KR920000274Y1 - 유리장섬유(long fiber glass)용 용융로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유리장섬유(LONG FIBER GLASS)용 용융로

제1도는 본 고안의 평면도로서 삼각 및 동일형 역삼각형의 통전가열대를 표시한 예시도이다.

제2도는 제1도의 A-A선 단면도이다.

제3도는 종래방식을 나타낸 평면도이다.

제4도는 제3도의 B-B선 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 로 1a : 내부경사면

1b : 외부경사면 2,2',2˝ : 전극봉

201, 301 : 유리용용액 3 : 통전가열대

101 : 종래의 로 102 : +전극

102' : -전극 103 : 용융유리 정체지역

104 : 부식부분

본 고안은 유리장섬유(LONG FLBER GLASS)제조용 융용로에 관한 것인데 융용실의 내화물 보호성을 양호하게됨과 동시에 용융을 위한 가열효율성을 최대가 되게 하므로써 방사가 원활히 되게 하고 순도 높은 양질의 유리장섬유(LONG FLBER GLASS)가 생산되게 하여 생산성 향상이 있게 한 것이 목적이다.

종래의 유리장섬유용 용융로는 용융을 위한 전극이 용융실 내화물 바닥 및 벽면에 돌출되지 않고 평면상 일치하게 매입 삽설되거나 돌출 길이가 짧기 때문에 용융 가열을 위한 통전시 전기 원리에 의하여 전극 단부가 집중 발열되고 , 고온으로 발열된 전극 단부는 내화물에 접하여 있으므로, 고열이 내화물에 직접 전도되어 내화물에 손상을 주게 되며, 이의 전극 배열에 의하여 발생된 통전가열대 또한 전극 단부에서 부터 내화물에 직접접하며 가열대를 형성하므로 고온 취성의 내화물 손상이 있게 하는 원인이 되었다.

뿐만 아니라 종래 로의 가열전극 배열에 따른 가열 용융효율에 있어서는, 2상 및 3상의 전극을 사용해왔는데, 2상의 가열 전극은 두개의 전극 사이에 유도 전류가 직선상 도통되며, 이때 발열 발생하는 통전가열대도 직선상이므로 3상 전극의 면상 통전가열대에 비하여 가열 범위가 매우 작게 되고 따라서 가열 효율이 뒤떨어질수 밖에 없다.

이는 첨부 도면 제3도 제4와 같이 종래의 로(101)는 플러스(+) 전극(102) 및 마이너스(-) 전극(102')이 용융실의 양측면 내화벽에 대향 삽착되고 유리용융액(301)의 상면과 수평상 평행 위치에 있으므로 통전시 형성되는 통전가열대는 직선상을 형성한다.

또한 종래 로(101)는 전극 (102)(102')이 돌출된 길이가 매우 짧으므로, 전술한 바와 같이 전극 (102)(102')의 뿌리 부분까지도 발열부가 되기 때문에 뿌리부분에 접한 내화물에 직접 고열을 전도시키게 되는 것이며, 이의 전극(102)(102')에 의해 발생된 고온의 통전가열대도 역시내화물과 직접 접하게 되는 부분이 있기 때문에 내화물의 용융, 부식 및 마모의 고온 취성을 일으키는 원인이 된다.

가열전극 배열에 있어 3상의 전극은 용융식 내벽의 각각 다른 3곳의 위치에서 유도전류를 도통시킴에 의하여 고온 가열부가 발생되어 “△”형의 삼각형 면상의 통전가열대가 형성되며 이는 2상 전극의 직선상 통전가열대보다 가열범위가 넓어 가열 효율이 높다.

그러나 종래의 3상 전극에 있어 “△”형의 통전가열대를 형성함에 있어서는, 삼각형상의 통전가열대가 용융대상물이 장입된 형상과, 방사를 위한 용융체의 이동방향에 대하여 적합 배열으로 용융체의 이동을 원활하게 하는 용융 효율성을 갖지 못하도록 3상 전극의 배열 구성이 되어 있는데, 이는 삼각형 통전가열대가 용융체의 상면에 대하여 수평상 평행 위치로 형성되어 있지 않으며 용융대상물의 장입형상을 따라서 삼각형의 통전가열대가 평면상으로 연속 연결하여 배열되지않고, 용융체의 상면에 대하여 수직위치로 형성되기 때문에 수평상 평행 위치로 배열된 통전 가열대와 같은, 가열대가 일평면상 연속 연결될때의 용융 효율을 갖지 못하고, 삼상전극 각각의 수직면상 통전가열대 부위내의 단속적 가열 용융효과만 가질 수 밖에 없다.

그러므로 용융대상물에 대한 효율적 용융성이 매우 뒤떨어진다.

