KR20100001292A - 합금철 투입장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 합금철 투입장치에 관한 것이다. 본 발명은 합금철투입구(17)가 구비되고, 래들(15)이 이송되어 위치되도록 일면이 개구된 투입공간(13)이 형성되는 하우징(11)과; 상기 하우징(11)의 상부에 설치되고 각종장비가 안착되는 안착프레임(21)과; 상기 하우징(11)의 투입공간(13)에 구비되면서 모터에 연결된 체인(32)에 의해 승 하강가능하고, 상하로 관통되는 적어도 하나 이상의 공급공(35)이 형성되는 래들커버(25);를 포함한다. 본 발명의 합금철 투입장치는 마그네슘과 용강이 맞닿는 높이를 최소화하므로 마그네슘의 투입이 안정적으로 이루어져 작업자의 안전을 높일 수 있는 효과를 가진다.

합금철, 마그네슘, 투입장치

Description

합금철 투입장치{Apparatus for inserting ferro-alloy}

본 발명은 전기로를 이용한 제강공정에 사용되는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 래들 내부로 용강의 성분조정을 위해 합금철 등의 부원료를 투입하는 합금철 투입장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기로 작업은 노 내에 고철(Scrap)원료를 장입하고 전류가 인가된 전극봉으로 아크열 또는 복사열을 발생시켜 고철을 용해한다. 이때 고철을 용해하면서 탈산, 탈황 및 탈류를 하기 위해서 부원료(Fe-Si, CaF₂, CaCO₃, CaO, MgO) 및 산소를 전기로의 내부로 투입하여 불순물을 제거하고 있다.

전기로에서 용해된 용강은 래들로 출강된 후 정련작업을 거치고, 정해진 제강공정으로 진행하게 된다. 이 과정에서 래들 내의 용강에 성분 조정용 합금철 등의 부원료가 투입된다.

용강 중에 합금철 등의 부원료를 투입하는 방법은 합금철의 종류에 따라 다르지만, 래들 바닥으로부터 불활성 가스를 취입하여 교반하면서 상부에 위치한 저장 호퍼(hopper)로부터 합금철을 자유낙하시켜 첨가하는 방법과, 용강 중에 주입 랜스(injection lance)를 통해 불활성 가스와 합금철을 동시에 첨가하는 방법이 일반적으로 알려져 있다. 하지만 주입 랜스를 이용하는 방법은 주입 랜스가 고온에서 장시간 견딜 수 없기 때문에 자유낙하에 의해 첨가하는 방법이 주로 사용된다.

이와 같은 구성에 의하면 간단한 설비에서 합금철을 투입할 수 있기 때문에 낮은 비용으로 용강을 정련할 수 있는 이점을 가진다. 하지만 마그네슘(Mg)과 같이 폭발 위험성이 높은 합금철을 투입할 경우에는 안전을 위해 합금철의 낙하높이를 최소한으로 줄여야 한다. 하지만 노내의 고열에 의해 래들로의 근거리 접근이 어렵고 작업자가 위험에 노출되는 등의 안정성의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 래들에서 정련시 용강과 합금철이 맞닿는 높이가 최소가 되도록 합금철이 투입되는 높이를 조절할 수 있는 합금철 투입장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 작업자의 안전이 보장되는 합금철 투입장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 합금철 투입구가 구비되고, 래들이 이송되어 위치되도록 일면이 개구된 투입공간이 형성되는 하우징과; 상기 하우징의 상부에 설치되고 각종장비가 안착되는 안착프레임과; 상기 하우징의 투입공간에 구비되면서 모터에 연결된 체인에 의해 승 하강가능하고, 상하로 관통되는 적어도 하나 이상의 공급공이 형성되어 합금철과 래들 내부의 용강이 맞닿는 높이가 최소가 되게 하는 래들커버;를 포함한다.

상기 래들커버의 상부에는 입구가 합금철이 저장되는 저장호퍼에 연결되고, 출구가 공급공간의 상부에 이격되게 위치되는 공급관이 배치된다.

상기 안착프레임의 중심 또는 폭방향 양측으로는 상기 안착프레임의 처짐을 방지하도록 바닥면 방향으로 돌출되는 보강리브가 결합된다.

