KR102116627B1 - 일체형 청소장치가 설비된 용접 스패터 차단 장치 - Google Patents

Abstract

열간 압연 공정의 용접 영역을 커버하는 장치(100)는 외부 용기(1), 보호 쉴드(2), 스크래핑 날이 구비된 블레이드-홀더(3), 및 작동기(9)로 구성되어 있다. 빌렛간 간격이 최소화될 때까지 보호 쉴드(2)를 외부 용기 밖으로 선형 슬라이드 이동시켜 보호 기능을 수행한다. 동시에 이를 휴지 위치로 복귀시키면 장치가 청소된다. 여기서, 스크래핑 날은 외부 용기(1)와 일체화되고 보호 쉴드(2)의 내측면과 접촉하도록 설치되어 있으며, 상승시 슬라이드 이동하여 고체화된 용착 물질과 충돌 및 이를 제거하게 된다. 추가적으로, 보호 쉴드(2)는 작업 도중 작은 선형 교대 동작을 수행하여 스크래핑 날의 부착 영역이 항상 깨끗하게 유지되도록 하고 이에 따라 상승 개시시 별도의 탈착력을 필요로 하지 않음으로써, 본 발명의 장치(100)가 완성된다.

Description

일체형 청소장치가 설비된 용접 스패터 차단 장치

본 발명은 빌렛 헤드 혹은 이와 유사한 산물의 용접 작업시 튀는 스플래터(splatter)를 차단 및 수용하는 장치에 관한 것으로서, 주변의 장비를 보호하기 위한 것이다.

길이가 긴 강 제품의 열간 압연 조작은 일련의 연속적인 플라스틱 변형 작업으로 구성되며, 일반적으로 연속 주조장치에서 얻은 - 대개 '빌렛'이라고 하는 - 4각형 혹은 원형 단편 혹은 반제품의 보관 영역을 원하는 크기와 입체구조로 제작하기 위한 것이다.

노 내의 가열 작업시, 보통 8 내지 12 미터 정도의 길이를 갖는 빌렛은 상이한 압연 스탠드를 순서대로 통과하며, 그 갯수는 원하는 결과를 달성하기까지 필요에 따라 달라질 수 있다. 이 결과를 위해, 상기 단계들이 통합 및 신속한 순서로 수행되는 압연 라인을 산업적 규모로 설비한다.

그러나, 이러한 공정은 2가지 해결해야할 문제가 있다: 즉, 각종 압연물이 통과하는 유입 단계에서 일어날 정체 위험과 산물의 적재 필요성이다. 실제로, 인라인 형태로 수행되는 연속 작업이 수반되며 빌렛 헤드는 전체 라인이 차단되지 않도록 모든 압연 공정부를 통과할 수 있게 정확하게 공급되어야 한다. 또한, 압연 산물의 절단 조작인 크로핑 작업시 재료 손실이 있을 수 있다. 크로핑 작업은 빌렛 헤드가 올바른 가공능력을 보유하기에 필요한 조건인 열간 상태를 유지하도록 스탠드에서 반드시 4 내지 5회 통과시마다 수행되어야 한다. 이러한 크로핑 작업은 시스템의 성능 저하를 야기한다.

또다른 결점은 각 재료의 유입구에서 일어나는 압연 실린더의 과잉 마모에 의한 것으로서, 이는 정비 관리를 위해 시스템을 자주 정지시키는 결과를 야기하며 시스템 사용률 감소와 운전비용의 증가를 가져온다.

그러므로, 적체(jamming), 재료 손실, 마모, 운전비용 증가 등을 방지하고 수행해야할 조작들을 감소시키기 위해서는 제한없는 길이의 산물을 연속 압연처리하는 것이 일반적으로 바람직하며, 이러한 산물은 빌렛 버트(butt) 용접 특히 빌렛의 헤드와 또다른 빌렛의 테일간 용접에 의해 수득된다.

상기 버트의 용접 작업은 빌렛 내부 및 서로 대면하는 버트 근처의 전류를 순환시켜 단락을 일으키는 섬광 처리에 의해 수행될 수 있으며; 이에 수반하여 발생한 열이 금속을 용융하고 이 결과로써 양 단부가 용접된다. 용접 작업은 빌렛을 제공하는 블로킹 홀더가 구비된 2개의 구조물을 가진 용접기로 수행한다. 이 중 첫번째 구조물은 고정되어 있고 두번째 구조물은 슬라이드 차단체를 구비하며, 양쪽 모두 압연 라인에 의해 속도가 제어되는 트롤리 상에 탑재된다. 슬라이드 하우징은 용접 대상체가 서로 접촉하도록 이들간 상대 간격을 조절할 수 있다. 전압 은 블로킹 홀더 혹은 '전극 홀더 그립퍼'가 공급한다.

