KR100736883B1

KR100736883B1 - 제철, 제강용 부원료 투입장치

Info

Publication number: KR100736883B1
Application number: KR1020070000655A
Authority: KR
Inventors: 신건주
Original assignee: 주식회사 대진테크닉
Priority date: 2007-01-03
Filing date: 2007-01-03
Publication date: 2007-07-06

Abstract

본 발명은 제철, 제강용 부원료 투입장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 분체 상태의 제철, 제강용 부원료를 제철, 제강용의 로로 투입하기 위하여, 양측이 각각 압축에어 컴프레서 및 로와 연결되는 입구 및 출구를 구비하는 것으로, 상부측에 정역회전하는 액츄에이터가 장착되는 기어박스; 상기 기어박스 상부측에 장착되는 것으로, 상기 액츄에이터와 결합되는 기어하우징; 상기 기어박스 타측에 장착되어 제철, 제강용의 로측 배관과 연결되는 내부 유로를 형성하는 것으로, 상기 내부 유로 상에서 제철, 제강용의 부원료를 수용하는 호퍼측 배관으로 연결되는 보조 유로가 구비되는 투입조인트; 및 상기 기어하우징 하부측과 결합되어 상기 기어박스에 내장되는 것으로, 일단이 상기 압축에어 컴프레서와 결합되고 상기 액츄에이터의 정역회전에 연동하면서 타단이 상기 투입조인트의 내부유로 및 보조유로를 개폐하는 에어파이프 조립체;를 포함하는 것을 기술적 요지로 하여, 분체 상태의 부원료로 인한 분진의 피해없이 깔끔하게 제철, 제강용의 부원료를 이송 투입하여 쾌적한 작업 환경의 조성과 함께 장시간 사용이 가능한 내구성을 구비한 제철, 제강용 부원료 투입장치에 관한 것이다.

부원료, 기어박스, 기어하우징, 투입조인트, 에어파이프 조립체

Description

제철, 제강용 부원료 투입장치{Submaterial injection apparatus for iron and steel making}

도 1은 종래 제철, 제강용 부원료 투입장치의 전체적인 구성을 나타낸 단면 개념도

도 2는 본 발명에 따른 제철, 제강용 부원료 투입장치의 전체적인 구성을 나타낸 사시도

도 3은 본 발명에 따른 제철, 제강용 부원료 투입장치의 전체적인 구성을 나타낸 분해 사시도

도 4는 도 3의 Z-Z'선 단면도

도 5는 본 발명의 주요부인 기어하우징의 기어플레이트와 에어파이프 조립체의 랙기어의 작동실시예를 나타낸 개념도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100...기어박스 200...기어하우징

300...투입조인트 400...에어파이프 조립체

A...액츄에이터 C...압축에어 컴프레서

F...로 f1...내부 유로

f2...보조 유로 f3...유로

H...호퍼

본 발명은 제철, 제강용 부원료 투입장치에 관한 것으로, 액츄에이터와 연동하여 유로를 개폐하는 에어파이프를 통한 압축에어 분사로 분체 상태인 부원료를 로측으로 분진 피해없이 신속하고 효율적으로 이송하는 구조를 채택함으로써, 쾌적한 작업 환경의 조성과 장시간 사용이 가능한 내구성을 겸비한 제철, 제강용 부원료 투입장치에 관한 것이다.

통상 제철 또는 제강 공정에서는 용탕의 응집을 도모하고자 카본 분말, 모르타르, 생석회, 알루미나 등 분체 상태의 부원료를 투입하게 되는데, 이러한 분체 상태의 부원료를 용탕이 수용된 제철, 제강용의 로에 투입하는 과정에서 비산하는 분진으로 인하여 작업장 내의 업무 환경에 지대한 악영향을 미치는 문제점 등이 있었다.

상기와 같은 관점에서 안출된 것으로, 본 출원인인 기출원한 등록실용신안 제20-0275578호의 '제철, 제강용 응집제 투입장치'(이하 '선행기술')와 같은 것을 들 수 있다.

