KR101280463B1 - 전기로의 용융물 높이측정장치 - Google Patents

전기로의 용융물 높이측정장치 Download PDF

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Abstract

전기로내 용융물층의 두께를 정확하게 측정하여 전기로 설비의 보호와 효율적인 전기로 운전이 구현되도록 하는 전기로의 용융물 높이측정장치가 소개된다. 이 용융물 높이측정장치는 상하방향으로 배치되는 가이드레일이 구비되어 전기로 설비의 상부측에 위치되는 서포터; 상기 가이드레일을 따라 승강 가능하게 설치되는 이동체; 상기 이동체에 작동력을 인가하기 위해 상기 서포터에 설치되는 작동모터; 및 상기 이동체에 고정 설치되어 상기 이동체의 승강 이동에 의해 전기로내 용융물층에 입출되는 탐침바를 포함하되, 상기 탐침바에는 전기로내 용융물층의 응고층에 충격을 가하기 위한 잭 해머가 마련되는 것을 특징으로 한다.

Description

전기로의 용융물 높이측정장치{APPARATUS MEASURING HEIGHT OF MOLTEN MATERIALS IN ELECTRIC FURNACE}
본 발명은 전기로의 용융물 높이측정장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 통전중에도 전기로내 용융물층의 높이를 정확하고 안전하게 측정할 수 있는 전기로의 용융물 높이측정장치에 관한 것이다.
전기로는 FeNi제조공정에서 전기적 에너지를 열에너지로 변환하여 원료(환원광석)를 용융환원하는 설비로서, 상부로 환원광석을 장입한 후 장입된 원료를 외부전원과 환원제를 사용하여 용융환원시켜 용선을 생산한다. 그리고 전기로의 조업중에는 상부루프를 닫아 외부로부터의 대기유입과 열손실을 방지하는 조업을 실시한다.
특히, 전기로의 조업시, 용융물층의 두께를 정확하게 측정하는 작업은 전기로 설비의 보호 및 효율적인 전기로 운전에 있어서 필수적인 사항으로, 매우 중요한 작업이다.
그런데, 용융물층의 두께 측정을 위해 작업자가 전기로 루프상부로 직접 진입하여 전기로 내 용융물층을 수동으로 측정하는 경우, 전기로 내 전극봉 사이에는 전극봉의 교류 전압이 인가되어 전기의 통전이 이루어지므로, 두께의 측정 과정에서 작업자의 감전 사고가 발생 할 수 있어 전압 인가시에는 기존의 방법을 사용해서는 용융물층의 높이 측정이 불가능하였다.
이에 따라, 통전중인 전기로의 조업시에도 용융물층의 두께를 정확하고 안전하게 측정할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전기로내 용융물층의 두께를 정확하게 측정하여 전기로 설비의 보호와 효율적인 전기로 운전이 구현되도록 하는 전기로의 용융물 높이측정장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전기로의 용융물 높이측정장치는, 서포터, 이동체, 작동모터 및 탐침바를 포함하고, 서포터는 상하방향으로 배치되는 가이드레일이 구비되어 전기로 설비의 상부측에 위치되고, 이동체는 상기 가이드레일을 따라 승강 가능하게 설치되고, 작동모터는 상기 이동체에 작동력을 인가하기 위해 상기 서포터에 설치되며, 탐침바는 상기 이동체에 고정 설치되어 상기 이동체의 승강 이동에 의해 전기로내 용융물층에 입출되되, 상기 탐침바에는 전기로내 용융물층의 응고층에 충격을 가하기 위한 잭 해머가 마련된다.
바람직하게, 상기 서포터는 하단이 장착브라켓을 매개로 전기로 설비의 상부에 고정되어 상하방향으로 연장되게 배치되는 지지프레임과, 상기 지지프레임의 측부에 설치되는 가이드레일과, 상기 지지프레임의 소정 높이에 설치되어 상기 작동모터가 장착되는 장착베이스를 포함한다.
바람직하게, 상기 이동체는 탐침바가 고정되는 이동본체와, 상기 가이드레일을 사이에 두고 대향되게 배치되도록 상기 이동본체에 설치되는 제1 및 제2 이동롤러와, 체인을 매개로 상기 작동모터에 구동연결되도록 상기 이동본체의 상,하단에 구비되는 연결브라켓을 포함한다.
바람직하게, 상기 지지프레임과 장착브라켓 사이 및 상기 지지프레임과 장착베이스 사이에는, 전기로의 전극봉에서 발생된 전기가 통전되는 것을 방지하기 위한 절연재가 각각 설치된다.
삭제
바람직하게, 상기 가이드레일에는 이동체의 로우 리미트 위치를 감지하는 감지센서가 마련된다.
바람직하게, 상기 체인이 상기 이동체와 작동모터 사이에서 페루프를 이루고, 상기 페루프는 서포터의 상,하단에 설치되는 제1 및 제2 메인풀리와, 상기 서포터의 중간부에 설치되는 제1 및 제2 서브풀리에 의해 지지된다.
본 발명에 의하면, 다음과 같은 현저한 효과가 구현될 수 있다.
첫째, 본 발명은 전기로내 용융물층의 두께를 자동으로 정확하게 측정하고, 측정된 결과를 토대로 전기로내 용융물층을 일정 관리범위내로 유지함으로써, 전기로 설비를 효과적으로 보호하고, 전기로를 효율적으로 운전할 수 있다는 이점이 있다.
