KR102463656B1

KR102463656B1 - 금속 제조 프로세스를 위한 노 어셈블리

Info

Publication number: KR102463656B1
Application number: KR1020207034890A
Authority: KR
Inventors: 리동 텅; 안데르스 레만; 홍량 양; 안드레아 그라셀리; 실비오 마리아 레알리
Original assignee: 에이비비 슈바이쯔 아게; 테노바 에스.피.에이.
Priority date: 2017-02-10
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2022-11-03
Also published as: BR112019014882A2; EP3580512A1; CN110312908A; ES2871782T3; KR20190103415A; EP3580512B1; WO2018145754A1; US20210164731A1; KR20200139276A; US20190390908A1; JP2020505579A; JP7026693B2; RU2731947C1; CN117367098A; US11543182B2; EP3848656A1; BR112019014882B1; US10921060B2

Abstract

본 발명은, 평욕 작업용으로 구성되며 저부 (3a) 를 구비하는 전기 아크로 (3), 및 상기 전기 아크로 (3) 내의 용융 금속 (M) 을 교반할 수 있도록 상기 전기 아크로 (3) 의 상기 저부 (3a) 아래에 배치되도록 구성된 전자기 교반기 (5) 를 포함하는, 금속 제조 프로세스를 위한 노 어셈블리 (1) 에 관한 것이다.

Description

금속 제조 프로세스를 위한 노 어셈블리{FURNACE ASSEMBLY FOR A METAL-MAKING PROCESS}

본 개시는 일반적으로 금속 제조에 관한 것이고, 특히 금속 제조 프로세스를 위한 노 어셈블리에 관한 것이다.

평욕 작업 (FBO; flat bath operation) 은 EAF (전기 아크로) 의 노 욕 (furnace bath) 에, 노 루프를 개방함이 없이, 스크랩, 선철, DRI (direct reduced iron), 용선 (hot metal) 또는 HBI (hot briquetted iron) 과 같은 금속 재료를 연속적으로 공급하거나 스몰버킷 충전하는 (small-bucket charging) 프로세스이다. 금속 충전 중에, 전기 아크에 연속적으로 전원이 공급되고, 금속 재료는 욕에서 연속적으로 용융된다. 이 프로세스는 높은 에너지 효율과 적은 전극 소비를 제공한다.

평욕 용융 프로세스의 한 가지 문제점은, 특히 항상 저온 구역인 금속 충전 영역에서의, 노 욕의 온도 균질화이다. 저온 구역에서의 불완전한 금속 용융은 농도 구배, 신뢰할 수 없는 측정, 안전하지 않은 프로세스 제어, 과열 욕, 및 오버 탭 온도와 같은 잠재적인 문제를 일으킨다. 이러한 불균질 온도 문제를 해결하기 위해, 멜트 대류 (melt convection) 를 개선하도록 욕 교반이 권장된다. 이를 위해, 일부 이러한 노에서 포러스 플러그에 의한 저부 가스 교반이 구현되었다.

저부 가스 교반의 경우, 직접 또는 간접 가스 퍼징을 갖는 포러스 플러그가 저부 내화물에 설치된다. 노 크기에 따라 보통 3 ~ 5 개의 포러스 플러그가 필요하다. 교반 강도는 가스 (전형적으로 질소 또는 아르곤) 에 의해 그리고 유동 속도 (flow rate) 및 압력에 의해 제어된다.

저부 가스 교반에는 몇몇 과제가 있다. 예를 들어, 플러그로부터 멀리 떨어진 데드 존 (dead zone) 을 갖는 불완전한 욕 혼합이있을 수 있으며, 결과적으로 노 욕에서의 균질화가 제한될 수 있다. 또한, 교반 패턴 및 방향은 제한된 수평 유속을 갖는 플러그 위치에 의해 고정된다. 더욱이, 포러스 플러그 주위의 내화물 마모가 더 심각하고, 저부의 플러그는 멜트 브레이크아웃의 위험 지점이다. 마지막으로, 포러스 플러그의 수명은 종종 저부 라이닝 캠페인보다 짧으며, 포러스 플러그의 온라인 유지보수는 어렵고 복잡한 작업이다.

