KR20080096950A - 소결대차의 슬라이드형 씰링장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소결대차의 슬라이드형 씰링장치에 관한 것으로, 소결대차의 주행차륜 안쪽인 대차프레임의 하단면에 고정된 씰커버와; 상기 씰커버에 끼워지고, 슬라이딩레일에 접촉지지되는 씰바와; 상기 씰커버의 내부 천정면과 상기 씰바 사이에 개재되는 스프링을 포함하는 소결대차의 슬라이드형 씰링장치에 있어서; 상기 씰바의 상면에는 상기 씰커버의 내벽과 씰바 사이의 틈새를 밀폐하는 내열성 고무로 된 분진막이가 설치된 소결대차의 슬라이드형 씰링장치를 제공한다.

이에 따라, 본 발명은 씰커버 내부가 분진막이에 의해 완전 밀폐되고, 씰커버와 씰커버 사이의 공간은 내열고무에 의해 밀폐되므로 외부로부터의 이물 침투가 방지되고, 그에 따라 스프링의 고착현상이 줄어들며, 다수의 스프링을 통한 하중 분산이 원활하여 씰바의 마모도 줄어들어 그 수명이 연장되고, 씰커버가 소결대차의 길이에 대응되는 크기로 제작되므로 유지 보수를 위한 교체작업도 용이하여 신속한 처리가 가능하게 된다.

소결기, 소결대차, 씰커버, 씰바, 스프링, 내열고무, 분진막이

Description

소결대차의 슬라이드형 씰링장치{SLIDE TYPE SEALING APPARATUS OF SINTER PALLET}

도 1은 일반적인 소결과정을 보인 예시적인 공정도,

도 2는 일반적인 소결과정에서 사용되는 소결대차의 예시적인 단면도,

도 3은 종래 기술에 따른 소결대차의 씰링수단을 보인 예시도,

도 4의 (a)는 본 발명에 따른 씰링장치의 예시적인 횡단면도, (b)는 요부 사시도,

도 5의 (a)는 도 4중 (a)의 A-A선을 따라 절취한 후 바라본 단면도, (b)는 스프링의 예를 보인 예시도,

도 6은 본 발명에 따른 씰링장치를 구성하는 분진막이의 예시적인 사시도.

♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧

100....소결대차 200....씰커버

300....씰바 310....내열고무

400....스프링 500....분진막이

본 발명은 소결대차의 슬라이드형 씰링장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소결된 원료를 배출할 때 발생되는 분진의 유입을 극소화시켜 스프링의 탄성저하를 막고, 가해지는 하중도 충분히 분산시켜 마모를 줄임으로써 수명연장을 도모할 수 있도록 개선된 소결대차의 슬라이드형 씰링장치에 관한 것이다.

일반적으로, 제철공장의 고로 조업에 있어 분철광석을 고로에 직접 장입하면 고로 내부에서 환원가스의 흐름이 원활하지 못하기 때문에 노황불량을 초래하여 출선량을 감소시키게 된다.

따라서, 고로 조업시 이와 같은 분철광석을 대략 5~50mm 정도 크기로 괴상화시켜 환원가스의 원활한 흐름을 확보하고, 고로 장입도 용이하게 한 소결광이 사용된다.

이러한 소결광은 하방 흡인식 소결공장, 이를테면 무한궤도상을 이동하는 소결대차를 갖는 드와이트-로이드(Dwight-Lyoid) 형태의 연속식 소결기를 통해 제조되게 된다.

예컨대, 도 1의 예시와 같이, 분철광석과 부원료 그리고, 연료인 분코크스가 함께 배합된 소결원료는 무한궤도를 따라 이동하는 다수의 소결대차(10)에 순차적으로 장입되고, 점화장치에 의해 장입된 소결원료의 표층부가 착화되게 되면 대형 흡인기인 메인블로워(20)에서 유효 흡인면적을 통과하는 소결대차(10)의 상부에서 하부로 공기를 흡인함과 동시에 연료인 분코크스의 연소반응을 진행시켜 상기 소결원료를 괴소결광으로 제조하게 된다.

이때, 소결대차(10)의 하면 양측, 즉 도 2의 예시와 같이 주행차륜(30)의 안 쪽인 대차프레임(12)의 하단면에는 씰링수단(40)이 구비되고, 이 씰링수단(40)이 그 하측에 설치된 슬라이딩레일(50)과 밀착된 상태를 유지하면서 상기 소결대차(10)가 이동되도록 하여 상기 메인블로워(20)로 흡인시 누풍이 발생되지 않도록 하여 준다.

