KR200341236Y1 - 전기로의 분체카본 인젝션 설비의 오리피스 막힘 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 고안의 목적은 전기로 카본 챔버 노즐 막힘시 작업자가 수작업으로 노즐을 분해 및 개공하지 않고 자동으로 챔버 노즐 개공 및 청소를 할 수 있고 하부 나이프 게이트 밸브 및 에어 분사 노즐 막힘시에는 카본 원료를 차단하는 역할을 하는 전기로의 분체카본 투입용 오리피스 막힘 방지장치를 제공함에 있다.

이에 본 고안은 분체카본이 저장되는 사일로의 하부 배출구에 연통설치되고 하단은 분체카본 공급호스와 연통되는 하우징과, 상기 하우징 측면에 설치되어 하우징을 통해 상기 하우징 내에 이동가능하게 설치되는 이동블럭에 연결되는 구동실린더, 상기 이동블럭 내에 설치되어 이동블럭의 이동에 따라 상기 배출구와 공급호스를 선택적으로 연결하는 오리피스, 상기 하우징에 설치되어 오리피스가 막힌 경우 이물질을 제거하기 위한 제거수단을 포함하는 전기로의 분체카본 인젝션 설비의 오리피스 막힘 방지장치를 제공한다.

Description

전기로의 분체카본 인젝션 설비의 오리피스 막힘 방지장치{Device for cleaning orifice in electro furnace}

본고안은 스테인레스강을 생산하는 전기로 설비의 분체카본 인젝션 설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 노내에 분체 카본을 인젝션시 오리피스가 이물질 등으로 인해 막히는 경우 이를 라인 가동중 바로 제거할 수 있도록 한 전기로의 분체카본 투입용 오리피스 막힘 방지장치에 관한 것이다.

일반적으로 스테인레스 전기로 설비는 고압의 3상탄소전극봉을 이용하여 전기로내에 장입된 스크랩을 전기적아크의 복사열을 이용하여 용해하는 구조로 되어 있다.

그리고 이 과정에서 용탕슬래그중의 12~15중량%의 크롬산화물(Cr₂O₃)을 환원함과 슬래그를 포밍하여 핫스폿(Hot Spot)부의 노벽보호 및 노 내 온도의 손실을 방지하기 위한 복합적인 요소조업방법으로써 용탕내에 산소와 분체카본을 취입하게 된다.

상기 분체카본 투입은 별도의 분체카본 인젝션설비를 통해 이루어지는 데, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 인젝션설비는 분체카본이 저장된 사일로(100)와, 사일로 하부에 설치되어 분체카본 투입용 랜스로 연결되는 공급호스(110), 이 공급호스와 사일로 사이에 설치되어 분체카본이 지나는 오리피스(130), 상기 공급호스 상에 연결되어 분체카본 이송용 질소가스 투입관(120)을 포함한다.

이에 따라 사일로 내의 분체카본은 공급호스로 투입되는 질소가스 압력에 의해 오리피스를 통해 공급호스로 공급되어 렌스를 통해 전기로 내부로 투입된다.

챔버에서 카본을 수송하기 위해서는 챔버의 무게를 감지하는 로드 센서에 의해 챔버 내부의 카본량이 감지되고 나이프 게이트 밸브 하부의 카본 이송용 가스 공급 노즐에서 가스 유량을 조절하고 챔버 하부의 노즐로 카본 분말이 챔버에서 이송되어진다.

그러나 챔버에서 일정한 양의 카본을 이송하기 위해 챔버 하부 노즐의 크기는 매우 작은 반면 카본 챔버의 원료 수송과정 및 보관 과정에서 카본이 공기중의 수분과 유착 및 원료 필터링 불량 등으로 인하여 분말이 덩어리가 되는 현상이 발생되는데 이때 덩어리가 된 카본이 챔버 하부의 노즐을 막음으로 인하여 카본수송이 중지된다.

