KR200332760Y1 - 진공탈가스 설비의 첨가물 투입장치 - Google Patents

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KR200332760Y1
KR200332760Y1 KR20-2003-0025315U KR20030025315U KR200332760Y1 KR 200332760 Y1 KR200332760 Y1 KR 200332760Y1 KR 20030025315 U KR20030025315 U KR 20030025315U KR 200332760 Y1 KR200332760 Y1 KR 200332760Y1
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Abstract

본 고안은 진공탈가스 설비에서 용선에 첨가물을 투입시키는 장치에 관한 것으로, 용강의 성분을 조정하기 위해 용선에 투입되는 첨가물을 선택적으로 투입,배출시킬 수 있도록 개선된 진공탈가스 설비의 첨가물 투입장치에 관한 것이다.
본 고안은, 평량탱크의 하부에 연결된 중공형의 바디와, 상기 바디에 연결되어 상기 진공조와 상기 바디를 연결하는 제 1지관과 상기 제 1지관으로부터 분기된 제 2지관을 갖는 분기관을 구비한 바디부; 상기 제 2지관에 연결된 배출탱크와 상기 배출탱크에 설치되어 상기 배출탱크의 하부를 개폐하는 개폐실린더를 구비하는 배출부; 및 상기 분기관의 외측에 설치된 차단실린더와, 상기 차단실린더의 로드에 연결되어 상기 분기관의 내부에 회전가능하도록 설치된 차단부재를 구비한 차단부;를 포함하는 진공탈가스 설비의 첨가물 투입장치를 제공한다.
따라서, 이와 같은 본 고안에 따르면, 용강내에 투입되는 첨가물을 진공조를 분리하지 않고 신속하게 교체시키기 위해 용이하게 첨가물을 배출시킬 수 있도록 하여 신속하게 첨가물을 변경시킴으로서 첨가물 변경시 소요되는 손실시간을 줄여 작업의 효율성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

Description

진공탈가스 설비의 첨가물 투입장치{AN APPARATUS FOR ADDING ADDITIVE TO MOLTEN STEEL IN VACUUM DEGASSING VESSEL}
본 고안은 진공탈가스 설비에서 용선에 첨가물을 투입시키는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용강의 성분을 조정하기 위해 용선에 투입되는 첨가물을 선택적으로 투입,배출시킬 수 있도록 개선된 진공탈가스 설비의 첨가물 투입장치에 관한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 고로에서 생산된 용선(쇳물)(102)에는 탄소가 다량 함유되어 있는데, 상기 탄소는 상기 용선을 전로(104)에 장입시킨 후 상기 전로(104)에 순산소를 공급함으로서 일정수준(약 0.04%)까지 제거된다.
상기와 같이 탄소가 일정수준까지 제거된 용선을 용강(106)이라고 부르는데, 상기와 같이 전로공정을 거친 용강(106)은 진공탈가스 설비(110)로 이송되어 그 성분을 조정하도록 첨가물이 투입되고 진공상태에서 교반되어 성분과 온도가 균일하게 되도록 한 후 용강(106)내에 잔존하는 가스성분이 제거됨으로서 연속주조기(108)에 의해 슬라브로 제작된다.
이때, 도 2a와 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 진공탈가스 설비(110)로 이송된 용강은 레이들(112)에 담겨져 이송대차(114)에 의해 진공조(116)의 하부로 이송되는데, 상기 진공조(116)의 하부에는 승강장치(118)가 설치되어 상기 이송대차(114)를 상승시키면 용강의 진공탈가스 작업이 개시된다.
상기와 같이 개시되는 용강의 진공탈가스 작업이 완료되면 상기 승강장치(118)가 하강하고 상기 이송대차(114)는 레이들(112)을 연속주조기(108)로 이송시키며, 상기 진공조(116)는 운반장치(120)에 의해 이동되어 첨가물 공급장치(130)와 분리된다.
한편, 용강의 진공탈가스 작업에 대해 설명하면 다음과 같다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 진공조(116)의 하부에는 두개의 침적관(116a,116b)이 형성되어 있으며 그 상부에는 진공펌프(미도시)와 연결된 진공관(116c)이 형성되어 있다.
따라서, 상기 승강장치(118)에 의해 상기 레이들(112)이 상승되면 상기 레이들(112)내에 담겨진 용강에 상기 침적관(116a,116b)이 잠기게 되고, 이후에 상기 진공펌프(미도시)가 작동됨으로서 상기 진공조(116)내부에는 진공이 형성되어 상기 용강(106)은 상기 침적관(116a,116b)을 통해 흡상된다.
