KR101149264B1 - 전기로용 전극봉의 승하강 구동 제어 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기로용 전극봉의 승하강 구동 제어 장치에 관한 것으로, 특히, 전기로용 전극봉의 승하강 구동 제어시 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지하도록 하는 전기로용 전극봉의 승하강 구동 제어 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 전기로용 전극봉 승하강 구동 제어 장치는 전기로의 전극봉에 연결되어 전원을 공급하는 전원라인에 인가되는 전압값을 계측하는 전압 계측부; 전극봉과 전원라인 사이에서 통전을 개폐하는 전원차단기의 개폐 여부를 감지하는 전원차단기 개폐 감지부; 개폐 감지부의 감지 신호에 따라 구동부를 매개로 전극봉을 전기로 내부로 승하강 시키도록 구동 제어하되, 전압 계측부에서 검출된 전압값이 기준값 미만이면 전극봉의 승하강 구동을 제한하는 것을 특징으로 하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 한다.

전기로, 전극봉, 승강장치

Description

전기로용 전극봉의 승하강 구동 제어 장치{CONTROL DEVICE FOR RISE AND FALL ELECTRODE BAR IN ELECTRIC FURNACE}

본 발명은 전기로용 전극봉의 승하강 구동 제어 장치에 관한 것으로, 특히, 전기로용 전극봉의 승하강 구동 제어시 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지하도록 하는 전기로용 전극봉의 승하강 구동 제어 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기로는 전기에너지를 이용하여 금속이나 합금을 가열, 용해하는 노를 말하는 것으로, 노 내부로 스크랩을 장입한 후 전극봉과 스크랩 사이로 아크 형태의 전류를 발생시켜 스크랩을 용해시키는 것이다.

전기로의 전극봉은 전기로의 상부에서 전극봉 홀더로 고정되어 전기로 내부에 일부분 삽입된 상태로 사용되는 것으로 원형 봉으로 형성되어 복수로 결합되어 사용되는 것이다.

전극봉 홀더는 단부에 유압으로 전극봉을 파지하는 클램프부가 구비되며, 전, 후 이동하는 수평 프레임과, 수평 프레임에 수직으로 돌설되어 승하강 시키는 장치로 구성된다.

이러한 전기로는 전원차단기의 개폐 동작에 따라서 전극봉에 전원이 공급되 게 되는데, 전원차단기 개방시 상술한 전극봉 승하강 장치를 자동적으로 구동시켜 전극봉을 전기로 내부로 삽입하게 된다.

그러나, 종래에는 전원차단기 점검을 위하여 전원이 인가되지 않은 상태로 개폐 동작시에도 전기로 전극봉의 승하강 장치가 가동되어 전기로 설비의 교체 또는 보수 중인 작업자의 안전사고를 일으키는 문제점이 있었다.

상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된, 본 발명의 목적은 전기로용 전극봉의 승하강 구동 제어시 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지하도록 하는 전기로용 전극봉의 승하강 구동 제어 장치를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 전원차단기로부터 전기로에 통전될 경우에만 전극봉 승하강 장치가 구동되도록 제어하는 전기로용 전극봉의 승하강 구동 제어 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 실시예에 따른 전기로용 전극봉 승하강 구동 제어 장치는 전기로의 전극봉에 연결되어 전원을 공급하는 전원라인에 인가되는 전압값을 계측하는 전압 계측부; 전극봉과 전원라인 사이에서 통전을 개폐하는 전원차단기의 개폐 여부를 감지하는 전원차단기 개폐 감지부; 개폐 감지부의 감지 신호에 따라 구동부를 매개로 전극봉을 전기로 내부로 승하강 시키도록 구동 제어하되, 전압 계측부에서 검출된 전압값이 기준값 미만이면 전극봉의 승하강 구동을 제한하는 것을 특징으로 하는 제어부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 전류 검출부는, 저전압 계전기인 것이 바람직하다.

