KR20150087263A - 신터케이크 지지 스탠드의 제조 방법 및 신터케이크 지지 스탠드에 있어서의 육성 용접 방법 - Google Patents

Abstract

스탠드 소재에 예열을 가하는 공정과, 스탠드 소재 상측 가장자리부 및 양측면을 감육하여 형성된 측면 감육부의 편면마다 용접 금속을 육성 용접하는 공정과, 감육부의 외주를 따라서 편면마다 용접 금속을 육성 용접하는 공정과, 스탠드 소재의 단면 전체 둘레에 용접 금속을 육성 용접하는 공정과, 육성 용접이 실시된 스탠드 소재를 서랭하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

신터케이크 지지 스탠드의 제조 방법 및 신터케이크 지지 스탠드에 있어서의 육성 용접 방법{METHOD FOR MANUFACTURING SINTER CAKE SUPPORT STAND, AND BUILDUP WELDING METHOD IN SINTER CAKE SUPPORT STAND}

본 발명은, 제철소에 있어서의 제철 공정에 제공하는 소결광을 제조하는 신터케이크 지지 소결 방법에 이용하는 신터케이크 지지 스탠드(이하, 적절히 「스탠드」라고 칭함)의 제조 방법 및 스탠드에 있어서의 육성 용접 방법에 관한 것이다.

종래, 하방 흡인식 소결기에 의한 소결광 제조에 있어서, 소결괴(신터케이크)의 자중으로 신터케이크 자체가 압축되는 것에 따른 통기성의 악화를 방지하여 생산성을 향상시키는 방법으로서, 단면이 사다리꼴이고 높이가 200~400mm인 판상 지지 부재(스탠드)를 원료 충전층에 매설하도록 수직으로 세워 소결 팰릿의 진행 방향과 평행하게 설치하는 방법이 있다. 예를 들면, 특허 문헌 1에서는, 스탠드의 형상 및 배치 방법을 개량해, 통기성과 배광성을 개선하는 방법이 개시되어 있다.

또, 특허 문헌 2에서는, 스탠드의 적절한 재료로서 특수 주강을 채용하여 스탠드의 수명을 연장시키는 수법이 개시되어 있다.

또한, 특허 문헌 3에서는, 스탠드의 상부 브레이드부의 능선부 및/또는 측면부에 내마모 육성 용접을 실시함으로써 스탠드의 수명의 한층 더 연장을 실현하는 수법도 개시되어 있다.

일본국 특허 공개 평 9-4981호 공보 일본국 특허 공개 평 9-41098호 공보 일본국 특허 공개 2002-13876호 공보

소결기 팰릿 내의 소결 원료층을 소결하는 공정에서, 소결층 내에 설치되는 스탠드의 열화 형태로는, 조업상 기인하는 열 사이클에 의한 균열의 발생 및 진행 외에, 원료의 소성·배출을 행하기 위해 고온의 산화·황화 분위기에 있어서 소결광과 마찰함으로써 발생하는 부식 및 마모가 있다.

그러나, 상기 특허 문헌 3의 방법에서는, 육성부에 있어서 충분한 내부식성을 기대할 수 없다. 또, 특히 고온 분위기에 있어서 내마모성과 내부식성을 겸비하고 있다고는 할 수 없다.