이때, 상기 두개의 침적관(116a,116b) 중 일측의 침적관(116a)에 인접하여 설치되어 있는 노즐(132)을 통해 불활성 가스인 아르곤이 취입되면 상기 용강(106)은 겉보기 비중이 감소되어 환류되는데, 상기와 같이 환류되는 용강(106)에 그 성분을 조정하기 위한 첨가물이 상기 진공조(116)의 상부에 배치된 첨가물 공급장치(130)로부터 투입되어 교반됨으로서 용강(106)의 성분을 균일하게 조정하게 된다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 용강(106)의 성분을 조정하기 위한 첨가물은 상기 첨가물 공급장치(130)에 의해 상기 진공조(116)로 공급되어 낙하됨으로서 상기 용강(106)내로 투입되는데, 상기 첨가물 공급장치(130)는 첨가물을 진공탈가스 설비(110)의 상부에 배치된 상부호퍼(134)에 운송장치(132)로 이송하여 저장시킨다.
이후에, 상기 첨가물은 상기 진공조(116)의 상부에 배치된 상기 상부호퍼(134)의 하부에 설치된 진공호퍼(136)내로 충진된 후 상기 진공호퍼(136)의 상부에 설치된 밀폐장치(138)에 의해 밀폐된다.
상기와 같이 진공호퍼(136) 내에 충진되어 밀폐된 첨가물은 상기 진공조(116)의 침적관(116a,116b)이 레이들(112)내에 담겨진 용강(106)내에 침적되고 진공펌프(미도시)가 작동하여 상기 진공조(116)내에 진공이 형성된다.
이때, 필요한 용강의 성질을 얻기 위해 첨가물이 투입되어야 하는데, 그 투입량은 상기 진공호퍼(136)의 하부에 배치된 평량탱크(138)를 통해 조절된다. 즉, 상기 평량탱크(138)내에 설치된 투입호퍼(140)에는 평량기(142)에 의해 필요한 마큼 평량된 첨가물이 충진된다.
상기와 같이 평량된 첨가물은 그 용도에 따라 적당한 투입시기에 적당량을 상기 진공조(116) 내에 투입해야 하는데, 상기 첨가물은 용강에 특정한 성질을 부여하거나 용강으로부터 특정성분을 제거하기 위해 투입하는 것이 일반적이다.
즉, 상기 용강(106)으로부터 탄소를 제거하기 위해서는 상기 용강(106)에 산소를 공급하여 용강(106)내의 탄소와 산소를 결합시킴으로서 이산화탄소의 형태로 탈탄이 이루어지고, 상기와 같이 탄소를 제거하기 위해 공급된 산소는 산소와 화학적인 친화력이 있는 물질(예를들면, 알루미늄)을 용강(106)내에 투입함으로서 제거될 수 있다.
즉, 탈탄작업시 용강내의 탄소와 산소가 진공상태에서 반응하여 탄소를 제거하게 되고, 용강(106)내에 남아있는 잔여산소는 산소와 화학적인 친화력이 있는 첨가물을 투입하여 제거하며, 상기 용강의 성분을 조정하기 위한 다른 첨가물등이 추가적으로 투입될 수 있다.
그러나, 용강으로부터 탄소를 제거하는 경우 상기 진공조(116)내에 투입되는 첨가물이 적정한 시기에 투입되지 않아 투입되어 용강(106)내의 산소가 먼저 제거되면 상기 용강(106)으로부터 탄소를 제거하기 곤란해진다.
따라서, 산소를 제거하기 위한 첨가물 또는 용강의 성분을 조정하기 위한 다른 첨가물등의 투입시기와 투입량은 반드시 지켜져야 하는데, 이를 위해 종래에는 사전에 상기 평량탱크(138)내의 투입호퍼(140)에 첨가물을 평량하여 충진하였다.
그러나, 상기와 같이 사전에 평량된 첨가물등을 투입호퍼(140)내에 충진하여 투입대기시킨 상태에서 필요한 용강의 성질을 변경해야 하는 경우 첨가물의 종류를 변경해야 하는데, 이때 상기 투입호퍼(140)내의 첨가물을 제거한 후 다른 첨가물을 필요한 양만큼 평량하여 용강내에 투입하여야 했다.