미세 조정 용접 (fine-tuning welding)과 밀접한 관련이 있는 문제점은 - 본 발명의 목적은 아님 - 여기서 언급하지 않으나 스파크(불꽃) 발생 때문이라는 사실에 주목할만한 가치가 있다. 이는 용강 입자(스플래터)가 주변 구조물에 튀어 용착되는 결과를 가져오기 때문이며 따라서 양호한 작업 진행을 감퇴시킨다. 더욱이, 이러한 용착물은 원치않는 단락 발생의 위험이 되고 이러한 단락은 심지어 주변의 다른 설비에도 위험할 수 있다.

이러한 문제를 피하기 위하여, 수용 장치는 절두체-원추형 구조로 된 2개의 쉘이 구비된 보호 쉴드를 이용하여 설계했으며, 여기서 상부 쉘은 이동식이고 하부 쉘은 고정식 혹은 이동식으로서 내부에는 청소용 완충재가 설치되고 유지관리 작업 수행시 이동식 쉘을 접을 수 있도록 되어 있다.

그러나, 이러한 장치로도 해결할 수 없는 문제점이 여전히 남아있다. 첫번째 문제점은, 보호 쉴드와 빌렛간 거리가 너무 멀어 경우에 따라 입자 스플래터가 이 사이를 통과할 수도 있다는 점이다. 금속 보호 쉴드와 빌렛의 접촉은 원치않는 단락 현상을 가져올 수 있기 때문에, 위와 같은 간격을 완전히 없앨 수는 없다. 또다른 문제점은 보호 쉴드의 원추형 벽에 관련한 것으로서, 이는 청소용 완충재가 보호 쉴드의 내벽의 하부에서만 슬라이드 이동할 수 있고 그 바깥으로는 나올 수 없는 구조로써 청소용 완충재의 효율을 감소시키며, 결국 유입구 청소가 불가능하고 경우에 따라 수작업으로 유지관리 작업을 수행해야 한다. 마지막으로, 용강 스플래터가 직접 완충재에 튈 수도 있으며 이경우 고체 용착물이 형성되어 상기 벽에 대한 청소 효율을 서서히 떨어뜨리게 된다.

미국 특허출원 US2010072185A1은 주변부에 상응하는 형상의 궤적에 따라 복수개의 결합 링크에 의해 움직이는 2개의 원통형 보호 쉴드를 이용하는 스플래터 차단 장치를 개시한다. 이 장치에는 또한 슬라이드 완충재 및 작동하지 않을 때 이 완충재를 보호하기 위한 보호 길로틴(guillotine)이 구비되어 있다.

보호 쉴드의 원통부는 전체 길이에 걸쳐 완충재의 청소 작업을 돕고, 따라서 수작업으로 조정할 필요없이 상부 보호 쉴드의 유입구를 지속적으로 복구할 수 있다.

보호 쉴드는 빌렛 통로가 되는 구역을 포함하나, 빌렛 중 하나로 도관을 무력화하고 이를 유지하기 위해, 유출구보다 유입구가 약간 더 크며 따라서 유출구는 단락을 일으키지 않는다.

상기 해결방안의 중요한 단점은 구조가 복잡하다는 것으로 이는 4개의 작동기를 필요로 하며 - 그 중 2개는 쉘을, 하나는 완충재를 및 나머지 하나는 길로틴을 작동시키기 위한 것으로서 - 각각 다수의 부품이 포함되는데 이는 온도가 상당히 높은 조작 환경에서 결점이 되는 요인이다.

그러므로, 운동역학적으로 보다 단순하고 보다 적절한 방안을 찾을 필요성이 있다.

그러므로 본 발명의 목적은, 용접 지역에 인접한 설비의 파단 및 단락을 극복하기 위하여, 압연 공정에서 빌렛의 버트 용접시 생기는 스플래터와 스파크로부터 보호하기 위한 수용 장치 및 차단 장치에 관한 보다 적절하고 효과적인 방안을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 용접 스플래터 용착물을 제거하는 일체형 청소장치가 구비된 상기의 수용 장치 및 차단 장치를 제공하는 것이다.

