KR101014248B1 - 슬래브 절단설 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬래브 절단설 제거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슬래브 절단시 슬래브의 저면에 형성되는 절단설을 제거하기 위하여 슬래브의 진행에 따라 상하로 구동하며, 슬래브의 진행방향과 교차하는 방향으로 서로 이격된 다수의 분사노즐을 통해 절단설에 가스를 분사하는 슬래브 절단설 제거장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 슬래브 절단설 제거장치는 슬래브의 진행방향과 교차하는 방향으로 연장되며 상기 슬래브의 저면에 형성되는 절단설을 향해 가스를 분사시키는 분사부와, 상기 분사부의 상부를 감싸며 내부가 비어있는 냉각부와, 상기 분사부에 연결되어 상기 분사부를 상하로 움직이는 상하구동부와, 상기 분사부의 양측으로 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 냉각부의 내부로 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환부 및 상기 상하구동부와 상기 가스 공급부 및 상기 냉각수 순환부의 구동을 제어하는 시스템제어부를 포함한다.

슬래브, 절단설, 버, 연주공정, slab, burr

Description

슬래브 절단설 제거장치{Burr removal apparatus of slab}

본 발명은 슬래브 절단설 제거장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슬래브 절단시 슬래브의 저면에 형성되는 절단설을 제거하기 위하여 슬래브의 진행에 따라 상하로 구동하며, 슬래브의 진행방향과 교차하는 방향으로 서로 이격된 다수의 분사노즐을 통해 절단설에 가스를 분사하는 슬래브 절단설 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 제철소의 연속주조공장에서는 중간소재인 슬래브(slab)를 수요자의 요구에 맞도록 다양한 크기로서 산소와 가스를 이용한 토치커팅머신(Torch cutting machine; TCM)으로 절단하여 생산하고 있다.

토치커팅머신으로 절단한 슬래브에는 필연적으로 절단부위의 저면에 절단설(Burr)이 융착되어 형성된다.

종래 기술에 따른 슬래브의 절단설 제거는 슬래브의 절단공정 이후에 나이프나 해머 등을 이용하여 슬래브의 절단설을 직접 절단 또는 타격하여 제거하는 물리적인 방식이 사용되는 절단설 제거장치가 사용된다.

그런데, 종래의 절단설 제거장치는 슬래브의 폭에 따른 나이프나 해머 등의 마모 정도, 슬래브의 형상, 탄소성분에 따른 슬래브의 재질 등의 다양한 원인으로 절단설을 완벽하게 제거하지 못하고 슬래브의 저면에 잔류 부분을 남기는 문제점이 있다.

잔류된 절단설을 갖는 슬래브를 후공정에서 제품 생산에 그대로 사용하는 경우에 후공정 설비가 손상되거나 생산되는 제품의 품질이 저하되는 문제점이 발생하기 때문에 절단설을 완벽하게 제거하기 위한 별도의 공정이 요구된다.

이외에도 슬래브의 절단시 슬래브의 저면에 형성되는 절단설이 하중에 의해 작업장에 떨어지게 되어 안전상 등의 이유로 이를 제거하기 위한 별도의 작업이 요구된다. 이와 같은 문제점들은 제품의 생산원가를 증가시키고 작업지연에 따른 손실을 가져오게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 슬래브의 진행에 따라 상하로 구동하며, 슬래브의 진행방향과 교차하는 방향으로 서로 이격된 다수의 분사노즐을 통해 절단설에 가스를 분사함으로써 절단설을 제거하는 슬래브 절단설 제거장치를 제공한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 슬래브 절단설 제거장치는 슬래브의 진행방향과 교차하는 방향으로 연장되며 상기 슬래브의 저면에 형성되는 절단설을 향해 가스를 분사시키는 분사부와, 상기 분사부의 상부를 감싸며 내부가 비어있는 냉각부와, 상기 분사부에 연결되어 상기 분사부를 상하로 움직이는 상하구동부와, 상기 분사부의 양측으로 가스를 공급하는 가스 공급부와, 상기 냉각부의 내부로 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환부 및 상기 상하구동부와 상기 가스 공급부 및 상기 냉각수 순환부의 구동을 제어하는 시스템제어부를 포함한다.

