KR101344767B1

KR101344767B1 - 전기로의 전극 지지용 링

Info

Publication number: KR101344767B1
Application number: KR1020120002278A
Authority: KR
Inventors: 노영배
Original assignee: 신동기계산업 (주)
Priority date: 2012-01-09
Filing date: 2012-01-09
Publication date: 2013-12-23
Also published as: KR20130081363A

Abstract

본 발명은 전기로의 전극봉 외측 둘레를 따라 설치된 전극홀더를 지지하기 위한 전기로의 전극 지지용 링에 있어서,
SUS 강판 재질로 벤딩되어 링 형태의 몸체가 성형되면서 내측에는 냉각수가 흐르도록 냉각수 통로가 형성되고, 몸체의 이음부위는 아르곤 용접에 의해 결합되며, 몸체의 상측에는 냉각수 순환을 위한 냉각수 주입부 및 냉각수 배출부가 형성되어 종래의 주물주조품보다 재료비 등의 제조비용이 저렴하고, 또한 인장강도와 경도가 뛰어나 내구성이 높아 잦은 교체비용이 들지 않아 유지보수 측면에서 훨씬 유리하다. 또한, 냉각수 순환에 의해 전극봉으로부터 발생한 열로 인한 변형이 발생하지 않으므로 이 또한 내구성 측면에서 훨씬 유리한 효과가 있다.

Description

전기로의 전극 지지용 링{Electrode support ring for electric furnace}

본 발명은 전기로의 링에 관한 것으로, 특히 용융열을 발생하는 전극봉의 전극을 지지하기 위한 링에 관한 것이다.

도1은 일반적인 전기로의 전극 지지구조를 보인 도로서, 용융재료가 수용된 전기로(180)의 상부에 전극봉(140)이 상하로 승하강되게 설치되어 그 전극봉(140)이 용융재료 부위로 하강하여 투입됨으로써 열을 가하게 되며, 전극봉(140)으로부터 발생한 열에 의해 용융재료가 용해되는 것이다.

상기의 전극봉(140)은 상부지지부(100)에 지지된 승하강부(110)의 하단에 장착되며, 전극봉(140)의 상부 외측 둘레로는 복수의 전극홀더(150)가 설치되어 전극봉(140)을 지지하면서 전원공급부(170)로부터 전원을 공급받는다.

이때, 전극홀더(150)의 외측으로는 전극홀더(150)를 전극봉(140)의 외측 둘레에서 안정적으로 지지하기 위하여 내측이 테이퍼진 전극 지지용 링(200)이 장착되어 테이퍼진 부위에 전극홀더(150)가 안착됨으로써 하부로 이탈되는 것이 방지되며, 전극 지지용 링(200)은 행거 유닛(160)에 의해 매달려 고정된다.

따라서, 승하강부(110)가 하부로 이동하게 되면, 전극봉(140)이 전기로(180)로 투입되고, 전극홀더(150)를 통해 전원을 공급받아 발열함으로써 용융재료를 용해하게 된다.

용융재료의 용해시 전극봉(140)도 함께 용해되므로, 용해된 만큼 승하강부(110)가 하강하여 전극봉(140)을 계속 투입시키게 되며, 용해가 중지되거나 또는 전극봉(140)의 교환시에는 승하강부(110)가 상승하여 원래의 위치로 복귀하게 된다.

이러한 구조의 전극봉이 하나의 전기로에 복수개 설치된다.

그런데, 이러한 전극홀더(150)를 지지하는 전극 지지용 링(200)은 통상적으로 SCS 14(스테인레스 계열)의 금속으로 주물주조하여 성형하게 되므로, 내력, 인장강도, 그리고 경도가 약하여 수명이 2년정도 밖에 되지 않는다.

또한, 전극봉(140)으로부터 발생한 열이 전달되는 경우 냉각구조가 없어서 열에 의한 변형이 쉽게 발생하게 된다.

