KR101330300B1 - 코크스 오븐 레벨링 빔의 작동 와이어 텐션 조절장치 - Google Patents

Abstract

자동적으로 코크스 오븐 레벨러 빔의 와이어로프의 텐션을 조절하는 장치가 소개된다.
본 발명의 코크스 오븐 레벨러 빔의 와이어로프 텐션 조절장치는, 레벨러 빔을 전후진시키기 위한 제1와이어로프가 감기는 와이어 드럼과 상기 와이어 드럼의 중심축에 결합되는 텐션 감지 실린더 및 상기 와이어 드럼에 항상 일방향 힘을 가함으로써 상기 제1와이어로프의 텐션을 유지할 수 있도록 상기 텐션 감지 실린더의 일단과 제2와이어로프를 매개로 연결된 웨이트를 포함한다.

Description

코크스 오븐 레벨링 빔의 작동 와이어 텐션 조절장치 {APPARATUS FOR CONTROLLING THE TENSION OF THE LEVELLER WIRE}

본 발명은 코크스 오븐 레벨러 빔의 와이어로프 텐션 조절장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 고로에 장입되는 석탄 건류시 코크스 오븐 탄화실 내에 장입되어 석탄의 레벨을 평탄하게 유지시키는 압출기상에 설치된 레벨링 빔을 작동시키는 와이어의 텐션을 조절하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제철공장에서 고로 조업시 사용되는 원료인 코크스를 예비 처리하기 위해 장입차를 이용하여 코크스 오븐 탄화실에 석탄을 장입하는데, 이때 코크스 오븐의 탄화실내에 장입되는 석탄 레벨을 평탕하게 조절하기 위해 사용되는 것이 레벨링 빔이다.

레벨링 빔은, 코크스 오븐에서 건류가 완료된 탄화실 내의 코크스를 오븐 외부로 배출하기 위하여 코크스 오븐의 일측에 설치된 압출기상에 설치되어 장입되는 석탄의 레벨을 조절한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 압출기 프레임(100)상의 중앙 부분에 모터(110) 구동되는 와이어 구동드럼(120)이 설치되는데, 이러한 와이어 구동드럼(120)은 작동 와이어(130)가 여러 갈래로 감겨진 상태에서 작동 와이어(130)를 회전, 이동시킨다.

한편, 압출기 프레임(100)상에는 레벨링 빔(140)의 전, 후진시 이를 지지하는 다수 개의 지지롤러(150)들이 설치되어 있고, 레벨링 빔(140)의 후단부에 체결된 작동 와이어(150)는 와이어 구동드럼(120)과 전방측의 이송드럼(160) 및 후방측의 텐션조정드럼(170)을 거쳐 무한궤도로 이송되면서 그 이송에 따라 레벨링 빔(140)은 압출기상에서 수평 왕복 이동하여 코크스 오븐 탄화실 내에 장입된 석탄의 레벨을 조절하게 되는 것이다.

그런데, 이와 같은 레벨링 빔(140)의 실질적인 구동을 가능케 하는 작동 와이어(130)는 사용 중에 그 텐션이 변하기 때문에, 이를 방치하면 작동 와이어(130)가 느슨하게 되면서, 와이어 구동드럼(120)과 이송드럼(160) 및 조정드럼(170) 등에서 이탈되는 문제가 발생되기 때문에, 작동 와이어(130)의 텐션은 주기적으로 점검된 후 조정드럼을 통하여 조절되어야 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 작동 와이어(130)의 텐션을 조절하기 위한 조정드럼(170)은 그 지지축(172)이 압출기 프레임(100)상에 이동 가능하게 지지된 상태에서, 지지축과 연결된 연결 브라켓트(174)에는 프레임(100)상에 설치된 핸들(176)로 조작되는 스크류 아암(178)이 연결되어 있고, 지지축(172)의 하부에는 프레임(100)상의 톱니(182)에서 지지축(172)의 이동후 걸려 지지되는 스토퍼(180)가 제공되어 있다.

