KR100958973B1 - 래들의 탑노즐 장착장치 - Google Patents

Abstract

래들(1)의 탑노즐(30) 장착홀 전방에서 전,후,좌,우측으로 슬라이딩 되도록 마련된 위치 조정부; 봉 형상으로써, 선단부에 탑노즐(30)이 끼워지는 착탈봉(700); 상기 위치 조정부에 설치되어 이동되고, 착탈봉(700)이 끼워지며 그 착탈봉(700)과 함께 전,후로 이동되는 이동로드(542)가 내측에 구비된 작동부(500); 및 상기 이동로드(542)의 전진시 탑노즐(30)이 가압되어 장착홀에 삽입되도록, 탑노즐(30)의 후단측 착탈봉(700)에 결합된 푸시 플레이트(760);를 포함하는 래들의 탑노즐 장착장치가 소개된다. 그 래들의 탑노즐 장착장치에 의하면 탑노즐의 교환을 수작업이 아닌 교환장치에 의해 수행함으로써 탑노즐의 파손 가능성이 줄어들고, 탑노즐과 프레임간의 평탄도가 향상되어 상,하부 플레이트의 슬라이딩이 원활해진다. 또한, 수작업이 아닌 자동화 장비로 교환함으로써 래들의 대기시간이 단축되고 생산성이 증대된다.

제강 래들, 래들 커버

Description

래들의 탑노즐 장착장치 {Apparatus For Inserting A Top Nozzle For A Ladle}

본 발명은 제강용 래들의 하단에 마련되어 주조작업시 용강의 유로 역할을 하는 탑노즐을 자동적으로 설치하거나 탈거시키는 래들의 탑노즐 장착장치에 관한 것이다.

일반적으로 제강공정의 전기로에서 출강된 용강은 래들에 수강되어 불순물을 제거하는 정련처리 공정을 거친다. 정련된 용강은 제품을 일정한 형태로 만들기 위하여 래들에 담긴 상태로 주조공정으로 옮겨지고, 래들은 용강을 공급하게 된다.

도 2a 및 2b에 도시된 바와 같이, 용강을 공급하는 래들의 저면에는 주조 작업시 용강의 유량을 제어하는 노즐 카세트(70)가 설치되어 있으며, 카세트(70) 내부에 내장된 플레이트(32,52)의 상부 플레이트(32) 측으로는 탑노즐(30)이 설치되고 하부 플레이트(52)에는 콜렉터노즐(50)이 설치된다. 탑노즐(30)은 노즐 입구(10)에 밀착되어 용강의 흐름을 자연스럽게 한다. 용강의 유량을 제어할 때는 하부 플레이트(52)가 유압실린더에 의해 슬라이딩 되면서 유량을 제어하게 된다. 도 2a는 용강 출구가 닫힌 상태를, 도 2b는 용강 출구가 열린상태를 나타낸다.

주조공정에서 용강 공급을 마친 래들은 경동설비로 이동되어 노즐 입구(10)를 산소로 세척하여 잔존 용융물을 제거하고 노즐의 이상 유무를 점검한 후 이상이 없을시 재사용하게 된다. 그러나, 주조와 산소세척 과정이 반복됨으로써 노즐 입구(10)가 산화되므로 탑노즐(30)의 경우 보통 20회 사용 후 교환하고, 콜렉터노즐(50)과 상,하부 플레이트(32,52)는 5회 사용 후 교환한다.

도 1을 참고하여 탑노즐의 교환방법을 살펴본다. 래들(1)에 설치되는 탑노즐(30)의 교환을 위해 래들(1)은 경동된다. 탑노즐(30)의 교환은 작업자가 직접 착탈하는 수작업으로 이루어지며, 콜렉터노즐(50)과 상,하부 플레이트(32,52)를 모두 분리하여 함께 교환하게 된다.

