KR19990081551A - 노벽의 용사보수 란스장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 노의 내벽 내화물 라이닝(내화체)에 손상이 있을 경우 이를 열간에서 보수하기 위한 란스장치에 관한 것이다.

본 발명의 란스장치는 상하강 슬라이드 프레임 및 란스를 회전 가능하게 결합하는 회전장치가 부가되며, 상기 슬라이드 프레임을 따라 노내벽 또는 외벽에 내화체를 분사시키는 란스를 지지하는 기체와, 상기 란스가 내화물 분체를 가연성 개스와 함께 보내는 이송관로를 가지며, 상기 이송관로 주위로 냉각수를 순환 시키는 또다른 유로를 구비하며 선단이 노즐로 이루어진 노벽 열간 보수용 란스에 있어서, 낱개의 축이음재로 이루어지고, 전체적으로는 상기 축이음재를 복수로 조합하여 내화물분체를 이송 시키는 구동축 및 이 구동축을 둘러쌓아 유로를 개설하는 케이싱과, 상기 구동축에 안내되어 내화물 분체를 이송 시키는 분체이송관과, 상기 구동축의 일단에 외부 동력전달장치를 결합시켜 동력을 전달하는 제1회전부 및 상기 제1회전부로 부터 얻어진 동력에 의해 노즐 방향각을 원위치에서 조절하는 굴절된 제2회전부를 갖는 노즐구동부와, 상기 구동축을 분체이송관과는 독립적으로 회전시켜 노즐의 축방향 회전을 유도하기 위해 외부 동력전달장치와 결합된 란스자전부와, 상기 구동축을 따라 냉각수 및 가연성 개스를 분기시켜 공급하기 위해 상기 구동축 외벽에 장착된 분배소와, 상기 분배소로 부터 구분되어 공급되는 유체의 흐름을 구동축 및 노즐의 회전에 관계없이 일정하게 유지 시키기 위해 분배소 및 노즐의 결합부 해당 접선면을 로터리조인트로 구성한다.

Description

노벽의 용사보수 란스장치

본 발명은 노의 내벽 내화물 라이닝에 손상이 있을 경우 열간에서 보수하기 위한 란스장치에 관한 것이다.

금속의 추출과 정련에 있어서는 광석으로 부터 맥석과 구분시켜 제련하는 제선공정상에서의 고로와, 고로에서 얻어진 선철을 강으로 전환 시키기 위해 용선내에 존재하는 어떤 불순물을 선택적으로 산화시켜 용탕으로 부터 제거 시키는 제강공정상에서의 전로, 전로로 부터 넘겨진 용탕내의 불순물을 제거하는 제강공정상에서의 또다른 탈개스로(RH로), 그리고 각 공정상에서 용탕을 옮겨주는 토페이도카,레이들,턴디쉬 등은 용탕에 의해 고열을 받는 조건에 견디도록 하기 위해 공통적으로 내화물을 내벽면에 라이닝 시켜 고온의 조건에 내열성이 유지되도록 하고 있다.

다양한 노에 대한 내화물의 시공방식은 조적식과 유입시공식으로 구분되고, 내화물 표면 처리방식은 분사육성식,용사식,테르밋방식등이 적용되고 있으며, 내화물을 보수하는 방식은 로의 보수작업 조건중 온도에 따라 냉간방식과 열간방식으로 구분된다.

로에 축조된 내화물(6) 및 표면처리 목적의 라이닝재는 로 조업을 진행 시킴에 따라 열에 의해 두께가 엷어지거나 내화재로써의 기능이 떨어지면서 내화물의 국부적 탈락, 마모손상을 일으켜 노벽에 부하를 가져와 철피면(7)의 균열 또는 개스 누설 등의 현상으로 발전되는데, 이러한 징후가 검출되면 노의 수명이 허용하는 범위내에서 국부적으로 손상된 내화물(6)만을 보수하여 노의 조업 조건을 정상적으로 유지 시킨다.

전술한 내화물 보수방식에 있어서 냉간방식은, 고로조업을 중단 시키고, 고온의 로 동체를 냉각시킨 후에 작업자가 로 안으로 들어가서 손상된 부위를 확인한 뒤 해당 부위를 보수하고 다시 로의 온도를 정상수준까지 승온시켜 로 조업을 재개시키는 것이다. 따라서 작업공상에서의 로스가 크고, 에너지 효율적 운용이 떨어지는 낙후된 보수방식에 해당한다.

열간방식은 냉간방식에서 예비단계에 해당하는 로 조업공정의 중단 및 냉각과정 그리고 재가열 등에 이르는 복잡한 전/후 처리과정을 대부분 생략하여 냉간방식의 소모적 요인을 없애주는 대체 보수방식으로 제공되었다. 즉, 고온상태의 로에 대한 직접 보수가 가능하여 로의 열관리에 필요한 에너지 소모량을 줄이고 조업공정상의 로스를 줄일 수 있는 방편을 제공하게 되었다.

