KR20020016818A - Discharge channel for melting furnaces and pouring ladles - Google Patents
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Abstract
노상 내 배치되는 배출개구를 통과하여 금속 용융용기로부터 용융물을 출탕시킬 시에 바람직하지 못한 슬래그 동반배출을 야기하는 중공 와류가 발생할 수 있다. 상기 중공 와류의 발생을 억제하기 위해 본 발명에 따라 원 형태와는 상이하게, 적어도 용융물 유입측(12)에 있어서는 슬롯 모양 혹은 타원형으로 배출채널(11)를 형성하는 점이 제안된다.Hollow vortices can occur that cause undesirable slag entrainment when tapping the melt from the metal melt vessel through the outlet opening disposed in the hearth. According to the present invention, in order to suppress the occurrence of the hollow vortex, it is proposed that the discharge channel 11 is formed in a slot shape or an ellipse at least on the melt inlet side 12, differently from the circular shape.
Description
금속 용융용기 내 금속에 대한 열적 금속 반응을 실행할 시에 금속은 용해된 형태로 존재하며, 용해된 슬래그로 이루어진 상부층을 갖는다. 금속용융물을 슬래그 용융물로부터 분리하기 위해 공지되는 금속 용융용기의 경우 가능한 한 노바닥부의 퇴창부(bay part) 내에 내화 라이닝을 통과하는 하나의 채널 모양의 배출개구가 배치되며, 상기 개구를 통과하여 금속 용융물이 하부방향으로 예컨대 용융 래들 내로 배출된다.In carrying out the thermal metal reaction on the metal in the metal melt vessel, the metal is in dissolved form and has an upper layer of molten slag. In the case of known metal melt vessels for separating the molten metal from the slag melt, one channel-shaped outlet opening through the refractory lining is arranged in the bay part of the furnace bottom as far as possible, and the metal passes through the opening. The melt is discharged downwards, for example into the melt ladle.
강하하는 용탕레벨을 이용하여 배출개구로부터 출발하여 와류가 형성되고, 상기 와류는 용탕 레벨이 추가로 강하할 시에 금속 용융물 상에서 부유하는 슬래그 용융물의 부분들을 포착하면서 와류시키는 중공 와류로 형성되며, 그럼으로써 원래 존재하던 금속 용융물과 슬래그 용융물 사이의 분할부는 더 이상 존재하지 않게 되며, 슬래그 용융물은 금속 용융물과 더불어 배출 개구를 통과하여 배출된다.A vortex is formed starting from the discharge opening using the lowering melt level, and the vortex is formed into a hollow vortex that vortex while capturing portions of the slag melt floating on the metal melt as the melt level further drops. As a result, the split between the original melt and the slag melt is no longer present, and the slag melt is discharged through the discharge opening together with the metal melt.
상기의 방식으로 금속 용융물과 용융 래들 내로 운반되는 산화 슬래그는 산소를 공급하면서 예를 들어 필요한 탈산화 용도의 알루미늄, 산화막 흡수를 위한 합성 슬래그 및 산화 내포물 변경을 위한 칼슘의 초과 소모를 야기한다. 산화제품 알루미나(AL2O3)는 금속용융물의 주입특성을 악화시키며, 슬래그 내 FeO로부터 나오는 산소는 계속해서 탈황 및 가스 제거를 어렵게 한다.Oxidized slag carried in the metal melt and molten ladle in this manner leads to excess consumption of calcium, for example, aluminum for the necessary deoxidation applications, synthetic slag for oxide film absorption and calcium inclusions for the oxidation inclusions while supplying oxygen. Oxidized product alumina (AL 2 O 3 ) worsens the injection characteristics of the molten metal, and oxygen from FeO in the slag continues to make desulfurization and gas removal difficult.
금속용융물의 출탕 시에 언급한 슬래그 동반배출을 감소시키기 위해 상이한 방법 및 장치들이 공지되어 있다.Different methods and apparatus are known to reduce the slag entrainment mentioned in the tapping of the metal melt.
간단하지만, 비용이 많이 드는 가능성으로는 예컨대 상대적으로 많은 금속 용융물의 잔여량(용량의 10% ~ 30% 사이)이 금속 용기 내에 존재하며, 그럼으로써 중공와류가 슬래그 용융물 층에까지 도달하지 못하게 된다.Although simple, costly possibilities exist, for example, a relatively large residual amount of metal melt (between 10% and 30% of the capacity) is present in the metal container, thereby preventing the hollow vortex from reaching the slag melt layer.