상기 선행기술의 셔터 어셈블리(3)는 도 1(a)에 도시된 바와 같이 부원료가 수용되는 저장탱크(1) 하부측에 장착되는 것으로, 도 1(b)에 도시된 바와 같이 에어 유입홀(15)을 통하여 유입된 에어 압력으로 자동볼밸브(14)를 개폐하면서 토출 구(10)측으로 부원료를 이송하게 되는 것이다.

도 1에서 미설명부호로 2는 케이싱, 4는 웜기어 모터, 그리고 13은 작업 후 부원료 잔량을 압축에어로 불어내고자 하는 소켓을 각각 나타내고 있다.

그러나, 상기 선행기술은 상기 자동볼밸브(14)에 카본 분말과 같이 경도가 매우 높은 부원료를 분사 투입할 때 충돌하면서 쉽게 마모되어버리는 문제점이 있었다.

따라서, 상기 선행기술은 상기 자동볼밸브(14)의 마모가 쉽게 일어나 교체 주기가 짧은 관계로, 교체 및 수리에 따른 제반 비용이 발생하게 됨은 물론, 설비를 쉼없이 가동하여야 하는 제철 또는 제강 공정의 특성상 경제적으로도 막대한 손실의 발생이 불가피한 문제점 또한 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 분진 피해를 방지하여 쾌적한 작업 환경 조성이 가능함은 물론 장시간 사용이 가능한 우수한 내구성을 지닌 제철, 제강용 부원료 투입장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제철, 제강용의 부원료가 수용되는 호퍼와 제철, 제강용의 로를 상호 연결하는 배관 상에 장착되며 정역회전하는 액츄에이터에 의하여 유로를 개폐하면서 상기 부원료를 로에 투입하는 제철, 제강용 부원료 투입장치에 있어서, 양측이 각각 압축에어 컴프레서 및 상기 로와 연결되는 입구 및 출구를 구비하는 것으로, 상부측에 상기 액츄에이터가 장착되는 기어박스; 상기 기어박스 상부측과 결합되는 하우징 플레이트와, 상기 하우징 플레이트와 수직으로 회동가능하게 장착되며 상단이 상기 액츄에이터와 결합되는 구동축과, 상기 구동축과 하우징 플레이트 사이에 장착되는 베어링 및 상기 하우징 플레이트 하부면의 구동축 하단에 장착되며 다수개의 기어이가 형성된 원호부를 구비하는 부채꼴 형상의 기어플레이트로 이루어지는 기어하우징; 상기 기어박스 출구측과 결합되는 입구와, 상기 로측 배관과 연결되는 출구와, 상기 입, 출구가 이루는 유로 상에 상기 호퍼측과 연결되는 투입구를 각각 구비한 투입조인트; 및 상기 기어하우징 하부측과 결합되어 상기 기어박스 및 투입조인트에 내장되는 것으로, 일단이 상기 압축에어 컴프레서와 결합되고 상기 액츄에이터의 정역회전에 연동하면서 타단이 상기 투입조인트의 출구 및 투입구를 개폐하는 에어파이프 조립체;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

그리고, 상기 에어파이프 조립체는 상부면에 상기 기어플레이트의 기어이와 상호 결합되는 랙기어가 상기 투입조인트의 내부 유로 방향과 평행하게 구비되는 홀더; 및 상기 홀더와 결합되어 상기 기어박스 및 투입조인트의 내부 유로를 왕복 이동하는 것으로, 일단이 상기 압축에어 컴프레서와 결합되어 로측 배관으로 압축에어를 분사하는 유로가 구비되는 에어파이프;로 이루어지며, 상기 에어파이프의 타단측은 상기 액츄에이터의 정역회전에 의하여 상기 투입조인트의 내부유로 및 보 조유로를 개폐하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명에 따른 제철, 제강용 부원료 투입장치의 전체적인 구성을 나타낸 사시도로, 도시된 바와 같이 본 발명은 호퍼(H) 및 로(F)측을 상호 연결하여 상기 호퍼(H)측에서 부원료가 로(F)측으로 이송되도록 하는 투입조인트(300)와, 정역회전하는 액츄에이터(A)와 연동하는 에어파이프 조립체(400) 및 기어하우징(200)을 수용하는 기어박스(100)가 상기 투입조인트(300)과 결합된 구성이다.

