KR20220017478A - 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈을 제공하였고, 합금제련시설 분야에 속한다. 본 발명에 따른 강철흐름홈의 벽 두께는 12-25mm이고, 상기 강철흐름홈의 홈체는 차례로 연결된 접강조, 제1 강철흐름홈, 제2 강철흐름홈 및 출강조를 포함한 세그멘트 구조이다; 본 발명이 제공하는 강철흐름홈 홈체는 보다 가볍고 얇아지며, 벽 두께 및 중량이 현저히 감소하여 생산 및 사용 비용을 절감하고, 홈체 부품간의 연결방식을 변경하여, 교체가 더욱 쉽고, 수리재료에 의한 합금용액의 오염을 근본적으로 감소하였다.

Description

초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈

본 출원은 2019년 09월 26일에 중국 특허청에 제출된, 출원번호가 201910916152.9이고, 발명의 명칭이 "초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈"인 중국 특허출원의 우선권을 주장하며, 그 전체내용은 참조로 본 출원에 포함된다.

본 발명은 합금제련 시설의 기술분야에 관한 것으로, 특히 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈에 관한 것이다.

진공유도로에서 합금 제련이 완료 되여 주입할 때 제련로 내에서 강 슬래그가 격렬하게 구르고 심각하게 혼합되기 때문에 직접 주입은 용강의 순도에 대한 요구를 충족하지 못하고, 동시에, 설비 공간의 제약으로 인해 반드시 먼저 용강을 강철흐름홈에 부어서, 슬래그차단과 필터링을 거친후 잉곳주형에 주입해야 한다.

강철흐름홈은 일반적인 금속 제련과정이나 진공 제련과정 중에서 합금용액을 운반하는 작용을 한다; 종래의 강철흐름홈은 주로 점토 또는 기타 내화재료로 구성되며 1회 성형공정으로 제조되며, 종래의 강철흐름홈에는 제조 초기단계에는 내응력이 크고, 조인트 솔기가 존재하며, 구조가 견고하지 않은 등 결함이 존재하고; 종래의 강철흐름홈은 사용과정에 고온의 영향을 받아 쉽게 깨지고 표면이 쉽게 금속용액과 침윤반응을 일으키며, 내벽의 잔류 금속은 쉽게 청소가 되지 않아 금속(주로 고온 합금)의 운반과정에서 오염되기 쉽다; 또한 종래의 강철흐름홈의 제작 공법은 1회 주형으로 제작되었기 때문에 구멍 주변 및 모서리 표면에 결함이 발생하기 쉬우며 일반적으로 사용자가 수선하는 것을 허락하지 않으며, 수선을 한 곳은 품질이 떨어지고 전체적인 열충격저항성도 떨어지기 때문에 실제응용에서 제련하여 생산한 금속(주로 귀금속, 고온합금 등)의 품질에 영향을 미친다.

그러나 합금의 품질과 강철흐름홈의 고온 저항성을 향상시킬 필요가 있는 경우 강철흐름홈의 사용 횟수를 줄여야 하므로 간접적으로 합금의 제조비용을 증가시켜 투입량이 산출량에 가깝거나 그 이상인 불리한 상황을 초래하고, 따라서 종래의 강철흐름홈은 구조와 기술면에서 시급히 개선되어야 한다; 또한 종래의 강철흐름홈의 제조공정으로 인한 피할수 없는 제품결함은 금속용액을 오염시키기 쉽다.

특허 CN205526168U는 홈형 본체를 포함한 금속 제련용 강철흐름홈을 개시하였으며, 홈형 본체는 홈형 본체 내벽에서 외벽까지 한 층씩 접착된 층상 구조이고; 홈형 본체에는 내벽에서 외벽까지 내화층, 전이층, 보강층, 보호층이 차례로 설치되었다. 이 특허는 강철흐름홈 홈체의 층상구조를 변경하여 종래의 강철흐름홈의 1회 성형제조시 발생하는 내응력을 방지하고, 구조가 더 견고하고 고온저항이 좋으며 열충격저항성도 많이 향상된다.

