KR100951763B1 - 제철용 용선 크레인의 후크이동설비 - Google Patents

제철용 용선 크레인의 후크이동설비 Download PDF

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KR100951763B1
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박종삼
이창한
김성재
박정호
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두산중공업 주식회사
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Abstract

고로에서 나온 쇳물의 정련을 위하여 쇳물을 전로에 장입하는 작업을 주로 수행하고, 전로에 고철을 장입하는 작업을 병행하는 제철용 용선 크레인의 후크이동설비가 개시된다. 개시된 발명은 제철용 용선 크레인에 있어서, 레들 빔 조립체의 양측에 회전가능하게 설치되며 장공이 가로방향으로 형성된 후크 가이드, 후크 가이드의 양측 단부를 각각 들어 올릴 수 있게 후크 가이드에 설치된 리프트 로프, 레들 빔 조립체의 내측에 이동가능하게 설치되어 후크 가이드의 장공에 이동가능하게 삽입된 행어 핀, 행어 핀이 삽입되어 행어 핀에 회전가능하게 설치되며 후크가 하부에 설치되는 행어, 및 행어 핀의 양측 단부가 지지되며 행어 핀의 양측 단부가 안착되어 위치의 고정이 가능한 안치홈이 양측에 형성된 롤러 베이스를 포함한다. 이와 같은 본 발명은 후크를 이동시키는 과정에서 발생하였던 많은 조정시간과 안전사고 발생의 위험성을 리프트 로프 및 후크 가이드를 포함하는 이동용 전용설비를 사용하여 약 10분 내외의 짧은 시간 내에 후크를 충격 없이 부드럽게 이동되게 함으로써 안전한 조업환경 구축과 함께 제철소 및 제강공장의 생산성을 증대시킬 수 있다.
후크 가이드, 리프트 로프, 보조 트롤리, 보조후크, 롤러 베이스

Description

제철용 용선 크레인의 후크이동설비{Hook Shifting Equipments for Hot Metal Charging Crane in an Iron Works}
본 발명은 제철용 용선 크레인의 후크이동설비에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용선 크레인에 의해 이동되고 쇳물이 담긴 레들이나 고철이 담긴 바스켓의 너비에 맞게 후크의 너비가 조절될 수 있는 제철용 용선 크레인의 후크이동설비에 관한 것이다.
제철소에서 운전되는 용선 크레인(Hot metal charging crane) 또는 티밍 레들 크레인(Teeming ladle crane)은 제철소 내 제강공장의 전로 전후단에서 레들(Ladel)에 담긴 쇳물(용선 또는 용강)을 전로나 연주설비로 이송하기 위한 장치이다.
도 1에는 제철소용 용선 크레인의 대표적인 구조가 도시되어 있다.
용선 크레인은 고로에서 나온 쇳물(용선)의 정련을 위하여 전로(CONVERTER)에 장입하는 것이 주요 작업이나 때로는 전로에 고철(SCRAP)을 장입하는 운전작업을 병행하여 수행하게 된다.
용선 크레인과 티밍 레들 크레인이 취급하는 레들에 담긴 쇳물을 전로에 장 입하기 위하여 필수적으로 수반되는 레들(1) 뒤집기 동작으로 인하여, 메인 트롤리(Main trolley)(3)와 서브 트롤리(Sub trolley)(5)로 구성된 2개의 트롤리 장치가 메인 거더와 서브 거더 상에 장착되어 서로 독립적으로 운전하게 되며, 취급하는 레들의 특성상 높은 권상 하중의 크레인으로 설치되는 것이 일반적인 적용 사례이다.
쇳물과 고철은 별도의 전용 취급 그릇인 레들(LADLE; 쇳물을 담는 통)과 바스켓(BASKET; 고철을 담는 통)에 담겨 운송된다. 쇳물과 고철의 취급 용량 상 차이로 인하여 레들과 바스켓의 외형은 크기에 큰 차이가 있게 된다. 즉, 레들과 바스켓을 들어올리기 위해 부착되어 있는 트루니온(TRUNNION; 원통형 돌출부)(7)의 위치 또한 차이가 있게 된다.