탑노즐(30)의 결합방법은, 작업자가 탑노즐 결합봉(3)에 탑노즐(30)을 장착하고 내화물 실링용 몰타르를 탑노즐(30) 둘레에 도포하여 열려 있는 카세트(70)내의 장착홀로 탑노즐(30)을 밀어 넣으면서 육각바를 이용하여 결합봉(3) 상부를 타격한다. 탑노즐(30)을 강제적으로 밀어 넣는 과정에서 몰타르가 탑노즐(30) 주변으로 밀려나오게 되므로 작업자는 주걱 등을 이용하여 밀려나온 몰타르를 제거하고, 탑노즐(30)과 프레임(72)과의 평탄도가 균일한지 육안으로 점검하여 평탄도가 일치하면 상,하부 플레이트(32,52)를 설치하고 카세트(70)를 덮은 후 콜렉터노즐(50)을 결합하게 된다. 탑노즐(30)의 제거 방법 역시 수작업으로 이루어진다.

그러나 종래의 탑노즐 결합작업은 몰타르가 도포된 탑노즐을 결합봉을 이용하여 노즐 입구에 삽입한 후 결합봉의 뒷면을 육각바로 타격하여 센터링을 하므로 탑노즐이 파손될 위험이 있었다.

또한, 결합작업을 수작업으로 하는 만큼, 탑노즐의 하단부와 프레임과의 평탄도가 정확하지 않을 경우 결합된 탑노즐을 제거하고 재결합을 하여야 하는데, 이로 인한 업무부하와 래들 대기가 발생하여 생산에 차질을 초래하는 문제가 발생하였다. 제거작업 역시 수작업으로 이루어져 생산성 저하라는 문제가 있었다.

또한 실링재로 사용중인 몰타르는 물을 이용하여 점도를 조정하여야 하는데 작업자마다 점도가 상이하여 실링 측면에서도 좋지 않아 용강 유출의 위험이 있는 문제가 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 탑노즐의 결합과 제거를 수작업이 아닌 장비를 이용함로써 노즐의 파손을 줄이고, 평탄도를 향상시키며, 생산성을 증대시키는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 래들의 탑노즐 장착장치는, 래들의 탑노즐 장착홀 전방에서 전,후,좌,우측으로 슬라이딩 되도록 마련된 위치 조정부; 봉 형상으로써, 선단부에 탑노즐이 끼워지는 착탈봉; 상기 위치 조정부에 설치되어 이동되고, 내측에는, 착탈봉이 끼워지며 그 착탈봉과 함께 전,후로 이동되는 이동로드가 구비된 작동부; 및 상기 이동로드의 전진시 탑노즐이 가압되어 장착홀에 삽입되도록, 탑노즐의 후단측 착탈봉에 결합된 푸시 플레이트;를 포함한다.

또한, 상기 이동로드의 후진시 탑노즐이 장착홀로부터 빠져나오도록, 탑노즐의 전단측 착탈봉에는 걸림편이 형성될 수 있다.

또한, 상기 위치 조정부는, 하단부에 설치된 모터로 회전되는 제1 롤러와 제1 레일 및 상단부에 설치된 제2 롤러와 제2 레일을 통해 좌,우로 슬라이딩되는 제1 조정부, 그 제1 조정부로부터 장착홀 측으로 뻗은 이동바에 모터와 제3 롤러를 통해 설치되어 전,후로 슬라이딩되는 제2 조정부로 구성될 수 있다.

또한, 상기 작동부는 조정부에 설치된 실린더 하우징 및 착탈봉이 끼워지며 실린더 하우징의 내측에서 전,후 이동되는 이동로드로 구성되고, 상기 푸시 플레이 트가 착탈봉에 돌려 끼워지도록, 착탈봉은 나사산이 형성된 수나사이고 푸시 플레이트에는 그 나사산에 대응되는 암나사 홀이 형성될 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 래들의 탑노즐 장착장치에 따르면, 탑노즐의 교환을 수작업이 아닌 교환장치에 의해 수행함으로써 탑노즐의 파손 가능성이 줄어들고, 탑노즐과 프레임간의 평탄도가 향상되어 상,하부 플레이트의 슬라이딩이 원활해진다.

