KR102009817B1 - 스카핑 유닛 수리방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제철소 슬래브정정 공정에서 슬래브(Slab)의 표면에 발생한 기포결함이나 불순물을 제거하는 스카핑 유닛을 수리하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하면 사용된 스카핑 유닛을 수거하여 표면의 불순물을 제거한 후 각 부품으로 분해하고, 분해된 스카핑 유닛 부품의 소손 부분에 복원 모재를 브레이징 방식으로 융접처리하며, 브레이징 처리된 스카핑 유닛을 표준 형태의 스카핑 유닛 부품과 동일한 형태로 절삭 및 연마한 후 재조립하는 스카핑 유닛 수리방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 제철소 슬래브정정 공정에서 슬래브(Slab)의 표면에 발생한 기포결함이나 불순물을 제거하는 스카핑 유닛을 수리하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하면 사용된 스카핑 유닛을 수거하여 표면의 불순물을 제거한 후 각 부품으로 분해하고, 분해된 스카핑 유닛 부품의 소손 부분에 복원 모재를 브레이징 방식으로 융접처리하며, 브레이징 처리된 스카핑 유닛을 표준 형태의 스카핑 유닛 부품과 동일한 형태로 절삭 및 연마한 후 재조립하는 스카핑 유닛 수리방법에 관한 분야이다.
금속 공작물, 예를 들어 길쭉한 강철 슬래브(elongate steel slab), 빌릿(billet) 및 바 스톡(bar stock)의 제조 및 마감공정에서, 예를 들어 압연(rolling) 또는 주조(casting) 공정에서 생긴 균열(crack), 심(seam), 슬래그(slag) 개재물, 표면 산화물, 및 기계적 결함과 같은 표면 결함을 제거하기 위하여 공작물의 상부, 저부 또는 측면을 따라 위치된 적어도 하나의 스카핑 유닛을 갖는 스카핑 장치와 강철 공작물 사이에서 상대적인 이동을 함으로써 강철품이 면가공되거나 결정된다.
공지된 일 타입의 스카핑 장치는 공작물이 제공된 스카핑 장치를 통해서 및 스카핑 유닛들 사이를 통과할 때, 공작물의 각 측면을 동시에 스카핑하도록 공작물의 단부 부분 및 폭을 따라 설치된 상부, 저부 및 대향 측면 스카핑 유닛을 포함한다.
더불어 스카핑 장치의 상부, 측면 및 저부 스카핑 유닛 각각은 각각의 이러한 스카핑 유닛의 일부로서 제공된 블록 조립체 또는 대향하는 상부 및 하부 예열 블록으로 산소 및 연료 가스 모두를 수용 및 분산시키도록 구성 및 배치된 매니폴드(manifold) 및 헤드 조립체를 포함한다.
또한 각각의 상부 및 하부 예열 블록은 서로 이격되어 그 사이에 산소 스카핑을 형성하며, 이 산소가 슬롯을 통해 가압되면서 통과하고 공작물쪽으로 향하면서 열화학적 스카핑 처리가 일어나게 한다.
아울러 하부 예열 블록은 전형적으로 공작물의 표면 상에 산화 작용 반응을 유지시키고 흡기(aspiration), 즉 열화학적 스카핑 처리의 효과를 감소시키는 대기 공기와의 혼합으로부터 산소 유동을 차폐시킬 목적으로 산소 유동에 인접하여 연료 가스를 방출시키기 위한 상부 및 하부 예열 블록으로 형성된 산소 슬롯에 인접하여 위치된 방출 개구를 갖는 연료가스 통로를 포함한다.
즉, 상기 구성의 일반적인 스카핑 유닛은 일정 기간 동안 사용되면, 스카핑 유닛의 표면에 고형물이 고착되고, 일부분이 소손되며, 산소, 가스 및 냉각수를 각각 유동시키기 위하여 내부에 형성된 유로들이 손상되는데, 스카핑 유닛은 고가이기 때문에 수리되어 재사용된다.
