KR20020000342A - 스카핑 주편의 측면핀 자동 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스카핑 머신을 이용하여 스카핑 작업을 완료한 후 주편의 측면에 생성된 핀을 제거하는 스카핑 주편의 측면핀 자동 제거장치에 관한 것이다.

그 구성은, 주편의 폭방향으로 레일(12)을 갖춘 베이스(10); 상기 레일(12)에 탑재되어 실린더(36)에 의해 이동하는 이동몸체(20); 상기 이동몸체(20)에 레일(12) 방향으로 체결된 핀(28)을 중심으로 선회가능하도록 장착되고 실린더(30)에 의해 구동되는 구동아암(26); 상기 이동몸체(20)의 일측에 상단부가 핀(38)을 매개로 회전가동하도록 장착되고 회전감지용 리미트스위치(44)를 갖춘 리미트브라켓(40); 상기 구동아암(26)의 단부에 장착된 슈(50); 상기 슈(50)에 상하방향으로 체결된 핀(82)을 중심으로 회전가능하도록 장착되고 실린더(90)에 의해 동력을 제공받으며 선단에 공회전하는 컷팅롤(96)을 갖춘 회전아암(80); 상기 슈(50)의 선단부에 장착되고 하부에 방전극(72)을 갖추며 연료 및 산소가스를 공급받아 하부로 분사하는 노즐몸체(70)를 포함한다.

이에 의하면, 스카핑 작업시 주편의 길이방향으로 일정한 폭으로 길게 띠모양으로 형성되는 핀을 자동으로 제거하고 또한 이를 일정한 길이로 절단할 수 있다.

Description

스카핑 주편의 측면핀 자동 제거장치{An apparatus for removing the fin of the slab after scarfing}

본 발명은 스카핑 머신을 이용하여 스카핑 작업을 완료한 후 주편의 측면에 생성된 핀을 제거하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주편의 표면에 발생한 흠을 제거하는 설비인 스카핑 머신에서 주편의 표면을 용융산화시켜 제거하는 과정에서 주편의 상부표면으로부터 측면으로 흘러내리는 용융물이 측면으로 밀려 내려가면서 주편의 길이방향으로 일정한 폭으로 길게 띠모양으로 형성되는 핀을 자동으로 제거하고 또한 이를 일정한 길이로 절단할 수 있도록 된 스카핑 주편의 측면핀 자동 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로 연속주조공정이라 함은 제철공정중 래들에 담긴 용강을 직사각형의 모울드를 통해 인발 냉각하여 수요가가 요구하는 일정 규격의 주편을 제조하는 작업을 의미한다.

이때 생산되는 주편중에는 쇳물의 응고과정에서 내부로부터 분리부상하던 기포가 완전히 부상하여 분리되지 못하고 표면에 잔류하거나 쇳물이 공기와 접촉하여 산화하는 것을 방지하기 위해 쇳물 위에 뿌리는 몰드파우더 등의 이물질이 표면에부착되는 등의 흠이 발생하므로, 2차 가공시의 압연정도 및 생산제품의 청정도 등의 요구특성을 고려하여 연주주편의 표면을 고온의 가스불꽃을 이용하여 가열한 후 순도높은 고압의 산소를 분사하여 용융 산화시켜 제거하는 공정을 거쳐 깨끗한 표면을 가진 제품을 생산하게 된다. 이러한 일련의 작업을 스카핑(scarfing)이라 부르며 이는 스카핑 머신을 통해 이루어지게 된다.

스카핑 작업은 도1에 도시한 바와같이 주편(100)의 전면 단면부 상부를 고정된 유닛(104)에서 나온 고온의 가스불꽃으로 가열시켜 적열상태로 용융시킨 후 고압의 산소를 분사하여 용융산화 반응을 일으킨 후 주편(100)을 서서히 진행시키면서 주편(100)의 표면에서 지속적인 용융산화반응을 일으키게 된다. 이러한 과정을 통과한 주편(100)의 표면은 표면으로부터 깊이 2-4㎜ 정도가 제거된 상태가 되지만 쇳물의 액체적인 특성상 상부표면에서 녹아 내린 쇳물이 측면까지 흐르면서 일정한 폭을 가진 금속재줄자와 같은 금속띠(101)(이하, '핀'이라 함)를 생성하게 된다. 이렇게 생성된 금속띠는 스카핑이 완료된 후 주편 표면의 잔류흠 검사와 함께 제거하는 작업을 해야 하는데, 이 핀은 주편의 길이방향으로 길게 형성됨은 물론이고 사이드컷팅플라이어(일명, 뺀찌)로 작업자의 수작업에 의해 제거하여야 하는 실정이어서, 작업부하의 가중은 물론이고 작업 및 주문재의 처리지연으로 야드의 적체가 가중되고 이를 제거하는 작업중 추락, 전도등 작업자의 안전이 크게 위해 받는 등의 고질적인 문제점을 안고 있다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은, 스카핑 작업에서 생성되는 핀을 자동으로 제거하고 동시에 일정한 크기로 절단할 수 있도록 된 스카핑 주편의 측면핀 자동 제거장치를 제공함에 있다.