둘째, 본 발명은 통전 중인 전기로의 조업시에도, 전기로내 용융물층의 두께를 안전하게 측정할 수 있으므로, 용융물층의 두께 측정 작업을 통전 중 실시할 수 있는 이점이 있어 전기로의 가동율을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.
셋째, 본 발명은 전기로내 장입물에 응고가 발생되더라도, 이를 손쉽게 해결함으로써, 용융물층 두께의 측정이 용이하게 구현될 수 있다는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기로의 용융물 높이측정장치를 도시한 구성도.
도 2는 도 1의 "A"부를 확대하여 도시한 확대도.
도 3은 도 1의 "B"부를 확대하여 도시한 확대도.
도 4는 본 발명에 따른 용융물 높이측정장치의 탐침바가 전기로내 용융물층에 삽입된 상태를 도시한 상태도.
우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기로의 용융물 높이측정장치를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 용융물 높이측정장치는, 전기로(600) 내 용융물층의 높이를 정확하고 안전하게 측정하기 위해, 서포터(100), 이동체(200), 작동모터(300) 및 탐침바(400)를 포함하여 구성된다.
구체적으로, 서포터(100)는 전기로(600)의 상부측에 위치되는 구조물로서, 지지프레임(110)과, 이동체(200)가 이동가능하게 장착되는 가이드레일(120)과, 작동모터(300)가 설치되는 장착베이스(130)와, 작업자(501)에게 작업공간을 제공하는 안전데크(140)로 이루어진다.
이 서포터(100)의 지지프레임(110)은 장착브라켓(610)을 매개로 전기로(600)에 고정되고, 전기로(600)의 상부측에서 상,하방향으로 길게 연장되게 배치된다. 그리고 지지프레임(110)의 일측부에는 해당 길이방향으로 가이드레일(120)이 설치되고, 지지프레임(110)의 소정 높이에는 플레이트 형태의 장착베이스(130)와 복수의 안전데크(140)가 각각 설치된다. 이들 장착베이스(130)와 복수의 안전데크(140)에는 작업자(501)의 이동 편의를 위한 사다리가 설치된다.
따라서, 사다리를 통해 안전데크(140)로 이동한 작업자(501)는, 탐침바(400)에 묻은 용융물층을 통해 용융물층의 높이를 측정하거나, 서포터(100)에 설치된 구성들을 점검할 수 있으며, 사다리를 통해 장착베이스(130)로 이동한 작업자(501)는, 작동모터(300)의 작동상태 및 체인(510)의 연결상태 등을 점검할 수 있다.
여기서, 지지프레임(110)과 장착브라켓(610) 사이, 지지프레임(110)과 장착베이스(130) 사이, 또는 지지프레임(110)과 안전데크(140) 사이에는, 전기로(600) 조업시 통전되는 것을 방지하기 위한 절연재(540)가 각각 설치될 수 있다. 이 절연재(540)는 전기로(600)에서 발생된 전류가 탐침바(400)를 통해 작업자(501)에게 전달되는 것을 방지하는 것이다.
또한, 가이드레일(120)에는 이동체(200)의 이동시 이동체(200)의 로우 리미트를 감지하기 위한 감지센서(미도시)가 마련된다. 이 감지센서는 후술하는 잭 헤머가 전기로(600)의 장입물 층에서만 작동할 수 있도록 이동체(200)의 로우 리미트를 감지한다.
본 실시예에서는 이동체(200)의 로우 리미트를 감지하는 감지센서에 대하여 설명하였으나, 이 가이드레일(120)에는 이동체(200)의 로우 리미트를 감지하기 위한 감지센서 뿐만 아니라, 이동체(200)의 하이 리미트를 감지하기 위한 감지센서가 더 설치될 수도 있을 것이다. 바람직하게 이들 감지센서는 가이드레일(120)의 상단과 하단에 각각 설치된다.
서포터(100)의 가이드레일(120)에는 이동체(200)가 승강 가능하게 마련된다.
도 2는 도 1의 "A"부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 이동체(200)는 이동본체(210)와, 가이드레일(120)을 사이에 두고 대향되게 배치되는 제1 및 제2 이동롤러(220a),(220b)와, 작동모터(300)와 구동연결되는 연결브라켓(230)으로 구성된다. 특히, 이동본체(210)는 해당 일측에 탐침바(400)가 고정되고, 해당 타측에 제1 및 제2 이동롤러(220a),(220b)가 설치되며, 해당 상,하단에 연결브라켓(230)이 구비된다. 여기서, 연결브라켓(230)은 체인(510)을 매개로 작동모터(300)에 구동연결된다.
