KR101299745B1 - 전기로의 슬래그 유출방지장치 - Google Patents

전기로의 슬래그 유출방지장치 Download PDF

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Abstract

전기로의 출강구를 통한 용강 표면의 슬래그 유출을 미연에 방지하는 전기로의 슬래그 유출방지장치가 소개된다.
이 전기로의 슬래그 유출방지장치는 전기로에 인접하게 위치되는 포스트바; 상기 전기로의 개공구가 위치한 방향으로 회전되도록 상기 포스트바에 회전 가능하게 연결되는 스윙바; 상기 스윙바에 수평방향으로 연결되는 지지프레임과, 상기 지지프레임의 단부에 수직방향으로 절곡되게 연결되는 가이드프레임으로 이루어진 붐; 및 상기 전기로의 출강구에 위치한 슬래그를 향해 퍼징가스를 분사하는 분사팁이 단부에 장착되고, 상기 전기로의 개공구로 삽입되도록 상기 가이드프레임의 길이방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 란스를 포함하여 구성된다.

Description

전기로의 슬래그 유출방지장치{APPARATUS FOR PREVENTING OUTFLOW OF SLAG IN ELECTRIC ARC FURANCE}
본 발명은 전기로의 슬래그 유출방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기로의 출강 공정시 출강구 상측에 위치한 용강 표면에 퍼징가스를 분사하여 용강 표면에 존재하는 슬래그를 외측방향으로 걷어냄으로써, 슬래그가 출강구로 유출되는 것을 미연에 방지하는 전기로의 슬래그 유출방지장치에 관한 것이다.
일반적으로, 전기로는 전기를 이용하여 금속이나 합금을 가열, 용해하는 것으로서, 전기로의 상부를 개폐시키는 커버의 전극봉에 고전류를 통전하면 고열의 아크 열이 발생되면서 전기로 내부의 고철과 합금철을 용해한다.
이 전기로에서는 출강시 슬래그 유출이 문제가 되는데, 출강시 슬래그의 유출은, 출강을 위해 전기로를 경동시킬 때, 출강 중에 와류 형성에 의해, 또는 출강이 끝난 후 전기로를 직립 및 역경동 시킬 때 발생된다. 특히, 용강이 출강구를 통하여 유출되는 경우에는, 용강 탕면에 소용돌이 현상이 발생하고 그 중앙이 깔대기 모양으로 형성되기 때문에, 용강 상부에 존재하는 슬래그가 용강과 함께 혼입된다.
이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로, 종래에는 "전기로 슬래그 유출 방지 장치 및 그 방법(특허공개공보 : 10-2001-0061582)"에서 공지되어 있다.
이 종래 기술의 경우, 출강구가 위치한 전기로의 상측부에 위어(weir)를 설치하여, 슬래그가 출강구로 유출되기 이전에 슬래그의 이동을 차단하고, 용강이 위어 하부로만 이동하게 제어함으로써, 와류 형성과 관계없이 전기로의 출강구에 대한 슬래그 혼입을 방지한다.
그러나, 이러한 종래 기술의 경우, 전기로 출강구에 대한 슬래그 유출을 차단하기 위해서는, 전기로 내 위어를 용강의 상측에 적어도 일부 삽입된 상태를 용강의 출강 전까지 지속적으로 유지하여야 하는 기술적인 어려움이 있었고, 전기로가 유동되거나 위어의 안쪽으로 슬래그가 이미 유출된 경우에는 출강구에 대한 슬래그 유출을 효과적으로 차단하지 못하는 문제가 있었다.
특허공개공보 10-2001-0061582 (2001.7.7)
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 용강 표면의 슬래그가 전기로의 출강구를 통해 유출되는 것을 방지하는 전기로의 슬래그 유출방지장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 전기로의 슬래그 유출방지장치는, 포스트바, 스윙바, 붐 및 란스를 포함한다. 포스트바는 전기로에 인접하게 위치된다. 스윙바는 전기로의 개공구가 위치한 방향으로 회전되도록 상기 포스트바에 회전 가능하게 연결된다. 붐은 상기 스윙바에 수평방향으로 연결되는 지지프레임과, 상기 지지프레임의 단부에 수직방향으로 절곡되게 연결되는 가이드프레임으로 이루어진다. 란스는 전기로의 출강구에 위치한 슬래그를 향해 퍼징가스를 분사하는 분사팁이 단부에 장착되고, 상기 전기로의 개공구로 삽입되도록 상기 가이드프레임의 길이방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 설치된다.
