KR200226269Y1 - 용강정련설비의 전극봉 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 탈가스 용강정련설비에 있어서 전극봉(1)을 베셀(8)내에 조립설치할 때 전극봉(1)의 센터링이 정확히 이루어지지 않는 상태에서도 전극봉(1)을 최적의 상태로 조립설치할 수 있도록 고안된 전극봉 장치에 관한 것이다.

본 고안은 전극봉(1)을 그 일측의 테이퍼형 단부가 로드사이드 피스(2)에 조립지지되고 타측의 반구형 단부는 싱글사이드 피드(3)에 조립지지되는 상태로 베셀(8) 내부에 조립설치하는 전극봉 장치에 있어서, 상기 싱글사이드 피스(3)의 전극봉(1)이 조립되는 쪽의 부위에 3개의 반구형 홈(3-1)들을 형성한 것을 특징으로 하는 용강정련설비의 전극봉 장치를 제공한다.

Description

용강정련설비의 전극봉 장치{ELECTRODE ASSEMBLING DEVICE FOR USE IN MOLTEN METAL PURIFYING VESSEL}

본 고안은 탈가스 용강정련설비에 있어서 베셀 내부의 승온 및 고온유지를 위해 베셀 내부에 삽입설치되어 사용되는 전극봉을 손쉽게 조립하고 또 전극봉이 쉽게 절단되는 것을 방지하기 위한 용강정련설비의 전극봉 장치에 관한 것이다.

도1과 같은 탈가스 용강정련설비의 베셀(8)에 설치사용되는 전극봉(1)은 흑연을 압착하여 만든 긴 원형 형태의 봉으로, 길이 1685m/m, 직경 90ø이며, 한쪽은 둥근 반구 형태이고 다른 한쪽은 200m/m 정도의 테이퍼부분을 두면서 가늘어지는 모양으로 되어 있다. 이러한 전극봉(1)의 조립지지를 위해 사용되는 피스(2,3)에는 싱글사이드 피스(Single side piece)(3)와 로드사이드 피스(Rod side piece)(2)가 있는데, 로드사이드 피스(2)는 둥근 원형으로 길이 375m/m, 직경 175m/m이고, 양쪽에는 각각 90ø, 80ø, 깊이 120m/m의 구멍이 있는 형태이고, 싱글사이드 피스(3)는 길이 375m/m이고 한쪽에는 직경80ø 깊이 120m/m의 구멍이 있고 다른 한쪽에는 80° 정도의 반구형태의 홈이 있는 형태이다.

전극봉(1)을 베셀(8)에 조립하는 방법은 전극봉교환대차(6)에 부착되어 있는 카파 피스(5)의 머리부분에 로드사이드 피스(2)를 끼운 후 피스의 다른쪽 구멍에는 전극봉(1)의 테이퍼부분을 끼운 다음, 전극봉교환대차(6)를 베셀롯드홀(12)을 통하여 베셀(8) 내부로 삽입한다. 그리고, 반대 방향의 카파 피스(4)에는 싱글사이드 피스(3)을 끼운 후 전극봉교환대차(7)을 이용하여 피스(3)를 베셀롯드홀(12)을 통하여 베셀내부로 삽입하며, 이에 따라 베셀(8) 내부에서는 상기 전극봉(1)의 반구형태의 끝부분이 상기 싱글사이드 피스(3)의 홈부위에 끼워지면서 전극봉(1)의 조립설치가 이루어지게 된다.

이러한 전극봉(1)의 조립작업시 양쪽의 카파 피스(4,5)가 정확히 일직선상에 있어야만 전극봉(1)과 싱글사이드 피스(3)가 정확히 맞물려 전극봉(1)이 휘어지는 힘을 받지 않고 정상적인 전극봉설치상태를 이루게 된다. 그러나, 관련 설비현장에 있어서는 여러 가지 요인에 의해서 상기 전극봉(1)의 조립중심이 잘 맞지 않게 되는 일이 빈번히 일어나고 있는 실정이다.

