KR100815711B1

KR100815711B1 - 래들 노즐내 응고용강 자동제거장치

Info

Publication number: KR100815711B1
Application number: KR1020010055385A
Authority: KR
Inventors: 김명환; 한희윤; 명창준
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-09-10
Filing date: 2001-09-10
Publication date: 2008-03-20
Also published as: KR20030022439A

Abstract

본 발명은 응고용강 제거시 레이저광을 이용한 자동 절단 기능과 노즐 내부 온도를 측정하여 절단작업의 정밀성을 향상시켜 내화물의 용손을 극소화 하고, 신속한 작업 수행을 이루며, 환경오염 발생원을 감소하고, 작업무인화로 안전사고 발생 위험을 사전에 방지하여 생산성 향상을 이루도록 개선된 래들 노즐내 응고용강 자동제거장치에 관한 것이다.

본 발명은, 레일상에서 이동가능한 대차; 상기 대차상에서 횡방향으로 이동가능하도록 이동대가 장착되고, 상기 이동대의 하우징내에는 레이저 발진기와 집광렌즈를 구비하여 고열의 레이저광을 하우징 외부로 발진시키는 레이저 공급부;및, 상기 대차와 레이저 공급부의 동작을 사전에 설정된 프로그램에 따라서 자동제어하여 레이저광이 상기 응고용강으로 주사되도록 하는 제어부;를 구비하여 상기 레이저 공급부의 레이저를 상기 래들 노즐의 응고용강으로 주사하여 래들 노즐의 내경을 따라서 응고용강을 절단하여 제거하도록 구성되고, 상기 하우징은 가이드기어내에 편심으로 고정 설치되고, 상기 가이드기어의 상부에 있는 구동모터의 작동에 의해 가이드기어가 회전하게 되어 정,역 180도의 원형 형태로 하우징이 회전되어 응고용강의 절단이 가능하며, 상기 하우징이 장착된 이동대가 실린더의 전,후진에 의해 절단 위치까지 이동이 가능하도록 구성된 래들 노즐내 응고용강 자동제거장치를 제공한다.

연속 주조설비, 래들 노즐, 응고용강, 레이저 발진기, 집광렌즈, 대차

Description

래들 노즐내 응고용강 자동제거장치{AN APPARATUS FOR REMOVING SOLIDIFIED METAL IN NOZZLE OF LADLE}

도1은 일반적인 노즐내 응고용강제거 작업을 개략적으로 도시한 사시도로서,

a)도는 주조작업시 래들내 슬래그층을 나타낸 개략 사시도,

b)도는 크레인을 이용한 슬래그 배재작업 사시도,

C)도는 노즐내 응고용강 제거를 위한 산소세척 작업을 나타내는 사시도;

도2는 종래 기술에서 응고용강제거시 산소와 불꽃 반응에 의한 문제점을 도시한

사시도;

도3은 본 발명에 따른 응고용강자동제거 장치의 전체 구성을 도시한 일부절개 사시도;

도4는 본 발명에 따른 래들 노즐내 응고용강 자동제거장치내에 갖춰진 레이저 헤드의 구성을 일부 절단하여 도시한 절개도;

도5는 본 발명에 따른 래들 노즐내 응고용강 자동제거장치에서 레이저를 이용한 응고 용강 절단작업을 실시하는 구성을 도시한 작업 설명도;

도6은 도 5에 도시된 A-A 선 측단면도;

도7은 본 발명에 따른 래들 노즐내 응고용강 자동제거장치에 갖춰진 햄머실린더의 응고용강 제거 작동을 설명하기 위한 사시도;

도8은 본 발명에 따른 래들 노즐내 응고용강 자동제거장치에 갖춰진 열감지부의 작동을 설명하기 위한 사시도;

도9는 본 발명에 대한 노즐내 응고용강자동제거 장치의 작동을 단계적으로 도시한 플로우 챠트이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

