KR100897747B1 - 전기로의 전극 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전극과 전극이 연결되는 순간 견고한 결합이 가능하고, 결합된 전극은 이탈이 되지 않도록 하는 전기로의 전극을 제공하는 것으로, 전극은, 자체의 중심부에 안내홈이 형성되고, 그 안내홈의 상단 원주에 체결홈이 형성되며, 지지봉의 일단에 나사 체결되는 안착틀; 상기 지지봉의 타측에 고정되는 삽입판, 이 삽입판의 복수의 적소에 고정된 회전중심핀을 기준으로 상기 삽입판의 외측을 향해 탄성 회전 가능하도록 지지되는 체결부재와, 상기 삽입판에 탄성 회전 가능하도록 지지되어 상기 체결부재를 선택적으로 잡게 되는 잠금키와, 상기 지지봉의 타단에 봉에 대해 수직되는 방향으로 탄성지지된 채 고정되고 외측면은 상기 안내홈에 대응되는 형상으로 형성되며 상단에는 상기 잠금키를 역탄성 방향으로 회전시키는 푸셔가 형성되는 안착캡으로 이루어진 체결부; 및 상기 안착틀과 삽입판의 사이에 채워지는 카본을 포함한다.

전기로, 전극, 니플, 안착틀, 체결부

Description

전기로의 전극{ELECTRODE OF ELECTRIC FURNACE}

도 1은 일반적인 전기로를 부분 절개하여 도시한 개략도이다.

도 2는 본 발명에 따른 전기로에 사용되는 전극을 도시한 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 전극의 체결부를 부분 절개하여 도시한 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 전극의 체결부 일부를 도시한 부분 확대도이다.

도 5는 본 발명에 따른 전극과 전극의 결합 전 상태를 도시한 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 전극과 전극의 결합 후 상태를 도시한 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

13 : 안착틀 15 : 체결부

17 : 안내홈 19 : 체결홈

21 : 인입홈 23a,23b : 삽입판

29 : 체결부재 31 : 잠금키

31a : 경사면 37 : 안착캡

37a : 푸셔 41 : 스톱퍼

본 발명은 전기로에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 전기로의 내부에서 아크를 발생시키는 전기로의 전극에 관한 것이다.

일반적으로 전기로는 노내에 주원료인 스크랩을 장입하고 전기가 인가된 전극으로 스크랩을 용해하여 강을 제조하는 노(爐)이며, 전기로는 주로 전열 화학 제품의 제조, 금속의 정련(精練), 용융, 열처리 등에 사용된다.

이와 같은 전기로는 도 1에 도시한 바와 같이, 본체(1), 중간부분(3) 및 대천정(3)의 3부분으로 나뉘며, 전극(7)은 전극홀더(9)에 고정된 채 대천정을 관통하여 본체(1)의 중심부에 위치하게 된다.

전극(7)은 카본을 이용하여 원기둥형태로 제작되며, 니플(nipple)을 이용하여 적어도 2개 이상이 상호 연결되어 사용된다.

전기로를 이용하여 고철을 용해하는 과정은, 먼저 전기로의 본체 내부에 고철을 장입한 후 전극에 전력을 공급하면 전극과 고철 사이에 절연 파괴 현상이 발생하면서 아크가 발생하게 된다. 이때 순수 카본으로 구성된 전극은 스스로 산화하면서 산화열이 발생되고, 이 열에 의해 고철이 용해되는 것이다.

이렇게 용해작업을 진행하게 되면 전극 중에서 고철과 근접한 하부에 위치한 전극이 마모가 되고, 마모가 계속 진행되어 하부에 위치한 전극이 거의 사용되었을 때에는 상부에 위치하는 전극에 니플을 다시 결합하고 새로운 전극을 그 니플에 결합하여 사용하고 있다.

니플은 마름모형으로 구성되고, 이 니플과 결합하게 되는 전극의 상부에는 나사산을 형성한 소켓이 삽입된다.