상기 안착프레임의 전 후방에는 걸이슬롯이 형성되고, 상기 걸이슬롯과 대응되는 상기 보강리브의 전 후방에는 상기 걸이슬롯에 끼워져 고정되는 적어도 하나 이상의 결합돌기가 형성된다.

본 발명에서는 합금철 투입장치를 이용하여 마그네슘과 같이 폭발성이 강한 합금철을 용강에 투입한다. 이러한 합금철 투입장치는 래들커버가 하강되면 공급공을 통해 마그네슘이 자연스럽게 래들 내로 투입되도록 하므로 합금철과 용강이 맞닿는 높이 및 합금철의 투입속도를 최소화하여 마그네슘의 투입이 안정적으로 이루어지도록 한다. 따라서 작업자의 안전성을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에서는 각종 장비가 설치되는 합금철 투입장치의 안착프레임부분에 보강리브를 결합한다. 따라서 장비의 하중이나 피로응력에 의한 안착프레임의 처짐이나 변형을 방지할 수 있는 효과를 가진다.

이하 본 발명에 의한 합금철 투입장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 1에는 본 발명에 의한 합금철 투입장치의 바람직한 실시예가 정면도로 도시되어 있고, 도 2에는 본 발명 실시예에서 합금철 투입장치의 하우징에 보강리브가 결합된 모습이 사시도로 도시되어 있으며, 도 3에는 본 발명의 다른 실시예로 합금철 투입장치의 하우징에 보강리브가 결합된 모습이 사시도로 도시되어 있다.

본 발명에서는 합금철 중 마그네슘을 투입하기 위한 합금철 투입장치를 예를 들어 설명하기로 한다.

이에 도시된 바에 의하면, 합금철 투입장치(10)는 래들(15)로 출강된 용강의 정련을 위해 주형(미도시)으로의 이송경로 상에 설치된다. 합금철 투입장치(10)의 외관과 골격은 하우징(11)이 형성한다. 하우징(11)은 후술할 다른 구성요소들을 지지하고 또 작업의 안전을 위한 부재로 적어도 일면이 개구되는 육면체 형상으로 형성된다.

하우징(11)에는 투입공간(13)이 형성된다. 상기 투입공간(13)은 대략 육면체의 공간으로 마그네슘 또는 그 외 합금철 등의 투입을 위한 래들(15)이 위치된다. 이를 위하여 투입공간(13)에는 래들(15)이 이송되기 위한 레일(16)이 연결되어 있으며 이 레일(16)을 통해 래들(15)이 하우징(11) 내부로 이송된다.

하우징(11)의 개구된 일면을 통해 투입공간(13)으로 마그네슘 또는 그 외 합금철이 투입된다. 설명의 편의상 하우징(11)의 개구된 일면을 합금철투입부(17)라 칭한다.

도 2를 참조하면, 하우징(11)의 상부에는 래들(15)의 분진이나 고열 등을 흡입하기 위한 집진부(18)가 구비된다. 집진부(18)는 하부에 비하여 상부의 단면적이 감소되는 호퍼형상으로 그 단부에는 집진구(19)가 형성된다. 집진구(19)는 하우징(11)의 상면 일부가 개구되어 형성된다. 설계조건에 따라, 하우징(11)에는 개폐커버가 구비될 수 있으며, 이때, 개폐커버에 의해 집진구(19)는 선택적으로 개폐된다.

하우징(11)의 상부에는 안착프레임(21)이 설치된다. 안착프레임(21)은 집진부(18)의 상부를 감싸는 철 구조물로 그 상면에는 마그네슘 투입을 위한 각종 장비가 설치된다. 예를 들면 마그네슘이 저장되는 저장호퍼 및 후술할 래들커버(25)의 승하강을 조절할 수 있는 모터(미도시) 등이 구비될 수 있다. 그리고, 안착프레임(21)의 전후방 일측에는 후술할 보강리브(23)를 고정하기 위한 걸림슬롯(22)이 구비된다.