그래서, 본 발명은, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 고온 분위기에 있어서도 내마모성과 내부식성이 뛰어난 스탠드의 제조 방법 및 스탠드에 있어서의 육성 용접 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 신터케이크 지지 스탠드의 제조 방법은, 하방 흡인식 소결기의 소결 팰릿 상에 설치되고, 소결광 제조시에 신터케이크를 지지하는 대략 사다리꼴 형상의 본체부와, 소결 팰릿에 부착하기 위한 대좌부를 구비하는 신터케이크 지지 스탠드의 제조 방법으로서, 마르텐사이트계 스테인리스 주강을 모재로 하는 스탠드 소재의 본체부 상측 가장자리부 및 양측면을 감육하여 감육부를 형성하는 공정과, 스탠드 소재에 150℃ 이상의 온도로 예열을 가하는 공정과, 측면에 형성된 감육부의 편면마다 용접 금속을 육성 용접하는 공정과, 감육부의 외주를 따라서 편면마다 용접 금속을 육성 용접하는 공정과, 스탠드 소재의 단면 전체 둘레에 용접 금속을 육성 용접하는 공정과, 육성 용접이 실시된 스탠드 소재를 서랭하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 용접 금속을 육성 용접할 때의 용접 조건을, 전류가 280~300A, 전압이 28~30V, 용접 속도가 30~40cm/분의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또, 스탠드 소재의 단면 전체 둘레에 용접 금속을 육성 용접하는 공정 후이며, 스탠드 소재를 서랭하는 공정 전에, 스탠드 소재에 후열을 가하는 공정을 포함하는 것이 보다 바람직하다.

이와 같이 하여 제조되는 스탠드는, 신터케이크와 접촉하는 부분을 육성 용접에 의해 보강되어 있으므로, 고온 분위기에 있어서의 내마모성 및 내부식성이 뛰어난 것이 된다. 특히, 종래의 육성 수법에서는 마르텐사이트계 스테인리스 주강을 모재로 하는 스탠드는, 스탠드의 균열이 발생하기 쉽지만, 본 발명에서는, 예열, 육성 조건의 설정 및 서랭에 의해, 스탠드의 균열의 발생을 억제하는 것도 가능하게 하고 있다.

또, 본 발명은, 하방 흡인식 소결기의 소결 팰릿 상에 설치되고, 소결광 제조시에 신터케이크를 지지하는 대략 사다리꼴 형상의 본체부와, 소결 팰릿에 부착하기 위한 대좌부를 구비하고, 마르텐사이트계 스테인리스 주강을 모재로 하는 스탠드 소재의 본체부의 상측 가장자리부 및 양측면을 감육하여 감육부가 형성되어 있는 신터케이크 지지 스탠드에 있어서의 육성 용접 방법으로서, 측면에 형성된 감육부의 편면마다 용접 금속을 육성 용접하는 공정과, 감육부의 외주를 따라서 편면마다 용접 금속을 육성 용접하는 공정과, 스탠드 소재의 단면 전체 둘레에 용접 금속을 육성 용접하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 신터케이크 지지 스탠드에 있어서의 육성 용접 방법으로서 실현될 수도 있다.

그리고, 이 경우, 측면에 형성된 감육부의 편면마다 용접 금속을 육성 용접하는 공정에 있어서, 감육부의 하방으로부터 일렬마다 일층 육성을 행하는 것으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 스탠드의 제조 방법에 의하면, 신터케이크와 접촉하는 부분을 육성 용접에 의해 보강하므로, 고온 분위기에 있어서도 내마모성 및 내부식성이 뛰어난 스탠드를 제조할 수 있어, 스탠드의 교체 주기를 연장시켜 스탠드의 장기 수명화를 도모할 수 있다.

도 1은 스탠드의 용접 순서를 나타내는 흐름도이다.
도 2는 육성 용접 전의 스탠드 소재를 나타내는 정면도이다.
도 3은 측면 감육부에 육성 용접을 한 스탠드 소재를 나타내는 정면도이다.
도 4는 측면 감육부 외주에 육성 용접을 한 스탠드 소재를 나타내는 정면도이다.
도 5는 단면 전체 둘레에 육성 용접을 한 스탠드 소재를 나타내는 평면도이다.

이하, 본 발명에 따른 스탠드의 제조 방법 및 육성 용접 방법에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

도 1은 스탠드의 용접 순서를 나타내는 흐름도이며, 도 2는 육성 용접 전의 스탠드 소재를 나타내는 정면도이다.

스탠드는, 하방 흡인식 소결기에 의한 소결광 제조시에 소결 팰릿 내의 소결 원료층의 통기성을 확보하기 위해서, 소결 팰릿 상에 장착되어 신터케이크를 지지하는 부재이다.

