KR100812144B1

KR100812144B1 - 턴디쉬 잔탕 냉각용 냉각수 자동 분사 장치

Info

Publication number: KR100812144B1
Application number: KR1020010055864A
Authority: KR
Inventors: 진영곤; 도복환; 황귀주
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-09-11
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2008-03-12
Also published as: KR20030022997A

Abstract

본 발명은 턴디쉬 잔탕 냉각용 냉각수 자동 분사 장치에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 적정한 양의 냉각수로 턴디쉬를 신속하게 냉각시킬 수 있고, 턴디쉬의 예열 작업 시간을 대폭 단축시킬 수 있도록 함에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 턴디쉬(20)를 지지하는 스톱퍼(S)의 상단부에 설치되어 상기 턴디쉬(20) 내부의 잔탕 중량을 감지하는 감지부(110); 상기 턴디쉬(20) 상부에 수평으로 설치된 베이스(120); 상기 베이스(120)를 수평으로 이동시킬 수 있도록 베이스(120)에 연결되는 실린더(130); 그 내부로 냉각수가 유입되며, 유입된 냉각수를 상기 턴디쉬(20) 내부로 분사시킬 수 있도록 베이스(120)상에 설치되고, 그 양측에는 이를 지지하는 베어링부(142)가 설치되는 냉각수 파이프(140); 상기 냉각수 파이프(140)를 일정각도로 회전시킬 수 있도록 냉각수 파이프(140) 끝단에 연결되는 스텝모터(150); 및 상기 감지부(110)의 측정값에 따라 냉각수 파이프(140) 내부로 냉각수를 송출시키고 실린더(130)와 스텝모터(150)를 작동시키는 제어부(160)를 포함하여 구성된다.

냉각 파이프, 스텝모터, 실린더, 감지부(로드 셀)

Description

턴디쉬 잔탕 냉각용 냉각수 자동 분사 장치{Cooling water automatic spray apparatus for cooling residual slug in tundish }

도 1은 종래 턴디쉬 잔탕 냉각용 냉각수 분사 장치를 보인 사시도,

도 2는 종래 턴디쉬 잔탕 냉각용 냉각수 분사 장치를 보인 종단면도,

도 3은 턴디쉬 예열장치를 보인 종단면도,

도 4는 본 발명의 턴디쉬 잔탕 냉각용 냉각수 자동 분사 장치를 보인 사시도,

도 5는 본 발명의 턴디쉬 잔탕 냉각용 냉각수 자동 분사 장치를 보인 단면도,

도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예를 보인 것으로, 도 6은 턴디쉬 잔량에 따른 노즐각도를 보인 도면이고, 도 7은 턴디쉬 잔량과 노즐각도의 관계를 보인 그래프이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

S : 스톱퍼 20 : 턴디쉬

110 : 감지부 120 : 베이스

130 : 실린더 140 : 냉각수 파이프

142 : 베어링부 143 : 냉각수 공급호스

150 : 스텝모터 160 : 제어부

170 : 자동 개폐밸브

본 발명은 연주공장의 턴디쉬 냉각장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 턴디쉬의 중량을 측정하여 턴디쉬 내에 남아있는 잔탕의 중량을 계산한 후에, 이 잔탕을 냉각시킬 수 있는 적당한 양의 냉각수를 분사함은 물론 냉각수를 분사하는 냉각수 파이프의 분사위치 및 각도를 자동으로 조절할 수 있는 턴디쉬 잔탕 냉각용 냉각수 자동 분사 장치에 관한 것이다.

일반적으로 연속 주조 공정은 액체상태의 철이 고체가 되는 공정으로 아직 액체 상태인 용강은 몰드에 주입되고 연속 주조기를 통과하면서 냉각 응고되어 연속적으로 슬래브나 블룸, 필릿 등의 중간소재로 만들어진다.

연속 주조 작업 시 사용되는 턴디쉬는 용강대기 장치를 말하는 것으로 주조작업 시 일정시간 사용되면 수리장으로 이송되며, 이렇게 이송된 턴디쉬 내부에는 냉각수를 살수하여 턴디쉬 내부의 슬라그 잔탕을 제거한 다음 마그네시아 코팅부의 훼손을 수리한다.

턴디쉬의 잔탕을 제거한 턴디쉬는 마그네시아 코팅을 하고 재사용을 위해서 주상으로 이송하여 예열되는 바, 마그네시아 코팅은 보통 15-18mm의 두께로 하며 내화벽돌을 쌓아서 용강과 턴디쉬의 용착을 방지하도록 한다.

턴디쉬를 예열하는 목적은 내화벽돌과 마그네시아 코팅부에 잔존해 있는 잔탕 냉각 시 살수된 수분을 완전히 제거할 수 있도록 함에 있는 바, 만약 수분을 완전히 제거하지 못할 경우에는 주조 작업 중에 수분이 용강과 접촉되어 폭발 및 핀 홀을 유발할 수 있다.

