KR101019913B1 - 전로형 수강대차 오토 커플러 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전로 제강공정중 불활성 가스를 취입하여 용강 중의 탈가스, 탈황, 탈인을 실시하여 고급강 품질을 결정하는 정련 설비에 있어서, 조업 시간을 원활하게 단축하고, 품질 및 생산성을 향상하기 위한 전로형 수강대차 오토 커플러에 관한 것이다.

본 발명은 오토 커플러에 있어서, 대차측 배관 위에 스프링이 매립 설치되고, 상기 스프링의 상부 일정 주위에 분할형의 중공형의 보호부재가 설치되고, 상기 보호부재의 중공에 위치하되, 상기 스프링을 압축 가능하도록 누름부재가 설치되고, 상기 보호부재의 상면에는 상기 누름부재의 주위에 실링부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 오토 커플러가 제공된다.

오토 커플러, 전로, 스프링, 실링부재

Description

전로형 수강대차 오토 커플러 장치{Auto-coupler between cart and ladle for the converter process}

본 발명은 제강공정에 있어서, 불활성 가스를 저부에 취입하여 용강의 탈가스, 탈황, 탈인의 공정을 수행하여 고급강을 제조하는 공정에 사용되는 정련설비인 래들과 그 래들이 안착하는 대차의 배관설비를 자동으로 연결하여 주는 오토 커플러에 관한 것이다.

제강 공정의 정련 과정에서 래들이 사용되며, 래들을 타 공정으로 넘기는 도중에 래들 저부로부터 아르곤 가스와 같은 불활성 가스를 취입하여 정련을 한다. 정련 과정에서 용강을 버블링하여 인, 황, 가스 등의 불순물을 분리할 수 있다. 불활성 가스를 공급하기 위한 배관은 대차 측의 배관을 통해 래들로 이어지며, 대차 측과 래들 측의 배관 연결을 위해 커플러 장치가 이용된다.

종래에는 대차 측과 래들 측의 배관을 주로 수동으로 연결하였으나, 수동으로 연결하는 경우에는 작업 효율이 매우 떨어지고, 래들이 대차에 안착할 때에 용강이 비산하여 작업자가 매우 위험한 상태에 노출되거나, 대차와 래들의 결합 부분, 또는 그 외부에 용강이나 슬래그가 흘러내려 설비의 훼손이 발생하는 문제점 이 있었다.

또한, 래들과 대차의 배관의 커플링 작업 시, 커플러 장치가 열적으로 변형된다든지, 구조적, 설비 위치적으로 용융물이 잘 흘러 내린다든지 하는 문제점이 있고, 그로 인하여 래들과 대차의 배관의 센터링이 불량하게 되어 효과적으로 커플링이 되지 않거나, 내부 O 링 등이 소손되어 왔다.

따라서, 이로 인하여 설비의 가동이 장기간 정지되고, 변형되거나 소손된 부분이 보수될 때까지는 다시 수동에 의존하여 커플링 작업하여야 하므로 작업자가 매우 위험한 작업 환경에 노출될 뿐만 아니라, 작업 효율이 저하되어 최종 제품의 품질 및 생산성 저하로 직결되었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 주변 환경의 악조건에서도 조업 가능하여, 용융물의 비산으로 오토 커플러에 문제가 발생하여도, 단 시간 내에 오토 커플러의 수리 보수가 가능하며, 조업 단축과 생산성 향상을 도모하는 오토 커플러 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

본 발명은 상술한 과제를 달성하기 위하여, 래들과 대차 사이의 배관을 자동으로 연결하여 주는 오토 커플러에 있어서, 대차측 기단의 대차측 배관 위에 스프링이 매립 설치되며, 상기 스프링은 상기 대차측 기단의 상단보다 돌출되고, 상기 스프링의 상부 주위에 위치되고 분할 가능한 중공형의 보호부재가 대차측 기단에 고정 설치되고, 상기 스프링을 압축 가능한 누름부재가 상기 보호부재의 중공 내에서 상기 스프링의 상면에 설치되며, 상기 누름부재는 상기 보호부재의 상단보다 돌출되고, 상기 보호부재의 상면에서 상기 누름부재의 주위에 실링부재가 설치되며, 상기 실링부재는 상기 누름부재의 상단보다 돌출되는 것을 특징으로 하는 전로형 수강대차 오토 커플러 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 하나의 상기 보호부재에 대하여 하나의 상기 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 전로형 수강대차 오토 커플러 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 실링부재는 바이톤 및 불소수지 실리콘을 포함하는 재질로 구성된 2중의 O 링인 것을 특징으로 하는 전로형 수강대차 오토 커플러를 제공한다.

본 발명에 따르면, 취련 후 수강시 용융물의 스플래쉬 등 이물질로부터 손상을 막고, 용융물 비산에도 설비의 가동중단 시간을 최소화하고, 조업작업에 소요되는 시간이 절약되고, 품질 및 생산성이 향상된다.

