KR100417628B1 - 턴디쉬 다기능 열간보수 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 턴디쉬의 열간보수 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 금속의 용해 및 강의 연속주조에 사용되는 턴디쉬를 열간상태의 높은 온도에서 보수하는 것이다. 또한 턴디쉬의 열간 보수와 필요 부품의 교환까지를 열간에서 일괄적으로 처리할 수 있게 함으로서, 연속주조의 공정 특성 중 턴디쉬 보수 및 관리에 따르는 조업 대기 시간을 줄여 공정의 연속성을 유지 시키고, 턴디쉬의 보수 관리에 따르는 효율성을 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 턴디쉬 열간보수장치는,턴디쉬를 따라 정렬된 베이스플레이트와, 상기 베이스플레이트의 일측방향 주행트랙상에 설치되어 베이스플레이트의 주행트랙을 따라 턴디쉬의 상면위로 평면 운동하는 주행카와, 상기 주행카에 탑재되어 턴디쉬의 윗면 위치로 위치결정되어 턴디쉬 내벽을 분사육성할 슬러리를 혼련하여 공급하는 슬러리 호퍼와, 상기 주행카에 탑재되어 턴디쉬의 내벽 내화물을 열간 상태에서 분사육성하는 로봇 스프레이건과, 상기 주행카와 슬라이드 레일상으로 결합되어 슬러리 호퍼 및 로봇 스프레이건을 탑재한 주행카에 의해 연동하며, 상기 주행카로부터 독립적으로 턴디쉬의 윗면을 따라 평면 이동하는 무빙트랙을 구비하는 한편, 수직방향으로 운동하여 턴디쉬 안의 노즐과 댐을 해체하거나 새것으로 교체하는 플러그 노즐/댐 교환장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

턴디쉬 다기능 열간보수 장치{The multi-function repair equipment in hot condition for tundish}

본 발명은 턴디쉬의 열간보수 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 금속의 용해 및 강의 연속주조에 사용되는 턴디쉬를 열간상태에서 보수하는 것이다. 또한 턴디쉬의 열간 보수와 필요 부품의 교환까지를 열간에서 일괄적으로 처리할 수 있게 함으로서, 연속주조의 공정 특성 중 턴디쉬 보수 및 관리에 따르는 조업 대기 시간을 줄여 공정의 연속성을 유지 시키고, 턴디쉬의 보수 관리에 따르는 효율성을 제공하기 위한 것이다.

금속의 추출과 정련 그리고 용해 및 주조에 있어서는 광석으로부터 맥석을 구분시켜 제련하는 고로와, 고로에서 얻어진 선철을 강으로 전환시키기 위해 용선내에 존재하는 불순물을 선택적으로 산화시켜 용탕으로부터 제거시키는 제강공정상에서의 전로, 그리고 각 공정상에서 용탕을 옮겨주는 토페이도카, 레이들, 턴디쉬 등이 필요에 따라 사용되며, 이들은 용탕에 의해 고열을 받기 때문에 공통적으로 내벽면을 내화물로 라이닝 하여 고온에서의 내열성이 유지되도록 하고 있다. 전기로의 경우도 노체내에 넣어져 있는 스크랩이 전극으로부터 발생하는 전기불꽃에 의해 정련을 하므로 용해중에 고온의 용탕이나 불순물에 의해 노체의 벽이나 밑바닥의 내화벽이 침식을 받게 되어 있어 내화물 처리의 중요성이 크다.

다양한 노에 대한 내화물의 시공방식은 조적식과 유입시공식으로 크게 구분되어 있는데, 내화물 표면 처리방식은 분사육성식, 용사식, 테르밋방식 등이 적용되고 있으며, 내화물을 보수하는 방식은 로의 보수작업 조건중 온도 조건에 따라 냉간방식과 열간방식으로 구분되어 있다.

노에 축조된 내화물 및 표면처리 목적의 라이닝재는 노 조업을 진행 시킴에 따라 열에 의해 두께가 엷어지거나 내화물로서 기능이 떨어지면서 연쇄적으로 내화물의 국부적 탈락, 마모 손상을 일으켜 노벽에 부하를 가져와 철피면의 균열과 개스 누설 등의 현상으로 발전되는데, 이러한 징후가 발견되면 노의 수명이 허용되는 범위내에서 손상된 내화물을 보수하여 노의 조업 상태를 정상적으로 유지 시키고 있다.

내화물 보수방식중 냉간방식은, 노 조업을 중단시킨 상태에서 고온의 동체를 냉각시킨후에 작업자가 노 안으로 들어가 손상된 부위를 확인한 뒤 해당 부위를 보수하고 다시 로의 온도를 정상수준으로 승온시켜 조업을 재개하는 것이므로, 작업공정의 연속성이 유지되지 않을 뿐만 아니라 에너지 운용 효율도 낮은 낙후된 보수방식으로 볼 수 있다.

