KR101484470B1

KR101484470B1 - 전기로의 내화물 보수장치

Info

Publication number: KR101484470B1
Application number: KR1020130158876A
Authority: KR
Inventors: 허춘행; 최정우
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-01-21

Abstract

전기로의 내화물 보수장치가 개시된다. 본 발명의 실시 예에 의한 전기로의 내화물 보수장치는 전기로의 루프에 관통 형성된 작업구를 관통하여 설치되어 전기로의 내부에 내화물 보강재를 공급하는 보강유닛과, 작업구 상에서 보강유닛의 승강이동, 회전 및 틸팅 동작을 구현하는 구동유닛을 포함하여 제공될 수 있다.

Description

전기로의 내화물 보수장치{DEVICE FOR REPAIRING REFRACTORIES IN ELECTRICAL FURNACE}

본 발명은 전기로의 내화물 보수장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전기로의 루프를 개방하지 않고도 전기로의 내화물 보수작업을 용이하게 수행할 수 있는 전기로의 내화물 보수장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기로는 내부에 전기 에너지 및 산소를 투입하여 전열을 이용하여 강을 제조하는 장치로서, 전기로 내부의 하면 및 측면에는 고온의 용강을 수용할 수 있도록 내화물이 마련된다.

도 1은 종래의 전기로의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 1을 참조하면, 종래의 전기로(1)는 내부공간에 주원료인 스크랩 또는 고온의 용강을 수용하는 전기로 본체(3)와, 상부면의 일측에 집진관(8)이 연결되고, 내부에 전기에너지를 공급하는 전극봉(5)이 삽입되는 구멍을 대칭상으로 형성된 루프(2)를 구비한다.

루프(2)의 일측에 연결된 집진관(8)은 전기로 본체(3) 내의 분진 제거를 위한 송풍기가 연결되어 전기로 본체(3) 내부의 먼지를 외부로 뽑아내는 구성으로서, 집진관(8)은 그 소재가 철로 이루어지는 경우가 대부분이므로 상당한 무게를 가진다. 뿐만 아니라, 루프(2) 그 자체의 무게도 상당하므로 전기로 본체(3) 내부에 스크랩을 투입하거나 용강을 추출하는 등 루프(2)를 개방하여야 하는 때에는 루프(2)의 변형을 유발할 우려가 존재한다.

전기로(1) 내부의 하면 및 측면에는 고온의 용강을 안정적으로 수용할 수 있도록 내화물(50)이 마련된다. 이러한 내화물(50)은 도 3에 도시된 바와 같이, 전기로(1)를 반복적으로 사용하는 과정에서 전기에너지의 복사열에 의해 부분적으로 침식 현상이 발생하게 되고, 이는 곧 전기로(1)의 수명 또는 내구연한을 단축시키는 결과를 초래하므로, 전기로(1)의 수명 또는 내구연한의 연장을 위해 주기적으로 내화물(50)을 보수시켜줘야 한다.

종래에는 내화물(50)의 보수작업을 위해 상당한 무게를 가지는 루프(2)를 개방하고, 전기로 본체(3)의 내부온도를 식힌 후 작업자가 직접 스프레이건 등을 이용하여 내화물 보강재를 분사하는 방법이 이용되었다. 이는 앞서 설명한 바와 같이 루프(2)의 무게가 상당하므로 루프(2)의 변형을 불러올 우려가 있고, 작업자가 화상 등의 안전사고의 위험에 노출되며, 내화물 보수작업에 상당한 작업시간이 소요되며, 내화물보수작업의 정확도 및 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 10-1044817호(2011. 06. 21. 공고)

본 발명의 실시 예는 전기로의 루프를 개방하지 않고도 내화물 보수작업을 수행할 수 있게 되어 작업효율이 향상된 전기로의 내화물 보수장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예는 전기로의 생산성을 유지하면서 내화물 보수작업을 수행할 수 있는 전기로의 내화물 보수장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예는 전기로의 내화물 보수작업을 자동적으로 수행하여 불필요한 노동력 및 비용의 소모를 저감시킬 수 있는 전기로의 내화물 보수장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예는 전기로의 내화물 보수작업 시 발생할 수 있는 안전사고를 방지할 수 있는 전기로의 내화물 보수장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예는 전기로의 내화물 보수작업의 작업품질을 향상시킬 수 있는 전기로의 내화물 보수장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전기로의 루프에 관통 형성된 작업구를 관통하여 설치되어 상기 전기로의 내부에 내화물 보강재를 공급하는 보강유닛, 상기 작업구 상에서 상기 보강유닛의 승강이동, 회전 및 틸팅 동작을 구현하는 구동유닛을 포함하여 제공될 수 있다.

