KR101381555B1

KR101381555B1 - 마그네슘 제조 공정용 이송 장치

Info

Publication number: KR101381555B1
Application number: KR1020120129814A
Authority: KR
Inventors: 여동훈
Original assignee: 주식회사 삼정제이피에스
Priority date: 2012-11-15
Filing date: 2012-11-15
Publication date: 2014-04-04

Abstract

본 발명은 하나의 이송 설비로 크라운의 투입과 용해로의 슬러지 제거 그리고 비교적 간단히 이송 펌프를 설치할 수 있는 마그네슘 제조 공정용 이송 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 마그네슘 정련공정의 용해로에 원재료를 투입하고, 슬러지를 제거하기 위한 마그네슘 제조 공정용 이송 장치에 있어서, 정련공정용 공장 측면 상단에 위치하는 복수의 레일; 복수의 레일을 가로질러 위치하며, 상기 레일에 따라 이동하는 베이스; 상기 베이스의 길이 방향으로 이동하는 이동체; 상기 이동체에 부착되어 사용자 조작에 따라 상하로 이송하여 용해로에 원재료를 투입하는 투입 장치; 및 상기 이동체에 부착되어 사용자의 조작에 따라 상하로 이송하여 상기 용해로의 슬러지를 배출하는 배출 장치를 포함하여 구성되되, 상기 투입 장치와 상기 배출 장치는 사용자의 선택에 의하여 하나만 사용되는 것을 특징으로 한다.

Description

마그네슘 제조 공정용 이송 장치{Transfer device for magnesium manufacturing process}

본 발명은 마그네슘 제조 공정용 이송 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마그네슘 정련 공정에 적용되는 마그네슘 제조 공정용 이송 장치에 관한 것이다.

마그네슘은 지구에서 다량 존재하는 원소로써, 1808년 마그네시아를 금속칼륨으로 환원시켜 소량의 금속을 처음으로 추출한 이후, 최근까지 제철소 제강공장 탈황제나, 타이타늄제조용 환원제, 알루미늄소재의 합금원 등 여러 분야에서 사용되었으며, 2000년대에 이르면서 마그네슘이 갖는 낮은 비중에 의한 경량성과 열전도성 및 비강도와 더불어 방열성 및 전자파 차폐성과 같은 여러 가지 우수한 소재특성에 따라 자동차 등 수송기기나 IT제품의 소재로 활용도가 점차 넓어지면서, 생산량 또한 급격히 증대되고 있다.

일반적으로 마그네슘 금속을 만드는 제련방법은 전해법과 금속 열환원법으로 나눌 수 있다. 일찍이 마그네슘이 발견된 초기에는 바닷물이나 마그네사이트를 원료로 전해법을 통해 마그네슘의 수력발전이 발달된 노르웨이, 캐나다 등의 지역에서 대형설비를 통한 생산이 이루어져 왔다.

이후 1941년 캐나다 피죤(Pidgeon)박사에 의해 개발된 규소열환원법에 의한 마그네슘제조방법이 1990년대 중반 이후 중국을 중심으로 적용되고 있다.

한편, 마그네슘은 자연계에 유리 금속상태로는 산출되지 않지만 탄산염, 규산염 등으로 지구상에 넓은 직역에 걸쳐서 다량 존재하며, 지각내의 존재량은 나트륨, 칼륨에 이어 제 8위이다. 주요광물자원은 마그네사이트, 카날라이트, 돌로마이트, 활석, 사문석 등의 광물상으로 존재한다. 통상 전해법에 의한 마그네슘제조 원료로는 마그네사이트와 돌로마이트, 그리고 카날라이트가 주로 사용되며, 열환원법은 돌로마이트가 원료로 사용되고 있다.

이러한 열환원법에 의한 마그네슘의 제조는 예를 들면, 공개특허 제2010-0073267호에 개시되어 있다. 상기 특허는 마그네슘 제조 장치 및 이를 이용한 마그네슘 제조 방법에 관한 것으로, 광산에서 채굴되는 돌로마이트를 원료로 규소금속을 환원제로 사용하여 마그네슘 금속을 제조하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 돌로마이트를 고온으로 소성한 소성 돌로마이트와 페로실리콘 합금을 분쇄하여 혼합한 후 성형한 성형체 물질을 1100~1250℃로 유지하는 고온로내에 설치되는 수직형 열환원 반응관 상부로 장입하고, 분리설치된 응축기와 진공시스템을 통해 0.05토르 내지 8 토르(torr)로 진공조건으로 장시간 유지함으로 고상반응을 통해 열환원하게 되고, 열환원 반응관내에서 열환원되어 기화된 마그네슘 증기는 열환원반응관과 별도로 설치된 응축기사이의 연결덕트내 배관을 통해 열환원반응관에서 응축기로 응축기의 배출배관상에 설치된 진공펌프에 의한 감압조업에 의해 이동되면서 냉각, 응축회수하는 마그네슘 제조 장치 및 방법에 관한 것으로 이를 통해 생산성을 증대시킬 뿐만 아니라 고체 연료가 아닌 석탄가스를 열원으로 사용하면서 배가스 현열회수를 위한 축열 버너기술을 도입하므로서 환경적으로도 분진 발생등 환경 오염원의 발생을 저감시키는 특징을 갖는다.

