KR102323791B1 - 철판 천공방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 판형상의 제1철판과 상기 제1철판의 일면에 소정 간격으로 이격된 상태로 부착되어 있는 2개의 제2철판을 관통하는 구멍을 형성하는 천공방법에 관한 것으로서, 드릴공구를 사용하여 제1철판에 제1구멍을 형성하는 제1천공단계와; 제1철판에 형성된 제1구멍을 통해서 노출되는 2개의 제2철판들 사이에 형성되어 있는 이격공간에 충진지그를 삽입하는 삽입단계와; 드릴공구를 사용하여 충진지그와 2개의 제2철판에 대한 드릴작업을 실시하여 제2철판들 각각의 모서리에 원호 형상의 절취부를 생성하는 제2천공단계로 이루어진 것을 특징으로 하므로, 제2철판의 표면과 충진지그의 삽입부가 동일 평면을 형성하여 회전하는 드릴비트에 의해 인가되는 부하상태의 변화를 최소화시킴으로써, 드릴공구에 의한 천공작업시 떨림현상에 의한 진동의 발생을 방지하여 천공작업을 원활하게 수행할 수 있다.

Description

철판 천공방법{METHOD FOR DRILLING AT THE STEEL SHEET}

본 발명은 소정 간격으로 이격되어 있는 2개의 철판을 동시에 천공하기 위한 천공방법에 관한 것이고, 더 상세하게는 구조물에 이격된 상태로 설치되어 있는 2개 철판 사이의 이격공간에 충진 지그를 삽입하여 하나의 드릴공구로 형성되는 구멍을 구성하는 일부 원호 형태의 절취부를 2개 철판의 모서리에 형성하는 천공방법에 관한 것이다.

일반적으로 드릴공구는 전동기에 의해 회전하는 축에 고정되어 있는 드릴비트와 같은 절삭공구를 회전시키면서 공작물에 구멍을 형성하는 천공작업에 사용하는 공작기구이다. 드릴공구를 이용하여 공작물에 대한 천공작업을 수행하기 위해서는, 드릴공구의 드릴비트를 공작물의 표면에 접촉시킨 후 전동기를 구동시키면 드릴비트가 회전하면서 공작물에 구멍을 형성하게 된다.

한편, 소정 간격으로 이격되어 있는 2개의 철판을 드릴공구를 사용해서 천공작업을 수행하는 경우, 회전하는 드릴비트는 철판의 표면과 이격공간을 동시에 접하는 환경에서 천공작업을 이루어지므로 떨림현상에 의한 진동때문에 천공작업을 원활하게 수행하지 못하게 된다. 즉, 회전하는 드릴비트에 의해 인가되는 부하상태는 이격공간에서는 최소이고 철판의 표면에서는 최대를 유지하게 되며, 이와 같이 드릴비트에 의한 부하상태의 급변화는 드릴비트에 떨림현상을 발생시키며, 이는 드릴비트에 의한 천공작업을 원활하게 수행하지 못하게 된다. 특히, 제2철판(14, 16)과 이격공간에 접하는 제2철판(14, 16)의 테두리에 회전하는 드릴비트가 접촉할 때, 반작용으로 인해 드릴비트에 인가되는 부하는 최대가 되어 드릴비트의 수명단축을 초래하게 된다.

철골구조물을 구성하고 있는 복수개의 철판들이 철골구조물의 특성상 소정 간격으로 이격된 상태로 설치되어 있는 경우에, 소정 간격으로 이격되어 있는 2개의 철판에 천공작업을 수행할 필요가 있다. 통상적으로, 이러한 철골구조물의 천공작업은 워터젯 방식으로 이루어진다. 그러나, 워터젯 절단기를 사용한 천공작업은 상대적으로 오랜 작업시간이 소요되었다.

예를 들어, 용선을 생산하는 고로는 외부에 설치되는 철피와, 상기 철피의 내부에 위치하는 내화물과, 상기 내화물의 내부에 위치하는 판형상의 스테이브가 축조되어 있는 구조물이다. 고로의 고열에 직접 노출되는 스테이브들은 고열에 의한 열팽창과 고로의 구조 특성때문에 소정 간격으로 이격된 상태로 축조된다.

