KR102430004B1 - 슬래브용 스카핑 장치 - Google Patents

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KR102430004B1
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유환웅
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유한환경산업 주식회사
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Abstract

본 발명은 슬래브용 스카핑 장치에 관한 것이다. 그러한 스카핑 장치(1)는, 슬래브(S)의 상측에 배치되며, 상부 블록(3)이 구비되는 상부 지지 프레임(2)과; 상부 블록(3)의 선단에 배치되어 회전가능하고 틸팅가능한 상부 산소노즐(5)과; 상부 산소노즐(5)의 하부에 배치되며 회전 및 틸팅이 가능한 상부 화염노즐(7)과; 슬래브(S)의 하측에 배치되며, 하부 블록(10)이 구비되는 하부 지지 프레임(6)과; 하부 블록(10)의 선단에 배치되어 회전 및 틸팅이 가능한 하부 산소 노즐(11)과; 하부 산소 노즐(11)의 하부에 배치되어 회전 및 틸팅이 가능한 하부 화염노즐(13)과; 상부 산소 및 화염노즐(5,7)과, 하부 산소 및 화염노즐(11,13)을 슬래브의 폭방향으로 각각 회전시키는 제 1 내지 제 4회전부(6,8,30,32)와; 제 1 내지 제 4회전부(6,8,30,32)를 제어함으로써 상부 산소 및 화염노즐(5,7)과, 하부 산소 및 화염노즐(11,13)의 회전각도를 서로 연동시키는 회전 제어부(20)를 포함한다.

Description

슬래브용 스카핑 장치{Apparatus for scarfing slab}
본 발명은 슬래브용 스카핑 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구조를 개선함으로써 화염분사노즐과 산소 분사노즐의 분사 방향을 슬래브의 폭방향으로 회전시키되, 회전각도를 서로 연동함으로써 슬래브의 상부 표면 스카핑 효율을 높일 수 있는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 연속 주조공정에서는 수요가의 요구를 충족하도록 슬래브(slab)의 두께, 폭, 길이 및 무게를 설정하고 연속적으로 슬래브를 생산한다.
그리고, 연속주조 공정에서 생산된 슬래브는 성분, 생산 조건에 따라 상부 표면결함 및 코너결함이 발생되는데 이를 출하전에 스카핑 공정에 의하여 상부 표면처리를 실시한다.
스카핑(scarfing) 공정이란 슬라브의 상부 표면에 발생하는 결함을 고압의 화염 및 산소, 혹은 기계적인 방식에 의하여 슬라브 상부 표면을 처리함으로써 결함을 제거하는 스카핑 머신에 의한 상부 표면처리공정을 말하는 것이다.
이러한 스카핑 공정에 있어서, 슬래브 표면에 고온의 화염을 분사하여 스크래칭 부분을 용융시키고, 고압의 산소를 분사하여 이 용융된 부분의 이물질을 제거하게 된다.
또한, 기계적인 방식은 슬래프의 상부 표면을 2-4mm 깍아내는 방식이다.
이러한 스카핑은 2면 스카핑, 4면 스카핑, 부분 스카핑 등 기계화 스카핑에 의하여 주로 이루어지는 바, 이러한 기계화 스카핑은 스카퍼를 이용해 상온에서 냉각되지 않은 가열된 슬래브의 상부 표면홈도 제거할 수 있다.
그러나, 이러한 종래의 스카핑 장치는 슬래브 표면의 길이 방향 스크래치를 효과적으로 제거하기에는 한계가 있는 문제점이 있다.
