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Specification of
Furnace for Pilot-scale Holding and Casting Test
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Specification
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Item
Unit
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Remarks
Furnace for Pilot-scale Holding and Casting Test
set
1
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Ⅰ. Introduction
◯ 마그네슘 정련 시스템의 일부로서, 별도로 설치된 경동식 용해로로부터 마그네슘 혹은 마그네슘합금의 용탕을 넘겨받고, 그 용탕을 사용자가 설정한 온도로 가열하여 유지하며, 최종적으로 용탕을 별도의 펌프를 이용하여 출탕할 수 있는 구조로 구성된 전기가열식 용해로
◯ An electric heating furnace constituting part of a magnesium refining system, configured to: receive molten magnesium or magnesium alloy from an independently installed tilting furnace; heat and maintain the molten metal at a preset temperature; and discharge the molten metal via a dedicated pump.
Ⅱ. Main features
◯ 본 장비는 별도로 준비된 철제 도가니를 장착하여 마그네슘 용탕을 가열 및 일정 온도로 유지할 수 있는 전기가열식 밀폐형 로체(이하 로체)와 경동식 용해로(이하 경동로)로부터 마그네슘 용탕을 전달받아 도가니에 투입하기 위한 상부 구조물(이하 턴디쉬), 가열작업을 제어하기 위한 제어반으로 구성됨.
◯ 로체는 순 마그네슘 기준 750kg 이상급 도가니를 고정할 수 있는 직육면체형 내부 공동을 구비하여야 하며, 용탕 온도를 800℃ 이상으로 가열 및 유지할 수 있는 전기식 발열체와 내화물 벽체, 운전 중 실시간으로 용탕의 양 또는 수위를 측정할 수 있는 장치, 용탕의 산화 및 오염을 방지하기 위한 상부 커버 및 보호가스 투입방안을 구비하여야 함.
◯ 턴디쉬는 경동로에서 부어지는 마그네슘 용탕을 로체 내부에 설치한 도가니 내부로 전달하기 위한 장치로서, 레이들부와 탕도부로 구성됨. 레이들부는 경동로의 용탕 출구에서 배출되는 마그네슘 용탕을 내려받아 도가니와 연결된 탕도부까지 공급하는 역할을 하고, 탕도부는 레이들부의 하단에 설치하여 레이들부에서 배출되는 마그네슘 용탕을 추가적인 오염을 최소화한 상태로 도가니 내부에 안정적으로 전달하는 역할을 하여야 함.
◯ 제어반은 캐비닛 형태의 별도 구조물로서, 로체 내부의 온도를 일정하게 유지하기 위한 모듈을 구비하여야 함.
◯ 입력 전원은 3상 380V를 기준으로 함.
◯ System Configuration: This equipment consists of an electrically heated, airtight furnace body (hereinafter referred to as the "furnace body") capable of mounting a separately prepared steel crucible to heat and maintain molten magnesium at a constant temperature; an upper structure (hereinafter referred to as the "tundish") designed to receive molten magnesium from a tilting melting furnace (hereinafter referred to as the "tilting furnace") and feed it into the crucible; and a control panel to regulate the heating operations.
◯ Furnace Body: The furnace body shall feature a rectangular chamber capable of securing a crucible with a capacity of 750 kg or more based on pure magnesium. It must be equipped with electric heating elements and refractory walls capable of heating and maintaining the molten metal temperature at 800°C or higher. Additionally, it shall include a device for real-time measurement of the molten metal volume or level during operation, as well as a top cover and a protective gas injection system to prevent the oxidation and contamination of the molten metal.
◯ Tundish: The tundish is a device intended to transfer the molten magnesium poured from the tilting furnace into the crucible installed inside the furnace body. It consists of a ladle section, a protection section, and a launder section.
- Ladle Section: Receives the molten magnesium discharged from the metal outlet of the tilting furnace and supplies it to the launder section connected to the crucible.
- Launder Section: Installed at the bottom of the ladle section to stably transfer the discharged molten magnesium into the crucible while minimizing additional contamination.
◯ Control Panel: The control panel shall be a separate cabinet-type structure, equipped with a module for maintaining a constant temperature inside the furnace body.
◯ The standard input power is 3-phase 380V.