스탠드는, 마르텐사이트계 스테인리스 주강을 모재로 하는 스탠드 소재(1)에 육성 용접을 행함으로써 제조되고, 신터케이크를 지지하는 본체부(2)와, 팰릿 대차(台車)에 설치하기 위한 대좌부로 구성되어 있다. 또한, 스탠드 소재(1)는, 내마모성의 관점에서 마르텐사이트계가 바람직하다. 단, 고온에서의 균열 억제를 위해서는 페라이트계와 오스테나이트계의 2상계 주강의 재질로 하고, 표층에 경화 육성층을 형성해도 된다.

스탠드를 제조함에 있어서는, 우선, 육성 용접을 행하기 전에 스탠드 소재(1)에 대해서 검사를 한다(단계 S100). 검사는, 스탠드 소재(1)의 기공이나 균열 등의 유무에 대해서 육안에 의한 확인, 침투심상시험에 의한 균열의 유무의 확인, 및, 소정 개소에 대한 변형의 유무의 확인을 행한다.

또, 본체부(2)에 형성된 측면 감육부(3)의 치수의 확인도 행한다. 본체부(2)는 소결 원료층의 하층의 환기성을 유지하기 위해서 신터케이크를 지지하므로, 신터케이크와 접촉하는 부분이 되는 상측 가장자리부, 즉 대략 등변 사다리꼴형의 윗변부와 양 빗변부를 보강할 필요가 있다. 그 때문에, 본체부(2) 상측 가장자리부 및 양면(도 2의 앞쪽 면과 안쪽 면)을 스킨 컷함으로써, 측면 감육부(3)가 형성되어 있다. 이 측면 감육부(3)에 용접 금속을 육성 용접함으로써, 스탠드는 고온 분위기에 있어서도 내마모성과 내부식성이 뛰어난 것이 된다.

여기서, 측면 감육부(3)를 "T"mm로 했을 때, 후술하는 측면 감육부(3)로의 육성 용접의 공정(단계 S104)에 있어서, 용접 금속을 1.5T~4Tmm의 두께로 육성 용접을 하는 것이 바람직하다. 1.5Tmm보다 적으면 내마모성의 효과가 얻어지기 어려워져, 변형을 일으킬 우려가 있고, 4Tmm를 넘으면 스탠드 소재(1)의 균열을 유발할 우려가 생기기 때문이다.

또한, 측면 감육부(3)에 도면 중의 좌측과 우측에서 단차가 설치되어 있는 것은, 도면 중의 좌측에서 우측을 향해 신터케이크가 진행하기 때문에, 진행 방향끝쪽보다도 진행 방향 앞쪽의 육성 부분이 증가하도록 단차를 두고 형성해 소결괴와 접촉하는 측의 육성 부분이 보다 증가하도록 함으로써, 스탠드의 내마모성 및 내부식성을 높일 수 있기 때문이다.

상기 검사를 거친 후, 스탠드 소재(1)에 예열을 가한다(단계 S102). 예열은, 150~250℃의 온도로 스탠드 소재(1)를 가열함으로써 행한다. 150℃보다도 낮은 온도로 예열하면, 스탠드의 균열이 발생할 가능성이 높아지고, 250℃를 넘는 온도로 예열하면, 용접 금속이 소재화해버려, 스탠드가 변형될 우려가 있기 때문이다. 그 때문에, 예열 온도가 상기 온도 범위가 되도록, 스탠드 소재(1)의 중앙 부분의 온도를 접촉 온도계 또는 온도 초크를 사용하여 계측해 온도 제어를 행하는 것이 바람직하다.