고로의 수리작업을 위하여 고로의 철피에서부터 스테이브까지 천공작업을 수행하는 경우, 워터젯 절단기를 사용하였다. 그러나, 워터젯 절단기를 이용한 천공작업은 장시간이 소요되며 이는 고로의 작업개시 시간이 지연되는 결과를 초래하는 문제점이 있었다.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-054450호(제1특허문헌)에는 고로 천공장치가 개시되어 있다. 상기 제1특허문헌에는 고로 천공장치를 사용하여 철피에서 내화물까지 천공하는 작업이 개시되어 있으며 스테이브를 천공하는 작업은 전혀 개시되어 있지 않는다.

대한민국 공개특허공보 제10-2009-054450호(제2특허문헌)에는 고로의 냉각유닛까지 관통하는 천공장치 및 천공방법이 개시되어 있다. 그러나, 상기 제2특허문헌에는 소정 간격으로 이격되어 있는 2장의 냉각 유닛에 대한 천공작업을 실시하여 냉각 유닛의 테두리에 원호 형상의 절취부를 생성하는 작업은 개시되어 있지 않습니다.

공개특허공보 제10-2011-054450호 공개특허공보 제10-2009-0102941호

본 발명은 상술된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 하나의 드릴공구를 사용해서 소정 간격으로 이격되어 있는 2장의 철판에 대한 천공작업을 실시하여 2개 철판의 테두리에 원호 형상의 절취부를 생성하는 철판 천공방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 철골 구조물에 소정 간격으로 이격된 상태로 설치되어 있는 2장의 철판에 대한 천공작업을 실시하여 2개 철판의 테두리에 원호 형상의 절취부를 생성하는 철판 천공방법을 제공하는 데 있다.

상술된 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면 판형상의 제1철판과 상기 제1철판의 일면에 소정 간격으로 이격된 상태로 부착되어 있는 2개의 제2철판을 관통하는 구멍을 형성하는 천공방법은 드릴공구를 사용하여 상기 제1철판에 제1구멍을 형성하는 제1천공단계와; 상기 제1철판에 형성된 제1구멍을 통해서 노출되는 상기 2개의 제2철판들 사이에 형성되어 있는 이격공간에 충진지그를 삽입하는 삽입단계와; 상기 드릴공구를 사용하여 상기 충진지그와 2개의 제2철판에 대한 드릴작업을 실시하여 상기 제2철판들 각각의 모서리에 원호 형상의 절취부를 생성하는 제2천공단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 충진지그는 상기 제2철판들 사이에 형성되어 있는 이격공간에 삽입되는 충진부와 상기 제1철판의 제1구멍에 끼워지는 원통부로 이루어진다.

상기 충진지그는 절삭가능한 철재질로 구성된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 소정 간격으로 이격된 상태로 제공되어 있는 2개의 철판을 관통하는 구멍을 형성하는 천공방법은 상기 2개의 철판들 사이에 형성되어 있는 이격공간에 충진지그를 삽입하는 삽입단계와; 드릴공구를 사용하여 상기 충진지그와 2개의 철판에 대한 드릴작업을 실시하여 상기 철판들 각각의 모서리에 원호 형상의 절취부를 생성하는 천공단계로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 판형상의 제1철판의 일면에 부착되어 있는 2개의 제2철판들 사이에 형성되어 있는 이격공간에 충진지그를 삽입하여 제2철판의 표면과 충진지그의 삽입부가 동일 평면을 형성하여 회전하는 드릴비트에 의해 인가되는 부하상태의 변화를 최소화시킴으로써, 드릴공구에 의한 천공작업시 떨림현상에 의한 진동의 발생을 방지하여 천공작업을 원활하게 수행할 수 있다.

도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 천공작업을 순차적으로 도시한 도면들이다.
도 5는 본 발명에 따른 천공작업에 의해 제2철판에 제2구멍이 형성된 상태를 도시한 배면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 천공작업시 사용되는 충진지그의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따라서 소정 간격으로 이격된 상태를 유지하고 있는 2개의 철판에 대해 실시하는 천공작업의 바람직한 실시예를 설명한다.