다음은 스카핑 유닛을 수리하는 방법에 관한 대표적인 종래기술이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1492820호는 스카핑 장치의 슈 블록 정비방법에 관한 것으로서, 슈 블록의 표면에 묻어있는 이물질을 제거하는 제1단계; 상기 슈 블록의 스키드를 제거하는 제2단계; 상기 슈 블록의 표면을 사상하는 제3단계; 상기 슈 블록의 표면을 열처리하는 제4단계; 상기 슈 블록의 표면을 용접하여 육성하는 제5단계; 상기 슈 블록의 육성표면을 균일하게 가공하고 스키드 삽입홈을 형성하는 제6단계; 상기 슈 블록을 약품처리 하는 제7단계; 상기 슈 블록의 스키드 삽입홈에 새로운 스키드를 장착하는 제8단계; 상기 슈 블록의 내부에 액체 또는 기체를 공급하여 기밀상태를 검사하는 제9단계; 상기 슈 블록의 표면을 연마하는 제10단계로 이루어지는 스카핑 장치의 슈 블록 정비방법을 제시하였다.
또한 상기 종래기술에 의한 슈 블록 정비방법은 스카핑 유닛에 포함되는 슈 블록의 손상 및 변형된 스키드를 교환하여 슬래브의 스카핑 작업의 효율성을 향상시킬 수 있는 효과를 실현하였으나, 실질적으로는 스카핑 유닛의 일부 부품을 교체하는 방법에 해당되어, 손상된 스카핑 유닛의 부품을 수리하여 재사용할 수 있는 방법을 제시하지는 못하는 한계가 있어서, 이를 해결하기 위한 지속적인 연구개발이 요구되는 실정이다.
본 발명은 스카핑 유닛의 수리방법의 종래기술에 따른 문제점들을 개선하고자 안출된 기술로서, 종래 사용된 스카핑 유닛은 단순히 육안 판별로서 외부의 손상 정도를 파악한 후 스카핑 유닛의 수리 여부를 결정하고 수리되기 때문에, 스카핑 유닛의 내부에 형성된 유로의 손상 정도 및 내부 일부분의 크랙 정도를 확인할 수 없어서, 수리 여부의 결정이 정확하게 파악되지 못하고, 수리된 스카핑 유닛의 내구성이 확보되지 못하는 문제가 발생하였고;
특히, 스카핑 유닛의 수리방법이 용접봉을 이용한 일반적인 용접방식으로 처리되기 때문에, 용접부분의 정밀도가 떨어지고, 수리된 스카핑 유닛을 이용한 산소 및 가스의 분사가 원활하게 이루어지지 못하는 문제가 발생하여, 이에 대한 해결점을 제공하는 것을 주된 목적으로 하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 소기의 목적을 실현하고자,
스카핑 유닛의 표면의 불순물을 제거하는 샌딩공정; 상기 샌딩공정 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 분해하는 분해공정; 상기 분해공정 처리된 스카핑 유닛의 각 부품의 소손 부분을 절삭하는 1차 기계가공공정; 상기 1차 기계가공공정 처리된 스카핑 유닛의 각 부품의 소손 부분과 복원모재 사이에 용가재를 넣은 후 지그를 이용하여 고정시키는 브레이징 지그공정; 상기 브레이징 지그공정 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 브레이징 처리하는 브레이징 공정; 상기 브레이징 공정 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 각 부품의 표준 형태와 동일한 형태로 절삭 및 연마하는 2차 기계가공공정; 상기 2차 기계가공공정 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 조립한 후 기체 또는 물을 이용하여 압력 검사 및 누수 검사를 처리하는 검수공정;을 포함하여 구성되는 스카핑 유닛 수리방법을 제시한다.
상기와 같이 제시된 본 발명에 의한 스카핑 유닛 수리방법은 샌딩공정 처리된 스카핑 유닛을 분해공정에서 분해하여, 스카핑 유닛 각 부품의 질량을 사용되기 이전의 스카핑 유닛 각 부품과 비교하여 일정 범위 내의 질량 손실을 가지는 스카핑 유닛 각 부품만을 수리할 수 있기 때문에, 스카핑 유닛의 수리 가능성 여부를 명확하게 확인할 수 있고, 그에 따른 수리된 스카핑 유닛의 내구성의 확보할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 효과를 얻을 수 있고;
소손 부분에 복원 모재를 브레이징 방식으로 융접시킬 수 있기 때문에, 용접봉을 이용한 일반적인 용접방식으로 수리된 스카핑 유닛과 비교하여, 융접부분의 정밀도를 보다 우수하게 확보할 수 있고, 수리된 스카핑 유닛을 이용한 산소 및 가스의 분사가 새로운 제품에 버금가는 정도로 확보될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스카핑 유닛 수리방법에 의하여 수리되는 스카핑 유닛을 나타내는 측면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스카핑 유닛 수리방법의 공정 순서를 나타내는 공정 순서 블럭도.