스탠드 소재(1)의 예열을 가한 후, 측면 감육부(3)의 육성 용접을 행한다(단계 S104). 측면 감육부(3)의 육성 용접은, 스탠드 소재(1)의 하방으로부터 일렬 마다 일층 육성을 8~10회로(8~10패스로) 행하고, 도 3에 나타낸 바와 같이 측면 육성 용접부(4)를 형성한다. 이 때, 육성되는 금속이 녹아떨어지지 않도록 스탠드 소재(1)의 상부에 구리판을 대고 육성 용접을 행하는 것이 바람직하다. 1패스당 육성량을 너무 늘리면 용융 금속이 늘어져 떨어진다. 또, 1패스당 육성층을 얇게 하면 결정이 미세해져, 열 충격성이 개선된다. 한편, 패스를 너무 많이 하면 생산성을 저해한다. 그 때문에 8~10회로 피막을 형성한다.

또, 용접 입열은, 제조 후에 있어서의 스탠드의 내마모성 및 내부식성에 영향을 준다. 용접 입열이 작으면 내마모성 및 내부식성의 효과를 기대할 수 없게 되고, 용접 입열이 크면 열응력이 높아져, 스탠드의 균열의 발생율이 높아지게 된다. 따라서, 용접 입열을 규정하는 용접 조건으로는, 전류:280~300A, 전압:28~30V, 용접 속도:30~40cm/분으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 육성 용접되는 용접 금속은, 튜브 중에 합금 분말을 채운 와이어로, 용접 중의 온도를 500℃ 이하로 하여 용접을 행한다. 용접 중의 온도를 500℃ 이하로 하는 것은, 육성부의 연화를 막기 때문이다. 이 때에도 스탠드 소재(1)의 중앙 부분의 온도를 접촉 온도계 또는 온도 초크를 사용하여 계측해 온도 제어를 행하는 것이 바람직하다.

한쪽면의 측면 감육부(3)의 육성 용접을 행하면, 반대측 면의 측면 감육부(3)의 육성 용접을 동일한 순서로 행한다(단계 S106).

양측의 측면 감육부(3)의 육성 용접을 행한 후, 측면 감육부(3)의 외주, 즉, 대략 사다리꼴 형상인 스탠드 소재(1)의 양 빗변부를 일층으로 육성 용접하여, 도 4에 나타낸 바와 같이 측면 외주 육성 용접부(5)를 형성한다(단계 S108). 이 때, 육성되는 금속이 녹아떨어지지 않도록 스탠드 소재(1)의 빗변부에 구리판을 대고 육성 용접을 행하는 것이 바람직하다. 동일하게 하여, 반대측의 측면 감육부(3)의 외주도 육성 용접하여 측면 외주 육성 용접부(5)를 형성한다(단계 S110).

측면 감육부(3)의 육성 용접을 행한 후, 용접되어 있지 않은 개소(본체부(2)의 윗변부의 상측 가장자리와 양 빗변부의 상측 가장자리), 즉, 스탠드 소재(1)의 단면 전체 둘레에 육성 용접을 행하고(단계 S112), 도 5에 나타낸 바와 같이 단면 육성 용접부(6, 7, 8)를, 단면 육성 용접부(6), 단면 육성 용접부(7), 단면 육성 용접부(8)의 순서로 형성한다. 이 때에도, 육성되는 금속이 녹아떨어지지 않도록, 이미 육성 용접이 이루어져 있는 측면 육성 용접부(4)나 측면 외주 육성 용접부(5)에 구리판을 대고 육성 용접을 행하는 것이 바람직하다.

스탠드 소재(1)에 육성 용접을 실시하여, 측면 육성 용접부(4), 측면 외주 육성 용접부(5) 및 단면 육성 용접부(6, 7, 8)를 형성한 후, 스탠드 소재(1)에 후열을 가한다(단계 S114). 후열은, 250℃ 이상의 온도로 육성 용접 후의 스탠드 소재(1)를 가열함으로써 행하고, 이 후열을 행함으로써, 스탠드가 균열되기 어려워져, 내구성을 높이는 것이 가능해진다. 또한, 육성 용접 후의 스탠드 소재의 온도가 250℃ 이상일 때는, 후열을 가하는 공정을 생략하는 것으로 해도 된다.

