KR100910304B1 - 정련로의 시료 자동 처리장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제강공장의 정련공정에서의 시료처리장치에 관한 것으로, 용강의 성분을 분석하기 위해서 용강으로부터 시료를 채취한 후 시료를 처리하는 작업을 좀 더 안전하고 계량된 방법에 의해 자동으로 처리하기 위한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 각종 설비를 탑재할 수 있는 면적을 제공하고, 측면에서 작용하는 파워 실린더에 의해 일정각도 만큼 회전되어 세워지거나 눕혀질 수 있도록 일 측면이 핀에 의해 고정되고 다른 측면이 개방되는 메인 프레임과; 상기 메인 프레임의 상부에 좌, 우로 이동 가능하게 탑재되며, 상기 좌우 이동에 의해 프로브를 절단하여 상기 절단된 프로브로부터 시료를 외부로 노출시키고 상기 노출된 시료를 잡아 고정하는 시료채취 유니트와; 상기 메인 프레임 측면에 설치되며, 상기 파워 실린더에 의해 상기 메인 프레임이 세워지게 될 때 상기 시료채취 유니트에 고정된 시료를 절단하여 냉각시키는 그라인더 유니트를 포함하는 미니밀 정련로의 시료 자동처리장치를 제공한다.

정련로, 시료채취, 프로브, 샘플링

Description

정련로의 시료 자동 처리장치{Apparatus for automatic processing a sample ore in a smelting furnace}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 미니밀 정련로의 시료 자동처리장치의 전체 구성도

도 2는 도 1의 메인 프레임 동작상태 사시도

도 3은 도 1의 대차 및 동력 전달부 분해사시도

도 4a 내지 도 4c는 도 1의 시료 집게부 상세도

도 5는 도 1의 그라인더 유니트 분해사시도

도 6은 본 발명에 의한 시료 자동처리장치의 개략적인 동작 흐름도

도 7a 및 도 7b은 본 발명에 의한 시료 자동처리장치의 상세 동작 흐름도

1 : 프로브 2 : 시료

3 : 메인 프레임 4 : 대차

5 : 집게 고정 프레임 6 : 파워실린더

7 : 모터 8 : 스프로켓

9 : 휠 10 : 체인

11 : 조인트 프레임 12 : 조인트 승강 실린더

13 : 에어호스 14 : 조인트 작동 실린더

15 : 조인트 15-A : 링크

15-B : 맞물림기어 15-C : 베이스

15-D : 베어링 16 : 시료집게

17 : 스토퍼 18 : 프로브 절단 브라켓트

19 : 핀 20 : 고정 브라켓트

21 : 시료집게 실린더 22 : 레일

31 : 모터 32 : 감속기

33 : 커플링 34 : 회전축

35 : 칼날 36 : 그라인더

37 : 그라인더 베이스 38 : 완충스프링

39 : 냉각수 노즐 40 : 그라인더 베이스 프레임

100 : 시료채취 유니트 200 : 그라인더 유니트

L1-L12 : 리미트 스위치

본 발명은 정련로의 시료처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 미니밀 제강공장의 정련로에서 용강의 성분분석을 위해 프로브를 이용하여 채취한 시료를 자동으로 프로브에서 분리하고 시료의 필요한 부분을 절단하여 냉각할 수 있도록 한 시료 자동처리장치에 관한 것이다.

