KR101490606B1 - 스크랩슈트 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 스크랩슈트는, 스크랩이 수용되는 슈트본체; 및 상기 슈트본체의 후단부에 외장형으로 제공되는 밸런스 웨이트;를 포함한다.
이와 같이 본 발명은, 슈트본체의 후단부에 외장형으로 밸런스 웨이트가 제공됨으로써 스크랩슈트를 경량화하고 아울러 수용할 수 있는 스크랩의 용량을 늘여 전로에 대한 스크랩 장입량을 증가시킬 수 있다.
이와 더불어, 상기 슈트본체에 대한 밸런스 웨이트의 구성이 하나로 된 일체형이 아닌 복수 개의 웨이트부재로 이루어진 적층결합구조로 이루어짐으로써, 밸런스 웨이트의 중량을 조절함에 있어서 적정한 중량을 취하기 위해 보다 세밀하고 정확하게 중량조절을 할 수 있다.
이와 같이 본 발명은, 슈트본체의 후단부에 외장형으로 밸런스 웨이트가 제공됨으로써 스크랩슈트를 경량화하고 아울러 수용할 수 있는 스크랩의 용량을 늘여 전로에 대한 스크랩 장입량을 증가시킬 수 있다.
이와 더불어, 상기 슈트본체에 대한 밸런스 웨이트의 구성이 하나로 된 일체형이 아닌 복수 개의 웨이트부재로 이루어진 적층결합구조로 이루어짐으로써, 밸런스 웨이트의 중량을 조절함에 있어서 적정한 중량을 취하기 위해 보다 세밀하고 정확하게 중량조절을 할 수 있다.
Description
본 발명은 스크랩슈트로서, 장치중량을 경량화하고 아울러 스크랩 장입량을 증가시키는 스크랩슈트에 관한 것이다.
일반적으로 스크랩슈트(Scrap Chute)는 제철소의 제강공정에서 스크랩(Scrap)을 장입하기 위해 필요한 핵심설비이다. 이와 같은 스크랩슈트는 스크랩을 안전하게 이동하면서, 전로에 간섭없이 빠른 속도로 장입하기 위해 특정형상으로 제작된다.
도 1은 종래기술에 따른 스크랩슈트를 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 스크랩슈트가 전로에 스크랩을 장입 시 회전하면서 전로에 충돌하는 것을 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 기존의 스크랩슈트(10)는 슈트본체(3)와, 상기 슈트본체(3)에 설치된 밸런스 웨이트(5)로 구성되어, 스크랩(2)을 덤핑장부터 운반하여 전로(1)에 장입하는 역할을 수행한다.
이때, 상기 밸런스 웨이트(5)는 스크랩(2)이 수용되는 슈트본체(3) 내부에 고정설치되는 이로 인하여 여러 가지 문제점이 발생한다.
먼저, 상기 밸런스 웨이트(5)로 인하여 스크랩(2)이 수용되는 스크랩슈트(10)의 용적율에 있어서 한계점이 있는데, 즉 내부 용적이 제한되어 제강에 필요한 고철인 스크랩(2)을 전로(1)에 장입하는 양에 있어서 한계가 있다.
또한, 상기 밸런스 웨이트(5)로 인하여 스크랩(2)의 중량이 커짐으로써 이동설비(크레인, 소재 운반장비)의 설비부하 문제 및 잦은 파손으로 지속적인 정비비 증가가 발생한다.
상기와 같이 스크랩슈트(10)에서 내부용량과 중량에 가장 큰 영향을 미치는 설비는 밸런스 웨이트(5)이다.
기존의 밸런스 웨이트(5)는 중량이 10.7톤(스크랩슈트의 중량 65톤)으로 전체 스크랩슈트에서 차지하는 비중이 크며, 내용적(용량) 또한 슈트본체(3) 내에서 일정 정도의 부분을 차지하고 있다. 이와 같은 용량과 중량에 있어서 영향이 큰 핵심설비가 슈트본체(3) 내부에 고정되어 있다 보니, 스크랩슈트의 경량화 및 용량최적화는 달성하기 힘든 실정이다.
