KR101441962B1 - 슬래그 다트의 스템 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전로에서의 용강과 슬래그의 분리를 위해 사용되는 슬래그 다트의 스템 제조방법에 관한 것으로, 스템의 제조공정을 보다 간소화하여 생산성 향상, 인력절감과 더불어 스템의 제조 불량률을 최소화시킬 수 있도록 한 것이다.
즉, 진동기가 부착된 프레임 상면에 성형몰드가 수직 설치된 성형기, 지관, 내화물 그리고 선단의 나사봉과 후단의 심봉 경계 부에 상기 지관의 내경과 동일한 크기의 외경을 가진 와셔가 고정된 심재를 준비하는 단계와; 상기 지관을 상기 성형몰드에 삽입하여 지관 외면이 성형몰드 내면에 밀착되도록 하는 단계와; 상기 성형몰드에 삽입된 지관 중심으로 강철 심재를 선단의 나사봉이 먼저 도입되도록 삽입하되, 심재의 나사봉이 성형몰드의 프레임에 형성된 통공을 관통하도록 하면서 나사봉 끝의 와셔가 상기 프레임 상에 안착 되도록 하는 단계와; 상기 프레임의 통공을 관통한 심재의 나사봉에 너트를 체결하여 지관 중심에 심재가 고정되도록 하는 단계와; 상기 지관 내부에 내화물을 충진하면서 성형몰드에 진동을 부여하는 단계와; 내화물 충진이 완료되면 내화물을 성형몰드 내부에서 양생하는 단계와; 내화물의 양생이 완료되면 성형몰드로부터 지관을 탈형하는 단계와; 탈형된 지관을 고온 건조로에 투입하여 건조하면서 지관이 연소 되도록 하여 내화물 슬리브를 가진 스템이 남도록 하는 단계로 이루어지도록 하는 스템 제조방법에 관한 것이다.

Description

슬래그 다트의 스템 제조방법{Slag dart manufacturing methods}

본 발명은 용강과 슬래그의 분리를 위해 용강의 출강 공정이 종료되는 시점에서 전로의 출강구를 폐쇄하기 위해 사용되는 슬래그 다트의 스템 제조를 보다 간소화하여 생산성 향상, 인력절감과 더불어 스템의 견고성과 불량률의 최소화를 가져올 수 있도록 한 슬래그 다트의 스템 제조방법에 관한 것이다.

용광로에서 제조된 용강 또는 고철의 탈인 및 탈탄 처리와 같은 취련 공정 또는 합금화 공정은 전로(inverter)에서 수행된다. 상기 전로 내에서 용선 및 고철의 처리가 완료되면, 전로를 경동시켜, 상기 전로의 측벽에 설치된 출강구를 통하여 처리된 용강을 래들(ladle)로 옮기는 공정이 수행된다. 래들로 옮겨진 용강은 연속주조 공정과 같은 후속 공정을 거치면서 최종적으로 제품화된다.

일반적으로 전로 내에는 상기 용강과 함께 그 위에 부유하는 슬래그(slag)가 존재한다. 상기 슬래그는 Al₂O₃, FeO, CaO, SiO₂, P₂O₅ 및 MgO와 같은 산화물을 함유하고 있으며, 이들이 용강에 혼입되면 이들은 후속 공정에서 반응하여 불량이 발생할 수 있다. 예를 들어, 상기 전로에서, 처리된 용강과 함께 상기 슬래그가 출강구를 통하여 래들로 유입되면 주조된 제품의 압연시 결함이 발생할 수 있으며, 제품 원료에 대한 제품 순 비율이 저하되어 양질의 제품을 얻을 수 없다.

따라서 용강과 슬래그를 분리하는 정련 공정이 요구된다. 이러한 정련 공정을 위하여, 전로에서 용강의 출강시 슬래그를 차단하기 위한 장치로서 슬래그 다트가 사용되고 있다. 전로의 출강 단계에서 전로 내의 용강이 어느 정도 감소되면, 상기 슬래그 다트가 전로 내로 장입되고, 상기 출강구에 직상으로 투하된다. 상기 전로 내의 용강의 양이 점점 줄어들면서 상기 슬래그 다트가 점차 가라앉고, 가라 앉은 슬래그 다트에 의해 출강구를 통한 슬래그의 유입이 차단되고, 상기 출강구는 최종적으로 폐쇄된다.