또, 기준값을 저장하는 저장부를 더 포함하고, 기준값은, 전기봉에 공급되는 상시 전압값인 것이 바람직하다.

또, 제어부의 제어신호에 따라, 전극봉의 승하강 구동을 제한한 상태를 알리도록, 알람을 발생시키는 알람부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 전원차단기로부터 전기로에 통전될 경우에만 전극봉 승하강 장치가 구동되도록 제어함으로써 작업자의 안전사고 및 추락위험을 방지하도록 하는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 여기서 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능, 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.

도 1은 본 발명이 적용되는 전기로를 도시한 예시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기로용 전극봉 승하강 구동 제어 장치를 도시한 구성도이이다. 도 3은 본 발명의 실시예의 동작 흐름을 도시한 순서도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명이 적용되는 전기로(1)에는 노 내부에 장입된 스크랩을 아크열로 융해하기 위한 전극봉(5)이 상부에 구비된다. 전극봉(5)의 하부는 전기로(1) 내부로 일부 삽입되고 상측은 전극봉 홀더(6)로 고정된다. 전극봉 홀더(6)는 단부에 유압으로 전극봉(5)을 파지하는 클램프가 구비되며, 수평 이동되는 수평 프레임과, 수평프레임에 수직으로 돌설되어 구동부(10)로 결합된 마스트(3)를 구비한다. 그리고 전극봉(5)은 구동부(10)의 구동력에 의해서 승하강되는 마스트(3)에 연동되어 승하강 된다. 구동부(10)는 마스트(3)의 하단부에 구성되어 벨트 풀리 또는 모터의 구동력을 전달시켜 승하강 시키게 된다. 이러한 전기로 구성은 당업계에 종사하는 자라면 공지된 기술로부터 용이하게 이해될 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

또, 전기로(1)의 상측부에 배치된 전극봉(5)은 전원차단기(30)의 개폐에 따라 전원라인을 통해 전원(31)을 공급받도록 구성되고, 전기로 조업시 다수의 전극봉(5)에 전원(31)이 공급되어 내부에 장입된 스크랩을 용해하게 된다. 전기로의 조업은 운전시스템(미도시)에서 공정 순서에 따라 발생되는 PLC 신호로 진행되게 된다.

그리고, 전원차단기(30)는 발전소 또는 한전 등에서 공급되는 교류 전원(31)을 전기로에 공급하도록 구성된 전원 라인의 상에 설치된다. 전원차단기(30)는 이상 전원 또는 문제 발생시 전원라인의 통전을 차단하도록 VCB(VACUUM CIRCUIT BREAKER)를 채용하였다. 일반적으로 운전 시스템은 전원차단기(30)의 개폐에 따라 발생하는 접점신호를 이용하여 전기로 조업 상황에 맞게 전극봉(5)을 승하강 시키는 구동부(10)를 자동적으로 가동시키게 된다.

본 발명에서는 전기로 설비 보수 작업시 또는 전원차단기(30) 자체 점검시 외부 전원(31)을 인가되지 않는 상태로 전원차단기(30)를 개폐동작 할 경우에는 전극봉(5)을 승하강 시키는 구동부(10)의 구동을 제한한다. 그래서, 작업자가 전기로 주변에서 보수 작업시 안전사고 위험을 막게 된다.

도 2를 참조하여 보다 상세히 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 전기로용 전극봉 승하강 구동 제어 장치는 전압 계측부(120), 전원차단기 개폐 감지부(110), 제어부(140)를 포함하여 구성된다.

전압 계측부(120)는 전기로(1)의 전극봉(5)에 연결되어 전원(31)을 공급하는 전원라인에 인가되는 전압값을 계측하여 제어부(140)에 제공한다. 즉, 전압 계측부(120)는 전원차단기(30)와 전극봉(5) 사이의 전원라인 상에 설치되고, 전원차단기(30)의 접점이 개방됨에 따라 전원라인을 통한 외부전원 통전시 인가 전압을 계측하게 된다.