또한, 수작업이 아닌 자동화 장비로 교환함으로써 래들의 대기시간이 단축되고 생산성이 증대된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 래들의 탑노즐 장착장치에 대하여 살펴본다.

래들의 탑노즐 장착장치는 래들(1)의 탑노즐(30) 장착홀 전방에서 전,후,좌,우측으로 슬라이딩 되도록 마련된 위치 조정부; 봉 형상으로써, 선단부에 탑노즐(30)이 끼워지는 착탈봉(700); 상기 위치 조정부에 설치되어 이동되고, 착탈봉(700)이 끼워지며 그 착탈봉(700)과 함께 전,후로 이동되는 이동로드(542)가 내측에 구비된 작동부(500); 및 상기 이동로드(542)의 전진시 탑노즐(30)이 가압되어 장착홀에 삽입되도록, 탑노즐(30)의 후단측 착탈봉(700)에 결합된 푸시 플레이트(760);를 포함한다.

도 3을 참고하여 위치 조정부를 살펴본다. 위치 조정부는 하단부에 설치된 모터(126)로 회전되는 제1 롤러(124)와 제1 레일(122) 및 상단부에 설치된 제2 롤러(144)와 제2 레일(142)을 통해 좌,우로 슬라이딩되는 제1 조정부(100), 그 제1 조정부(100)로부터 장착홀 측으로 뻗은 이동바(300)에 모터(322)와 제3 롤러(324)를 통해 설치되어 전,후로 슬라이딩되는 제2 조정부(320)로 구성될 수 있다.

제1 조정부(100)는 작동부(500)의 위치를 좌,우로 조정하고 제2 조정부(320)는 작동부(500)의 위치를 전,후로 조정한다. 제1 조정부(100)는 하단부에 마련된 모터(126)의 구동과 그에 연결된 기어 조립체(128)의 연동으로 제1 롤러(124)가 회전하고 제1 레일(122)을 타고 좌,우로 이동된다. 제1 조정부(100)의 상단부에는 제2 롤러(144)가 제2 레일(142)에 걸쳐있어 이동이 안정적으로 되게끔 한다.

제1 조정부(100)에는 장착홀 측으로 뻗은 이동바(300)가 마련되고, 그 이동바(300)를 타고 전,후로 이동되게끔 제2 조정부(320)가 설치된다. 제2 조정부(320)는 브라켓을 마련하고 브라켓 내측에 4개의 제3 롤러(324)를 구비하며 그 제3 롤러(324)는 모터(322)를 이용해 구동되도록 한다. 제2 조정부(320)에는 하방으로 뻗은 결합바(340)를 마련하고 그 결합바(340)의 끝단에는 작동부(500)의 결합을 위해 결합홀(342)을 형성한다.

도 4를 참고하여 작동부를 살펴본다. 작동부(500)는 위치 조정부에 설치된 실린더 하우징(540) 및 착탈봉(700)이 끼워지며 실린더 하우징(540)의 내측에서 유압에 의해 전,후 이동되는 이동로드(542)로 구성될 수 있다. 이동로드(542)는 유압 실린더가 아닌 전동식 장치나 공압 실린더를 통한 구성도 가능하나, 정확한 위치 제어를 위해 유압 실린더를 통하여 구성한다. 실린더 하우징(540) 내측공간에는 이 동로드(542)가 설치되고, 내측공간의 하단에는 양측으로 유압구(546)가 형성된다. 양 유압구(546)를 통하여 유입되는 유량의 조절을 통해 이동로드(542)를 전,후로 이동시킨다. 실린더 하우징(540)의 상단에는 상기 제2 조정부(320)의 결합바(340)의 결합홀(342)과 결합되는 고정부(544)를 형성한다. 실린더 하우징(540)의 전방부에는 탑노즐(30)이 안착되도록 하우징 본체보다 지름이 큰 플렌지부(520)가 형성되고, 그 플렌지부(520)의 내측으로 공간부(522)가 형성되며, 그 공간부(522)의 양 끝단에는 볼팅홀(74)과 결합되기 위한 볼팅부(524)가 형성된다.