안착프레임(21)에는 외면 중앙에서 바닥면방향으로 돌출되는 보강리브(23)가 구비된다. 보강리브(23)는 그 상면에 설치되는 각종 장비의 하중을 지지하여 안착프레임(21)의 중심부분 처짐을 방지하기 위한 것이다.

보강리브(23)는 각종 장비들이 설치될 수 있도록 집진구(19)와 간섭되지 않는 범위의 넓이로 설치된다. 이를 위하여 본 실시예에서는 안착프레임(21)의 중심을 기준으로 폭 방향 양측에 나란히 두 개가 구비되거나(도 2참조), 안착프레임(21)의 중심에 판형상으로 구비된다(도 3참조).

이러한 보강리브(23)는 안착프레임(21)의 중심에 하중이 발생되더라도 상기 하중량을 고려하여 내측으로 돌출되게 살을 덧댐으로써 상대적으로 강도가 약한 중심부의 처짐이나 파손을 방지할 수 있게 한다.

안착프레임(21)과 보강리브(23)의 전방측이나 양측은 서로간의 결합을 위한 별도의 결합구조 등이 구비된다. 예를 들어, 보강리브(23)의 전 후방측의 결합돌기(24)가 안착프레임의 걸림슬롯(22) 사이에 끼워지는 구조로, 이러한 구조는 하중에 의해 보강리브(23)와 안착프레임(21)의 결합이 해제되는 현상이 미연에 방지하고, 이로 인해 보강리브(23)와 안착프레임(21)은 실질적으로 안정적인 결합 상태를 유지하게 된다.

한편, 도 1에서 도면부호 25는 래들커버이다. 래들커버(25)는 하우징(11)의 투입공간으로 이송된 래들(15)의 상부에 결합되어 마그네슘 및 그 외 합금철을 대기분위기와 차단함으로써 산화를 방지한다.

래들커버(25)의 상면 가장자리에는 다수개의 체결돌기(27)가 구비된다. 체결돌기(27)에는 모터의 길이조절축(31)에 연결된 체인(32)의 체결단(33)이 볼트 등에 의해 고정되어 래들커버(25)를 하우징(11)의 투입공간(13)에서 승하강 되도록 한다. 본 실시예에서 체결돌기(27)는 래들커버(25)의 상면 가장자리에 4개가 대칭되게 구비되는데, 이에 따라 래들커버(25)는 일측으로 치우치지 않고 균형있게 하강하여 래들(15)의 상부에 결합된다.

더불어, 래들커버(25)에는 마그네슘을 투입할 수 있도록 적어도 하나 이상의 공급공(35)이 형성되는 공급공간(37)이 구비된다. 상기 공급공간(37)은 바닥면이 평평하게 형성되거나 또는 공급공(35)을 향하여 경사지게 형성될 수 있다. 여기서, 공급공(35)은 래들커버(25)를 상하로 관통하여 형성된다.

공급공간(37)의 상부에는 마그네슘을 투입할 수 있도록 저장호퍼의 공급관(39)이 위치된다. 공급관(39)은 공급공간(37)의 일측으로 치우친 위치에 위치되어 마그네슘이 공급공간(37)에 투입되면 자연스럽게 공급공(35)을 통해 래들(15)내로 투입되도록 한다. 이러한 구조는 저장호퍼의 위치에 상관없이 마그네슘과 용강이 맞닿는 높이가 최소가 되도록 한다. 물론, 공급공간이 경사진 경우에도 공급공간의 경사를 타고 마그네슘이 자연스럽게 래들(15)내로 투입될 수 있다. 하지만 이때에는 공급공(35)이 막히지 않을 정도의 낮은 경사이다.

참고로, 상기 공급관(39)은 상기 래들커버(25)가 하강하면 설정된 위치에 위 치되도록 길이조절이 가변적이다. 예를 들어, 다수개의 관이 입출가능하도록 다단으로 중첩된 구성일 수 있다. 그리고 공급관(39)의 선단에는 밸브(미도시)가 구비되어 마그네슘의 투입량을 조절할 수 있도록 한다.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 합금철 투입장치를 이용하여 래들에 마그네슘을 투입하는 과정을 상세하게 설명한다.

