KR100601198B1 - 동력전달 제어가 가능한 슬라브 절단장치 및 이를 이용한슬라브 절단방법 - Google Patents

동력전달 제어가 가능한 슬라브 절단장치 및 이를 이용한슬라브 절단방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 슬라브 절단방향으로 위치되는 주행가이드부와, 슬라브 절단을 위한 절단수단이 장착되어 주행가이드부에 결합되고 슬라브의 절단부 양 끝단에서부터 슬라브의 중심측을 향해 주행가이드부를 따라 상기 절단수단을 이송하는 한 쌍의 이송부와, 각 이송부 이송을 위한 동력을 공급하는 한 쌍의 구동부와, 구동부로부터 출력되는 동력을 이송부로 전달 및 차단하는 한 쌍의 동력전달부와, 이송부의 이상 여부를 감지하여 동력전달부를 동작시키는 제어부를 포함하도록 구성되어, 슬라브 절단장치에서 자주 발생되는 토치 주행의 고질적인 문제를 토치 이송을 위한 동력전달을 제어하는 시스템을 구축함으로써 생산성 향상은 물론, 비정상적이고 비표준적인 작업을 배제하며 그에 따른 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 슬라브 절단장치 및 슬라브 절단방법을 제공한다.
슬라브, 절단, 이송, 클러치, 동력차단, 제어

Description

동력전달 제어가 가능한 슬라브 절단장치 및 이를 이용한 슬라브 절단방법{Apparatus for cutting slab having power transmission device and Method for cutting slab using the same}
도 1은 본 발명에 의한 슬라브 절단장치의 사시도이다.
도 2는 구동부와 동력전달부를 아래에서 비스듬히 본 분해사시도이다.
도 3은 구동부의 동력이 이송부로 전달되는 본 발명에 의한 슬라브 절단장치의 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 상태에서 구동부의 동력이 차단된 본 발명에 의한 슬라브 절단장치의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 주행가이드부 200 : 이송부
300 : 구동부 400 : 동력전달부
500 : 토치 600 : 제어부
본 발명은 연주기에서 주조되어 인출되는 슬라브(Slab)를 수요자가 요구하는 길이로 절단하여 주는 토치 커팅 머신(Torch Cutting Machine) 즉, 슬라브 절단장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 슬라브 절단을 위한 토치를 두개 구비하는 슬라브 절단장치에 있어서, 각 토치를 이송시키는 동력 전달을 독립적으로 제어함으로써 어느 하나의 토치가 고장이 나더라도 다른 하나의 토치를 이용하여 슬라브 절단작업을 수행할 수 있도록 구성되는 슬라브 절단장치에 관한 것이다.
종래의 슬라브 절단장치는 좌, 우 한 쌍으로 토치(Torch)를 구비하여, 한 쌍의 토치를 슬라브 중심방향으로 동시에 이동시키면서 슬라브(Slab)를 절단하도록 구성되어 있다.
주조되어 인출되는 슬라브가 미리 설정된 길이에 위치하면, 좌, 우 한 쌍의 토치가 슬라브의 양측 엣지(Edge)부에서부터 가운데로 측으로 절단을 시작한다. 슬라브의 양쪽 엣지(Edge)부에서 시작된 토치는 슬라브의 중간 일정 지점에 도달되면 미팅(Meeting)용 근접 스위치(Switch)에 의해 토치의 접근이 감지되어 둘 중 어느 하나의 토치는 전진을 멈추고 원래의 위치로 후진되며, 다른 하나의 토치는 상기 하나의 토치가 멈춘 위치보다 더 전진하여 슬라브 절단을 완전히 마친후 원래의 위치인 홈 포지션(Home Position)으로 후진하여 복귀되어 슬라브 절단 작업의 한 싸이클(One Cycle)이 완료 된다.
연속 주조 공정에서 슬라브 절단작업은 위와 같은 작업이 연속적으로 반복 되므로 고열과 열악한 주변 요인으로 인해 토치 및 이송장치에 잦은 이상이 발생된 다. 이상 요인중 기계적 요인은 주로 감속기(Reducer) 고착, 손상, 파손등이 있고, 주로 고장의 비중을 많이 차지하는 것은, 주조중에 항상 발생되는 고열과 스팀(Steam)으로 인해 각 부분의 전기 장치인 모터(Motor), 근접 스위치(P.X Switch), 케이블(Cable) 손상 등의 이상 요인이 주를 이룬다.
이때, 한 쌍의 토치가 절단을 위한 주행중 이송장치의 이상으로 인해 일측이 정지되면 나머지 토치도 진행이 불가능하게 되어 슬라브 절단 불능으로 연속 주조작업이 중단된다.
