KR20200037868A - 야금로를 위한 분할된 루프 - Google Patents

야금로를 위한 분할된 루프 Download PDF

Info

Publication number
KR20200037868A
KR20200037868A KR1020207008698A KR20207008698A KR20200037868A KR 20200037868 A KR20200037868 A KR 20200037868A KR 1020207008698 A KR1020207008698 A KR 1020207008698A KR 20207008698 A KR20207008698 A KR 20207008698A KR 20200037868 A KR20200037868 A KR 20200037868A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hollow metal
spray
roof
cooled
loop
Prior art date
Application number
KR1020207008698A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102494634B1 (ko
Inventor
스코트 에이. 퍼거슨
마리나 케이. 템키나
트로이 디. 워드
로건 윌슨
Original Assignee
시스템즈 스프레이-쿨드, 인코포레이티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 시스템즈 스프레이-쿨드, 인코포레이티드 filed Critical 시스템즈 스프레이-쿨드, 인코포레이티드
Publication of KR20200037868A publication Critical patent/KR20200037868A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102494634B1 publication Critical patent/KR102494634B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Tank furnaces
    • F27B3/10Details, accessories, or equipment peculiar to hearth-type furnaces
    • F27B3/24Cooling arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D1/00Casings; Linings; Walls; Roofs
    • F27D1/18Door frames; Doors, lids, removable covers
    • F27D1/1808Removable covers
    • F27D1/1816Removable covers specially adapted for arc furnaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D11/00Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
    • F27D11/08Heating by electric discharge, e.g. arc discharge
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D3/00Charging; Discharging; Manipulation of charge
    • F27D3/14Charging or discharging liquid or molten material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00Cooling of furnaces or of charges therein
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00Heating by electric discharge
    • H05B7/18Heating by arc discharge
    • H05B7/20Direct heating by arc discharge, i.e. where at least one end of the arc directly acts on the material to be heated, including additional resistance heating by arc current flowing through the material to be heated
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00Cooling of furnaces or of charges therein
    • F27D2009/0002Cooling of furnaces
    • F27D2009/001Cooling of furnaces the cooling medium being a fluid other than a gas
    • F27D2009/0013Cooling of furnaces the cooling medium being a fluid other than a gas the fluid being water
    • F27D2009/0016Water-spray
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D9/00Cooling of furnaces or of charges therein
    • F27D2009/0002Cooling of furnaces
    • F27D2009/0064Cooling of furnace arches
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D2201/00Manipulation of furnace parts
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)

Abstract

틸팅 야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프를 위한 장치가 개시된다. 분할된 분무-냉각식 루프는 중심부, 제1 중공형 금속 루프 섹션 및 제2 중공형 금속 루프 섹션을 갖는다. 제1 및 제2 중공형 루프 섹션들은 규정 분할선을 따라 함께 부착된다. 규정 분할선은 제1 분할선 및 제2 분할선을 가지며, 여기서 제1 분할선은 제2 분할선과 정렬되지 않으며, 그리고 여기서 제1 분할선 및 제2 분할선은 중심부와 정렬되지 않는다.