즉, 종래의 진공탈가스 설비(110)에는 첨가물을 배출시킬 수 있는 장치가 마련되어 있지 않으므로 진공조(116)의 침적관(116a,116b)을 용강(106)으로부터 분리해야 투입호퍼(140)내의 첨가물을 제거할 수 있었다.
즉, 도 2b에 도시된 바와 같이, 상기 진공조(116)의 작동을 정지시켜진공조(116)내의 압력을 대기압과 동일하게 한 다음 상기 레이들(112)을 하강시키고 레이들(112)을 탑재한 이송대차(114)를 이송시킨 후 상기 진공조(116)가 탑재된 운반장치(120)를 옆으로 이송시킨 다음 첨가물 공급장치(130)와 분리한 후 배출시켰다.
따라서, 첨가물교체에 따른 많은 시간손실이 발생하고, 후공정인 연속주조기(108)에서의 원활한 주조를 위해 상기의 과정동안 하강한 용강(106)의 온도를 상승시키기 위해 재가열해야 하는 문제점등이 있었다.
본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 용강내에 투입되는 첨가물을 진공조를 분리하지 않고 신속하게 교체시키기 위해 용이하게 첨가물을 배출시킬 수 있도록 개선된 진공탈가스 설비의 첨가물 투입장치를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1은 제철소 제강공정을 도시한 개략도;
도 2는 진공탈가스 설비를 도시한 것으로,
(a)는 진공탈가스 작업시 첨가물을 투입하는 경우를 도시한 사시도,
(b)는 진공탈가스 작업시 첨가물을 배출하는 경우를 도시한 사시도;
도 3은 종래의 진공탈가스 설비의 작업상태도;
도 4는 본 고안에 따른 진공탈가스 설비의 첨가물 투입장치의 작업상태도;
도 5는 본 고안에 따른 진공탈가스 설비의 첨가물 투입장치의 상세도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10..... 바디부 12..... 바디
14..... 분기관 14a..... 제 1지관
14b..... 제 2지관 30..... 배출부
32..... 배출탱크 34..... 개폐실린더
36..... 압력조절기 38..... 개폐부재
50..... 차단부 52..... 차단실린더
54..... 차단부재 116..... 진공조
138..... 평량탱크
상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 평량탱크의 하부에 연결된 중공형의 바디와, 상기 바디의 하단에 연결되어 상기 진공조와 상기 바디를 연결하는 제 1지관과 상기 제 1지관으로부터 분기된 제 2지관을 갖는 분기관을 구비한 바디부; 상기 제 2지관에 연결된 배출탱크와 상기 배출탱크에 설치되어 상기 배출탱크의 하부를 개폐하는 개폐실린더를 구비하는 배출부; 및 상기 분기관의 외측에 설치된 차단실린더와, 상기 차단실린더의 로드에 연결되어 상기 분기관의 내부에 회전가능하도록 설치된 차단부재를 구비한 차단부;를 포함하여 상기 평량탱크로부터 공급되는합금철을 제 1,2지관으로 선택적으로 공급하는 진공탈가스 설비의 첨가물 투입장치를 제공한다.
이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 4는 본 고안에 따른 진공탈가스 설비의 첨가물 투입장치의 작업상태도이고, 도 5는 본 고안에 따른 진공탈가스 설비의 첨가물 투입장치의 상세도이다.
도 4 및 도 5에는 본 고안에 따른 진공탈가스 설비의 첨가물 투입장치(1)가 도시되어 있는데, 그 구조에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 진공탈가스 설비의 첨가물 투입장치(1)는 바디부(10), 배출부(30), 및 차단부(50)를 포함하고 있는데, 우선 바디부(10)에 대해 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 바디부(10)는 바디(12)와 분기관(14)을 포함하고 있는데, 상기 바디(12)는 중공형의 원통형이며 그 상단은 평량탱크(138)의 하부에 연결되어 있다.
그리고, 상기와 같이 평량탱크(138)의 하부에 상단이 연결된 바디(12)는 그 하단에 분기관(14)이 고정되는데, 상기 분기관(14)은 연통되도록 분기되는 제 1,2지관(14a,14b)을 구비하고 있다.
한편, 상기 바디(12)에는 압력검출기(16)가 설치되어 상기 바디(12)내의 압력을 검출하도록 구성되며, 상기 분기관(14)에 형성된 제 1지관(14a)의 단부에는 중공형의 파이프(18)가 플랜지 결합되어 진공조(116)와 연결되도록 구성되어 있다.