상기 출강 단계에서, 상기 슬래그 다트는 고온의 용강과 접촉하기 때문에 용손될 수 있으며, 출강구를 통한 용강의 흐름에 의해 외력을 받는다. 특히, 상기 슬래그 다트에 용손, 편마모 또는 슬리브의 절단과 같은 결함이 발생하면, 상기 슬래그 다트는 용강 상에서 부유하거나 이탈하게 되어, 출강구를 효과적으로 폐쇄하지 못하게 된다. 그 결과, 용강과 함께 슬래그가 상기 래들로 혼입될 수 있었던 것이다.

이와 같은 이유로 슬래그 다트는 내구성이 담보되어야 한다. 그런데 종래의 슬래그 다트는 스템의 제조불량으로 인하여 내구성이 현저히 떨어지는 문제가 있었다. 즉, 종래에는 스템의 슬리브를 제조하기 위해 내화물을 충진하는 작업을 수작업으로 실시하였으므로 내화물의 충진 작업시간이 길어질 뿐만 아니라 내화물의 균일한 충진을 달성할 수 없음은 물론 충진물을 견고하게 다질 수도 없어 스템의 내화물 슬리브에 대한 제조 불량률이 높았고, 그로 인해 상기 내화물 슬리브에 신뢰성 있는 내구성을 부여할 수 없는 문제가 있었다.

위 문제는 스템을 양산화할 수 없는 점을 초래하였고, 가사 스템의 양산화를 구축하더라도 내화물의 수동 충진이 유지되는 한은 양산체제에서 제조되는 각 스템의 내구성을 동일화 할 수 없을 뿐만 아니라 견고한 내구성을 확보할 수 없었던 문제가 있어 실제로 스템의 양산화를 실현하지 못하고 있는 실정이다.

한편 종래의 스템은 내화물 슬리브 내의 강철 심재 끝이 슬리브 외부로 노출되기 때문에 심재의 부식이 그 노출부분으로 인하여 시작 및 촉진되는 경우가 발생하는 문제가 있었다.

본 발명은 종래의 스템 제조방법에서 나타나는 문제들을 해결하기 위해 발명된 것으로 본 발명의 목적은 스템의 슬리브를 내화물로 제조할 때 내화물의 충진을 기계적으로 할 수 있도록 하여 스템의 견고성과 생산성을 향상시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

또한 본 발명의 또 다른 목적은 스템 제조에 대한 인력절감과 부식에 의한 수명 단축이 방지되는 스템을 제공함에도 있다.

본 발명에 의한 슬래그 다트의 스템 제조방법은, 진동기가 부착된 프레임 상면에 성형몰드가 수직 설치된 성형기, 지관, 내화물 그리고 선단의 나사봉과 후단의 심봉 경계 부에 상기 지관의 내경과 동일한 크기의 외경을 가진 와셔가 고정된 심재를 준비하는 단계와; 상기 지관을 상기 성형몰드에 삽입하여 지관 외면이 성형몰드 내면에 밀착되도록 하는 단계와; 상기 성형몰드에 삽입된 지관 중심으로 강철 심재를 선단의 나사봉이 먼저 도입되도록 삽입하되, 심재의 나사봉이 성형몰드의 프레임에 형성된 통공을 관통하도록 하면서 나사봉 끝의 와셔가 상기 프레임 상에 안착 되도록 하는 단계와; 상기 프레임의 통공을 관통한 심재의 나사봉에 너트를 체결하여 지관 중심에 심재가 고정되도록 하는 단계와; 상기 지관 내부에 내화물을 충진하면서 성형몰드에 진동을 부여하는 단계와; 내화물 충진이 완료되면 내화물을 성형몰드 내부에서 양생하는 단계와; 내화물의 양생이 완료되면 성형몰드로부터 지관을 탈형하는 단계와; 탈형된 지관을 고온 건조로에 투입하여 건조하면서 지관이 연소 되도록 하여 내화물 슬리브를 가진 스템이 남도록 하는 단계로 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명은 다트의 스템 제조를 진동 성형몰드와 지관을 이용하여 제조하므로 내화물 불량 충진으로 스템의 슬리브 불량을 최소화할 수 있어 견고한 스템의 슬리브를 얻을 수 있는 효과가 있다. 아울러 스템의 제조에 필요한 인력은 절감할 수 있으면서도 스템의 생산성은 향상되는 효과도 있다.

또한 슬리브의 강철 심봉이 외부로 노출되는 것이 방지됨으로써 항 부식성을 가지므로 수명이 오래가고 더욱 견고한 스템의 슬리브를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 블록도
도 2는 본 발명의 실현 예시도
도 3은 본 발명의 실현을 위해 사용되는 성형기 단면 예시도
도 4는 본 발명에 의해 제조된 스템 예시도
도 5는 본 발명의 스템을 구성요소로 하는 다트의 실시 상태 예시도 이다.