바람직하게, 본 발명은 상기 전기로의 개공구를 개방하기 위해, 상기 전기로의 개공구 일측에 회동 가능하게 링크 연결되는 개폐유닛을 더 포함한다.
바람직하게, 상기 란스는 내부에 가스유로가 형성된 내측파이프와, 냉각유로를 사이에 두고 상기 내측파이프를 감싸는 외측파이프로 구성된다.
바람직하게, 상기 분사팁은 청동재질로 구성된다.
바람직하게, 상기 란스의 상단에는 상기 가이드프레임을 따라 이동 가능한 이동카트가 장착되고, 상기 가이드프레임의 상단에는 이동카트에 체인 연결되는 구동스프라켓이 마련되며, 상기 지지프레임에는 상기 구동스프라켓에 구동 연결되는 승강모터가 장착된다.
바람직하게, 상기 개폐유닛은 전기로의 개공구에 인접하기 설치되면서 작동로드가 구비되는 작동실린더와, 상기 전기로의 개공구 일측에 힌지를 매개로 연결되고 상부에는 상기 작동로드가 회동가능하게 연결되는 개폐커버를 포함한다.
바람직하게, 상기 이동카트의 전,후단측에는 제1 및 제2 리미트 스트라이커가 돌출 형성되고, 상기 가이드프레임의 상,하단에는 상기 이동카트의 이동 거리를 제한하도록 상기 제1 및 제2 리미트 스트라이커를 감지하는 제1 및 제2 리미트 스위치가 마련된다.
본 발명에 의하면, 다음과 같은 현저한 효과가 구현될 수 있다.
첫째, 본 발명은 전기로의 출강 공정시 출강구 상측에 위치한 용강 표면의 슬래그에 퍼징가스를 분사하여 슬래그를 걷어냄으로써, 슬래그의 출강구 유출을 방지할 수 있다. 결국, 이를 통해 용강의 품질을 향상시키고, 슬래그의 배제 시간을 줄이며, 출강된 용강 후처리 공정에서 조업 부하를 줄여 제철공정에서의 생산성을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.
둘째, 본 발명은 전기로의 출강 공정시에만 전기로의 개공구를 개방한 후 란스를 투입함으로써, 슬래그를 차단하기 위한 장치의 방해없이 전기로내 정련작업이 원활하게 진행될 수 있다는 이점이 있다.
도 1a는 본 발명에 따른 전기로의 슬래그 유출방지장치의 설치 상태를 도시한 구성도.
도 1b는 본 발명에 따른 전기로의 슬래그 유출방지장치가 설치된 상태에서 전기로 출강시 작동 상태를 도시한 상태도.
도 2a는 본 발명에 따른 전기로의 슬래그 유출방지장치를 확대하여 도시한 확대도.
도 2b는 도 2a를 상부에서 바라본 평면도.
도 3a는 본 발명에 따른 전기로의 슬래그 유출방지장치에서 가이드프레임을 도시한 측면도.
도 3b는 본 발명에 따른 전기로의 슬래그 유출방지장치에서 가이드프레임을 도시한 평면도.
도 4a는 본 발명에 따른 전기로의 슬래그 유출방지장치에서 란스의 이동카트를 도시한 측면도.
도 4b는 본 발명에 따른 전기로의 슬래그 유출방지장치에서 란스의 이동카트를 도시한 평면도.
도 5a는 본 발명에 따른 전기로의 슬래그 유출방지장치에서 개폐유닛을 도시한 측면도.
도 5b는 본 발명에 따른 전기로의 슬래그 유출방지장치에서 개폐유닛을 도시한 평면도.