Description

야금로를 위한 분할된 루프
[0001] 본 개시의 실시예들은 일반적으로, 야금로, 특히 흑연 전극을 통한 전기 아크에 의해 충전된 금속을 가열하는 전기 아크로(electric arc furnace)를 위한 분무-냉각식 루프(spray-cooled roof)에 관한 것이다.
[0002] 야금로들(예컨대, 전기 아크로(electric arc furnace) 또는 래들 야금로(ladle metallurgical furnace)는 용융된 금속 재료들의 처리시에 사용된다. 전기 아크로는 흑연 전극으로부터의 전기 아크에 의해 노(furnace)에서 충전된 금속을 가열한다. 전극으로부터의 전류는 금속 재료들의 용융 배스(molten bath)를 형성하는 충전된 금속 재료를 통과한다. 노들(furnaces)은 용융된 강 및 슬래그(slag)(돌과 같은 폐기 재료)를 형성하는 용융된 재료들의 처리 동안 용융된 재료들을 수납한다.
[0003] 야금로는, 후퇴가능한 루프, 내화재 브릭(refractory brick)과 나란히 정렬되는 난로(hearth), 및 난로의 최상부 상에 놓이는 측벽을 포함하는 다수의 컴포넌트들을 갖는다. 야금로는 통상적으로, 노가 축선을 중심으로 틸팅하는 것을 가능하게 하기 위해 틸팅 플랫폼 상에 놓인다. 용융된 재료들의 처리 동안, 노는 슬래그 도어로서 지칭되는 노에서의 제1 개구를 통해 슬래그를 제거하기 위해 제1 방향으로 틸팅한다. 제1 방향으로 노를 틸팅하는 것은 일반적으로 “슬래그를 위해 틸팅하는 것(tilting to slag)”으로서 지칭된다. 노는 또한, 탭 스파우트(tap spout)를 통해 액체 강을 제거하기 위해 용융된 재료들의 처리 동안 제2 방향으로 틸팅해야 한다. 제2 방향으로 노를 틸팅하는 것은 일반적으로 “탭(tap)을 위해 틸팅하는 것”으로서 지칭된다. 제2 방향은 일반적으로, 실질적으로 제1 방향의 반대인 방향이다.
[0004] 야금로 내에 용융된 재료들의 처리 동안 생성되는 극도의 열 로드들로 인해, 다양한 유형들의 냉각 방법들은, 예를 들어, 노의 루프 및 측벽의 온도를 조절하는 데 사용된다. 가압되지 않은 분무-냉각으로 지칭되는 하나의 냉각 방법은 판의 외부 표면에 대해 유체-기반 냉매(예컨대, 물)를 분무한다. 판은 노의 루프의 부분 또는 노의 측벽의 부분일 수 있다. 이러한 냉각 방법을 위해, 유체-기반 냉매는 대기압으로 유체 분배 유출구로부터 분무된다. 유체-기반 냉매가 판의 외부 표면에 접촉함에 따라, 판은 노 내의 용융된 재료들로부터 판으로 전달되는 열이 경감되며, 따라서 판의 온도를 조절한다. 배기(evacuation) 시스템은 판으로부터 소모된 냉매(즉, 판의 외부 표면에 접촉한 냉매)를 연속적으로 제거하는 데 사용된다.
[0005] 노의 루프에 대한 복합한 냉각 및 배수 시스템과 함께, 심한 열 및 혹독한 환경은 전기 아크로에 대한 루프의 주기적인 유지보수 및 수리를 요구한다. 루프는 이러한 작동들을 위해 제거가능하도록 설계된다. 그러나, 분무-냉각식 루프의 크기 및 복잡성은, 분무-냉각식 루프를 제거하고, 수리하고 그리고 교체하는 시간일 때, 이러한 작동들을 어렵고 그리고 값비싸게 만든다. 분무-냉각식 루프는 통상적으로, 이동하는 것 그리고 운송하는 것을 위해 특별한 수용부들 및 장비를 요구한다. 조립 및 조립해제 시간과 결부된 이러한 수용부들 및 장비의 비용은 값비싸질 수 있다. 유지보수를 위한 분무-냉각식 루프를 이동시키거나 운송하는 것에 관한 비용들은, 분무-냉각식 루프의 큰 크기 및 복잡성으로 인해 분무-냉각식 루프들의 조립 및 조립해제와 연관된 비용들이 원인이다.
[0006] 따라서, 개선된 분무-냉각식 루프에 대한 필요가 존재한다.
[0007] 틸팅 야금로(tilting metallurgical furnace)를 위한 분할된 분무-냉각식 루프가 본원에서 설명된다. 분할된 분무-냉각식 루프는 제1 중공형 금속 루프 섹션 및 제2 중공형 금속 루프 섹션을 갖는다. 제1 및 제2 중공형 루프 섹션들은 규정 분할선을 따라 정합하고 그리고 루프의 중앙 개구의 적어도 일부분을 구속한다. 상호연결하는 크로스-오버 배수구는 제1 및 제2 중공형 루프 섹션들에 커플링된다. 상호연결하는 크로스-오버 배수구들은, 루프가 틸팅될 때, 중공형 금속 루프 섹션들 중 하나의 에워싸인 공간으로부터 인접한 중공형 금속 루프 섹션의 에워싸인 공간으로의 중력 유체 통과(gravitational fluid passage)를 허용한다.
[0008] 다른 예에서, 틸팅 야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프가 본원에서 설명된다. 분할된 분무-냉각식 루프는 중심부, 제1 중공형 금속 루프 섹션 및 제2 중공형 금속 루프 섹션을 갖는다. 제1 및 제2 중공형 루프 섹션들은 규정 분할선을 따라 함께 부착된다. 규정 분할선은 제1 분할선 및 제2 분할선을 가지며, 여기서 제1 분할선은 제2 분할선과 정렬되지 않으며, 그리고 여기서 제1 및 제2 분할선들은 중심부와 반경 방향으로 정렬되지 않는다.
[0009] 본 개시의 위에서 인용된 특징들이 상세히 이해될 수 있는 방식으로, 위에서 간단하게 요약된, 본 개시에 대한 보다 구체적인 설명이, 그의 일부가 첨부된 도면들에 예시된 실시예들을 참조로 하여 이루어질 수 있다. 그러나, 본 개시가 다른 동등한 효과적인 실시예들을 허용할 수 있기 때문에, 첨부된 도면들은 본 개시의 단지 전형적인 실시예들만을 예시하며 따라서 본 개시의 범주를 제한하는 것으로 간주되지 않는다는 것에 주목해야 한다.
[0010] 도 1은 분무-냉각식 루프를 가지는 야금로의 측면 입면도를 예시한다.
[0011] 도 2는 도 1의 분무-냉각식 루프 조립체의 평면도를 예시한다.
[0012] 도 3은 도 1의 분무-냉각식 루프 조립체의 2개의 중공형 금속 루프 섹션들을 도시하는 수직 분해도(exploded orthogonal view)를 예시한다.
[0013] 도 4는 도 3에서 도시되는 분무-냉각식 루프의 인접한 중공형 금속 루프 섹션들에 맞물리는 연결부에 대한 단면 상세도를 예시한다.
[0014] 도 5는 도 3의 중공형 금속 루프 섹션들 중 하나에 대한 수직도(orthogonal view)를 예시한다.
[0015] 도 6은 분무-냉각식 루프 조립체의 직경과 비교하여 중공형 금속 루프 섹션들의 직경 길이에 대한 차이를 예시한다.
[0016] 본 발명은, 별도로 제거가능하고, 운송되고 그리고 함께 설치되도록 분리가능하게 상호연결되는 적어도 2개의 별도의 중공형 금속 루프 섹션들을 포함하는 분할 분무-냉각식 루프를 가지는 야금 전기 아크로에 관한 것이다. 분무 냉각 시스템은 루프의 내부 금속 베이스 부재의 과열을 방지하기 위해 중공형 금속 루프 섹션들 각각 내에 채택된다.
[0017] 일부 실시예들은, 루프가 틸팅될 때, 하나의 중공형 금속 루프 섹션들의 에워싸인 공간으로부터 다른 중공형 금속 루프 섹션들의 에워싸인 공간으로의 중력 이송식 유체 통로를 제공하는, 상호연결하는 크로스-오버 배수구들(interconnecting cross-over drains)을 포함한다. 크로스-오버 배수구들은 유리하게는, 심지어 루프가 틸팅될 때에도, 소모된 냉각 유체가 루프의 배수구로 지향되는 것을 확실하게 한다.