또한, 레들과 바스켓은 용선 크레인의 주그라브 위에 안착되어 있는 상부 시브 블록(UPPER SHEAVE BLOCK)(10)과, 와이어 로프(11)로 연결되어 있는 달기구(LADLE BEAM)(15)의 하부에 핀으로 매달려 있는 라미네이트 후크(LAMINATE HOOK)(17)에 의해 들려지게 된다.
레들과 바스켓의 권상 시, 라미네이트 후크(17)가 직접 접촉되어 걸리는 트루니온(7)의 폭 차이로 인하여, 달기구(15)에 매달려 있는 라이네이트 후크(17)의 위치를 이동시켜야 한다. 즉, 라이네이트 후크(17) 사이의 거리를 조절해야 한다.
도 2에는 라미네이트 후크(17)의 위치를 이동시키기 위한 종래방식의 달기구 조립체(LADLE BEAM ASSY)(20)가 도시되어 있다. 도 1 및 2를 참조하면, 달기구 조립체(LADLE BEAM ASSY)(20)는 주그라브 위에 설치되어 있는 상부 시브 블럭(10)과 와이어 로프(11)로 연결되는 시브 부위(21)와 레들(1)을 들어올리는 라미네이트 후크(17)와 후크 핀(22), 레들 빔(23)과 라미네이트 후크(17)를 연결해주는 행어(HANGER)(24)와 행어 핀(HANGER PIN) 조립체(25)로 구성된다. 또한 조업 중 충격에 의하여 라미네이트 후크(17)가 위치 이동되지 않도록 하는 조립식 스토퍼(STOPPER)(26)가 설치된다.
도 2 및 도 3을 통하여 알 수 있듯이, 라이네이트 후크(17)의 위치 이동은 레들 빔(23)의 측면판(24)에 뚫려있는 장공 홀(SLOT HOLE)(28)을 따라 이루어지게 된다. 장공 홀(28)의 모양은 조업 중에 작은 충격에 의하여 후크가 원 위치를 벗어나는 사고가 발생하지 않도록 하기 위하여 양 끝단보다 중앙부가 돌출되어 있고, 중앙부에 별도의 스토퍼(26)를 설치하여 큰 충격에 의한 후크의 위치 이탈을 방지하는 구조로 되어 있다. 행어(24)는 행어 핀(29)을 지점으로 회전하는 구조로 되어 있으며, 행어(24)의 위치 이동시 행어 핀(29)이 장공 홀(28)을 따라 이동하게 된다.
상기와 같이 구성된 달기구 조립체(20)의 경우, 라미네이트 후크(17)의 위치이동은 레들 빔(23)에 매달려 있는 라미네이트 후크(17) 측면을 인근에 위치한 임의의 구조물에 충돌시키면서 이동되도록 하는 방식을 사용한다.
