KR20140144428A

KR20140144428A - 연속식 탈가스 설비

Info

Publication number: KR20140144428A
Application number: KR1020130066340A
Authority: KR
Inventors: 박화순
Original assignee: 박화순
Priority date: 2013-06-11
Filing date: 2013-06-11
Publication date: 2014-12-19
Also published as: KR101501645B1

Abstract

본 발명은 연속식 탈가스 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탈가스로의 상단을 밀폐하고, 용탕유입부와 용탕유출부도 용탕이 유입되면서 자연스럽게 밀폐되도록 형성하여 용탕의 상부가 불활성가스로만 찰 수 있도록 형성함으로써 용탕의 표면의 산화물 발생을 억제하고, 탈가스로에서 용탕의 유동경로를 최대한으로 길게 하여 완전히 가스를 제거할 수 있어서 고품질의 용강을 얻을 수 있도록 한 연속식 탈가스 설비에 관한 것이다.
본 발명의 연속식 탈가스 설비에 의하면 용탕수용부의 상단이 완전히 밀폐되어 외부에서 공기유입이 차단되므로 용탕의 표면온도가 쉽게 떨어지지 않고, 용탕의 표면온도가 쉽게 떨어지지 않으므로 히팅유닛에서 열을 많이 가하지 않아도 되므로 유지비가 적게 소요되며, 용탕의 표면이 공기중에 노출되지 않고, 주변환경이 불활성가스로 가득차게 되므로 표면이 산화되지 않고, 용탕수용부의 내부가 격벽으로 나뉘어져 있고, 유동경로가 상하로 유동할 수 있도록 하여 유동경로가 길어져 산소나 수소 등의 가스가 완전하게 제거되는 등의 효과가 발생한다.

Description

연속식 탈가스 설비{CONSECUTIVE TYPE DEGASSING EQUIPMENT}

본 발명은 연속식 탈가스 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탈가스로의 상단을 밀폐하고, 용탕유입부와 용탕유출부도 용탕이 유입되면서 자연스럽게 밀폐되도록 형성하여 용탕의 상부가 불활성가스로만 찰 수 있도록 형성함으로써 용탕의 표면의 산화물 발생을 억제하고, 탈가스로에서 용탕의 유동경로를 최대한으로 길게 하여 완전히 가스를 제거할 수 있어서 고품질의 용강을 얻을 수 있도록 한 연속식 탈가스 설비에 관한 것이다.

주조작업시 용해로 또는 래들 등의 용기에 수용된 용융금속, 이른바 용탕 내에는 수소 등 주물결함을 일으키는 유해가스가 포함되어 있으므로, 완성 주물의 고품질화를 위하여는 이러한 유해가스를 최대한 제거하는 탈가스 기술의 개발이 관건이 될 것이다.

상기와 같은 관점에서 안출된 탈가스 기술로는 기존의 용해로 등이 시설된 작업장의 천장에 장착된 크레인 등의 이동 설비에 유해가스를 제거하기 위한 불활성 가스 주입용 장비를 임시로 매달아 작업자가 수동적으로 용탕에 하강시키는 등의 다소 위험하고 비효율적인 방법을 실시하였다.

종래의 탈가스 장치는 대한민국 특허출원 제10-1993-0019655호의 '포러스 플러그(porous plug)를 이용한 비철금속 용탕의 교반 및 탈가스 방법' 등을 포함한 다수의 공지된 탈가스 기술은 용해로 또는 래들과 같은 용기의 바닥으로부터 불활성 가스를 주입하도록 한 구조를 채택하고 하거나, 연속주조를 위한 탈가스기로는 대한민국 실용신안출원 제20-2001-0040317호의 '알루미늄 연속 주조에 설치되는 탈가스기'와 같은 탈가스 기술은 모터로 정, 역회전하는 탈가스장치의 구조를 채택하고 있다.

본원 발명자는 종래의 탈가스 장치들의 문제점을 극복하고자, 대한민국특허청 등록특허공보 제1153797호에 '용탕 침설식 히팅유닛을 갖는 탈가스 설비'를 개시한 바 있다.

상기 종래의 용탕 침설식 히팅유닛을 갖는 탈가스 설비는 용탕 수용부(121)를 갖는 탈가스로(100)와; 상기 수용부(121)의 용탕(L)에 대한 불순물 제거유닛(200)과; 상기 용탕(L)을 가열하기 위한 용탕 침설식 히팅유닛(300)과; 상기 탈가스로(100)의 외부에 장착되는 틸팅유닛(400)으로 구성된다.