다음으로는 배출부(30)에 대해 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 분기관(14)에 형성된 제 2지관(14b)의 단부에는 차단밸브(44)가 설치된 연결파이프(42)가 플랜지 결합되고 상기 연결파이프(42)에는 설비의 프레임(미도시)상에 고정된 배출탱크(32)가 연결되어 있다.
즉, 상기 분기관(14)은 상기 제 2지관(14b)에 연결,고정된 연결파이프(42)에 의해 상기 배출탱크(32)와 연통되도록 연결되어 있다.
한편, 상기 배출탱크(32)의 상부에는 상기 배출탱크(32)내의 압력을 감지하도록 압력검출기(48)가 설치되고 개폐실린더(34)가 고정블럭(46)에 의해 수직하게 고정되어 있으며 상기 배출탱크(32)의 하부는 개방되어 있다. 상기와 같이 배출탱크(32)의 상부에 설치된 개폐실린더(34)는 그 로드(34a) 단부에 개폐부재(38)가 결합되어 상기 배출탱크(32)의 하부를 개폐하도록 구성된다.
이때, 상기 개폐부재(38)는 상기 개폐실린더(34)의 로드(34a)와 결합되는 부분에 경사면이 형성되고 그 둘레에는 밀폐를 위한 오링등이 설치되어 상기 배출탱크(32)의 하부를 밀폐시키도록 구성된다.
그리고, 상기 배출탱크(32)에는 압력조절기(36)가 설치되어 상기 배출탱크(32)내의 압력을 대기압과 동일하게 조절할 수 있으며. 이를 위해 외부공기의 유입이 서서히 이루어지도록 한다. 즉, 상기 압력조절기(36)는 전동밸브에 의해 개폐되며 상기 배출탱크내(32)의 압력을 조정하도록 구성된다.
다음으로는 차단부(50)에 대해 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 차단부(50)는 차단실린더(52)와 차단부재(54)를 포함하고 있는데, 상기 차단실린더(52)는 상기 분기관(14)의 외측에 고정설치된 지지부재(56)의 단부에 회전가능하게 고정되고 그 로드(52a)는 상기 분기관(14)의 내부에 삽입되어 있다.
한편, 상기 차단실린더(52)의 로드(52a)단부에는 상기 분기관(14)의 제 1지관(14a)과 제 2지관(14b)이 분기되는 위치에 차단부재(54)가 회전가능하도록 고정되어 있는데, 상기 차단부재(54)는 상기 분기관(14)에 형성된 제 1,2지관(14a,14b)의 단면과 동일한 형상을 가지도록 형성되어 상기 차단실린더(52)가 작동함에 따라 상기 제 1,2지관(14a,14b)을 선택적으로 개폐시키도록 구성된다.
이때, 상기 분기관(14)에는 리미트 스위치(58)가 설치되어 상기 차단부재(54)의 선택적인 개폐여부를 감지할 수 있도록 구성된다.
한편, 상기 차단부(50)의 차단부재(54)는 본 실시예에서는 회전하며 상기 제 1,2지관(14a,14b)을 선택적으로 폐쇄하도록 구성되어 있으나 상기 제 1지관(14a)을 개폐하는 슬라이딩방식도 가능하고, 전동밸브등을 적용하는 것도 가능하다.
그리고, 도면상에는 도시되지 않았으나 진공탈가스 설비의 첨가물 투입장치(1)의 차단실린더(54), 리미트 스위치(58), 압력조절기(36), 개폐실린더(34), 압력검출기(48)등은 일반적으로 사용되는 제어판넬(미도시)에 전기적으로 연결되어 작동되도록 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 진공탈가스 설비의 첨가물 투입장치(1)의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시된 바와 같이, 용강(106)이 담긴 레이들(112)이 승강장치(118)에 의해 진공조(116)의 하부에 형성된 침적관(116a,116b)에 침적되면 진공펌프(미도시)가 작동되어 상기 진공조 내부를 감압시킨다.
상기와 같이, 진공조(116)의 내부가 감압됨에 따라 상기 레이들(112)내 용강(106)은 상기 진공조(116)내로 흡상되고 일측 침적관(116a)측에 설치된 노즐(132)에 의해 불활성 가스인 아르곤 가스가 취입되면, 아르곤 가스가 취입되는 쪽의 용강(106)은 그 겉보기 비중이 반대쪽보다 작아져 상기 용강(106)은 상기 진공조(116) 내에서 환류하게 된다.