전극봉의 조립중심이 잘 맞지 않게 되는 요인에는 여러 가지가 있으나, 그 중에 가장 빈번히 발생하는 요인은 다음 2가지 경우를 들 수 있다.

먼저, 베셀(8)에 대한 전극봉(1)의 조립설치순서는 도2a∼도2c에서와 같은데, 제1 조립단계의 작업은 도2a에서 보는 바와 같이 베셀(8)과 베셀커버(10)가 없는 상태에서 전극봉교환대차(6,7)을 움직여 전극봉(1)의 센터링이 정확하게 이루어지게 한다.

제2 조립단계에서는 도2b에서와 같이 베셀크레인(18)을 이용하여 베셀(8)을 베셀안착위치 가이드(14)를 가진 베셀이동대차(9) 위에 안착시킨다. 안착시 카파 피스(4,5)가 베셀롯드홀(12)의 정중앙으로 삽입될 수 있게 베셀(8)의 위치를 조정한다.

제3 조립단계에서는 도2c에서와 같이 베셀(8)과 배기관(11) 상부에 베셀커 버(10)를 안착시켜 베셀을 조립한다. 조립시 베셀(8)과 베셀커버(10)간의 조립부위 (15) 사이에 틈이 있는지 확인한다. 만약, 도3에 상징적으로 예시된 바와 같은 틈 (17)이 있을 경우 그 틈(17) 부위의 크기만한 베셀높이 조정용 철판(16)을 베셀안착지지대(13)와 베셀이동대차(9) 사이에 삽입하여 베셀(8)의 높이를 조정한다. 조정후, 베셀높이를 조정한 쪽의 전극봉교환대차(7)를 움직여 카파 피스(4)가 베셀롯드홀(12) 정중앙으로 삽입될 수 있게 조정한다. 위와 같이 베셀(8) 조립작업이 이루어질 때 전극봉(1)의 센터링 작업이 정확히 안되고 있는 이유는 다음과 같다.

즉, 본 고안의 전극봉 장치가 적용되는 베셀은 베셀(8) 본체와 상부의 베셀커버(10)가 조립되어 사용되는데, 베셀(8) 3대와 베셀커버(10) 3대가 서로 돌아가면서 조립되어 사용되고 있다. 베셀(8)과 베셀커버(10)간의 조립시 이들 사이에는 틈이 없어야 한다. 왜냐하면 본 공정인 탈가스작업은 고진공을 형성하여 용강을 정련하는 공정이기 때문에 고진공형성이 요구되는 때문이다. 베셀(8)과 베셀커버(10) 간의 조립시 이들 사이에는 틈이 생기는 것을 방지하기 위해 실링재인 고무링이 개재되어 동 고무링 위에 베셀커버(10)가 올려지고 이 베셀커버(10)의 무게에 의해 고무링이 압착되어 틈이 생기는 것을 방지한다. 그러나, 상기 베셀(8)과 베셀커버(10)는 항상 1000℃ 이상의 고온에 노출되어 있고 장시간 사용함에 따라 베셀커버(10)가 변형되어 베셀(8)과 베셀커버(10)의 조립시 틈이 생기고 있다. 또, 틈이 생기는 부위는 3대의 베셀커버(10) 마다 다르게 생기고 있는데, 왜냐하면 베셀커버(10)마다 변형된 양이 다르기 때문이다.

베셀조립시 틈이 생기면 틈이 생기는 부위의 베셀을 틈의 크기만큼 위로 올려주어야 하며, 베셀높이를 조정하는 방법은 전술한 바와 같다. 이러한 경우의 베셀 높이조정시 베셀(8)을 한쪽 방면만 올려주기 때문에 높이를 조정한 쪽에는 카파 파스(4,5) 삽입시 베셀롯드홀(12) 정중앙에 카파 피스가 삽입되지 않고 베셀롯드홀(12) 벽에 부딪쳐 삽입이 불가능해지게 된다. 이러한 경우 카파 피스(4,5)가 베셀롯드홀(12) 중앙으로 삽입되게 되는 것이 가능하도록 하기 위해 전극봉교환대차(6,7)는 상,하,좌,우로 조정이 가능하게 되어 있는데, 베셀높이를 조정한 쪽의 전극봉교환대차(6,7)를 움직여 카파 피스(4,5)가 베셀롯드홀(12) 중앙으로 삽입되도록 조정한다. 즉, 만약 베셀(8)의 한쪽 방면을 5m/m 높게 조정하였다면 조정한 쪽의 전극봉교환대차(6,7)도 5m/m 높여 주어야 하는 것이다. 그렇게 되면 양쪽 카파 피스(4,5)중 한쪽만 5m/m 높아져 전극봉조립시 정확한 센터링이 되지 않게 되는 것이다.

