KR20090100156A - 제강 레이들용 아르곤가스 자동주입장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아르곤가스 주입장치에 관한 것으로, 특히 제강공장의 노(爐)에서 정련 ·용해된 강인 용탕(熔湯)을 받는 레이들(Ladle)의 일 측에는 레이들의 안착 또는 상승시 탄성력을 통해 아르곤가스의 공급로를 개폐하는 아르곤가스 주입장치를 구비하여 정련작업시 아르곤가스가 자동으로 주입되도록 함으로써, 별도의 작업자 없이도 아르곤가스를 신속하고 안전하게 공급함은 물론 레이들 안착시 하중에 의한 충격을 흡수하는 레이들용 아르곤가스 자동주입장치에 관한 것이다. 그 구성은 제강공장의 노(爐)에서 정련 ·용해된 강인 용탕(熔湯)을 받는 쇳물 바가지인 레이들에 설치되는 아르곤가스 주입장치로서, 상부로는 아르곤가스를 상기 레이들 내부로 이송하는 길을 형성하는 주입 배관이 결합 되고 누름 동작에 의해 밀착되어 카플러 역할을 하는 접촉 판과; 하부로는 상기 접촉 판과 동일 축 상으로 대향 하도록 위치하여 상기 접촉 판과의 접촉 여부에 따라 상하 유동하면서 아르곤가스의 공급로를 개폐동작하는 노즐과, 상기 노즐을 유동시키는 탄성력을 제공하는 노즐 스프링을 내부로 형성하고, 바닥 중앙으로는 외부에서 유입되는 아르곤 가스를 이송하는 길을 형성하는 인입 배관을 결합 형성한 하우징과; 상기 하우징의 외경으로는 상기 접촉 판과의 접촉시 하우징의 상하 유동을 돕는 하우징 스프링이 형성되고, 양측으로는 상기 하우징 스프링의 탄성력에 의해 상하로 유동하면서 하우징을 지지하는 지지판을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

제강, 레이들, 가스주입장치

Description

제강 레이들용 아르곤가스 자동주입장치{Ladle for argon gas automatic injection apparatus}

본 발명은 제강 레이들용 아르곤가스 자동주입장치에 관한 것으로, 특히 제강공장의 노(爐)에서 정련 ·용해된 강인 용탕(熔湯)을 받는 레이들(Ladle)의 일 측에는 레이들의 안착 또는 상승시 탄성력을 통해 아르곤가스의 공급로를 개폐하는 아르곤가스 자동주입장치를 구비하여 정련작업시 아르곤가스가 자동으로 주입되도록 함으로써, 별도의 작업자 없이도 아르곤가스를 신속하고 안전하게 공급함은 물론 레이들 안착시 하중에 의한 충격을 흡수하는 레이들용 아르곤가스 자동주입장치에 관한 것이다.

일반적으로 제강공장의 노(爐)에서 정련 ·용해된 강인 용탕(熔湯)은 레이들(Ladle)에 수강을 실시하여 다음 공정으로 보내지게 되는데, 상기 레이들 내의 용탕은 온도, 성분의 불균일성 혹은 개재물의 부상 등에 의해 청정도가 낮다.

이 때문에 레이들의 하부에 설치된 포러스 플러그(porous plug)를 통해 용탕 내부로 불활성 가스(아르곤가스)를 통과시킴으로써 높은 청정도의 용강을 얻을 수 있게 된다.

즉, 레이들에 수강된 용탕은 성분 및 온도 조정을 위하여 2차 정련을 실시하게 되는데, 2차 정련은 레이들 내에 있는 용탕에 다공질의 내화물인 포러스 플러그를 통하여 불활성 가스인 아르곤가스를 공급시킴으로써 용탕을 환류시키는 작업으로, 미세 성분 및 온도 조정을 위한 필수적인 작업이다.

이와 같은 2차 정련작업은 레이들을 진공탱크 내에 형성된 레이들 스탠드(미도시)에 안착시키고, 아르곤가스의 공급을 위해 레이들스탠드와 레이들에 설치된 가스 배관을 연결하면서 이루어지게 된다.