3..... 레일 5..... 대차

10.... 이동대 15.... 하우징 실린더

20.... 하우징 22.... 구동 모터

24.... 구동기어 26.... 가이드 기어

30.... 받침 롤러 40.... 수직대

42.... 수직 원판 50.... 레이저 발진기

52.... 집광렌즈 60.... 햄머 실린더

62.... 열감지 커메라 66.... 중앙처리장치

67.... 중앙 컴퓨터 68.... 모니터

80.... 무선, 송수신장치 200... 응고용강

202... 래들 203... 래들 노즐

본 발명은 연속주조공정에 이용되는 래들(Ladle)의 용강 배출구인 노즐내에 응고 되어있는 응고용강을 자동으로 제거하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세히는 응고용강 제거시 레이저광을 이용한 자동 절단 기능과 노즐 내부 온도를 측정하여 절단작업의 정밀성을 향상시켜 내화물의 용손을 극소화 하고, 신속한 작업 수행을 이루며, 환경오염 발생원을 감소하고, 작업무인화로 안전사고 발생 위험을 사전에 방지하여 생산성 향상을 이루도록 개선된 래들 노즐내 응고용강 자동제거장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제강공정의 주조(Casting)용 래들은 저부에 용강흐름을 제어하기 위한 노즐과 카세트가 취부되어 래들내에 있는 용강을 수시로 제어 하면서 연속 주조 공정인 턴디쉬로 용강을 유출시켜, 슬래브(Slab)를 연속 제조하게 된다.

이러한 래들에 있어서는, 도 1a)에서 도시된 바와 같이, 주조 작업중 일정량 이하의 용강(200)이 래들(202)내에 남아 있을 경우, 직상부에 있는 슬래그(Slag)(204)가 용강(200)과 함께 턴디쉬(206)로 유입되어, 슬래브(208)의 품질을 악화시키게 되므로 이를 방지하기 위하여 래들(202) 하부에 장착된 카세트(210)를 실린더의 작동에 의하여 폐쇄(Close)시킨다.

그리고, 이후 주조작업을 완료하며, 도 1b)에 도시된 바와 같이 크레인(220)으로 래들(202)을 이동시키고, 래들(202) 상부를 하강시켜 래들(202)내 남아 있는 용강(200)과 슬래그(204)를 쏟아 버린후, 도 1c)의 래들(202) 수리 장소로 이동시킨다.

이와 같은 래들(202)처리과정에서 래들(202) 저부에 있는 노즐(203)내에는 그 직경이 좁은 면적이어서 용강이 급속히 냉각되면서, 용강을 쏟아 버리기 전에 잔류용강(200)이 응고되어 노즐내경을 폐쇄시킨다. 따라서, 작업자는 이를 제거하기 위해서 도 2에 도시된 바와 같이, 노즐 카세트(210)를 A 방향으로 개방(Open)시키고 산소소켓(230)에 산소(O2)를 통과시켜 응고 용강(200)을 산화, 용융시켜 제거과정을 거친 후, 카세트(210)를 B 방향으로 이동 폐쇄시키고 노즐(203)내에서 주조전까지 용강(200)이 침투하지 않도록 필러(미도시)를 투입하여 노즐을 그 상태로 유지시킨다.

그리고, 래들(202)의 상부 온도를 측정한 후, 전로(미도시) 하부로 이동시켜 래들(202)내부에 용강(200)을 수강하게 되며, 그 후 용강(200)의 이차정련 공정을 거쳐 주조작업을 시행하게 되는 것이다. 이러한 경우 래들(202)은 용강(200)을 턴디쉬(206)로 낙하시키기 위하여 카세트(210)를 A방향으로 개방시키게 되며, 이때, 1차적으로 노즐(203)내에 저장되어 있는 필러(미도시)가 흘러 나오고 2차적으로 용강(200)이 자연스럽게 흘러나와 원할한 주조작업이 이루어지며, 이러한 작업은 제철소 공정 특성상 연속적으로 신속하게 이루어 져야 한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 방법들은 각각 다음과 같은 문제점들이 있었다.

즉, 작업자가 도 2에 도시된 바와 같이, 산소가스에 의해 응고 용강(200)을 용융시키는 순간, 용강(200)의 강한 불빛에 의하여 응고용강(200)과 노즐내벽과의 경계를 구분하지 못하여 내화물로 이루어진 노즐(203)내벽에 산소기체를 분사시킴으로서 노즐(203)을 소손시켜 노즐(203)의 수명저하 및 소손된 부위로 용강(200)유출이 발생하는 사태를 초래하는 것이다. 또한, 응고용강(200)을 완전히 제거시키는 경우, 잔류용강(200)이 산화,용융되면서 매연(30)이 대량으로 발생되어 대기중으로 방출 됨으로서 환경을 오염시키게 된다.