[0018] 일부 실시예들에서, 제1 및 제2 중공형 루프 섹션들은 규정 분할선을 따라 함께 부착된다. 규정 분할선은 제1 분할선 및 제2 분할선을 가지며, 여기서 제1 분할선은 제2 분할선과 정렬되지 않으며, 그리고 여기서 제1 및 제2 분할선들은 중심부와 반경 방향으로 정렬되지 않는다. 제1 및 제2 분할선들의 비-반경 방향 정렬은 조립해제된 루프가 별도의 피스들로서 크기가 보다 작은 것을 허용한다. 다르게 말하자면, 제1 및 제2 분할선들의 비-반경 방향 정렬은 동일한 직경의 종래의 루프에 대해 보다 작은 기하학적 크기를 가지는 제1 및 제2 중공형 루프 섹션들을 초래한다. 따라서, 제1 분할선 및 제2 분할선의 비반경 방향 정렬은, 보다 큰 직경 루프들이 용접에 의해 조립되는 종래의 루프들이 활용되는 것을 방지했을 것인 접근 제한들을 가지는 위치들에 설치되는 것을 또한 가능하게 하면서, 루프가 적은 비용으로 용이하게 사용하는 것을 가능하게 한다.
[0019] 다른 실시예들은 상호연결하는 크로스-오버 배수구들 및 제1 분할선 및 제2 분할선의 비반경 방향 정렬 둘 모두를 포함한다. 일반적으로, 각각의 중공형 금속 루프 섹션은 인접한 중공형 금속 루프 섹션들에 분리가능하게 상호연결된다. 상호연결은, 분무-냉각식 시스템을 위한 유체 기밀성(fluid tightness)을 손상시키지 않으면서, 분무-냉각식 루프의 열팽창을 허용하는 유체 볼트결합식, 핀결합식, 또는 다른 적합한 연결을 통해 각각의 인접한 중공형 금속 루프 섹션과 각각의 중공형 금속 루프 섹션의 밀접한 맞물림을 허용한다. 반경방향 분할선 챔퍼는, 분무-냉각식 루프의 열응력을 받는 영역들에서 응력들을 재분배하고 그리고 감소하기 위해 중공형 금속 루프 섹션들의 상호연결의 최하부 에지를 따라 제공된다. 중공형 금속 루프 섹션들의 최외각 부분들은, 야금 전기 아크로의 본체의 기저 상부 쉘(underlying upper shell)에 의해 지지되는 루프의 외부, 원형 주변부를 규정한다. 중공형 금속 루프 섹션들은 밀접하게 인접하도록 배열되고 그리고 내부 개구를 통해 내부 개구 아래에 있는 야금 전기 아크로로 지나가기 위해 적어도 하나의 흑연 전극에 대한 분무-냉각식 루프를 통한 수직 접근을 제공하는 내부 개구를 규정한다. 각각의 중공형 금속 루프 섹션을 위한 냉매 공급 헤더 도관(coolant supply header conduit)은 분무-냉각식 시스템을 위한 아웃보드 냉매 공급을 통해 냉매의 일반적인 소스(source)와 분리가능하게 상호연결된다. 냉매 배수 유출구들은 각각의 중공형 금속 루프 섹션 내측으로부터 소모된 냉매를 수용하도록 제공된다. 주변의 상호연결된 크로스-오버 배수구들은 분리가능하고 그리고 분할된 분무-냉각식 루프로부터의 냉매의 작동되는 배기(operative evacuation)를 유지하기 위해 하나의 중공형 금속 루프 섹션으로부터 인접한 중공형 금속 루프 섹션으로의 배수부(drainage)를 제공한다. 주변의 분리가능하게 상호연결된 연장부는, 연속적인 통합형 원주 방향 배수 채널을 형성하기 위해 중공형 금속 루프 섹션들로부터 해체된(disjointed) 배기 배수 섹션들을 연결시킨다. 분무 냉각 시스템을 위한 주변의 상호연결된 냉각수 공급 헤더들은 탈착가능하고 그리고 냉매 공급을 위한 통합형 헤더를 형성하기 위해 조합된다.
[0020] 도 1은 분무-냉각식 루프(100)를 가지는 야금로(190)의 측면 입면도를 예시한다. 야금로(190)는 본체(192)를 갖는다. 본체(192)는 내화재 브릭(refractory brick)(105)과 나란히 배열되는 노상(hearth)(101) 및 노상(101)의 최상부에 놓이는 측벽(107)을 갖는다. 측벽(107)은 최상부(159)를 갖는다. 분무-냉각식 루프(100)는 측벽(107)의 최상부(159) 상에 이동가능하게 배치된다. 야금로(190)는 내부 체적부(111)를 갖는다. 야금로(190)의 내부 체적부(111)는 분무-냉각식 루프(100) 및 본체(192)에 의해 에워싸인다. 내부 체적부(111)는, 야금로(190) 내에서 용융될 수 있는 재료(103), 예컨대, 금속, 스크랩 금속, 또는 다른 용융가능한 재료로 로딩되거나 충전될 수 있다.
[0021] 본체(192) 및 분무-냉각식 루프(100)를 포함하는 야금로(190)는, 야금로(190)가 틸팅할 수 있는 틸트(tilt) 축선(180)을 따라 회전가능하다. 야금로(190)는 슬래그(slag)를 제거하기 위해, 때때로 “열”로서 지칭되는 단일 배치 용융 공정(single batch melting process) 동안 여러번 슬래그 도어(slag door)(미도시됨)를 향해 틸트 축선(180)을 중심으로 제1 방향으로 틸팅될 수 있다. 유사하게는, 야금로(190)는 용융된 재료(103)를 제거하기 위해 하나의 최종 시간을 포함하는 단일 배치 용융 공정 동안 여러번 탭 스파우트(미도시됨)를 향해 틸트 축선(180)을 중심으로 제2 방향으로 틸팅될 수 있다.
[0022] 루프 리프트 부재들(roof lift members)(102)은 제1 단부가 분무-냉각식 루프(100)에 부착될 수 있다. 루프 리프트 부재들(102)은 분무-냉각식 루프(100)를 지지하기 위한 체인들(chains), 케이블들(cables), 리지형 지지부들(ridged supports), 또는 다른 적합한 기구들에 의해 지지될 수 있다. 루프 리프트 부재들(102)은 제2 단부가 하나 이상의 매스트 아암들(mast arms)(104)에 부착될 수 있다. 매스트 아암들(104)은 수평으로 연장하고 그리고 매스트 지지부(108)로부터 바깥쪽으로 펼쳐진다. 매스트 지지부(108)는 매스트 포스트(mast post)(110)에 의해 지지될 수 있다. 커플링(coupling)(109)은 매스트 포스트(110)를 매스트 지지부(108)에 부착할 수 있다. 매스트 지지부(108)는 커플링(109) 및 매스트 포스트(110)를 중심으로 회전할 수 있다. 대안적으로, 매스트 포스트(110)는 루프 리프트 부재들(102)을 이동시키기 위해 매스트 지지부(108)와 회전할 수 있다. 또 다른 예들에서, 루프 리프트 부재들(102)은 분무-냉각식 루프(100)를 이동시키도록 공기 중에(aerially) 지지될 수 있다. 일 실시예에서, 분무-냉각식 루프(100)는 측벽(107)으로부터 멀리 스윙하거나(swing) 리프팅하도록 구성된다. 분무-냉각식 루프(100)는 그 내부에 재료를 로딩하기 위한 측벽(107)의 최상부(159)를 통해 야금로(190)의 내부 체적부(111)를 노출하기 위해 측벽(107)으로부터 멀리 리프팅된다.
[0023] 분무-냉각식 루프(100)는 도 2에서 도시되는 바와 같이, 평면도로부터 볼 때 형상이 원형일 수 있다. 중앙 개구(124)는 분무-냉각식 루프(100)를 통해 형성될 수 있다. 전극들(120)은, 분무-냉각식 루프(100) 위의 포지션으로부터 내부 체적부(111)로 중앙 개구(124)를 통해 연장한다. 야금로(190)의 작동 동안, 전극들(120)은, 재료(103)를 용융시키기 위해 전기 아크로 생성된 열(electric arc-generated heat)을 제공하도록, 중앙 개구(124)를 통해 야금로(190)의 내부 체적부(111)로 하강된다.
[0024] 분무-냉각식 루프(100)는, 작동 동안 야금로(190)의 내부 체적부(111) 내에서 생성되는 연무들의 제거를 가능하게 하기 위해 배출 포트를 더 포함할 수 있다.