열간방식은, 노 조업공정의 중단 및 냉각과정 그리고 재가열 등에 필요한 복잡한 전/후처리과정의 대부분을 생략하고 곧바로 보수하는데 따르는 다양한 이점을 얻을 목적으로 냉간방식을 대체하는 방식으로 제시되었다.

열간보수를 위해 별로로 분사육성보수장치가 알려져 있는데, 그 구성은 노내의 온도에 적응할 수 있는 내화물 투사장치, 투사장치로 내화물을 정량적으로 공급하기 위한 이송장치, 투사장치를 움직여 줄 수 있는 장치, 투사장치의 온도를 낮춰주는 냉각장치 등으로 되어 있다. 이 장치는 란스를 통해 물과 내화물 분체입자를 공압으로 노내 보수 목표 부위를 중심으로 분사시켜 노내벽 온도에 의해 내화물을 착상 시키는 것으로 주로 보수대상 내화물의 광범위한 코팅 결과를 얻을 수 있는 특성이 있다.

한편, 노 조업과 관련하여 용탕을 담아 다른 장소로 이송 시키거나 싣는 턴디쉬(tundish)나 레이들(ladle)은 주로 금속의 용해와 주조를 위한 용해 주조 조업에 많이 사용되는 금속용기로서, 특히 턴디쉬는 내벽이 열에 견디는 내화물로 라이닝되었으며, 밑으로는 용융금속을 내보내는 출탕구로서 노즐이 장착되어 있다.

턴디쉬는 강의 연속주조 공정에서 주형으로 용해금속을 출탕 시키는 역할을 하므로 금속의 용해와 주조 그리고 제강과 제련에 사용되는 다양한 노(furnace)와 마찬가지로 내화물의 보수가 중요시 되고 있으며, 더 나아가 출탕구의 노즐 교환이나 용융금속의 불순물 제거를 위한 댐(DAM)의 설치 및 복구 등의 유지 관리를 필요로 한다.

도 1은 금속의 용해와 주조에서 사용되는 수직연속주조기(연주기)의 한 형태로서, 연주기(10)를 사용하는 수직연속주조법은, 노로부터 용강(20)을 보조가열장치가 설치된 레이들(21)에 출탕시키고, 그 다음 벽면이 내화물로 라이닝 되고, 몇 개의 용강 출구 노즐을 갖을 수 있는 턴디쉬(30)로 쉬라우드(22)를 따라 용강을 이동 시킨 뒤 주형으로 용강(용융금속)이 흘러들어가게 하여 열 전달로 방출시키는가운데 냉각기에 접어든 고상의 금속을 잡아당기는 인발롤을 기동 시켜 나중에 굽힘롤 등으로 소성변형 시켜 원하는 형태로 강을 연속적으로 주조한다.

연주기(10)의 상부에 위치하는 턴디쉬(30)는 도 2와 같이, 내벽이 내화물로 라이닝되어 용강의 고온에 견디면서 게이트 튜브(31)를 통해 용강을 목적지로 원활하게 보낼수 있게 교환 가능하게 웰블럭(35)으로 지지되는 노즐(32)을 설계하고, 또 바닥면에는 노즐(32)을 중심으로 일정한 높이로 몇 개의 댐을 다른높이로 유격을 두어 설치하여 용강을 바로 노즐(32)로 출탕 시키지 않고 중력과 오버플로우(Over-flow)시켜 게이트 튜브(31)를 따라 연주기(10)로 출탕시켜 불순물의 양을 인위적으로 제어하도록 한다.(용강에는 불순물이 함유되어 있다)

턴디쉬(30)의 라이닝재나 노즐(32) 그리고 댐(33a)(33b)(34a)(34b) 등은 항상 고온의 용강(20)과 닿아 있으므로 반영구적인 소모품으로서의 특성을 벗어나지 못하여 내화물의 보수나 노즐(32)의 교환은 필요할때마다 정기적,비정기적으로 이루어지고 있는데, 노즐(32)의 교환은 주조중 예정된 계획에 의해 교환하거나 주조중 내화물에 의한 노즐 막힘 또는 손상시 교환을 필요로 하게 되며, 주조중 갑작스런 노즐 교환이 요구될 경우도 있다. 노즐(32)을 정상적인 방법으로 교환하거나 보수하는 것은 현실적으로 많은 제약이 따른다. 침지된 노즐은 주조전 사전 점검하여 막힘이나 손상 등을 미리 수정하여 융융금속을 용해하거나 출탕하지만 노즐(32)의 막힘은 이미 용융금속을 담은 상태에서 주로 발생된다. 그 원인은 라이닝재가 융융금속에 의해 떨어져 노즐의 구멍을 막는 것처럼 주로 주조작업에서 많이 발생되고 있다. 만일 주조작업에서 노즐의 정상적인 교환을 하기 위해서는 용융금속을 모두제거하고 장시간 용기내의 온도를 상온으로 떨어뜨려 노즐을 교환하거나 구멍 막힘을 보수하는 순서가 될 수 있지만 이 방법은 모든 주조 조업을 중단 시킨 상태에서 장시간을 필요로 하기 때문에 생산성이나 경제성과는 동떨어진 방법이다. 금속의 주조공정에서는 이러한 노즐 교환이 빈번하게 발생되어, 노즐 교환을 위한 GTC(Gate Tube Changer)작업이 보편화 되어 있고 그에 따른 교환장치도 제안 되어있지만, 노즐 교환과 함께 다른 보수 작업 들, 예를들면 내화물 분사육성이나 댐의 교환/보수 등과 같은 작업과 병행되지 못하는 단점이 있다. 턴디쉬(30) 안의 댐(33a)(33b)(34a)(34b) 교환 역시 턴디쉬(30) 온도를 상온으로 내리고 안으로 들어가 직접 댐을 교환함으로서 주조공정의 연속성을 유지시키는데 장애가 되고 있다.

