KR20140146580A - 용탕 금속 순환 구동 장치 및 그를 갖는 메인 배스 - Google Patents

Abstract

소형으로 하여 대구동력의 용탕 순환 구동 장치를 제공한다.
메인 배스의 측벽에 부착되고, 상기 메인 배스에 있어서의 비철 금속의 용탕을 수납하는 용탕 수납실 중의 비철 금속의 용탕을 교반 구동하기 위한 용탕 순환 구동 장치로서, 밀폐 상태로 구성된 구동실을 갖고, 상기 구동실은 상기 용탕 수납실과 연통시키기 위한 개구를 갖고, 상기 개구로부터 유입되는 용탕을 상기 구동실에 수납하는 용탕 구동조와, 상기 용탕 구동조의 위쪽에 설치되는 용탕 구동 장치로서, 상기 용탕 구동조의 상기 구동실 내의 용탕에 자력선을 세로 방향으로 관통시킨 상태에서 제 1 세로 방향의 축선의 주위로 회전 가능한 영구 자석 장치와, 상기 영구 자석 장치를 회전 구동함으로써 상기 구동실 내의 용탕을 상기 제 1 세로 방향의 축선의 주위로 회전시키는 영구 자석 장치용 구동 장치를 갖는 용탕 구동 장치와, 상기 용탕 구동조의 상기 구동실 내에 상기 구동실과 상기 용탕 수납실이 연통하는 방향을 따라서 직립 상태로 배치된 구획판으로서, 상기 구획판의 외단은 상기 개구의 영역에 위치하고, 내단은 상기 구동실의 내부에 위치하고, 상기 내단과 마주 보는 상기 구동실의 내면과 상기 내단의 사이에 용탕 회전용 간극이 형성되어 있으며, 상기 구획판은 상기 구동실의 상기 개구를 상기 구획판의 좌우 양측의 제 1 개구와 제 2 개구로 구획하고, 상기 용탕 구동 장치에 의해 회전시켜져서 상기 구획판의 일면에 충돌한 용탕을 상기 제 1 개구로부터 토출시키고, 용탕의 압력이 낮아진 상기 구동실로 상기 제 2 개구로부터 외부의 용탕을 흡인 가능하게 하는 구획판을 구비한 것으로서 구성된다.

Description

용탕 금속 순환 구동 장치 및 그를 갖는 메인 배스{METAL MELT CIRCULATING DRIVE DEVICE AND MAIN BATH INCLUDING THE SAME}

본 발명은 용탕 금속 순환 구동 장치 및 그를 갖는 메인 배스에 관한 것이다.

철, 비철 금속 등을 효율 좋게 신속히 용해하기 위해서는, 용탕의 순환, 교반이 필수의 공정으로 된다. 순환, 교반하기 위해, 종래에는 용탕 중에 불활성 가스를 불어 넣거나, 메커니컬 펌프로 강제적으로 교반하는 것이 실시되고 있었다. 또, 수평으로 자력선이 사출, 입사되는 영구 자석을 용기 내의 용탕의 측면에 놓고, 그 영구 자석으로부터의 자력선을 용탕에 관통시키고, 그 상태에서 영구 자석을 회전함으로써 용탕을 구동하는 자석식 교반 장치도 있었다(특허 문헌 1, 2).

특허 문헌 1: 일본국 특개2011―106689 특허 문헌 2: 일본국 특허 제 4376771호

그러나 불활성 가스 불어 넣음 방식의 것에 있어서는, 가스의 불어 넣음관의 막힘이 발생하는 것을 피할 수 없어서, 불어 넣음관의 교환 공사 등의 번잡한 보수가 필요하고, 메커니컬 펌프 방식의 것에 있어서는, 큰 러닝 코스트가 들고, 또, 특허 문헌 1의 것에 있어서는, 장치가 대형인 것으로 되고, 또한 설비비가 다액인것으로 되며, 더욱이 특허 문헌 2의 것에 있어서는, 용탕 누출되어 버린다는 문제나 고도의 보수 작업이 필요한 등의 과제가 있었다. 또, 특허 문헌 1, 2의 자석식 교반 장치의 것에서는 로 본체를 스테인레스판으로 보강하고 있지만, 그 보강용 스테인레스판이 발열해 버린다는 문제도 있었다.

