本申请涉及一种倾斜或者无倾斜方式的钢水处理装置。
背景技术：
通常，利用电炉装置排放钢水的方法大致有偏心炉底出钢(ebt：eccentricbottomtapping)方式、出钢槽(spout)方式、虹吸(siphon)方式等。
ebt方式为了排放炉内的钢水，需要过度倾斜炉体，因此具有出钢中流出炉渣的问题，出钢槽方式在出钢时一次性排放储藏在炉体内全部的钢水，因此具有难以去除钢水中含有的炉渣的问题。
一方面，虹吸方式是不流出炉渣而排放钢水的有效装置。然而，虹吸效应的利用由于多种制约条件而具有不容易实现的问题。即，为了利用虹吸效应，钢水的最低高度和出钢口的最低高度之间需要保持规定高度，而且需要保持下部出钢(tapping)装置的气密性(sealing)的问题。
作为与出钢有关的技术，例如有韩国公开专利第2010-0078665号(“出钢装置以及出钢方法”，公开日：2010年07月08日)专利。
技术实现要素：
根据本发明的一实施形态，提供一种不利用虹吸效应也能以无倾斜方式进行出钢的利用真空的出钢装置及出钢控制方法。
另外，根据本发明的其他实施形态，提供一种防止涡流而可以稳定出钢，而且能够有效防止炉渣的混入的同时，可以分批控制出钢量的利用真空的出钢装置及出钢控制方法。
根据本发明的一实施形态，本发明的利用真空出钢的出钢装置，包括：封闭式腔体，密封形成在炉体的侧面下部的钢水流出口，并可以调整内部的压力；以及第一出钢口，形成为贯穿所述封闭式腔体的下部，而向外排放通过所述钢水流出口流入的钢水，并形成为上部从所述炉体的下部突出预定高度。
根据本发明的其他实施形态，本发明的出钢控制方法，其为利用真空出钢的出钢装置的控制方法，所述出钢装置包括：封闭式腔体，密封形成在炉体的侧面下部的钢水流出口，并可以通过由注入气体的加压和利用真空的减压调整内部的压力；以及第一出钢口，形成为贯穿所述封闭式腔体的下部，向外排放通过所述钢水流出口流入的钢水，并形成为上部从所述炉体的下部突出预定高度，其中，所述出钢控制方法包括：向所述炉体内装入原料的原料装入步骤；将所述炉体内的原料熔解以及精炼为钢水的熔解以及精炼步骤；以及通过所述第一出钢口排放所述熔解以及精炼的钢水的出钢步骤，其中，所述出钢步骤包括如下步骤：通过使所述封闭式腔体的内部保持真空状态，从而使流入到所述封闭式腔体的内部的钢水的高度高于所述第一出钢口的突出的高度。
根据本发明的一实施形态，在炉体的侧面下部形成封闭式腔体，在封闭式腔体内贯穿形成、上部从炉体的下部突出形成预定高度的第一出钢口之后，调整封闭式腔体内的压力，从而不利用虹吸效应也能以无倾斜方式进行出钢。
另外，根据本发明的一实施形态，出钢时，封闭式腔体的内部保持真空状态，而使流入的钢水的高度高于第一出钢口的高度，从而可以稳定出钢。
另外，根据本发明的其他实施形态，通过在炉体的下部出钢，从而能够有效防止炉渣的混入，而且通过调整封闭式腔体内部的压力，从而可以分批控制出钢量。
另外，根据本发明的一实施形态的出钢装置，除了无倾斜炉体之外，也可以应用于倾斜炉体，当应用于无倾斜炉体时，省略炉体的倾斜操作，而实现出钢时也可以通电的操作，从而能够缩短操作中的电源关闭时间(powerofftime)，提高电炉的生产率。
另外，现有ebt出钢方式的情况是需要使炉体倾斜，因此根据出钢口的位置决定变压器、集尘管(duct)等附属装置的位置，然而，应用根据本发明的一实施形态的无倾斜炉体时，具有设置出钢口时不受限，还可以构成应用多个出钢口的系统的优点。另外，设置电炉的附属装置时，没有因炉体倾斜导致的干扰事项，因此具有可以流动性地完成布置的优点。
附图说明
图1是根据本发明的一实施形态的应用于炉体的出钢装置的俯视图。
图2是将图1沿着a-a`线的侧视图。
图3是说明根据本发明的一实施形态的出钢装置的加压步骤的示意图。
图4以及图5是说明根据本发明的一实施形态的出钢装置的出钢步骤的示意图。