상기한 내화물 보호성과 용융 효율성을 양호하게 하기 위하여는 첫째, 고열의 전극의 발열부 및 통전 가열대가 직접 내화물에 접하지 않게 하며 내화물이 냉각될 수 있는 구조가 있어야함이 필수적이다.

이는, 고열이 전도된 내화물이 강인성 저하현상을 일으켜서 용융체가 구성조직이 약화된 내화물 표면의 미세모세공으로 용이하게 침투하게 하며, 내화물 표면 변성에 의한 마모가 용이하게 되게 하고, 고열 전극 발열부 및 통전가열대가 내화물에 직접 접할때 내화물 표면이 용융 또는 부식을 가중시킨다.

여기에서 각종 성분물질로 구성된 내화물이 내화물의 용융, 부식 및 마모 현상이 있을때는 기포 및 초미세 입자가 생성되며 이들은 목적 용융체 생성이외의 것이므로 불순물이다.

그런데 내화물에서 발생된 기포 및 초미세입자의 불순물이 목적 용융체에 혼입되면 불순물은 목적 용융체와 비중 및 용융점의 차이가 크고, 목적 용융체에 가해져야할 열량이 불순물에 빼앗겨 버리므로 용융체의 유동성이 양호함을 저해하고 용융체의 전체적 균일 분산 분포에도 장애가 되는데, 가장 큰 문제점은 목적제품의 순도저화와 함께 불순물이 함유된 용융체가 방사시 섬유가닥을 절사시키는 원인이 되는 것이며, 이에 의한 방사장애 현상은 혼입된 불순물이 괴상으로 집중되어 방사노즐공을 막히게 하여 방사가 중단되게 하거나 방사에 적합한 노즐공의 크기를 연삭 마모시켜 노즐공이 확장되게 한다.

이때 노즐공이 목적 크기보다 확장되면 용융체는 방울상 또는 섬유화 되지 않고 액체상 그대로로 물처럼 흘러버리게 되어 방사에 장애를 주는 것이다.

또한 불순물의 혼입은 방사 도중 점도 균일성 이상의 용융체를 방사하게 되므로 각종 방사 장애현상의 원인이 되기도 하며, 방사가 되더라도 섬유가닥의 부분적 장력이 균일하지 못한 부분이 발생되어 방사 도중 장력 이상에 의한 절사가 발생한다.

이러한 절사현상이 발생할 때는, 유리장섬유 방사는 수많은 가닥의 섬유가 방사되는데, 한가닥의 절사 섬유는 절사되면서 인접한타섬유가닥을 타격하게 되고, 타격받은 섬유가 절사되면 또다른 타섬유가닥을 타격하여 절사시키게 된다.

그러므로 연쇄 절사현상이 순간적으로 발생하여 전체 방사선유를 순식간에 버리는 엄청난 생산상의 손실이 있게 하는 것이다.

그러므로 절사를 방지하기 위해서는 내화물의 냉각 구조가 있어야 하고, 고온의 전극 가열부 및 통전가열대가 직접 내화물에 접하지 않도록 해야한다.

둘째, 용융대상물이 장입된 형상과 용융체가 방사노즐쪽으로 이동하는 방향에 대하여 용융체가 전체적으로 일정 온도를 유지하고 용융체 형성이 균일 분산 분포가 되게 하여야 한다.

이를 위하여는 3상 전극 배열을 용융대상물의 장입 형성과 용융체 이동 전구간에 대하여 통전가열대를 연속연결되도록 하는 것이 필요한데, 통전가열대의 연속 연결 배열은 가열효율을 높이고 안정된 용융체 생성을 용이하게 하면서도 전체적 용융성을 양호하게 하여 용융체의 이동을 원활히 하는 것이다.

그러므로 용융 효율이 높아져서 양호한 방사에 도움을 준다.

본 고안은 상기와 같이 종래 로의 단점을 시정하고 양질의 유리장섬유를 경제적으로 생산하기 위하여 안출된 것으로서 첨부 도면에 의하여 구성과 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 구성은, 로(1) 내면의 양측 모서리부를 내부경사면(1a)이 되게 하고 내화물의 구성 두께를 일정하게 하면서 외부경사면(1b)을 형성하므로써 외부경사면(1b)은 로(1) 하측 외부의 찬공기와 직접 접하게 하는, 통기 공간이 형성되게 하는 구조가 되게 하므로, 경제적인 공냉에 의한 내화물 냉각 효과를 크게 한다.

전극봉(2, 2', 2˝)은 양측의 내부경사면(1a)에 삽착하는데, 전극봉(2, 2', 2˝)의 길이는 종래의 것보다 훨씬 길게 하고, 전극봉(2, 2', 2˝)의 상단은 유리용융액(201) 내부의 중앙 상측부 정도 위치에서 전극봉(2, 2', 2˝)상단부들이 일평면상에 놓여 있는 위치가 되게 삽착한다.

