KR101312525B1 - 스크랩 프리히터장치 및 이를 이용한 스크랩 히팅제어방법 - Google Patents

Abstract

전기로 투입 전 스크랩을 예열하기 위한 스크랩 프리히터장치 및 이를 이용한 스크랩 히팅제어방법이 소개된다.
이 중 스크랩 프리히터장치는 내부에 스크랩이 장입이 이루어지는 수용공간이 형성되고 상부에 예열루프가 개폐가능하게 장착되는 예열케이스와, 예열루프에 장착되어 수용공간에 수용된 스크랩을 상측에서 가열하는 상부버너와, 예열케이스의 측부에 장착되어 수용공간에 수용된 스크랩을 측방향에서 가열하는 측부버너를 포함하여 구성된다.

Description

스크랩 프리히터장치 및 이를 이용한 스크랩 히팅제어방법{APPARTUS FOR PRE-HEATING SCRAP AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 스크랩 프리히터장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스크랩을 전기로 투입 전에 미리 가열하여 전기로 내 온도 상승시간을 절약하고, 전체 공정을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 하는 스크랩 프리히터장치 및 이를 이용한 스크랩 히팅제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 전기로는 제강용으로 많이 사용되는 것으로서, 이러한 전기로 내부에 장입된 피용융재와 전극사이에 아크의 형태로 전류를 흘려서 피용융재를 가열하여 용융시킨다.

예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 전기로(20)의 상부에는 전극봉(22)이 설치되어 있고, 이 전극봉(22)에서 아크를 발생시킴으로써 전기로(20)에 장입되어 있는 스크랩에 대한 용해작업이 진행된다. 그리고 전기로(20)의 측벽(20a)에는 전기로(20)에 산소를 취입하기 위한 산소취입랜스(24)가 설치된다. 이때, 전기로(20)의 측벽(20a)에는 산소의 취입량을 감소시키면서도 아크 전기로(20)의 용탕(2)을 활발하게 교반시킬 수 있도록 질소가스를 취입하기 위한 질소가스 취입랜스(26)가 설치되기도 한다.

이와 관련하여 "전기로의 버너장치(특허공개공보 10-2009-0102134호)"가 참고된다.

그러나, 이러한 종래 기술의 경우, 배가스로 에너지의 많은 부분이 손실되고, 스크랩을 가열시키기 위해 긴 시간과 많은 에너지가 요구되고 있는 바, 짧은 시간 내에 스크랩의 가열이 이루어지면서, 스크랩의 승온 효율을 증가시키기 위한 방안이 요구되고 있다.

특허공개공보 10-2009-0102134 (2009.9.30)

이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전기로내 스크랩 가열 시간을 줄일 수 있도록 하는 스크랩 프리히터장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 스크랩 프리히터장치는, 전기로 투입 전 스크랩을 예열하기 위한 스크랩 프리히터장치로서, 예열케이스, 상부버너 및 측부버너를 포함한다. 여기서, 예열케이스는 내부에 스크랩이 장입이 이루어지는 수용공간이 형성되고 상부에 예열루프가 개폐가능하게 장착된다. 상부버너는 상기 예열루프에 장착되어 상기 수용공간에 수용된 스크랩을 상측에서 가열한다. 측부버너는 상기 예열케이스의 측부에 장착되어 상기 수용공간에 수용된 스크랩을 측방향에서 가열한다.

바람직하게, 상기 예열케이스의 하부에는 상기 수용공간에 수용된 스크랩을 하부로 배출시키기 위한 배출구와, 상기 배출구를 개폐하는 배출도어가 마련되고, 상기 배출구의 하측에는 상기 배출구에서 낙하하는 스크랩을 일시 저장하는 이동용 스크랩박스가 배치된다.

