KR101398246B1 - 탑랜스의 유지보수장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 측면은 탑랜스의 사용도중 변형이나 외관의 파공으로 교환시 탑랜스의 교환작업을 용이하게 구현할 수 있는 탑랜스의 유지보수장치를 제공하는 것에 있으며, 이러한 본 발명 실시예에 따른 탑랜스의 유지보수장치는 탑랜스를 적치시키도록 수직방향으로 연장된 길이를 갖는 적치프레임과, 탑랜스를 적치프레임에 클램핑하도록 적치프레임에 설치되는 클램프장치와, 적치프레임의 연장된 길이를 따라 배열되는 수직레일을 따라 승강 이동 가능하게 설치되는 이동유닛과, 이동유닛을 승강 이동시키도록 적치프레임에 설치되는 구동장치와, 상기 탑랜스를 절단하는 원형 나이프와, 상기 원형 나이프가 설치되는 베이스와, 상기 원형 나이프를 상기 탑랜스의 중심측으로 이동하도록 상기 베이스와 연결되는 위치조절스크류와, 상기 위치조절스크류에 의해 이동된 상기 베이스를 원 위치로 복원시키도록 상기 베이스에 연결된 탄성부재를 포함하며 상기 이동유닛에 설치되는 절단장치와, 탑랜스가 절단되는 위치에서 절단장치를 고정 지지하도록 적치프레임에 설치되는 지지장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

탑랜스의 유지보수장치{TOP-LANCE MAINTENANCE DEVICE}

본 발명은 탑랜스의 외관 교환을 용이하게 할 수 있는 탑랜스의 유지보수장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 탑랜스의 사용도중 변형이나 외관의 파공으로 교환시 탑랜스의 교환작업을 용이하게 구현할 수 있는 탑랜스의 유지보수장치에 관한 것이다.

제강공정 중 전로 취련과정에서 통산 용선 중에 포함된 탄소, 규소 및 인 등을 산화시켜서 제거하기 위한 고압, 고유량의 산소를 탑랜스를 통하여 분사시킨다.

탑랜스는 고온에서 견디기 위하여 3중 구조의 강관으로 구성되고, 중앙으로는 가스가 공급되고 그 외곽에는 냉각수가 흐르게 되어 있다.

탑랜스를 통해 분사된 고압의 산소제트는 응용물의 표면에 부딪힘으로써 다량의 용철과 전로슬래그를 비산하게 하고, 비산된 용철과 전로 슬래그는 탑랜스의 표면에 부착되어 응고되거나 흘러내리게 된다.

부착된 용철 및 전로 슬래그에서 전로 슬래그는 탑랜스에 부착되더라도 취련이 끝난 후 냉각과정에서 박리됨으로서 탑랜스와의 분리가 용이하나, 용철의 경우 탑랜스에 소착되면(이하 "지금"이라 한다) 분리가 어려울 뿐만 아니라 일단 부착되면 다음 사용시 용철 부착이 용이하게 된다.이러한 지금 부착을 방지하기 위한 다양한 방법들이 한국특허공개번호 10-2009-0067839호에 개시되어 있다.

그러나, 지금의 부착을 방지하더라도 계속적인 사용에 의한 탑랜스의 사용횟수가 증가하게 되면 지금 부착량은 상승하여 탑랜스를 사용하지 못하게 되고, 이를 교체하여야만 한다.

이와 같은 경우에는 도 1에 도시한 바와 같이 적치대(1)에 탑랜스(5)를 고정시키고, 마모가 진행된 외관(5a) 또는 팁(5b) 부분을 교환하여야 한다.

이를 위해, 탑랜스(5)의 절단지점(6a,6b)을 마킹 후 그라인더(미도시)를 통해 절단하게 되나, 절단시 연삭휠의 원심력에 의하여 정확한 마킹지점 접근하기 곤란하여 도 2에 도시한 바와 같이 절단지점에 단차를 형성하여 갭(7)을 발생하고, 용접시에는 용접응력의 불균형으로 인해 변형을 유발하게 되어 직진도 형성을 위한 교정작업 공정이 추가되게 된다.

또한, 취외 되는 외관이나 새롭게 취부되는 외관을 상하부로 운반할 시 협착 등 안전사고의 위험과 작업시간이 과다 소요되는 문제점이 있다.

