용해로

용해로란

용융로는 어떤 고온의 가열원에서 공급되는 열을 이용하여 가열 대상물을 가열하고 용융시키는 용광로입니다. 타나베는 가열원의 종류에 따라 전기저항식, 플라즈마식, 버너식 등의 용융로를 제공하고 있습니다. 플라즈마식 및 버너식의 경우 용도나 처리량이 제한적이지만, 전기저항식의 경우 다양한 용도와 처리량에 대한 공급 실적이 있습니다(타나베에서 대응 가능한 용도 및 처리량에 대한 자세한 내용은 개별적으로 문의해 주시기 바랍니다).

용해로의 특징

용해로의 특징은 가열원의 종류에 따라 다르지만, 여기서는 전기저항식 용해로의 특징을 설명하겠습니다.

• 원료나 용융 슬래그 속에 매립된 전극을 통해 원료나 용융 슬래그에 직접 전류를 흘려 쥘 열을 발생시켜 가열·용융시키는 방식이며, 높은 열효율을 얻을 수 있습니다.
• 원료나 용융 슬래그 속에 전극을 매립하여 가동하기 때문에 오픈 아크가 발생하지 않아, (오픈) 아크로에 비해 조용하게 가동됩니다.
• 로 내부에 투입된 원료는 용융 슬래그 표면에 덮개층을 형성하여, 용융 슬래그의 화염 복사열로 인한 로 덮개 내화물의 손실을 줄이는 동시에, 배가스로 인한 에너지 손실을 저감합니다.
• 용광로 내에서 슬래그와 금속이 비중 차이로 인해 상하로 분리되므로 회수가 용이해집니다.
• 에너지 발생 과정에서 배출 가스가 발생하지 않아, 배기가스 처리 설비를 소형화할 수 있습니다.
• 오랜 기간 쌓아온 기술과 실적을 바탕으로 신뢰성이 높은 시스템을 구축할 수 있습니다. 또한, 용융로에 전기를 효율적으로 공급할 수 있는 설비를 제공할 수 있습니다.

용해로의 원리·구조·작동 원리

용해로의 원리 및 방식

용해로는 가열원의 종류에 따라 【전기저항식】, 【플라즈마식】, 【버너식】으로 분류됩니다.

전기 저항식

전기 저항식 용해로로서, 타나베는 수중 아크로(Submerged Arc Furnace; SAF) 및 직접 저항로(direct resistance furnace)로 분류되는 용해로를 오랫동안 다양한 용도로 공급해 왔습니다. 원료나 용융 슬래그 속에 전극을 매몰(Submerged)시켜 운전하기 때문에 SAF라고 불립니다. 또한, 용광로 내에 삽입된 원료나 용융 슬래그에 직접 전기를 흘려보내, 원료나 용융 슬래그의 줄열을 이용하여 가열하므로, 가열 대상체를 가열원으로 하는 용융로입니다.

플라즈마 방식

플라즈마식 용융로로, 타나베는 직류 아크 플라즈마로로 분류되는 장비를 도시 쓰레기 소각재 용융 용도로 제공하고 있습니다. 로 내부에 삽입된 플라즈마 토치에서 원료 쪽으로 고온의 플라즈마 제트(중심부 2~3만 ℃)를 분사하여 원료를 가열·용융시킵니다. 대기압에 가까운 용광로 내 압력에서 운전되므로, 플라즈마(이온과 전자가 모여 있는 상태) 중에서도 대기압 방전 플라즈마(열 플라즈마)를 가열원으로 하는 용융로입니다.

버너식

버너식 용융로로, 타나베는 도시 쓰레기 소각재 용융 용도로 버너식 표면 반사 용융 방식의 용융로를 제공하고 있습니다. 버너의 연소열과 용해로 벽면의 복사열을 이용하여 원료 표면부터 가열·용해해 나가는 방식이며, 버너(액체 연료, 기체 연료 모두 가능)를 가열원으로 하는 용해로입니다. 버너 화염이 나팔 모양으로 넓게 퍼지는 특수 버너를 사용하고, 처리량에 따라 적정 수의 버너를 배치함으로써 원료의 표면 용융 효율을 높이고 있습니다.