이하에서는 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1a 내지 도 1b는 본 발명에 따른 전기로의 슬래그 유출방지장치의 설치 상태 및 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 2a 내지 도 2b는 본 발명에 따른 전기로의 슬래그 유출방지장치를 확대하여 도시한 확대도 및 평면도이다.
도 1a 내지 도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 전기로의 슬래그 유출방지장치는, 크게 포스트바(100), 스윙바(200), 붐(300), 란스(400) 및 개폐유닛(500)을 포함하여 이루어진다.
구체적으로, 포스트바(100)는 상술한 스윙바(200), 붐(300) 및 란스(400)를 지지하기 위한 프레임으로, 특히 상기 스윙바(200)를 회전 가능하도록 상기 스윙바의 하단을 지지하도록 이루어지며, 개공구(601)를 갖는 전기로(600)에 인접하게 위치된다. 여기서, 개공구(601)는 본 발명에 따른 란스(400)가 투입 및 배출되는 출입구로, 용강이 배출되는 출강구(602)의 상측에 대향되게 위치되고, 개폐유닛(500)에 의해 선택적으로 개폐된다.
이 포스트바(100)의 하단은 전기로(600)의 상부(상단 Deck)에 고정되거나 별도의 받침대에 의해 전기로(600)의 상부에 고정되고, 해당 상단에는 스윙바(200)가 회전가능하게 연결된다. 이때, 포스트바(100)와 스윙바(200) 사이에는 스윙바(200)의 원활한 회전을 위한 회전베어링(미도시)이 마련될 수 있다.
스윙바(200)는 포스트바(100)에 회전 가능하게 연결되어, 란스(400)가 장착된 붐(300)이 전기로(600)의 개공구(601)가 위치한 측방향으로 회전되도록 한다. 이를 위해, 스윙바(200)의 일측에는 스윙바(200)에 회전력을 제공하는 회전모터(210)가 구비된다.
예를 들어, 피니언기어를 갖는 회전모터(210)를 스윙바(200)의 일측에 장착하고, 피니언기어에 맞물리는 래크기어를 스윙바(200)의 외주면에 형성함으로써, 회전모터(210)의 작동시 스윙바(200)가 포스트바(100)의 상측에서 회전되도록 할 수 있다. 물론, 상술한 회전모터(210)의 피니언기어와 래크기어가 맞물리는 구조는, 스윙바(200)가 포스트바(100)의 상단에서 회전되도록 하는 하나의 예시에 불과한 바, 스윙바(200)와 포스트바(100) 사이에는 스윙바(200)를 회전시키기 위한 다양한 형태의 회전구조가 적용될 수 있을 것이다.
붐(300)은 스윙바(200)와 란스(400) 사이를 연결하는 프레임으로, 스윙바(200)를 회전축으로 하여 일정 각도 회전가능하도록 스윙바(200)에 연결된다. 이 붐(300)은 전체적으로 "ㄱ"자 형태로 연결되는 지지프레임(310) 및 가이드프레임(320)으로 구성된다.
도 3a는 본 발명에 따른 전기로의 슬래그 유출방지장치에서 가이드프레임를 나타낸 측면도 및 평면도이다.
예컨대, 도 3a 내지 도 3b에 도시된 바와 같이, 지지프레임(310)은 스윙바(200)에 수평방향으로 연결되고, 가이드프레임(320)은 지지프레임(310)의 단부에 수직방향으로 절곡되게 연결되며, 이 가이드프레임(320)의 상,하단에는 후술하는 제1 및 제2 리미트 스트라이커(451a),(451b)를 감지하는 제1 및 제2 리미트 스위치(322a),(322b)가 마련된다.
특히, 가이드프레임(320)에는 해당 길이방향으로 란스(400)의 이동카트(450)가 슬라이딩 이동되는 가이드레일(323)이 연장형성되고, 가이드프레임(320)의 상단에는 이동카트(450)에 체인(454)이 연결되는 구동스프라켓(321)이 마련되며, 지지프레임(310)에는 구동스프라켓(321)에 구동 연결되는 승강모터(311)가 장착된다.