그러나 열간보수를 실현 하는데 있어서는 인력을 대체하는 장치의 수요와 필요성이 그만큼 더 커지면서 동시에 보수작업성과 보수성능에 영향을 미치는 인자가 장치에 의해 결정되는 단계로 진행되었고, 따라서 장치가 갖는 기능적 사항에 따라 보수작업 효율성이 규정되어 장치의 중요성이 상대적으로 커지게 되었다.

열간보수에 적용되는 장치는 기본적으로 로 내의 환경에 적응할 수 있는 내화물 압송장치(란스=lance), 상기 압송장치측으로 내화물을 정량적으로 공급하기 위한 이송장치 그리고 특별하게는 압송장치을 움직여 줄 수 있는 수단을 포함하며, 상기 압송장치가 로내에 위치하는 경우 주어진 일을 수행시키기 위해 냉각장치를 갖는다.

상기 압송장치에서의 내화물 분체 이송 특성에 따라 분사육성식과 용사식으로 구분하여 냉/열간보수장치를 정의한다. 분사육성보수장치의 경우 란스를 통해 물＋내화물 분체입자를 공압으로 로내 목표부위를 중심으로 분무시켜 로내벽 온도에 의해 내화물을 착상 시키는 것으로 주로 보수대상 내화물의 광범위한 코팅 결과를 얻는다.

용사보수장치의 경우는 란스를 통해 가연성 개스＋내화물을 별도로 공급하되, 이들이 로내에 합류되는 시기에 화염 조성에 의해 내화물 입자가 가열된 상태에서 고온상태의 내화물과 반응하여 강력한 착상 결과를 얻어 신뢰성 있는 내화물의 정밀 부분 보수에 적합하나, 이 장치는 내화재료의 운반 및 내열성 유지 제약 등으로 개발단계에 머물러 있다.

이와같이 열간보수장치는 내화물 분체의 운반에 따라 분사육성보수장치 또는 용사보수장치로 더 세분할 수 있는데, 분사육성보수장치는, 국내 특허공보 공고번호 83-121호의 내화성 내장재 보수용 분무기"와, 국내 실용신안공보 공고번호 86-1371호의 "고로노벽의 열간 보수장치"와, 국내 실용신안공보 공고번호 86-709호의 "고로노벽의 열간 보수장치"와, 국내 실용신안공보 공고번호 90-2763호의 "용광로 대탕도의 열간보수를 위한 스프레이 장치"와, 국내실용신안공보 공고번호 91-9505호의 "노체 내화벽의 열간에서 뿜어붙이는 보수장치"와, 국내 공개특허공보 공개번호 97-56522호의 "진공탈가스용 침지관의 열간보수장치 및 방법" 등에 기술되어 있다. 이러한 분사육성보수장치의 다양한 기술들은 가능한 내화물 분체를 어떻게 효과적으로 로내 내화물에 접근 시킬 것인가에 의해 제공 되었다.

그러나 내화물 분체를 보수대상 위치에 분사하는 란스의 가동 영역이 제한 되거나 용사보수에 필요한 소재를 보낼 수 없어 용사보수에 부적합한 단점이 있다.

이에대하여 용사보수장치는 국내 특허공보 공고번호 96-16163호의 "내화체수선방법 및 내화체 수선장치"에 기술된 내용에 의해 설명된다. 이 기술은 미세한 산화가 용이한 입자들 예들들면, 세라믹 용접 또는 드레싱 분말의 고체 연료 성분으로 흔히 사용되는 실리콘 또는 알루미늄 입자들의 조작에 따른 위험(공급라인에서의 마찰로 인한 국부적인 가열 또는 전기 방전의 결과로 조기 연소 또는 폭발이 생길 수 있는 가능성)을 회피 시키면서 비로서 노내의 용사보수를 가능케 하였다.즉, 내화물 분체의 적절한 공급과, 산소가 풍부한 운반기체내에 포함된 연소성 입자들을 내화체에 투사시켜 내화체에 인접한 반응지역에서 연소성 입자들을 산화 시키고, 이로써 내화물의 드레싱 또는 내화체상에 내화 용접물질을 형성하는데 요구되는 열을 생성 할 수 있도록 하였다.