따라서 각 전극봉(140)에 설치된 복수의 전극 지지용 링(200)을 순차적으로 교체하는 데에 따른 시간낭비는 물론, 많은 교체비용이 발생하여 효율성이 매우 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 종래의 이러한 문제점을 해결하기 위하여, SUS 304L 또는 SUS 316L 재질의 SUS 강판을 벤딩하여 용접하는 구조를 가지도록 함으로써 비용이 저렴하면서도 내구성이 높으며, 또한 냉각수가 내부에서 순환하도록 하여 변형이 발생하지 않도록 하는 전기로의 전극 지지용 링을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기로의 전극 지지용 링은,

전기로의 전극봉 외측 둘레를 따라 설치된 전극홀더를 지지하기 위해 내측이 테이퍼진 전극 지지용 링에 있어서,

상기 전극 지지용 링은,

SUS 강판 재질로 벤딩되어 링 형태의 몸체가 성형되면서 내측에는 냉각수가 흐르도록 냉각수 통로가 형성되고, 몸체의 이음부위는 아르곤 용접에 의해 결합되며, 몸체의 상측에는 냉각수 순환을 위한 냉각수 주입부 및 냉각수 배출부가 형성된 것을 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 발명은 SUS 강판 재질로 절곡하여 몸체를 형성함으로써 종래의 주물주조품보다 재료비 등의 제조비용이 저렴하고, 또한 인장강도와 경도가 뛰어나 내구성이 높아 잦은 교체비용이 들지 않아 유지보수 측면에서 훨씬 유리하다.

또한, 냉각수 순환에 의해 전극봉으로부터 발생한 열로 인한 변형이 발생하지 않으므로 이 또한 내구성 측면에서 훨씬 유리한 효과가 있다.

도1은 일반적인 전기로의 구조를 보인 도.
도2는 본 발명에 의한 전극 지지용 링의 외관 구조를 보인 도.
도3은 전극 지지용 링의 평단면 및 측단면도.
도4는 냉각수 순환경로를 설명하기 위한 도.

이러한 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2은 본 발명의 의해 형성된 전극 지지용 링(200)의 외관 형태를 보인 도로서, SUS 304L 또는 SUS 316L 재질의 SUS 강판을 벤딩하여 링 형태의 몸체(210)를 형성하며, 몸체(210)의 내주면은 상측이 넓고 하측이 좁도록 형성된 테이퍼부(201)를 가지게 된다.

또한, 몸체(210)의 상단에는 냉각수가 주입되는 복수의 냉각수 주입부(230,240)와 몸체(210) 내부를 순환한 냉각수를 외부로 배출되는 냉각수 배출부(220)가 관 형태로 입설되어 형성되어 있으며, 몸체(210)의 내부와 연통되도록 설치된다.

아울러, 몸체(210)의 상단에는 행거 유닛에 매달리기 위하여 일정간격마다 복수의 지지고리부(251,252,253)가 형성된다.

냉각수 순환관(260,270)은 몸체(210)의 상측 외부로 노출되어 형성되며, 내부를 순환한 냉각수를 냉각수 배출부(220)로 연결하여 배출시키기 위한 것이다.

몸체(210)를 형성하기 위해 SUS 강판을 벤딩하고, 그 이음부위를 연결할 때 용접을 하게 되며, 이때 각 코너 부위에 발생하는 응력 집중 현상과 기포현상을 제거하기 위해 아르곤 용접을 행하게 된다.

이때 아르곤 용접 전에 250~300℃의 온도로 선예열 작업을 하고, 용접후 급속히 냉각되는 것을 방지하기 위하여 후열처리한 다음 내열성이 뛰어난 보온재로 용접부위를 덮어 장시간 보온을 유지하면서 서서히 냉각되도록 한다.

또한, 직각으로 만나는 용접부위의 응력을 제거하기 위하여 풀림처리를 하고, SUS 재질 성분상 Si의 함량이 다소 부족함에 따라 내산화성이 떨어지는 것을 방지하기 위해 가공완료 후 침탄 고주파 열처리를 행하게 된다.

