KR101400351B1 - 슬래그 스키머 장치 - Google Patents

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Abstract

탈황작업 전후에 래들 속의 용선에 부유하고 있는 슬래그를 제거할 때 발생되는 진동 및 충격을 흡수할 수 있는 슬래그 스키머에 관하여 개시한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 래들 내부에 수용된 용선에 부유하는 슬래그를 제거하도록 드래그 암을 구비하는 슬래그 스키머 장치에 있어서, 드래그 암이 전, 후로 분할하여, 전단의 쇼트 암과 후단의 메인 암이 길이 방향으로 연결된 구조로 이루어지되, 쇼트 암과 메인 암 사이에서 진동 및 충격을 흡수하는 스프링 댐퍼부와, 드래그 암의 고정단부에 구비되는 카운터웨이트부와, 드래그 암을 수평 방향으로 이동시키는 트레블링 카의 구동용 체인으로서, 트레블링 카의 주행 시 좌우 흔들림을 방지하도록 중앙 하부에 배치된 일열 더블 체인을 포함하는 슬래그 스키머 장치를 제공한다.

Description

슬래그 스키머 장치{SLAG SKIMMER APPARATUS}
본 발명은 슬래그 스키머 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 탈황작업 전후에 래들 속의 용선에 부유하고 있는 슬래그를 제거할 때 발생되는 진동 및 충격을 흡수할 수 있는 슬래그 스키머에 관한 기술이다.
일반적으로 제강공장에서 이루어지는 KR(Kanvara Reactor)공정은 고로에서 생산된 용선의 황 성분을 제거하는 공정으로서, 래들(Ladle) 속의 용선에 부유하고 있는 슬래그를 제거하는 데 슬래그 스키머(Slag Skimmer) 장치가 이용된다.
도 1은 본 발명의 배경기술로서의 일반적인 슬래그 스키머 장치를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 슬래그 스키머 장치는 드래그 암(Drag Arm)(10), 트레블링 카(Traveling Car)(20), 메인 프레임(30), 유압 유닛(40), 베이스 프레임(50), 암 레벨 실린더(60), 슬루잉 기어(Slewing Gear)(70)를 포함한다.
이러한 슬래그 스키머 장치를 이용하여 슬래그를 제거하는 작업을 순서대로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 트레블링 카(20)가 메인 프레임(30)을 따라 주행시켜, 드래그 암(10)을 래들(L) 내부로 이동시킨다. 이어서, 암 레벨 실린더(60)를 이용하여 드래그 암(10)을 상하로 이동시켜 드래그 암의 끝단에 마련된 패들(11)을 래들(L) 내부로 침적시킨다. 다음으로, 트레블링 카(20)를 이동시킴과 동시에 슬루잉 기어(70)를 이용하여 패들(11)을 수평 회전시킨다. 이에 따라 용선 상부에 부유하는 슬래그를 하측에 마련된 슬래그 포트(90) 쪽으로 긁어 내린다.
그러나 일반적인 슬래그 스키머 장치를 이용하여 상기의 슬래그 제거 작업을 수행할 때에는 다음과 같은 구조적인 문제가 유발되었다.
첫째, 트레블링 카(20)를 이동시킬 때 드래그 암(10)에 흔들림, 즉 진동이 발생하는데, 이는 메인 프레임(30)의 변형 및 파손, 트레블링 카(20)의 손상, 유압 유닛(40)의 배관 절손 등을 초래하는 원인으로 작용하였다. 둘째, 도 2에 도시된 바와 같이, 드래그 암(10)을 이동시켜 래들(L) 내부의 슬래그(S)를 제거함에 있어, 도 2의 (a)와 같이 래들(L)의 내벽(L-1)에 드래그 암(10)이 부딪히거나 도 2의 (b)와 같이 래들(L)의 특정부위(L-2)(예를 들면, 와구 지금)에 드래그 암(10)이 충돌하는 경우가 종종 발생하였다. 그리고 이때의 충격은 드래그 암(10)의 변형 또는 파손을 유발하였다. 셋째, 상기와 같은 슬래그 제거 작업 시 발생되는 먼지가 유압 유닛(30) 측으로 유입될 경우, 유압 유닛의 배관을 막는 문제를 초래하였다.