위와 같은 목적 및 기타의 목적은 본원의 상세한 설명에서 더욱 명확하며, 이러한 목적은 첨부된 특허청구범위 제1항에 따라 용접 빌렛에서 생긴 스플래터로부터 보호하기 위한 스플래터 차단 장치를 이용하므로써 달성할 수 있으며, 상기의 장치는 직선형 종축(Z)을 정의하고, 제1 내측면에 의해 경계가 한정된 제1 내부 공동을 가진 보호 쉴드를 포함하며, 이 보호 쉴드는: 보호 쉴드의 외측면 상에 있는 빌렛 통로를 위한 홀; 제1 내부 공동 안에 배치된 것으로서 제1 내측면을 청소하는 청소 장치; 및 직선형 종축(Z)과 평행한 방향으로 청소장치에 대해 보호 쉴드의 슬라이드 운동을 일으키는 작동수단을 포함한다.

추가로 설명하면, 바람직하게는 상기 청소장치는 제위치에 고정되어 있는 반면, 보호 쉴드는 작동수단에 의해 선형(linear) 이동할 수 있다.

예를 들어, 고정수단을 이용하여 청소장치를 작동수단의 고정부에 고정하며, 보호 쉴드는 상기 작동수단의 이동부에 고정한다.

본 발명의 또다른 측면에 따르면, 상기 문제는 상술한 바와 같은 스플래터 차단 장치의 청소법으로 해결하며, 이 방법은 특허청구범위 제11항에서와 같이 다음의 단계들을 포함한다. 즉: 용접면 위에 차단 장치를 바람직하게는 용접 대상인빌렛의 공급 라인에 수직인 방향으로 배치하고; 보호 쉴드를 휴지 위치에서 직선형 종축(Z)에 평행한 방향으로 슬라이드 이동시켜 빌렛 통과 홀이 빌렛 둘레로 배치되도록 하고; 2개의 연속 빌렛 사이에서 버트 용접 작업을 수행하고; 버트 용접 작업 종료시, 직선형 종축(Z)에 평행한 방향으로 상기 보호 쉴드를 슬라이드 이동하여 휴지 위치로 복귀시키는 단계들을 포함한다.

본 발명의 방법에 따른 해결방법은, 단 1개의 작동기를 사용함으로써 부품 개수를 감소시키고 또한 그 조작을 단순화함으로써 단순성과 적합성이라는 장점을 달성하며, 이에 따라 종래기술의 유사한 장치들이 갖는 복잡성의 문제를 해소한다. 특히, 보호 쉴드만 작동수단, 바람직하게는 선형 작동기에 의해 이동하게 되므로, 선형 궤도를 따라 바람직하게는 선형 궤도만을 따라 동작할 수 있다.

바람직하게, 보호 쉴드는 본 발명의 장치에서 유일하게 이동할 수 있는 구성요소이며 조작시 용접 대상면을 향해 작동기에 의해 선형 이동함으로써, 버트 용접 시스템 둘레에 근접한 주변 환경을 보호할 수 있다.

청소 장치 바람직하게는 스크래핑 기구는 실질적으로 제위치에 고정되어 있다. 즉 청소 장치는 정지 상태이고 보호 쉴드만 움직이므로 보호 쉴드와 청소 장치 간의 상대 운동을 얻을 수 있다.

특히 용접 작업이 종료되면 보호 쉴드를 휴지 위치로 후퇴시키며 이에 따라 쉴드의 내측면이 스크래핑 기구와 접촉하게 되고, 그 결과로서 보호 쉴드 내측면 상에 부착된 고체화된 용융금속 용착물을 청소하는 동작을 실행한다

본 발명의 또다른 장점은 보호 쉴드가 선형 궤도를 따라 움직인다는 특징으로부터 달성된다. 작동수단, 예컨대, 결합 링크와 비교시 제작이 용이하고 번거로움이 거의 업는 실린더-피스톤 장치를 사용할 수 있다.

특허청구범위의 종속항들은 독립항의 목적 대상에 관한 본 발명의 바람직한 양태를 기술한다.

본 발명의 용접 스파크 및 스플래터 차단 장치에 대한 특징과 장점은 하기와 같은 본 발명의 장치의 비제한적인 바람직한 구현예에 대한 상세한 설명에서 더욱 명확해질 것이며, 이러한 구현예들은 첨부 도면을 참조하여 비제한적인 예시로서 주어진다.