니플과 소켓을 상호 연결할 때에는 연결장치를 사용하게 되는 데, 연결장치의 중심이 맞지 않거나 정위치가 틀리게 되면 니플이 비스듬히 삽입되는 경우가 있고, 이 상태에서 전극을 사용할 경우 니플에 의해 소켓이 손상되어져서 전극의 사용이 불가능하게 되는 문제점이 있다.

이렇게 소켓이 손상되면 상부에 위치한 전극을 니플에서 분해한 후 새로운 니플을 삽입해서 사용해야 하므로 교체시간과 보수를 위한 작업이 소요되어 용해작업이 중단되는 문제점이 있다.

아울러 전극이 니플에 제대로 연결된 상태에서도 니플의 중심부가 절손되는 경우가 자주 발생되며 소켓의 나사산과 니플의 나사산이 동시에 마모되어 전극이 이탈되는 경우도 있다.

이와 같은 현상이 발생되면 전극을 지지하는 지지암이 손상될 우려가 많을 뿐만 아니라 조치작업에도 많은 문제가 발생하게 된다.

본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 전극과 전극이 연결되는 순간 견고한 결합이 가능하고, 결합된 전극은 이탈이 되지 않도록 하는 전기로의 전극을 제공하는 데 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 전극은, 자체의 중심부에 안내홈이 형성되고, 그 안내홈의 상단 원주에 체결홈이 형성되며, 지지봉의 일단에 나사 체결되는 안착틀; 상기 지지봉의 타측에 고정되는 삽입판, 이 삽입판의 복수 의 적소에 고정된 회전중심핀을 기준으로 상기 삽입판의 외측을 향해 탄성 회전 가능하도록 지지되는 체결부재와, 상기 삽입판에 탄성 회전 가능하도록 지지되어 상기 체결부재를 선택적으로 잡게 되는 잠금키와, 상기 지지봉의 타단에 봉에 대해 수직되는 방향으로 탄성지지된 채 고정되고 외측면은 상기 안내홈에 대응되는 형상으로 형성되며 상단에는 상기 잠금키를 역탄성 방향으로 회전시키는 푸셔가 형성되는 안착캡으로 이루어진 체결부; 및 상기 안착틀과 삽입판의 사이에 채워지는 카본을 포함한다.

그리고 상기한 잠금키는 체결부재 측에 대응되는 일단에 걸림턱이 형성되고, 푸셔에 접촉되는 타단에는 잠금키의 우측방향으로 경사진 경사면이 형성되는 것이 바람직하다.

또한 회전중심핀은 상기 삽입판의 중심에서 동일한 위치에 고정되며, 인접한 두 회전중심핀의 사이는 동일한 거리를 유지하여 고정되는 것이 바람직하다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 전기로에 사용되는 전극을 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 전극의 체결부를 부분 절개하여 도시한 사시도이다.

도면에서 알 수 있듯이, 본 발명은 지지봉(11)의 양단에 안착틀(13)과 체결부(15)가 결합된 구조로서, 안착틀(13)과 체결부(15)의 사이에 카본이 채워지게 된다.

지지봉(11)의 상단에 나사 체결되는 안착틀(13)은 도 2, 도 3 및 도 5에 도 시한 바와 같이 원추 형상의 안내홈(17)이 중심부에 형성되고, 그 안내홈(17)의 상단 원주에 체결홈(19)이 형성되는 구조이다. 안내홈(17)의 중심부에는 인입홈(21)이 형성된다.

그리고 체결부(15)는 평행하게 배치된 2개의 삽입판(23a,23b)이 지지봉(11)의 하측으로 삽입된 후 지지봉(11)에 용접되어져 고정되고, 두 삽입판(23a,23b) 중에서 하측에 위치한 삽입판(23b)에는 3개의 관통홀(25)이 형성된다.