그리고, 제철소의 생산공정 특성상, 이러한 주조작업은 반복, 연속적인 작업이 이루어지므로 빠른 시간내에 노즐의 응고용강(200) 제거작업이 이루어져야 하나, 작업준비 단계가 복잡하고, 고열의 작업 환경에서는 작업자가 신속하게 작업을 진행할 수가 없어 생산공정에 악영향을 미치고 있다.

뿐만 아니라, 종래의 기술에 따르면, 주조작업이 완료된 래들(202)의 노즐(203)내에 있는 응고용강(200)을 제거하기 위하여는 작업자가 산소 소켓(230)으로 부터 분사되어지는 산소(230a)를 이용하여 응고 용강(200)을 제거하기 때문에, 초기 산소(230a)가스의 점화시 폭발및 역화의 위험과 응고용강(200)이 용융되는 과정에서 산소(230a)가스의 압력에 의한 불꽃(230b)이 작업자 전면부로 비산되어, 작업자가 손으로 잡고 조정하는 산소소켓(230)에서 새어 나오는 산소(230a)와 반응하여 산소소켓(230) 내부로 역화되면서 폭발로 이어져 작업자 화상 재해가 빈번하게 발생되고 있다.

또한, 래들(202) 저부의 온도가 전로 종점온도 기준에 적용이 되어야 용강(200)의 품질을 확보할 수 있는데, 래들(202) 저부 온도를 측정할 방법이 없어, 래들(202) 상부의 온도를 측정하고 그것을 기준으로 전로에서 용강(200) 온도를 보정함으로서, 래들(202) 상부와 저부간 온도의 편차로 용강(200)을 수강후 용강(200) 온도 미적중에 의한 품질불량을 방지하기 위해 이차정련 공정에서 승온작업을 실시함으로서 용강(200) 처리시간 증가와 용강(200)의 청정성 부족이 발생되고, 그에 따라서 주조시 슬래브의 품질이 저하되는 요인이 되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은

노즐내의 응고용강 제거 작업시, 절단작업의 정밀성 향상에 의한 내화물 용손을 극소화 하여 내화물 수명향상을 이루고, 신속한 작업 수행을 이루며, 유해가스의 발생을 최소화함으로써 환경오염 발생원을 감소시키고, 모든 작업을 무인화로 이룸으로써 안전사고 발생 위험을 사전에 제거하고, 연속주조작업의 생산성을 크게 향상시킬 수 있도록 개선된 래들 노즐내 응고용강 자동제거장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 연속 주조설비의 래들 노즐내 응고용강을 자동으로 절단 제거하는 장치에 있어서, 레일상에서 이동가능한 대차; 상기 대차상에서 횡방향으로 이동가능하도록 이동대가 장착되고, 상기 이동대의 하우징내에는 레이저 발진기와 집광렌즈를 구비하여 고열의 레이저광을 하우징 외부로 발진시키는 레이저 공급부;및, 상기 대차와 레이저 공급부의 동작을 사전에 설정된 프로그램에 따라서 자동제어하여 레이저광이 상기 응고용강으로 주사되도록 하는 제어부;를 구비하여 상기 레이저 공급부의 레이저를 상기 래들 노즐의 응고용강으로 주사하여 래들 노즐의 내경을 따라서 응고용강을 절단하여 제거하도록 구성되고 상기 하우징은 가이드기어내에 편심으로 고정 설치되고, 상기 가이드기어의 상부에 있는 구동모터의 작동에 의해 가이드기어가 회전하게 되어 정,역 180도의 원형 형태로 하우징이 회전되어 응고용강의 절단이 가능하며, 상기 하우징이 장착된 이동대가 실린더의 전,후진에 의해 절단 위치까지 이동이 가능하도록 구성됨을특징으로 하는 래들 노즐내 응고용강 자동제거장치를 마련함에 의한다.

