KR100833266B1 - 고철 장입 슈트를 이용한 고철 장입 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고철 장입 슈트 및 이를 이용한 고철 장입 방법에 관한 것으로, 일측이 개방된 슈트 본체와, 상기 슈트 본체에 설치되어 자기력을 발생시키는 자기력 발생부를 포함하는 고철 장입 슈트가 제공된다. 이에 따라서, 자기력 발생부에서 형성된 자기력에 의해 활강면에 적재된 고철이 전로 내부로 장입될 때 상기 고철을 구속하여 고철의 낙하 속도를 감소시켜 전로 내부에 축조된 내장 연와의 마모 및 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

전로, 고철, 연와, 마모 및 파손, 장입 슈트, 전자석

Description

고철 장입 슈트를 이용한 고철 장입 방법{METHOD FOR CHARGING STEEL SCRAP}

도 1은 종래의 고철 장입 슈트에 의한 고철 장입을 나타낸 측단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 고철 장입 슈트를 나타낸 사시도이다.

도 3은 본 발명의 고철 장입 슈트에 설치된 자기력 발생부를 나타낸 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 고철 장입 슈트에 의한 고철 장입을 나타낸 측단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 고철 장입 방법을 나타낸 순서도이다.

<도면 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 전로 12 : 전로 철피

14 : 내장 연와 20 : 천장 크레인

22 : 주권 후크 24 : 보권 후크

30, 100 : 고철 장입 슈트 32, 110 : 슈트 본체

34, 120 : 주 회동축 36, 130 : 보조 회동축

112 : 활강면 114 : 측벽

140 : 자기력 발생부 142 : 철심

144 : 권선 코일

본 발명은 고철 장입 슈트 및 이를 이용한 고철 장입 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전로 공정 중 고철 장입 슈트에서 전로로 투입되는 고철에 의해 전로의 내장 연와가 마모 및 파손되는 것을 방지하도록 고철의 낙하 속도를 감소시킬 수 있는 고철 장입 슈트 및 이를 이용한 고철 장입 방법에 관한 것이다.

일반적으로 제강조업은 용선 예비처리→전로 정련→2차 정련→연속주조 공정으로 이루어진다. 특히, 전로 공정 중에는 전로에 용선을 채우고 순수 산소를 취입(이하, "취련"이라 함)하여 용선내 탄소를 제거하는 공정을 반복 수행하게 되는데, 전로에 용선이 장입되기 전에 고철을 장입하게 된다. 즉, 고철 가격대비 용선의 원가가 높을 경우 전로에 고철과 용선이 일정 비율이 되도록 장입하여 생산성 및 경제성을 향상시킨다.

도 1은 종래의 고철 장입 슈트에 의한 고철 장입을 나타낸 측단면도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 전로 공정에서 전로(10)에 용선을 장입하기 전에 고철(40)을 먼저 장입하게 되는데, 전로(10)에 고철(40)을 장입하기 위해서는 고철(40)이 적재된 장소에서 전로(10)까지 고철을 운반할 운반 수단이 필요하게 된다. 이를 위해 천장 크레인(20)에 의해 이동 및 작동되는 고철 장입 슈트(30)에 고철(40)을 적재시킨 후 전로(10)의 상방에서 고철 장입 슈트(30)를 경주하여 고 철(40)을 전로(10) 내부로 낙하시키게 된다.

종래의 고철 장입 슈트(30)는, 일측(전면)이 개방된 트레이 형상을 갖는 슈트 본체(32)에 천장 크레인(20)의 주권 후크(22)에 권상 회동될 수 있도록 주 회동축(34)이 슈트 본체(32) 양측에 마련되어 결속되고, 상기 슈트 본체(32)의 타측(후면)으로 보조 회동축(36)이 마련되어 천장 크레인(20)의 보권 후크(24)에 결속된다.

이에 따라서, 고철(40)을 적재한 고철 장입 슈트(30)가 천장 크레인(20)에 권상되어 전로(10)의 상방으로 이동 후 정지하게 되면, 천장 크레인(20)의 보권 후크(24)에 의해 슈트 본체(32)의 타측이 들어 올려져 기울어지면서 슈트 본체(32)에 적재된 고철(40)이 전로 노구를 통해 전로(10) 내부에 장입된다. 이때, 상기 전로(10)는 회동축(16)을 중심으로 슈트 본체(32)가 위치한 방향을 향해 소정의 기울기를 갖도록 회동되어, 상기 슈트 본체(32)의 일측 중 일부가 전로(10)에 인입된다.