상기와 관련하여, 본 개시의 목적은 선행 기술의 문제점들을 해결하거나 적어도 완화하는 금속 제조 프로세스를 위한 노 어셈블리를 제공하는 것이다.

따라서, 평욕 작업용으로 구성되며 저부를 구비하는 전기 아크로, 및 전기 아크로 내의 용융 금속을 교반할 수 있도록 전기 아크로의 저부 아래에 배치되도록 구성된 전자기 교반기를 포함하는, 금속 제조 프로세스를 위한 노 어셈블리가 제공된다.

이로써 얻을 수 있는 효과는 욕 내에 데드 존 없이 또는 본질적으로 데드 존 없이 전체 멜트 욕 내에서 교반이 제공될 수 있다는 것이다. 따라서, 평욕 작업을 위해 구성된 전기 아크로를 사용하는 보다 효율적인 금속 제조가 제공될 수 있다.

또한, 포러스 플러그의 경우와 같이, 내화성 라이닝에 부정적인 영향이 없고 용융 금속 브레이크아웃 위험이 없다. 그리고, 전자기 교반기 코일의 긴 수명은 유지보수를 거의 필요로 하지 않는다.

전자기 교반은 멜트 표면 과열을 감소시키고, 아크 구역으로부터의 열은 벌크 멜트로 신속하게 전달된다. 표면 과열 온도의 감소는 전원이 공급되는 동안 노 벽과 루프로의 열 손실을 감소시켜, 전력 소비를 감소시킨다. 전원 공급 중의 과열 감소의 또 다른 이점은, 전기 아크로의 슬래그-라인 영역에서 내화물 마모가 적다는 것이다.

평욕 작업 프로세스를 갖는 전기 아크로에서 전자기 교반기에 의해 제공되는 추가적인 효과는 프로세스 신뢰성이 상당히 개선된다는 것이다. 예를 들어 스크랩 및 페로크롬의 빠른 용융은 화학 성분과 온도 쌍방에서 멜트 욕의 신속한 균질화를 제공하여, 목표로 하는 강 탭핑 (tapping) 중량 및 온도를 보장한다. 욕 전체에서의 균질한 온도는 매끄러운 탭핑을 제공하고 탭핑 지연을 감소시킨다. 멜트 욕에서의 열적 층화 (thermal stratification) 의 제거는 또한 탭핑 온도를 감소시킨다. 높은 편심 저부 탭핑 자유 개방 주파수는 작동 안전과 생산성 쌍방에 매우 중요한 이점이다.

일 실시형태에 따르면, 전기 아크로는 금속 충전 구역을 구비하고, 전자기 교반기는 금속 충전 구역에서 용융 금속의 교반을 제공하도록 배치되게 구성된다.

금속 충전 구역은 전기 아크로 내부의 구역이며, 충전된 금속 재료를 수용한다. 이는 전기 아크로에 공급된 금속 재료가 전기 아크로의 열에 의해 용융되어 전자기 교반기의 교반에 의해 멜트의 나머지와 혼합되기 전에 초기에 축적되는 전기 아크로의 저부의 부분을 포함한다.

일 실시형태에 따르면, 금속 충전 구역은 전기 아크로의 저부의 중심점에 대해 중심에서 벗어나게 위치된다.

일 실시형태에 따르면, 전자기 교반기는 교반 방향 축선을 따른 제 1 방향으로 이동 자기파 (traveling magnetic wave) 를 생성하도록 구성된 코일들을 포함하고, 전자기 교반기는, 전기 아크로의 중심을 통해 그리고 전기 아크로의 탭핑 구멍 또는 스파우트를 통해 연장되는 중심 평면에 대해, 교반 방향 축선이 중심 평면과 각도를 이루도록 배치되게 구성된다.

