KR0117606Y1 - 턴디쉬 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 제강공정중 턴디쉬(Tundish)내부의 내화물과 잔류용융금속 및 잔류슬래그를 냉가시켜 제거하기 위한 턴디쉬 냉각장치에 관한 것으로 특히, 냉각수의 효율적인 분사에 의해 용융금속과 용융슬래그의 비산을 방지하고, 내화물의 손상을 방지하기에 적합하도록 한 턴디쉬 냉각장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 고안은 턴디쉬(120)를 수비하는 수리용 덱(Deck)의 상측에 회전과 높이 및 길이조절이 가능하며 냉각수 및 압축공기를 분사시키는 다수의 노즐공(41)(51)이 구비된 이중관형태의 냉각수 및 압축공기분사파이프(40)(50)를 설치하여 턴디쉬의 잔류용융금속과 슬래그를 단시간에 효과적으로 냉각시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

턴디쉬 냉각장치

제1도는 본 고안의 전체조립도

제2도는 제1도의 A-A선 단면도

제3도는 제1도의 B-B선 단면도

제4도는 분사노즐부의 확대사시도

제5도는 본 고안의 사용상태도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,2:냉각수 및 압축공기공급라인 7:로타리죠인트

10,20:급수 및 급기파이프 21:가이드돌기

30:호스

40,50:냉가수 및 압축공기분사파이프

41,51:노즐공 60:회전장치

61:구동모터 62:구동축

70:콘트롤박스 80:상·하작동장치

81:모터박스 82:권취로울러

83:로프 84:연동로울러

90:전·후작동장치 91:소형모터

92:구동축 96:피니언기어

97:랙크기어 100:수평지지대

110:캡 120:턴디쉬

본 고안은 제강공정중 턴디쉬(Tundish)내부의 내화물과 나류용융금속 및 잔류슬래그를 냉가시켜 제거하기 위한 턴디쉬 냉각장치에 관한 것으로 특히, 냉각수의 효율적인 분사에 의해 용융금속과 용융슬래그의 비산을 방지하고, 내화물의 손상을 방지하기에 적합하도록 한 턴디쉬 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 턴디쉬는 용융금속의 연속적으로 주조하기 위하여 철강공정에서는 반드시 필요로 하게 되며, 이와 같은 턴디쉬는 통상 강재로 된 외곽의 철피속에 2-3가지의 내화물을 일정한 두께로 축조 혹은 성형하므로서 용융금속의 슬래브를 연속적으로 주조할대 사용한다.

또한, 턴디쉬의 크기는 용융금속의 저장량이 1-3ton인 작은것에서 부터 크게는 60-80ton인 대용량의 것이 있는데, 고온의 주조조업이 완료된후에는 잔류용융금속과 슬래그를 제거하고 내화물을 보수하기 위하여 턴디쉬를 냉각시키게 된다.

그런데, 종래에는 턴디쉬를 냉각시킴에 있어 작업자가 단순히 냉각호스를 손으로 잡고 1시간이상 턴디쉬에 냉각수를 살수하여 냉각시키거나, 또는 용융금속의 연속주조가 완료된 후 냉각위치로 이동해온 턴디쉬를 최초 부분으로 살수한후 냉각호스를 그대로 턴디쉬내부에 방치해 두었던 것이다.

따라서, 이와 같은 냉각방식은 한정된 양의 냉각수가 수작업에 의해 살수되는 관계로 냉각시간이 장시간 소요되어 냉각호스를 그대로 방치하여 둘 경우 턴디쉬내부에 냉각수가 넘쳐흐르거나 또는 상기 냉각수가 턴디쉬의 하부를 통하여 수리용 덱(Deck)에 고이므로 냉각수에 의한 내화물의 손상 및 보수작업이 어려운 단점이 있었던 것이다.

또한, 냉각수의 초기살수기에는 턴디쉬내부에 남아 있는 미쳐 응고되지 않는 1500℃ 이상의 용융금속과 슬래그가 직접 냉각수와 접촉되므로서 비산 혹은 폭발의 위험성이 있고, 이로 인해 작업자가 화상을 입거나 안전사고의 염려가 많았던 것이다.

아울러, 턴디쉬의 냉각시간이 일정치 않고 냉각에 장시간 소요되는 관계로 턴디쉬의 회전관리에도 많은 문제점이 있었던 것이다.

본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 그 목적은 다수의 노즐공이 구비된 분사파이프를 360° 회전시켜가면서 턴디쉬를 신속히 냉각시킬수 있도록 한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 턴디쉬를 수리하는 수리용 덱(Deck)의 상측에 압축공기와 함께 냉각수를 분사시키는 분사파이프를 회전가능하게 설치하여 턴디쉬의 잔류용융금속 및 슬래그를 단시간에 효과적으로 냉각시키도록 한 것이다.