본 발명은 슬래그 제거 작업 시 슬래그 스키머에 가해지는 진동 및 충격을 흡수 완화시킬 수 있는 진동 및 충격 흡수 가능한 슬래그 스키머 장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 삼는다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 래들 내부에 수용된 용선에 부유하는 슬래그를 제거하도록 드래그 암을 구비하는 슬래그 스키머 장치에 있어서, 상기 드래그 암이 전, 후로 분할하여, 전단의 쇼트 암과 후단의 메인 암이 길이 방향으로 연결된 구조로 이루어지되, 상기 쇼트 암과 상기 메인 암 사이에서 진동 및 충격을 흡수하는 스프링 댐퍼부; 상기 드래그 암의 고정단부에 구비되는 카운터웨이트부; 및 상기 드래그 암을 수평 방향으로 이동시키는 트레블링 카의 구동용 체인으로서, 상기 트레블링 카의 주행 시 좌우 흔들림을 방지하도록 중앙 하부에 배치된 일열 더블 체인; 을 포함하는 슬래그 스키머 장치를 제공한다.
이때, 상기 스프링 댐퍼부는, 상기 메인 암에 연결되어 중앙으로 돌출하여 구비되는 연결 로드; 상기 쇼트 암에 연결되어 상기 연결 로드의 외곽을 둘러 복수로 연결되는 샤프트; 상기 샤프트가 내측으로 관통 삽입되어, 상기 샤프트의 이동을 안내하는 부시 부재; 및 상기 샤프트의 외주면을 둘러 탄성 지지되는 스프링; 을 포함한다.
또한, 상기 메인 암과 상기 쇼트 암 사이에는 링크 체인이 더 구비되되, 상기 링크 체인은 상기 스프링 댐퍼부의 파손 시 상기 쇼트 암이 추락되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 카운터웨이트부는, 상기 드래그 암과 상기 드래그 암의 레벨을 조절하는 암 레벨 실린더 간의 연결 부위를 감싸 배치되는 하우징; 상기 하우징의 후단 수용공간을 통해 입설 고정되는 웨이트 고정 로드; 및 상기 웨이트 고정 로드를 통해 삽입 장착되는 웨이트; 를 포함한다.
또한, 상기의 슬래그 스키머 장치의 구동에 필요한 작동 유체를 제공하는 유압 유닛은 슬래그 제거 도중 발생되는 먼지의 유입이 차단되는 위치에 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 탈황작업 전후에 래들 내부의 용선에 부유하는 슬래그를 제거하는 작업을 수행함에 있어, 슬래그 스키머 장치에 가해지는 진동 및 충격을 흡수 완화하여 설비의 고장, 변형, 파손을 방지할 수 있다.
특히, 트레블링 카의 주행 시 드래그 암에 발생하는 흔들림, 즉 진동을 흡수하여 메인 프레임의 변형 및 파손, 트레블링 카(특히, 구동 휠 샤프트)의 손상, 유압 유닛의 배관 절손 등의 방지할 수 있다.
또한, 용선에 부유하는 슬래그 제거 작업 시, 드래그 암이 래들의 내벽 또는 특정부위(예: 와구 지금)에 부딪힐 경우의 충격을 효과적으로 흡수 완충할 수 있어 드래그 암의 변형 및 파손을 방지할 수 있다.
또한, 슬래그 제거 시 발생되는 먼지가 유압 유닛 및 이의 연결 배관 쪽으로 유입되는 현상을 미연에 차단하여 유압 유닛의 배관 막힘 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 배경기술로서 슬래그 스키머 장치를 간략히 도시한 전체 구성도.
도 2는 본 발명의 배경기술의 슬래그 스키머 장치의 문제점을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 스키머 장치의 전체 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 스키머 장치에서 스프링댐퍼부의 평면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 스키머 장치에서 스프링댐퍼부의 측면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 스키머 장치에서 카운트웨이트부의 구성도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 스키머 장치에서 트레블링 카의 구성도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 스키머 장치에서 유압 유닛의 배치 위치를 나타낸 배치도.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 그리고 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하며 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 스키머 장치에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 스키머 장치의 전체 구성도이다.
