KR101022437B1 - 전기로의 분체카본 투입용 오리피스 막힘 방지장치 - Google Patents

전기로의 분체카본 투입용 오리피스 막힘 방지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 라인을 계속 가동하는 상태에서 오리피스를 막는 이물질 등을 연속적으로 제거할 수 있도록 된 전기로의 분체카본 투입용 오리피스 막힘 방지장치를 제공함에 있다.
이에 본 발명은 분체카본이 저장되는 사일로의 하부 배출구에 연통설치되고 하단은 분체카본 공급호스와 연통되는 하우징과, 상기 하우징 내에 이동가능하게 설치되고 내측에는 상기 배출구와 공급호스를 연결하는 오리피스가 설치되는 이동블럭, 상기 하우징에 설치되어 오리피스가 막힌 경우 이물질을 제거하기 위한 제거수단, 상기 오리피스가 막힌 경우 상기 이동블럭을 작업위치에서 상기 제거수단으로 이동시키기 위한 구동수단을 포함하는 전기로의 분체카본 투입용 오리피스 막힘 방지장치를 제공한다.
하우징, 이동블럭, 보조오리피스, 구동실린더, 분사관, 배출관

Description

전기로의 분체카본 투입용 오리피스 막힘 방지장치{Device for cleaning orifice in electro furnace}
도 1은 본 발명에 따른 분체카본 투입용 오리피스 막힘 방지장치가 분체카본 사일로에 설치된 상태를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 오리피스 막힘 방지장치의 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 오리피스 막힘 방지장치의 구성도,
도 4와 도 5는 본 발명에 따른 오리피스 막힘 방지장치의 작동상태를 도시한 단면도,
도 6은 종래기술에 따라 본체카본 투입시 오리피스가 막힌 상태를 도시한 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 사일로 11 : 배출구
12 : 공급호스 14 : 투입관
20 : 오리피스 21 : 보조오리피스
30 : 하우징 31 : 이동블럭
33 : 구동실린더 40 : 배출관
41 : 분사관 43 : 커버
50 : 마그네트 51,52 : 감지센서
본발명은 스테인레스강을 생산하는 전기로 설비의 분체카본 인젝션 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노내에 분체 카본을 인젝션시 오리피스가 이물질 등으로 인해 막히는 경우 이를 라인 가동중 바로 제거할 수 있도록 한 전기로의 분체카본 투입용 오리피스 막힘 방지장치에 관한 것이다.
일반적으로 스테인레스 전기로 설비는 고압의 3상탄소전극봉을 이용하여 전기로내에 장입된 스크랩을 전기적아크의 복사열을 이용하여 용해하는 구조로 되어 있다.
그리고 이 과정에서 용탕슬래그중의 12~15중량%의 크롬산화물(Cr2O3)을 환원함과 슬래그를 포밍하여 핫스폿(Hot Spot)부의 노벽보호 및 노 내 온도의 손실을 방지하기 위한 복합적인 요소조업방법으로써 용탕내에 산소와 분체카본을 취입하게 된다.
상기 분체카본 투입은 별도의 분체카본 인젝션설비를 통해 이루어지는 데, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 인젝션설비는 분체카본이 저장된 사일로(100)와, 사일로 하부에 설치되어 분체카본 투입용 랜스로 연결되는 공급호스(110), 이 공급호스와 사일로 사이에 설치되어 분체카본이 지나는 오리피스(130), 상기 공급호스 상 에 연결되어 분체카본 이송용 질소가스 투입관(120)을 포함한다.
이에 따라 사일로 내의 분체카본은 공급호스로 투입되는 질소가스 압력에 의해 오리피스를 통해 공급호스로 공급되어 렌스를 통해 전기로 내부로 투입된다.
그런데 상기 종래의 구조는 별도로 구성된 분체카본 저장싸일로 내에 수송관을 통하여 분체카본을 저장하는 과정에서 분체카본의 응결현상에 의한 덩어리가 발생되어 오리피스를 통과하지 못하고 걸려 오리피스를 막는 문제가 발생된다.
