KR20000013973U - 태핑바 휨 방지기를 구비한 개공기 - Google Patents

Abstract

용광로 출선구의 굴착 개공을 위한 개공기용 태핑바의 휨을 방지하기 위한 태핑바 휨 방지기(32)를 구비한 개공기에 관한 것으로,

가이드 채널(6)의 하부 일측에 마운팅 베드(5)가 전,후로 이동 가능하게 배치되며, 상기 가이드 채널(6)의 하부에 용광로 방향으로 일발비트(50)가 장착된 태핑바(2)가 일단은 상기 마운팅 베드(5)의 태핑소켓(4)에 결합되고, 타단은 상기 가이드 채널(6)의 걸고리(3)에 지지되도록 배치되어 있는 개공기에 있어서,

상기 태핑바(2)가 관통되도록 축방향으로 상하 분리 결합되어 있는 상,하부 부재(33,34)로 이루어지고, 상기 상,하부 부재(33,34)의 내경부에 상기 태핑바(2)가 슬라이딩 하도록 구름부재(44)가 원주방향 등간격으로 다수 제공된 태핑바 휨 방지기(32)와; 상기 가이드 채널(6)내에서 상기 마운팅 베드(5)와 함께 이동 가능하도록 상기 마운팅 베드(5)에 일렬로 연결된 상부 래크(9,10)와, 상기 가이드 채널(6) 내에서 상기 상부 래크(9,10)의 하부에 고정 배치된 하부 래크(11,12)와, 상부 래크(9,10)와 하부 래크(11,12) 사이에 치합된 피니언(13,14)과, 상기 피니언(13,14)과 상기 태핑바 휨 방지기(32)를 고정 연결하는 지지대(31)로 이루어진 이송수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 태핑바 휨 방지기를 구비한 개공기를 제공한다.

Description

태핑바 휨 방지기를 구비한 개공기

본 고안은 용광로내의 용융물을 배출하는 출선구를 굴착 개공하기 위한 개공기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이러한 개공기의 개공작업시 태핑바가 휘어지는 것을 방지하기 위한 태핑바 휨 방지기를 구비한 개공기에 관한 것이다.

일반적으로 선철을 생산하는 용광로는 용광로 상부로 철광석과 코크스(COKE) 그리고 석회석 등을 장입하고 하부로 열풍을 취입하여 노내에서 코크스를 연소시켜 철광석을 환원 용융시킨다.

이렇게 해서 용융된 용융물(선철, 용재)은 일정시간 마다 용광로 하부의 출선구를 개공하여 배출시키게 되는 것이다.

용광로 조업중에는 이 출선구를 부정형 내화물인 머드(Mud)재로 충진하여 폐쇄시키고 있다가 조업조건에 따라 필요시 출선구를 개방시켜 내부의 용융물을 용광로 외부로 배출시킨다.

이때 머드재로 폐쇄된 출선구를 개공하기 위하여 개공기를 사용하며, 태핑바의 끝에 장착된 일발비트를 타압하면서 회전 굴착시켜 출선구를 개공한다.

이하에서는 종래에 일반적으로 사용되고 있는 출선용 개공기의 구조와 작용을 도 1을 참조하여 설명한다.

종래의 개공기(100)는 용광로(102)의 외벽(104)에서 지지대(106)로 고정된 상태에서 출선구(108)를 굴착 개공한다.

상기 개공기(100)는 가이드 채널(110)의 하부 일측에 마운팅 베드(112)가 전후 이동이 가능하도록 장착되고, 이 마운팅 베드(112)의 태핑소켓(114)에 태핑바(118)가 출선구쪽으로 결합되어 있으며, 이 태핑바(118)의 선단에 개공용 일발비트(116)가 장착되며, 길이가 긴 태핑바(118)는 가이드 채널(110)에 부착된 걸고리(122)에 의하여 지지된다.

이러한 개공기(100)는 에어슈터(미도시)에서 발생되는 고압의 공기압과, 드릴햄머(미도시)에 의해 발생되는 회전력, 그리고 질소와 냉각수를 태핑바(118) 일단에 공급하여 태핑바(118)와 이의 선단에 결합되어 있는 개공용 일발비트(116)에 타격을 가하면서 회전시킴으로써 출선구(108)를 폐쇄하고 있는 머드재(120)를 굴착하여 출선구(108)를 개공시키게 된다.