턴디쉬(30)의 내화물을 보수하는데에는 열간방식으로서, 전술한 분사육성보수장치의 특성을 그대로 이용할 수 있지만 턴디쉬는 그 특성상 적정 유지 관리 사항 중 출탕 기능 유지와 불순물의 함입량 제어 기능 등을 모두 포함하므로 이러한 적절한 기능을 유지하기 위해서는 보다 통합적이고 안전한 보수 및 유지 관리 장비가 요구된다.

따라서 본 발명의 목적은 강의 연속주조 공정에 사용되는 턴디쉬를 높은 온도에서의 보수를 가능하게 하면서도 댐과 노즐의 교환과 교체를 열간에서 일괄적으로 처리하기 위한 자동화된 보수장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 강의 연속주조공정에서 턴디쉬를 열간상태에서 보수점검할 수 있는 새로운 보수방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 강의 연속주조 공정에서 턴디쉬 보수 점검을 위한 조업 대기 시간을 단축하여 주조 조업의 연속성을 유지 시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 강의 연속주조에서 턴디쉬의 최적 성능을 열간상태에서 유지시킴으로서 조업 생산성과 경제성을 향상 시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 연속주조기의 상부구조를 이루는 턴디쉬의 보수 점검을 온도 강하를 없이 열간상태에서 실행하도록 함으로서 에너지 효율성을 향상 시키는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 턴디쉬로 공급되는 용융금속에 함유된 불순물을 제거하여 고품위의 강을 제조할 수 있게 하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 턴디쉬 열간 보수장치는, 레이들로부터 출탕되어진 용강을 쉬라우드를 통해 유입시켜 용강을 일정 높이로 담는 쌍방향상의 1차측 댐이 있으며, 그 1차측 댐과 일정한 유격을 두고 떨어진 위치에서 하단면상의 유출홀을 가지며 1차측 댐의 높이보다 낮은 높이를 가지고 용강을 오버플로우 시키는 2차측 댐이 있고, 또한 상기 2차측 댐 근처에 용강을 중력 낙하 시키는 웰블럭으로 구축된 몇 개의 노즐이 게이트 튜브와 상통되어 있으며, 내벽은 내화물로 라이닝된 턴디쉬 및 그 턴디쉬를 따라 정렬된 베이스플레이트와,

상기 베이스플레이트의 일측방향 주행트랙상에 설치되어 베이스플레이트의 주행트랙을 따라 턴디쉬의 상면위로 평면 운동하는 주행카와,

상기 주행카에 탑재되어 턴디쉬의 내벽 내화물을 열간 상태에서 분사육성하는 로봇 스프레이건과,

상기 주행카에 탑재되어 상기 로봇 프프레이건으로 슬러리를 혼련(Mixing)하여 공급하는 슬러리 호퍼와,

상기 주행카와 슬라이드 레일상으로 결합되어 슬러리 호퍼 및 로봇 스프레이건을 탑재한 주행카에 의해 연동하며, 상기 주행카로부터 독립적으로 턴디쉬의 윗면을 따라 평면 이동하는 무빙트랙을 구비하는 한편, 수직방향으로 운동하여 턴디쉬 안의 노즐과 댐을 해체하거나 새것으로 교체하는 플러그 노즐/댐 교환장치로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징은,

보수 대상 턴디쉬를 연주기로부터 분리하는 단계와, 상기 단계에서 턴디쉬의 내화물 분사육성보수 및 플러그 노즐과 댐의 교체를 위해 턴디쉬의 윗면을 따라 임의의 보수 및 교환장치를 주행시키는 단계와, 상기 주행단계를 통해 턴디쉬의 보수 및 교환작업을 지정하여 해당 위치에 보수 및 교환전용 장치를 위치결정하는 단계와, 상기 위치결정된 전용장비를 사용하여 열간상태에서 턴디쉬에 내화물을 직접 분사육성하여 열간상에서 보수하거나 충진내화물을 시공하여 필요한 플러그 노즐과 댐을 교환하는 단계로 이루어지는 턴디쉬의 열간 보수방법을 특징으로 한다.