본 발명에 따르면, 무거운 하중의 래들을 안착할 때 오토 커플러 부위의 이물질의 흡착을 최대한 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 실링부재로 인하여 주위의 열에 견디는 내구성으로 효과적인 밀폐성을 유지할 수 있다.

도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1은 정련설비의 도면이다. 정련설비는 래들(100)과 대차(200)로 이루어진다.

래들(100)과 대차(200)에는 불활성가스를 공급하기 위한 래들측 배관(102)이 래들측 안착부(104)에 설치되고, 대차측 기단(204)에 대차측 배관(202)이 각각 설치된다. 이 배관들은 래들(100)의 하부로 이어져 래들(100)의 하부로부터 불활성 가스를 공급하도록 설치된다. 래들(100)이 대차(200)에 안착될 때, 래들측 배관(102)과 대차측 배관(202)은 오토 커플러 장치(300)에 의해 연결된다. 도 1에서는 2개의 오토 커플러장치(300)가 대차측 기단(204)의 위에 설치되어 있으나, 오토 커플러 장치(300)의 수는 이에 한정되지 않는다.

래들측 배관(102)은 현장의 악조건에서도 견딜 수 있는 STPG 고압배관 강관(Sch #80)을 사용할 수 있다.

또한, 누유를 방지하고, 불활성 가스가 투입 가능하도록 배관 전체를 용접형 이음 방식으로 하거나, 또한 최단 거리의 배관 방식으로 할 수 있다.

도 2는 래들측 안착부(104)의 상세도이다.

래들측 배관(102)의 선단이 래들측 기단(106)에 설치된 소켓(108)에 연결되어 있고, 소켓(108)은 안착부통로(110)에 연결되어 있다.

래들(100)은 자주 이동되는 것이므로 래들측 배관(102) 또는 래들측 안착부(104)는 구성이 간단하고 최소화되는 것이 바람직하다.

대응되는 대차측 부분과의 기밀을 유지하도록 하기 위하여 안착부기단(106)의 하부는 용접 후 그라인딩으로 면삭 처리를 실시하는 것이 바람직하다.

도 3은 대차측 기단에 설치된 본 발명의 오토 커플러 장치의 설치도이다.

오토 커플러 장치(300)는 대차측 기단(204) 위에 설치되어 있고 그 하부로 대차측 배관(202)이 연결 설치되어 있다.

또한, 대차측 기단(204) 위에는 한 쌍의 안내부(206)가 서로 대향하는 면이 아래쪽으로 갈수록 가까워지도록 경사지게 형성되어 있다. 두 안내부(206)의 하단부 사이의 거리가 래들측 기단(106)의 폭과 실질적으로 동일하기 때문에 래들(100)이 대차(200)에 안착될 때 래들(100)의 안착부(104)가 안내부(206)에 의 해 안내되어, 안착부 통로(110)의 선단이 오토 커플러 장치(300) 상의 정확한 위치에 올 수 있다.

래들(100)이 대차(200)에 안착할 때에 편차는 최대 40㎜(± 20mm) 이내로 적용될 수 있다.

도 4는 도 3의 A-A 단면도로서, 본 발명의 오토 커플러의 일실시예이다

대차측 기단(204)에 대차측 통로(210)를 형성하고, 그 통로에는 대차측 배관(202)과 연결된다.

대차측 기단(204)의 대차측 통로(210)의 상부에는 스프링수용부(302)가 형성되고, 스프링수용부(302)의 내부에 스프링(304)이 매립 설치된다.

스프링(304)은 대차측 기단(204)의 상단의 위로 g1만큼 돌출하여 설치된다.

상기 대차측 기단(204)의 상부에는 내부가 중공인 보호부재(310)가 설치되고, 그 중공에는 스프링(304)의 상단 돌출 부분이 끼워지고, 그 스프링(304)의 상부에는 누름부재(312)가 설치된다.

스프링(304)의 재질은 고온에서 견딜 수 있는 인코넬(X750)을 사용할 수 있다.

본 발명의 보호부재(310)는 분할형으로서 대차 안쪽에 홀 가공을 실시하여 볼트 등으로 대차측 기단(204)에 조립되어 고정 설치된다.

보호부재(310)는 분할형으로 조성함으로써, 용융물에 의한 변형 또는 손상 이 있는 경우에 즉각 수정 및 교환이 가능하다.

상기 누름부재(312)는 내부에 가스통로가 형성되고, 상부는 주연부가 도너츠형으로 돌출된 형태로서 그 주연부는 보호부재(310)의 상단 위로 g2 만큼 돌출된다.

도 4에서는 누름부재(312)의 주연부가 돌출된 상태의 실시예를 나타내고 있으나, 상부에서 눌려져서 스프링을 압축 가능한 형태라면 어떠한 형태이어도 무방하다.

상기 누름부재(312)의 주위에는 실링부재(314)가 설치된다.

O링 형태의 실링부재(314)를 채택하여도 되고, 개수는 하나 이상 복수이어도 무방하다.