특허출원 제10-2011-0111261호(명칭:슬라브의 단면 가공장치 및 그 방법)
따라서, 본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 과제는, 구조를 개선함으로써 화염분사노즐과 산소 분사노즐의 분사 방향을 슬래브의 폭방향으로 회전시키되 회전각도를 서로 연동시킴으로써 슬래브의 상부 표면 스카핑 효율을 높일 수 있는 기술을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 스카핑 장치(7)는, 슬래브(S)의 상측에 배치되며, 상부 블록(3)이 구비되는 상부 지지 프레임(2)과; 상부 블록(3)의 선단에 배치되어 회전가능하고 틸팅가능한 상부 산소노즐(5)과; 상부 산소노즐(5)의 하부에 배치되며 회전 및 틸팅이 가능한 상부 화염노즐(7)과; 슬래브(S)의 하측에 배치되며, 하부 블록(10)이 구비되는 하부 지지 프레임(6)과; 하부 블록(10)의 선단에 배치되어 회전 및 틸팅이 가능한 하부 산소 노즐(11)과; 하부 산소 노즐(11)의 하부에 배치되어 회전 및 틸팅이 가능한 하부 화염노즐(13)과; 상부 산소 및 화염노즐(5,7)과, 하부 산소 및 화염노즐(11,13)을 슬래브의 폭방향으로 각각 회전시키는 제 1 내지 제 4회전부(6,8,30,32)와; 그리고 제 1 내지 제 4회전부(6,8,30,32)를 제어함으로써 상부 산소 및 화염노즐(5,7)과, 하부 산소 및 화염노즐(11,13)의 회전각도를 서로 연동시키는 회전 제어부(20)를 포함한다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 슬래브용 스카핑 장치는 구조를 개선함으로써 화염분사노즐과 산소 분사노즐의 분사 방향을 슬래브의 폭방향으로 회전시키되 회전 방향을 서로 연동시킴으로써 슬래브의 상부 표면 스카핑 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스카핑 장치의 구조를 보여주는 측면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 스카핑 장치의 화염 분사노즐과 산소 노즐이 슬래브 방향에 대하여 폭방향으로 회전가능한 상태를 보여주는 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 상부 및 하부 산소노즐을 회전시키는 제 2 및 제 4회전부의 구조를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 상부 및 하부 화염노즐을 회전시키는 제 1 및 제 3회전부의 구조를 개략적으로 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 회전 제어부의 구조를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래브용 스카핑 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명이 제안하는 스카핑 장치(1)는, 이송롤러에 의해 이송되어 진입하는 슬래브(S)의 상부 표면에 화염을 분사하고, 고압의 산소 또는 가스 등을 분사함으로써 상부 표면을 스카핑하게 된다.
이러한 스카핑 장치(1)는 슬래브(S)의 상측에 배치되는 상부 지지 프레임(2)과; 상부 지지 프레임(2)에 장착되는 상부 블록(3)과; 상부 블록(3)의 선단에 배치되어 슬래브의 폭방향으로 회전가능한 상부 산소노즐(5)과; 상부 산소노즐(5)의 하부에 배치되며 슬래브의 폭방향으로 회전 가능한 상부 화염노즐(7)과; 슬래브(S)의 하측에 배치되는 하부 지지 프레임(6)과; 하부 지지 프레임(6)에 장착되는 하부 블록(10)과; 하부 블록(10)의 선단에 배치되어 슬래브의 폭방향으로 회전이 가능한 하부 산소 노즐(11)과; 하부 산소 노즐(11)의 하부에 배치되어 슬래브의 폭방향으로 회전이 가능한 하부 화염노즐(13)과; 상부 산소 및 화염노즐(5,7)과, 하부 산소 및 화염노즐(11,13)을 슬래브의 폭방향으로 각각 회전시키는 제 1 내지 제 4회전부(6,8,30,32)와; 그리고 제 1 내지 제 4회전부(6,8,30,32)를 제어함으로써 상부 산소 및 화염노즐(5,7)과, 하부 산소 및 화염노즐(11,13)의 회전각도를 서로 연동시키는 회전 제어부(20)를 포함한다.
그리고, 상부 블록(3)의 하부에는 상부 스키드(4)가 구비되고, 하부 블록(10)의 상부에는 하부 스키드(9)가 구비됨으로써 상부 및 하부 스키드(4,9)의 사이에 슬래브(S)가 통과함으로써 스카핑 공정이 진행될 수 있다.