그리고, 본 발명은 상기 제어부가 대차상에서 래들 노즐로 부터 절단된 응고용강을 자동으로 제거하는 햄머실린더와 절단 전,후의 상황 및 래들 노즐내 온도를 측정할 수 있는 열감지 카메라를 구비하고, 이들 햄머실린더와 열감지 카메라를 이동대 하 부에서 승,하강시키기 위한 모타실린더를 갖추며, 상기 구성요소들을 제어하고 그 결과를 중앙처리장치(PLC)를 통하여 모니터로 전송하여 작업자가 그 결과를 확인할 수 있도록 한 구성을 추가 포함함을 특징으로 하는 래들 노즐내 응고용강 자동제거장치를 마련함에 의한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 장치의 구성에 대하여 설명한다.

본 발명에 따른 래들 노즐내 응고용강 자동제거장치(1)는 연속 주조설비의 래들 노즐(203)내 응고용강(200)을 레이저광의 고열로서 자동으로 절단 제거하는 장치이다.

본 발명의 래들 노즐내 응고용강 자동제거장치(1)는 도 3에 도시된 바와 같이 레일(3)상에서 이동가능한 대차(5)를 갖추고, 상기 대차(5)상에는 이동대(10)가 슬립 가이드(12)상에서 횡방향으로 이동가능하도록 장착되며, 이동대(10)를 위치이동시키기 위한 실린더(15)가 브라켓트(17)에 의해서 대차(5)상에 고정된다.

즉, 전후 방향으로 이동이 가능하도록 된 이동대(10)가 대차(5) 상부에 설치되어 있으며, 상기 이동대(10)는 하부양쪽에 이동용 슬립 가이드(12)가 있어 대차(5)의 후방측에 장착된 실린더(15)의 작동시, 자연스럽게 전,후진이동이 가능하도록 설치되어 있다.

그리고, 상기 이동대(10)상에는 하우징(20)과 구동모터(22)가 장착되며, 상기 구동모터(22)의 회전축에 장착된 구동기어(24)에는 상기 이동대(10)상에서 하우징(20)의 정,역회전가능한 고리형의 가이드 기어(26)가 맞물린다.

상기 가이드 기어(26)의 내측에는 도 6에 도시된 바와 같이 그 내주면에 다수개의 지지대(28)를 통하여 편심된 상태로 하우징(20)이 장착되는 바, 상기 하우징(20)은 그 중심이 가이드기어(26)의 중심과 어긋난 상태로 편심(offset)장착되는 것이며, 그 편심량은 래들 노즐(203)의 내경에 일치함으로써 상기 가이드기어(26)가 회전하여 상기 하우징(20)을 회전시키는 경우, 하우징(20)의 회전반경(r1)은 래들 노즐(203)의 반경에 일치하는 것이다.

즉, 상기 하우징(20)은 외부 중앙에 가이드기어(26)가 설치되고, 하우징(20) 측면 상부에 설치된 구동모터(22)의 회전에 의해 하우징(20)을 회전시키며, 회전 제어는 구동모터(22)의 후미에 설치된 엔코더(미도시)에 의해 가능하도록 한다.

그리고, 상기 가이드 기어(26)는 그 후방 원통면(26a)이 도 4및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 대차(5)상에 받침롤러(30)를 통하여 회전가능하도록 장착되고, 상기 하우징(20)의 배면측 중심축(32)은 중공형으로 이루어져 하우징(20)내의 기기들에 전원및 신호들을 입,출력시키는 케이블(34)들이 통과되며, 상기 중심축(32)은 대차(5)상의 수직대(40)에 회전가능하도록 마련된 회전원판(42)에 그 중심이 편심되도록 관통 장착된다.

따라서, 상기 가이드기어(26)가 회전하여 하우징(20)이 편심상태로 회전하게 되면, 상기 하우징(20)의 회전축(32)도 편심상태로 회전되며, 이는 수직대(40)상에서 회전가능하도록 장착된 회전원판(42)의 회전을 초래하며, 그에 따라서, 하우징(20)의 후방측이 중심축(32)과 회전원판(42)을 통하여 수직대(40)상에서 안정되게 지지되는 것이다.