본 발명에 따르면 슬래브 절단시 슬래브의 저면에 형성되는 절단설을 향해 슬래브의 진행방향과 교차하는 방향으로 서로 이격되는 다수의 분사노즐을 통해 가스를 분사함으로써 슬래브에 절단설을 잔류시키지 않아 절단설 제거를 위한 별도의 작업이 요구되지 않으며 작업지연을 방지하고 생산원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 슬래브에 절단설을 잔류시키지 않기 때문에 후공정에서 슬래브를 그대로 사용하는 경우에도 후공정 설비나 제품의 품질에 악영향을 주지 않고 우수한 품질의 제품을 생산할 수 있는 효과를 가진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 일반적인 연속주조 설비를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 일반적인 연주 공정상에서 슬래브(S)는 몰드(미도시)에서 1차 응고되고, 1차 응고된 슬래브(S)는 이송라인의 롤(30) 회전에 의해 진행하면서 2차 응고된다.

이후, 슬래브(S)는 일정한 길이로 절단될 수 있도록 이송라인 상에 설치된 토치커팅머신(10)의 하부에 일시정지되고, 토치커팅머신(10)의 토치(20)가 슬래브(S)의 상부에서 슬래브(S)의 진행방향(x방향)에 대해 직각인 방향(y방향)으로 움직이면서 슬래브(S)를 절단한다.

이때, 토치(20)에 의해 절단된 슬래브(S)의 절단영역을 경계로 하여 선행 슬래브(S')의 말단부와 후행 슬래브(S)의 머리부의 하부에 철산화물이 용융된 절단설(Burr; B)이 각각 형성된다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 슬래브 절단설 제거장치의 일측 구성을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 슬래브 절단설 제거장치를 슬 래브의 진행방향에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명에 따른 분사노즐에 적용되는 공정 매개변수를 나타낸 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 슬래브 절단설 제거장치(100)는 슬래브(S)의 진행방향과 교차하는 방향으로 연장되며 절단설(R)을 향해 가스를 분사하는 분사부(110)와, 분사부(110)의 상부을 감싸며 내부가 비어있는 냉각부(120)와, 분사부(110)에 연결되어 분사부(110)를 상하로 움직이는 상하구동부(130)와, 분사부(110)에 가스를 공급하는 가스 공급부(140)와, 냉각부(120)의 내부로 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환부(150) 및 상하구동부(130), 가스 공급부(140), 냉각수 순환부(150)의 구동을 제어하는 시스템제어부(미도시)를 포함한다.

상기 분사부(110)는 가스 공급부(140)를 통해 공급된 가스를 슬래브(S)의 저면에 형성되는 절단설(R) 부위를 향해 분사시키는 다수의 분사노즐(112)과, 다수의 분사노즐(112)이 결합하는 노즐공급배관(114) 등으로 구성된다.

상기 노즐공급배관(114)은 슬래브(S)의 진행방향(x방향)과 교차하는 방향(y방향)으로 연장되며, 공급된 가스를 다수의 분사노즐(112)에 분배한다.

노즐공급배관(114)은 다양한 형태로 형성될 수 있는데, 본 실시예에서는 냉각부(120)와의 결합이 수월하게 이루어지고, 노즐공급배관(114)의 냉각 효율을 높이기 위해서 단면 형상이 원형을 이루도록 형성된다.

노즐공급배관(114)의 외주면 일측으로 다수의 분사노즐(112)이 결합되며, 이때 다수의 분사노즐(112)은 상하방향(z방향)에 대해서 분사노즐(112)의 분사구가 절단설(R)을 향하도록 일정한 결합각도(A)를 갖고 기울어진다.

이를 위해, 본 실시예에서는 분사부(110)를 이루는 다수의 분사노즐(112)과 노즐공급배관(114) 사이에 다수의 노즐각도 조절부(116)를 포함시켜 다수의 분사노즐(112)의 결합각도(A)를 조정할 수 있도록 하였다.

한편, 다수의 분사노즐(112)은 노즐공급배관(114) 상에 서로 이격되어 결합된다. 이때, 인접한 분사노즐(112) 사이의 이격 거리(W)는 슬래브(S)가 절단되면서 절단부위에 따라 그 저면에 다른 크기로 형성되는 절단설(R)에 맞추어 이격 거리(W)의 분포가 달라진다. 예컨대 슬래브(S) 절단시, 절단설(R)이 크게 형성될 수 있는 절단 시작영역이나 절단 종료영역에 위치하는 분사노즐(112)을 보다 밀집되도록 이격 거리(W)를 줄임으로써 보다 효과적으로 절단설(R)을 제거하게 된다.

