KR100422910B1 - 전기로의 전극봉 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 냉각수가 고르게 분사되도록 하여 국부냉각을 방지하고 균일한 냉각이 이루어질 수 있도록 된 전기로의 전극봉 냉각장치를 제공함에 있다.

이에 본 발명은 전극봉 외주면을 감싸는 환형의 냉각수링이 전면이 개공된 내부냉각수링과 내부냉각수링을 감싸고 전면에 일정간격으로 노즐이 형성된 외부냉각수링의 이중구조로 되어, 외부냉각수링이 내부냉각수링에 대해 슬라이딩되어 전극봉 외주면을 따라 회전할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 전기로의 전극봉 냉각장치를 제공한다.

Description

전기로의 전극봉 냉각장치{Device for cooling electrode of electric furnace}

본 발명은 전기로의 전극봉을 냉각시켜주기 위한 전기로의 전극봉 냉각장치에 관한 것으로, 특히 전극봉이 전체적으로 고르게 냉각되도록 하여 국부냉각을 방지할 수 있도록 된 전기로 전극봉 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기로는 전기를 이용하여 금속이나 합금을 가열, 용해하는 노를 말하는 것으로, 전기로의 상부로 수직 연결된 전극봉에 고전압을 인가하면 고열의 아크열이 발생되면서 전기로 내의 고철을 용해하게 된다.

이러한 전기로는 안정된 전류의 흐름을 위하여 통상 고가의 전극봉이 사용되고 있으며, 이 전극봉의 수명은 생산성과 작업성 및 단가 측면에서 큰 비중을 차지하고 있다. 따라서 전극봉 보호와 수명연장을 위해 전극봉에 수냉장치를 설치하여 작업중에 가열된 전극봉을 냉각시키도록 되어 있다.

즉, 전기로에서 아크에 의한 전극봉의 열 발생과 전기로 내부의 용해된 고철의 용융열로 전극봉은 가열이 계속되어지는 데, 이렇게 가열상태에서 계속 조업을 하게 되면 가열된 전극봉의 표면이 대기중의 산소와 접촉하여 산화되고 또한 전기로 열원 확보와 용탕의 용해속도를 높이기 위해 전기로 내부로 불어넣는 산소에 의해 더욱 심하게 산화되어 전극봉의 소모를 촉진하게 된다.

따라서 상기 문제점을 해소하기 위한 종래의 냉각장치는, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 전극봉(100) 외주면에 소정간격을 두고 환형의 냉각수링(108)을 설치하여 냉각수링(108)의 표면을 따라 전극봉(100)쪽으로 형성된 분사노즐(112)을 통해 전극봉(100)에 냉각수를 분사하는 구조로 되어 있다.

통상 상기 전극봉 냉각수링은 3상의 전극봉의 배치와 간격에 의하여 냉각수링의 크기와 냉각수 분사량이 한정되며, 전극봉의 직경이 610mm인 스테인레스 제강공장의 경우는 수냉링의 직경이 최대 734mm이고 냉각수를 분사시키는 노즐의 개수는 12개로 한정되어 있다.

따라서 종래의 구조는 한 개의 노즐이 맡고 있는 냉각범위가 크므로 냉각수링의 노즐 중 일개 노즐이 막히게 되는 경우 냉각이 이루어지지 않는 부위가 생기고 극히 일부분에 집중적으로 냉각수가 분사되는 현상이 발생하게 된다.

전극봉의 수냉은 서두에서 언급한바와 같이 전극의 균일한 냉각을 통하여 원단위 및 사용수명을 증가시키는 것이 목적이나, 상기와 같이 전극의 국부지역에 집중되는 냉각은 전극의 냉각효과가 미비할 뿐아니라 전극표면에 열적응력을 유발하여 전극봉이 절손되는 사고를 유발시키게 된다.

또한 전기로는 작업특성상 분진 및 철분의 비산이 다량 발생되고 있어, 전극봉을 냉각시켜 주는 수냉링의 냉각수 분사노즐 중 일부는 분진과 비산되는 철분에 의하여 막히는 현상이 수시로 발생하게 되는 데, 이는 전극봉의 국부냉각을 더욱 심화시키게 되고 수냉링을 수시로 교체해 줘야 하는 불편함이 있게 된다.

수냉링 교체도 또한, 전기로의 구조상 전극봉을 취외시킨 후에만이 교환이 가능하고 수냉링 교환시는 장시간의 시간과 인원이 소요되므로 생산성 및 원단위 측면에서 막대한 손실이 발생되는 실정이다.

