KR101010615B1

KR101010615B1 - 용강 정련 노체의 절단장치

Info

Publication number: KR101010615B1
Application number: KR1020030053164A
Authority: KR
Inventors: 배정민
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2011-01-24
Also published as: KR20050014510A

Abstract

본 발명은 용강을 정련하는 전로노체의 절단장치에 관한 것으로, 상단에 크레인 후크에 걸림되는 운반고리를 갖고, 하단에는 고정환이 고정된 원통형상의 메인포스트와; 상기 메인포스트의 상단부 외주면에 고정되고, 외부공급원과 연결된 가스호스와 연통되게 구비된 가스분배하우징과; 상기 가스분배하우징의 외주면 일부에 고정되고, 그 직경방향으로 길이조정가능하게 연결된 작동로드와; 상기 작동로드의 단부에 병설되고, 신축관에 의해 상기 가스분배하우징과 연결된 절단토치와; 상기 작동로드의 임의지점에서 구동모터에 의해 회전되게 설치된 피니언과; 상기 메인포스트의 중단부에 그와 일체로 고정된 기록판과; 상기 작동로드에 고정되고 기록판의 기록지와 접촉되게 배설된 기록자와; 상기 기록판의 상면에 고정되고, 피니언과 치합되게 배치된 환형래크와; 상기 메인포스트의 하단에 간격을 두고 고정된 서포터작동실린더에 의해 접히고 펴질 수 있도록 지지바에 의해 링크되고, 상기 고정환의 외주면에 힌지고정되며, 그 단부에는 밀착편이 마련된 다수의 서포터를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따르면, 철판의 열변형 정도를 정확하게 검출하고 판독할 수 있고, 절단이 요구되는 부위만을 정확하고 신속하면서 균일한 절단면을 갖도록 절단할 수 있으며, 안전사고를 예방할 수 있고, 노체의 수명도 연장할 수 있다.

Description

용강 정련 노체의 절단장치{CUTTING MACHINE OF FURNACE BODY FOR REFINING INGOT STEEL}

도 1은 종래 노체 절단과정을 보인 예시적인 부분 사시도,

도 2는 본 발명에 따른 장치의 설치상태를 도시한 일부 절개 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 장치의 외관 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 장치의 하단부를 확대하여 보인 요부 사시도,

도 5의 (a),(b)는 본 발명에 따른 장치의 열변형 측정부 및 그 변형량 기록부의 요부 사시도 및 요부 단면도,

도 6의 (ㄱ),(ㄴ)은 본 발명에 따른 장치의 기록판 및 기록지의 예시도,

도 7의 (가),(나)는 본 발명에 따른 장치를 통해 노체 철피의 열변형 정도를 측정하여 기록한 모습을 나타낸 예시도.

◎ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ◎

100....노체 110....노구

120....메인포스트 122....가스분배하우징

124....신축관 130....운반고리

150....가스호스 200....절단토치

210....기록판 212....기록지

220....환형래크 230....고정환

250....서포터 260....고정대

270....서포터작동실린더 290....지지바

300....간격조절실린더 320....완충하우징

330....완충스프링 340....작동로드

350....가이드롤 390....구동모터

400....피니언 410....지지로드

420....기록자 500....철피

본 발명은 용강을 정련하는 전로노체의 절단장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용강 정련작업시 발생되는 고열에 의해 열변형된 노체의 일부만을 정교하게 절단 교체하여 노체의 수명을 연장시킬 수 있도록 한 용강 정련 노체의 절단장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제강공장에서 사용되는 용강 정련용 전로는 대략 10675mm의 높이와 8570mm의 폭을 갖는 전로철피내에 철피의 용해 방지를 위한 내화벽돌을 축조하여서 된 노체이다.

이러한 노체는 고열을 받기 때문에 열적 스트레스에 의한 철피의 열변형을 수반하게 되는데 특히, 콘형상을 가진 노체의 상단인 노구부는 용강의 출강 및 슬 래그의 배재 작업이 상시 수반되므로 더욱 더 심한 열적 스트레스를 받게 되고 그로 인해 다른 부위에 비해 현저한 열변형을 초래하게 된다.

이와 같은 열변형이 심하게 수반될 경우에는 노체를 사용할 수 없으므로 그 수명이 다하게 되는데 새로운 노체 제조시 엄청난 비용을 동반하므로 통상 열변형된 일부만을 절단하여 보수함으로써 노체의 수명을 연장시키고 있다.