그러나, 종래의 용탕침설식 히팅유닛을 갖는 탈가스 설비는 다음과 같은 문제점이 있었다.

(1) 용탕 수용부의 상단이 완전히 밀폐되지 않아서 용탕의 표면온도가 쉽게 떨어진다.

(2) 용탕수용부의 표면온도가 쉽게 내려가기 때문에 히팅유닛에서 열을 많이 가해야 하므로 유지비가 많이 소요된다.

(3) 용탕의 상단에 존재하는 산소로 인하여 표면이 산화하기 때문에 용탕에 불순물이 섞일 수 있다.

(4) 연속적으로 탈가스 작업이 이루어질 경우, 용탕이 용탕수용부 내에서 유동하는 경로가 짧아서 가스가 완전하게 제거되지 못한다.

상기한 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 용탕수용부를 갖는 탈가스로와; 상기 용탕수용부의 용탕에 대한 불순물제거유닛과; 상기 용탕을 가열하기 위한 용탕 침설식 히팅유닛과; 상기 탈가스로의 외부에 장착되는 틸팅유닛으로 구성되는 일반적인 연속식 탈가스 설비에 있어서,

상기 탈가스로는 상단이 개방되고, 상단일측에는 용탕유입구가 형성되며, 상단타측에 용탕유출구가 형성되되, 상기 용탕유입구와 용탕유출구에는 돌출된 경사구조의 유입유도부 및 유출유도부가 각각 형성되고, 상기 유입유도부 및 유출유도부의 상단에는 이격되게 단면이 'ㄱ'자 형상으로 형성되는 컷오프블럭이 각각 대응되도록 형성되며,

상기 불순물제거유닛은 탈가스로의 상단을 밀폐할 수 있도록 하단으로 개방된 박스형상의 케이스커버가 형성되는데,

상기 케이스커버는 하단주연부에 패킹이 형성되고, 상단 일측에는 내부 압력에 의해서 개폐되는 밸브가 형성된 가스배출구가 형성된 것을 특징으로 구성된다.

본 발명의 연속식 탈가스 설비에 의하면 다음과 같은 효과가 발생한다.

(1) 용탕수용부의 상단이 완전히 밀폐되어 외부에서 공기유입이 차단되므로 용탕의 표면온도가 쉽게 떨어지지 않는다.

(2) 용탕의 표면온도가 쉽게 떨어지지 않으므로 히팅유닛에서 열을 많이 가하지 않아도 되므로 유지비가 적게 소모된다.

(3) 용탕의 표면이 공기 중에 노출되지 않고, 주변환경이 불활성가스로 가득차게 되므로 표면이 산화되지 않는다.

(4) 용탕수용부의 내부가 격벽으로 나뉘어지고, 격벽을 통하여 유동경로를 최대한 길게 함으로써 가스가 완전하게 제거된다.

도 1은 본 발명의 발명자가 개시한 종래의 용탕 침설식 히팅유닛을 갖는 탈가스 설비의 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예로 형성된 연속식 탈가스 설비의 측단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예로 형성된 연속식 탈가스 설비의 사용상태 측단면도.

본 발명은 용탕수용부(121)를 갖는 탈가스로(100)와; 상기 용탕수용부(121)의 용탕에 대한 불순물제거유닛(200)과; 상기 용탕을 가열하기 위한 용탕 침설식 히팅유닛(300)과; 상기 탈가스로(100)의 외부에 장착되는 틸팅유닛(400)으로 구성되는 일반적인 연속식 탈가스 설비에 있어서,

상기 탈가스로(100)는 상단이 개방되고, 상단일측에는 용탕유입구(110)가 형성되며, 상단타측에는 용탕유출구(120)가 형성되되, 상기 용탕유입구(110)와 용탕유출구(120)에는 돌출된 경사구조의 유입유도부(112) 및 유출유도부(122)가 각각 형성되고, 상기 유입유도부(112) 및 유출유도부(122)의 상단에는 이격되게 단면이 'ㄱ'자 형상으로 형성되는 컷오프블럭(114,124)이 각각 대응되도록 형성되며,

상기 불순물제거유닛(200)은 탈가스로(100)의 상단을 밀폐할 수 있도록 하단으로 개방된 박스형상의 케이스커버(220)가 형성되는데,

상기 케이스커버(220)는 하단주연부에 패킹(230)이 형성되고, 상단 일측에는 내부 압력에 의해서 개폐되는 밸브가 형성된 가스배출구(240)가 형성된다.

