KR20150026975A - 아크로 - Google Patents

Abstract

바닥을 갖는 원통 형상의 노체와, 상기 노체의 개구를 개방 가능하게 폐쇄하는 노체 덮개와, 노체 덮개에 마련되어 노체 내에 공급된 금속 재료를 방전 용해하는 전극과, 거의 수직면 내에서 경동 가능한 경동판과, 상기 노체의 외주보다도 내방에서 상기 경동판 위에 마련되어 상기 노체의 저벽을 지지하고, 상기 노체를 원통의 축심을 중심으로 회전시키는 회전 기구를 구비하는 아크로를 제공한다.

Description

아크로{ARC FURNACE}

본 발명은 아크로에 관한 것으로서, 특히 균일한 용해를 가능하게 한 아크로에 관한 것이다.

아크로, 특히 3상 아크로에서는 노 내의 금속 재료가 균일하게 용해되지 않는 문제가 있었다. 즉, 3개의 각 전극에서 가까운 핫 스팟(hot spot)에서는 금속 재료의 용해가 신속하게 진행하는 것에 반해, 각 전극에서 먼 콜드 스팟(cold spot)에서는 금속 재료가 용해되지 않은 채로 남기 쉽다. 이 때문에, 콜드 스팟의 금속 재료를 용해하는데 필요 이상의 전력을 필요로 할뿐만 아니라, 핫 스팟에서는 과대한 전력 투입에 의해 노벽 라이닝의 손상을 발생시키는 문제가 있었다. 여기서, 특허문헌 1에서는, 바닥을 갖는 통 형상의 노체를 그 원통의 축심을 중심으로 회전 가능하게 하여, 핫 스팟과 콜드 스팟을 교체시키는 것에 의해 균일한 용해를 가능하게 하는 아크로가 제안되어 있다.

일본국 특허공개공보 S60-122886

하지만, 상기 종래의 아크로에서는, 노체를 회전시키기 위한 랙이나 피니언, 감속기, 전동기 등이 노체의 주위 외방에 마련되어 있기 때문에 아크로 전체가 외방으로 대형화되는 문제가 있었다. 또한, 경동 용탕 주입을 할 수 없기 때문 조업 효율이 나쁜 문제도 있었다.

여기서, 본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위해, 균일한 재료 용해를 가능하게 하면서, 노 전체의 대형화를 회피하고 또한 경동 용탕 주입을 가능하게 하여 조업 효율의 향상을 실현한 아크로를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 아크로는, 바닥을 갖는 원통 형상의 노체(1)와, 상기 노체(1)의 개구를 개방 가능하게 폐쇄하는 노체 덮개(2)와, 노체 덮개(2)에 마련되어 노체(1) 내에 공급된 금속 재료를 방전 용해하는 전극(3)과, 거의 수직면 내에서 경동 가능한 경동판(5)과, 상기 노체(1)의 외주보다도 내방에서 상기 경동판(5) 위에 마련되어 상기 노체(1)의 저벽(11)을 지지하고, 상기 노체(1)를 원통의 축심을 중심으로 회전시키는 회전 기구(4)를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 경동판 위에 회전 기구를 마련하고 이에 노체를 탑재하는 구조로 했기 때문에, 경동 용탕 주입이 가능하고 조업 효율이 향상한다. 또한, 회전 기구를 노체의 외주보다도 내방의 경동판 위에 마련했기 때문에 노체의 외방으로 돌출하는 것이 없어져, 노 전체가 외방으로 대형화되는 것을 피할 수 있다. 그리고 회전 기구에 의해 노체를 원통의 축심을 중심으로 회전시키는 것에 의해, 핫 스팟과 콜드 스팟이 교체되어 균일한 재료 용해가 이루어진다.

또한, 본 발명의 아크로에 있어서, 상기 회전 기구(4)를, 상기 노체(1)의 저벽(11) 외주부에 마련되어 내주면에 연결부(42)가 형성된 링체(41)와, 상기 링체(41)의 하면 필요부에 마련되어 이를 상기 링체(41)의 센터를 중심으로 회전 가능하게 지지하는 베어링 부재(8)와, 상기 링체(41)의 내방의 상기 경동판(5) 위에 마련되어 출력부가 상기 연결부(42)에 연결된 구동 기구(92, 93, 95)로 구성하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 베어링 부재에 의해 노체가 콤팩트한 구조로 회전 가능하게 지지되는 동시에, 내주면에 연결부를 형성한 링체를 구동 기구에 연결하여 회전 구동함으로써 노체를 확실하게 회전시킬 수 있다.