여기서, 상기 에어파이프 조립체(400)는 압축에어 컴프레서(C)와 결합되어 상기 호퍼(H)로부터 이송되는 부원료를 로(F)측으로 분사 이송시키게 된다.

이때, 상기 액츄에이터(A)는 별도의 컨트롤러(미도시)에 의하여 자동 제어되는 모터가 내장된 공지의 것으로 널리 알려진 바, 여기서는 그 상세한 구성 및 작동 과정 등에 대한 설명은 생략하기로 한다.

도 2에서 미설명 부호로 150은 상기 에어파이프 조립체(400)의 왕복 이동을 받침 지지하는 부시를 나타낸다.

계속하여 본 발명의 주요부를 도 3을 참고로 상세히 설명하고자 한다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 크게 기어박스(100), 기어하우징(200), 투입조인트(300) 및 에어파이프 조립체(400)로 구성된다.

참고로, 미설명 부호로 260은 기어하우징(200)에 장착된 베어링(230) 상부측을 마감하는 베어링 커버를, 500은 상기 액츄에이터(A)와 기어하우징(200)을 상호 결합하고 600은 상기 기어하우징(200)과 기어박스(100)를 상호 결합하며 700은 상기 기어박스(100)와 투입조인트(300)를 상호 결합하는 고정구를 각각 나타낸다.

상기 기어박스(100)는 양측면 및 상부면이 개방된 사각 상자 형상의 것으로, 양측면에 각각 압축에어 컴프레서(C) 및 로(F)와 연결되는 입구(110) 및 출구(120)를 구비하고 내부에 유로를 형성하는 것으로 상부측에 후술할 기어하우징(200)과 결합하는 액츄에이터(A)가 장착되게 된다.

상기 기어하우징(200)은 상기 기어박스(100) 상부측에 장착되는 것으로, 상기 액츄에이터(A)와 결합하며 크게, 하우징 플레이트(210), 구동축(220), 베어링(230) 및 기어플레이트(240)로 이루어진 것이다.

상기 하우징 플레이트(210)는 상기 기어박스(100) 상부측과 결합하여 개방된 상기 기어박스(100) 상부측을 밀폐하는 역할을 하게 된다.

그리고, 상기 구동축(220)은 상기 하우징 플레이트(210)와 수직을 이루며 회동 가능하게 장착되는 것으로, 상단이 상기 액츄에이터(A)에 내장된 모터(미도시)와 결합되며, 상기 베어링(230)은 구동축(220)의 원활한 회동을 위하여 상기 하우징 플레이트(210)와 구동축(220) 사이에 장착되는 것이다.

또한, 상기 기어플레이트(240)는 하우징 플레이트(210) 하부면의 구동축(220) 하단에 장착되는 것으로, 다수개의 기어이(241)가 형성된 원호부(242)를 구비하는 부채꼴 형상으로 제작된 것이다.

한편, 상기 투입조인트(300)은 기어박스(100)의 출구(120)측과 결합되는 입구(310)와, 상기 로(F)측과 연결되는 출구(320)와, 상기 입, 출구(310, 320)가 이 루는 유로 상에 상기 호퍼(H)측과 연결되는 투입구(330)를 각각 구비한 세 방향의 배관용 조인트이다.

여기서, 상기 투입조인트(300)의 입, 출구(310, 320)는 일직선을 이루게 되며, 후술할 에어파이프 조립체(400)가 내장되어 왕복 이동하게 되는 것이다.