예컨대, 도 1에서와 같이, 작업할 수 있는 작업대를 노구(12)를 통해 노체 내부로 인입시켜 작업조건을 갖춘 상태에서 작업자가 상기 작업대 위에 올라가 절단하여야할 부위를 미리 결정한 후 수동절단기(20)를 들고 가이더(30)를 따라 상기 수동절단기(20)를 이동시키면서 절단할 부분의 철피(10)를 절단하였다.

그런데, 이러한 수동절단작업은 노체 내부의 열기에 의한 화상의 위험이 있을 뿐만 아니라 기계적인 절단이 아니기 때문에 절단면이 고르지 못하여 절단후에 다시 면고르기 작업을 병행해야 하는 번거로움, 그에 따른 작업능률 저하, 과다한 작업시간의 소요 등의 문제가 발생되었다.

또한, 절단한 철피의 변형된 부분이 어디인지 확인키 어려워 새로운 철피를 부착하였을 때 서로 일치되지 않아 작업을 더욱 곤란하게 하는 등의 부수적인 문제들도 파생되었다.

이에 따른 문제를 해결하고자 본 출원인은 1994년 12월 29일 출원하고 1998년 1월 6일자로 등록된 등록실용신안 제116085호, "제강공장의 전로변형 측정장치"에서 레이저카메라를 이용하여 전로 노구부의 철피중 변형된 부위를 정확히 측정할 수 있도록 한 장치를 등록받은 바 있으며, 아울러 1997년 12월 9일자로 공개된 일 본특개평 9-316521호, "전로노체의 보수방법"에는 전로노체의 변형된 일부만을 교체하여 노체의 수명을 연장하기 위한 방법이 개시된 바 있다.

그러나, 본 출원인이 선출원하여 등록받았던 측정장치의 경우에는 철피를 절단할 수 있는 절단장치가 부가되어 있지 않을 뿐만 아니라 레이저카메라를 설치하기 위한 메인포스트를 구비하여야 하는데 이 메인포스트의 경우 전로노체의 상하길이의 크기에 해당할만큼 길어야 하고, 또 이를 지지하기 위한 부가구성들이 복잡하게 구비되어야 하므로 현실성이 떨어짐은 물론 장비가 크고 길어 작업성이 현저히 떨어지는 단점이 있었다.

또한, 일본에서 특허공개된 보수방법의 경우에는 노구부 직경방향으로의 열변형을 측정한 후 그 변형부위를 다수 분할하여 그 분할된 부위에 상,하부변위조정판을 부가함으로써 그 변형량을 해소시킨다고 기재되어 있어 보수방식은 알 수 있으나 그 상세한 설명 어디에도 철피의 변형정도를 어떻게 측정하는지 그 측정수단은 무엇인지가 명쾌히 기술되어 있지 않아 측정방법이나 측정수단이 매우 모호하였다.

따라서, 간단하면서도 매우 정확하게 전로노체의 노구부근 철피의 열변형 정도를 확인하고, 그에 따라 절단부위를 결정한 후 정확하면서 고른 절단면을 갖도록 절단할 수 있는 그러한 수단들이 절실히 요청되기에 이르렀다.

본 발명은 상술한 바와 같은 요청에 부응하기 위하여 다년간에 걸쳐 연구완성된 것으로, 구성이 간단하여 설치 및 작업이 용이하고 철피의 열변형 정도를 정 확하게 측정할 수 있음과 동시에 그 측정값에 따라 절단부위를 결정하고 그 부위만을 정확하게 절달할 수 있는 절단기능도 부가된 그러한 용강 정련 노체의 절단장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상단에 크레인 후크에 걸림되는 운반고리를 갖고, 하단에는 고정환이 고정된 원통형상의 메인포스트와; 상기 메인포스트의 상단부 외주면에 고정되고, 외부공급원과 연결된 가스호스와 연통되게 구비된 가스분배하우징과; 상기 가스분배하우징의 외주면 일부에 고정되고, 그 직경방향으로 길이조정가능하게 연결된 작동로드와; 상기 작동로드의 단부에 병설되고, 신축관에 의해 상기 가스분배하우징과 연결된 절단토치와; 상기 작동로드의 임의지점에서 구동모터에 의해 회전되게 설치된 피니언과; 상기 메인포스트의 중단부에 그와 일체로 고정된 기록판과; 상기 작동로드에 고정되고 기록판의 기록지와 접촉되도록 설치된 기록자와; 상기 기록판의 상면에 고정되고, 상기 피니언과 연결된 환형래크와; 상기 메인포스트의 하단에 간격을 두고 고정된 서포터작동실린더에 의해 접히고 펴질 수 있도록 지지바에 의해 링크되고, 상기 고정환의 외주면에 힌지고정되며, 그 단부에는 밀착편이 마련된 다수의 서포터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용강 정련 노체의 절단장치를 제공함으로써 그 기술적 과제를 달성할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 작동로드의 단부에 철피의 내면과 구름접촉되는 가이드롤을 부설한 것에도 특징이 있다.

