KR20130122112A - 전기로 출강구 샌드 자동 충진 장치 - Google Patents

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Abstract

출강구 내지 오프너 사용 횟수에 따라 자동으로 샌드 양을 조절하여 공급할 수 있는 것은 물론, 안전 사고 및 전기로 경동 작업시 작업 공간 확보가 가능한 전기로 출강구 샌드 자동 충진 장치가 소개된다.
본 발명의 전기로 출강구 샌드 자동 충진 장치는, 샌드 저장 호퍼(10); 상기 샌드 저장 호퍼의 하단에 결합된 로드셀(20); 상기 샌드 저장 호퍼(10)로부터 샌드를 공급받아 전기로(E)의 출강구(H)로 공급하는 슈트부(30); 및 상기 전기로 출강구(E)를 선택적으로 차단하는 오프너(HO)의 사용 횟수에 따라 상기 샌드 저장 호퍼(10)로부터 상기 슈트부(30)로 공급되는 샌드 양을 컨트롤하는 제어부(40)를 포함한다.

Description

전기로 출강구 샌드 자동 충진 장치 {APPARATUS FOR AUTOMATICALLY FILLING SAND IN ELECTRIC FURNACE}
본 발명은 전기로 출강구 샌드 자동 충진 장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 출강구 내지 오프너 사용 횟수에 따라 공급되어야 하는 샌드량을 자동으로 계측, 투입할 수 있는 전기로 출강구 샌드 자동 충진 장치에 관한 것이다.
전기로는 아아크(arc)와 산소의 산화열을 이용하여 스크랩을 용해하고, 용융 상태의 용강을 수강 래들로 출강하여 고온의 용강을 얻는데 사용되는 장치이다.
전기로에 장입된 스크랩 용해 작업이 완료된 후에는, 용강의 정련 작업이 진행되고, 이러한 정련 작업 완료 후, 전기로 본체 하부에 설치된 출강구를 통하여 용강이 출강되는바, 출강구는 그 하단이 오프너로 밀폐되어 있으며, 이러한 오프너는 출강시 출강구의 개방하는 기능을 한다.
일반적으로, 전기로에서 용강을 제조하여 출강하기 전까지 전기로 일측 하단부에 마련된 출강구에 샌드를 투입하여 밀폐, 쇳물이 유출되는 것을 방지하고, 출강시에는 오프너를 개방하여 샌드를 배출하고 출강구를 개공한 후에 출강한다.
한편, 도 1을 참조로, 종래 전기로 출강구에 샌드를 투입하는 방법을 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 출강구(1)는 오프너(9)의 개폐 동작에 따른 사용 횟수에 따라 마모되는바, 샌드 투입량은 점진적으로 증가되어야 한다.
일반적으로, 샌드 투입 작업은 수작업으로 이루어지는바, 각각의 작업자마다 시각적 차이로 인하여 샌드를 과다하게 투입하는 경우에는 원가가 상승되는 것은 물론, 출강구(1) 개공시 개공 불량의 원인이 되는 문제점이 있었다.
샌드 과다 투입시 발생되는 출강구(1) 막힘 문제를 해결하기 위하여 전기로 출강구 개공 장치가 사용되기도 한다.
한국등록특허 제10-1008179호에는 '전기로 출강구 개공장치'가 개시되어 있다.
이는, 용강 출강시 출강구가 응고된 샌드에 의해 막히는 것을 방지하기 위한 것으로, 출강구 막힘 여부를 자동으로 감지하고 유도 가열 코일을 이용, 응고된 샌드을 용융시켜 출강구를 자동으로 개공하는 장치에 관한 것이다.
그러나, 이러한 '전기로 출강구 개공장치'는 출강구 막힘 현상이 발생된 후속 조치에 불과한바, 작업 시간 및 비용이 소요되므로, 그 이전에 출강구가 막히는 현상을 최소화할 수 있도록 작업자가 샌드량을 적절하게 조절하면서 투입하는 것이 무엇보다 중요하다.
샌드 과다 투입을 방지하기 위하여, 샌드 투입 작업시 전기로 작업자가 직접 출강부(3) 상단으로 올라가 샌드 저장 호퍼(5) 하단부의 샌드 투입 밸브(7)를 조작하여 샌드 투입 정도를 육안으로 확인하면서 출강구(1)에 샌드를 투입해야 하므로, 전기로의 고열에 의한 화상 사고가 발생될 수 있는 문제점이 항상 존재한다.
나아가, 전기로 경동 작업시 전기로 일측에 설치된 샌드 저장 호퍼(5) 등에 의한 간섭을 인해 작업 공간 확보가 어려운 것은 물론, 고열에 의해 설비가 소손되는 문제점이 있었다.
상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
한국등록특허 제10-1008179호
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 출강구 내지 오프너 사용 횟수에 따라 자동으로 샌드 양을 조절하여 공급할 수 있는 것은 물론, 안전 사고 및 전기로 경동 작업시 작업 공간 확보가 가능한 전기로 출강구 샌드 자동 충진 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기로 출강구 샌드 자동 충진 장치는, 샌드 저장 호퍼; 상기 샌드 저장 호퍼의 하단에 결합된 로드셀; 상기 샌드 저장 호퍼로부터 샌드를 공급받아 전기로의 출강구로 공급하는 슈트부; 및 상기 전기로 출강구를 선택적으로 차단하는 오프너의 사용 횟수에 따라 상기 샌드 저장 호퍼로부터 상기 슈트부로 공급되는 샌드 양을 컨트롤하는 제어부를 포함한다.
