KR100694314B1 - Ｃｈｉｓ 정련설비의 스노클 이동장치 - Google Patents

Abstract

CHIS 정련설비에 구비되는 스노클을 이동하는 장치를 제공한다.

본 발명은 바닥면에 복수개의 포로스 플러그를 구비하는 래들과, 상기 래들의 용강에 하부단이 침적되도록 칼럼에 승하강가능하게 조립된 아암에 구비되는 스노클과, 상기 스노클의 내부에 하부단이 배치되도록 구비되는 취입랜스를 갖추어 래들내의 용강을 승온시키는 CHIS 설비에 있어서, 상기 아암의 좌우양단에 구비되는 가이더를 따라 왕복이동할 수 있도록 좌우양측에 복수개의 휠부재를 구비하고, 상기 스노클의 상부가 조립되는 스노클 트랜스퍼카; 상기 스노클 트랜스퍼카의 일단에 작동선단이 연결되어 상기 가이더를 따라 상기 스노클 트랜스퍼카를 전후진 왕복이동시킬 수 있는 외력을 제공하는 적어도 하나의 작동부재를 포함한다.

본 발명에 의하면, 개공상태가 양호한 포로스 플러그의 상부에 스노클을 선택적으로 배치할 수 있도록 하여 설비가동율 및 조업성공율을 높이고, 개공불량에 의한 추가적인 설비투입을 배제하여 경제적이고 효율적인 설비를 구성할 수 있다.

용강승온설비, 스노클, 래들, 트랜스퍼카, 실린더, 클램퍼, 아암, 칼럼

Description

ＣＨＩＳ 정련설비의 스노클 이동장치{An Apparatus For Moving The Snorkel in Chemical Heating In Snorkel of Refining Utility}

도 1은 일반적인 제강공정 및 연주공정을 도시한 공정 흐름도이다.

도 2는 노외정련설비중 하나인 CHIS설비를 도시한 단면도이다.

도 3은 래들의 포로스 플러그와 스노클간의 대응배치상태를 도시한 평면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 CHIS 정련설비의 스노클 이동장치를 도시한 구성도이다.

도 5는 본 발명에 따른 CHIS 정련설비의 스노클 이동장치를 도시한 사시도이다.

도 6은 본 발명에 따른 CHIS 정련설비의 스노클 이동장치의 요부 상세도이다.

도 7은 본 발명에 따른 CHIS 정련설비의 스노클 이동장치를 도시한 전체사시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

34 : 포로스 플러그 35 : 래들

101 : 스노클 102 : 칼럼

103 : 아암 110 : 스노클 트랜스퍼카

112 : 휠부재 115 : 가이더

117 : 방열판 120 : 작동부재

131,132 : 제 1,2클램퍼 133 : 클램핑용 실린더

본 발명은 CHIS 정련설비에 구비되는 스노클을 이동시키는 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 개공상태가 양호한 포로스 플러그의 상부에 스노클을 항상 배치할 수 있도록 스노클을 수평이동시켜 설비가동율 및 조업성공율을 높이고, 플러그의 개공불량시 추가적인 설비투입을 배제하여 경제적이고 효율적인 설비를 구성할 수 있는 CHIS 정련설비의 스노클 이동장치에 관한 것이다.

일반적으로 고로를 사용해서 철광석을 환원, 제련하여 선철을 만드는 공정을 제선이라 하고, 고로의 출선구로부터 배출되어진 용선(용융선철)을 전로(轉爐)로 옮겨서 정련(불순물 제거)하여 강을 만드는 공정을 제강이라 한다.

이러한 제강공정은 용선을 용강으로 만드는 1차 공정인 전로공정과, 온도와 성분을 조정하여 용강의 품질을 높이기 위한 2차 공정인 노외공정으로 구분된다.