이로 인하여 실제 전로(1)에 필요한 고철 장입량보다 적은 양의 고철만 장입할 수 있어서 생산량의 감소로 이어질 수밖에 없는 한계가 있다.
그렇다고 슈트본체(3)를 크게 제작하는 방법도 논의되었지만, 슈트본체(3)의 사이즈 증가는 주변설비(크레인 용량한계, 소재 운반장비 용량한계, 공장가대와의 간섭 등)와의 문제로 인해 이를 해결하기에는 어려움이 따른다.
도 2를 참조하면, 크레인에 의해 스크랩슈트(10)가 들어올려진 상태에서 회전하면서 수용된 스크랩(2)을 전로(1)에 장입시킨다.
이를 위해 상기 슈트본체(3)의 후단부에는 크레인의 주권후크(8)가 걸어지는 걸림바(미도시)가 형성되고, 양측부에는 크레인의 보권후크(9)가 걸어지도록 돌출된 트러니언링(4)이 각각 형성된다.
상기 스크랩슈트(10)는 크레인에 의해 들어 올려져서 전로(1) 측으로 이동한 후, 주권후크(8)를 더 높이 들어올림으로써 보권후크(9)가 걸어진 트러니언링(4)을 중심으로 회전하면서 전단부가 내려감에 따라 스크랩(2)이 전로(1)에 장입하게 된다.
이와 같은 장입과정에서 스크랩(2)이 스크랩슈트(10)의 전단부로 점차적으로 이동함으로써 무게중심이 스크랩슈트(10)의 전측으로 이동되기 때문에 이에 대한 밸런스를 유지하기 위해 슈트본체(3)의 후측부에 밸런스 웨이트(5)가 설치고정된다.
그러나, 기존의 스크랩슈트(10)는 슈트본체(3) 내부의 후측부 밸런스 웨이트(5)가 설치고정되고 아울러 이러한 밸런스 웨이트(5)의 중량도 상술된 슈트의 경량화 및 용량최적화에 따라 한계가 있기 때문에, 스크랩슈트(10)의 전측으로 스크랩(2)이 일시적으로 무게이동을 하게 되면, 스크랩슈트(10)의 후단부가 수직선을 넘어서 회전하게 되어 전복됨으로써 전로(1)에 충돌하는 충돌사고 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 장치중량을 경량화하고 아울러 수용할 수 있는 스크랩의 용량을 늘여 전로에 대한 스크랩 장입량을 증가시키는 스크랩슈트를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스크랩슈트는, 스크랩이 수용되는 슈트본체; 및 상기 슈트본체의 후단부에 외장형으로 제공되는 밸런스 웨이트;를 포함한다.
이때, 상기 밸런스 웨이트는 복수 개의 웨이트부재로 이루어질 수 있다.
나아가, 상기 밸런스 웨이트는, 상기 슈트본체 후단부에서 복수 개의 상기 웨이트부재가 후측으로 적층용접된 메인웨이트부; 및 상기 메인웨이트부의 상부에서 복수 개의 상기 웨이트부재가 상측으로 적층용접된 서브웨이트부;를 구비할 수 있다.
아울러, 상기 메인웨이트부는 적층된 복수 개의 상기 웨이트부재가 후측으로 갈수록 작아질 수 있다.
한편, 상기 슈트본체의 후단부에는 보권후크가 걸리는 걸림바를 가진 후면커버가 설치되며, 상기 후면커버에는 상기 서브웨이트부의 복수 개 상기 웨이트부재가 안착지지되는 지지턱이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 스크랩슈트는, 슈트본체의 후단부에 외장형으로 밸런스 웨이트가 제공됨으로써 스크랩슈트를 경량화하고 아울러 수용할 수 있는 스크랩의 용량을 늘여 전로에 대한 스크랩 장입량을 증가시킬 수 있는 효과를 가진다.
이와 더불어, 상기 슈트본체에 대한 밸런스 웨이트의 구성이 하나로 된 일체형이 아닌 복수 개의 웨이트부재로 이루어진 적층결합구조로 이루어짐으로써, 밸런스 웨이트의 중량을 조절함에 있어서 적정한 중량을 취하기 위해 보다 세밀하고 정확하게 중량조절을 할 수 있는 장점을 지닌다.
