KR960008023B1 - 금속용해 유지로 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

금속용해 유지로

제1도는 본 발명의 일실시예를 도시한 알루미늄의 용해 유지로(保持爐)의 횡단면도.

제2도는 그것의 종단면도.

제3도는 제1도의 3-3선에 있어서의 단면도.

제4도는 제1도의 4-4선에 있어서의 단면도.

제5도는 제1도의 5-5선에 있어서의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 용해타워실 21 : 재료투입구

30 : 경사상실(傾斜床室) 33,33A,33B : 경사상면

40 : 유지실(holding chamber) 52,56 : 연결구멍(connecting hole)

60 : 급출실(汲出室,ladling chamber) 65 : 보온격벽

A : 알루미늄재료

본 발명은 알루미늄등의 금속용해 유지로에 관한 것이며, 특히 보조로(手許爐)로서 사용되는 연속용해유지로에 관한 것이다.

근년, 보조로서 금속재료를 용해하고 그 용탕을 유지실에서 보온하고 필요에 따라서 급출실에서 주형으로 급출하도록한 금속용해로가 개발되고 본 발명자도 일본국 특허출원공고 제62-23234호 등의 발명을 제안하였다. 이들의 노에 있어서는, 용탕을 급출하여 주형으로 공급하기 위한 급출실을 가지는 것이지만, 여기에서 급출되는 용탕의 관리가 제품의 품질상 중요한 문제로 된다.

즉, 우선, 용탕중에 함유되는 수소가스 등을 이 용탕중에서 유효하게 제거하는 것이 필요하다. 동시에, 급출실에서 공급되는 용탕의 온도를 어떻게 유지하는가, 환언하면 용탕온도의 저하를 어떻게해서 막는가가 중요한 문제로 된다. 이것은 제품의 품질관리상 뿐만아니라 에너지의 유효한 이용의 점에서도 중요한 문제이다.

전자의 수소가스등의 제거에 있어서는 종래부터 급출실의 버블링 장치(bubbling device)를 설치하여 불활성가스를 용탕중에 분출하는 것이 행하여지고 있으나, 급출실에 버블링장치를 설치한 경우에는 버블링 때문에 스페이스가 제약되고 충분한 가스제거 효과를 기대할 수 없는 경향이 있었다.

급출실의 온도관리에 대하여는 종래의 급출실의 용탕과 유지실내의 용탕과는 대략 100℃ 높은 온도를 유지실의 설정온도로 하여 온도관리하고 있는 것이 현상이다. 그러나 이와같은 관리는 에너지 이용상 매우 불리하므로 연료비등의 코스트도 높아진다.

본 발명은 이와같은 상황에 감안하여 제안된 것으로서 보조로서의 연속용해가 가능한 콤팩트한 노이고, 용탕의 품질관리 특히 용탕중의 가스제거 효과를 높이고, 온도관리를 유리하게 행할 수가 있는 신규한 보조 연속용해도를 제공하는 것을 목적으로 한는 것이다.

즉 본 발명에 관한 금속용해유지로는, 금속재료를 용해하고 그 용탕을 유지실에서 보온하고 급출실에서 주형으로 공급하도록한 보조연속용해로에 있어서 상기 유지실과 연이어 통하고 또한 버블링창지에 의해 불활성가스를 용탕중으로 분출(ejecting)하는 가스처리실을 설치함과 동시에 상기 가스처리실과 연이어 통하고 또한 상기 유지실과 보온격벽을 통하여 인접하는 급출실을 설치한 것을 특징으로 하는 금속용해유지로에 관한 것이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부도면에 따라서 설명하면 제1도는 본 발명의 일실시예를 도시한 알루미늄의 용해 유지로의 횡단면도, 제2도는 그것의 종단면도, 제3도는 제1도의 3-3선에 있어서의 단면도, 제4도는 제1도의 4-4선에 있어서의 단면도, 제5도는 제1도의 5-5선에 있어서의 단면도를 각각 나타낸다.