[0025] 도 2는 도 1의 분무-냉각식 루프(100)의 평면도를 예시한다. 규정 분할선(202)은 분무-냉각식 루프(100)를 접하여 정합하는 중공형 금속 루프 섹션들로 분할한다. 2개의 중공형 금속 루프 섹션들(203, 201)이 도 2에서 예시되지만, 규정 분할선(들)은 임의의 합리적인 수의 중공형 금속 루프 섹션들로 분무-냉각식 루프(100)를 나누도록 활용될 수 있다. 분무-냉각식 루프(100)는 외부 벽(219) 및 내부 벽(218)을 갖는다. 내부 벽(218)은, 분무-냉각식 루프(100)의 중심부(예컨대, 중심선)(299)에 동심으로 위치되는 중앙 개구(124)를 구속한다. 중앙 개구(124)는 규정 분할선(202)을 제1 분할선(271) 및 제2 분할선(272)으로 분리할 수 있다. 분무-냉각식 루프(100)는 상방으로 경사진 형상, 예를 들어, 절두원뿔형 또는 접시구형(torispherical) 형상을 가질 수 있고, 그리고 내부 체적부(111)를 에워싸기 위해 야금로(190) 위에 배치된다. 대안적으로, 분무-냉각식 루프(100)는 다른 형상들을 가질 수 있다.
[0026] 제1 분할선(271) 및 제2 분할선(272)은 외부 벽(219)으로부터 내부 벽(218)으로 연장한다. 제1 분할선(271)의 외부 단부 및 제2 분할선(272)의 외부 단부를 통해 연장하는 제1 가상선(277)은 중심부(299)를 통해 횡단할 수 있다. 도 2의 예에서, 제1 가상선(277)은 중심부(299)를 통해 연장하지만, 대안적으로, 제1 가상선(277)은 중심부(299)로부터 오프셋될 수 있다. 유사하게는, 제1 분할선(271)의 내부 단부 및 제2 분할선(272)의 내부 단부를 통해 연장하는 제2 가상선(276)은 중심부(299)를 통해 횡단할 수 있다. 그러나, 제1 가상선(277)은 제2 가상선(276)과 선형적으로 정렬되지 않는다. 유사하게는, 제1 분할선(271)은 제2 분할선(272)과 정렬되지 않는다(즉, 등방향성이 아님). 제1 예에서, 제1 분할선(271) 또는 제2 분할선(272)은 중심부(299)로 반경 방향으로 정렬되지 않는다. 또한, 제1 예이거나 제1 예에 대한 대안일 수 있는 제2 예에서, 제1 분할선(271) 또는 제2 분할선(272)은 제1 가상선(277)과 정렬되지 않는다. 또한 제1 예 및/또는 제2 예이거나 제1 예 및/또는 제2 예에 대한 대안일 수 있는 제3 예에서, 제1 분할선(271) 또는 제2 분할선(272)은 제2 가상선(276)과 정렬되지 않는다. 도 2에서 예시되는 예에서, 제1 분할선(271) 및 제2 분할선(272)은 제1 가상선(277)에 대한 각도(275)로 형성될 수 있다. 중공형 금속 루프 섹션들(203, 201)은 규정 분할선(202)을 따라 서로 연결된다. 중공형 금속 루프 섹션들(203, 201)은 서로 부착될 수 있거나 탈착될 수 있다. 단지 2개의 중공형 금속 루프 섹션들(203, 201)이 도시되지만, 분무-냉각식 루프(100)는 복수의, 예컨대 3개 이상의 중공형 금속 루프 섹션들을 가질 수 있다. 별도의 중공형 금속 루프 섹션들(203, 201)은 분무-냉각식 루프(100)를 형성하기 위해 임의의 인접한 별도의 중공형 금속 루프 섹션들에 부착된다. 이러한 방식으로, 접하는 중공형 금속 루프 섹션들(203, 201)의 열팽창은 중공형 금속 루프 섹션들(203, 201) 사이의 결합부들 또는 냉매 및 배수 시스템들이 누출로부터 자유로운 상태를 유지하는 것을 가능하게 하는, 냉매 및 배수 시스템에 대한 연결부들에 응력을 주지 않는다.
[0027] 정합하는 중공형 금속 루프 섹션들(201, 203)은, 패스너들, 핀들, 용접들, 클램프들을 사용하여 규정 분할선(202)을 따라 부착될 수 있거나, 임의의 적합한 결합 기술에 의해 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 중공형 금속 루프 섹션들(201, 203)은, 섹션들(201, 203)이 용이하게 분리되고 그리고 함께 재조립될 수 있는 방식으로 볼트들로 분리가능하게 상호연결된다. 여기서, 2개의 분리가능하게 상호연결되는 중공형 금속 루프 섹션들(201, 203)은 규정 분할선(202)을 따라 분리된다. 부가의 중공형 금속 루프 섹션들을 도입하는 것이 부가의 분할선들을 도입할 것인 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 3개의 중공형 금속 루프 섹션들로부터 형성되는 분무-냉각식 루프(100)는 각각의 접하는 중공형 금속 루프 섹션들 사이에 제1, 제2 및 제3 분할선을 가질 것이다.
[0028] 분무-냉각식 루프(100)는 도 4 및 도 5를 참조로 하여 아래에서 더 상세히 설명되는 분무 냉각 시스템(550)을 갖는다. 냉매 공급부(130)는 분무-냉각식 루프(100)와 인터페이싱되는 분무 냉각 시스템(550)에 냉매를 제공한다. 냉매, 예컨대 물 또는 다른 적합한 유체가 각각의 중공형 금속 루프 섹션(201, 203)에 내부적으로 제공된다. 냉매 공급 연결부들(209 및 210)은 중공형 금속 루프 섹션들(201, 203) 각각에서 냉매 공급부(130)와 분무 냉각 시스템(550) 사이에 유체 연결을 제공한다. 냉매는 최대 작동 온도 미만으로 분무-냉각식 루프의 내부 금속 베이스 부재를 유지하기 위해 분할된 분무-냉각식 루프의 중공형 금속 루프 섹션들(201, 203) 내에 분무된다.
[0029] 분할된 분무-냉각식 루프는 규정 분할선(202)에 걸쳐 인접한 중공형 금속 루프 섹션들의 중공형 내부들(또한 “에워싸인 공간”으로서 지칭됨)을 커플링하는 탈착가능한 상호연결하는 크로스-오버 배수구들을 포함한다. 예를 들어, 도 2 및 도 5에서 도시되는 바와 같이, 상호연결하는 크로스-오버 배수구들(211, 212)은 중공형 금속 루프 섹션들(201)의 중공형 내부와 중공형 금속 루프 섹션들(203)의 중공형 내부 사이에 유체 통로를 제공한다. 주변 탈착가능하게 상호연결하는 크로스-오버 배수구들(211, 212)은, 분무-냉각식 루프(100)의 인접한 섹션들이 하나의 루프 섹션의 중공형 내부로부터 인접한 루프 섹션의 중공형 내부로의 소모된 냉각수의 완전한 배기를 실현하도록, 중공형 금속 루프 섹션들(201, 203)의 최하 부분에 중공형 금속 루프 섹션들(201, 203)에 연결된다. 일 실시예에서, 각각의 상호연결하는 크로스-오버 배수구들(211, 212)의 일부분은 각각의 중공형 금속 루프 섹션(201, 203)에 커플링될 수 있으며, 배수구들(211, 212)의 일부는 중공형 내부들 사이에 통로들을 형성하기 위해 함께 체결된다. 다른 실시예에서, 상호연결하는 크로스-오버 배수구들(211, 212)은 중공형 내부들 사이에 통로들을 형성하기 위해 중공형 금속 루프 섹션(201, 203) 각각에 커플링되는 단부들을 가지는 단일 또는 다수의 파이프들일 수 있다. 유용하게는, 상호연결하는 크로스-오버 배수구들(211, 212)은, 심지어 루프가 슬래깅하기 위한 틸팅 및 탭 작동들을 위한 틸팅 동안 수평으로부터 틸팅될 때에도, 하나의 중공형 금속 루프 섹션의 에워싸인 중공형 내부로부터 인접한 중공형 금속 루프 섹션의 에워싸인 중공형 내부로의 중력 이송식(gravity fed) 유체 통로를 제공한다. 크로스-오버 배수구들은 유리하게는, 심지어 루프가 틸팅될 때에도, 중공형 내부들 내의 소모된 냉각 유체가 루프의 배수구로 지향되는 것을 확실하게 한다.
[0030] 외부 배기 배수구(213)는 각각의 중공형 금속 루프 섹션(201, 203)의 외부 벽(219)을 따라 제공된다. 주변의 분리가능하게 상호연결된 연장부(216)는, 연속적인 통합형 원주 방향 배수구를 형성하기 위해 중공형 금속 루프 섹션들 중 하나, 예컨대 섹션(203)을 나오는 전용 유출구들(dedicated outlets)(150, 152)에 각각의 중공형 금속 루프 섹션(201, 203)을 따르는 배기 배수구(213)를 연결시킨다. 일 실시예에서, 각각의 상호연결된 연장부(216)의 일부분은 중공형 금속 루프 섹션들(201, 203) 중 하나와 연관되는 배기 배수구(213)의 각각의 일부에 커플링될 수 있으며, 이 때 상호연결된 연장부(216)의 일부는 배기 배수구(213)의 각각의 일부 사이에 통로들을 형성하기 위해 함께 체결된다. 다른 실시예들에서, 상호연결된 연장부(216)는 해체된(disjointed) 배기 배수구(213)의 각각의 일부에 커플링되는 단부들을 가지는 단일 또는 다수의 파이프들로 형성될 수 있다.