용사보수가 갖는 이득을 노체의 열간보수에 실제적으로 적용하는데에는 기술적인 여건이 충족되어져야 한다. 예컨데 노의 냉간용사보수는 비교적 간단한 용사장치의 재구성으로 분사육성보수에 비교해 내화재의 보수 신뢰성을 높힐 수 있으나, 노의 용사보수를 열간에서 실현 하는데에는 어려운 제약이 따른다. 그중 내화물의 정량적 공급을 포함한 기체 및 가연성 개스의 양 그리고 이것을 보수대상영역에 효과적으로 접근 시킬 수 있는 란스의 구성 등은 어려운 제약들 중의 하나이다.

란스의 규모와 형식은 노의 다양한 형태에 의해 결정된다. 특히 열간보수방식에서 적용되는 란스의 구조는 기본적으로 열변형에 견디는 내구성과 내열성을 동시에 갖도록 냉각수단을 포함하는 경우가 보편적이다.

도 1은 제강공정에서 적용되는 탈개스로(1)의 모식도로서, 하부가 밀폐된 형태의 고로 및 전로와 구분되며 그밖의 레이들 및 턴디쉬 등과도 구분되는 2개소의 대칭형 개스 순환통로(2)(2a)를 하부에 돌출된 형태로 두게된다. 이같은 탈개스로(1)는 노안에 진공을 형성시키고, 래들(3)에 수용된 용탕을 순환통로(2)(2a)를 통해 순환 시키는 과정에서 용탕내 기포 및 개스를 진공으로 추출하여 용탕내 개스를 제거 시키는 용도로 사용되며, 따라서 탈개스로(1)에서 고온의 열영향을 가장 많이 받는 부위는 침적부에 해당하는 순환통로(2)(2a)의 내.외주연 벽면이 된다. 다양한 노의 보수중 열간보수에 있어서 상부가 개방된 형태의 노의 열간보수는 도 2와 같이 란스(4)를 보수대상 부위에 접근 시켜 해당부위에 내화물을 분사 시키는 것은 쉬운 방법이다. 그러나 탈개스로(1)와 같이 순환통로(2)(2a)를 가지고 상부가 밀폐된 형태의 경우 상부 보수가 불가능하다. 만약 깊숙한 내벽면 어느지점에 내화물 손상이 생기면 란스를 넣어 내화체를 해당지역에 정확히 분사 시킬 수 있는 보수작업 자체가 어려워 진다.

도 2는 상부가 개방된 노(5)안에 란스(4)를 넣어 손상 부위에 내화체를 투사하는 가장 쉬운 열간보수의 예이며, 여기에 적용되는 내화체 압송용 란스(4)는 단순히 내화물을 노의 내벽 목표지점에 보내 주기 위하여 란스를 어떻게 움직여 주는가에 의해 설계되 있고, 이를 위하여 단순한 냉각 및 이송관로를 갖추게 된다.

이에 대하여 탈개스로(1)의 열간보수에 있어서는 일반 보수방법들을 적용 하는데에는 몇가지 어려움이 따르는데 하나는 란스를 어떻게 내화물에 접근 시키는가이고, 다른 하나는 내화물의 보수 신뢰성을 높히기 위하여 사용되는 용사보수를 적용하지 못하는 것이다.

이렇게 보수용 내화체를 내화물에 접근 시키는 기술은, 공통적으로 란스를 통해 이루어져 왔지만, 란스의 정밀한 위치제어가 어려워 보다 정교한 투사조건을 요구하는 노벽에 대한 내화물의 보수에 한계가 있었고, 또한 용사보수를 실현하는데 요구되는 란스를 통한 내화체의 이송 및 개스의 흐름을 안정적으로 유지 시킬 수 있을 것인가의 문제와 함께 열간보수에서 란스에 미치는 열변형 요인을 어떻게 무마시키는가가 문제로 되었다.

본 발명은 내화체를 노벽에 투사 시켜 내화물을 보수하는데 있어서 타켓에 대한 내화체의 투사 위치 선정을 정교하게 설정할 수 있는 란스장치를 제공 하는 것이다.

또한 본 발명은 비교적 내화체의 투사 조건이 열악한 탈개스로와 같은 노벽의 부분보수에 적응되는 란스장치를 제공하는 것이다.

또한 본 발명은 란스의 유체 이송통로를 통해 내화체 및 개스의 흐름을 안정시켜 내화물의 용사보수를 가능케 하는 것이다.