DE 33 27 671 C1으로부터는, 원뿔 모양으로 형성된 흐름체가 원뿔 꼭지점을 아래로 하고 상부로부터 호이스팅 장치를 통해 하부방향으로 기밀방식으로 배출개구의 상부에까지 강하시키는 점이 공지되어 있다. 상기 조치에 의해 와류가 몰딩 주변을 흐르게 되며, 그럼으로써 슬래그의 와류가 더 이상 개시되지 않는 방식으로 제한된다. 또한 상기의 공지되는 방법은 상대적으로 비용이 많이 드는 방법이 되는데, 왜냐하면 상기 몰딩이 용탕 내에서 마모되며, 그로 인해 더욱 빈번하게 교체되어야만 하기 때문이다.It is known from DE 33 27 671 C1 that the conical shaped body descends from the top to the top of the outlet opening in a hermetic manner from the top down through the hoisting device. This action causes the vortex to flow around the molding, thereby limiting the way in which the vortex of the slag no longer begins. The known method is also a relatively expensive method because the moldings wear out in the melt and must therefore be replaced more frequently.
DE 298 08 318 U1 내에는 결과적으로 노바닥부의 배출개구 둘레에 가스 투과성 싱크를 배치하는 점이 제안된다. 상기 싱크에 의해 하부에서부터 가스가 (금속용융물의 흐름 방향에 반대로) 금속용융물 내에 분사된다. 이러한 조치에 의해 와류의 형성은 배출개구 상부에서 개시된다고 한다.In DE 298 08 318 U1 it is consequently proposed to arrange a gas permeable sink around the outlet opening of the furnace bottom. Gas is injected from the bottom into the melt by the sink (as opposed to the flow direction of the melt). By this measure the formation of the vortex is said to be initiated above the outlet opening.
슬래그 동반배출을 억제하거나 제한하는 추가 가능성들의 요약서는 H. Hage-Jewasinski와 D. Sucker가 기술한, "강과 철"(1987년 107권 23호)이라는 잡지 내 1099 내지 1104 페이지로부터 제시된다.A summary of additional possibilities for inhibiting or limiting slag co-emission is presented from pages 1099 to 1104 in the magazine "Steel and Iron" (1987, Vol. 107, No. 23), described by H. Hage-Jewasinski and D. Sucker.
상기의 사항으로는 대체로,In general,
- 예컨대 경사진 바닥면을 형성시킴으로써 노바닥부에 기하학적 구조의 조치를 취하는 것이며,-Taking geometrical measures on the bottom of the furnace, for example by forming sloped floors,
- 예컨대 가스를 분사함으로써 공정 기술상의 조치를 취하는 것이며,-Taking process technical measures, for example by injecting gases,
- 예컨대 침지물(부유물, 변형체)에 의한 구조적인 조치를 취하는 것이다.-Taking structural measures, eg by immersion (floats, variants).
요컨대 다수의 공지된 조치들은 높은 장치 및 구조적 비용에도 불구하고 중공 와류 및 그로 인한 슬래그 동반배출의 만족스러운 억제가 지금까지 달성되지 못하고 있음을 보여주고 있다고 기술하고 있다.In sum, a number of known measures show that despite the high equipment and structural costs, satisfactory suppression of hollow vortices and the resulting slag entrainment has not been achieved to date.
본 발명은 예컨대 전기 아크로, 전기 저항로 혹은 주입래들과 같이 금속 용융용기로부터, 노바닥부에 배치되는 채널 모양의 배출개구를 통해 금속용융물, 바람직하게는 강용융물을 출탕시키기 위한 배출채널에 관한 것으로, 동시에 출탕의 시점에 금속 융용물은 슬래그 용융물로 이루어진 상부층을 갖게된다.The present invention relates to an exhaust channel for tapping a metal melt, preferably a steel melt, from a metal melt vessel, such as an electric arc furnace, an electric resistance furnace or an injection ladle, through a channel-shaped outlet opening disposed in the furnace bottom. At the same time, at the time of tapping the metal melt has a top layer of slag melt.
