KR101321851B1 - 슬래그 제거용 치구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 용강 상부에 부상되는 슬래그를 제거하기 위한 슬래그 제거용 치구에 관한 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따른 슬래그 제거용 치구는 상부가 개방되고 내부에 슬래그를 수용하는 공간을 가지며, 바닥면 및 슬래그가 유입되도록 상기 바닥면을 관통하여 형성되는 하나 이상의 유입공을 구비하는 함체부를 포함한다.
본 발명의 실시예들에 의하면, 주형 내의 용강 탕면에 부상되어 있는 슬래그를 제거함으로써 주편 테일부의 응고 불량으로 인해 발생하는 조업 사고를 예방할 수 있다.

Description

슬래그 제거용 치구 {APPARATUS FOR REMOVING SLAG}

본 발명은 슬래그를 제거하기 위한 치구에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주조말기에 주형 내로 유입된 슬래그를 제거하기 위한 슬래그 제거용 치구에 관한 것이다.

도 1은 일반적인 연속주조공정의 용강 주입 공정도를 나타내는 것으로서, 도 l의 도시와 같이 제강공정에서 정련된 용강이 래들(10)로부터 턴디쉬(20)와 침지노즐(30)을 거쳐 주형(40)으로 주입된 다음 냉각하여 응고되게 된다.

연속주조시 용강 주입작업은 크게 초, 중, 말기 주조작업으로 분류할 수 있다. 초기 주조작업은 용강을 래들(10)에서 턴디쉬(20)로 주입하고, 턴디쉬(20)에 어느 정도의 용강량이 확보된 후, 다시 주형(40)으로 주입하는 것을 말한다. 중기 주조작업은 래들(10)의 용강 배출이 완료되면, 새로운 용강의 래들로 바꿔가며 연속적으로 주조작업하는 것을 말한다(이를 '래들교환 연연주작업'이라 하는 바, 통상 한 개의 턴디쉬에 4-5개의 래들을 교환하면서 주조작업을 실시한다). 말기 주조작업은 래들교환 연연주작업이 완료된 후, 턴디쉬(20) 내 잔여 용강의 주입작업을 말하는 것으로 특히, 말기 주조작업은 연속주조작업 중 강의 생산 및 품질을 좌우하는 중요한 작업이다.

연속주조공정에서 연연주 작업시 래들(10) 내의 슬래그가 조금씩 턴디쉬(20)에 유입되어 누적되며, 래들로부터 턴디쉬로 용강의 주입이 완료된 후, 연주 실수율 향상 및 원가 절감을 목적으로 턴디쉬(20)에 남아있는 용강이 4톤 미만이 되도록 최대한 주형에 용강을 주입하게 된다. 이 과정에서 턴디쉬 내의 슬래그가 주형으로 유입되는 현상이 발생한다.

턴디쉬 내의 슬래그가 주형으로 유입되면 주형의 탕면에 슬래그층을 형성하면서 용강과 더불어 주편의 테일부를 형성하게 된다. 이처럼 주편의 테일부를 형성하는 슬래그는 용강의 응고진행을 방해하게 되며, 주편의 테일부가 주형의 하부 측에 이르렀을 때, 비응고 용강이 슬래그층을 뚫고 주형 밖으로 비산된다. 이로 인해 주변설비가 파손되는 조업 사고와 주편 정체가 발생하게 되는 문제점이 있었다.

하지만, 종래에는 턴디쉬 내의 슬래그가 주형 내로 유입되는 것을 막기 위한 방법만이 제시되었을 뿐, 이미 주형 내에 유입된 슬래그를 제거할 수 있는 효과적인 방법은 없었다.

본 발명은 슬래그를 제거할 수 있는 슬래그 제거용 치구를 제공한다.

또한, 본 발명은 주형 내에 유입된 슬래그를 효율적으로 제거할 수 있는 슬래그 제거용 치구를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 슬래그 제거용 치구는 용강 상부에 부상되는 슬래그를 제거하기 위한 치구로서, 상부가 개방되고 내부에 슬래그를 수용하는 공간을 가지며, 바닥면 및 슬래그가 유입되도록 상기 바닥면을 관통하여 형성되는 하나 이상의 유입공을 구비하는 함체부를 포함한다.

상기 유입공은 상기 바닥면에서 상부 방향으로 돌출되는 중공된 원통 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 유입공은 하부에서 상부로 갈수록 내경이 작아지는 것을 특징으로 한다.

상기 함체부는 상기 바닥면의 둘레를 따라 입설되는 측벽을 포함하고, 상기 측벽은 경사지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일실시예에 따른 슬래그 제거용 치구는 상기 함체부에 장착되어 상기 함체부를 지지시키는 지지부를 포함한다.