한편, 상기 에어파이프 조립체(400)는 크게 홀더(410)와 에어파이프(420)로 이루어지며, 기어하우징(200) 하부측과 결합되어 상기 기어박스(100) 및 투입조인트(300)에 내장되는 것으로, 일단은 상기 압축에어 컴프레서(C)측과 결합되고, 타단은 상기 로(F)측을 지향하되, 상기 액츄에이터(A)의 정역회전에 연동하면서 상기 투입조인트(300)의 출구(320) 및 투입구(330)를 개폐하는 역할을 하게 된다.

여기서, 상기 홀더(410)는 상부면에 상기 기어플레이트(240)의 기어이(241)와 상호 결합되는 랙기어(412)가 상기 투입조인트(300)의 입, 출구(310, 320) 방향과 평행하게 구비된 사각통 형상의 것으로 양측면에 상기 기어박스(100)의 입, 출구(110, 120) 방향을 따라 관통공(414)이 형성되어 후술할 에어파이프(420)가 장착되게 되는 것이다.

상기 에어파이프(420)는 상기 홀더의 관통공(414)을 통하여 결합되어 상기 기어박스(100) 및 투입조인트(300)의 내부를 상기 기어플레이트(240)의 기어이(241)와 결합된 랙기어(412)에 의하여 왕복 이동하는 것으로, 일측이 상기 압축에어 컴프레서(C)측과 연결되고 상기 로(F)측으로 압축에어를 분사하는 유로가 구비된 원형 관의 형상으로 제작된 것이다.

여기서, 상기 에어파이프(420)는 내부식성 및 내마모성이 매우 뛰어난 재질 을 채택하며 상기 에어파이프(420)의 타측은 상기 액츄에이터(A)의 정역회전에 의하여 상기 투입조인트(300)의 출구(320) 및 투입구(330)를 개폐하게 된다.

상기와 같은 구성의 에어파이프 조립체(400)와 기어하우징(200)의 작동 실시예는 후술시 상세히 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 기어하우징(200)의 단면 개념도이며 도 4(a)는 도 3의 Z-Z' 선 단면도를, 도 4(b)는 도 4(a)의 Y 시점에서 바라본 도면을 각각 나타내고 있다.

도 4(a)와 같이 상기 하우징 플레이트(210) 상부면에는 상부 관통공(212)이 형성되며, 하부면에는 상기 관통공(212)에서 연장형성된 베어링 수납케이스(250)가 구비되어 상기 베어링 수납케이스(250) 하부면에 구동축이 장착되는 하부 관통공(212')이 형성된 것을 알 수 있다.

여기에, 베어링(230)이 상기 상부 관통공(212)을 통하여 베어링 수납케이스(250)에 안착되고, 베어링 커버(260)로써 상기 상부 관통공(212)이 마감되며 상단이 액츄에이터(A, 이하 도 2 및 도 3 참고)와 결합되는 구동축(220)이 상기 베어링 커버(260) 및 베어링(230)을 거쳐 상기 하부 관통공(212')을 통해 장착된 후 기어플레이트(240)가 상기 구동축(220) 하단과 결합되는 것이다.

이때, 상기 기어플레이트(240)는 도 4(b)와 같이 상기 하우징 플레이트(210) 하부면의 구동축(220, 도 4(a) 참고)에 연결된 부채꼴 형상의 것임을 알 수 있으며, 상기 구동축(220)을 기준으로 다수개의 기어이(241)가 형성된 원호부(242)가 도시된 바와 같이 80°내지 90°의 범위 내에서 회동 가능함 또한 알 수 있다.

참고로, 도 4에서 미설명 부호로 214 및 216은 각각 볼트와 같은 마감구와의 결합을 위한 결합공을, 270은 마감용 와셔, 280은 마감볼트를 각각 나타낸다.

상기와 같은 구성의 본 발명에 따른 제철. 제강용 부원료 투입장치의 작동 실시예에 대하여 도 5를 참고로 설명하고자 한다.