또한, 공개특허 제2011-0076565호는 수직형 마그네슘 제조 장치 및 이를 이용한 마그네슘 제조 방법에 관한 것으로 에너지 손실을 최소화하고 생산성을 개선하여 마그네슘 크라운의 회수율을 최대화할 수 있고 환원잔재물을 보다 용이하게 제거할 수 있도록, 소성 돌로마이트, 페로실리콘 및 형석 분말을 일정비율로 혼합한 성형체가 장입되어 환원된 마그네슘 증기를 형성하는 반응관과, 내부에 상기 반응관이 수직 설치되어 상기 반응관을 가열하는 열환원로, 상기 열환원로 외측에서 상기 반응관에 연결되어 반응관에서 환원된 마그네슘 증기를 응축시켜 마그네슘을 회수하기 위한 단일의 응축기를 포함하고, 상기 응축기는 수직 설치되는 응축관과, 상기 응축관 외측면에 설치되는 냉각부, 상기 응축관 내부에 길이방향을 따라 설치되어 응축관을 마그네슘 용융점이상의 고온으로 가열 유지 하기 위한 가열부를 포함하는 수직형 마그네슘 제조장치가 개시되어 있다.

한편, 상기와 같이 열환원법을 이용한 일반적인 마그네슘의 제조 공정을 살펴보면, 먼저 환원로에서 열환원법에 의하여 크라운이라 칭하는 마그네슘 빌렛을 생산하나, 상기 빌렛은 원통형상으로 생산되나, 설비에서 분리되는 경우 일부 파쇄되어 동일한 형상으로 제조되지 않는다.

상기 환원로에서 생산된 크라운은 정련공정을 통하여 최종적인 마그네슘으로 제조된다.

상기 정련공정을 살펴보면, 먼저 크라운을 플럭스를 포함하는 용해로에 투입하여 용해시킨다. 그리고 용해된 마그네슘은 이송 펌프를 이용하여 보온로로 이송되고, 상기 보온로에서의 용해 마그네슘은 캐스팅 펌프를 이용하여 몰드에 투입되어 최종적으로 마그네슘이 생산된다.

또한, 용해로와 보온로에 사용된 펌프 또는 사용도구들은 용해된 마그네슘에 의하여 오염되어 오염된 마그네슘의 제거를 위한 세척로를 포함한다.

한편, 상기 용해로에서 투입되는 크라운은 상기한 바와 같이 일정한 형상이 아니라 다양한 조각을 포함하므로, 통상 사람에 의한 수작업으로 투입되고 있으며, 또한 상기 용해로는 일정한 사용 후에는 플럭스가 오염되어 슬러지화 되므로, 슬러지의 제거가 필요하다. 상기 슬러지 제거 역시 사람이 수작업으로 진행하고 있으며, 용해로에서 용해된 마그네슘의 이송을 위한 이송 펌프의 설치 등도 수작업으로 진행하고 있다.