상기 지지부는 상하 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 수직바와 상기 한 쌍의 수직바를 서로 연결하는 수평바를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 슬래그 제거용 치구는 상기 함체부를 승강시키는 승강유닛을 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 슬래그 제거용 치구는 상기 승강유닛을 회전시키는 회전유닛을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 슬래그 제거용 치구를 주형 내의 용강 상부에 침적시키면, 용강 탕면에 부상되어 있는 슬래그가 슬래그 유입공을 통하여 함체부 내로 유입된다. 그리고, 슬래그가 유입된 함체부를 용강 밖으로 들어냄으로써 슬래그를 효율적으로 제거할 수 있다.

주형 내에 유입된 슬래그를 제거함으로써 주편 테일부의 응고 불량을 방지하고, 이로부터 용강 유출 조업 사고를 예방할 수 있다.

또한, 설비 교환으로 인하여 발생되는 휴지 시간을 감소시킴으로써 생산성을 향상시킬 수 있고, 설비의 수리비용 및 정비비 발생을 방지함으로써 원가를 절감할 수 있다. 또한, 조업 사고 복구 중 발생 될 수 있는 안전사고를 예방할 수 있다.

도 1은 일반적인 연속주조 공정의 용강 주입도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 슬래그 제거용 치구를 도시한 사시도이다.
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 슬래그 제거용 치구의 정면도이다.
도 3b는 본 발명의 일실시예의 변형예에 따른 슬래그 제거용 치구의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 슬래그 제거용 치구의 일측면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬래그 제거용 치구를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일실시예에 따른 슬래그 제거용 치구를 이용하여 슬래그를 제거하는 작업을 나타내는 사용상태도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 슬래그 제거용 치구를 도시한 사시도이고, 도 3a와 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 슬래그 제거용 치구를 도시한 정면도 및 일측면도이다.

도 2 와 도 3a 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 슬래그 제거용 치구는 상부가 개방되고 내부에 슬래그를 수용하는 공간을 가지며, 바닥면(110) 및 슬래그가 유입되도록 상기 바닥면(110)을 관통하여 형성되는 하나 이상의 유입공(111)을 구비하는 함체부(100)를 포함한다.

상기 바닥면(110)의 형상은 직사각형이 바람직하나, 주형(40) 내부의 형상에 대응되는 형상으로 다양하게 변형될 수 있고, 주형(40) 내부의 형상은 상기 연속주조공정을 통하여 생산하고자 하는 주편의 종류에 따라 정해진다. 또한, 상기 바닥면(110)의 크기는 주형 내에 삽입 가능한 크기로 형성되어야 한다.

슬래그가 유입되는 상기 유입공(111)은 2개 내지 3개가 일직선의 형태로 분포하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않고, 주형의 크기나 형태에 따라 다양한 개수와 분포로 형성될 수 있다.

상기 유입공(111)은 상기 바닥면(110)에서 상부 방향으로 돌출되는 중공된 원통 형상으로 형성될 수 있다. 이로부터 슬래그와 용강이 상기 원통 형상의 유입공(111)을 통해 올라올 때, 상대적으로 비중이 작은 슬래그만이 용강을 제치고 상기 함체부(100) 내로 유입될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 상기 함체부(100) 내로 유입된 슬래그가 다시 상기 유입공(111)을 통해 흘러나가는 것을 억제할 수 있다.

상기 원통 형상의 유입공(111)은 하부에서 상부로 갈수록 내경(r)이 작아지는 것이 좋다. 이에 슬래그가 상기 유입공(111)에 비하여 상대적으로 크기가 작을 경우, 상기 유입공(111)의 잉여 공간으로 주형 내의 용강이 유입되는 것을 감소시킬 수 있다.

또한, 상기 유입공(111)의 내부 단면은 원형인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 다양한 다각형의 형상을 가질 수 있으며, 이에 따라 상기 유입공(111)은 중공된 다각 기둥의 형상으로 형성될 수 있다.

상기 함체부(100)는 상기 바닥면(110)의 둘레를 따라 입설되는 측벽(120)을 포함하며, 상기 측벽(120)은 경사지도록 형성되는 것을 특징으로 한다. 상기 측벽(120)은 한 쌍의 단방향 측벽(121)과 또 다른 한 쌍의 장방향 측벽(122)을 포함한다. 상기 측벽(120)은 상기 함체부(100) 내로 유입된 슬래그가 밖으로 흘러내리지 않고 안정적으로 수용될 수 있도록 한다.

