KR100506389B1 - 직류 전기로의 하부전극 냉각몰드 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하부전극이 빌렛(BILLET) 형태인 직류 전기로에서 하부전극 빌렛이 직류 전기로 내부 용강열에 의해 용융되어 주변 내화물의 손상을 증가시켜 하부전극 하부로 용강이 유출되는 것을 방지 하는 것으로서, 보다 상세하게는 냉각몰드(COPPER MOLD)를 빌렛이 용융되어 슬리브(SLEEVE) 내화물의 손상을 일으키는 위치에 확장하여 설치 함으로써 빌렛의 냉각효과를 향상시켜 미용융 부분을 증대시키고, 슬리브 내화물의 손상도 감소시켜 하부전극 및 하부전극 슬리브 내화물의 사용수명을 연장 시킬수 있는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 하부전극이 빌렛으로 구성되며, 상기 빌렛 외측에는 슬리브 내화물이 둘러 싸여 있고, 상기 빌렛 하부 외측에는 냉각몰드가 설치된 직류 전기로의 하부전극 냉각몰드에 있어서, 상기 슬리브 내화물과, 상기 냉각몰드가 접하는 부분으로 부터 원주를 따라 일정 높이의 요입부가 구성되어 있고, 상기 요입부에 제 2냉각몰드가 상기 원주를 따라 삽입 설치된 것을 특징으로 한다.

Description

직류 전기로의 하부전극 냉각몰드{Lower Electrode Cooling Mold of DC Electric Furnace}

본 발명은 하부전극이 빌렛 형태인 직류 전기로의 하부전극 냉각몰드에 관한 것으로 특히, 직류 전기로에서 고철을 녹이는 용해 과정시 용강과 같이 용융된 하부전극이 종래의 냉각구조 이상의 높이에서는 냉각효율의 저하로 하부전극 빌렛이 용융 상태로 되기 때문에, 하부전극 빌렛의 과용융으로 인해 빌렛의 주변을 감싸고 있는 슬리브 내화물의 하단부 손상이 증가되어 하부전극 수명이 저하되는 문제점을 보완하기 위한 것이다.

직류 전기로는 대전류,저전압의 전기에너지를 원료인 스크랩(SCRAP)에 공급하여, 그 에너지를 이용하여 스크랩의 용해,정련을 행하는 설비이다. 이러한 직류 전기로는 일상의 교류전류를 직류전류로 변환하여 사용하는 형태로서 주요 구성은 도 1에 도시된 바와 같이 직류 전기로 하부에 있는 양극인 하부전극 빌렛(1)과 직류 전기로 상부에 음극인 흑연전극(6)으로 구성되어 있으며 상기 상하부의 전극 사이에서 아크(ARC)를 발생 시켜 스크랩을 용해,정련하는 설비이다. 상기 직류 전기로의 하부전극 빌렛(1)은 일반강으로 만들어진 원통형 환봉으로 그 주변은 원통형 하부전극 빌렛(1)을 보호하는 슬리브 내화물(4)로 둘러싸여 있고, 상기 슬리브 내화물(4)의 외측 둘레에는 스탬프 내화물(5)로 구성된다.

직류 전기로에서 용해작업이 이루어지는 시간동안 하부전극 빌렛(1)의 상부는 용강(3)의 온도(1610℃이상)와 동일한 상태로 용융되며, 하부전극 빌렛(1) 주변의 슬리브 내화물(4)에는 용융 빌렛(1a)과의 반응에 의해 손상된 손상부위(13)가 형성되어 하부로 점점 확대된다.

상기와 같은 문제점이 발생될 경우에, 슬리브 내화물(4)의 손상부위(13)는 냉각몰드(2) 상부 약 200mm지점이 가장 크기 때문에, 슬리브 내화물(4) 상부의 손상 보다는 하부의 손상으로 인해 하부전극 빌렛(1) 하부로 용강(3)이 유출되어 하부전극 빌렛(1)을 조기에 교체하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 하부전극 빌렛을 둘러싸는 슬리브 내화물 외측에 요입부를 형성하고, 상기 요입부에 제 2냉각몰드를 삽입함으로써 냉각효율의 향상에 따라 빌렛의 미용융 부분을 증대시키고, 슬리브 내화물의 손상을 감소시켜 직류 전기로 하부전극 하부로의 용강유출 위험성을 방지하며, 하부전극 빌렛의 수리주기를 증가시켜 원가를 절감하고 안정적인 조업을 실시 할 수 있는 직류 전기로의 하부전극 냉각몰드를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 하부전극이 빌렛으로 구성되며, 상기 빌렛 외측에는 슬리브 내화물이 둘러 싸여 있고, 상기 빌렛 하부 외측에는 냉각몰드가 설치된 직류 전기로의 하부전극 냉각몰드에 있어서, 상기 슬리브 내화물과, 상기 냉각몰드가 접하는 부분으로 부터 원주를 따라 일정 높이의 요입부가 구성되어 있고, 상기 요입부에 제 2냉각몰드가 상기 원주를 따라 삽입 설치된 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에서 상기 제 2냉각몰드는 상기 냉각몰드의 상부 200mm 지점에 설치된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명을 자세히 설명하면 도 2에 도시된 바와 같이 하부전극 냉각몰드(2)는 냉각수의 냉각 효과를 최대로 높이기 위해 전도성이 좋은 구리로 되어 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하부전극 냉각몰드 단면도로서, 응고빌렛(1b)의 높이를 상향시키기 위해서 상기 슬리브 내화물(4) 상방향으로 약 200mm 높이를 갖는 요입부가 형성되어 있고, 상기 요입부에 제 2냉각몰드가 설치되어지되, 설치 높이는 용융 빌렛(1a)에 의한 슬리브 내화물(4)의 손상이 가장 심하게 진행되는 높이인 상기 냉각몰드 상부 200mm지점으로 하였다. 또한, 새로 확장된 제 2냉각몰드(30)의 횡방향 설치위치는 직접 하부전극 빌렛(1)에 접하는 내측 보다는 내측에서 슬리브 내화물(4)의 횡방향 두께의 80mm지점이 적합하며 신규로 설치된 냉각몰드용 슬리브 내화물(4)은 상기 제 2냉각몰드(30)가 삽입될 수 있도록 미리 제작된 것을 사용한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용에 관하여 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하부전극 냉각몰드 부분 절개도이다.