그러나, 통상적으로, 라미네이트 후크(17)는 전중량 20톤이고, 높이가 약 7M 내외인 대형 중량물로서, 라미네이트 후크(17)의 위치를 이동시키기 위하여 인근 구조물과 후크를 충돌시켜 이동시키는 것은 전적으로 운전자의 숙련도에 좌우되는 만큼 많은 조정 시간이 소요될 뿐만 아니라, 안전이 확보되지 않은 상태에서 이루 어지는 작업인 만큼, 용선크레인을 운전하는 운전자들에게 사고의 위험성을 인식시키면서 조업해야 하는 어려움이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 제철소나 전기로를 이용하여 쇳물을 생산하는 전기로 공장에 사용하는 용선 크레인의 달기구 조립체에서 라이네이트 후크를 이동시키는 과정에서 발생하였던 많은 조정시간과 안전사고 발생의 위험성을 줄이고, 라미네이트 후크를 충격 없이 부드럽게 이동시킴으로써 안전한 조업 환경구축과 함께 제철소 및 제강공장의 생산성을 증대시킬 수 있는 제철용 용선 크레인의 후크이동설비를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 제철용 용선 크레인의 후크이동설비는 고로에서 나온 쇳물의 정련을 위하여 쇳물을 전로에 장입하는 작업을 주로 수행하거나 전로에 고철을 장입하는 작업을 병행하는 것으로서, 위치이동이 가능하게 설치되고 독립적으로 운전되는 메인 트롤리; 상기 메인 트롤리 상에 배치된 상부 시브 블록; 상기 메인 트롤리의 하부에 매달리게 설치되며, 쇳물 또는 고철이 담긴 레들이 후크에 매달려 있는 레들 빔 조립체; 상기 레들 빔 조립체에 설치된 하부 시브 블록; 상기 메인 트롤리 상에 배치된 상부 시브 블록과 상기 레들 빔 조립체에 배치된 하부 시브 블록 사이에 감겨져 있는 와이어 로프; 상기 와이어 로프를 로프드럼에 감거나 푸는 작동에 상기 레들 빔 조립체의 권상하 동작을 수행하는 권상장치를 포함하는 제철용 용선 크레인에 있어서, 상기 레들 빔 조립체의 양측에 회전가능하게 설치되며, 장공이 가로방향으로 형성된 후크 가이드; 상기 후크 가이드의 양측 단부를 각각 들 어 올릴 수 있게 상기 후크 가이드에 설치된 리프트 로프; 상기 레들 빔 조립체의 내측에 이동가능하게 설치되어 상기 후크 가이드의 장공에 이동가능하게 삽입된 행어 핀; 상기 행어 핀이 삽입되어 상기 행어 핀에 회전가능하게 설치되며, 상기 후크가 하부에 설치되는 행어; 및 상기 행어 핀의 양측 단부가 지지되며, 상기 행어 핀의 양측 단부가 안착되어 위치의 고정이 가능한 안치홈이 양측에 형성된 롤러 베이스를 포함한다.
여기서, 상기 후크 가이드의 양측 단부에는 원형홈이 형성되고, 상기 레들 빔 조립체에는 상기 원형홈에 삽입되어 상기 후크 가이드를 지지하는 가이드 핀이 설치된다.
그리고, 상기 행어 핀의 양측 단부에는 상기 롤러 베이스 상에서 이동이 용이하게 행어롤러가 구비된다.
또한, 상기 롤러 베이스의 안치홈은 상기 행어롤러의 형상에 맞게 반원형으로 형성된다.
상기와 같은 본 발명에 따른 제철용 용선 크레인의 후크이동설비는 라이네이트 후크를 이동시키는 과정에서 발생하였던 많은 조정시간과 안전사고 발생의 위험성을 리프트 로프 및 후크 가이드를 포함하는 이동용 전용설비를 장착하여 사용함으로써 약 10분 내외의 짧은 시간 내에 이동이 이루어지게 하고, 보조후크(AUX HOOK)를 이용하여 라미네이트 후크가 충격 없이 부드럽게 이동되게 함으로써 안전한 조업환경 구축과 함께 제철소 및 제강공장의 생산성을 증대시키는 유익한 결과 를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 제철용 용선 크레인의 후크이동설비의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제철용 용선 크레인의 후크이동설비는 위치이동이 가능하게 설치되고 독립적으로 운전되는 메인 트롤리(100), 메인 트롤리(100)의 양측 상부에 배치된 상부 시브 블록(102), 메인 트롤리(100)의 하방에 와이어 로프(115)에 의해 매달리게 설치되며, 쇳물 또는 고철이 담긴 레들(1)이 후크(140)에 매달려 있는 레들 빔 조립체(110), 레들 빔 조립체(110)의 양측에 설치된 하부 시브 블록(112), 메인 트롤리(100) 상에 배치된 상부 시브 블록(102)과 레들 빔 조립체(110)에 배치된 하부 시브 블록(112) 사이에 감겨져 있는 와이어 로프(115), 와이어 로프(115)를 로프드럼(103)에 감거나 푸는 작동에 레들 빔 조립체(110)의 권상하 동작을 수행하는 권상장치(117)를 포함한다.