첨부도면에 도시한 금속용해유지로는 알루미늄재료를 용해하고 그 용탕을 유지실에서 보온하고 급출실에서 주혀으로 공급하도록한 보조연속용해로의 일실시예이고 제1도의 횡단면도에 도시한 바와 같이 노체(10)의 구조를 가진다. 즉, 이노체(10)는 강고한 내화물로 구축되어 있어, 재료를 예열하고 용해하기 위한 용해타워실(20), 용해한 금속재료가 가열되면서 유하하는 경사상실(30), 용탕을 저탕하는 유지실(40), 상기 유지실과 연이어 통하고 또한 상기 유지실과 보온격벽을 통하여 인접하는 급출실(60)의 각부로부터 구성된다. 이하 각부의 구성을 설명한다.

우선 실시예에 표시한 용해타워실(20)은, 피용해재인 알루미늄 주괴(鑄傀,ingot)등의 알루미늄재료(A)를 투입하여 얹어놓고 공간이고, 급속재료가 타워형상으로 적중(積重)되도록 탑형상 내지 통형상으로 형성된다. 용해타워실(20)의 상부에는 제2도에 도시한 바와 같이 재료의 투입구(21)가 설치되어 있다. 부호 24는 덮개체(蓋體), 24a는 그것의 차륜, 24b는 레일, 25는 점검 및 작업구이다.

제2도 및 제3도에 도시한 바와 같이 용해타워실(20)내에 잇어서, 타워형상으로 적중되어 알루미늄재료(A)중 하부에 위치하는 재료(A1)는 다음에 기술하는 용해버어너(39)의 가열가스(버어너의 화염포함)에 의해 용해되고, 상부에 위치하는 재료(A2)는 이 용해버어너의 배기가스를 포함한 노내의 연소배기가스에 의해 예열된다.

용해 타워실(20)은 적어도 경사상실(30)에 면한 전면하부(20F)가 개방되어 있고, 용해된 금속재료(유동성이 있는 반고용상태의 것을 포함)가 이 경사상실(30)로부터 유출하도록 되어 있다.

다음에 경사상실(30)의 측벽면(31)에는 상기 용해타워실(20)의 하부로 향해서 용해버어너(39)가 배치되어 있다.

또, 경사상실(30)은, 상기 용해타워실(20)에서 용해된 알루미늄재료가 다음에 기술하는 유지실(40)로 유하하는 경사상면(33)을 가지고 있다. 경사면(33A)은 실시예에서는 용해타워실전면(20F)에서 똑바로 전방으로 경사하는 제1의 경사면(33A)과, 이 제1경사면에서 제1도와 같이 좌우 직각으로 굽혀진 제2의 경사면(33B)의 2개의 경사면으로 되어 있다. 이와 같이, 경사면을 직각방향으로 굽히는 것은 노체구조를 콤팩트하게하고 용해버어너(39)의 열효율을 좋게하기 위한 것과, 용해타워실(20)내의 냉재료(A)가 만일 경사면으로 굴러들어온 경우에도 다음에 기술하는 유지실내로 용이하게 낙하하지 않도록 하기 위해서이다.

용해타워실(30)에서 용해된 알루미늄재료는 이 경사상실(30)의 경사상면(33A,33B)을 유하하여 가는 사이에도 용해버어너(39)에 의하여 가열, 승온되어 양질의 용탕으로 되어서 다음의 유지실(40)내로 유입된다. 부호 34는 점검 및 작업구이다.

유지실(40)은 용탕(M)을 축적하여 보온해두는 장소이다. 즉, 유지실(40)은 상기 경사상실(30)과 격벽(41)을 가지고 인접하고 있음과 동시에 이 경사상실(30)을 유하하는 용해된 금속재료가 이 유지실(40)내로 유입될 수 있는 연이어 통하는 구멍(42)을 가지고 있다.

또, 유지실(40)의 바닥면(43)은 상기 경사상면(33)보다 낮게 구성되어 있다. 바람직하기는 제2도의 실시예와 같이 단차(43a)를 토하여 바닥면(43)이 형성된다. 이것은 축적된 용탕(M)이 경사상면(33)상부로 유출하여 경사상면(33)의 온도가 낮은 용해된 금속재료 또는 경우에 따라서는 경사상면(33)에서 붕괴되어 나온 용해전의 냉재료와 접촉하여 그 탕온이 저하하든지 또는 가스를 발생시키든지 하는 것등을 방지하기 위해서이다.

또한 이 유지실(40)에는 실내의 용탕(M)을 보온하는 유지버어너(49)가 설치되어 있다. 실시예에서는 이 유지버어너(49)는, 유지실천정(44)에 설치되어 있으나 유지실의 측벽부(45)에 설치하여도 좋다. 제1도의 부호 46은 점검 및 작업구이다.

가스리실(50)은, 주형용의 양질의 용탕을 공급하기 위해 용탕중에 함유되는 수소가스등을 이 용탕중에 제거하기 위한 독립된 실이다.

이 가스처리실(50)은, 상기 유지실(40)과 격벽(51)을 가지고 인접하고 있음과 동시에, 이 격벽(51)의 하부에 연결구멍(52)을 가진다. 이 연결구멍(52)은 상기 유지실에 축적되는 용탕(M)의 상태(常態)에 있어서의 상면(S)보다도 아래쪽 위치에 설치된다. 이것은 용탕표면에 부유하는 산화물등의 불순물이 가스처리실(50) 및 후기 급출실(60)에 유입되지 않도록 하기 위해서이다. 또, 이와같이 함으로써 유지버어너(49)의 가열가스가 유지실(40)로부터 외부로 분출되는 것을 방지할 수 있고 또한 버어너 소리에 의한 노내소음을 차단할수 있는 장점이 있다.

가스처리실(50)에 있어서는, 용탕중에 함유되는 가스, 예컨대 알루미늄 용탕중의 수소 가스를 용탕중으로부터 배출하기 위해 불활성가스를 분출하는 버블릉장치(55)가 설치된다.

이 버블링장치(55)는, 예컨대 제2도에 도시한 실시예와 같이 실바닥면(54)에 다공관(56)을 배치라고, 이다공판(56)에서 불활성가스, 예컨대 질소가스나 아르곤가스등을 용탕중으로 분출하여 용탕중에 존재하는 가스와 함께 탕표면에서 외부로 방사시키는 것이다. 이 가스방산을 유효하게 행하게 하기 위해 다공관(56)을 도면과 같이 2∼3개 설치할 수도 있다. 또, 고속회전하는 회전자(노즐)에서 불활성가스를 분산분출시키는 회전식의 버블링장치를 사용하여도 좋다. 부호 58은 불활성 가스의 가스용기, 59는 도관이다.

급출실(60)은 주형용의 양질의 용탕이 고급되는 부분이고, 통상 급출작업을 위하여 상부가 개방되어 있다. 본 발명에 있어서는 이 급출실(60)은 상기의 가스처리실(50)과 연이어 통하고 또한 상기 유지실(40)과는 보온격벽을 통하여 인접하고 있다.

즉, 제4도의 단면도에서 이해되는 바와 같이 급출실(60)은 가스처리실(50)과 격벽(61)을 가지고 인접하고 있음과 동시에, 이 격벽(61)의 하부에 연결구멍(62)을 갖고 있다. 이 연결구멍(62)은 상기한 가스처리실(50)에 있어서의 연결구멍(52)과 같이, 용탕표면에 부유하는 산화물등의 불순물이 급출실(60)로 유입되지 않도록 하기 위해, 용탕상면보다 아래쪽위치에 설치하는 것이 바람직하다. 2개의 하부연결구멍(52,62)에 의해 급출실(60)의 용탕은 보다 청결한 것으로 된다.

또한 제5도의 단면도와 같이 급출실(60)은 상기 유지실(40)과 보온격벽(65)을 통하여 인접하고 있다. 보온격벽(65)은 열전도율이 우수한 내화물로 구성되고, 공지의 질화규소결합탄화규소질 내화물리 바람직하게 사용된다. 이 질화규소결합탄화규소질 내화물은 질화규소의 높은 강도와, 종래의 하이알루미나계 내화물보다도 수배정도 큰 열전도율(14,1,(1200℃)Kcal/m/hr/℃)을 갖고 있다. 실시예에서는 이 보온격벽(65)의 두께를 격벽일반부(일(一般部)(230mm)보다 50mm정도 얇게 구성하였으나, 유지실(40)내의 요탕온도를 740℃로 하면, 이 보온격벽에 의해 인접한 급출실(60)내의 용탕온도는 710℃로서 불과 30℃의 차이밖에 없다. 또한 종래 구조에 의한 급출실에 있어서의 용탕온도는 앞에서도 기술한 바와 같이 약100℃의 온도저하가 있다.

또, 제3도의 부호 70은 연소 유니트이다.

다음에 본 발명에 금속용해 유지로를 사용하여 실제로 알루미늄 재료를 용해, 유지하는 경우에 대하여 설명하면, 우선, 노내의 용해버어너(39) 및 유지버어너(49)가 점화되어, 용해타워실(20), 경사상실(30) 및 유지실(40)이 가열, 승온된다.

용해버어너(39)의 가열가스는 용해타워실(30)의 하부에서 배기구멍이 있는 위쪽으로 상승한다. 한쪽의 유지버어너(49)의 가열가스는 유지실(40)내를 일순한 후 유지실(40)의 연이어 통하는 구멍(42)에서 경사상실(30)내로 들어가서 용해타워실(20)의 배기구멍이 있는 용해타워실(20)위쪽으로 인도된다.

여기서, 용해타워실(20)상부의 투입구(21)를 열고 알루미늄주괴 등의 알루미뉴재료(A)를 이 용해타워실(20)이 거의 가득차도록 투입한다.

용해타워실(20)에 적중된 알루미늄재료(A)중, 하부에 위치하는 재료(A1)는 상기한 바와 같이 용해버어너(39)의 가열가스에 의해 가열되고 용해된다. 이와동시에, 상부에 상부에 위치하는 재료(A2)는 이 용해버어너(39)의 배기가스 및 유지버어너(49)의 배기가스와 접촉하고 열교환하여 예열된다. 노내의 버어너의 열에너지는 이와같이 유효하게 이용된다.

용해타워실(20)에 있어서 용해된 재료는 이 타워실(20)의 바닥면(28)에서 경사상실(30)의 경사상면(33)으로 유출된다.

겨사상실(30)에 유출된, 용해된 재료는 용해버어너(39)의 버어너 화염 및 유지버어너(49)의 가열가스에 의해 경사상면(33)을 유하하면서 더욱 가열되고 승온된다.

그리고 충분히 가열되어 완전용해된 재료는 연이어 통하는 구멍(42)을 거쳐 유지실(40)내로 유입되어 용탕으로서 축적된다.

유지실(40)내에서는 유지버어너(49)에 의해 용탕의 온도가 제어된다.

그리고 유지실(40)과 연결구멍(52)에 의해 자유롭게 통하도록 구성된 가스처리실(50)에서는 상기 용탕중에 함유된 가스의 제거작업이 행하여진다. 본 발명의 가스처리실(50)은 버블링을 위한 전용스페이스이기 때문에, 충분한 가스처리를 하기 위해, 필요에 따라서 복수의 다공관등의 큰 능력의 버블링장치를 배치할 수가 있다.

또한 가스처리가 이루어진 용탕은 급출실(60)로 유입되는 것이지만 이 급출실(60)은 유지실(40)과 보온격벽을 통해 인접하고 있기 때문에 보온효과가 높고, 고온이고 또한 양질인 용탕이 공급되고 필요에 따라서 주형으로 급출된다.

이상 도시하고 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 독립한 가스처리실을 설치한 것이기 때문에, 필요에 따라서 큰 능력의 버블링장치를 배출할수 있고 용탕중에 함유되는 수소가스등을 이 용탕중에서 유효하게 제거할 수 있도록 되어있다. 또한, 급출실은 상기 가스처리실의 하류측에 설치되는 것이지만, 유지실과 보온격벽을 통하여 인접하고 있기 때문에 보온효과가 높고, 양질인 용탕을 공급할 수 있을 뿐만아니라 유지실과의 온도차가 적기 때문에 유지실의 온도를 필요이상으로 높게 유지할 필요가 없으므로, 에너지의 유효이용을 도모하고, 연료비등의 코스트를 저감할 수 있다.

이와 같이 본 발명은, 용탕의 품질관리 및 온도관리를 극히 유리하게 행할 수가 있는 보조연속용해로를 제공할 수가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 금속재료를 용해하고 그 용탕을 유지실에서 보온하고 급출시에서 주형으로 공급하도록 한 보조연속 용해로에 있어서, 상기 유지실과 연이어 통하고 또한 버블링장치에 의해 불활성가스를 용탕중으로 분출하는 가스처리실을 설치함과 동시에, 상기 가스처리실과 연이어 통하고 또한 상기 유지실과 보온격벽을 통하여 인접하는 급출실을 설치한 것을 특징으로 하는 금속용해 유지로.

Images