이렇게 턴디쉬에 집중되어 위치결정 가능한 내화물 분사육성보수장치 및 플러그 노즐 그리고 댐의 교환 전용장치를 사용하는 경우 연속 주조 조업의 연속성을 유지하면서 턴디쉬의 열간 보수 및 필요 소모품 교환이 가능하여 연속 주조의 조업 특성에 반하지 않고 간단히 최적의 조업 조건을 유지할 수 있을 뿐만 아니라, 턴디쉬에 구성되는 댐의 교환을 적절하고 신속하게 처리할 수 있으므로 고품의 강을 제조할 수 있게 된다.

도 1은 연속주조 공정에서의 턴디쉬 기능 구성도

도 2는 연주기에 사용되는 턴디쉬의 구성예를 보인 도면

도 3은 본 발명에 따른 턴디쉬 다기능 열간보수 장치의 정면도

도 4는 턴디쉬를 중심으로 구축된 본 발명의 턴디쉬 다기능 열간보수 장치의 평면 구조 개략도

도 5는 본 발명에 따른 턴디쉬 다기능 열간보수장치의 측면 구조로서, 베이스 플레이트 상에서의 주행카와 위치결정장치들의 탑재 구조를 나타낸 도면

도 6은 본 발명에 따른 턴디쉬의 내화물 분사육성을 위한 로봇 스프레이건과 그 위치결정의 예를 나타낸 일측면도

도 7은 도 6의 로봇 스프레이건에 의한 턴디쉬의 광범위한 분사육성 영역의 포지션도로서, (a)는 정면 (b)는 일측면에 대한 내화물 분사육성의 예를 보인 도면

도 8은 본 발명에 따른 플러그 노즐 교환을 위한 클램핑 동작도로서, (a)는 플러그 노즐/댐 교환장치의 이동간 위치결정의 예이며, (b)는 그 일측면도

도 9는 본 발명에 따른 플러그 노즐의 교환을 위한 충진내화물 시공 관련 동작도로서, (a)는 정면도 (b)는 그 일측면도

도 10은 플러그 노즐 교환과 관련된 바이브레이팅 관련 동작도로서, (a)는 바이브레이터에 의한 충진내화물 다짐공정의 정면도 이고 (b)는 그 일측면도

도 11은 본 발명에 따른 댐 교환에 관한 플러그 노즐/댐 교환장치의 위치결정의 예로서, (a)는 정면도 (b)는 1차측 댐 교환과정의 측면도 이고, (c)는 2차측 댐 교환과정의 측면도로서 각각 턴디쉬상의 댐 위치와 관련된 플러그 노즐/댐 교환장치의 위치결정의 예를 나타낸 도면

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:연주기(수직연속주조기) 20:용강(용융금속

21:레이들(ladle) 22:쉬라우드(shroud)

30:턴디쉬(tundish) 31:게이트 튜브

32:노즐 33a.33b.34a.34b:댐(DAM)

35:웰블럭(wall block) 100:베이스플레이트

101:주행트랙 102:주행카

103:로봇 스프레이건 104:슬러리 호퍼

105:펌핑유니트 106:호퍼

107;스프레이건 108:로봇아암

110:세팅유니트 111:웰블록 클램프

12O:스탬핑유니트 121:스탬핑헤머

122:바이브레이터 123:포지션선택모터

130:재료공급장치 131:재료공급통로

132:로테이팅모터 133:재료공급개폐구

134:재료저장용호퍼 140:클램핑유니트

150:어드져스트 유닛(adjusting unit) 160:엘리베이터 유닛

이하, 본 발명에 따른 실시예를 도면을 참고로 설명하면 다음과 같다.

