KR101441968B1 - 슬래그 다트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전로에서의 용강과 슬래그의 분리를 위해 용강의 출강 공정이 종료되는 시점에서 전로의 출강구를 폐색하기 위한 슬래그 다트를 구성하는 헤드와 스템의 체결력 및 제조공정상의 생산성 향상 효과를 극대화시킨 것이다.
즉, 강철 심재의 상부에는 수나사봉이 일체로 형성되고, 상기 강철 심재 외부에는 내화물 슬리브가 성형고정되며, 상기 내화물 슬리브 상부에는 와셔가 고정된 스템과; 중앙에 결합공을 갖는 중량부재, 상기 결합공과 연통되는 하부요입홈을 갖도록 상기 중량부재를 인서트 하여 내화물로 성형된 헤드로 구성되고, 상기 스템의 와셔 및 내화물 슬리브는 헤드의 하부요입홈에 끼움 조립하도록 하는 통상의 슬래그 다트에 있어서, 상기 헤드의 결합공 상부에 상부요입홈을 형성하여 결합공과 연통되도록 하고, 상기 결합공을 통과하여 헤드 상면으로 돌출되는 수나사봉은 상기 상부요입홈 내에 위치되는 너트로 나사체결하여 수나사봉이 고정되도록 하며, 상기 헤드의 상부요입홈과 중량부재 상면 사이에는 내화물 격벽을 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

Description

슬래그 다트{Slag dart}

본 발명은 슬래그 다트에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 전로에서의 용강과 슬래그의 분리를 위해 용강의 출강 공정이 종료되는 시점에서 전로의 출강구를 폐쇄하기 위한 슬래그 다트를 구성하는 헤드와 스템의 체결력 및 제조공정상의 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 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 레이들(ladle)로 옮기는 공정이 수행된다. 레이들로 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 레이들로 유입되면 주조된 제품의 압연시 결함이 발생할 수 있으며, 제품 원료에 대한 제품 순비율이 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, 가라앉은 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, 편 마모 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 레이들로 혼입될 수 있었던 것이다.

한편, 국내 등록실용신안 20-0457423 에는 슬래그 다트가 개시되어 있는바, 이는, 저부에 홈부를 포함하는 내화물 헤드; 상기 내화물 헤드에 매립되고 홈부에 노출된 체결공을 갖는 금속 중량 부재; 및 내부의 직선형 강철 심재, 및 상기 강철 심재를 둘러싸고 상기 내화물 헤드의 상기 홈부에 일부가 삽입되는 내화물 슬리브를 포함하며, 상기 강철 심재의 상단부는 외주에 나사선이 형성된 테이퍼형 체결부를 가지며, 상기 금속 중량 부재의 체결공의 내부 측벽의 일부 또는 전부는 상기 강철 심재의 체결부의 나사선에 대응되는 나사선을 가지며, 상기 체결공은 상기 테이퍼형 체결부에 대응하여 깊이 방향으로 폭이 작아지도록 하여 기계적 및 열적 내구성이 우수할 뿐만 아니라 조립이 간단하여 높은 생산성을 갖는 슬래그 다트에 관한 기술이 언급되어 있다.

그러나 상기한 바와 같은 선행기술은 헤드 내부에 내입되는 중량부재와 슬리브 상부에 수나사를 형성하고, 상기 수나사와 중량부재 하부에 형성된 암나사를 상호 나사 결합하도록 하고 있어 중량체인 헤드와 내화물과 심재로 이루어진 슬리브를 회전시켜 나사결합 하는데 별도의 장비를 사용하여야 하는 등 조립작업에 애로가 많았으며, 중량부재와 내화물 슬리브의 나사결합 상태를 견고히 유지하기 위해 모르타르와 같은 바인더 부재를 별도로 사용하는 등 실제로는 제작공정이 매우 번잡한 반면, 양자의 체결력은 견고하지 못한 문제점이 있었던 것이다.

KR 등록실용신안 20-0457423)

이에 본 발명에서 제공하는 슬래그 다트는 내화물에 둘러싸인 강철 심재를 포함하는 스템(또는 ‘스틱 바' 라고도 칭함)과, 내부에 중량부재가 내입된 헤드 상호간의 체결력을 극대화할 수 있도록 한 슬래그 다트를 제공코자 하는 것이다.

더불어 헤드와 스템의 조립작업을 용이하게 수행할 수 있도록 하여 작업공정을 최소화하고, 그로 인해 생산성을 향상시킬 수 있고, 나아가 헤드 내의 중량부재가 용강으로부터 보호될 수 있는 슬래그 다트를 제공코자 하는 것이다.