이와 같은 종래의 가스공급장치는 도 1a 및 1b에 도시된 바와 같이, 레이들(10)의 하부에 형성된 주입 배관(11)의 일단에 형성된 암 카플러(12)와, 외부로부터 아르곤가스를 공급하기 위해 형성된 아르곤 인입 배관(13)의 일단에 형성된 수 카플러(14)를 작업자가 직접 상호 연결시켜 아르곤가스를 공급되도록 하는 구조를 이루고 있다.

그러나, 상기와 같은 종래의 가스공급장치(100)는 정련설비에서 레이들(10)을 안착시키는 작업자 이외의 별도의 작업자가 대기하고 있다가 레이들(10)의 안착시에 아르곤가스 공급을 위한 암 카플러(12)와, 수 카플러(14)를 수동으로 상호 연결시켜 주어야하고, 정련작업이 끝나게 되면 다시 작업자가 직접 암 카플러(12)와, 수 카플러(14)를 분리해 주어야하는 문제점이 있었다.

또한, 상기 암 카플러(12) 및 수 카플러(14)는 아르곤가스의 공급시에 상호 잦은 결합 및 분리 동작에 의한 접촉 부분의 마모로 아르곤가스가 누기 되는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 레이들의 안착시 레이들의 자중에 의해 가스 공급로를 열어 자동으로 아르곤가스를 공급시킴과 동시에 레이들의 상승시에는 가스 공급로를 폐쇄시켜 아르곤가스의 공급이 중단되도록 함으로써, 별도의 작업자 없이도 원활하고 용이한 가스의 공급 및 차단을 안전하고 편리하게 이루도록 하는 제강 레이들용 아르곤가스 자동주입장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제강공장의 노(爐)에서 정련 ·용해된 강인 용탕(熔湯)을 받는 쇳물 바가지인 레이들에 설치되는 아르곤가스 주입장치로서, 상부로는 아르곤가스를 상기 레이들 내부로 이송하는 길을 형성하는 주입 배관이 결합 되고 누름 동작에 의해 밀착되어 카플러 역할을 하는 접촉 판과; 하부로는 상기 접촉 판과 동일 축 상으로 대향 하도록 위치하여 상기 접촉 판과의 접촉 여부에 따라 상하 유동하면서 아르곤가스의 공급로를 개폐동작하는 노즐과, 상기 노즐을 유동시키는 탄성력을 제공하는 노즐 스프링을 내부로 형성하고, 바닥 중앙으로는 외부에서 유입되는 아르곤 가스를 이송하는 길을 형성하는 인입 배관을 결합 형성한 하우징과; 상기 하우징의 외경으로는 상기 접촉 판과의 접촉시 하우징의 상하 유동을 돕는 하우징 스프링이 형성되고, 양측으로는 상기 하우징 스프링의 탄성력에 의해 상하로 유동하면서 하우징을 지지하는 지지판을 포함하여 이루어지 는 것을 특징으로 한다.

선택적으로, 상기 노즐은 아르곤가스의 공급로를 다수 형성한 상판과 상기 상판과 간격을 두고 지주에 의해 상호 일체로 결합 되는 하판으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 하우징의 상면과 상기 노즐의 하판 상면으로는 기밀을 위한 오링이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 노즐 스프링은 압축 스프링으로 형성되고, 상기 하우징 스프링은 판 스프링으로 형성되며, 상기 레이들의 안착시 충격을 흡수하여 손상을 방지하도록 한 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 레이들의 안착 및 상승시 자동으로 아르곤 가스의 공급 및 차단을 이룰 수 있도록 함과 동시에, 레이들의 안착 위치가 다소 어긋나더라도 넓은 접촉 판과 하우징에 의해 용이하게 아르곤가스의 공급이 가능한 효과가 있다.

또, 레이들의 안착시 노즐 스프링과 하우징 스프링에 의해 2중으로 충격을 흡수할 수 있어 충격에 따른 손상이 방지되고, 암, 수 카플러의 연결을 위한 별도의 작업자가 불필요하여 인건비 절감과 작업공수 절감 및 작업의 안전성을 향상시킬 수 있는 등의 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따른 제강 레이들용 아르곤가스 자동주입장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.