참고로, 도 5(a)는 투입조인트(300)의 출구(320)가 밀폐된 상태를, 도 5(b)는 상기 투입조인트(300)의 출구(320)가 개방된 상태를 각각 나타내고 있으며, 또한 도 5(a) 및 도 5(b) 각각의 상부측 도면은 도 2의 W 시점에서, 하부측 도면은 도 2의 X시점에서 바라본 도면을 각각 나타내고 있다.

그리고, 도 5 상에 표시된 i 및 i'는 각각 상기 기어플레이트(240)의 원호부(242) 및 상기 홀더(410)에 구비된 랙기어(412)의 시점을, f, f'는 각각 상기 기어플레이트(240)의 원호부(242) 및 상기 홀더(410)에 구비된 랙기어(412)의 종점을 나타내는 것으로 정의한다.

그리고, 상기 투입조인트(300)의 입구(310)와 출구(320) 사이에는 내부 유로(f1)가 형성되며, 상기 내부 유로(f1) 상에서 호퍼(H)측으로는 보조 유로(f2)가 형성되어 상기 투입구(330)를 통하여 상기 호퍼(H)측과 연결되게 됨을 알 수 있다.

또한, 상기 에어파이프(420)에는 일측이 상기 압축에어 컴프레서(C)와 결합되어 로(F)측 배관으로 압축공기를 분사하는 에어유로(f3)가 구비됨 또한 확인할 수 있다.

우선, 상기 원호부(242)의 시점(i)은 도 5(a)와 같이 랙기어(412)의 시점(i')과 상호 기어결합으로 접촉된 상태이며, 상기 홀더(410)에 결합된 에어파이 프(420)는 투입조인트(300)의 출구(320) 및 투입구(330)를 밀폐, 즉 내부 유로(f1) 및 보조 유로(f2)를 차단하고 있는 상태이다.

다음으로, 사용자가 상기 내부 및 보조 유로(f1, f2)의 개방을 위하여 컨트롤러(미도시) 조작으로 액츄에이터(A, 이하 도 2 및 도 3 참고)를 도 5(a)의 시계방향으로 가동시키면, 구동축(220)이 회전하면서 상기 구동축(220)에 결합된 기어플레이트(240)의 원호부(242) 시점(i)은 랙기어(412)의 형성 방향을 따라 상기 랙기어(412)의 시점(i')에서 종점(f')측으로 이동하게 된다.

계속하여, 사용자가 상기 내부 및 보조 유로(f1, f2)를 최대한 개방하고자 하면, 도 5(b)와 같이 컨트롤러 조작으로 액츄에이터(A)를 상기 원호부(242) 종점(f)과 랙기어(412) 종점(f')이 상호 접촉될 때까지 가동시키면 되는 것이다.

사용자가 개방된 상기 내부 및 보조 유로(f1, f2)를 차단하고자 하면, 상기 액츄에이터(A)를 도 5(b)의 반시계방향으로 가동시켜 종점(f, f')에서 상호 접촉되어 있는 상기 원호부(242)와 랙기어(412)를 시점(i, i')측으로 이동시키면 되는 것이다.

따라서, 상기와 같은 구성의 본 발명에 따르면 사용자는 상기 에어파이프(420) 타단을 상기 원호부(242)와 랙기어(412)의 시점(i, i') 및 종점(f, f') 사이의 범위 내에서만큼 적절히 왕복 이동시켜 상기 투입구(330)로부터 로(F)측으로 이송되는 부원료의 분사량을 자유롭게 조절할 수 있게 되는 것이다.

이상과 같은 구성의 본 발명은 분진 피해를 방지하여 쾌적한 작업 환경 조성이 가능함은 물론 장시간 사용이 가능한 우수한 내구성을 지닌 제철, 제강용 부원 료 투입장치를 제공하고자 하는데 그 기본적인 기술적 사상이 있음을 알 수 있다.