이러한 상황이 발생될 경우 종래의 작업방법에 있어서는 카본 수송 챔버의 사용을 중단 상태로 대기후 작업자가 수작업으로 챔버에 남아 있는 다량의 카본을 모두 비운 다음 챔버 하부 노즐부위를 수공구로 분해하고 또한 하부의 나이프 게이트 밸브를 분해하여 노즐 막힘부위를 청소하여 다시 재조립하는 작업을 해야 설비를 원상 복구 할 수 있었다.

따라서 분진 비산개소에서 작업을 함으로 인해 작업자의 피로가 누적되고 또한 카본 챔버 내부에서 방출된 카본 원료를 모두 폐기하고 다른 원료를 투입 해야 함으로 원료의 과다 손실과 작업자의 작업부하가 발생되고 이로 인한 품질 불량현상이 발생되는 문제점이 있다.

그리고 종래의 공지 기술등은 호퍼 상부에서 드릴등을 이용하여 개공하거나 하부에서 체인 및 기어등을 이용하여 막힘부를 개공하는 기술이나 이 기술을 이용하면 많은 장치가 필요하고 또한 대형의 설비에만 적용이 가능하지 크기가 작은 본 설비에는 적용 할 수 없는 문제점이 있고 또한 노즐 하단부 나이프 게이트 밸브 고장 및 하부 에어 공급 노즐 등의 막힘으로 인한 하부 배관 분해 작업시에는 노즐 상부 챔버 부위에 카본 원료 방출을 막기 위한 별도의 원료 차단 장치가 없음으로 인하여 원료가 하부로 방출되어 원료 과다 손실 및 환경오염이 발생되고 작업자의 작업부하가 증가하는 문제점이 있다.

이에 본 고안은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전기로 카본 챔버 노즐 막힘시 작업자가 수작업으로 노즐을 분해 및 개공하지 않고 자동으로 챔버 노즐 개공 및 청소를 할 수 있고 하부 나이프 게이트 밸브 및 에어 분사 노즐 막힘시에는 카본 원료를 차단하는 역할을 하는 전기로의 분체카본 투입용 오리피스 막힘 방지장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 분체카본 인젝션 설비의 오리피스 막힘 방지장치가 분체카본 사일로에 설치된 상태를 도시한 사시도,

도 2는 본 고안에 따른 오리피스 막힘 방지장치의 구성도,

도 3과 도 4는 본 고안에 따른 오리피스 막힘 방지장치의 작동상태를 도시한 단면도,

도 5은 종래기술에 따라 본체카본 인젝션 설비에서 오리피스가 막힌 상태를 도시한 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 사일로 11 : 투입구

12 : 공급호스 14 : 투입관

20 : 오리피스 30 : 하우징

31 : 이동블럭 33 : 구동실린더

35 : 구멍 36 : 분사노즐

36 : 공급관 40 : 배출관

41 : 분사관 43 : 필터망

51,52 : 감지센서

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 분체카본이 저장되는 사일로의 하부 배출구에 연통설치되고 하단은 분체카본 공급호스와 연통되는 하우징과, 상기 하우징 측면에 설치되어 하우징을 통해 상기 하우징 내에 이동가능하게 설치되는 이동블럭에 연결되는 구동수단, 상기 이동블럭 내에 설치되어 이동블럭의이동에 따라 상기 배출구와 공급호스를 선택적으로 연결하는 오리피스, 상기 하우징에 설치되어 오리피스가 막힌 경우 이물질을 제거하기 위한 제거수단을 포함한다.

따라서 오리피스가 막히게 되면 하우징에 설치된 제거수단쪽으로 이동시켜 이물질을 제거하고 다시 배출구와 공급호스 사이에 위치시켜 투입작업을 수행할 수 있게 된다.

또한, 상기 제거수단은 오리피스로 분사되는 고압의 가스를 이용함이 바람직하다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 분체카본 인젝션 설비의 오리피스 막힘 방지장치가 분체카본 사일로에 설치된 상태를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 고안에 따른 오리피스 막힘 방지장치의 구성도이다.

