KR950007782B1 - 연속 주조장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

연속 주조장치

제1도는 본 발명에 따른 장치의 평면도를 나타낸다.

제2도는 연속적 주조장치의 통상적인 주입 싸이클을 나타낸다.

제3도는 제2도의 통상적인 싸이클의 블럭선도를 나타낸다.

제4도는 본 발명에 따른 장치에서 수득가능한 싸이클의 블럭선도를 나타낸다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 주입용기 12 : 콘베아도관

13 : 매니폴드 14 : 예열챔버

15 : 버너 16 : 주입채널

17 : 전기로 18 : 래이들

20 : 조종기 21 : 주조스테이션

22 : 배출관 23 : 여과기

24 : 송풍기 25 : 굴뚝

29 : 제2송풍기 28 :열재생기

본 발명은 금속투입물에서 출발하여 작업상의 어떤 단절이 없이 연속적으로 진행되는 금속투입물을 반제품으로 전환시키는 연속 주조장치에 관한 것이다.

본 발명의 장치는 연속식이나 불연속적 주조공정에 따라 강편(billet), 분괴 (bloom), 슬랩, 막대 또한 잉곳을 제조할 수 있으며, 연속식 주조방법에 유리하게 사용된다.

본 발명은 또한 상기의 장치를 써서 실행하는 연속 주조방법에도 관련한다. 본 발명에 따른 금속투입물은 미리 환원시킨 금속, 스크랩, 주철, 철강 등을 개개의 성분으로서 또는 이들의 혼합물 형태이다. 그러므로, 본 발명은 래이들에서 정련한후에 긴밀한 협동하에 전기로에 불연속적으로 투입하고 또한 주조 스테이션에 연속적으로 주입하는 이러한 장치와 방법에 관계한다.

현재 주조구역(casting zone)에 연속적으로 주입하는 장치들은 제어되지 않는 싸이클로 발생하는 그들의 상호 접촉과 교환의 기능적 단계에 의해서만이 협동되는 여러개의 독립영역과 특수영역을 제공한다.

이들은 예열하거나 하지 않는 스킵(skip : 광차)의 조작으로 스크랩을 처리하는 구역을 제공한다. 다음에, 전기로의 작업을 일시적으로 방해하고 스킵을 이용하여 전기로에 투입한다. 용융물은 래이들에 주입하고, 이것을 브리지 크레인이나 또는 다른 콘베아 수단으로 주조 스테이션에 옮긴다.

이와 같은 공지된 형태의 장치는 조업의 단절, 각종 단계의 논리적 순서의 빈번한 중지, 큰 공간의 필요성, 적절히 제어되지 않는 각종 단계의 시간, 에너지 손실, 관리할 부분이 많은것 등과 같은 일련의 문제점을 야기시킨다.

더우기, 소요되는 공간이 너무 크고 소요되는 작업장도 덮어씌울 면이 상당히 커서 투자비 부담이 무겁다.

또한, 공지의 시스템에서는 전력을 많이 사용해야 하며 ; 사용되는 전력을 불연속적으로 이용하게 하고 전력공급에 현저한 장애를 초래하여 전압에 변동이 생기고, 동시사용율이 낮아 시간당 출하량이 적다.

이들은 또한 전력의 소비율이 높고 전극의 소모도 크다. 그러므로 바르게 말할 수 있는 것은 공지의 시스템으로는 공정의 효율이 낮고 동력과 다른 복수자재의 소모가 크다는 것이다.

더우기, 공지 시스템에는 상당한 투자가 필요하고, 가동, 보수, 설치등에 비용이 많이 든다.

WO-A-8,601,230(INTERSTEEL)은 주조공정에 연속적으로 주입할 수 있는 통합장치를 개시한다. 그러나 이 발표는 주조 스테이션에 연속적으로 주입하는 것이 불가능하다는 사실 때문에 용어상 모순을 내포한다. 더우기, 전기로에서 직접 정련하는 것은 생산율은 낮고 전력소모는 크다.

더우기, 이것은 에너지 낭비도 크고 시간낭비도 상당한 래이들을 조작하도록 배치되어 있다.