그런데, 이러한 종래 씰링수단(40)은 도 3의 (a),(b)에서와 같이, 씰커버(32)에 비해 씰바(34)의 길이가 소결대차(10) 길이, 즉 씰커버(32) 길이의 절반 정도밖에 되지 않아 2개의 씰바(34)를 사용해야 하므로 이들 사이의 틈새ⓐ로 분진의 유입이 발생되고, 또 석션시 압력감소로 인한 소결효율 저하를 초래하게 되며, 길이의 제한 때문에 하나의 씰바(34)에 2개의 스프링(36)만을 설치하고 있어 하중분산이 충분하지 못하고, 과대하중이 작용하게 되어 스프링(36)의 수명도 짧아질 뿐만 아니라 씰바(34)의 마모도 증대시키게 되며, 또한 이중 어느 1개 스프링(36)의 탄성계수가 급격히 저하되는 현상 발생시 씰링기능을 수행하지 못하게 되므로 부득이하게 전체를 교체해야 하는 등의 비효율적인 문제점들이 유발되고 있다.

뿐만 아니라, 상기 씰바(34)는 앞서 설명한 바와 같이 길이가 짧기 때문에 소결대차(10)당 적어도 2개씩을 갖추어야 하므로 필요개수가 증대되고, 그에 따라 유지, 보수에 따른 불편과 작업시간이 과다해지는 등의 문제점도 유발되고 있다.

또한, 상기 씰바(34)는 스프링(36)에 의해 상하유동가능하도록 상기 씰커버(32)에 결합되는데 이때 단순히 끼워지는 형태를 갖기 때문에 이들 사이의 틈새ⓑ를 통해 소결광 이재시 발생되는 분진이 씰커버(34) 내부로 유입되어 고착됨으로써 스프링(36)의 탄성력을 저하시켜 씰링불량을 초래하는 문제점도 발생되고 있다.

나아가, 상기 씰커버(32)의 전후면은 도 3의 (a)와 같이 완전히 개방된 상태를 유지하게 되므로 이 개방된 틈새ⓒ를 통해 과량의 분진이 씰커버(32) 내부로 유입되면서 상술한 문제점들을 더욱 가속시킴은 물론 유동의 원활성을 위해 공급되는 윤활제인 그리이스와 범벅되면서 고착을 가속화시키는 문제점도 유발되고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 소결대차의 대차프레임 하부에 설치되어 석션시 누풍을 방지하도록 씰링기능을 수행하는 씰링수단의 구조를 개선하여 소결광 이재시 발생되는 분진의 유입을 막아 스프링 고착에 따른 탄성력 저하, 그에 따른 씰바의 마모 최소화, 그로 인한 씰링수단의 수명연장을 도모하고, 스프링의 개수 증대 및 설치위치의 적소화를 통해 하중 분산도 보다 원활히 할 수 있도록 한 소결대차의 슬라이드형 씰링장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 소결대차의 주행차륜 안쪽인 대차프레임의 하단면에 고정된 씰커버와; 상기 씰커버에 끼워지고, 슬라이딩레일에 접촉지지되는 씰바와; 상기 씰커버의 내부 천정면과 상기 씰바 사이에 개재되는 스프링을 포함하는 소결대차의 슬라이드형 씰링장치에 있어서; 상기 씰바의 상면에는 상기 씰커버의 내벽과 씰바 사이의 틈새를 밀폐하는 내열성 고무로 된 분진막이가 설치된 소결대차의 슬라이드형 씰링장치를 제공함에 그 기술적 특징이 있다.

이때, 상기 씰바의 길이방향 일측단면에는 3~4mm 돌출되게 내열고무가 인서트된 것에도 그 특징이 있다.

또한, 상기 분진막이 및 내열고무는 함불소 규소고무중 바이톤 고무인 것에도 그 특징이 있다.

뿐만 아니라, 상기 분진막이는 상면과 길이방향 양측면이 개방되고, 폭방향 양측면은 경사진 형상인 것에도 그 특징이 있다.