도1은 일반적인 주편의 스카핑 작업상황을 도시한 개략도;

도2는 본 발명에 따른 스카핑 주편의 측면핀 자동 제거장치의 조립 사시도;

도3은 일부 구성요소를 생략한 도2의 정면도;

도4는 본 발명에 따른 스카핑 주편의 측면핀 자동 제거장치를 도시한 분해 사시도;

도5는 본 발명의 장치에 대한 주요구성요소인 핀 절단가스노즐몸체의 절개 단면도;

도6은 본 발명에 따른 장치를 이용하여 핀을 절단하는 상태를 도시한 측면도;

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 ... 베이스 12 ... 레일

20 ... 이동몸체 26 ... 구동아암

30 ... 실린더 36 ... 실린더

40 ... 리미트브라켓 44 ... 리미트스위치

50 ... 슈 56 ... 스키드

70 ... 노즐몸체 72 ... 방전극

74 ... 절연체 80 ... 회전아암

90 ... 실린더 96 ... 컷팅롤

100 ... 주편

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 구성으로써 본 발명은, 주편의 폭방향으로 레일을 갖춘 베이스; 상기 레일에 탑재되어 실린더에 의해 이동하는 이동몸체; 상기 이동몸체에 레일 방향으로 체결된 핀을 중심으로 선회가능하도록 장착되고 실린더에 의해 구동되는 구동아암; 상기 이동몸체의 일측에 상단부가 핀을 매개로 회전가동하도록 장착되고 회전감지용 리미트스위치를 갖춘 리미트브라켓; 상기 구동아암의 단부에 장착된 슈; 상기 슈에 상하방향으로 체결된 핀을 중심으로 회전가능하도록 장착되고 실린더에 의해 동력을 제공받으며 선단에 공회전하는 컷팅롤을 갖춘 회전아암; 상기 슈의 선단부에 장착되고 하부에 방전극을 갖추며 연료 및 산소가스를 공급받아 하부로 분사하는 노즐몸체; 및, 상기 실린더, 리미트스위치 및 방전극에 전기를 공급하고 제어하기 위한 설비제어컴퓨터;를 포함함을 특징으로 하는 스카핑 주편의 측면핀 자동 제거장치를 마련함에 의한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도2는 본 발명에 따른 스카핑 주편의 측면핀 자동 제거장치의 조립 사시도, 도3은 일부 구성요소를 생략한 도2의 정면도, 도4는 본 발명에 따른 스카핑 주편의 측면핀 자동 제거장치를 도시한 분해 사시도 및, 도5는 본 발명의 장치에 대한 주요구성요소인 핀 절단가스노즐몸체의 절개 단면도로써, 평행한 한쌍의 레일(12)을갖는 베이스(10)가 설비프레임에 고정되고, 상기 레일(12)에는 그를 따라 미끄럼 운동이 가능한 'T'자형 이동몸체(20)가 장착된다.

상기 이동몸체(20)의 수평부(22) 양측 하부면이 상기 레일(12) 각각의 상부면에 미끄러질 수 있도록 얹히고, 수직부(24)가 상기 레일(12) 사이로 끼워져 하부로 적정길이 연장형성된다. 그리고, 상기 수평부(22)의 일측 단부는 'U'자형으로 형성되어 요홈부(23)를 가지며, 상기 요홈부(23)에는 긴 막대형상으로 된 구동아암(26)의 후단부가 핀(28)을 매개로 회전가능하도록 끼워지고, 상기 구동아암(26)의 회전은 실린더(30)가 담당한다. 이를 위하여 상기 실린더(30)의 후단부를 상기 이동몸체(20)에 고정된 연장대(21)에 장착하고, 로드(31) 단부를 상기 구동아암(26)에 형성된 클래비스형 연결구(32)에 핀(34)을 매개로 연결한다.

또한, 상기 이동몸체(20)는 베이스(10)에 장착되는 실린더(36)에 연결되어 레일(12)을 따라 미끄럼 이동할 수 있는 구동력을 전달받는다.

