KR20050046215A

KR20050046215A - 가열로 도어장치

Info

Publication number: KR20050046215A
Application number: KR1020030080238A
Authority: KR
Inventors: 박병태; 김재엽
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2003-11-13
Filing date: 2003-11-13
Publication date: 2005-05-18
Also published as: KR101023115B1

Abstract

본 발명은 가열된 슬라브가 인출되는 가열로의 일측벽에 상·하부로 분할된 도어장치를 장착하여 슬라브의 인출 시에 최소한으로 개방되도록 함으로써, 가열로 내의 열이 누출되는 것을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가열로 도어장치는, 가열된 슬래브가 인출되는 가열로의 일측벽에 상하로 이동 가능하게 설치된 상부 도어와, 이 상부 도어의 무게보다 더 가볍거나 같도록 만들어지고 전동 체인에 의해 연결되어 상부 도어와는 반대방향으로 이동되는 상부 웨이트와, 상기 전동 체인에 연결 설치된 구동 모터를 포함하는 상부 도어부; 상면에 가열된 슬래브를 인출하는 인출 아암이 삽입되는 다수개의 가이드 홈이 형성되고 이 가이드 홈에는 각각 차단 블록이 회동 가능하게 설치되며 상기 상부 도어의 하면과 맞물리면서 상하로 이동 가능하게 설치된 하부 도어와, 이 하부 도어의 무게보다 더 무겁게 만들어지고 승강 와이어에 의해 연결되어 하부 도어와는 반대방향으로 이동되는 하부 웨이트와, 상기 하부 도어의 양 측면에 설치되어 상기 일측벽의 소정 높이 지점에 설치된 상부 스토퍼에 걸리도록 마련된 하부 스토퍼를 포함하는 하부 도어부로 이루어진다.

Description

가열로 도어장치{Door apparatus of heating furnace}

본 발명은 가열로 도어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가열이 완료된 슬라브가 인출되는 가열로의 일측벽 상에 설치되어 상기 슬라브의 인출 시에 발생되는 가열로 내의 열손실을 보다 효과적으로 방지할 수 있도록 고안된 장치에 관한 것이다.

가열로는 연주 공정을 통해 생산된 슬라브 등을 후공정인 열간압연에 적당한 1100 ~ 1300℃로 가열해 주는 장치이다. 일반적으로 가열이 완료된 슬라브가 인출되는 가열로의 일측벽 상에는 하나 또는 둘 이상의 도어가 설치되는데, 이러한 종래의 도어장치를 도1 내지 도3을 참조로 간단히 설명한다.

도1에 도시된 바와 같이, 가열로(10)의 내부에는 소정 간격으로 설치된 스키드(23) 상에 슬라브(S)가 안착되고, 가열이 완료된 슬라브가 인출되는 가열로(10)의 일측벽(11)에는 직육면체 형상을 가진 다수개의 도어(12)가 상하로 이동 가능하게 설치된다. 이 도어(12)는 슬라브 인출 시에 가열로(10) 내부의 고열이 외부로 누출되는 것을 방지한다. 상기 가열로(10)의 일측벽(11)의 전방에는 가열된 슬라브를 안착시켜 이를 가열로 외부로 인출시키는 인출 아암(26)이 마련되고, 도어(12)의 내측에는 상기 인출 아암(26)이 삽입되는 가이드 홈(25) 형성된 아암 가이드(24)가 설치된다. 이 아암 가이드(24)는 인출 아암(26)을 가이드함과 동시에 상기 도어(12)가 개방된 경우에도 가열로의 내부 열이 밖으로 누출되는 것을 방지한다.

상기 도어(12)의 상면에는 러그(13)가 설치되고 이 러그(13)에 고정된 고정바(14)에는 전동 체인(16)이 연결 설치된다. 이 전동 체인(16)은 가열로의 상부벽(20) 상에 설치된 다수개의 고정 도르래(15)에 의해 지지되면서 가열로의 일측에 마련된 웨이트(22)까지 연결된다. 이 웨이트(22)는 상하로 긴 웨이트 케이스(21) 내에 설치되고 상기 도어(12)와는 반대 방향으로 이동되도록 구성된다. 이 웨이트(22)의 무게는 상기 도어(12)와 동일하여 도어의 이동을 보다 원활하게 해준다. 한편, 상기 가열로의 상부벽(20) 상에는 회전을 제어하는 제어기(19)가 연결된 구동 모터(18)가 설치되고, 이 구동 모터(18)는 전동 스프라켓(17)을 매개로 상기 전동 체인(16)과 연결 설치된다.