도 1은 본 발명의 장치가 휴지 위치일 때의 부등각 투영 입체도;
도 2는 작동 위치일 때의 완전한 형태의 장치의 부등각 투영 입체도;
도 3은 휴지 위치일 때의 정면도;
도 4는 도 5의 점선 평면(B-B)을 따라 절단한 휴지 위치일 때의 스크래핑 기구의 단면도;
도 5는 압연 방향에 횡단하는 평면을 따라 절단한 것으로서, 도 4의 평면(A-A)으로부터 얻은 휴지 위치일 때의 상기 장치의 단면도;
도 6은 상기 장치에 대해 횡단하는 평면을 따라 절단한 것으로서, 도 5의 평면(B-B)으로부터 얻은 휴지 위치일 때의 상기 장치의 단면도;
도 7은 도 6의 확대 상세도;
도 8은 도 6의 또다른 확대 상세도;
도 9는 도 6의 또다른 확대 상세도;
도 10은 도 6의 또다른 확대 상세도;
도 11은 구성 부품들을 점선으로 도시하고 냉각 장치를 강조하여 도시한 부등각 투영 입체도.

도면 상의 동일한 부호들은 동일한 구성요소나 부품들을 나타낸다.

도면 상의 구체적인 부호들에 있어서, 본 발명에 따라 스파크 및 용접 스플래터로부터 보호하기 위한 수용 수단은 전체적으로 (100)으로 표시하고, 이는 외부 용기(1)를 포함하며 이는, 예를 들어, 직사각형 단면 및 바닥면에 대해 상하 측면이 개방되어 있는 내부 공동을 갖는 평행육면체 형상의 외부 케이스나 컨테이너일 수도 있다. 이 외부 용기(1)는 내부 공동을 경계짓고 직선형 종축(Z)을 한정하는 각각 4개의 내측면(15, 16, 17, 18)을 가진 4개의 평판으로부터 형성된다.

본원에서 예시하는 장치는 이 장치를 구성하는 부품의 수를 제한함으로써 종래기술 대비시 더욱 단순화되고 이에 따라 작업 및 조작비용이 절감되는 장치를 이용하여 적절한 방식으로 버트 용접 스파크 및 스플래터로부터 보호할 수 있도록 한 것이다. 보호 쉴드(2)는 외부 용기(1)의 내부 공동 안에 배치되며 바람직하게는 실질적으로 이와 유사한 형상으로 되어 있고 종축(Z)과 일치하는 종방향 대칭 축을 갖는다. 더욱이, 보호 쉴드(2)는 외부 용기(1)의 내부 공동과 호환가능한 바깥쪽 치수를 갖기 때문에, 종축(Z)과 평행한 방향으로 용기(1)의 내부 공동 속으로 슬라이드 이동할 수 있다. 외부 용기(1)의 내측면과 보호 쉴드(2)의 외측면을 분리시키는 공간(35)은 사용된 금속 종류와 조작 온도에 따라 조정하며, 이들 즉 금속 종류와 조작온도가 상기 차단 장치를 구성하는 각종 부품들의 전체 확장에 대한 결정 요인이 된다. 이러한 고려사항은 당해 분야의 기술자들의 지식 범위 내에 있다. 외부 용기(1)의 내측면(15, 16, 17, 18)은 보호 쉴드의 상응하는 외측면(19, 20, 21, 22)과 대면한다.

상술한 평행육면체 형상의 외부 케이스(1) 및 보호 쉴드(2)의 또다른 대안으로서 다른 형태들도 선택 가능하며 (도면에는 상세히 도시되어 있지 않음), 예를 들어, 구성요소들의 전체 형상이 서로 보합되어 외부 용기(1) 내에 보호 쉴드(2)가 외부 용기(1) 내부로 슬라이드 운동할 수 있도록 하는 형태라면, 원통형, 프리즘형, 일부 편평벽체와 곡면이 혼합된 형상 등도 가능하다.

보호 쉴드(2)는 하부 엣지부를 따라 관통 홀(23)이나 섹션을 포함하며, 이는 용접될 빌렛의 단면을 그대로 복제한 것으로서 상기 빌렛이 차단 장치(100)의 최대 연장면 즉 결과적으로는 종축(Z)에 대해 수직하는 방향으로 통과할 수 있도록 해준다.

작동기(9)는 제어장치의 제어하에 보호 쉴드(2)를 외부 케이스(1)에 대해 슬라이드 운동하도록 작동시킨다. 상기 제어장치는 본 발명의 차단 장치가 이용되는 시스템 종류에서 통상적으로 사용되는 것이므로 이에 대한 추가적인 기술은 하지 않는다.