따라서, 종래에는 작동 와이어(130)가 느슨하게 되면, 핸들(176)을 조작하여 조정드럼(170)을 후진 이동시켜, 작동 와이어(130)를 팽팽하게 함으로써, 작동 와이어(130)의 텐션을 조절하였는바, 이와 같은 종래 레벨링 빔(140)의 작동 와이어(130)의 텐션을 조절하는 조정드럼(170)을 이용하여 작동 와이어의 텐션 조절 작업에 있어서, 작업자가 수작업으로 핸들(176)을 돌리면서 작업자의 직감으로 작동 와이어(130)의 상태를 파악하면서, 작동 와이어(130)의 텐션 조절 작업을 수행하기 때문에, 그 조절 작업이 지연됨은 물론, 오작업시 작동 와이어(130)의 텐션이 적절하게 조절되지 못하고, 과도하게 또는 느슨하게 조절되면서 작동 와이어(130)가 단락되거나 드럼들로부터 이탈되는 문제가 종종 발생되었다.

또한, 드럼에서 작동 와이어(130)가 이탈되면 더 많은 작업자가 투입되어 직경이 큰 스틸 와이어를 치구 등을 이용하여 어렵게 드럼에 안착시켜야 하는 것은 물론, 레벨링 빔의 작동이 상당 기간 중단되며, 작업자가 작업 중 설비와 충돌, 협착, 낙하하는 등 안전사고가 발생되는 문제점이 있었다.

한국등록특허 제0910487호에는, 이러한 문제점 해결을 위한 '코크스오븐용 레벨러빔의 작동와이어 텐션 조정장치'가 개시되어 있다.

이는, 다단형 조정드럼의 위치를 조정하여 간단하게 레벨러 빔의 작동 와이어 텐션을 조정토록 하고, 작동 와이어의 드럼 이탈을 효과적으로 방지하여 레벨러 빔의 작동성을 양호하게 유지시키는 기술에 관한 것이다.

그러나, 이러한 한국등록특허 제0910487호에도 불구하고, 작동 와이어의 텐션은 작업자가 수동으로 조절할 수밖에 없는 바, 작업자는 작동 와이어의 처짐 여부를 판단하고, 핸들을 조립해야만 하는 것은 물론, 작동 와이어 텐션 조절시 많은 작업 인원이 투입되어 텐션을 조절함에도 불구하고, 텐션 조절이 정밀하지 못하다는 단점이 있었다.

상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

한국등록특허 제0910487호

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 자동적으로 코크스 오븐 레벨러 빔의 와이어로프의 텐션을 조절하는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 코크스 오븐 레벨링 빔의 작동 와이어 텐션 조절장치는, 레벨러 빔을 전후진시키기 위한 제1와이어로프가 감기는 와이어 드럼과 상기 와이어 드럼의 중심축에 결합되는 텐션 감지 실린더 및 상기 와이어 드럼에 항상 일방향 힘을 가함으로써 상기 제1와이어로프의 텐션을 유지할 수 있도록 상기 텐션 감지 실린더의 일단과 제2와이어로프를 매개로 연결된 웨이트를 포함한다.

상기 텐션 감지 실린더는, 그 외주면에 상기 와이어 드럼의 중심축이 결합되며, 그 내부 압력은 일정 상태를 유지하는 것을 특징으로 한다.

상기 텐션 감지 실린더는 상기 제1와이어로프의 처짐량을 센싱하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1와이어로프의 처짐량을 산출하는 제어부를 더 포함하고, 상기 텐션 감지 실린더는, 신장되는 스트로크 길이에 대한 정보를 상기 제어부로 전송하며, 상기 제어부는 이를 기초로 상기 제1와이어로프의 처짐량을 산출하는 것을 특징으로 한다.

상기 텐션 감지 실린더의 내부 압력이 유지될 수 있도록 상기 텐션 감지 실린더의 타단에는 펌프가 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2와이어로프는 상기 텐션 감지 실린더의 일단과 횡 방향으로 일정 간격 이격되어 위치한 제1방향전환휠 및 상기 텐션 감지 실린더의 타측 하방에 위치하는 제2방향전환휠을 경유하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기한 기술적 구성으로 인해 아래와 같은 다양한 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 와이어로프의 텐션 상태를 미연에 감지, 그 텐션량을 산출하여 중앙 운전실에서 이를 모니터링함으로써, 와이어로프 처짐에 의한 설비 사고를 방지할 수 있는 이점이 있다.

둘째, 와이어로프의 처짐량을 자동으로 센싱하고, 텐션을 유지할 수 있는 이점이 있다.

셋째, 와이어로프의 텐션 조절을 위해 별도의 수작업이 필요없으므로, 작업자 투입시 발생될 수 있는 설비와 충돌, 협착, 낙하하는 등 안전사고 발생을 방지할 수 있다.