상기와 같이 고철(40)이 장입되는 전로(10)는, 상기 전로(10)는 노내 반응으로부터 전로(10)의 설비를 보호하기 위하여 전로 철피(12) 내측으로 내장 연와(14)가 축조되는 바, 상기 고철 장입 슈트(30)에서 전로(10) 내부로 고철(40)이 낙하되면서, 상기 내장 연와(14)에 충격을 가하여 내장 연와(14)의 마모 및 파손을 발생시켜 전로(10)의 수명을 단축시킨다. 특히, 상기 고철 장입 슈트(30)의 기울기가 급격할수록 슈트 본체(32)에 적재된 고철(40)이 전로(10) 내부로 장입될 때의 낙하 속도가 가속되어 내장 연와(14)에 가해지는 충격은 더욱 심해진다.

또한, 상기 전로 공정 중 고철 투입이 반복적으로 실시됨으로써, 상기 내장 연와(14)의 마모 및 파손은 빈번하게 발생되고 마모 및 파손된 내장 연와(14)를 보수하기 위해서는 전로(10)의 가동을 중지시켜야 하기 때문에 조업 중단으로 인해 생산성이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고철 장입 슈트에서 전로 내부로 고철이 장입될 때 상기 고철의 낙하 속도를 감소시켜 전로 내부에 축조된 내장 연와의 마모 및 파손을 미연에 방지할 수 있는 고철 장입 슈트 및 이를 이용한 고철 장입 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상으로는, 일측이 개방된 슈트 본체와, 상기 슈트 본체에 설치되어 자기력을 발생시키는 자기력 발생부를 포함하는 고철 장입 슈트에 의해 달성된다.

여기서 상기 자기력 발생부는, 인가되는 전류에 따라 자기력을 발생시키는 전자석을 포함하는 것이 바람직하다.

또한 상기 자기력 발생부는, 상기 슈트 본체의 개방된 일측으로부터 타측으로 설치된 것이 바람직하다.

또한 상기 자기력 발생부는, 상기 슈트 본체에 적재된 고철이 전로로 투입되는 방향과 교차 방향으로 설치된 것이 바람직하다.

그리고 상기 자기력 발생부는, 상기 슈트 본체에 적재된 고철이 전로로 투입 되는 방향과 평행 방향으로 설치된 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 기술적 사상으로는, 고철 장입 슈트에 고철이 적재되는 고철 적재단계와, 상기 고철 적재단계 후 천장 크레인에 의해 고철 장입 슈트가 전로의 상방으로 이동하는 고철 운반단계와, 상기 고철 장입 슈트가 전로의 상방에 위치하면 고철 장입 슈트를 경주시켜 고철을 전로에 투입하는 고철 장입단계를 포함하고, 상기 고철 장입단계는, 상기 고철 장입 슈트에 설치된 자기력 발생부에 전류를 인가시켜 자기력을 발생시키는 자기력 발생단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고철 장입 방법에 의해 달성된다.

여기서 상기 자기력 발생단계는, 상기 고철 장입 슈트의 경주 상태에 따라 자기력 발생부에 인가되는 전류를 제어하는 것이 바람직하다.

또한 상기 고철 장입 슈트에 다수의 자기력 발생부가 설치되고, 상기 자기력 발생부에 인가되는 전류의 세기는 서로 같은 것이 바람직하다.

아울러, 상기 고철 장입 슈트에 다수의 자기력 발생부가 설치되고, 상기 다수의 자기력 발생부 중 적어도 어느 하나에 인가되는 전류의 세기는 나머지 자기력 발생부의 전류 세기와 다른 것이 바람직하다.

상기와 같이 슈트 본체의 활강면을 따라 자기력 발생부가 내설되면 상기 자기력 발생부에서 형성되는 자기력에 의해 고철을 구속시켜 전로 내부로 장입되는 고철의 낙하 속도를 감소시켜 고철 낙하에 따른 내장 연와의 충격을 줄여 내장 연와의 마모 및 파손을 방지하게 된다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 고철 장입 슈트를 나타낸 사시도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 고철 장입 슈트(100)는, 고철이 적재되도록 트레이의 형상을 갖되 일측이 개방된 슈트 본체(110)와, 상기 슈트 본체(110)에 설치되어 전류 인가에 따라 자기력을 발생시켜 고철을 구속하는 자기력 발생부(140)로 구성된다.