선행문헌 1 : 한국특허공개 10-2009-0067839호(2009.06.25.공개)

본 발명의 일 측면은 탑랜스의 사용도중 변형이나 외관의 파공으로 교환시 탑랜스의 교환작업을 용이하게 구현할 수 있는 탑랜스의 유지보수장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 실시예에 따른 탑랜스의 유지보수장치는 탑랜스를 적치시키도록 수직방향으로 연장된 길이를 갖는 적치프레임과, 상기 탑랜스를 상기 적치프레임에 클램핑하도록 상기 적치프레임에 설치되는 클램프장치와, 상기 적치프레임의 연장된 길이를 따라 배열되는 수직레일을 따라 승강 이동 가능하게 설치되는 이동유닛과, 상기 이동유닛을 승강 이동시키도록 상기 적치프레임에 설치되는 구동장치와, 상기 탑랜스를 절단하는 원형 나이프와, 상기 원형 나이프가 설치되는 베이스와, 상기 원형 나이프를 상기 탑랜스의 중심측으로 이동하도록 상기 베이스와 연결되는 위치조절스크류와, 상기 위치조절스크류에 의해 이동된 상기 베이스를 원 위치로 복원시키도록 상기 베이스에 연결된 탄성부재를 포함하며 상기 이동유닛에 설치되는 절단장치 및 상기 탑랜스가 절단되는 위치에서 상기 절단장치를 고정 지지하도록 상기 적치프레임에 설치되는 지지장치를 포함한다.

또한, 상기 탑랜스의 전후방향의 경사진 각을 조정하는 제2각도조절부를 포함한다.

또한, 상기 구동장치는 상기 적치프레임의 상하에 배치되는 스프라켓에 치합되며 체인모터에 의해 구동하는 체인을 포함한다.

또한, 상기 이동유닛은 상기 체인과 연결되어 상기 체인의 구동력에 의하여 승강 이동될 수 있다.

또한, 상기 절단장치는 상기 원형 나이프가 설치되는 베이스와, 상기 원형 나이프를 상기 탑랜스의 중심측으로 이동하도록 상기 베이스와 연결되는 위치조절스크류와, 상기 위치조절스크류에 의해 이동된 상기 베이스를 원 위치로 복원시키도록 상기 베이스에 연결된 탄성부재를 포함한다.

또한, 상기 지지장치는 실린더의 축에 연결되는 한 쌍의 링크부재와, 상기 한 쌍의 링크부재와 연동하여 회전되어 상기 절단장치를 지지하는 한 쌍의 클램핑 조우를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 탑랜스의 유지보수장치는 탑랜스의 외관 및 팁의 정교한 절단면을 형성하여 신과 및 팁과의 접합부의 교체작업의 시간을 단축하여 생산성을 향상시킬 수 있게 된다.

도 1은 종래에 따른 탑랜스의 유지보수방법을 나타낸 것이다.
도 2는 종래에 따른 탑랜스의 절단부분을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 탑랜스의 유지보수장치의 조립상태를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 클램프장치를 나타낸 측면도이다.
도 5는 도 4의 A-A선에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 클램프장치의 정면도이다.
도 7은 도 4의 B-B선에 따른 단면도이다.
도 8은 도 5의 C-C선에 따른 단면도이다.
도 9는 도 5의 D-D선에 따른 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이동유닛을 나타낸 것이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 구동장치를 나타낸 측면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 구동장치를 나타낸 평면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 지지장치의 개방된 상태를 나타낸 것이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 지지장치의 닫힌 상태를 나타낸 것이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 절단장치를 나타낸 평면도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 절단장치를 나타낸 단면도이다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 탑랜스의 절단위치에 절단장치가 장착된 상태를 도시한 것이다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 탑랜스의 유지보수장치의 조립상태를 도시한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시 예의 탑랜스 유지보수장치는 유지보수가 필요한 탑랜스(10)를 적치시키도록 수직방향으로 연장 형성되는 적치프레임(21)과, 적치프레임(21)에 탑랜스(10)를 클램핑하도록 적치프레임(21)에 설치되는 클램프장치(30)와, 적치프레임(21)의 수직방향 길이를 따라 이동 가능하게 설치되는 이동유닛(110)과, 이동유닛(110)이 적치프레임(21)에서 승강 가능하게 구동력을 제공하도록 적치프레임(21)에 설치되는 구동장치(70)와, 이동유닛(110)에 설치되어 탑랜스(10)의 외관(1)의 절단지점(3) 또는 팁(2)의 절단지점(4)을 절단하기 위한 절단장치(120)와, 탑랜스의 절단지점(3,4)에서 절단장치(120)를 고정 지지하도록 적치프레임(2)에 설치되는 지지장치(100)를 포함한다.