그러나 이러한 개공 작업시 길이가 긴 태핑바(118)는 그 일단이 비교적 견고한 머드재(120)의 저항을 받음과 동시에, 타단에서는 고압의 타격을 받고 있기 때문에 비교적 휨응력이 약한 중앙부에서 휨이 자주 발생하게 된다.

이와 같이, 태핑바(118)가 휘어지게 되면 개공구멍은 불규칙하게 굴착되고, 필요 이상으로 넓게 형성되어 출선작업에 많은 어려움을 야기시킨다.

따라서 정상적인 출선작업을 하기 위해서는 휘어진 태핑바(118)를 교체하여야 하고, 이러한 교체작업에 따라 개공작업이 지체되고, 개공작업의 지연은 용광로(102) 내부의 풍압을 상승시키는 원인이 되어 생산성 저하 및 제품 원가 상승 등의 문제점이 발생한다. 또한, 태핑바(118) 교체작업은 조업자들의 작업부하를 가중시키는 원인이 된다.

한편, 태핑바의 휘어짐을 방지하기 위하여, 도 1에서와 같이, 태핑바(118)의 중앙부에 중간 걸고리(124)를 제공하는 방안이 제시되었으나, 이는 상기 태핑바(118)의 휘는 방향만 바꿀 뿐, 상기 태핑바(118)의 휨을 억제하는 근본적인 치유책이 될 수 없다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 고안의 목적은 용광로 출선구의 굴착 개공을 위한 개공기 태핑바의 휨을 최대한 방지할 수 있는 태핑바 휨 방지기를 구비한 개공기를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 개공기의 사시도,

도 2는 본 고안이 적용되는 개공기의 작동전 상태를 도시한 측면도,

도 3은 본 고안이 적용되는 개공기의 작동후 상태를 도시한 측면도,

도 4는 본 고안의 주요부의 사시도,

도 5는 도 4의 A-A선에 따른 단면도,

도 6은 도 5의 좌측면도,

도 7은 도 5의 우측면도,

도 8은 도 8의 C부분의 잠금쇠 작동상태도,

도 9는 도 5의 B부분의 볼 베어링의 사시도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1:출선구 2:태핑바 3: 걸고리

4:태핑소켓 5:마운팅 베드 6:가이드 채널

7,8:가이드 롤러 9,10:상부 래크 11,12:하부 래크

13,14:피니언 19,20:슬라이드 봉 27,28:슬라이드 체

31:지지대 32:태핑바 휨 방지기 44:볼 베어링

50:일발비트 60:개공기 70:용광로

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 고안은 가이드 채널의 하부 일측에 마운팅 베드가 전,후로 이동 가능하게 배치되며, 상기 가이드 채널의 하부에 용광로 방향으로 일발비트가 장착된 태핑바가 일단은 상기 마운팅 베드의 태핑소켓에 결합되고, 타단은 상기 가이드 채널의 걸고리에 지지되도록 배치되어 있는 개공기에 있어서,

상기 태핑바가 관통되도록 축방향으로 상하 분리 결합되어 있는 상,하부 부재로 이루어지고, 상기 상,하부 부재의 내경부에 상기 태핑바가 슬라이딩 하도록 구름부재가 원주방향 등간격으로 다수 제공된 태핑바 휨 방지기와; 상기 가이드 채널 내에서 상기 마운팅 베드와 함께 이동 가능하도록 상기 마운팅 베드에 일렬로 연결된 상부 래크와, 이 가이드 채널 내에서 상기 상부 래크의 하부에 고정 배치된 하부 래크와, 상부 래크와 하부 래크 사이에 치합된 피니언과, 상기 피니언과 상기 태핑바 휨 방지기를 고정 연결하는 지지대로 이루어진 이송수단을 포함함을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안이 적용되는 개공기(60)의 작동전 상태를 도시한 측면도이고, 도 3은 본 고안이 적용되는 개공기(60)의 작동후 상태를 도시한 측면도이며, 도 4는 본 고안의 주요부의 사시도이며, 도 5는 도 4의 A-A선에 따른 단면도이며, 도 6, 도 7은 도 5의 좌, 우측면도이며, 도 8은 도 8의 C부분의 잠금쇠 작동상태도, 그리고 도 9는 도 5의 B부분의 볼 베어링의 사시도이다.