상기 보강유닛은 몸체를 이루고 상기 작업구를 관통하는 프레임과, 상기 전기로의 내부로 삽입된 상기 프레임의 단부에 마련되어 내화물 보강재를 분사하는 스프레이노즐 및 상기 프레임의 내부에 마련되어 상기 스프레이노즐로 내화물 보강재를 공급하는 공급관을 포함하여 마련될 수 있다.

상기 구동유닛은 상기 프레임과 연결되어 상기 프레임의 승강이동을 구현하는 승강장치와, 상기 프레임과 연결된 상기 승강장치의 각도를 조절하는 틸팅장치 및 상기 작업구를 회전축으로 상기 틸팅장치 및 상기 승강장치를 회전시켜 상기 프레임을 회전시키는 회전장치를 포함하여 마련될 수 있다.

상기 작업구 상에서 상기 보강유닛을 안정적으로 지지하는 지지부를 더 포함하여 마련될 수 있다.

상기 지지부는 상기 프레임의 외주면에 결합하여 마련되는 구 형상의 베어링과, 상기 작업구의 내주면에 마련되되 상기 베어링의 하측을 지지하도록 상기 작업구의 내측으로 돌출 형성되는 걸림턱을 포함하여 마련될 수 있다.

상기 베어링의 외면에는 상기 작업구를 밀봉하는 실링부재가 마련될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 의한 전기로의 내화물 보수장치는 전기로의 루프를 개방하지 않고 내화물 보수작업을 수행할 수 있으므로 작업효율이 향상되고 작업소요시간이 현저히 단축되는 효과를 가진다.

본 발명의 실시 예에 의한 전기로 내화물 보수장치는 전기로의 사용 중에도 내화물 보수작업을 수행할 수 있으므로 전기로의 생산성이 유지되는 효과를 가진다.

본 발명의 실시 예에 의한 전기로 내화물 보수장치는 내화물 보수작업을 자동적으로 수행할 수 있으므로 불필요한 노동력 및 비용의 소모를 저감시킬 수 있는 효과를 가진다.

본 발명의 실시 예에 의한 전기로 내화물 보수장치는 내화물 보수작업을 자동적으로 수행하므로 내화물 보수작업 시 발생할 수 있는 안전사고를 미연에 방지하는 효과를 가진다.

본 발명의 실시 예에 의한 전기로 내화물 보수장치는 내화물 보수작업의 작업품질 및 작업정밀성이 향상되는 효과를 가진다.

도 1은 종래의 전기로의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 전기로의 내화물 보수장치가 전기로에 설치된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 a 방향 단면도이다.
도 4는 도 2의 A 부분을 확대도시한 도면이다.
도 5는 도 3의 B 부분을 확대도시한 도면이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시 예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 의한 전기로의 내화물 보수장치(100)가 전기로(10)에 설치된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2의 a 방향 단면도이다.

본 발명의 실시 예에 의한 전기로의 내화물 보수장치(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 루프(20)에 관통 형성된 작업구(21)를 관통하여 전기로(10) 내부에 내화물 보강재를 공급하는 보강유닛(110)과, 작업구(21) 상에서 보강유닛(110)의 승강이동, 회전 및 틸팅 동작을 구현하는 구동유닛(120)과, 작업구(21) 상에서 보강유닛(110)을 승강이동, 회전 및 틸팅 가능하게 지지하는 지지부(130)를 포함한다.