따라서, 전기 아크로에서 용융 금속의 교반 방향을 따라 교반 방향 축선을 규정하는 제 1 방향은 중심 평면과 교차한다. 중심 평면은 아크로가 작동 중일 때, 즉 탭투탭 (tap-to-tap) 용융 사이클 중에 있을 때 수직 평면이다.

이러한 방식에서, 교반력은 직접 금속 충전 구역을 향해 지향될 것이고, 따라서 항상 차가운 금속 충전 구역 또는 영역에서 더 효율적인 교반이 획득될 수 있다. 여기서 차가움은 멜트의 나머지에 비해 차가움을 의미한다.

일 실시형태에 따르면, 상기 각도는 0°내지 90°의 범위 내이다.

일 실시형태에 따르면, 상기 각도는 90°이다.

일 실시형태에 따르면, 상기 각도는 0°초과 90°미만이다.

이로써, 전자기 교반기에 의해 생성된 교반력은 0 내지 90 도의 범위에서 선택 가능한 각도로 금속 충전 구역 차가운 스크랩 구역 영역을 향해 지향될 것이다. 이 전자기 교반기 구성은 노 내의 차가운 금속 충전 구역 또는 영역을 향하거나 그 반대로 멜트 유동을 생성하여, 금속 용융 및 노 온도 균질화를 크게 개선시킨다.

일 실시형태에 따르면, 전자기 교반기는 상기 아크로 아래에 중심맞춤되어 배치된다.

일 실시형태에 따르면, 전자기 교반기는 전기 아크로의 아래에 중심에서 벗어나게 배치된다.

일 실시형태는, 전기 아크로에 대해 전자기 교반기의 배향을 제어하여 상기 각도를 조정하도록 구성된 전자기 교반기 위치 제어기를 포함한다.

교반 방향을 변경할 수 있음으로써, 더 유연한 제어가 제공될 수 있다. 예를 들어, 중심 평면에 대해 특정 각도로 전자기 교반기를 배향시킴으로써, 멜트의 충분한 전체 교반이 금속 충전 구역에서도 제공될 수 있는 한편, EP2751510 에 개시된 방식으로, 교반은 탭핑 구멍 위의 와류 형성을 감소시킬 수도 있다.

일 실시형태는, 전자기 교반기에서의 전류를 제어하도록 구성된 주파수 변환기, 및 주파수 변환기를 제어하도록 구성된 제어 시스템을 포함한다.

일 실시형태에 따르면, 전기 아크로는 전기 아크로의 측면으로부터 금속 재료의 충전을 수용하도록 구성된다.

일 실시형태에 따르면, 전기 아크로는 전기 아크로의 상방으로부터 금속 재료의 충전을 수용하도록 구성된다.

일 실시형태에 따르면, 전기 아크로는 금속 재료의 연속 충전을 수용하도록 구성된다.

전기 아크로는 예를 들어 컨베이어 벨트 또는 러너 (runner) 에 의해 금속 재료의 연속적인 충전을 수용하도록 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 전기 아크로는 전기 아크로의 루프에 있는 구멍으로부터 금속 재료의 연속적인 충전을 수용하도록 구성될 수도 있다. 이에, 루프 또는 노 루프에는 전기 아크로 내로의 금속 재료의 상부 공급을 허용하기 위한 관통 개구 또는 구멍이 제공될 수 있다.

일 실시형태에 따르면, 전기 아크로는 샤프트를 통한 금속 재료의 버킷 충전을 수용하도록 구성된다.