본 발명의 특징은 상하강 슬라이드 프레임 및 란스를 회전 가능하게 결합하는 회전장치가 부가되며, 상기 슬라이드 프레임을 따라 노내벽 또는 외벽에 내화체를 분사시키는 란스를 지지하는 기체와, 상기 란스가 내화물 분체를 가연성 개스와 함께 보내는 이송관로를 가지며, 상기 이송관로 주위로 냉각수를 순환 시키는 또다른 유로를 구비하며 선단이 노즐로 이루어진 노벽 열간 보수용 란스에 있어서, 낱개의 축이음재로 이루어지고, 전체적으로는 상기 축이음재를 복수로 조합하여 내화물분체를 이송 시키는 구동축 및 이 구동축을 둘러쌓아 유로를 개설하는 케이싱과, 상기 구동축에 안내되어 내화물 분체를 이송 시키는 분체이송관과, 상기 구동축의 일단에 외부 동력전달장치를 결합시켜 동력을 전달하는 제1회전부 및 상기 제1회전부로 부터 얻어진 동력에 의해 노즐 방향각을 원위치에서 조절하는 굴절된 제2회전부를 갖는 노즐구동부와, 상기 구동축을 분체이송관과는 독립적으로 회전시켜 노즐의 축방향 회전을 유도하기 위해 외부 동력전달장치와 결합된 란스자전부와, 상기 구동축을 따라 냉각수 및 가연성 개스를 분기시켜 공급하기 위해 상기 구동축 외벽에 장착된 분배소와, 상기 분배소로 부터 구분되어 공급되는 유체의 흐름을 구동축 및 노즐의 회전에 관계없이 일정하게 유지 시키기 위해 분배소 및 노즐의 결합부 해당 접선면을 로터리조인트로 구성한 노벽의 용사보수 란스장치에 있다.

도 1은 제강공정에서 탈개스로 적용예의 단면도

도 2는 종래의 노벽 열간보수용 란스장치 개략도

도 3은 본 발명에 따른 용사보수 란스장치의 종단면도

도 4는 도 3의 "A"부 상세를 보인 것으로 노즐구동부의 요부 단면도

도 5는 본 발명에 적용되는 로테이팅하우징을 보인 것으로 (가)는 평면도 (나)는 단면도 (다)는 (나)의 B-B선 단면도

도 6은 본 발명에 적용되는 로테이팅샤프트를 보인 것으로 (가)는 평면도 (나)는 저면도

도 7은 본 발명에 따른 케이싱을 보인 것으로 (가)는 평면도 (나)는 (가)의 C-C선 단면도

도 8은 본 발명에 따른 란스장치의 동력전달계통의 개략도

도 9는 본 발명에 따른 탈개스로 내벽 용사보수에 대한 노즐 위치를 표시한 것으로 (가)는 침적관 및 노내벽 부분 보수예 (나)는 침적관의 상부면 부분 보수예 (다)는 침적관의 상측면 및 노내의 상면부 보수조건에서의 노즐의 위치를 보인 도면

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:란스 승하강 슬라이드프레임 11:란스

12:회전장치 13:분체이송관

14:제1회전부 15:제2회전부

16:노즐 17:란스자전부

18:분배소 19:메인샤프트

20:로테이팅하우징 21:제1로테이팅샤프트

22:조인트샤프트 23:제2로테이팅샤프트

24:메인케이싱 25:서브케이싱

26:헤드케이싱 27:수관

28:산소공급로 29:가연성개스공급로(LPG)

31.32.34.35.36.37:베벨기어 33.38:서보모터

39:감속기 40:플랜지

란스의 상하 운동을 인도하는 상하강 슬라이드프레임(10) 및 란스(11)를 회전 가능하게 결합하는 회전장치(12)가 부가되며, 상기 슬라이드프레임(10)을 따라 노내벽 또는 외벽에 내화체를 분사시키는 란스(11)를 지지하는 기체와, 상기 란스(11)가 내화물 분체를 가연성 개스와 함께 보내는 이송관로를 가지며, 상기 이송관로 주위로 냉각수를 순환 시키는 또다른 유로를 구비하며 선단이 노즐로 이루어진 노벽 열간 보수용 란스장치에 있어서, 본 발명은 도 3과 같이 낱개의 축이음재로 이루어지고, 전체적으로는 상기 축이음재를 복수로 조합하여 내화물분체를 이송 시키는 종축상의 구동축과, 이 구동축을 둘러쌓아 유로를 개설하는 케이싱과, 상기 구동축에 안내되어 내화물 분체를 이송 시키는 분체이송관(13)과, 상기 구동축의 일단에 외부 동력전달장치를 결합시켜 동력을 전달하는 제1회전부(14) 및 상기 제1회전부(14)로 부터 얻어진 동력에 의해 노즐 방향각을 원위치에서 조절하는 굴절된 제2회전부(15)를 갖는 노즐구동부와, 상기 구동축을 분체이송관(13)과는 독립적으로 회전시켜 노즐(16)의 축방향 회전을 유도하기 위해 외부 동력전달장치와 결합된 란스자전부(17)와, 상기 구동축을 따라 냉각수 및 가연성 개스를 분기시켜 공급하기 위해 상기 구동축 외벽에 장착된 분배소(18)와, 상기 분배소(18)로 부터 구분되어 공급되는 유체의 흐름을 구동축 및 노즐(16)의 회전에 관계없이 일정하게 유지 시키기 위해 분배소 및 노즐의 결합부 해당 접선면을 로터리조인트로 구성한 것을 특징으로 한다.