상기 탈가스로(100)의 내부에는 다수개의 격벽(150)이 형성되는데, 상기 격벽(150)은 불순물제거유닛(200)의 다수개의 로터(205)를 각각 분리된 공간(용탕수용부(121)내부에서)에 존재하도록 형성된다.

상기 불순물제거유닛(200)은 케이스커버(220)의 가운데에 적어도 3개의 모터(210)가 형성되고, 상기 모터(210)의 축에는 로터(205)가 형성된다.

상기 모터(210)의 축에는 가스유입로(212)가 형성되어, 상기 가스유입로(212)를 통해서 로터(205)의 회전과 함께 불활성가스가 용탕에 주입된다.

상기 격벽(150)은 제1로터(205a)와 제2로터(205b)의 사이, 제2로터(205b)와 제3로터(205c) 및 제3로터(205c)와 탈가스로(100)의 유출구(120) 쪽의 내벽 사이에 각각 형성되는데, 상기 제1로터(205a)와 제2로터(205b) 사이 및 제3로터(205c)와 탈가스로(100)의 유출구(120) 쪽의 내벽 사이의 격벽(150)은 상단이 용탕이 차는 높이보다 높게 형성되고, 하단에는 유동홀(150a)이 각각 형성된다.

상기 제2로터(205b)와 제3로터(205c)의 사이의 격벽(150)은 용탕이 차는 높이보다 낮게 형성된다.

상기 용탕유입구(110)와 용탕유출구(120)는 각각 탈가스로(100)의 일측과 타측에 각각 형성되는데, 상기 용탕유입구(110)는 용융된 용탕이 탈가스로(100)로 유입되는 곳이다.

상기 용탕유입구(110)는 하단으로 경사진 내벽이 형성되는 유입유도부(112)가 형성되고, 상기 유입유도부(112)의 상단에 이격되도록 'ㄱ'자 형상의 컷오프블럭(114)이 형성된다.

상기 유입유도부(112)의 끝단과 컷오프블럭(114)의 수직으로 형성되는 하단끝단에는 유입구(110a)가 형성되어 용탕수용부(121)과 연통된다.

상기 용탕유출구(120)는 상단으로 경산진 내벽이 형성되는 유출유도부(122)가 형성되고, 상기 유출유도부(1120)의 끝단과 컷오프블럭(124)의 수직으로 형성되는 끝단에는 유출구(120a)가 형성되어 용탕수용부(121)와 연통된다.

상기 탈가스로(100)에 용탕이 주입될 때 용탕이 용탕수용부(121)에 가득차게 되면 유입구(110a)와 유출구(120a)의 높이보다 높게 찰 수 있도록 형성되어 자연스럽게 탈가스로(100)의 내부가 케이스커버(220)와 형성된 공간내에서 밀폐된다.

상기 불순물제거유닛(20)의 케이스커버(220)는 박스형상으로 하단이 개방되고, 하단 주연부를 따라서 패킹(230)이 형성된다.

상기 케이스커버(220)에는 다수개의 모터(210)가 고정되는데, 상기 모터(210)는 케이스(100)를 관통하여 투입되어 로터(205)가 용탕에 삽입되도록 형성된다.

상기 케이스커버(220)의 상단 일측에는 가스배출구(240)가 형성되는데, 상기 가스배출구(240)는 내부의 압력이 클 때 개방되는 밸브가 형성된다.

상기 케이스커버(220)의 가스배출구(240)와 이격되도록 온도센서가 형성된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예로 형성된 연속식 탈가스 설비의 작동을 설명하면 다음과 같다.

탈가스로(100)를 완전히 비운 상태에서 상단에 불순물제거유닛(200)의 케이스커버(220)를 덮어서 상단을 완전히 밀폐한다.

이때, 탈가스로(100)의 용탕유입구(110)와 용탕유출구(120)은 개방되어 있어서 내부가 완전하게 밀폐된 상태는 아니다.

이후, 용탕을 용탕유입구(110)로 밀어 넣는데, 이렇게 용탕이 용탕수용부(121)의 내부로 밀려들어 가게 되면, 용탕수용부(121)와 케이스커버(220)의 내부에 존재하던 공기가 용탕유출구(120) 및 빠져나간다.

그러나, 여전히 공기는 용탕의 상단과 케이스커버(220)의 내부에 존재하게 된다.