여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스 자동주입장치의 분리 상태를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 결합 상태를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스 자동주입장치를 설치한 사용 상태를 나타낸 도면이다. 그리고, 도 5a, 5b, 5c, 5d는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스 자동주입장치의 작용 상태를 나타낸 도면이다.

도 2 내지, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 가스 자동주입장치(200)는 접촉 판(210)과, 하우징(220)과, 노즐(230) 및 지지판(240)으로 대별되어 이루어진다.

상기 접촉 판(210)은 충분한 강도와 완벽한 밀착성 및 충격흡수가 용이하도록 금속재료와 쿠션을 갖는 재료를 이용하여 겹쳐지도록 결합 형성되고, 중앙부로는 제강공장의 노(爐)에서 정련 ·용해된 강인 용탕(熔湯)을 받는 쇳물 바가지인 레이들(10)의 내부로 공급되는 아르곤가스의 공급로의 하나인 주입 배관(211)이 형성된다.

또, 상기 접촉 판(210)은 상기 레이들(10)의 일 측에 상기 하우징(220)과 동일한 축 상을 이루도록 결합 고정되어 레이들(10)의 상승 또는 하강 동작에 의해 상기 하우징(220)과 밀착 또는 분리되면서 아르곤가스의 공급로를 개방하거나 폐쇄시키는 카플러 역할을 한다.

상기 하우징(220)은 금속을 이용하여 원통형으로 구성되고, 상단으로는 몸통과 직경이 다른 플랜지(P)가 형성되고, 상기 플랜지(P)의 외경 부분으로는 상하 유동시 직선으로 바른 안내를 위한 가이드 바(221)가 형성되며, 중앙부에는 상기 노즐(230)을 수용하기 위한 다수의 단차를 이루며 지름이 다른 중공부(222)가 형성되고, 하부 측으로는 바닥(225)이 형성된다.

상기 하우징(220)의 상면으로는 홈(223)이 형성되고, 상기 홈(223)에는 상기 접촉 판(210)의 밀착시 아르곤가스의 유출을 방지하도록 기밀 상태를 유지하기 위한 오링(224)이 삽입 형성된다.

또, 상기 가이드 바(221)는 하부 측에 결합을 위한 나사(221a)가 형성되므로, 상기 지지판(240)에 끼워진 후, 너트(221b)에 의해 결합 되어 하우징(220)의 상하 유동시 상기 지지판(240)에 지지 된다.

상기 하우징(220)의 바닥(225)은 일체로 형성되거나, 또는 체결구(225a)에 의해 분리가능하게 형성되는 것 중 어느 하나로 형성되고, 중앙부분으로는 외부에서 유입되는 아르곤가스의 공급로의 하나인 인입 배관(226)이 형성된다.

또한, 상기 바닥(225)의 상면으로는 홈(227)이 형성되고, 상기 홈(227)에는 아르곤가스의 유출을 방지하도록 기밀 상태를 유지하기 위한 오링(228)이 삽입 형성된다.

여기서, 배관의 재료로는 배관용 강관, 탄소강 강관, 스테인리스 강관 및 구 리관 등이 쓰이고 있으나, 상기 주입 배관(211) 및 인입 배관(226)의 재료로는 사용 압력, 유체의 종류 및 온도에 따라 가스관을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 노즐(230)은 아르곤가스의 공급로의 하나인 다수의 가스 배출구멍(231a)을 형성한 상판(231)과, 상기 상판(231)과 동일 축 상으로 간격을 갖도록 중앙에 형성된 결합을 위한 나사(232a)를 갖는 지주(232) 및 너트(232b)에 의해 상호 일체로 결합 되는 하판(233)으로 이루어진다.

상기 상판(231)은 측벽에 다수의 홈(231b)이 형성되고, 상기 홈(231b)으로는 상기 접촉 판(210)의 하강 밀착시 분출되는 아르곤가스가 빠져 나가면서 하우징(220)의 상면에 내려앉는 먼지를 청소해주는 역할을 하게 된다

상기 하판(233)의 상면으로는 홈(233a)이 형성되고, 상기 홈(233a)에는 상기 접촉 판(210)과의 밀착이 되지 않는 상태일 때, 아르곤가스의 유출을 방지하도록 기밀 상태를 유지하기 위한 오링(233b)이 삽입 형성된다.