아울러, 상기 스프링은 테이퍼형 혹은 원통형중 어느 하나이고, 상기 씰커버와 씰바의 전체 길이를 8등분하는 개소에 각각 하나씩 총 8개가 병렬로 설치된 것에도 그 특징이 있다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 4중 (a)는 본 발명에 따른 씰링장치의 예시적인 횡단면도이고, (b)는 요부 사시도이며, 도 5중 (a)는 도 4중 (a)의 A-A선을 따라 절취한 후 바라본 단면도이고, (b)는 스프링의 예를 보인 예시도이며, 도 6은 본 발명에 따른 씰링장치를 구성하는 분진막이의 예시적인 사시도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 씰링장치는 기존과 같이 소결대차(100)의 하단면 내측에 장착되어 메인블로어로 석션시 누풍을 방지하는 기능을 수행하게 된다.

이를 위해, 본 발명 씰링장치는 소결대차(100)의 하단면에 고정되는 씰커버(200)와, 상기 씰커버(200)에 상단 일부가 삽입되는 형태로 구비되는 씰바(300) 와, 상기 씰바(300)를 상기 씰커버(200)에 탄성적으로 고정하는 스프링(400)을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 씰바(300)는 기존과 달리 소결대차(100)의 길이에 대응되는 길이, 즉 상기 씰바(300)와 씰커버(200)가 서로 동일한 길이로 구비된다.

예컨대, 제철소에서 사용되는 대부분의 소결대차(100)의 전후길이가 대략 1.5m인 것을 감안할 때, 기존에는 이 길이에 대응되는 하나의 씰커버와, 이 길이의 반에 해당되는 두 개의 씰바가 연하여 배열되는 형태로 설치되었으나 본 발명에서는 이들 씰커버(200)와 씰바(300)의 길이가 서로 동일 길이를 갖도록, 즉 상기 소결대차(100)의 전후길이인 1.5m에 대응되는 길이로 제작함으로써 하나의 씰커버(200) 및 씰바(300)를 구비하도록 한 것이다.

이와 동시에, 상기 스프링(400)을 하나의 소결대차(100) 대비 기존 2개씩 총 4개였던 것을 씰커버(200) 및 씰바(300) 전체 길이를 균등하게 8등분한 개소에 각각 하나씩 총 8개가 구비되도록 하였다.

이로써, 소결대차(100)를 통해 가해지는 하중을 1/8로 균등하게 충분히 분산시키도록 하여 씰바(300)의 편마모를 방지함은 물론 총 8개중 어느 하나의 스프링에 이상이 생기더라도 하중 분산에 무리가 생기지 않도록 하였다.

여기에서, 상기 스프링(400)의 개수를 8개로 한 이유는 그 이상으로 하면 할 수록 하중 분산율은 높을 것이나 길이 대비 설치공간상의 제약과 유지, 보수의 효율성을 고려하여 최적상태가 되도록 설계하였기 때문이다.

또한, 상기 스프링(400)은 8개를 병렬연결한 상태이므로 x만큼 늘어났다고 했을 때 각 스프링에 걸리는 힘은 F1=K1ㆍx, F2=K2ㆍx, F3=K3ㆍx,...,F8=K8ㆍx(이때, K는 각 스프링 상수)이고, 8개의 스프링에 걸린 힘의 합은 전체적으로 걸린 힘이므로 F1+F2+,...+F8=F가 되게 된다.

따라서, F=F1+F2+F3+F4+F5+F6+F7+F8=(K1ㆍx)+(K2ㆍx)+(K3ㆍx)+(K4ㆍx)+(K5ㆍx)+(K6ㆍx)+(K7ㆍx)+(K8ㆍx)=(K1+K2+K3+K4+K5+K6+K7+K8)x이 되므로 결국 전체 스프링 상수 K=K1+K2+K3+K4+K5+K6+K7+K8가 되고, 그에 걸리는 힘(하중)은 한 개의 스프링에 걸릴 때 힘 대비 1/8로 줄어들게 된다.

아울러, 상기 스프링(400)은 도 5중 (b)에 도시된 바와 같이, 테이퍼형 혹은 곧은 원통형 모두를 사용할 수 있다.

그리고, 상기 씰커버(200)의 경우는 기존과 같이 양단이 개방된 대략 '∩' 형상의 부재이며, 씰바(300)의 양단면 적소에는 도 4중 (b) 및 도 5중 (a)에서와 같이, 내열고무(310)가 인서트되어 일체로 구비된다.