상기한 도면에 의하면, 본 장치는 분체카본이 저장되는 사일로(10)의 하단 배출구(11)와 분체카본을 렌스(도시되지 않음)로 보내기 위한 공급호스(12) 사이에 설치되어 오리피스(20)를 연통시키고 오리피스(20)가 막힌 경우 오리피스(20)를 이동시켜 오리피스 내의 이물질을 고압의 가스로 제거하는 구조로 되어 있다.

즉, 상기 막힘 방지장치는 사일로(10)의 하부 배출구(11)에 연통설치되고 하단은 분체카본 공급호스(12)와 연통되는 하우징(30)과, 이 하우징(30) 내에 길이방향으로 이동가능하게 설치되는 이동블럭(31), 이 이동블럭(31) 내에 수직설치되어하우징(30)에 연통되는 상기 배출구(11)와 공급호스(12)를 연결하는 오리피스(20), 상기 하우징(30)에 설치되고 상기 이동블럭(31)에 연결되어 이동블럭을 이동시키기 위한 구동수단, 상기 하우징(30)에 설치되어 교체된 오리피스(20)에 걸려있는 이물질을 제거하기 위한 제거수단을 포함한다.

상기 하우징(30)은 사각 박스형태로 이루어지며, 상단에는 상기 사일로(10)의 배출구(11)와 연결되도록 플랜지(32)가 설치되며 하단에도 역시 공급호스(12) 선단과 연결되도록 플랜지(32)가 설치된다.

그리고 상기 공급호스(12)와 하우징(30) 사이에는 공급호스(12)를 개폐시키기 위한 차단밸브(13)가 설치되며, 이 공급호스(12) 일측에 연결되는 질소가스 투입관(14)이 연결설치되고, 이 투입관(14) 일측에는 투입관(14)을 개폐시키기 위한 차단밸브(15)가 설치된다.

또한, 상기 구동수단은 하우징(30) 측면에 설치되어 하우징(30)을 관통하여 하우징(30) 내 이동블럭(31)에 연결설치되는 구동실린더(33)로 이루어진다.

따라서 구동실린더(33)가 신축작동되면 이동블럭(31)이 하우징(30)의 길이방향을 따라 이동되어 오리피스(20)의 위치를 작업 위치 또는 이물질 제거위치로 전환하게 된다.

상기 이동블럭(31)은 하우징(30)내에 삽입되는 사각 박스구조물로, 도 3에 도시된 바와 같이 저면에는 내부로 관통되는 구멍(34)을 형성하고 이 구멍(34)은 이동블럭 상부로 연통시켜 배출구(11)와 연통되고 하부는 공급호스(12)와 연통되도록 하여 이 구멍(34) 상,하부를 연결하는 오리피스(20)를 설치한다.

또한, 상기 이동블럭의 저면에는 상기 구멍(34) 옆에 또하나의 구멍(35)을 관통형성시켜 이동블럭 이동시 상기 공급호스(12)와 연통되도록 한다.

한편, 상기 제거수단은 이물질 제거위치로 이동된 오리피스(21)로부터 이물질을 제거시키기 위한 것으로, 이동블럭 이동시 배출구(11)와 공급호스(12)의 연결라인을 기준으로 오리피스(20)에 대응되는 위치의 하우징(30) 하단에 연결설치되어 이동블럭(31)의 오리피스(20)로 고압의 가스를 분사하기 위한 분사관(41), 상기 하우징(30) 상단에 연통설치되어 보조오리피스(21)로 분사된 가스가 배출되는 배출관(41)을 포함한다.

상기 배출관(41)은 선단에 필터망(43)이 더욱 설치되어 고압 분사가스에 의해 배출관을 따라 배출되는 이물질을 필터링할 수 있도록 한다.

또한, 상기 제거수단은 공급호스 내에 막혀 있는 이물질을 동시에 제거할 수 있도록 되어 있는 데, 이를 위해 상기 이동블럭 내의 구멍(35)에 설치되어 이물질 제거위치로 이동블럭 이동시 상기 상기 공급호스와 연결되는 분사노즐(36)과, 상기 하우징과 이동블럭 측면의 홀을 통해 상기 분사노즐과 연결되어 고압의 가스를 공급하기 위한 공급관(37)을 더욱 포함한다.

