KR0163971B1

KR0163971B1 - 직류 아크로

Info

Publication number: KR0163971B1
Application number: KR1019940704242A
Authority: KR
Inventors: 히로노부 요시다; 신이찌 쯔끼자끼
Original assignee: 이나바 고오사꾸; 이시가와지마하리마 쥬고교 가부시끼 가이샤
Priority date: 1993-04-15
Filing date: 1994-04-14
Publication date: 1999-01-15
Also published as: JPH06300449A; TW278126B; DE69414965T2; AU6512794A; KR950701726A; EP0646757A4; US5479435A; EP0646757B1; ES2126105T3; CN1104836A; WO1994024503A1; AU664805B2; CA2135495A1; CA2135495C; DE69414965D1; CN1089428C; EP0646757A1

Abstract

하부에 하부전극(1)을 구비한 로본체(2)와 그 로본체(2)의 상부를 폐색하게 설치한 로뚜껑(3)과 그 로뚜껑(3)의 거의 중심에 형성한 원료 투입구(25)와 그 원료 투입구(25)를 가로방향으로 끼는 위치에서 상기 로뚜껑(3)을 상하 방향으로 관통 배치한 2개의 상부 전극(26,27)을 연속 장입하고 아크를 로본체(2) 중심의 스크랩 원료로 향하게 한다.

Description

[발명의 명칭]

직류 아크로

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 스크랩 또는 선철을 블록으로 한 냉철원 등의 원료(이하 스크랩 원료라 칭한다)를 용해하는 직류 아크로(DC arc furnace)에 관한 것이다.

[배경기술]

종래 부터 스크랩 원료를 용해할 때, 제1도, 제2도에 도시하는 직류 아크로가 사용되고 있다.

직류 아크로는 하부에 하부전극(1)(양극)을 구비한 본체(2)와 그 노 본체(2)의 상부를 폐쇄하게 설치한 노 뚜껑(3)과 그 노 뚜껑(3)의 중심을 상하 방향으로 관통하는 1개의 상부 전극(4)(음극)과 상기 노 뚜껑(3)에 접속된 집진 덕트(5;duct)와 상기 노 뚜껑(3)을 승강 및 회전운동 가능하게 지지 가능한 노 뚜껑 개폐장치(6)와 그 노 뚜껑 개폐장치(6)에 부착되어서 상기 상부 전극(4)을 승강하는 전극 승강장치(7)를 구비하고 있다.

또, 상기 노 본체(2)는 하부 지지대(8; lower supporting stand)상에 로커(9; rocker)(9)를 거쳐서 회전운동 가능하게 지지되고 있으며 노 뚜껑(3)을 벗긴상태에 있어서 경사이동(tilting) 구동 장치(10)의 작동으로 노 본체(2)를 경사 이동시켜서 내부의 용해된 용탕(11)을 출강구(12)로부터 레이들 대차(13; ladle carriage)(13)상의 레이들(14)에 꺼내도록 하고 있다.

스크랩 원료(15)를 용해시키는데 있어서는 노 뚜껑 개폐장치(6)에 의해 상기 노 뚜껑(3)을 상승시켜서 외향으로 회전 운동시킴으로써 노 본체(2) 상부를 개방한 후, 도시생략의 다른 위치에 설치된 예열 장치에서 예열된 스크랩 원료(15)를 노 본체(2)내에 버킷(bucket)등을 써서 장입하고 계속해서 상기 노 뚜껑(3)에 의해 노 본체(2)내에 버킷등을 써서 장입하고 계속해서 상기 노 뚜껑(3)에 의해 노 본체(2)를 폐쇄하고 집진 덕트(5)에 의해 노 본체(2)내를 흡인한 상태에 있어서 상부 전극(4)을 소정위치까지 하강시키고 전극(1,4)간에 통전시키고 아크(16)를 발생, 유지시키면서 스크랩 원료(15)를 용해시킨다.

이때, 스크랩 원료(15)는 그 용적에 대해서 실제중량 (substantial weight) 이 매우 적기 때문에 1회의 용해로는 목적하는 용탕량을 얻을 수 없고, 그 때문에 1회의 용해가 종료되거든 전극(1,4) 사이의 통전을 정지하고 노 뚜껑(3)을 열고 다시 스크랩 원료(15)의 추가 장입을 행하고, 이같이 해서 상기와 마찬가지의 용해 작업을 수회 반복한 후, 노 본체(2)를 경사이동 구동 장치(10)에 의해 경사 이동시켜서 출강구(12)로부터 용탕(11)을 레이들(14)에 꺼내도록 하고 있다.