실링부재(314)는 보호부재(310)의 상단 위로 g3만큼 돌출되어 설치된다.

실링부재(314)의 재질은 주위 열에 견딜 수 있도록 바이톤 및 불소수지 실리콘으로 하는 것이 바람직하다.

안착 시에 실링부재의 탈락을 방지하기 위하여 실링부재 커버를 부착할 수 있다.

본 실시예에서는 하나의 보호부재에 대하여 하나의 스프링을 설치할 수 있다.

래들의 총중량이 100~300톤으로 매우 무거우므로 여러 개의 스프링을 설치하는 것보다 중앙에 하나의 스프링을 매립 설치하는 것이 오히려 이물질의 흡착을 방 지하거나 또는 이물질을 제거함에 있어서 유용하다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 작용에 대하여 설명한다.

도 5는 도 4의 본 발명의 오토커플러 장치의 작용도이다.

래들이 대차에 안착할 때, 도 3에서와 같이 안내부(106)에 의하여 래들측 기단(106)이 대차측 기단(204)의 상부에 안내된다.

래들측 기단(106)의 하부는 먼저 g3만큼 돌출된 실링부재(314)와 접촉하여 실링부재(314)를 누르고, 다음으로 g2 만큼 돌출된 누름부재(312)를 누르게 된다.

눌려진 누름부재(312)에 의하여 g1만큼 돌출된 스프링(304)이 눌려져서 스프링의 힘으로 위로 반력이 생긴 상태로 유지된다.

이 때 눌려진 실링부재(314)에 의해 전체 통로는 밀폐되고, 불활성 가스는 대차측 배관(202)에서 래들측 배관(102)로 흘러간다.

오토 커플러(300) 주위에 가스를 퍼지할 수 있는 클리너를 설치하여 실링부재(314)에 끼인 먼지 등을 제거할 수 있다. 래들(100)의 안착 시에 자동으로 이물질이 청소될 수 있도록 PLC에서 지령을 내려서 가스 등을 퍼지하여 실링부재(314)에 끼인 먼지 등을 제거할 수 있다.

도 6에는 본 발명의 또 다른 실시예가 도시된다.

대차측 기단(204)과 스프링(304)의 구조는 도 4의 실시예와 동일하다.

이 실시예에서 또 다른 형태의 보호부재1(410)은 계단형의 중공부를 가진다.

그 계단형 중공부 내에 보호부재2(412)와 그 상부에 보호부재3(414)이 포함 설치된다.

이 보호부재들은 분할 가능하며 볼트 등으로 서로 고정된다.

보호부재3(414)은 실링부재1(416)을 고정하는 부재로서, 실링부재1(416)은 g3만큼 돌출되고, 보호부재3(414)은 보호부재1(410)의 위로 돌출되지 않는다.

본 실시예에서 실링부재1(416)은 2개인 경우를 도시하고 있으나, 2개에 한정되지 않는다.

따라서, 용융물이 비산하여 오터커플러 부분이 손상되었을 경우에, 실링부재 부분만이 손상되었을 때는 보호부재3(414) 만을 교환하여 실링부재(416)를 교환할 수 있고, 손상 범위가 넓어짐에 따라 보호부재2(412)까지, 또는 보호부재1(410)까지, 즉 보호부재 전체를 교환하는 등 손상의 범위에 따라 선택하여 처리함으로써 수리 보수의 시간이 매우 짧아지게 되며, 작업도 매우 효율적으로 된다.

도 1은 정련설비의 도면이다.

도 2는 래들측 안착부의 상세도이다

도 3은 대차측 기단에 설치된 본 발명의 오토 커플러 장치의 설치도이다.

도 4는 도 3의 A-A 단면도로서, 본 발명의 오토 커플러 장치의 일실시예이다.

도 5는 본 발명의 일실시예의 오토 커플러 장치의 작용도이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 도면이다.

Claims (3)

1. 래들과 대차 사이의 배관을 자동으로 연결하여 주는 오토 커플러에 있어서,

   대차측 기단의 대차측 배관 위에 스프링이 매립 설치되며, 상기 스프링은 상기 대차측 기단의 상단보다 돌출되고,

   상기 스프링의 상부 주위에 위치되고 분할 가능한 중공형의 보호부재가 대차측 기단에 고정 설치되고,

   상기 스프링을 압축 가능한 누름부재가 상기 보호부재의 중공 내에서 상기 스프링의 상면에 설치되며, 상기 누름부재는 상기 보호부재의 상단보다 돌출되고,

   상기 보호부재의 상면에서 상기 누름부재의 주위에 실링부재가 설치되며, 상기 실링부재는 상기 누름부재의 상단보다 돌출되는것을 특징으로 하는 전로형 수강대차 오토 커플러 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   하나의 상기 보호부재에 대하여 하나의 상기 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 전로형 수강대차 오토 커플러 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 실링부재는 바이톤 및 불소수지 실리콘을 포함하는 재질로 구성된 2중의 O링인 것을 특징으로 하는 전로형 수강대차 오토 커플러 장치.

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