상기 슈트부는, 상기 샌드 저장 호퍼와 연통하고 그 일측에는 자동밸브가 결합된 공급배관과, 상기 전기로 외측에 고정된 고정슈트와, 이 고정슈트로부터 샌드를 공급받아 상기 출강구로 샌드를 공급하는 투입슈트, 상기 공급배관과 상기 고정슈트 사이에 설치되어 텔레스코핑되면서 상기 공급배관으로부터 상기 고정슈트로 샌드를 전달하는 전달슈트를 포함한다.
상기 전달슈트는, 상기 공급배관으로부터 샌드를 전달받는 분리슈트와, 이 분리슈트와 텔레스코핑 가능하게 결합된 무빙슈트와, 상기 분리슈트 및 무빙슈트 외주면에 각각 결합된 제1, 2고정브라켓과, 이 제1, 2고정브라켓에 각각 양 단이 결합된 유압실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 오프너 사용횟수 입력시 미리 저장된 오프너 사용횟수에 따른 샌드 투입량을 체크하여 상기 자동밸브에 작동신호를 전송하여 상기 공급배관을 개방하고, 상기 샌드 저장 호퍼에 담긴 샌드량을 계측하는 로드셀로부터 남은 샌드량에 관한 정보를 받아 공급된 샌드량이 기준값에 이른 경우 상기 자동밸브에 작동신호를 전송하여 상기 공급배관을 차단하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는, 상기 전기로 경동 작업 직전에 상기 유압실린더를 압축하여 상기 무빙슈트를 원위치시킴으로써 경동 작업 공간을 확보하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기한 기술적 구성으로 인해 아래와 같은 다양한 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 출강구 내지 오프너의 사용 횟수에 따라 정량화되어진 샌드 양을 공급함으로써, 샌드 공급 부족 내지 과잉 공급을 방지할 수 있는 이점이 있다.
둘째, 샌드 투입시 별도로 작업자가 투입될 필요가 없으므로, 작업자의 안전 사고를 방지할 수 있는 이점이 있다.
셋째, 전기로 경동 작업시 작업 공간을 확보할 수 있는 이점이 있다.
넷째, 항상 적절한 양의 샌드가 공급되므로, 출강구 개공에 필요한 시간, 노력, 비용을 절감할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래 전기로 출강구에 샌드를 투입하는 방법
도 2는 본 발명의 전기로 출강구 샌드 자동 충진 장치를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 일요부인 유압실린더 압축 상태를 나타낸 도면,
도 4는 본 발명의 일요부인 유압실린더 팽창 상태를 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 전기로 출강구 샌드 자동 충진 장치를 설명한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기로 출강구 샌드 자동 충진 장치는, 샌드 저장 호퍼(10), 로드셀(20), 슈트부(30) 및 제어부(40)를 포함한다.
샌드 저장 호퍼(10)에는 크레인에 의해 이송, 공급되는 샌드가 저장된다. 이러한 샌드 저장 호퍼(10)는 하방으로 갈수록 그 통로가 좁게 형성되는 것이 바람직한데, 이는 한꺼번에 투입되는 샌드가 급작스럽게 샌드 저장 호퍼(10)로부터 배출되는 것을 방지하기 위함이다.
이러한 샌드 저장 호퍼(10)의 하단에는 로드셀(20)이 장착된다. 로드셀(20)은 실시간으로 샌드 저장 호퍼(10)로 공급된 샌드 양을 계측하여, 그 정보를 후술하는 제어부(40)로 전송하는 기능을 한다.
슈트부(30)는 샌드 저장 호퍼(10)로부터 샌드를 공급받아 전기로(E)의 출강구(H)로 공급하는 기능을 하는바, 슈트부(30)에 관한 구체적인 구성은 후술한다.
제어부(40)는, 전기로(E)의 출강구(H)를 선택적으로 차단하는 오프너(HO)의 사용 횟수에 따라 샌드 저장 호퍼(10)로부터 슈트부(30)로 공급되는 샌드 양을 컨트롤한다.
즉, 제어부(40)에는 미리 출강구(H) 내지 오프너(HO)의 사용 횟수에 따른 마모량에 관한 데이터 및 그러한 마모량을 고려하여 투입되어야 하는 샌드 양에 관한 정보가 설정, 저장되어 있으므로, 외부로부터 출강구(H) 내지 오프너(HO) 사용 횟수를 입력받거나 또는 직접 그 횟수를 카운팅함으로써, 공급 샌드 양을 결정하는 것이다.
예를 들어, 출강구(H) 내지 오프너(HO)를 포함하여 구성되는 EBT(Eccentric Bottom Tap)는 노체의 일측에 돌출 형성되어 있는데, 이러한 EBT의 사용 횟수에 따라 출강구(H)의 마모량이 증가하게 되는바, EBT 사용 횟수에 따른 투입 샌드 양은 아래와 같이 셋팅될 수 있다.