본 실시예에서는 다수의 분사노즐(112) 사이의 이격 거리(W)가 동일하도록 하여 다수의 분사노즐(112)을 노즐공급배관(114) 상에 일렬로 정렬시켜 결합하였다.

다수의 분사노즐(112)에서 분사되는 가스로는 압축가스가 사용된다.

압축가스로는 질소 가스 등의 불활성 기체를 포함하는 다양한 종류의 가스가 사용될 수 있는데, 본 실시예에서는 산소 압축가스를 사용한다.

특히, 산소 압축가스는 슬래브(S)의 저면에 형성되는 절단설(R)이 용융된 상태를 유지하도록 하여 압축가스의 압력에 의해 용융 상태의 절단설(R)의 제거를 보다 용이하게 한다.

도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 분사노즐에 적용되는 공정 매개변 수는 다양하다. 공정 매개변수로는 다수의 분사노즐(112)이 절단설(R)을 향해 기울어진 각도(A)와, 인접한 분사노즐(112) 사이의 이격 거리(W)와, 분사된 가스의 압력 영향을 받는 슬래브(S) 상의 거리(F) 및 가스의 분사속도 등을 들 수 있다.

이러한 다양한 공정 매개변수는 슬래브(S)의 크기, 탄소성분에 따른 슬래브(S)의 재질, 특성 등에 따라 그 공정 매개변수 값이 결정된다.

상기 냉각부(120)는 분사부(110)의 상부를 감싸 고온의 슬래브(S)에서 하부로 가해지는 열을 차단하는 역할을 한다. 이를 위해 냉각부(120)의 내부는 냉각수가 순환될 수 있도록 비어있다.

냉각부(120)는 분사부(110)와 동일한 방향으로 연장되며, 일측으로 분사부(110)의 상부 외주면과 접하도록 움푹 패인 홈이 형성된다. 냉각부(120)의 상면은 근접하는 고온의 슬래브(S)에 의한 열적 손상을 최소화하기 위해서 슬래브(S)의 면과 평행한 평면으로 이루어진다.

또한, 슬래브(S)의 열적 손상을 방지하기 위하여 냉각부(120)의 상면에는 슬래브(S)의 하부와 직접 맞닿는 다수의 받침대(skid; 122)가 냉각부(120)의 연장방향을 따라 일정한 간격으로 설치된다.

상기 상하구동부(130)의 하부에는 공장 바닥 등 설치 장소의 지면에 흔들림없이 고정될 수 있도록 안착수단(미도시)이 구비된다.

본 실시예에서는 상하구동부(130)를 한 쌍으로 구성하고 분사부(110)의 양측에 결합시켜, 분사부(110)의 수평을 보다 원활하게 유지시키면서 상하로 움직일 수 있도록 하였다.

또한, 상하구동부(130)는 다양한 방법으로 구동될 수 있으나, 본 실시예에서는 유압이나 공압 방식의 피스톤을 사용하여 구동이 이루어진다.

상기 가스 공급부(140)는 분사부(110)의 양단으로 가스를 공급한다. 공급된 가스는 분사노즐(112)을 통해 외부로 배출되기 때문에 공급된 가스를 회수하는 별도의 장치는 설치되지 않는다.

본 발명에서는 분사부(110)에 다수의 분사노즐(112)이 구비되고, 길이가 긴 노즐공급배관(114)이 사용되기 때문에 본 실시예에서는 가스 공급부(140)를 분사부(110)의 양측에서 동시에 가스를 공급할 수 있도록 한 쌍으로 구성하여 일측에서 분사부(110)에 가스를 공급하는 방식보다 효율적으로 다수의 분사노즐(112)에 가스의 공급이 이루어지도록 하였다.

상기 냉각수 순환부(150)는 냉각부(120)의 내부로 냉각수를 순환시킨다. 냉각수 순환부(150)는 가스 공급부(140)와 달리 냉각부(120)의 일단으로 냉각수를 공급하고 냉각부(120)의 내부를 순환한 냉각수를 냉각부(120)의 타단으로 배출시킨다.