도 1은 종래기술에 따른 스크랩슈트를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 스크랩슈트가 전로에 스크랩을 장입 시 회전하면서 전로에 충돌하는 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스크랩슈트를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 스크랩슈트에 밸런스 웨이트가 설치된 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 스크랩슈트가 전로에 스크랩을 장입하는 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 3의 스크랩슈트에서 밸러스 웨이트의 중량을 구하는 설계식을 위한 하중표시 및 거리를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 스크랩슈트가 전로에 스크랩을 장입 시 회전하면서 전로에 충돌하는 것을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스크랩슈트를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 스크랩슈트에 밸런스 웨이트가 설치된 것을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 스크랩슈트가 전로에 스크랩을 장입하는 것을 나타낸 도면이다.
도 6은 도 3의 스크랩슈트에서 밸러스 웨이트의 중량을 구하는 설계식을 위한 하중표시 및 거리를 나타낸 도면이다.
본 발명의 스크랩슈트는, 스크랩슈트를 경량화하고 아울러 수용할 수 있는 스크랩의 용량을 늘여 전로에 대한 스크랩 장입량을 증가시키기 위해, 슈트본체의 후단부에 외장형으로 밸런스 웨이트가 제공되는 것을 기술적 특징으로 한다.
이와 더불어, 본 발명은 밸런스 웨이트의 중량을 조절함에 있어서 적정한 중량을 취하기 위해 보다 세밀하고 정확하게 중량조절을 하기 위해, 슈트본체에 대한 밸런스 웨이트의 구성이 하나로 된 일체형이 아닌 복수 개의 웨이트부재로 이루어진 적층결합구조로 이루어진 것을 기술적 특징으로 한다.
이하, 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 스크랩슈트를 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 스크랩슈트에 밸런스 웨이트가 설치된 것을 나타낸 도면이며, 도 5는 도 3의 스크랩슈트가 전로에 스크랩을 장입하는 것을 나타낸 도면이다.
도면을 참조하면, 본 발명은 스크랩(2)이 수용되는 슈트본체(30)와, 상기 슈트본체(30)의 후단부에 외장형으로 제공되는 밸런스 웨이트(50)를 포함한다.
여기에서, 상기 슈트본체(30)는 후단부 외면에 크레인의 주권후크(8)가 걸리는 걸림바(71)가 형성되는데, 이러한 걸림바(71)에 크레인의 주권후크(8)가 걸린 다음 크레인의 상방 구동력에 의해 후측부가 위로 들어 올려질 수 있다.
또한, 상기 슈트본체(30)는 길이방향에서 중앙부보다 일정 정도 전측의 양측부에 각각 돌출된 트러니언링(31)(Trunnion Ring)이 형성되는데, 이러한 트러니언링(31)에 크레인의 보권후크(9)가 걸린 다음 크레인의 상방 구동력에 의해 주권후크(8)와 함께 보권후크(9)가 트러니언링(31)이 형성된 부분이 위로 들어올림에 따라, 스크랩슈트(100)를 들어올리게 된다.
그리고, 상기 밸런스 웨이트(50)는 슈트본체(30)의 후단부에 제공되는데, 슈트본체(30)의 외면에 외장형으로 설치될 수 있다.
이때, 상기 밸런스 웨이트(50)는 하나의 일체형으로 이루어진 구조가 아닌 복수 개의 웨이트부재(51)로 구성될 수 있는데, 즉 복수 개의 웨이트부재(51)가 서로 결합된 구조를 취할 수 있다.
구체적으로, 상기 밸런스 웨이트(50)는 슈트본체(30) 후단부에서 메인웨이트부(50a)와 상기 메인웨이트부(50a)의 상부에 서브웨이트부(50b)를 구비할 수 있다.
여기에서, 상기 메인웨이트부(50a)는 슈트본체(30) 후단부에 복수 개의 웨이트부재(51)가 후측으로 적층결합된 구조를 이루게 되고, 상기 서브웨이트부(50b)는 메인웨이트부(50a)의 상부에서 복수 개의 웨이트부재(51)가 상측으로 적층결합된 구조를 이루게 된다.