히팅 버너로 턴디쉬를 3-4시간 예열하면 턴디쉬의 외곽에 형성된 수증기 배출구멍으로 수분이 방출되는 바, 잔탕 냉각 시 냉각수의 살수량을 적절하게 분사하여야 예열 작업시간을 최대한 단축시킬 수 있다.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 턴디쉬 잔탕 냉각용 냉각수 분사장치 및 턴디쉬 예열장치의 구성을 살펴보기로 한다.

도 1은 종래 턴디쉬 잔탕 냉각용 냉각수 분사 장치를 보인 사시도이고, 도 2는 종래 턴디쉬 잔탕 냉각용 냉각수 분사 장치를 보인 종단면도이며, 도 3은 턴디쉬 예열장치를 보인 종단면도이다.

우선, 도 1 및 도 2에 보인 바와 같이, 턴디쉬 잔탕 냉각용 냉각수 분사장치(10)는, 스톱퍼(S)에 의헤서 턴디쉬(20)가 지지되어 있으며, 턴디쉬(20)의 내부에 대략 15-18mm의 두께로 내화벽돌(21)이 쌓아지고, 이 위에 마그네시아 코팅부(22)가 설치된다.

그리고 턴디쉬(20)의 외곽에는 수증기를 외부로 배출하는 배출구멍(23)이 형성되며, 턴디쉬(20)의 상부에는 다수의 노즐(11)을 갖는 냉각수 파이프(12)가 마주보게 설치되어 있다.

냉각수 파이프(12)의 중간에는 냉수의 흐름을 조절하는 수동밸브(13)가 설치 되어 있다.

이와 같이 구성된 종래 턴디쉬 냉각장치에서는 주조작업 시 일정시간 사용된 턴디쉬(20)를 수리장으로 이송시킨 후, 턴디쉬(20) 내부에 냉각수를 살수하여 턴디쉬(20) 내부의 잔탕(24)을 제거한다.

즉, 수동밸브(13)를 열면 냉각수 파이프(12)를 통해서 냉각수가 이송됨과 동시에 노즐을 통해 턴디쉬(20) 내부로 분출되며, 이때 냉각수에 의해서 턴디쉬(20)의 잔탕(24)이 냉각되면서 제거된다.

그리고, 도 3에 보인 바와 같이, 턴디쉬 예열장치(30)는 대차(M)에 안착된 턴디쉬(20) 내부의 수분을 제거하기 위하여 히팅 버너(31)가 설치되고, 턴디쉬(20)의 상부는 커버(32)에 의해서 덮혀진다. 따라서 히팅 버너(31)에 의해서 증발되는 수증기는 배출구멍(21)을 통해서 외부로 배출되도록 구성된다.

종래 턴디쉬 잔탕 냉각 작업에서는, 작업자의 육안 또는 경험에 의해서 냉각수의 살수 양을 조절하는 방식을 사용하였으나, 이러한 방식은 다음과 같은 문제점을 갖고 있다. 즉, 냉각수의 살수 량이 너무 적을 경우에는 턴디쉬의 냉각이 신속하지 않으며, 반대로 냉각수의 살수 양이 너무 많을 경우에는 턴디쉬 내부의 수분을 건조시키는 예열작업 시간을 지연시키는 문제점을 초래한다.

본 발명은 상기한 문제점 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 그 목적은 적은 양의 냉각수로 턴디쉬를 신속하게 냉각시킬 수 있으며, 적은 양의 냉각수를 사용하기 때문에 턴디쉬의 내부를 건조시키는 예열 작업 시간을 대폭 단축시킬 수 있는 턴디쉬 잔탕 냉각용 냉각수 자동 분사 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 턴디쉬 잔탕 냉각용 냉각수 자동 분사 장치는, 턴디쉬를 지지하는 스톱퍼의 상단부에 설치되어 상기 턴디쉬 내부의 잔탕 중량을 감지하는 감지부; 상기 턴디쉬 상부에 수평으로 설치된 베이스; 상기 베이스를 수평으로 이동시킬 수 있도록 상기 베이스에 연결되는 실린더; 그 내부로 냉각수가 유입되며, 유입된 냉각수를 상기 턴디쉬 내부로 분사시킬 수 있도록 상기 베이스상에 설치되고, 그 양측에는 이를 지지하는 베어링부(142)가 설치되는 냉각수 파이프; 상기 냉각수 파이프를 일정각도로 회전시킬 수 있도록 상기 냉각수 파이프 끝단에 연결되는 스텝모터; 및 상기 감지부의 측정값에 따라 상기 냉각수 파이프 내부로 냉각수를 송출시키고 상기 실린더와 스텝모터를 작동시키는 제어부를 포함하여 구성된다.