바람직하게, 상기 측부버너는 상기 예열케이스의 상측부에 장착되는 제1 측부버너와, 상기 예열케이스의 하측부에 장착되는 제2 측부버너를 포함하고, 상기 제1 측부버너 및 제2 측부버너를 수직평면을 기준으로 하방향으로 경사지게 배치되되, 상기 제1 측부버너의 경사각도는 제2 측부버너의 경사각도보다 더 큰 경사각도를 갖는다.

바람직하게, 이 스크랩 프리히터장치는, 개폐신호에 따라 상기 예열루프를 개폐하도록 상기 예열루프에 구동 연결되는 작동실린더와, 전기로에서 스크랩의 멜팅 여부를 감지하여 예열신호를 인가하는 감지센서와, 상기 감지센서로부터 예열신호가 인가되면 상기 예열케이스 내에 스크랩이 장입되도록 상기 작동실린더에 개폐신호를 인가하고, 예열케이스 내에 장입된 스크랩을 예열시키기 위해 상기 상부버너 및 측부버너에 작동신호를 인가하는 컨트롤러를 더 포함한다.

본 발명에 따른 스크랩 히팅제어방법은 예열신호의 인가시 스크랩 프리히터장치를 통해 스크랩을 예열하는 단계와, 예열된 스크랩을 이동용 스크랩박스에 투입하고 천정크레인을 이용하여 상기 이동용 스크랩박스를 전기로로 이동하는 단계와, 이동용 스크랩박스내 예열된 스크랩을 전기로 내부에 장입하는 단계와, 전기로에 장입된 스크랩의 멜팅 과정 중 상기 스크랩 프리히터장치에 예열신호를 인가하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 상기 스크랩을 예열하는 단계는, 전기로에서 스크랩의 멜팅 과정 중에 인가된 예열신호에 의해, 스크랩을 예열케이스 내에 장입한 후, 예열케이스의 상부버너 및 측부버너를 작동시켜 스크랩을 예열한다.

본 발명에 의하면, 다음과 같은 현저한 효과가 구현될 수 있다.

첫째, 본 발명은 스크랩을 전기로 투입 전에 미리 가열함으로써, 스크랩의 장입시 전기로내 스크랩의 온도 상승시간을 절약할 수 있다는 이점이 있다.

둘째, 본 발명은 전기로 내 스크랩의 가열 시간을 줄임으로써, 전체 CT(Chanrg to Tapping) 타임을 줄여 전체 공정을 단축하고, 생산성을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 전기로를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크랩 프리히터장치를 도시한 구성도.
도 3은 제1 실시예의 변형예에 따른 본 발명의 스크랩 프리히터장치를 도시한 구성도.
도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스크랩 프리히터장치의 작동 상태를 도시한 상태도.
도 5는 본 발명에 따른 스크랩 히팅제어방법을 도시한 블록도.

이하에서는 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명은 전기로 장입 전에 스크랩을 예열함으로써, 전체 CT(Chanrg to Tapping) 타임이 줄어들도록 한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크랩 프리히터장치를 나타낸 도면이다.

이를 구현하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 스크랩 프리히터장치는, 예열케이스(100), 상부버너(200) 및 측부버너(300)를 포함하여 이루어진다.

구체적으로, 예열케이스(100)는 상부가 개방되는 용기 형태의 케이스로, 해당 내부에 스크랩가 투입되어 가열됨으로써, 스크랩이 전기로로 투입 전에 예열되도록 한다.

이를 위해, 예열케이스(100)의 상부 일측에는 예열루프(110)가 개폐가능하도록 힌지 연결되고, 해당 내부에는 스크랩의 장입이 이루어지는 수용공간(101)이 형성되며, 해당 하부에는 수용공간(101) 내 스크랩을 하부로 배출시키기 위한 배출구(120)와 이 배출구(120)를 개폐하는 배출도어(130)가 각각 마련된다.