이하 본 고안을 첨부된 도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 고안의 전체조립도로서 도시한 바와 같이 본 고안은 냉각수 및 압축공기공급라인(1)(2)과 로타리죠인트(7)를 통하여 회전가능토록 연결되며 지면으로 부터 수직설치되는 이중관 형태의 급수 및 급기파이프(10)(20)와; 상기 급수 및 급기파이프를 원하는 각도만큼 회전시킬수 있는 회전장치(60)와; 상기 급수 및 급기라인을 통하여 공급되는 냉가수 및 압축공기의 공급시간과 상기 회전장치의 동작을 제어하는 콘트롤박스(70)와; 상기 급수 및 급기파이프(10)(20)에 수평으로 설치되는 수평지지대(100)와; 상기 수평지지대에 설치되어 상기 급수 및 급기파이프(10)(20)와 이중관형태의 급수 및 급기호스(30)로 연결되며 냉각수 및 압축공기를 분사시키는 다수의 노즐공(41)(51)을 구비하는 냉각수 및 압축공기분사파이프(40)(50)와; 상기 냉각수 및 압축공기분사파이프를 상·하작동시키기 위한 상·하작동장치(80)및; 상기 냉각수및 압축공기분사파이프를 전·후작동시키기 위한 전·후작동장치(90)로 구성된다.

수직설치된 급수 및 급기파이프(10)(20)는 제2도와 같이 급수파이프내측에 급기파이프가 삽입된 이중관형태로서 그 하단이 각각 로타리죠인트(7)를 통하여 냉각수공급라인(1) 및 압축공기공급라인(2)과 연결된다.

또한, 상기 급수 및 급기파이프(10)(20)는 그 유동을 방지하기 위하여 외측의 급수파이프(10)가 고정설비인 홀더(8)에 베어링(9)을 통하여 지지된다.

그리고, 상기 냉가수 및 압축공기공급라인(1)(2)에는 각각 공급되는 유량과 유속을 제어하기 위한 냉각수 및 압축공기조절용밸브와, 턴디쉬(120)의 냉각시간을 조절하기 위하여 솔레노이드밸브(3)(4)와 연결된 타이머(5)(6)가 설치된다.

회전장치(60)는 구동원인 구동모터(61)와, 상기 구동모터로 부터 회전력을 전달받아 급수 및 극기파이프를 회전시키는 구동축(62)으로 구성된다.

상기 구동모터(61)의 동작은 이후에 설명하는 콘트롤박스(70)에 의해 제어되며, 구동축(62)은 급수 및 급기파이프(10)(20)와 평행하게 설치된다.

상기 모터축과 구동축(62)의 일단에는 동력전달요소인 베벨기에(63)(64)가 구비되어 상호 치차접속되고, 구동축의 타단과 급수파이프(10)에도 동력전달요소인 스프라켓(65)(66)이 구비되어 체인(67)으로 연결되므로서 상기 구동모터(61)에 의해 급수 및 급기파이프(10)(20)가 회전하게 된다.

수평지지대(100)는 제3도와 같이 저면이 개방된 사각형의 중공관체로서 상기 급수파이프(10)외측에 수평으로 삽입된다.

이때, 상기 급수파이프의 측면에는 길이방향으로 가이드돌기(21)가 형성되고, 수평지지대에는 상기 가이드돌기에 삽입되는 가이드홈(도시되지 않았음)이 형성되어 있어 수평지지대 단독으로 상·하이동은 가능하나 회전은 불가능하게 된다.

냉각수 및 압축공기분사파이프(40)(50)는 냉각수분사파이프의 내측에 압축공기 분사파이프가 삽입된 이중관형태로서 그 저면부에 다수의 노즐공(41)(51)이 형성되며 상기 수평지지대(100)에 삽입되어 저면부만이 외부로 노출된다.

이대, 상기 수평지지대(100)의 저면부에는 내측으로 절곡된 가이드레일(101)이 형성되고, 냉각수분사파이프(40)의 측면에는 이와 대칭되는 슬라이더(42)가 부착되어 이들 사이에 베어링(43)이 삽입되므로서 냉각수 및 압축공기분사파이프(40)(50)의 수평이동이 가능하게 된다.(제3도 참조)

또한, 상기 냉각수 및 압축공기분사파이프(40)(50)는 그 선단부가 상측을 향하도록 만곡지게 형성되고, 최선단에는 제4도와 같이 원주방향으로 다수의 노즐공(111)이 형성된 캡(110)이 나사결합되며, 이들 냉각수 및 압축공기분사파이프의 후단부는 상기한 급수 및 급기파이프(10)(20)와 이중관형태의 호스(30)를 통하여 각각 연결된다.