넷째, 와이어로프 텐션을 정밀하게 유지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 코크스 오븐 내의 코크스 레벨을 조절하기 위해 압출기상에 설치된 일반적인 레벨링 빔을 나타낸 도면,
도 2는 종래 레벨링 빔의 작동을 위한 와이어 구동드럼을 나타낸 도면,
도 3은 종래 레벨링 빔의 작동 와이어 텐션을 조절하기 위한 조정드럼을 나타낸 도면으로, (a)는 평면도, (b)는 정면도,
도 4는 본 발명의 코크스 오븐 레벨링 빔의 작동 와이어 텐션 조절장치의 개략적이 측면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 코크스 오븐 레벨링 빔의 작동 와이어 텐션 조절장치를 설명한다.

도 4는 본 발명의 코크스 오븐 레벨링 빔의 작동 와이어 텐션 조절장치의 개략적이 측면도이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 코크스 오븐 레벨링 빔의 작동 와이어 텐션 조절장치는, 레벨러 빔을 전, 후진시키는 제1와이어로프(W1)가 감기도록 형성된 와이어 드럼(10)을 일 방향으로 지속적으로 당김으로써 텐션을 유지한다.

본 발명의 코크스 오븐 레벨링 빔의 작동 와이어 텐션 조절장치는 이러한 작동이 가능하도록, 텐션 감지 실린더(20)와 웨이트(40)를 포함하는 것이 바람직하다.

텐션 감지 실린더(20)는, 그 외주면에 와이어 드럼(10)의 중심축이 회전 가능하게 결합되는바, 필요에 따라서는 와이어 드럼(10)과 텐션 감지 실린더(20)는 일체형으로 제조될 수도 있다.

웨이트(40)는 텐션 감지 실린더(20)의 일단과 제2와이어로프(W2)를 매개로 연결되는바, 텐션 감지 실린더(20)는 항상 일 방향으로 힘을 받게 된다.

통상 웨이트(40)는 3 톤 이상의 무게를 갖는 물체를 사용하는데, 웨이트(40)에 의해서 당겨지는 일 방향 힘과, 제1와이어로프(W1)에 의해서 와이어 드럼(10)에 가해지는 타 방향 힘은 평형을 이룬다.

이러한 힘의 균형은 제1와이어로프(W1)에 처짐이 발생하게 되면 깨어진다.

즉, 웨이트(40)는 제2와이어로프(W2)를 매개로 동일한 힘으로 텐션 감지 실린더(20)를 당기고 있지만, 제1와이어로프(W1)가 와이어 드럼(10)을 당기는 힘을 감소되기 때문에 힘의 균형이 깨어지는 것이다.

따라서, 웨이트(40)에 의해 텐션 감지 실린더(20)의 스트로크는 증가(텐션 감지 실린더 팽창)하게 되고, 이러한 실린더에 결합된 와이어 드럼(10)은 일 방향으로 소정 거리 이동하게 되는바, 처짐이 발생된 제1와이어로프(W1)는 다시 팽팽하게 당겨지게 되는 것이다.

텐션 감지 실린더(20)는, 제1와이어로프(W1)의 처짐량을 센싱하는 것이 바람직하다. 이러한 처짐량 센싱은 텐션 감지 실린더(20)의 신장된 스트로크 길이에 대한 정보 또는 텐션 감지 실린더(20)로 공급되는 유압 등을 센싱하는 것으로도 대체될 수 있다.

텐션 감지 실린더(20)에서 센싱된 처짐량, 신장된 스트로크 길이, 유압 등에 관한 정보는 제어부로 전송되고, 제어부에서는 이러한 정보를 기초로 제1와이어로프(W1)의 처짐량을 계산하게 된다.

한편, 텐션 감지 실린더(20)의 내부 압력을 항상 일정한 압력으로 유지되는 것이 바람직하다. 이러한 일정 압력 유지를 위하여, 텐션 감지 실린더(20)의 스트로크가 신장하는 경우, 그 내부로 유압을 공급하는 펌프(30)가 텐션 감지 실린더(20)의 일측에 결합되는 것이 바람직하다.

텐션 감지 실린더(20)는 그 스트로크 길이가 신장되면 그 내부 압력은 감소한다. 압력이 감소됨에 따라 텐션 감지 실린더(20)는 원 상태로 복원하려는 힘이 작용하게 되며, 이러한 힘은 웨이트(40)에 의해 텐션 감지 실린더(20)에 작용하는 힘과 반대 방향이다.