본 발명의 목적은, 이들 과제를 해결하여, 보다 저가이고 사용하기 편리한 용탕 금속 순환 구동 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 용탕 순환 구동 장치는,

메인 배스의 측벽에 부착되고, 상기 메인 배스에 있어서의 비철 금속의 용탕을 수납하는 용탕 수납실 중의 비철 금속의 용탕을 교반 구동하기 위한 용탕 순환 구동 장치로서,

밀폐 상태로 구성된 구동실을 갖고, 상기 구동실은 상기 용탕 수납실과 연통시키기 위한 개구를 갖고, 상기 개구로부터 유입되는 용탕을 상기 구동실에 수납하는 용탕 구동조와,

상기 용탕 구동조의 위쪽에 설치되는 용탕 구동 장치로서, 상기 용탕 구동조의 상기 구동실 내의 용탕에 자력선을 세로 방향으로 관통시킨 상태에서 제 1 세로 방향의 축선의 주위로 회전 가능한 영구 자석 장치와, 상기 영구 자석 장치를 회전 구동함으로써 상기 구동실 내의 용탕을 상기 제 1 세로 방향의 축선의 주위로 회전시키는 영구 자석 장치용 구동 장치를 갖는 용탕 구동 장치와,

상기 용탕 구동조의 상기 구동실 내에 상기 구동실과 상기 용탕 수납실이 연통하는 방향을 따라서 직립 상태로 배치된 구획판으로서, 상기 구획판의 외단은 상기 개구의 영역에 위치하고, 내단은 상기 구동실의 내부에 위치하고, 상기 내단과 마주 보는 상기 구동실의 내면과 상기 내단의 사이에 용탕 회전용 간극이 형성되어 있으며, 상기 구획판은 상기 구동실의 상기 개구를 상기 구획판의 좌우 양측의 제 1 개구와 제 2 개구로 구획하고, 상기 용탕 구동 장치에 의해 회전시켜져서 상기 구획판의 일면에 충돌한 용탕을 상기 제 1 개구로부터 토출시키고, 용탕의 압력이 낮아진 상기 구동실로 상기 제 2 개구로부터 외부의 용탕을 흡인 가능하게 하는 구획판을 구비한 것으로서 구성된다.

본 발명의 용해로는 상기 용탕 순환 구동 장치와 상기 메인 배스를 구비하는 것으로서 구성된다.

도 1은 본 발명의 실시 형태로서의 비철 금속의 용해로의 종단 설명도.
도 2는 그 Ⅱ―Ⅱ선을 따라서 절단한 횡단 설명도.
도 3은 용탕 구동조의 종단 분해 설명도.
도 4는 구획판의 전환 상태를 나타내는 설명도.
도 5(a), (b)는 영구 자석 장치의 저면도 및 영구 자석 장치로부터의 자력선을 나타내는 설명도.
도 6(a)―(d)는 용탕 구동조에서의 구획판의 기능을 설명하는 설명도.
도 7(a)―(c)는 용탕 순환 구동 장치의 메인 배스로의 어느 부착 위치에 있어서, 구획판의 방향의 변화에 의한 용탕 순환 구동 장치 및 메인 배스에서의 용탕의 흐름을 설명하는 설명도.
도 8(a)―(c)는 용탕 순환 구동 장치의 메인 배스로의 다른 부착 위치에 있어서, 구획판의 방향의 변화에 의한 용탕 순환 구동 장치 및 메인 배스에서의 용탕의 흐름을 설명하는 설명도.
도 9(a)―(c)는 용탕 순환 구동 장치의 메인 배스로의 또다른 부착 위치에 있어서, 구획판의 방향의 변화에 의한 용탕 순환 구동 장치 및 메인 배스에서의 용탕의 흐름을 설명하는 설명도.

Al, Cu, Zn 또는 이들 중의 적어도 2개의 합금, 또는 Mg합금 등의 전도체(도전체) 등의 비철 금속을 용해하는 경우에 있어서, 용해 작업의 현장에서 가장 주의가 요구되는 항목으로서, 앞에서도 간단히 언급되었지만, 용탕의 누출을 방지한다는 것이 있다. 즉, 로(용해로 또는 유지로) 내에서 용해한 비철 금속이 로의 상부 개구로부터 비산하거나, 로의 손상, 파괴에 동반하여 로로부터 누출되는 것은 확실히 방지하지 않으면 안된다. 이것은 작업자의 안전에 직결되는 것이기 때문이다. 이 때문에, 최근에는 용해로 또는 유지로에 있어서, 메커니컬 펌프를 직접 삽입하여 교반하는 방법은 경원되고 있으며, 용탕에 직접 닿지 않는 간접 교반 방식이 주류로 되고 있다. 그러나 그 경우, 로벽을 통하여 내부 용탕을 교반할 필요가 있어서, 교반 장치의 대형화를 피할 수 없다는 결점을 갖고 있었다. 예를 들면, 상기 특허 문헌 1의 장치도 바로 그 예외는 아니고, 장치의 중량도 10톤 가까운 대형 장치로 되어 있다.

그래서 본 발명에서는 소형의 장치로 하면서도 대구동력이 얻어지는 용탕 누출이 없는 장치로 하기 위해, 용탕을 구동하는 장치를 용탕조의 위쪽에 설치하는 구조를 채용한 것을 하나의 특징으로 하고 있다.