LU-A-42495(COCKERILL)도 또한 발표되었지만 전기로를 정련목적의 전환로로 임시로 전환하는 것이다. 이것을 가동정지, 에너지의 낭비, 불필요한 공간의 검거 그리고 일반성 및 특수성의 협동문제등을 야기시킨다. 기술, 동력 및 경제적 견지에서 상기한 결함을 배제하고 잇점을 얻기 위하여, 출원인은 본 발명을 계획하고 시험하고 구체화 하였다.

본 발명에 따른 장치와 이에서 얻어지는 방법으로부터 생기는 기술적 잇점을 아래와 같이 실질적으로 열거한다 ;

-(출하량이 같다는 전제하에서) 사용되는 전력소모의 감소 ;

-전력의 최대 및 일정한 사용 ;

-전기공급과 공급되는 전압의 변동발생의 장애제거 ;

-전력이 동일하다는 전제하에서, 시간당 출하량의 증가 ;

-전력 소비율의 최소화.

사용하는 동력에 관련되는 잇점의 견지에서, 본 발명은 공정의 수율의 총체적 증가를 가져오고 그러므로 동력소모와 몇몇 보조물의 현저한 감소를 가져온다.

본 발명에서 얻어지는 경제적 잇점은 다음을 포함한다.

-동일한 출하량에 대해서, 설비동력이 더 낮아서 시설비도 적게드는데, 그 이유는 한편으로는 크레인이 적게 사용되고 또 한편으로는 배치가 실질적으로 크레인이 적게 사용되고 또 한편으로는 배치가 실질적으로 치밀하기 때문이다.

-동력과 보조물의 소모가 적어서 가동비용도 적게든다 ;

-노무비와 동력비가 적게드는 것과 함께, 작업장도 관련되는 토목공사의 총체적 경비가 적게든다.

-유지보수비가 적게든다.

이러한 다수의 잇점으로 아래의 기술이 보다 더 분명해지고 여기서 나타낸 것같이 본 발명에 적합해진다.

본 발명에 따르면 금속투입률은 예열장치를 통해서 연속적으로 주입된다.

예열장치에서 금속투입물은 전기로의 배출연무와 가스의 현열(감지할 수 있는 정도의 열) 그리고 적합한 버너의 연소열로 예열된다. 본 발명에 따른 투입물의 예열은 조절된 분위기(controlled atinophere) 실시된다.

본 발명에 따른 예열온도는 300℃ 내지 1000℃의 범위로서 가열 에너지의 흐름을 적절히 조절하는데 충분하다. 투입물의 예열은 조절된 분위기에서, 이루어지지 때문에, 금속 투입물의 금속 수득율은 만족스럽게 조절된다. 예열된 금속투입물은 전기로속으로 연속적으로 주입된다. 일정기간 동안 주입된 양은 일정치 않지만, 전기로내에서 금속중량(metallic bath)의 소요온도를 유지시키려는 의도에서 조절을 해야 한다. 금속 중량의 온도는 본 발명에 따라서 전체 싸이클 공정중에 예정한 현상이 나타나야 한다.

본 발명에 있어서 로의 전극에 공급되는 변압기는 일정하게 작동하고 중지조작은 정비보수 작업이나 전극의 교체를 위한 계획된 경우에만 실시한다.

본 발명의 방법에서 허용되는 것같이, 슬랙의 조성물을 엄격히 조절하면 로의 라이닝을 보수하는 작업이 거의 불필요하게 되고 매우 적게된다. 중탕의 화학적 조성과 그의 금속야금학적 조건을 연속적으로 조절할 수가 있다. 중탕을 조절하기 위하여는, 연료, 산소, 탈황, 혼합물, 탈산소제 및 이렇게 형성된 슬랙의 혼합물을 금속/슬랙이 경계면으로 불어넣는다.

본 발명에 따라서 로의 내화 라이닝속에 위치한 다공성 인서어트(insert)에 의해서 금속중탕의 벌크속으로 이러한 요소들을 직접 불어넣도록 배열한다.

아래의 조작은 전기로내에서의 본 발명의 특징으로서 실시한다. 온도조절, 탄소의 보정, 탈황 및 산소의 조절, 다른 화학적 요소는 공정의 유기적 관리로서 최적으로 조절한다. 슬랙의 양은 정규의 용융(scorification)에 따라 조절된다.