상기 지지판(240)은, 개략 중앙 부분에 상기 하우징(220)을 수용 지지하기 위한 하우징 수용구멍(241)이 형성되고, 상기 하우징 수용구멍(241)의 양측으로는 상기 가이드 바(221)를 수용 지지하기 위한 가이드 바 수용구멍(242)이 형성된다.

또, 상기 지지판(240)은 상기 레이들(10)을 수용하는 진공탱크(20)의 내부 일 측에 상기 접촉 판(210)과 동일 축 상으로 형성되어 레이들(10)의 상승 또는 하강 동작에 의해 상하 유동하는 상기 하우징(220)을 지지하는 역할을 한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 아르곤가스 자동주입장치(200)는, 상기 하우징(220)의 내부에 형성된 중공부(222)에 탄성력을 제공하기 위한 노즐 스프링(234) 과, 상기 노즐 스프링(234)에 의해 상하 유동하는 노즐(230)이 삽입 형성된다.

그리고, 상기 지지판(240)에 형성된 하우징 수용구멍(241)으로는 하우징(220)을 삽입 형성하고, 가이드 바 수용구멍(242)으로는 상기 하우징(220)의 가이드 바(221)를 삽입 형성한다.

이때, 상기 지지판(240)과 상기 하우징(220)의 플랜지(P) 사이에는 상기 접촉 판(210)과의 밀착 접촉시 하우징(220)의 상하 유동을 돕는 하우징 스프링(229)을 설치한 후, 상기 지지판(240)의 저면으로 돌출된 상기 가이드 바(221)의 나사(221a)에 너트(221b)를 체결한다.

여기서, 상기 노즐 스프링(234)은 압축 스프링으로 형성되고, 상기 하우징 스프링(229)은 판 스프링으로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 노즐 스프링(234)과 하우징 스프링(229)은 레이들(10)의 하강 안착시 충격을 흡수하여 손상을 방지함과 동시에 아르곤가스의 공급로를 개방하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 아르곤가스 자동공급장치(200)는 레이들(10)이 진공 탱크(20) 내에 설치된 레이들 스탠드(미도시)에 안착 되지 않은 상태에서는 상기 하우징(220)의 내부에 설치된 노즐 스프링(234)의 탄성력에 의해 노즐(230)의 상판(231)은 상기 하우징(220)의 상부로 돌출되어 있고, 하판(233)은 중공부(222)의 저면에 밀착되어 기밀 상태를 유지하고 있다.

이러한 상태에서 크레인으로 이송된 레이들(10)을 진공 탱크(20) 내에 설치된 레이들 스탠드에 올려놓게 되면, 레이들(10)의 일 측에 형성된 접촉 판(210)은 상기 하우징(220)의 상부로 돌출된 노즐(230)부터 누르면서 하우징(220)을 눌러 하강시키게 된다.

이때, 상기 노즐(230)의 상판(231)은 측벽에 형성된 홈(231b)으로는 상기 접촉 판(210)의 밀착시 분출되는 아르곤가스가 빠져 나가면서 하우징(220)의 상면에 내려앉는 먼지를 날려 깨끗이 청소하게 된다

이와 같이 레이들(10)이 레이들 스탠드에 완전히 안착 되면 하우징(220)과 노즐(230)은 상기 접촉 판(210)에 의해 완전히 눌러지게 되면서 하강하여 상기 중공부(222)의 저면에 밀착된 하판(233)을 이격시켜 아르곤가스 공급로를 개방시키게 된다.

이에 따라, 상기 하우징(220)의 바닥(225) 중앙에 형성되어 외부에서 유입되는 아르곤 가스를 이송시키는 인입 배관(226)과 상기 접촉 판(210)의 상면 중앙에 형성되어 아르곤가스를 상기 레이들(10)의 내부로 이송시키는 주입 배관(211)이 상호 연결되어 아르곤가스를 공급하게 된다.