이러한 구조를 갖는 스카핑 장치(1)에 있어서,
상부 화염노즐(7)은 산소나 LPG 등의 가스를 슬래브(S)의 상부 표면에 고압으로 분사함으로써 화염을 형성하고, 화염에 의하여 상부 표면의 스케일이 용융된다.
이때, 상부 화염노즐(7)은 제 1회전부(8)에 의하여 화염을 일정 각도로 가변시켜서 분사할 수 있다.
보다 상세하게 설명하면,
제 1회전부(8)는 상부 화염노즐(7)을 슬래브(S)의 중심선을 중심으로 폭방향으로 일정 각도로 회전시킨다.
이러한 제 1회전부(8)는 상부 블록(3)에 구비된 제 1스텝핑 모터(23)와; 일측은 제 1스텝핑 모터(23)의 회전축에 연결되고, 타측은 상부 화염노즐(7)에 연결되어 일정 각도로 회전가능한 제 1연결부재(25,27,29)을 포함한다.
그리고, 제 1연결부재(25,27,29)는 상부 화염노즐(7)의 상부 양측에 상측으로 각각 돌출된 한 쌍의 수직바(27,29)와; 한 쌍의 수직바(27,29)의 상부를 서로 연결하는 수평바(25)를 포함한다.
따라서, 상부 화염노즐(7)을 통하여 화염이 분사되고, 이때, 컨트롤러가 제 1스텝핑 모터(23)에 신호를 전송함으로써 상부 화염노즐(7)을 슬래브(S)의 폭방향으로 일정 각도로 회전시킨다.
슬래브(S)의 상부 표면에는 연주과정에서 발생한 스크래치가 길이방향으로 형성되는 바, 이와 같이 상부 화염노즐(7)을 슬래브(S)의 폭방향으로 회전시키면서 화염을 분사함으로써 길이 방향의 스크래치를 효과적으로 용융시킬 수 있다.
그리고, 상부 산소노즐(5)은 고압의 산소 혹은 가스를 슬래브(S)의 상부 표면에 분사한다. 따라서, 화염노즐에 의하여 용융된 슬래브(S)의 상부 표면에 잔류하는 이물질을 제거할 수 있다.
이때, 상부 산소노즐(5)은 제 2회전부(6)에 의하여 슬래브(S)의 중심선을 중심으로 폭방향으로 일정 각도로 회전가능하다.
이러한 제 2회전부(6)는 상부 블록(3)에 구비된 제 2스텝핑 모터(15)와; 일측은 제 2스텝핑 모터(15)의 회전축에 연결되고, 타측은 상부 산소노즐(5)에 연결되어 일정 각도로 회전가능한 제 2연결부재(17,19,21)을 포함한다.
그리고, 제 2연결부재(17,19,21)는 상부 화염노즐(7)의 상부 양측에 상측으로 각각 돌출된 한 쌍의 수직바(19,21)와; 한 쌍의 수직바(19,21)의 상부를 서로 연결하는 수평바(17)를 포함한다.
따라서, 상부 산소노즐(5)을 통하여 고압 산소가 분사되고, 이때, 컨트롤러가 제 2스텝핑 모터(15)에 신호를 전송함으로써 상부 산소노즐(5)을 슬래브(S)의 폭방향으로 일정 각도로 회전시킨다.
이때, 슬래브(S)의 상부 표면에는 연주과정에서 발생한 스크래치가 길이방향으로 형성되는 바, 이와 같이 상부 산소노즐(5)을 슬래브(S)의 폭방향으로 회전시키면서 고압 산소를 분사함으로써 길이 방향의 스크래치를 효과적으로 용융시킬 수 있다.
그리고, 제 1 및 제 2회전부(8,6)는 회전 제어부(20)에 의하여 제어됨으로써 화염노즐의 회전각과 산소노즐의 회전각이 서로 연동되어 회전가능하다.