상기 슈트 본체(110)는, 대략 소정의 두께와 면적을 갖는 활강면(112)이 형성되고 상기 활강면(112)의 사측면 둘레로 소정 높이를 갖는 측벽(114)이 형성되되 상기 측벽(114) 중 슈트 본체(110)의 정면에 해당하는 일측벽이 개방되어 상기 일측벽을 통해 활강면(112)에 적재된 고철을 전로 내부로 장입하게 된다.

그리고, 상기 슈트 본체(110)의 좌우측벽에는 천장 크레인의 주권 후크에 결속되기 위한 주 회동축(120)이 마련되고, 상기 슈트 본체(110)의 배면에 해당하는 타측벽에는 천장 크레인의 보권 후크에 결속되기 위한 보조 회동축(130)이 마련된다.

상기와 같은 구조를 갖는 슈트 본체(110)에는, 자기력을 발생시키기 위한 자기력 발생부(140)가 설치되는데, 상기 자기력 발생부(140)는, 고철이 적재되고 슈트 본체(110)가 경주될 때 고철을 전로 내부로 안내하게 되는 활강면(112) 내부에 설치되어 상기 활강면(112)에 적재된 고철이 전로로 장입될 때 자기력 발생부(140)와 고철이 충돌하지 않도록 하기 위함이다.

상기 자기력 발생부(140)는, 상기 슈트 본체 (110)외부에서 공급되는 전류에 의해 자기력을 발생시켜 전로 공정 중 고철을 전로에 장입하도록 상기 슈트 본 체(110)가 경주될 때 상기 슈트 본체(110)의 활강면(112)을 따라 전로로 미끄러지는 고철을 구속시켜 고철의 낙하 속도를 감소시킨다.

부연하자면, 상기 슈트 본체(110)의 활강면(112) 내부에 자기력 발생부(140)가 구비되고, 상기 자기력 발생부(140)에 전류를 공급하기 위한 도선이 활강면(112) 내부에 인입되어 상기 자기력 발생부(140)와 연결되도록 배선된다. 바람직하게는, 상기 천장 크레인에 자기력 발생부(140)에 전원 공급부(미도시)가 설치되고, 상기 전원 공급부에서 주권 후크 내경으로 도선(미도시)이 배선된다.

그리고, 상기 슈트 본체(110)의 활강면(112)에 내설된 자기력 발생부(140)에서, 상기 슈트 본체(110)의 양측에 마련된 주 회동축(120)의 외경으로 도선(미도시)이 배선되어 상기 주권 후크와 주 회동축(120)의 결속에 따라 도선이 접지 또는 단락되어 자기력 발생부(140)로 공급되는 전류를 제어하게 된다.

여기서 상기 주권 후크와 주 회동축(120)의 결속에 따라 자기력 발생부(140)로 공급되는 전류 제어라 함은, 상기 천장 크레인이 슈트 본체(110)를 권상하게 될 때 상기 주권 후크의 내경에 위치하게 되는 주 회동축(120)이 슈트 본체(110) 경주 시 소정 방향으로 회전하게 되고 이때, 상기 주권 후크와 주 회동축(120)에 배선된 도선의 접촉 면적에 따라 자기력 발생부(140)에 공급되는 전류 제어를 포함한다.

여기서 상기 슈트 본체(110)의 구조는, 앞서 설명한 구조에만 한정되지 않고 전로에 고철이 장입되는 조건 및 고철의 적재 환경에 따라 변형 가능하다. 예를 들어 슈트 본체는, 대략 중공된 반구 원형기둥의 형상을 갖되 슈트 본체의 정면에 해당하는 일측이 개방 또는 전로로 가까워질수록 입구가 좁아지도록 변형될 수 있다.

상기와 같이 슈트 본체에 설치되는 자기력 발생부의 실시예를 도 3에 의거하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 고철 장입 슈트에 설치된 자기력 발생부를 나타낸 사시도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 상기 자기력 발생부(140)는 철심(142)에 권선 코일(144)이 감긴 전자석을 포함한다. 상기 전자석에서 발생되는 자기력은 상기 철심(142)에 감긴 권선 코일(144)에 공급되는 전류의 세기 및 권선 코일(144)의 권선량에 따라 제어된다.