도 1은 선행기술에 따르는 하나의 배출채널을 포함하는 노상(hearth bottom)의 몸체 구성요소에 관한 사시도이며;1 is a perspective view of a body component of a hearth bottom comprising one outlet channel according to the prior art;
도 2는 도 1에 상응하는 몸체 구성요소에 관한 평면도이며;2 is a plan view of a body component corresponding to FIG. 1;
도 3은 도 2의 라인 A - A에 따라 절결된 수직 단면도이며;3 is a vertical section cut along the line A-A of FIG. 2;
도 4는 본 발명에 따른 하나의 배출채널을 포함하는 노상의 몸체 구성요소에 관한 사시도이며;4 is a perspective view of a hearth body component comprising one outlet channel according to the invention;
도 5는 도 4에 상응하는 몸체 구성요소에 관한 평면도이며;5 is a plan view of a body component corresponding to FIG. 4;
도 6은 도 5 내 라인 A - A에 따라 절결된 수직 단면도이며;FIG. 6 is a vertical section cut along the line A-A in FIG. 5; FIG.
도 7은 도 5의 라인 B - B에 따라 절결된 수직 단면도이다.FIG. 7 is a vertical sectional view taken along the line B-B of FIG. 5. FIG.
공지되는 선행기술로부터 출발하여, 본 발명의 목적은 가능한 한 적은 비용으로 그리고 가능한 한 간단한 방식으로 슬래그 동반배출을 지지하는 중공 와류의 발생을 효과적으로 억제하는 하나의 배출채널을 제공하는 것에 있다.Starting from the known prior art, it is an object of the present invention to provide one discharge channel which effectively suppresses the generation of hollow vortices supporting slag entrainment at the lowest possible cost and in the simplest possible manner.
상기 목적은 언급한 유형의 금속 용융용기에 있어서 청구항 제 1 항의 특징을 나타내는 특징들에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 형성예들은 종속항들내에 제시되어 있다.This object is solved by the features exhibiting the features of claim 1 in the metal melting vessel of the type mentioned. Preferred embodiments of the invention are set forth in the dependent claims.
채널 모양의 배출개구를 적어도 용융물 측면에서 원 형태와는 상이하게 슬롯 모양 내지 타원형으로 형성하는 간단한 본 발명에 따른 조치에 의해 중공 와류는 최초에는 결코 형성될 수 없는데, 왜냐하면 배출되는 용융물의 원 형태의 흐름이 처음부터 배출채널 횡단면을 슬롯모양으로 형성시킴으로써 억제되기 때문이다.Hollow vortices can never be initially formed by the simple process according to the invention, which forms a channel-shaped outlet at least in the shape of a slot or an ellipse differently from the circle in terms of the melt. This is because the flow is initially suppressed by forming the outlet channel cross section into a slot.
이때 배출채널 횡단면의 치수는 배출채널의 용융물 유입측에서 길이(l) 대 폭(b)의 비율이 2 : 1 내지 5 : 1, 바람직하게는 3 : 1의 비율에 해당된다. 상기 배출채널 횡단면은 자신의 전체 길이에 걸쳐 본 발명에 상응하게 유지될 수 있으며, 더욱이 용융물 배출측의 방향으로도 또한 일정하게 변경될 수 있으며, 결과적으로 길이 대 폭이 1 : 1의 비율을 가지는 원 형태로 전환된다.The dimension of the cross section of the outlet channel here corresponds to a ratio of length l to width b of 2: 1 to 5: 1, preferably 3: 1 at the melt inlet side of the outlet channel. The outlet channel cross section can be maintained according to the invention over its entire length, and moreover can also be changed constantly in the direction of the melt discharge side, resulting in a length to width ratio of 1: 1. It is converted into a circle shape.
본 발명의 추가 상세정보, 특징 및 이점들은 다음에서 도면 내 도시되는 실시예들에 따라 더욱 상세하게 설명된다.Further details, features and advantages of the invention are described in more detail in accordance with the embodiments shown in the drawings in the following.
도 1 내에는 선행기술에 따르는 하나의 배출채널(2)을 포함하는 노상의 몸체 구성요소(1)가 도시되어 있다. 배출채널(2)의 횡단면은 관통하는 방식으로 원형이며 그리고 동일한 크기를 갖는다. 다시 말해 노상의 용융물 유입측(4)에서의 횡단면(3)은 노상의 용융물 배출측(5)의 횡단면(6)에 상응한다.In FIG. 1 a hearth body component 1 is shown comprising one outlet channel 2 according to the prior art. The cross section of the outlet channel 2 is circular in the manner of penetrating and has the same size. In other words, the cross section 3 on the melt inlet side 4 of the hearth corresponds to the cross section 6 of the melt outlet side 5 of the hearth.