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Ⅲ. Description
1. Furnace Body
- 용량: 순 마그네슘 기준 750kg 이상
가열: 전기저항가열. 최대 출력 40kW 이하
최대온도: 순 마그네슘 750kg을 장입한 상태로 800℃ 이상
외부 하우징: 절연 도장된 스틸 재질
내부 챔버 최소 크기 (L×W×H or liter): 1,400×700×800mm3 또는 785리터 (도가니 별도)
내부 단열재: 순 마그네슘 750kg을 장입한 상태로 700℃ 유지 시 소요전력 25 kW/h 이하 만족
열전대: 챔버 온도측정용 1개, 용탕 온도측정용 1개 이상
용탕 보호: 별도 보호가스 공급장치에서 공급되는 최대 유량 3,000Nℓ/h의 보호가스(SO2+건조공기) 분사용 심리스 배관과 노즐(배관 및 노즐의 위치 및 개수는 협의 후 결정, 각 노즐의 직경은 0.15mm 이하일 것) 구비. 보호가스의 누출 방지를 위한 기밀 구조.
용탕량 측정: 용탕의 무게, 부피, 도가니 내 용탕 수위 중 어느 하나 이상의 실시간 측정이 가능한 센서 및 측정값의 표시 장치
상부 커버: 보호가스 누출 방지를 위한 기밀성 확보 필수. 유지보수를 위한 도가니 평면 이상 개구부 설치. 경동식 용해로로부터의 용탕 장입용 개구부 및 주조 펌프를 이용한 출탕용 개구부 설치. 일정 압력 이상의 보호가스 및 연기 배출을 위한 체크밸브 또는 압력 감지식 배풍용 모터 적용 배기구 설치
주조 펌프용 출탕구: 상부 커버 혹은 로체 측면부(펌프 설계에 따라 사용자가 지정)에 출탕을 위한 개구부 구비
2. Tundish
- 레이들부
‧ 경동로의 경사도에 따른 용탕 출구 위치변화에 대응하는 형상(수평 변화량 25mm, 수직 변화량 130mm 이상)
‧ 지면으로부터 레이들 최상단부까지의 최대 높이가 1,960mm 이하일 것
‧ 탕구부까지 중력에 의한 용탕 흐름이 가능한 경사도를 가질 것
‧ 10kg 이상의 순 마그네슘 용탕 유지가 가능한 내부 용적을 가질 것
‧ Furnace body 상단에 설치한 상태로 90도 이상의 회전이 가능한 하부 구조를 가질 것
‧ 내부 단열재: 720℃의 순 마그네슘 용탕과 접촉 시 열충격으로 파손되지 않고, 화학적으로 반응하지 않는 단열재를 사용할 것
‧ 용탕 보호: 별도 보호가스 공급장치에서 공급되는 최대 유량 2,000Nℓ/h의 보호가스(SO2+건조공기) 분사용 심리스 배관 및 노즐 구비(배관 및 노즐의 위치 및 개수는 협의 후 결정, 각 노즐의 직경은 0.15mm 이하일 것)
‧ 호이스트용 고리 구비
탕도부
‧ 위치: 레이들부 경사면 최하단부에 장착
‧ 탕도: 레이들부 하단부터 보온로 내 도가니 상단부 이하 높이까지 수직으로 연결된 파이프 구비
3. Control Panel
로체 제어 모듈
‧ 온도 제어기: 챔버 온도 기반 제어기와 용탕 온도 기반 제어기를 각 1개씩 구비할 것
‧ 전환 스위치: 챔버용 열전대 또는 용탕용 열전대 기반 온도 제어 선택 가능
‧ 용탕량 표시장치: 1개 이상
‧ 기타 계기: 가열 상태를 확인할 수 있는 전압계 및 전류계 구비
‧ 알람: 오류 발생부위 확인 가능한 표시장치를 구비할 것. 오류 발생부위는 누탕, 용탕 온도 상/하한 초과, 열선 단락 위치 표시를 필수적으로 포함할 것
1. Furnace Body
Capacity: 750 kg or more based on pure magnesium.
Heating method: Electric resistance heating; Maximum output of 40 kW or less.
Maximum temperature: 800°C or higher with 750 kg of pure magnesium charged.
Outer housing: Steel with insulated coating.
Inner chamber minimum size (L×W×H or liter): 1,400×700×800 mm3 or 785 liter (not including crucible).
Internal insulation: Must satisfy power consumption of 25 kW/h or less when maintaining 700°C with 750 kg of pure magnesium charged.