또한, 본 발명은 상기 작동로드가 가스분배하우징의 외주면에 고정된 간격조 절실린더와, 그 실린더로드 및 작동로드의 일단이 각각 양단측에 끼워지는 완충하우징과, 상기 완충하우징 내부의 실린더로드 및 작동로드 사이에 개재된 완충스프링에 의해 길이조절가능하게 설치된 것에도 특징이 있다.

또한, 본 발명은 상기 서포터의 밀착편 외측면에 요철을 다수 형성한 것에도 특징이 있다.

이하, 본 발명에 따른 양호한 일 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 장치의 설치상태를 도시한 일부 절개 사시도로서, 본 발명 절단장치는 노체(100)의 노구(110)를 통해 노체(100) 내부로 삽입가능한 형태로 구비되는데 이를 위해 기둥형태의 메인포스트(120)가 마련되고, 상기 메인포스트(120)의 상단에는 운반고리(130)가 고정되며, 상기 운반고리(130)에는 크레인에 연결된 후크(140)가 걸림되어 상기 메인포스트(120)가 크레인에 의해 이동될 수 있도록 구비된다.

이때, 상기 메인포스트(120)는 노체(100)의 상하길이에 대응되도록 길게 형성될 필요는 없다.

도 3은 본 발명에 따른 장치의 외관 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 장치의 하단부를 확대하여 보인 요부 사시도이다.

이들 도면에 따르면, 메인포스트(120)의 상단 외주면에는 가스분배하우징(122)이 회전가능하게 베어링결합되고, 그 외주면 일측에는 절단토치(200)와 연결되는 신축관(124)이 설치되며, 상기 메인포스트(120)의 상단면을 관 통하여 연결된 가스호스(150)는 메인포스트(120)의 상단 내부에서 상기 가스분배하우징(122)과 연통가능하게 로터리죠인트 방식으로 연결되어 상기 신축관(124)을 통해 절단토치(200) 측으로 노체(100) 철피의 절단에 사용될 가스를 공급할 수 있는 구조를 이룬다.

한편, 상기 가스분배하우징(122)과 거리를 둔 하측에는 원판형태의 기록판(210)이 상기 메인포스트(120)와 일체로 고정된다.

이때, 상기 메인포스트(120)는 상기 기록판(210)의 중심을 관통하는 형태를 취한다.

아울러, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 기록판(210)의 테두리 상면에는 그 원주방향을 따라 환형래크(220)가 일체로 고정된다.

그리고, 상기 메인포스트(120)의 하단 외주면에는 고정환(230)이 고정되며, 상기 고정환(230)의 외주면에는 일정간격을 두고 다수개의 고정브라켓(240)이 고정되는데 바람직하기로는 90°간격을 두고 4개 고정된다.

이들 고정브라켓(240)에는 바형태의 서포터(250)가 회전가능하게 핀고정되며, 상기 서포터(250)의 타단에는 밀착편(252)이 유동가능하게 핀고정된다.

밀착편(252)은 그 외측면에 요철이 형성되며, 이 요철은 상기 밀착편(252)이 노체(100)의 내면에 고정될 때에 그 밀착도를 향상시켜준다.

또한, 상기 고정환(230)의 하단면에는 그 테두리를 따라 일정간격을 두고 다수의 고정대(260)가 일체로 고정되는데, 상기 고정대(260)는 고정환(230)의 직하방 으로 길게 연장되며 그 연장된 단부에는 서포터작동실린더(270)가 고정된다.

서포터작동실린더(270)는 상기 고정대(260)의 길이만큼 고정환(230)으로부터 이격된 채 구비되며, 그 상단에는 실린더로드(280)가 연결되고, 이 실린더로드(280)의 상단 외주면에는 상기 서포터(250)와 대응되는 개수만큼 지지브라켓(292)이 고정되며, 이 지지브라켓(292)에는 지지바(290)가 연결된다.

상기 지지바(290)는 그 일단이 상기 지지브라켓(292)에 연결된 채 연장되고, 연장된 타단은 상기 서포터(250)의 각 하단면에 유동가능하게 핀고정된다.