이하에 본 발명의 실시 형태를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 형태로서의 비철 금속의 용해로(1)의 종단 설명도, 도 2는 그 Ⅱ―Ⅱ선을 따라서 절단한 횡단 설명도이다. 이들의 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 용해로(1)는 메인 배스(용해로 또는 유지로)로서의 로 본체(2)와, 플랜지(11)를 통하여 그에 연통 상태로 접속된 펌프로서의 용탕 순환 구동 장치(3)를 구비한다.

로 본체(2)는 범용의 용해로와 동일하고, 특히, 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 위쪽이 개방되고 내부에 비철 금속의 용탕(M)을 수납하는 용탕 수납실(2A)을 구비하고, 투입한 비철 금속으로서의 알루미늄 등의 절분(chips) 등을 가열하여 녹이기 위한 버너(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

보다 상세하게는 도 1에 있어서, 상기 로 본체(2)에 있어서는, 저벽(2a)과 4개의 측벽(2b)에 의해 상기 용탕 수납실(2A)을 구성하고 있다. 상기 측벽(2b)의 1개에 상기 용탕 순환 구동 장치(3)와 연통시키는 연통구(2b1)를 개구하고 있다. 이 연통구(2b1)는 후술하는 바에서 알 수 있는 바와 같이, 펌프로서의 상기 용탕 순환 구동 장치(3)의 구동력에 의해 로 본체(2)와 용탕 순환 구동 장치(3)의 사이에서 용탕(M)을 유출, 유입시키는 연통구로서 기능한다. 즉, 연통구(2b1)를 통하여 용탕 순환 구동 장치(3)의 토출력에 의해 용탕 순환 구동 장치(3)로부터 로 본체(2)로 비철 금속의 용탕(M)을 유입시키고, 반대로, 용탕 순환 구동 장치(3)의 흡인력에 의해 로 본체(2) 내의 용탕(M)을 용탕 순환 구동 장치(3)로 유출시킨다.

상기 로 본체(2)에 연통 상태로 접속되는 상기 용탕 순환 구동 장치(3)는 특히, 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 6면 중의 1면(1측면)만이 도면 중 가로 방향으로 개방된 밀폐 상태의 구동실(5A)을 갖는 용탕 구동조(5)와, 그 위쪽 외부에 설치되는 영구 자석을 갖는 구동 장치(6)를 구비한다.

상기 용탕 구동조(5)는 특히, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 이른바 일면만이 도면 중 가로 방향으로 개방된 밀폐조로서 구성되어 있다. 즉, 그 일측면에 개구(5B)를 갖고, 구동실(5A)이 그 개구(5B)를 통하여 상기 로 본체(2)의 상기 연통구(2b1) 및 상기 로 본체(2)의 용탕 수납실(2A)과 연통한다. 이 용탕 구동조(5)를 밀폐형으로 했기 때문에 보다 큰 구동력을 얻기 위해 후술하는 영구 자석 장치(6a)를 고속으로 회전해도 용탕(M)이 비산하는 것은 방지할 수 있다.

상기 용탕 구동조(5)는 특히, 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 용탕 구동조(5)의 구동실(5A)과 로 본체(2)의 용탕 수납실(2A)을 잇는 유로(FC)를 흐름의 방향을 따라서 좌우의 토출 유로(또는 흡입 유로)(FC1)와 흡입 유로(토출 유로)(FC2)로 구획하는 구획판(8)을 갖는다.

이 구획판(8)은 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 세로 방향이 흐름의 방향을 따르도록 배치되고, 유로(FC)를 좌우의 토출 유로(FC1)와 흡입 유로(FC2)로 구획하는 것이다. 이에 따라, 구동실(5A) 내의 용탕(M)은 용탕 수납실(2A)과의 사이에서 좌우의 유로(FC1, FC2)로 구획된 상태로 유입, 유출되게 된다.