상기 측벽(120)은 상부 외측 방향으로 경사지도록 형성되어 상대적으로 바닥면(110)을 좁게 구성함으로써, 상기 함체부(100)가 용강 내로 더 쉽게 침적될 수 있도록 한다. 또한, 동일한 크기의 바닥면(110)을 가질 경우에도 더 많은 슬래그 수용공간을 가질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 슬래그 제거용 치구는 상기 함체부(100)에 장착되어 상기 함체부(100)를 지지시키는 지지부(200)를 포함한다. 상기 지지부(200)는 뜨거운 용강의 온도와 위험한 작업 환경에서도 상기 함체부(100)를 안전하게 승강시킬 수 있도록 상기 함체부(100)의 손잡이 역할을 한다.

상기 지지부(200)는 상하 방향(도 2에서 Z방향)으로 연장 형성되고, 서로 대칭을 이루는 한 쌍의 수직바(210)와, 상기 한 쌍의 수직바(210)를 가로질러 서로 연결하는 수평바(220)를 포함한다.

상기 수평바(220)는 상기 함체부(100)에 대하여 승강력을 발생시킬 수 있도록 손잡이의 역할을 하며, 상기 수직바(210)는 상기 수평바(220)를 들어올림으로써 발생되는 승강력이 상기 함체부(100)에 균형있게 전달될 수 있도록 대칭으로 형성된다.

예를 들어, 본 실시예에서는 상기 수직바(210)는 상기 함체부(100)의 단방향 측벽(121)의 상단에 연결되고, 상기 수평바(220)는 수평방향(도 2에서 Y방향)으로 형성된다. 그러나, 상기 함체부(100)를 균형있게 승강시킬 수 있다면, 상기 수직바(210)는 상기 바닥면(110) 또는 상기 장방향 측벽(122) 등에도 연결될 수 있고, 상기 수평바(220) 또한 다양한 손잡이의 형태로 형성될 수 있다.

도 3b는 본 발명의 일실시예의 변형예에 따른 슬래그 제거용 치구의 정면도이다. 도 3b에서 보이는 바와 같이, 상기 바닥면(110)은 반드시 편평할 필요는 없고, 하부에서 상부로 갈수록 내경이 작아지는 상기 유입공(111)에 의하여 경사진 형태로 형성될 수 있다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬래그 제거용 치구를 개략적으로 보여주는 단면도이다. 도 5를 참조하면, 상기 슬래그 제거용 치구는 상기 함체부(100)를 승강시키는 승강 유닛(300)을 포함한다.

작업자가 직접 상기 함체부(100)를 승강시키는 대신, 상기 승강 유닛(300)을 통하여 상기 함체부(100)를 승강시킴으로써 위험한 작업 환경에서도 안전하고 신속하게 슬래그 제거 작업을 수행할 수 있다.

상기 승강유닛(300)은 수직방향의 승강력을 발생시키는 다양한 방식이 적용될 수 있다. 예를 들어 본 실시예에서는 수직방향으로 승강되는 실린더 로드(320)를 갖는 실린더(330)를 적용하였다.

본 실시예에 따르면, 상기 승강유닛(300)은 상기 함체부(100)에 승강력을 전달하는 수평방향의 암(310)과, 수직 방향의 승강력을 발생시키는 실린더(330)와 실린더 로드(320)를 포함한다.

상기 암(310)은 수평을 유지하면서, 상기 실린더(330)로부터 발생된 승강력을 상기 함체부(100)에 균형있게 전달할 수 있도록 상기 수평바(220)의 중심부에 연결되는 것이 바람직하다. 그러나, 승강력을 균형있게 전달할 수 있다면, 상기 암은 이에 제한되지 않고 상기 함체부(100)나 상기 지지부(200)의 다른 지점에도 다양한 형태로 연결될 수 있다.

상기 슬래그 제거용 치구는 상기 승강유닛(300)을 회전시키는 회전유닛(400)을 포함한다. 연속주조공정의 주조 말기에 주형에 용강을 주입하는 침지노즐이 주형 밖으로 제거되면, 상기 회전유닛(400)은 상기 승강유닛(300)을 회전시켜 상기 함체부(100)가 주형 내의 용강에 침적될 수 있는 위치에 도달하게 한다.