먼저, 본 발명에 따른 천공작업이 실시되는 공작물은 도 1의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 판형상의 제1철판(12)과 제1철판(12)의 일면에 소정 간격으로 이격된 상태로 제공되어 있는 2개의 제2철판(14, 16)으로 구성된다.

제2철판(14, 16)은 제1철판(12)에 직접 부착되거나 또는 이들 사이에 다른 부재가 개재될 수 있다. 인접하는 2개의 제2철판(14, 16)들 사이에는 소정 크기의 이격공간(G)이 형성된다. 이때 본 발명에 따른 천공작업은 이격공간(G)을 사이에 두고 2개의 제2철판들에 대해 수행되어, 인접하는 제2철판(14, 16)들 각각의 테두리에 원호 형상의 절취부(14a, 16a)를 형성하는 작업이다.

본 발명에 따르면, 공작물을 관통하는 소정 직경의 목표 구멍을 형성하는 천공방법은 드릴공구(미도시)를 사용하여 제1철판(12)에 제1구멍(H1)을 형성하는 제1천공단계와, 제1철판(12)에 형성된 제1구멍(H1)을 통해서 노출되는 2개의 제2철판(14, 16)들 사이의 이격공간(G)에 충진지그(18)를 삽입하는 삽입단계와, 상기 드릴공구를 사용하여 충진지그(18)와 2개의 제2철판(14, 16)에 대한 천공작업을 실시하여 제2철판(14, 16)들 각각의 테두리에 제2구멍(H2)의 일부를 구성하는 원호형상의 절취부(14a, 16a)를 형성하는 제2천공단계로 이루어진다.

충진지그(18)는 제2철판(14, 16)들 사이의 이격공간(G)에 삽입되는 충진부(18b)와 제1철판(12)의 제1구멍(H1)에 끼워지는 원통부(18a)로 이루어진다. 그리고, 하기에 설명되는 바와 같이, 드릴공구에 의한 천공작업시 회전하는 드릴비트에 의해 인가되는 부하상태의 변화가 최소화될 수 있도록 충진지그(18)의 충진부(18b)와 원통부(18a)는 철재질로 구성되고 바람직하게는 절삭가능한 철재질로 구성된다. 충진지그(18)는 충진부(18b)와 원통부(18a)를 각각 개별적으로 제작한 후 용접 등에 의해서 결합시킴으로써 제공될 수 있다.

한편, 제1천공단계에서 형성되는 제1구멍(H1)의 직경은 상기 목표 구멍의 직경보다 크게 설정될 수 있지만, 제2구멍(H2)의 직경은 상기 목표 구멍의 직경과 동일하게 설정된다. 이 경우, 충진지그(18)의 원통부에는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 목표 구멍의 직경에 대응하는 직경을 갖는 요홈(18c)이 형성될 수 있다. 이는 제2천공단계에서 수행되는 가공길이를 단축시켜서 천공작업시간을 단축시키기 위함이다. 이때, 제1천공단계에서 사용되는 드릴공구의 드릴비트와 제2천공단계에서 사용되는 드릴공구의 드릴비트는 상이한 크기로 구성된다.

제1천공단계는 도 2의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 통상적인 천공작업으로 이루어지며, 이러한 천공작업은 제2철판(14, 16)이 노출될 때까지 수행되는 것이 바람직하다. 제1천공단계의 드릴링 공정이 제2철판(14, 16)까지 수행되는 경우, 상술된 바와 같이 회전하는 드릴비트에 의해서 제2철판(14, 16)의 가공면과 제2철판(14, 16)들 사이의 이격공간에 인가되는 부하상태의 변화때문에 상기 드릴공구에는 떨림현상에 의한 진동이 발생하게 되어 천공작업을 원활하게 수행하지 못하게 된다.

제1천공단계가 수행된 후에, 도 3의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 충진지그(18)를 제1철판(12)의 제1구멍(H1)에 삽입하여 충진부(18b)가 제2철판(14, 16)들 사이의 이격공간(G)에 위치되도록 한다.