여기서, 전압 계측부(120)는 저전압 계전기를 채용하는 것이 바람직하다. 저전압 계전기는 전원차단기(30)의 접점 개방됨에 따라 전원라인을 통해 인가되는 외부전원의 저전압을 계측하게 된다. 저전압 계전기는 전원 전압이 설정된 한계 값 미만으로 떨어질 때 열리면서 설비를 저전압으로부터 보호하는 계전기로서, 이러한 저전압 계전기는 당업계에 종사하는 자라면 공지된 기술로부터 용이하게 이해될 수 있으므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.

전원차단기 개폐 감지부(110)는 전극봉(5)과 전원라인 사이에서 통전을 개폐하는 전원차단기(30)의 개폐 여부를 감지하여 해당 감지신호를 제어부(140)로 송출한다. 전원차단기 개폐 감지부(110)는 전원차단기(30)의 개방시 온신호를 수신한다. 여기서, 전원차단기(30)의 개방은 전원차단기(30)의 접점이 온되어 전원라인을 통해 통전가능한 상태를 말한다. 예컨대, 전기로 조업 진행시 운영시스템의 PLC 신호에 의해서 전원차단기(30)의 접점이 온되어 전극봉(5)에 외부전원을 인가시키게 된다.

제어부(140)는 전원차단기 개폐 감지부(110)의 감지 신호에 따라 전기로 조업시 구동부(10)를 매개로 전극봉(5)을 승하강 시키도록 구동 제어하게 된다. 제어부(140)는 전압 계측부(120)에서 검출된 전압값이 기준값 미만이면 전극봉(5)의 승하강 구동을 제한하게 된다. 즉, 제어부(140)는 전극봉(5)을 승하강시키도록 외부로부터 개시신호 등을 입력받게 되면 전압 검출부에서 계측된 전압값이 기준값 미만이면, 전극봉(5)의 승하강 구동을 제한하게 된다. 이는 상술한 바와 같이, 전기로 설비 보수 작업시 또는 전원차단기(30) 자체 점검시 외부 전원을 인가되지 않는 상태로 전원차단기(30)를 개폐동작 할 경우 안전사고 위험을 줄이게 된다.

또, 기준값을 저장하는 저장부(130)를 더 포함하여 구성하는 것이 바람직하다. 그래서 저장부(130)에 저장되는 기준값은 전극봉(5)에 공급되는 상시 전압값인 것이 바람직하다. 전기로 조업시 전극봉(5)에는 상시 전압값 이상의 전압이 인가되어야 하는데, 이러한 조업에 전기로 요구되는 평상시의 전압값을 측정하여 기준값으로 설정한다. 이러한 상시 전압값은 순시 전압값과 대비되는 것으로 순시전압은 순간적(2내지 3초이내)으로 인가되는 전압을 말하고 상시전압은 장시간동안 인가되는 전압을 말한다. 기준값을 상시 전압값으로 설정하는 것은 판단의 효율을 높이기 위함이다.

여기서는 기준값으로 22Kv로 설정하는 것이 바람직하다. 그래서 제어부(140)는 전압계측부(120)에서 측정된 전압값이 22KV 미만일 때 전극봉(5)의 승하강 구동을 제한하게 된다. 여기서 기준값을 22KV로 채용하여 설명하나 이에 한정되지는 않는 것으로 한다.

본 발명에서 전극봉 승하강장치의 구동 제어방식은 수동 모드 또는 자동 모드를 포함하는 것이 바람직하다. 수동 모드는 제어반 등에서 구비된 조작 스위치를 조작하면 전극봉(5)을 승하강 하도록 구동력을 전달하는 구동부(10)를 구동하기 위한 신호가 발생되고 그에 따라 전극(5)봉의 승하강 하도록 구동부(10)를 구동 제어하게 된다. 자동 모드는 운전시스템 또는 제어반 등에서 전극봉(5)을 승하강하도록 구동부(10)를 구동하기 위한 신호가 입력될 경우, 상술한 방식으로 전기로 조업시 자동적으로 구동부(10)를 구동 제어하게 된다.