도 1은 일반적인 제강공정 및 연주공정을 도시한 공정 흐름도로서, 도시한 바와 같이, 용광로에서 철광석을 녹여 제조한 용선은 용선예비처리 공정에서 유황(S)과 인(P)성분을 제거한 후, 탄소(C)성분 제거를 위해서 전로공정으로 이송하여 전로(10)에 담고 산소랜스(12)를 통해 순산소를 취입함으로써 탄소 성분을 약 0.04중량%까지 제거하는데, 이렇게 탄소가 제거된 용융철을 용강이라고 한다.

상기 전로(10)에서 출강된 용강은 용강 승온설비(Ladle Furnace: LF)인 래들 퍼니스(20)를 이용하여 저온 출강으로 용강에 함유돼 있는 인(P)의 함유량을 낮추는 성분조정과 용강온도를 승온시킨다.

또는, 용강 승온설비인 CHIS(Chemical Heating In Snorkel)설비(또는 CAS-OB 설비)(30)를 이용하여 용강승온 및 효율을 증대시키면서 용강의 미세 성분을 조정하는데, 이는 외부 공기와 차단된 스노클(31)이라는 밀폐된 용기를 이용하여 용강과 알루미늄 및 산소와의 화학적 반응을 통해 용강승온을 일으키는 신개념의 노외정련 설비이다.

또한, 용강은 고청정강 생산을 위한 탈가스 정련 설비중에 하나인 RH-OB(Rheinstahl Huttenwerke & Heraus Oxygen Blowing)설비(40)로 이송되어 정련이 이루어질 수 있는데, 이는 용강을 진공 용기(41)로 환류(環流)시키면서 용강 중에 함유된 CO, 질소, 수소 등의 가스를 뽑아내고, 연속주조가 가능하도록 온도를 조절하며, 용강 성분을 균질화하는 역할을 담당하는 또다른 노외정련 설비이다.

상기와 같이 전로 및 노외정련을 거친 정련된 용강은 연속주조설비(50)로 공급되어 턴디쉬(51)및 몰드(52)를 거쳐 슬라브를 연속하여 주조하게 되는 것이다.

도 2는 일반적인 노외정련설비중 하나인 CHIS설비를 도시한 단면도로서, 도시한 바와 같이, CHIS설비(30)는 전로(10)를 이용한 전로공정의 후공정으로 알루미늄 또는 실리콘 합금철을 사용하여 용강을 승온하기 위해서, 하부로 개방된 컵형상의 스노클(SNORKEL)(31)을 주설비로 사용한다.

상기 스노클(31)은 스노클 승하강용 칼럼(33)에 승하강 가능하게 구비되는 아암(32)의 선단부에 장착됨에 따라, 조업시 상기 스노클(31)은 용강이 채워진 래들(35)내로 진입되어 용강에 하부단이 침적되도록 하부로 하강되고 용강승온작업후 상부로 복귀상승되는 것이다.

그리고, 상기 CHIS설비(30)는 상기 래들(35)의 바닥면에 형성된 포로스 플러그(POROUS PLUG)(34)를 통하여 불활성 가스인 아르곤가스를 버블링하도록 분사하여 래들(35)내의 용강을 나탕,즉 용강 표면상부에 슬래그없는 상태로 조성한다.

이러한 상태에, 상기 칼럼(33)을 따라 아암(32)을 하강시켜 그 선단에 구비된 스노클(31)의 하부단이 용강에 침적되어 상기 나탕이 스노클(31)내부에 형성되도록 하고, 나탕에 합금철 및 각종 원료를 투입하여 합금철의 실수율을 증대시킴과 동시에 상기 스노클(31)의 상부면 중앙을 관통하도록 배치된 취입랜스(36)를 통하여 알루니늄(Al) 또는 실리콘(Si)을 투입하고 산소를 분사하여 용강의 온도를 상승(승온)시키는 것이다.

한편, 상기 래들(35)의 바닥면에는 도 3에 도시한 바와 같이 적어도 2개이상의 포로스 플러그(34)가 균형적으로 배치되어 있고, CHIS설비(30)를 이용한 정련조업은 스노클(31)내에서 나탕이 이루어질 수 있도록 상기 포로스 플러그(34)가 개공되어 있고, 그 상부에 스노클(31)이 대응배치된 상태에서만 수행된다.