초박형 강철흐름홈 내벽의 층상구조의 변경은, 강철흐름홈의 두께를 크게 줄이고, 이러한 유형의 제품의 무게를 줄이며, 고품질 합금을 생산할 때 사용자의 비용과 조작자의 노동강도를 낮추며, 제조공정의 변화로 인한 강철흐름홈의 내부응력과 고온저항이 균형을 이루게 하여 대부분의 합금제련공정에 적합하도록 한다.

그러나 코발트크롬니켈계 고온합금 제련공정에서는 주입온도가 1450~1570℃로 비교적 높기 때문에 주입 시간을 유지하는데 약 20분이 소요되며, 실제사용시, 강철흐름홈은 코발트크롬니켈계 고온합금 용액으로 세척된 후 종래의 강철흐름홈은 약간의 국부 수축을 생성하여 강철흐름홈의 내부 응력을 악화시켜 여러 번 사용하면 강철흐름홈이 파열되어 수리하거나 교체해야 한다.

다만, 상술한 강철흐름홈은 1회 성형으로 제조되기 때문에 전체 구조를 분해할 수 없고 부피가 육중하고 상대적으로 복잡하여 제품에 파열 문제가 생겼을 때 수리할 수 있다면 수리재료는 나중에 추가되기 때문에 홈체와의 결합이 밀접하지 못하고 합금용액의 침식에 의해 쉽게 떨어져 오염 위험이 있어 용강의 품질에 영향을 준다; 수리가 불가능하는 경우 강철흐름홈 전체를 교체해야 하므로 원자재가 비교적 많이 소모되어 낭비를 야기할 뿐만 아니라 새 제품을 사용하기 전에 청소하는데 시간이 오래 걸리고, 강철흐름홈 한 세트를 교체하려면 더 많은 인력과 물력이 필요하므로 제련 공정의 효율성이 크게 저하된다.

본 발명의 목적은 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈을 제공하는데 있어서, 일체로 성형된 강철흐름홈을 여러 부분의 부품으로 분할하여, 제조된 강철흐름홈 부품의 수율을 향상시킬 뿐만 아니라, 강철흐름홈을 수리시 세그멘트 교체가 가능하여 인력 및 물력비용을 절감하고 작업효율을 향상시키며; 더 나아가서 세그먼트 형태로 홈체의 내응력결함을 해결하는 전제하에 홈체의 두께를 크게 감소시켰다.

상기 발명의 목적을 실현하기 위하여, 본 발명에 의해 제공되는 기술적 해결책은:

본 발명은 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈을 제공하였고, 상기 강철흐름홈의 홈체의 벽 두께는 12-25 mm이고, 상기 강철흐름홈의 홈체는 차례로 연결된 접강조, 제1 강철흐름홈, 제2 강철흐름홈 및 출강조를 포함한 세그멘트 구조이다.

바람직하게는, 접강조, 제1 강철흐름홈, 제2 강철흐름홈 및 출강조의 연결 방법은 접합 또는 버클연결이다.

바람직하게는, 상기 접강조에는 완충구역과 직류구역이 포함되고 상기 완충구역과 직류구역은 슬로프 방식으로 연결된다.

바람직하게는, 상기 완충구역의 면적은 직류구역의 면적보다 크고; 상기 완충구역의 일단이 폐쇄되고 폐쇄 단면은 불규칙한 매끄러운 경사면이고, 상기 홈체 밑면과의 경사각이 100-120°이고;

상기 완충구역의 상부 단면은 제형이고, 상기 제형의 협각은 120-150°이다.

바람직하게는, 상기 직류구역에는 슬롯이 설치되고, 상기 슬롯에는 필터 플레이트가 설치되어 있다.

바람직하게는, 상기 슬롯 밑부분의 일측 에는 슬래그 차단 장치가 설치되어 있다.

바람직하게는, 상기 제1 강철흐름홈과 제2 강철흐름홈의 길이, 너비 및 스팬 치수는 동일하다.

바람직하게는, 상기 출강조의 일단이 폐쇄되고, 상기 출강조의 폐쇄된 단면이 경사면이고; 상기 경사면의 경사각은 100°- 150°이다.

바람직하게는, 상기 강철흐름홈의 홈체 밑부분은 호형구조이다.