본 고안에 따른 개공기(60)는, 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 가이드 채널(6)의 하부 일측에 공기압에 의한 태핑작동력을 발생시키는 마운팅 베드(5)가 슬라이딩 가능하게 배치되고, 상기 가이드 채널(6)의 하부에 길이방향으로 출선구쪽 선단에 일발비트(50)가 장착된 봉상의 태핑바(2)가 배치되며, 이 태핑바(2)의 후단은 상기 마운팅 베드(5)의 태핑소켓(4)에 연결되고, 이 태핑바(2)의 전측은 가이드 채널(6)의 전측 걸고리(3)에 걸어 가이드 채널(6)에 지지되도록 한다.

이러한 개공기(60)에 있어서, 본 고안은 상기 태핑바(2)상에 태핑바(2)를 따라 전,후로 이동이 가능하도록 태핑바 휨 방지기(32)를 배치하였으며, 이 태핑바 휨 방지기(32)는 마운팅 베드(5)의 전후 이동에 연동되면서 태핑바(2)를 지지하게 된다.

상기 마운팅 베드(5)와 연동하는 태핑바 휨 방지기(32)는 이송수단에 의해 태핑바(2)상에서 이동되는데, 이 이송수단은 마운팅 베드(5)에 연동되는 상부 래크(9,10)와, 가이드 채널(6)에 배치되는 하부 래크(11,12), 그리고 상기 상,하부 래크(9,10,11,12) 사이에 치합되는 피니언(13,14)과 태핑바 휨 방지기(32)를 연결하여 주는 지지대(31)를 포함하여 이루어진다.

상기의 구성품들은, 도 4에 도시한 바와 같이, 가이드 채널(6)의 길이방향 양측에 한쌍으로 배치되는데, 상부 래크(9,10)는 그 상면과 구름접촉을 이루는 복수의 가이드 롤러(7,8)에 의해 지지되며, 그 후단부는 원형단면을 갖는 슬라이드 봉(19,20)이 일체로 형성되며, 이 슬라이드 봉(19,20)은 마운팅 베드(5)와 연결빔(25,26)으로 결합된 슬라이드 체(27,28)와 미끄럼 접촉을 이루면서 결합된다.

이는 마운팅 베드(5)가 슬라이드 봉(19,20) 길이 만큼 이동되기까지 상부 래크(9,10)는 전,후 이동하지 않고, 이 마운팅 베드(5)와 연결빔(25,26)에 의해 연결된 슬라이드 체(27,28)가 슬라이드 봉(19,20)의 전,후단 스토퍼 플레이트(21,22,23,24)에 접촉이 이루어진 상태에서만 상부 래크(9,10)를 이동시킬 수 있도록 구성된 것이다.

그리고 하부 래크(11,12)는 가이드 채널(6)의 하측에 고정되는 상태로 배치되며, 그 배치 위치는 상기 상부 래크(9,10)의 후퇴시 그 선단과 약간의 겹침이 이루어진 상태에서 그 전방으로 배치된다.

또한, 상기 상,하부 래크(9,10,11,12) 사이에는 피니언(13,14)이 치합되며, 상기 피니언 축(29,30)은 하단부에 태핑바 휨 방지기(32)가 연결되어 있는 지지대(31)의 상단과 연결된다.

이는 마운팅 베드(5)의 전,후진 작동에 연동하여 상부 래크(9,10)가 이동하면, 이에 치합되는 피니언(13,14)이 회전하여 직선 왕복 운동을 하게 되고, 이 결과로 태핑바 휨 방지기(32)가 태핑바(2) 상에서 전,후 이동이 이루어지도록 구성된 것이다.

그리고 상기 태핑바 휨 방지기(32)는, 도 5에서와 같이, 반원형의 상,하부 부재(33,34)로 이루어지고, 일측이 힌지 결합되어 그 반대측이 열릴 수 있으며, 이의 열림부에는 별도의 잠금수단(36)이 구비되며, 내경부에는 원주방향 등간격으로 다수의 구름부재(44)가 배치된다.

상기에서 잠금수단(36)은, 도 6 내지 8에서 도시한 바와 같이, 태핑바 휨 방지기(32)의 하부부재(34) 일측에 고정판(38)이 고정되고, 이 고정판(38)의 일측에는 잠금레버(39)의 일측단이 힌지 결합되며, 이 잠금레버(39)의 힌지부(40)에 이웃하여 연결쇠(41)의 일측이 회전 가능하게 연결되며, 이 연결쇠(41)의 타측은 볼트(43)에 의해 걸쇠(42)와 연결되는 구성을 갖는다.