상기 회전유닛(400)은 상기 승강 유닛(300)을 회전시킬 수 있는 다양한 방식이 적용될 수 있다. 예를 들어 본 실시예에서는 수직 방향의 회전축(410)을 갖는 구동모터(420)를 적용하였다. 상기 회전축(410)의 일단은 상기 승강 유닛(300)에 연결되고, 타단은 구동모터(420)와 연결되어 수직방향으로 설치된다. 또한, 상기 구동모터(420)는 제어 가능하도록 설치되어 상기 함체부(100)를 원하는 시점에 정확한 위치로 회전시킬 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성되는 슬래그 제거용 치구를 사용하여 주형(40) 내에 유입된 슬래그(42)를 제거하는 방법에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.

도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일실시예에 따른 슬래그 제거용 치구를 이용하여 슬래그(42)를 제거하는 작업을 나타내는 사용상태도이다.

도 6a는 슬래그(42) 제거를 위한 준비 단계로, 비중의 차이에 의하여 주형(40) 내의 용강 탕면에 부상되어 있는 슬래그(42)를 제거하기 위하여 상기 슬래그 제거용 치구를 주형(40) 상부에 위치시킨다.

도 6b는 슬래그(42) 제거를 위하여 상기 슬래그 제거용 치구를 주형(40)의 용강 내에 침적시키는 단계로, 상기 함체부(100)를 용강 내로 침적시키면 상대적으로 비중이 작은 슬래그(42)가 먼저 상기 유입공(111)을 통하여 상기 함체부(100) 내로 유입된다. 상기 주형(40)의 용강 상부에 부상하고 있는 슬래그(42)가 거의 모두 제거되거나 상기 함체부(100)로 유입된 슬래그(42)의 높이가 상기 유입공(111)의 상부에 가까워지면 상기 함체부(100)의 침적을 중단한다.

도 6c는 슬래그를 주형(40) 밖으로 제거하는 단계로 상기 함체부(100)에 상기 제한까지 슬래그가 유입되면, 작업자가 상기 수평바(220)를 이용하여 상기 슬래그 제거용 치구를 용강 밖으로 들어올림으로써 슬래그를 제거할 수 있다.

앞서 설명한 실시예에 따르면, 상기 회전유닛(400)을 이용하여 상기 함체부(100)를 주형(40) 상부에 위치시킨 후, 상기 승강유닛(300)을 이용하여 상기 함체부(100)를 침적시키고 들어올림으로써 상기 슬래그 제거 작업을 보다 안전하고 신속하게 수행할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 슬래그 제거용 치구는 주형 내의 슬래그 뿐만 아니라 턴디쉬 등 다른 장치 내의 용강에 존재하는 슬래그를 제거하는 데에도 사용될 수 있다.

본 발명은 상기에서 서술된 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 즉, 상기의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위는 본원의 특허 청구 범위에 의해서 이해되어야 한다.

10: 래들 20: 턴디쉬
30: 침지노즐 40: 주형
41: 용강 42: 슬래그
100: 함체부 110: 바닥면
111: 유입공 120: 측벽
121: 단방향 측벽 122: 장방향 측벽
200: 지지부 210: 수직바
220: 수평바 300: 승강유닛
310: 암 320: 실린더 로드
330: 실린더 400: 회전유닛
410: 회전축 420: 구동모터

Claims (8)

1. 용강 상부에 부상되는 슬래그를 제거하기 위한 치구로서,
   상부가 개방되고 내부에 슬래그를 수용하는 공간을 가지며,
   바닥면 및 슬래그가 유입되도록 상기 바닥면을 관통하며, 하부에서 상부로 갈수록 내경이 작아지는 하나 이상의 유입공을 구비하는 함체부를 포함하는 슬래그 제거용 치구.
   
2. 용강 상부에 부상되는 슬래그를 제거하기 위한 치구로서,
   상부가 개방되고 내부에 슬래그를 수용하는 공간을 가지며,
   바닥면 및 슬래그가 유입되도록 상기 바닥면을 관통하여 형성되는 하나 이상의 유입공을 구비하는 함체부를 포함하며,
   상기 함체부는 상기 바닥면의 둘레를 따라 입설되는 측벽을 포함하고, 상기 측벽은 경사지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 슬래그 제거용 치구
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 유입공은 상기 바닥면에서 상부 방향으로 돌출되는 중공된 원통 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 슬래그 제거용 치구.
   
4. 삭제
5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 함체부에 장착되어 상기 함체부를 지지시키는 지지부를 포함하는 슬래그 제거용 치구.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 지지부는,
   상하 방향으로 연장 형성되는 한 쌍의 수직바와,
   상기 한 쌍의 수직바를 서로 연결하는 수평바를 포함하는 슬래그 제거용 치구.
   
7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 함체부를 승강시키는 승강유닛을 포함하는 슬래그 제거용 치구.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 승강유닛을 회전시키는 회전유닛을 포함하는 슬래그 제거용 치구.

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