용해로의 구조 및 작동 원리

용해로의 구조와 작동 원리는 가열원에 따라 다르지만, 여기서는 전기 저항식 용해로의 구조와 작동 원리를 설명합니다. 용해로용 변압기에서 대전류·저전압 전기로 변압된 후, 급전 설비와 전극 설비를 통해 용해로에 전기가 공급됩니다. 전극 설비는 전극을 승강시키는 기능을 갖추고 있어, 용해로에 공급되는 전력(전류)을 제어할 수 있습니다. 내화물로 내부를 마감한 용해로 본체 안에 원료를 투입하여, 용해로 본체 내에서 원료를 용해시킵니다. 또한, 용해로 본체의 상부에는 내화물로 내부를 마감한 용해로 덮개를 씌워 놓습니다. 용해로 내부에서는 다양한 처리를 수행할 수 있습니다.

환원 반응 처리

산화물과 환원제를 포함한 원료를 용융시키고, 환원 반응 온도 이상의 온도로 유지함으로써 환원 반응을 일으킬 수 있습니다(적용 예: 칼슘 카바이드 제조용 용융로, 합금철 제조용 용융로, 유가 금속 환원 재활용용 용융로).

용적 감소 처리

원료를 용융시킴으로써 부피를 줄일 수 있습니다(적용 예: 도시 쓰레기 소각재 용융용 용융로).

무해화 처리

원료에 포함된 중금속의 일부를 슬래그 내에 고정화시켜, 슬래그에서 유해 물질의 용출량을 기준치 이하로 낮추는 무해화 처리가 가능합니다(적용 예: 도시 쓰레기 소각재 용융용 용융로).

용융 처리

원료를 용융 상태로 후단 설비로 배출할 수 있습니다(적용 예: 용융로 전반, 특히 록울 제조용 용융로).

비중 분리 처리

원료를 용융시킨 후, 용광로 내에서 슬래그와 금속을 비중 분리하여 각각 별도로 배출할 수 있습니다(적용 예: 용융로 전반, 특히 구리 제련로, 유가 금속 환원 재활용용 용융로).

처리가 완료된 금속과 슬래그는 탭구 개폐 장치를 통해 용광로 측벽에 뚫린 탭구로 배출되어 각각 냉각 및 고형화됩니다. 용융로에서 발생하는 배가스는 배가스 처리 설비에서 처리되어 무해화된 후 대기로 배출됩니다.

용해로의 제품 라인업

칼슘카바이드 제조용 용융로

칼슘카바이드(CaC₂)는 생석회와 코크스의 혼합물을 용융로에서 약 2000℃로 가열하여 제조되며, 아세틸렌의 공업적 제조 등에 이용됩니다. 또한 제강 및 제련 시 탈산제나 탈황제로도 사용됩니다. 제품 상세 정보 보기

합금철 제조용 용해로

합금철(페로알로이)이란 제강 공정에서 탈산 또는 특수강재(비철 포함) 등에 첨가하고자 하는 원소와 철의 각종 합금을 총칭하는 것으로, 당사는 페로망간 및 페로크롬 등 각종 합금철 제조용 용융로를 공급하고 있습니다. 이는 밀폐식과 세미커버식의 크게 두 가지 유형으로 분류됩니다.제품 상세 정보 보기

유가 금속 환원 재활용(유가 금속 회수)용 용융로

이 용해로는 폐기판 소각 잔류물에 포함된 구리 및 귀금속, 스테인리스 제조 공정에서 발생하는 부산물 등에 포함된 금속 산화물과 중화 슬러지를 탄소로 환원하는 유가 금속 환원 재활용 용해로입니다. 금속 산화물은 탄소 환원을 통해 금속으로 전환되며, 비중 분리를 통해 용융물에서 금속과 슬러지를 쉽게 분리할 수 있습니다. 제품 상세 정보 보기

도시 쓰레기 소각재 용융용 용융로

도시 쓰레기 소각 재의 부피 감소 및 무해화 처리를 목적으로 하는 용융로입니다. 가열 방식에 따라 전기 저항식, 플라즈마식, 버너식 용융로를 제공하고 있습니다. 버너식은 쓰레기 발전 설비를 갖추지 않은 중소규모 소각 시설에 적합합니다. 제품 상세 정보 보기