본 발명에서 제공하는 슬래그 다트의 스템 제조방법은, 스템을 구성하는 강철 심재의 외부에 내화물(캐스타블 등)을 둘러싸는 형태로 성형할 시에 제품의 불량률을 최소화하고자 하는 스템 제조방법을 제공하는 것으로, 이를 위해 본 발명의 슬래그 다트의 스템 제조방법에서는 성형몰드에 지관 및 선단에 나사봉이 형성된 강철 심재를 도입 후 내화물을 투입하면서 성형몰드에 진동을 부여하여 충진작업이 이루어지도록 함으로써 성형몰드 내부에 충진되는 내화물이 균일하게 충진될 수 있도록 하여 제품 불량률을 현격히 줄이고, 인력절감, 생산성 향상 효과를 이룰 수 있도록 한 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 슬래그 다트의 스템(1) 제조를 위해 진동기(40)를 가진 프레임(32) 상면에 성형몰드(31)가 수직 설치된 성형기(30), 지관(2), 내화물 그리고 강철 심재(12)를 준비한다.

상기 성형기(30)의 성형몰드(31)는 그 내부 공간이 심재(12)의 내화물 슬리브(11) 외형과 동일한 형상으로 되는데, 통상적으로 슬리브(11)의 외형이 원형이어서 원형 관(파이프) 형태가 바람직하고, 상기 지관(20)은 앞뒤가 개방된 원형 관 형태로서 두께는 원형 관 형태의 지관(20) 형상이 유지될 정도이어야 하며, 내화물은 액상 형태로 준비되어야 하고, 심재(12)는 선단의 나사봉(121)과 후단의 심봉(122)이 일체형이며 상기 나사봉(121)과 심봉(122) 경계 부에는 와셔(123)가 고정되되, 상기 와셔(123)의 외경은 상기 지관(20)의 내경과 동일한 크기로 되어야 한다.

이렇게 각 요소들을 준비한 후에는 상기 지관(2)을 성형기(30)의 성형몰드(31)에 삽입하여 지관(20) 외면이 성형몰드(31) 내면에 밀착되도록 한다. 이때 지관(20)의 외면이 성형몰드(31) 내면에 밀착되도록 함과 동시에 지관(20) 하단은 성형몰드(31)의 프레임(32) 상면에 얹혀지도록 하며, 지관(20) 상단은 성형몰드(31) 바깥으로 돌출되지 않도록 한다.

상기와 같이 성형몰드(31) 내에 지관(20)을 삽입한 다음에는 성형몰드(31) 내의 지관(20) 중심으로 강철 심재(12)를 거꾸로 삽입하되, 선단의 나사봉(121)을 먼저 삽입하여(심재를 거꾸로 삽입하여) 상기 나사봉(121)이 성형몰드(31)의 프레임(32)에 형성되는 통공(321)으로 통과되도록 하고, 프레임(32)을 통과한 나사봉(121)에 너트를 체결하여 지관(20) 중심에 심재(12)가 고정되도록 한다. 이때 심재(12)의 나사봉(121)과 심봉(122) 경계 부에 고정된 와셔(123)는 성형몰드(31)의 프레임(32) 상면에 안착 되도록 하여 개방된 지관(20) 하단 입구가 폐쇄되도록 한다. 상기에서 지관(20)의 하단이 와셔(123)에 의해 폐쇄될 수 있는 것은 와셔(123)의 외경과 지관(20)의 내경이 동일하기 때문이다.

이어서 지관(2) 내부에 내화물을 충진하여 심봉(122) 외주로 내화물이 피복되도록 하고, 이와 동시에 성형몰드(31)에 진동을 부여하고, 내화물의 충진이 완료되면 충진된 그 상태로 내화물이 양생 되도록 한다(성형몰드 내부에서 양생 되도록 한다).

내화물의 양생이 완료되면 성형기(30)의 프레임(32)을 통과한 나사봉(121)의 너트(50)를 풀은 후 지관(20)을 성형몰드(31)에서 탈형하고, 지관(20)이 탈형되면 이를 고온 건조로에 투입한 후 일정한 온도로 일정시간 동안 건조하면서 지관(20)이 연소 되도록 함으로써 심봉(122)을 내장한 내화물 슬리브(11)를 가진 스템(10)이 제조되도록 한다.