보강유닛(110)은 도 2 및 도 3을 참조하면, 몸체를 이루고 작업구(21)를 관통하는 프레임(111)과, 내화물 보강재를 분사하는 스프레이노즐(112)과, 스프레이노즐(112)로 내화물 보강재를 공급하는 공급관(113)을 포함하여 마련될 수 있다.

프레임(111)은 바 형상으로 형성되어 루프(20)에 상하방향으로 관통 형성된 작업구(21)를 관통하여 전기로(10)의 외부에서 내부로 삽입되도록 마련된다. 프레임(111)의 직경 크기는 작업구(21)의 직경 크기보다 소정의 크기 작게 마련될 수 있으며, 루프(20)에 형성된 작업구(21)는 루프(20)의 무게 중심을 고려하여 대칭상 동일한 이격각도를 두고 방사상으로 마련될 수 있다. 도 2 및 도 3에서는 이러한 작업구(21)가 4 개조로 구성된 경우에 적용하여 설시하나, 다양한 수로 구성될 수 있으며, 프레임(111)은 내열성이 강한 재료로 이루어질 수 있다.

전기로(10)의 내부로 삽입된 프레임(111)의 단부에는 내화물 보강재를 내화물 침식부위에 분사하는 스프레이노즐(112)이 마련된다. 스프레이노즐(112)은 프레임(111)의 타측 단부에 연결되는 공급호스(115) 및 프레임(111)의 내부에 마련되는 공급관(113)으로부터 내화물 보강재를 공급받아, 내화물 침식부위에 내화물 보강재를 고르게 공급하도록 마련된다. 공급관(113)은 내화물 보강재 뿐만 아니라, 내화물 보강작업이 안정적으로 수행될 수 있도록 공기 및 수분을 함께 스프레이노즐(112)로 공급하도록 마련될 수 있다.

도 4는 도 2의 A 부분을 확대도시한 도면으로서 도 4를 참조하면, 구동유닛(120)은 프레임(111)의 승강이동을 구현하는 승강장치(121)와, 프레임(111)에 연결된 승강장치(121)의 각도를 조절하는 틸팅장치(124)와, 틸팅장치(124)와 승강장치(121)를 회전시키는 회전장치(127)를 포함하여 마련될 수 있다.

승강장치(121)는 프레임(111)의 일측에 연결바(123)에 의해 연결되어, 승강실린더(122)의 작동에 의해 프레임(111)의 승강이동을 구현할 수 있다. 도 2 내지 도 4에서는 본 발명의 실시 예에 의한 승강장치(121)가 승강실린더(122)로 이루어져 프레임(111)의 승강이동을 구현하도록 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 승강모터 및 승강모터(미도시)로부터 발생한 동력을 랙 앤 피니언 조립체와 같은 다양한 구조의 기어조립체에 의해 프레임(111)을 승강시키는 경우에도 동일하게 접목되어 이해되어야 한다.

틸팅장치(124)는 프레임(111)의 틸팅 동작을 위해 프레임(111)에 연결된 승강장치(121)의 각도를 조절하도록 승강장치(121)의 하부에 설치된다. 틸팅장치(124)는 승강장치(121)의 하부에서 승강장치(121)의 각도를 조정할 수 있으며, 승강장치(121)의 승강실린더(122)는 연결바(123)에 의해 프레임(111)의 일측과 연결되어 있으므로, 프레임(111)도 승강장치(121)와 함께 각도가 조정되어 틸팅 동작을 구현할 수 있다. 도 2 내지 도 4에서는 틸팅장치(124)가 프레임(111)의 하부에 설치되고 일정한 회전축을 중심으로 승강장치(121)를 회전시켜 프레임(111)의 틸팅 작동을 구현하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 승강장치(121)와 프레임(111) 사이의 연결바(123)를 해제시킨 후, 틸팅장치(124)가 프레임(111)의 일측으로 매개부재를 이용하여 밀거나 당김으로서 틸팅 작동을 구현할 수도 있다.