도 5를 참고하여 푸시 플레이트와 실링시트를 살펴본다. 푸시 플레이트(760)는 이동로드(542)의 전진시 탑노즐(30)이 가압되어 장착홀에 삽입되도록, 탑노즐(30)의 후단측 착탈봉(700)에 결합된다. 푸시 플레이트는 탑노즐을 후방에서 밀어 넣는바, 탑노즐의 장착시에만 결합됨이 바람직하다. 푸시 플레이트(760)가 착탈봉(700)에 돌려 끼워지도록, 착탈봉(700)은 나사산이 형성된 수나사이고 푸시 플레이트(760)에는 그 나사산에 대응되는 암나사 홀(762)이 형성되도록 함이 바람직하다. 또한, 착탈바(700)의 탑커버(30)가 삽입되는 부분에는 탑커버(30)의 내경에 대응되는 두께의 커버삽입부(720)를 마련함이 바람직하다.

결합되는 탑노즐(30)에는 실링시트(780)를 끼운 후 결합홀에 삽입한다. 실링시트(780)는 원통형으로 중앙이 천공되고 상박하후형의 에틸렌 아세테이트가 주성분인 에멀젼형 접착재 재질로 구성됨이 바람직하다. 에멀젼형 접착재의 성질에 의해 양호하게 접착됨은 물론 종래의 몰타르 같이 밀려나오는 부분도 없어 실링성이 향상되고 작업자 업무부하도 감소되기 때문이다. 에멀젼형 접착재는 초기에 접촉되 는 피착재의 수분 흡습이 시작되어 내부 점도가 급속 증가하므로써 끈기가 발생되고 확산과 습윤을 통한 수분감소가 진행되며 고분자 사이 상호 연결이 시작되어 피막이 형성되는 원리를 이용한 것으로 탑노즐(30)에 부착시 상기 성질에 의해 탑노즐(30)과 용이하게 결합된다. 이는 결합홀에 탑노즐(30)의 삽입 후에도 결합홀과 용이하게 부착된다.

이하 도 6a 내지 6d를 참고하여 탑노즐의 결합과정을 살펴본다. 이동로드(542)에 설치된 착탈바(700)에 푸시 플레이트(760)를 돌려 끼운 후 탑커버(30)를 끼운다. 탑커버(30)에는 상기 서술한 실링시트(780)를 씌운다. 이동로드(542)는 후퇴되어 있는 상태로서, 탑커버(30)는 공간부(522)에 안착되어 있다.(도 6a) 작동부(500)를 제1 조정부(100) 및 제2 조정부(320)를 통하여 결합홀 측 플레이트(72)로 밀착시키고 볼팅부(524)를 볼팅홀(74)에 체결하여 탑커버(30)와 플레이트(72) 사이의 평탄도를 향상시킨다.(도 6b) 이동로드(542)를 전진시키고, 그에 따라 착탈봉(700)과 푸시 플레이트(760)가 전진된다. 푸시 플레이트(760)에 의해 탑커버(30)가 전진되고 결합홀에 밀어 넣어진다.(도 6c) 결합홀에 탑커버(30)가 삽입된 후에는 작동부(500)를 후퇴시킴으로써 탑커버(30)의 결합이 완료된다.(도 6d)