상기와 같이 구성된 종래의 가열로 도어 장치의 작동방법을 도2를 참조하여 설명한다. 먼저, 가열로 내로 반입된 슬라브(S)가 후공정에 적합한 온도로 가열될 때까지 도어(12)는 가열로를 폐쇄시켜 내부의 열이 빠져나가는 것을 방지한다(a).

슬라브의 가열이 완료되면 이를 인출하기 위해 인출 아암(26)이 상기 아암 가이드(26)를 따라 가열로 내로 인입된다. 이를 위해서 구동 모터(18)에 의해 상기 도어(12)를 일정 높이만큼 상승시킨다. 이 때, 도어(12)의 하단은 상기 아암 가이드(26)의 상단과 동일한 높이에 위치할 때까지 이동되는데, 이렇게 인출 아암(26)이 인입될 때 도어(12)가 완전히 개방되지 않게 함으로써 열이 외부로 누출되는 것을 최대한 방지한다. 인출 아암(26)은 상기 슬라브의 하단에 위치할 때까지 수평이동된다(b).

다음으로 상기 인출 아암(26)을 수직 상승시켜 스키드(23) 상에 놓여져 있던 슬라브를 인출 아암(26) 상에 안착시킨다. 이렇게 인출 아암(26)이 상승되기 위해서는 상기 구동 모터(18)에 의해 도어(12)를 일정 높이만큼 다시 상승시켜야하고, 이에 의해 가열로는 완전히 개방된다. 이 때, 그 높이는 상승된 도어(12)의 하단이 상기 인출 아암(26) 상에 안착된 슬라브의 상면 높이보다 더 높은 지점에 위치할 수 있도록 해주는 높이로 결정된다(c).

슬라브가 안착된 인출 아암(26)이 후진되어 가열로 밖으로 빠져나온 후에는, 구동 모터(18)를 역회전시켜 도어(12)가 원래의 위치로 하강되도록 함으로써 가열로를 다시 폐쇄시킨다(d). 이와 같이, 상기 도어(12)의 개방이 2단계로 이루어지도록 함으로써 도어(12)의 개방에 따른 내부 열의 누출을 최대한 방지하도록 하였다.

그러나, 이러한 도어장치에 의하더라도 상기 (c)와 같이 슬라브가 안착된 인출 아암(26)이 가열로 밖으로 빠져나오기 위해서는 도어(12)가 완전히 개방되어야 하기 때문에 불가피하게 열손실이 발생할 수밖에 없었다. 이러한 열손실은 연료비용의 증가 및 가열시간 지연에 따른 생산성 저하 등의 문제점을 가져왔다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 제시된 또 다른 종래 가열로 도어장치가 도3에 게시되어 있다. 이 도어장치는 도어(31)의 전방에 다수개의 체인(37)으로 구성된 공기 차단막(36)을 형성시키고, 이 공기 차단막(36)을 가열로(32)의 상부벽에 마련된 와이어 드럼(34)에 감겨진 승강 와이어(35)에 연결시킨 후, 상기 와이어 드럼(34)에 연결 설치된 구동 모터(33)를 회전시켜 상기 공기 차단막(36)을 승강시킬 수 있도록 구성된다. 이 장치에 의하면, 상기 도어(31)가 완전히 개방되었을 때 상기 공기 차단막(36)을 하강시켜 가열로 내부를 차단함으로써 열이 누출되는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 슬라브의 인출 시에 상기 공기 차단막(36)이 슬라브에 얹혀서 외부로 밀려나옴으로써 단열 효과가 떨어질 뿐만 아니라, 공기 차단막(36)을 구성하는 다수개의 체인(37)이 가열로 내에서 장시간 가열되어 연질화된 슬라브의 표면과 접촉되어 스크래치 등을 발생시킴으로써 제품 불량의 원인이 되고 있다.

본 발명은 상기한 종래 도어장치들의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로 가열된 슬라브가 인출되는 가열로의 일측벽에 상부 도어와 하부 도어로 구성된 도어장치를 장착하고 상기 두 개의 도어가 연동하여 상기 슬라브의 인출 시에 최소한으로 개방되도록 함으로써, 가열로 내의 열이 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

이하에서 첨부된 도면을 참조로 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 보다 상세히 설명한다. 도4는 본 발명에 따른 가열로 도어장치의 사시도이고, 도5는 그 분해 사시도이다.