또한, 본 발명에서는 제어부(140)의 제어신호에 따라 알람을 발생시키는 알람부(150)를 추가적으로 구성하는 것이 바람직하다. 즉, 제어부(140)가 상술한 방식으로 전극봉(5)을 승하강 시키는 구동부(10)의 구동을 제한한 상태에 있을 때, 운전시스템 또는 제어반 등에서 구동부(10)를 구동하기 위한 신호가 입력될 경우에는 알람부(150)를 통해 알람을 울려 작업자에게 알리게 된다. 이를 통해 본 발명에서는 대규모의 전기로 설비를 조작시 안전사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 전기로용 전극봉 승하강 구동 제어 장치의 동작을 첨부된 도면을 이용하여 설명하도록 한다. 설명에 있어서, 상술한 도 1 및 도 2에 도시된 동일한 도면부호는 동일한 기능을 수행하는 것으로 한다.

도 3을 참조하면, 통상 전기로의 조업이 종료 되면, 전기로 설비들도 대기상태로 돌아가게 된다. 즉, 운영 시스템의 PLC 신호 등에 의해서 전원차단기(30)가 오프상태로 전환되고 전극봉(5)도 승강되어 대기 상태에 있게 된다.

먼저, 제어부(140)는 전원차단기 개폐 감지부(110)로부터 전원차단기(30)의 개폐 감지된 신호를 입력받는다(S10). 즉, 전원차단기(30)의 개폐는 운영시스템의 PLC 신호에 의해서 전원차단기(30) 상의 접점이 온오프되는 방식을 취하게 된다. 전원차단기 개폐 감지부(110)는 전원차단기(30)의 접점이 온되면 이를 감지하여 온신호를 제어부(140)로 송출한다.

이어, 제어부(140)는 전극봉에 인가되는 전압값을 전압 계측부(120)를 통해 수신하게 된다(S20). 즉, 전압 계측부(120)는 전기로(1)의 전극봉(5)에 연결되어 전원을 공급하는 전원라인에 인가되는 전압값을 계측하여 제어부(140)에 제공한다.

다음, 제어부(140)는 전압 계측부(120)에서 검출된 전압값과 저장부(130)에 저장된 기준값을 비교하여 전극봉(5)에 인가되는 전압이 기준값보다 작은지 여부를 판단한다(S30). 상술한 바와 같이 기준값은 전극봉(5)에 공급되는 상시 전압값으로 설정된다. 그리고, 제어부(140)는 판단 결과 전극봉(5)에 인가되는 전압이 기준값 미만이면 전극봉(5)의 승하강 구동을 제한하게 된다(S40). 예컨대, 기준값이 상시 전압값 22Kv로 설정된 경우, 제어부(140)는 전압 계측부(120)에서 측정된 전압값이 22KV보다 작으면 전극봉(5)의 승하강 구동을 제한하게 된다. 여기서 기준값을 22KV로 채용하여 설명하나 이에 한정되지는 않는 것으로 한다. 이에 따라 전기로 조업중이 아닌 상태에서는 전극봉(5)의 승하강이 제한되도록 하게 된다.

여기서, 제어부(140)는 전극봉(5)을 승하강시키도록 외부로부터 개시신호 등을 입력받게 되더라도 전압 계측부(120)에서 계측된 전압값이 기준값보다 작으면 전극봉(5)의 승하강 구동을 차단하게 한다. 이에 따라 전기로 설비 보수 작업시 또는 전원차단기(30) 자체 점검시 외부 전원을 인가되지 않는 상태로 전원차단기(30)를 개폐동작 할 경우 안전사고 위험을 줄이게 된다.