여기에서 내부경사면(1a)의 경사도는 용융실의 깊이와 폭에 따라 다르게 할 수도 있으나 통기 공간 구조를 형성함이 목적이므로 경사 정도는 임의로 하여도 무방하며, 전극봉(2, 2', 2˝)의 길이는 용융실의 체적 형상 및 크기에 따라 다르게 한다.

전극봉(2, 2', 2˝) 삽착의 구체적인 설명은 3개씩의 전+전극봉(2, 2', 2˝)을 한조로 하여 임의 일측 내부경사면(1a)에는 2개의 전극봉(2', 2˝)을 1짝으로 이격되게 삽착하고, 2개의 전극봉(2', 2˝)이 이격된 간격의 중앙점 위치에 대향되는 타측 내부경사면(1a)의 위치에는 1개의 전극봉(2)을 삽착하는데, 3개씩을 한조로 한 전극봉(2, 2', 2˝) 상단부들의 몸체 삽착 방향 연장선을 일점에 교차되게 하여 사면체의 임의의 한 꼭지점에 고차됨이 있게하는 것과 같이 하고, 각각의 전극봉(2, 2', 2˝) 몸체는 이 한개의 꼭지점을 경유하는 사면체의 세모서리의 일부분과 같이 일치위치시키며, 세전극봉(2, 2', 2˝)이 내부경사면(1a)에 접하는 전극봉(2, 2', 2˝)의 뿌리부분을 선이어서된 모양은 “△”형의 삼각형이 되며 유리용융액(201)상면 하측에 평행면을 이루고 이 삼각형의 세꼭지점 위치에 3개씩 한조로 한 전극봉(2, 2', 2˝)들을 각각 삽착 위치하게 한다.

그리고 세개씩 한조로한 전극봉(2, 2', 2˝)의 끝부분을 선이어서된 모양도 유리용융액(201)상면 하측에 평행면은 이루고 상기 전극봉 뿌리가 삽착된 삼각형과 닮은꼴이며 이의 상측으로 간격을 두고 평행면을 이루고 있는, 면적이 작은 삼각형이 형성된다.

그리고 이 전극봉(2, 2', 2˝) 끝부분을 선이어서된 삼각형 모양이 통전시의 “△”형의 삼걱형 통전가열대(3)가 되는 것이다.

내부경사면(1a)에 3개씩 한조로한 전극봉(2, 2', 2˝)의 삽착에 이어서 다음으로 삽착되는 세개씩 한조로 하는 전극봉(2, 2', 2˝)의 삽착은 상기 방법과 같이 하는데, 전극봉(2, 2', 2˝)들 뿌리부분을 이은 삼각형의 모양을, 먼저 형성된 삼각형에 대하여 합동형이나 전극봉들이 규칙 배열된 방향으로 수평 이동하여 역위치 삼각형이 구성되는 위치에 3개씩 한조로 한 전극봉(2, 2', 2˝)을 삽착한다.

이렇게 하면 전극봉(2, 2', 2˝)들의 배열에 의한 3상 전극의 통전가열대(3)의 형성모양도“△” 형 및 “▽”형으로서 삼각형 및 동일 역삼각형이 교호로 연속 반복되는 것이며, 이들 삼각형 및 동일 역삼각형의 꼭지점 마다에 전극봉(2, 2', 2˝) 상단의 가열부가 있게 된다.

여기서 전극봉(2, 2', 2˝)들의 삽착 간격은 규칙적이다.

또한 이렇게 하면 용융가열을 위한 통전가열대(3)는 용융대상물이 장입된 형상과 용융체의 이동방향을 따라서 동일 평면상에 길게 띠상으로 배열 형성되므로 용융대상물을 전체적 균일 분산 분포로 용융시키는 것이고 용융 효율이 최대로 되는데, 이는 수직면상 형성된 삼상전극의 단속적 통전가열대보다 연속 연결의 용융효율이 매우 높은 잇점이 있는 것이다.

또한 통전가열대(3)의 형성 위치는 유리용융액(201)상면 근접하에 있고, 로(1) 내벽의 바닥 및 양측면을 구성하는 내화물에 직접 접하지 않도록 떨어지지 형성되므로 통전가열대(3)의 고열이 내화물에 직접 전도되지 않게 하며, 이때 통전가열대(3)의 직접 발열부는 열대류에 의하여 상측에서 하측으로 용융대상물을 용융시키므로, 통전가열대(3)의 생성온도와 내화물에 열대류 전도된 온도와는 약 100℃~200℃정도로 차이가 있게 되는데, 이온도 차이는 내화물이 용융점 이하를 유지하는데 큰 기여를 하게 되어 내화물의 용융을 방지할 뿐만 아니라, 전극보(2,2',2")이 길게 돌설됨에 의하여 고온 발열부가 내화물에 직접전도되지 않음과, 외부경사면(1b)의 공냉 효과와 함께 전술한 내화물의 기포발생, 용융, 부식 및 마모의 해를 없게 하는 것이다.