본 발명의 특징은, 턴디쉬의 중량을 측정하여 턴디쉬 내에 남아있는 잔탕의 중량을 계산한 후에, 이 잔탕을 냉각시킬 수 있는 적당한 양의 냉각수를 분사함은 물론 냉각수를 분사하는 냉각수 파이프의 분사위치 및 각도를 자동으로 제어할 수 있도록 구성됨에 있다.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명의 구성을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 턴디쉬 예열장치를 보인 종단면도이고, 도 4는 본 발명의 턴디쉬 잔탕 냉각용 냉각수 자동 분사 장치를 보인 사시도이며, 도 5는 본 발명의 턴디쉬 잔 탕 냉각용 냉각수 자동 분사 장치를 보인 단면도이다.

그리고 본 발명의 참조 도면에서, 실질적으로 동일한 구성과 기능을 갖는 구성요소들은 동일한 부호를 부여하기로 한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 턴디쉬 잔탕 냉각용 냉각수 분사장치(100)는, 턴디쉬(20)의 양단을 상방으로 지지할 수 있도록 일정간격을 두고 스톱퍼(S)가 설치되어 있다.

스톱퍼(S)의 상부에는 턴디쉬(20)가 놓여지며, 이 턴디쉬(20)와 스톱퍼(S)의 접촉부분에는 턴디쉬(20) 내부의 잔탕(24) 중량을 감지하는 감지부(110)가 설치되어 있다.

감지부(110)는 일종의 로드 셀을 사용하며, 스톱퍼(S)의 네 곳에 위치되어 턴디쉬(20) 내부의 잔탕 중량을 감지한다.

즉, 턴디쉬(20)의 중량은 항상 일정하므로 감지부(110)에서 측정된 값에서 기 설정된 턴디쉬(20)의 중량을 차감하면 잔탕(24)의 중량이 계산되는 것이다.

상기 턴디쉬(20) 상부 양측에는 베이스(120)가 수평으로 설치되어 있으며, 이 베이스(120)에는 이를 수평으로 이동시킬 수 있도록 실린더(130)가 설치되어 있다.

상기 베이스(120)상에는 냉각수 파이프(140)가 베어링부(142)에 의해서 지지되어 있으며, 이 냉각 파이프(140)의 끝단에는 냉각수 공급호스(143)가 연결 설치된다.

상기 냉각수 공급호스(143)에는 냉각수를 선택적으로 송출시키는 자동 냉각 수 개폐밸브(170)가 설치되어 있다. 따라서 자동 개폐밸브(170)가 작동되면 냉각수는 냉각수 공급호스(143), 냉각수 파이프(140)를 통해서 송출되고 다시 노즐(141)을 통해서 고압으로 턴디쉬(20) 내부로 분사되도록 구성된다.

상기 냉각수 파이프(140) 끝단에는 냉각 파이프(140)를 일정각도로 회전시킬 수 있도록 스텝모터(150)가 연결 설치되어 있다.

그리고 스톱퍼(S)의 일측에는 감지부(110)의 측정값에 따라 냉각수 파이프(140) 내부로 냉각수를 송출시키고 실린더(130)와 스텝모터(150)를 작동시키는 제어부(160)가 마련되어 있다.

제어부(160)는 감지부(110)의 측정값에 따라 자동 개폐밸브(170)를 작동시켜서 적정양의 냉각수를 송출시킴과 동시에 스텝모터(150)와 실린더(130)를 작동시켜서, 냉각수 파이프(140)를 회전시키고 이동시켜서 턴디쉬(20) 내부의 잔탕(24)을 신속하게 냉각시킬 수 있도록 구성된다.

미 설명부호 21, 22, 131은 내화벽돌과, 이 위에 형성되는 마그네시아 코팅부 및 로드를 나타낸다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 주조작업 시 일정시간 사용된 턴디쉬(20)는 수리장으로 이송된 후 스톱퍼(S)에 안착된다.

이때, 턴디쉬(20)의 하중에 의하여 감지부(110:로드 셀)이 눌려지면서 턴디쉬(20) 내부의 잔탕(24)의 중량을 감지한다.

이렇게 감지된 측정값은 제어부(160)에 전송되며, 제어부(160)에서는 측정된 잔탕(24)의 중량에 알맞은 양의 냉각수를 턴디쉬(20) 내부로 분사하도록 한다.

즉, 감지부(110)에서 턴디쉬(20)의 잔탕(24) 중량을 감지하면 제어부(160)에서는 감지부(110)에서 보낸 측정값에 따라 기 설정된 냉각수의 양을 정한다.