위와 같은 가스 공급부(140)와 냉각수 순환부(150)에는 각각 가스와 냉각수의 공급량 조정이 가능한 솔레노이드 밸브(Solenoid valve)가 장착된다. 그리고, 가스 공급부(140)와 냉각수 순환부(150)에 사용되는 배관은 상하구동부(130)의 반복적인 상하 구동에도 손상 또는 파괴가 일어나지 않도록 길이의 신축성을 갖는 벨로우즈(bellows)관이 사용된다.

도 5는 본 발명에 따른 슬래브 절단설 제거장치의 구동 단계의 상태를 나타 낸 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 슬래브 절단설 제거장치의 구동 전 단계의 상태를 나타낸 도면이다.

도 5 내지 도 6을 참조하여 살펴보면, 앞서 설명한 본 발명에 따른 슬래브 절단설 제거장치(100)의 분사부(110)를 한 쌍 구비하고, 슬래브(S)의 진행방향(x방향)을 따라 한 쌍의 분사부를 슬래브(S)의 절단영역을 경계로 하여 마주보게 위치시킬 수 있다.

이렇게 한 쌍의 분사부(110)를 마주보게 구성함으로써 선행 슬래브(S')의 말단부에 형성된 절단설(R')과 후행 슬래브(S)의 머리부에 형성된 절단설(R)을 동시에 제거할 수 있다.

한편, 한 쌍의 분사부(110)를 구비하는 실시예로써 도 5 및 도 6에서와 같이 한 쌍의 슬래브 절단설 제거장치(100)를 사용할 수도 있다.

즉, 슬래브 절단설 제거장치(100)를 한 쌍 구비하여 슬래브(S)의 진행방향(x방향)을 따라 토치커팅머신의 토치(20)를 기준으로 양측에 각각 위치시키고 한 쌍의 슬래브 절단설 제거장치(100)가 동일하게 구동하도록 연동제어하여 선행 슬래브(S')의 말단부에 형성된 절단설(R')과 후행 슬래브(S)의 머리부에 형성된 절단설(R)을 동시에 제거한다.

간단하게 본 실시예에 따른 슬래브(S)의 절단설(R) 제거과정을 살펴보면, 우선, 도 6에서와 같이 시스템제어부의 제어를 통해 상하구동부(130)를 구동시켜 설정된 높이(H)만큼 분사부(110) 등을 하강시킨다. 이때의 높이(H)는 상하구동부(130)의 구동을 통해 최대한 상승시켰을 때 냉각부(120)의 상면에 결합된 받침 대(122)가 슬래브(S)의 하면과 접촉하는 높이이다. 이후, 슬래브(S)가 일정한 간격으로 절단되도록 진행되고, 일정한 간격만큼 진행하게 되면 일시정지하게 된다.

이와 동시에 도 5에 도시된 바와 같이 상하구동부(130)는 시스템제어부의 제어를 통해 하강된 높이(H)만큼 분사부(110) 등을 상승시켜 받침대(122)가 슬래브(S)의 하면에 접촉한 상태를 유지시킨다.

상승이 완료되면 토치커팅머신의 토치(20)에서 가스와 산소의 분사를 통해 슬래브(S)의 절단부위를 녹여 슬래브(S)를 절단시킨다.

위의 절단과정과 동시에 시스템제어부는 가스 공급부(140)를 통해 분사부(110)에 가스를 공급하여 가스를 슬래브(S)의 저면에 분사시키고, 냉각수 순환부(150)에서는 냉각부(120)에 냉각수를 순환시켜 고온의 슬래브(S)에 의한 열적 손상을 방지한다. 이와 같이 슬래브(S)의 절단과정과 동시에 가스 분사에 의한 방식으로 슬래브(S)의 저면에 형성되는 절단설이 제거된다.