상기 구동축은 기반에 고정되는 메인샤프트(19)와, 상기 메인샤프트(19)에 동일선상으로 결합되고 분배소(18) 및 로테이팅하우징(20)이 장착되는 제1로테이팅샤프트(21)와, 상기 제1로테이팅샤프트(21)와 조합되어 분체이송관(13)을 안내하면서 회전을 인도하는 하나 이상의 조인트샤프트(22)와, 상기 조인트샤프트(22)의 선부에 결합되어 노즐(16) 결합을 인도하고, 노즐(16)의 회전 영역을 확장 시키기 위해 하향 굴절된 제2로테이팅샤프트(23)로 구성된다.

상기 케이싱은 구동축에 대한 축간 결합을 안내하기 위해 메인케이싱(24),서브케이싱(25),헤드케이싱(26)으로 구분되며, 각각 냉각수를 운반하는 수관(27)과, 가연성 개스를 운반하는 개스공급로(29) 그리고 산소공급로(28)를 구분하여 개설한다.

상기 노즐구동부는 제1회전부(14)가 지지플레이트(30) 및 다수의 지지부재에 의해 종축 방향으로 축설된 분체이송관(13)의 하부측 메인샤프트(19)에 베벨기어(31)를 장착한 피동측과, 상기 베벨기어(31)와 직교되는 위치에 베벨기어(32)를 치합시켜 동력을 전달하는 원동측과, 상기 베벨기어(32)에 동력을 전달하는 서보모터(33)를 포함하고, 제2회전부(15)는 조인트샤프트(22)의 선단에 축방향으로 베벨기어(34)를 장착하여 상기 제1회전부(14)로 부터 발생된 동력을 매개하고, 상기 베벨기어(34)와 사행상으로 치합되어 전달되는 회전력을 조인트샤프트(22) 굴절각에 맞추어 노즐(16)측으로 전달하기 위해 제2로테이팅샤프트(23)에 사행상의 베벨기어(35)를 장착하여 노즐(16)을 사행축선을 따라 구동 시키도록 구성된다.

상기 란스자전부(17)는 제1로테이팅샤프트(21)에 베벨기어(36)를 장착하여 피동측을 구성하고, 상기 피동측 베벨기어(36)와 직교되는 위치에서 베벨기어(37)를 치합시켜 서모모터(38)의 동력을 전달하는 구동측을 구성하고, 상기 제1로테이팅샤프트(21)에 대하여 메인케이싱(24).서브케이싱(25) 및 헤드케이싱(26)을 조인트시켜 상기 구동측의 서보모터(38) 회전력에 의해 연동되어 구동력이 노즐의 회전에 관여 하도록 구성된다.

본 발명은 노즐 및 란스를 별도로 구동 시키는 구동부와, 노즐 및 란스 구동 단계에서의 내화체 이송 그리고 냉각수 및 가연성 개스(LPG)+산소 등의 공급을 수행하기 위한 장치부, 또한 노내에서 보다 넓은 보수 영역을 확보하기 위해 상기 구동부의 동적 궤적을 규제하는 부분으로 되어있다.

도 3에서 서보모터(33)를 구동 시키면, 모터(33)의 회전은 감속기(39)를 통해 저속으로 변환되어 모터샤프트-베벨기어(30)로 이루어지는 원동측을 회전시키고, 이 회전력은 다시 베벨기어(31)를 통해 분체이송관(13)에 전달되어 분체이송관(13)을 둘러쌓고 있는 메인샤프트(19)가 회전된다. 분체이송관(13)을 종축상으로 지지하는 주변과 해당 지지부에는 회전을 돕기 위한 다수의 베어링 지지축이 있어 메인샤프트(19)가 회전할 때 도움을 주며, 분체이송관(13)을 메인샤프트(19) 및 조인트샤프트(22)를 통해 안내하는 구동축은 다수의 마디로 이루어져 있지만, 다양한 커플링 결합을 통해 전달된 회전력을 제2회전부(15)측인 상부쪽으로 이동 시킨다. 상부측에는 도 4와 같이 조인트샤프트(22)에 베벨기어(34)가 장착되어 하부측 제1회전부(14)로 부터 전달된 회전력을 다시 상대측 베벨기어(35)에 회전력을 전달하는 변곡점이 되는 사행 회전점을 구축하는데, 이 회전점은 베벨기어(34)(35)의 사행 치합과 중심관로를 종축으로 부터 아래쪽으로 사행시켜 대략 45도를 기준점으로 기울인 상태에서 조인트샤프트(22)와 제2로테이팅샤프트(23)를 결합시켜 결국 헤드케이싱(26)과 나란한 기울기를 부여하여 종축방향 회전을 사행방향 회전으로 전환 시킨다. 이때 베벨기어(35)는 제2로테이팅샤프트(23)를 통해 노즐(16)을 구동 시킴으로써 결국 서보모터(33)의 회전은 노즐(16)의 구동으로 이어진다.