상기 마그네슘은 분말 형태일 경우 수분과 급격히 반응하여 산화하므로 매우 위험하여 소화제로 황이 사용되고 있다. 따라서, 마그네슘의 정련공정은 마그네슘 분말의 위험성과 소화제 사용에 의한 황 성분 등에 의하여 매우 열악한 환경이므로, 인력의 사용을 최대한 줄일 수 있는 환경을 제공할 수 있는 새로운 방식의 이송 장치가 필요한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 단점을 극복하기 위하여 안출된 것으로, 하나의 이송 설비로 크라운의 투입과 용해로의 슬러지 제거 그리고 비교적 간단히 이송 펌프를 설치할 수 있는 마그네슘 제조 공정용 이송 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 마그네슘 정련공정의 용해로에 원재료를 투입하고, 슬러지를 제거하기 위한 마그네슘 제조 공정용 이송 장치에 있어서, 정련공정용 공장 측면 상단에 위치하는 복수의 레일; 복수의 레일을 가로질러 위치하며, 상기 레일에 따라 이동하는 베이스; 상기 베이스의 길이 방향으로 이동하는 이동체; 상기 이동체에 부착되어 사용자 조작에 따라 상하로 이송하여 용해로에 원재료를 투입하는 투입 장치; 및 상기 이동체에 부착되어 사용자의 조작에 따라 상하로 이송하여 상기 용해로의 슬러지를 배출하는 배출 장치를 포함하여 구성되되, 상기 투입 장치와 상기 배출 장치는 사용자의 선택에 의하여 하나만 사용되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 투입 장치는: 상기 이동체에 수직으로 이동 가능하게 결합하는 투입 베이스; 상기 투입 베이스에 형성되는 랙, 상기 랙과 치합하고, 이동체에 고정된 투입 모터의 회전축에 결합하는 피니언; 로드를 포함하며, 상기 투입 베이스에 수직으로 설치되는 주 액추에이터; 홈부가 형성되며, 상기 로드의 끝단에 부착되는 걸림부; 로드를 포함하며, 상기 투입 베이스에 수직으로 설치되는 지지 액추에이터; 상기 지지 액추에이터의 로드 끝단에 부착되는 지지편; 및 상기 홈부에 장착되며, 내부에 형성된 공간에 원재료가 투입되고, 용해로 내부에서 원재료를 배출하는 버킷을 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 버킷은 내부에 공간이 형성된 몸체, 상기 몸체 측면에 형성된 힌지, 상기 힌지에 결합하는 측면 커버, 상기 측면 커버를 일시적으로 고정하는 록킹부, 상기 몸체 중심에서 어긋난 위치에 양측면에 부착되는 돌기부를 포함하며, 상기 돌기부는 상기 홈부에 안착되어 상기 버킷이 상기 걸림부에 결합하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 지지 액추에이터는 로드의 길이를 조절하여 상기 지지편이 상기 버킷을 가압하여 버킷의 수평을 유지하고, 가압의 해제하여 상기 버킷이 회전하도록 작동하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 투입 장치는 투입 제어장치를 더 포함하되, 상기 투입 제어장치는 입력부에 입력되는 사용자 조작 신호를 근거로 상기 투입 모터, 상기 주 액추에이터, 상기 지지 액추에이터를 제어하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 투입 장치는 상기 이동체와 투입 베이스 사이에 설치되어 투입 베이스의 하강 속도를 감속시키는 댐퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 배출 장치는: 상기 이동체에 수직으로 이동 가능하게 결합하는 배출 베이스; 상기 배출 베이스에 형성되는 랙, 상기 랙과 치합하고, 이동체에 고정된 배출 모터의 회전축에 결합하는 피니언; 상기 배출 베이스에 상하 방향을 이송 가능하게 설치되는 중간체; 상기 중간체 끝단에 설치되며, 중앙에 형성된 관통홀을 포함하는 가로판; 상기 배출 베이스에 고정되어 상기 중간체를 상하로 이송시키는 이송 액추에이터; 상기 중간체에 고정되며, 상기 관통홀을 통과하여 위치하는 로드를 포함하는 그립 액추에이터; 및 상기 가로판에 연결되어 상기 그립 액추에이터의 작동에 의하여 폐쇄와 개방 동작을 수행하는 그립 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 그립 수단은: 상기 관통홀을 중심으로 좌우 동일한 위치에 끝단이 힌지 결합하는 두개의 연결 링크; 상기 각 연결 링크의 타단에 일단이 힌지 결합하고, 타단은 상기 그립 액추에이터 로드 끝단과 동시에 힌지 결합하는 중간 링크; 및 상기 각 연결 링크에 결합하는 그립부를 포함하며, 상기 그립 액추에이터가 작동하면, 상기 그립부는 폐쇄 또는 개방되는 동작이 수행되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 이동체는 상기 그립부에 흘러내리는 슬러지를 받는 역할을 하는 받침 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 배출 장치는 배출 제어장치를 더 포함하되, 상기 배출 제어장치는 입력부에 입력되는 사용자 조작 신호를 근거로 상기 배출 모터, 상기 이송 액추에이터, 상기 그립 액추에이터, 받침 장치를 제어하는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 배출 장치는 상기 이동체와 상기 배출 베이스 사이에 설치되어 배출 베이스의 하강 속도를 감속시키는 댐퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 이동체의 상단에는 윈치가 설치되고, 상기 이동체 위의 공간에는 크레인이 설치되어, 상기 크레인과 상기 윈치에 의하여 용해로 내부의 용융 마그네슘의 이송을 위한 펌프를 고정하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조 공정용 이송 장치.

본 발명에 따른 마그네슘 제조 공정용 이송 장치는 레일을 통하여 이동하는 단일 이동체와 상기 이동체에 필요 시 선택적으로 작동하는 투입 장치와 슬러지 제거 장치 그리고 이송 펌프 고정용 윈치를 동시에 설치하여 공간 활용성을 높이는 효과가 있으며, 또한, 장치 사용의 편리성을 제공하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 이송 장치의 정면도이며,
도 2는 도 1의 평면도이며,
도 3은 도 1에 도시된 투입 장치의 구성도이며,
도 4는 도 3에 도시된 버킷의 정면도이며,
도 5는 도 3에 적용되는 투입 제어장치의 구성도이며,
도 6은 도 3에 도시된 투입 장치의 작동도이며,
도 7은 도 1에 도시된 배출 장치의 구성도이며,
도 8은 도 7에 도시된 그립부의 구성도이며,
도 9는 도 7에 추가되는 받침 장치의 구성도이며,
도 10은 도 7에 적용되는 배출 제어장치의 구성도이며,
도 11은 도 7에 도시된 배출 장치의 작동도이다.