즉, 회전 제어부(20)는 제 1회전부(8)의 제 1스텝핑 모터(23) 및 제 2회전부(6)의 제 2스텝핑 모터(15)를 각각 제어함으로써 상부 화염노즐(7)과, 상부 산소노즐(5)의 분사방향을 적절하게 연동시킬 수 있다.
예를 들면, 상부 화염노즐(7)과 상부 산소노즐(5)이 슬래브(S)의 폭방향에 대한 회전각을 서로 동일하게 유지하거나 서로 다른 각도로 가변시킬 수 있다.
그리고 회전 제어부(20)는 데이터의 입력, 출력, 저장, 연산, 제어 기능을 수행하는 중앙처리장치(CPU)로서, 제 1 내지 제 4회전부(6,8,30,32)의 제 1 내지 제 4스텝핑 모터(15,23)를 제어함으로써 회전각을 가변시킬 수 있는 컴퓨터 장치를 의미한다.
즉, 회전 제어부(20)는 제 1회전부(8)의 제 1스텝핑 모터(23)을 제어하는 제 1모듈(M1)과; 제 2회전부(6)의 제 2스텝핑 모터(15)를 제어하는 제 2모듈(M2)와; 제 3회전부(30)의 제 3스텝핑 모터(23)를 제어하는 제 3모듈(M3)과; 제 4회전부(32)의 제 4스텝핑 모터(15)를 제어하는 제 4모듈(M4)을 포함한다.
한편, 하부 화염노늘과 하부 산소노즐(11)은 상기한 상부 화염 및 산소노즐과 동일한 구조를 갖는다.
즉, 하부 화염노즐(13)은 산소나 LPG 등의 가스를 슬래브(S)의 하부 표면에 고압으로 분사함으로써 화염을 형성하고, 화염에 의하여 하부 표면의 스케일이 용융된다.
이때, 하부 화염노즐(13)은 제 3회전부(30)에 의하여 화염을 일정 각도로 가변시켜서 분사할 수 있다.
보다 상세하게 설명하면,
제 3회전부(30)는 하부 화염노즐(13)을 슬래브(S)의 중심선을 중심으로 폭방향으로 일정 각도로 회전시킨다.
이러한 제 3회전부(30)는 제 1회전부(8)와 동일한 구조를 갖는 바, 동일 부호를 사용한다. 즉, 제 3회전부(30)는 하부 블록(10)에 구비된 제 3스텝핑 모터(23)와; 일측은 제 3스텝핑 모터(23)의 회전축에 연결되고, 타측은 하부 화염노즐(13)에 연결되어 일정 각도로 회전가능한 제 3연결부재(25,27,29)를 포함한다.
이때 제 3연결부재(25,27,29)는 제 1연결부재와 동일한 구조이므로 이하 상세한 설명은 생략한다.
따라서, 하부 화염노즐(13)을 통하여 화염이 분사되고, 이때, 컨트롤러가 제 3스텝핑 모터(23)에 신호를 전송함으로써 하부 화염노즐(13)을 슬래브(S)의 폭방향으로 일정 각도로 회전시킨다.
슬래브(S)의 하부 표면에는 연주과정에서 발생한 스크래치가 길이방향으로 형성되는 바, 이와 같이 하부 화염노즐(13)을 슬래브(S)의 폭방향으로 회전시키면서 화염을 분사함으로써 길이 방향의 스크래치를 효과적으로 용융시킬 수 있다.
그리고, 하부 산소노즐(11)은 고압의 산소 혹은 가스를 슬래브(S)의 하부 표면에 분사한다. 따라서, 화염노즐에 의하여 용융된 슬래브(S)의 하부 표면에 잔류하는 이물질을 제거할 수 있다.
이때, 하부 산소노즐(11)은 제 4회전부(32)에 의하여 슬래브(S)의 중심선을 중심으로 폭방향으로 일정 각도로 회전가능하다.