[0031] 도 3은 도 1의 분무-냉각식 루프(100)의 2개의 중공형 금속 루프 섹션들(203, 201)을 도시하는 수직 분해도를 예시한다. 도 4는 도 3에서 도시되는 규정 분할선(202)을 따라 분무-냉각식 루프(100)의 인접한 중공형 금속 루프 섹션들(203, 201)에 맞물리는 연결부에 대한 단면 상세도를 예시한다. 도 5는 도 3의 중공형 금속 루프 섹션들(203) 중 하나에 대한 수직도를 예시한다. 동시에, 도 3 및 도 5를 참조하면, 각각의 중공형 금속 루프 섹션들(203, 201)에는 야금로(190)의 기저 본체(192)의 원형 주변 최상부(159)와 착좌하는 아래로 개방하는 금속 지지 부재(304)가 제공된다.
[0032] 상호연결하는 크로스-오버 배수구들(211, 212) 및 종래의 분무-냉각식 내부 또는 외부 배기 배수구(213)도 입면도에서 탈착된 상태로 도시된다. 주변의 탈착가능하게 상호연결된 연장부(216)는 중공형 금속 루프 섹션(203)으로부터 나오는 전용 유출구들(150, 152)에 커플링되는 연속적인 통합형 원주 방향 배수구를 형성하기 위해 해체된 배기 배수구(213)를 연결한다. 탈착가능하게 상호연결되는 루프 섹션들을 분리하는 파팅 벽(parting wall)(314)은 하나의 루프 섹션을 다른 루프 섹션으로부터 고립시키는 역할을 해서, 상호연결성은 중공형 루프 섹션들의 내부 내로부터 소모된 유체의 누출 없이 도 4에 대해 아래에서 더 상세히 논의되는 규정 분할선(202)을 따라 체결 연결부(405)로 유지될 수 있다. 일단 중공형 금속 루프 섹션들(201, 203)은, 규정 분할선(202)을 따라 함께 정합된다면, 파팅 벽들(314), 배수구들(211, 212, 213), 냉매 공급 연결부들(209, 210) 및 상호연결된 연장부(216)는 분무-냉각식 루프(100)를 형성하기 위해 함께 조립될 수 있다.
[0033] 도 4를 이제 참조하면, 각각의 중공형 금속 루프 섹션(201, 203)에는 파팅 벽들(314)에 걸친 연결부들(405)이 제공된다. 일 실시예에서, 연결부들(405)은, 중공형 금속 루프 섹션들(203, 201)을 함께 고정되게 유지하기 위해 볼트들 및 너트들을 활용한다. 2개의 중공형 금속 루프 섹션들(203, 201)은 내부 금속 기초 부재(406) 및 외부 금속 커버링 부재(407)를 갖는다. 각각의 중공형 금속 루프 섹션(201, 203)은 파팅 벽들(314)을 따라 인접한 중공형 금속 루프 섹션들과 제거가능하게 맞물린다. 에워싸인 공간(430)(또한 “중공형 내부”로서 지칭됨)은 외부 금속 커버링 부재(407), 내부 금속 기초 부재(406) 및 파팅 벽(314) 사이에 각각의 중공형 금속 루프 섹션(201, 203) 내에서 규정된다. 내부 금속 기초 부재(406)는, 재료(103)가 처리되는 야금로(190)의 내부 체적부(111)를 직접적으로 향하는 외부 표면을 가지는 판(plate)이다. 반경 방향 분할선 챔퍼(415)는 내부 금속 기초 부재(406)의 최하부 에지를 따라 제공된다. 반경 방향 분할선 챔퍼(415)는, 2개의 중공형 금속 루프 섹션들(203, 201)이 결합되는 구역에서 열응력을 재분배하고 그리고 감소한다. 또한, 스페이서들(419 및 420)은, 연관된 팽창 및 수축 응력들의 열 팽창 및 줄어듬(lessening)을 허용하기 위해 탈착가능하게 상호연결된 중공형 금속 루프 섹션들(203, 201)을 분리하도록 활용될 수 있다.
[0034] 도 5를 이제 참조하면, 중공형 금속 루프 섹션(203)은, 파팅 벽들(314)이 제거된 상태로 도시된다. 중공형 금속 루프 섹션(201)은 유사하게 구성된다. 중공형 금속 루프 섹션(203)은 분무-냉각식 루프(100)의 미리 정해진 부분을 형성하도록 성형되는 상방으로 경사진 내부 금속 기초 부재(406)를 포함한다. 외부 금속 커버링 부재(407)는 또한, 분무-냉각식 루프(100)의 미리 정해진 부분을 형성하도록 성형될 수 있다. 외부 금속 커버링 부재(407)는 내부 금속 기초 부재(406)로부터 이격되고 이 내부 금속 기초 부재의 반대편에 있고 그리고 이 내부 금속 기초 부재에 대해 준평행하다.
[0035] 중공형 금속 루프 섹션(203)에 대한 진입부에 부착되고 그리고 내부 금속 기초 부재(406) 주위에 연장하는 분무 냉각 시스템(550)의 액체 냉매 공급 헤더 도관(508)이 제공된다. 중공형 금속 루프 섹션(203)의 최상부에 더 가까운 주변의 탈착가능하게 상호연결하는 냉매 공급 연결부들(209, 210)은 접하는 중공형 금속 루프 섹션들(201, 203)에 배치되는 액체 냉매 공급 헤더 도관들(508)과 연통해서, 전체 루프(100)의 냉각 시스템(550)은 단일 공급 소스로부터 냉매가 공급될 수 있다. 액체 냉매 공급 소스로부터 각각의 제거가능한 중공형 금속 루프 섹션(201, 203)으로 직접적으로 액체를 공급하기 위한 액체 냉매 공급 도관(미도시됨)은 분무-냉각식 루프(100)의 외측방에 위치되고 그리고 액체 냉매 공급 헤더 도관(508)에 연결된다.
[0036] 분무 냉각 시스템(550)은 분무-냉각식 루프(100)의 내부 금속 기초 부재(406)에서 과도한 열 빌드업(buildup)을 방지하도록 활용된다. 위에서 언급된 바와 같이, 분무 냉각 시스템(550)은 냉매 공급 헤더 도관(508)에 부착된다. 분무 냉각 시스템(550)은 각각의 중공형 금속 루프 섹션(203)의 에워싸인 공간(430)에 배치된다. 분무 냉각 시스템(550)은, 물 또는 일부 다른 적합한 액체와 같은 유체 기반 냉매를 활용한다. 냉매 공급 헤더 도관(508)은 냉매 공급 시스템, 예컨대, 냉매 공급 연결부들(209, 210)에 부착된다. 분무 냉각 시스템(550)은 야금로(190)의 내부 체적부(111)에 노출되는 상방으로 경사진 내부 금속 기초 부재(406) 상에 냉매를 분무시킴으로써 중공형 금속 루프 섹션(203)을 위한 온도 프로파일을 유지한다. 냉매는 분무-냉각식 루프(100)의 내부 금속 기초 부재의 온도를 바람직한 레벨로 유지하기 위해 에워싸인 공간(430) 내측으로 분무된다.
[0037] 도 4에서 예시되는 실시예에서, 분무 냉각 시스템(550)은 액체 냉매 공급 헤더 도관(508), 복수의 분기 도관들(branch conduits)(552) 및 유체 분배 유출구들(554)을 포함한다. 복수의 분기 도관들(552)은 공급 헤더 도관(508)에 유체적으로 커플링되고 그리고 공급 헤더 도관으로부터 에워싸인 공간(430) 내에서 연장한다. 유체 분배 유출구들(554)은 에워싸인 공간(430) 내에서 각각의 분기 도관(552)의 원위 단부들 상에 배치된다. 냉매는, 중공형 금속 루프 섹션(203)을 냉각하기 위해, 액체 냉매 공급 헤더 도관(508)으로, 분기 도관들(552)을 통해, 유체 분배 유출구들(554) 밖으로, 에워싸인 공간(430)으로, 그리고 상방으로 경사진 내부 금속 기초 부재(406) 상으로 유동한다.