이하 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

먼저 본 발명에 따른 마그네슘 제조 공정용 이송 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 마그네슘 정련 공정 설비 상단에 설치되는 레일(1)과 상기 레일(1)을 따라 이송하는 이동체(20), 상기 이동체(20)에 설치되는 투입 장치(200), 상기 투입 장치(200) 측면에 설치되는 배출 장치(300), 상기 이동체(10) 상단에 설치되어 각종 펌프를 고정하는 윈치(400)를 포함하여 구성된다.

상기 레일(1)은 공정 설비 측면 상단에 각각 2개가 고정 설치되고, 상기 2개의 레일(1)을 가로지르는 형태의 베이스(2)가 안착되되, 상기 베이스(2)는 상기 레일(1)의 길이 방향으로 이송 가능하게 설치된다.

상기 베이스(2) 상단에는 베이스(2)를 따라 이동하는 이동체(20)가 안착되며, 상기 이동체(20)는 베이스(2)를 따라 이동하고, 상기 베이스(2)가 상기 레일(1)을 따라 이동하므로, 결국 상기 이동체(20)는 필요한 공정 설비의 특정 위치로 이동할 수 있다.

또한, 필요한 경우, 상기 레일(1)의 상단에는 통상의 크레인(5) 장치가 설치되어 필요한 공작물 또는 설비를 이동할 수 있다.

한편, 마그네슘 정련 공정 설비는 도 2에 도시된 바와 같이, 용해로(11), 선택적으로 사용되는 복수의 보온로(12), 세척로(13) 및 몰드(14)를 포함하여 구성된다. 또한 공정 효율을 위하여 대칭형으로 2개의 정련 공정 설비들이 배치되기도 한다. 상기와 같이 2개의 정련 공정 설비들이 배치되는 경우 단일 이동체(20)로 2개의 공정 모두에 사용될 수 있으므로, 단일 설비에 비하여 효율적이다.

상기의 배치는 일 실시예에 해당하며, 기타 공정 특성에 의하여 다양하게 변형 가능하며, 또한 필요한 경우 다수개의 로(용해로, 보온로, 세척로) 및 다수개의 몰드(14)로 구성될 수도 있다.

다음은 상기 이동체(20)에 부착되는 투입 장치(200)에 대하여 구체적으로 설명한다.

상기 투입 장치(200)는 환원로에서 생산되는 크라운을 상기 용해로(11)에 투입하기 위한 장치로, 다수의 조각으로 이루어진 크라운의 투입도 용이하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

먼저 상기 투입 장치(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 투입 베이스(210)를 포함한다. 상기 투입 베이스(210)는 모든 부재를 지지하는 역할을 하며, 상기 이동체(20)에 슬라이드 가능하게 결합한다.

또한 상기 투입 베이스(210)의 일면에서는 길이 방향으로 랙(211)이 형성되어 있다.

그리고 상기 이동체(20)에는 투입 모터(212)가 고정되며, 상기 투입 모터(212)의 회전축에 피니언(213)이 고정되고 상기 피니언(213)이 상기 랙(211)과 결합하여, 상기 투입 모터(212)의 작동에 의하여 투입 베이스(210)가 상하로 이송한다. 상기 랙(211)과 상기 피니언(213)은 필요한 경우 스크류와 너트로 변경가능하다.

또한, 상기 이동체(20)에는 댐퍼(220)가 고정되고, 상기 댐퍼(220)의 피스톤 축(221)은 상기 투입 베이스(210)의 상단에 연결된다.

상기 댐퍼(220)의 실린더(222) 내부에는 피스톤(223)이 내부 이동하게 설치되고, 상기 피스톤(223)의 하부 영역에 공압을 제공하며, 상기 공압의 세기에 의하여 상기 투입 베이스(210)의 하단 이동 속도를 조절한다.

상기 투입 베이스(210)에는 공압으로 작동하는 주 액추에이터(230)가 고정되며, 상기 주 액추에이터(230) 로드(231)의 끝단에는 걸림부(232)가 부착된다.

따라서, 상기 주 액추에이터(230)가 작동하면, 상기 로드(231)가 상하로 이동하고, 상기 로드(231) 끝단에 고정된 걸림부(232) 역시 상하로 이동한다.

상기 걸림부(232)는 "ㄴ"자 형상으로 전후면부에 부착되며, 일면에 홈부(233)가 형성되어 있다.

필요한 경우 상기 주 액추에이터(230)는 작용 하중을 높이기 위하여 복수개로 형성할 수 있다.

또한, 상기 투입 베이스(210)에는 지지 액추에이터(240)가 상기 주 액추에이터(230)와 동일한 방향으로 고정된다.

또한, 상기 지지 액추에이터(240)의 지지 로드(241)의 끝단에는 지지편(242)이 부착되며, 상기 지지 액추에이터(240)의 작동에 의하여 상기 지지편(242)이 상하로 이동한다.

한편, 본 발명에 따른 투입 장치(200)는 크라운을 담기 위한 버킷(250)을 포함한다.

상기 버킷(250)은 도 4에 도시된 바와 같이 좌측이 개방되어 내부에 형성된 공간에 크라운이 위치하는 직사각형의 형태의 몸체(251)를 포함하여 구성된다.