그러나, 상기 포로스 플러그(34) 하나의 개공율은 50% 정도에 불과하여 스노클(31)과 대응하는 첫번째 포로스 플러그(34)가 막히게 되는 개공불량이 발생되는 경우, 상기 스노클(31)은 구조상 아암(32)에 의해서 승하강 수직이동만이 가능하며, 수평이동이 곤란하여 인접하는 또다른 두번째 포로스 플러그(34)로의 수평이동 이 불가능하기 때문에 더이상의 정련조업이 불가능하고, 이로 인하여 설비가동율 및 조업성공률이 낮아짐은 물론 작업생산성을 향상시키는데 한계가 있었다.

또한, 막혀진 포로스 플러그(34)를 개공시켜 정련조업을 정상화시키기 위해서는 상부버블링용 랜스(미도시)를 추가로 투입해야만 하는데, 추가로 투입되는 랜스는 경사상태로 래들(35)내의 용강내로 침척시켜야만 하기 때문에 랜스의 변형을 유발할 수 있고, 랜스의 잦은 교체시 이로 인하여 작업생산성을 저하시키는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 개공상태가 양호한 포로스 플러그의 상부에 스노클을 선택적으로 배치할 수 있도록 하여 설비가동율 및 조업성공율을 높이고, 개공불량에 의한 추가적인 설비투입을 배제하여 경제적이고 효율적인 설비를 구성할 수 있는 CHIS 정련설비의 스노클 이동장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로써, 본 발명은,

바닥면에 복수개의 포로스 플러그를 구비하는 래들과, 상기 래들의 용강에 하부단이 침적되도록 칼럼에 승하강가능하게 조립된 아암에 구비되는 스노클과, 상기 스노클의 내부에 하부단이 배치되도록 구비되는 취입랜스를 갖추어 래들내의 용 강을 승온시키는 CHIS 설비에 있어서,

상기 아암의 좌우양단에 구비되는 가이더를 따라 왕복이동할 수 있도록 좌우양측에 복수개의 휠부재를 구비하고, 상기 스노클의 상부가 조립되는 스노클 트랜스퍼카;

상기 스노클 트랜스퍼카의 일단에 작동선단이 연결되어 상기 가이더를 따라 상기 스노클 트랜스퍼카를 전후진 왕복이동시킬 수 있는 외력을 제공하는 적어도 하나의 작동부재를 포함함을 특징으로 하는 CHIS 정련설비의 스노클 이동장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 아암은 하부면에 상기 래들의 상부면을 덮을 수 있고, 상기 스노클이 관통배치되는 배치공을 관통형성한 방열판을 구비한다.

보다 바람직하게, 상기 배치공은 상기 스노클의 이동방향으로 길게 관통형성되는 장공이다.

바람직하게, 상기 스노클 트랜스퍼카의 상부면에는 상기 스노클의 상부단을 클램핑할 수 있도록 제 1,2클램퍼와, 상기 제 1,2클램퍼를 클램핑/언클램핑 작동시키는 클램핑용 실린더를 구비한다.

보다 바람직하게, 상기 제 1,2클램퍼중 어느 일측에는 상기 스노클의 상부단에 구비된 피동기어와 맞물리는 구동기어를 일방향으로 구동시켜 상기 스노클을 회전구동시키는 회전용 모터를 구비한다.

바람직하게, 상기 스노클 트랜스퍼카는 상기 래들이 올려지는 래들대차의 이 동방향과 직교하는 방향으로 수평이동되도록 구비된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 CHIS 정련설비의 스노클 이동장치를 도시한 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 CHIS 정련설비의 스노클 이동장치를 도시한 사시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 CHIS 정련설비의 스노클 이동장치의 요부 상세도이고, 도 7은 본 발명에 따른 CHIS 정련설비의 스노클 이동장치를 도시한 전체사시도이다.