도 3은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 의한 스카핑 유닛 수리방법의 공정 순서를 나타내는 공정 순서 블럭도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 스카핑 유닛 수리방법의 공정 순서를 나타내는 공정 순서 블럭도.
도 3은 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 의한 스카핑 유닛 수리방법의 공정 순서를 나타내는 공정 순서 블럭도.
본 발명은 제철소 슬래브정정 공정에서 슬래브(Slab)의 표면에 발생한 기포결함이나 불순물을 제거하는 스카핑 유닛을 수리하는 방법에 관한 것으로서, 스카핑 유닛의 표면의 불순물을 제거하는 샌딩공정(S100); 상기 샌딩공정(S100) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 분해하는 분해공정(S200); 상기 분해공정(S200) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품의 소손 부분을 절삭하는 1차 기계가공공정(S300); 상기 1차 기계가공공정(S300) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품의 소손 부분과 복원모재 사이에 용가재를 넣은 후 지그를 이용하여 고정시키는 브레이징 지그공정(S400); 상기 브레이징 지그공정(S400) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 브레이징 처리하는 브레이징 공정(S500); 상기 브레이징 공정(S500) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 각 부품의 표준 형태와 동일한 형태로 절삭 및 연마하는 2차 기계가공공정(S600); 상기 2차 기계가공공정(S600) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 조립한 후 기체 또는 물을 이용하여 압력 검사 및 누수 검사를 처리하는 검수공정(S700);을 포함하여 구성되는 스카핑 유닛 수리방법에 관한 것이다.
이하 본 발명의 실시예를 도시한 도면 1 내지 3을 참고하여 본 발명을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
우선, 본 발명에 의한 수리방법에 의하여 수리되는 스카핑 유닛은 스카핑 장치에 체결되어 산소와 가스를 이용하여 화염을 발생시키고, 상기 화염을 이용하여 슬래브의 표면에 발생한 기포결함이나 불순물을 제거하는 장치이다.
또한 상기 스카핑 장치는 스카핑 처리를 위한 일반적인 구성품으로 구성될 수 있고, 스카핑 처리되는 슬래브의 일정부분의 외측에 연속적으로 정렬된 복수 개의 스카핑 유닛이 구비되어, 스카핑 유닛에 대하여 슬래브의 길이방향으로 이동되는 슬래브 표면 전체를 스카핑 처리할 수 있도록 구성된다.
이때, 상기 스카핑 장치에는 스카핑 유닛에 산소 및 가스를 공급할 수 있는 산소공급장치 및 가스공급장치가 포함되고, 화염을 발생시키는 스카핑 유닛을 냉각시키기 위한 냉각수를 공급하는 냉각수공급장치 및 공급된 냉각수를 회수하는 냉각수회수장치가 더 포함될 수 있다.
아울러 상기 산소공급장치, 가스공급장치, 냉각수공급장치 및 냉각수회수장치는 공지기술에 의한 것을 이용할 수 있다.
더불어 상기 스카핑 유닛은 다양한 구성품으로 구성될 수 있고, 바람직하게는 도 1과 같이 헤드블럭(10), 상부블럭(30) 및 하부블럭(40) 및 슈블럭(50)을 포함하여 구성되고, 상기 헤드블럭(10), 상부블럭(30) 또는 하부블럭(40) 각각은 그 기능의 향상 및 구조적 변화를 위하여 복수의 블럭체로 나누어지도록 구성된 후, 각각의 블럭체가 상호 결합되어 단일의 헤드블럭(10), 상부블럭(30) 또는 하부블럭(40)을 이룰 수 있다.
또한 상기 헤드블럭(10), 상부블럭(30) 또는 하부블럭(40) 간의 체결관계가 성립되는 일정부분에는 또 다른 구성물(일실시예로 헤드블럭(10)과 상부블럭(30)의 사이에 상부베이스(20))가 더 포함되는 구성을 하여, 상기 헤드블럭(10), 상부블럭(30) 또는 하부블럭(40)의 기능 향상 및 구조적 변화를 꾀할 수 있다.
이하, 본 발명은 스카핑 유닛에 포함될 수 있는 상기 헤드블럭(10), 상부블럭(30), 하부블럭(40) 및 상부베이스(20)에 관한 보다 구체적인 설명은 공지의 기술로 대신하겠고, 스카핑 유닛 수리방법에 관하 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
구체적으로, 본 발명에 의한 스카핑 유닛 수리방법은 거시적으로 샌딩공정(S100), 분해공정(S200), 1차 기계가공공정(S300), 브레이징 지그공정(S400), 브레이징 공정(S500), 공2차 기계가공정(S600) 및 검수공정(S700)을 포함하여 구성된다.
