KR100930111B1

KR100930111B1 - 토출구가 협소한 박슬라브용 침지노즐에 적합한 예열장치

Info

Publication number: KR100930111B1
Application number: KR1020020074319A
Authority: KR
Inventors: 이우식; 류승현
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2002-11-27
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2009-12-07
Also published as: KR20040046392A

Abstract

본 발명은 박슬라브를 연속주조하는 공정에 사용되는 토출구가 협소한 침지노즐을 효율적으로 예열시킬 수 있도록 구성된 예열장치의 제공에 관한 것으로, 침지노즐의 내부를 직접 예열하므로 효율적인 예열이 가능하면서 예열면적이 적어 예열에 소요되는 가스소모량을 절감할 수 있고, 턴디시 이동중에도 계속적인 예열이 가능하여 침지노즐의 온도를 안정적으로 확보할 수 있는 침지노즐 예열장치에 관한 것이다.

본 발명은 침지노즐(41)의 내부를 직접 가열하여 예열하기 위한 점화노즐(53)이 하부에 결합설치되고 그 상단내측에 예열대상 침지노즐(41)의 하단부가 결합되어지는 노즐결합부(51)를 가진 예열부(50)와, 상기 예열부(50)를 지지하는 지지부(70)와, 상기 지지부(70)를 이동시켜 이 지지부(70)에 설치지지된 예열부(50)를 예열위치 및 비예열위치로 선택 이동시키는 승강작동부(80)와, 상기 승강작동부(80)에 의해 예열부(50)가 예열위치로 이동되어 이 예열부(50)의 노즐결합부(51)에 침지노즐(41)이 결합될 때 그 결합 충격력을 완충시킬 수 있도록 상기 지지부(70) 및 승강작동부(80)사이에 배치되는 완충작용부(100)를 포함하는 구성을 특징으로 하는 토출구가 협소한 박슬라브용 침지노즐에 적합한 예열장치를 제공한다.

Description

토출구가 협소한 박슬라브용 침지노즐에 적합한 예열장치{APPARATUS FOR PREHEATING SUBMERGED ENTRY NOZZLE FOR USE IN CONTINUOUS CASTING OF THIN METAL SLAB}

도1은 종래의 침지노즐 예열장치 평면도,

도2는 종래의 침지노즐 예열장치의 측단면도,

도3은 본 발명에 의한 예열장치를 이용한 침지노즐 예열작업 상태도,

도4는 본 발명에 의한 장치중 승강작동부의 분해사시도,

도5는 본 발명에 의한 장치중 예열부의 평면도,

도6은 본 발명에 의한 장치중 지지부의 평면도,

도7은 본 발명에 의한 장치의 제어구성도,

도8은 본 발명중 제어부의 구성개요도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

41 : 침지노즐 50 : 예열부 51 : 노즐결합부

53 : 점화노즐 54 : 공기배관 55 : 가스호스

58 : 가스분배기 59 : 공기분배기 70 : 지지부

80 : 승강작동부 85 : 실린더 몸체 87 : 스크류

88 : 감속기 89 : 모터 90 : 실린더 로드

100 : 완충작용부 103 : 탄성부재 104 : 완충 실린더 로드

105 : 완충 실린더 몸체

본 발명은 연속주조공정에서 용강을 담는 용기에 부착되어 용강을 몰드로 안내하는 침지노즐을 예열하기 위한 예열장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 박슬라브 연주기에서처럼 침지노즐의 토출구가 협소한 침지노즐을 사용하여 연속주조를 하는 공정에서 침지노즐의 예열을 최대한 효율적으로 행할 수 있도록 하는 침지노즐 예열장치에 관한 것이다.