图6是将图1沿着b-b`线截取的侧视图。
图7是设置于根据本发明的一实施形态的炉体的多个封闭式腔体的示意图。
图8是用于说明根据本发明的一实施形态的出钢控制方法的流程图。
图9a是根据本发明的一实施形态的应用于炉体的出钢装置的俯视图。
图9b是将图9a沿着c-c`线截取的侧视图。
图10是应用根据本发明的一实施形态的出钢装置的电炉的示意图。
图11是应用根据本发明的一实施形态的出钢装置的转炉的示意图。
图12是应用根据本发明的一实施形态的出钢装置的非铁金属电炉的示意图。
图13是应用根据本发明的一实施形态的出钢装置的中间包的示意图。
具体实施方式
以下，参考附图说明本发明的实施形态。然而，本发明的实施形态可以变形为多种形态，本发明的范围并不仅局限于以下说明的实施形态。为了更加明确地进行说明，附图中要素的形状以及大小等可以扩大示出，附图中由相同附图标记表示的要素指代相同的要素。
图1是根据本发明的一实施形态的应用于炉体的出钢装置的俯视图，图2是将图1沿着a-a`线截取的侧视图。一方面，图10至图13示出了可应用根据本发明的一实施形态的出钢装置的炉体。
如图1以及图2所示，根据本发明的一形态的出钢装置100可以设置于炉体10的侧面下部。
一方面，可应用根据本发明的一形态的出钢装置100的炉体10可以是图1所示的非铁金属电炉(electricarcfurnace,eaf)，还可以是图10所示的钢水流出口21具有预定角度并朝上形成的电炉10。如果是图10的情况，可以通过后述的压力调整部150调整出钢口110内部空间110的压力。附图标记h是从钢水ms上部至出钢口110上部为止的高度，s是炉渣。
另外，可应用根据本发明的一形态的出钢装置100的炉体10可以是图11所示的将铁水精炼为钢水ms的制钢炉的转炉(converter)，或者是图12所示的埋弧炉(submergedarcfurnace,saf)或者连铸中间包(tundish)。图13中的附图标记1300为钢水包(ladle)。
重新参考图1以及图2，本发明可以构成为，在炉体10的侧面下部形成有用于向外部排放钢水(moltensteel)ms的钢水流出口21、22(图1中示出两个，但是根据实施形态可以为一个或者三个以上)，封闭式腔体120密封钢水流出口21、22，封闭式腔体120内部121的压力可通过压力调整部150进行调整。
另外，所述封闭式腔体120的内部设置有第一出钢口110，所述第一出钢口110形成为贯穿所述封闭式腔体120的下部并且所述第一出钢口110的上部从炉体10的下部11突出预定高度h，由钢水流出口21、22流入的钢水ms可以通过第一出钢口110被排放到外部。
一方面，压力调整部150可以由真空形成部(也称为“减压部”)151以及加压部151构成，真空形成部151以及加压部152可以通过出钢控制部170的控制来调整炉体10内部的压力。
所述压力调整部150中的真空形成部151，例如真空泵，对封闭式腔体120的内部进行减压而使其成为真空状态。另外，所述压力调整部150中的加压部152可以是用于将惰性气体等气体引入到封闭式腔体120内部来增加炉体10内部的压力的装置。
根据本发明的一实施形态，在出钢时，所述压力调整部150使封闭式腔体120的内部保持真空状态，从而能够使流入到封闭式腔体120的内部的钢水ms的高度高于第一出钢口110的突出的高度。然后，打开第一出钢口110下部的门gt1，则钢水ms因钢水静压力而可以通过第一出钢口110排放。
相反地，在出钢时，首先打开门gt1，压力调整部150使封闭式腔体120的内部保持真空状态，从而能够使流入到封闭式腔体120的内部的钢水ms的高度高于第一出钢口110的突出的高度。