이와 같은 본 발명은 성형몰드(31)에 지관(20)을 삽입하여 상기 지관(20) 중심으로 심재(12)를 도입 및 고정한 다음 지관(20) 내부로 내화물을 충진 및 양생하고, 내화물이 양생된 후에는 지관(20)을 성형몰드(31)에서 탈형하여 건조단계에서 지관(20)이 분리되도록 하는 과정으로 슬래그 다트의 스템(10)을 제조할 수 있으므로 규격과 품질이 동일한 스템(10)을 연속적으로 제조할 수 있는 작용이 있으며, 또 하나의 성형기(30)에 여러 개의 성형몰드(31)를 설치하면 여러 개의 스템(10)을 한꺼번에 제조할 수 있어 스템의 양산화가 가능하다. 그리고 내화물을 성형몰드(31) 내에 직접 충진하지 않고 지관(20) 내부에 충진하므로 내화물 양생 후 지관(20)만 성형몰드(31)에서 탈형하면 양생 된 내화물을 탈형할 수 있게 되어 성형몰드(31)로부터 내화물 슬리브(11)의 탈형을 매우 용이하게 할 수 있다.

특히 본 발명은 지관(20) 내부에 대한 내화물 충진 시 성형몰드(31)에 진동을 부여하기 때문에 내화물이 균일하게 충진될 뿐만 아니라 충진 과정에서 다져지기도 하여 견고한 스템(10)의 슬리브(11)를 얻을 수 있고, 나아가 충진의 불량을 최소화할 수 있음은 물론 효과적인 충진을 위한 별도의 인력이나 장비가 필요하지않는 작용도 있으며, 또 지관(20) 내부로 내화물을 충진할 때 심재(12)의 와셔(123)가 지관(20) 하단을 폐쇄하고 있어 충진되는 내화물의 손실을 방지할 수 있다.

다음으로 지관(20) 내에 심재(12)를 거꾸로 삽입하기 때문에 심재(12) 끝이 내화물 내에 완전하게 매몰될 수 있으므로 심재(12) 끝의 노출로 인한 심재(12)의 부식 촉진 등을 방지할 수 있게 되어 항 부식성을 가진 스템(10)의 슬리브(11)를 제공할 수 있다.

한편 본 발명에서 사용되는 성형기(30)는 여러 형태가 있겠으나, 저면에 진동기(40)가 부착된 프레임(32) 상면에 한 개 또는 여러 개의 성형몰드(31)를 수직으로 설치하여 진동기(40)가 가동되면 그 진동이 프레임(32)을 통해 성형몰드(31)에 전달되도록 하는 구성의 성형기 바람직하다 할 것이나, 위 성형기는 하나의 실시 예 일뿐 본 발명은 위 성형기에 구애받지 않음은 당연하다고 할 것이다.

이상과 같이 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 즉, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.

10 : 스템 11 : 슬리브
12 : 심재 121 : 나사봉
122 : 심봉 123 : 와셔
20 : 지관 30 : 성형기
31 : 성형몰드 32 : 프레임
321 : 통공 40 : 진동기

Claims (1)

1. 진동기(40)가 부착된 프레임(32) 상면에 성형몰드(31)가 수직 설치된 성형기(30), 지관(20), 내화물 그리고 선단의 나사봉(121)과 후단의 심봉(122) 경계 부에 상기 지관(20)의 내경과 동일한 크기의 외경을 가진 와셔(123)가 고정된 심재(12)를 준비하는 단계와;
   상기 지관(20)을 상기 성형몰드(31)에 삽입하여 지관(20) 외면이 성형몰드(31) 내면에 밀착되도록 하는 단계와;
   상기 성형몰드(31)에 삽입된 지관(20) 중심으로 강철 심재(12)를 선단의 나사봉(121)이 먼저 도입되도록 삽입하되, 심재(12)의 나사봉(121)이 성형몰드(31)의 프레임(32)에 형성된 통공(321)을 관통하도록 하면서 나사봉(121) 끝의 와셔(123)가 상기 프레임(32) 상에 안착 되도록 하는 단계와;
   상기 프레임(32)의 통공(321)을 관통한 심재(12)의 나사봉(121)에 너트(50)를 체결하여 지관(20) 중심에 심재(12)가 고정되도록 하는 단계와;
   상기 지관(20) 내부에 내화물을 충진하면서 성형몰드(31)에 진동을 부여하는 단계와;
   내화물 충진이 완료되면 내화물을 성형몰드(31) 내부에서 양생하는 단계와;
   내화물의 양생이 완료되면 성형몰드(31)로부터 지관(20)을 탈형하는 단계와; 탈형된 지관(20)을 고온 건조로에 투입하여 건조하면서 지관(20)이 연소 되도록 하여 내화물 슬리브(11)를 가진 스템(10)이 남도록 하는 단계로 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 슬래그 다트의 스템 제조방법.
   

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