적치프레임(21)에는 길이방향으로 연장되는 수직레일(50)이 수평빔(67,68)을 매개로 설치되어 고정되고, 클램프장치(30)는 탑랜스(10)의 외관을 지지하도록 적치프레임(21)에 고정된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 클램프장치를 나타낸 측면도이고, 도 5는 도 4의 A-A선에 따른 단면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 클램프장치의 정면도이고, 도 7은 도 4의 B-B선에 따른 단면도이고, 도 8은 도 5의 C-C선에 따른 단면도이고, 도 9는 도 5의 D-D선에 따른 단면도이다.

도 4 내지 도 9를 참조하면, 클램프장치(30)는 블록(31)의 좌우 양측으로 브래킷(38,38a)이 고정되고, 블록(31)은 브래킷(38,38a)에 지지되는 가이드바(45)에 내삽된 상태로 배치되고, 가이드바(45)는 양단이 고정볼트(46)에 의해 브래킷(38,38a)에 고정된다.

또한, 클램프장치(30)는 탑랜스(10)를 클램핑한 경우 탑랜스(10)의 틀어진 각을 조절하여 탑랜스(10)가 수직방향으로 정렬되도록 조절하기 위한 각도조절부를 구비할 수 있다.

각도조절부는 탑랜스(10)를 클램핑한 경우 좌우방향으로의 틀어진 각도를 조절하기 위한 제1각도조절부와, 전후방향으로 틀어진 각도를 조절하기 위한 제2각도조절부를 포함한다.

제1각도조절부는 블록(31)의 좌우 이동이 가능하도록 브래킷(38,38a)에 고정되는 제1각도조절스크류(37,37a)를 구비하고, 제1각도조절스크류(37,37a)는 너트(39,39a,40,40a)를 매개로 브래킷(38,38a)에 고정된다.

제2각도조절부는 블록(31)에 설치된 가이드봉(47)을 따라 이동 가능하게 설치되는 한 쌍의 클램핑 조우(32,32a)와, 한 쌍의 클램핑 조우(32,32a)와 마주보도록 배치되는 고정용 클램핑 조우(41)를 포함한다.

가이드봉(47)은 양단이 고정볼트(48)에 의해 고정되고, 블록(31)은 그 중앙에 암나사가 형성된 슬리브(34,34a)를 매개로 제2각도조절스크류(36)와 고정된다.

제2각도조절스크류(36)는 베어링(35,35a)을 매개로 블록(31)에 고정되어 회전함에 따라 가이드봉(47)에 설치된 한 쌍의 클램핑 조우(32,32a)를 이동시킨다.

고정용 클램핑 조우(41)는 블록(31)의 양단에 마련되는 클램핑용 볼트(42,42a)에 양측이 지지되어 너트(43,43a)를 매개로 고정된다. 미설명번호 33,33a는 스토퍼이다.

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 이동유닛을 나타낸 것이다.

도 3 및 도 10을 참조하면, 이동유닛(110)은 수직레일(50)을 따라 이동 가능하게 설치되는 프레임(111)을 구비하고, 프레임(111)에는 수직레일(50)에 구름접촉하여 이동하는 롤러(112)가 마련된다.

프레임(111)의 상하단에는 후술하는 구동장치(70)의 체인(71)과 연결되는 체인고정용 플레이트(118,118a)가 마련되고, 체인(71)은 구동장치(70)에 의해 구동하면서 이동유닛(110)을 승강 이동시킨다.

도 11은 본 발명의 실시예에 따른 구동장치를 나타낸 측면도이고, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 구동장치를 나타낸 평면도이다.

도 3, 도 11 및 도 12를 참조하면, 구동장치(70)는 수직레일(50)에 고정된 브래킷(75)에 고정된 베이스(77a)에 설치되는 구동모터(77)와, 구동모터(77)에 의해 회전하는 구동 스프라켓(72)과, 구동 스프라켓(72)의 상하에 배치되는 종동 스프라켓(73,73a)을 구비한다.

종동 스프라켓(73,73a)은 핀(74,74a)을 중심으로 회전 가능하게 마련되고, 핀(74,74a)은 볼트(79,79a)에 의해 고정된 스토퍼(76,76a)에 의해 이탈되지 않도록 고정된다.

체인(71)은 구동 스프라켓(72)과 종동 스프라켓(73,73a)을 경유하여 수직레일(50) 상부에 배치된 상부 스프라켓(54)과 수직레일(50) 하부에 배치된 하부 스프라켓(62)과 연결된다. 또한, 체인(71)의 중도에는 이동유닛(110)이 체인(71)과 함께 일체로 연결된다.

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 지지장치의 개방된 상태를 나타낸 것이고, 도 14는 본 발명의 실시예에 따른 지지장치의 닫힌 상태를 나타낸 것이다.