이하 도 7a 내지 7d를 참고하여 탑노즐의 제거과정을 살펴본다. 제1 조정부(100) 및 제2 조정부(320)를 통하여 작동부(500)를 결합홀 측에 접근시킨다.(도 7a) 작동부(500)를 결합홀측 플레이트(72)에 밀착시키고, 착탈바(700)의 후단에는 작동부(500)에 밀착되도록 카플러(740)를 체결한다. 카플러(740)는 이동로드(542)의 후진시 이동로드(542)로부터 착탈바(700)가 미끄러지는 것을 방지한다.(도 7b) 이동로드(542)의 후진시 탑노즐(30)이 장착홀로부터 빠져나오도록, 탑노즐(30)의 전단측 착탈봉(700)에는 걸림편(722)을 형성한다. 걸림편(722)은 착탈바(700)가 탑커버(30)를 관통한 후 펼쳐지도록 마련한다. 일 예로 착탈바(700)를 90도 회전시킬 경우 상,하로 펼쳐지도록 마련할 수 있다. 이동로드(542)를 후퇴시킬 경우 걸림편(722)에 탑커버(30)의 선단이 걸리며 외측으로 빠져나온다.(도 7c) 탑커버(30)를 제거하여 공간부(522)에 안착시킨 후 작동부(500)를 후퇴시킴으로써 탑커버(30)의 제거가 완료된다.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

도 1은 래들의 탑노즐을 제거하는 방법을 도시한 도면.

도 2a는 래들이 닫힌 상태를 도시한 도면.

도 2b는 래들이 열린 상태를 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 래들의 탑노즐 장착장치의 위치 조정부의 구성도.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 래들의 탑노즐 장착장치의 작동부의 구성도.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 래들의 탑노즐 장착장치의 푸시 플레이트와 착탈봉을 나타낸 도면.

도 6a 내지 6d는 본 발명의 실시예에 따른 래들의 탑노즐 장착장치의 탑노즐 결합과정을 나타낸 도면.

도 7a 내지 7d는 본 발명의 실시예에 따른 래들의 탑노즐 장착장치의 탑노즐 분리과정을 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30 : 탑커버 100 : 제1 조정부

300 : 제2 조정부 500 : 작동부

540 : 실린더 하우징 542 : 이동로드

700 : 착탈바 760 : 푸시 플레이트

Claims (4)

1. 래들(1)의 탑노즐(30) 장착홀 전방에서 전,후,좌,우측으로 슬라이딩 되도록 마련된 위치 조정부;

   봉 형상으로써, 선단부에 탑노즐(30)이 끼워지는 착탈봉(700);

   상기 위치 조정부에 설치되어 이동되고, 착탈봉(700)이 끼워지며 그 착탈봉(700)과 함께 전,후로 이동되는 이동로드(542)가 내측에 구비된 작동부(500); 및

   상기 이동로드(542)의 전진시 탑노즐(30)이 가압되어 장착홀에 삽입되도록, 탑노즐(30)의 후단측 착탈봉(700)에 결합된 푸시 플레이트(760);를 포함하는 래들의 탑노즐 장착장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 이동로드(542)의 후진시 탑노즐(30)이 장착홀로부터 빠져나오도록, 탑노즐(30)의 전단측 착탈봉(700)에는 걸림편(722)이 형성된 것을 특징으로 하는 래들의 탑노즐 장착장치.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,

   상기 위치 조정부는, 하단부에 설치된 모터(126)로 회전되는 제1 롤러(124)와 제1 레일(122) 및 상단부에 설치된 제2 롤러(144)와 제2 레일(142)을 통해 좌,우로 슬라이딩되는 제1 조정부(100), 그 제1 조정부(100)로부터 장착홀 측으로 뻗 은 이동바(300)에 모터(322)와 제3 롤러(324)를 통해 설치되어 전,후로 슬라이딩되는 제2 조정부(320)로 구성된 것을 특징으로 하는 래들의 탑노즐 장착장치.
4. 청구항 1 또는 2에 있어서,

   상기 작동부(500)는 위치 조정부에 설치된 실린더 하우징(540) 및 착탈봉(700)이 끼워지며 실린더 하우징(540)의 내측에서 전,후 이동되는 이동로드(542)로 구성되고,

   상기 푸시 플레이트(760)가 착탈봉(700)에 돌려 끼워지도록, 착탈봉(700)은 나사산이 형성된 수나사이고 푸시 플레이트(760)에는 그 나사산에 대응되는 암나사 홀(762)이 형성된 것을 특징으로 하는 래들의 탑노즐 장착장치.

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