일반적으로, 청구항들에서 사용되는 모든 용어들은, 본 명세서에서 달리 명시적으로 정의되지 않는 한, 기술 분야에서의 그 통상의 의미에 따라 해석되어야 한다. 하나의/상기 엘리먼트, 장치, 컴포넌트, 수단 등에 대한 모든 언급은, 명시적으로 달리 언급하지 않는 한, 그 엘리먼트, 장치, 컴포넌트, 수단 등의 적어도 하나의 실례를 지칭하는 것으로서 개방형으로 해석되어야 한다.

이제, 본 발명 개념의 특정 실시형태들이 첨부 도면들을 참조하여, 예로써, 설명될 것이다.
도 1 은 전기 아크로 및 전기 아크로 아래에 제공된 전자기 교반기의 부분적으로 투명한 상면도를 개략적으로 도시한다.
도 2a-5b 는 부분적으로 투명한 상면도 및 단면도로서 노 어셈블리의 다양한 예를 개략적으로 도시한다.

이제, 본 발명의 개념은 예시적인 실시형태들이 도시된 첨부 도면을 참조하여 이하에서 보다 충분하게 설명될 것이다. 그러나, 본 발명의 개념은 많은 상이한 형태로 구현될 수도 있으며, 본 명세서에 제시된 실시형태들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안되며; 오히려, 이러한 실시형태들은 본 개시가 철저하고 완전하도록, 그리고 당업자에게 본 발명 개념의 범위를 충분히 전달하도록 예로써 제공된다. 유사한 도면 부호들은 설명 전체에 걸쳐 유사한 엘리먼트들을 지칭한다.

본 개시는 금속 제조 프로세스를 위한 노 어셈블리에 관한 것이다. 금속 제조 프로세스는 예를 들어 제강 프로세스, 알루미늄 제조 프로세스, 또는 납 제조 프로세스일 수 있다.

노 어셈블리는 전기 아크로, 및 전기 아크로 아래에 배치되어 전기 아크로 내의 용융 금속을 교반할 수 있도록 구성된 전자기 교반기를 포함한다. 전자기 교반기는 예를 들어 전기 아크로 로커 상에 장착되도록 구성되고 전기 아크로 틸팅 시스템과 함께 회전되도록 구성될 수 있거나, 또는 전자기 교반기는 예를 들어 탭핑 작업 시 전기 아크로의 저부와 동기식으로 회전하도록 또는 고정식이도록 구성된 별도의 지지 구조물 상에, 예컨대 트롤리 상에 전기 아크로 아래에 장착되도록 구성될 수 있다.

본원에 제시된 전기 아크로는 평욕 작동을 위해 구성된다. 여기서, 전기 아크로는 탭투탭 사이클 동안 연속적인 방식으로 금속을 수용하도록 구성된다. 이를 위해, 전기 아크로는 탭투탭 사이클 동안 금속으로 연속적으로 충전되도록 구성된다. 충전 어셈블리 및 전기 아크로는 예를 들어 전기 아크로의 루프로부터 연속적인 DRI 공급을 위해, 또는 Consteel®, Quantum®, 또는 EcoArc® 절차/어셈블리를 위해 구성될 수 있다. 따라서, 전기 아크로는 예를 들어 전기 아크로의 측면으로부터 금속 재료로 충전되도록 구성될 수도 있으며, 이 경우 전기 아크로는 수직로 (shaft furnace) 로서 구성될 수도 있다. 또는 전기 아크로는 루프로부터 금속 재료로 충전되도록 구성될 수도 있다. 금속 재료는 예열되거나, 뜨겁거나 차가울 수도 있다.

도 1 은 금속 제조용 노 어셈블리 (1) 의 일례의 부분적으로 투명한 상면도를 개략적으로 도시한다. 노 어셈블리 (1) 는 탭투탭 사이클 동안 금속 재료를 수용 및 유지하도록 구성된 보디 또는 노 셸을 갖는 전기 아크로 (3) 를 포함한다.

보디 또는 노 셸은 또한 안에 담긴 임의의 금속 재료를 용융시키기 위해 보디 또는 노 셸 내로 하강하도록 배치된 복수의 전극을 수용하도록 구성된다.