와이어 로프(115)는 일 측이 로프드럼(103)에 감기어 있고, 타 측이 상부 시브 블록(102)과 하부 시브 블록(112)에 수회 감기어 레들 빔 조립체(110)에 고정되어 있다. 와이어 로프(115)는 권상장치(117)의 작동에 의해 로프드럼(103)으로부터 풀리거나 로프드럼(103)에 감길 수 있다. 와이어 로프(115)가 로프드럼(103)에 감길 때, 상부 시브 블록(102)과 하브 시브 블록(112) 사이의 거리가 짧아지며, 반대로 와이어 로프(115)가 로프드럼(103)으로부터 풀릴 때, 상부 시브 블록(102)과 하브 시브 블록(112) 사이의 거리가 늘어난다. 레들 빔 조립체(110)는 권상장치(117)에 의한 로프드럼(103)의 작동에 따라 상하로 이동된다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 레들 빔 조립체(110)의 가로 방향 양측에는 후크 가이드(120)가 회전가능하게 설치되며, 후크 가이드(120)에는 장공(121)이 가로방향으로 형성된다. 후크 가이드(120)는 레들 빔 조립체(110)를 구성하는 양측 빔(111)에 모두 설치된다. 후크 가이드(120)는 레들 빔 조립체(110)에 2개씩 양측 에 4개가 설치된다.
후크 가이드(120)의 양측 단부에는 후크 가이드(120)의 양측 각각을 들어 올릴 수 있게 리프트 로프(125, 126)가 설치된다. 리프트 로프(125, 126)는 레들 빔 조립체(110)의 양측 빔(111)에 설치된 후크 가이드(120)의 단부를 서로 연결하도록 설치된다. 리프트 로프(125, 126)는 두 개의 후크 가이드(120)의 양측을 연결하는데, 4개가 설치된다. 레들 빔 조립체(110)의 양측 단부에 있는 2개의 리프트 로프(125)는 후크 가이드(120)를 들어 레들 빔 조립체(110)의 중앙부 측으로 기울어지게 하는데 사용된다. 내측 단부에 있는 2개의 리프트 로프(126)는 후크 가이드(120)를 레들 빔 조립체(110)의 양측 단부로 기울어지게 하는데 사용된다. 리프트 로프(125, 126)는 메인 트롤리(100)의 하방에 설치된 보조 트롤리(130)에 의해 상하로 작동되는 보조후크(131)에 걸리어 당겨진다.
후크 가이드(120)의 장공(121)에는 레들 빔 조립체(110)의 내측에서 이동가능하게 설치된 행어 핀(133)이 이동가능하게 삽입된다. 행어 핀(133)은 후크(140)가 회전가능하게 설치되는 행어(135)가 조립되는 핀으로서, 20톤의 행어(135) 및 후크(140)를 지지할 수 있는 직경 및 강성을 가지게 된다.
행어(135)에는 행어 핀(133)이 삽입됨으로써 행어 핀(133)에 회전가능하게 설치되며, 행어(135)의 하부에는 후크(140)가 회전가능하게 설치된다. 후크(140)는 도 6을 기준으로 전후로 회전가능하게 행어(135)에 설치된다. 후크(140)는 레들의 트루니언에 걸리는 갈고리 형상이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 레들 빔 조립체(110)의 내부 양측에는 행어 핀(133)의 양측 단부가 지지되며, 행어 핀(133)의 양측 단부가 안착되어 위치의 고정이 가능한 안치홈(151)이 양측에 형성된 롤러 베이스(150)가 설치된다. 롤러 베이스(150)는 행어 핀(133)의 하부에 위치한다. 롤러 베이스(150)는 거대 중량의 레들을 이동시키는 후크(140) 및 행어(135)의 무게를 견딜 수 있는 두께를 가진다.
