 로천정 냉각구조체를 제공하는 것이다.

또한, 간단한 구조로 냉각블럭을 개별적으로 냉각할 수 있으므로 로천정의 수명이 연장되고, 유지보수 비용을 저감할 수 있는 로천정 냉각구조체를 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따른 로천정 냉각구조체는, 전기로의 상부를 개폐하는 로천정;과, 상기 로천정의 내부에 구비되며, 냉각수가 유입되는 입수측 게이트와 냉각수가 배출되는 출수측 게이트가 각각 구비되고, 내부에는 냉각수가 유동되는 다수의 절곡관;이 구비되되, 상기 전기로에서 로천정으로 전달되는 열에 따라 상기 출수측 게이트의 개방정도를 서로 다르게 조절하는 제어부;가 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 입수측 게이트의 개방정도는 모두 동일한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제어부는 상기 다수의 냉각블럭 중 온도가 높은 냉각블럭의 출수측 게이트의 개방정도가 온도가 낮은 냉각블럭의 출수측 게이트의 개방정도 보다 더 크게 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 로천정의 내부에 구획되며, 상기 절곡관이 내부에 각각 구비되는 다수의 냉각블럭;이 더 포함되며, 상기 입수측 게이트는 상기 절곡관과 출수측 게이트보다 더 큰 면적을 갖는 것을 특징으로 한다.

이상 상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 전기로의 상부를 개폐하는 로천정의 내부에 다수의 구획된 수냉식 냉각블럭을 형성하되, 각 냉각블럭의 입수구 게이트는 모두 동일하게 개방한 상태로 출수구 게이트의 개방정도를 조절하여 냉각수의 통과유량을 제어하므로 전기로 조업 중 각 냉각블럭에 가해지는 열을 효율적으로 냉각할 수 있는 장점이 있다.

또한, 간단한 구조로 냉각블럭을 개별적으로 냉각할 수 있으므로 로천정의 수명이 연장되고, 유지보수 비용을 저감할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로천정 냉각구조체의 로천정의 내부가 다수의 냉각블럭으로 구획된 모습을 보인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로천정 냉각구조체의 냉각블럭의 상세도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로천정 냉각구조체의 출수측 게이트의 개방정도를 보인 예시도이다.
도 4는 일반적인 전기로의 모습을 보인 개념도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 동일한 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로천정 냉각구조체의 로천정의 내부가 다수의 냉각블럭으로 구획된 모습을 보인 단면도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로천정 냉각구조체의 입수측 게이트를 보인 전개도, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로천정 냉각구조체의 출수측 게이트의 개방정도를 보인 예시도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 로천정 냉각구조체는, 로천정(100), 냉각블럭(200) 및 제어부(미도시)가 포함되며, 입수측 게이트(210), 출수측 게이트(220), 절곡관(230)가 더 포함될 수 있다.

후술할 본 발명은 로천정(100)의 내부에 형성되는 냉각블럭(200)이 6개로 구획된 것으로 설명하지만, 그 이상 또는 그 이하일 수도 있다.

상기 로천정(100)은 전기로의 상부를 개폐하는 부재로서, 이러한 로천정(100)은 전기로 조업 중에는 도 4에 도시된 바와 같이, 전기로의 상부를 밀폐하는 역할을 한다.

또한, 상기 로천정(100)에는 도 1과 도 4에 도시된 바와 같이, 전극봉(10)이 삽입되는 전극봉 삽입통공(101)과 전기로 조업중 발생되는 더스트 등의 이물질을 흡입하는 덕트(미도시)가 설치되는 덕트 삽입통공(102)이 형성된다.

상기 냉각블럭(200)은 상술한 로천정(100)의 내부에 설치되는 부재로서, 이러한 냉각블럭(200)은 내부로 냉각수가 유동되는 공간으로서, 냉각블럭(200)에는 냉각수가 진입되도록 입수측 게이트(210)가 형성되며, 입수측 게이트(210)를 통해 진입된 냉각수가 배출되는 출수측 게이트(220)가 형성된다.

상기 출수측 게이트(220)를 통해 배출되는 냉각수는 순환되어 입수측 게이트(210)로 재진입되어 순환되는데, 본 발명은 상기 출수측 게이트(220)의 개방정도를 달리하여 냉각수를 순환시키는 것이 특징이다.

좀 더 상세하게 설명하면, 입수측 게이트(210)의 개방정도가 모두 동일한 상태에서 출수측 게이트(220)의 개방정도를 서로 다르게 제어할 경우 차압에 의해 출수측 게이트(220)의 개방정도가 큰 곳으로 통과되는 냉각수의 통과유량이 증가하게 된다.

이에 따라, 출수측 게이트(220)의 개방정도가 큰 냉각블럭의 냉각효율이 증가되며, 반대의 경우에는 냉각효율이 저하된다.