전기 아크로 (3) 는 보디 또는 노 셸로부터 금속 열을 탭핑할 수 있도록 탭핑 구멍 (3b) 또는 대안적으로 또는 추가적으로 스파우트 (3c) 를 갖는 저부 (3a) 를 포함한다. 탭핑 구멍 (3b) 을 포함하는 변형예의 경우, 탭핑 구멍 (3b) 은 노 셸의 저부 (3a) 의 중심점에 대해 오프셋 또는 중심에서 벗어나게 배치된다.

노 어셈블리 (1) 는 전자기 교반기 (5) 를 더 포함한다. 전기 아크로 (3) 의 저부 (3a) 는 비자성 윈도우를 포함하고, 그 아래에 전자기 교반기 (5) 가 설치되도록 구성된다. 비자성 윈도우는 예를 들어 오스테나이트계 스테인리스강, 또는 임의의 다른 종류의 비자성 금속 재료를 포함할 수도 있다.

전자기 교반기 (5) 는 자기 코어 및 자기 코어 주위에 배치된 코일들 (도시 안 됨) 을 포함한다. 코일들은 전자기 교반기 (5) 가 다상 저주파 AC 전류를 공급받을 수 있도록 AC 전류 서플라이의 개별 전기 상 (electric phase) 에 연결되도록 구성될 수 있다. 따라서, 코일들은, 개별 AC 전류를 적절하게 공급받을 때, 이동 자기장이 교반 방향 축선 (9) 을 따라 생성되도록 구성된다.

작동 시, 코일들을 통한 저주파 AC 전류는 전기 아크로 저부를 관통하는 이동 자기장을 생성하여, 용융 금속 또는 멜트 중에서 힘을 발생시킨다. 자기장이 멜트의 전체 깊이를 관통하기 때문에, 멜트는 교반 방향 축선 (9) 을 따라 전기 아크로의 전체 직경/폭을 가로질러 욕의 전체 깊이까지 동일한 방향으로 흐를 것이다. 전기 아크로 벽에 도달한 후, 멜트는 전기 아크로의 측면을 따라 뒤로 흐를 것이다.

또한, 도 1 에서, 저부 (3a) 의 중심점을 통해 그리고 탭핑 구멍 (3b) 의 중심을 통해, 또는 스파우트 (3c) 가 존재하는 경우에는 스파우트 (3c) 의 중심을 통해, 연장되는 중심 평면 (7) 이 도시되어 있다. 이 평면은 일반적으로 노 어셈블리 (1) 가 금속 작업장 또는 금속 공장, 예를 들어 제강 공장 또는 알루미늄 공장에 설치되는 때 수직 평면이다.

전자기 교반기 (5) 는 중심 평면 (7) 과 중심 평면 (7) 과 교차하는 교반 방향 축선 (9) 사이에 각도 (α) 가 존재하도록 구성된다. 도 1 에 도시된 예에서, 각도 (α) 는 90°이다.

일 변형예에 따르면, 중심 평면 (7) 과 교반 방향 축선 (9) 사이의 각도 (α) 는 0°내지 90°의 범위 내일 수 있다. 예를 들어, 각도 (α) 는 0°이거나, 각도 (α) 는 0°초과 90°미만일 수도 있다. 후자의 경우, 전자기 교반기 (5) 는 중심 평면 (7) 에 대해 경사지거나 비스듬히 배치될 수 있다. 전자기 교반기 (5) 는 전기 아크로의 중심에 대해 전기 아크로의 아래에서 중심맞춤되게 배치되거나 또는 중심으로부터 오프셋되게 배치될 수 있다.