슬래그 스키머 장치는 드래그 암(Drag Arm)(10), 트레블링 카(Traveling Car)(20), 베이스 프레임(50), 암 레벨 실린더(60), 슬루잉 기어(Slewing Gear)(70) 등의 구성으로 이루어진다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 스키머 장치(100)는 슬래그 제거 작업 도중 발생되는 진동 및 충격을 효과적으로 흡수하기 위한 구성으로, 스프링 댐퍼부(130), 카운터웨이트부(110)를 포함한다.
스프링 댐퍼부(130)는, 드래그 암(10)의 전후 길이 방향(또는 축 방향)으로 전달되는 진동 및 충격을 흡수한다.
그리고 카운터웨이트부(110)는 드래그 암(10)의 고정단부에 구비되어 트레블링 카(20)를 통해 드래그 암(10)이 이동할 때 발생되는 흔들림을 방지하기 위한 목적으로 구비된다.
특히, 드래그 암(10)과 트레블링 카(20) 간의 결합부위를 중심으로 전, 후단 길이 차로 인해 무게 편차가 존재한다. 이로 인해, 트레블링 카(20)가 주행할 경우, 드래그 암(10)의 전, 후단을 통해 흔들림, 즉 진동이 발생된다. 이러한 현상은 설비의 구조적인 피로로 누적되어, 결과적으로는 메인 프레임, 트레블링 카, 유압 유닛의 변형, 절손 등의 문제를 초래할 수 있다. 따라서 카운터웨이트부(110)를 드래그 암(10)의 고정단부(즉, 길이 방향 후단)에 마련해 둠으로써, 상기의 흔들림을 저감시켜 주는 기능을 제공한다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 스키머 장치에서 스프링댐퍼부의 평면도와 측면도이다.
도시된 바와 같이, 드래그 암(10)은 전, 후로 2분할된 구조를 지닌다. 특히, 전단 부위(즉, 래들(11)이 구비된 방향)에는 상대적으로 길이가 짧은 쇼트 암(10b)이 구비되며, 후단 부위(즉, 카운터웨이트부(110)가 구비된 방향)으로는 상대적으로 길이가 긴 메인 암(10a)이 구비된다. 그리고, 이들 메인 암(10a) 및 쇼트 암(10b)은 길이 방향을 따라 연결되어 전체적으로 하나의 드래그 암(10)을 구성한다.
스프링 댐퍼부(130)는 상기 메인 암(10a) 및 쇼트 암(10b) 간의 연결 부위에 구비된다. 그리고 쇼트 암과 메인 암 사이에서 길이 방향(또는 축 방향)으로 전달되는 진동 및 충격을 탄성을 이용하여 흡수 완충하는 작용을 한다.
스프링 댐퍼부(130)은, 그 세부 구성으로서, 연결 로드(135), 샤프트(133), 스프링(131) 및 부시 부재(137)를 포함한다.
연결 로드(135)는 상기 메인 암(10a) 쪽에 연결되되, 상기 쇼트 암(10b)을 향하여 중앙으로 돌출하여 구비된다. 그리고 샤프트(133)는 상기 쇼트 암(10b)에 연결되어 중앙으로 돌출된 연결 로드(135)의 외곽을 둘러 상기 메인 암(10a) 쪽으로 돌출된다. 그리고 부시 부재(137)는 상기 샤프트(133)가 길이 방향(또는 축 방향)으로 이동될 수 있게 샤프트가 내측으로 관통 삽입되는 형태로 이루어진다. 그리고 스프링(131)은 샤프트의 외주면을 둘러 상기 부시 부재(137)를 사이에 두고 탄성 지지되도록 설치된다.
도면을 참조하여, 스프링 댐퍼부(130)의 구체적인 형상을 살펴보면, 메인 암(10a)과 쇼트 암(10b) 사이에서 내측 중앙으로 연결 로드(135)가 구비된다. 그리고 연결 로드(135)의 외측 정방형의 모서리 방향으로 복수의 샤프트(133)가 구비된다.
즉, 도 4의 평면도를 참조하면 양측으로 복수의 샤프트(133a, 133b)가 구비된 모습을 확인할 수 있으며, 도 5의 측면도를 참조하면 상하 방향으로도 복수의 샤프트가 구비된 모습을 확인할 수 있다. 그리고 각 샤프트의 외주면을 둘러 스프링(131)이 배치된다. 도 4의 평면도를 참조하면 복수의 샤프트(133a, 133b)마다 스프링(131a, 131b)이 구비된 모습을 확인할 수 있다.