실용공개 제2000-0004099호에 소개되어 있는 침지노즐 간접예열장치에 의하면, 도1 내지 도2에서와 같이 원형의 오븐(10)외부는 철피로 되어 있고 내부는 내화물(3)이 시공되어 있으며 하부에 돌출되어 부착된 버너(1)는 오븐(10)내부와 연결되어 있으며, 가스배관(12)과 공기배관(13) 후단에 연결된 밸브(미도시)를 열어 버너화구(14)에 점화후 오븐(10) 상부에 침지노즐 삽입구와 침지노즐이 간섭되지 않도록 일치시킨 후 조작패널에서 상승버튼을 누르면 공기공급호스(19)를 통하여 압축공기가 실린더(17)에 공급되어 실린더 로드가 상승되고 가이드 휠(25)이 가이드 바(15)에 안내되어 상승되며 이때 상기 실린더 로드는 오븐(10) 하부에 연결되어 있어 오븐도 함께 상승되도록 되어 있다. 오븐(10)이 완전히 상승되면 오븐과 상부덮개와의 틈새를 세라크 울등의 단열재를 이용하여 밀봉하고 예열을 하게 되며, 이때 버너의 불꽃(31)은 오븐의 내벽을 타고 돌며 오븐내의 온도를 상승시켜 침지노즐(41)이 예열되게 하는 간접예열방식으로, 예열시 발생되는 폐가스는 오븐(10)의 상부 좌우측에 마련된 폐가스 배기라인(5)을 통하여 배출되게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 예열장치는 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 예열장치가 대형이라 한 곳에 고정 설치해야 하며 많은 부대설비와 장치가 필요하고, 특정위치에서만 예열이 가능하므로 박슬라브 연주기와 같이 두께가 얇은 슬라브를 주조하는 연주기에서는 초기 주조작업지연이 조금만 발생하여도 침지노즐의 온도가 하락되어 용강주입시 지금형성에 의한 조업사고가 자주 발생되며, 침지노즐 예열시 오븐 상부에 마련된 폐가스 배기라인으로 손실되는 에너지가 많아 가스소모량이 많고 예열중에 침지노즐의 열성 크랙발생등의 상태를 확인하기 어려워 예열후 주조위치로 이동시키는 과정에서 발견됨으로써 조치가 지연되는 문제가 있으며, 오븐내부의 잔류가스로 점화시 폭발발생과 같은 안전사고의 발생이 빈번한 것등의 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 침지노즐 토출구 내부를 직접 예열이 가능하도록 하는 수단과, 예열버너를 지지하고 승하강 및 예열과 비예열 위치로 이동시키도록 하는 수단을 구비하고, 작동시 침지노즐에 가해지는 충격을 최소화하고 침지노즐 하단부가 예열부에 밀착이 잘 되도록 하는 장치를 마련하여, 턴디시를 운반하는 대차에 부착하여 사용가능토록 함으로써 턴디시가 이동중에도 예열을 할 수 있도록 하는 박슬라브용 침지노즐 예열장치를 제공함 에 그 목적이 있다.

이하, 첨부된 도면 도3 내지 도8에 의거하여, 본 고안을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명의 구성은 크게 예열부(50)와, 완충작용부(100)와, 승강작동부(80)와, 지지부(70), 그리고 제어부(75)로 구성이 된다.

예열부(50)는 철피로 이루어진 외피로 둘러싸인 장방형 몸체 내부가 내화재로 형성되고 단면으로 보았을 때 내외부가 단차가 있으며 내부는 오목한 형태이고 하부에는 공기배관 플랜지가 결합설치되는 노즐결합부(51)와, 원통형 몸통 외부에 육각형의 나사머리가 형성되고 그 하부에는 나사산이 형성된 점화노즐(53)과, "ㄴ"자 형태의 몸체 일측에는 플랜지가 부착되고 구멍의 내면에 나사산이 가공되어 이곳에 점화노즐(53)이 결합되고, 플랜지 하부에는 가스공급구가 형성되며 플랜지와 노즐결합부가 나사부재로 결속되고 다른 일측에는 관의 외부에 나사산이 가공된 공기배관(54)과, 중공형의 튜브에 좌우끝은 막혀 있으며 몸체에 관경이 작고 끝단부에 나사산이 가공된 말단지관 다수개가 용접부착되고 가스공급호스를 결합하기 위한 니플이 용접부착되어 있는 공기분배기(59)와, 상기 공기분배기(59)와 공기배관(54) 사이에 설치되는 공기밸브(57)와, 공기분배기(59)위에 공기분배기(59)의 형태와 동일한 모양으로 축소되어 설치된 가스분배기(58)와, 가스분배기(58)의 말단지관에 설치된 가스밸브(56)와, 일측은 가스밸브(56)에 결합되고 다른 일측은 공기배관(54)의 플랜지 하부에 가공된 가스공급구에 결합되는 금속 제의 가스호스(55)와, 가스배관(65)과 공기배관(66)에서부터 공기분배기와 가스분배기에 연결되는 금속제의 가스호스(60)와 공기호스(61)로 구성이 된다.

완충작용부(100)는 상부연결쇠(101)와, 둥근 캡형태의 몸체 내측에 나사산이 가공된 완충기덮개(102)와, 탄성부재(103)와, 하부에는 스토퍼가 부착되고 상부에는 나사구멍이 형성된 환봉형태의 완충 실린더 로드(104)와, 중공형으로 몸체의 일측 외부에는 나사산이 형성되고 타측에는 지지대에 지지되는 연결고리가 부착된 완충 실린더 몸체(105)로 구성이 되며, 탄성부재(103)를 완충 실린더 로드(104)에 끼우고 완충 실린더 몸체(105)내에 넣고 완충기덮개(102)를 조여 결합한 후 덮개밖으로 나온 완충 실린더 로드(104)에 상부연결쇠(101)를 결합시켜서 되는 구조로 이루어진다.