그리고, 상기 이동몸체(20)에 대한 수직부(24)의 우측 하단부에는 레일(12)과 수직한 방향으로 끼워지는 핀(38)을 매개로 리미트브라켓(40)이 회전가능하도록 연결되며, 상기 리미트브라켓(40)의 상단부에 타격판(42)을 외측으로 연장형성하고, 상기 이동몸체(20)의 수직부(24)에는 상기 타격판(42)에 의해 동작하는 리미트스위치(44)를 형성함으로써, 상기 리미트브라켓(40)이 자중에 의해 수직한 상태로 유지하고 있다가 스카핑 주편에 의해 상기 리미트브라켓(40)이 핀(38)을 중심으로 도4의 반시계방향으로 회전하면서 리미트스위치(44)를 타격하여 온/오프시킬 수 있게 한다.

또한, 상기 구동아암(26)의 타단부에는 슈(50)의 몸체(52) 중앙 상부가 핀(54)을 매개로 회전가능하게 장착되는바, 이러한 핀(54)은 상기 구동아암(26)을 이동몸체(20)에 회전가능하도록 결합하는 핀(34)과 동일한 방향으로 끼워진다.

상기 슈 몸체(52)의 하부면에는 스카핑 주편의 상부면과 접촉시 저항을 감소시킬 수 있는 초경합금재 스키드(56)가 부착되어지고, 또한 상기 슈 몸체(52)의 전단 우측 단부에는 절단노즐 부착구(60)가 고정되며, 이러한 절단노즐 부착구(60)에는 상하로 관통하는 사각단면의 구멍(62)을 형성하고, 상기 구멍(62)에 절단노즐을 장착한 노즐몸체(70)가 끼워 고정되는 것이다.

상기 노즐몸체(70)의 하부측에는 'U'자형상의 방전극(72)이 절연체(74)를 매개로 고정되는바, 이러한 방전극(72)은 스카핑 주편에서 절단되어 분리되는 핀의 상부면에 접촉할 수 있도록 상기 노즐몸체(70)보다 더 하부측에 위치하는 것이고, 상기 노즐몸체(70)는 연료가스와 산소를 공급하는 배관(73)이 장착되는 배관 끼움구(71)가 복수개 형성되고, 상기 배관 끼움구(71)는 도5에 보다 상세하게 도시한 바와같이 노즐몸체(70)의 하부까지 연장형성되는 가스이동경로(76a)(76b)(76c)에 연결된다. 이때, 상기 가스이동경로(76a)(76b)(76c)로부터 분사되는 연료가스와 산소는 노즐몸체(70)의 하단부로부터 하부측으로 적정길이 떨어진 한 점(C)에서 만나도록 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 슈 몸체(52)의 후단 우측 단부에는 절단아암 지지구(56)가 일체로 연장되고, 상기 지지구(56)에는 상하로 관통하는 구멍(57)을 형성하며, 상기 구멍(57)에는 절단아암(80)의 일측단부에 상부로 향하도록 일체로 형성된 핀(82)이회전가능하도록 끼워지고, 상기 핀(82)은 구멍(57)보다 상부측으로 더 연장하여 그 연장부에 크랭크(84)의 일단부가 끼워 고정되며, 상기 크랭크(84)의 타단부에는 실린더(90)의 로드(82) 단부가 핀(84)을 매개로 회전가능하게 연결되고, 상기 실린더(90)는 슈 몸체(52)의 상부에 장착된다.

또한, 상기 회전아암(80)의 타단부에는 상하로 끼워지는 핀(94)을 매개로 컷팅롤(Cutting Roll)(96)이 회전가능하도록 장착되는바, 상기 컷팅롤(96)은 도6에 도시한 바와같이 적정두께를 가지는 원판형으로 형성되고 그 외표면이 뾰족한 칼날형상을 이룸을 알 수 있다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 장치는, 실린더(36)의 후진, 실린더(30)의 후진 및 실린더(90)의 후진에 의해, 이동몸체(20)가 레일(12)의 우측에 있고, 구동아암(26)이 회전상승하여 있으며, 또한 회전아암(80)이 슈 몸체(52)와 평행상태 또는, 컷팅롤(96) 장착부위가 슈 몸체(52)로부터 멀어지는 방향으로 회전이동한 상태로 대기위치에서 대기하게 된다. 참고로, 스카핑이 시작되면서 주편의 상부표면에서 흘러내린 용융물은 주편의 측면으로 흘러내리면서 응고되는데 그 흘러내리는 폭은 강종에 따라 10-30㎜ 까지 차이가 있지만, 흘러내리는 시작점은 강종 등에 관계없이 일정하다.