종래의 시료처리방법은 종이로 된 프로브를 이용하여 시료를 채취하고, 상기 채취한 시료 분리해내기 위해서 시료가 있는 부위를 작업자가 절단한다. 그에 따라 시료가 노출되면 노출된 시료를 집게로 집어내 물에 넣어 냉각시킨다. 그리고 상기 시료를 집게로 집어 바닥에 쳐서 시료의 세라믹 부분과 용강부분(필요한 부분)을 분리해냄으로써 필요한 용강부분(필요한 부분)을 채취하는 작업을 수행하게 된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 시료처리방법에 의하면, 고온의 시료를 절단함에 있어서 작업자가 화상의 위험에 직접 노출되는 문제점이 있으며, 계속해서 생산되는 용강의 성분을 분석하기 위해 작업자의 수작업이 반복적으로 이루어지기 때문에 상기 시료처리작업을 수행하는 데에 많은 시간이 소요되는 등의 여러가지 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명은 프로브에 의해서 채취된 시료를 프로브에서 분리하고 냉각하여 필요한 부분을 절단하여 자동으로 처리할 수 있도록 한 정련로의 시료 자동 처리장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 각종 설비를 탑재할 수 있는 면적을 제공하고, 측면에서 작용하는 파워 실린더에 의해 일정각도 만큼 회전되어 세워지거나 눕혀질 수 있도록 일 측면이 핀에 의해 고정되고 다른 측면이 개방되는 메인 프레임과; 상기 메인 프레임의 상부에 좌, 우로 이동 가능하게 탑재되며, 상기 좌우 이동에 의해 프로브를 절단하여 상기 절단된 프로브로부터 시료를 외부로 노출시키고 상기 노출된 시료를 잡아 고정하는 시료채취 유니트와; 상기 메인 프레임 측면에 설치되며, 상기 파워 실린더에 의해 상기 메인 프레임이 세워지게 될 때 상기 시료채취 유니트에 고정된 시료를 절단하여 냉각시키는 그라인더 유니트를 포함하는 정련로의 시료 자동처리장치를 제공한다.

상기 본 발명의 목적과 특징 및 장점은 첨부도면 및 다음의 상세한 설명을 참조함으로서 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 미니밀 정련로의 시료 자동처리장치의 전체 구성도로서, 도 1에 도시된 바에 의하면, 본 발명의 시료 자동처리장치는 기본적으로 각종 설비를 탑재할 수 있는 면적을 제공하고 측면에서 작용하는 파워 실린더에 의해 일정각도 만큼 회전되어 세워지거나 눕혀질 수 있도록 일 측면이 핀에 의해 고정되고 다른 측면이 개방되게 장착되는 메인 프레임(3)을 구비한다. 그리고 상기 메인 프레임의 상부에 좌, 우로 이동 가능하게 탑재되며 상기 좌우 이동에 의해 프로브를 절단하여 상기 절단된 프로브로부터 시료를 외부로 노출시키고 상기 노출된 시료를 잡아 고정하는 시료채취 유니트(100)와, 상기 메인 프레임 측면에 설치되며 상기 파워 실린더에 의해 상기 메인 프레임이 세워지게 될 때 상기 시료채취 유니트에 고정된 시료를 절단하여 냉각시키는 그라인더 유니트(200)를 포함하여 구성한다.

도 2는 상기 도 1의 메인 프레임 작동상태 사시도로서, 상기 메인 프레임(3)이 측면에 설치된 파워 실린더(6)의 작용에 의해 90°만큼 회전하여 지면에 수직하게 세워진 상태를 도시하고 있다.

상기 메인 프레임(3)은 도 2에 도시된 바와 같이, 각종 설비를 탑재할 수 있는 면적을 제공하고, 측면에서 작용하는 파워 실린더(6) 및 그에 장착된 두개의 리미트 스위치(L1, L2)에 의해 일정각도 만큼 회전(이하의 본 발명에서는 90°만큼 회전 가능하게 설치된 경우를 예를 들어 설명함)되어 세워지거나 눕혀질 수 있도록 일 측면이 핀(19)과 고정 브라켓트(20)에 의해 고정되고 다른 측면이 개방되되, 수평을 유지하도록 별도의 지지대로 지지될 수 있다. 상기 메인 프레임(3)이 도면에 도시된 바와 같이 90°회전하게 되면 시료집게 실린더(21)에 의해 작동된 시료집게(16)의 아래쪽으로 상기 그라인더 유니트(200)의 칼날(35)이 삽입되면서 상기 그라인더 유니트(200)의 작동으로 시료집게(16)에 물린 시료의 중앙부분을 잘라낼 수 있는 상태가 된다.