바람직하게는, 상기 강철흐름홈의 홈체는 층상구조이고, 내부에서 외부로 차례로 내화층, 전이층, 보강층 및 보호층이 배치되고, 상기 층상구조는 코팅방식에 의해 제조된다.

바람직하게는, 상기 내화층의 두께는 3-5 mm, 상기 전이층의 두께는 2mm, 상기 보강층의 두께는 5-15 mm, 상기 보호층의 두께는 2-3 mm이다.

바람직하게는, 상기 내화층은 백색 커런덤(Corundum)으로 이루어지며, 상기 백색 커런덤은 구상 또는 편상 구조이다.

바람직하게는, 상기 보강층은 제1 보강층, 제2 보강층, 및 제1 보강층과 제2 보강층 사이에 배치된 금속망을 포함하고, 제1 보강층과 제2 보강층은 금속망을 중심으로 대칭된다.

바람직하게는, 상기 제1 보강층과 제2 보강층의 두께는 동일하며, 상기 제1 보강층과 제2 보강층은 실리카 졸을 이용하여 금속망에 접착된다.

바람직하게는, 상기 제1 보강층 및 제2 보강층은 모두가 중점토이다.

바람직하게는, 상기 전이층 및 보호층은 모두가 산화물 내화재료이다.

본 발명은 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈을 제공하였고, 상기 강철흐름홈의 홈체의 두께는 12-25 mm이고, 상기 강철흐름홈의 홈체는 차례로 연결된 접강조, 제1 강철흐름홈, 제2 강철흐름홈 및 출강조를 포함한 세그멘트 구조이며, 본 발명은 강철흐름홈의 연결방식을 변경하여 원래의 일체로 형성된 강철흐름홈을 세그멘트 구조로 변경하여, 다음과 같은 장점을 갖고 있다.

1) 강철흐름홈은 세그멘트 구조이기 때문에 강철흐름홈을 생산할 때 세그멘트의 홈체 부품의 수율은 일체로 형성된 강철흐름홈의 수율보다 높다;

2) 기존 강철흐름홈은 일체로 형성된 가늘고 긴 구조로 종횡비가 증가함에 따라 내부응력이 높아 파열되기 쉬우며, 홈체의 층상구조를 개선하면 내부 응력을 줄일 수 있지만, 산업용 강철흐름홈의 부피와 길이가 증가함에 따라 홈체의 내부응력이 점차 증가되어, 대규모 생산 과정에서 강철흐름홈의 파열현상의 발생을 방지하기 위하여 이 분야의 통상적인 방법은 홈체의 두께를 50 mm 이상으로 설정하는 것이지만, 벽두께의 증가는 강철흐름홈의 부피를 증가시키는 원인이 되고, 생산 비용이 비싸고, 운송이 어려우나, 본 발명은 강철흐름홈을 분할하는 방식을 통해 홈체를 분할하는 기술적 사상을 통해 너무 높은 종횡비와 과도한 내부응력이 있는 결함을 해소하였고, 강철흐름홈의 사용과정에 파열되는 현상의 발생을 방지하였고, 동시에 홈체의 두께를 감소하여, 산업생산에서의 강철흐름홈 홈체의 가볍고 얇은 것에 대한 요구 사항을 충족시켰다.

3) 강철흐름홈의 교체과정에서 그중의 어느 한 부품만을 대상으로 교체가 가능하여 강철흐름홈의 수리과정에 필요되는 시간과 노동력을 줄여 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈을 반복적으로 교체하여 사용할 수 있어 수리 횟수를 줄이고, 또한 부품을 교체하는 방식은 수리하는 방식에 비해, 수리재에 의한 합금 오염 가능성을 제거하여 제련된 합금의 순도 및 공예안정성을 향상시켰으며, 후속 공정에서 제품의 합격률 및 수명을 간접적으로 향상시켰다.

4) 본 발명에 의해 제공되는 강철흐름홈은 사용과정에서 설치가 보다 간편하고 제품이 얇으며, 고온에서 사용해도 파손 현상이 없고, 고온하에 장시간 사용이 가능하며 표면에 균열 및 박락현상이 없다.