그리고, 상기 하우징(20)내에는 레이저 발진기(50)를 갖추고, 상기 하우징(20)의 일측으로 레이저 발진기(50)로 부터 발사된 레이저를 모으는 집광렌즈(52)를 구비하는 레이저 공급부(55)를 구비한다. 그리고, 상기 레이저 공급부(55)는 레이저 발진기(50)로 부터 발생된 레이저가 이동하는 광로상에 다수개의 반사렌즈(54)들을 구비하고, 하우징(20)의 전면측에 집광렌즈(52)를 구비하여 래들 노즐(203)의 응고 용강에 레이저를 주사하고, 래들 노즐(203)의 내경을 따라서 절단하여 제거하는 것이다.

즉, 상기 레이저발진기(50)는 하우징(20)의 내부 후미에 설치되며, 반대측인 전면부 중앙엔 레이저광 집광용 집광렌즈(52)가 설치되며, 그에 따라서 하우징(20)의 회전시 집광렌스(52)가 편심상태로 회전되어 원형 상태의 형상이 절단가능하며, 상기 장치를 내부에 장착한 하우징(20)이 고정된 상태에서 180도 정,역회전시 유동이 없도록 가이드 기어(26)의 원통면(26a) 저부에 받침롤러(30)가 다수개 내장된 불럭(30a)이 설치되고, 후미에는 하우징(20)의 가이드역활을 하는 회전원판(42)과 수직대(40)가 설치되어 지는 것이다.

한편, 본 발명은 상기 대차(5)상에서 래들 노즐(203)로 부터 절단된 응고용강을 자동으로 제거하는 햄머 실린더(60)와, 절단 전,후의 상황 및 래들 노즐(203)내 온도를 측정할 수 있는 열감지 카메라(62)를 구비하고, 이들 햄머실린더(60)와 열감지 카메라(62)를 이동대(10) 하부에서 승,하강시키기 위한 모타실린더(64)를 갖추며, 상기 구성요소들을 제어하고 그 결과를 처리장치(PLC)(66)를 통하여 중앙 컴퓨터(67)와 모니터(68)로 전송하여 작업자가 그 결과를 확인할 수 있도록 한 제어부(70)를 갖추고 있다.

즉, 상기 열감지 카메라(62)는 이동대(10) 하부의 대차(5)내에 설치되어 있으며, 이동대(10) 전,후 이동시 간섭이 안되도록 평상시에는 대차(5) 내부에서 정지되어 있으며, 필요시 승하강이 가능하도록 실린더(64)가 설치되고, 승하강의 위치 결정은 실린더(64)의 회전수 제어용 엔코더(미도시)에 의해 조정되어지도록 한다.

또한, 절단된 응고 용강(200)의 제거시에 사용되는 햄머실린더(60)는 열감지 카메라(62)상부에 설치되어 지며, 모터 실린더(20)의 구동에 의해 상승하여 노즐(203)과 일직선 위치에서 회전수 제어용 엔코더(미도시)에 의해 실린더(64) 정지후, 햄머실린더(60)의 전,후진이 가능하도록 되어 있고, 햄머실린더(60) 저부에 있는 열감지 카메라(62)도 노즐(203)과 일직선 위치로 상승하여 응고용강(200)의 제거 전,후의 온도 측정이 이루어지도록 하며, 이러한 측정이 완료되면 대차(5) 내부로 하강되어 정지되어지도록 한다.

한편, 상기 제어부(70)는 대차(5)의 작동 및 열감지 카메라(62) 작동요소를 세부적으로 제어할 수 있도록 처리장치(PLC)(66)가 설치되어지며, 이는 대차(5) 동작 및 구동장치(15)(22)(66)등의 정확한 작동시기를 예측 지시하며, 이동대(10)의 전진감지 센서(74) 등을 전기적으로 연결시켜 효율적인 운용이 가능하도록 한다,

그리고, 열감지 카메라(62)가 온도분포를 감지하여 전송시키면 처리장치(66)에서 온도분포도를 연산하여 작업자가 운영하는 중앙컴퓨터(67)로 전송되어지며, 상기 장치(66)가 설치되어진 대차(5)의 이동제어는 작업자가 운영하는 컴퓨터(67)에서 이동할 위치를 입력하면 지시된 위치까지 대차(5)의 전,후진모터(미도시)의 회전과 엔코더(미도시)의 회전수 감지에 의해 지시된 위치까지 레일(3)상에서 이동이 되 며, 주행방향의 장애물 유무를 확인하기 위하여 열감지 센서(미도시)와 거리감지 센서(미도시)를 설치하여 무인으로 이동이 가능하다.