도 2 내에는 상기 몸체 구성요소(1)의 평면도가 도시되어 있으며, 도 3 내에는 도 2의 라인 A - A에 상응하게 상기 구성요소가 수직 단면도로 도시되어 있다. 상기 도식으로부터 재차 명료하게는 배출채널의 원형 형태가 자신의 전체 길이에 걸쳐 명확하게 제시된다.A top view of the body component 1 is shown in FIG. 2, and in FIG. 3 the component is shown in a vertical cross-sectional view corresponding to the lines A-A of FIG. 2. Again from the above diagram, the circular shape of the discharge channel is clearly presented over its entire length.
도 4 내에는 본 발명에 따르는 하나의 배출채널(1)을 포함하는 노상의 몸체 구성요소(10)가 도시되어 있다. 상기 배출채널(11)은 용융물 유입측에서는 슬롯 모양의 횡단면(13)을 가지고 형성되어 있으며, 동시에 상기 횡단면(13)의 길이(l) 대 폭(b)(슬롯 길이(l) 대 슬롯 폭(b))의 비율은 상기의 도시되는 실례에 있어서는 3 : 1 이다. 용융물 배출측(14)의 방향으로 갈수록 횡단면(13)은 일정하게 변경되며, 용융물 배출측(14)의 방향에 대해 이격되어 원형의 횡단면 형태(15)로 종단되며, 상기 형태는 그런 다음 용융물 배출측(14)에까지 유지된다. 이때 원형의 횡단면(15)의 직경은, 하부 원형 표면(15)의 크기가 슬롯 모양의 표면(13)의 크기에 상응하는 방식으로 치수화되어 있다. 그럼으로써 횡단면의 변화에 의해배출채널(11) 내에 있어서 용융물의 배출을 억제할 수도 있는 수축이 이루어지지 않도록 보장된다.In FIG. 4 there is shown a hearth body component 10 comprising one outlet channel 1 according to the invention. The discharge channel 11 has a slot-shaped cross section 13 at the inlet side of the melt, and at the same time the length l versus width b (slot length l versus slot width b) of the cross section 13. The ratio of)) is 3: 1 in the example shown above. The cross section 13 changes constantly in the direction of the melt discharge side 14, and terminates in a circular cross-sectional shape 15 spaced apart from the direction of the melt discharge side 14, which form then discharges the melt. It is held up to the side 14. The diameter of the circular cross section 15 is then dimensioned in such a way that the size of the lower circular surface 15 corresponds to the size of the slot-shaped surface 13. This ensures that a change in the cross section does not result in shrinkage that may inhibit the discharge of the melt in the discharge channel 11.
도 4 내 사시도로 도시되는 비율은 도 5 내에 있어서는 몸체 구성요소(10)의 평면도로 그리고 도 6 내에 있어서는 도 5의 라인 A - A에 의해 절결되는 수직 단면도로서 도시되어 있다. 도 7은 도 5의 라인 B - B에 의해 절결되는 수직 단면도를 도시하고 있다. 특히 도 5, 도 6 및 도 7 내 도식에 의해 하부 원형의 횡단면(15)의 표면적이 대략 상부의 슬롯 모양의 횡단면(13)의 표면적에 상응하며, 그리고 또한 용융물 배출표면(14)으로부터 어느 정도의 간격까지 슬롯 모양의 횡단면(13)이 하부 원형 횡단면(15)에 대해 실례에 따라 일정하게 변경되는지가 명확하게 도시되어 있다.The ratio shown in perspective view in FIG. 4 is shown as a top view of the body component 10 in FIG. 5 and as a vertical section cut away by the line A-A in FIG. 5 in FIG. 6. FIG. 7 shows a vertical cross-section cut away by line B-B of FIG. 5. In particular by way of the schematics in FIGS. 5, 6 and 7 the surface area of the lower circular cross section 15 corresponds approximately to the surface area of the upper slot-shaped cross section 13, and also to some extent from the melt discharge surface 14. It is clearly shown that the slot-shaped cross section 13 changes uniformly with respect to the lower circular cross section 15 by an interval of.
배출채널의 형성예는 본 발명에 따라 도 4 내지 도 7 내에 도시되는 실시예 제한되는 것이 아니라, 금속 용융 용기의 각각의 조건에 따라, 적어도 용융물 측에 있어서 배출채널의 횡단면의 원형의 형태를 상이하게 실행된다면, 광범위한 한계 내에서 변경될 수 있다.Examples of the formation of the discharge channel are not limited to the embodiment shown in FIGS. 4 to 7 in accordance with the present invention, but varying the circular shape of the cross section of the discharge channel at least on the melt side, depending on the respective conditions of the metal melting vessel. If implemented correctly, they can be modified within wide limits.
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Patent event date: 20011204 Patent event code: PA01051R01D Comment text: International Patent Application |
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