또한, 상기 링체(41)측과 상기 경동판(5)측에 마련되어 상기 링체(41)가 소정의 회전 위치에 있을 때 서로 감합하여 상기 링체(41)의 회전을 규제하는 스토퍼 기구(961, 963, 964)를 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 예를 들면 노체가 출강 야드(yard)에 정면으로 마주한 상태에서 스토퍼 기구에 의해 노체의 회전을 규제함으로써, 확실한 출강 작업이 가능해진다.

상기 괄호내의 부호는, 후술하는 실시형태에 기재된 구체적 수단과의 대응 관계를 나타내는 것이다.

이상과 같이, 본 발명의 아크로에 의하면, 균일한 재료 용해를 가능하게 하면서, 노 전체의 대형화를 회피하고 또한 경동 용탕 주입을 가능하게 하여 조업 효율의 향상을 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시형태에 있어서의 아크로의 전체 수직 단면도이다.
도 2는 회전 기구의 전체를 나타내는 사시도이다.
도 3은 회전 기구의 전체를 나타내는 평면도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV선 단면도이다.
도 5는 도 3의 V-V선 단면도이다.
도 6은 아크로의 조업 공정을 나타내는 노체의 개략적인 수평 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시형태에 있어서의 회전 기구의 절반을 나타내는 평면도이다.
도 8은 도 7의 VIII-VIII선 단면도이다.

여기서, 이하에 설명하는 실시형태는 일례일 뿐이며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 당업자가 행하는 다양한 설계적 개량도 본 발명의 범위에 포함된다.

(제1실시형태)

도 1에 본 발명의 구조를 구비한 아크로의 단면도를 나타낸다. 아크로는 상방으로 개방되는 바닥을 갖는 통 형상의 노체(1)를 구비하고 있고, 그 개구는, 상방으로 이격하여 선회 개방 가능한 노체 덮개(2)에 의해 폐쇄되어 있다. 노체 덮개(2)를 관통하여 3개(2개만 도시)의 전극(3)이 노체 덮개(2)의 하방의 노체(1) 내에 삽입되어 있다. 노체(1)의 저벽(11)은 하방으로 볼록하게 만곡되어 있고, 상기 저벽(11)은 나중에 상세하게 기술되는 회전 기구(4)에 지지되어 있다. 회전 기구(4)는 경동판(5) 위에 마련되어 있다. 경동판(5)은 경동체(6)의 상면을 구성하고 있고, 경동체(6)는 하면이 하방으로 볼록하게 만곡되어, 그 정점이 수평한 베이스부(7) 위에 위치하고 있다.

경동체(6)의 일단에 마련한 브래킷(61)에 상하 방향으로 배치된 구동 실린더(62)의 상단이 회동 가능하게 연결되어 있고, 상기 구동 실린더(62)의 하단은 도시하지 않는 바닥면 위에 설치된 브래킷에 회동 가능하게 연결되어 있다. 이에 의해, 구동 실린더(62)를 상방으로 신장시키면, 경동체(6)가 베이스부(7) 위를 회전하여, 경동판(5)이 도 1의 오른쪽 방향으로 하강하여 기울어진다. 이에 동반하여, 경동판(5) 위에 지지된 노체(1)도 도 1의 오른쪽 방향으로 하강하여 기울어져, 노체(1) 내의 용강의 출강이 가능해진다. 구동 실린더(62)를 수축시키면 경동판(5)은 도 1의 왼쪽 방향으로 하강하여 기울어지고, 이에 의해 출재(出滓)를 할 수 있다.

도 2는 회전 기구(4)의 전체 사시도이고, 도 3은 회전 기구(4)의 전체 평면도이다. 회전 기구(4)는 다수의 수직벽을 구비한 링체인 원형 링형상의 지지 프레임(41)을 구비하고 있고, 이 지지 프레임(41)의 상면에, 노체(1)가 탑재 고정되어 있다. 지지 프레임(41)의 내주부 하면에는 전체 둘레에 링형상의 기어체(42)가 고정되어 있다(도 4 참조). 한편, 기어체(42)는 꼭 전체 둘레에 마련할 필요는 없고, 필요부에만 마련하면 된다.