본 발명에 적합한 이 조립체는 장기간 동안 정상적 시간에 로의 출탕이 가능하도록 하여 계획된 생산을 맞출수가 있게 된다.

본 발명에 있어서, 연속적인 출탕사이의 시간은 약 30분으로 단축될 수 있다.

출탕된 강은 필요할 경우 로의 슬랙이 없이 비등하는 형태가 될 수도 있다.

본 발명의 또다른 특정에서, 화학적 조성을 조절하기 위한 탈산소반응과 칠합금의 첨가는 출탕중의 래이들에서 실시되며, 동시에 비활성 가스는 래이들 그 자체속으로 불어 넣는다.

본 발명의 또다른 중요한 특징은 온도와 화학적 최종조정이 적절한 스테이션에서 실시되며 이는 래이들을 조작하는 다기능 조정기에 의해서 가능케 된다.

EP 219,891에서 개시된 것같이, 이러한 조종기는 서로에 대해서 최소한 90°또는 그 이하로 위치할 수 있는 두개의 독립적 회전 아암을 갖춘다. 이러한 독립적 아암은 각각의 래이들을 보유하며 이 래이들은 수평면위에서 원주를 따라서 또는 원주를 따라 어떤 위치에서 수직으로 움직일 수 있다.

예열된 금속투입물이 연속적으로 주입되고 심지어 출탕중에 제련되도록, 용강의 성분 잔유물이 로속에 남겨진다. 앞에서 거론 했듯이, 본 발명에 따른 장치는 전기로와 협동하는 다기능 조종기를 갖추고, 이 조종기는 EP 219,891에 개시된 형태로서 래이들을 취급하는데 적합하다.

이 다기능 조정기는 360°로 연속적으로 회전이 가능하고 래이들을 보유할 수 있는 두개의 독립적인 동축(co-axial) 아아을 포함한다. 이러한 회전 아암은 출탕 스테이션과 중간 스테이션안에서 래이들을 조작하는데, 중간 스테이션이란 래이들을 가열하는 스테이션, 주형 박스의 폐쇄를 회복하는 스테이션, 용융조를 가열하고 가능하면 탈기하는 스테이션, 주조 스테이션, 슬랙을 배출하고 래이들을 세척하는 스테이션등과 같은 것이다.

그러므로, 본 발명에 따라서 다기능 조종기는 극소의 공간내에서 여러가지 기능을 수행하고 주조구역에 직접적으로 그리고 연속적으로 주입한다.

이러한 주입작업은 출탕과 주조에 관련하여 다기능 조종기 그 차체에 의해 조작되는 래이들에 의해 수행되고, 래이들을 주조 스테이션에서 턴디시(trndish)와 협동하고 턴디시에 함유된 액체금속이 심지어 래이들을 변화시키는 전이상태 중에서도 주조스테이션에 연속적으로 주입되게 한다.

첨부된 도면은 본 발명의 바람직한 구체예를 도식적으로 설명한다. 제1도는 투입물을 주입하는 주입용기(11)를 나타내며 이 속으로 특정한 조성과 성질을 가진 금속 투입물이 연속적으로 주입된다.

금속 투입물은 용기(11)로부터 콘베아 도관(12)을 통해 예열챔버(14)속으로 보내지며, 이 예열챔버는 그 끝에 가스와 연무를 수거하는 매니폴드(13)을 포함한다. 이 예열챔버(14)는 또한 회전드럼을 포함하여 이 회전드럼은 금속 투입물이 가열수단에 의해서 균일하게 싸이게 한다.

전기로에서 나오는 가스와 연무 그리고 예열챔버(14)속에서와 주입채널(16)속에서 작동하는 버너(15)의 작용으로 생성되는 가스와 연무와 같은 가열수단은 반대방향에 있는 예열챔버(14)를 통과하여 금속 투입쪽으로 향한다. 금속 투입물의 최종 예열온도는 가열수당의 유량을 적합하게 조절하고 아울러 가열 에너지를 조절함으로서 300℃ 내지 1000℃ 범위가 되게 한다. 예열챔버(14)내의 대기환경은 금속 수득물에 나쁜 영향을 주지 않도록 유지한다. 예열된 금속 투입물은 주입채널(16)을 통하여 전기로(17)속으로 연속적으로 투입된다.