상기 구획판(8)은 직립 상태로 설치되고, 상기 용탕 구동조(5)의 구동실(5A)에 대하여 착탈 가능하게 되고, 고온의 용탕(M)에 의하여 구획판(8)이 경년적(經年的)으로 손상된 경우 등에도 보수를 용이하게 실시할 수 있게 되어 있다. 상기 구획판(8)의 외단은 상기 개구(5B)의 영역에 위치하고, 내단은 상기 구동실(5A)의 내부에 위치하고, 상기 내단과 마주 보는 상기 구동실(5A)의 내면과 상기 내단의 사이에 용탕 회전용 간극(S)이 형성되어 있다. 상기 구획판(8)은 상기 구동실(5A)의 상기 개구(유로(FC))를 상기 구획판(8)의 좌우 양측의 제 1 개구(유로(FC1))와 제 2 개구(유로(FC2))로 구획하고, 상기 용탕 구동 장치(6)에 의해 회전시켜져서 상기 구획판(8)의 일면에 충돌한 용탕을 상기 제 1 개구로부터 토출시키고, 용탕의 압력이 낮아진 상기 구동실로 상기 제 2 개구로부터 외부의 용탕을 흡인 가능하게 하고 있다. 또한, 상기 구획판(8)은 특히, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 용탕 구동조(5)에 대하여 이른바 배의 방향타와 같이, 수직인 축선(제 2 세로 방향의 축선)(C2)의 주위로 회전 이동 가능하게 되고, 또한 그 위치를 유지할 수 있게 하고 있다. 즉, 구획판(8)은 각도 조절 가능하게 부착되어 있다. 즉, 구획판(8)을 구획판(8)의 세로 방향의 일단에 있어서의 대략 수직인 축선(C2)의 주위로 회전 이동시켜서 그 위치를 유지할 수 있게 하고 있다. 예를 들면, 구획판(8)은 도 4에 있어서, 유로(FC)의 한가운데에 있는 위치(PO) 외에, 예를 들면, 좌우로 방향타를 전환한 상태의 위치(P1, P2)를 채용할 수 있다. 이에 따라, 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 위쪽에서 본 경우의 토출 유로(FC1)와 흡입 유로(FC2)의 폭, 테이퍼 등을 변화시켜서 용탕(M)이 보다 효율적으로 상기 구동실(5A)과 상기 용탕 수납실(2A)의 사이에서 상기 구동실(5A)로부터 토출하고, 또한 구동실(5A)로 유입되는 상태를 채용할 수 있도록 하고 있다. 이에 따라 후술하는 바와 같이, 용탕 수납실(2A) 내의 용탕(M)이 가급적 고속으로 회전하도록 할 수 있다.

상기 용탕 구동조(5)는 보다 상세하게는 이하의 구조를 갖는다. 즉, 특히, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 이 용탕 구동조(5)는 저벽(5a)과 사방을 둘러싸는 4개의 측벽(5b)에 의해 구성되는 위쪽이 개방된 대략 용기상의 조 본체(50)를 갖는다. 4개의 측벽(5b)의 1개에 개구(5B)를 형성하고 있다. 이 개구(5B)를 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 로 본체(2)의 연통구(2b1)와 연통시켜서 상기 구동실(5A)과 상기 용탕 수납실(2A)을 연통하고 있다. 4개의 측벽(5b)의 두께 부분을 도려내고, 즉, 4개의 측벽(5b)의 내면측을 상단면으로부터 아래 도중까지 원형으로 도려냄으로써 환상의 단차(시트)(5c)를 형성하고 있다. 이 도려낸 단차(5c)에 내화재로 만든 원반상의 상부 덮개(5d)를 낙하시켜서 밀폐 상태로 끼워 넣고, 또한, 이 상부 덮개(5d) 상에 내화재제의 단열판(5e)을 탑재하고 있다. 이에 따라, 상기 상부 덮개(5d)와 4개의 측벽(5b)에 의하여 위쪽이 개방된 영구 자석 수납 공간(5C)이 형성된다. 이 영구 자석 수납 공간(5C)에 상기 구동 장치(6)의 영구 자석 장치(6a)가 축선(제 1 세로 방향의 축선)(C1)의 주위로 회전 가능하게 수납된다.

보다 상세하게는, 상기 구동 장치(6)는 대략 냄비 뚜껑상의 지지 프레임(6b)을 갖는다. 이 지지 프레임(6b)을 상기 용탕 구동조(5)의 4개의 측벽(5b)의 천정면 상에 탑재 고정한다. 이 지지 프레임(6b)의 중심 부분에 부착한 베어링(6c)으로 상기 영구 자석 장치(6a)를 회전 가능하게 축지지한다. 이 영구 자석 장치(6a)의 축(61)의 위쪽을 구동용 전동기(6d)로 구동할 수 있게 하고 있다. 이 구동용 전동기(6d)는 외부 제어반(도시하지 않음)에 접속되고, 그 외부 제어반으로 회전 제어할 수 있게 되어 있다. 상기 영구 자석 장치(6a)는 도 1에 있어서, 가급적 단열판(5e)에 접근한 상태로 설치된다. 이에 따라, 후술하는 바로부터 알 수 있는 바와 같이, 영구 자석 장치(6a)로부터의 자력선(ML)이 단열판(5e)과 상부 덮개(5d)를 관통한 후, 다시 상기 구동실(5A) 내의 용탕(M)에 고밀도로 관통한다.