외부 용기(1)를 작동기(9)의 고정면에 성공적으로 조립할 수 있도록, 2개의 연결 플랜지(10 및 10')가 1개의 덮개판(12)을 이용하고 핀(14)은 작동기(9)의 막대(28)를 보호 쉴드(2)와 연결함으로써, 종축(Z)과 평행한 방향을 따라 단행정(short stroke) 및 장행정(long stroke) 선형 슬라이드 동작이 모두 양방향으로 수행되도록 하는 운동성을 상술한 구성요소들 모두에 전달할 수 있다.

상부 덮개(12)는 바람직하게는 사각형이며 외부 용기(1)를 밀폐하도록 배치된다. 또한 작동기(9) 특히 막대(28)가 통과하는 적정 크기의 홀이 구비되어 있다.

보호 쉴드(2)의 내측면(24, 25, 26, 27)을 청소할 청소장치나 청소기구, 바람직하게는 스크래핑 기구는 보호 쉴드(2)의 내부 공동 안에 배치된다. 바람직하게, 청소장치는 플랜지, 소위 블레이드-홀더 플랜지(3)를 포함하며 여기에 스크래핑 날(4, 5, 6, 7)이 고정되어 있다.

특히 적어도 하나, 예컨대 종축(Z)에 평행한 2개의 막대(13' 및 13'')가 구비된 연결장치를 사용하여 상기 블레이드-홀더 플렌지(3)를 통합 및 견고한 방식으로 보호 쉴드(2)의 내부 공동 안에 있는 상부 덮개(12)에 고정한다. 블레이드-홀더 플랜지(3)는 종축(Z)에 대해 0점(제로) 이외의 각도로 경사진 측면을 구비하며, 이에 따라, 블레이드-홀더 플랜지(3)의 각각의 면에 대응하는 4개의 스크래핑 칼날(4, 5, 6, 7)이 구비된 측면부 상에서 절두체-피라미드 형태의 본체부가 한정된다. 스크래핑 날(4, 5, 6, 7)은 금속날이며 최대 연장 평면 상에서 볼 때 사다리꼴 형상인 것이 유리한데, 이는 보호 쉴드(2)의 내측면 각각을 청소하기 위해서이다. 스크래핑 날(4, 5, 6, 7)은 상부의 블레이드-홀더 플랜지(3)의 테이퍼 경사면 상에 설치되고, 적어도 조작 단계시 스크래핑 엣지가 있는 영역의 보강판(8) 상에 놓이게 된다. 보강판(8)은 바람직하게는 최대 연장 평면 상에서 직사각형 단면을 갖고, 물질 제거 작업시 높은 접촉압력을 필요로 하고 고온 조작 환경에서 일어나는 스크래핑 날(4, 5, 6, 7)의 변형을 제한하는 역할을 한다. 보강판(8)을 사용하면 시스템의 청소작업이 개선되며 이는 정기적인 유지관리에서 쉽게 교체 및 청소가 가능하다. 또한, 보강판(8)은 청소장치의 내부를 스플래터로부터 보호한다. 플랜지(3)의 경사면 상에 스크래핑 날(4, 5, 6, 7)을 고정시키면 보호 쉴드(2)의 내측면(24, 25, 26, 27)과 예각으로 접촉하게 되는데, 보호 쉴드(2)의 청소작업 및 스크래핑을 촉진할 수 있는 적절한 각도를 선택할 수 있다. 다시 말하면, 4개의 스크래핑 날(4, 5, 6, 7)은 각각의 내측면(24, 25, 26, 27)에 대해 경사져 있다.

. 유리하게는, 스크래핑 날(4, 5, 6, 7)은 보호 쉴드(2)의 내측면(24, 25, 26, 27)에 대해 예비하중을 발생할 수 있는 적절한 형상과 크기를 갖는다. 예비하중계는, 예를 들어, 절두체 피라미드의 4개의 엣지상에 있는 상기 사다리꼴 날의 경사면들 사이에 작은 빈 공간을 제공하면 형성될 수 있다. 도 4에서, 상기 4개의 엣지 중 하나를 부호(43)로 표시하며 이는 날(4)와 (7) 사이의 연결 엣지이다. 다른 3개의 엣지는 도면의 간결한 이해를 위해 표시를 생략하였으나, 엣지(43)에서 선택된 배치와 크기를 다른 3개의 엣지에 대해서도 유사한 방식으로 반복하면 상기 절두체 피라미드를 구성할 수 있음이 명확하다. 스크래핑 엣지가 있는 스크래핑 날(4, 5, 6, 7)은 보호 쉴드(2)의 내부 공동의 크기보다 약간 더 큰 치수를 가지며, 작동기(9)에 의해 보호 쉴드(2)가 움직이면, 청소기구와 보호 쉴드(2) 사이에서 상대적인 슬라이드 운동이 일어난다. 이러한 상대 운동에 따라, 청소기구가 스크래핑 날(4, 5, 6, 7)과 함께 보호 쉴드(2)의 내부 공동 속으로 이동하며, 이에 의해 상기 날을 구부리는 굽힘력이 발생한다. 엣지(43)와 도면에는 명시되어 있지 않은 다른 3개의 엣지의 인접한 날들 사이에 존재하는 빈 공간 때문에 이들 날이 구부러질 수 있다. 이러한 굽힘 동작은 종축(Z)의 횡단 방향으로 일어나고 스크래핑 날의 제작에 사용된 금속의 탄성에 의해 생기는 반대 방향의 복원력에 대응하는 것으로서, 이러한 굽힘력 때문에 상술한 예비하중력이 생기게 된다.