또한 상기 몸체(251)의 개방부는 상단에 형성된 힌지(252)와 결합하는 측면 커버(253)가 위치한다.

또한, 상기 몸체(251)의 좌측 하단에는 상기 측면 커버(253)의 하단과 결합하는 록킹부(254)가 형성되어 측면 커버(253)를 일시 고정한다.

상기 록킹부(254)는 일정 수준 이상의 하중이 작용하는 경우에는 측면 커버(253)가 개방되는 구조를 갖는다.

또한, 상기 몸체(251)의 중심부에서 우측상 방향으로 돌기부(255)가 동일한 위치로 전후면에 형성되어 있다.

따라서, 상기 돌기부(255)를 기준으로 타부재에 안착하는 경우 상기 측면 커버(253)의 부위가 중력의 영향으로 하방향에 위치한다.

상기 버킷(250) 돌기부(255)가 상기 주 액추에이터(230)의 로드(231) 끝단에 고정된 걸림부(232)에 형성된 홈부(233)에 안착되어 연결된다.

또한 상기 투입 장치(200)는 도 5에 도시된 바와 같은 투입 제어장치(260)를 포함한다.

상기 투입 제어장치(260)는 투입 모터(212), 주 액추에이터(230), 지지 액추에이터(240)의 작동과, 주 액추에이터(230)와 지지 액추에이터(240)의 연동 동작을 제어하며, 사용자 조작을 입력받는 입력부(261)를 포함한다.

상기 투입 제어장치(260)의 동작은 도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 투입 모터(212)를 동작시켜 투입 베이스(210)를 최상단에 위치시키고, 주 액추에이터(230)와 지지 액추에이터(240) 역시 최상단에 위치시킨다.

이때 상기 지지 액추에이터(240)의 끝단에 결합된 지지편(242)은 상기 버킷(250)이 수평으로 유지되도록 사전에 배치한다.

그리고, 상기 이동체(20)를 이동시켜 용해로 상단에 비킷(250)이 위치하도록 한 후, 주 액추에이터(230)와 지지 액추에이터(250)를 같은 속도로 최하단으로 위치시킨다. 이때 지지 액추에이터(240)는 상기 주 액추에이터(230)는 동일 속도로 작동하므로 상기 비킷(250)은 수평을 유지한다.

이후 상기 투입 모터(212)를 작동시켜 상기 투입 베이스(210)가 하방으로 이송하도록 제어한다.

투입 베이스(210)의 이송은 용해로(11)에 용해된 마그네슘의 양에 따라 달리한다.

이후, 상기 지지 액추에이터(240)를 상방향으로 이송시킨다. 이때 상기 지지 액추에이터(240)가 상방향으로 이송하면, 상기 버킷(250)의 자체의 하중에 의하여 반시계 방향으로 회전하고, 측면 커버(253)의 록킹이 해제되어 버킷(250) 내부에 위치하는 크라운이 용해로(11)에 투입된다.

상기와 같은 제어방식은 주 액추에이터(240)와 지지 액추에이터(250)가 최대 스트로크로 연장된 상태, 즉, 작동부가 용해로(11)와 가장 멀리 있는 위치에서 크라운이 용해로(11)에 투입되므로, 용융 마그네슘에 의한 투입 장치(200)의 피해를 최소화할 수 있는 장점이 있다.

한편, 초기 버킷(250) 장착 시에는 먼저, 버킷(250) 내부에 크라운을 투입하여 측면 커버(253)을 록킹한 후 수평으로 외부에 위치시킨다.

이후 상기 주 액추에이터(230)를 최하 방향으로 이송하고, 투입 모터(212)를 작동시켜, 상기 버킷(253)의 돌기부(255)가 홈부(233)에 결합하도록 위치시킨다.

이후 지지 액추에이터(250)를 최하 방향으로 작동시키면 지지편(242)이 상기 버킷(250)을 수평으로 유지하는 곳에 위치한다.

이후, 투입 모터(212)를 작동시켜 투입 베이스(210)이 최상에 위치하도록 하고, 이후 주 액추에이터(230)와 지지 액추에이터(240)를 동일한 속도로 최상에 위치하도록 제어한다.

이후에는 상기한 방식으로 제어하면, 크라운이 용해로(11)에 투입된다.

상기의 제어 방식은 공압식 장치의 경우에는 두 상태만으로 제어하고 나머지 높이의 경우에는 전기식 투입 모터(212)로 제어하므로, 제어 구성이 간단하고 높이를 정교하게 제어할 수 있는 특징이 있다.

다음은 배출 장치(300)에 대하여 설명한다.

용해로(11)에 투입된 플럭스를 마그네슘의 용해와 더불어 지속적으로 사용된다. 상기 플럭스는 상기 마그네슘보다 비중이 높은 물질을 선택하므로, 항상 용해로(11) 바닥에 용융된 상태로 고여 있으므로, 어느 시기 이후에는 물성 변화에 의하여 교체해야 한다.