그러나, 상기 종래의 직류 아크로에 있어서는 스크랩 원료(15)의 장입을 행할 때 노 뚜껑(3)을 그 때마다, 개방해서 행하도록 하고 있으므로 노 본체(2)내의 고온 가스가 노외부로 방출되며, 이 때문에, 대량의 열이 외부에 방출되며 게다가 다량의 먼지가 날아 흩어지는 문제가 있는 동시에 소음이 발생하는 문제를 가지며, 또, 스크랩 원료(15)의 추가 장입을 행하고 있는 동안은 용해 작업을 중단하기 위해서 아크 시간 손실(arc time loss)로 되어서 용량(11)의 온도 감소를 가져오며 용해 효율이 대폭으로 감소되는 문제를 가지고 있었다.

또한, 노 본체(2)내의 스크랩 원료(15)와 상부 전극(4) 사이에 발생하는 아크(16)가 스크랩 원료 위를 급속히 이동함으로써 플리커(flicker)를 발생하거나 단락을 일으키기 때문에 전원 계통에 큰 전압 변동을 발생하는 등의 문제를 갖고 있었다.

또한, 상술한 문제를 해결하기 위한 직류 아크로로서 제3도에 도시하듯이 노 본체(2)의 측부, 또는 가상선으로 도시된 바와 같이, 노 뚜껑(3)에서의 상부 전극(4)의 측부에 스크랩 원료(15)의 장입을 행하기 위한 원료 투입구(17)를 설치하고 스크랩 원료(15)를 이송장치(17a)에 의해서 상기 원료 투입구(17)로부터 연속적으로 노 본체(2)내에 장입토록해서, 노 뚜껑(3)을 개폐하는 것에 의한 문제 및 플러커의 문제를 해결하기 위한 연속 장입형의 직류 아크로가 고려되어 왔다.

그러나, 상기 제3도에 도시한 종래의 연속 장입형의 직류 아크로에 있어서는, 스크랩 원료(15)의 추가 장입이 상부 전극(4)에 대하여 측부로부터 행해지기 때문에 추가 장입된 스크랩 원료(15)가 항상 노 본체(2)내의 치우친 위치에 축적(pile up)되어 공급되고, 이것으로 노 본체(2)내의 온도 분포가 비대칭으로 되기 때문에 별도의 가열 장치가 필요하거나 또, 용해 나머지 등에 의한 용해 시간의 지연이 발생하는 등에서 용해 효율이 대폭 감소되고 또, 노 본체(2)의 노주벽부(23)에 가까운 치우친 위치에서의 용해가 주체로 되므로, 노 본체(2)가 국부적인 소모를 받기 쉬운 등의 문제가 있다.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 감안해서 이뤄진 것이며, 2개의 상부 전극 사이에 스크랩 원료를 연속 장입토록 하고 양전극의 아크를 노 본체 중심의 스크랩 원료로 향하도록 함으로서 스크랩 원료의 용해 효율을 향상시키고 또한 노 본체의 소형화와 로주벽부의 마모방지, 및 열효율의 향상을 도모하기 위한 직류 아크로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

[발명의 개시]

본 발명에서는 노 뚜껑에 의해서 폐쇄되어 있는 노 본체내에 소요량의 스크랩 원료를 장입한 상태에 있어서, 상부 전극을 소정 위치까지 하강시켜서 하부전극과 상부 전극 사이에 통전시켜서 아크를 발생, 유지시키면서 원료의 용해를 행한다. 원료의 용해가 진행되면, 원료 투입구로부터 원료를 일정량씩 연속적으로 장입한다. 이 때, 원료 투입구로부터의 원료는 2개의 상부 전극의 바로 중간부에 공급되게 되며, 또한, 2개의 상부 전극으로부터의 아크가 서로 노 본체의 중심으로 향해 장입된 원료를 향하게 작용하므로 원료의 용해 효율이 향상된다.

또, 본 발명에서는 원료 투입구의 상부에 원료예열 장입 장치를 설치하고 있으므로, 스크랩 원료를 노 본체로부터의 고온 배기가스에 의해 직접 가열하여 장입할 수 있고, 따라서, 상기 원료의 용해 효율이 향상되는 것과 더불어 직류 아크로로의 투입 열량을 절약해서 운전비를 감소시킬 수 있다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 종래의 직류 아크로의 한 예를 도시한 절단 정면도.

제2도는 제1도의 절단 측면도.

제3도는 종래의 연속 장입형의 직류 아크로의 한 예를 도시한 단면도.

제4도는 본 발명의 한 실시예를 도시한 절단 측면도.

제5도는 제4도의 화살표 V-V 방향에서 본 도면.

제6도는 제4도의 화살표 Ⅵ-Ⅵ 방향에서 본 도면.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하, 본 발명의 실시예는 도면을 참조하여 설명한다.