Thermocouple: At least 1 for chamber temperature measurement and 1 for molten metal temperature measurement, respectively.
Molten metal protection: Equipped with seamless piping and nozzles for spraying protective gas (SO2 + dry air) supplied from a separate protective gas supply system at a maximum flow rate of 3,000 Nℓ/h. (The position and quantity of piping and nozzles shall be determined after consultation; each nozzle diameter shall be 0.15 mm or less.) Features a gas-tight structure to prevent protective gas leakage.
Molten metal level measurement: Equipped with a sensor capable of real-time measuring at least one of the following: weight, volume, or liquid level of the molten metal in the crucible, along with a measurement display unit.
Top cover: Ensured gas-tightness is mandatory to prevent protective gas leakage. Features an opening equal to or larger than the crucible plane for maintenance. Equipped with an opening for charging molten metal from the tilting furnace and an opening for discharging (tapping) via the casting pump. Includes an exhaust port equipped with a check valve or a pressure-activated ventilation motor for discharging protective gas and fume above a specific pressure.
Discharge port for casting pump: Equipped with an opening for discharging on the top cover or the side of the furnace body (user-specified based on pump design).
2. Tundish
Ladle section
‧ Shaped to accommodate changes in the melt drop position depending on the inclination of the tilting furnace (Horizontal displacement of 25 mm or more, vertical displacement of 130 mm or more).
‧ The maximum height from the ground to the top of the ladle shall be 1,960 mm or less.
‧ Sloped to allow gravity flow of the molten metal to the launder section.
‧ Equipped with an internal volume capable of holding 10 kg or more of molten magnesium, and a bottom support.
‧ Internal Insulation: Shall use insulation material that does not break due to thermal shock when in contact with pure magnesium melt at 720°C and does not react chemically.
‧ Molten Metal Protection: Equipped with seamless piping and nozzles for spraying protective gas (SO2 + dry air) supplied from a separate protective gas supply system at a maximum flow rate of 2,000 Nℓ/h. (The position and quantity of piping and nozzles shall be determined after consultation; each nozzle diameter shall be 0.15 mm or less.)
‧ Equipped with rings/shackles for hoisting.
Launder section
‧ Location: Mounted at the lowest end of the sloped surface of the ladle section.
‧ Launder: Equipped with a pipe vertically connecting the bottom of the ladle section to a height below the top of the crucible inside the holding furnace.
3. Control Panel
Furnace control module
‧ Temperature controllers: Shall be equipped with 1 controller based on chamber temperature and 1 controller based on molten metal temperature.
‧ Selector switch: Allows selection of temperature control based on either the chamber thermocouple or the molten metal thermocouple.
‧ Molten metal levelindicator: 1 unit or more
‧ Other instruments: Equipped with a voltmeter and an ammeter to check the heating status.
‧ Alarm: Shall be equipped with a display unit capable of identifying the location of errors/faults. The error location display must include melt leakage, molten metal upper/lower temperature limit exceedance, and heating element open-circuit (short) position.
Ⅳ. Maintenance and Warranty
① The supplier shall provide operation and maintenance manuals for the system.
② The supplier shall submit the final inspection items and testing methods prior to the final inspection.
③ The supplier shall discuss and notify the installation plan of the system to the client organization in advance.
④ The warranty period for the system hardware shall be one year from the date of final inspection. However, any issues caused by the client's users and consumable parts shall be handled at the client's expense.
Ⅴ. Delivery Period
Delivery shall be completed within 180 days from the date of contract.
Ⅵ. Production Progress Confirmation and Inspection
① A design concept meeting shall be held within 5 days after contract award.
② Final specification drawings shall be reviewed and approved; production shall commence only after approval.
③ Inspection of system components and assembly shall be conducted at the manufacturing site; delivery will proceed after inspection.
④ After delivery and setup are completed, a final inspection of the equipment shall be carried out. (The warranty period will begin upon successful completion of this inspection.)
⑤ Equipment installation shall be completed at the location designated by the Korea Institute of Materials Science.
Ⅶ. Other conditions
① Bidders must respond sincerely to requests for technical review materials and site visits.
② Bidders with prior delivery records of magnesium melting furnaces will be given preference upon submission of relevant documentation.
③ Installation and training of the product shall be directly supported by a person trained by the manufacturer or by the manufacturer's representative.
④ The product warranty period shall be longer than one year.