본 발명에서 제공하는 슬래그 다트는, 강철 심재의 상부에는 수나사봉이 일체로 형성되고, 상기 강철 심재 외부에는 내화물 슬리브가 성형고정되며, 상기 내화물 슬리브 상부에는 와셔가 고정된 스템과; 중앙에 결합공을 갖는 중량부재, 상기 결합공과 연통되는 하부요입홈을 갖도록 상기 중량부재를 인서트 하여 내화물로 성형된 헤드로 구성되고, 상기 스템의 와셔 및 내화물 슬리브는 헤드의 하부요입홈에 끼움 조립하도록 하는 통상의 슬래그 다트에 있어서, 상기 헤드의 결합공 상부에 상부요입홈을 형성하여 결합공과 연통되도록 하고, 상기 결합공을 통과하여 헤드 상면으로 돌출되는 수나사봉은 상기 상부요입홈 내에 위치되는 너트로 나사체결하여 수나사봉이 고정되도록 하며, 상기 헤드의 상부요입홈과 중량부재 상면 사이에는 내화물 격벽을 형성한 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명에서 제공하는 슬래그 다트는 중량부재가 인서팅되고 내화물로 성형된 헤드와, 내화물 슬리브를 구비한 스템을 사각 나선부를 갖는 수나사봉과 너트로 나사체결토록 하여 견고한 고정상태를 유지할 수 있으며, 조립작업이 용이하여 인력 및 시간절감 등으로 생산성을 극대화할 수 있는 등 다수의 효과를 제공할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명에서 제공하는 슬래그 다트의 바람직한 일 실시예를 보인 단면 구성도
도 2는 본 발명에서 제공하는 슬래그 다트에 있어서 스템을 발췌한 단면 구성도
도 3은 도 1의 분해 사시도로서 헤드 일부를 파절한 예시도
도 4는 본 발명의 사용상태 예시도 이다.

본 발명에서 제공하는 슬래그 다트는 강철 심재의 상부에는 수나사봉이 일체로 형성되고, 상기 강철 심재 외부에는 내화물 슬리브가 성형고정되며, 상기 내화물 슬리브 상부에는 와셔가 고정된 스템과; 중앙에 결합공을 갖는 중량부재, 상기 결합공과 연통되는 상부요입홈 및 하부요입홈을 갖도록 상기 중량부재를 인서팅하여 내화물로 성형된 헤드와; 상기 헤드의 결합공 및 상부요입홈을 통해 끼움조립된 수나사봉을 상부요입홈에서 나사고정하는 너트와; 상기 스템의 와셔 및 내화물 슬리브는 헤드의 하부요입홈에 끼움조립토록 한 것을 특징으로 한다.

또한 상기 수나사봉 및 너트는 나사 조임 시 강한 체결 력을 위해 사각나사로 형성한 것을 특징으로 한다.

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.

도 1은 본 발명에서 제공하는 슬래그 다트(1)의 바람직한 일 실시 예를 보인 단면 구성도이다. 즉, 본 발명의 슬래그 다트(1)는 크게 내화물 헤드(2) 및 상기 헤드(2)에 결합고정되는 스템(3)으로 이루어진다.

상기 내화물로 성형되는 헤드(2)는 상부는 넓고 하부로 갈수록 점차 좁아지는 상광하협(上廣下狹) 형태로 제작이 되며, 내부 중앙에는 강철 등의 비중이 큰 소재로 제작되는 중량부재(4)가 인서팅 고정될 수 있도록 성형이 이루어진다.

그리고 헤드(2)의 상부와 하부에는 상부요입홈(5)과 하부요입홈(6)이 각각 형성되며, 상부요입홈(5)과 하부요입홈(6)을 상하로 관통되게 연결하는 결합공(7)이 중량부재(4) 중앙에 형성되어 있다.

상기 헤드(2)의 하부요입홈(6)을 통해 스템(3)의 상부에 형성된 수나사봉(8)이 끼움 진입토록 하여 중량부재(4)의 중앙부에 형성된 결합공(7)을 통해 헤드(2) 상부로 끼움조립되고, 상기 수나사봉(8)은 헤드(2)의 상부요입홈(5)을 통하여 상부로 일정 높이로 노출이 될 수 있도록 끼움결합되면 너트(9)로 수나사봉(8)을 나사조임하여 스템(3)을 헤드(2)에 견고히 고정토록 한다. 이때 상기 너트(9)는 수나사봉(8)과 나사조임되어 헤드(2)의 상부요입홈(5) 내부로 위치하게 된다.

또한 헤드(2)와 스템(3)에 나사결합에 의해 고정되면, 스템(3)의 수나사봉(8) 하부에 위치한 와셔(10) 및 내화물 슬리브(11)의 상부는 헤드(2)의 하부요입홈(6)에 끼움고정되어 유동 불가하게 견고한 상태로 고정되도록 한다. 특히, 본 발명은 상기 수나사봉(8)과 너트(9)가 강한 체결력을 얻을 수 있도록 나선부(8a,9a)를 단면이 사각인 사각 나사(square thread)로 형성한 것을 특징으로 한다.