[0038] 배기 시스템(560)은 중공형 금속 루프 섹션(203)의 에워싸인 공간(430)으로부터 분무된(즉, 소모된) 냉매를 수집하고 그리고 제거된다. 배기 시스템(560)은 에워싸인 공간(430)의 최하부 부분에 위치되는 하나 이상의 외부 액체 배수 개구들(524)을 갖는다. 외부 액체 배수 개구들(524)은 분무 냉각 시스템(550)에 의해 에워싸인 공간(430)에서 분무된 냉매를 수집하고 그리고, 필요에 따라, 수평으로부터 틸팅되는 분무-냉각식 루프(100)에 응답하여, 상호연결하는 크로스-오버 배수구들(211, 212)을 통과하는, 제거를 위해 배기 배수구(213)로 비워진다. 또한, 도 2 및 도 5에서 도시되는 바와 같이, 크로스-오버 배수구들(211, 212)의 위치는 파팅 벽들(314)에 바로 근접하다. 파팅 벽들(314)에 바로 근접한 크로스-오버 배수구들(211, 212)의 위치는, 분무 냉각식 루프(100)가 중공형 금속 루프 섹션들(201, 203)의 보다 높은 곳에 커플링되는 크로스-오버 배수구들(211, 212)로, 그리고 크로스-오버 배수구들(211, 212)을 통해 중공형 금속 루프 섹션들(201, 203)의 낮은 곳 직접적으로 루팅되기 위해 틸팅된 배향 상태(tilted orientation)에 있을 때, 파팅 벽들(314)에 맞닿게 유동하는 소모된 냉매를 허용하며, 따라서 외부 액체 배수 개구들(524) 중 하나로 중력에 의해 동작하도록 항상 허용될 것을 보장해서, 외부 배기 배수구(213)를 비우도록 활용되는 벤추리 펌프들(venturi pumps)은 분무-냉각식 루프(100)의 틸트 경사도(tilt inclination)와 관계없이 분무-냉각식 루프(100)를 배수하는 기능하는 것을 유지할 것이다.
[0039] 도 3으로 되돌아가면, 리프팅 러그들(lifting lugs)(318)은 각각의 중공형 금속 루프 섹션들(203, 201)에 부착된다. 리프팅 러그들(318)은, 분무-냉각식 루프(100)로부터 중공형 금속 루프 섹션들(203, 201)을 제거하고 그리고 설치하기 위해 오버헤드 크레인, 리프트 또는 다른 디바이스에 대한 부착 지점들을 제공한다. 또한, 리프팅 러그들(318)은 야금로(190)로부터 분무-냉각식 루프(100)를 설치하고 그리고 제거하기 위한 리프트 지점들을 제공하는 역할을 한다. 예로써, 하나의 중공형 금속 루프 섹션(203)은 도 3에서 도시되는 바와 같이 오버헤드 크레인 또는 다른 디바이스에 의해 제2 중공형 금속 루프 섹션(201)에 인접하게 위치결정되며, 그리고 오버헤드 크레인은 탈착되고 그리고 제거될 수 있다. 나머지의 중공형 금속 루프 섹션들은, 2개 초과의 루프 섹션들이 활용될 때, 패스너들로 서로 유사하게 부착된다. 따라서, 중공형 금속 루프 섹션들(201, 203)은, 예컨대, 검사, 유지보수, 또는 교체를 위해 개별적으로 그리고 별도로 제거될 수 있다.
[0040] 분무-냉각식 루프(100)의 일부 부가의 이점들은 도 6과 연계하여 논의된다. 도 6은, 규정 분할선(202)을 형성하는 오정렬된 분할선들(271, 272)의 결과로서 달성되는 분무-냉각식 루프(100)의 직경(699)과 비교하여, 중공형 금속 루프 섹션(201)의 제1 길이(610) 및 중공형 금속 루프 섹션(203)의 제2 길이(620)에 대한 차이를 예시한다. 2개의 섹션들을 가지고, 루프의 중심부와 정렬되지 않고 그리고 루프의 중심부를 반경 방향으로 통과하지 않는 분할선은 2개의 역할들을 갖는다. 첫째로, 분할선(들)을 따라 루프를 분할하는 것은 규정 분할선을 따라 단지 기계적인 조립을 요구하는 2개 이상의 완전 양립성 루프 섹션들의 운송(shipping)을 가능하게 한다. 이는, 온(on) 또는 오프(off) 노를 조립하는 것 및 전체적인 루프에 대한 단일 섹션의 교체를 가능하게 한다. 운송 허가는 통상적으로, 종래의 분무-냉각식 루프들이 수령시 함께 용접되어야 하는 2개의 섹션들로 운송되는 것을 요구하고 있다. 용접에 의한 루프 섹션들의 조립은 값비싸고 그리고 시간 소모적이다. 기계적인 조립은, 값비싼 시간 소모적 용접 없이 부품들을 조립할 때 수주의(multiple weeks) 조립 시간을 절약한다. 유지보수는 현장 유지보수 공정 동안 루프의 크기 피스들의 단지 절반을 핸들링하는 것을 요구하면서, 전체 루프 상에 수행될 수 있다. 유지보수를 위해 루프를 쉽 아웃(ship out)하기 위해 루프를 절취해야 할 필요 없이, 분할된 분무-냉각식 루프는, 분무-냉각식 루프 섹션들이 쉽 인되었던(shipped in) 방법과 유사한 유지보수를 위해 섹션들을 쉽 아웃하기 위한 조립 부속장치들의 용이한 그리고 신속한 제거를 가능하게 한다.
[0041] 둘째로, 2개의 섹션들을 가지고, 루프의 중심부와 정렬되지 않고, 루프의 중심부를 반경 방향으로 통과하지 않는 규정 분할선은, 의도적으로 탭-투-슬래그(tap-to-slag) 중심선과의 함께-정렬을 회피한다. 루프 원주 주위에 있는 위치들 모두는 운영상(operationally) 바쁘다. “규정된” 분할선은, 노가 탭하거나 슬래그하도록 틸팅될 때, 루프 섹션들 중 하나에서의 어느 곳에서나 물을 포집하지 않는다. 분할선은 탭과 슬래그 사이의 루프 중심선에 여전히 가깝도록 규정되는데, 왜냐하면, 노가 틸팅될 때, 소모된 냉각수가 이 루프 중심선에 필연적으로 수집되기 때문이다. 분무-냉각식 루프(100)가 슬래그 제거 또는 금속 주입(pouring)을 위해 틸트 축선(180)을 따라 (왼쪽 또는 오른쪽) 방향으로 야금로(190)와 함께 틸팅될 때, 분무-냉각식 루프(100)에서의 냉매는 각각의 중공형 금속 루프 섹션(201, 203)에서 배수하도록 허용된다. 내부 벽을 따른 제1 중간점(628)은 틸트 축선과 실질적으로 수직이다. 내부 벽을 따른 제2 중간점(618)은 틸트 축선과 실질적으로 수직이다. 따라서, 틸트 축선(180)을 따라 오른쪽으로 분무-냉각식 루프(100)를 틸팅하는 것은, 중공형 금속 루프 섹션들(201, 203) 내의 냉매가 제1 종료점(616)에 가까운 외부 벽(219) 상의 배수구로 중력에 의해 유동하는 것을 유발시킬 것이다. 유사하게는, 틸트 축선(180)을 따라 왼쪽으로 분무-냉각식 루프(100)를 틸팅하는 것은, 중공형 금속 루프 섹션들(201, 203) 내의 냉매가 제2 종료점(626)에 가까운 외부 벽(219) 상의 배수구로 중력에 의해 유동하는 것을 유발시킬 것이다. 이에 따라, 냉매는 내부 벽(218)에 가깝게 갇히게 되지 않고 그리고 중력에 의해 내부 벽(218)에 가까운 구역을 빠져나올 수 있다. 따라서, 규정 분할선(202)의 위치는, 야금로(190)가 틸팅될 때, 분무-냉각식 루프(100)에서 보다 양호한 중력 이송 냉매 배수부를 제공한다.
[0042] 유리하게는, 분무-냉각식 루프에 대한 분할 설계는, 냉매 시스템 및 배수부에 대한 최소 연결들로의 중공형 금속 루프 섹션들의 조립 용이한 분해(break down) 및 조립을 제공한다. 중공형 금속 루프 섹션들은, 노의 틸트 포지션과 관계없이 분무-냉각식 루프로 조립될 때, 중력 배수를 제공하도록 유리하게 구성된다. 조립된 중공형 금속 루프 섹션들 사이의 분할선은, 분무-냉각식 루프의 열팽창이 냉매 시스템의 무결성을 손상하지 않거나 분무-냉각식 루프 자체 상의 지나친 응력을 생성하지 않고 발생하는 것을 가능하게 한다. 중공형 금속 루프 섹션들로의 분무-냉각식 루프의 분해는 조립 및 조립해제 시간을 최소화하면서 용이한 수송 및 핸들링을 허용하며, 따라서 보다 큰 비용 효율적인 해결을 제공한다.
[0043] 이전 내용이 본 개시의 실시예들에 관한 것이지만, 다른 실시예 및 추가의 실시예가 본 개시의 기본 범주를 벗어나지 않고 고안될 수 있으며, 그리고 본 개시의 범주는 후속하는 청구항들에 의해 판정된다.