상기 영구 자석 장치(6a)의 상세는 도 5(a), (b)에 나타내어진다. 도 5(a)는 영구 자석 장치(6a)를 저면에서 본 저면 설명도, (b)는 도 1과 마찬가지로 가로 방향에서 본 정면 설명도이다. 도 5(b)에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 축(61)에 회전판(62)이 고정되어 있다. 회전판(62)의 저면에는 도 5(a)에서 알 수 있는 바와 같이, 4개의 영구 자석(63)이 90도 간격으로 방사상으로 고정되어 있다. 도 5(b)에서 알 수 있는 바와 같이, 4개의 영구 자석(63)은 수직 방향으로 자화된 것이고, 도 5(a)에서 알 수 있는 바와 같이, 하단면의 자극은 N극과 S극이 번갈아 나열되도록 자화되어 있다. 이에 따라, N극에서 나온 자력선(ML)은 도 5(b)에 나타내는 바와 같이, 즉시 이웃하는 S극에 들어간다. 즉, 자력선(ML)은 고밀도인 채 N극으로부터 S극으로 들어가게 된다. N극에서 나온 자력선(ML)은 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 단열판(5e) 및 상부 덮개(5d)를 관통하여 구동실(5A) 내의 용탕(M)을 관통하고, 그 후, 반전하여 이번에는 반대의 순서로 상부 덮개(5d) 및 단열판(5e)을 관통하여 이웃하는 S극으로 들어간다. 이와 같이, 자력선(ML)은 용탕(M)을 관통하고 있는 것에서, 회전판(62)을, 즉, 영구 자석(63)을 예를 들면, 반시계 방향으로 회전시키면 용탕(M) 중을 자력선(ML)이 이동하여 소용돌이 전류가 발생하고, 용탕(M)은 영구 자석(63)과 같은 방향으로 회전하게 된다. 영구 자석(63)의 회전 속도를 올리면 용탕(M)의 회전 속도도 올라간다.

그러나 종래에는 고온에서 작업자가 노출되면 위험한 용탕(M)이 구동실(5A)의 측벽(5b)을 넘어서 외부로 비산해 버리는 일이 있었다. 그러나 본 실시 형태에서는 구동실(5A)을 상부 덮개(5d)로 밀폐 상태로 덮도록 했기 때문에 용탕(M)의 회전 속도가 올라가도 용탕(M)이 측벽(5b)을 넘어서 구동실(5A)로부터 외부로 비산하는 것은 확실하게 방지된다. 따라서, 영구 자석 장치(6a)의 회전 속도를 보다 올려서 구동실(5A) 내의 용탕(M)을 보다 강력하게 구동하여 로 본체(2)에 토출시켜서, 로 본체(2)로부터 흡인할 수 있다. 나아가서는, 로 본체(2)의 용탕 수납실(2A) 내의 용탕(M)을 보다 고속이고, 또한 강력하게 구동하는 것도 가능하다.

상기한 점에서 알 수 있는 바와 같이, 용탕 수납실(2A)에서의 용탕(M)의 순환량은 영구 자석 장치(6a)의 회전수에 비례하기 때문에 필요한 순환량을 외부 전원 제어반에 의해 임의로 조정 가능하다. 이에 따라, 용탕 구동조(5)를 형성하는 내화재의 두께 설정 시의 제한은 전혀 없이 임의로 결정할 수 있으며, 따라서, 용탕 누출의 염려가 있는 경우 등에는 안전을 고려하여 두껍게 하는 것도 가능하다.

이상의 설명으로 용탕 순환 구동 장치(3)의 동작을 대략 알 수 있었다고 생각하지만, 이하에 의해 상세하게 설명한다.

도 6(a)―(d)는 용탕 순환 구동 장치(3)에 있어서의 구동실(5A) 내에서의 영구 자석 장치(6a)의 구동에 의한 용탕(M)의 흐름을 설명하기 위한 설명도이다.

도 6(a)는 구획판(8)이 없는 경우를 나타내고 있다. 이 경우에 있어서는, 영구 자석 장치(6a)의 회전에 동반하여 용탕(M)은 구동실(5A) 내에서 파선으로 나타내는 바와 같이 단순히 회전한다.

도 6(b)는 구획판(8)이 도면 중 수평으로 세트된 경우를 나타낸다. 이 경우에 있어서는, 영구 자석 장치(6a)의 반시계 방향 회전에 동반하여 용탕(M)도 반시계 방향으로 회전하지만, 회전하는 용탕(M)이 구획판(8)의 도면 중 하면에 충돌하여 흐름의 방향이 우측으로 바뀌고, 용탕(M)은 이른바 토출류(FOb)로서 우측의 용탕 수납실(2A)에 유출된다. 이에 동반하여 상기 구동실(5A) 내의 용탕의 압력이 저하하고, 용탕 수납실(2A) 중의 용탕(M)이 흡인류(FIb)로서 도면 중 좌측의 구동실(5A) 내로 흡입된다.