이에 수송중 발생될 수 있는 이물질 등의 혼입을 방지하기 위하여 스크린을 제공하고, 스크린의 간격은 오리피스의 구경에 비례하여 설정하게 된다.
그러나 오리피스의 구경에 비례하여 스크린의 간격을 구성하여 스크린을 제공하지만 도 6에 도시된 바와 같이 오리피스의 구경보다 적은 이물질이 다수개가 혼입되면 서로 응결되어 오리피스 상부에 이물질이 클로깅되어 분체카본의 인젝션이 불가하여 인젝션을 중단하여 쳄버하부를 분해하여 오리피스 상부에 응결되어있는 다수개의 이물질을 제거한다음 오리피스부분의 플렌지를 재조립하여 인젝션을 하였었다.
특히, 오리피스상부에 이물 발생시 별도의 감지수단과 클리닝수단이 제공되지않아 작업원들의 작업효율 저하는 물론, 크롬산화물이 포함된 전기로 슬래그는 부산물 처리작업시 반드시 용수를 이용하여 열간 상태의 슬래그를 냉각한 다음 부산물을 처리하게 되는데 크롬산화물은 물과 반응하면 육가크롬(Cr6+)이 슬래그로부터 용출되어 환경오염과 부가적으로 발생될수 있는 고가의 산화크롬을 환원하지 못 하는 경제적인 저해요인이 발생된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 라인을 계속 가동하는 상태에서 오리피스를 막는 이물질 등을 연속적으로 제거할 수 있도록 된 전기로의 분체카본 투입용 오리피스 막힘 방지장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 분체카본이 저장되는 사일로의 하부 배출구에 연통설치되고 하단은 분체카본 공급호스와 연통되는 하우징과, 이 하우징 내에 이동가능하게 설치되어 상기 배출구와 공급호스를 선택적으로 연결하는 오리피스, 상기 오리피스를 이동시키기 위한 구동수단, 상기 하우징에 설치되어 오리피스가 막힌 경우 이물질을 제거하기 위한 제거수단을 포함한다.
따라서 오리피스가 막히게 되면 하우징에 설치된 제거수단쪽으로 이동시켜 이물질을 제거하고 다시 배출구와 공급호스 사이에 위치시켜 투입작업을 수행할 수 있게 된다.
또한, 본 발명은 연속적인 분체카본 투입을 위해 상기 오리피스 이동시 이동되어 배출구와 공급호스를 연결하기 위한 보조오리피스가 하우징 내에 더욱 설치될 수 있다.
또한, 상기 제거수단은 오리피스로 분사되는 고압의 가스를 이용함이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 분체카본 투입용 오리피스 막힘 방지장치가 분체카본 사일로에 설치된 상태를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 오리피스 막힘 방지장치의 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 오리피스 막힘 방지장치의 구성도이다.
상기한 도면에 의하면, 본 장치는 분체카본이 저장되는 사일로(10)의 하단 배출구(11)와 분체카본을 렌스(도시되지 않음)로 보내기 위한 공급호스(12) 사이에 설치되어 오리피스(20)를 연통시키고 오리피스(20)가 막힌 경우 보조오리피스(21)로 신속히 교체하고 이물질에 의해 막힌 오리피스(20)는 고압의 가스로 이물질을 제거하는 구조로 되어 있다.
즉, 상기 막힘 방지장치는 사일로(10)의 하부 배출구(11)에 연통설치되고 하단은 분체카본 공급호스(12)와 연통되는 하우징(30)과, 이 하우징(30) 내에 길이방향으로 이동가능하게 설치되는 이동블럭(31), 이 이동블럭(31) 내에 일정간격을 두고 수직설치되어 하우징(30)에 연통되는 상기 배출구(11)와 공급호스(12)를 연결하는 오리피스(20)와 보조오리피스(21), 상기 하우징(30)에 설치되어 상기 이동블럭(31)을 이동시켜 오리피스(20)와 보조오리피스(21)의 위치를 교체시키기 위한 구동수단, 상기 하우징(30)에 설치되어 교체된 오리피스(20)에 걸려있는 이물질을 제거하기 위한 제거수단을 포함한다.