상·하작동장치(80)는 수평지지대(100)의 일단에 설치된느 모터박스(81)와, 상기 수평지지대의 단부에 설치되어 모터박스내에 모터에 의해 회전하는 권취로울러(82)와, 상기 권취로울러에 결속된채 그 일단이 급수파이프(10)상단의 연동로울러(84)을 통하여 수평지지대의 타단에 연결되는 로프(83)로 구성된다.

상기 모터박스(81)는 냉각수 및 압축공기분사파이프(40)(50)의 반대측 수평지지대(100)에 설치되어 수평지지대의전체적인 무게밸런스를 유지하는 웨이트역할을 하며 그 내부에는 전술한 콘트롤바스(70)에 의해 제어되는 DC밧데리와 정·역회전이 가능한 모터가 내장된다.

상기 권취로울러(82)는 모터박스내에 설치된 모터에 의해 정·역회전하면서 로프(83)를 권취 및 이완시키게 된다.

상기 로프(83)는 권취로울러의 회전에 의해 그 길이가 길거나 짧아지므로서 상기 수평지지대(100)를 수직상승 내지는 하강시키게 된다.

전·후작동장치(90)는 제1도 내지 제3도에서 보는 바와 같이 수평지지대(100)에 내장되며 정·역회전이 가능한 구동원인 소형모터(91)와, 상기 수평지지대 내의 브라켓트(95)에 회전가능토록 지지되는 구동축(92)과, 상기 구동축에 구비되어 소형모터의 회전력을 구동축에 전달해주는 풀리(93) 및 벨트(94)와, 상기 구동축에 구비되어 그와 함께 회전하는 피니언기어(96)와, 상기 피니언기어와 치차접속된채 그 저면이 냉각수분사파이프(40)에 용접으로 고정되어 상기 피니언기어가 회전함에 따라 의해 냉각수 및 압축공기분사파이프(40)(50)와 함께 전·후이송하는 랙크기어(97)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 동작과 그에 따른 효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제5도와 같이 연속주조가 끝난 턴디쉬(120)가 수리용 덱(130)에 위치하게 되면, 사용자가 콘트롤박스(70)의 회전장치(60)를 작동하여 냉각수 및 압축공기분사파이프(40)(50)를 턴디쉬의 직상방에 위치시킨다.

이때는 사용자의 조작에 의해 회전장치(60)의 구동모터(61)가 작동하여 구동축(62)이 정·역회전하고, 이에 따라 상기 구동축과 스프라켓(65)(66) 및 체인(67)으로 연결된 급수 및 급기파이프(10)(20)가 정·역회전하게 되므로서 사용자는 상기와 같은 동작을 통하여 냉각수 및 압축공기분사파이프(40)(50)를 턴디쉬(120)의 상부 중앙에 위치시킬수 있다.

또한, 턴디쉬의 크기에 따라 상기 상·하작동장치(80)와 전·후작동장치(90)를 작동시켜 냉각수 및 압축공기분사파이프(40)(50)의 높이와 길이를 턴디쉬에 맞게 조절한다.

즉, 사용자가 콘트롤박스(70)의 상·하작동장치를 작동시키면 모터박스(81)내에 설치된 모터가 작동하여 권취로울러(82)를 정·역회전시키게 되므로서 로프(83)의 길이가 늘어나거나 줄어들어 냉각수 및 압축공기분사파이프의 높이가 조절되며, 이때 이들 냉각수 및 압축공기분사파이프(40)(50)는 급수파이프(20)의 가이드돌기(21)를 타고 상·하작동하게 된다.

또한, 전·후작동장치(90)를 작동시키면 소형모터(91)가 작동하여 피니언기어(96)를 정·역회전시키게 되므로서 상기 피니언기어와 치차접속된 랙크기어(97)에 의해 냉각수 및 압축공기분사파이프(40)(50)가 길이방향으로 전후작동하여 그 돌출량이 조절된다.

이와 같은 동작을 통하여 냉각수 및 압축공기분사파이프의 분사위치를 조절한 다음 냉각수 및 압축공기공급라인(1)(2)에 설치된 분사시간 조절용 타이머(5)(6)를 원하는 시간에 셋팅시킨후 솔레노이드밸브(3)(4)을 온(on)시킨다.

이렇게 하면, 냉각수 및 압축공기공급라인(1)(2)으로 부터 공급되는 냉각수와 압축공기가 급수및 급기파이프(10)(20)와, 호스(30), 냉각수 및 압축공기분사파이프(40)(50)로 공급된 다음 자체의 수입과 압축공기의 배출압력에 의해 노즐공(41)(51)을 통하여 분사된다.