주입채널(16)을 통한 금속 투입물의 유량은 적절한 조절수단으로 조절하여서, 금속중탕을 적절한 용도로 유지해야하며 그 이유는 금속중탕의 온도 전개가 주조과정에서 사전-설정된 값에 따르도록 해야하기 때문이다. 전기로(17)에는 연속적으로 작동하는 변압기(26)(또는 전기공급망)로 전기 공급한다. 변압기(26)는 작업을 프로그램하거나 또는 예외 발생때에만 정지한다. 전기로(17)의 출탕(tapping)은 일정한 간격으로 실시하며, 본 발명에서는 한 출탕에서 다음 출탕까지의 시간을 대략 30분으로 단축한다.

본 발명에 따른 출탕시간은 대략 2분까지 단축되며 이 출탕은 액체금속 원료의 양이 로의 공칭용량의 40%까지 전기로(17)에 남겨지도록 실시된다. 출탕 금속은 래이들(18)에 모이고 EP 219,891에서 발표한 것과 같은 종류의 다기능 조종기(20)로 처리하고, 다기능 조종기는 래이들(18)을 이동시켜 모든 주조작업과 또한 래이들 자체를 제자리에 돌려보내는 작업을 수행하는데 필요한 각종 스테이션속에 정착되게 한다. 사용하는 다기능 조종기(20)는 위에서 설명한 형태이고 동시에 두개의 래이들(18)을 이동시킨다.

다기능 조종기(20)는 전기로(17)와 협동하는 출탕 스테이션, 용융조를 가열하고 탈기가 가능한 스테이션, 용융(scorification) 스테이션, 또한 런디시와 협동하는 주조 스테이션(21)을 구비하므로 래이들(18)을 교체하는데 매우 짧은 시간이 소요된다는 견지에서 연속주조가 잘 이루어지도록 한다.

더우기, 다기능 조정기(20)는 슬랙을 배출하고 래이들을 세척하는 스테이션, 래이들을 가열하는 스테이션에 그리고 주형박스의 폐쇄를 회복하는 스테이션에서 래이들(18)을 조작한다.

각종 스테이션은 서로에 대해 45°및 90°각도로 위치하고 두개의 래이들은 다기능 조종기(20)의 회전축에 대해서 직각으로 위치하여 왕복식으로 이동할 수가 있다.

주조 스테이션에서 다기능 조종기(20)는 래이들로 하여금 그의 내용물을 주조 스테이션(21)을 보조하는 턴디시에 보내며 ; 다기능 조종기(20)의 기능특성 측면에서 볼때 주조 스테이션(21)에 대한 연속 주조주입이 이루어지는데 그 이유는 심지어 턴디시의 액체 금속량이 최저수준에 도달한 때에도, 래이들(18)을 교체하는 전이상태를 극복하기에 충분하기 때문이다.

주조 스테이션(21)은 연속 주조장치를 보조하는 턴디시를 갖추고 있으나, 잉곳주형속에서의 주조구역, 주형속의 주조구역 또는 이 두가지의 다기능 구역을 포함할 수도 있다.

그러므로, 주조 스테이션(21)은 다기능 조종기(20)로 하여금 비어있는 래이들(18)을 가득채운 래이들(18)로 교체할 수 있도록 충분한 양의 액체금속을 턴디시가 보유할 수 있게 한다. 본 발명에 있어서, 래이들(18)을 교체하는데 매우 짧은 시간이 소요된다는 견지에서, 턴디시의 내용물도 또한 감소한다.

수거용 매니폴드(13)을 떠나서 반대방향의 예열챔버(14)를 통과하여 금속 투입구쪽으로 가는 가스와 연무는 연무배출관(22)에 포집되고, 여기서 여과기(23)로 배출되고, 송풍기(24)에 흡입되어서 굴뚝(25)으로 빠진다.