한편, 제어부(140)는 판단 결과 전극봉(5)에 인가되는 전압이 기준값 이상이면 전극봉(5)의 승하강 구동을 제어하게 된다(S50). 예컨대, 제어부(140)는 구동부(10)로 제어신호를 출력하여 구동시킴에 따라 해당 구동력에 의해서 승하강되는 마스트(3)에 연동되어 전극봉(5)이 승하강 된다. 그에 따라 전극봉(5)의 하부는 전기로(1) 내부로 삽입되어 전기로 조업을 진행할 수 있는 상태가 된다. 이어, 전기로(1)의 상측부에 배치된 전극봉(5)으로 전원차단기(30)가 개방됨에 따라 전원라인을 통해 전원이 공급되어 전기로(1)에 장입된 스크랩을 용해하게 된다.

또, 본 발명에서 전극봉 승하강장치의 구동 제어방식은 수동 모드 또는 자동 모드를 포함하는 것이 바람직하다. 수동 모드는 제어반 등에서 구비된 조작 스위치를 조작하면 구동부(10)를 구동하기 위한 신호가 발생되고 그에 따라 전극봉(5)을 승하강시키도록 구동부(10)를 구동 제어하게 된다. 자동 모드는 운전시스템 또는 제어반 등에서 구동부(10)를 구동하기 위한 신호가 입력될 경우, 상술한 방식으로 전기로 조업시 자동적으로 전극봉(5)을 승하강하도록 구동부(10)를 구동 제어하게 된다.

또한, 제어부(140)는 상술한 방식으로 전극봉(5)을 승하강시키는 구동부(10)의 구동을 제한한 상태에 있을 때, 운전시스템 또는 제어반 등에서 상술한 구동부(10)를 구동하기 위한 신호가 입력될 경우에는 알람부(150)를 통해 알람을 울려 작업자에게 알리게 된다. 이를 통해 본 발명에서는 대규모의 전기로 설비를 조작시 안전사고를 미연에 방지할 수 있게 된다.

이상, 본 발명의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

도 1은 본 발명이 적용되는 전기로를 도시한 예시도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기로용 전극봉 승하강 구동 제어 장치를 도시한 구성도.

도 3은 본 발명의 실시예의 동작 흐름을 도시한 순서도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 전기로 3 : 마스트

5 : 전극봉 6 : 전극봉 홀더

10 : 구동부 30 : 전원차단기

31 : 전원 110 : 전원차단기 개폐감지부

120 : 전압 계측부 130 : 저장부

140 : 제어부 150 : 알람부

Claims (4)

1. 전기로의 전극봉에 연결되어 전원을 공급하는 전원라인에 인가되는 전압값을 계측하는 전압 계측부;

   상기 전극봉과 상기 전원라인 사이에서 통전을 개폐하는 전원차단기의 개폐 여부를 감지하는 전원차단기 개폐 감지부; 및

   상기 개폐 감지부의 감지 신호에 따라 구동부를 매개로 상기 전극봉을 상기 전기로 내부로 승하강 시키도록 구동 제어하되,

   상기 전압 계측부에서 검출된 전압값이 기준값 미만이면 상기 전극봉의 승하강 구동을 제한하는 것을 특징으로 하는 제어부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기로용 전극봉 승하강 구동 제어 장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 전압 계측부는,

   저전압 계전기인 것을 특징으로 하는 전기로용 전극봉 승하강 구동 제어 장치.
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 기준값을 저장하는 저장부를 더 포함하고,

   상기 기준값은 상기 전극봉에 공급되는 상시 전압값인 것을 특징으로 하는 전기로용 전극봉 승하강 구동 제어 장치.
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한항에 있어서,

   상기 제어부의 제어신호에 따라, 상기 전극봉의 승하강 구동을 제한한 상태를 알리도록, 알람을 발생시키는 알람부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기로용 전극봉 승하강 구동 제어 장치.

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