체인(510)은 연결브라켓(230)과 작동모터(300) 사이를 폐루프 형태로 구동 연결한다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 작동모터(300)의 작동에 의해 체인(510)이 도 1의 시계방향으로 회전되면. 이동체(200)가 하방향으로 이동되면서 탐침바(400)가 전기로(600)내 용융물층에 삽입되고, 체인(510)이 도 1의 반시계방향으로 회전되면, 이동체(200)는 상방향으로 이동되면서 탐침바(400)가 전기로(600)내 용융물층에서 이탈된다. 이때, 작업자(501)는 탐침바(400)에 묻어나온 용용물의 길이를 통해 전기로(600) 조업중 용융물층의 높이를 예측할 수 있다.
도 3은 도 1의 "B"부를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 체인(510)에 의한 폐루프는 서포터(100)에 설치되는 제1 및 제2 메인풀리(520a),(520b)와, 제1 및 제2 서브풀리(530a),(530b)를 통해 구현된다. 제1 및 제2 메인풀리(520a),(520b)는 서포터(100)의 상,하단에 각각 설치되어 폐루프의 상측부와 하측부에서 체인(510)를 각각 지지하고, 제1 및 제2 서브풀리(530a),(530b)는 작동모터(300)가 위치되는 서포터(100)의 중간부에 설치되어 작동모터(300)와 구동연결이 이루어지도록 체인(510)을 지지한다.
탐침바(400)는 탄소강 환봉으로 이루어지는 사운딩 바(Sounding Bar)로서, 이동체(200)에 고정 설치되어 이동체(200)의 승강 이동에 의해 전기로(600)내 용융물층에 입출되는 구조이다.
이러한 탐침바(400)는 복수의 로드가 서로 연결되어 길게 연장된 하나의 탐침바(400)로 구성될 수 있다. 이를 통해, 전기로(600)내 용융물층에 직접 투입되는 최첨단의 로드가 손상되는 경우, 손상된 로드만을 신속하게 교체하여 탐침바(400)의 재사용이 가능하다. 이 탐침바(400)에는 전기로(600)내 용융물층의 응고층에 충격을 가하기 위한 잭 해머가 마련된다.
잭 해머는 압축공기를 사용하여 실린더를 작동시켜 타격하는 장치로, 본 실시예에서 잭 해머는 탐침바(400)의 인입중 루프 브릭(Roof brick)에서 1m 아래 지점에서 감지센서에 의해 가동을 시작하여 슬래그 탭홀(Slag taphole) 300mm 상단 높이에서 센서에 의해 작동을 멈추도록 시퀀스로 프로그램된다. 이로써, 잭 해머는 노내에 발생할 수 있는 장입물의 소결 및 슬래그의 굳음에 의해 탐침바(400)가 진입되지 못하는 문제를 해결할 수 있다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 따른 용융물층 높이측정장치의 탐침바가 전기로내 용융물층에 삽입된 상태를 나타낸 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전극봉(620)에서 전기 발생이 이루어지는 전기로(600) 조업중에, 작업자(501)가 작동모터(300)를 작동시키면, 이동체(200)가 하방향으로 이동되면서 이동체(200)에 장착된 탐침바(400)는 전기로(600)내 용융물층에 투입된다. 예컨대, 작동모터(300)를 정방향으로 작동시켜 체인(510)을 도 1의 시계방향으로 회전시키면, 이동체(200)가 하방향으로 이동되면서 전기로(600)내 용융물층에 탐침바(400)의 삽입이 이루어지고, 이와 동시에, 용융물층에 투입된 탐침바(400)의 표면에는 용융물층이 묻게 되는 것이다.
이때, 탐침바(400)는 용선 탭홀(Metal taphole) 라인까지 하강을 하며, 전극봉(620)은 슬래그의 표면 레벨에서 아킹( Arcing)되고, 환원광은 전기의 힘에 의해 용융환원되며, 비중차에 의해 슬래그 및 용선으로 자연적으로 비중분리된다.
이후, 작동모터(300)를 역방향으로 작동시켜 체인(510)을 도 1의 반시계방향으로 회전시키면, 이동체(200)가 상방향으로 이동되면서 탐침바(400)가 전기로(600)내 용융물층으로부터 이탈이 이루어지는데, 이때, 작업자(501)는 탐침바(400)에 묻어나온 용용물의 길이를 측정함으로써, 전기로(600) 조업중 용융물층의 높이를 예측할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 전기로내 용융물층의 두께를 안전하고 정확하게 측정함으로써, 측정된 결과를 토대로 전기로내 용융물층을 일정 관리범위내로 유지할 수 있고, 통전 중인 전기로 조업시 발생될 수 있는 작업자의 안전사고를 미연에 방지할 수 있는 등의 우수한 장점을 갖는다.
상기에서 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.
100 :서포터 110 :지지프레임
120 :가이드레일 130 :장착베이스
140 :안전데크 200 :이동체
210 :이동본체 220a :제1 이동롤러
220b :제2 이동롤러 230 :연결브라켓
300 :작동모터 310 :회전축
400 :탐침바 510 :체인
520a :제1 메인풀리 520b :제2 메인풀리
530a :제1 서브풀리 530b :제2 서브풀리
540 :절연재 600 :전기로 설비
610 :장착브라켓 620 :전극봉