이에 따라, 승강모터(311)의 작동에 의해 구동스프라켓(321)이 회전되면, 구동스프라켓(321)의 회전에 의해 체인(454)이 승강되면서 이동카트(450)가 상하방향으로 이동되고, 란스(400)는 이동카트(450)의 이동에 의해 상하방향으로 이동되면서 전기로(600)의 개공구(601)에 입출될 수 있다.
도 4a는 본 발명에 따른 전기로의 슬래그 유출방지장치에서 란스의 이동카트를 나타낸 측면도 및 평면도이다.
도 4a 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 란스(400)는 이동카트(450)를 매개로 가이드프레임(320)의 길이방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 설치된다. 여기서, 이동카트(450)는 카트본체(455)와, 카트본체(455)의 전,후방 양측부에 마련되어 가이드프레임(320)의 가이드레일(323)을 따라 이동가능한 카트롤러(451)와, 카트본체(455)의 전,후단측에 돌출 형성되는 제1 및 제2 리미트 스트라이커(451a),(451b)와, 카트본체(455)의 일측에 형성되어 체인(454)을 매개로 승강모터(311)에 구동연결되는 버클(453)로 구성된다.
이로써, 승강모터(311)의 작동에 의해 체인(454)이 승강되면, 이동카트(450)의 카트롤러(451)가 가이드프레임(320)의 가이드레일(323)을 따라 상하방향으로 이동되고, 이동카트(450)가 가이드프레임(320)의 상,하단에 위치되면 제1 또는 제2 리미트 스트라이커(451a),(451b)가 제1 또는 제2 리미트 스위치(322a),(322b)에 감지되면서, 이동카트(450)의 이동 거리를 제한될 수 있다.
이러한 란스(400)는 내측파이프(410)와 외측파이프(420)로 이루어지는 이중 구조를 갖는다. 내측파이프(410)는 퍼징가스가 유동되는 관으로, 해당 내부에 가스케이블(430)이 연결되어 퍼징가스가 이동되는 가스유로를 형성한다. 외측파이프(420)는 냉각수가 유동되는 냉각유로를 사이에 두고 내측파이프(410)를 감싸도록 구성되어, 전기로(600) 내 높은 온도로부터 주변 장비가 보호되도록 한다.
이때, 란스(400)의 단부에는 분사팁(440)이 장착된다. 이 분사팁(440)은 지금과의 탈착이 쉽게 이루어지는 청동재질로 이루어져, 출강구(602) 상측에 위치한 슬래그를 향해 퍼징가스를 분사한다. 본 실시예에서는 질소(N2) 또는 아르곤(Ar) 가스가 퍼징가스로 사용되었다.
도 5a는 본 발명에 따른 전기로의 슬래그 유출방지장치에서 개폐유닛의 측면도 및 평면도이다.
도 5a 내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 개폐유닛(500)은 전기로(600)의 개공구(601)의 일측에 회동 가능하게 힌지(521)를 매개로 연결되어 전기로(600)의 개공구(601)가 선택적으로 개방되도록 구성된다.
이를 위해, 개폐유닛(500)은 작동실린더(510) 및 개폐커버(520)로 이루어진다. 작동실린더(510)는 작동로드(511)가 구비되어 전기로(600)의 개공구(601)에 인접하기 설치되고, 개폐커버(520)는 개공구(601)의 일측에 힌지(521)를 매개로 연결되어 상기 작동로드(511)의 작동에 의해 회동되면서 상기 개공구(601)를 개폐시킨다.
즉, 작동실린더(510)에 의해 작동로드(511)가 당겨지면, 전기로(600)의 개공구(601)에 닫혀 있는 개폐커버(520)가 회동되면서 개공구(601)가 개방되고, 작동실린더(510)에 의해 작동로드(511)가 인출되면, 전기로(600)의 개공구(601)를 개방하던 개폐커버(520)가 회동되면서 개공구(601)가 닫혀진다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
전기로(600)의 출강 공정시 먼저, 개폐유닛(500)의 승강모터(311)가 작동되면서 개폐커버(520)의 회동 작동에 의해 개공구(601)가 개방된다. 개공구(601)이 개방되면 회전모터(210)를 작동시켜 붐(300)의 가이드프레임(320)이 개공구(601)에 대향되는 지점에 위치되도록 스윙바(200)를 소정 각도 회전시킨다.