도 3은 상기 도 1의 대차 및 상기 대차의 이동을 위한 동력 전달 부분의 상세도로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 시료채취 유니트(100)는 각종 장치가 설치될 수 있는 메인 프레임(3) 위에 대차(4) 및 그에 장착된 두 개의 리미트 스위치(L7, L8)를 구비하고, 상기 대차의 측면에는 휠(9)을 장착하여 상기 상기 대차(4)가 시료를 받기 위해서 레일(22)상을 이동할 수 있도록 설치한다. 그리고 상기 대차에 동력을 제공하는 모터(7)를 설치하여 상기 모터(7)의 회전에 의해서 전후(도면상의 좌우)로 이동할 수 있도록 구성하며, 상기 모터(7)와 대차(4)와의 동 력전달을 하기 위해 휠(9)과 체인(10)과 스프로켓(8)이 설치되는 동력전달부를 구비한다.

그리고 상기 대차의 상부에는 두 개의 조인트 승강실린더(12) 및 그 각각에 두 개씩 장착된 리미트 스위치(L9, L10)에 의해 승강하는 조인트 프레임(11)이 설치되고, 상기 조인트 프레임(11)의 상면에 시료를 잡기 위한 조인트(15)와 조인트 작동실린더(14) 및 그에 장착된 두 개의 리미트 스위치(L5, L6)가 탑재되어, 상기 조인트 작동실린더(14)에 의해 상기 조인트(15)가 개폐되어 시료를 잡아 고정시킬 수 있도록 설치되어 있다.

또한 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 대차(4)의 끝 부분에는 대차(4)가 진행하면서 시료(2)가 삽입되어 있는 프로브(1)를 절단하기 위해 프로브 절단 브라켓트(18)가 설치되어 있으며, 반대편에는 프로브 절단시 프로브를 고정하기 위한 스토퍼(17)가 외부의 구조물에 설치된다.

또한 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 메인 프레임(3)의 상부에는 시료(2)를 잡기 위한 시료 집게 실린더(21) 및 그에 장착된 두개의 리미트 스위치(L3, L4)가 시료 집게 고정프레임(5)에 설치되어 있고, 상기 시료집게 고정프레임(5)은 메인프레임(3)의 상부에 고정되어 있다. 상기 시료집게 실린더(21)의 끝에는 시료 집게(16)가 있어서, 시료의 한 쪽(세라믹부분)을 잡아서 고정시키게 된다. 파워실린더(6)는 시료(2)를 자르기 위해 메인 프레임(3)의 측면 하부에 설치되어 메인 프레임(3)을 90도 회전시키게 된다.

도 4a 내지 도 4c는 상기 도 1의 시료 집게부 상세도로서, 상기 조인트 작동 실린더(14)의 조인트(15) 부분의 구성은 도 4a 내지 도 4c에 도시된 바와 같이, 조인트 작동실린더의 끝에 링크(15-A)가 설치되어 있고, 링크는 조인트의 한쪽 부분에 고정되어 있다. 조인트(15)의 하부에는 하나의 조인트(15)만 돌아가도 반대편도 함께 돌아갈 수 있도록 맞물림 기어(15-B)가 설치되어 있으며, 조인트(15)는 조인트프레임(11)의 베이스(15-C)에 베어링(15-D)으로 고정되어 있다.

도 5는 상기 도 1의 그라인더 유니트(200)의 상세도로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 그라인더 베이스 프레임(40)을 회전시키기 위한 모터(31), 감속기(32) 및 커플링(33), 회전축(34)과 베어링(35)으로 구성되어 있고, 그라인더(36)는 그라인더 베이스 프레임(40) 상부의 베이스 홈(37)에 끼워져 있으며, 그라인더(36)의 하부에는 그라인더 베이스프레임(40)과의 사이에 절단시 톱날(35)의 충격을 완충시키기 위한 완충 스프링(38)이 설치되어 있다. 그리고 시료를 절단할 때 발생하는 톱날의 손상을 최소화하고, 시료를 냉각하기 위해 그라인더 베이스프레임(40)의 측면에 냉각수 배관(39a)이 연결되어 있으며, 상기 배관의 끝에는 냉각수 노즐(39)이 장착되어 있으며, 상기 베이스 프레임의 회전상태를 검출하기 위한 두개의 리미트 스위치(L11, L12)가 구비되어 있다.