그 후, 스탠드 소재(1)를 서서히 냉각하여(단계 S116), 육성된 금속의 늘어진 부분 등을 그라인더 처리 등으로 형상을 가다듬고, 스탠드 소재(1)의 균열의 유무 검사, 변형 검사 및 육성 개소의 치수 검사를 거쳐, 스탠드가 완성된다.

이상과 같은 순서로 제조된 스탠드는, 내마모성 및 내부식성이 뛰어난 것이 되어, 스탠드의 교체 주기를 연장시켜 스탠드의 장기 수명화를 도모하는 것이 가능해진다.

이상, 본 발명에 따른 스탠드의 제조 방법 및 스탠드에 있어서의 육성 용접 방법에 대해서, 실시형태에 의거해 설명했는데 본 발명은 이것으로 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 목적을 달성할 수 있고, 또한 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 설계 변경이 가능하고, 그들도 모두 본 발명의 범위 내에 포함되는 것이다.

본 발명은, 제철소에 있어서의 제철 공정에 제공하는 소결광을 제조하는 신터케이크 지지 소결 방법에 이용하는 지지 스탠드의 제조 방법으로서 이용할 수 있다.

1:스탠드 소재
2:본체부
3:측면 감육부
4:측면 육성 용접부
5:측면 외주 육성 용접부
6, 7, 8:단면 육성 용접부

Claims (5)

1. 하방 흡인식 소결기의 소결 팰릿 상에 설치되고, 소결광 제조시에 신터케이크(sinter cake)를 지지하는 대략 사다리꼴 형상의 본체부와, 소결 팰릿에 부착하기 위한 대좌부(台座部)를 구비하는 신터케이크 지지 스탠드의 제조 방법으로서,
   마르텐사이트계 스테인리스 주강을 모재로 하는 스탠드 소재의 본체부 상측 가장자리부 및 양측면을 감육(減肉)하여 감육부를 형성하는 공정과,
   스탠드 소재에 150℃ 이상의 온도로 예열을 가하는 공정과,
   측면에 형성된 감육부의 편면마다 용접 금속을 육성 용접하는 공정과,
   감육부의 외주를 따라서 편면마다 용접 금속을 육성 용접하는 공정과,
   스탠드 소재의 단면 전체 둘레에 용접 금속을 육성 용접하는 공정과,
   육성 용접이 실시된 스탠드 소재를 서랭하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 신터케이크 지지 스탠드의 제조 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   용접 금속을 육성 용접할 때의 용접 조건을, 전류가 280~300A, 전압이 28~30V, 용접 속도가 30~40cm/분의 범위로 하는 것을 특징으로 하는 신터케이크 지지 스탠드의 제조 방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   스탠드 소재의 단면 전체 둘레에 용접 금속을 육성 용접하는 공정 후이며, 스탠드 소재를 서랭하는 공정 전에,
   스탠드 소재에 후열을 가하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 신터케이크 지지 스탠드의 제조 방법.
4. 하방 흡인식 소결기의 소결 팰릿 상에 설치되고, 소결광 제조시에 신터케이크를 지지하는 대략 사다리꼴 형상의 본체부와, 소결 팰릿에 부착하기 위한 대좌부를 구비하고, 마르텐사이트계 스테인리스 주강을 모재로 하는 스탠드 소재의 본체부 상측 가장자리부 및 양측면을 감육하여 감육부가 형성되어 있는 신터케이크 지지 스탠드에 있어서의 육성 용접 방법으로서,
   측면에 형성된 감육부의 편면마다 용접 금속을 육성 용접하는 공정과,
   감육부의 외주를 따라서 편면마다 용접 금속을 육성 용접하는 공정과,
   스탠드 소재의 단면 전체 둘레에 용접 금속을 육성 용접하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 신터케이크 지지 스탠드에 있어서의 육성 용접 방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   측면에 형성된 감육부의 편면마다 용접 금속을 육성 용접하는 공정에 있어서,
   감육부의 하방으로부터 일렬마다 일층 육성을 행하는 것을 특징으로 하는 신터케이크 지지 스탠드에 있어서의 육성 용접 방법.

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