연결 로드(135)는 메인 암(10a)에 고정되고, 샤프트(133)는 쇼트 암(10b)에 고정되어 있으며, 드래그 암(10)의 길이 방향으로 진동 또는 충격이 가해질 경우, 상기 샤프트(133)와 연결 로드(135)는 길이 방향으로 이동하게 된다. 그 사이에, 스프링(131)이 압축되면서 탄성력을 통해 진동 또는 충격을 흡수한다. 이로써, 드래그 암(10)의 길이 방향 진동 또는 충격을 완충시킬 수 있다.
한편, 도 5를 살펴보면 드래그 암(10)을 통해 링크 체인(132)이 더 구비된 모습을 확인할 수 있다. 링크 체인(132)는 스프링 댐퍼부(130)의 파손 시, 쇼트 암(10b)이 메인 암(10a)으로부터 분리되어 추락되는 현상을 방지하기 위해 연결된다.
다음으로, 도 6을 참조하여 카운터웨이트부(110)에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
카운터웨이트부(110)는 앞서 간략히 살펴본 바와 같이, 드래그 암의 고정단부에 구비되어 드래그 암(10)의 이동 시 발생되는 흔들림을 저감시켜 주는 수단이다. 특히, 드래그 암(10)의 전, 후단을 통해 발생되는 진동은 설비의 구족적인 피로로 누적되어, 메인 프레임, 트레블링 카, 유압 유닛 등의 변형, 절손을 일으킨다.
이를 방지하기 위한 카운터웨이트부(110)의 세부 구성은, 도 6에 도시된 바와 같이 하우징(111), 웨이트 고정 로드(113) 및 웨이트(115)를 포함한다.
하우징(111)은 드래그 암과 드래그 암의 레벨을 조절하는 암 레벨 실린더(60) 사이의 연결 부위를 감싸 배치된다. 즉 드래그 암의 고정단부를 박스 형태로 감싸며 배치된다.
그리고 웨이트 고정 로드(113)는 상기 하우징(111)의 후단 수용공간을 통해 상하 방향으로 입설 고정된다. 이러한 웨이트 고정 로드(113)를 중심 상에 관통시켜 설정된 중량만큼의 웨이트(115)가 삽입 장착된다. 이때, 웨이트(115)의 중량은 드래그 암의 길이 및 전체 설비의 규격 등에 따라 적절히 조절될 수 있다. 그리고, 도시된 카운트웨이트부(110)의 형상은 조금씩 변경되어 실시되어도 무방하다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 스키머 장치에서 트레블링 카의 구성도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 스키머 장치의 경우, 도 7에 도시된 바와 같이, 드래그 암을 수평 방향으로 이동시키는 트레블링 카(20)를 구비함은 앞서 도 3을 통해 살펴본 바와 같다. 다만, 본 실시예의 경우, 트레블링 카(20)의 구동용 체인(151)으로서 일열 배치된 더블 체인(151a, 151b)를 포함한다.
슬래그 스키머 장치를 장기간 사용할 경우, 트레블링 카(20)의 구동용 체인(151)은 양단의 텐션 편차가 일어나 주행 시마다 트레블링 카(20)는 좌우로 흔들리는 현상이 일어날 수 있다. 이러한 좌우 흔들림을 방지하기 위한 구동용 체인(151)으로서 일열 배치되는 더블 체인(151a, 151b)을 이용한다.
특히, 일열 배치된 더블 체인(151a, 151b)의 경우, 트레블링 카(20)의 중앙 하부에 나란히 배치되며, 텐션 조절 볼트(153)를 통해 구동용 체인의 텐션을 조절할 경우 트레블링 카(20)의 주행 시 좌우 흔들림의 발생을 억제할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 스키머 장치에서 유압 유닛의 배치 위치를 나타낸 배치도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 스키머 장치는 유압 유닛(40)을 구비한다. 유압 유닛(40)은 슬래그 스키머 장치의 구동에 필요한 작동 유체를 제공한다. 다만, 드래그 암(10)을 이용하여 래들(L) 내부의 용선에 부유한 슬래그를 제거하는 작업을 수행하는 도중에는 많은 먼지 및 분진이 작업장 내에 발생될 수 있다.