교체 시점에 플럭스는 갤 상태의 슬러지화되며, 마그네슘 용액을 완전히 배출하기 어려우므로 플럭스 배출 시에는 플럭스 상단에 일정한 높이의 마그네슘 용액이 위치하게 된다.

상기 배출 장치(300)는 상기 슬러지화된 플럭스를 배출하기 위한 장치로 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 이동체(20)에 수직으로 슬라이드 가능하게 결합하는 배출 베이스(310)을 포함하여 구성된다.

상기 배출 베이스(310)의 일면에는 랙(311)이 형성되어 있으며, 상기 랙(311)과 결합하는 피니언(313)이 고정된 회전축을 포함하는 배출 모터(312)가 상기 이동체(20)에 고정되어 있다.

따라서, 상기 배출 모터(312)가 동작하면, 회전 방향에 따라 상기 배출 베이스(310)가 상하로 이동한다.

또한, 상기 이동체(20)에는 댐퍼(320)가 고정되고, 상기 댐퍼(320)의 피스톤 축(321)은 상기 배출 베이스(310)의 상단에 연결된다.

상기 댐퍼(320)의 실린더(322) 내부에는 피스톤(323)이 내부 이동하게 설치되고, 상기 피스톤(323)의 하부 영역에 공압을 제공하며, 상기 공압의 세기에 의하여 상기 배출 베이스(310)의 하단 이동 속도를 조절하며, 이러한 구성은 상기 투입 장치(200)와 동일하다.

또한, 상기 배출 베이스(310)는 앞면에 상기 배출 베이스(310) 상에서 상하로 슬라이드 가능하게 결합하는 중간체(330)를 포함한다.

그리고, 상기 배출 베이스(310)에는 이송 액추에이터(340)의 실린더(341)가 고정되며, 상기 실린더(341)에 왕복 운동하는 이송 로드(342)의 끝단은 상기 중간체(330)의 끝단에 고정된 가로판(331)에 연결된다.

따라서 상기 이송 액추에이터(340)가 작동하면, 상기 로드(342)에 연결된 가로판(331)이 상하로 이동하므로, 결국 상기 중간체(330)가 상기 배출 베이스(310) 상에서 상하로 이동한다.

또한, 상기 중간체(330)의 전면에는 그립 액추에이터(350)의 실린더(351)가 고정되고, 그립 액추에이터(350)의 로드(352)는 상기 가로판(331)에 형성된 관통홀(332)을 통과하여 위치한다.

상기 그립 액추에어터(350)가 작동하면, 상기 로드(352)는 상기 관통홀(332)을 통과한 상태에서 상하로 이동한다.

또한, 상기 가로판(331)에는 관통홀(332)을 중심으로 대칭형 위치에 2개의 연결 링크(333)의 일단이 힌지 결합하고, 상기 각 연결 링크(333)의 타단에는 중간 링크(334)의 일단이 힌지 결합한다.

그리고, 상기 2개의 중간 링크(334)는 타단이 서로 겹쳐져 상기 로드(352)의 끝단에 힌지 결합한다.

그리고, 단면이 반원 형태이며 내부에 공간이 형성된 그립부(360)가 상기 중간 링크(334)와 일체로 결합한다.

상기 그립부(360)는 도 8에 도시된 바와 같이 연결 링크(333)의 각도와 동일한 형태로 고정되어 연결 링크(333)가 수직으로 배치되면, 닫혀진 상태이고, 연결 링크(333)가 일정한 각도로 회전하면, 열려진 상태로 구성한다.

따라서 상기 그립 액추에이터(350)가 작동하면, 상기 로드(352)가 상하로 이동하고, 상기 로드(352)의 상하 이동은 상기 연결 링크(333)와 상기 중간 링크(334) 기구학적 특성에 의하여 상기 연결 링크(333)의 각도가 대칭형으로 변경되므로, 상기 연결 링크(333)에 고정된 2개의 그립부(360) 열리고 닫히는 동작을 하게된다.

또한 상기 그립부(360)의 표면에는 다수의 홀(361)이 형성되어 있어, 슬러지를 그립핑하는 경우 내부에 포함되는 용융 마그네슘을 외부로 배출하는 역할과 내부에 유입된 공기를 배출하는 역할을 한다.

상기 홀(361)은 그립부(360)의 일부 영역에만 형성될 수 있고, 필요한 경우에는 전체 영역에 형성될 수 있다.

상기 그립부(360)는 원통을 반으로 절단한 형태로 구성하나 필요한 경우에는 절단된 반구 형태로도 구성할 수 있다.

한편, 상기 이동체(20)에는 도 9에 도시된 바와 같이, 받침 장치(370)가 고정된다. 상기 받침 장치(370)는 상기 그립부(360)에서 흘러내리는 슬러지 또는 용융 마그네슘이 공정 라인 바닥에 떨어지는 것을 방지하는 역할을 하는 것으로, 받침 축(371)과 상기 받침 축(371) 회전시키는 작동기(372) 그리고 상기 받침 축(371) 하단에 부착되는 받침판(373)으로 구성된다.