따라서 청소 과정에서, 보호 쉴드(2)의 내측면(24, 25, 26, 27)과 스크래핑 날(4, 5, 6, 7) 사이의 예비하중력에 의해 발생한 국소적으로 높은 압력 때문에 접촉이 이루어질 수 있다.

블레이드-홀더 플랜지(3)와 스크래핑 날(4, 5, 6, 7)은 장치의 조작온도를 조절하기 위한 냉매 유체를 통과시키도록 개조된 홀(33, 34, 41, 42)을 구비한다.

도 11을 참조하면, 냉각장치의 유리한 비제한적인 구성은 평판(54' 및 54'')에 의해 막대(13' 및 13'')에 고정된 매니폴드(50', 50''); 및 노즐을 포함하며, 이 노즐의 개수와 배열은 구체적 요구 조건에 따라 달라질 수 있다.

도면에 예시된 구성에서, 상부 노즐(51', 51'', 51''', 51'''')은 상부 덮개(12)에 직접 설치하고, 측면 노즐(52', 52'', 52''') 및 하부 노즐(53', 53'', 53''')은 매니폴드(50' 및 50'')에 설치되어 있다. 일부 노즐은 (도면에 나타나지 않음) 부호가 없으나 이의 배열 역시 당해 분야의 기술자에게 명확한 것으로서, 냉각 요건에 따라 한정되는 상이한 배열이 될 수 있다.

냉매 유체를 공급할 수 있는 외부장치에 상기 노즐과 매니폴드를 연결하여 내측면(24, 25, 26, 27)에 의해 경계가 한정된 공동에 상기 유체를 살포한다. 또한 블레이드-홀더 플랜지(3)의 홀(33, 34, 41, 42)을 통해 상기 유체를 스크래핑 날(4, 5, 6, 7)에 살포할 수 있다.

상술한 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도에서, 본 발명에 따른 차단 장치의 대안적인 일 구현예 (도면에 도시되지 않음)는 외부 용기를 포함하지 않는다. 이 차단 장치는 노출된 외벽(19, 20, 21, 22), 특히, 다른 플레이트나 구성요소 없이 노출된 외벽을 가진 보호 쉴드(2)를 포함한다. 위에서 기술한 바와 같이, 작동기(9)의 고정부는 막대(13' 및 13'')와 일체로 고정되며 따라서 블레이드-홀더 플랜지(3)에도 고정된다. 또한 막대(28)가 보호 쉴드(2)에 고정되어 있다. 이 변형된 예는 생산비 절감 및 중량 감소라는 장점이 있다.

상술한 장치의 또다른 대안적인 변형예에서, 본 발명의 차단 장치는 수직 방향 및, 이 수직방향에 대한 예각의 경사를 이룬 종축(Z) 방향으로 배치될 수 있으며, 외부 케이스(1)를 구비하거나 하지 않을 수도 있다. 상기 변형예는 당해 분야의 기술자에게 명확한 구현예이므로 본 도면에는 도시하지 않는다. 여기서 당해 분야의 기술자라면, 수직 방향에 대해 경사를 이루는, 바람직하게는, 빌렛의 공급 라인에 수직인 종축(Z)에 평행한 방향으로 작업이 이루어진다는 것을 명확히 이해할 수 있다. 그러나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도에서, 상기 장치(100)는 또한, 용접 대상면에 대해 0 내지 30° 의 각도로 경사진 종축(Z) 방향으로 배치될 수도 있다.

본 발명에 따른 차단 장치의 조립 및 이의 조작에 대하여 아래와 같이 더 상세히 기술한다.