이러한 두 삽입판(23a,23b)의 사이에는 3개의 회전중심핀(27)이 고정되는 데, 이 회전중심핀들은 삽입판(23a,23b)의 중심에서 동일한 위치에 고정되며, 인접한 두 회전중심핀(27)의 사이는 동일한 거리를 유지하여 고정된다.

각각의 회전중심핀(27)에는 체결부재(29)가 회전 가능하게 삽입되어 두 삽입판(23a,23b)의 사이에 위치하고, 이 체결부재(29)는 일단이 상측에 위치한 삽입판(23a)에 고정되고 타단이 체결부재(29)에 고정된 스프링에 의해 탄성 지지된다. 따라서 체결부재(29)는 항상 삽입판(23a,23b)으로부터 외측으로 펼쳐지려는 방향으로 탄성 지지된다.

이러한 체결부재(29)를 일시적으로 삽입판(23a,23b)의 내측에 고정시키기 위해서 체결부재(29)를 록킹하는 잠금키(31)를 두 삽입판(23a,23b)의 사이에 회전 가능하게 고정하게 된다. 이를 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4에 도시한 바와 같이, 잠금키(31)는 두 삽입판 사이에 양단이 지지된 고정핀(33)에 회전 가능하게 삽입되고, 일단이 잠금키(31)에 고정되고 타단이 삽입판(23a)에 고정된 탄성스프링(35)에 의해 탄성 지지된다.

이때 잠금키(31)는 일단에 걸림턱이 형성되고 이 걸림턱이 상기한 체결부재(29)의 방향으로 탄성이 형성됨으로써 잠금키(31)는 삽입판(23a,23b)의 내측으로 회전된 체결부재(29)를 고정시키게 된다.

그리고 잠금키(31)의 타단에는 잠금키(31)의 우측방향으로 경사진 경사면(31a)을 형성하고, 이 경사면(31a)이 후술하는 푸셔에 대응될 수 있도록 상기한 관통홀(25)이 형성된 지점에 위치하게 된다.

한편, 하측의 삽입판(23b)에서 돌출된 지지봉(11)에는 안착캡(37)이 지지봉(11)에 대해 수직되는 방향으로 탄성지지된 채 고정된다. 이를 위해 안착캡(37)의 내측에는 지지봉(11)에 일단이 고정된 스프링(39)이 내장되고, 안착캡(37)을 관통한 지지봉(11)의 끝단에는 스톱퍼(41)가 나사 체결된다.

이러한 안착캡(37)의 외측면은 상기한 안착틀(13)의 안내홈(17)에 대응되는 형상으로 형성되고, 상단에는 상기한 경사면(31a)을 압지하게 될 푸셔(37a)가 관통홀(25)의 개수에 대응되도록 형성된다.

한편, 상부에 위치한 전극을 후크 크레인으로 권상하기 위해서 고리가 형성된 홀더를 상부 전극의 상단에 착탈 가능하도록 결합한다. 이 홀더에는 전극의 외주면을 잡는 클램퍼가 설치된다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 따른 전기로의 전극을 상호 결합시키는 작용에 대해 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한다. 여기서 도 5 및 도 6은 상부전극(ED1)과 하부전극(ED2)이 결합된 부분을 도시한 도면으로, 상부전극(ED1)의 체결부(15)가 하부전극(ED2)의 안착틀(13)에 안착되는 상태를 도시한 도면이다.

먼저 홀더의 고리에 크레인의 후크를 걸고, 홀더의 내측을 상부 전극의 안착틀에 안착시킨다. 그러면 홀더의 클램퍼가 상부 전극(ED1)을 잡게 된다.

상부 전극(ED1)이 홀더에 결합된 상태에서 크레인을 이동하여 전기로 홀더에 고정된 전극(이하 하부 전극이라 칭함)의 상부에 위치시킨다.

이 상태에서 크레인을 하강하면 상부 전극(ED1)과 하부 전극(ED2)이 결합된다.