상기 분사관(41)과 공급관(37)에는 솔레노이드밸브(42,38)가 설치되어 분사관(41)과 공급관을 제어작동시키게 된다.

따라서 도면상 하우징(30)의 중앙으로는 배출구(11)와 공급호스(12)가 설치되며 그 우측으로 분사관(41)과 배출관(40)이 설치되고, 그 간격은 이동블럭(31)에 설치되는 구멍(34)과 구멍(35) 사이의 간격과 동일한 구조로 되어 있다.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 이동블럭(31)의 위치에 따라 구동실린더(33)의 신축작동이 전환되며 이를 위해 상기 이동블럭(31)의 외측에 마그네트(도시되지 않음)를 설치하고, 하우징(30)의 측면에는 일정간격을 두고 상기 마그네트(50)를 감지하는 두 개의 감지센서(51,52)를 설치하여, 각 감지센서의 신호에 따라 구동실린더(33)를 제어작동시키도록 한다.

이하, 본 고안의 작용에 대해 도 3과 도 4를 참조하여 설명한다.

사일로(10) 내에 저장되어 있는 분체카본은 하단 배출구(11)를 통해 하우징(30) 내로 투입되고 하우징(30)에 설치된 이동블럭(31)의 구멍과 이 구멍에 설치된 오리피스(20)를 통과하여 하우징(30) 하부에 설치된 공급호스(12)로 공급된다.

그리고 상기 공급호스(12)에 연결된 질소가스 투입관(14)으로부터 분사되는 질소가스에 실려 분체카본은 공급호스(12)에 연결된 렌스를 통해 전기로 내부로 투입되게 된다.

이와같은 분체카본 투입과정에서 오리피스(20)의 직경보다 큰 크기로 덩어리진 분체카본이나 이물질이 오리피스(20)로 유입되어 오리피스(20)가 막히게 되는 경우에는 본 장치가 가동되어 이동블럭(31)을 이물질 제거위치로 이동시킴과 더불어 오리피스(20)를 막고 있는 이물질을 제거하게 되는 것이다.

즉, 오리피스(20)의 상부에 이물질이 걸려 막히게 되면 분체카본의 투입량은 콘트롤판넬상에 카운트되지 않는다. 이는 사일로(10)로부터 분체카본이 배출되지 않음에 따라 사일로(10)에 저장된 분체카본의 량은 변화가 없으므로 카운트되지 않는 것이다.

따라서 상기와 같은 콘트롤판의 신호에 따른 스위치 작동을 통해 구동실린더(33)가 신축 작동되어 이동블럭(31)을 하우징(30) 내에서 이동시키게 된다.

예컨대, 도 3의 상태에서 이동블럭(31)의 왼쪽이 설치된 오리피스(20)가 막힌 경우 구동실린더(33)가 신장작동되고 이에 따라 도 4에 도시된 바와 같이 이동블럭(31)은 하우징(30) 내에서 좌측으로 이동하게 되고, 이동블럭(31) 좌측에 설치된 오리피스(20)는 하우징(30) 중앙에서 이탈되어 좌측으로 빠지게 된다.

그리고 상기 이물질에 의해 막힌 오리피스(20)는 이동블럭(31)의 이동에 따라 하우징(30) 좌측으로 이동하게 되어 하우징(30) 좌측에 설치된 배출관(41)과 분사관(40) 사이에 위치하게 된다.

한편, 상기와 같이 이동블럭(31)이 구동실린더(33)의 작동에 따라 이동되면 이동블럭(31)에 설치되어 있는 마그네트(50) 또한 중앙에서 벗어나게 되어 하우징(30) 측면쪽에 설치된 감지센서(52)에 감지된다.

이에 상기 감지센서(52)의 신호에 따라 하우징(30) 좌측의 분사관(40)에 설치된 솔레노이드밸브(42)가 개방작동되어, 분사관(40)을 통해 고압의 가스를 분사하게 된다.