열거된 내용은 바람직한 구성에 대한 설명을 전용하여 고려하고 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

외부 용기(1), 블레이드-홀더 플랜지(3), 스크래핑 날(4, 5, 6, 7) 및 보강판(8)은 외부 지지구조물 (도면에 도시되지 않음)에 일체로 고정되어 있으며, 작동기(9)의 본체 또한 이 외부 지지구조물에 고정된다. 상기 외부 지지구조물은 차단 장치(100)를 수용하는 것으로서 고정되어 있는 것이 유리하지만, 대안적으로, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도에서 이동할 수도 있다. 보호 쉴드(2)는 작동기(9)의 막대(28)가 동작하는 작업 과정에서 선형 이동한다.

작업 개시는 도 1에 나타낸 휴지기 구성을 벗어남으로써 출발하여 도 2에 나타낸 구성에 도달한다. 이 구성은 빌렛의 외부면과 관통홀(23) 사이의 도관이 최소화될 때까지 외부 용기(1)의 밖으로 종축(Z)을 따라 보호 쉴드(2)가 슬라이드 이동함으로써 달성된다.

이러한 구성은, 용착물이 사실상 전류가 통과하는 우선적인 경로를 형성하여 단락을 일으킬 수 있으므로 용융 물질의 스파크 및 스플래터가 주변 기계에 튀는 것을 방지한다.

압연 라인은 일반적으로 "유수로"라고도 하는 배수로 위에 위치하기 때문에 빌렛의 하부에는 아무런 장벽도 존재하지 않으며, 이 방향으로 용융 물질의 스플래터가 분산될 수도 있으나 특별히 큰 위험이나 결점은 되지 않는다.

용접시 보호 쉴드(2)가 연속적으로 작동하면 특히 유리한 대안적 용도로 이용할 수 있으며, 이러한 연속 작동은, 예를 들어, 종축(Z)에 평행한 방향으로 5 내지 50 mm 범위의 행정(스트로크)으로서 보호 쉴드의 작은 슬라이드 운동이 교대로 수행되는 것이다. 이러한 연속 작동에 의해 4개의 스크래핑 날(4, 5, 6, 7)이 제한된 범위의 스트로크로 용접 기간 동안 연속 혹은 간헐적으로 보호 쉴드(2)의 내부 접촉면(24, 25, 26, 27) 각각을 긁어내며, 따라서 부착 면적을 깨끗한 상태로 유지하게 된다. Z 방향으로 교대로 진행되는 이러한 단행정 슬라이드 운동은 용접시 용착 물질의 영향으로 상승 단계에서 일어날 수 있는 차단 위험을 감소시킨다. 이러한 경우 탈착력을 증가하여 보호 쉴드(2)를 외부 용기(1) 내에서 슬라이드 이동시킬 필요가 있다.

상술한 모든 변형예에서, 차단 장치(100)는 예를 들어 비례적인 유압치와 더불어 보호 쉴드(2)의 작동을 제어할 수 있는 스트로크 측정장치(40)를 제공한다.

용접 작업이 완료되면, 보호 쉴드(2)를 종축(Z)의 방향으로 선형 슬라이드 이동시켜 초기의 휴지 위치를 재개하며 이 단계에서 차단 장치 특히 보호 쉴드(2)는 간섭충돌에 의해 청소된다. 실제로, 도 8에서 상세히 나타낸 바와 같이 스크래핑 날(4, 5, 6, 7) 위로 보호 쉴드(2)의 내측면이 슬라이드 이동하면 금속 용착물이 모두 제거되며 따라서 청소기구는 최적의 작업 성능을 유지할 수 있다.

도 10은 직사각형 보강판(8)의 역할을 강조하여 도시한 것으로서, 스크래핑 날(4, 5, 6, 7)의 가이드 역할과 함께 이의 강성도를 증대시켜 청소 작업 중 엣지 상에서 변형되어 스크래핑 동작의 효율성을 떨어뜨리지 않도록 방지한다. 중요한 장점은 장치가 더러워지는 것을 방지하는 기능이다. 또한, 스크래핑 날(4, 5, 6, 7)의 소정 위치에 결합된 보강판(8) 덕분에 청소기구(3)를 스플래터나 스파크로부터 보호하기 위한 길로틴 장치 같은 추가적인 구성부품이 더이상 필요하지 않게 된다.

그러므로 여기서 예시하는 장치는, 장치를 구성하는 구성부품의 수를 제한하고 결과적으로 작업 및 조작비용을 절감하여 종래기술 대비시 더욱 단순화된 장치를 이용하여 적절한 방식으로 버트 용접 스파트와 스플래터로부터 보호할 수 있다.