본 발명은 이와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 냉각수가 고르게 분사되도록 하여 국부냉각을 방지하고 균일한 냉각이 이루어질 수 있도록 된 전기로의 전극봉 냉각장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전극봉 냉각장치의 평면도,

도 2는 본 발명에 따른 전극봉 냉각장치의 단면도,

도 3과 도 4는 종래기술에 따른 전극봉 냉각장치를 도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 보호의 설명 *

10 : 파이프 20 : 외부냉각수링

21 : 개구부 30 : 내부냉각수링

31 : 노즐 40 : 레일부재

41 : 안내레일 42 : 그리스주입구

50 : 랙링 51 : 피니언기어

52 : 구동모터

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전극봉 외주면을 감싸는 환형의 냉각수링이 전면이 개공된 내부냉각수링과 내부냉각수링을 감싸고 전면에 일정간격으로 노즐이 형성된 외부냉각수링의 이중구조로 되어, 외부냉각수링이 내부냉각수링에 대해 슬라이딩되어 전극봉 외주면을 따라 회전할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 전극봉 냉각장치의 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 전극봉 냉각장치의 단면도이다.

상기한 도면에 따르면, 본 발명에 따른 전극봉(100) 냉각장치는, 전극봉(100) 외주면을 감싸고 바깥쪽 일측에 냉각수가 유통되는 파이프(10)와 연결되고 내측 전면은 개공되어 개구부(21)가 형성되어 있는 내부냉각수링(20)과, 내부냉각수링(20)의 개구부(21)를 감싸고 내측면에는 전극봉(100)을 향하는 다수개의 노즐(31)이 일정간격으로 형성된 외부냉각수링(30), 내부냉각수링(20)과 외부냉각수링(30)의 기밀을 유지하며 내부냉각수링(20)에 대해 외부냉각수링(30)을 슬라이딩시키기 위한 미끄럼부 및, 외부냉각수링(30)을 전극봉(100) 외주면을 따라 회전시키기 위한 구동부로 이루어진다.

본 발명의 미끄럼부는 내부냉각수링(20)과 외부냉각수링(30)이 겹쳐지는 부분인 상,하단의 내,외부냉각수링(20,30) 사이에 설치되며, 구동부는 외부냉각수링(30)의 상단과 하단에 설치된다.

여기서 바람직하게는 내부냉각수링(20)보다 외부냉각수링(30)을 크게 형성하고 상호 반원 단면형상을 이루어도록 하여 외부냉각수링(30) 내부로 내부냉각수링(20)이 원활히 삽입될 수 있도록 한다.

외부냉각수링(30)의 안쪽면에 형성되는 분사노즐(31)은 전극봉(100)을 향해 하향 45°경사지게 형성되어, 냉각수가 전극봉(100)의 하부를 향해 분사될 수 있도록 되어 있다.

상기 미끄럼부는 도 2에 도시된 바와 같이, 내부냉각수링(20)의 외측 상부와 하부를 따라 환형으로 설치되는 레일부재(40)와, 외부냉각수링(30)의 내측 상부와 하부를 따라 환형으로 설치되고 레일부재(40)가 안착되어 구르는 홈이 형성된 안내레일(41), 외부냉각수링(30)과 안내레일(41)을 관통하여 형성된 그리스주입구(42)로 이루어진다.

따라서 내부냉각수링(20)의 레일부재(40)에 대해 외부냉각수링(30)의 레일부재(40)가 상호 미끄러지면서 외부냉각수링(30)이 전극봉(100) 외주면을 따라 회전할 수 있게 되는 것이다.

그리스주입구(42)를 통해 주입된 그리스는 레일부재(40)와 안내레일(41) 사이의 틈새에 투입되어 내,외부냉각수링(20,30)간의 기밀을 유지하게 된다.

한편, 본 발명의 구동부는 외부냉각수링(30)의 외측 상단과 하단을 따라 설치되고 표면에 랙이 형성되어 있는 환형의 랙링(50), 랙링(50)의 랙에 치합되는 피니언기어(51), 내부냉각수링(20)에 연결되는 파이프(10)상에 설치되고 피니언기어(51)에 연결되어 피니언기어(51)를 회전시키기 위한 구동모터(52)로 이루어진다.

여기서 상기 구동부는 외부냉각수링(30)의 상단 또는 하단에만 설치하여 사용될 수 있다.