승강작동부(80)는 중공원통형 몸체의 하부는 개방되어 원주를 따라 다수개 형성된 나사구멍이 있고 상부에는 원형의 로드 홈이 마련되고 몸체 측면에 내부로 관통되어진 가이드 홈(93)과 리미트 스위치 결합홈이 상하부에 마련되고 몸체 좌우에 부착된 복수개의 고정 브라켓(92)을 구비한 실린더 몸체(85)와, 작은 원통부의 상부에는 나사구멍이 가공되어 있고 이보다 큰 하부 원통부에 내부에는 스크류(87)가 결합되는 스크류홈이 형성되어 이곳에 모터(89)와 감속기(88) 몸체에 결합된 스크류(87)가 결합되어 실린더 몸체(85)내에 취부되는 실린더 로드(90)를 포함하는 구성으로 되어 있다. 상기 감속기(88)는 나사구멍이 있는 플랜지가 실린더 몸체(85) 하부에 복수개의 나사부재들로 결속되며, "T"자 형태의 몸체에 나사산이 가공되고 연결고리가 복수개 마련된 하부연결쇠(91)가 실린더 몸체(85)에 마련된 가이드 홈(93)을 통하여 실린더 로드(90)에 나사결합되고, 실린더 로드(90) 상부에 는 베어링(84)이 베어링 하우징(83) 내부에 결합되고 베어링 하우징 상하부에 중앙부가 한쪽만 볼록하게 형성된 와셔(82,82a)가 끼워져 나사부재(81)로 결속되어 고정된다.

지지부(70)는 역 "ㄷ"자 형태의 하부받침대에 하부연결쇠(91)와 연결하기 위한 연결고리가 용접부착되며, 상부에는 앞의 것은 길고 편평하며 상면에 조임쇠 결합구멍(71)이 다수개 가공되고 복수개의 연결고리(74)가 용접 부착된 전면지지대(72)와, 편평한 상면에 조임쇠 결합구멍이 복수개 가공된 후면지지대(73)로 구성되어 진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 침지노즐 예열장치는 실린더 몸체(85)에 부착된 고정 브라켓(92)에 의하여 턴디시 운반 대차에 결합설치될 수 있다.

작용에 있어서, 침지노즐 예열작업시 먼저 노즐결합부(51) 내부의 턱이 진 부분에 섬유질의 내화단열재(미도시)를 삽입하고, 조작패널(77)의 선택스위치(78a)에서 버너 "온"선택을 하면 제어피엘시(76)로 신호가 전송되어 제어피엘시에서 가스메인밸브(64)와 공기메인밸브(67) 오픈 신호를 보내 밸브가 열리면서 관내에 가스와 공기가 통기되고, 가스배관(65)과 공기배관(66)에 설치된 바이패스라인의 가스바이패스밸브(63)와 공기바이패스배브(69)를 열어 가스와 공기가 점화노즐(53)까지 통기된 상태에서 노즐결합부(51) 내에 있는 점화노즐(53)에 점화하고 지관에 설치된 가스밸브(56)와 공기밸브(57)를 조작하여 각 점화노즐에서 형성된 불꽃(52)의 길이를 적당하게 조절하고 조절이 완료되면 조작패널(77)에서 예열장치의 예열위치 버튼(78b)을 누르고 있으면 모터(89)가 작동하여 상기 모터에 결속된 감속기(88)에 동력이 전달되어 스크류(87)가 회전하고 스크류(87)에 결합된 실린더 로드(90)가 스크류의 회전에 의하여 상승되기 시작하고 실린더 로드(90)에 결속된 하부연결쇠(91)가 가이드 홈(93)을 타고 미끄러지며, 이때 하부연결쇠(91)에 결합된 지지대(70)에 장착된 예열부(50)는 가이드 홈(93)의 안내에 따라 대기위치에서 예열위치로 이동하게 되며, 실린더 로드(90) 상부에 결속된 베어링 하우징(83)에 결합된 완충작용부(100)도 베어링(84)에 의하여 원활하게 회동되어지게 되며, 승강작동부(80)가 예열위치에 도달하게 되면 조작패널에서 예열위치 버튼의 조작을 멈추고 침지노즐(41)과 노즐결합부(51)간의 일치상태를 확인하고 필요시 턴디시 대차에 있는 침지노즐 센터링 장치를 사용하여 침지노즐(41)을 노즐결합부(51)와 일치되도록 전후진으로 움직여 일치시키고 정확히 일치되면 조작패널에서 예열위치 버튼을 눌러 예열장치를 상승시켜 노즐결합부(51)내에 침지노즐(41)이 삽입결합되도록 하되, 노즐결합부(51) 내의 턱이 진 부분에 미리 준비하여 삽입한 섬유질의 내화단열재와 밀착이 될 때까지 상승시키며, 이때 완충 작용부(100)는 완충실린더 몸체(105) 내부에 있는 탄성부재(103)에 의하여 노즐결합부(51)가 침지노즐을 과도하게 압박하여 침지노즐이 파손되거나 균열되는 것을 방지하게 되는 것이다.