Claims (20)

  1. 야금로(metallurgical furnace)를 위한 분할된 분무-냉각식 루프(split spray-cooled roof)로서,
    상기 분할된 분무-냉각식 루프는,
    제1 중공형 금속 루프 섹션(hollow metal roof section); 및
    상기 루프의 중앙 개구의 적어도 일부분을 구속하기 위해 상기 제1 중공형 금속 루프 섹션과 정합하는 제2 중공형 금속 루프 섹션을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 중공형 루프 섹션들은 상기 중앙 개구를 통과하는 규정 분할선(prescription split line)을 따라 함께 부착되며, 상기 규정 분할선은,
    제1 분할선; 및
    제2 분할선을 포함하며,
    상기 제1 분할선은 상기 제2 분할선과 정렬되지 않으며, 그리고 상기 제1 분할선 및 상기 제2 분할선은 중심부와 반경 방향으로 정렬되지 않는,
    야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 중공형 금속 루프 섹션들은,
    상기 루프의 미리 정해진 부분을 형성하는 상방으로 경사진 내부 금속 기초 부재;
    상기 내부 금속 기초 부재로부터 이격되고 상기 내부 금속 기초 부재와 등록되어 있는(in register with) 외부 금속 커버링 부재(outer metal covering member); 및
    상기 내부 금속 기초 부재와 상기 외부 금속 커버링 부재 사이에 규정된 에워싸인 공간(enclosed space)을 포함하는,
    야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 에워싸인 공간은,
    전체에 걸쳐 실장되는(populated) 유체 유출구들에 부착되는 냉매 공급 헤더 도관(coolant supply header conduit);
    최하부 부분; 및
    소모된 냉매 배기(evacuation)를 위해 상기 에워싸인 공간의 최하부 부분에 위치되는 적어도 하나의 외부 액체 배수 개구를 포함하는,
    야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 금속 루프 섹션의 상기 에워싸인 공간을 상기 인접한 제2 중공형 금속 루프 섹션의 에워싸인 공간에 유체적으로 커플링하는, 상호연결하는 크로스-오버 배수구(interconnecting cross-over drain)를 더 포함하는,
    야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프.
  5. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 금속 루프 섹션의 에워싸인 공간에 배치되는 상기 액체 냉매 공급 헤더 도관은, 상기 루프에 대해 외부에 있는 연결부를 통해 상기 인접한 제2 중공형 금속 루프 섹션의 에워싸인 공간에 연결되는,
    야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 중공형 금속 루프 섹션에 커플링되는 배기 배수구(evacuation drain)의 제1 부분; 및
    상기 제2 중공형 금속 루프 섹션에 커플링되는 상기 배기 배수구의 제2 부분을 더 포함하며, 그리고 상기 제1 부분 및 상기 제2 부분은 상호연결된 연장부에 의해 탈착가능하게 커플링되는,
    야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프.
  7. 제1 항에 있어서,
    각각의 인접한 중공형 금속 루프 섹션과 각각의 중공형 금속 세그먼트를 제거가능하게 체결하는 커넥터(connector)를 더 포함하는,
    야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 중공형 금속 루프 섹션들의 인접한 벽들 사이에 배치되는 스페이서들(spacers)을 더 포함하는,
    야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 중공형 금속 루프 섹션들의 인접한 벽들의 최하부 에지를 따라 배치되는 반경 방향 분할선 챔퍼들(radial split line chamfers)을 더 포함하는,
    야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프.
  10. 야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프로서,
    상기 분할된 분무-냉각식 루프는,
    제1 중공형 금속 루프 섹션;
    규정 분할선을 따라 상기 제1 중공형 루프 섹션에 부착되는 제2 중공형 금속 루프 섹션; 및
    틸팅된 배향 상태(tilted orientation)인 상기 루프에 응답하여 상기 에워싸인 공간들 사이에 중력 유체 통과(gravitational fluid passage)를 허용하는 배향으로 상기 제2 중공형 금속 루프 섹션의 에워싸인 공간에 상기 제1 중공형 금속 섹션의 에워싸인 공간을 커플링하는 제1 상호연결하는 크로스-오버 배수구를 포함하는,
    야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 중공형 금속 루프 섹션들의 에워싸인 공간들에 배치되는 물 분배 유출구들을 가지는 분무 냉각 시스템(spray cooling system)을 더 포함하는,
    야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 중공형 금속 루프 섹션은, 상기 제2 중공형 금속 루프 섹션으로부터 상기 제1 중공형 금속 루프 섹션을 분리하는 제1 파티션(partition) 벽을 더 포함하며, 상기 제1 상호연결하는 크로스-오버 배수구의 일단부는 상기 제1 파티션 벽에 인접하게 배치되는,
    야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 중공형 금속 루프 섹션은, 상기 제1 중공형 금속 루프 섹션의 제1 파티션 벽을 향하는 상기 제2 파티션 벽을 더 포함하며, 상기 상호연결하는 크로스-오버 배수구의 다른 단부는 상기 제2 분할 벽에 인접하게 배치되는,
    야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 중공형 금속 루프 섹션은,
    상기 제2 중공형 금속 루프 섹션으로부터 상기 제1 중공형 금속 루프 섹션을 분리하는 제2 파티션 벽; 및
    상기 에워싸인 공간들 사이에 중력 유체 통과를 허용하는 배향으로 상기 제2 중공형 금속 루프 섹션의 에워싸인 공간에 상기 제1 중공형 금속 섹션의 에워싸인 공간을 커플링하는 제2 상호연결하는 크로스-오버 배수구를 더 포함하는,
    야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 제1 중공형 금속 루프 섹션은, 상기 제1 파티션 벽의 최하부 에지를 따른 반경방향 분할선 챔퍼들을 더 포함하는,
    야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프.
  16. 제10 항에 있어서,
    상기 규정 분할선은,
    제1 분할선; 및
    제2 분할선을 포함하며, 상기 제1 분할선은 상기 제2 분할선과 정렬되지 않으며, 그리고 상기 제1 분할선 및 상기 제2 분할선은 중앙 개구의 중심부와 반경 방향으로 정렬되지 않는,
    야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프.
  17. 제10 항에 있어서,
    각각의 중공형 금속 루프 섹션의 외부 벽을 따라 배치되는 배기 배수구를 더 포함하며, 상기 배기 배수구는 상기 제1 및 제2 중공형 금속 루프 섹션들의 에워싸인 공간들에 유체적으로 커플링되는,
    야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 배기 배수구의 제1 부분은 상기 제1 중공형 금속 루프 섹션에 커플링되며, 그리고 상기 배기 배수구의 제2 부분은 상기 제2 중공형 금속 루프 섹션에 커플링되고, 그리고 상기 제1 및 제2 부분들은 상호연결되는 연장부에 의해 탈착가능하게 커플링되는,
    야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 배기 배수구의 제1 부분을 상기 제1 중공형 금속 루프 섹션의 에워싸인 공간에 유체적으로 커플링하는 하나 이상의 외부 액체 배수 개구들; 및
    상기 배기 배수구의 제2 부분을 상기 제2 중공형 금속 루프 섹션의 에워싸인 공간에 유체적으로 커플링하는 하나 이상의 외부 액체 배수 개구들을 더 포함하는,
    야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프.
  20. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 중공형 금속 루프 섹션들 사이에 배치되는 스페이서들을 더 포함하는,
    야금로를 위한 분할된 분무-냉각식 루프.
KR1020207008698A 2017-08-31 2018-05-10 야금로를 위한 분할된 루프 KR102494634B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/692,989 2017-08-31
US15/692,989 US10690415B2 (en) 2017-08-31 2017-08-31 Split roof for a metallurgical furnace
PCT/US2018/032132 WO2019045801A1 (en) 2017-08-31 2018-05-10 DIVIDED ROOF FOR METALLURGICAL OVEN