회전장치(127)는 프레임(111)이 관통되어 삽입된 작업구(21)를 회전축으로 하여 틸팅장치(124)와 프레임(111)과 연결된 승강장치(121)를 함께 회전시켜 프레임(111)의 회전 동작을 구현하도록 마련된다. 회전장치(127)의 저면에는 외주면에 기어이가 형성된 피니언기어(128)가 모터(미도시)에 의해 회전하도록 마련되고, 루프(20)의 상면에는 피니언기어(128)와 치합하는 랙기어(129)가 작업구(21)를 중심으로 곡선으로 형성되도록 마련되어, 틸팅장치(124)와 승강장치(121) 및 프레임(111)의 회전 동작을 구현할 수 있다. 이와는 달리, 루프(20)의 상면에 작업구(21)를 중심으로 곡선으로 가이드레일이 마련되고, 회전장치(127)는 가이드레일을 따라 이동하도록 마련되어 프레임(111)의 회전 동작을 구현하는 등 다양한 구조로 이루어질 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 프레임(111)의 승강이동을 구현하는 승강장치(121)가 프레임(111)의 일측에 연결바(123)에 의해 연결 및 결합되고, 승강장치(121)의 하부에서 승강장치(121)의 각도를 조절하는 틸팅장치(124)가 마련됨과 동시에, 회전장치(127)가 승강장치(121)와 틸팅장치(124)를 함께 작업구(21)를 회전축으로 하여 회전시키도록 마련됨으로써, 프레임(111)의 승강이동, 회전 및 틸팅 동작을 동시에 구현할 수 있으며, 프레임(111)의 어느 승강 높이에 해당하더라도 회전 및 틸팅 동작이 가능해진다. 다시 말해 승강장치(121), 회전장치(127) 및 틸팅장치(124)가 하나의 구동유닛(120)을 형성하여 프레임(111)과 연결되므로 특정 범위의 승강높이, 회전정도 또는 틸팅각도에 구애 받지 않고, 다양한 경우에 대응하여 프레임(111)의 동작을 구현할 수 있다.

나아가 프레임(111)의 다양한 동작이 가능해짐으로써 프레임(111) 단부에 마련된 스프레이노즐(112) 역시 다양한 동작이 가능해져, 전기로 본체(30) 내부의 내화물 침식부위가 어느 위치에 해당하는 경우라도 안정적으로 내화물 보강재의 분사가 가능해진다. 따라서 내화물 보수작업의 품질이 향상되는 효과를 가질 수 있으며, 작업자가 직접 내화물 보강재를 분사하지 않더라도 다양한 침식부위에 내화물 보강재를 분사할 수 있으므로 안전사고의 위험이 감소되는 효과를 가질 수 있다.

구동유닛(120)에 의한 프레임(111)의 승강이동, 회전 및 틸팅 동작의 안정적인 구현을 위해, 작업구(21) 상에서 보강유닛(110)을 승강이동, 회전 및 틸팅 가능하게 지지하는 지지부(130)가 마련된다. 도 5는 도 3의 B 부분을 확대도시한 도면으로서, 도 5를 참조하면, 지지부(130)는 프레임(111)의 외주면에 결합하는 구 형상의 베어링(131)과, 작업구(21)의 내주면에서 작업구(21)의 내측으로 돌출 형성되는 걸림턱(132)을 포함하여 마련될 수 있다.

베어링(131)은 구 형상으로 형성되어 프레임(111)이 루프(20)에 접하는 부위에 마련될 수 있으며, 전기로 본체(30) 내부의 열이 외부로 방출되는 것을 최소화하도록 작업구(21)의 밀봉을 위해 작업구(21)의 직경 크기와 베어링(131)의 직경 크기는 동일하게 형성될 수 있으며, 작업구(21)의 외면에는 내열성이 높은 실링부재(미도시)가 마련될 수도 있다.

걸림턱(132)은 베어링(131)의 하측을 안정적으로 지지할 수 있도록 작업구(21)의 하측 내주면 상에서 베어링(131)의 직경의 크기보다 소정의 크기 작은 직경을 갖도록 작업구(21)의 내측으로 돌출 형성될 수 있다. 걸림턱(132)의 형상은 베어링(131)의 하측 형상에 대응되게 곡면으로 형성될 수 있으며, 걸림턱(132)의 상면에는 프레임(111)의 동작에 의한 마찰을 저감하는 마찰저감부재(미도시)가 마련될 수 있다.