Claims (12)

1. 빌렛 용접장치에 의해 유발된 스플래터로부터 보호하기 위한 용접 스플래터 차단 장치(100)로서, 이 차단 장치(100)는 직선형 종축(Z)을 한정하며,
   제1 내측면(24, 25, 26, 27)에 의해 경계가 한정된 제1 내부 공동을 갖는 보호 쉴드(2)로서, 이 보호 쉴드(2)의 외측면에 빌렛 통과를 위한 홀(23)이 포함되어 있는 보호 쉴드(2);
   상기 제1 내측면(24, 25, 26, 27)을 청소하는 것으로서 제1 내부 공동 안에 배치되어 있는 청소장치(3); 및
   상기 보호 쉴드(2)를 직선형 종축(Z)에 평행한 방향으로 청소장치(3)에 상대적으로 슬라이드 이동시키는 작동수단(9)을 포함하는 차단 장치(100).
2. 제1항에 있어서,
   직선형 종축(Z)과 일치하는 축 및 외부 용기(1)의 제2 내측면(15, 16, 17, 18)에 의해 경계가 한정된 제2 내부 공동을 갖는 외부 용기(1)를 더 포함하고,
   상기 보호 쉴드(2)는 제1 외측면(19, 20, 21, 22)을 갖고 또한 제2 내측면(15, 16, 17, 18)이 상기 제1 외측면(19, 20, 21, 22)과 대면하도록 제2 내부 공동에 존재하는 것인 차단 장치(100).
3. 제2항에 있어서,
   외부 용기(1)를 청소장치(3)에 고정 연결하는 고정수단을 구비하고, 상기 고정수단은 상기 직선형 종축(Z)에 평행한 적어도 하나의 막대(13', 13'')를 포함하는 것인 차단 장치(100).
4. 제2항에 있어서,
   외부 용기(1)와 보호 쉴드(2)의 형상이 평행육면체인 것인 차단 장치(100).
5. 제4항에 있어서,
   제1 내측면(24, 25, 26, 27)이 편평한 것인 차단 장치(100).
6. 제3항에 있어서,
   청소장치(3)는 4개의 스크래핑 날(4, 5, 6, 7)을 포함하고, 이들은 제1 내측면(24, 25, 26, 27)의 표면에 각각 배치되며 이들 각 표면에 대해 0° 를 제외한 각도로 경사를 이루는 것인 차단 장치(100).
7. 제6항에 있어서,
   청소장치(3)는 하부 보강판(8)을 포함하는 것인 차단 장치(100).
8. 제7항에 있어서,
   청소장치(3)는 냉매 유체를 통과시키기 위한 하나 이상의 홀((33, 34, 41, 42)을 포함하는 것인 차단 장치(100).
9. 제8항에 있어서,
   작업 위치일 때, 용접 대상인 빌렛의 공급 라인에 수직하는 직선형 종축(Z)을 따라 배치되는 것인 차단 장치(100).
10. 제9항에 있어서,
    청소장치(3)를 냉각하는 수단이 구비되어 있는 차단 장치(100).
11. 제1항에 따른 특징을 갖는 차단 장치(100)를 청소하는 방법으로서, 이 방법은:
    차단 장치(100)를, 용접 대상인 빌렛의 공급 라인에 수직하는 빌렛 용접면 위에 배치하고;
    보호 쉴드(2)를 휴지 위치로부터 직선형 종축(Z)에 평행한 방향으로 슬라이드 이동시켜 이에 따라 빌렛이 통과할 홀(23)이 빌렛 둘레로 배열되도록 하고;
    2개의 연속 빌렛 간의 버트(butt) 용접 작업을 수행하고;
    버트 용접 작업의 종료시, 직선형 종축(Z)에 평행한 방향의 슬라이드 이동에 따라 상기 보호 쉴드(2)를 본래의 휴지 위치로 복귀시키는 단계들을 포함하는 것인 청소방법.
12. 제11항에 있어서,
    용접 작업시 작동수단(9)은 보호 쉴드(2)와 청소장치(3) 사이에서 직선형 종축(Z)에 평행한 방향으로의 순환식 단행정(short-stroke) 슬라이드 운동을 일으키도록 제어되며, 이 슬라이드 운동은 청소장치(3)의 스크래핑 날(4, 5, 6, 7)과 보호 쉴드(2)의 제1 내측면(24, 25, 26, 27) 간의 순환식 스크래핑 동작에 상응하는 것인 청소방법.

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