한편, 도 8 및 도 9를 참조하면, 후크 가이드(120)의 양측 단부에는 원형홈(122)이 형성되고, 레들 빔 조립체(110)의 양측 빔(111)에는 원형홈(122)에 삽입되어 후크 가이드(120)를 지지하는 가이드 핀(155)이 설치된다. 가이드 핀(155)은 레들 빔 조립체(110)에 후크 가이드(120)를 고정시키는 기능을 수행한다.
그리고, 도 7 내지 도 9를 참조하면, 행어 핀(133)의 양측 단부에는 롤러 베이스(150) 상에서 이동이 용이하게 행어롤러(160)가 구비된다. 행어롤러(160)는 행어 핀(133)이 후크 가이드(120)에 삽입된 상태에서 후크 가이드(120)의 외측 면에 배치되어 후크 가이드(120)의 외면에 지지된다. 행어롤러(160)의 두께는 롤러 베이스(150)에 지지될 수 있는 두께를 가지는데, 롤러 베이스(150)보다는 작은 두께로 형성된다. 롤러 베이스(150)에는 행어롤러(160)가 롤러 베이스(150)의 바깥 측으로 이탈됨을 방지하는 방지턱(161)이 형성된다. 방지턱(161)은 롤러 베이스(150)의 상면 외측에 돌출되게 형성된다.
또한, 롤러 베이스(150)의 안치홈(151)은 행어롤러(160)의 형상에 맞게 반원형으로 형성된다. 즉, 행어 핀(133)이 이동될 때, 행어롤러(160)는 롤러 베이스(150)의 어느 한쪽 안치홈(151)에 안치되어 위치가 고정된다. 안치홈(151)이 반원형으로 형성됨으로써 행어롤러(160)는 롤러 베이스(150) 상에 용이하게 고정이 가능하다.
도 4 및 도 5, 도 9 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 제철용 용선 크레인의 후크이동설비는 보조후크(131)에 리프트 로프(125, 126)를 걸고 보조 트롤리(130)를 작동시킴으로써 가능하다.
레들 빔 조립체(110)의 외측에 설치된 리프트 로프(125)를 보조후크(131)에 걸고, 보조 트롤리(130)를 작동시켜 보조후크(131)를 상방으로 이동시키면, 후크 가이드(120)는 시계방향으로 회전되어 레들 빔 조립체(110)의 중앙부 측으로 경사를 이루며, 행어 핀(133)에 결합된 행어롤러(160)는 후크 가이드(120)의 장공(121)에서 이동된다. 행어 핀(133)은 이동되어 롤러 베이스(150)의 안치홈(151)에 안착되며, 행어 핀(133)이 이동됨에 따라 행어 핀(133)에 연결된 행어(135)의 이동이 완료된다.
이에 따라, 행어(135)의 너비가 조절되며, 행어(135)의 조립되는 후크의 너비도 작업할 레들의 너비에 맞게 조절이 가능하다. 반대로, 레들 빔 조립체(110)의 안측에서 후크 가이드(120)에 연결된 리프트 로프(126)를 보조후크(131)에 걸고, 보조 트롤리(130)를 작동시킴으로써 행어 핀(133)을 후크 가이드(120)의 장공(121)에서 바깥 측으로 이동시킴으로써 행어(135)의 너비를 원상태로 되돌릴 수 있다.
이와 같이, 후크 가이드(120)가 레들 빔 조립체(110)에 회전가능하게 설치되고, 후크 가이드(120)에 리프트 로프(126)를 연결한 상태에서 보조후크(131)에 의해 리프트 로프(126)를 상방으로 당김으로써 후크 가이드(120)의 장공(121)에서 행어 핀(133)을 이동시킬 수 있으며, 행어 핀(133)에 조립된 행어(135)와 후크(140) 를 용이하게 이동시킬 수 있다.