그리고 예열케이스(100)의 배출구(120) 하측에는 이동용 스크랩박스(400)가 배치된다. 이 이동용 스크랩박스(400)는 예열케이스(100)의 배출구(120)에서 낙하하는 스크랩을 일시 저장한 후, 천정크레인을 통해 전기로로 이동된다. 본 실시예에서는 별도의 예열케이스(100)를 통해 스크랩의 예열이 이루어지는 구성에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되지는 아니하며, 이동용 스크랩박스(400)에서 스크랩의 예열이 이루어지도록 구성할 수도 있을 것이다.

예컨대, 상술한 측부버너(300)를 이동용 스크랩박스(400)에 장치하고, 상부버너(200)가 구비된 예열루프(110)를 이동용 스크랩박스(400)의 상부에 착탈가능하게 설치할 수 있다. 그리고 상부버너(200) 및 측부버너(300)는 별도의 가스공급관 및 전원케이블에 의해 착탈가능하게 연결될 수 있다.

이러한 구성을 통해, 스크랩이 이동용 스크랩박스(400)에 장입되면, 이동용 스크랩박스(400) 내에 스크랩이 장입된 후 이동용 스크랩박스(400)의 상부는 예열루프(110)에 의해 닫혀지는데, 이때, 이동용 스크랩박스(400)내 수용된 스크랩은 상부버너(200) 및 측부버너(300)의 작동에 의해 예열될 수 있고, 스크랩의 예열이 완료된 이동용 스크랩박스(400)는 천정크레인에 의해 전기로로 바로 이동될 수 있다.

상부버너(200)는 수용공간(101)에 수용된 스크랩을 상측에서 가열하기 위한 가열원으로, 예열루프(110)의 중앙에 설치되며, 이 상부버너(200)에는 가스의 공급이 이루어지는 가스공급관(미도시)과 전원이 인가되는 전원케이블(미도시)이 연결된다.

측부버너(300)는 수용공간(101)에 수용된 스크랩을 측방향에서 가열하기 위해 예열케이스(100)의 측부에 장착되며, 이 측부버너(300)는 예열케이스(100)의 장착 위치에 따라 제1 측부버너(300a) 및 제2 측부버너(300b)로 구성된다. 제1 측부버너(300a)는 예열케이스(100)의 상측부에 장착되고, 제2 측부버너(300b)는 제1 측부버너(300a)와 일정 높이차를 두도록 예열케이스(100)의 하측부에 장착된다.

도 3은 제1 실시예의 변형예에 따른 본 발명의 스크랩 프리히터장치를 나타낸 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 이들 제1 측부버너(300a) 및 제2 측부버너(300b)는 수직평면을 기준으로 하방향으로 경사지게 배치되는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 제1 측부버너(300a)의 경사각도는 제2 측부버너(300b)의 경사각도보다 더 큰 경사각도를 갖도록 설계된다. 이를 통해, 불꽃이 분사되는 제1 측부버너(300a) 및 제2 측부버너(300b)의 선단부는, 예열케이스(100)의 하부에 쌓여지는 스크랩에 대향되게 배치될 수 있으므로, 예열케이스(100)내 스크랩은 보다 효과적으로 가열될 수 있다.

도 4a 내지 도 4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 스크랩 프리히터장치의 작동 상태를 나타낸 도면이다.

도 4a 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 스크랩 프리히터장치는, 예열케이스(100), 상부버너(200), 측부버너(300), 작동실린더, 감지센서 및 컨트롤러(500)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 예열케이스(100), 상부버너(200) 및 측부버너(300) 구성은, 제1 실시예에서 설명한 예열케이스(100), 상부버너(200) 및 측부버너(300) 구성과 동일한 구성이므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

다만, 예열케이스(100)의 예열루프(110)는 별도의 지지대(201)를 통해 회동가능하게 설치되어, 예열케이스(100)의 상부를 개폐할 수 있다. 그리고 작동실린더는 예열케이스(100)에 힌지 연결된 예열루프(110)에 구동 연결되어, 컨트롤러(500)로부터 인가되는 개폐신호에 따라 예열루프(110)가 개폐되도록 한다.