即，随着出钢，如果封闭式腔体120内的钢水ms的水位变低而与第一出钢口110的高度近似，会产生涡流而导致出钢可能不稳定。因此，根据本发明的一实施形态，在出钢时，令封闭式腔体120的内部保持真空状态，使得流入的钢水ms的高度高于第一出钢口110的突出的高度，从而具有可以稳定出钢的优点。
另外，根据本发明的一实施形态，在对装入到炉体10内的原料进行熔解以及精炼时，压力调整部150封闭式腔体120的内部进行加压以使钢水ms不流入到封闭式腔体120内部(回流)，或者反复对封闭式腔体120的内部进行加压和减压，以搅拌(stirring)炉体10内熔解的钢水ms。
另外，根据本发明的一实施形态，在对装入到炉体10内的原料进行熔解以及精炼时，压力调整部150密封封闭式腔体120的内部，从而能够通过在钢水ms中气体膨胀产生的压力作用下，使流入到封闭式腔体120内部的钢水ms回流到炉体10内部。
另外，所述压力调整部150对封闭式腔体120内的压力进行加压以及减压，从而还能够分批控制通过第一出钢口110排放的钢水ms的量。
一方面，隔板130用于密封炉体10的外壁和封闭式腔体120的边界，所述隔板130构成为其内部包括钢板(steelplate)，钢板的外部由耐火材料围绕，从而能够保持气密性。
然后，在第一出钢口110的旁边可以进一步包括贯穿封闭式腔体120的下部11、用于排放炉体10内部的残留钢水ms的第二出钢口111。在倾斜炉体的情况下，所述第二出钢口111可以用于排放炉体10内部的钢水ms。
另外，在炉体10的下部11可以进一步包括紧急钢水流出口23以便在紧急情况下将炉体10内的钢水ms全部出钢。
一方面，炉体10的下部11形成为朝钢水流出口21、22侧倾斜的同时，使钢水流出口21、22的截面积大于第一出钢口110的截面积，从而具有可以顺利出钢的优点。
然后，向出钢控制部170输入封闭式腔体120内部121的压力p、钢水ms的温度t、封闭式腔体120内的钢水ms的水位l后，可以基于此控制压力调整部150，从而可以控制出钢。
以下，参考图3至图5，按步骤说明出钢控制方法。
图3是说明根据本发明的一实施形态的熔解(以下，熔解作为包括原料的熔解以及精炼的含义使用)步骤中进行的出钢装置100的加压步骤的示意图。
在熔解以及精炼步骤中，装入的原料被熔解，如图3所示，在所述熔解以及精炼步骤中，出钢控制部170控制加压部152而能够对封闭式腔体120的内部121进行加压。
如上所述，对封闭式腔体120的内部121进行加压的目的在于，为了使在熔解以及精炼步骤中产生的钢水ms回流到炉体10内部。
或者，根据本发明的其他实施形态，在所述熔解以及精炼步骤中，出钢控制部170控制压力调整部150，反复对封闭式腔体120的内部进行加压以及减压，从而能够搅拌在炉体10内熔解的钢水ms。
一方面，根据本发明的一实施形态，为了防止因加压而引起炉体10内部的压力上升，导致爆炸的危险，可以进一步另设旁通(bypass)阀(未图示)。
此时，如果封闭式腔体120的内部121压力超过预设的压力，则出钢控制部170打开旁通阀(未图示)，从而能够旁通超过的压力，使封闭式腔体120的内部压力保持期望的压力。
根据本发明的其他实施形态，出钢控制部170可以不另外对封闭式腔体120内部121进行加压。此时，流入到封闭式腔体120内部的钢水ms可以通过在钢水ms产生的气体的膨胀产生的压力而回流到炉体10内部。
在所述实施例中，通过调整封闭式腔体120内部的压力，从而能够获得使钢水ms回流到炉体10内部或者搅拌钢水ms的效果。
一方面，图4以及图5是说明根据本发明的一实施形态的出钢装置的出钢步骤的示意图。
如图4所示，在出钢步骤中，当钢水ms的温度t达到预设的出钢温度时，出钢控制部170对封闭式腔体120的内部121进行减压使其保持真空状态(在本发明中真空状态是指期望的目标压力)，从而能够使流入到封闭式腔体120的内部121的钢水ms的高度高于第一出钢口110的突出的高度h。