또한, 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당해 업계 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 본 발명에 따른 투입장치를 제철, 제강용에 제한 사용하지 않고 집진 설비나 기타 분진 피해가 우려되고 경도가 높은 물성을 지닌 분체 상태의 유체가 이동하는 배관 등에서 폭넓게 사용할 수 있는 등 다양한 변형 및 응용 또한 가능함은 물론이다.

상기와 같은 구성의 본 발명은 분체 상태의 부원료로 인한 분진 피해를 미연에 방지할 수 있음은 물론, 기존의 볼밸브와 같이 개폐부위가 직접 부원료와 충돌하여 쉽게 마모되는 종래기술에 비하여 투입조인트의 유로를 따라 그 단부가 삽입 또는 이탈을 반복하며 왕복 이동하는 방식을 채택하였으므로 장시간 내구성을 유지하며 사용 가능하므로 교체 및 수리에 따른 비용 발생의 우려가 없이 경제적으로 효율적인 것이다.

그리고, 기어플레이트의 기어이와 에어파이프 조립체의 랙기어 상호 결합으로 유로를 개폐하는 방식을 채택함으로써 액츄에이터에 의하여 보다 정밀한 개폐 정도의 조절로써 부원료의 투입량 조절이 용이한 이점이 있다.

Claims

제철, 제강용의 부원료가 수용되는 호퍼와 제철, 제강용의 로를 상호 연결하는 배관 상에 장착되며 정역회전하는 액츄에이터에 의하여 유로를 개폐하면서 상기 부원료를 로에 투입하는 제철, 제강용 부원료 투입장치에 있어서,

양측이 각각 압축에어 컴프레서(C) 및 상기 로(F)와 연결되는 입구(110) 및 출구(120)를 구비하는 것으로, 상부측에 상기 액츄에이터(A)가 장착되는 기어박스(100);

상기 기어박스 상부측과 결합되는 하우징 플레이트(210)와, 상기 하우징 플레이트와 수직으로 회동가능하게 장착되며 상단이 상기 액츄에이터와 결합되는 구동축(220)과, 상기 구동축과 하우징 플레이트 사이에 장착되는 베어링(230) 및 상기 하우징 플레이트 하부면의 구동축 하단에 장착되며 다수개의 기어이(241)가 형성된 원호부(242)를 구비하는 부채꼴 형상의 기어플레이트(240)로 이루어지는 기어하우징(200);

상기 기어박스 출구측과 결합되는 입구(310)와, 상기 로측 배관과 연결되는 출구(320)와, 상기 입, 출구가 이루는 유로 상에 상기 호퍼(H)측과 연결되는 투입구(330)를 각각 구비한 투입조인트(300); 및

상기 기어하우징 하부측과 결합되어 상기 기어박스 및 투입조인트에 내장되는 것으로, 일단이 상기 압축에어 컴프레서와 결합되고 상기 액츄에이터의 정역회전에 연동하면서 타단이 상기 투입조인트의 출구 및 투입구를 개폐하는 에어파이프 조립체(400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 제철, 제강용 부원료 투입장치.
삭제
제 2 항에 있어서,

상기 에어파이프 조립체(400)는,

상부면에 상기 기어플레이트(240)의 기어이(241)와 상호 결합되는 랙기어(412)가 상기 투입조인트(300)의 입, 출구(310, 320) 방향과 평행하게 구비되는 홀더(410); 및

상기 홀더와 결합되어 상기 기어박스(100) 및 투입조인트의 결합방향을 따라 왕복 이동하는 것으로, 일측이 상기 압축에어 컴프레서(C)와 결합되어 로(F)측 배관으로 압축에어를 분사하는 에어파이프(420);로 이루어지며,

상기 에어파이프의 타측은 상기 액츄에이터(A)의 정역회전에 의하여 상기 투입조인트의 출구 및 투입구(330)를 개폐하는 것을 특징으로 하는 제철, 제강용 부원료 투입장치.