락울 제조용 용융로

각종 용도의 단열재(락울)를 제조하기 위한 용광로입니다. 고로에서 나온 용융 슬래그를 원료로 하는 핫 차지 방식과, 암석을 원료로 하는 콜드 차지 방식의 두 가지로 크게 나뉩니다. 핫 차지 방식의 경우, 낮은 에너지 원단위를 실현할 수 있습니다. 타나베의 독자적인 기술인 슬래그 정량 배출 장치를 사용하여, 후단 제면 라인에 슬래그를 안정적으로 공급할 수 있으며, 우수한 제품 품질을 실현할 수 있습니다. 제품 상세 정보 보기

구리 제련로

구리 제련 시 발생하는 슬래그에는 미량의 구리 금속 입자가 포함되어 있으며, 이를 비중 분리를 통해 용해로 바닥으로 침전시켜 슬래그와 분리함으로써 구리 금속을 회수할 수 있는 용해로입니다. 슬래그는 용융 상태의 용융물로 용해로에 투입되므로, 용해로에 공급되는 전력은 주로 슬래그를 용융 상태로 유지하기 위해 소비됩니다.제품 상세 정보 보기

용해로의 부대 설비 라인업

타나베는 용해로 본체뿐만 아니라 부대 설비를 포함한 엔지니어링 제안을 할 수 있으며, 고객의 요구에 맞춘 최적의 설계를 제공합니다. 또한, 부대 설비만의 설계 및 제작도 가능하므로, 원하시는 부대 설비가 있다면 언제든지 문의해 주십시오.

전력 공급 설비

용융로의 전극에 전력을 공급하기 위한 설비입니다. 풍부한 실적과 노하우를 바탕으로 전력 손실을 줄인 최적의 설비를 공급합니다. 급전 설비 및 전극 설비의 설계에는 생산량과 용융물의 전기적 특성(온도 및 고유저항)을 충분히 파악하는 것이 필요합니다. 타나베는 오랜 기간 축적된 풍부한 실적을 바탕으로 한 데이터를 기반으로 설계를 수행하여 최적의 설비를 제공하고 있습니다. 제품 상세 정보 보기

전극 설비

용해로의 전극을 상하로 이동시키고 전력을 제어하기 위한 설비입니다. 급전 설비 및 전극 설비의 설계에는 생산량과 용해물의 전기적 특성(온도 및 고유저항)을 충분히 파악하는 것이 필요합니다. 타나베는 오랜 기간 동안 쌓아온 풍부한 실적을 바탕으로 데이터를 분석하여 설계를 수행하며, 최적의 설비를 제공하고 있습니다.제품 상세 정보 보기

전극 보충 장치

인공 흑연 전극(10, 12인치용)을 자동으로 보충하는 장치입니다. 전극 보충 장치를 도입함으로써, 수작업으로 전극을 보충하던 작업을 자동화할 수 있습니다.제품 상세 정보 보기

로체 경사 장치

용융로의 용광로 본체를 기울여 용광로 내부의 용융물을 배출하기 위한 장치입니다. 탭 구멍을 통해 용융물을 배출하기에 적합하지 않은 경우에 사용하는 부대 설비입니다.제품 상세 정보 보기

로체 중량 계량 장치

용해로의 용해로 본체 중량을 계량하여, 원료 투입량 및 슬래그와 금속의 출탕량을 관리하는 데 사용합니다. 또한, 용해로 본체 경사 장치와의 동시 장착은 원칙적으로 불가능합니다.제품 상세 정보 보기

슬래그 정량 배출 장치

슬래그 배출량을 제어하는 장치입니다. 슬래그 배출 후단 설비에서 수취량을 조절하고자 할 때, 용해로에 설치됩니다.제품 상세 정보 보기

탭 노즐 개폐 장치 (드릴링 머신 · 머드 건)

금속 및 슬래그 주조 시 사용하는 탭구 자동 개폐 장치입니다. 드릴링 머신을 사용하여 용광로 측벽의 탭구에 구멍을 뚫어 주조합니다. 주조를 중단하고자 할 때는 머드건을 사용하여 용광로 측벽의 탭구에 머드를 채워 넣습니다.제품 상세 정보 보기