然后，如图5所示，打开下部的门gt1，则钢水ms因钢水静压力而可以通过第一出钢口110排放。
此时，出钢控制部170控制压力调整部150而对封闭式腔体120内部进行加压以及减压，从而也能够分批控制通过第一出钢口110排放的钢水ms的量。即，在减压的真空状态下，流入到封闭式腔体120的内部121的钢水ms的高度高于第一出钢口110的突出的高度h，而能够通过第一出钢口110排放钢水ms，在排放预定量的钢水ms之后，即便加压而使真空状态解除，也因钢水ms的高度低于第一出钢口110的突出的高度h，从而不能排放钢水ms。
一方面，图6是将图1沿着b-b`线截取的侧视图，用于说明第二出钢口111的示意图。
如图6所示，出钢装置100可以进一步包括第二出钢口111。具体地，第二出钢口111位于第一出钢口110的旁边，形成为贯穿封闭式腔体120的下部11，从而能够排放封闭式腔体120内部121的残留钢水ms。如果是倾斜炉体的情况，所述第二出钢口111可以用于排放炉体10内部的钢水ms。
然后，图7是示出根据本发明的一实施形态的设置于炉体的多个封闭式腔体的示意图。
如图7所示，出钢装置可以包括具备第一出钢口110以及第二出钢口111的多个出钢装置100、400，附加的出钢装置400可以构成为与现有出钢装置100的构成相同。虽然图7中示出了两个出钢装置100、400，然而应注意出钢装置100、400的数量可以具备三个以上。
另外，根据本发明的一实施形态，第一出钢口110以及第二出钢口111可以根据另外的封闭式腔体分离设置。
一方面，图9a是根据本发明的一实施形态的应用于炉体的出钢装置的俯视图，图9b是将图9a沿着c-c`线截取的侧视图。
如图9a以及图9b所示，炉体10的外壁和封闭式腔体120可以通过凸缘结构911的结合部910进行结合以能够分离炉体10和封闭式腔体120。
如上所述，封闭式腔体120通过可拆卸形式安装于炉体10的外壁，从而具有可以方便进行填砂(sandfilling)操作，方便检修的优点。
如上所述，根据本发明的一实施形态，在炉体的侧面下部形成封闭式腔体，在封闭式腔体内贯穿形成、上部从炉体的下部突出形成预定高度的第一出钢口之后，调整封闭式腔体内的压力，从而不利用虹吸效应也能以无倾斜进行出钢。
另外，根据本发明的一实施形态，出钢时，使封闭式腔体的内部保持真空状态，而使流入的钢水ms的高度高于第一出钢口的突出的高度，从而可以稳定出钢。
另外，根据本发明的其他实施形态，在炉体的下部进行出钢，从而能够有效防止炉渣的混入，而且通过调整封闭式腔体内部的压力，从而可以分批控制出钢量。
一方面，图8是用于说明根据本发明的一实施形态的出钢控制方法的流程图。为了使发明简单明确，在此省略与图1至图7以及图9a至图13中说明的事项重复的说明。
如图1至图7所示，首先，根据本发明的一实施形态的出钢控制方法由在炉体10内装入原料的原料装入步骤(s810)开始。
然后，在熔解以及精炼步骤(s820)中可以熔解装入的原料(s820)。
具体地，在熔解以及精炼步骤中，装入的原料被熔解，如图3所示，在所述熔解以及精炼步骤中，出钢控制部170控制加压部152而能够对封闭式腔体120的内部121进行加压。
如上所述，对封闭式腔体120的内部121进行加压的目的在于，使在熔解以及精炼步骤中产生的钢水ms回流到炉体10内部。
或者，根据本发明的其他实施形态，在所述熔解以及精炼步骤中，出钢控制部170控制压力调整部150，对封闭式腔体120的内部反复加压以及减压，从而能够搅拌在炉体10内熔解的钢水ms。
另外，根据本发明的其他实施形态，出钢控制部170反复使封闭式腔体120保持真空状态和解除真空状态，从而还能使流入到封闭式腔体120内部的钢水ms回流到炉体10内部。