본 발명의 장치(100)는 도 4 내지 7에 도시한 바와 같이 래들에 담겨진 용강의 온도를 승온시키면서 용강의 미세성분을 조정하는 용강승온설비인 CHIS(Chemical Heating In Snorkel)설비에 구비되어 용강에 하부단이 침적되도록 스노클을 수직방향으로 이동시키면서 래들바닥면에 구비된 포로스 플러그와 항상 대응배치되도록 수평방향으로 이동시킬 수 있는 것이다.

이러한 장치(100)는 이동대상물인 스노클의 수평이동을 안내하도록 아암에 구비되는 스노클 트랜스퍼카(110)와, 이를 왕복운동시키는 외력을 제공하는 작동부재(120)를 포함하여 구성된다.

상기 래들(35)의 바닥면에는 래들내의 용강을 슬래그가 없는 나탕상태로 전환하도록 불활성 가스인 아르곤 가스를 분사하는 복수개의 포로스 플러그(34)를 구 비한다.

상기 래들(35)은 레일(미도시)을 주행하도록 배치된 래들대차(39)상에 올려져 이동되고, 상기 용강에 하부단에 침적되도록 하부로 개방된 컵형상의 스노클(101)은 상기 스노클 트랜스퍼카(110)와 더불어 수평한 아암(103)에 구비된다.

여기서, 상기 아암(103)은 바닥면에 수직하게 구비되는 칼럼(102)에 승하강가능하게 조립된 연결프레임(103a)을 매개로 수평하게 배치되며, 상기 연결프레임(103a)은 상기 칼럼(102)의 좌우양측면에 구비된 안내홈(102a)을 따라 미도시된 구동원에 의해서 승하강된다.

상기 스노클(101)의 상부에는 그 내부로 하부단이 배치될 수 있도록 관통되어 산소, 합금철 또는 성분조정용 첨가물을 취입할 수 있도록 취입랜스(미도시)를 구비한다.

그리고, 상기 스노클(101)의 상부가 조립되고 하부몸체 대부분은 하부에 배치되는 스노클 트랜스퍼카(110)는 상기 아암(103)에 전후진 왕복이동가능하게 조립되는 이동부재이다.

이러한 스노클 트랜스퍼카(110)는 상기 아암(103)의 좌우양단에 구비되는 가이더(115)를 따라 왕복이동할 수 있도록 복수개의 휠부재(112)를 좌우양측에 각각 구비한다.

여기서, 상기 가이더(115)는 "ㄷ"단면 또는 "Ｉ" 단면상의 철강빔으로 구비되는 것이 바람직하며, 서로 평행하게 구비되는 가이더(115)의 내측에는 구름부재인 휠부재(112)의 구름이동시 외부이탈을 방지할 수 있도록 이탈방지용 바(미도시)를 구비하여도 좋다.

상기 아암(103)은 상기 래들(35)의 상부면와 대응하는 하부면에 상기 래들(35)의 개방된 상부를 덮을 수 있도록 방열판(117)을 구비하며, 상기 방열판(117)에는 이동대상물인 스노클(101)이 관통배치되는 배치공을 관통형성하며, 상기 배치공은 상기 스노클 트랜스퍼카(110)의 왕복작동과 더불어 이동되는 스노클(101)과의 간섭을 방지할 수 있도록 상기 스노클(101)의 이동방향으로 길게 장공형태로 관통형성된다.

상기 스노클 트랜스퍼카(110)에는 상기 장공형태의 배치공이 외부로 노출되지 않도록 보조덮개판(117a)을 구비하며, 상기 보조덮개판(117a)은 스노클 트랜스퍼카(110)와 더불어 수평이동된다.

또한, 상기 작동부재(120)는 상기 아암(103)에 구비된 가이더(115)를 따라서 상기 스노클 트랜스퍼카(110)를 전후진 왕복이동시킬 수 있는 외력을 제공하는 적어도 하나이상의 작동수단이다.

이러한 작동부재(120)의 선택적인 전진 또는 후진작동에 의해서 상기 래들(35)의 바닥면에 구비된 포로스 플러그(34)의 개공상태에 따라 스노클 트랜스퍼카(110)에 구비된 스노클(102)의 정지위치를 선택적으로 가변시킬 수 있는 것이다.