상기 하우징(30)은 사각 박스형태로 이루어지며, 상단에는 상기 사일로(10) 의 배출구(11)와 연결되도록 플랜지(32)가 설치되며 하단에도 역시 공급호스(12) 선단과 연결되도록 플랜지가 설치된다.
그리고 상기 공급호스(12)와 하우징(30) 사이에는 공급호스(12)를 개폐시키기 위한 차단밸브(13)가 설치되며, 이 공급호스(12) 일측에 연결되는 질소가스 투입관(14)이 연결설치되고, 이 투입관(14) 일측에는 투입관(14)을 개폐시키기 위한 차단밸브(15)가 설치된다.
또한, 상기 구동수단은 하우징(30) 측면에 설치되어 하우징(30)을 관통하여 하우징(30) 내 이동블럭(31)에 연결설치되는 구동실린더(33)로 이루어진다.
따라서 구동실린더(33)가 신축작동되면 이동블럭(31)이 하우징(30)의 길이방향을 따라 이동되어 오리피스(20)와 보조오리피스(21)의 위치를 전환하게 된다.
상기 이동블럭(31)은 하우징(30)내에 삽입되는 사각 박스구조물로, 도 4에 도시된 바와 같이 상하로 수직 관통되는 구멍(34)이 길이방향으로 따라 두 개가 형성되고 각 구멍(34)의 상부는 배출구(11)와 연통되고 하부는 공급호스(12)와 연통되며, 각 구멍(34) 내측에는 오리피스(20)와 보조오리피스(21)가 설치된 구조로 되어 있다.
여기서 상기 오리피스(20)와 보조오리피스(21)는 특별히 구분되지 않으며 현재 본체카본 공급에 사용되는 걸 오리피스(20)로 칭하고 사용에서 제외되어 외측으로 빠져 대기하고있는 것을 보조오리피스(21)로 칭한다.
이에 따라 도 4에서 이동블럭(31)의 좌측 구멍(34)에 설치된 것이 오리피스(20)이며 우측 구멍(34)에 설치된 것이 보조오리피스(21)가 된다.
한편, 상기 제거수단은 배출구(11)와 공급호스(12) 연결라인에서 빠져있는 보조오리피스(21)로부터 이물질을 제거시키기 위한 것으로, 배출구(11)와 공급호스(12)의 연결라인을 기준으로 보조오리피스(21)에 대응되는 위치의 하우징(30) 하단에 연결설치되어 이동블럭(31)의 보조오리피스(21)로 고압의 가스를 분사하기 위한 분사관(41), 상기 하우징(30) 상단에 연통설치되어 보조오리피스(21)로 분사된 가스가 배출되는 배출관(40)을 포함한다.
상기 배출관(40)은 선단이 수평연장되며 상단이 배출관(40) 선단에 힌지축으로 결합되어 자중에 의해 닫히는 커버(43)가 더욱 설치된다.
상기 제거수단은 배출구(11)가 설치되는 하우징(30)의 중앙을 중심으로 좌우측에 설치되어 이동블럭(31)의 이동형태에 따라 좌측의 제거수단이 사용되거나 우측의 제거수단이 사용되며 상기 각 분사관(41)에는 솔레노이드밸브(42)가 설치되어 각 분사관(41)을 제어작동시키게 된다.
따라서 하우징(30)의 중앙으로는 배출구(11)와 공급호스(12)가 설치되며 그 좌우측으로 분사관(41)과 배출관(40)이 설치되고, 각각의 간격은 이동블럭(31)에 설치되는 오리피스(20)와 보조오리피스(21) 사이의 간격과 동일한 구조로 되어 있다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 이동블럭(31)의 위치에 따라 구동실린더(33)의 신축작동이 전환되며 이를 위해 상기 이동블럭(31)의 외측에 마그네트(50)를 설치하고, 하우징(30)의 측면에는 일정간격을 두고 상기 마그네트(50)를 감지하는 두 개의 감지센서(51,52)를 설치하여, 각 감지센서의 신 호에 따라 구동실린더(33)를 제어작동시키도록 한다.