냉각몰드는 종래의 냉각몰드(2)가 하부전극 빌렛(1)의 하부 310mm지점까지만을 냉각시킨데 반하여 제 2냉각몰드(30)를 종래의 냉각몰드(2)상부로 부터 상부 200mm지점의 슬리브 내화물(4) 외측에 삽입 설치함으로써 미용융부분의 높이를 종래 보다 200mm정도 증가시킬 수 있다.

이때, 슬리브 내화물(4) 바깥쪽에 설치될 제 2냉각몰드(30)의 높이를 200mm이상 확장 시키게 되면, 용융 빌렛(1a)에 의한 슬리브 내화물(4)의 손상이 상부에서 하부로 진행되는 손상속도가 하단부의 횡방향으로 진행되는 손상보다 빠르게 진행되기 때문에, 오히려 현재보다 사용주기가 더 빠른 상태에서 제 2냉각몰드(30)가 용강(3)에 노출되는 위험성과 냉각수의 과열로 수리가 조기에 발생되는 문제점이 있다.

또한 제 2냉각몰드(30)를 슬리브 내화물(4)의 횡방향 80mm지점에 설치한 이유는, 하부전극 빌렛(1)과 슬리브 내화물(4) 사이의 접촉면(31)의 온도가 슬리브 내화물(4)의 횡방향 80mm 지점에서 1,080℃로 하부전극 빌렛(1)의 용융 온도인 1524℃ 보다 낮은 온도영역을 형성하므로, 제 2냉각몰드(30)가 신규로 확장 설치된 지점인 200mm 상향된 지점까지 하부전극 빌렛(1)이 미용융 상태로 존재할 수 있기 때문이며 또한, 내화물이 사용된 제철제강용 노체의 내화물의 최소안전두께가 40mm 인점을 감안하면 본 발명에 의한 슬리브 내화물(4)의 수리주기를 종래보다 연장하는 것이 가능하기 때문이다.

이상에서와 같이, 본 발명에 따르면 하부전극 빌렛의 냉각효과가 증가됨에 따라 용융 빌렛에 의한 슬리브 내화물의 하단부에서의 비정상적인 손상을 감소시켜 용강유출 위험성을 억제하고 하부전극 빌렛의 교체주기를 연장하여 원가 절감효과 뿐만 아니라 하부전극 빌렛의 안정화로 안정적인 조업을 이룰수 있는 효과가 있다.

도 1은 직류 전기로 전체 개략도.

도 2는 종래 빌렛 형태의 직류 전기로 하부전극 냉각몰드 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하부전극 냉각몰드 단면도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하부전극 냉각몰드 부분 절개도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

1 : 하부전극 빌렛(하부 전극봉)

1a: 용융 빌렛 1b: 응고 빌렛

2 : 하부전극 냉각몰드(COPPER MOLD)

4 : 슬리브 내화물 5 : 스탬프(STAMP) 내화물

6 : 흑연전극

30: 본 발명에 의한 제 2냉각몰드

Claims (2)

1. 하부전극이 빌렛으로 구성되며, 상기 빌렛 외측에는 슬리브 내화물이 둘러 싸여 있고, 상기 빌렛 하부 외측에는 냉각몰드가 설치된 직류 전기로의 하부전극 냉각몰드에 있어서,

   상기 슬리브 내화물에는 상기 슬리브 내화물과 상기 냉각몰드가 접하는 부위로부터 원주를 따라 상방향으로 소정 높이의 요입부가 형성되어 있고

   상기 요입부에는 제 2냉각몰드가 설치된 것을 특징으로 하는 직류 전기로의 하부전극 냉각몰드.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제 2냉각몰드는 종방향으로는 상기 냉각몰드의 상부 200mm 지점과, 횡방향으로는 상기 슬리브 내화물의 횡방향 두께의 80mm 지점에 설치된 것을 특징으로 하는 직류 전기로의 하부전극 냉각몰드.