이 상태에서 스카핑이 완료된 주편(100)이 표면잔류홈 검사를 위해 후진하여 본 장치의 동작개시시점에 도달하면 주편(100)을 정지시키고, 동시에 실린더(36)를 전진동작시켜 이동몸체(20)를 주편(100)측으로 접근시킨다. 물론, 상기 본 장치의 동작개시시점은 주편의 이동을 감시하기 위한 센서(110)를 별도로 설치하여 현장설비를 자동제어하기 위한 설비제어컴퓨터에 그 정보를 제공함으로써 자동화될 수 있거나, 또는 필요에 따라서는 작업자가 육안에 의해 그러한 동작개시시점을 파악하여 직접 본 장치의 구성요소들을 동작시킬 수도 있는 것이다.

상기 이동몸체(20)가 주편(100)의 우측면까지 진행하면 자중에 의해 수직한 상태로 유지하고 있던 리미트브라켓(40)이 상기 주편(100)에 의해 회전상승하면서 그 상부에 형성된 타격판(42)이 리미트스위치(44)를 타격하며, 따라서 그 신호에 의해 실린더(36)를 정지시킨다.

동시에, 또는 순차적으로 실린더(30)가 전진하면서 구동아암(26)을 회전하강시켜서 그에 연결된 슈 몸체(52)가 주편(100)의 상부면에 얹히도록 한다. 이 상태에서 적정시간(예컨데 2-3초)후 실린더(90)를 전진시켜 그에 연결된 크랭크(84)를 통해 회전아암(80)을 주편(100)의 측면에 밀착시키는바, 이때 실질적으로 회전아암(80)의 단부에 회전가능하도록 설치되어 있던 컷팅롤(96)이 주편(100)의 측면에 밀착되게 된다.

계속하여, 주편(100)의 후진이 이루어지고, 이와 동시에 상기 컷팅롤(96)이 주편(100)에 형성된 핀을 압착하면서 절단하게 되고, 이때 주편(100)의 진행속도를 감안하여 미리 설정된, 또는 설비제어컴퓨터에 의해 계산된 시간간격에 맞추어 방전극(72)에 전류를 공급함으로써 그와 접촉된 핀(101)과의 사이에 아아크(arc)(120)를 발생시킴과 동시에 노즐몸체(70)의 가스이동경로(76a)(76b)(76c)를 통해 연료가스와 산소를 분사시키면 핀(101)을 용융하여 절단하게 된다. 따라서, 컷팅롤(96)에 의해 절단된 주편(100)의 핀(101)이수거하기에 적절한 700-800㎜ 정도의 길이로 분리될 수 있게 되는 것이다.

물론, 상기한 핀 제거작업이 종료된 뒤에는 본 장치의 실린더들이 후진하여 대기위치로 복귀함으로써 차기 작업을 대기할 수 있게 된다.

상술한 바와같이 본 발명에 따른 스카핑 주편의 측면핀 자동 제거장치에 의하면, 스카핑이 완료된 주편의 측면에 형성되어 있는 핀을 작업자의 수작업에 의하지 않고 본 발명의 장치에 의해 제거함으로써 수작업에 따른 안전사고발생의 위험도를 감소시키고 또한 작업자의 작업부하를 감소시키며 스카핑 작업의 능률향상에 따른 야드적체해소 등의 효과를 가지게 된다.

Claims (1)

1. 주편의 폭방향으로 레일(12)을 갖춘 베이스(10);

   상기 레일(12)에 탑재되어 실린더(36)에 의해 이동하는 이동몸체(20);

   상기 이동몸체(20)에 레일(12) 방향으로 체결된 핀(28)을 중심으로 선회가능하도록 장착되고 실린더(30)에 의해 구동되는 구동아암(26);

   상기 이동몸체(20)의 일측에 상단부가 핀(38)을 매개로 회전가동하도록 장착되고 회전감지용 리미트스위치(44)를 갖춘 리미트브라켓(40);

   상기 구동아암(26)의 단부에 장착된 슈(50);

   상기 슈(50)에 상하방향으로 체결된 핀(82)을 중심으로 회전가능하도록 장착되고 실린더(90)에 의해 동력을 제공받으며 선단에 공회전하는 컷팅롤(96)을 갖춘 회전아암(80);

   상기 슈(50)의 선단부에 장착되고 하부에 방전극(72)을 갖추며 연료 및 산소가스를 공급받아 하부로 분사하는 노즐몸체(70); 및,

   상기 실린더(30)(36)(90), 리미트스위치(44) 및 방전극(72)에 전기를 공급하고 제어하기 위한 설비제어컴퓨터;를 포함함을 특징으로 하는 스카핑 주편의 측면핀 자동 제거장치.