이하, 본 발명의 작용에 대해 도 4와 도 5를 참조하여 설명한다.
사일로(10) 내에 저장되어 있는 분체카본은 하단 배출구(11)를 통해 하우징(30) 내로 투입되고 하우징(30)에 설치된 이동블럭(31)의 구멍과 이 구멍에 설치된 오리피스(20)를 통과하여 하우징(30) 하부에 설치된 공급호스(12)로 공급된다.
그리고 상기 공급호스(12)에 연결된 질소가스 투입관(14)으로부터 분사되는 질소가스에 실려 분체카본은 공급호스(12)에 연결된 렌스를 통해 전기로 내부로 투입되게 된다.
이와같은 분체카본 투입과정에서 오리피스(20)의 직경보다 큰 크기로 덩어리진 분체카본이나 이물질이 오리피스(20)로 유입되어 오리피스(20)가 막히게 되는 경우에는 본 장치가 가동되어 이동블럭(31)에 구비되어 있는 보조오리피스(21)를 오리피스(20) 자리로 이동시킴과 더불어 이물질이 막힌 오리피스(20)를 외측으로 빼서 이물질 제거작업을 수행하게 된다.
즉, 오리피스(20)의 상부에 이물질이 걸려 막히게 되면 분체카본의 투입량은 콘트롤판넬상에 카운트되지 않는다. 이는 사일로(10)로부터 분체카본이 배출되지 않음에 따라 사일로(10)에 저장된 분체카본의 량은 변화가 없으므로 카운트되지 않는 것이다.
따라서 상기와 같은 콘트롤판의 신호에 따른 스위치 작동을 통해 구동실린더(33)가 신축 작동되어 이동블럭(31)을 하우징(30) 내에서 이동시키게 된 다.
예컨대, 도 4의 상태에서 이동블럭(31)의 왼쪽이 설치된 오리피스(20)가 막힌 경우 구동실린더(33)가 신장작동되고 이에 따라 도 5에 도시된 바와 같이 이동블럭(31)은 하우징(30) 내에서 좌측으로 이동하게 되고, 이동블럭(31) 좌측에 설치된 오리피스(20)는 하우징(30) 중앙에서 이탈되어 좌측으로 빠니게 되며 이동블럭(31)에 설치되어 있는 보조오리피스(21)가 중앙으로 이동되어 오리피스(20) 역할을 수행하게 되는 것이다.
이와같이 이동블럭(31)에 설치된 보조오리피스(21)는 이동블럭(31)의 이동에 따라 중앙으로 이동되어 배출구(11)와 공급호스(12) 사이에 놓여져 상기 라인을 연결시키게 된다.
따라서 이물질이 막혀있지 않은 보조오리피스(21)가 신속히 분체카본 이동라인을 연결시킴에 따라 분체카본은 계속해서 보조오리피스(21)를 통과하여 공급호스(12)로 투입될 수 있게 되고, 컨트롤패널은 분체카본의 투입량을 다시 카운트하게 된다.
그리고 상기 이물질에 의해 막힌 오리피스(20)는 이동블럭(31)의 이동에 따라 하우징(30) 좌측으로 이동하게 되어 하우징(30) 좌측에 설치된 배출관(40)과 분사관(41) 사이에 위치하게 된다.
한편, 상기와 같이 이동블럭(31)이 구동실린더(33)의 작동에 따라 이동되면 이동블럭(31)에 설치되어 있는 마그네트(50) 또한 중앙에서 벗어나게 되어 하우징(30) 측면쪽에 설치된 감지센서(52)에 감지된다.
이에 상기 감지센서(52)의 신호에 따라 하우징(30) 좌측의 분사관(41)에 설치된 솔레노이드밸브(42)가 개방작동되어, 분사관(41)을 통해 고압의 가스를 분사하게 된다.