즉, 상기 샌딩공정(S100)은 스카핑 유닛의 표면의 불순물을 제거하는 과정으로서, 수리를 위하여 입고된 스카핑 유닛의 표면에 묻거나 고착된 불순물을 제거하여, 하기 분해공정(S200)의 청정성을 확보하고, 스카핑 유닛 표면의 소손상태를 육안으로 확인할 수 있도록 하는 공정이다.
이때, 상기 샌딩공정(S100)은 연마 패드가 장착된 연마기를 이용하여 수행할 수도 있고, 입자성을 가지는 샌딩입자(모래)를 압축공기에 의하여 분사하는 샌드 블라스트 방식으로 수행할 수도 있다.
아울러 상기 분해공정(S200)은 상기 샌딩공정(S100) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 분해하는 과정(이하 분해과정)으로서, 스카핑 유닛을 구성하는 구성품인 상기에서 설명한 헤드블럭(10), 상부블럭(30), 하부블럭(40) 및 상부베이스(20)을 분리시키는 공정이다.
즉, 상기 분해공정(S200)에서 분해된 스카핑 유닛은 헤드블럭(10), 상부블럭(30), 하부블럭(40) 및 상부베이스(20) 등의 부품으로 구분될 수 있고, 상기 각 부품들은 분해공정(S200) 이후의 공정들이 별도로 처리되어 각각의 부품들이 수리된다.
또한 상기 분해과정으로 분해된 각 부품은 스카핑 유닛의 사용 환경에 따라 서로 다른 소손 정도를 가질 수 있고, 소손 정도가 심한 부품은 상기 분해과정 이후의 수리공정들을 처리하지 않고 폐기처분되어 새로운 스카핑 유닛 제조를 위한 물질로 재활용될 수 있다.
즉, 일반적으로 스카핑 유닛의 부품은 구리 재질의 것으로 만들어지기 때문에, 상기 폐기처분되는 스카핑 유닛의 부품은 용융시킨 후 새로운 스카핑 유닛 제조를 위한 용융물로 재활용할 수 있다.
이때, 당업자는 상기 분해과정 이후에 수리 또는 폐기로 구분되는 스카핑 유닛 부품의 구분 기준을 적절하게 설정할 수 있으나, 일 실시예로는 사용되기 이전의 해당 스카핑 유닛의 부품의 질량과 분해된 해당 스카핑 유닛 부품의 질량을 비교하는 방식으로 이루어질 수 있다.
보다 상세하면, 일반적으로 스카핑 유닛은 고열에 노출된 상태를 가지고, 내부에 형성된 산소 유로, 가스 유로 및 냉각수 유로를 통하여 산소, 가스 및 냉각수를 계속적으로 유동시키는 구성을 하기 때문에, 슬래브에서 튀는 고열의 불순물에 의하여 외부 일부분이 소손되어 떨어져 나가고, 상기 유로들이 마모되어 유로의 일부분이 손실되거나 마모되어, 결과적으로는 각 부품들의 질량이 사용되기 이전의 부품들 질량보다 감소하게 된다.
이에 대하여, 본 발명은 상기 분해과정으로 처리된 스카핑 유닛의 각 부품들의 질량을 사용되기 이전의 각 부품들의 질량과 비교하여, 스카핑 유닛의 각 부품의 사용 이전 중량보다 월등히 중량 손실이 크지 않은 스카핑 유닛 부품만을 대상으로 하기의 1차 기계가공공정(S300)을 처리할 수 있다.
즉, 상기 샌딩공정(S100) 처리 이전의 스카핑 유닛의 표면에는 상당량의 불순물이 고착되어 있는 상태이기 때문에, 사용된 스카핑 유닛의 질량을 사용되기 이전의 스카핑 유닛의 질량과 비교하면, 상기 불순물의 질량으로 인하여 실제 사용된 스카핑 유닛의 질량 손실 정도를 정확하게 알 수 없고; 상기 분해과정으로 처리 이전의 스카핑 유닛 역시 다수의 부품이 서로 결합된 상태이기 때문에, 특정 스카핑 유닛 부품만의 소손 정도가 심하더라도 전체 스카핑 유닛의 질량 손실이 크기 않을 경우에는 모든 부품을 하기의 1차 기계가공공정(S300) 처리해야 하는 어려움이 있으므로, 각 부품의 표면에서 불순물이 제거되고 분해된 상태인 상기 분해과정 이후에 수리대상 부품과 폐기대상 부품을 구분할 수 있다.