根据本发明的其他实施形态，出钢控制部170可以不另外对封闭式腔体120内部121加压。即，此时，流入到封闭式腔体120内部的钢水ms可以通过在钢水ms产生的气体的膨胀产生的压力下回流到炉体10内部。
如在所述实施例中所说明，可以获得使钢水ms回流到炉体10内部或者搅拌钢水ms的效果。
然后，在出钢步骤(s831至s833、s841至s843)中，钢水ms可以通过第一出钢部110排放。
图8的左侧的出钢步骤(s831至s833)和右侧的出钢步骤(s841至s843)的不同点在于，可以调换出钢(s831、s842)和真空开始(s832、s841)的顺序。
即，可以在钢水ms的排放开始之后，使封闭式腔体120的内部保持真空状态(s831至s833)或者在使封闭式腔体120内部保持真空状态的状态下排放钢水ms(s841至s843)。
首先，说明右侧的出钢步骤(s841至s843)，当压力钢水ms的温度t达到预设的出钢温度时，出钢控制部170使封闭式腔体120的内部121保持真空状态(在本发明中真空状态是指期望的目标压力)，从而能够使流入到封闭式腔体120的内部121的钢水ms的高度高于第一出钢口110的突出的高度h(s841)。
然后，如图5所示，打开下部的门gt1，则钢水ms因钢水静压力而可以通过第一出钢口110排放(s842)。
此时，出钢控制部170控制压力调整部150而对封闭式腔体120内部进行加压以及减压，从而还能够分批控制通过第一出钢口110排放的钢水ms的量。即，在减压的真空状态下，流入到封闭式腔体120的内部121的钢水ms的高度高于第一出钢口110的突出的高度h，而能够通过第一出钢口110排放钢水ms，在排放预定量的钢水ms之后，钢水ms的高度低于第一出钢口110的突出的高度h，因此不能排放钢水ms。
最后，出钢控制部170控制压力调整部150进行减压以与大气形成均压，或者进行加压以能够解除真空状态(s843)。
相反地，说明左侧的出钢步骤(s831至s833)，当压力钢水ms的温度t达到预设的出钢温度时，出钢控制部170打开下部的门gt1，此时，钢水ms因钢水静压力而能够通过第一出钢口110排放。
然后，出钢控制部170控制压力调整部150而使封闭式腔体120的内部121保持真空状态(在本发明中真空状态是指期望的目标压力)，从而使流入到封闭式腔体120的内部121的钢水ms的高度高于第一出钢口110的突出的高度h(s832)。
相同地，出钢控制部170控制压力调整部150而对封闭式腔体120内部进行加压以及减压，从而还能分批控制通过第一出钢口110排放的钢水ms的量。
最后，出钢控制部170通过控制压力调整部150进行减压，从而能够解除真空状态(s833)。
一方面，根据本发明的一实施形态，出钢控制部170可以进一步包括利用封闭式腔体120内部的压力推定炉体10内的钢水量的步骤。
即，封闭式腔体120内部的压力与炉体10内的钢水ms的量有一定的关系，将所述封闭式腔体120内部的压力与炉体10内的钢水ms的量利用数学模型或者以查询表形态事先进行保存，从而还能从封闭式腔体120内部的压力推定炉体10内的钢水量。
如上所述，根据本发明的一实施形态，在炉体的侧面下部形成封闭式腔体，在封闭式腔体内贯穿形成、上部从炉体的下部突出形成预定高度的第一出钢口之后，调整封闭式腔体内的压力，从而不利用虹吸效应也能以无倾斜进行出钢。
另外，根据本发明的一实施形态，出钢时，使封闭式腔体的内部保持真空状态，而使流入的钢水的高度高于第一出钢口的突出的高度，从而可以稳定出钢。
另外，根据本发明的其他实施形态，在炉体的下部进行出钢，从而能够有效防止炉渣的混入，而且通过调整封闭式腔体内部的压力，从而可以分批控制出钢量。
本发明并不局限于所述实施形态以及附图。本领域技术人员应理解权利范围由随附的权利要求书而定，而且在不脱离权利要求书中所记载的本发明的技术思想的范围内可以进行多种形态的置换、变形以及变更。