이때, 상기 내열고무(310)는 인서트되는 상기 씰바(300)의 일측단면으로부터 적어도 3mm 이상, 최대 4mm 이하의 길이로 돌출형성됨이 바람직한 바, 이는 상기 씰바(300)와 인접 씰바(300')간 거리(T1)가 통상 3.0~4.0mm를 가지므로 이들 내열고무(310)의 돌출면간 거리(T2)를 거의 제로에 가깝게, 다시 말해 내열고무(310)의 돌출면들끼리 접촉되게 하거나 이격되더라도 0.1mm 이상이 되지 않도록 함으로써 씰커버(200)의 양측 개방면 사이로의 누풍(석션압력 감소)을 막아 석션의 원활화와 효율화를 달성하고, 그로 인해 소결효과를 더욱 극대화시킬 수 있게 된다.

한편, 씰커버(200) 내부에는 분진막이(500)가 내장된다.

상기 분진막이(500)는 도 6에서와 같이, 대략 상면이 개방된 사각박스 형상으로 형성되되 그 길이방향 양측면은 개방되고, 그 폭방향 양측면은 경사벽(520)으로 형성됨이 바람직하다.

이때, 상기 경사벽(520)은 씰바(300)와 씰커버(200) 사이의 내부 틈새를 밀폐하기 위한 것으로 특별히 그 경사각을 제한할 필요는 없으며 경사를 둔 이유는 설치의 용이성과 함께 씰커버(200)의 내벽과 긴밀히 밀착되도록 하기 위함이다. 즉, 상기 분진막이(500)는 내열성과 내유성을 함께 갖는 함불소 규소고무가 바람직한 바, 고무가 갖는 탄성(신축성)에 의해 상기 경사벽(520)이 외측으로 벌어지려고 하면서 씰커버(200)의 내벽과 보다 견실히 밀착되도록 하여 그 밀폐력을 극대화시키기 위함이다.

아울러, 상기 분진막이(500)는 함불소 규소고무중 인장강도가 150kg/㎠에 이르고, 신장율은 390~460%에 해당하며, 사용조건에 있어서도 320℃ 이상에서 48시간 이상 연속사용이 가능할 정도의 내열성을 가진 바이톤(Viton) 규소고무가 특히 바람직하다.

나아가, 앞서 설명한 내열고무(310)도 상기 바이톤 규소고무로 구성함이 바람직하다.

그리고, 상기 분진막이(500)의 바닥면(530)에는 스프링(400) 설치를 위한 다수, 바람직하기로는 8개의 축공(532)이 형성되고, 상기 축공(532) 주변에는 상기 분진막이(500)를 씰바(300)의 상면에 고정하기 위한 다수의 볼트공(534)도 형성된다.

이때, 상기 축공(532)은 반드시 8개로 할 필요는 없으며, 필요에 따라 개수를 조절할 수 있는 바, 예컨대 예시된 도 4 (a)의 경우와 같이 씰바(300)를 씰커버(200)에 고정시키기 위한 축(S1)이 2개일 경우(나머지 스프링 안내는 보조축(S2)에 의해 이루어짐)에는 두 개의 축공(532)이 필요할 것이며, 다른 예로 도시하지는 않았지만 보조축(S2) 자체를 아예 축(S1) 처럼 형성할 경우에는 이 축(S1)에 끼워지기 위해 8개의 축공(532)이 요구될 것이기 때문이다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 동작관계는 다음과 같다.

연,원료빈으로부터 배출된 연,원료는 무한궤도를 따라 반복순환하는 소결대차(100)에 채워진 후 점화장치에 의해 착화되게 된다.

착화된 연,원료를 실은 소결대차(100)가 이동하는 동안 메인블로워에서 흡입하는 흡인력에 의해 소결대차(100)내 연,원료는 그 상층부로부터 하층부까지 타들어가면서 소결되게 된다.

이때, 소결대차(100)에 의해 가해지는 하중은 본 발명 씰링장치를 구성하는 씰커버(200)와 씰바(300) 사이에 개재된 8개의 스프링(400)에 의해 적절히 분산되게 되며, 또한 이들 스프링(400)에 의해 상기 씰바(300)는 탄성완충되면서 슬라이딩레일(도 2의 '50')과 긴밀히 밀착되면서 누풍이 발생하지 않도록 긴밀히 씰링하게 된다.