도 1은 본 발명의 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈의 평면 구조의 개략도이고, 1- 접강조, 2-제1 강철흐름홈, 3-제2 강철흐름홈, 4- 출강조이고;
도 2는 접강조의 입체 구조도이고, 여기서 11-완충구역, 12-직류구역, 13-접강조폐쇄된 단면, 14-슬롯, 15-슬래그 차단장치이고;
도 3은 제1 강철흐름홈의 입체 구조도이고;
도 4는 제2 강철흐름홈의 입체 구조도이고; 여기서 31-슬롯이고;
도 5는 출강조의 입체 구조도이고; 여기서 41-출강구, 42-슬롯, 43-출강조 폐쇄된 단면이고;
도 6은 본 발명의 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈의 버클 연결의 개략도이고;
도 7은 도 2의 직류 구역(12)의 좌 측면도이고, 여기서 14-슬롯, 15-슬래그 차단장치, 16-필터 플레이트이고;
도 8은 도 7중의 홈체 측벽의 a 부분의 부분 확대도이다.

본 발명은 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈을 제공하였고, 구조는 도1에 도시되어 있으며, 상기 강철흐름홈의 홈체의 벽 두께는 12-25 mm이고, 상기 강철흐름홈의 홈체는 차례로 연결된 접강조(1), 제1 강철흐름홈(2), 제2 강철흐름홈(3) 및 출강조(4)를 포함한 세그멘트 구조이고; 본 발명은 산업 생산에 적응하기 위하여 접강조(1), 제1 강철흐름홈(2), 제2 강철흐름홈(3) 및 출강조(4)의 치수에 대한 특별한 제한이 없다.

본 발명에 의해 제공된 강철흐름홈의 홈체의 두께는 12-25 mm이고, 바람직하게는 20-25 mm이며; 본 발명에서 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈의 벽 두께는 일체로 형성된 알루미늄 기반 강철흐름홈의 벽 두께의 약 1/3에 불과하며, 산업 생산 과정에서 강철흐름홈에 대한 추구는 고온 조건에서 균열을 방지하는 기초하에 홈체의 부피와 무게를 최대한 줄이는 것이고, 소재 변경 외에 벽 두께를 낮추는 것이 최선의 선택이다; 본 발명은 강철흐름홈의 홈체를 세그멘트 구조로 설정하여 홈체의 벽 두께를 줄이면서 과도한 내부 응력으로 인한 홈체의 균열이 쉽게 발생하는 결점을 제거하여 공업생산 중 제련시설에 대한 얇고 가벼우며 휴대가 편이한 수요를 만족시켰다.

본 발명에서 상기 접강조(1)의 구조는 도 2에 도시된 바와 같이, 완충구역(11)과 직류구역(12)이 포함되고, 상기 완충구역(11)과 직류구역(12)은 슬로프 방식으로 연결되고(도 2 참조), 상기 완충구역(11)의 면적은 직류구역(12)의 면적보다 커야 되고, 그 목적은 합금액체를 부을 때 튕김현상이 발생하는 것을 감소하기 위함이며; 본 발명에서 상기 완충구역(11)의 일단이 폐쇄되고, 폐쇄 단면(13)은 불규칙하게 매끄러운 경사면이고, 홈체 밑면과의 경사각이 100-120°이며, 본 발명의 폐쇄 단면(13)이 경사면이기 때문에, 합금액체가 강철 강철흐름홈에 부어질 때, 경사각의 설정은 액체가 튀는 것을 효과적으로 방지할 수 있고; 본 발명에서, 상기 완충구역(11)의 상부 단면은 제형이고, 상기 제형의 협각은 120-150°이다.

본 발명에서, 상기 직류구역(12)에는 슬롯(14) 및 슬래그 차단장치(15)가 설치되고, 상기 슬롯(14)에는 홈체 내벽 양측에 각각 설치된 좌 슬롯 및 우 슬롯이 포함되고, 좌 슬롯 및 우 슬롯의 밑부분의 교차점에 틈이 남아 있는데, 목적은 하부 합금액체의 흐름을 편리하게 하기 위해서이고; 상기 슬롯(14)에는 필터 플레이트(16)가 설치되고, 상기 필터 플레이트(16)의 구조는 도 7에 도시된 바와 같으며, 필터 플레이트(16)는 합금액체가 직류구역을 통해 흐를 때 합금 액체중의 잔류물을 차단할 수 있어 잔류물이 후속공정으로 흐르는 것을 방지할 수 있으며; 본 발명에서 슬래그 차단장치(15)는 슬롯(14)의 밑부분의 일측에 배치되고, 슬래그 차단장치(15)가 구비된 이유는 슬롯(14)의 밑부분에 틈이 남겨져 있어, 일부 큰 입자 슬래그가 여기로 흘러들어갈 수 있어, 슬래그 차단장치(15)의 설치는 슬래그를 더 차단할 수 있다.