본 발명에 따른 가열로 도어장치는 크게 상부 도어부(50)와 하부 도어부(70)로 나누어지는 바, 먼저 상부 도어부(50)의 구성을 살펴보면 다음과 같다. 가열된 슬라브가 인출되는 가열로(40)의 일측벽(41)에는 직육면체 형상의 상부 도어(51)가 상하로 이동 가능하게 설치된다. 이 상부 도어(51)의 상면에는 다수개의 러그(53)가 설치되고, 이 러그(53)에는 전동 체인(57)이 연결된다. 상기 전동 체인(57)은 가열로(40)의 상부벽(43) 상에 설치된 고정 도르래(55)에 의해 지지되면서 가열로(40)의 일측에 마련된 상부 웨이트(67)까지 연결된다. 이 상부 웨이트(67)는 상부 웨이트 케이스(65) 내에 설치되어 상기 상부 도어(51)와는 반대 방향으로 이동되도록 구성된다. 상기 상부 웨이트(67)의 무게는 상기 상부 도어(51)의 무게보다 가볍거나 동일한 것이 바람직하다. 만약, 상부 웨이트(67)의 무게가 상부 도어(51)보다 더 무거우면 상부 도어(51)가 하강시킬 때 큰 부하가 걸리기 때문이다. 실험 결과, 상부 도어(51)가 상부 웨이트(67)보다 20% 더 무거운 것이 가장 바람직한 것으로 나타났다. 상기 가열로(40)의 상부벽(43) 상에는 그 회전을 제어하는 제어기(63)와 함께 구동 모터(61)가 설치되고, 이 구동 모터(61)는 전동 스프라켓(59)을 매개로 상기 전동 체인(57)과 연결 설치된다. 이러한 구동 모터(61)를 포함한 구성은 상기 상부 도어(51)의 양 측편에 각각 마련된다.

하부 도어부(70)는 다음과 같이 구성된다. 직육면체 형상의 하부 도어(71)가 상기 가열로(40)의 일측벽(41) 상에 상기 상부 도어(51)와 맞물리도록 설치된다. 보다 상세하게는 상기 상부 도어(51)의 바닥면에는 중앙이 돌출된 치합돌기(54)가 형성되고 상기 하부 도어(71)의 상면에는 중앙이 오목한 치합 홈(72)이 형성되어 상기 치합 돌기(54)와 치합 홈(72)이 상호 맞물리도록 구성된다. 또한, 상기 하부 도어(71)의 상면에는 가열된 슬래브를 인출하는 인출 아암(47)이 삽입되는 다수개의 가이드 홈(73)이 형성되고 이 가이드 홈(73)에는 각각 차단 블록(75)이 회동 가능하게 설치된다. 이 차단 블록(75)은 그 하단에 회전핀(77)이 삽입되고, 이 회전핀(77)의 양단에는 회전 베어링(76)이 끼워져 상기 차단 블록(75)이 회전핀(77)을 축으로 회동될 수 있도록 구성된다. 또한, 상기 회전핀(77)에는 비틀림 스프링(78)이 끼워지는데, 이 비틀림 스프링(78)은 그 일단(78a)이 하부 도어(71)에 설치되고 그 타단(78b)은 차단 블록(75)에 설치되어 원위치로 탄성 복귀될 수 있도록 구성된다. 또한, 상기 하부 도어(71)의 양 측면에는 하부 스토퍼(79)가 마련되고, 이 하부 스토퍼(79)는 상기 일측벽(41)의 소정 높이 지점에 설치된 상부 스토퍼(45)에 걸리도록 구성된다.