아울러 상기와 같이 분해과정 처리된 스카핑 유닛의 각 부품의 질량과 사용 이전의 스카핑 유닛의 각 부품의 질량과의 비교는 당업자의 판단에 따라 적절하게 선택할 수 있고, 그에 대한 구체적인 설명은 생략하겠다.
또한 상기 1차 기계가공공정(S300)은 상기 분해공정(S200) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품의 소손 부분을 절삭하는 과정으로서, 스카핑 유닛 각 부품의 외부에 해당하는 부분 또는 각 부품의 내부에 형성된 상기 산소 유로, 가스 유로 또는 냉각수 유로의 소손 부분을 절삭하여 제거하는 공정이다.
즉, 상기 1차 기계가공공정(S300)은 스카핑 유닛 각 부품의 소손 부분을 각 부분에서 제거하여, 소손 부분을 하기 브레이징 공정(S500)에서 새롭게 복원시키기 위한 전처리 과정이다.
이때, 상기 1차 기계가공공정(S300)은 스카핑 유닛 각 부분의 소손 부분에 따라 절삭기, 글라인더, 드릴 등과 같은 적절한 절삭공구를 이용하여 처리할 수 있고, 일실시예로서 상기 산소 유로, 가스 유로 또는 냉각수 유로 등의 내경이 커지거나 일부 구간이 소손된 경우에는 드릴과 같은 절삭공구를 이용하여 유로의 내부면을 절삭할 수 있다.
더불어 상기 브레이징 지그공정(S400)은 상기 1차 기계가공공정(S300) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품의 소손 부분과 복원모재 사이에 용가재를 넣은 후 지그를 이용하여 고정시키는 과정으로서, 사용되어 일부분이 소손된 스카핑 유닛 각 부품의 소손 부분에 소손 이전의 형태를 가지는 복원 모재를 용가재와 함께 고정시키는 공정이다.
즉, 상기 브레이징 지그공정(S400)은 상기 1차 기계가공공정(S300) 처리된 스카핑 유닛 각 부품의 절삭된 소손 부분의 절삭면에 용가재와 복원 모재를 순차적으로 적층시키고, 지그를 이용하여 상기 용가재와 복원 모재가 절삭된 소손 부분에 고정될 수 있도록 지그로 고정시키는 공정이다.
이때, 상기 복원 모재는 사용되기 이전의 각 부품이 가지는 표준 형태(제작 형태)와 동일한 형태를 가지도록 가공된 구성으로서, 스카핑 유닛 각 부품의 소손 부분에 따라 서로 다른 형태를 가지고, 스카핑 유닛 각 부품과 동일한 재질의 것을 구성된다.
일실시예로서, 상기 스카핑 유닛 부품의 외부 일부분이 소손 부분이면, 상기 복원 모재는 상기 외부 일부분과 동일 또는 더 큰 상태를 가지는 복원 모재를 이용하여 해당 소손 부분에 고정시키고, 다른 실시예로서, 상기 스카핑 유닛 부품의 유로의 일부분이 소손 부분이면, 소손된 유로를 막거나 유로의 내부 일부분을 형성시킬 수 있는 형태의 복원 모재를 이용하여 해당 유로의 소손 부분에 고정시킬 수 있다.
아울러 상기 용가재는 수리되는 스카핑 유닛 각 부품과 복원 모재를 상호 결착시키기 위한 첨가 금속으로서, 스카핑 유닛 각 부품의 재질에 따라 적절한 재질의 것을 이용할 수 있고, 수리되는 스카핑 유닛 각 부품이 구리 재질의 것인 경우에는 상기 용가재는 은(Ag)이 함유된 재질의 것으로 구성할 수 있다.
이때, 상기와 같이 상기 스카핑 유닛의 각 부품은 구리 재질의 것으로 구성되고, 상기 브레이징 지그공정(S400)의 용가재가 은(Ag) 재질의 것으로 구성되면, 은 재질의 열전도가 우수하여, 하기 브레이징 공정(S500)에서 열에 의하여 가열된 용가재와 스카핑 유닛 각 부품의 소손 부분 및 복원 모재 간의 온도차이를 줄일 수 있고, 그 결과 융접부분의 물성이 향상될 수 있도록 하는 효과를 얻을 수 있다.