용융물의 냉각·고형화 장치

용해로에서 배출된 금속 및 슬래그를 냉각·고형화하는 장치입니다. 직선형 엔드리스 방식, 대차 이동식, 원형 방식 등 다양한 방식을 제공하고 있습니다. 엔드리스 방식은 헤드부에서 몰드를 뒤집어 냉각물을 분리·낙하시킵니다. 원형 방식에서는 몰드 반전 장치를 통해 분리가 이루어집니다.제품 상세 정보 보기

슬래그 컨베이어

용해로에서 배출된 슬래그를 주입하는 장치입니다.제품 상세 정보 보기

덕트 청소 장치

용융로 연도(덕트)에 부착된 배가스 분진을 제거하기 위한 장치입니다. 덕트 내부에서 선단 금속 부품이 자동으로 회전하면서 전후로 이동하여, 부착·적층된 분진을 긁어냅니다.제품 상세 정보 보기

로 덮개 설비

대형 용해로부터 소형 용해로에 이르기까지, 고객의 요구에 맞춰 각종 용해로의 가동에 가장 적합한 용해로 덮개를 제공합니다. 용해로 덮개의 내측면에는 내화재가 내장되어 있지만, 용해로 덮개 본체만 별도로 제공해 드릴 수도 있습니다.제품 상세 정보 보기

도입 절차

• 고객님께서 요청하신 내용을 바탕으로 사양을 검토하고 견적을 작성해 드립니다(타나베에서 취급한 적이 없는 원료의 경우, 검증 테스트를 실시하여 사양 검토를 진행합니다).
• 고객님께 설비 사양 및 설비 비용을 제안해 드립니다.
• 고객님께서 주문을 주시면 설계 및 제작을 시작합니다.
• 주문 내용에 변경 사항이 발생한 경우에는 변경 내용에 따라 위의 1~3단계를 반복합니다.
• 제작이 완료된 후 현장에 반입하여 설치 공사와 시운전을 진행함으로써 설비 도입 절차가 완료됩니다.

검증 테스트

검증 테스트를 통해 용융 대상물의 용융 가능 여부, 용융 상태(융점 및 유동성 등), 환원 반응이 있는 경우의 환원 상태, 그리고 용융로 실기 설계에 필요한 슬래그 고유 저항값을 확인할 수 있습니다. 타나베에는 용융로 실기 도입을 위한 실증 시험 장비가 마련되어 있으나, 현재 개보수 중입니다.

리뉴얼 전 사양

변압기 용량: 100kVA, 3상 교류 전원
로 내 치수: φ660×H400mm
전극 직경: 4인치 (인공 흑연)
용융 온도: 1200℃~1500℃ (처리 대상에 따라 상담해 주시기 바랍니다)

시험 응시 절차

• 회의: 회의에서 테스트 목적과 희망 조건을 논의합니다.
• 테스트 계획 수립: 협의 결과를 바탕으로 고객이 원하는 테스트 계획을 수립합니다.
• 시험 실시: 고객님이 입회하신 상태에서 테스트를 실시합니다. 배치 방식으로 진행됩니다(하루 8시간 가동).
• 결과 평가 데이터 요약: 온도 조건이나 처리 시간 등의 데이터를 정리하여, 계획에 비해 어떤 결과가 나왔는지 평가합니다.
• 실제 장비의 사양에 반영: 테스트 결과를 설비 사양에 반영하여 설비 사양을 제안합니다.

검증 테스트 목록

사후 서비스

용해로 납품 후의 사후 서비스를 강화하여, 고객사의 최적의 가동 환경 조성에 기여하겠습니다.

주요 사후 서비스

정기 점검
고객님의 가동 중단 기간에 맞춰 최적의 유지보수 방안을 제안해 드립니다.
・스티커 부분 청소 및 교체 작업
・예비 부품 및 소모품 교체 작업
예비 부품 판매
안정적이고 지속적인 가동에 필요한 각종 소모품 및 예비 부품을 구비하고 있습니다. 정기 유지보수 시 실시하는 설비 진단과 함께 제안해 드리고 있습니다.
개조 공사 대응
생산 능력 강화 및 제품 종류 변경에 따른 용광로 내부 구조 개조 등, 기능을 한층 더 향상시키기 위한 개조 공사를 진행하고 있습니다.