상기와 같이 토치 이송장치의 트러블(Trouble)은 간헐적으로 계속 발생되어 연속 주조작업 공정의 흐름을 끊어 슬라브 생산 저하의 큰 요인으로 대두되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 토치가 슬라브 절단 작업 중 토치 이송장치의 이상으로 작동 불가능시, 이송장치의 이상을 자체적으로 감지하여 이상이 있는 이송장치로의 동력을 끊고 무부하(Free) 상태가 되게 하여, 이상이 없는 토치 이송장치에 의해 홈 포지션(Home Position)으로 이동되도록 한 후, 나머지 토치에 의한 원 버너(One Burner)로 슬라브 절단작업이 완료될 수 있도록 구성되는 슬라브 절단장치 및 이를 이용한 슬라브 절단방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 슬라브 절단장치는, 슬라브 절단방향으로 연장 형성된 주행가이드부와, 슬라브 절단을 위한 절단수단이 장착되어 주행가이드부에 결합되고 슬라브의 절단부 양 끝단에서부터 슬라브의 중심측을 향해 주행가이드부를 따라 상기 절단수단을 이송시키는 한 쌍의 이송부와, 상기 각 이송부와 결합 및 분리 가능하게 설치되고 각 이송부와 결합되어 이송을 위한 동력을 공급하는 한 쌍의 구동부와, 구동부와 이송부를 결합 또는 분리시키는 한 쌍의 동력전달부와, 이송부의 이상 여부를 감지하여 동력전달부를 동작시키는 제어부를 포함하여 구성된다.
동력전달부는, 구동부에 의해 회전되는 구동플랜지와, 구동플랜지와 결합 및 분리 가능한 구조로 구성되어 이송부에 동력을 전달하는 피동플랜지와, 피동플랜지를 구동플랜지에 결합 및 분리시키는 어드저스트 실린더를 포함한다. 이때 제어부는 어드저스트 실린더의 동작을 제어하도록 구성된다.
또한 동력전달부는, 일측 끝단이 피동플랜지에 결합되고 중단 어느 하나의 지점을 중심으로 회동하여 피동플랜지를 구동플랜지에 결합 및 분리시키는 레버를 포함한다. 이때 어드저스트 실린더는 레버의 타측 끝단에 결합되어 레버를 회동시키도록 구성된다.
본 발명에 의한 슬라브 절단방법은, 슬라브의 너비방향 양 끝단부터 슬라브의 중심을 향해 한 쌍의 절단수단을 이송시키면서 슬라브를 절단시키는 단계, 어느 하나의 절단수단에 이상이 발생되면 이상이 발생된 절단수단의 이송을 중지시키는 단계, 이상이 발생된 절단수단을 밀면서 슬라브를 너비 방향으로 가로지르도록 또 다른 절단수단을 이송시켜 슬라브를 절단하는 단계를 포함한다.
이상이 발생된 절단수단의 이송을 중지시키는 단계는, 절단수단에 이상이 발생되었음을 감지하는 단계, 절단수단의 이송이 무부하상태가 되도록 절단수단 이송을 위한 동력을 차단하는 단계를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 슬라브 절단장치의 실시예를 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 슬라브 절단장치의 사시도이고, 도 2는 구동부와 동력전달부의 분해사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 슬라브 절단장치는, 슬라브 절단방향으로 위치되는 주행가이드부(100)와, 슬라브 절단을 위한 토치(500)가 장착되어 주행가이드부(100)를 따라 이송 가능한 구조로 결합되는 한 쌍의 이송부(200)와, 각 이송부(200) 이송을 위한 동력을 공급하는 한 쌍의 구동부(300)와, 구동부(300)로부터 출력되는 동력을 이송부(200)로 전달 및 차단하는 한 쌍의 동력전달부(400)와, 이송부(200)의 이상 여부를 감지하여 동력전달부(400)를 동작시키는 제어부(600)를 포함하여 구성된다. 본 실시예에서는 슬라브 절단을 위한 절단수단으로 토치(500)가 사용되고 있으나, 슬라브 절단을 위한 절단수단으로는 본 실시예에 도시된 토치(500) 뿐만 아니라 다양한 종류의 기구 및 장치로 변경될 수 있다.
주행가이드부(100) 구성은, 레일 베이스(Rail Base,110)의 가공된 턱 상,하 부에 "??"형상을 가진 주행 레일(Rail,120)이 다수의 고정 볼트로 조립되며, 상부에 설치된 주행 레일(120)의 전면에는 래크 기어(Rack Gear,130)가 역시 다수의 고정 볼트에 의해 조립되어 있다.