도 3은 턴디쉬를 중심으로 구성된 본 발명의 턴디쉬 다기능 열간보수 장치의 정면도이다. 도 4는 턴디쉬를 중심으로 구축된 본 발명의 턴디쉬 열간보수 장치의 평면 구조이며, 도 5는 본 발명의 턴디쉬 열간보수장치의 측면 구조로서, 베이스 플레이트 상에서의 주행카와 위치결정장치들의 탑재 구조를 나타낸다. 도 6은 본 발명에 따른 턴디쉬의 내화물 분사육성을 위한 로봇 스프레이건과 그 위치결결정 예를 나타낸 일측면도 이며, 도 7은 로봇 스프레이건에 의한 턴디쉬의 광범위한 분사육성 영역의 포지션도로서, (a)는 정면 (b)는 일측면에 대한 분사육성의 예이다. 도 8은 본 발명에 따른 플러그 노즐 교환을 위한 클램핑 동작도로서, (a)는 플러그 노즐/댐 교환장치의 이동간 위치결정의 예이며, (b)는 그 일측면도이다. 도 9는 플러그 노즐의 교환을 위한 충진내화물 시공 관련 동작도로서, (a)는 정면도 (b)는 그 일측면도이다. 도 10은 플러그 노즐 교환과 관련된 바이브레이팅 관련 동작도로서, (a)는 바이브레이터에 의한 충진내화물 다짐공정의 정면도 이고 (b)는 그 일측면도 이다. 도 11은 본 발명에 따른 댐 교환에 관한 플러그 노즐/댐 교환장치의 위치결정의 예로서, (a)는 정면도 (b)는 1차측 댐 교환과정의 측면도 이고, (c)는 2차측 댐 교환과정의 측면도로서 각각 턴디쉬상의 댐 위치와 관련된 플러그 노즐/댐 교환장치의 위치결정의 예를 나타낸다.

본 발명의 구성부를 크게 구분하면, 도 3 및 도 4와 같이 턴디쉬(30)를 중심으로 설치된 베이스플레이트(100)와, 베이스플레이트(100)를 따라 평면이동과 수직 운동하면서 내화물의 분사육성 및 플러그 노즐과 댐의 교환 구축을 위한 위치결정장치들, 그리고, 베이스플레이트(100)를 따라 위치결정장치들을 수평/수직운동 시키는 실린더 및 구동계를 구비한다.

주요부분은, 레이들로부터 출탕되어진 용강을 쉬라우드(22)를 통해 유입시켜 용강을 일정 높이로 담는 쌍방향상의 1차측 댐(33a)(33b)이 있으며, 그 1차측 댐(33a)(33b)과 일정한 유격을 두고 떨어진 위치에서 하단면상의 유출홀(34c)을 가지며 1차측 댐의 높이보다 낮은 높이를 가지고 용융금속을 오버플로우 시키는 2차측 댐(34a)(34b)이 있고, 또한 상기 2차측 댐(34a)(34b) 근처에 용강을 중력 낙하 시키는 몇 개의 플러그 노즐(35)이 웰블럭(35)에 지지되어 게이트 튜브(31)로 상통되어 있으며, 내벽은 내화물로 라이닝된 턴디쉬(30) 및 그 턴디쉬(30)를 따라 정렬된 베이스플레이트(100), 베이스플레이트(100)의 일측방향 주행트랙(101)상에 설치되어 베이스플레이트(100)의 주행트랙(101)을 따라 턴디쉬(30)의 상면위로 평면 운동하는 주행카(102), 주행카(102)에 탑재되어 턴디쉬(30)의 내벽 내화물을 열간 상태에서 분사육성하는 로봇 스프레이건(103), 로봇 스프레이건(103)으로 호퍼에 저장된 슬러리를 펌핑하여 공급하는 슬러리(slurry) 호퍼/펌핑유니트(104), 주행카(102)에 결합되어 로봇 스프레이건(103)을 탑재한 주행카(102)에 의해 연동하며, 주행카(102)에 의해 턴디쉬(30)의 윗면을 따라 평면 이동하는 한편, 수직방향으로 운동하여 턴디쉬(30) 안의 노즐(32)과 댐(33a)(33b)(34a)(34b)을 해체하거나 새것으로 교체하는 플러그 노즐/댐 교환장치(200)로 이루어진다.

본 발명의 턴디쉬 열간보수장치는, 베이스플레이트(100) 및 주행카(102)에 열간보수장치의 위치결정장치를 탑재하는 구조에서, 로봇 스프레이건(102), 플러그 노즐/댐 교환장치(200) 그리고 슬러리 호퍼(104)를 위와 같이 모두 포함하는 형태이거나 한 개 또는 그 이상을 선택적으로 구비할 수 있다.

베이스플레이트(100)는 지면으로부터 임의의 높이를 가지며, 그 높이는 턴디쉬(30)의 윗면 높이와 대등한 높이로 하여 그 위에 주행트랙(101)을 설치하여 주행카(102)가 주행트랙을 따라 구동계로 평면 이동되도록 하였다.

주행카(102)는 주행트랙(101)에 결합되어 평판상으로 일정한 면적을 가지며, 그 평면 면적상에 슬러리 호퍼(104), 로봇 스프레이건(103), 플러그 노즐/댐 교환장치(200)를 탑재하여, 주행트랙(101)을 따라 턴디쉬(30)의 표면 위로 부상된 상태로 평면 이동 가능하도록 하였다. 여기서, 슬러리 호퍼(104), 로봇 스프레이건(103), 플러그 노즐/댐 교환장치(200)는 선택적인 탑재물로서 구성할 수 있다.