상기와 같이 인입 배관(226)과 주입 배관(211)이 상호 연결되면 아르곤가스는 레이들(10)로 공급되어 내부의 용탕을 교반시켜 쇳물의 온도 및 성분 균질화를 유도하고 개재물을 분리 부상시켜 청정도를 높이게 된다.

한편, 이러한 정련작업이 완료된 후에는 상기 레이들(10)을 레이들 스탠드로부터 들어올리게 된다.

이때, 상기 레이들(10)의 일 측에 형성된 접촉 판(210)에 의해 눌려져 있던 상기 하우징(220)과 노즐(230)은 노즐 스프링(234) 및 하우징 스프링(229)의 탄성 복귀력에 의해 밀려 상승하게 되면서 노즐(230)의 하판(233)이 하우징(220)의 중공부(222) 저면에 밀착되므로 기밀이 유지되어 아르곤가스의 유입을 차단하게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시 예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

도 1a는 종래의 제강 레이들용 가스주입장치인 암 카플러 및 수 카플러를 나타낸 도면이다.

도 1b는 암 카플러 및 수 카플러를 설치한 사용 상태를 나타낸 도면이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스 자동주입장치의 분리 상태를 나타낸 도면이다.

도 3은 도 2의 결합 상태를 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스 자동주입장치를 설치한 사용 상태를 나타낸 도면이다.

도 5a, 5b, 5c, 5d는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가스 자동주입장치의 작용 상태를 나타낸 도면이다.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※

200 : 가스주입장치 210 : 접촉 판

211 : 인입 배관 220 : 하우징

221 : 가이드 바 221a : 나사

221b : 너트 222 : 중공부

223 : 홈 224 : 오링

225 : 바닥 226 : 주입 배관

227 : 홈 228 : 오링

229 : 하우징 스프링 230 : 노즐

231 : 상판 231a : 가스 배출 구멍

232 : 지주 232a : 나사

232b : 너트 233 : 하판

233a : 홈 233b : 오링

234 : 노즐 스프링 240 : 지지판

241 : 하우징 수용구멍 242 : 가이드 바 수용구멍

P : 플랜지

Claims (4)

1. 제강공장의 노(爐)에서 정련 ·용해된 강인 용탕(熔湯)을 받는 쇳물 바가지인 레이들에 설치되는 아르곤가스 주입장치로서,

   상부로는 아르곤가스를 상기 레이들 내부로 이송하는 길을 형성하는 주입 배관이 결합 되고 누름 동작에 의해 밀착되어 카플러 역할을 하는 접촉 판과;

   하부로는 상기 접촉 판과 동일 축을 이루며 대향 하도록 위치하여 상기 접촉 판과의 접촉 여부에 따라 상하 유동하면서 아르곤가스의 공급로를 개폐동작하는 노즐과, 상기 노즐을 상하 유동시키는 탄성력을 제공하는 노즐 스프링을 내부로 형성하고, 바닥 중앙으로는 외부에서 유입되는 아르곤 가스를 이송하는 길을 형성하는 인입 배관을 결합 형성한 하우징과;

   상기 하우징의 외경으로는 상기 접촉 판과의 접촉시 하우징의 상하 유동을 돕는 하우징 스프링이 형성되고, 양측으로는 상기 하우징 스프링의 탄성력에 의해 상하로 유동하면서 하우징을 지지하는 지지판; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이들용 아르곤가스 자동주입장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 노즐은 아르곤가스의 공급로를 형성한 상판과 상기 상판과 간격을 갖도록 지주에 의해 상호 일체로 결합 되는 하판으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이들용 아르곤가스 자동주입장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 하우징의 상면과 상기 노즐의 하판으로는 기밀을 위한 오링이 형성되는 것을 특징으로 하는 레이들용 아르곤가스 자동주입장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 노즐 스프링은 압축 스프링으로 형성되고, 상기 하우징 스프링은 판 스프링으로 형성되며, 상기 레이들의 안착시 충격을 흡수하여 손상을 방지하도록 한 것을 특징으로 하는 레이들용 아르곤가스 자동주입장치.

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