사용 횟수
투입량
사용 횟수
투입량
1 ~ 10회 100KG 51 ~ 60회 125KG
11 ~ 20회 105KG 61 ~ 70회 130KG
21 ~ 30회 110KG 71 ~ 80회 135KG
31 ~ 40회 115KG 81 ~ 90회 140KG
41 ~ 50회 120KG 91 ~ 100회 145KG
이러한 셋팅된 값을 기초로, 샌드 저장 호퍼(10)에 샌드가 투입되면 로드셀(20)에서 투입된 샌드 양을 측정, 그 정보를 제어부(40)로 전송하고, 제어부(40)는 EBT 사용 횟수에 따라 샌드 저장 호퍼(10)로부터 공급되는 샌드 양을 조절하는 것이다
.
한편, 상기 슈트부(30)는, 공급배관(32), 고정슈트(34), 튜입슈트, 전달슈트(38)를 포함하는 것이 바람직하다.
공급배관(32)의 일측에는 자동밸브(V)가 설치된다. 자동밸브(V)는 제어부(40)로부터 작동 신호를 전송받아 공급배관(32)을 선택적으로 개폐한다.
공급배관(32)은 샌드 저장 호퍼(10)와 연통된다.
전기로(E)의 일측에는 고정슈트(34)가 고정 설치되고, 이러한 고정슈트(34)와 연속하여 투입슈트(36)가 설치된다.
또한, 공급배관(32)과 고정슈트(34) 사이에는 전달슈트(38)가 설치되는데, 이러한 전달슈트(38)는 텔레스코핑 가능하게 형성되어, 공급배관(32)으로부터 고정슈트(34)로 샌드를 공급할 때에는 그 길이가 늘어나고, 샌드 공급 작업이 완료된 경우에는 그 길이가 줄어들게 되는바, 전기로(E) 경동 작업시 그 작업 공간을 더 효율적으로 이용할 수 있게 된다.
이러한 전달슈트(38)가 텔레스코핑 작동 가능하도록, 전달슈트(38)는 분리슈트(38a)와, 무빙슈트(38b) 및 유압실린더(39)를 포함하는 것이 바람직하다.
분리슈트(38a)는 공급배관(32)으로부터 샌드를 전달받되, 무빙슈트(38b)에 분리 가능하게 삽입되며, 그 반대로 무빙슈트(38b)의 일단이 분리슈트(38a)에 분리 가능하게 삽입될 수도 있다. 분리슈트(38a)의 외주면에는 제1고정브라켓(SB)이 결합되고, 무빙슈트(38b)의 외주면에는 제2고정브라켓(MB)이 고정 결합된다.
제1, 2고정브라켓(SB,MB)에는 유압실린더(39)의 양단이 각각 고정되는바, 유압실린더(39) 팽창시 분리슈트(38a)와 무빙슈트(38b)는 그 결합 상태를 유지하면서 전체 길이가 신장되고, 유압실린더(39) 압축시 분리슈트(38a)와 무빙슈트(38b)는 그 결합 상태를 유지하면서 전체 길이가 감쇠된다.
상술한 바와 같이, 제어부(40)는, 오프너(HO) 사용 횟수 입력시 미리 저장된 오프너(HO) 사용 횟수에 따른 샌드 투입량을 체크하여 자동밸브(V)에 작동신호를 전송, 공급배관(32)을 개방하고, 샌드 저장 호퍼(10)에 담긴 샌드량을 계측하는 로드셀(20)로부터 남은 샌드량에 관한 정보를 받아 공급된 샌드량이 기준값에 이른 경우 자동밸브(V)에 작동신호를 전송하여 공급배관(32)을 차단한다.
또한, 제어부(40)는 전기로(E) 경동 작업 직전에 상기 유압실린더(39)를 압축하여 무빙슈트(38b)를 원위치시킴으로써 경동 작업 공간을 확보할 수 있게 된다.
도 3 및 도 4를 참조로, 본 발명의 전기로 출강구 샌드 자동 충진 장치를 작동 과정을 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 샌드 저장 호퍼(10)로 샌드가 투입되면 로드셀(20)에서는 샌드 양을 계측하여 그 정보를 제어부(40)로 전송한다.
제어부(40)에서는 수동 또는 자동으로 카운팅된 EBT의 사용 횟수를 기초로, 투입되어야 하는 샌드 양을 결정하고, 자동밸브(V)에 오픈 신호를 전송하여 공급배관(32)을 개방한다.
이와 동시에, 제어부(40)가 유압실린더(39)에 작동 신호를 전송하면, 무빙슈트(38b)가 분리슈트(38a)로부터 텔레스코핑되면서 전달슈트(38)의 전체 길이가 신장되는바, 무빙슈트(38b)의 일단이 고정슈트(도 2참조)의 상단과 대응되는 위치로 이동하는 것이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 샌드 공급이 완료되고, 전기로(E)의 경동 작업이 진행될 무렵, 제어부(40)에서는 유압실린더(39)에 작동 신호를 전송하여 그것을 압축시키게 되고, 무빙슈트(38b)는 텔레스코핑되면서 분리슈트(38a) 방향으로 이동하는바, 전달슈트(38) 전체 길이가 줄어들게 된다. 따라서, 작업 공간을 충분히 확보한 상태에서 전기로(E) 경동 작업 등이 진행될 수 있게 되는 것이다.
본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
10 : 샌드 저장 호퍼 20 : 로드셀
30 : 슈트부 32 : 공급배관
34 : 고정슈트 36 : 투입슈트
38 : 전달슈트 38a : 분리슈트
38b : 무빙슈트 39 : 유압실린더
40 : 제어부
E : 전기로 H ; 출강구
HO : 오프너 V : 자동밸브
SB : 제1고정브라켓 MB : 제2고정브라켓