이때, 상기 환류되는 용강(106)에 첨가물을 투입하기 위해서 투입호퍼(140)내에 평량되어 충진되는데, 상기와 같이 사전에 투입호퍼(140)내에 첨가물이 충진된 상태에서 첨가물의 종류를 변경해야 하는 경우 상기 분기관(14)에 설치된 차단실린더(52)가 작동하게 된다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 차단실린더(52)는 리미트스위치(58)에 의해 상기 차단부재(54)가 상기 제 2지관(14b)을 완전히 개방하였음이 감지될때 까지 작동하고, 상기 연결파이프(42)에 설치된 차단밸브(44)가 열리게 되어 상기 투입호퍼(140)의 하부를 개폐하는 개폐기(미도시)가 개방되어 상기 투입호퍼(140)내의 첨가물이 상기 배출탱크(32)내로 낙하하게 된다.
이후에, 상기 차단밸브(44)가 작동하여 상기 연결파이프(42)를 폐쇄시키고, 상기 차단실린더(52)에 의해 차단부재(54)가 제 2지관(14b)을 폐쇄하였음이 리미트스위치(58)에 의해 감지되면 상기 배출탱크(32)내의 압력이 대기압과 동일하게 되도록 상기 배출탱크(32)에 설치된 압력조절기(36)는 작동한다.
상기와 같이, 상기 배출탱크(32)내의 압력이 상기 바디(12)내의 압력과 동일해졌음이 압력검출기(48)에 의해 감지되면 상기 배출탱크(21)의 상부에 설치된 개폐실린더(34)가 작동하여 그 로드(34a)의 선단에 고정된 개폐부재(38)가 하강함으로서 상기 배출탱크(32)내의 첨가물은 상기 개폐부재(38)의 경사면을 따라 배출탱크(32)의 외부로 배출되어 재사용된다.
따라서, 진공조(116)를 분리하지 않고, 첨가물을 배출시킴으로서 용강의 필요한 성질에 따라 용이하고 신속하게 첨가물을 변경시킬 수 있고, 이로인한 용강의 재가열이 불필요하므로 작업의 효율성을 높일 수 있다.
본 고안은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 고안의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 고안이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
상기에서와 같이 본 고안에 의하면, 용강(106)내에 투입되는 첨가물을 진공조(116)를 분리하지 않고 신속하고 용이하게 첨가물을 배출시킬 수 있도록 하여 신속하게 첨가물을 변경시킴으로서 첨가물 변경시 소요되는 손실시간을 줄여 작업의 효율성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (3)

  1. 진공탈가스 설비에서 평량탱크(138)에서 평량된 첨가물을 진공조(116)내의 용강에 투입하는 장치에 있어서,
    상기 평량탱크(138)의 하부에 연결된 중공형의 바디(12)와, 상기 바디(12)의 하단에 연결되어 상기 진공조와 상기 바디(12)를 연결하는 제 1지관(14a)과 상기 제 1지관(14a)으로부터 분기된 제 2지관(14b)을 갖는 분기관(14)을 구비한 바디부(10);
    상기 제 2지관(14b)에 연결된 배출탱크(32)와 상기 배출탱크(32)에 설치되어 상기 배출탱크(32)의 하부를 개폐하는 개폐실린더(34)를 구비하는 배출부(30); 및
    상기 분기관(14)의 외측에 설치된 차단실린더(52)와, 상기 차단실린더(52)의 로드(52a)에 연결되어 상기 분기관(14)의 내부에 회전가능하도록 설치된 차단부재(54)를 구비한 차단부(50);를
    포함하여 상기 평량탱크(138)로부터 공급되는 합금철을 제 1,2지관(14a,14b)으로 선택적으로 공급함을 특징으로 하는 진공탈가스 설비의 첨가물 투입장치.
  2. 제 1항에 있어서, 배출부(30)의 배출탱크(32)에는 압력조절기(36)가 추가로 설치되어 상기 배출탱크(32)내의 압력을 조절함을 특징으로 하는 진공탈가스 설비의 첨가물 투입장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 배출부(30)의 개폐실린더(34)는 상기 배출탱크(32)의 상부에 고정되고 그 로드(34a)에는 개폐부재(38)가 고정되어 상기 개폐실린더(34)가 작동함에 따라 상기 배출탱크(32)의 하부를 개폐함을 특징으로 하는 진공탈가스 설비의 첨가물 투입장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101207756B1 (ko) 2010-09-28 2012-12-03 주식회사 포스코 합금철 투입장치 및 그 투입방법

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