또한 도면에는 도시되지 않았으나, 전기로 본체(30) 내부의 내화물(50)의 침식부위를 확인하기 위해, 프레임(111)의 일측에 카메라가 마련될 수 있으며, 이와는 달리 아크봉(5)을 해체한 상태에서 아크봉(5)이 삽입되는 구멍에 카메라를 투입하여 내화물(50)의 침식부위를 확인할 수도 있다.

본 실시 예에서는 보강유닛(110)에 각각의 구동유닛(120)이 마련되어, 보강유닛(110)의 승강이동, 회전 및 틸팅 동작이 하나의 구동유닛(120)에 의해 각각 이루어지는 경우에 접목하여 설시하였으나, 복수개의 보강유닛(110) 중 인접하는 보강유닛(110)을 연결하는 연결프레임이 마련되고, 구동유닛(120)이 연결프레임에 연결되어 복수개의 보강유닛(110)을 하나의 구동유닛(120)에 의해 동작시킬 수 있도록 마련될 수도 있다.

이와 같은 구성을 갖는 전기로의 내화물 보수장치(100)는 전기로(10)의 루프(20)에 설치되어 전기로(10)와 일체로 마련되므로, 내화물 보수작업을 위해 중량물인 루프(20)를 개방하고, 전기로 본체의 내부온도를 하강시키는 작업이 불필요하며, 보강유닛(110) 및 구동유닛(120)에 의해 자동적으로 내화물 보수작업을 수행하므로, 불필요한 노동력 및 작업시간을 단축시킬 수 있으며, 작업효율이 향상되는 효과를 가진다. 또한, 작업자가 직접 내화물 보강재를 분사시키지 않아도 되므로 안전사고 발생의 위험이 감소하고, 내화물 보수작업의 품질이 향상되는 효과를 가질 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

1: 내화물 10: 전기로
20: 루프 21: 작업구
100: 내화물 보수장치 110: 보강유닛
111: 프레임 112: 스프레이노즐
113: 공급관 120: 구동유닛
121: 승강장치 124: 틸팅장치
127: 회전장치 130: 지지부
131: 베어링 132: 걸림턱

Claims

전기로의 루프에 관통 형성된 작업구를 관통하여 설치되어 상기 전기로의 내부에 내화물 보강재를 공급하는 보강유닛; 및
상기 작업구 상에서 상기 보강유닛의 동작을 구현하는 구동유닛;을 포함하고,
상기 구동유닛은
상기 보강유닛과 연결되어 상기 보강유닛의 승강이동을 구현하는 승강장치와,
상기 보강유닛과 연결된 상기 승강장치의 각도를 조절하는 틸팅장치 및
상기 작업구를 회전축으로 상기 틸팅장치 및 상기 승강장치를 회전시키는 회전장치를 포함하는 전기로의 내화물 보수장치.
제1항에 있어서,
상기 보강유닛은
몸체를 이루고 상기 작업구를 관통하는 프레임과,
상기 전기로의 내부로 삽입된 상기 프레임의 단부에 마련되어 내화물 보강재를 분사하는 스프레이노즐 및
상기 프레임의 내부에 마련되어 상기 스프레이노즐로 내화물 보강재를 공급하는 공급관을 포함하는 전기로의 내화물 보수장치.
삭제
제2항에 있어서,
상기 작업구 상에서 상기 보강유닛을 안정적으로 지지하는 지지부를 더 포함하는 전기로의 내화물 보수장치.
제4항에 있어서,
상기 지지부는
상기 프레임의 외주면에 결합하여 마련되는 구 형상의 베어링과,
상기 작업구의 내주면에 마련되되 상기 베어링의 하측을 지지하도록 상기 작업구의 내측으로 돌출 형성되는 걸림턱을 포함하는 전기로의 내화물 보수장치.
제5항에 있어서,
상기 베어링의 외면에는
상기 작업구를 밀봉하는 실링부재가 마련되는 전기로의 내화물 보수장치.