따라서, 상기 서포터작동실린더(270)의 상승작동은 상기 실린더로드(280)를 상승시키고, 그에 구속된 지지바(290)를 들어올려 서포터(250)를 상향이동시키게 된다.

이때, 상기 지지바(290)가 지지브라켓(292)으로부터 완전히 꺽여지면서 서포터(250)의 리프팅동작을 방해하지 않도록 상기 지지브라켓(292) 상에는 도시되지 않는 걸림턱이 마련되어 상기 지지바(290)가 일정각도 이상 회전되게 되면 상기 지지바(290)가 상기 걸림턱에 걸림되도록 하여 지속적으로 상기 서포터(250)를 지지할 수 있도록 구성됨이 특히 바람직하다.

도 5의 (a),(b)는 본 발명에 따른 장치의 열변형 측정부 및 그 변형량 기록부의 요부 사시도 및 요부 단면도이며, 도 6의 (ㄱ),(ㄴ)은 본 발명에 따른 장치의 기록판 및 기록지의 예시도이고, 도 7의 (가),(나)는 본 발명에 따른 장치를 통해 노체 철피의 열변형 정도를 측정하여 기록한 모습을 나타낸 예시도이다.

도 5에서와 같이, 가스분배하우징(122)의 외주면 일측에는 신축관(124)과 나 란히 간격조절실린더(300)가 고정된다.

간격조절실린더(300)에는 실린더로드(310)가 연결되고, 실린더로드(310)는 완충하우징(320)의 일측단면을 관통하여 내장된다.

도 5(a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 완충하우징(320)은 그 하단면에 고정브라켓(380)이 고정되고, 이 고정브라켓(380)에는 피니언(400)이 구비되며, 상기 피니언(400)은 고정브라켓(380)의 일측 외면에 고정된 구동모터(390)와 연결되어 상기 환형래크(220)와 연결된다.

한편, 상기 완충하우징(320)의 타단에는 이를 관통하여 작동로드(340)가 설치되며, 상기 작동로드(340)의 단부에는 철피(500)와 구름접촉되는 가이드롤(350)이 고정되고, 상기 가이드롤(350)의 직하방에는 절단토치(200)가 마련되는데 상기 절단토치(200)는 상기 작동로드(340)에 고정됨과 동시에 신축관(124)과 연결된 구조를 갖는다.

따라서, 상기 완충하우징(320) 내에는 실린더로드(310)의 일단과 작동로드(340)의 일단이 내장된 형상을 갖게 되며, 이들 양 단부 사이에는 완충스프링(330)이 개재된다.

그리고, 상기 완충하우징(320)의 하단면 일측에는 상기 고정브라켓(380)과 거리를 두고 'ㄱ'형태로 절곡된 지지로드(410)가 고정되며, 이 지지로드(410)에는 기록자(420)가 고정된다.

기록자(420)는 기록판(210)상에 교체가능하게 고정된 기록지(212)의 상면에 접촉가능하게 배치되어 상기 작동로드(340)의 회전시 동시 회전되면서 기록지(212) 에 철피(500)의 내경을 그리게 된다.

기록지(212)는 도 6에서와 같이, 그 반경방향으로 일정간격을 두고 확대되는 형태의 기준원들이 그려져 있고, 아울러 그 중심을 향해 방사형태의 기준선들이 그려져 있으며, 또한 기준원과 기준선이 맞나는 임의의 지점에는 다수의 기준표시들이 표시될 수 있다.

또한, 상기 기록지(212)가 고정되는 기록판(210)상에도 대략 90°간격을 두고 그 외테두리 상면에 기준편(214)들을 돌출형성할 수도 있다.

이들 기준이 되는 선, 원, 편 들은 모두 노체(100)의 일 지점과 일치되게 배치한 후 그 점을 기준으로 하여 노체(100) 내경의 변화를 쉽고 용이하게 파악할 수 있도록 하기 위함이다.

예컨대, 도 7은 그러한 측정예를 보인 것인데 (가)에서와 같이 ①,②,③,④와 같은 변형을 그 측정결과로 얻었을 때 (나)에서와 같은 기준원 및 기준선들과의 비교를 통해 철피의 교체부위를 정확하게 확인할 수 있고, 또한 번거로움없이 정확한 절단 및 교체가 가능하게 되는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동관계는 다음과 같다.

전로노체를 사용하는 과정에서 열변형이 목측되면 전로노체를 직립한 상태에서 크레인을 이용하여 후크(140)를 통해 본 발명 장치의 운반고리(130)에 걸어 고정한 다음 이를 들어올려 노체(100)의 노구(110) 중심으로 하강시킨다.