그 다음 제어부(160)가 자동 개폐밸브(170)를 개방시키면, 적정양의 냉각수는 공급호스(143)를 통해서 냉각수 파이프(140) 내부로 보내진다. 이렇게 냉각수 파이프(140) 내부로 보내진 냉각수는 냉각수 파이프(140)의 노즐(141)을 통해서 턴디쉬(20) 내부로 분사된다.

또한, 제어부(160)는 실린더(130)를 작동시켜서 베이스(120)를 적정한 위치로 이동시키며, 이와 동시에 스텝모터(150)를 작동시켜서 냉각 파이프(140)를 일정각도로 회전시킴으로써 냉각수 파이프(140)의 노즐(141)로부터 분사되는 냉각수가 턴디쉬(20) 내부 적소에 분사되어 턴디쉬(20)를 보다 신속하게 냉각시킬 수 있는 것이다(도 5참조).

이렇게 잔탕(24)이 제거된 턴디쉬(20)는 도 3에 보인 바와 같이, 예열 작업을 거쳐 건조되는 바, 턴디쉬 잔탕(24) 냉각공정에서 냉각수가 적정

량만 분사되기 때문에 예열 작업공정에서는 예열 시간을 대폭 줄일 수 있는 것이다.

한편, 턴디쉬 냉각시 잔탕량에 따른 표준 살수량은 아래 표와 같다.

구분	턴디쉬 잔탕량(TON)	자동개폐밸브 오픈시간(H)	냉각수 량(Kg)
1	3이하	10	1400
2	3-5	15	2100
3	5-7	20	2800
4	7-10	25	3500
5	10이상	30	4200

상기 표에 보인 바와 같이, 턴디쉬 잔탕량에 대하여 자동 개페밸브 및 냉각수량 데이터를 제어부에 미리 입력하여 적정한 냉각수가 살수되도록 하였다.

도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예를 보인 것으로, 도 6은 턴디쉬 잔량에 따른 노즐각도를 보인 도면이며, 도 7은 턴디쉬 잔량과 노즐각도의 관계를 보인 그래프이다.

도 6 및 도 7에 보인 바와 같이, 노즐은 초기 0°에서 위치하고 있다가 감지부(로드 셀)이 턴디쉬 잔탕 무게를 제어부에 전송하면, 제어부에서 다시 설정된 값 만큼의 데이터를 스텝모터로 보내고, 스텝모터가 0°에서 잔탕량에 비례하여 노즐을 90°로 회전시킨다. 즉 기준점 0°에서 잔탕 량이 많을수록 그 부피가 커져 턴디쉬 상부로 올라오기 때문에 노즐각도가 커지게 된다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 턴디쉬의 중량을 측정하여 턴디쉬 내에 남아있는 잔탕의 중량을 계산한 후에, 이 잔탕을 냉각시킬 수 있는 적당한 양의 냉각수를 분사함은 물론 냉각수를 분사하는 냉각수 파이프의 분사위치 및 각도를 자동으로 조절할 수 있기 때문에, 적은 양의 냉각수로 턴디쉬를 신속하게 냉각시킬 수 있으며, 또한 턴디쉬의 내부를 건조시키는 예열 작업 시간을 대폭 단축시킬 수 있고, 턴디쉬 내부의 수분을 완전히 제거하여 턴디쉬 내부의 수분함유로 인해 발생 될 수 있는 핀 홀 및 폭발사고를 미연에 방지할 수 있는 특유의 효과를 갖는다.

Claims

턴디쉬(20)를 지지하는 스톱퍼(S)의 상단부에 설치되어 상기 턴디쉬(20) 내부의 잔탕 중량을 감지하는 감지부(110);

상기 턴디쉬(20) 상부에 수평으로 설치된 베이스(120);

상기 베이스(120)를 수평으로 이동시킬 수 있도록 상기 베이스(120)에 연결되는 실린더(130);

그 내부로 냉각수가 유입되며, 유입된 냉각수를 상기 턴디쉬(20) 내부로 분사시킬 수 있도록 상기 베이스(120) 상에 설치되고, 그 양측에는 이를 지지하는 베어링부(142)가 설치되는 냉각수 파이프(140);

상기 냉각수 파이프(140)를 일정각도로 회전시킬 수 있도록 상기 냉각수 파이프(140) 끝단에 연결되는 스텝모터(150); 및

상기 감지부(110)의 측정값에 따라 상기 냉각수 파이프(140) 내부로 냉각수를 송출시키고 상기 실린더(130)와 스텝모터(150)를 작동시키는 제어부(160)를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 턴디쉬 잔탕 냉각용 냉각수 자동 분사 장치.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 냉각수 파이프(140)의 끝단에 설치된 냉각수 공급호스(143)의 일측에는 상기 제어부(160)에 의해서 자동으로 개폐되는 자동 개폐밸브(170)가 설치됨을 특징으로 하는 턴디쉬 잔탕 냉각용 냉각수 자동 분사 장치.