여기서 상기 이물질에 걸린 오리피스(20)는 분사관(41)과 배출관(40)이 이루는 연결라인상에 위치하게 되므로, 상기와 같이 분사관(41)을 통해 분사되는 가스는 오리피스(20)를 통해 배출관(40)으로 빠져나가게 되고, 이 과정에서 가스의 압력에 의해 오리피스(20)에 걸려 있는 이물질이 오리피스(20)에서 떨어져 나가게 되는 것이다.
오리피스(20)에서 분리된 이물질은 배출관(40)을 통해 외부로 배출처리된다.
상기 배출관(40)은 힌지축을 매개로 커버(43)가 회전가능하게 설치되어 있어서 상기 가스 압력에 의해 열리고 가스 압력이 없어지면 자중에 의해 배출관(40)을 막게 된다.
타이머에 설정된 시간동안 고압 가스 분사가 이루어진 후에는 상기 솔레노이드밸브(42)는 닫혀져 가스 공급을 차단하게 된다.
이와같이 오리피스(20)가 막힌 경우 새로운 보조오리피스(21)로 교체함과 더불어 오리피스(20)를 막고 있는 이물질의 제거를 동시에 수행하여 라인을 지속적으로 가동시킬 수 있게 되는 것이다.
한편, 도 5에 도시된 상태에서 현재 하우징(30) 중앙에 위치하여 오리피스(20) 역할을 수행하고 있는 보조오리피스(21)가 막힌 경우에는 상기의 과정을 통해 구동실린더(33)를 수축작동시킴으로써 이동블럭(31)을 도 4에 도시된 상 태로 이동시켜 오리피스(20) 교체 및 이물질 제거작업을 반대로 수행할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 전기로의 분체카본 투입용 오리피스 막힘 방지장치에 의하면, 싸일로내에 다수의 이물이 혼입되어도 전기로내에 연속적으로 분체카본을 인젝션할 수 있게 된다.
이에 따라 환경오염을 방지하고, 고가의 크롬산화물 환원함으로써 경제적인 이점을 얻을 수 있게 된다.
또한, 작업원의 불필요한 작업을 해소함에따라 작업효율의 향상이 제공되며 효율적인 카본인젝션이 지속적으로 유지됨에 따라 노내의 노벽보호와 아크소음(슬래그 포밍효과에 의한 열차단효과)및 전력손실(포밍효과에 의한 열차단)을 방지할 수 있게 된다.

Claims (4)

  1. 분체카본이 저장되는 사일로의 하부 배출구에 연통설치되고 하단은 분체카본 공급호스와 연통되는 하우징과,
    상기 하우징 내에 이동가능하게 설치되고 내측에는 상기 배출구와 공급호스를 연결하는 오리피스가 설치되는 이동블럭,
    상기 하우징에 설치되어 오리피스가 막힌 경우 이물질을 제거하기 위한 제거수단,
    상기 오리피스가 막힌 경우 상기 이동블럭을 작업위치에서 상기 제거수단으로 이동시키기 위한 구동수단
    을 포함하는 전기로의 분체카본 투입용 오리피스 막힘 방지장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 이동블럭은 상하로 수직 관통되는 구멍이 길이방향으로 따라 두 개가 형성되고, 각 구멍의 상부는 배출구와 연통되고 하부는 공급호스와 연통되며, 각 구멍 내측에는 오리피스와 보조오리피스가 설치된 것을 특징으로 하는 전기로의 분체카본 투입용 오리피스 막힘 방지장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제거수단은 배출구와 공급호스의 연결라인을 기준으로 보조오리피스에 대응되는 위치의 하우징 하단에 연결설치되어 이동블럭의 보조오리피스로 고압의 가스를 분사하기 위한 분사관, 상기 하우징 상단에 연통설치되 어 보조오리피스로 분사된 가스가 배출되는 배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기로의 분체카본 투입용 오리피스 막힘 방지장치.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 이동블럭의 외측에 마그네트가 설치되고, 상기 하우징의 측면에는 일정간격을 두고 상기 마그네트를 감지하는 두 개의 감지센서를 설치하여, 각 감지센서의 신호에 따라 구동실린더를 제어작동시키는 것을 특징으로 하는 전기로의 분체카본 투입용 오리피스 막힘 방지장치.
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