이러한 제 4회전부(32)는 제 2회전부(6)와 동일한 구조를 갖는 바, 동일 부호를 사용한다. 즉, 제 4회전부(32)는 하부 블록(10)에 구비된 제 4스텝핑 모터(15)와; 일측은 제 4스텝핑 모터(15)의 회전축에 연결되고, 타측은 하부 산소노즐(11)에 연결되어 일정 각도로 회전가능한 제 4연결부재(17,19,21)를 포함한다.
이때 제 4연결부재(17,19,21)는 제 1연결부재와 동일한 구조이므로 이하 상세한 설명은 생략한다.
따라서, 하부 산소노즐(11)을 통하여 고압 산소가 분사되고, 이때, 컨트롤러가 제 4스텝핑 모터(15)에 신호를 전송함으로써 하부 산소노즐(11)을 슬래브(S)의 폭방향으로 일정 각도로 회전시킨다.
이때, 슬래브(S)의 상부 표면에는 연주과정에서 발생한 스크래치가 길이방향으로 형성되는 바, 이와 같이 하부 산소노즐(11)을 슬래브(S)의 폭방향으로 회전시키면서 고압 산소를 분사함으로써 길이 방향의 스크래치를 효과적으로 용융시킬 수 있다.
한편, 제 3 및 제 4회전부(30,32)는 회전 제어부(20)에 의하여 제어됨으로써 화염노즐의 회전각과 산소노즐의 회전각이 서로 연동되어 회전가능하다.
즉, 회전 제어부(20)는 제 3회전부(30)의 제 3스텝핑 모터(23) 및 제 4회전부(32)의 제 4스텝핑 모터(15)를 각각 제어함으로써 하부 화염노즐(13)과, 하부 산소노즐(11)의 분사방향을 적절하게 연동시킬 수 있다.
예를 들면, 하부 화염노즐(13)과 하부 산소노즐(11)이 슬래브(S)의 폭방향에 대한 회전각을 서로 동일하게 유지하거나 서로 다른 각도로 가변시킬 수 있다.
물론, 상부 화염노즐(7)과, 하부 화염노즐(13)의 회전각 혹은 상부 산소노즐(5)과, 하부 산소노즐(11)의 회전각을 서로 다르게 혹은 동일하게 가변시킬 수 있다.
그리고, 제 1 내지 제 4회전부(6,8,30,32)의 제 1스텝핑 모터(23)와, 제 2스텝핑 모터(15)와, 제 3스텝핑 모터(23)와, 제 4스텝핑 모터(15)는 각각 상부블록(3) 혹은 하부블록(10)에 각각 모터축이 베어링 등에 의하여 회전가능하게 장착됨으로써 상부 산소 및 화염노즐(5,7)과, 하부 산소 및 화염노즐(11,13)이 슬래브의 폭방향으로 회전가능하다.
한편, 상부 산소노즐(5)과, 하부 산소노즐(11)에는 공급배관(L)상의 밸브(V)를 추가로 장착하여 필요시 제어부의 신호에 의하여 개폐량을 조절함으로써 분사되는 산소의 분사량을 제어할 수 있다. 따라서, 슬래브의 스카핑 환경에 따라 밸브를 적절하게 제거함으로써 스카핑 공정을 효율적으로 실시할 수 있다.
상부 화염노즐(7) 및 하부 화염노즐(13)에도 이러한 공급배관(L)상의 밸브(V)가 장착될 수 있어서 필요에 따라 제어부의 신호에 의하여 화염원인 가스의 분사량을 제어할 수 있어서 스카핑을 효율적으로 실시할 수 있다.