뿐만 아니라, 상기 스프링(400)은 8개가 적절히 가해지는 하중을 분산시키게 되므로 슬라이딩레일(50)에는 과중한 하중이 가해지지 않게 되어 씰바(300)의 마모도 줄어들게 되며, 또한 연,원료가 치우쳐 적재됨으로써 유발되는 편심하중이 발생 되더라도 기존에 비해 촘촘하게 설치된 다수의 스프링(400)이 그 하중을 충분히 분산처리하게 되므로 편심하중이 걸리는 직하방의 스프링(400)의 변형이 줄고, 씰바(300)의 편마모도 방지되게 된다.

나아가, 씰바(300)와 씰바(300)가 접하는 면에는 내열고무(310)가 인서트되어 있기 때문에 그 사이 공간이 긴밀히 밀폐되게 되므로 그 틈새를 통한 누풍도 완전히 차단되게 되어 흡인압력 저하를 초래하지 않게 되어 소결효율도 높아지게 된다.

이와 같은 상태에서, 소결이 완료되고 이를 배광하게 되면 많은 분진이 유발되게 되는데 이때에도 상기 씰커버(200)의 내벽과 씰바(300) 사이의 틈새가 분진막이(500)에 의해 긴밀히 밀착되어 밀폐하고 있으므로 외부로부터 씰커버(200) 내부로의 이물 유입이 원천적으로 차단되게 되어 이물질 유입에 의한 스프링(400) 고착의 문제도 없게 된다.

더구나, 상기 씰커버(200)와 씰바(300)는 상기 소결대차(100)의 길이에 대응되게 동일 길이를 갖고 형성되어 있으므로 다수개의 스프링(400)을 적절히 분산 배치시킬 수 있으며, 유지, 보수를 위한 작업시에도 많은 편의성을 제공하게 된다.

이렇게 하여, 배광이 완료되면 상기 소결대차(100)는 다시 초기 위치로 복귀된 후 연,원료를 적재한 상태로 앞서 설명한 과정을 반복 수행함으로써 연속적으로 소결광을 생산하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 씰커버 내부가 분진막이에 의 해 완전 밀폐되고, 씰커버와 씰커버 사이의 공간은 내열고무에 의해 밀폐되므로 외부로부터의 이물 침투가 방지되고, 그에 따라 스프링의 고착현상이 줄어들며, 다수의 스프링을 통한 하중 분산이 원활하여 씰바의 마모도 줄어들어 그 수명이 연장되고, 씰커버가 소결대차의 길이에 대응되는 크기로 제작되므로 유지 보수를 위한 교체작업도 용이하여 신속한 처리가 가능하게 된다.

Claims (4)

1. 소결대차(100)의 주행차륜(30) 안쪽인 대차프레임(12)의 하단면에 고정된 씰커버(200)와; 상기 씰커버(200)에 끼워지고, 슬라이딩레일(50)에 접촉지지되는 씰바(300)와; 상기 씰커버(200)의 내부 천정면과 상기 씰바(300) 사이에 개재되는 스프링(400)을 포함하는 소결대차의 슬라이드형 씰링장치에 있어서;

   상기 씰바(300)의 상면에는 상기 씰커버(200)의 내벽과 씰바(300) 사이의 틈새를 밀폐하는 내열성 고무로서, 함불소 규소고무중 바이톤 고무로 된 분진막이(500)가 설치된 것을 특징으로 하는 소결대차의 슬라이드형 씰링장치.
2. 청구항 1에 있어서;

   상기 씰바(300)의 길이방향 일측단면에는 3~4mm 돌출되게 함불소 규소고무중 바이톤 고무로 된 내열고무(310)가 인서트된 것을 특징으로 하는 소결대차의 슬라이드형 씰링장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서;

   상기 분진막이(500)는 상면과 길이방향 양측면이 개방되고, 폭방향 양측면은 경사진 형상인 것을 특징으로 하는 소결대차의 슬라이드형 씰링장치.
4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서;

   상기 스프링(400)은 테이퍼형 혹은 원통형중 어느 하나이고, 상기 씰커버(200)와 씰바(300)의 전체 길이를 8등분하는 개소에 각각 하나씩 총 8개가 병렬로 설치된 것을 특징으로 하는 소결대차의 슬라이드형 씰링장치.

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