도 6(c), (d)는 구획판(8)을 도면 중 약간 위 방향, 아래 방향으로 전환한 경우를 나타낸다. 이 경우에 있어서도 구동실(5A) 내의 용탕(M)에는 상기한 바와 마찬가지로, 반시계 방향의 구동력이 작용하여, 토출류(FOc, FOd)와 흡인류(FIc, FId)가 발생한다. 이들의 토출류(FOc, FOd)와 흡인류(FIc, FId)는 도 6(b)의 것과는 유출, 유입의 각도가 다른 것으로 되어 있다.

이와 같이, 도 6(b), (c), (d)에 나타내는 바와 같이, 구획판(8)의 방향을 바꿈으로써 용탕(M)의 토출류(FOi)와 흡인류(FIi)의 방향을 바꿀 수 있다. 이에 따라, 구동실(5A)에 연통하는 용탕 수납실(2A) 내에서의 용탕(M)의 흐름 방식을 바꿀 수 있다. 즉, 용탕 순환 구동 장치(3)를 로 본체(2)에 연통 상태로 부설하면, 구동실(5A)에서의 용탕(M)의 반시계 방향의 회전에 동반하여 로 본체(2)에 있어서의 용탕 수납실(2A) 내의 용탕(M)도 반시계 방향으로 회전하는데, 그 회전에 있어서의 용탕(M)의 흐름의 양태가 장치마다 또는 투입하는 비철 금속의 종류나 양, 용탕(M)의 온도 등의 각종 파라미터에 따라 다른 양태로 된다. 각 양태 중에서 로 본체(2)에서 가장 효율 좋게 투입 비철 금속을 용해시키는 회전을 실시하게 하도록 구획판(8)의 각도를 조절할 수 있다.

구획판(8)의 각도와 용탕 수납실(2A) 내의 용탕(M)의 회전의 양태를 도 7(a)―(c)에 개략적으로 나타낸다. 이들의 도면은 구획판(8)을 방향타와 같이 방향을 바꾸면 로 본체(2)에서의 용탕(M)의 흐름이 변화하는 것을 설명하기 위해 예시적으로 작성한 개념도로서, 로 본체(2)에서의 용탕(M)의 흐름을 정확히 나타내는 것은 아니다. 용탕(M)의 흐름은 유로뿐만 아니라, 유속(회전 주기)에 의해서도 결정되고, 나가아서는, 투입하는 비철 금속의 종류에도 영향을 받고, 구획판(8)의 전환의 위치가 예를 들면, 눈으로 보아 결정된다.

또, 영구 자석 장치(6a)의 회전의 방향도 상기의 경우와는 반대로 시계 방향으로 할 수도 있다. 이와 같이 하여, 로 본체(2)에 있어서의 용탕(M)의 최적의 회전을 검색하도록 할 수도 있다.

또한, 로 본체(2)로의 용탕 순환 구동 장치(3)의 부착하는 위치도 여러 가지로 바꾼 실시 형태를 채용할 수도 있다. 도 8(a)―(c), 도 9(a)―(c)는 각각 용탕 순환 구동 장치(3)를 로 본체(2)의 일측면의 도면 중 중앙부, 상단 근처로 한 실시 형태를 나타내는 것이다.

또한, 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 서로 연통시키는 로 본체(2)와 용탕 순환 구동 장치(3)에 있어서, 구동실(5A)의 높이(h)와 용탕 수납실(2A)에 수납하는 용탕(M)의 높이(H)는 h＜H로 하는 것이 중요하다.

h＞H의 경우에도 구동실(5A) 내의 용탕은 이동 자계에 의해 회전을 시작하지만, 구동실(5A)의 용탕(M)의 상면과 상부 덮개(5d)의 하면의 사이에 간극이 생기고, 구동실(5A) 내부의 용탕이 복잡한 움직임을 보여 버려서 충분한 순환량을 확보할 수 없게 되는 경우도 있다. 이에 대해, h＜H이면, 구동실(5A) 내에서의 압력이 높아져서, 토출측에 저항이 존재했다고 해도 충분히 용탕의 토출이 가능하다.

본 발명자는 본 발명의 실시 형태에 있어서의 용탕 순환 구동 장치(3)의 효과를 확인하기 위해 이하의 조건으로 실험을 실시했다.

구동실(5A)의 내경(ø): 900㎜

구동용 전동기(6d)의 사용 전력: 5. 5Kw

용탕조 높이(h): 300㎜

구획판(8): 도 6(b)의 뉴트럴 위치

그 결과는 이하와 같다. 즉, 도 6(b)에 있어서, 토출류(FOb)의 유속(용탕 유속(m/min))과 그 유량(유량(Tons/h))은 이하와 같다.