이에 따라, 도면에서와 같이, 잠금레버(39)를 들어올리면, 연결쇠(41)에 의해 걸쇠(42)가 걸쇠고리(37)로부터 이탈하여 상,하부 부재(33,34)의 체결력을 해제하도록 구성된 것이다.

또한, 상기 구름부재(44)는, 도 9에서 도시한 바와 같이, 일측이 개구된 원통 하우징(45)내에 스프링(46)과, 스프링 판(47)이 삽입되고, 원통 하우징(45)의 개구부에는 볼(48)을 회전 가능하게 지지하는 볼 가이드(49)가 결합되며, 상기 볼(48)이 스프링 판(47)을 개재시킨 상태에서 스프링(46)의 탄성력을 전달받을 수 있도록 하나의 조립체로 이루어진다.

그리고 상기와 같이 이루어지는 구름부재(44)는 상부 부재(33)를 연 상태에서 이에 형성되는 삽입홈(51)에 삽입 고정되는데, 도 5에서는 3개의 구름부재(44)를 적용한 것으로 도시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기와 같이 이루어지는 태핑바 휨 방지기(32)를 구비한 개공기의 작동 및 그 효과를 살펴보면, 도 2에서와 같이, 개공기는(60)는 용광로(70)의 출선구(1) 센터에 태핑바(2)가 정확하게 위치하도록 한 상태에서 에어슈터(미도시)에 의해 공급되는 7 내지 8 Kg/cm² 의 공기압에 의해 피딩작동이 이루어지게 된다. 그러면, 도 3에 도시된 바와 같이, 마운팅 베드(5)가 전진하게 되고, 태핑바(2)의 일발비트(50) 부분이 출선구의 개공부에 대해 피딩 작동을 시작한다.

이와 동시에 상기 태핑바(2)가 출선구(1)를 굴착 개공하기 위해 전진하는 동안, 본 고안에 의한 태핑바 휨 방지기(32)는 최초 태핑바(2)의 중앙부분에 위치한 상태에서 태핑바(2)를 따라 출선구쪽으로 전진 이동하게 된다.

즉, 상기 피딩작동이 시작되어 마운팅 베드(5)가 전진 이동하게 되면, 이 마운팅 베드(5)에 일체로 연결된 슬라이드 체(27,28)가 상부 래크(9,10)의 슬라이드 봉(19,20) 후단부에서 전단부까지 이동하여 전단 스토퍼 플레이트(21,23)와 접하게 된다. 그러면 상부 래크(9,10)는 슬라이드 체(27,28)가 전단 스토퍼 플레이트(21,23)와 접촉될 때까지는 정지된 상태를 유지하고 있다가 슬라이드 체(27,28)가 전단 스토퍼 플레이트(21,23)와 접촉되면, 마운팅 베드(5)의 전진 이동력을 전달받아 전진 이동하게 된다.

이와 같은 과정으로 상부 래크(9,10)가 전진 이동하게 되면, 이 상부 래크(9,10)와 하부 래크(11,12) 사이에 피니언(13,14)이 전진 이동하게 되며, 이 피니언(13,14)의 전진이동에 따라, 이에 연결된 태핑바 휨 방지기(32)가 태핑바(2)상에서 전진 이동하면서 휨 응력이 가장 약한 부분을 지지하여 태핑바(2)의 휨을 방지하게 되는 것이다.

한편, 이러한 작동과 함께, 마운팅 베드(5)내 에어햄머(미도시), 에어드릴(미도시) 등의 작동기가 작동하여 햄머링, 드릴링 및 블로우잉 등의 굴착 작동력이 태핑바(2)에 제공되어 출선구를 굴착하게 된다.

따라서 상기 태핑바 휨 방지기(32)는 상부 래크(9,10)의 전진동작에 연동하여 항상 태핑바(2)의 중간부에 위치하면서 휨을 억제하므로 안전하고, 신속하게 출선구 개공작업이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.