송풍기(24)와 굴뚝(25)의 사이 또는 여과기(23)와 송풍기(24) 사이에는 열재생기(28)가 포함되고 여과기(23)을 떠나는 가스물질 전체 또는 일부와 협동한다. 이 열재생기(28)는 버너(15)에서 사용되는 공기를 예열하는데 사용되고 이 공기는 제2송풍기(29)를 통해 전달되기도 한다. 변형태에서 이 열재생기(28)는 여과기(23)의 상류에 위치한다.

제2도에 표시한 전통적인 싸이클에서 쉽게 이해할 수 있듯이, 금속 투입물을 용융물로 전환하고 그후 주조실행 하는데 필요한 각종 기능사이에 심지어 최소의 협동을 얻는 정상적인 방법에는 상당한 기술과 노력과 조직형태가 필요케 된다.

제2도는 개개의 블럭에 제시된 중요한 단계를 분명하게 보여준다. 공지의 기술에서 발생되는 명목 현상이나 지연은 교차점이나 접합선의 어느 하나에 의해서 측정되고 이 도면은 여러단계 사이에서 발생될 수도 있는 지연, 간섭 기타 바람직하지 않는 결과의 모든 위험을 명백히 나타낸다.

제3도에서 블럭선도는 제2도에 표시된 통상적인 사이클에 속하는 것으로서 주로 연속적으로 또는 반복적인 다수의 단계를 나타내는데, 지연시에는 단계자체의 연속적인 협동이 필요하고 시간낭비, 착오 또한 기능불량등은 피해야 한다.

제4도는 본 발명의 방법에 따른 단순화한 생산 사이클을 보여주며 이 사이클은 전체가 고도로 집중화되어서 그 작용이 조작행위를 하거나 뜻밖의 그리고 예기치 않는 변경 순위를 삽입할 사람이 없어도 자동적 또는 반-자동적으로 조절할 수 있다.

Claims (3)

1. -전극을 구비한 것으로 금속투입물(metallic charge)을 용융시키기 위한 전기로(17)와,

   -두말단을 구비한 금속투입물 예열 챔버(14)와,

   -챔버(14) 사이에 협동하는 버너(15)와,

   -챔버의 한말단에 연결되고 전기로와 소통하여 예열된 투입물을 일정속도로 로에 연속공급하는 말단주입채널(16),

   -로와 소통하여 로의 전극에 전력을 공급하는 연속기능 변압기(26),

   -로에서 나온 용융금속을 출탕하기 위한 출탕 스테이션,

   -연속 주조기에 용융금속을 주입하기 위해 주조기와 소통하는 턴디시와 연속주조기로 구성된 주조 스테이션(21),

   -출탕 스테이션과 주조 스테이션 사이에 위치한 용융 금속정련을 위한 정련 스테이션,

   -용융 금속을 담는 두개의 래이들(18),

   -출탕 스테이션, 정련 스테이션 또한 주조 스테이션 사이에 래이들을 독립적으로 운반하고, 또한 두 래이들에 동시조종을 위하여 원주 방향으로 또한 원주를 따라 어떤 위치에서 수직으로 움직이는 것으로서 제1아암은 제1래이들을 또한 제2아암은 제2래이들을 운반하는 것으로된 두개의 회전 아암을 구비한 다기능 조정기(20)로 구성된 것을 특징으로 하는 금속투입물을 반제품으로 연속전환시키는 연속 주조장치(10).
2. 제1항에 있어서, 예열챔버(14)는 회전 드림형이고 이것의 상부가 주입용기(11)에 연결된 콘베아도관(12), 또한 굴뚝(25)에 달린 여과기(23)과 소통하여 가스와 연무를 수거하는 수집용 매니폴드(13)에 연결되어 있고, 챔버(14) 출구에 가까운 말단에 위치한 버너(15)에 연속 공기를 예열하도록 하는 열재생기(28)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항에 있어서, 다기능 조종기(20)의 제1아암은 정련 스테이션속의 제1래이들을 이동시키고, 제2아암은 주조 스테이션(21)속의 제2래이들을 이동시키며 이 두 래이들을 제1래이들이 정련 스테이션에 있을때 서로에 대해 90°각도를 이루는 것을 특징으로 하는 장치.

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