상기와 같은 상태는 예열을 하기 위한 준비상태이고 본 예열은 조작패널(77)에서 예열시작 버튼(78d)을 눌러주면 제어피엘시(76)에서 미리 설정해 놓은 시간과 개도값에 다라 가스제어밸브(6)와 공기제어밸브(68)의 개도가 서서히 열리도록 제어하며 내화물에 가해지는 열충격을 최소화하기 위하여 초기예열작업시에는 밸브가 적게 열리고 시간이 지남에 따라 승열과정과 본열과정 그리고 균열과정까지 단계적 으로 열리도록 밸브를 제어하며 예열을 하게 된다.

예열작업이 완료되어 주조작업위치에서 주조시작직전 조작패널(77)의 예열종료 버튼(78e)을 누르고, 선택스위치(78a)에서 버너 "오프"를 선택하면 먼저 신호를 제어피엘시(76)에서 받아 가스메인밸브(64)와 공기메인밸브(67)를 닫아 버너를 소화하고, 예열장치가 하강될 수 있도록 모터(89)가 작동하여 감속기(88)를 통해 스크류(87)가 회전하여 실린더 로드(90)를 하강시키며, 예열장치는 가이드 홈(93)을 관통하여 결속된 하부연결쇠(91)의 안내에 의하여 수직으로 하강하다가 경사면을 타고 대기위치로 이동하게 되며 실린더 로드(90)가 하강되어 리미트 스위치(86a)에서 위치가 검출되면 신호를 제어피엘시(76)로 전송하고 제어피엘시는 모터(89) 정지 신호를 전송하여 모터가 정지하게 된다.

이상과 같은 본 발명에 의하면 침지노즐 예열장치를 턴디시 대차에 부착가동할 수 있어 턴디시가 이동중에도 계속 예열이 가능하므로 침지노즐의 온도를 안정적으로 확보하여 초기 용강주입작업시 침지노즐 온도하락에 의한 조업사고 예방이 가능하고, 침지노즐의 내부를 직접 예열하므로 노즐의 외부보다 지금형성가능성이 큰 내부를 더 효율적으로 예열 가능하고, 적은 면적을 예열함으로써 가스소모량을 줄여 에너지 절감이 되며, 침지노즐 예열시 침지노즐 상태를 개방된 상태에서 수시로 점검 가능하게 되어 예열시 열충격으로 인한 침지노즐의 크랙발생등의 문제를 조기에 발견하여 조치할 수 있는 것등의 효과가 얻어진다.

Claims

침지노즐(41)의 내부를 직접 가열하여 예열하기 위한 점화노즐(53)이 하부에 결합설치되고, 그 상단내측에 예열대상 침지노즐(41)의 하단부가 결합되어지는 노즐결합부(51)를 가진 예열부(50)와,

상기 예열부(50)를 지지하는 지지부(70)와,

상기 지지부(70)를 이동시켜 이 지지부(70)에 설치지지된 예열부(50)를 예열위치 및 비예열위치로 선택 이동시키는 승강작동부(80)와,

일측 외부에는 나사산이 형성되고 타측에는 지지대에 지지되는 연결고리가 부착된 중공형의 완충 실린더 몸체(105)와, 하부에는 스토퍼가 부착되고 상부에는 나사구멍이 형성된 환봉형태의 완충 실린더 로드(104)와, 상기 완충 실린더 로드(104)의 상부를 상기 승강작동부(80)의 상측에 위치한 실린더 로드(90)의 상단과 연결하는 상부 연결쇠(101)와, 둥근 캡 형태의 몸체 내측에 나사산이 형성되어 상기 상부연결쇠(101)와 결합되는 완충기덮개(102)와, 상기 완충 실린더 로드(104)에 끼워져 상기 완충 실린더 몸체(105) 내에 삽입되는 탄성부재(103)로 구성되되, 상기 지지부(70) 및 승강작동부(80) 사이에 배치되는 완충작용부(100)를 포함하는 구성을 특징으로 하는 토출구가 협소한 박슬라브용 침지노즐의 예열장치.