즉, 상부 전극(ED1)의 체결부(15)가 하부 전극(ED2)의 안착틀(13)에 안착하게 되면, 안착캡(37)이 안내홈(17)에 삽입되고, 도 5에 도시한 바와 같이 거리가 "A"만큼 남았을 때 안착캡(37)의 선단부는 안내홈(17) 하단 표면에 닿게 된다.

그리고 나서, 크레인을 하강하여 상부 전극(ED1)을 계속 하강시키면 상부 전극(ED2)의 자중에 의해서 안착캡 내측의 스프링(39)이 압축되고, 상부 전극(ED1)의 하단면과 하부 전극(ED2)의 상단면이 밀착되기에 이른다.

이때 안착캡(37)의 푸셔(37a)가 관통홀(25)을 통과하여 잠금키(31)의 경사면(31a)에 접촉되고, 나아가 푸셔(37a)가 더욱 상승하게 되면 잠금키(31)는 고정핀(31)을 중심으로 정방향으로 회전하게 되며, 체결부재(29)를 잡고 있던 걸림턱이 체결부재(29)에서 이탈하게 된다.

이에 따라 걸림턱에 의해 걸려져서 탄성 지지되어 있던 잠금키(31)가 스프링(31)의 탄성복귀력에 의해 원위치하게 되면, 잠금키(31)는 체결홈(19)으로 삽입된다.

이 상태가 되면, 도 6에 도시한 바와 같이, 스톱퍼(41)가 인입홈(21)의 내부로 삽입되고, 안착캡(37)의 외측면은 안내홈(17)의 내측면에 완전히 밀착된 상태가 된다.

이렇게 상부 전극(ED1)과 하부 전극(ED2)이 완전히 결합되면, 하부 전극(ED2)을 파지하고 있던 전기로의 전극홀더를 해제한 후 크레인을 하강시킨 후 전극홀더가 상부 전극(ED1)을 파지한다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의하면, 전극 조립시 작업자의 실수에 의한 조립 불량 현상이 발생되지 않게 되어 고철 용해작업을 중단없이 지속적으로 실시할 수 있게 된다. 따라서 고철 용해작업의 능률이 향상된다.

또한 전극을 연결하는 시간이 많이 단축될 뿐만 아니라 전극이 지지봉에 의해 모두 연결되어져 있기 때문에 절손 및 이탈되는 문제가 발생하지 않아 안정된 작업 진행이 가능해진다.

Claims (3)

1. 자체의 중심부에 안내홈이 형성되고, 그 안내홈의 상단 원주에 체결홈이 형성되며, 지지봉의 일단에 나사 체결되는 안착틀;

   상기 지지봉의 타측에 고정되는 삽입판, 이 삽입판의 복수의 적소에 고정된 회전중심핀을 기준으로 상기 삽입판의 외측을 향해 탄성 회전 가능하도록 지지되는 체결부재와, 상기 삽입판에 탄성 회전 가능하도록 지지되어 상기 체결부재를 선택적으로 잡게 되는 잠금키와, 상기 지지봉의 타단에 봉에 대해 수직되는 방향으로 탄성지지된 채 고정되고 외측면은 상기 안내홈에 대응되는 형상으로 형성되며 상단에는 상기 잠금키를 역탄성 방향으로 회전시키는 푸셔가 형성되는 안착캡으로 이루어진 체결부; 및

   상기 안착틀과 삽입판의 사이에 채워지는 카본

   을 포함하는 전기로의 전극.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 잠금키는 상기 체결부재 측에 대응되는 일단에 걸림턱이 형성되고, 상기 푸셔에 접촉되는 타단에는 상기 잠금키의 우측방향으로 경사진 경사면이 형성되는 전기로의 전극.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 회전중심핀은 상기 삽입판의 중심에서 동일한 위치에 고정되며, 인접한 두 회전중심핀의 사이는 동일한 거리를 유지하여 고정되는 전기로의 전극.

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