여기서 상기 이물질에 걸린 오리피스(20)는 분사관(40)과 배출관(41)이 이루는 연결라인상에 위치하게 되므로, 상기와 같이 분사관(40)을 통해 분사되는 가스는 오리피스(20)를 통해 배출관(41)으로 빠져나가게 되고, 이 과정에서 가스의 압력에 의해 오리피스(20)에 걸려 있는 이물질이 오리피스(20)에서 떨어져 나가게 되는 것이다.

오리피스(20)에서 분리된 이물질은 배출관(41) 선단에 설치된 필터망에 걸려 재처리된다.

한편, 상기와 같이 이동블럭이 이동되면 이동블럭에 설치된 구멍(35)은 공급호스(12)의 위치로 이동되며 이 상태에서 공급관(37)의 솔레노이드밸브(38)가 개방작동되면 분사노즐(36)을 통해 고압의 가스가 공급호스(12)로 분사되어 공급호스에 걸려 있는 이물질을 더불어 제거하게 된다.

타이머에 설정된 시간동안 고압 가스 분사가 이루어진 후에는 상기 솔레노이드밸브(38,42)는 닫혀져 가스 공급을 차단하게 된다.

이상 설명한 바와 같은 본 고안에 따른 전기로의 분체카본 인젝션설비의 오리피스 막힘 방지장치에 의하면, 싸일로내에 다수의 이물이 혼입되어도 인젝션 설비를 분해하지 않은 상태에서 이물질을 제거할 수 있게 된다.

이에 따라 환경오염을 방지하고, 고가의 크롬산화물 환원함으로써 경제적인 이점을 얻을 수 있게 된다.

또한, 작업원의 불필요한 작업을 해소함에따라 작업효율의 향상이 제공되며 노내의 노벽보호와 아크소음(슬래그 포밍효과에 의한 열차단효과)및 전력손실(포밍효과에 의한 열차단)을 방지할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 분체카본이 저장되는 사일로의 하부 배출구에 연통설치되고 하단은 분체카본 공급호스와 연통되는 하우징과,

   상기 하우징 측면에 설치되어 하우징을 통해 상기 하우징 내에 이동가능하게 설치되는 이동블럭에 연결되는 구동실린더,

   상기 이동블럭 내에 설치되어 이동블럭의 이동에 따라 상기 배출구와 공급호스를 선택적으로 연결하는 오리피스,

   상기 하우징에 설치되어 오리피스가 막힌 경우 이물질을 제거하기 위한 제거수단

   을 포함하는 전기로의 분체카본 인젝션 설비의 오리피스 막힘 방지장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제거수단은 이동블럭 이동시 배출구와 공급호스의 연결라인을 기준으로 오리피스에 대응되는 위치의 하우징 하단에 연결설치되어 이동블럭의 오리피스로 고압의 가스를 분사하기 위한 분사관, 상기 하우징 상단에 연통설치되어 오리피스로 분사된 가스가 배출되는 배출관을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기로의 분체카본 인젝션 설비의 오리피스 막힘 방지장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 제거수단은 상기 이동블럭 내의 구멍에 설치되어 이물질 제거위치로 이동블럭 이동시 상기 상기 공급호스와 연결되는 분사노즐과, 상기 하우징과 이동블럭 측면의 홀을 통해 상기 분사노즐과 연결되어 고압의 가스를 공급하기 위한 공급관을 더욱 포함하여, 공급호스 내에 막혀 있는 이물질을 제거할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 전기로의 분체카본 인젝션 설비의 오리피스 막힘 방지장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 이동블럭의 외측에 마그네트가 설치되고, 상기 하우징의 측면에는 일정간격을 두고 상기 마그네트를 감지하는 두 개의 감지센서를 설치하여, 각 감지센서의 신호에 따라 구동실린더를 제어작동시키는 것을 특징으로 하는 전기로의 분체카본 인젝션 설비의 오리피스 막힘 방지장치.