상기와 같이 분사되는 냉각수는 미세한 물방울 형태로 분사되기 때문에 턴디쉬 내부의 용융금속이나 슬래그와 직접접촉하더라도 폭발 및 비산현상이 일어나지 않게 됨, 셋팅된 시간 동안 분사가 지속되고 셋팅시간이 종료된 후에는 냉각수 및 압축공기 공급이 차단된다.

또한, 본 고안은 냉각수 및 압축공기분사파이프(40)(50)의 선단에 다수의 노즐공(111)이 뚫린 캡(110)이 부착되어 있고 선단부전체가 상측을 향하도록 만곡되어 있기 때문에 그 만큼 냉각수의 분사범위가 넓어 턴디쉬를 골고루 균일하게 냉각시킬수 있다.

실제로, 본 고안인이 30ton용량의 용융금속 연속주조용 턴디쉬를 수리용 덱에 설치한후, 본 고안의 냉각장치를 사용한 결과, 용융금속이나 슬래그의 폭발 및 비산으로 인한 안전사고가 전혀 일어나지 않았으며, 턴디쉬의 냉각작업을 위한 고정 배치인원이 필요없고 냉각수의 고임현상이나 누수가 발생하지 않았다.

그리고, 턴디쉬의 내화물도 종래의 경우에는 평균 200회 정도의 사용수명을 나타내었으나 고안의 냉각장치를 적용한 후에는 260회 정도로 향상되었으며, 턴디쉬의 냉각시간도 종래에는 5시간 정도였으나 본 고안은 2시간 정도로 약 3시간이 단축되었고, 이 밖에 외관 및 수질오염문제도 대폭 개선되었다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 턴디쉬(120)를 수리하는 수리용 덱(Deck)의 상측에 회전과 높이 및 길이조절이 가능하며 냉각수 및 압축공기를 분사기키는 다수의 노즐공(41)(51)이 구비된 이중관형태의 냉각수 및 압축공기분사파이프(40)(50)를 설치하여 턴디쉬의 잔류용융금속과 슬래그를 단시간에 효과적으로 냉각시킬수 있는 것이다.

또한, 본 고안은 냉각도중 용융금속 및 슬래그의 비산이 방지되어 안전사고의 위험성이 없고, 냉각시의 인원배치가 필요없어 작업인원을 효율적으로 운용할 수 있으며, 턴디쉬 내화물의 수명연장과 성능향상 및 환경오염을 방지할 수 있는 것이다.

그리고, 냉각시간이 단축되므로 턴디쉬의 회전관리와 내화물의 보수가 용이하여 결국 주조작업의 생산성향상에 기여할수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 연속 주조작업에 사용하는 턴디쉬(120)의 냉각장치를 구성함에 있어서, 냉각수 및 압축공기공급라인(1)(2)과 로타리죠인트(7)를 통하여 회전가능하게 연결되며 지면으로 부터 수직설치되는 이중관 형태의 급수 및 급기파이프(10)(20)와; 상기 급수 및 급기파이프를 원하는 각도만큼 회전시켜주기 위하여 정·역회전이 가능한 구동모터(61)와, 상기 구동모터와 동력전달효소로 연결되어 회전하는 구동축(62)과, 상기 구동축과 급수파이프를 연결하는 동력전달요소로 구성되는 회전장치(60)와; 상기 급수 및 급기라인을 통하여 공급되는 냉각수 및 압축공기의 공급시간과 상기 회전장치의 동작을 제어하기 위하여 설치되는 콘트롤박스(70)와; 상기 급수 및 급기파이프(10)(20)에 수평으로 설치되는 수평지지대(100)와; 상기 수평지지대에 설치되어 급수 및 급기파이프(10)(20)와 급수 및 급기용의 호스(30)로 연결되며 냉각수 및 압축공기를 분사시키는 다수의 노즐공(41)(51)을 구비하는 냉각수 및 압축공기분사파이프(40)(50)와; 상기 냉각수 및 압축공기분사파이프를 상·하작동시키기 위하여 모터박스(81)내의 모터에 의해 정·역회전하며 수평지지대의 일단에 설치되는 권취로울러(82) 및, 상기 권취로울러에 권취된채 그 일단이 급수파이프상단의 연동로울러(84)를 통하여 수평지지대의 타단에 연결되는 로프(83)로 구성되는 상·하작동장치(80) 및; 상기 냉각수 및 압축공기분사파이프를 전·후작동시키기 위하여 구동원인 소형모터(91)에 의하여 정·역회전하는 구동축(92)과, 상기 구동축에 축설되는 피니언기어(96) 및, 상기 피니언기어와 치차접속되며 그 하단이 냉각수분사파이프(40)에 고정되는 랙크기어(97)로 구성되는 전·후작동장치(90)를 포함하여서 됨을 특징으로 하는 턴디쉬 냉각장치.