한편, 상기 하부 도어(71)의 상면 양측에는 가이드 수직봉(81)이 마련되고, 이 가이드 수직봉(81)의 상단에 형성된 러그(82)에는 승강 와이어(85)가 연결 설치되며, 이 승강 와이어(85)는 가열로(40)의 상부벽(43) 상에 설치된 고정 도르래(83)에 의해 지지되면서 상기 가열로(40)의 일측에 마련된 하부 웨이트(89)까지 연결된다. 이 하부 웨이트(89)는 하부 웨이트 케이스(87) 내에 설치되어 상기 하부 도어(71)와는 반대방향으로 이동되도록 구성된다. 이 하부 웨이트(89)는 그 무게가 하부 도어(71)보다 더 무겁게 만들어지며, 실험 결과 하부 웨이트(89)가 하부 도어(71)보다 20% 더 무거운 것이 가장 바람직한 것으로 나타났다. 이에 따르면, 상기 상부 도어(51)가 상승될 때 하부 도어(71)도 하부 웨이트(89)에 의해 자동적으로 상승하게 된다. 이는 상부 도어(51)의 상승이 구동 모터(61)에 의해 이루어지는 것과 대비된다. 이와 같이 하부 도어(71)가 상승될 때, 상기 가이드 수직봉(81)은 상부 도어(51)의 양 측면에 형성된 가이드 홀(52)을 따라 이동되면서 하부 도어(71)의 이동을 가이드해준다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 가열로 도어장치의 작동 방법을 도6 및 도7을 참조로 설명한다.

먼저, 도6의 (a)와 같이 슬래브(S)의 가열이 완료되어 이를 인출하고자 할 때에는 인출 아암(47)이 하부 도어(71)에 형성된 가이드 홈(73)을 따라 수평 이동되어 가열로 내부로 삽입된다. 이 공정에서 상부 도어(51)는 상승되지 않으므로 도어의 개방에 따른 열 손실이 상당히 감소된다. 상기 인출 아암(47)이 삽입될 때, 차단 블록(75)은 회전핀(77)을 중심으로 가열로 내부로 회동되어 인출 아암(47)이 삽입되는 것을 방해하지 않는다.

도6의 (b)와 같이, 삽입된 인출 아암(47)이 그 위에 슬라브를 안착시키기 위해 상승된다. 이 때, 상승되는 인출 아암(47)을 방해하지 않도록 상기 상부 도어(51)도 구동 모터(61)에 의해 같은 높이로 상승된다. 또한, 상부 도어(51)가 상승하여 하부 도어(71)를 누르는 힘이 없어지면 하부 도어(71)도 하부 웨이트(89)에 의해 같은 높이로 상승된다. 이와 같이, 상기 인출 아암(47), 상부 도어(51) 및 하부 도어(71)가 동시에 상승되기 때문에 인출 아암(47)이 상승되는 경우에도 도어는 폐쇄된 상태를 유지할 수 있다. 그 후, 인출 아암(47)이 가열로의 외부로 빠져나오기 위해서는 상기 상부 도어(51)가 최소한 인출 아암(47) 상에 안착된 슬라브의 높이보다는 더 높게 다시 상승되어야 한다. 즉, 상부 도어(51)는 구동 모터(61)에 의해 다시 일정 높이만큼 상승된다.

도6의 (c)와 같이 상부 도어(51)가 상승되더라도 하부 도어(71)는 그 양 측면에 마련된 하부 스토퍼(79)가 가열로의 일측벽에 마련된 상부 스토퍼(45)에 걸려 더 이상 상승되지 못하므로 도어가 소정의 간격만큼 개방된다. 그 간격 사이로 인출 아암(47)이 후진되어 가열로의 외부로 빠져 나오면 슬라브의 인출 작업이 모두 완료된다. 그 후, 구동 모터(61)가 역회전되어 상부 도어(51)가 하강되면 가열로가 다시 폐쇄된다.

도6의 (d)와 같이, 구동 모터(61)가 계속 역회전되면서 서로 맞물려 있는 상부 도어(51) 및 하부 도어(71)를 모두 하강시키면 양 도어(51,71)는 원래의 위치로 되돌아오게 된다. 이 때, 구동 모터(61)는 직접적으로 연결된 상부 도어(51)뿐만 아니라 하부 도어(71)까지 함께 하강시켜야 한다. 따라서, 상·하부 도어(51,71)의 전체 무게와 상기 상·하부 웨이트(67,89)의 전체 무게를 동일하게 구성하여 구동 모터(61)의 부하를 감소시키고 제어기(63)의 성능을 향상시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 가열로 도어장치에 의하면, 슬라브가 안착된 인출 아암이 가열로의 외부로 빠져나오는 시간 동안만 도어장치가 개방될 뿐만 아니라, 상기 인출 아암과 슬라브의 높이를 합한 것만큼만 개방되기 때문에 슬라브 인출에 따른 가열로의 열 손실을 최대한 차단할 수 있어, 연료비용을 절감할 수 있고 나아가 가열시간 지연에 따른 생산성 저하를 방지할 수 있다.