상기 작동기(372)는 공압 또는 전기식으로 구동되며, 상기 그립부(360)가 닫혀진 상태에서 최상의 위치로 이동된 경우 상기 받침판(373)이 상기 그립부(360) 하단에 위치하도록 작동하고, 그립부(360)가 슬러지 그립을 위하여 하단으로 이송하는 경우에는 받침판(373)이 전면으로 위치하도록 작동한다.

또한 상기 배출 장치(300)는 도 10에 도시된 바와 같은 배출 제어장치(380)를 포함한다.

상기 배출 제어장치(380)는 사용자 동작을 인식하는 입력부(381)를 포함하며, 상기 배출 모터(312), 상기 이송 액추에이터(340), 그립 액추에이터(350) 및 작동기(372)를 제어한다.

먼저, 상기 배출 제어장치(380)는 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 배출 모터(312)와 상기 이송 액추에이터(340)를 작동시켜 배출 베이스(310)와 중간체(330)을 최상의 위치로 이동시키고, 그립 액추에이터(350)는 그립부(360)가 열려진 상태로 작동시키고, 상기 받침판(373)이 전면으로 위치하도록 상기 작동기(372)를 동작시킨다.

그리고 이동체(20)를 용해로(11) 상단으로 이동시킨 후에는 상기 이송 액추에이터(340)를 상기 중간체(330)가 최하로 위치하도록 동작시킨다.

그리고, 상기 그립부(360)가 슬러지에 위치하도록 상기 배출 모터(312)를 작동시켜 상기 배출 베이스(310)가 하방으로 이동시킨다.

그리고, 상기 그립부(360)가 닫혀도록 상기 그립 액추에이터(350)를 작동시킨다.

이후 상기 배출 모터(312)와 상기 이송 액추에이터(340)를 동작시켜 그립부(360)가 최상의 위치에 도달하도록 한다.

이후 상기 작동기(372)를 동작시켜 받침판(373)이 그립부(360)의 하부에 위치하도록 한다.

이후 이동체(20)를 슬러치 배출부 상면으로 이동시킨 후, 상기 받침판(373)이 전면에 위치하도록 상기 작동기(372)를 동작시킨다.

그리고, 상기 배출 모터(313)와 이송 액추에이터(340)을 동작시켜 상기 그립부(360)가 원하는 높이에 위치하도록 한다.

이후, 상기 그립 액추에이터(350)을 작동시켜 그립부(360)가 열리도록 한다. 이때 필요한 경우, 상기 그립부(360)에 부착된 여분의 슬러지를 털어내기 위하여 그립 액추에이터(350)를 반복적으로 동작시킬 수도 있다.

여기서 이송 액추에이터(340)는 최대 스트로크 또는 최소 스트로크로만 제어하고, 나머지는 배출 모터(313)로 제어하므로 제어 구성이 간단한 특성이 있다.

한편, 상기 이동체(20)의 상면에는 윈치(400)가 위치한다.

상기 윈치(400)는 상기 투입 장치(200) 및 배출 장치(300)의 사용이 완료된 경우 상기 용해로(11)에 담겨진 용융 마그네슘을 이송시키기 위한 이송 펌프를 지지하기 위한 구성으로 크레인(5)에 의하여 이송된 펌프를 지지하고 윈치(400)를 작동시켜 설치위치를 조절할 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.

1: 레일 2: 베이스
5: 크레인 11: 용해로
12: 보온로 13: 세척로
14: 몰드 20: 이동체
200: 투입 장치 210: 투입 베이스
211: 랙 212:투입 모터
213: 피니언 220: 댐퍼
222: 실린더 223: 피스톤
230: 주 액추에이터 231: 로드
232: 걸림부 233: 홈부
240: 지지 액추에이터 241: 지지 로드
242: 지지편 250: 버킷
251: 몸체 252: 힌지
253: 측면 커버 254: 록킹부
255: 돌기부 260: 투입 제어장치
261: 입력부 300: 배출 장치
310: 배출 베이스 311: 랙
312: 배출 모터 313: 피니언
320: 댐퍼 321: 피스톤 축
322: 실린더 323: 피스톤
330: 중간체 331: 가로판
332: 관통홀 333: 연결 링크
334: 중간 링크 340: 이송 액추에이터
341: 실린더 342: 로드
350: 그립 액추에이터 351: 실린더
352: 로드 360: 그립부
361: 홀 370: 받침 장치
371: 받침 축 372: 작동기
373: 받침판 380: 배출 제어장치
381: 입력부 400: 원치