슬러리 호퍼(104)는 도 5와 같이 호퍼에 슬러리를 저장하고 있다가 로봇 스프레이건(103)에 내화물을 공급하는 장치로서, 주행트랙에 탑재되어 로봇 스프레이건(103)에서 필요로 하는 슬러리를 공급하기 위하여, 슬러리를 처리하는 펌핑유니트(105)와, 슬러리를 저장하는 호퍼(106)를 구비한다.

로봇 스프레이건(103)은 도 6 및 도 7과 같이 로봇아암(106)을 턴디쉬(30) 내벽 근처에 접근 시킬 수 있는 다축 굴절 구조로 하여 그 팁이 내화체를 분사하는스프레이건(107)으로 구성되어 턴디쉬 내벽의 구석까지 접근시켜 슬러리 호퍼(104)로부터 공압으로 공급되는 내화물을 턴디쉬 내벽에 열간상태에서 분사육성하도록 되어 있다.

플러그 노즐/댐 교환장치(200)는, 도 8 내지 도 11과 같이 턴디쉬(30)에 장착되는 웰블록(35)을 세팅 하는 세팅유니트(110), 웰 블록(35)을 적당하게 턴디쉬(30)에 고정 시키는 스탬핑 유니트(120), 그리고 턴디쉬(30)에 장착된 웰 블록(35) 주변에 내화체를 분사하는 재료공급장치(Material Chute Unit)(130) 및 턴디쉬에 장착되는 댐을 클램핑하는 클램핑유니트(140)로 이루어지는 4개의 독립 구성요소들로 구성되며, 세팅유니트(110)와 스탬핑유니트(120)가 1조로서 어드져스트 유닛(150)과 엘리베이터유닛(160)에 장착되고, 마찬가지로 재료공급장치(130)와 클램핑유니트(140)가 1조로서 어드져스트유닛(150)과 엘리베이터유닛(160)에 장착되었다.

여기서, 세팅유니트(110)와 스탬핑유니트(120)는, 턴디쉬(30)에 박혀 있는 웰블록(35)을 취출하거나 반대로 웰블록(35)을 턴디쉬(30)의 게이트 홀에 장착하여 세팅하는 웰 블록 클램프(111)와, 웰블록클램프(111)로부터 반대쪽으로 연장되어 웰블럭(35)을 턴디쉬(30)에 장착하는 스탬핑헤머(121)와, 스탬핑헤머(121)를 진동시켜 웰블럭(35)의 턴디쉬(30)의 게이트 홀에 장착시키는 바이브레이터(122)와, 웰블럭클램프(111)와 스탬핑헤머(121)를 턴디쉬(30)의 게이트 홀과 마주보도록 선택적으로 회전시켜 웰블럭(35) 장착 모드를 선택하기 위해 어드져스트유닛(150)에 장착되어 웰블럭클램프(111)와 스템핑헤머(121)를 반경 방향으로 회전 시키는 포지션선택모터(123)로 결합된 것으로, 턴디쉬(30)의 웰블럭(35)을 기준으로하는 수직 운동과 바이브레이팅 그리고 회전하는 위치결정기구이다.

그리고, 재료공급장치(130)와 클램핑유니트(140)는, 턴디쉬(30)에 장착되는 댐(33a)(33b)(34a)(34b)을 클램핑하는 핑거(141)와, 턴디쉬(30)에 장착되는 웰블럭(35) 주변에 내화체를 고압 분사하는 재료공급장치(Material Chute Unit;130)는 내화체 분사관인 재료공급통로(131)와, 웰블럭(35) 주변부에 내화물을 골고루 분사하기 위해 재료공급통로(131)를 웰블럭(35)을 기준으로 회전 시키는 로테이팅모터(132) 및 재료공급개폐구(133)와 재료저장용호퍼(134)를 구비여 이루어진 조립체로서 충진재인 내화체를 열간 분사하도록 이루어져 있다.

턴디쉬 내벽의 내화물 열간 분사육성보수와 턴디쉬의 플러그 노즐 및 댐의 교환을 열간상에서 실행하는 동작은 도 5 내지 도 11과 같다.

도 6은 턴디쉬(30)의 내벽 열간보수의 예로서, 슬러리호퍼/펑핑유니트(104)로부터 슬러리를 공급받는 로봇 스프레이건(103)이 로봇아암(108)에 달려있어 턴디쉬(30)의 내벽 구석구석을 열간상태에서 간단히 보수할 수 있다. 도 7은 로봇아암(108)을 주행카(102)를 통해 턴디쉬(30)를 따라 주행시키고 주행과정에서 스프레이건(107)을 통하여 내화물을 보수하는 동작이다.