특히, 상기 구동으로 부터 나타나는 노즐의 회전 방향은 종축방향에 축설된 베벨기어(34)와 맞물린 타측 베벨기어(35)의 접속각과 일치하는 사행축선을 중심으로 회전하는데, 이같은 노즐(16)의 회전 특성은 노내벽면에 대한 새로운 보수의 각도의 확보에 유리하게 작용한다.

또 다른 서보모터(38)를 회전 시키면, 감속기(39)-샤프트-베벨기어(37)-제1로테이팅샤프트(21)측 베벨기어(36)순으로 전달되어 제1로테이팅샤프트(21)를 회전 시킨다. 제1로테이팅샤프트(21)의 회전은 다시 메인케이싱(24)-서브케이싱(25)-헤드케이싱(26)으로 전달되고, 최종적으로는 헤드케이싱(26)에 결합된 노즐(16)을 회전 시킨다. 이때 각 케이싱들은 제1로테이팅샤프트(21)를 따라 연동한다. 따라서 노즐의 자체 구동과는 분리되고, 노즐을 구동축을 따라 종축방향의 동심원을 그리면서 회전하는 결과를 나타내는데, 이는 노벽에 대한 내화체의 분사방향을 선택하는데 중요하게 작용한다.

이와같이 상기 각 서보모터(33)(38)의 선택 회전을 통해 노즐(16)의 자체 구동 뿐만아니라 란스 전체의 자전 운동을 통한 노즐의 회전 운동을 유도하는 방식으로 노내벽 보수 대상 위치에 노즐의 분사 방향을 정밀하게 세팅하는 것이 가능하다.

탈개스로(1)와 같은 보다 복잡한 형태의 노벽에 손상이 있을 경우 이를 열간에서 보수하고 또한 용사보수를 실현 하는데 있어서, 란스장치의 다방향 위치 조절과, 내화물 분체를 노벽에 용사시켜 주기 위해서는 몇가지 기술적인 요건이 갖추어져야 한다. 대표적으로는 란스 및 노즐의 회전에 의해서도 내화물 분체를 비롯한 가연성 개스.산소공급루트 등의 변화가 생기지 않을 것. 란스장치가 노내에 위치 하므로 고온에 견딜 수 있는 내열성 및 내구성이 유지될 것. 내화물 용사 조건을 조성하기 위해 란스장치에 복잡한 유체이송관로를 어떻게 배치하는가 하는 점이다.

본 발명은 란스자전장치와 노즐구동부를 통한 노즐의 위치 조절 기능을 유지하면서 란스장치에는 용사보수를 위한 내화물 분체 및 가연성 개스,산소 등의 공급루트를 별도로 두고, 냉각수라인을 개설하여 란스의 위치 조절을 포함한 용사보수가 가능하도록 되어있다.

도 5 및 도 6은 제1로테이팅샤프트(21) 및 여기에 장착되는 로테이팅하우징(20)의 세부로서, 로테이팅하우징(20)에는 분배소(18)측 공급관로에 접속되는 관공(P) P1.P2.P3.P4.P5.P6가 있고, 제1로테이팅샤프트(21)는 로테이팅하우징(20)의 각 관공(P)P1~P6에 접속되는 유로(V) V1.V2.V3.V4.V5.V6를 갖는다.

따라서 구동축을 따라 설치된 분체이송관(13)에 의한 내화물 분체(U) 압송을 제외한 나머지 유체들, 열거하면 냉각수, 가연성 개스 그리고 산소등은 로테이팅하우징(20) 및 제1로테이팅샤프트(21)의 관공(P)+유로(V)의 접속에 따라 그 이후 메인/서브/헤드케이싱(24)(25)(26) 및 제2로테이팅샤프트(23)에 주어진 경로를 따라 운반된다.

상기 로테이팅하우징(20)/제1로테이팅샤프트(20)(21)의 결합과 상부측 로테이팅하우징(20a)/제2로테이팅샤프트(23)의 결합은 공통적으로 로터리조인트로 결합되어 하나의 축을 통해 다수의 관로를 확보한 형태로써 하나의 축을 통해 유체의 분리 공급이 가능하다.

냉각수 라인은 가장 외곽(케이싱)을 따라 흐르도록 하여 고온의 외부 열을 차단 시킨다.