용탕 유속(m/min) 유량(Tons/h)

70 1260

80 1440

90 1620

100 1800

이것은 종래형 기종과 비교하면,

메커니컬 펌프 방식 2∼3배

바닥 배치식 교반 장치 2배

세로축식 교반 장치 0. 8배

가로 배치형 교반 장치 1. 0배

전자식 교반 장치 2∼3배

에 필적하는 결과로 되어 있다.

이상 설명한 본 발명의 실시 형태에 따르면, 이하의 효과가 얻어진다.

(1) 용탕 순환 구동 장치(3)는 매우 소형으로 하면서도 큰 용탕 순환량이 얻어진다.

(2) 용탕 수납실(2A) 내의 점검은 상부 덮개(5d), 단열판(5e)을 분리함으로써 매우 용이하게 실시할 수 있다.

(3) 구동실(5A)로부터 외부로 용탕이 비산 등에 의하여 누출되지 않는다.

(4) 구획판(8)은 교환 가능하게 했기 때문에 마모한 경우에 있어서도 교환 가능하고, 또한 그 교환 작업은 구조상 단시간에 실시할 수 있다.

(5) 결과적으로 보수를 위한 조업 정지 시간은 매우 단시간인 것으로 할 수 있다.

(6) 구동 장치(6)는 용탕 구동조(5)에 외장하도록 구성했기 때문에 구동 장치(6) 자체의 보수를 매우 용이하게 실시할 수 있다.

(7) 용탕 순환 구동 장치(3)와 로 본체(2)를 플랜지 접속으로 조립하도록 했기 때문에 조립이나 해체도 단시간에 가능하다.

(8) 용탕 순환 구동 장치(3)에는 보강용 스테인레스판을 설치할 필요가 없기 때문에 발열의 염려가 없고, 설계에 유연성을 지니게 할 수 있다.

(9) 스테인레스판을 불필요하게 했기 때문에 에너지 손실을 종래식의 1／4 이하로 억제할 수 있다.

(10) 용탕 순환 구동 장치(3)를 로 본체(용해로, 유지로, 메인 배스)(2)에 대해 로 본체(2)의 옆쪽에 위치시킨 상태로 부착하고, 용탕 순환 구동 장치(3)와 로 본체(2)의 연통을, 용탕 순환 장치(3)의 용탕 구동조(5)의 개구(5B)와 로 본체(2)의 측벽(2b)에 뚫은 연통구(2b1)를 연통시킴으로써 달성한다는 구조를 채용했다.

또한, 본 발명의 실시 형태에 따르면, 이하의 효과도 얻을 수 있다.

일반적으로, 용탕(M)은 통로 내부에 부착 성장하기 쉽다는 성질을 갖고 있다. 즉, 일반적으로 고온의 용탕(M)은 메인 배스(로 본체)로부터 유입로를 지나서 와실(순환 구동실)에 들어가고, 와실에서 알루미늄 절분을 용해하여 온도가 내려가고, 유출로를 지나서 로 본체로 되돌아간다. 이 유통의 과정에 있어서, 알루미늄 용탕은 공기에 닿아서 산화물(드로스)을 만든다. 이 드로스가 상기 유입로, 상기 유출로의 내면에 부착 성장하여 유로를 좁혀서 최악의 경우, 유로를 막아 버린다. 상기 유입로, 상기 유출로는 좁을 뿐만 아니라, 유로이기 때문에 당연히 어느 정도의 길이를 갖는다. 이 때문에, 본 발명의 발명자는 메인 배스나 와실의 외부로부터 상기 유입로, 상기 유출로의 내부의 청소 작업을 확실하게 실시하는 것은 실제적으로 곤란하다고 생각한다.

이에 대해, 본 발명의 실시 형태에 있어서는, 특히, 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 로 본체(2)의 용탕 수납실(2A)과 순환 구동실(3)의 구동실(5A)을 로벽(측벽(2b))에 만든 2개의 좁은 개구(유출로와 유입로)로 연통하는 것은 아니고, 우선, 용탕 수납실(2A)과 구동실(5A)을 측벽(2b)에 만든 큰 개구(5B)로 연통하고, 이 개구(5B)를 구획판(8)으로 2개로 구획하여 토출 유로(FC1)와 흡입 유로(FC2)로 구획 형성하고 토출 유로(FC1)(유출로)와 흡입 유로(FC2)(유입로)에서 용탕 수납실(2A)과 구동실(5A)을 연통하도록 하고 있다.