웰블럭 세팅유니트(110)에 의한 웰블럭(35)의 탈거 및 장착과 관련된 동작은 도 8과 같이, 웰블럭(35)을 턴디쉬(30)에 장착하는 경우 어드져스트유닛(150)과 엘리베이터유닛(160)을 통해 세팅유니트(110)상의 웰블럭클램프(111) 위치를 정확히 웰블럭(35)이 장착되는 게이트 홀에 맞추어 웰블럭(35)을 턴디쉬(30)에 장착한다.

웰블럭(35)이 턴디쉬(30)의 게이트 홀에 정확히 위치결정 되면, 로테이팅모터(123)를 구동시켜 반대편에 있는 스템핑헤머(121)를 웰블럭(35)과 마주보도록 하여 스템핑헤머(121)로 웰블럭(35)을 턴디쉬(30)에 박아 장착하며, 이때 바이브레이터(122)가 동작하여 웰블럭(35)의 장착을 돕는다.

턴디쉬(30)에 장착되는 웰블럭(35)은 그 주변부가 약간의 틈으로 남아있어 틈을 따라 용융금속이 샐수도 있고 고열을 받아 침식이 가속화될 가능성이 크기 때문에 도 9와 같이 웰블럭(35)의 주변부를 충진내화물로 다져서 틈을 채워주고 내화물의 착상정도를 높혀준다. 웰블럭(35)) 주변부에 대한 충진내화물의 다짐작업은 재료공급통로(131))를 통해 웰블럭(35) 가장자리에 충진내화물을 집중적으로 분사하고 그 반대편을 보수할 때는 로테이팅모터(132)를 구동시켜 재료공급통로(131)의 방향을 변화시켜 나머지 부분도 충진내화물을 분사한다.

웰블럭(35)의 주변부에 대한 충진내화물의 충진 다짐작업이 완료되면 도 10과 같이 스탬핑헤머(121)가 웰블럭(35)에 오도록 구동모터를 회전시켜 도 10의 (a) 위치에 놓이도록 하고, 이 상태에서 엘리베이터유닛(160)을 가동시켜 웰블럭(35)의 머리부분을 스템핑헤머(121)로 가격하여 견고하게 웰블럭(35)을 턴디쉬(30)에 장착하며, 이 과정에서 바이브레이터(122)가 구동하여 충진내화물 입자의 고른 분포와 장착상태를 양호한 상태로 하게 한다.

따라서, 웰블럭 세팅유니트(110)와 스탬핑유니트(120)는 웰블럭(35)을 턴디쉬(30)에 장착하는데 있어서 열간상에서의 장착작업을 가능하게 하고 또 웰블럭 주변부에 대하여 충진내화물의 채움과 다짐까지 일괄적으로 처리한다.

턴디쉬의 댐 교환 동작을 도 11에서 인용하면, 수직방향으로 운동 할 수 있는 엘리베이터 유닛(160)상의 어드져스트 유닛(150)에 부착된 핑거(141)를 통해 댐(33a)(33b)(34a)(34b)을 클램핑하여 턴디쉬(30)에서 떼어내거나 반대로 새로운 댐을 떼어낸 자리에 다시 결합할 수 있게 되어 있으며, 위치결정은, 주행카(102)의 평면 운동위치에 따라 전체 위치가 결정되고 수직운동과 미세 위치결정은 별도의 구동계를 사용하거나 수직운동기구를 통해 위치결정된다.

본 발명의 턴디쉬 열간보수장치를 사용하는 턴디쉬 보수방법은 다음과 같은 보수공정으로 진행된다.

턴디쉬(30)를 사용하여 용융금속을 연주기(10)로 출탕하여 강을 주조하는 연속주조 공정상에서, 먼저, 보수를 필요로 하는 턴디쉬(30)를 용융금속을 모두 출탕 시킨 상태에서 연주기(10)로부터 분리한다. 그 뒤 턴디쉬(30)의 내화물 분사육성보수 및 플러그 노즐과 댐의 교체를 위해 턴디쉬의 윗면을 따라 임의의 보수 및 교환장치를 주행시키고, 주행단계를 통해 턴디쉬의 보수 및 교환작업을 지정하여 해당 위치에 보수 및 교환전용 장치를 위치결정 하며, 위치결정된 전용장비를 사용하여 턴디쉬에 내화물을 직접 분사육성하여 보수하거나 필요한 플러그 노즐과 댐을 교환하는 공정으로 진행된다.