즉, 본 발명은 각 냉각블럭(200)을 통과하는 냉각수의 통과유량을 조절하여 로천정(100)을 효율적으로 냉각하는 것이다.

상기 로천정(100)은 전기로 조업 중 발생되는 열에 의해 가열되는데, 슬래그 포밍에 의해 전기로 내부가 코팅된다.

슬래그 포밍(Slag foaming)은 용강 상부 표면과 슬래그와의 경계면에서 산소와 탄소가 반응하여 일산화탄소 등 가스를 발생시키며 이로 인해 슬래그가 부풀어 올라 아크와 전기로의 내벽 및 로천정의 하면을 감싸주는 현상이다.

따라서, 슬래그 포밍은 전극에서 발생된 아크의 내기노출을 방지하여 용강으로의 아크 열 전달 효율을 향상시키며, 대기에 의한 용강으로의 질소 흡입을 방지하여 품질향상에 기여하며 고온의 아크로부터 냉각블럭을 보호하여 누수를 방지하는 등의 역할을 하며 특히 전극의 산화에 의한 전극 소모를 줄이게 된다.

전기로 조업 중 전기로 내부에서 발생되는 열에 의해 냉각블럭이 파손되는 경우가 빈번하게 발생되므로 본 발명에서는 로천정 각 지점의 온도를 측정하여 제어부로 하여금 가장 높은 열이 전달되는 지점의 냉각블럭(200)에는 냉각수의 통과유량을 증가시키고, 상대적으로 낮은 열이 전달되는 지점의 냉각블럭(200)에는 냉각수의 통과유량을 줄여 로천정(100)을 효율적으로 냉각할 수 있다.

즉, 상기 제어부는 차압의 원리를 이용하여 냉각블럭(200)을 통과하는 냉각수 통과유량을 조절하는 것이다.

예컨대, 제어부에 측정된 온도가 도 1의 (A)지점이 가장 높다면 (A)지점의 출수측 게이트를 완전개방하여 신속한 냉각이 이루어질 수 있도록 하며, 이와 동시에 (D)지점의 온도가 가장 낮게 측정되면, (D)지점의 출수측 게이트의 개방정도를 (A)지점의 출수측 게이트 대비 50%로 설정한다.

또한, 도 1에 도시된 각 냉각블럭(200)의 온도를 높은 순서부터 가정하면, (A)지점의 온도가 가장 높고, 그 다음으로 (B)지점과 (F)지점, 그 다음으로 (C)지점과 (E)지점, 그 다음으로 (D)지점으로 할 수 있으며, 제어부에 의해 제어되는 각 지점의 출수측 게이트의 개방정도는 각 지점의 부분확대도에 도시된 바와 같다.

한편, 상기 입수측 게이트(210)와 출수측 게이트(220)의 사이에는 연속적으로 절곡형성된 절곡관(230)이 형성되는 것이 바람직한데, 이러한 절곡관(230)의 내부에는 냉각수가 통과되며, 입수측 게이트(210)로 유입된 냉각수가 출수측 게이트(220)까지 이동되는 동안 일정한 압력을 유지시키는 역할을 한다.

이에 따라, 상기와 같이 절곡관(230)을 통해 이동되는 냉각수가 일정한 압력의 유지가 용이하도록 입수측 게이트(210)의 면적이 절곡관(230)이나 출수측 게이트(220)의 면적보다 더 크게 제작하는 것이 바람직할 것이다.

도면과 명세서에서 최적의 실시예들이 개시되었다. 여기서, 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면, 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

100-로천정 101-전극봉 삽입통공
102-덕트 삽입통공
200-냉각블럭 210-입수측 게이트
220-출수측 게이트 230-절곡관

Claims (4)

1. 전기로의 상부를 개폐하는 로천정;과
   상기 로천정의 내부에 구비되며, 냉각수가 유입되는 입수측 게이트와 냉각수가 배출되는 출수측 게이트가 각각 구비되고, 내부에는 냉각수가 유동되는 다수의 절곡관;이 구비되되,
   상기 전기로에서 로천정으로 전달되는 열에 따라 상기 출수측 게이트의 개방정도를 서로 다르게 조절하는 제어부;가 포함되는 것을 특징으로 하는 로천정 냉각구조체.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 입수측 게이트의 개방정도는 모두 동일한 것을 특징으로 하는 로천정 냉각구조체.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어부는 상기 다수의 냉각블럭 중 온도가 높은 냉각블럭의 출수측 게이트의 개방정도가 온도가 낮은 냉각블럭의 출수측 게이트의 개방정도 보다 더 크게 제어하는 것을 특징으로 하는 로천정 냉각구조체.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 로천정의 내부에 구획되며, 상기 절곡관이 내부에 각각 구비되는 다수의 냉각블럭;이 더 포함되며,
   상기 입수측 게이트는 상기 절곡관과 출수측 게이트보다 더 큰 면적을 갖는 것을 특징으로 하는 로천정 냉각구조체.

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