즉, 컨트롤러(500)로부터 개폐신호가 인가되면, 작동실린더는 작동로드를 매개로 예열루프(110)를 회동시킴으로써, 예열케이스(100)에 대한 예열루프(110)의 개폐가 이루어지도록 한다. 작동실린더의 작동에 따른 예열루프(110)의 개폐작용은, 통상의 기술로서, 유압실린더를 통해 루프의 개폐작용과 동일하다.

감지센서(미도시)는 전기로에서 스크랩의 멜팅 여부를 감지하는데, 본 실시예에서는 전기로 내 스크랩의 온도를 감지하여 스크랩의 멜팅 여부를 감지한다. 이 감지센서는 전기로 내 스크랩의 온도가 일정 온도 이상으로 높아지면, 이를 감지하여 컨트롤러(500)에 예열신호를 인가한다.

컨트롤러(500)는 상술한 상부버너(200), 측부버너(300), 작동실린더 및 감지센서를 제어하기 위한 구성으로, 감지센서로부터 예열신호가 인가되면, 작동실린더에 작동신호를 인가하여 예열루프(110)가 개방되도록 하고, 예상부버너(200) 및 측부버너(300)에 작동신호를 인가하여 열케이스(100) 내에 장입된 스크랩을 예열되도록 한다.

도 5는 본 발명에 따른 스크랩 히팅제어방법을 나타낸 도면이다.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 스크랩 히팅제어방법은, 스크랩을 예열하는 단계와, 이동용 스크랩박스를 전기로로 이동하는 단계와, 예열된 스크랩을 전기로 내부에 장입하는 단계와, 스크랩 프리히터장치에 예열신호를 인가하는 단계를 포함한다.

먼저, 스크랩을 예열하는 단계는, 감지센서로부터 예열신호의 인가시 스크랩 프리히터장치에 작동신호를 인가함으로써, 스크랩이 전기로 장입전에 미리 예열되도록 한다.

즉, 전기로에서 스크랩의 멜팅 과정 중에 감지센서로부터 예열신호가 인가되면, 스크랩을 예열케이스(100) 내에 장입할 수 있도록 예열케이스(100)의 예열루프(110)가 개방되도록 하고, 스크랩이 예열케이스(100) 내에 장입한 후에는, 예열케이스(100)의 상부버너(200) 및 측부버너(300)에 작동신호를 인가하여 스크랩이 예열되도록 한다.

예열케이스(100)내에 스크랩의 예열이 완료되면, 예열된 스크랩을 이동용 스크랩박스(400)에 투입한 후 스크랩이 수용된 이동용 스크랩박스(400)를 전기로로 이동하는 단계로 이어진다.

이동용 스크랩박스를 전기로로 이동하는 단계는, 예열케이스(100)내 스크랩을 이동용 스크랩박스(400)에 투입하기 위해, 배출도어(130)를 개방하여 예열케이스(100)의 배출구(120)가 개방되도록 한다. 바람직하게, 예열된 스크랩이 이동용 스크랩박스(400)에 투입되는 시점은, 전기로에서 스크랩의 출강이 이루어진 후, 새로운 스트랩을 전기로에 장입시키기 위한 장입신호에 의해 결정되는 바, 이 장입신호에 의해 예열케이스(100)의 배출도어(130)가 작동된다.

예열케이스(100)내 스크랩이 이동용 스크랩박스(400) 내로 투입되면, 천정크레인(미도시)을 이용하여 이동용 스크랩박스(400)를 전기로로 이동시킨다. 이때, 이동용 스크랩박스(400)를 이동시키기 위해, 천정크레인 이외에 다른 이동수단이 사용될 수 있음은 물론이다. 이동용 스크랩박스(400)가 전기로로 이동되면, 스크랩을 전기로 내부에 장입하는 단계로 넘어간다.