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200037868A true KR20200037868A (ko) 2020-04-09
KR102494634B1 KR102494634B1 (ko) 2023-01-31

Family

ID=65435011

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207008698A KR102494634B1 (ko) 2017-08-31 2018-05-10 야금로를 위한 분할된 루프

Country Status (9)

Country Link
US (2) US10690415B2 (ko)
EP (1) EP3676550B1 (ko)
KR (1) KR102494634B1 (ko)
AU (2) AU2018324302B2 (ko)
CA (1) CA3073929A1 (ko)
ES (1) ES2916463T3 (ko)
MX (1) MX2020002298A (ko)
WO (1) WO2019045801A1 (ko)
ZA (1) ZA202000913B (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10690415B2 (en) * 2017-08-31 2020-06-23 Systems Spray-Cooled, Inc. Split roof for a metallurgical furnace
MX2021004847A (es) 2018-10-29 2021-06-08 Systems Spray Cooled Inc Bomba de drenaje para horno metalurgico refrigerado por pulverizacion.
US20230175779A1 (en) * 2021-12-08 2023-06-08 Systems Spray-Cooled, Inc. Side-supported cantilever furnace roof
US20230280096A1 (en) * 2022-03-02 2023-09-07 Systems Spray-Cooled, Inc. Spray-cooled furnace roof with gravity drain

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5444734A (en) * 1993-02-18 1995-08-22 Ucar Carbon Technology Corporation Device for lifting and moving the roof of a spray cooled furnace

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3081074A (en) * 1957-12-19 1963-03-12 Lee Wilson Apparatus for annealing coils of strip metal
US3404209A (en) * 1965-05-25 1968-10-01 Brooke Frank Wharton Furnace construction and utilization
US3429973A (en) * 1965-09-02 1969-02-25 Frederick H N Carter Furnace construction
US4423857A (en) * 1982-07-06 1984-01-03 Stelco Inc. Spacer for batch coil annealing
CA1257473A (en) 1984-10-12 1989-07-18 Willard Mcclintock Furnace cooling system and method
US4638492A (en) 1986-01-13 1987-01-20 Wean United, Inc. Roof assembly for an electric arc furnace
US4813055A (en) 1986-08-08 1989-03-14 Union Carbide Corporation Furnace cooling system and method
US4815096A (en) 1988-03-08 1989-03-21 Union Carbide Corporation Cooling system and method for molten material handling vessels
US4849987A (en) * 1988-10-19 1989-07-18 Union Carbide Corporation Combination left and right handed furnace roof
JPH0395391A (ja) * 1989-09-06 1991-04-19 Daido Steel Co Ltd 炉蓋
US5115184A (en) 1991-03-28 1992-05-19 Ucar Carbon Technology Corporation Cooling system for furnace roof having a removable delta
US5327453A (en) 1992-12-23 1994-07-05 Ucar Caron Technology Corporation Device for relief of thermal stress in spray cooled furnace elements
US5330161A (en) 1993-07-08 1994-07-19 Ucar Carbon Technology Corporation Spray cooled hood system for handling hot gases from a metallurgical vessel utilizing pneumatic processing of molten metal
DE4332913A1 (de) * 1993-09-23 1995-03-30 Mannesmann Ag Stahlwerkseinrichtung mit geschlossenem kippbarem Lichtbogenofen
US5648981A (en) 1994-11-22 1997-07-15 Ucar Carbon Technology Corporation Cooling system for a two component furnace roof
US5561685A (en) 1995-04-27 1996-10-01 Ucar Carbon Technology Corporation Modular spray cooled side-wall for electric arc furnaces
DE19634348A1 (de) 1996-08-23 1998-02-26 Arcmet Tech Gmbh Einschmelzaggregat mit einem Lichtbogenofen
US5887017A (en) 1996-09-27 1999-03-23 Ucar Carbon Technology Corporation Panelized spray-cooled furnace roof
US5999558A (en) * 1998-08-13 1999-12-07 Ucar Carbon Technology Corporation Integral spray cooled furnace roof and fume elbow
US6092742A (en) 1998-08-18 2000-07-25 South Carolina Systems, Inc. Nozzle for spraying liquids
US6185242B1 (en) 2000-05-24 2001-02-06 South Carolina Systems, Inc. Integral side wall and tap hole cover for an eccentric bottom tap (EBT) electric furnace
US6870873B2 (en) 2003-05-28 2005-03-22 Systems Spray-Cooled, Inc. Device for improved slag retention in water cooled furnace elements
US7452499B2 (en) 2004-10-29 2008-11-18 Systems Spray-Cooled, Inc. Furnace cooling system and method
US10690415B2 (en) * 2017-08-31 2020-06-23 Systems Spray-Cooled, Inc. Split roof for a metallurgical furnace

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5444734A (en) * 1993-02-18 1995-08-22 Ucar Carbon Technology Corporation Device for lifting and moving the roof of a spray cooled furnace

Also Published As

Publication number Publication date
ZA202000913B (en) 2022-06-29
EP3676550A1 (en) 2020-07-08
AU2018324302B2 (en) 2024-05-09
AU2018324302A1 (en) 2020-02-27
US20200318905A1 (en) 2020-10-08
EP3676550A4 (en) 2021-01-13
KR102494634B1 (ko) 2023-01-31
US10690415B2 (en) 2020-06-23
CA3073929A1 (en) 2019-03-07
US20190063840A1 (en) 2019-02-28
EP3676550B1 (en) 2022-05-18
ES2916463T3 (es) 2022-07-01
AU2024203512A1 (en) 2024-06-20
MX2020002298A (es) 2020-07-13
WO2019045801A1 (en) 2019-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20200318905A1 (en) Split roof for a metallurgical furnace
EP3612649B1 (en) Cooling system for a surface of a metallurgical furnace
KR102547848B1 (ko) 야금로를 위한 버크스테이를 갖는 측벽
US11448398B2 (en) Burner panel for a metallurgical furnace
US11946697B2 (en) Stand alone copper burner panel for a metallurgical furnace
TWI841570B (zh) 燃燒器面板、包括燃燒器面板的冶金爐和用於將燃燒器面板緊固至冶金爐的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant