KR970008502B1

KR970008502B1 - 금속 용융물의 열처리 장치

Info

Publication number: KR970008502B1
Application number: KR1019890006629A
Authority: KR
Inventors: 슝크 에카르트
Original assignee: 만네스만 아크티엔 게젤샤프트; 한스 프리치, 괴츠 뮐러
Priority date: 1988-05-18
Filing date: 1989-05-18
Publication date: 1997-05-24
Also published as: EP0344092A2; DE58907738D1; US4958358A; ATE106652T1; ES2054080T3; EP0344092A3; EP0344092B1; KR890017018A; CA1316972C; JP2832539B2; JPH0219429A; DE3817379C1

Abstract

없음.

Description

금속 용융물의 열처리 장치

제1도는 레이들 가열 장치의 단면도.

제2도는 몇개의 세그먼트로 분할된 에너지 전달 요소를 상세히 보여주는 도면.

제3도는 포켓 형상의 에너지 전달 요소를 상세히 보여주는 도면.

제4도는 대응 전극의 절연 구조를 상세히 보여주는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 야금 용기11 : 외측 케이싱

18 : 지지링19 : 다리부

20 : 에너지원22 : 대응 전극

30 : 제1에너지 전달 수단40 : 제2에너지 전달 수단

32,42 : 에너지 전달 요소49 : 세그먼트

43 : 지지 부재44 : 피벗 죠인트

45 : 평형 부재46 : 스프링

47 : 피스톤-실린더 유닛48 : 축압기

52 : 정련용 운반차53 : 레이들 회전 타워

본 발명은 금속 용융물을 수용하는 야금 용기 및 직류 아크 가열 장치를 구비하며, 이 직류 아크 가열 장치는 용융물 위에 배치되는 하나 이상의 전극과 용융물과 접촉하는 하나 이상의 대응 전극으로 구성되어 별도로 또는 구성 요소로서 일체적으로 작동하는 금속 용융물의 열처리 장치에 관한 것이다.

독일 특허 공개 제31 07 454호 공보에서는 레이들 바닥 부근에 바닥 전극용 접촉점을 구비한 직류용 장치가 개시되어 있다. 이 특허 출원 발명의 목적은 레이들과 레이들로(laddle furnace)에서의 공간상의 문제를 해소하려는 것이다. 이 발명은 바닥 전극에 에너지를 공급하는 문제점을 해결하는 것과는 무관하다.

또한, 독일 특허 공개 제35 35 690호의 공보에는 전류 및 냉각제 전달을 위하여 착탈 가능하게 결합된 단자가 개시되어 있다. 이러한 결합은 나사 결합, 키이 결합 또는 클램프 결합으로 할 수 있다. 접촉 전극의 교환시, 전류 케이싱 및 냉각제 도관을 접촉 전극으로부터 분리하기 위해, 단자에 있어서의 접촉점은 조작자에 의해 분해된다. 따라서, 접촉 전극의 부착 및 분리 작업은 까다로운 인각 공학적으로 곤란한 조건하에서 조작자 개개인의 동작을 필요로 한다는 단점을 가지게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 전류 공급시 대응 전극을 에너지원에 자동적이고도 신뢰성 있게 접속하는 것이 가능하게 하는, 정비 없이(maintenance-free) 쉽게 교환할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 외측 케이싱을 구비하고, 금속 용융물을 수용하는 야금 용기와; 그 용융물 위에 배치되는 적어도 하나의 전극과 그 용융물과 접촉하는 적어도 하나의 대응 전극을 구비하고, 상기 용융물을 전기적으로 가열하기 위한 가열 수단과; 상기 외측 케이싱에 위치하고, 제1접촉면을 구비하며, 상기 대응 전극에 접속되어 이 대응 전극에 전기 에너지를 전달하기 위한 제1에너지 전달 수단과; 제2접촉면을 구비하고, 상기 제1에너지 전달 수단에 전기 에너지를 직접 전달하기 위한 제2에너지 전달 수단과; 제2에너지 전달 수단과 작동적으로 연관되어 제1에너지 전달 수단의 접촉면과 제2에너지 전달 수단의 접촉면을 전기 에너지 전달 관계로 기계적으로 위치 조정하기 위한 위치 조정 수단을 구비하는 금속 용융물의 열처리용 장치가 제공된다. 바람직하게는, 상기 용융물을 전기적으로 가열하기 위한 수단은 직류 아크 가열 장치로 구성된다.

본 발명에 따르면, 레이들 또는 분배기와 같은 야금 용기를 각각의 처리 스테이션에 배치할 때 조작자에 의한 조작없이 바닥 전극에 대한 전기적 접촉을 이루어지게 할 수 있다.

정련용 운반차로 도달할 수 있는 처리 스테이션, 예컨대 진공 유닛, 로타리 타워(rotary tower) 또는 주물 작업장에는 에너지원과 접속되는 접촉 평면 또는 접촉 표면이 마련되어 있다. 이들 접촉 평면 또는 접촉 표면은, 처리 스테이션에서의 그것들의 수평 및 수직 배치와 관련하여, 용기에 부착된 바닥 전극용 전류 공급 요소의 각각의 표면과 접촉될 수 있다. 이와 관련하여, 가령, 지지링(suspension loop) 또는 지지 클로우(carrying claw)와 같은 용기 다리부이나 지지 부재의 치수, 및 용기 벽으로부터의 거리가 고려되어야 한다.

이때, 접촉 표면은 야금 용기의 바닥 부근에 배치되는 것이 바람직하다. 에너지 전달 수단에 대한 특히 적합한 위치는 야금 용기의 외측 케이싱인데, 그 이유는 그 에너지 전달 수단과 정합하는 지지 부재가 로터리 타워 또는 진공 유닛과 같은 다양한 처리 스테이션에 마련될 수 있고, 그 곳에서 지지 부재의 보다 용이한 장착이 보장될 수 있기 때문이다.

이들 접촉 표면은 에너지의 전달을 확실하게 보장하는 크기를 각각 가진다. 또한, 용기의 둘레에, 즉 용기의 바닥 또는 용기의 바닥 근처에도 다수의 접촉부가 설치될 수 있다.

접촉 재료로서는 기계적인 내마모성, 내압성, 및 내열성이 있고, 적은 손실로 전기적 에너지를 전달할 수 있는 능력을 가진 흑연이 제공된다. 접촉 부재는 용이한 보수 유지를 위해 쉽게 교환할 수 있게 제조된다.

전술한 바와 같이, 접촉면을 특별하게 구성함으로써, 먼지가 축적될 가능성이 방지된다. 에너지를 전달하기 위한 수단중 적어도 하나의 접촉면은 몇 개의 세그먼트로 분할되는 것이 바람직하다. 각각의 흑연 본체를 몇 개의 표면 세그먼트로 형성함으로써, 접촉 압력 방향으로의 작은 운동 변화를 보상할 수 있는 외측 접촉면에 대한 최대 헐거운 끼워맞춤(snug-fit) 효과를 얻게 된다.

본 발명의 또 다른 양호한 개량형에서는, 제2에너지 전달 수단이 포켓 형상으로 형성되어 흑연 분말로 채워진다. 이에 의해, 평탄하지 않은 경우에도 접촉면들 사이의 밀착이 이루어진다.

본 발명에 따르면, 미숙한 조작에도 전체 접촉 영역의 신뢰할 만한 접촉을 보장하기 위해, 수직 또는 수평 방향으로의 보상이 이루어진다. 이를 위해, 에너지원에 접속되는 에너지 전달 요소가 스프링 상에 장착되거나, 그것들의 종축선을 따라 이동 가능하게 축압기 유닛에 접속된다. 이러한 조치에 의해 접촉점의 일정한 압력이 보장되는데, 이 압력은 필요한 경우 조절될 수도 있다. 또한, 접촉면은 수직 또는 수평면에 대해 경사지도록 구성될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제1도에는 하우징(51)을 구비한 처리 스테이션(50)이 도시되어 있는데, 하우징 내에는 야금 용기(10)가 정련용 운반차(52) 상에 배치되어 있다.

전류는 전원(20)으로부터 전류 공급선(23)을 거쳐 전극(12)과 대응 전극(22)으로 공급된다. 이 경우, 대응 전극(22)은 대부분 야금 용기(10)의 바닥(13) 영역에 배치된다. 용기(10)는 운반 수단(14) 및 내화 라이닝(12)을 구비한 외측 케이싱(11)으로 구성된다.

전기 에너지 전달하기 위한 제1에너지 전달 수단(30)이 콘솔(33)에 의해 외측 케이싱(11) 상에 지지되어 있다.

각각의 제1에너지 전달 수단(30)은 전류 공급선(23)을 통해 에너지원에 접속되고, 보상 부재, 즉 평형 부재(45)에 의해 상기 제1에너지 전달 수단(30)에 대해 움직일 수 있는 제2에너지 전달 수단(40)을 구비한다. 이 보상 부재(45)는 제1도의 우측에 도시된 바와 같이 스프링(46)으로서 형성되거나, 그 도면의 좌측에 도시된 바와 같이 축압기(48)를 구비한 피스톤-실린더 유닛(47)으로서 형성될 수 있다.

야금 용기(10)는 지지링(18) 또는 다리부(19)에 의해 바닥에 지지된다.

제2도는 관절부, 즉 피벗 죠인트(44)를 구비한 러그(lug)와, 에너지를 전달하기 위한 에너지 전달 요소(42)로 구성된 제2에너지 전달 수단(40)을 보여준다. 지지 부재(43)가 상기 피벗 죠인트(44)에 작용하고, 평형 부재(45)에(이 경우, 피스톤-실린더 유닛(47)에) 연결된다. 에너지 전달 요소(42)는 다수의 세그먼트(49)(이 경우, 표면(41)이 있는 다수의 흑연 원통체)로 구성된다. 이들 세그먼트(49)는 접촉 압력 방향으로 변위될 수 있다.

제3도는 전기 에너지를 전달하기 위한 제1에너지 전달 수단(30)을 보여준다. 이 경우, 에너지 전달 요소(32)는 판(32)(plate)으로서 형성되는데, 이 판은 대응 전극(22)(도시 생략)과 접촉하기 위한 것으로서, 콘솔(33)에 의해 야금 용기(10)의 외측 케이싱(11)에 부착된다. 그 판(32)은 접촉면, 즉 접촉 평면(31)을 구비한다.

제2에너지 전달 수단(40)의 접촉면, 즉 접촉 평면(41)은 접촉 평면(31)을 향하여 자동적으로 조정된다. 이 접촉 평면(41)은 에너지 전달 요소(42) 속에 배치되는 분말 흑연(70)으로 형성되며, 이 에너지 전달 요소는 피벗 죠인트(44)를 포함하는 러그를 구비한다. 지지 부재(43)은 피벗 죠인트(44)에 작용하고, 정련용 운반차(52), 레이들 로타리 타워(53) 또는 분배 트로프(54)에도 또한 연결될 수 있다. 선택적으로는, 지지부재(43)는 야금 용기(10)를 지지하는 지지링(18) 또는 다리부(19)에 설치될 수도 있다. 스프링(46)은 지지부재(43)와 동축으로 배치되며, 이 스프링(46)에 의해 에너지 전달 요소(42)는 접촉면(31)과 접촉면(41)이 상호 접촉되도록 제1에너지 전달 수단(30) 방향으로 이동될 수 있다.

제4도는 외측 케이싱(11)과 내화 라이닝(12)를 구비한 야금 용기(10)를 세부적으로 도시하고 있다. 외측 케이싱(11)에는 콘솔(33)이 고정된다. 대응 전극(22)이 배치되는 구멍은 콘솔, 외측 케이싱 및 내화 라이닝을 관통한다. 전기 에너지를 전달하기 위한 제1에너지 전달 수단(30)의 에너지 전달 요소(32)는 전기 절연체에 의해 금속 부재인 외측 케이싱(11) 및 콘솔(33)과 분리되어 있다. 도시되지 않은 제2에너지 전달 수단(40)의 접촉면(41)은 에너지 전달 요소(32)의 접촉면(31)에 향하여 접촉한다.

Claims

외측 케이싱(11)을 구비하고, 금속 용융물을 수용하는 야금 용기(10)와; 상기 용융물 위에 배치되는 하나 이상의 전극(21)과 상기 용융물과 접촉하는 하나 이상의 대응 전극(22)을 구비한 상기 용융물 가열용 직류 가열 수단과; 제1접촉면(31)을 구비하고, 상기 외측 케이싱에 위치하며, 상기 대응 전극(22)에 접속되어 이 대응 전극에 전기 에너지를 전달하는 제1에너지 전달 수단(30)과; 지지 부재(43)와, 이 부재에 착탈 가능하게 장착되고 제2접촉면(41)이 마련되어 있는 에너지 전달 요소(42)를 구비하고, 상기 제1에너지 전달 수단(30)에 전기 에너지를 직접 전달하는 제2에너지 전달 수단(40)과; 상기 제1 및 제2에너지 전달 수단과 각각 작동적으로 연결되며, 상기 제1에너지 전달 수단의 제1접촉면(31)과 제2에너지 전달 수단의 제2접촉면(41)을 전기 에너지 전달 관계로 기계적으로 위치 조정하는 위치 조정 수단(45,44)을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 열처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1에너지 전달 수단(30)은 상기 야금 용기(10)의 지지링(18) 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 열처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1에너지 전달 수단(30)은 상기 야금 용기(10)의 다리부(19) 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 열처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 전기 에너지를 전달하는 상기 제1 및 제2에너지 전달 수단(30,40)은 불연성(不燃性)의 전기 전도성 재료로 구성된 에너지 전달 요소(32,42)를 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 열처리 장치.
제4항에 있어서, 상기 에너지 전달 요소(32,42)의 접촉면(31,41)은 개별적으로 분리된 세그먼트(49)로 분할되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 열처리 장치.
제5항에 있어서, 상기 개개의 세그먼트(49)는 접촉 방향으로 독립적으로 움직일 수 있는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 열처리 장치.
제4항에 있어서, 상기 제2에너지 전달 수단(40)의 에너지 전달 요소(42)는 분말 흑연(70)으로 채워진 포켓으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 열처리 장치.
제1항에 있어서, 비가압 상태에서 상기 접촉면(41)이 각운동을 할 수 있도록 하기 위하여, 상기 지지부재(43)에 연결된 피벗 죠인트(44)를 또한 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 열처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 접촉면(41)이 접촉 방향으로 변위될 수 있게 하기 위하여 상기 피벗 죠인트(44)에 장착된 평형 수단(45)을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 열처리 장치.
제9항에 있어서, 상기 평형 수단(45)은 스프링(46)인 것을 특징으로 하는 금속 용융물 열처리 장치.
제9항에 있어서, 상기 평형 수단(45)은 피스톤-실린더 유닛(47)인 것을 특징으로 하는 금속 용융물 열처리 장치.
제11항에 있어서, 상기 피스톤-실린더 유닛(47)에 연결된 축압기(48)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 열처리 장치.
제12항에 있어서, 상기 축압기(48)는 상기 제1접촉면(31)과 상기 제2접촉면(41) 사이에 접촉 압력에 상응하여 조절되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 열처리 장치.
제12항에 있어서, 상기 대응 전극(22)은 상기 제1에너지 전달 수단(30)의 에너지 전달 요소(32)에 연결되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 열처리 장치.
제14항에 있어서, 상기 에너지 전달 요소(32) 및 상기 대응 전극(22)과 상기 야금 용기(10)의 외측 케이싱(11) 사이에 전기 절연체(60)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 열처리 장치.
제8항에 있어서, 상기 평형 수단(45)은 정련용 운반차(52) 상에 설치되며, 이 정련용 운반차는 야금 용기(10)를 수용하도록 이동할 수 있고, 가열을 기본 위치에서 하기 위해 그 용기의 고정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 열처리 장치.
제9항에 있어서, 상기 평형 수단(45)은 레이들 로터리 타워(53) 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 열처리 장치.
제9항에 있어서, 상기 평형 수단(45)은 분배 트로프(54) 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 열처리 장치.
제9항에 있어서, 상기 제2에너지 전달 수단(40)은 진공 장치의 하우징(51) 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 금속 용융물 열처리 장치.
제4항에 있어서, 상기 전기 전도성 재료는 흑연인 것을 특징으로 하는 금속 용융물 열처리 장치.