도 7에서 관찰하면, 란스장치의 외형 조직을 형성하는 메인/서브케이싱(24)(25)의 양 단부는 조인트를 위해 플랜지(40) 형상으로 되어 있으며, 냉각수 포트(W)를 W1~W6인 6개, 가연성 개스 포트(G)를 G1~G3인 3개, 산소포트(O)를 O1~O3인 3개로 하여 대칭적으로 배열한 상태이다. 이러한 관로의 제공은 유체를 목적지로 보내주기 위한 통로에 지나지 않지만, 노즐의 구동과 란스의 자전을 보장하는 상태에서 하나의 축을 통해 로터리조인트(로테이팅샤프트/로테이팅하우징)와 협동하여 유체를 노즐측으로 운반한다.

헤드케이싱(26)에 결합되는 노즐(16)은 플랜지 결합으로 결합되어 헤드케이싱(26)으로 부터 착탈 가능하고, 이로부터 노즐 교환이 가능하여 란스의 자전과 노즐의 위치 교정을 통해 미치지 못하는 후미진 지역의 부분 보수에 대한 새로운 노즐로의 교체를 가능케하고, 노후된 노즐 교체가 손쉽게 이루어진다.

노즐(16)의 위치는 구동축의 조인트샤프트(22)의 축선 방향에 대하여 제2로테이팅샤프트(23)를 대략 45도 방향의 기울기로 사행상으로 결합시켜 이루어진 제1앵글과, 구동축에 대하여 수평방향으로 연장시킨 연장부와, 연장부로 부터 다시 안쪽 방향으로 약 45도 각도로 절곡시킨 제2앵글에 의해 탈개스로(1)내 벽면 및 침적관(2)(2a)부에 대한 용사보수 영역을 최적 상태로 유지 시킨다.

도 8은 본 발명에 따른 란스장치의 노즐 구동과 란스자전을 위한 동력전달 상태를 나타낸다.

도 9는 탈개스로(1)에 대한 본 발명의 란스장치의 위치 설정의 예를 보여준다. (가)는 탈개스로(1)의 하부측 침적관(2)(2a)의 내벽과 탈개스로(1)상의 내벽을 부분 보수하는 상태이고, (나)는 침적관(2)(2a)의 센터부분을 부분 보수하는 상태이며, (다)는 탈개스로(1)의 상부 또는 침적관(2)(2a)의 측면벽을 부분 보수하는 상태이다.

(가)의 경우 란스 승하강장치(10)를 통해 란스장치를 침적관(2)(2a)안으로 집어넣어 위치 시키는 가조정단계와, 보수 대상 부위 주변에 노즐(16)의 위치를 맞추는 정밀 조정단계를 거쳐 용사보수를 실시하는데, 노즐의 정밀 조정단계에서는 서보모터(33)(38)의 구동을 통해 노즐(16) 분사구 방향을 보수 대상위치에 맞추어 침적관(2)(2a)의 내벽 또는 노내벽의 어느위치에도 용이하게 맞출 수 있다.

(나)의 경우 (가)의 경우와 마찬가지로 승하강장치(10)를 통한 란스장치(11)의 가조정단계와 노즐의 정밀조정단계를 거쳐 보수 목표지점에 정확하게 노즐(16)의 분사구 위치를 맞춘 경우이다.

(다)의 경우는 상기 (가)(나)와 동일한 조건에서 경사각이 다른 노즐을 헤드케이싱(26)에 끼우는 교환과정을 통해 보다 후미진 부분의 용사보수를 실시하는 예이다.

이와같이 본 발명은 노내벽의 열간보수를 가능케 하면서 상부가 개방된 로 및 전로의 보수 뿐만아니라 탈개스로와 같은 복잡한 형태의 노내벽 용사보수가 가능하다.

본 발명은 노벽 보수 대상 위치에 내화물을 분사 시키는 란스장치의 자전과 노즐의 구동을 통해 내화체 분사 위치를 용이하게 조절하여 특히 광범위한 영역의 보수를 포함한 부분보수를 가능케 하고 탈개스로와 같은 복잡한 형상의 노벽을 열간보수 하는데 효과적이다.

또한, 내화물 용사보수에 필요한 각종 유체의 내화물 분체 이송과정에서 란스장치의 내열성 및 내구성을 유지 시키고, 이러한 조건을 충족 시키는 가운데 란스의 자전을 통한 노즐의 위치제어및 노즐의 독립 구동을 통해 노벽에 대한 노즐의 보수 위치 선정을 하나의 축에서 구현하여 비교적 단순한 장치의 배치로 부터 노벽의 열간 보수를 실현한다.