용탕을 계속 밀어 넣다가 용탕유입구(110)과 용탕유출구(120)의 컷오프블럭(114,124)이 잠기게 되면, 탈가스로(100)는 완전히 폐쇄되고, 이때, 모터(210)를 회전시켜 로터(205)를 회전시키면서 불활성가스를 용탕으로 주입한다.

상기와 같이 불활성가스가 용탕으로 주입되면, 용탕의 내부에 있던 산소와 수소가스가 케이스커버(220)의 내부로 유출되고, 이후, 불활성가스에 의해서 가스배출구(240)를 통해 외부로 배출된다.

이후, 연속적으로 용탕유입구(110)로 용탕이 주입되면서, 용탕이 격벽(205)의 하단에 형성된 유동홀(205a)을 통해 하단으로 통과하고, 이후 격벽(205)의 상단으로 다시 격벽(205)의 하단을 통과한 후 용탕유출구(120)로 빠져나간다.

상기와 같이, 긴 유동로를 거치면서 유동하는 용탕에 불활성가스가 연속적으로 주입되기 때문에 내부에 존재하던 산소나 수소가스가 용탕의 내부에서 완전하게 빠져나가게 된다.

본 발명의 연속식 탈가스 설비에 의하면 용탕수용부의 상단이 완전히 밀폐되어 외부에서 공기유입이 차단되므로 용탕의 표면온도가 쉽게 떨어지지 않고, 용탕의 표면온도가 쉽게 떨어지지 않으므로 히팅유닛에서 열을 많이 가하지 않아도 되므로 유지비가 적게 소모되며, 용탕의 표면이 공기 중에 노출되지 않고, 주변환경이 불활성가스로 가득차게 되므로 표면이 산화되지 않으며, 용탕수용부의 내부가 격벽으로 나뉘어지고, 격벽을 통하여 유동경로를 최대한 길게 함으로써 가스가 완전하게 제거되는 등의 효과가 발생한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시 예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 후술하는 특허청구범위에 의해 포괄되는 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양한 변형이 가능하다는 것은 명백하다.

100 : 탈가스로 110 : 용탕유입구
110a: 유입구 112 : 유도유입부
114, 124 : 컷오프블럭 120 : 용탕유출구
121 : 용탕수용부 122 : 유출유도부
150 : 격벽 150a: 유동홀
200 : 불순물제거유닛 205 : 로터
210 : 모터 212 : 가스유입로
220 : 케이스커버 230 : 패킹
240 : 가스배출구 300 : 히팅유닛
400 : 틸팅유닛

Claims

용탕수용부를 갖는 탈가스로와; 상기 용탕수용부의 용탕에 대한 불순물제거유닛과; 상기 용탕을 가열하기 위한 용탕 침설식 히팅유닛과; 상기 탈가스로의 외부에 장착되는 틸팅유닛으로 구성되는 일반적인 연속식 탈가스 설비에 있어서,
상기 탈가스로는 상단이 개방되고, 상단일측에는 용탕유입구가 형성되며, 상단타측에는 용탕유출구가 형성되되, 상기 용탕유입구와 용탕유출구에는 돌출된 경사구조의 유입유도부 및 유출유도부가 각각 형성되고, 상기 유입유도부 및 유출유도부의 상단에는 이격되게 단면이 'ㄱ'자 형상으로 형성되는 컷오프블럭이 각각 대응되도록 형성되며,
상기 불순물제거유닛은 탈가스로의 상단을 밀폐할 수 있도록 하단으로 개방된 박스형상의 케이스커버가 형성되는데, 상기 케이스커버는 하단주연부에 패킹이 형성되고, 상단 일측에는 내부 압력에 의해서 개폐되는 밸브가 형성된 가스배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 연속식 탈가스 설비.
제 1항에 있어서,
상기 탈가스로에는 적어도 하나의 격벽이 형성되는 것을 특징으로 하는 연속식 탈가스 설비.
제 2항에 있어서,
상기 격벽은 용탕이 차는 최고 높이보다 높게 형성되고, 하단에는 유출홀이 형성되는 것과 용탕이 차는 최고 높이보다 낮게 형성된 것이 교대로 형성되는 특징으로 하는 연속식 탈가스 설비.
제1항에 있어서,
상기 케이스커버(220)는 단열된 상태에서 완전히 탈가스로의 상단을 완전히 밀폐할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 연속식 탈가스 설비.
제1항에 있어서,
상기 용탕유입구와 용탕유출구는 각각 대응되도록 형성되되, 유입구와 유출구는 용탕의 최고높이보다 낮게 형성되는 것을 특징으로 하는 연속식 탈가스 설비.