우선, 하우징(11)의 투입공간(13)으로 래들(15)이 이송되면 모터를 작동하여 래들커버(25)가 래들(15)의 상부를 차폐하게 하강시킨다. 이때, 래들커버(25)의 상부에는 래들커버(25)의 하강과 함께 저장호퍼의 공급관(39)이 설정된 위치에 위치된다.

이의 상태에서 저장호퍼의 밸브를 개방하면 공급관(39)을 통해 마그네슘이 공급공간(37)으로 공급된다. 공급공간(37)으로 공급된 마그네슘은 공급공간(37)의 경사면에 의해 속도가 감소된 상태로 자연스럽게 공급공(35)을 통해 래들(15) 내부로 투입된다.

이때, 상기 공급공간(37)은 마그네슘이 자연스럽게 흘러내릴 수 있는 최소한의 경사를 가질 수 있다. 그리고 마그네슘이 공급공(35)을 통해 래들(15) 내부로 투입되는 높이가 마그네슘과 용강이 맞닿는 높이가 됨에 의해 마그네슘이 래들(15)내로 안정적으로 투입될 수 있음은 물론이다.

이후, 마그네슘의 투입에 의한 래들(15)의 용강 정련이 완료되면, 래들(15)을 이송시키기 위해 작업자는 모터를 작동시켜 래들커버(25)를 상승시킨다. 물론, 래들커버(25)가 상승되기 전 래들커버(25)에 위치된 공급관(39)의 원위치가 먼저 이루어진다. 공급관(39)의 원위치는 공급관(39)의 가변적인 길이조절에 의해 가능하다.

그리고, 본 발명의 합금철 투입장치(10)는 합금철 투입작업을 위해 하우징(11)의 안착프레임(21)에 래들커버(25)의 승하강을 위한 모터 및 마그네슘이 저장된 저장호퍼 등이 설치되어 있고, 작업자는 안착프레임(21)에 올라가 각종 설비를 조작하고 함금철투입구(17)를 통해 투입공간(13)을 확인하면서 작업하게 된다. 이와 같이 안착프레임(21)에 모터 및 저장호퍼 등 중량의 설비들이 설치되어도 안착프레임(21)은 보강리브(23)에 의해 처짐 및 변형이 방지된다.

이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허등록청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 합금철 투입장치의 바람직한 실시예를 보인 정면도.

도 2는 본 발명 실시예에서 합금철 투입장치의 하우징에 보강리브가 결합된 모습을 보인 사시도.

도 3은 본 발명의 다른 실시예로 합금철 투입장치의 하우징에 보강리브가 결합된 모습을 보인 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10:합금철 투입장치 11:하우징

13:투입공간 15:래들

16:레일 17:합금철투입부

18:집진부 19:집진구

21:안착프레임 22:걸림슬롯

23:보강리브 24:결합돌기

25:래들커버 27:체결돌기

31:길이조절축 32:체인

33:체결단 35:공급공

37:공급공간 39:공급관

Claims (4)

1. 합금철 투입구가 구비되고, 래들이 이송되어 위치되도록 일면이 개구된 투입공간이 형성되는 하우징과;

   상기 하우징의 상부에 설치되고 각종장비가 안착되는 안착프레임과;

   상기 하우징의 투입공간에 구비되면서 모터에 연결된 체인에 의해 승 하강가능하고, 상하로 관통되는 적어도 하나 이상의 공급공이 형성되는 래들커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 합금철 투입장치.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 래들커버의 상부에는 입구가 합금철이 저장되는 저장호퍼에 연결되고, 출구가 공급공간의 상부에 이격되게 위치되는 공급관이 배치됨을 특징으로 하는 합금철 투입장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 안착프레임의 중심 또는 폭방향 양측으로는 상기 안착프레임의 처짐을 방지하도록 바닥면 방향으로 돌출되는 보강리브가 결합됨을 특징으로 하는 합금철 투입장치.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 안착프레임의 전 후방에는 걸이슬롯이 형성되고, 상기 걸이슬롯과 대응되는 상기 보강리브의 전 후방에는 상기 걸이슬롯에 끼워져 고정되는 적어도 하나 이상의 결합돌기가 형성됨을 특징으로 하는 합금철 투입장치.

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