중앙 평면 (7) 에 대한 전자기 교반기의 배향은 수동 또는 자동 방식으로 조정될 수 있다. 예를 들어, 노 어셈블리는 전기 아크로 (3) 에 대해, 특히 중심 평면 (7) 에 대해 전자기 교반기 (5) 의 배향을 제어하여 각도 (α) 를 조정하도록 구성된 전자기 교반기 위치 제어기를 포함할 수도 있다. 각도 (α) 는 예를 들어 필요한 멜트의 순간적인 전체 교반량에 기초하여 그리고 전기 아크로 (3) 가 탭핑 구멍을 갖는 경우에 탭핑 구멍 (3a) 위의 와류 감소의 필요성에 기초하여 조정 또는 제어될 수 있다. 따라서, 전자기 교반기 (5) 의 배향은 최적의 전체 교반과 와류 감소 사이의 균형일 수 있다.

전기 아크로 (3) 는 또한 금속 충전 구역 (11) 을 가지며, 이는 노 셸 내로 연속적으로 충전된 금속 재료가 전기 아크로 (3) 내에서 초기에 축적되는 보디 또는 노 셸의 저부 (3a) 의 구역이다. 금속 충전 구역 (11) 은 도 1 의 예에 도시된 바와 같이 저부 (3a) 의 중심에 대해 중심에서 벗어나게 배치될 수 있다. 대안적으로, 금속 충전 영역 (11) 은 저부 (3a) 의 중심에 또는 본질적으로 중심에 배치될 수도 있다.

전기 아크로가 노 루프의 관통 개구 또는 구멍을 통해 금속 재료로 충전되도록 구성되는 경우, 금속 충전 구역 (11) 은 일반적으로 보디 또는 노 셸의 저부가 아니라 멜트의 표면 또는 메니스커스 상에 있을 것이다. 이 경우, 금속 충전 구역은 전기 아크로의 수평 섹션에서 중심에 또는 중심에서 벗어나게 배치될 수도 있다.

전자기 교반기 (5) 는 전자기 교반기 (5) 에 의해 생성된 교반력이 금속 충전 구역 (11) 에 의해 형성된 차가운 구역을 향하거나 또는 중심 평면 (7) 에 대해 전자기 교반기 (5) 의 배향에 따라 최대 90°의 각도로 지향되도록 배치된다. 이로써, 전기 아크로 (3) 내에서 금속 충전 구역 (11) 을 향해 또는 그 반대로 멜트 유동을 생성할 수 있으며, 이는 가스와 조합된 포러스 플러그의 사용에 비해 또는 사용없이 금속 용융 및 온도 균질화를 크게 개선한다. 위에서 언급한 바와 같이, 전자기 교반기 (5) 는 전기 아크로 아래에서 중심에 배치되거나 또는 중심에서 벗어나게 배치될 수 있다. 후자의 경우, 전자기 교반기는 예를 들어 각도 α 가 중심 평면 (7) 에 대해 0°내지 90°의 임의의 각도인 상태로, 금속 충전 구역 (11) 아래에 배치될 수 있다.

노 어셈블리는 전자기 교반기의 코일들에서의 전류를 제어하여 노 셸에 담긴 용융 금속 또는 멜트의 교반을 제어하도록 구성된 전력 변환기, 전형적으로 주파수 변환기 (도시 안 됨) 를 포함한다. 이 경우, 노 어셈블리는 주파수 변환기를 제어하여 전자기 교반기의 전류를 제어하도록 구성된 제어 시스템을 또한 포함할 수 있다.

이제, 도 2a-5b 를 참조하여 노 어셈블리의 다양한 예가 제시될 것이다.