Claims (5)

  1. 샌드 저장 호퍼(10);
    상기 샌드 저장 호퍼의 하단에 결합된 로드셀(20);
    상기 샌드 저장 호퍼(10)로부터 샌드를 공급받아 전기로(E)의 출강구(H)로 공급하는 슈트부(30); 및
    상기 전기로 출강구(E)를 선택적으로 차단하는 오프너(HO)의 사용 횟수에 따라 상기 샌드 저장 호퍼(10)로부터 상기 슈트부(30)로 공급되는 샌드 양을 컨트롤하는 제어부(40)를 포함하는, 전기로 출강구 샌드 자동 충진 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 슈트부(40)는, 상기 샌드 저장 호퍼(10)와 연통하고 그 일측에는 자동밸브(V)가 결합된 공급배관(32)과, 상기 전기로(E) 외측에 고정된 고정슈트(34)와, 이 고정슈트(34)로부터 샌드를 공급받아 상기 출강구(H)로 샌드를 공급하는 투입슈트(36), 상기 공급배관(32)과 상기 고정슈트(34) 사이에 설치되어 텔레스코핑되면서 상기 공급배관(32)으로부터 상기 고정슈트(34)로 샌드를 전달하는 전달슈트(38)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기로 출강구 샌드 자동 충진 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 전달슈트(38)는, 상기 공급배관(32)으로부터 샌드를 전달받는 분리슈트(38a)와, 이 분리슈트(38a)와 텔레스코핑 가능하게 결합된 무빙슈트(38b)와, 상기 분리슈트(38a) 및 무빙슈트(38b) 외주면에 각각 결합된 제1, 2고정브라켓(SB,MB)과, 이 제1, 2고정브라켓(SB,MB)에 각각 양 단이 결합된 유압실린더(39)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 전기로 출강구 샌드 자동 충진 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제어부(40)는, 오프너(HO) 사용횟수 입력시 미리 저장된 오프너(HO) 사용횟수에 따른 샌드 투입량을 체크하여 상기 자동밸브(V)에 작동신호를 전송하여 상기 공급배관(32)을 개방하고, 상기 샌드 저장 호퍼(10)에 담긴 샌드량을 계측하는 로드셀(20)로부터 남은 샌드량에 관한 정보를 받아 공급된 샌드량이 기준값에 이른 경우 상기 자동밸브(V)에 작동신호를 전송하여 상기 공급배관(32)을 차단하는 것을 특징으로 하는, 전기로 출강구 샌드 자동 충진 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제어부(40)는, 상기 전기로(E) 경동 작업 직전에 상기 유압실린더(39)를 압축하여 상기 무빙슈트(38b)를 원위치시킴으로써 경동 작업 공간을 확보하는 것을 특징으로 하는, 전기로 출강구 샌드 자동 충진 장치.
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