도 6 및 도 7a와 도 7b는 본 발명에 의한 시료 자동처리장치의 동작 흐름도로서, 이상과 같이 구성되는 본 발명의 동작은 도 6 및 도 7a와 도 7b에 예시된 바와 같으며, 이상의 본 발명에 의한 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

용강으로부터 시료를 채취한 후 정상위치로 복귀한 프로브(1)는 시료처리장치(3)의 상부에 위치하게 되며 프로브(1)의 중앙위치에 시료(2)가 있게 된다.

이때 상기 대차(4)는 뒤쪽에 위치해 있게 된다.

이후 운전자의 프로브 작동스위치의 신호에 의해서 모터(7)가 돌게 되면, 스프로켓(8)과 롤러체인(10)에 의해서 대차(4)는 레일(22)위를 이동하여 프로브(1)쪽으로 진행하게 되며, 대차의 앞쪽에 있는 프로브절단 브라켓트(18)가 먼저 프로브의 아랫부분을 밀고 지나가고, 프로브의 반대편에는 스토퍼(17)가 있어서 종이로 만들어진 프로브(1)는 꺽이게 되며, 프로브(1)의 중앙에 위치한 시료(2)가 노출된다.

다음으로 상기 대차(4)는 조인트(15)가 시료의 직하부에 오게 되면, 리미트 스위치(L7)가 동작하여 상기 대차의 이동은 정지하게 된다.

그와 동시에 조인트 승강 실린더(12)가 상승하게 되며, 이후 상기 조인트(15)가 시료(2)의 바로 아래에 오게 되면, 리미트 스위치(L10)가 동작하여 상기 조인트 승강 실린더의 동작은 정지하게 된다.

상기 리미트 스위치(L10)가 동작된 이후 일정 시간만큼 대기(도면에서는 2초로 설정된 경우를 예로 들어 설명함)한 후, 조인트 작동실린더(14)가 작동하기 시작하고, 이후 리미트 스위치(L6)가 동작하게 되면 벌어져 있던 조인트(15)가 좁아지면서 시료(2)를 집게 되고, 리미트 스위치(L6)가 동작하게 되면 상기 대차(4)는 원래 위치로 복귀하기 시작한다.

상기 대차(4)가 원래의 위치로 복귀하게 되면 리미트 스위치(L8)가 동작하게 되고, 따라서 상기 리미트 스위치(L8)가 동작에 의해 대차는 원위치에서 정지하게 된다.

상기 리미트 스위치(L8)가 동작된 이후 일정 시간만큼 대기(도면에서는 2초로 설정된 경우를 예로 들어 설명함)한 후, 조인트 프레임(11)의 상부에 있는 시료(2)는 집게실린더(21)의 끝에 부착된 시료집게(16)의 사이에 위치하게 되고, 집게실린더(15)가 동작하여 상기 시료집게(16)가 시료의 끝부분을 잡게 되면, 상기 리미트 스위치(L4)가 동작하게 된다.

상기의 작동이 완료하게 되면, 파워실린더(6)가 작동하여 메인프레임(3)을 고정브라켓트(20) 및 핀(19)을 중심으로 90도 회전시킬 수 있게 되며, 상기 파워 실린더의 작동에 의해 상기 리미트 스위치(L2)가 동작하면 상기 메인 메인 프레임의 90°회전이 완료된 상태로서 파워실린더(6)가 정지하게 된다.

상기 메인프레임(3)이 90도 회전이 완료되면, 초기에 눕혀져 있던 그라인더(36)는 모터(31)의 작동에 의해 회전축(34)이 돌게 되고, 그라인더 베이스프레임(40)이 회전을 하며 동시에 그라인더(36)의 톱날도 돌게 된다.