상기와 같은 자기력 발생부(140)가 상기 슈트 본체(110)의 활주면(112)에 내설되는 바, 상기 자기력 발생부(140)는 슈트 본체(110)의 개방된 일측으로부터 타측으로 설치된다. 부연하자면, 상기 자기력 발생부(140)는 슈트 본체(110)의 활주면(112)을 따라 내설되되 상기 자기력 발생부(140)는 슈트 본체(110)의 개방된 일측과 가깝도록 활주면(112)에 내설되거나 상기 활주면(112)에 다수의 구획을 나누고 각 구획마다 설치될 수 있다.

예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 슈트 본체(110)의 활강면(112)에 제 1 자기력 발생부(140a), 제 2 자기력 발생부(140b), 제 3 자기력 발생부(140c)가 고철이 전로로 투입되는 방향과 교차 방향으로 설치된다. 특히, 제 3 자기력 발생부(140c)는 슈트 본체(110)의 개방된 일측과 가깝게 설치되고, 각각의 자기력 발생부(140a, 140b, 140c)에 공급되는 전류를 고철 장입 슈트(100)의 경주 상태에 따라 다르게 제어된다. 이에 따라서, 경주된 슈트 본체(110)의 활강면(112)을 따라 미끄러지는 고철을 순차적으로 구속하여 전로 내부로 낙하되는 고철의 낙하 속도를 감소시킬 수 있다.

경우에 따라서는, 상기 자기력 발생부(140)가 슈트 본체(110)에 적재된 고철이 전로로 투입되는 방향과 평행한 방향으로 다수의 구획으로 나뉘어 설치될 수 있다. 이에 따라서, 고철 장입 슈트(100) 내에 자기력이 균일하게 형성되어 경주된 슈트 본체(110)의 활강면을 따라 미끄러지는 고철의 낙하 속도를 감소시킬 수 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 고철 장입 슈트의 동작을 도 4 및 도 5에 의거하여 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 고철 장입 슈트에 의한 고철 장입을 나타낸 측단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 고철 장입 방법을 나타낸 순서도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 전로 공정에서 전로(10)에 용선을 장입하기 전에 고철(40)을 먼저 장입하게 된다.

이를 위해 상기 고철 장입 슈트(100)에 고철을 적재(S110)하게 되는 바, 상기 고철 장입 슈트(100)가 고철 하역장에 위치하게 되면 마그네틱 크레인(미도시)을 이용하여 전로 공정 중 전로에 필요한 양만큼의 고철(40)을 고철 장입 슈트(100)의 활강면(112)에 적재하게 된다.

상기 고철 장입 슈트(100)에 고철(40)이 적재되면 고철 하역장과 전로 사이를 운행하는 천장 크레인(20)에 고철 장입 슈트(100)가 권상 및 운반(S120)되는데, 상기 천장 크레인(20)의 주권 후크(22)와 보권 후크(24)가 슈트 본체(110)에 마련된 주 회동축(120)과 보조 회동축(130)과 결속되면, 상기 고철 장입 슈트(100)가 소정 높이에 위치할 수 있도록 천장 크레인(20)이 고철 장입 슈트(100)를 권상하게 된다.

상기 천장 크레인(20)에 고철 장입 슈트(100)가 권상되면, 상기 천장 크레인(20)은 전로(10)로 운행하여 전로(10)의 노구를 통해 고철(40)이 장입될 수 있도록 상기 보권 후크(24)를 들어올려 고철 장입 슈트(100)를 경주하게 된다. 이때, 상기 전로(10)는 회동축(16)을 중심으로 슈트 본체(110)가 위치한 방향을 향해 소정의 기울기를 갖도록 회동되어, 상기 슈트 본체(110)의 일측 중 일부가 전로(10)에 인입된 상태로 위치하게 된다.

그리고, 상기 고철 장입 슈트(100)가 소정 기울기로 경주(S130)됨에 따라 주권 후크(22)와 주 회동축(120)에 배선된 도선이 연결된다. 상기와 같이 주권 후크(22)와 주 회동축(120)의 도선이 연결되면 천장 크레인(20)에 설치된 전원 공급부로부터 전류가 도선을 따라 활강면(112)에 설치된 자기력 발생부(140)의 권선 코일(144)로 흐르게 된다.

상기 권선 코일(144)로 전류가 흐르게 되면 자기력 발생부(140) 주위에 자기력이 형성(S140)되고, 소정 기울기로 경주된 활강면(112)을 따라 미끄러지는 고철(40)이 상기 자기력에 구속되어 전로(10) 내부로 낙하되는 고철(40)의 낙하 속도를 감소시킨다.