도 2a 는 평욕 작업의 노 어셈블리 (1) 의 일례의 부분적으로 투명한 저면도를 보여준다. 예시된 노 어셈블리 (1-1) 는 컨베이어 벨트 (4) 에 의해 노 셸의 측면으로부터 금속 재료를 연속적으로 공급받는다. 전자식 교반기 (5) 는 전기 아크로 (3) 의 저부 아래에 배치된다. 실선으로 도시된 전자기 교반기 (5) 는 도 1 에 도시된 중심 평면 (7) 에 대해 90°인 각도 (α) 로 도시되어 있다. 전자기 교반기 (5) 는 또한 점선에 의해, 중심 평면 (7) 에 대해 각도 (α) 가 0°인 다른 배향으로 도시되어 있다. 전자기 교반기 (5) 는 0°내지 90°의 임의의 각도 (α), 또는 본질적으로 0°내지 90°의 임의의 각도 (α) 로 배향되도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 전자기 교반기가 모터 구동되는 경우, 모든 각도가 달성될 수 있는 것은 아니며, 실제 배향은 전자기 교반기 위치 제어기에 의해 제공되는 분해능 (resolution) 에 의존할 수도 있다.

도 2b 에, 노 어셈블리 (1-1) 의 단면도가 도시되어 있으며, 이 단면도는 도 2a 의 선 A-A 에서 취한 것이다. 여기에, 금속 충전 구역 (11) 뿐만 아니라, 멜트 (M) 에 침지된 전극들 (13) 도 또한 도시되어 있다. 이 예에 따르면, 금속 재료는 측으로부터 전기 아크로 (3) 를 향해 이동하는 컨베이어 벨트 (4) 에 의해 노 셸 또는 보디 내로 연속적으로 충전될 수 있다.

도 3a 는 평욕 작업의 노 어셈블리 (1) 의 다른 예의 부분적으로 투명한 상면도를 보여준다. 예시된 노 어셈블리 (1-2) 는 전기 아크로 (3) 위에 배치된 샤프트 (15) 를 통해 상부로부터 예를 들어 전기 아크로 (3) 의 중심에서 벗어난 위치로 금속 재료를 공급받는다. 전자기 교반기 (5) 는 도 1 에 도시된 중심 평면 (7) 에 대해 0°내지 90°에서 다시 배향될 수 있다. 도 3b 는 선 B-B 에서 취한 단면을 통한 노 어셈블리 (1-2) 를 도시한다.

도 4a 는 평욕 작업의 노 어셈블리 (1) 의 다른 예의 부분적으로 투명한 상면도를 보여준다. 예시된 노 어셈블리 (1-3) 는 측으로부터 컨베이어 벨트 (4) 를 통해 금속 재료를 연속적으로 공급받고, 또한 전기 아크로 (3) 위에 배치된 샤프트 (15) 를 통해 상부로부터 충전된다. 공급은 컨베이어 벨트와 샤프트에 의해 교호식으로 또는 동시에 제공될 수 있다. 이 예에서, 전기 아크로는 멜트를 탭핑하기 위한 스파우트를 갖지만, 대안적으로 탭핑 홀이 제공될 수 있다.

전자기 교반기 (5) 는 또한 이 경우에도, 도 1 에 도시된 중심 평면 (7) 에 대해 0°내지 90°에 배향되도록 구성될 수 있다. 도 4b 는 선 C-C 에서 취한 단면을 통한 노 어셈블리 (1-3) 를 도시한다.

도 5a 는 평욕 작업의 노 어셈블리 (1) 의 다른 예의 부분적으로 투명한 상면도를 보여준다. 예시된 노 어셈블리 (1-4) 는 컨베이어 벨트 또는 러너에 의해 전기 아크로 (3) 의 상방으로부터 금속 재료를 연속적으로 공급받는다. 전기 아크로 (3) 의 루프에는, 컨베이어 벨트 또는 러너에 의해 전기 아크로 (3) 내로 금속 재료를 공급하기 위한 관통 개구 (16), 즉 공급 구멍, 예를 들어 "제 5 구멍" 이 제공된다. 금속 재료는 예를 들어 DRI 이거나 이를 포함할 수도 있다.

전자기 교반기 (5) 는 전술한 바와 같이 도 1 에 도시된 중심 평면 (7) 에 대해 0°내지 90°에 배향될 수 있다. 도 5b 는 선 D-D 에서 취한 단면을 통한 노 어셈블리 (1-3) 를 도시한다.