따라서, 텐션 감지 실린더(20)의 내부 압력이 일정하지 않고, 변화하게 되면, 제1와이어로프(W1) 처짐시 이를 보상하기 위해 웨이트(40)를 이용하는 취지가 몰각되는바, 이를 방지하기 위해서, 펌프(30)를 이용하여 텐션 감지 실린더(20)의 내부 압력을 일정하게 유지하는 것이다.

제2와이어로프(W2)는 상기 텐션 감지 실린더(20)의 일단과 횡 방향으로 일정 간격 이격되어 위치한 제1방향전환휠(R1) 및 텐션 감지 실린더(20)의 타측 하방에 위치하는 제2방향전환휠(R2)을 경유하는 것을 특징으로 한다.

제1방향전환휠(R1)과 제2방향전환휠(R2)은 서로 반대측 방향에 위치하고 있기 때문에, 제2와이어로프(W2)는 항상 텐션을 유지할 수 있는바, 웨이트(40)의 자중은 손실없이 그대로 텐션 감지 실린더(20)의 일단에 전달될 수 있는 것이다.

본 발명의 코크스 오븐 레벨링 빔의 작동 와이어 텐션 조절장치의 일요부인 텐션 감지 실린더(20)를 설명한다.

텐션 감지 실린더(20)는 자기 변형 원리를 작용하는 MTS(Magneto-striction)를 내장하여 구성될 수 있는바, 이러한 MTS는 자동화 기계 및 시험기에 가장 많이 사용되고 있는 부품이다. 즉, 실린더의 피스톤 움직임을 직접 감지하는 제어 방식이다.

이러한 MTS 자기 변형 원리를 이용한 제어방식을 본 발명에 적용하면, 텐션 감지 실린더(20) 내부에 MTS 센서를 설치하여, 실린더 전, 후진시 그 위치를 감지, 신호를 보냄으로써 데이터를 제공할 수 있게 된다.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

10 ; 와이어 드럼 20 : 텐션 감지 실린더
30 : 펌프 40 : 웨이트
W1 : 제1와이어로프 W2 : 제2와이어로프
R1 : 제1방향전환휠 R2 : 제2방향전환휠

Claims (6)

1. 레벨러 빔을 전후진시키기 위한 제1와이어로프가 감기는 와이어 드럼;
   상기 와이어 드럼의 중심축에 결합되는 텐션 감지 실린더; 및
   상기 와이어 드럼에 항상 일방향 힘을 가함으로써 상기 제1와이어로프의 텐션을 유지할 수 있도록 상기 텐션 감지 실린더의 일단과 제2와이어로프를 매개로 연결된 웨이트를 포함하는, 코크스 오븐 레벨러 빔의 와이어로프 텐션 조절장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 텐션 감지 실린더는, 그 외주면에 상기 와이어 드럼의 중심축이 결합되며, 그 내부 압력은 일정 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는, 코크스 오븐 레벨러 빔의 와이어로프 텐션 조절장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 텐션 감지 실린더는 상기 제1와이어로프의 처짐량을 센싱하는 것을 특징으로 하는, 코크스 오븐 레벨러 빔의 와이어로프 텐션 조절장치.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 제1와이어로프의 처짐량을 산출하는 제어부를 더 포함하고,
   상기 텐션 감지 실린더는, 신장되는 스트로크 길이에 대한 정보를 상기 제어부로 전송하며, 상기 제어부는 이를 기초로 상기 제1와이어로프의 처짐량을 산출하는 것을 특징으로 하는, 코크스 오븐 레벨러 빔의 와이어로프 텐션 조절장치.
   
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 텐션 감지 실린더의 내부 압력이 유지될 수 있도록 상기 텐션 감지 실린더의 타단에는 펌프가 결합되는 것을 특징으로 하는, 코크스 오븐 레벨러 빔의 와이어로프 텐션 조절장치.
   
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 제2와이어로프는 상기 텐션 감지 실린더의 일단과 횡 방향으로 일정 간격 이격되어 위치한 제1방향전환휠 및 상기 텐션 감지 실린더의 타측 하방에 위치하는 제2방향전환휠을 경유하는 것을 특징으로 하는, 코크스 오븐 레벨러 빔의 와이어로프 텐션 조절장치.
   

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