이와 같은 본 발명의 실시 형태에서는 로 본체(2)의 용탕 수납실(2A)과 순환 구동실(3)의 구동실(5A)을 연통하는 토출 유로(FC1) 및 흡입 유로(FC2)는 원래 대구경의 1개의 개구(5B)를 구획함으로써 형성한 것이다. 이 때문에, 로 본체(2)의 측벽(2b)에 개별로 2개의 작은 구멍을 뚫어서 유출로와 유입로를 만드는 경우에 비하여 만드는 것이 용이할 뿐만 아니라, 이와 같이 구획하여 만든 토출 유로(FC1)와 흡입 유로(FC2)에는 용탕은 막히기 어렵다는 잇점이 있다. 또한, 상기 구획판(8)을 떼어내면, 개구(5B)의 직경이 큰 것과도 어울려서 개구(5B)(토출 유로(FC1), 흡입 유로(FC2))의 청소 작업(산화물 제거 작업)도 메인 배스 및 와실의 외부로부터 매우 용이하게 실시할 수 있다. 즉, 사용 경과에 동반하여 필연적으로 실시하지 않으면 안되는 보수 작업을 매우 용이하게 실시할 수 있다. 상기의 각종 잇점은 본 발명의 실시 형태에 특유한 것이고, 본 발명의 발명자가 지득하고 있는 다른 장치에는 결코 얻어지지 않는 잇점이다.

Claims (7)

1. 메인 배스의 측벽에 부착되고, 상기 메인 배스에 있어서의 비철 금속의 용탕을 수납하는 용탕 수납실 중의 비철 금속의 용탕을 교반 구동하기 위한 용탕 순환 구동 장치로서,
   밀폐 상태로 구성된 구동실을 갖고, 상기 구동실은 상기 용탕 수납실과 연통시키기 위한 개구를 갖고, 상기 개구로부터 유입되는 용탕을 상기 구동실에 수납하는 용탕 구동조와,
   상기 용탕 구동조의 위쪽에 설치되는 용탕 구동 장치로서, 상기 용탕 구동조의 상기 구동실 내의 용탕에 자력선을 세로 방향으로 관통시킨 상태에서 제 1 세로 방향의 축선의 주위로 회전 가능한 영구 자석 장치와, 상기 영구 자석 장치를 회전 구동함으로써 상기 구동실 내의 용탕을 상기 제 1 세로 방향의 축선의 주위로 회전시키는 영구 자석 장치용 구동 장치를 갖는 용탕 구동 장치와,
   상기 용탕 구동조의 상기 구동실 내에 상기 구동실과 상기 용탕 수납실이 연통하는 방향을 따라서 직립 상태로 배치된 구획판으로서, 상기 구획판의 외단은 상기 개구의 영역에 위치하고, 내단은 상기 구동실의 내부에 위치하고, 상기 내단과 마주 보는 상기 구동실의 내면과 상기 내단의 사이에 용탕 회전용 간극이 형성되어 있으며, 상기 구획판은 상기 구동실의 상기 개구를 상기 구획판의 좌우 양측의 제 1 개구와 제 2 개구로 구획하고, 상기 용탕 구동 장치에 의해 회전시켜져서 상기 구획판의 일면에 충돌한 용탕을 상기 제 1 개구로부터 토출시키고, 용탕의 압력이 낮아진 상기 구동실로 상기 제 2 개구로부터 외부의 용탕을 흡인 가능하게 하는 구획판을 구비한 것을 특징으로 하는
   용탕 순환 구동 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 구획판은 상기 용탕 구동조에 대하여 착탈 가능하게 되어 있는 것을 특징으로 하는
   용탕 순환 구동 장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 구획판의 상기 용탕 구동조로의 고정 위치는 상기 내단측에 있어서의 제 2 세로 방향의 축선의 주위로 회전 이동한 상태로 조정 가능하게 구성되어 있고, 그 조정에 의해 상기 제 1 개구 및 상기 제 2 개구의 간극을 조절하고, 상기 제 1 개구로부터의 토출량과 토출 방향 및 상기 제 2 개구로부터의 흡인량과 흡인 방향을 조절 가능하게 구성되어 있는 것을 특징으로 하는
   용탕 순환 구동 장치.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제 1 세로 방향의 축선과 상기 제 2 세로 방향의 축선을 동일한 축선으로 한 것을 특징으로 하는
   용탕 순환 구동 장치.
   
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 용탕 구동조는 저벽과 측벽을 갖는 위쪽이 개방된 용기상의 조 본체와, 상기 위쪽을 막는 상부 덮개를 구비하는 것을 특징으로 하는
   용탕 순환 구동 장치.
   
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 영구 자석 장치는 각각 세로 방향으로 자화된 복수의 영구 자석을 갖고, 이들의 영구 자석을 회전판의 저면에 둘레 방향을 따라서 사전에 결정된 간격으로 매달림 상태로 부착하고, 또한 상기 복수의 영구 자석의 자극의 하측의 자극은 둘레 방향으로 다른 자극이 번갈아 나열되도록 되어 있는 것을 특징으로 하는
   용탕 순환 구동 장치.
   
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 용탕 순환 구동 장치와, 상기 메인 배스를 구비하는 것을 특징으로 하는
   용해로.

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