종래의 전극 지지용 링의 재질인 SCS 14와 본 발명에서 사용되는 SUS 304L 및 SUS 316L의 화학적 성분을 아래의 표1에 나타내었다.

성분 종류	C	SI	Mn	P	S	Ni	Cr
SCS 14	0.08	2	2	0.04	0.04	10~14	17~20
SUS 304L	0.03	1	2	0.045	0.03	9~13	18~20
SUS 316L	0.03	1	2	0.045	0.03	12~15	16~18

아래 표2는 기계적 성분을 나타내었다.

항목 종류	인장시험				경도시험
항목 종류	내력	인장강도	신장(%)	단면수축	HB	HRB	HV
SCS 14	185N/㎣ (19kgf/㎣)	390N/㎣ (45kgf/㎣)	28 이상	-	183 이하	-	-
SUS 304L	175N/㎣ (18kgf/㎣)	480N/㎣ (49kgf/㎣)	40 이상	60	187 이하	90 이하	200 이하
SUS 316L	175N/㎣ (18kgf/㎣)	480N/㎣ (49kgf/㎣)	40 이상	60	187 이하	90 이하	200 이하

상기의 표1 및 표2에서 나타난 바와같이, 본 발명은 종래의 재질보다 기포 및 강도면에서 수명이 월등히 뛰어난 것이다.

도3은 도2의 평단면 및 측단면을 보인 도로서, (a)와 같이 몸체(210)의 내측에는 좌우측으로 분할된 냉각수 통로(211,213)가 각각 형성되고, 냉각수 통로(211)와 연통되는 냉각수 주입부(240)와, 또다른 냉각수 통로(213)와 연통되는 냉각수 주입부(230)가 각각 형성되어 있다.

또한, 냉각수 배출부(220)는 좌우측의 냉각수 통로(211,213)가 접하는 부위에 형성되어 냉각수 순환관(260,270)의 일단부가 연결된다.

한편, (b)와 같이 각 냉각수 통로(211)(213)는 벽체(212,214)에 의해 상하층의 통로(211,211')(213,213')로 분할되어 냉각수가 흐르게 되어 몸체(210)를 냉각시키게 된다.

도4는 이러한 냉각수의 순환 경로를 보인 도로서, 냉각수가 냉각수 주입부(240)로 주입되어 하부통로(211')를 거쳐 상부통로(211)로 순환한 다음 냉각수 순환관(260)을 통해 냉각수 배출부(220)로 배출된다.

또한 냉각수 주입부(230)로 주입된 냉각수는 하부통로(213)를 거쳐 상부통로(213)로 순환한 다음 냉각수 순환관(270)을 통해 냉각수 배출부(220)로 배출되는 것이다.

이는 곧 냉각수를 좌우로 분할시켜 투입함으로써 냉각 효율을 높이는 구조인 것이다.

200 : 전극 지지 링 201 : 테이퍼부
210 : 몸체 211,213 : 냉각수 통로
230,240 : 냉각수 주입부 251,252,253 : 지지고리부
260,270 : 냉각수 순환관

Claims

전기로의 전극봉 외측 둘레를 따라 설치된 전극홀더를 지지하기 위해 내측이 테이퍼진 전극 지지용 링에 있어서,
상기 전극 지지용 링은,
링 형태의 몸체(210) 내측에는 좌우측으로 분할된 제1냉각수 통로(211) 및 제2냉각수 통로(213)가 각각 형성되고, 상기 몸체(210)의 상단에는 상기 제1냉각수 통로(211)와 연통되는 제1냉각수 주입부(240) 및 상기 제2냉각수 통로(213)와 연통되는 제2냉각수 주입부(230)가 각각 형성되며, 상기 제1냉각수 통로(211)와 제2냉각수 통로(213)가 접하는 부위에는 냉각수 배출부(220)가 형성됨과 아울러 상기 제1냉각수 통로(211)와 제2냉각수 통로(213)가 서로 연통되도록 냉각수 순환관(260,270)이 몸체(210)의 상측 외부로 노출되어 형성된 것을 특징으로 하는 전기로의 전극 지지용 링.
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