도1은 종래의 가열로 도어장치의 사시도.

도2는 상기 도1에 도시된 도어장치의 작동 상태도.

도3은 또 다른 종래 가열로 도어장치의 사시도.

도4는 본 발명에 따른 가열로 도어장치의 사시도.

도5는 본 발명에 따른 가열로 도어장치의 분해 사시도.

도6은 본 발명에 따른 가열로 도어장치의 작동 상태도.

도7은 본 발명에 따른 가열로 도어장치의 작동 순서도.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

40: 가열로 41: 일측벽

43: 상부벽 45: 상부 스토퍼

50: 상부 도어부 51: 상부 도어

52: 가이드 홀 53: 러그

54: 치합 돌기 55: 고정 도르래

57: 전동 체인 59: 전동 스프라켓

61: 구동 모터 63: 제어기

65: 상부 웨이트 케이스 67: 상부 웨이트(weight)

70: 하부 도어부 71: 하부 도어

72: 치합 홈 73: 가이드 홈

75: 차단 블록 76: 회전 베어링

77: 회전핀 78: 비틀림 스프링

79: 하부 스토퍼 81: 가이드 수직봉

82: 러그 83: 고정 도르래

85: 승강 와이어 87: 하부 웨이트 케이스

89: 하부 웨이트

Claims

가열된 슬래브가 인출되는 가열로(40)의 일측벽(41)에 상하로 이동 가능하게 설치된 상부 도어(51)와, 이 상부 도어(51)의 무게보다 더 가볍거나 같도록 만들어지고 전동 체인(57)에 의해 연결되어 상부 도어(51)와는 반대방향으로 이동되는 상부 웨이트(67)와, 상기 전동 체인(57)에 연결 설치된 구동 모터(61)를 포함하는 상부 도어부(50); 상면에 가열된 슬래브를 인출하는 인출 아암(47)이 삽입되는 다수개의 가이드 홈(73)이 형성되고 이 가이드 홈(73)에는 각각 차단 블록(75)이 회동 가능하게 설치되며 상기 상부 도어(51)의 하면과 맞물리면서 상하로 이동 가능하게 설치된 하부 도어(71)와, 이 하부 도어(71)의 무게보다 더 무겁게 만들어지고 승강 와이어(85)에 의해 연결되어 하부 도어(71)와는 반대방향으로 이동되는 하부 웨이트(89)와, 상기 하부 도어(71)의 양 측면에 설치되어 상기 일측벽(41)의 소정 높이 지점에 설치된 상부 스토퍼(45)에 걸리도록 구성된 하부 스토퍼(79)를 포함하는 하부 도어부(70)로 이루어진 것을 특징으로 하는 가열로 도어장치.
제1항에 있어서, 상기 전동 체인(57)은 가열로(40)의 상부벽(43)에 설치된 고정 도르래(55)에 의해 지지되고, 이 전동 체인(57)에 전동 스프라켓(59)을 매개로 연결 설치된 구동 모터(61)에는 모터의 회전을 제어하는 제어기(63)가 연결된 것을 특징으로 하는 가열로 도어장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 승강 와이어(85)는 가열로의 상부벽(43)에 설치된 고정 도르래(83)에 의해 지지되고, 상기 하부 도어(71)의 상면 양측에는 상기 승강 와이어(85)와 연결된 가이드 수직봉(81) 마련되고, 이 가이드 수직봉(81)은 상기 상부 도어(51)의 양측에 형성된 가이드 홀(52)을 따라 상하로 이동되는 것을 특징으로 하는 가열로 도어장치.
제3항에 있어서, 상기 차단 블록(75)은 그 하단에 설치된 회전핀(77) 상에 비틀림 스프링(78)이 끼워지고, 이 비틀림 스프링(78)은 상기 인출 아암(47)이 빠져나간 후에 차단 블록(75)이 원위치로 탄성 복귀될 수 있도록 그 일단(78a)은 하부 도어(71) 내에, 그 타단(78b)은 차단 블록(75) 내에 각각 설치된 것을 특징으로 하는 가열로 도어장치.