그런데, 도 8의 (a)와 같은 위치에 유압 유닛(40)이 배치될 경우, 먼지 등의 유입으로 인하여, 배관 막힘 등의 고장이 빈번하게 일어날 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 도 8의 (b)와 같이 외벽(B) 바깥쪽으로 유압 유닛(40)의 설치 장소를 이동시켜, 먼지 등의 유입이 차단되는 위치에 배치시킨다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 스키머 장치에 따르면 래들 내부의 용선에 부유하는 슬래그를 제거하는 작업을 수행함에 있어, 슬래그 스키머 장치에 가해지는 진동 및 충격을 흡수 완화하여 설비의 고장, 변형, 파손을 방지할 수 있다.
특히, 트레블링 카의 주행 시 드래그 암에 발생하는 흔들림, 즉 진동을 흡수하여 메인 프레임의 변형 및 파손, 트레블링 카(특히, 구동 휠 샤프트)의 손상, 유압 유닛의 배관 절손 등의 방지할 수 있다.
또한, 용선에 부유하는 슬래그 제거 작업 시, 드래그 암이 래들의 내벽 또는 특정부위(예: 와구 지금)에 부딪힐 경우의 충격을 효과적으로 흡수 완충할 수 있어 드래그 암의 변형 및 파손을 방지할 수 있다.
또한, 슬래그 제거 시 발생되는 먼지가 유압 유닛 및 이의 연결 배관 쪽으로 유입되는 현상을 미연에 차단하여 유압 유닛의 배관 막힘 현상을 방지할 수 있다.
이상으로 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 스키머 장치에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.
전술된 본 발명의 일 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다. 그리고 이 특허청구범위의 의미 및 범위는 물론 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 가능한 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
L: 래들 10: 드래그 암
11: 패들 20: 트레블링 카
30: 메인 프레임 40: 유압 유닛
50: 베이스 프레임 60: 암 레벨 실린더
70: 슬루잉 기어 90: 슬래그 포트
100: 슬래그 스키머 장치
110: 카운터웨이트부
111: 하우징 113: 웨이트 고정 로드
115: 웨이트
130: 스프링댐퍼부
131(131a, 131b): 스프링 132: 링크 체인
133(131a, 133b): 샤프트 135: 연결 로드
137: 부시 부재
151: 1열의 더블 체인 153: 텐션 조절 볼트

Claims (4)

  1. 래들 내부에 수용된 용선에 부유하는 슬래그를 제거하도록 드래그 암을 구비하는 슬래그 스키머 장치에 있어서,
    상기 드래그 암이 전, 후로 분할하여, 전단의 쇼트 암과 후단의 메인 암이 길이 방향으로 연결된 구조로 이루어지되, 상기 쇼트 암과 메인 암 사이에서 진동 및 충격을 흡수하는 스프링 댐퍼부;
    상기 드래그 암의 고정단부에 구비되는 카운터웨이트부; 및
    상기 드래그 암을 수평 방향으로 이동시키는 트레블링 카의 구동용 체인으로서, 상기 트레블링 카의 주행 시 좌우 흔들림을 방지하도록 중앙 하부에 배치된 일열 더블 체인; 을 포함하고,
    상기 스프링 댐퍼부는,
    상기 메인 암에 연결되어 중앙으로 돌출하여 구비되는 연결 로드;
    상기 쇼트 암에 연결되어 상기 연결 로드의 외곽을 둘러 복수로 연결되는 샤프트;
    상기 샤프트가 내측으로 관통 삽입되어, 상기 샤프트의 이동을 안내하는 부시 부재; 및
    상기 샤프트의 외주면을 둘러 탄성 지지되는 스프링; 및
    상기 메인 암과 쇼트 암 사이에 구비되며, 상기 스프링 댐퍼부의 파손시 상기 쇼트 암이 추락되는 것을 방지하는 링크 체인; 을 포함하는 슬래그 스키머 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 카운터웨이트부는,
    상기 드래그 암과 상기 드래그 암의 레벨을 조절하는 암 레벨 실린더 간의 연결 부위를 감싸 배치되는 하우징;
    상기 하우징의 후단 수용공간을 통해 입설 고정되는 웨이트 고정 로드; 및
    상기 웨이트 고정 로드를 통해 삽입 장착되는 웨이트; 를 포함하는 슬래그 스키머 장치.
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