또한 일반적인 용접방식에서 사용되는 납 재질의 용가재와 비교하여 은의 용융점이 더 높기 때문에, 은 재질의 용가재를 사용할 경우에는 하기 브레이징 공정(S500)에서 가해지는 고열에 대한 내열성이 향상되어, 용가재에 의하여 형성된 융접부분의 내구성이 향상되고, 그 결과 보수된 스카핑 유닛 각 부품의 보수부분의 인장강도가 향상될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
더불어 상기 브레이징 지그공정(S400)에서 사용되는 지그는 수리되는 스카핑 유닛 각 부품의 형태 또는 소손 부분의 위치 및 형태에 따라 적절한 형태의 것을 이용할 수 있음은 자명할 것이다.
또한 상기 브레이징 공정(S500)은 상기 브레이징 지그공정(S400) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 브레이징 처리하는 과정으로서, 일정의 열을 가하여 상기 복원 모재를 스카핑 유닛 각 부품의 소손 부분에 융접시키는 공정이다.
즉, 상기 브레이징 공정(S500)은 일정의 열을 가할 수 있는 브레이징 로에 상기 브레이징 지그공정(S400) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 수용시킨 후 일정 시간동안 열처리함으로써 상기 복원 모재와 스카핑 유닛 각 부품은 용용되지 않되, 용가재를 용융시켜 상기 복원 모재를 스카핑 유닛 각 부품의 소손 부분에 융접시키는 공정이다.
이때, 수리되는 스카핑 유닛의 각 부품이 구리 재질의 것으로 구성되는 경우, 본 발명은 450℃ 이상의 용융점을 가지는 금속 재질의 용가재이면 다양한 종류의 것을 이용할 수 있고, 바람직하게는 은(Ag) 재질 또는 은(Ag)을 주성분으로 하는 합금을 이용할 수 있다.
아울러 보다 바람직하게는 상기 스카핑 유닛의 각 부품이 구리 재질의 것으로 구성되고, 상기 용가재가 은 재질의 것으로 구성되는 경우에는 상기 브레이징 로의 가열온도는 700~1,050℃의 온도로 처리되고, 상기 온도 범위 내에서 2~12시간 동안 브레이징 로를 이용한 브레이징 공정(S500)이 처리되어 상기 복원 모재를 스카핑 유닛의 각 부품의 소손 부분에 융접시킬 수 있다.
또한 상기 브레이징 로는 700~1,050℃로 가열되기 이전에 1~3시간 동안 예열하는 과정이 이루어질 수 있고, 700~1,050℃의 온도 범위 내에서 2~12시간 동안 가열된 이후에는 3~5시간 동안의 브레이징 로 냉각 과정이 이루어질 수 있다.
즉, 상기와 같은 브레이징 공정(S500)은 일반적인 용접 방식을 이용한 스카핑 유닛의 수리방법과 비교하여, 스카핑 유닛 각 부품 및 복원 모재의 변형 및 물성 저하 없이 스카핑 유닛 각 부품의 소손 부분에 복원 모재를 융접시킬 수 있는 효과를 실현시킬 수 있고, 융접부분의 정교한 접합이 가능한 효과를 실현시킬 수 있다.
또한 상기 브레이징 공정(S500)의 브레이징 로는 특별한 압력으로 관리할 수도 있고, 진공 상태로 이루어져 브레이징 공정(S500)의 효율성을 증대시킬 수도 있으며, 상기 브레이징 로의 진공압은 당업자의 판단에 따라 적절하게 조절할 수 있다.
더불어 상기 2차 기계가공공정(S600)은 상기 브레이징 공정(S500) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 각 부품의 표준 형태와 동일한 형태로 절삭 및 연마하는 과정으로서, 상기 브레이징 공정(S500) 처리된 스카핑 유닛의 융접부분 및 복원 모재의 표면을 절삭 및 연마하는 공정이다.
즉, 상기 2차 기계가공공정(S600)은 상기 브레이징 공정(S500) 처리된 후 냉각된 스카핑 유닛의 각 부품을 최초 사용되기 이전의 스카핑 유닛의 각 부품의 상태인 표준 형태와 동일한 형태로 가공하는 과정으로서, 절삭기, 글라인더, 드릴 등과 같은 적절한 절삭공구를 이용하여 처리할 수 있다.