이때, 상기 메인웨이트부(50a)에서 복수 개의 웨이트부재(51)는 후측의 적층결합하기 위해 일례로서 용접을 통해 결합이 이루어지는데 후측으로 갈수록 용접부위가 점차적으로 적어지는 점용접이 되는 결합구조를 이룰 수 있다. 이는 점용접된 웨이트부재(51)가 복수 개 결합된 다음 추후 밸런스 웨이트(50)의 중량을 낮추는 것이 필요한 경우에 분리가 용이하도록 하기 위함이다.
물론, 상기 서브웨이트부(50b)도 메인웨이트부(50a)와 대응되게 상측으로 갈수록 용접부위가 점차적으로 적어지는 점용접이 되는 결합구조를 이룰 수 있다.
이와 더불어, 상기 메인웨이트부(50a)는 적층된 복수 개의 상기 웨이트부재(51)가 후측으로 갈수록 작아질 수 있다. 이는 밸런스 웨이트(50)의 중량을 조절함에 있어서 적정한 중량을 취하기 위해 보다 세밀하고 정확하게 중량조절을 할 수 있기 때문이다.
즉, 설치되는 주변 환경과 함께 전로(1)에 이동시켜 장입시키는 스크랩(2)의 양을 고려하여 스크랩슈트(100)에 있어서 최적의 밸런스 웨이트(50) 중량을 구현하기 위함이다.
한편, 상기 슈트본체(30)의 후단부에는 보권후크(9)가 걸리는 걸림바(71)를 가진 후면커버(70)가 설치될 수 있는데, 이러한 후면커버(70)에는 상기 서브웨이트부(50b)의 복수 개 웨이트부재(51)가 안착지지되는 지지턱(72)이 형성될 수 있다.
즉, 상기 후면커버(70)는 슈트본체(30)의 후면부를 덮도록 후단부에 설치되는데, 이때 외부 측에는 크레인의 보권후크(9)가 걸리는 걸림바(71)가 형성되고 내부 측에는 서브웨이트부(50b)의 웨이트부재(51)가 안착지지되도록 지지턱(72)이 형성될 수 있다.
이때, 상기 지지턱(72)은 서브웨이트부(50b)재(51)의 웨이트부재(51)가 상측으로 적층되면서 배치되는 구조를 이룸에 따라 이와 대응되게 수평으로 배치된 구조를 취하게 되며, 바람직하게 최하단의 웨이트부재(51)가 용접결합되어 견고하게 설치될 수 있음은 물론이다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 의해 밸런스 웨이트(50)의 중량 및 수용가능한 스크랩(2)의 용량변화에 대해 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
도 6은 도 3의 스크랩슈트에서 밸러스 웨이트의 중량을 구하는 설계식을 위한 하중표시를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 스크랩슈트(100)는 양측부에 각각 돌출된 트러니언링(31)에 보권후크(9)가 걸려서 위치고정된 상태로 후단부의 걸림바(71)에 걸린 주권후크(8)가 상승하게 되면, 후측부가 올라가면서 내부에 수용된 스크랩(2)이 전측에 배치된 전로(1)에 장입하게 된다.
이때, 스크랩슈트(100)가 전도되어 전로(1)에 충돌하는 것을 방지하기 위한 밸런스 웨이트(50)의 중량을 구하면 아래의 수학식 1과 같다.
여기에서, 수학식 1은 트러니언링(31)을 회전중심으로 한 스크랩슈트(100)의 반시계방향 모멘트가 0보다 커야 된다는 설정을 통해 만들어진다.
이때, M0는 트러니언링(31)을 회전중심으로 한 모멘트 값, W.B(Balance Weight)는 스크랩슈트(100)의 밸런스를 위한 밸런스 웨이트(50)의 중량, Wc(Chute Weight)는 슈트본체(30)의 중량, Ws(Scrap Weight)는 스크랩(2)의 중량, L은 회전중심으로부터 밸런스 웨이트(50)까지의 거리, Lc는 회전중심으로부터 슈트본체(30)의 중량중심까지의 거리, Ls는 회전중심으로부터 장입시 스크랩슈트(100)의 전측까지 이동된 스크랩(2)의 중량중심까지의 거리를 나타낸다.