본 발명에서, 상기 제1 강철흐름홈(2)의 구조는 도 3에 도시되고, 상기 제2 강철흐름홈(3)의 구조는 도 4에 도시된다; 본 발명에서 상기 제1 강철흐름홈(2)와 제2 강철흐름홈(3)의 길이, 너비 및 스팬 치수는 동일하고, 본 발명에서 구체적인 실시과정에서 상기 제1 강철흐름홈과 제2 강철흐름홈의 스팬은 독립적으로 120 mm, 높이는 독립적으로 25 mm이고, 벽 두께는 독립적으로 25 mm이며; 본 발명의 일 실시예에서, 상기 슬롯(31)에는 필터 플레이트가 배치되고, 본 발명의 다른 한 실시예에서, 상기 슬롯(31)에는 제한판이 배치되어 있으며, 상기 제한판은 상부 차단판과 하부 필터 플레이트를 포함하며, 상기 제한판의 설치는 전의 공정에서 차단되지 못한 슬러그를 제2강철흐름홈 상부구역에 취집하여 통일적으로 청소하기 편이하도록 하고, 다중 장벽을 구현하며 합금액체를 심층 정화할 수 있다.

본 발명에서, 상기 출강조(4)의 구조는 도 5에 도시되고, 상기 출강조(4)의 한끝은 폐쇄되고, 상기 폐쇄된 단면(43)은 경사면이며 상기 경사면의 경사각은 바람직하게는 100-150°이다; 본 발명에서 상기 폐쇄된 단면(43)의 좌측에는 유강구(41) 및 슬롯(42)이 차례로 설치되어 있다.

본 발명에 서, 상기 접강조(1), 제1 강철흐름홈(2), 제2강철흐름홈(3) 및 출강조(4)의 연결형태는 바람직하게는 접합 또는 버클연결이다.

본 발명에서, 상기 연결형태가 접합연결인 경우, 홈체부품(1)-(4) 사이의 접합은 평활한 면이고, 상기 접합면의 각도는 바람직하게는 45°/135°이다; 본 발명의 일 실시예에서, 바람직하게는 접합된 홈체는 매칭되는 고온 내성 쉘과 조합하여 사용되고, 고온 내성 쉘은 강철흐름홈의 외부를 감싸고, 쉘을 사용하여 접합고정된 강철흐름홈은, 강철흐름홈의 접합 후 안정성이 떨어지는 단점을 보완하고, 합금액체의 유출을 방지한다; 본 발명의 다른 실시예에서는, 강철흐름홈의 안정성을 향상시키기 위하여, 바람직하게는 고온내성 진흙을 사용하여 접합된 후의 강철흐름홈을 밀봉 시킨다; 본 발명에서, 고온내성 쉘의 재질 및 고온내성 접착제에 대한 특별한 제한 없으며 이 분야의 일반적인 고온에 강한 재료와 고온에 강한 진흙(합금 액체의 용융온도보다 큰 것)을 적용하면 된다.

본 발명에서, 상기 연결방식이 버클연결인 경우, 본 발명은 바람직하게는 도 6에 도시된 바와 같은 버클구조를 채택하여 연결하고, 본 발명의 일 실시예에서, 제1 강철흐름홈 및 제2 강철흐름홈을 예로 들어, 제1 강철흐름홈(2)의 일단이 볼록한 경우, 이에 연결된 강철흐름홈(3)의 단면은 오목하고, 상기 오목홈 내의 경사각의 각도는 바람직하게는 10-30°이고, 경사각이 너무 크면 볼록 홈의 확장폭이 비교적 크고, 홈체가 연결될 때 날카로운 모서리가 부러지기 쉽다는 점을 고려하면 작은 각도 설정으로 볼록 홈의 확장폭이 길어지는 것을 효과적으로 방지할 수 있어 날카로운 모서리가 부러지는 가능성을 줄일 수 있다.