기어체(42)에는 내주의 전체 둘레에 연결부인 치산이 형성되어 있고, 또한 상기 기어체(42)의 외주 중간부는 외방으로 각형 단면을 이루어 돌출되어 베어링 부재(8)의 내륜부(81)를 구성하고 있다. 내륜부(81)를 둘러싸도록 "ㄷ"자형 단면의 외륜부(82)가 배치되어 있고, 외륜부(82)의 오목면과 내륜부(81)의 상하면 및 외주 단면 사이에는, 롤러 베어링(83)이 배치되어 있다. 외륜부(82)는 그 하면이 경동판(5)측에 고정되어 있다. 한편, 기어체(42)의 치산은 필요부에만 형성하도록 해도 좋다. 또한, 연결부는 꼭 기어체(42)의 치산으로 구성할 필요는 없다.

이와 같은 구조에 의해, 지지 프레임(41)은 베어링 부재(8)에 지지되어 그 링 센터를 중심으로 경동판(5)에 평행한 면내에서 회전 가능하게 되어 있고, 이에 의해 링형상의 지지 프레임(41)을 구비하는 회전 기구(4)에 지지되는 노체(1)가 그 원통의 축심을 중심으로 회전 가능하다.

지지 프레임(41)의 링 내방의, 지름 방향 대칭 위치의 경동판(5) 위에는 기어 박스(91)(도 3)가 마련되어, 그 내부에 기어체가 배치되어 있다. 그 상세를 도 4에 나타낸다. 도 4에 있어서, 경동판(5)측에는 수직 자세로 구동 기구를 구성하는 유압 모터(92)가 마련되어 있고, 그 출력축으로 기어체(93)가 장착되어 있다. 기어체(93)는 경동판(5)측에 수직으로 마련된 축체(94)에 회전 가능하게 지지된 기어체(95)에 치합(齒合)되어 있고, 이 기어체(95)가 상기 링형상의 기어체(42)의 치산에 치합되어 있다.

이에 의해, 유압 모터(92)를 정/역 방향으로 회전시키면, 기어체(93, 95, 42)를 통해 지지 프레임(41)이 정/역 방향으로 회전된다. 본 실시형태에서는, 유압 모터(92)에 의해, 노체(1)의 출강구가 출강 야드에 정면으로 마주한 도 3에 나타내는 원위치에서 시계 반대 방향으로 50°의 범위(도 3의 쇄선)에서, 지지 프레임(41), 즉 노체(1)를 회전시킬 수 있다.

두 기어 박스(91) 사이의, 지지 프레임(41)의 둘레 방향의 중간 위치에는 스토퍼 기구(96)가 배치되어 있다. 스토퍼 기구(96)의 상세를 도 5에 나타낸다. 도 5에 있어서, 지지 프레임(41)에는 내방을 향해 시스(sheath) 부재(961)가 마련되어 있다. 시스 부재(961)는 원통체이고, 내방측의 그 절반 내주는 내방을 향해 점차 넓어지는 테이퍼 형태로 형성되어 있다. 한편, 경동판(5)측에는 가대(962) 위에, 구동 실린더(963)에 의해 내외 방향으로 직선 진퇴되는 플러그 부재(964)가 마련되어 있다. 플러그 부재(964)는 외방측에 위치하는 선단부가 선단 방향으로 점차 지름이 축소되는 원주체로 되어 있고, 플러그 부재(964)의 후단은 구동 실린더(963)의 로드(965)에 연결되어 있다.

지지 프레임(41)이 원위치에 있을 때에는, 도 5에 나타내는 바와 같이, 시스 부재(961)가 플러그 부재(964)에 정면으로 마주하고 있고, 구동 실린더(963)에 의해 플러그 부재(964)를 진출시키면, 플러그 부재(964)가 시스 부재(961) 내에 진입하여, 플러그 부재(964)의 테이퍼 형태의 선단부가 시스 부재(961)의 테이퍼 형태의 절반 내에 감합된다. 이에 의해, 지지 프레임(41), 즉 노체(1)의 회동이 확실하게 규제되고, 이 상태에서 경동체(6)에 의한 노체(1)의 출강 경동 내지 출재 경동을 진행할 수 있다.

이와 같은 아크로에서 금속 재료(스크랩)의 용해를 진행하는 경우의 공정을, 도 6을 참조하면서 이하에 설명한다. 한편, 도 6에서 노체(1) 내의 사선부는 미용해 스크랩을 나타내고, 흰색 부분은 용해한 스크랩을 나타낸다. 또한, 12은 출강구, 13은 출재구(slag hole)이다. 도 6의 (1), (2)는 제1용해기를 나타내고, 3개의 전극(3)으로부터의 아크 방전(흰화살표)에 의해 노체(1) 내의 스크랩이 용해된다. 이 단계에서는 아직 극단적인 용해의 불균일은 발생하지 않는다(도 6의 (2)). 도 6의 (3), (4)는 제2용해기를 나타내고, 여기서 노체 덮개(2)를 개방하여 노체(1)를 미리 원위치에서 50° 회전시킨 후, 스크랩을 추가한다(도 6의 (3)).