붐(300)의 가이드프레임(320)이 개공구(601)에 대향되는 지점에 위치되면, 승강모터(311)를 작동시켜 이동카트(450)를 하방향으로 이동시킴으로써, 란스(400)의 단부가 슬래그 면의 상측에 위치시킨다. 란스(400)의 단부가 슬래그 면의 상측에 위치되면, 란스의 분사팁(440)을 통해 슬래그 면에 퍼징가스를 분사하여 용강 표면에 슬래그를 제거하고, 슬래그가 출강구로 유출되는 것을 방지한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 용강 표면의 슬래그에 퍼징가스를 분사하여 슬래그를 걷어냄으로써, 출강구로의 슬래그 유출을 방지하여 슬래그의 배제 시간을 줄이고, 조업 부하를 줄여 제철공정에서의 생산성을 향상시킬 수 있고, 전기로의 출강 공정시에만 란스를 투입함으로써, 전기로내 정련작업이 장치의 간섭없이 원활하게 진행될 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 :포스트바 200 :스윙바
300 :붐 310 :지지프레임
320 :가이드프레임 400 :란스
410 :내측파이프 420 :외측파이프
500 :개폐유닛 510 :작동실린더
520 :개폐커버

Claims (7)

  1. 전기로에 인접하게 위치되는 포스트바;
    상기 전기로의 개공구가 위치한 방향으로 회전되도록 상기 포스트바에 회전 가능하게 연결되는 스윙바;
    상기 스윙바에 수평방향으로 연결되는 지지프레임과, 상기 지지프레임의 단부에 수직방향으로 절곡되게 연결되는 가이드프레임으로 이루어진 붐; 및
    상기 전기로의 출강구에 위치한 슬래그를 향해 퍼징가스를 분사하는 분사팁이 단부에 장착되고, 상기 전기로의 개공구로 삽입되도록 상기 가이드프레임의 길이방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 란스를 포함하는 전기로의 슬래그 유출방지장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전기로의 개공구를 개방하기 위해, 상기 전기로의 개공구 일측에 회동 가능하게 링크 연결되는 개폐유닛을 더 포함하는 전기로의 슬래그 유출방지장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 란스는 내부에 가스유로가 형성된 내측파이프와, 냉각유로를 사이에 두고 상기 내측파이프를 감싸는 외측파이프로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기로의 슬래그 유출방지장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 분사팁은 청동재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 전기로의 슬래그 유출방지장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 란스의 상단에는 상기 가이드프레임을 따라 이동 가능한 이동카트가 장착되고, 상기 가이드프레임의 상단에는 상기 이동카트에 체인 연결되는 구동스프라켓이 마련되며, 상기 지지프레임에는 상기 구동스프라켓에 연결되는 승강모터가 장착되는 것을 특징으로 하는 전기로의 슬래그 유출방지장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 개폐유닛은 상기 전기로의 개공구에 인접하게 설치되면서 작동로드가 구비되는 작동실린더와, 상기 전기로의 개공구 일측에 힌지를 매개로 연결되고 상부에는 상기 작동로드가 회동가능하게 연결되는 개폐커버를 포함하는 전기로의 슬래그 유출방지장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 이동카트의 전,후단측에는 제1 및 제2 리미트 스트라이커가 돌출 형성되고, 상기 가이드프레임의 상,하단에는 상기 이동카트의 이동 거리를 제한하도록 상기 제1 및 제2 리미트 스트라이커를 감지하는 제1 및 제2 리미트 스위치가 마련되는 것을 특징으로 하는 전기로의 슬래그 유출방지장치.
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KR20120001695U (ko) * 2010-08-31 2012-03-08 주식회사 희택 경사면을 갖는 슬래그 유출 차단 슬리브

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