한편, 상기 작동부재(120)가 유압으로 작용되는 실린더인 경우 작동단인 로드선단은 상기 스노클 트랜스퍼카(110)의 일단에 연결되며, 상기 실린더는 고정부재에 위치고정되며, 상기 실린더의 로드선단이 전진 또는 후진되는 이동량은 미도시된 유압탱크로부터 전달되는 유압력에 의해서 조절되며, 이러한 작동부재(120)는 다른 작동수단으로 대체될 수도 있다.

그리고, 상기 작동부재(120)가 모터의 구동원에 의해 회전구동되는 피니언과 이에 맞물리는 래크로 구비되는 경우, 상기 래크의 선단은 상기 스노클 트랜스퍼카(110)의 일단에 연결되어 상기 피니언의 정,역방향 회전구동에 의해서 상기 스노클 트랜스퍼카를 수평이동시킬 수 있다.

또한, 상기 스노클 트랜스퍼카(110)의 상부면에는 도 6에 도시한 바와같이, 상기 스노클(101)의 상부단을 클램핑할 수 있도록 제 1,2클램퍼(131)(132)와, 상기 제 1,2클램퍼(131)(132)를 클램핑/언클램핑 작동시키는 클램핑용 실린더(133)를 구비한다.

상기 제 1,2클램퍼(131)(132)는 서로 마주하는 길이중간부위가 중간링크(134)의 좌우양단과 힌지부재(134a)를 매개로 의하여 회동가능하게 조립되는 좌우한쌍의 클램퍼이며, 상기 클램핑용 실린더(133)는 작동단인 로드선단(133a)이 상기 제 1클램퍼(131)에 연결되고, 실린더몸체 후단(133b)이 상기 제2클램퍼(132)에 연결되는 또다른 작동부재이다.

이에 따라, 상기 클램핑용 실린더(133)가 전진작동되면 상기 제 1,2클램퍼(131)(132)의 선단이 서로 내측으로 오므려지면서 상기 스노클 트랜스퍼카(110)의 상부면으로 외부노출된 스노클(101)의 상단을 클램핑하게 되며,반대로 상기 클램핑용 실린더(133)가 후진작동되면 상기 제 1,2클램퍼(131)(132)의 선단이 서로 외측으로 벌어지면서 언클램핑되는 것이다.

또한, 상기 제 1,2클램퍼(131)(132)중 어느 일측에는 상기 스노클(101)의 상 부 외부면에 구비된 피동기어(135)와 맞물리는 구동기어(136)를 일방향으로 구동시켜 상기 스노클(101)을 회전구동시키는 회전용 모터(137)를 구비한다.

상기한 구성의 본 발명의 장치(100)는 칼럼(102)에 승하강가능하게 조립된 아암(103)에 구비된 상태에서, 레일(미도시)을 주행하도록 구비된 래들대차(39)상에 올려진 래들(35)은 상기 래들대차(39)의 주행에 의해서 스노클(101)의 하부에 대응배치된다.

그리고, 상기 스노클(101)은 칼럼(102)에 승하강가능하게 구비된 아암(103)의 하강작동에 의해서 하강되고, 하강되는 스노클(101)의 하부단은 래들내에 채워진 용강에 침적된다.

이때, 상기 스노클(101)을 상기 래들(35)의 용강에 침적하기 전에, 상기 래들(35)의 바닥면에 구비된 복수개의 포로스 플러그중 이들의 개공상태를 확인하여 개공상태가 양호한 포로스 플러그(34)와 상기 스노클(101)이 서로 대응되도록 해야만 한다.

이에 따라, 상기 스노클(101)의 하부에 대응하는 포로스 플러그(34)의 개공상태가 불량한 경우, 작동부재(120)인 실린더를 전진작동시키면 그 로드선단에 연결된 스노클 트랜스퍼카(110)는 상기 래들대차(39)의 주행방향과 직교하는 방향으로 상기 아암(102)의 가이더(115)를 따라 수평이동되면서 상기 스노클(101)을 개공상태가 양호한 포로스 플로그(34)상에 위치시킬 수 있는 것이다.