본 발명에서, 상기 강철흐름홈의 홈체 밑부분은 바람직하게는 호형구조이고, 호형구조는 특허CN205526168U에 비해 부피가 작고 모서리가 없어 부러지기 쉽지 않으며, 본 발명은 세그멘트 구조를 채택하기 때문에 호형구조의 내부 응력은 T형구조와 비하여 내부 응력의 문제도 어느 정도 해소되어, 고온조건에서 사용해도 홈체에 균열이 발생하지 않는다.

본 발명에서, 상기 강철흐름홈의 홈체는 도 8에 도시된 바와 같은 층상구조이고, 내부에서 외부까지 내화층(6), 전이층(5), 보강층 및 보호층(3)이 차례로 배치되고, 상기 보강층은 제1 보강층(2), 제2 보강층(4), 및 제1 보강층과 제2 보강층 사이에 배치된 금속망(1)을 포함하고, 상기 제1 보강층(2)과 제2 보강층(4)은 금속망을 중심으로 대칭된다.

본 발명에서는, 상기 층상구조는 코팅의 방식으로 제조되고, 본 발명은 코팅의 방식으로 코팅하여 제조하고, 각 층의 재료를 미리 펄프로 만든 후 입자 크기가 작은 알루미나 고온 내화물을 추가하여 각 층의 원료를 얻어서, 두께 요구사항에 따라 내화층, 전이층, 보강층 및 보호층이 건조될 때까지 연속적으로 반복적으로 코팅하고(즉, 한 층이 건조된 후 다음 층을 브러싱함), 코팅 방식으로 형성된 층상 구조가 더 긴밀하게 결합되어 있고, 고온 소결 후 응력 변형점을 더 돌파할 수 있어, 기본적으로 각 층상구조의 응력 문제를 상쇄하고 해제할 수 있으며, 층별로 접합하는 방식 덕분에 보강층의 두께를 얇게 하여도 고온 조건에서 층층이 파열되는 현상이 발생하기 쉽지 않다.

본 발명에서, 상기 내화층의 두께는 바람직하게는 3- 5mm이고, 상기 전이층의 두께는 바람직하게는 2 mm이고, 상기 보강층의 두께는 바람직하게는 5-15mm이고, 상기 보호층의 두께는 바람직하게는 2-3 mm이고, 상기 제1 보강층과 제2 보강층의 두께는 동일하고, 바람직하게는 독립적으로 2-7 mm이고, 상기 금속망(1)의 두께는 바람직하게는 1mm이고, 제1 보강층(2)과 제2 보강층은(4) 바람직하게는 실리카 졸을 사용하여 금속망(1)에 접착된다.

본 발명에서, 상기 내화층(6)은 바람직하게는 백색 커런덤이고, 상기 백색 커런덤은 바람직하게는 구상 또는 편상구조이고; 상기 전이층(5) 및 보호층(3)은 바람직하게는 독립적으로 내화 산화물로 제조되고; 상기 제1 보강층(2) 및 제2 보강층(4)은 독립적으로 바람직하게는 중점토로 제조된다. 본 발명의 내화층은 백색 커런덤을 사용하여 내화성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 백색 커런덤의 열충격저항성이 우수하며, 합금강 액체의 침식을 견딜 수 있으며, 재료의 특성 및 준비 공정으로 인해 가열 후 팽창 응력이 감소하여 홈체의 내부 응력의 일부를 줄일 수 있으므로 보강층을 줄이고 홈체 두께를 감소한 상태를 유지한 상황에서도 균열현상을 일으키지 않는다.