자주 묻는 질문

원료는 어떻게 녹아내리나요?

가열원에 의해 가열된 원료는 서서히 온도가 상승하며, 온도가 원료의 녹는점에 도달하면 원료 표면부터 서서히 녹기 시작합니다.

어떤 원료를 녹일 수 있나요?

전기저항식 용융로에서는 주된 가열 매체가 용융 슬래그이므로, 원료 성분 중에 용융 슬래그의 기초가 되는 성분이 존재하거나, 용로 내에 항상 용융 슬래그가 유지되어 있지 않으면 용융할 수 없습니다. 또한, 용융 슬래그도 조성에 따라 용융로에 적합하지 않은 경우가 있으므로, 용융하고자 하는 원료에 대한 정보를 타나베에 알려주시고 문의해 주시기 바랍니다(플라즈마식이나 버너식 용융로는 용도와 처리량이 제한적입니다).

용해로의 최대 크기는 어느 정도인가요? 또한, 최고 온도는 어느 정도인가요?

용해로의 최대 규모로는 내경 12.6m, 내부 깊이 5.6m인 용해로(합금철 제조용 용해로)의 실적이 있습니다. 또한, 용해로의 최고 온도는 약 2000℃(칼슘카바이드 제조용 용해로)입니다.

원료를 고온에서 용융시키고 있는데, 용융로는 어떻게 그 형태를 유지하고 있나요?

용해로의 내벽에는 내화재가 시공되어 있으며, 이 내화재는 고온을 견딜 수 있는 재질로 선정되므로 용해로로서의 기능을 제대로 수행할 수 있습니다. 또한, 용해로 외피(철판이라고 함)를 수냉함으로써 내화재를 가능한 한 오랫동안 사용할 수 있도록 하고 있습니다.

용해로를 도입하는 데 비용이 얼마나 듭니까?

용해로의 용도나 크기, 부대 설비의 유무에 따라 달라지며, 또한 최근 원자재 가격의 급등이 계속되고 있으므로 개별적으로 문의해 주시기 바랍니다.

납품 실적을 알고 싶은데, 알려주실 수 있나요?

철강(합금철), 비철금속 제련, 금속 재활용, 폐기물 처리 등의 업계에 납품 실적이 있습니다. 납품 실적에 대한 자세한 내용은 개별적으로 안내해 드리오니 문의해 주시기 바랍니다.

용해로는 어떤 용도로 사용되나요?

환원 처리, 부피 감소 처리, 무해화 처리, 용융 처리, 비중 분리 처리가 가능합니다. 구체적인 용도에 대해서는, 상기 용해로의 구조 및 작동 원리를 참조해 주십시오.

녹인 것을 어떻게 꺼내나요?

용해로에서 녹인 재료는 드릴링 기계를 사용하여 용해로 측벽의 탭 구멍을 뚫어 용액을 배출시켜 꺼냅니다. 탭 구멍의 높이를 조절함으로써 금속만 꺼내거나 슬래그만 꺼내는 것이 가능합니다.

원료에 수분이 포함되어 있는데, 이 상태 그대로 용해로에 투입해도 괜찮을까요?

원료에 수분이 포함되어 있으면, 증발한 물로 인해 전극이나 내화물의 마모가 가속화되므로, 가능한 한 충분히 건조시킨 원료를 용융로에 투입하는 것이 바람직합니다.

(오픈) 아크로를 제품으로 취급하고 있습니까?

(개방형) 아크로(Electrode Arc Furnace; EAF)는 타나베에서는 취급하지 않습니다.

귀사의 용해로의 장점은 무엇입니까?

오랜 기간 쌓아온 기술과 실적을 바탕으로 신뢰성이 높은 시스템을 구축할 수 있을 뿐만 아니라, 용해로에 전기를 효율적으로 공급할 수 있는 설비를 제공할 수 있다는 점입니다.