또한, 노벽의 열간보수에 있어서 내화체의 분사형태에 따라 결정되는 내화체의 보수를 용사보수방식으로 대체하는데 필요한 조건들 예를들면, 다양한 유체의 운반과 노즐의 위치 선정에 따른 기술적 한계들을 하나의 축상으로 집약시켜 용사보수를 위한 조건을 충족시키는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 란스의 상하 운동을 인도하는 상하강 슬라이드프레임 및 란스를 회전 가능하게 결합하는 회전장치가 부가되며, 상기 슬라이드프레임을 따라 노내벽 또는 외벽에 내화체를 분사시키는 란스를 지지하는 기체와, 상기 란스가 내화물 분체를 가연성 개스와 함께 보내는 이송관로를 가지며, 상기 이송관로 주위로 냉각수를 순환 시키는 또다른 유로를 구비하며 선단이 노즐로 이루어진 노벽 열간 보수용 란스장치에 있어서,

   낱개의 축이음재로 이루어지고, 전체적으로는 상기 축이음재를 복수로 조합하여 내화물분체를 이송 시키는 종축상의 구동축과,

   이 구동축을 둘러쌓아 유로를 개설하는 케이싱과,

   상기 구동축에 안내되어 내화물 분체를 이송 시키는 분체이송관과,

   상기 구동축의 일단에 외부 동력전달장치를 결합시켜 동력을 전달하는 제1회전부 및 상기 제1회전부로 부터 얻어진 동력에 의해 노즐 방향각을 원위치에서 조절하는 굴절된 제2회전부를 갖는 노즐구동부와,

   상기 구동축을 분체이송관과는 독립적으로 회전시켜 노즐의 축방향 회전을 유도하기 위해 외부 동력전달장치와 결합된 란스자전부와,

   상기 구동축을 따라 냉각수 및 가연성 개스를 분기시켜 공급하기 위해 상기 구동축 외벽에 장착된 분배소와,

   상기 분배소로 부터 구분되어 공급되는 유체의 흐름을 구동축 및 노즐의 회전에 관계없이 일정하게 유지 시키기 위해 분배소 및 노즐의 결합부 해당 접선면을 로터리조인트로 구성한 것을 특징으로 하는 노벽의 용사보수 란스장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 구동축은 기반에 고정되는 메인샤프트와,

   상기 메인샤프트에 동일선상으로 결합되고 분배소 및 로테이팅하우징이 장착되는 제1로테이팅샤프트와,

   상기 제1로테이팅샤프트와 조합되어 분체이송관을 안내하면서 회전을 인도하는 하나 이상의 조인트샤프트와,

   상기 조인트샤프트의 선부에 결합되어 노즐 결합을 인도하고, 노즐의 회전 영역을 확장 시키기 위해 하향 굴절된 제2로테이팅샤프트로 구성된 것을 특징으로 하는 노벽의 용사보수 란스장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 케이싱은 구동축에 대한 축간 결합을 안내하기 위해 구동축을 따라 일렬도 연결된 메인케이싱,서브케이싱,헤드케이싱으로 구분되며, 각각 냉각수를 운반하는 수관과, 가연성 개스를 운반하는 개스공급로 그리고 산소공급로를 구분하여 개설하는 것을 특징으로 하는 노벽의 용사보수 란스장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐구동부는 제1회전부가 지지플레이트 및 다수의 지지부재에 의해 종축 방향으로 축설된 분체이송관의 하부측 메인샤프트에 베벨기어를 장착한 피동측과,

   상기 베벨기어와 직교되는 위치에 베벨기어를 치합시켜 동력을 전달하는 원동측과,

   상기 베벨기어에 동력을 전달하는 서보모터를 포함하고, 제2회전부는 조인트샤프트의 선단에 축방향으로 베벨기어를 장착하여 상기 제1회전부로 부터 발생된 동력을 매개하고, 상기 베벨기어와 사행상으로 치합되어 전달되는 회전력을 조인트샤프트 굴절각에 맞추어 노즐측으로 전달하기 위해 제2로테이팅샤프트에사행상의 베벨기어를 장착하여 노즐을 사행축선을 따라 구동 시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 노벽의 용사보수 란스장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 란스자전부는 제1로테이팅샤프트에 베벨기어를 장착하여 피동측을 구성하고, 상기 피동측 베벨기어와 직교되는 위치에서 베벨기어를 치합시켜 서모모터의 동력을 전달하는 구동측을 구성하고, 상기 제1로테이팅샤프트에 대하여 메인케이싱.서브케이싱 및 헤드케이싱을 결합시켜 상기 구동측의 서보모터 회전력에 의해 연동되어 구동력이 노즐의 회전에 관여 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 노벽의 용사보수 란스장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 노즐은 헤드케이싱의 외부측에 플랜지 결합시켜 착탈 가능한 것을 특징으로 하는 노벽의 용사보수 란스장치.