이하에서는 실시예를 참조하여 본 발명이 제공하는 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈을 구체적으로 설명하지만, 본 발명의 보호 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

실시예1

초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈에 있어서, 홈체는 차례로 연결된 접강조(1), 제1 강철흐름홈(2), 제2 강철흐름홈(3) 및 출강조(4)를 포함한 세그멘트 구조이고; 홈체사이는 45°/135°의 매끄러운 표면으로 연결되고; 홈체는 내벽에서 외부로 층상구조이고, 구체적으로는 도 8에 도시된 층상구조이며, 홈체 내벽에서 외부로 차례로 내화층(6), 전이층(5), 제2 보강층(4), 금속망(1), 제1 보강층(2) 및 보호층(3)이 배치되고, 상기 층상구조는 모두가 코팅방식에 의해 제조되며, 내화층(6), 전이층(5), 보강층 및 보호층(3)은 모두가 내화재료이고, 내화층(6)은 구상 또는 편상의 백색 커런덤 재료를 사용하고; 전이층(5) 및 보호층(3)은 모두가 산화물 내화재료를 사용하며, 보강층은 중점토를 사용하며, 금속망은 구리 금속이고, 그중 내화층(6)의 두께는 5 mm, 전이층(6)의 두께는 2 mm, 보강층의 두께는 15 mm(제1 보강층은 7 mm + 금속망은 1 mm + 제2보강층은 7 mm), 보호층(3)의 두께는 3 mm이다.

실시예2

초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈에 있어서, 홈체는 차례로 연결된 접강조(1), 제1 강철흐름홈(2), 제2 강철흐름홈(3) 및 출강조(4)를 포함한 세그멘트 구조이고; 홈체 사이는 도 6에 도시된 바와 같이 버클연결 방식으로 연결되고; 홈체는 내벽에서 외부로 층상 구조이고, 구체적으로는 도 8에 도시된 층상 구조이며, 홈체 내부에서 외부로 차례로 내화층(6), 전이층(5), 제2 보강층(4) , 금속망(1), 제1 보강층(2) 및 보호층(3)이 배치되고, 상기 층상구조는 모두가 코팅방식에 의해 제조되며, 내화층(6), 전이층(5), 보강층 및 보호층(3)은 모두가 내화재료이고, 내화층(6)은 구상 또는 편상의 백색 커런덤 재료를 사용하고; 전이층(5) 및 보호층(3)은 모두가 산화물 내화재료를 사용하며, 보강층은 중점토를 사용하며, 금속망은 구리 금속이고, 그 중 내화층(6)의 두께는 5 mm, 전이층(6)의 두께는 2 mm, 보강층의 두께는 15 mm(제1 보강층은 7 mm + 금속망은 1 mm +제2 보강층은 7 mm), 보호층(3)의 두께는 3 mm이다.

비교예 1

본 비교예와 실시예 1의 주요차이점은 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈이 세그멘트 구조가 아닌 일체로 형성되어 있다는 점이다.

본 발명의 실시예 1에서 제조된 강철흐름홈의 규격 및 성능 시험 결과는 다음과 같다.

성능	굽힘 강도(MPa)	압축강도(MPa)	열전도율-실온(W/m.K)	밀도(g/cm3)	다공성
실시예1	7.37	17	0.48873	2.2	17.35%

실시예3

실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈 제품을 사용하여 주입 실험을 수행:

주입량: 코발트크롬니켈기 고온합금 용강 4000 kg

주입온도: 1450-1570℃, 주입시간: 20분

공정과정:

1) 먼저 강철흐름홈 홈 부품을 8-10시간 동안 예열하고 예열 온도는 ≥1000℃이며 도 1과 같이 강철흐름홈을 조립한다.

2) 코발트크롬니켈기 고온합금 용강 4000 kg을 조립된 강철흐름홈에 붓고, 강철흐름홈을 통해 주입 공정으로 보낸다.

실험 결과: 관찰을 통해 사용부터 종료까지의 1회의 과정에서 실시예 1의 강철흐름홈 제품은 모두가 균열이 없고, 부식에 강하고, 박리, 치핑, 슬래깅 현상이 없으며, 제1 강철흐름홈 구역의 슬래그차단 효과가 매우 우수하여 합금용액의 순도를 효과적으로 향상시킬 수 있고, 하류 제품의 수율을 향상시키며, 제품의 물리화학적 매개변수를 종합적으로 개선하고, 잔류 강철의 회수율을 향상시킨다.

반복 사용 시험:

3회 반복 사용시, 비교예 1의 일체로 형성된 강철흐름홈은 먼저 균열이 발생한 반면, 실시예1의 강철흐름홈은 뚜렷한 균열이 없었다.