절단이 완료되면 토치커팅머신의 토치(20)는 초기 위치로 돌아와 동작을 멈추고 슬래브 절단설 제거장치(100)는 도 6과 같은 상태로 복귀한다. 절단된 선행 슬래브(S')와 후행 슬래브(S)는 이송라인을 통해 이송되고 후행 슬래브(S)가 일정한 간격만큼 진행되면 앞에서 설명한 과정을 반복하여 수행하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 슬래브 절단설 제거장치를 사용함으로써 슬래브의 저면에 형성되는 절단설을 잔류시키지 않고 제거할 수 있어서, 본 발명에 따른 슬래브 절단설 제거장치를 사용하는 경우 별도의 절단설의 제거공정이나 불필요한 작업이 요구되지 않아 작업지연 방지할 수 있다. 따라서 생산원가가 절감되는 효과 가 있으며, 슬래브에 절단설이 잔류되지 않기 때문에 제품 생산에 본 발명에 따른 제거장치를 거친 슬래브를 제품 생산에 사용하는 경우 품질이 향상된다.

이상에서 전술한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백하다 할 것이다.

도 1은 일반적인 연속주조 설비를 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 슬래브 절단설 제거장치의 일측 구성을 나타낸 도면.

도 3은 본 발명에 따른 슬래브 절단설 제거장치를 슬래브의 진행방향에서 바라본 모습을 나타낸 도면.

도 4는 본 발명에 따른 분사노즐에 적용되는 공정 매개변수를 나타낸 도면.

도 5는 본 발명에 따른 슬래브 절단설 제거장치의 구동 단계의 상태를 나타낸 도면.

도 6은 본 발명에 따른 슬래브 절단설 제거장치의 구동 전 단계의 상태를 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>

100 : 슬래브 절단설 제거장치 110 : 분사부

112 : 분사노즐 114 : 노즐고정배관

116 : 노즐각도 조절부 120 : 냉각부

122 : 받침대 130 : 상하구동부

140 : 가스 공급부 150 : 냉각수 순환부

S, S' : 슬래브 R, R' : 절단설

Claims (8)

1. 슬래브의 진행방향과 교차하는 방향으로 연장되며 상기 슬래브의 저면에 형성되는 절단설을 향해 가스를 분사시키는 다수의 분사노즐과, 상기 다수의 분사노즐이 서로 이격되어 결합되며 상기 다수의 분사노즐에 가스를 분배하는 노즐공급배관과, 상기 다수의 분사노즐과 상기 노즐공급배관 사이에 각각 구비되어 상기 다수의 분사노즐의 결합각도를 조정하는 다수의 노즐각도 조절부를 포함하는 분사부와;

   상기 분사부와 동일한 방향으로 연장되며 상기 분사부의 상부를 감싸며 내부가 비어있는 냉각부와;

   상기 분사부에 연결되어 상기 분사부를 상하로 움직이는 상하구동부와;

   상기 노즐공급배관의 양측으로 가스를 공급하는 가스 공급부와;

   상기 냉각부의 내부로 냉각수를 순환시키는 냉각수 순환부; 및

   상기 상하구동부와 상기 가스 공급부 및 상기 냉각수 순환부의 구동을 제어하는 시스템제어부;

   를 포함하는 슬래브 절단설 제거장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 분사부를 통해 분사되는 가스는 산소 압축가스인 것을 특징으로 하는 슬래브 절단설 제거장치.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   슬래브의 진행방향과 교차하는 방향으로 연장되는 상기 노즐공급배관에는 상기 다수의 분사노즐이 이격 거리의 분포를 달리하여 결합되는 것을 특징으로 하는 슬래브 절단설 제거장치.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,

   상기 냉각부의 상면은 상기 슬래브 면과 평행한 평면으로 이루어지며, 상기 냉각부의 상면에는 상기 분사부의 연장되는 길이방향을 따라 일정한 간격으로 다수의 받침대가 결합되는 것을 특징으로 하는 슬래브 절단설 제거장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 가스 공급부 및 상기 냉각수 순환부에는 가스와 냉각수의 공급을 차단할 수 있는 솔레노이드 밸브가 각각 결합되며, 신축성이 있는 벨로우즈관이 배관으로 사용되는 것을 특징으로 하는 슬래브 절단설 제거장치.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 분사부를 한 쌍으로 구비하고, 상기 슬래브의 진행방향을 따라 상기 한 쌍의 분사부를 슬래브의 절단영역을 경계로 하여 마주보게 위치시키는 것을 특징으로 하는 슬래브 절단설 제거장치.

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