이하 본 발명의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

내부냉각수링(20)과 연결설치되어 있는 파이프(10)를 통해 적량의 냉각수를 유통시키게 되면, 냉각수는 내부냉각수링(20)과 외부냉각수링(30)으로 둘러싸인 공간으로 유입되어 내부냉각수링(20)의 개구부(21)와 외부냉각수링(30)의 노즐(31)을 통해 전극봉(100)의 표면에 분사되게 된다.

이때, 구동모터(52)를 작동시키게 되면, 구동모터(52)의 회전축에 연결되어 있는 피니언기어(51)가 일방향으로 회전하게 되고, 피니언기어(51)에 치합되어 있는 랙링(50)이 이동함에 따라 랙링(50)이 설치되어 있는 외부냉각수링(30)이 내부냉각수링(20)에 대해 회전하게 된다.

여기서 외부냉각수링(30)과 내부냉각수링(20) 사이에는 레일부재(40)와 안내레일(41)이 서로 안착되어 있기 때문에 외부냉각수링(30)은 레일부재(40)를 따라 부드럽게 미끄러져 전극봉(100) 외주면을 따라 회전하게 되는 것이다.

따라서 회전되는 외부냉각수링(30)과 함께 이동하는 노즐(31)을 통해 전극봉(100) 외주면으로 냉각수가 골고루 분사될 수 있는 것이다.

한편, 안내레일(41)과 안내레일(41)에 형성된 홈에 놓여지는 레일부재(40) 사이에는 외부냉각수링(30)을 관통하여 형성된 그리스주입구(42)를 통해 주입된 그리스가 흘러들어 틈새를 메워주게 되므로, 외부냉각수링(30)이 부드럽게 회전할 수 있을 뿐아니라 냉각수가 상기 틈새를 통해 냉각수관 외부로 누수되는 것을 방지하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 전기로의 전극봉 냉각장치에 의하면, 전극봉 표면의 국부냉각 즉, 국부지역에 집중되어 분사되었던 냉각수를 전극표면에 균일하게 냉각수를 분사시키게 되므로, 전극봉의 냉각효과를 극대화시킬 수 있고, 균일한 전극봉의 냉각에 의한 열적 응력을 방지시켜 열응력에 의한 전극 절손의 사고를 방지시킬 수 있다.

또한, 냉각수 분사노즐 중 일부에 막힘 발생시에도 나머지 분사노즐이 전극봉 외주면을 따라 이동하면서 냉각수를 분사하여 균일한 냉각이 이루어지게 되므로, 수냉링을 빈번하게 교체해야 하는 번거로움을 줄이고, 수냉링 교체작업에 다른 전기로 가동율 저하와 고소,고열 작업에 의한 작업자의 안전사고 위험 및 작업부하의 증가를 방지할 수 있으며, 이로 인해 제품 생산 단가를 낮출 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 전기로에 있어서,

   상기 전기로의 전극봉 외주면을 감싸고 바깥쪽 일측에 냉각수가 유통되는 파이프와 연결되고 내측면은 개공되어 개구부가 형성되어 있는 내부냉각수링과, 내부냉각수링의 개구부를 감싸고 내측면에는 전극봉을 향하는 다수개의 노즐이 일정간격으로 형성된 외부냉각수링의 이중구조로 된 냉각수링과,

   상기 내부냉각수링과 외부냉각수링의 기밀을 유지하며 내부냉각수링에 대해 외부냉각수링을 슬라이딩시키기 위한 미끄럼부,

   상기 외부냉각수링을 전극봉 외주면을 따라 회전시키기 위한 구동부

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기로의 전극봉 냉각장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 상기 미끄럼부가 내부냉각수링의 외측 상부와 하부를 따라 환형으로 설치되는 레일부재와, 외부냉각수링의 내측 상부와 하부를 따라 환형으로 설치되고 레일부재가 안착되어 구르는 홈이 형성된 안내레일, 레일부재와 안내레일 사이의 틈새로 기밀 유지용 그리스를 주입하기 위해 외부냉각수링과 안내레일을 관통하여 형성된 그리스주입구로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기로의 저극봉 냉각장치.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 구동부가 외부냉각수링의 외측 상단과 하단을 따라 설치되고 표면에 랙이 형성되어 있는 환형의 랙링과, 랙링의 랙에 치합되는 피니언기어, 내부냉각수링에 연결되는 파이프상에 설치되고 피니언기어에 연결되어 피니언기어를 회전시키기 위한 구동모터로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기로의 전극봉 냉각장치.