한편, 상기 주요 장치는 자동 및 무선으로 데이터 송수신장치(80)에 의해 운전되며, 이러한 작업수순은 처리장치(66)에 이미 프로그램된 제어수순에 따라 수행되는 것이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전반적인 작용효과에 관하여 보다 상세히 설명한다. 도9에 도시된 바와 같이, 본 발명은 단계(110)에서 래들(202)이 수리위치에 도착하면, 대차(5)가 노즐(203)에 접근이 가능하도록 래들(202)이 준비된 상태에서 카세트(210)를 실린더(미도시)에 의해 A 방향으로 작동하여, 노즐(203)이 개방된 상태로 되도록 한다. 그리고, 작업자는 컴퓨터(67)를 이용하여 대차(5)가 이동할 위치 및 노즐 개방신호를 대차(5)에 무선으로 전달하면, 대차(5)가 지정된 래들(202)이 있는 위치로 이동하여 래들 노즐(203)과 일직선 상에 정지하게 된다.

다음, 단계(112)에서 열감지 카메라(62)가 모터실린더(64)의 회전에 의해 상승하고, 모터 실린더(64) 회전수 제어용 엔코다(미도시)가 열감지 카메라(62)를 노즐(203)과 일직선상에 정지하도록 제어하며, 이후에 열감지 카메라(62)가 노즐(203)내 응고된 응고용강(200)의 온도를 확인하여 중앙처리장치(66)로 전송한다.

그리고, 중앙처리장치(66)에서는 온도 전송이 완료되면 열감지 카메라(62)가 하강할수 있도록 모타 실린더(64)를 역회전 시키게 되고, 모타 실린더(64)의 회전수 제어용 엔코다(미도시)에 의해 상승전 위치까지 하강하여 이동대(10)와 간섭이 안되 도록 하며, 중앙처리장치(66)에서는 작업자 지시용 컴퓨터(67)로 온도를 전송과 동시에 대차(5) 작동을 준비하게 한다.

다음, 단계(114)에서 이동대(10)를 전,후진 시키는 하우징(20)의 모터실린더(15)가 작동되면서 이미 설정된 래들(202)의 노즐(203)내에 있는 응고용강(200) 절단위치와의 일정거리에 도달하기 까지 전진하게 되며, 이때 제어방법은 대차(5)의 상부면에 장착된 전진감지센서(16)에 의해 정지 제어가 가능하도록 한다.

그리고, 단계(116)에서 대차(5)의 레이저 발진기(50)가 가동되면서 레이저광(31)이 집광렌즈(52)를 통과하여 노즐(203)내의 응고 용강(200)을 고열로 용해시킨다. 동시에, 구동모터(22)의 회전에 의해 하우징(20)의 외부에 있는 가이드기어(26)가 맞물려 회전하면서, 하우징(20)이 회전하면서 응고용강(200)이 시계방향으로 절단이 진행되며, 180도의 원형 절단이 완료된 후 레이저 발진은 정지되며, 다시 역방향으로 회전하여 시작위치에 도달하게 된다.

이후, 상기와 반대의 180도 방향으로 역회전하면서 레이저 발진을 개시하여 반시계방향으로 응고용강의 절단을 이루는 것이다.

이러한 과정에서 구동모터(22)의 후단에 장착된 엔코다(미도시)에 의해 구동모터(22)의 회전수가 카운터 되고, 중앙처리장치(66)에서 회전수 제어에 의해 구동모터(22)및 레이저 발진기(50)가 작동을 개시및 중단하는 제어를 실행하는 것이다. 또한, 응고 용강(200)의 절단이 완료되면 단계(118)에서 상기 하우징(20)의 모터실린더(15)가 후진하면서 이동대(10)를 출발위치까지 복귀시키게 된다.