상기 그라인더(36)의 톱날은 회전하면서 90도 회전된 시료(36)를 자르면서 지나가고, 고온의 시료는 냉각수(39)에 의해서 냉각된다.

상기의 시료(2) 컷팅 및 냉각수 분사동작은 상기 리미트 스위치(L12)가 동작에 의해 정지되며, 이러한 시료 컷팅동작이 완료되면 모터(31)는 역회전하여 그라인더 베이스프레임(40)을 원위치시키고, 상기 메인프레임(3)도 파워실린더(6)에 의해 원위치된다. 이때의 원위치 동작은 상기 리미트 스위치(L11,L1)가 동작하는 것에 의해 이루어진다.

마지막으로 조인트(15) 부분이 열려지게 되면(상기 리미트 스위치(L5)가 동 작) 필요로 하는 용강의 시료(2)를 채취할 수 있게 된다.

이상의 본 발명에 의하면, 프로브에 의해 채취된 시료를 자동으로 처리할 수 있게 됨으로써 고온의 시료처리 중에 발생될 수 있는 화상재해 및 정련로 배기 유해가스에 노출됨에 의한 안전재해를 미연에 방지할 수 있게 되며, 매 용강 처리시 마다(약 1시간) 시행되는 시료채취 업무효율을 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 각종 설비를 탑재할 수 있는 면적을 제공하고, 측면에서 작용하는 파워 실린더에 의해 일정각도 만큼 회전되어 세워지거나 눕혀질 수 있도록 일 측면이 핀에 의해 고정되고 다른 측면이 개방되는 메인 프레임과;

   상기 메인 프레임의 상부에 좌, 우로 이동 가능하게 탑재되며, 상기 좌우 이동에 의해 프로브를 절단하여 상기 절단된 프로브로부터 시료를 외부로 노출시키고 상기 노출된 시료를 잡아 고정하는 시료채취 유니트와;

   상기 메인 프레임 측면에 설치되며, 상기 파워 실린더에 의해 상기 메인 프레임이 세워지게 될 때 상기 시료채취 유니트에 고정된 시료를 절단하여 냉각시키는 그라인더 유니트를 포함하는 것을 특징으로 하는 정련로의 시료 자동처리장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 시료채취 유니트는,

   상기 메인 프레임의 상부에 좌,우로 이동 가능하게 설치되는 대차와;

   상기 대차의 선단부에 설치되며, 용강으로부터 시료를 채취하여 정상위치로 복귀한 프로브를 절단하여 시료를 외부로 노출시키는 프로브 절단 브라켓트와;

   상기 대차의 윗면에 조인트 프레임에 의해 설치되며, 상기 노출된 시료의 필요 부분을 잡아 고정하는 조인트와;

   상기 조인트에 고정된 시료의 윗부분을 잡아 고정하는 시료 집게 및 시료 집게 실린더와;

   상기 대차의 윗면에 설치되며, 상기 조인트를 좌, 우로 이동 및 상, 하로 승강시키기 위한 조인트 작동실린더 및 조인트 승강실린더와;

   상기 대차의 휠 및 대차 구동용 모터와 스프로켓을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정련로의 시료 자동처리장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 그라인더 유니트는,

   모터 및 감속기를 일체로 결합한 샤프트와;

   상기 샤프트에 결합되어 소정 각도만큼 회전되는 그라인더 메인 프레임과;

   상기 그라인더 메인 프레임의 상면에 지지 및 고정되는 그라인더와;

   상기 그라인더 메인 프레임에 의해 지지 및 고정되며 냉각수 공급을 위한 배관이 연결되고 상기 그라인더 작동시 고온의 시료를 냉각시키기 위한 냉각수를 분사하는 냉각수 분사 노즐과;

   상기 그라인더의 톱날을 보호하기 위한 완충 스프링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 정련로의 시료 자동처리장치.

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