본 고안은 전극봉(2, 2', 2˝)이 삽착시에는 전극봉(2, 2', 2˝)의 삽입 돌설 길이를 조절하면 삼각형의 통전가열대(3)의 면적을 넓거나 좁게 조절할 수 있어 용융실의 폭과 높이에 따라 적절한 면적의 통전가열대(3)를 형성할 수 있다.

로(1)의 내부경사면(1a)은 금속 및 비금속 기술의 제철 제강및 각종 주형기술에서 용융체 유동의 원활화와 모서리부에 있는 용융체가 과냉각 효과에 의하여 결정립이 성장되는 것을 억제하기 위한 통상의 계통 기술의 경사면과 같은 방식의 구성이어서 용체 이동시 용융유리정체지역(103)을 개선하여 용체의 정체현상을 없게하고 유속을 일정하게 해주는 것이나, 본 고안에서는 내화물의 두께를 일정하게 하여 내부경사면(1a)과 일체로 외부경사면(1b)을 형성한 것이 다른점인데, 이는 통기 공냉 효과에 의한 내화물 냉각 전도성을 매우 양호하게 하기 위한 것으로서 내화물의 내구성 유지에 도움을 준다.

미설명 부호 104는 부식부분이다.

이렇게 하여서된 본 고안은 완성되며, 본 고안은 삼상의 전극봉(2, 2', 2˝)을 길게 돌설시켜 통전가열대(3)가 유리용융액(201) 내부의 중앙 상측부에 형성되게 하고, 통전가열대(3)를 삼각 및 동일 역삼각형으로 교호로 연속 반복 형성되게 하며, 외부경사면(1b)을 형성한 것을 특징으로 하여, 내화물 표면의 용융, 부식, 마모 및 용융에 의한 기포 발생 방지와 균일 용융체 생성의 효율적 용융이 되게 하므로써, 내화물 내구성 보호와 방사 원활화, 절사방지의 효과가 있게 한다.

그러므로 가열 비용을 절감하고 양질의 유리장섬유를 생산성 높게 제조해내는 매우 경제적이고 유용한 고안이다.

Claims (1)

1. 로(1) 하측의 내화물은 일정 두께로 하고 외부경사면(1b)을 내부경사면(1a)과 일체로 형성하여 로(1) 하측외부에 냉각 통기 공간이 형성되게 하고, 양측의 내부경사면(1a)에 전극봉(2, 2', 2˝) 3개씩을 한조로 삽착하는데 각각의 전극봉(2, 2', 2˝)끝의 연장선이 한점에서 교차하도록 하기 위하여 각각의 전극봉(2, 2', 2˝) 몸체를 사면체에서 동일 꼭지점접을 갖는 세모서리 위치에 각각 일치하도록 하여 길게 돌삽하며, 이 전극봉(2, 2', 2˝)뿌리부를 선이은 모양이 ˝△˝형으로 삼각형이 되게 하는 것으로써, 임의 일측 내부경사면(1a)에는 전극봉(2', 2˝) 2개씩 한짝으로 서로 이격되게 삽착 돌설하고, 2개로 삽착된 전극봉(2', 2˝) 간격의 중앙점에 대향되는 타측 내부경사면(1a)의 위치에 1개의 전극봉을 삽착하며, 다음순으로 3개씩 한조로 배열되는 전극봉(2, 2', 2˝)은 먼저 형성된 삼각형에 대하여 합동이고 역위치의 삼각형이 되게 하고 이 삼각형의 꼭지점에 전극봉(2, 2', 2˝)이 삽착 위치되게 하며, 3개씩 1조로 삽착된 전극봉(2, 2', 2˝) 상단부를 선이은 모양도 삼각형이 되게 하는데 유리용융액(201) 상면에 대하여 하측으로 평행되는 일면상에 삼각형이 위치하고, 각각의 삼각형의 꼭지점의 위치에 전극봉(2, 2', 2˝)의 끝부분이 위치하게 하여 통전시 가열대(3)가 “△”형 및 “▽”형으로서 삼각형 및 동일 역삼각형의 배열이 교호로 연속 반복되게 하여 띠상으로 길게 배열되고, 통전가열대(3)를 용융유리(201) 내부의 중앙 상측부에 형성되게 하여서, 전극봉(2, 2', 2˝)의 발열부 및 통전가열대(3)가 내화물에 직접 접하지 않게함을 특징으로 하는 유리장섬유(LONG FLBER GLASS) 제조용 용융로.