Claims

마그네슘 정련공정의 용해로에 원재료를 투입하고, 슬러지를 제거하기 위한 마그네슘 제조 공정용 이송 장치에 있어서,
정련공정용 공장 측면 상단에 위치하는 복수의 레일;
복수의 레일을 가로질러 위치하며, 상기 레일에 따라 이동하는 베이스;
상기 베이스의 길이 방향으로 이동하는 이동체;
상기 이동체에 부착되어 사용자 조작에 따라 상하로 이송하여 용해로에 원재료를 투입하는 투입 장치; 및
상기 이동체에 부착되어 사용자의 조작에 따라 상하로 이송하여 상기 용해로의 슬러지를 배출하는 배출 장치를 포함하여 구성되되, 상기 투입 장치와 상기 배출 장치는 사용자의 선택에 의하여 하나만 사용되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조 공정용 이송 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 투입 장치는:
상기 이동체에 수직으로 이동 가능하게 결합하는 투입 베이스;
상기 투입 베이스에 형성되는 랙, 상기 랙과 치합하고, 이동체에 고정된 투입 모터의 회전축에 결합하는 피니언;
로드를 포함하며, 상기 투입 베이스에 수직으로 설치되는 주 액추에이터;
홈부가 형성되며, 상기 로드의 끝단에 부착되는 걸림부;
로드를 포함하며, 상기 투입 베이스에 수직으로 설치되는 지지 액추에이터;
상기 지지 액추에이터의 로드 끝단에 부착되는 지지편;
상기 홈부에 장착되며, 내부에 형성된 공간에 원재료가 투입되고, 용해로 내부에서 원재료를 배출하는 버킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조 공정용 이송 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 버킷은 내부에 공간이 형성된 몸체, 상기 몸체 측면에 형성된 힌지, 상기 힌지에 결합하는 측면 커버, 상기 측면 커버를 일시적으로 고정하는 록킹부, 상기 몸체 중심에서 어긋난 위치에 양측면에 부착되는 돌기부를 포함하며, 상기 돌기부는 상기 홈부에 안착되어 상기 버킷이 상기 걸림부에 결합하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조 공정용 이송 장치.
청구항 3에 있어서, 상기 지지 액추에이터는 로드의 길이를 조절하여 상기 지지편이 상기 버킷을 가압하여 버킷의 수평을 유지하고, 가압의 해제하여 상기 버킷이 회전하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조 공정용 이송 장치.
청구항 4에 있어서, 상기 투입 장치는 투입 제어장치를 더 포함하되, 상기 투입 제어장치는 입력부에 입력되는 사용자 조작 신호를 근거로 상기 투입 모터, 상기 주 액추에이터, 상기 지지 액추에이터를 제어하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조 공정용 이송 장치.
청구항 5에 있어서, 상기 투입 장치는 상기 이동체와 투입 베이스 사이에 설치되어 투입 베이스의 하강 속도를 감속시키는 댐퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조 공정용 이송 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 배출 장치는:
상기 이동체에 수직으로 이동 가능하게 결합하는 배출 베이스;
상기 배출 베이스에 형성되는 랙, 상기 랙과 치합하고, 이동체에 고정된 배출 모터의 회전축에 결합하는 피니언;
상기 배출 베이스에 상하 방향을 이송 가능하게 설치되는 중간체;
상기 중간체 끝단에 설치되며, 중앙에 형성된 관통홀을 포함하는 가로판;
상기 배출 베이스에 고정되어 상기 중간체를 상하로 이송시키는 이송 액추에이터;
상기 중간체에 고정되며, 상기 관통홀을 통과하여 위치하는 로드를 포함하는 그립 액추에이터; 및
상기 가로판에 연결되어 상기 그립 액추에이터의 작동에 의하여 폐쇄와 개방 동작을 수행하는 그립 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조 공정용 이송 장치.
청구항 7에 있어서, 그립 수단은:
상기 관통홀을 중심으로 좌우 동일한 위치에 끝단이 힌지 결합하는 두개의 연결 링크;
상기 각 연결 링크의 타단에 일단이 힌지 결합하고, 타단은 상기 그립 액추에이터 로드 끝단과 동시에 힌지 결합하는 중간 링크; 및
상기 각 연결 링크에 결합하는 그립부를 포함하며, 상기 그립 액추에이터가 작동하면, 상기 그립부는 폐쇄 또는 개방되는 동작이 수행되는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조 공정용 이송 장치.
청구항 8에 있어서, 상기 이동체는 상기 그립부에 흘러내리는 슬러지를 받는 역할을 하는 받침 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조 공정용 이송 장치.
청구항 9에 있어서, 상기 배출 장치는 배출 제어장치를 더 포함하되, 상기 배출 제어장치는 입력부에 입력되는 사용자 조작 신호를 근거로 상기 배출 모터, 상기 이송 액추에이터, 상기 그립 액추에이터, 받침 장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조 공정용 이송 장치.
청구항 10에 있어서, 배출 장치는 상기 이동체와 상기 배출 베이스 사이에 설치되어 배출 베이스의 하강 속도를 감속시키는 댐퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조 공정용 이송 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 이동체의 상단에는 윈치가 설치되고, 상기 이동체 위의 공간에는 크레인이 설치되어, 상기 크레인과 상기 윈치에 의하여 용해로 내부의 용융 마그네슘의 이송을 위한 펌프를 고정하는 것을 특징으로 하는 마그네슘 제조 공정용 이송 장치.