Claims (7)

  1. 상하방향으로 배치되는 가이드레일이 구비되어 전기로 설비의 상부측에 위치되는 서포터;
    상기 가이드레일을 따라 승강 가능하게 설치되는 이동체;
    상기 이동체에 작동력을 인가하기 위해 상기 서포터에 설치되는 작동모터; 및
    상기 이동체에 고정 설치되어 상기 이동체의 승강 이동에 의해 전기로내 용융물층에 입출되는 탐침바를 포함하되,
    상기 탐침바에는 전기로내 용융물층의 응고층에 충격을 가하기 위한 잭 해머가 마련되는 것을 특징으로 하는 전기로의 용융물 높이측정장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 서포터는 하단이 장착브라켓을 매개로 전기로 설비의 상부에 고정되어 상하방향으로 연장되게 배치되는 지지프레임과, 상기 지지프레임의 측부에 설치되는 가이드레일과, 상기 지지프레임의 소정 높이에 설치되어 상기 작동모터가 장착되는 장착베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기로의 용융물 높이측정장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동체는 탐침바가 고정되는 이동본체와, 상기 가이드레일을 사이에 두고 대향되게 배치되도록 상기 이동본체에 설치되는 제1 및 제2 이동롤러와, 체인을 매개로 상기 작동모터에 구동연결되도록 상기 이동본체의 상,하단에 구비되는 연결브라켓을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기로의 용융물 높이측정장치.
  4. 삭제
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 지지프레임과 장착브라켓 사이 및 상기 지지프레임과 장착베이스 사이에는, 전기로의 전극봉에서 발생된 전기가 통전되는 것을 방지하기 위한 절연재가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 전기로의 용융물 높이측정장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 가이드레일에는 이동체의 로우 리미트 위치를 감지하는 감지센서가 마련되는 것을 특징으로 하는 전기로의 용융물 높이측정장치.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 체인이 상기 이동체와 작동모터 사이에서 페루프를 이루고, 상기 페루프는 서포터의 상,하단에 설치되는 제1 및 제2 메인풀리와, 상기 서포터의 중간부에 설치되는 제1 및 제2 서브풀리에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 전기로의 용융물 높이측정장치.
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