스크랩을 전기로 내부에 장입하는 단계는, 아동용 스크랩박스가 전기로로 이동되면, 이동용 스크랩박스(400)내 예열된 스크랩을 전기로 내부에 장입한다. 전기로 내부로 장입된 스크랩은, 전기로에 의해 가열되어 멜팅된 후 전기로로부터 출강된다.

특히, 전기로내 스크랩의 멜팅 과정에서, 감지센서는 전기로에서 스크랩의 멜팅 여부를 감지한 후, 스크랩 프리히터장치에 예열신호를 인가함으로써, 예열된 스크랩이 전기로에 연속적으로 장입될 수 있도록 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 스크랩을 전기로 투입 전에 미리 가열함으로써, 스크랩의 장입시 전기로내 스크랩의 온도 상승시간을 절약할 수 있고, 전체 CT(Chanrg to Tapping) 타임을 줄여 전체 공정을 단축하고, 생산성을 향상시킬 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 :예열케이스 120 :배출구
130 :배출도어 200 :상부버너
300 :측부버너 400 :이동용 스크랩박스
500 :컨트롤러

Claims (6)

1. 전기로 투입 전 스크랩을 예열하기 위한 스크랩 프리히터장치로서,
   내부에 스크랩이 장입이 이루어지는 수용공간이 형성되고 상부에 예열루프가 개폐가능하게 장착되는 예열케이스;
   상기 예열루프에 장착되어 상기 수용공간에 수용된 스크랩을 상측에서 가열하는 상부버너;
   상기 예열케이스의 측부에 장착되어 상기 수용공간에 수용된 스크랩을 측방향에서 가열하는 측부버너;
   개폐신호에 따라 상기 예열루프를 개폐하도록 상기 예열루프에 구동 연결되는 작동실린더;,
   전기로에서 스크랩의 멜팅 여부를 감지하여 예열신호를 인가하는 감지센서; 및
   상기 감지센서로부터 예열신호가 인가되면 상기 예열케이스 내에 스크랩이 장입되도록 상기 작동실린더에 개폐신호를 인가하고, 예열케이스 내에 장입된 스크랩을 예열시키기 위해 상기 상부버너 및 측부버너에 작동신호를 인가하는 컨트롤러;를 포함하는 스크랩 프리히터장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 예열케이스의 하부에는 상기 수용공간에 수용된 스크랩을 하부로 배출시키기 위한 배출구와, 상기 배출구를 개폐하는 배출도어가 마련되고, 상기 배출구의 하측에는 상기 배출구에서 낙하하는 스크랩을 일시 저장하는 이동용 스크랩박스가 배치되는 것을 특징으로 하는 스크랩 프리히터장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 측부버너는 상기 예열케이스의 상측부에 장착되는 제1 측부버너와, 상기 예열케이스의 하측부에 장착되는 제2 측부버너를 포함하고,
   상기 제1 측부버너 및 제2 측부버너를 수직평면을 기준으로 하방향으로 경사지게 배치되되, 상기 제1 측부버너의 경사각도는 제2 측부버너의 경사각도보다 더 큰 경사각도를 갖는 것을 특징으로 하는 스크랩 프리히터장치.
4. 삭제
5. 예열신호의 인가시 스크랩 프리히터장치를 통해 스크랩을 예열하는 단계;
   예열된 스크랩을 이동용 스크랩박스에 투입하고 천정크레인을 이용하여 상기 이동용 스크랩박스를 전기로로 이동하는 단계;
   이동용 스크랩박스내 예열된 스크랩을 전기로 내부에 장입하는 단계; 및
   전기로에 장입된 스크랩의 멜팅 과정 중 상기 스크랩 프리히터장치에 예열신호를 인가하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스크랩 히팅제어방법.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 스크랩을 예열하는 단계는, 전기로에서 스크랩의 멜팅 과정 중에 인가된 예열신호에 의해, 스크랩을 예열케이스 내에 장입한 후, 예열케이스의 상부버너 및 측부버너를 작동시켜 스크랩을 예열하는 것을 특징으로 하는 스크랩 히팅제어방법.

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