이어, 목측된 열변형 부위만큼 본 발명 장치가 하강되면 크레인을 정지시킨 상태에서 서포터작동실린더(270)를 상승시킨다.

서포터작동실린더(270)의 상승에 따라 실린더로드(280)가 승강되면서 지지바(290)를 밀어올려 그와 연결된 서포터(250)가 펴지게 된다.

펼쳐진 서포터(250)는 노체(100)의 내주면 방향의 각 내면에 접촉되고 밀착되게 되는데 이때 서포터(250)의 각 길이는 동일하게 형성되어 있으므로 본 발명 장치의 메인포스트(120)는 항상 노체(100)의 중심에 위치되게 된다.

서포터(250)의 밀착관계는 그 각 단부에 고정된 밀착편(252)이 노체(100)의 내벽면에 견실히 견착됨으로써 이루어진다.

서포터(250)의 밀착이 완료되면 간격조절실린더(300)를 작동시켜 완충하우징(320) 내부의 완충스프링(330)의 탄성력에 의해 작동로드(340)의 가이드롤(350)을 철피(500)의 내면에 탄성 밀착시킨다.

밀착이 완료되면 구동모터(390)를 구동시켜 피니언(400)을 회동시키게 되고, 회동되는 피니언(400)이 환형래크(220)를 따라 회전되게 된다.

동시에, 상기 완충하우징(320)의 하단면에 고정된 기록자(420)는 기록지(212)에 철피(500)의 변형정도를 기록하게 된다.

최종적으로 기록이 완료되면 기준선, 기준원들과 기록된 선들을 비교하여 철피(500)의 변형정도, 변형부위를 정확히 확인한 후 교체부위를 절단하게 되는데 이때에는 변형정도의 기록시와 동일한 형태로 다시한번 작동로드(340)를 회전시키면서 신축관(124)을 통해 가스를 공급하여 절단토치(200)에 불꽃을 점화시켜 절단작업을 수행하게 된다.

이와 같은 과정을 거쳐 절단하게 되면 필요부위만을 아주 정확하면서도 신속 하고 균일한 절단면을 갖도록 절단할 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명 장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 철판의 열변형 정도를 정확하게 검출하고 판독할 수 있다.

둘째, 절단이 요구되는 부위만을 정확하고 신속하면서 균일한 절단면을 갖도록 절단할 수 있다.

세째, 안전사고를 예방할 수 있다.

네째, 노체의 수명을 연장할 수 있다.

Claims

상단에는 크레인 후크에 걸림되는 운반고리를 갖고, 하단에는 고정환이 고정된 원통형상의 메인포스트와;

상기 메인포스트의 상단부 외주면에 고정되고, 외부공급원과 연결된 가스호스와 연통되게 구비된 가스분배하우징과;

상기 가스분배하우징의 외주면 일부에 고정되고, 그 직경방향으로 길이조정가능하게 연결된 작동로드와;

상기 작동로드의 단부에 병설되고, 신축관에 의해 상기 가스분배하우징과 연결된 절단토치와;

상기 작동로드의 임의지점에서 구동모터에 의해 회전되게 설치된 피니언과;

상기 메인포스트의 중단부에 그와 일체로 고정된 기록판과;

상기 작동로드에 고정되고 기록판의 기록지와 접촉되도록 설치된 기록자와;

상기 기록판의 상면에 고정되고, 상기 피니언과 연결된 환형래크와;

상기 메인포스트의 하단에 간격을 두고 고정된 서포터작동실린더에 의해 접히고 펴질 수 있도록 지지바에 의해 링크되고, 상기 고정환의 외주면에 힌지고정되며, 그 단부에는 밀착편이 마련된 다수의 서포터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 용강 정련 노체의 절단장치.
청구항 1에 있어서,

상기 작동로드의 단부에는 철피의 내면과 구름접촉되는 가이드롤이 부설된 것을 특징으로 하는 용강 정련 노체의 절단장치.
청구항 1에 있어서,

상기 작동로드는 가스분배하우징의 외주면에 고정된 간격조절실린더와, 그 실린더로드 및 작동로드의 일단이 각각 양단측에 끼워지는 완충하우징과, 상기 완충하우징 내부의 실린더로드 및 작동로드 사이에 개재된 완충스프링에 의해 길이조절가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 용강 정련 노체의 절단장치.
청구항 1에 있어서,

상기 서포터의 밀착편 외측면에는 요철이 다수 형성된 것을 특징으로 하는 용강 정련 노체의 절단장치.