도 1은 제철소용 용선 크레인의 정면도이다.
도 2는 도 1의 달기구 조립체에 대한 정면도이다.
도 3은 도 2의 구조물 본체의 측면판에 형성된 장공 홀에 대한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제철용 용선 크레인의 후크이동설비의 정면도이다.
도 5는 도 4의 레들 빔 조립체의 정면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅰ-Ⅰ의 단면도이다.
도 7은 도 6의 A 부분에 대한 확대도이다.
도 8은 도 4의 B 부분에 대한 확대도이다.
도 9는 레들 빔 조립체의 내부에 설치된 롤러 베이스의 정면도이다.
도 10은 레들 빔 조립체의 내부에 설치된 롤러 베이스의 측면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제철용 용선 크레인의 후크이동설비의 작동상태도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
100: 메인 트롤리 102: 상부 시브 블록
110: 레들 빔 조립체 112: 하부 시브 블록
115: 와이어 로프 117: 권상장치
120: 후크 가이드 121: 장공
122: 원형홈 125, 126: 리프트 로프
130: 보조 트롤리 131: 보조후크
133: 행어 핀 135: 행어
140: 후크 150: 롤러 베이스
151: 안치홈 155: 가이드 핀
160: 행어롤러 161: 방지턱

Claims (4)

  1. 고로에서 나온 쇳물의 정련을 위하여 쇳물을 전로에 장입하는 작업을 수행하거나 전로에 고철을 장입하는 작업을 병행하는 것으로서, 위치이동이 가능하게 설치되고 독립적으로 운전되는 메인 트롤리; 상기 메인 트롤리 상에 배치된 상부 시브 블록; 상기 메인 트롤리의 하부에 매달리게 설치되며, 쇳물 또는 고철이 담긴 레들이 후크에 매달려 있는 레들 빔 조립체; 상기 레들 빔 조립체의 양측에 설치된 하부 시브 블록; 상기 메인 트롤리 상에 배치된 상부 시브 블록과 상기 레들 빔 조립체에 배치된 하부 시브 블록 사이에 감겨져 있는 와이어 로프; 상기 와이어 로프를 로프드럼에 감거나 푸는 작동에 상기 레들 빔 조립체의 권상하 동작을 수행하는 권상장치를 포함하는 제철용 용선 크레인에 있어서,
    상기 레들 빔 조립체의 양측에 회전가능하게 설치되며, 장공이 가로방향으로 형성된 후크 가이드;
    상기 후크 가이드의 양측 단부를 각각 들어 올릴 수 있게 상기 후크 가이드에 설치된 리프트 로프;
    상기 레들 빔 조립체의 내측에 이동가능하게 설치되어 상기 후크 가이드의 장공에 이동가능하게 삽입된 행어 핀;
    상기 행어 핀이 삽입되어 상기 행어 핀에 회전가능하게 설치되며, 상기 후크가 하부에 설치되는 행어; 및
    상기 행어 핀의 양측 단부가 지지되며, 상기 행어 핀의 양측 단부가 안착되어 위치의 고정이 가능한 안치홈이 양측에 형성된 롤러 베이스를 포함하는 제철용 용선 크레인의 후크이동설비.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 후크 가이드의 양측 단부에는 원형홈이 형성되고, 상기 레들 빔 조립체에는 상기 원형홈에 삽입되어 상기 후크 가이드를 지지하는 가이드 핀이 설치되는 것을 특징으로 하는 제철용 용선 크레인의 후크이동설비.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 행어 핀의 양측 단부에는 상기 롤러 베이스 상에서 이동이 용이하게 행어롤러가 구비되는 것을 특징으로 하는 제철용 용선 크레인의 후크이동설비.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 롤러 베이스의 안치홈은 상기 행어롤러의 형상에 맞게 반원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 제철용 용선 크레인의 후크이동설비.
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