도 3, 도 13 및 도 14를 참조하면, 지지장치(100)는 탑랜스(10)의 절단위치(교체위치)인 팁(2)과 외관(1)의 절단지점(3,4)에 위치하며 수직레일(50)에 고정된 베이스(109)에 클램핑 조우(106,106a)가 축(107,107a)을 중심으로 회동 가능하게 지지되고, 클램핑 조우(106,106a)는 링크부재(102,102a)를 매개로 핀(104,104a)을 매개로 연결되고, 링크부재(102,102a)는 실린더(101)의 축에 연결된다.

이에 따라, 실린더(101)의 축이 진퇴하게 되면 링크부재(102,102a)는 축의 이동과 연동하여 이동됨으로써 클램핑 조우(106.106a)를 오므리거나 펴지도록 한다.

도 15는 본 발명의 실시예에 따른 절단장치를 나타낸 평면도이고, 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 절단장치를 나타낸 단면도이다.

도 3, 도 15 및 도 16을 참조하면, 절단장치(120)는 이동유닛(110)에 설치되어 이동유닛(110)과 일체로 이동한다.

이러한 절단장치(120)는 원형의 프레임(134) 내에 베이스(123,123a)가 슬라이딩 가능하게 설치되고, 베이스(123,123a)에는 구동모터(121)에 의해 회전되는 복수개의 원형 나이프(128)가 핀(130)을 매개로 회전 가능하게 구성된다.

베이스(123,123a)는 각각 슬롯이 형성된 링크부재(124,124a)가 핀(125)을 매개로 연결되고, 베이스(123,123a)에는 베이스(123,123a)를 이동시키도록 연결되는 위치조절용 스크류(129)가 설치된다. 또한, 베이스(123,123a)에는 핀(126)을 매개로 연결되는 탄성부재(127)가 마련된다.

도면번호 131은 모터(121)에 결합되는 기어이고, 도면번호 132는 프레임(134)에 설치되는 기어(132)이다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 탑랜스 유지보수장치에 의해 탑랜스의 팁 및 외관을 교환하는 작동에 대하여 설명한다.

도 17은 본 발명의 실시예에 따른 탑랜스의 절단위치에 절단장치가 장착된 상태를 도시한 것이다.

탑랜스(10)의 표면에 지금이 과다하게 고착되거나 외관(1)이 심하게 변형된 경우 또는 외관(1)의 파공 등의 문제점이 발견되면 탑랜스(10)를 적치프레임(21)에 클램프장치(30)를 통해 고정시킨다.

이때, 탑랜스(10)의 수직상태를 확인하고, 좌우방향의 수직상태가 맞지 않으면 도 5에 도시한 바와 같이 클램프장치(30)의 제1각도조절스크류(37,37a)의 너트(39,39a,40,40a)를 이완시킨 후 경사진 부분의 반대편에 위치하는 제1각도조절스크류(37,37a)를 이완시킨 후 경사진 부분의 제1각도조절스크류(37,37a)를 체결시키면 블록(31)이 이동되면서 경사진 탑랜스(10)의 경사각을 보정하게 되고, 보정된 상태에서 너트(39,39a,40,40a)를 체결시켜 좌우 수직상태를 유지하게 된다.

그리고 탑랜스(10)가 전후방향으로 수직상태가 맞지 않은 경우에는 클램프장치(30)의 제2각도조절스크류(36)를 회전시키면 제2각도조절스크류(36)에 나사 결합된 클램핑 조우(32,32a)는 회전방향에 따라 전후진 하게 된다. 만일 탑랜스(10)가 후방으로 경사를 이루는 경우에는 제2각도조절스크류(36)를 회전시켜 클램핑 조우(32,32a)가 서로 마주보는 방향으로 이동하면 클램핑 조우(32,32a)의 간격이 좁아지면서 탑랜스(10)를 전방으로 밀어내면서 전후방향의 수직상태를 맞추게 된다.

수직상태가 맞는 경우에는 고정용 클램핑 조우(41)를 고정하는 너트(43,43a)를 체결하여 고정시킨다.

적치프레임(21)에 탑랜스(10)의 적치가 완료되면 구동장치(70)의 모터(77)를 구동시킨다. 모터(77)가 구동되면 모터(77)에 결합된 구동 스프라켓(72)에 의해 체인(71)이 이동하고, 이동되는 체인(71)은 이동유닛(110)을 승강 이동시킨다.

이동유닛(110)이 절단지점(3,4)에 도달하게 되면 구동장치(70)는 정지되고, 지지장치(100)가 동작되어 절단장치(120)를 고정 지지한다.