다음, 단계(120)에서 이동대(10)의 저부에 있는 일체형의 햄머실린더(60)와 열감지 카메라(62)가 모터 실린더(64)의 작동에 의해 상승하면서, 일차로 햄머실린더(60)가 노즐(203)과 수평선상에 위치하게 되는 순간, 중앙처리장치(66)는 햄머실린더(60)가 전진하여 노즐(203)내 응고용강(200)을 래들(202) 내부로 밀어내어 응고용강(200)을 노즐로 부터 제거시키게 되며, 햄머실린더(60)가 중앙처리장치(66)내에 있는 타이머(미도시)에 의해 수초간 정지후 자동으로 복귀하도록 한다.

이때, 햄머실린더(60)의 전,후진시 제어는 햄머실린더(60)의 스트로크(Stroke)에 의해 제어되며, 상기 햄머실린더(60)의 복귀가 완료되면, 2차적으로 햄머실린더(60)의 저부에 있는 열감지 카메라(62)와 노즐(203)이 수평선상이 되도록 모터실린더(64)가 작동하여 상승이 되고, 상승시의 위치 제어도 엔코다(미도시)의 회전수 제어에 의해 진행되도록 한다.

이후, 열감지 카메라(62)가 응고용강(200)이 제거된 노즐(203)내 온도를 측정하여 중앙처리장치(66)로 전송을 시키고, 온도의 측정이 완료되면 열감지 카메라(62)는 상승전의 위치로 실린더(64)의 작동에 의해 하강을 하고, 전송된 자료는 중앙처리장치(66)에서 온도분포도의 연산작업을 거친후 작업자 진행용 컴퓨터(67)와 모니터(68)에서 온도 확인이 가능하도록 하여, 전로에서의 출강전 온도 조정이 가능하도록 한다.

상기 작업이 완료되면 노즐(203)내 응고용강(200)의 제거작업이 완료된 것이며, 작업자는 단계(122)에서와 같이 진행용 컴퓨터(67)를 이용하여 후속 래들(202)의 노즐내 응고용강(200) 제거를 위해 이동 위치를 입력하면 대차(5)에 있는 중앙처리장 치(66)및 무선 송,수신장치(80)가 무선수신으로 이동신호를 확인하여 대차(5)를 모터(미도시)의 작동에 의해 레일(3)을 따라 이동하게 되며, 모터(미도시)의 일측에 장착된 엔코다(미도시)의 회전수 제어에 의해 지시된 곳에서 정지하게 된다.

이러한 작동과정에서, 대차(5)의 이동중에 이동방향의 장애물을 감지하여 장애물 감지시, 정지가 가능하도록 열감지 센서(미도시)와 거리감지 센서(미도시)가 작동되도록 하여 대차(5) 이동시 충돌에 의한 재해가 발생되지 않도록 한다.

따라서, 본 발명에 의하면 래들(202) 저부 노즐 내부에 응고되어 있는 응고 용강(200)을 레이저광을 이용하여 자동으로 제거함으로서 고열 취약 작업개소에서의 작업자 보호와 응고용강(200) 제거시 발생되는 대량의 산화가스 발생을 억제해 집진기 추가 설치운용으로 인한 부담을 경감시키고, 환경 친화적인 작업환경을 조성할 수 있다.

그리고, 신속한 응고용강(200)의 제거 작업이 가능하며, 래들(202)의 노즐(203)을 통한 내부 온도를 측정함으로서 전로에서 출강전에 용강(200)온도 조정을 가능케함으로서 래들(202) 내부 온도 편차에 의한 용강(200) 처리시간 및 용강(200)의 품질 하락 요인을 개선하여 품질확보와 원가절감의 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기 장치의 자동화 운전이 가능함으로서 무인화 작업을 가능케 하는 효과를 얻는다.