이와 같이 본 발명은 강의 연속주조에서 보수 및 부품(노즐 또는 댐) 교환을 필요로 하는 턴디쉬를 쉽고 간단하게 내화물의 분사육성 열간보수를 가능하게 하면서도 댐과 노즐의 교환과 교체를 열간에서 일괄적으로 처리할 수 있으므로 턴디쉬 보수를 위한 조업 대기 시간을 단축할 수 있어 조업 생산성을 안정적으로 유지할수 있는 효과가 있으며, 강의 연속주조에 사용되는 턴디쉬의 최적 성능을 안정적으로 유지시킴으로서 제강공정에서 에너지 효율성과 경제성을 향상 시키는 효과가 있다.또한 강의 연속주조에서 턴디쉬의 성능을 최적 상태로 유지할 수 있으므로 고품위의 강을 제조할 수 있게 하는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 턴디쉬 열간 보수장치는, 레이들로부터 출탕되어진 용강을 쉬라우드를 통해 유입시켜 용강을 일정 높이로 담는 쌍방향상의 1차측 댐이 있으며, 그 1차측 댐과 일정한 유격을 두고 떨어진 위치에서 하단면상의 유출홀을 가지며 1차측 댐의 높이보다 낮은 높이를 가지고 용강을 오버플로우 시키는 2차측 댐이 있고, 또한 상기 2차측 댐 근처에 용강을 중력 낙하 시키는 웰블럭으로 구축된 몇 개의 노즐이 게이트 튜브와 상통되어 있으며, 내벽은 내화물로 라이닝된 턴디쉬 및 그 턴디쉬를 따라 정렬된 베이스플레이트와,

   상기 베이스플레이트의 일측방향 주행트랙상에 설치되어 베이스플레이트의 주행트랙을 따라 턴디쉬의 상면위로 평면 운동하는 주행카와,

   상기 주행카에 탑재되어 턴디쉬의 내벽 내화물을 열간 상태에서 분사육성하는 로봇 스프레이건과,

   상기 주행카에 탑재되어 상기 로봇 프프레이건으로 슬러리를 혼련(Mixing)하여 공급하는 슬러리 호퍼와,

   상기 주행카와 슬라이드 레일상으로 결합되어 슬러리 호퍼 및 로봇 스프레이건을 탑재한 주행카에 의해 연동하며, 상기 주행카로부터 독립적으로 턴디쉬의 윗면을 따라 평면 이동하는 무빙트랙을 구비하는 한편, 수직방향으로 운동하여 턴디쉬 안의 노즐과 댐을 해체하거나 새것으로 교체하는 플러그 노즐/댐 교환장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 턴디쉬 다기능 열간보수장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 베이스플레이트의 높이를 턴디쉬의 윗면 높이와 대등한 높이로 하여 그 위에 주행트랙을 설치하여 주행트랙을 따라 구동계로 평면 이동되도록 한 것을 특징으로 하는 하는 턴디쉬 다기능 열간보수장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 플러그 노즐/댐 교환장치는,

   턴디쉬에 웰블록을 세팅 하는 세팅유니트와,

   상기 웰블록을 턴디쉬에 고정 시키는 스탬핑 유니트와,

   상기 턴디쉬에 장착된 웰블록 주변에 내화체를 분사하는 재료공급장치와,

   상기 턴디쉬에 장착되는 댐을 클램핑하는 클램핑유니트로 이루어지는 것을 특징으로 하는 턴디쉬 다기능 열간보수장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 세팅유니트와 스탬핑 유니트가 1조로서 어드져스트 유닛과 엘리베이터 유닛에 장착되고, 재료공급장치와 클램핑유니트가 1조로서 어드져스트유닛과 엘리베이터유닛에 장착된 것을 특징으로 하는 턴디쉬 다기능 열간보수장치.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 세팅유니트와 스탬핑유니트는,

   턴디쉬에 박혀 있는 웰블록을 취출하거나 반대로 웰블록을 턴디쉬의 게이트 홀에 장착하여 세팅하는 웰 블록 클램프와,

   상기 웰블록 클램프로부터 반대쪽으로 연장되어 웰블럭을 턴디쉬에 장착하는 스탬핑헤머와,

   상기 스탬핑헤머를 진동시켜 웰블럭의 턴디쉬의 게이트 홀에 장착시키는 바이브레이터와,

   상기 웰블럭클램프와 스탬핑헤머를 턴디쉬의 게이트 홀과 마주보도록 선택적으로 회전시켜 웰블럭 장착 모드를 선택하기 위해 어드져스트유닛에 장착되어 웰블럭클램프와 스템핑헤머를 반경 방향으로 회전 시키는 포지션선택모터로 구성된 것을 특징으로 하는 턴디쉬 다기능 열간보수장치.
6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 재료공급장치와 클램핑유니트는,

   상기 턴디쉬에 장착되는 댐을 클램핑하는 핑거와,

   상기 턴디쉬에 장착되는 웰블럭 주변에 내화체를 고압 분사하는 재료공급통로와,

   상기 웰블럭 주변부에 내화물을 골고루 분사하기 위해 재료공급통로를 웰블럭을 기준으로 회전 시키는 로테이팅모터를 구비하는 것을 특징으로 하는 턴디쉬 다기능 열간보수장치.
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