도 2는 본 발명의 슬래그 다트(1)에 있어서, 스템(3)을 발췌한 단면 구성도를 나타낸 것이다. 즉, 본 발명의 스템(3)은 수나사봉(8)이 상부에 노출 형성되고, 상기 수나사봉(8)과 일체 형성된 강철 심재(12)가 하부에서 내화물 슬리브(11)에 인서팅되어 이루어진다. 상기 내화물 슬리브(11) 상부에 끼움조립된 와셔(10)는 스템(3) 제조시 사용되는 것으로, 강철 심재(12)를 성형지그(molding jig)의 내부(캐비티)로 투입 시 내부에 미리 삽입된 지관(13)과 함께 내화물이 하부로 배출되지 않도록 막아 주는 마개 역할을 행하게 되는 것인데, 이러한 와셔(10)는 스템(3)을 헤드(2)에 끼움 및 나사고정 방식으로 조립할 시에는 상부의 너트(9)와 함께 보다 강하게 나사 조임할 수 있도록 하부에서 중량부재(4)에 밀착 압박되는 것이다.

상기와 같이 구성될 수 있는 본 발명의 슬래그 다트(1)는 중량부재(4)가 인서팅되어 내화물로 성형된 헤드(2)와 수나사봉(8)과 일체로 이루어진 강철 심재(12)가 인서팅되어 강철 심재(12)에 내화물로 성형된 슬리브(11)를 갖는 스템(3)이 헤드(2)의 상하로 형성된 상부요입홈(5) 및 하부요입홈(6), 그리고 상기 상부요입홈(5) 및 하부요입홈(6) 사이를 연통하는 중량부재(4)에 관통된 결합공(7)을 통해 끼움조립된 후 헤드(2) 상부로 노출된 수나사봉(8)에 너트(9)만 나사조임시키면 슬래그 다트(1)의 조립이 완성되므로 조립 공정을 대폭 줄여 인력절감 및 생산성을 극대화 할 수 있는 것이며, 특히, 본 발명은 상기 수나사봉(8)과 너트(9)의 나선부(8a,9a)를 큰 힘을 요구하며 강한 체결력을 얻고자 하는데 사용하는 사각 나선부(8a,9a)로 구성하여 견고한 고정상태를 유지할 수 있게 되는 것이다.

한편 내화물 헤드(2)의 상부요입홈(5)과 중량부재(4) 상면 사이에 격벽(21)을 형성하여 중량부재(4) 상면의 노출을 최소화함으로써 용강이 상부요입홈(5)에 유입되더라도 그 유입 용강으로 인하여 중량부재(4)가 열화되는 것을 최소화할 수 있는 작용이 있고, 이 작용은 헤드의 수명이 보다 연장되도록 하는 효과를 낳는다.

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.

1 : 슬래그 다트 2 : 헤드
3 : 스템 4 : 중량부재
5 : 상부요입홈 6 : 하부요입홈
7 : 결합공 8 : 수나사봉
8a : 나선부 9 : 너트
9a : 나선부 10 : 와셔
11 : (내화물)슬리브 12 : (강철)심재
13 : 지관

Claims (3)

1. 강철 심재(12)의 상부에는 수나사봉(8)이 일체로 형성되고, 상기 강철 심재(12) 외부에는 내화물 슬리브(11)가 성형고정되며, 상기 내화물 슬리브(11) 상부에는 와셔(10)가 고정된 스템(3)과;
   중앙에 결합공(7)을 갖는 중량부재(4), 상기 결합공(7)과 연통되는 하부요입홈(6)을 갖도록 상기 중량부재(4)를 인서트 하여 내화물로 성형된 헤드(2)로 구성되고, 상기 스템(3)의 와셔(10) 및 내화물 슬리브(11)는 헤드(2)의 하부요입홈(6)에 끼움 조립하도록 하는 통상의 슬래그 다트에 있어서,
   상기 헤드(2)의 결합공(7) 상부에 상부요입홈(5)을 형성하여 결합공(7)과 연통되도록 하고, 상기 결합공(7)을 통과하여 헤드(2) 상면으로 돌출되는 수나사봉(8)은 상기 상부요입홈(5) 내에 위치되는 너트(9)로 나사체결하여 수나사봉(8)이 고정되도록 하며, 상기 헤드(2)의 상부요입홈(5)과 중량부재(4) 상면 사이에는 내화물 격벽(21)을 형성한 것을 특징으로 하는 슬래그 다트.
   
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