일실시예로서, 상기 스카핑 유닛의 각 부품의 복원 부분이 산소, 가스 또는 냉각수를 유동시키는 유로인 경우이고, 상기 브레이징 지그공정(S400)에서 상기 유로에 복원 모재를 내입시킨 후 상기 브레이징 공정(S500)에서 복원 모재를 유로의 내부에 융접시킨 경우에는, 작업자는 표준 형태의 유로의 내경과 동일한 외경을 가지는 드릴과 같은 절삭공구를 이용하여, 표준 형태의 유로와 동일한 내경을 가지는 유로를 복원 부분에 형성시킬 수 있다.
아울러 상기 검수공정(S700)은 상기 2차 기계가공공정(S600) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 조립한 후 기체 또는 물을 이용하여 압력 검사 및 누수 검사를 처리하는 과정으로서, 상기 2차 기계가공공정(S600)을 통하여 소손 부분이 복원된 스카핑 유닛의 각 부품을 조립하여 스카핑 유닛을 만든 후 온전한 수리가 이루어졌는지 확인하는 공정이다.
이때, 복원되어 재조립된 스카핑 유닛은 산소, 가스 및 냉각수의 유동 상태를 확인하기 위하여, 기체 또는 물과 같은 유체를 상기 산소, 가스 및 냉각수를 대신하여 이용할 수 있다.
특히, 검수공정(S700)에서는 산소 유로와 가스 유로를 통하여 유동된 후 분사되는 산소 및 가스의 분사 상태 확인하고, 조립된 스카핑 유닛의 각 부품의 복원 부분(유로)에 상기 산소 및 가스의 압력이 가해진 경우 복원 부분이 다시 손상되는 지 여부를 확인하며, 조립된 스카핑 유닛의 각 부품의 결합부분에서 산소, 가스 또는 냉각수의 누수가 발생하는지 여부를 확인하기 위하여, 상기 유체를 이용하여 압력 검사 및 누수 검사를 실시한다.
상기와 연관하여, 본 발명은 상기 2차 기계가공공정(S600) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 세척하는 세척공정을 처리하여, 2차 기계가공공정(S600) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품의 표면 및 유로에 묻은 이물질을 제거할 수 있다.
즉, 상기 세척공정은 당업자의 판단에 따라 다양한 방식으로 처리될 수 있고, 바람직하게는 초음파 세척장치를 이용하여 이물질을 제거하는 초음파 세척공정(S650)으로 처리할 수 있다.
이때, 상기 초음파 세척공정(S650)은 초음파를 이용하여 2차 기계가공공정(S600) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품의 표면 및 유로에 묻은 이물질을 제거할 수 있기 때문에, 세척공정시에 가해지는 물리력으로 인하여 수리된 스카핑 유닛의 각 부품의 손상을 최소화할 수 있도록 하는 효과를 발휘한다.
또한 상기와 같이 초음파 세척공정(S650) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품은 상기 검수공정(S700)이 처리됨으로써 본 발명에 의한 스카핑 유닛 수리공정이 완료될 수 있다.
다음은 본 발명에 의한 스카핑 유닛 수리방법으로 스카핑 유닛을 수리하는 바람직한 실시예이다.
1. 샌딩공정
제철소에서 사용된 스카핑 유닛을 입고받아 모래를 이용한 샌딩 블라스팅 방식으로 스카핑 유닛의 표면에 고착된 불순물을 제거한다.
2. 분해공정
상기 샌딩고정 처리된 구리 재질의 스카핑 유닛을 분해하여, 헤드블록, 상부블록 및 하부블록 및 슈블록 등의 부품으로 분리시킨다.
3. 1차 기계가공공정
상기 분해공정 처리된 각 부품의 소손 부분을 절삭공구를 이용하여 절삭한다.
4. 브레이징 지그공정
상기 1차 기계가공공정 처리된 스카핑 유닛의 각 부품의 절삭면과 복원 모재(최초 설계시 부품의 원래 상태)의 사이에 은(Ag) 재질의 용가재를 넣은 후, 지그를 이용하여 스카핑 유닛의 각 부품의 절삭면에 복원 모재를 고정시킨다.
5. 브레이징 공정
상기 브레이징 지그공정 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 브레이징 로에 인입시키 후, 400℃의 온도로 예열시킨 브레이징 로를 1,000℃의 온도로 6시간 동안 작동시키고, 브레이징 로를 냉각시켜 스카핑 유닛 각 부품의 소손 부분에 복원 모재를 융접시킨다.