여기서, 상기 스노클(101)의 수평이동은 아암이 상승된 상태에도 가능하지만 상기 스노클(101)의 하부단이 용강내에 침적된 상태에서도 가능하다.

연속하여, 상기 스노클(101)이 개공상태가 양호한 포로스 플러그(34)상에 위치된 상태에서 상기 스노클(101)내의 용강은상기 포로스 플러그(34)를 통해 버블링되는 아르곤 가스에 의해 나탕상태가 되고, 상기 스노클(101)의 상부에 연결된 취입랜스를 통하여 합금철 및 각종 원료를 투입함으로서 실수율을 증대시킴과 동시에 알루니늄(Al) 또는 실리콘(Si)을 투입하여 용강의 온도를 상승시킬 수 있는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

상술한 바와같은 본 발명에 의하면, 래들의 용강에 하부단이 침적되도록 스노클을 승하강시키는 아암의 가이더에 스노클 트랜스퍼카를 수평이동가능하게 구비하고, 스노클의 상부단이 조립된 스노클 트랜스퍼카를 수평이동시키는 외력을 제공하는 작동부재를 구비함으로써, 개공상태가 양호한 포로스 플러그와 스노클이 항상 대응되도록 스노클을 수평이동시킬 수 있기 때문에, 설비가동율 및 조업성공율을 종래에 비하여 현저히 향상시킬 수 있고, 개공불량에 의한 추가적인 설비투입을 배제하여 경제적이고 효율적인 설비를 구성할 수 있는 효과가 얻어진다.

Claims (6)

1. 바닥면에 복수개의 포로스 플러그를 구비하는 래들과, 상기 래들의 용강에 하부단이 침적되도록 칼럼에 승하강가능하게 조립된 아암에 구비되는 스노클과, 상기 스노클의 내부에 하부단이 배치되도록 구비되는 취입랜스를 갖추어 래들내의 용강을 승온시키는 CHIS 설비에 있어서,

   상기 아암의 좌우양단에 구비되는 가이더를 따라 왕복이동할 수 있도록 좌우양측에 복수개의 휠부재를 구비하고, 상기 스노클의 상부가 조립되는 스노클 트랜스퍼카;

   상기 스노클 트랜스퍼카의 일단에 작동선단이 연결되어 상기 가이더를 따라 상기 스노클 트랜스퍼카를 전후진 왕복이동시킬 수 있는 외력을 제공하는 적어도 하나의 작동부재를 포함함을 특징으로 하는 CHIS 정련설비의 스노클 이동장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 아암은 하부면에 상기 래들의 상부면을 덮을 수 있고, 상기 스노클이 관통배치되는 배치공을 관통형성한 방열판을 구비함을 특징으로 하는 CHIS 정련설비의 스노클 이동장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 배치공은 상기 스노클의 이동방향으로 길게 관통형성되는 장공임을 특 징으로 하는 CHIS 정련설비의 스노클 이동장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 스노클 트랜스퍼카의 상부면에는 상기 스노클의 상부단을 클램핑할 수 있도록 제 1,2클램퍼와, 상기 제 1,2클램퍼를 클램핑/언클램핑 작동시키는 클램핑용 실린더를 구비함을 특징으로 하는 CHIS 정련설비의 스노클 이동장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 스노클의 상부단에 구비된 피동기어와 맞물리는 구동기어를 일방향으로 구동시켜 상기 스노클을 회전구동시키는 회전용 모터를 구비함을 특징으로 하는 CHIS 정련설비의 스노클 이동장치.
6. 제1항에 있어서,

   상기 스노클 트랜스퍼카는 상기 래들이 올려지는 래들대차의 이동방향과 직교하는 방향으로 수평이동되도록 구비됨을 특징으로 하는 CHIS 정련설비의 스노클 이동장치.

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