또한, 개공작업이 완료된 후, 마운팅 베드(5)는 역 피딩, 역 햄머링, 역 드릴링 등의 작동에 의해 후퇴하게 되며, 이에 따라 슬라이드 체(27,28)가 슬라이드 봉(19,20)의 후단 스토퍼 플레이트(22,24)까지 슬라이딩된 후, 상부 래크(9,10)를 후퇴 이동시킴으로써, 피니언(13,14)은 회전 후퇴되고, 태핑바 휨 방지기(32)도 따라 후퇴하는 반대 작동이 이루어지게 된다. 이에 의해 태핑바(2)는 출선구(1)로부터 제거되고, 용광로(70)내의 용융물은 내부 풍압에 의해 개공구멍을 통하여 출선되는 것이다.

그리고 필요에 따라 태핑바(2)를 교체하고자 할 때는 태핑바 휨 방지기(32) 잠금수단(36)의 잠금상태를 해제하여 상,하부 부재(33,34)를 벌려서 태핑바(2)를 쉽게 분리할 수 있다.

따라서 상기한 구성에 의한 개공기(60)는 출선구(1) 개공작업시 휨응력이 가장 약한 태핑바(2)의 중앙부분에 항상 태핑바 휨 방지기(32)를 위치시킴으로써 이를 지지할 수 있도록 하여, 개공시 태핑바(2)의 잦은 교체없이 신속 정확하게 출선구(1)를 개공할 수 있게 된다.

상기 실시예에서 구름부재는 볼 베어링(44)에 의한 구조로 되어 있지만, 본 고안은 상기 볼 베어링(44)만으로 한정되는 것은 아니며, 상기 태핑바(2)가 태핑바 휨 방지기(32) 내에서 슬라이딩 가능하게 지지될 수 있도록 하는 구성이라면 어떠한 것을 적용하여도 관계없다.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 태핑바 휨 방지기가 장착된 개공기는 태핑바 휨 방지기가 상,하부 래크, 피니언 및 지지대로 이루어진 태핑바 휨 방지기 이송수단에 연동하여 항상 태핑작동력에 의해 휨 발생이 가장 심한 태핑바의 중앙부분에서 이를 지지함으로써, 태핑바의 휨을 최대한 억제할 수 있고, 따라서 출선구 1회 개공시 별도의 태핑바 교체작업 없이도 정확하고, 신속한 개공이 이루어지며, 이에 따라 생산성 향상과 제품 원가를 낮출 수 있다.

또한, 태핑바의 휨이 최소화됨으로써, 출선구의 개공구멍이 불규칙적으로 형성되거나, 필요 이상으로 넓게 형성되는 문제점을 제거할 수 있고, 출선구 길이 방향으로 개공 지름을 일정하게 함으로써 고로내의 용융물 재선량에 따라 출선시간을 조정하여 개공 횟수를 감소시키며, 출선구 주변 연와의 충격으로 인한 손상을 방지하는 효과도 갖는다.

Claims (2)

1. 가이드 채널(6)의 일측에 마운팅 베드(5)가 전,후 이동 가능하게 배치되고, 상기 마운팅 베드(5)에는 태핑바(2)의 일단이 결합되며, 이 태핑바(2)의 타단은 가이드 채널(6)의 걸고리(3)에 의해 지지되는 개공기에 있어서,

   상기 태핑바(2)가 관통되어 축방향으로 상하 분리 결합되는 상,하부 부재(33,34)와, 상기 상,하부 부재(33,34)의 내경부에 원주방향 등간격으로 다수의 구름부재(44)가 제공된 태핑바 휨 방지기(32)와;

   상기 가이드 채널(6)내에서 마운팅 베드(5)와 연동하도록 구성된 상부 래크(9,10)와, 상기 상부 래크(9,10)의 하부 가이드 채널(6) 내에 고정 배치된 하부 래크(11,12)와, 상기 상,하부 래크(9,10,11,12) 사이에 치합된 피니언(13,14)과, 상기 피니언(13,14)과 상기 태핑바 휨 방지기(32)를 연결하는 지지대(31)로 이루어진 이송수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 태핑바 휨 방지기를 구비한 개공기.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 구름부재(44)는 일측이 개구된 원통 하우징(45)내에 삽입된 스프링(46) 및 스프링 판(47)과, 원통 하우징(45)의 개구부에 볼(48)을 회전 가능하게 지지하도록 결합하는 볼 가이드(49)로 구성되어 상기 볼(48)이 스프링 판(47)을 개재시킨 상태에서 스프링(46)의 탄성력을 전달 받을 수 있도록 하나의 조립체로 이루어진 것을 특징으로 하는 태핑바 휨 방지기를 구비한 개공기.