이에 따라, 수학식 1에서의 각각의 수치를 대입함으로써 이론적인 밸런스 웨이트의 중량을 구할 수 있으며, 이러한 밸런스 웨이트는 안전율을 고려하여 일정 정도 높게 설정할 수 있다.
결과적으로, 본 발명에 의해 밸런스 웨이트(50)는 기존에 사용되는 내장형 밸런스 웨이트(도 1의 5)의 중량에 비하여 적은 수치를 얻을 수 있으며, 이로 인하여 스크랩슈트의 경량화를 이룰 수 있다.
이에 더하여, 본 발명의 밸런스 웨이트(50)가 기존의 슈트본체(3)의 내부에 배치된 내장형이 아닌 슈트본체(30)의 외부에 배치된 외장형으로서, 슈트본체(3) 내부에 배치된 기존의 밸런스 웨이트(5)의 부피만큼 스크랩(2) 수용용량이 늘어나게 된다.
이로 인하여 기존의 스크랩슈트(도 1의 10)에 의한 스크랩(2) 장입량에 반하여, 본 발명의 스크랩슈트(100)에 의한 스크랩(2) 장입량을 증가시킬 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명은, 슈트본체(30)의 후단부에 외장형으로 밸런스 웨이트(50)가 제공됨으로써 스크랩슈트(100)를 경량화하고 아울러 수용할 수 있는 스크랩(2)의 용량을 늘여 전로(1)에 대한 스크랩(2) 장입량을 증가시킬 수 있다.
이와 더불어, 상기 슈트본체(30)에 대한 밸런스 웨이트(50)의 구성이 하나로 된 일체형이 아닌 복수 개의 웨이트부재(51)로 이루어진 적층결합구조로 이루어짐으로써, 밸런스 웨이트(50)의 중량을 조절함에 있어서 적정한 중량을 취하기 위해 보다 세밀하고 정확하게 중량조절을 할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
1 : 전로 2 : 스크랩
8 : 주권후크 9 : 보권후크
30 : 슈트본체 31 : 트러니언링
50 : 밸런스 웨이트 50a : 메인웨이트부
50b : 서브웨이트부 51 : 웨이트부재
70 : 후면커버 71 : 걸림바
72 : 지지턱 100 : 스크랩슈트
8 : 주권후크 9 : 보권후크
30 : 슈트본체 31 : 트러니언링
50 : 밸런스 웨이트 50a : 메인웨이트부
50b : 서브웨이트부 51 : 웨이트부재
70 : 후면커버 71 : 걸림바
72 : 지지턱 100 : 스크랩슈트
Claims (5)
- 스크랩(2)이 수용되는 슈트본체(30); 및 상기 슈트본체(30)의 후단부에 외장형으로 제공되는 밸런스 웨이트(50);를 포함하며,
상기 밸런스 웨이트(50)는 복수 개의 웨이트부재(51)로 이루어지며,
상기 밸런스 웨이트(50)는, 상기 슈트본체(30) 후단부에서 복수 개의 상기 웨이트부재(51)가 후측으로 적층용접된 메인웨이트부(50a); 및 상기 메인웨이트부(50a)의 상부에서 복수 개의 상기 웨이트부재(51)가 상측으로 적층용접된 서브웨이트부(50b);를 구비하며,
상기 메인웨이트부(50a)는 적층된 복수 개의 상기 웨이트부재(51)가 후측으로 갈수록 작아지며,
상기 슈트본체(30)의 후단부에는 보권후크(9)가 걸리는 걸림바(71)를 가진 후면커버(70)가 설치되며, 상기 후면커버(70)에는 상기 서브웨이트부(50b)의 복수 개 상기 웨이트부재(51)가 안착지지되는 지지턱(72)이 형성되며,
상기 메인웨이트부(50a)와 서브웨이트부(50b)는 복수 개의 상기 웨이트부재(51)가 점용접되되, 상기 메인웨이트부(50a)는 후측으로 갈수록 용접부위가 작아지고, 상기 서브웨이트부(50b)는 상측으로 갈수록 용접부위가 작아지는 것을 특징으로 하는 스크랩슈트(100).
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