7회 반복 사용시 실시예1의 강철흐름홈에 균열이 나타나고, 비교예 1의 강철흐름홈은 수리 후 다시 사용할 수 있었다;

15회 반복 사용시 실시예1의 접강조는 교체가 필요한 반면, 비교예 1의 강철흐름홈은 파손된 크랙이 많아 합금액의 순도를 확보하기 위해 더이상 수리하여 사용할 수 없었다.

이상은 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 원리를 벗어나지 않으면서 몇 가지 개선 및 수정을 가할 수 있으며, 이러한 개선 및 수정은 또한 본 발명의 보호 범위로 간주되어야 한다.

Claims (16)

1. 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈에 있어서, 상기 강철흐름홈의 홈체의 벽 두께가 12-25 mm이고, 상기 강철흐름홈의 홈체는 차례로 연결된 접강조, 제1 강철흐름홈, 제2 강철흐름홈 및 출강조를 포함한 세그멘트 구조인 것을 특징으로 하는 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈.
2. 제1항에 있어서, 상기 접강조, 제1 강철흐름홈, 제2 강철흐름홈 및 출강조의 연결방식은 접합 또는 버클연결인 것을 특징으로 하는 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈.
3. 제1항에 있어서, 상기 접강조는 완충구역과 직류구역을 포함하고, 상기 완충구역과 직류구역은 슬로프 방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈.
4. 제3항에 있어서, 상기 완충구역의 면적은 직류구역의 면적보다 크고; 상기 완충구역의 일단이 폐쇄되고 폐쇄단면이 불규칙한 매끄러운 경사면이고, 상기 홈체 밑면과의 경사각이 100-120°이고;
   상기 완충구역의 상부 단면이 제형이고, 상기 제형의 협각이 120-150°인 것을 특징으로 하는 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈.
5. 제3항에 있어서, 상기 직류구역에는 슬롯이 설치되고, 상기 슬롯에는 필터 플레이트가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈.
6. 제5항에 있어서, 상기 슬롯 밑부분의 일측에는 슬래그 차단장치가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 강철흐름홈과 제2 강철흐름홈의 길이, 너비 및 스팬 치수가 동일한 것을 특징으로 하는 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 출강조의 일단이 폐쇄되고, 상기 출강조의 폐쇄된 단면이 경사면이고; 상기 경사면의 경사각이 100°-150°인 것을 특징으로 하는 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 강철흐름홈의 홈체 밑부분이 호형구조인 것을 특징으로 하는 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈.
10. 제1항에 있어서, 상기 강철흐름홈의 홈체가 층상구조이고, 내부에서 외부로 차례로 내화층, 전이층, 보강층 및 보호층이 배치되고, 상기 층상구조가 코팅방식으로 제조되는 것을 특징으로 하는 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈.
11. 제10항에 있어서, 상기 내화층의 두께가 3-5 mm, 상기 전이층의 두께가 2 mm, 상기 보강층의 두께가 5-15 mm, 상기 보호층의 두께가 2-3 mm인 것을 특징으로 하는 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 내화층이 백색 커런덤(Corundum)으로 이루어지며, 상기 백색 커런덤이 구상 또는 편상구조인 것을 특징으로 하는 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈.
13. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 보강층이 제1 보강층, 제2 보강층, 및 제1 보강층과 제2 보강층 사이에 배치된 금속망을 포함하고, 상기 제1 보강층과 제2 보강층이 금속망을 중심으로 대칭되는 것을 특징으로 하는 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈.
14. 제13항에 있어서, 상기 제1 보강층과 제2 보강층의 두께는 동일하며, 상기 제1 보강층과 제2 보강층이 실리카 졸을 이용하여 금속망에 접착되는 것을 특징으로 하는 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈.
15. 제14항에 있어서, 상기 제1 보강층 및 제2 보강층이 모두가 중점토인 것을 특징으로 하는 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈.
16. 제10항 또는 제11항에 있어서, 상기 전이층 및 보호층이 모두가 산화물 내화재료인 것을 특징으로 하는 초박형 알루미늄 기반 강철흐름홈.

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