Claims

연속 주조설비의 래들 노즐내 응고용강을 자동으로 절단 제거하는 장치에 있어서, 레일상에서 이동가능한 대차(5); 상기 대차(5)상에서 횡방향으로 이동가능하도록 이동대(10)가 장착되고, 상기 이동대(10)의 하우징(20)내에는 레이저 발진기(50)와 집광렌즈(52)를 구비하여 고열의 레이저광을 하우징(20) 외부로 발진시키는 레이저 공급부(55);및, 상기 대차(5)와 레이저 공급부(55)의 동작을 사전에 설정된 프로그램에 따라서 자동제어하여 레이저광이 상기 응고용강으로 주사되도록 하는 제어부(70);를 구비하여 상기 레이저 공급부(55)의 레이저를 상기 래들 노즐(203)의 응고용강(200)으로 주사하여 래들 노즐(203)의 내경을 따라서 응고용강(200)을 절단하여 제거하도록 구성되고,

상기 하우징(20)은 가이드기어(26)내에 편심으로 고정 설치되고, 상기 가이드기어(26)의 상부에 있는 구동모터(22)의 작동에 의해 가이드기어(26)가 회전하게 되어 정,역 180도의 원형 형태로 하우징(20)이 회전되어 응고용강(200)의 절단이 가능하며, 상기 하우징(20)이 장착된 이동대(10)가 실린더(15)의 전,후진에 의해 절단 위치까지 이동이 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 래들 노즐내 응고용강 자동 제거장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 제어부(70)가 대차(5)상에서 래들 노즐(203)로 부터 절단된 응고용강(200)을 자동으로 제거하는 햄머실린더(60)와 절단 전,후의 상황 및 래들 노즐내 온도를 측정할 수 있는 열감지 카메라(62)를 구비하고, 이들 햄머실린더(60)와 열감지 카메라(62)를 이동대(10) 하부에서 승,하강시키기 위한 모타실린더(64)를 갖추며, 상기 구성요소들을 제어하고 그 결과를 중앙처리장치(PLC)(66)를 통하여 컴퓨터(67)와 모니터(68)로 전송하여 작업자가 그 결과를 확인할 수 있도록 한 구성을 추가 포함함을 특징으로 하는 래들 노즐내 응고용강 자동제거장치.
제3항에 있어서, 상기 제어부(70)는 열감지 카메라(62)에서 감지된 데이터를 중앙처리장치(66)에서 수치로 자동 변환시켜 작업자 컴퓨터(67)의 모니터(68)에 표시하며, 대차(5)의 진행방향 장애물 감시용 열감지센서와 거리감지센서및, 중앙처리장치(66)내에 있는 무선송,수신 장치(80)와 상기 무선송,수신 장치(80)에 연결된 작업자 컴퓨터(67)의 무선 송,수신장치(미도시)를 이용하여 무인 운전이 가능하도록 구성됨을 특징으로 하는 래들 노즐내 응고용강 자동 제거장치.
제1항에 있어서, 상기 하우징(20)은 그 중심이 가이드기어(26)의 중심과 어긋난 상태로 편심(offset)장착되는 것이며, 그 편심량은 래들 노즐(203)의 내경에 일치함으로써 상기 가이드기어(26)가 회전하여 상기 하우징(20)을 회전시키는 경우, 하우징(20)의 회전반경(r1)은 래들 노즐(203)의 반경에 일치하도록 구성됨을 특징으로 하는 래들 노즐내 응고용강 자동 제거장치.
제1항에 있어서, 상기 가이드 기어(26)는 그 후방 원통면(26a)이 상기 대차(5)상에 받침롤러(30)를 통하여 회전가능하도록 장착되어짐을 특징으로 하는 래들 노즐내 응고용강 자동 제거장치.
제1항에 있어서, 상기 하우징(20)의 배면측 중심축(32)은 중공형으로 이루어져 하우징(20)내의 기기들에 전원및 신호들을 입,출력시키는 케이블(34)들이 통과되며, 상기 중심축(32)은 대차(5)상의 수직대(40)에 회전가능하도록 마련된 회전원판(42)에 그 중심이 편심되도록 관통 장착되어, 상기 가이드기어(26)가 회전하여 하우징(20)이 편심상태로 회전하게 되면, 상기 하우징(20)의 회전축(32)도 편심상태로 회전되며, 이는 수직대(40)상에서 회전가능하도록 장착된 회전원판(42)의 회전을 초래하며, 그에 따라서, 하우징(20)의 후방측이 중심축(32)과 회전원판(42)을 통하여 수직대(40)상에서 안정되게 지지되어짐을 특징으로 하는 래들 노즐내 응고용강 자동 제거장치.