한 쌍의 이송부(200)는 슬라브 절단부 즉, 폭방향의 양 끝단에 토치(500)가 위치되도록 각각 결합되며, 토치(500)에 의해 슬라브가 양 끝단에서부터 중심측을 향해 절단되도록 주행가이드부(100)를 따라 이송된다. 이때 슬라브는, 수직으로 설치된 지지판(210)에는 주행 레일(120)의 형상과 맞물리는 "V"자 형태의 홈이 외주면에 형성된 휠(Wheel,220)이 상, 하부에 각각 2개씩 조립되며, 지지판(210)의 중앙 부근에는 감속기(Reducer,320)가 조립되는 홀(Hole)이 가공되어 있다.
구동부(300) 구성은, 모터(Motor,310)가 조립된 감속기(320)가 베이스 판(Base Plate,330)에 조립된 상태로, 지지판(210)면에 4개의 볼트로 고정되어 있고, 감속기(320)의 중앙에 삽입되는 샤프트(Shaft,340)는 일측에 피니온 기어(Pinion Gear,132)가 키(Key,342)에 의해 조립되고, 일측에는 스프라인(Spline)이 형성되어 있으며, 샤프트(340)에 조립된 피니온 기어(132)는 주행 레일(120)에 조립된 래크 기어(Rack Gear,130)와 치합되며, 샤프트(340) 중앙부에는 회전시 감속기(320)의 조립부인 할로우 샤프트(Hollow shaft)와의 마멸을 방지하기 위한 동 재질의 부시(Bush,344)가 2개 삽입되어 있고, 감속기(320)의 반대측면 홀(Hole)에는, 둥근면에 십자 형태의 사각 홈(454)이 있고 반대측에는 짧은 샤프트 형상과 키 홀을 가진 고정 플랜지(Flange,450)가 키(Key,452)에 의해 조립되며, 고정 플랜지(450) 끝면에는 고정 플랜지(450)의 이탈을 방지하기 위해 스냅 링(Snap Ring,456)이 조립되어 있다.
유동 플랜지(460)는 가운데에 레버(Lever,440)의 끝단 "U"자 부위가 조립되는 홈이 외주면에 원주방향으로 가공되어 있고, 일측에는 사각 바(Bar)가 십자 형태로 돌출되어 고정 플랜지(Flange,450)의 십자 형상의 사각 홈(454)에 조립되며, 센터부에는 샤프트(340)의 스프라인(Spline)부에 끼워져 조립되는 스프라인 홀(Spline Hole)이 가공되어 있다. 레버(440)는 감속기(320)의 상부면에 2개의 볼트로 고정된 지지판(442)에 핀(Pin)으로 조립되고, 레버(440)의 상부 홀(Hole)에는 고정 서포트(Support,410)의 2개의 홀(Hole)에 가이드(Guide)되는 어드저스트 바(Adjust Bar,430)에 핀으로 조립되고, 이 어드저스트 바(Adjust Bar,430)의 중간부에는 레버(440)의 어드저스트 실린더(420)와 어드저스트 바(430)를 연결하여 주는 클램프(432)가 2개의 볼트에 의해 조여져 있으며, 이 클램프(432)에는 레버(440)의 어드저스트 실린더(420) 로드(Rod)가 볼트 너트로 조립된다.
어드저스트 실린더(420)는 2개의 지지 서포트(422)와 스페이스(Spacer,428), 그리고 핀(426)으로 조립되고, 지지 서포트(422)는 고정 볼트(424)에 의해 고정 서포트(410)에 조립된다.
상기와 같은 토치(500)와 구동부(300)와 동력전달부(400)는 한 쌍의 이송부(200)에 똑같이 적용되어 있으므로, 상호 호환되며 설비 이상 시 양쪽 모두 같은 조건으로 동작되도록 구성된다.
도 3은 구동부의 동력이 이송부로 전달되는 본 발명에 의한 슬라브 절단장치 의 단면도이고, 도 4는 도 3에 도시된 상태에서 구동부의 동력이 차단된 본 발명에 의한 슬라브 절단장치의 단면도이다.