부연하자면, 상기 고철(40)은 다량의 철을 함유하고, 자기력은 철을 끌어당기기 때문에 고철(40)이 활강면(112)에서 미끄러져 전로(10) 내부로 투입될 때의 고철(40) 낙하 속도가 감소되고, 감소된 고철(40) 낙하 속도만큼 내장 연와(14)에 가해지는 충격이 줄어들게 되어 내장 연와(14)의 마모 및 파손을 방지할 수 있다.

이와 함께, 상기 슈트 본체(110) 내 자기력이 형성될 때 상기 고철 장입 슈트(100)의 경주 상태에 따라 자기력 발생부(140)에 공급되는 전류의 세기를 제어하여 고철(40) 낙하 속도를 더욱 감소시킬 수 있다.

즉, 상기 천장 크레인(20)에 권상된 고철 장입 슈트(100)가 소정 기울기로 경주되면 주권 후크(22)와 주 회동축(120)의 도선이 접지되고, 상기 고철 장입 슈트(100)가 소정 기울기 이상으로 경주되면 상기 주권 후크(22)와 주 회동축(120)의 도선 접지 면적이 증가하고, 상기 고철 장입 슈트(100) 내에 형성된 자기력도 증가하게 된다. 증가된 자기력은, 소정 기울기 이상으로 경주된 활강면(112)에서 미끄러지는 고철(40)을 더욱 강하게 구속하여 고철(40)의 낙하 속도를 감소시킨다.

또한 상기 고철 장입 슈트(100)가 소정 기울기 이하로 경주되면, 상기 주권 후크(22)와 주 회동축(120)의 도선 접지 면적이 감소 내지 단락되고, 상기 고철 장입 슈트(100) 내에 형성된 자기력도 감소하게 된다. 감소된 자기력은, 소정 기울기 이하로 경주된 활경면(112)에서 미끄러지는 고철(40)을 약하게 구속하여 고철(40)의 낙하 속도를 감소시킨다.

한편, 본 발명은 상술한 실시예로서만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있고, 그러한 수정 및 변형이 가해진 것도 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것으로 보아야 한다.

예를 들어, 본 발명의 상세한 설명에서는 전원 공급부가 고철 장입 슈트 외부에 설치된 것으로 설명하였으나, 경우에 따라서는 상기 전원 공급부가 고철 장입 슈트 내에 설치되고, 상기 고철 장입 슈트의 경주 상태를 감지할 수 있는 센서에 의해 상기 전원 공급부에서 자기력 발생부로 공급되는 전류를 제어할 수 있다.

또한, 상기 자기력 발생부는 슈트 본체의 활강면에 설치된 것으로 설명하였으나, 경우에 따라서는, 상기 슈트 본체의 활강면 사측면 둘레에 형성된 측벽에 설치될 수 있다.

본 발명에 의한 고철 장입 슈트 및 이를 이용한 고철 장입 방법은, 고철 장입 슈트에 자기력 발생부가 설치되어 상기 고철 장입 슈트 내에 자기력이 형성됨으로써, 활강면에 적재된 고철이 전로 내부로 장입될 때 상기 고철을 구속하여 고철의 낙하 속도를 감소시켜 전로 내부에 축조된 내장 연와의 마모 및 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 고철 장입 슈트에 고철이 적재되는 고철 적재단계와,

   상기 고철 적재단계 후 천장 크레인에 의해 고철 장입 슈트가 전로의 상방으로 이동하는 고철 운반단계와,

   상기 고철 장입 슈트가 전로의 상방에 위치하면 고철 장입 슈트를 경주시켜 고철을 전로에 투입하는 고철 장입단계를 포함하고,

   상기 고철 장입단계는, 상기 고철 장입 슈트에 설치된 자기력 발생부에 전류를 인가시켜 자기력을 발생시키는 자기력 발생단계를 포함하며,

   상기 고철 장입 슈트에 다수의 자기력 발생부가 설치되고,

   상기 다수의 자기력 발생부에 인가되는 전류의 세기는 서로 같거나, 상기 다수의 자기력 발생부 중 적어도 어느 하나에 인가되는 전류의 세기는 나머지 자기력 발생부의 전류 세기와 다른 것을 특징으로 하는 고철 장입 방법.
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