즉, 도 13 및 14에 도시한 바와 같이 지지장치(100)의 실린더(101)가 동작되어 축이 전진하게 되면 실린더(101)의 축에 연결된 링크부재(102,102a)가 동작되고, 링크부재(102,102a)는 클램핑 조우(106,106a)를 이동시킴에 따라 클램핑 조우(106,106a)는 절단장치(120)의 일측을 감싸 고정시킨다.

그리고, 절단장치(120)는 지지장치(100)에 의해 고정 지지된 상태에서 원형 나이프(128)를 통하여 절단지점(3,4)을 절단하게 된다. 즉, 절단장치(120)는 도 15 및 도 16에 도시한 바와 같이 모터(121)를 회전시키면 모터(121)의 축에 결합된 기어(131)가 회전하고, 기어(131)는 프레임(134)의 기어(132)를 회전시켜 원형 나이프(123)를 회전시킨다. 그리고, 프레임(120)에 나사 결합된 위치조절스크류(129)를 회전시켜 베이스(123,123a)를 이동시키면 원형 나이프(128)는 절단지점(3,4)의 중심을 향해 간격이 좁혀지면서 절단지점(3,4)을 절단하게 된다. 절단이 완료되면 모터(121)를 정지시키고, 위치조절스크류(129)를 반대로 회전시키면 베이스(123,123a)는 탄성부재(127)의 복원력에 의하여 원 위치로 복귀되게 된다.

베이스(123,123a)의 복귀가 완료된 후에는 지지장치(100)의 실린더(101)를 작동시켜 실린더(101)의 축을 후진시켜 절단장치(120)를 고정 지지하는 클램핑 조우(106,106a)의 클램핑을 해제시킨다.

이와 같이 탑랜스(10)의 절단 및 분리가 완료된 후 탑랜스(10)의 외관(1) 또는 팁(2)을 교체하는 경우에는 도 10에 도시한 바와 같이 이동유닛(110)에 클램핑 볼트(117)에 의해 체결되는 죔새(117a)에 취부품(10a)을 고정시킨 상태에서 이동유닛(110)을 통해 절단지점(3,4)에 이동시킨 상태에서 외관(1) 또는 팁(2)의 가조립을 수행한다.

이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나 상기한 실시예에만 한정되지 않으며 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

3,4: 절단지점, 10: 탑랜스,
21: 적치프레임, 30: 클램프장치,
50: 수직레일, 70: 구동장치,
100: 지지장치, 110: 이동유닛,
120: 절단장치.

Claims (6)

1. 탑랜스를 적치시키도록 수직방향으로 연장된 길이를 갖는 적치프레임;
   상기 탑랜스를 상기 적치프레임에 클램핑하도록 상기 적치프레임에 설치되며, 상기 탑랜스의 수직위치를 조정하도록 상기 탑랜스 좌우방향의 경사진 각을 조정하는 제1각도조절부를 포함하는 클램프장치;
   상기 적치프레임의 연장된 길이를 따라 배열되는 수직레일을 따라 승강 이동 가능하게 설치되는 이동유닛;
   상기 이동유닛을 승강 이동시키도록 상기 적치프레임에 설치되는 구동장치;
   상기 탑랜스를 절단하는 원형 나이프와, 상기 원형 나이프가 설치되는 베이스와, 상기 원형 나이프를 상기 탑랜스의 중심측으로 이동하도록 상기 베이스와 연결되는 위치조절스크류와, 상기 위치조절스크류에 의해 이동된 상기 베이스를 원 위치로 복원시키도록 상기 베이스에 연결된 탄성부재를 포함하며 상기 이동유닛에 설치되는 절단장치; 및
   상기 탑랜스가 절단되는 위치에서 상기 절단장치를 고정 지지하도록 상기 적치프레임에 설치되는 지지장치를 포함하는 탑랜스의 유지보수장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 클램프장치는, 상기 탑랜스의 전후방향의 경사진 각을 조정하는 제2각도조절부를 포함하는 탑랜스의 유지보수장치.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 구동장치는 상기 적치프레임의 상하에 배치되는 스프라켓에 치합되며 체인모터에 의해 구동하는 체인을 포함하는 것을 특징으로 하는 탑랜스의 유지보수장치.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 이동유닛은 상기 체인과 연결되어 상기 체인의 구동력에 의하여 승강 이동되는 것을 특징으로 하는 탑랜스의 유지보수장치.
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 지지장치는 실린더의 축에 연결되는 한 쌍의 링크부재와, 상기 한 쌍의 링크부재와 연동하여 회전되어 상기 절단장치를 지지하는 한 쌍의 클램핑 조우를 포함하는 탑랜스의 유지보수장치.

Images