제4도 내지 제6도는 특허청구범위 제1항 및 제2항의 발명의 한 실시예를 도시한 것이며, 도면중 제1도 내지 제3도와 동일한 것에는 동일 부호를 붙이고 있다.

하부에, 하부전극(1)을 구비하고 평면형상이 타원형 원을 이룬 노 본체(2)의 상부에 노 본체(2)를 폐쇄하는 노 뚜껑(3)을 설치하고 그 노 뚜껑(3)의 거의 중심 위치에 원료 투입구(25)를 형성하며 또한, 상기 노 뚜껑(3)에서 상기 원료 투입구(25)를 상기 타원형 원의 세로 방향으로 끼는 위치에 2개의 상부 전극(26,27)을 관통 배치한다.

상부 전극(26,27)은 전극 승강 장치(28)에 의해 각각 개별로 상하 이동 가능하게 지지되고 있으며 또한, 상부 전극(26,27)은 상부 도체(29)를 거쳐서 전원(30)에 접속되어 있고, 상기 하부전극(1)도 하부 도체(31)를 거쳐서 상기 전원(30)에 접속되어 있다.

상기 노 본체(2)는 상기 2개의 상부 전극(26,27)을 중심으로 하는 타원형 원의 형상을 갖고 있으며 또한, 타원형 원의 세로방향과 직각방향의 한측에는 머드건(mud gun)등을 사용해서 폐쇄할 수 있게한 출강구(32)를 구비하고 있다. 또, 노 뚜껑(3)은 노 본체(2)의 상부에 밀봉 장치(seal device)(33)를 거쳐서 장착되어 있으며, 노 본체(12)의 유지등에 따라 동시에 벗길 수 있게 되어 있다.

또, 상기 원료 투입구(25) 상부에 충전통 방식 열 교환부(34)를 구비한 원료 예열 장입 장치(35)를 배치하고 그 원료 예열 장입 장치(35)의 충전통 방식 열 교환부(34)의 상부 위치에는 댐퍼 (damper) 등에 의한 밀봉부(36)가 설치되고 그 밀봉부(36)의 하축에 열 교환기, 집진 장치, 흡인 팬 (suction fan) 등을 구비한 배기 장치(37)가 배기관(38)을 거쳐서 접속되어 있다. 도면부호 39는 원료 예열 장입장치(35)의 밀봉부(36)의 상부에 스크랩 원료(15)를 공급하는 원료 공급장치, 40은 충전통 방식 열교환부(34)에서 예열된 스크랩 원료(15)를 원료 투입구(25)상에 압출해서 개략 연속적으로 장입을 행하기 위한 원료 장입 장치, 41은 노 본체(2)를 유지할 때 노 본체(2)를 경사 이동시켜서 노 본체(2)내의 용탕(11) 및 용재(slag)모두를 배출하기 위한 실린더 등의 경사이동 장치이다.

스크랩 원료(15)의 용해를 행함에 있어서는 노 뚜껑(3)에 의해 폐쇄되어 있는 노 본체(2)내에 소요량의 스크랩 원료(15)를 장입한 상태에서, 하부전극(1)과 상부 전극(26,27)의 사이를 통전시켜서 아크(16)을 발생시키고 스크랩 원료(15)의 용해를 행한다. 스크랩 원료(15)의 용해가 진행됨에 따라, 원료 투입구(25)에서 스크랩 원료(15)를 일정량씩 연속적으로 장입한다. 이 때, 원료 투입구(25)로부터의 스크랩 원료(15)는 2개의 상부 전극(27, 28)의 바로 중간부에 장입되게 되며 따라서, 상기 노 본체(2)내의 온도 분포가 대칭으로 된 상태에서 용해되고 이것으로 용해잔량이 생기지 않고 용해 효율도 향상되게 된다.

또한, 상기 상부 전극(26,27)으로부터의 아크(16)는 서로 스크랩 원료(15)가 장입되어 있는 중심측으로 향하게 작용하고 따라서 연속적으로 투입되는 스크랩 원료(15)를 보다 효과적으로 용해할 수 있다.