슬라브(Slab) 절단을 위한 토치(500) 주행 시작 후, 토치(500)의 주행 불능이 감지되면 전기 신호가 제어부(700)에 전달되고, 공기(Air)가 어드저스트 실린더(420)의 로드(Rod)측으로 유입되면, 어드저스트 실린더(420) 로드에 조립된 클램프(432)에 의해 클램핑되어 있는 어드저스트 바(430)가 어드저스트 실린더(420)측으로 당겨지고, 따라서 링크(Link)로 조립된 레버(440)가 당겨지며, 레버(440)가 당겨지면 지지판(442)을 중심점으로 레버(440)의 끝단 "U"자 부위는 반대측으로 밀려 나와, 유동 플랜지(460)가 샤프트(340)의 스프라인(Spline)을 타고 슬라이딩(Sliding)되어 바깥측으로 밀려 나오고, 고정 플랜지(450)의 십자 형태 사각 홀(454)에서 유동 플랜지(Flange,460)의 십자형 사각 바(Bar)가 분리된다. 유동 플랜지(Flange,460)가 분리되면, 구동부(300)에서 전달되는 동력은 끊어져, 피니온 기어(132)와 샤프트(340),그리고 유동 플랜지(460)만 무부하 상태로 회전되는 상태가 된다.
이 때 전달되는 전기 신호는 이상이 없는 반대측의 토치(500) 구동부(300)에 동시에 전달되어 입력된 프로그램(Program)에 의해 원 버너(One Burner) 슬라브 절단 시스템이 적용된다.
원 버너 슬라브 절단 시스템이 적용되면, 진행중인 이송부(200)는 슬라브의 중앙부를 지나 계속 진행되어 무부하 상태가 된 이송부(200)를 쉽게 홈 포지션(Home Position)으로 이동시킴으로써 본 발명의 최초 작용이 이루어지도록 한다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명은 슬라브 절단장치에서 자주 발생되는 토치 주행의 고질적인 문제를 토치 이송을 위한 동력전달을 제어하는 시스템을 구축함으로써 생산성 향상은 물론, 비정상적이고 비표준적인 작업을 배제하며 그에 따른 안전사고를 미연에 방지하는 효과가 있다.

Claims (5)

  1. 슬라브 절단방향으로 연장 형성된 주행가이드부와,
    상기 슬라브 절단을 위한 절단수단이 장착되어 상기 주행가이드부에 결합되고, 상기 슬라브의 절단부 양 끝단에서부터 슬라브의 중심측을 향해 주행가이드부를 따라 상기 절단수단을 이송시키는 한 쌍의 이송부와,
    상기 각 이송부와 결합 및 분리 가능하게 설치되고 상기 각 이송부와 결합되어 이송을 위한 동력을 공급하는 한 쌍의 구동부와,
    상기 구동부와 상기 이송부를 결합 또는 분리시키는 한 쌍의 동력전달부와,
    상기 이송부의 이상 여부를 감지하여 상기 동력전달부를 동작시키는 제어부를 포함하여 구성되는 슬라브 절단장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 동력전달부는,
    상기 구동부에 의해 회전되는 구동플랜지와, 상기 구동플랜지와 결합 및 분리 가능한 구조로 구성되어 상기 이송부에 동력을 전달하는 피동플랜지와, 상기 피동플랜지를 구동플랜지에 결합 및 분리시키는 어드저스트 실린더를 포함하고;
    상기 제어부는,
    상기 어드저스트 실린더의 동작을 제어하여 상기 피동플랜지를 구동플랜지에 결합 및 분리시키도록 구성되는 슬라브 절단장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 동력전달부는, 일측 끝단이 상기 피동플랜지에 결합되고 중단 어느 하나의 지점을 중심으로 회동하여 상기 피동플랜지를 상기 구동플랜지에 결합 및 분리시키는 레버를 포함하고,
    상기 어드저스트 실린더는, 상기 레버의 타측 끝단에 결합되어 레버를 회동시키는 슬라브 절단장치.
  4. 슬라브의 너비방향 양 끝단부터 상기 슬라브의 중심을 향해 한 쌍의 절단수단을 이송시키면서 상기 슬라브를 절단시키는 단계,
    어느 하나의 절단수단에 이상이 발생되면 이상이 발생된 절단수단의 이송을 중지시키는 단계,
    이상이 발생된 절단수단을 밀면서 상기 슬라브를 너비 방향으로 가로지르도록 또 다른 절단수단을 이송시켜 슬라브를 절단하는 단계
    를 포함하는 슬라브 절단방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 이상이 발생된 절단수단의 이송을 중지시키는 단계는,
    상기 절단수단에 이상이 발생되었음을 감지하는 단계와, 상기 절단수단의 이송이 무부하상태가 되도록 상기 절단수단 이송을 위한 동력을 차단하는 단계를 포 함하는 슬라브 절단방법.
KR1020050028878A 2005-04-07 2005-04-07 동력전달 제어가 가능한 슬라브 절단장치 및 이를 이용한슬라브 절단방법 KR100601198B1 (ko)

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