이 후에, 도 4의 (a)와 (b)에 도시된 바와 같이 드릴공구(미도시)를 이용해서 충진지그(18)의 원통부(18a)부터 천공작업을 진행하는 제2천공단계를 수행한다. 원통부(18a)에 대한 천공작업이 수행된 후 제2철판(14, 16)의 가공면과 충진부(18b)의 가공면은 동일 평면을 형성하게 되며, 이는 회전하는 드릴비트에 의해 제2철판(14, 16)의 가공면과 충진부(18b)의 가공면에 인가되는 부하상태의 변화는 최소화시킬 수 있게 된다. 즉, 상기 드릴공구의 드릴비트는 제2철판(14, 16)의 가공면과 충진부(18b)의 가공면으로 이루어진 평면에 대해 드릴가공을 수행하므로 떨림현상을 수반하지 않게 되어 천공작업을 원활하게 수행할 수 있게 된다.

제2천공단계를 수행한 결과, 제1철판에는 제1구멍이 형성되고, 제2철판에는 상기 목표 구멍의 직경과 동일하게 설정된 직경을 갖는 제2구멍(H2)의 원호 일부에 대응하는 절취부가 형성된다.

본 발명에 따른 천공방법은 고로의 보수작업을 위하여 철피에서부터 소정간격으로 이격되어 있는 2장의 스테이브까지 구멍을 형성하는데 적용될 수 있다.

즉, 드릴공구를 사용해서 철피에서 내화물까지 제1구멍을 형성한다. 그리고, 형성된 제1구멍을 통해 노출되는 스테이브의 이격공간에 충진지그를 삽입시킨다. 이 후에 드릴공구를 사용해서 스테이브의 이격공간에 제2구멍을 형성하며, 이때 상기 제2구멍을 구성하는 스테이브의 테두리에는 원호 형상의 절취부가 형성된다.

상술된 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 소정간격으로 이격되어 있는 2개 철판들 사이의 이격공간에 충진지그를 삽입한 후 천공작업을 수행하는 등 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 첨부된 특허청구범위의 요지 및 사상으로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.

12 : 제1철판
14, 16 : 제2철판
14a, 16b : 절취부
18 : 충진지그
H1, H2 : 구멍

Claims (5)

1. 제1철판과 상기 제1철판의 일면에 소정 간격으로 이격된 상태로 제공되어 있는 2개의 제2철판을 관통하는 구멍을 형성하는 천공방법에 있어서,
   드릴공구를 사용하여 상기 제1철판에 제1구멍을 형성하는 제1천공단계와;
   상기 제1철판에 형성된 제1구멍을 통해서 노출되는 상기 2개의 제2철판들 사이에 형성되어 있는 이격공간에 충진지그를 삽입하는 삽입단계와;
   상기 드릴공구를 사용하여 상기 충진지그와 2개의 제2철판에 대한 드릴작업을 실시하여 상기 제2철판들 각각의 모서리에 원호 형상의 절취부를 생성하는 제2천공단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 철판 천공방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 충진지그는 상기 제2철판들 사이에 형성되어 있는 이격공간에 삽입되는 충진부와 상기 제1철판의 제1구멍에 끼워지는 원통부로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 철판 천공방법.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 충진지그는 절삭가능한 철재질로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 철판 천공방법.
   
4. 소정 간격으로 이격된 상태로 제공되어 있는 2개의 철판을 관통하는 구멍을 형성하는 천공방법에 있어서,
   상기 2개의 철판들 사이에 형성되어 있는 이격공간에 충진지그를 삽입하는 삽입단계와;
   드릴공구를 사용하여 상기 충진지그와 2개의 철판에 대한 드릴작업을 실시하여 상기 철판들 각각의 모서리에 원호 형상의 절취부를 생성하는 천공단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 철판 천공방법.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 충진지그는 상기 철판들 사이에 형성되어 있는 이격공간에 삽입되는 충진부를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 철판 천공방법.
   
   

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