이 상태에서 노체 덮개(2)를 폐쇄하여 3개의 전극(3)으로부터의 아크방전에 의해 노체(1) 내의 스크랩을 용해하면, 노체(1)의 둘레 방향에 3군데씩 핫 스팟과 콜드 스팟이 번갈아 생겨 스크랩이 불균일하게 용해된다(도 6의 (4)). 여기서, 다음의 산화 승열기에는 노체 덮개를 상방으로 이격시켜서 노체(1)를 다시 원위치로 되돌려 회전시켜(도 6의 (5)) 미용해의 스크랩을 핫 스팟으로 이동시킨다. 이 상태에서 노체 덮개(2)를 폐쇄하여 전극(3)으로부터의 방전을 재개하면, 미용해의 스크랩에 효과적으로 전력이 투입되어 신속한 용해가 진행되어, 스크랩 전체가 균일하게 용해된다(도 6의 6)).

(제2실시형태)

도 7, 도 8에는 본 발명에 있어서의 회전 기구의 다른 예를 제시한다. 본 실시형태에서는 유압 모터(10)와 그 출력축에 고정된 구동 롤러(101)를, 지지 프레임(41)의 링 전체 둘레를 따라(도 7에는 반주만을 나타낸다) 그 하방의 경동판(5)측에 마련한 가대(102) 위에 간격을 두고 복수 마련한다. 구동 롤러(101)는 지지 프레임(41)의 외방(도 8의 오른쪽)을 향해 확경(擴徑)되는 테이퍼 형태로 되어 있고, 상기 구동 롤러(101) 위에, 지지 프레임(41)의 내주부 하면의 전체 둘레에 마련한 링형상의 스페이서체(411)가 탑재되어 있다.

스페이서체(411)는 그 하면이 구동 롤러(101)의 외주를 따른 경사면으로 되어 있고, 구동 롤러(101)에 탑재된 상태로 지지 프레임(41)을 경동판(5)에 평행하게 지지한다. 이와 같은 구조에 의해, 각 유압 모터(10)를 동기 회전시키면, 구동 롤러(101) 위에 탑재된 지지 프레임(41), 즉 노체(1)가 그 원통의 축심을 중심으로 회동된다. 본 구조는, 현장의 분진 환경에 대해 더욱 내성을 기대할 수 있다.

본 출원은, 2013년 8월 31일 출원된 일본 특허출원 2013-180757을 기초로 하는 것이며, 그 내용은 여기에 참조로서 인용된다.

1: 노체
11: 저벽
2: 노체 덮개
3: 전극
4: 회전 기구
41: 지지 프레임(링체)
42: 기어체(연결부)
5: 경동판
6: 경동체
92: 유압 모터(구동 기구)
93: 기어체(구동 기구)
95: 기어체(구동 기구)
961: 시스 부재(스토퍼 기구)
963: 구동 실린더(스토퍼 기구)
964: 플러그 부재(스토퍼 기구)

Claims (3)

1. 바닥을 갖는 원통 형상의 노체와,
   상기 노체의 개구를 개방 가능하게 폐쇄하는 노체 덮개와,
   노체 덮개에 마련되어 노체 내에 공급된 금속 재료를 방전 용해하는 전극과,
   거의 수직면 내에서 경동(傾動) 가능한 경동판과,
   상기 노체의 외주보다도 내방에서 상기 경동판 위에 마련되어 상기 노체의 저벽을 지지하고, 상기 노체를 원통의 축심을 중심으로 회전시키는 회전 기구를 구비하는 아크로.
2. 제1항에 있어서,
   상기 회전 기구를,
   상기 노체의 저벽 외주부에 마련되어 내주면에 연결부가 형성된 링체와,
   상기 링체의 하면 필요부에 마련되어 이를 상기 링체의 센터를 중심으로 회전 가능하게 지지하는 베어링 부재와,
   상기 링체의 내방의 상기 경동판 위에 마련되어 출력부가 상기 연결부에 연결된 구동 기구로 구성한 아크로.
3. 제2항에 있어서,
   상기 링체측과 상기 경동판측에 마련되어 상기 링체가 소정의 회전 위치에 있을 때 서로 감합(嵌合)하여 상기 링체의 회전을 규제하는 스토퍼 기구를 더 구비하는 아크로.

Images