Claims (5)

  1. 슬래브(S)의 상측에 배치되며, 상부 블록(3)이 구비되는 상부 지지 프레임(2)과;
    상부 블록(3)의 선단에 배치되어 슬래브의 폭방향으로 회전가능한 상부 산소노즐(5)과;
    상부 산소노즐(5)의 하부에 배치되며 슬래브의 폭방향으로 회전 가능한 상부 화염노즐(7)과;
    슬래브(S)의 하측에 배치되며, 하부 블록(10)이 구비되는 하부 지지 프레임(6)과;
    하부 블록(10)의 선단에 배치되어 슬래브의 폭방향으로 회전이 가능한 하부 산소 노즐(11)과;
    하부 산소 노즐(11)의 하부에 배치되어 슬래브의 폭방향으로 회전이 가능한 하부 화염노즐(13)과;
    상부 산소 및 화염노즐(5,7)과, 하부 산소 및 화염노즐(11,13)을 슬래브의 폭방향으로 각각 회전시키는 제 1 내지 제 4회전부(6,8,30,32)와;
    제 1 내지 제 4회전부(6,8,30,32)를 제어함으로써 상부 산소 및 화염노즐(5,7)과, 하부 산소 및 화염노즐(11,13)의 회전각도를 서로 연동시키는 회전 제어부(20)와; 그리고
    상부 및 하부 산소노즐(5,11)과, 상부 및 하부 화염노즐(7,13)의 공급배관(L)상에 각각 장착되어 제어부의 신호에 의하여 개폐량을 조절함으로써 화염 혹은 산소의 분사량을 제어하는 밸브(V)를 포함하는 스카핑 장치(1).
  2. 제 1항에 있어서,
    상부 화염노즐(7)은 제 1회전부(8)에 의하여 슬래브(S)의 중심선을 중심으로 폭방향으로 일정 각도로 회전함으로써 화염을 슬래브(S)의 상면에 분사하며,
    제 1회전부(8)는 상부 블록(3)에 구비된 제 1스텝핑 모터(23)와; 일측은 제 1스텝핑 모터(23)의 회전축에 연결되고, 타측은 상부 화염노즐(7)에 연결되어 일정 각도로 회전가능한 제 1연결부재(25,27,29)를 포함하는 스카핑 장치(1).
  3. 제 1항에 있어서,
    상부 산소노즐(5)은 제 2회전부(6)에 의하여 슬래브(S)의 중심선을 중심으로 폭방향으로 일정 각도로 회전함으로써 고압 산소를 슬래브(S)의 상면에 분사하며,
    제 2회전부(6)는 상부 블록(3)에 구비된 제 2스텝핑 모터(15)와; 일측은 제 2스텝핑 모터(15)의 회전축에 연결되고, 타측은 상부 산소노즐(5)에 연결되어 일정 각도로 회전가능한 제 2연결부재(17,19,21)를 포함하는 스카핑 장치(1).
  4. 제 1항에 있어서,
    하부 화염노즐(13)은 제 3회전부(30)에 의하여 슬래브(S)의 중심선을 중심으로 폭방향으로 일정 각도로 회전함으로써 화염을 슬래브(S)의 저면에 분사하며,
    제 3회전부(30)는 하부 블록(10)에 구비된 제 3스텝핑 모터(23)와; 일측은 제 3스텝핑 모터(23)의 회전축에 연결되고, 타측은 하부 화염노즐(13)에 연결되어 일정 각도로 회전가능한 제 3연결부재(25,27,29)를 포함하는 스카핑 장치(1).
  5. 제 1항에 있어서,
    하부 산소노즐(11)은 제 4회전부(32)에 의하여 슬래브(S)의 중심선을 중심으로 폭방향으로 일정 각도로 회전함으로써 고압의 산소를 슬래브(S)의 저면에 분사하며,
    제 4회전부(32)는 하부 블록(10)에 구비된 제 4스텝핑 모터(15)와; 일측은 제 4스텝핑 모터(15)의 회전축에 연결되고, 타측은 하부 산소노즐(11)에 연결되어 일정 각도로 회전가능한 제 4연결부재(25,27,29)를 포함하는 스카핑 장치(1).
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