즉, 제5도에 있어서 한 쪽의 상부 전극(26)을 화살표 방향으로 흐르는 전류의 방향(상향)에 대해서 오른 나사의 법칙에 의해서 발생하는 우회전의 자장(24)을 가로지르고 있는 다른 쪽의 상부 전극(27)에 대해서 보면 그 전류의 방향(상향)과 자장의 방향(지면에 직교해서 바로 앞으로 전방으로 향하는 방향)에서 플레밍의 왼손 법칙으로 상기 다른 쪽의 상부 전극(27)에서 발생하는 아크(16)는 우에서 좌로 향하는 힘(F)을 받으며, 또, 마찬가지로 다른 쪽의 상부 전극(27)에 의해서 발생하는 자장(24)을 가로지르는 한 쪽의 상부 전극(26)에서 발생하는 아크(16)도 자장(24)의 방향이 지면에 직교해서 전방으로부터 바로 앞으로 향하는 것에 의해서 좌에서 우로 향하는 힘(F)을 받게 되며, 따라서 상부 전극(26,27)의 아크(16)는 각각 서로 중심으로 향하게 되므로 그 중심으로 향해서 공급되는 스크랩 원료(15)를 효과적으로 용해할 수 있다.

상기 상부 전극(카본 전극)(26,27)은 고가이고 산화에 의한 소비가 격심하여 되도록 전극의 표면적을 작게 하도록 요구되어 있으며, 그 때문에 상호간에 스크랩 원료(15)를 공급할 수 있게 하도록 최소한 2개의 상부 전극(26,27)을 배열 설치케 해서 전극의 소비를 매우 낮추도록 하고 있다.

소요량의 스크랩 원료(15)의 용해가 종료되면 도시생략의 개방장치에 의해서 출강구(32)를 개방시켜서 용탕(11)을 꺼낸다. 이 때, 다음의 용해 작업을 행할 때의 통전성을 확보하기 위해서 노 본체(2) 하부에 소요량의 용탕(11)을 남겨두게 한다.

또, 노 본체(2)의 유지가 필요한 경우에는 노 뚜껑(3)으로부터 상부 전극(26,27)을 빼내든가 또는 노 뚜껑(3)을 개방한 다음 경사이동장치(41)에 의해서 노 본체(2)를 경사이동시켜서 노 본체(2) 하부의 용탕(11) 및 용재를 모두 배출한다.

상기한 실시예에 의하면 종래의 연속 장입형의 직류 아크로에 비해서 아크(16)가 중심에 장입된 스크랩 원료(15)를 향하게 되므로 스크랩 원료(15)의 용해가 단시간에 매우 효율적으로 행해지게 되며, 또한 노내 온도 분포가 대칭으로 되므로 용해 효율이 더욱 촉진되며 게다가 노주벽부(23)의 마모의 문제도 감소된다.

또, 원료 투입구(25)에 원료 예열 장입 장치(35)를 설치하고 스크랩 원료(13)를 노 본체(2)로부터의 고온 배기가스에 의해 직접 가열해서 노 뚜껑(3)을 열지 않고 연속 장입할 수 있게 함으로써 상기 스크랩 원료(15)의 용해 효율이 향상됨과 동시에 직류 아크로로의 투입 열량을 절약해서 운전비를 감소시킬 수도 있다.

또한, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 노 본체의 형상은 타원형의 원, 평평한 타원(flat oval), 사각형 등 여러 가지의 형상의 것을 채용할 수 있다는 것, 원료 예열 장입 장치는 여러 가지 방식의 것이 채용된다는 것, 기타 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 변경을 가할 수 있음은 물론이다.

[산업상의 이용가능성]

스크랩 원료를 용해하는 직류 아크로에 있어서 2개의 상부 전극사이에 형성한 원료 투입구로부터 스크랩 원료를 연속 장입하고 아크를 로체 중심의 스크랩 원료로 향하게 함으로써 스크랩 원료의 용해 효율을 향상시키고, 노 본체를 소형화하고 로체 주벽부의 마모를 방지하며, 투입 열량을 감소하는데 적합하다.

Claims

노의 하부에 하부전극(1)을 구비한 노 본체(2)와, 그 노 본체(2)의 상부를 폐쇄하게 설치한 노 뚜껑(3)과, 그 노 뚜껑(3)의 거의 중앙에 형성한 원료 투입구(25)와, 그 원료 투입구(25)의 횡방향 양측 위치에 상기 노 뚜껑(3)을 수직 방향으로 관통 배치한 2개의 전극(26,27)과, 원료 투입구(25)의 상부에 설치한 스크랩 원료의 장입 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 직류 아크로.
제1항에 있어서, 상기 스크랩 원료의 장입 수단은 스크랩 원료를 저장하고, 저장된 스크랩 원료를 배기 가스에 의해 원료를 예열 가능하게 한 충전통 방식 열교환부(34)와, 이 열교환부(34)의 상류측 밀봉부(36)와, 이 밀봉부 하부에 배기관(38)을 통해서 접속된 배기장치(37)와 거의 연속적으로 스크랩 원료를 열교환부(34)에서 원료 투입구(25)로 압출하도록 배치된 원료 장입장치(40)를 설치한 원료 예열 장입장치(35)인 것을 특징으로 하는 직류 아크로.