연속적인 공급에 사용되는 금속 재료는 예를 들어 스크랩, 페로알로이, DRI, HBI, 선철, 용선, 또는 금속 재료와 산화물의 혼합일 수 있다.

본 발명의 개념은 주로 몇몇 예를 참조하여 설명되었다. 하지만, 당업자에 의해 용이하게 인식되는 바와 같이, 위에서 개시된 실시형태들과는 다른 실시형태들이, 첨부된 청구항들에 의해 정의된 바와 같은 본 발명 개념의 범위 내에서 동일하게 가능하다.

Claims

금속 제조 프로세스를 위한 노 어셈블리 (1) 로서,
평욕 작업용으로 구성되며 저부 (3a) 를 구비하는 전기 아크로 (electric arc furnace: 3), 및
상기 전기 아크로 (3) 내의 용융 금속 (M) 을 교반할 수 있도록 상기 전기 아크로 (3) 의 상기 저부 (3a) 아래에 배치되도록 구성된 전자기 교반기 (5)
를 포함하고,
금속 충전 구역 (11) 은 상기 전기 아크로 (3) 의 상기 저부 (3a) 의 중심점에 대해 중심에서 벗어나게 위치되고,
상기 전자기 교반기 (5) 는 AC 전류 서플라이의 개별 전기 상 (electric phase) 에 연결된 코일들을 포함하고, 상기 코일들은 교반 방향 축선을 따른 제 1 방향으로 이동 자기장을 생성하도록 구성되고,
상기 전자기 교반기 (5) 는, 상기 전기 아크로 (3) 의 중심을 통해 그리고 상기 전기 아크로 (3) 의 탭핑 구멍 (3b) 또는 스파우트 (3b) 를 통해 연장되는 중심 평면 (7) 에 대하여, 상기 교반 방향 축선이 상기 중심 평면 (7) 에 대해 각도 (α) 를 이루도록 배치되게 구성되는, 노 어셈블리 (1).
제 1 항에 있어서,
상기 각도 (α) 는 0°내지 90°의 범위 내인, 노 어셈블리 (1).
제 1 항에 있어서,
상기 각도 (α) 는 90°인, 노 어셈블리 (1).
제 1 항에 있어서,
상기 각도 (α) 는 0°초과 90°미만인, 노 어셈블리 (1).
제 1 항에 있어서,
상기 전자기 교반기 (5) 는 상기 전기 아크로 (3) 아래에 중심맞춤되어 배치되는, 노 어셈블리 (1).
제 1 항에 있어서,
상기 전자기 교반기 (5) 는 상기 전기 아크로의 아래에 중심에서 벗어나게 배치되는, 노 어셈블리 (1).
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 아크로 (3) 에 대해 상기 전자기 교반기 (5) 의 배향을 제어하여 상기 각도 (α) 를 조정하도록 구성된 전자기 교반기 위치 제어기를 포함하는, 노 어셈블리 (1).
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전자기 교반기 (5) 에서의 전류를 제어하도록 구성된 주파수 변환기, 및
상기 주파수 변환기를 제어하도록 구성된 제어 시스템
을 포함하는, 노 어셈블리 (1).
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 아크로는 상기 전기 아크로의 측면으로부터 금속 재료의 충전을 수용하도록 구성되는, 노 어셈블리 (1).
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 아크로는 상기 전기 아크로의 상방으로부터 금속 재료의 충전을 수용하도록 구성되는, 노 어셈블리 (1).
제 9 항에 있어서,
상기 전기 아크로는 금속 재료의 연속 충전을 수용하도록 구성되는, 노 어셈블리 (1).
제 9 항에 있어서,
상기 전기 아크로는 샤프트를 통한 금속 재료의 버킷 충전 (bucket charging) 을 수용하도록 구성되는, 노 어셈블리 (1).