6. 2차 기계가공공정
상기 브레이징 공정 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 자연 냉각시킨 후, 냉각된 스카핑 유닛의 각 부품을 각 부품의 표준 형태와 동일한 형태로 절삭 및 연마한다.
7. 초음파 세척공정
상기 2차 기계가공공정 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 초음파 세척기에 넣은 후 초음파를 가하여 스카핑 유닛의 각 부품의 표면 및 유로 등에 묻어 있는 이물질을 제거한다.
8. 검수공정
상기 초음파 세척공정 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 조립한 후 물을 산소 유로, 가스 유로 및 냉각수 유로에 각각 공급하여 압력 검사 및 누수 검사를 시행한다.
이때, 산소 유로, 가스 유로 및 냉각수 유로에 각각 공급되는 물은 실제 스카핑 유닛을 스카핑 장치에 장착하여 사용할 때와 동일한 조건의 압력으로 처리하여, 산소 유로와 가스 유로를 통하여 유동된 후 분사되는 물의 분사 상태를 확인하고, 스카핑 유닛의 각 부품의 결합부분 및 복원 부분을 통한 누수 여부를 확인한다.
상기는 본 발명의 바람직한 실시예를 참고로 설명하였으며, 상기의 실시예에 한정되지 아니하고, 상기의 실시예를 통해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변경으로 실시할 수 있는 것이다.
10 : 헤드블럭 20 : 상부베이스
30 : 상부블럭 40 : 하부블럭
50 : 슈블럭
S100 : 샌딩공정 S200 : 분해공정
S300 : 1차 기계가공공정 S400 : 브레이징 지그공정
S500 : 브레이징 공정 S600 : 2차 기계가공공정
S650 : 초음파 세척공정 S700 : 검수공정
30 : 상부블럭 40 : 하부블럭
50 : 슈블럭
S100 : 샌딩공정 S200 : 분해공정
S300 : 1차 기계가공공정 S400 : 브레이징 지그공정
S500 : 브레이징 공정 S600 : 2차 기계가공공정
S650 : 초음파 세척공정 S700 : 검수공정
Claims (4)
- 스카핑 유닛의 표면의 불순물을 제거하는 샌딩공정(S100);
상기 샌딩공정(S100) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 분해하고, 상기 분해된 각 부품의 질량을 사용되기 이전의 질량과 비교하여 수리대상 부품과 폐기대상 부품으로 구분하는 분해공정(S200);
상기 분해공정(S200) 처리된 상기 수리대상 부품인 스카핑 유닛의 각 부품의 소손 부분을 절삭하는 1차 기계가공공정(S300);
상기 1차 기계가공공정(S300) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품의 소손 부분과 복원모재 사이에 용가재를 넣은 후 지그를 이용하여 고정시키는 브레이징 지그공정(S400);
상기 브레이징 지그공정(S400) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 브레이징 처리하는 브레이징 공정(S500);
상기 브레이징 공정(S500) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 각 부품의 표준 형태와 동일한 형태로 절삭 및 연마하는 2차 기계가공공정(S600);
상기 2차 기계가공공정(S600) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 조립한 후 기체 또는 물을 이용하여 압력 검사 및 누수 검사를 처리하는 검수공정(S700);을 포함하고,
상기 폐기대상 부품이 새로운 스카핑 유닛 제조를 위한 용융물로 용융되는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스카핑 유닛 수리방법.
- 제1항에 있어서,
상기 스카핑 유닛의 각 부품은 구리 재질의 것으로 구성되고,
상기 브레이징 지그공정(S400)의 용가재는 은(Ag)이 함유된 재질의 것으로 구성되는 것을 특징으로 하는 스카핑 유닛 수리방법.
- 제2항에 있어서,
상기 브레이징 공정(S500)은,
상기 브레이징 지그공정(S400) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품을 브레이징 로에서 700~1,050℃의 온도로 2~12시간 동안 처리하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스카핑 유닛 수리방법.
- 제1항에 있어서,
상기 2차 기계가공공정(S600) 처리된 스카핑 유닛의 각 부품은,
초음파 세척장치를 이용하여 이물질을 제거하는 초음파 세척공정(S650) 처리가 더 이루어진 후 상기 검수공정(S700) 처리되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 스카핑 유닛 수리방법.
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