둘째로는, 베셀(8)이 안착되는 부위가 좌,우로 사이가 넓어 베셀을 베셀이동대차(9)에 안착시 양쪽 카파 피스(4,5)가 동시에 베셀롯드홀(12) 중앙으로 삽입되도록 위치를 조정하기가 어려워 먼저 한쪽 카파 피스만 베셀롯드홀(12) 중앙으로 삽입되도록 조정한 후 다른 한쪽은 그쪽의 전극봉교환대차(6,7)를 움직여 위치를 조정하게 된다. 이와 같은 경우도 한쪽 전극봉교환대차(6,7)만 움직이기 때문에 전극봉조립시 정확한 센터링이 잘 이루어지지 않는다.

위와 같은 요인들로 전극봉 센터링 작업이 정확히 되지 않은 상태에서 전극봉을 조립하게 되면 전극봉(1)과 피스(3)가 베셀(8)내에서 조립될 때 전극봉(1) 끝부분이 피스(3)의 반구형 홈부위에 도4와 같은 상태로 정확히 조립되지 않고 도5에서와 같이 전극봉(1) 끝이 피스(3)의 경사진 부위에 닿으면서 반구형 홈부위로부터 편위된 상태로 조립되어 억지로 끼워 맞춘 상태가 된다. 그러면 상기 전극봉(1)은 센터링이 안된 만큼 휘는 힘을 받게 된다. 이러한 전극봉은 흑연을 압착하여 만든 것으로 탄력이 전혀 없어 약간만 휘는 힘을 받게 되면 절단되게 된다. 상기 전극봉(1)은 베셀(8)내에서 조립설치되어 전기가 투입된 상태에서 약 30시간이상 사용되어야 하지만, 센터링이 안된 상태에서 전기를 투입하게 되면 20분이내에 절단되고 만다. 또, 이러한 용도로 사용되는 전극봉은 1개당 20만원이상의 고가품일 뿐만 아니라, 전극봉이 절단되어 베셀내로 떨어지면 정련중의 용강속에 용해되어 용강품질에 나쁜 영향을 끼치게 된다. 전극봉의 주성분은 탄소성분이 주류를 이루고 있기 때문에 용강성분에 변동을 주어 용강의 목표 탄소성분을 맞출 수 없게 되므로 목표한 제품으로의 생산이 불가능해지는 것이다.

도1은 본 발명이 관련된 설비의 구성 개요도,

도2a는 전극봉의 제1 조립단계를 보인 정면도,

도2b는 전극봉의 제2 조립단계를 보인 정면도,

도2c는 전극봉의 제3 조립단계를 보인 정면도,

도3은 베셀의 조립상태를 예시한 정면도,

도4는 전극봉의 정상적인 조립상태를 보인 상세도,

도5는 본 고안전 전극봉의 편위된 조립상태를 보인 상세도,

도6은 본 고안에 따른 전극봉의 조립상태 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 전극봉 2 : 로드사이드 피스(Rod side piece)

3 : 싱글사이드 피스(Single side piece) 4,5 : 카파 피스(Copper piece)

6,7 : 전극봉교환대차 8 : 베셀(Vessel)

9 : 베셀이동대차 10 : 베셀커버(Vessel cover)

11 : 배기관 12 : 베셀롯드홀(Bessel rod hole)

13 : 베셀안착지지대 14 : 베셀안착위치 가이드

15 : 베셀과 베셀커버간 조립부위 16 : 베셀높이 조정용 철판

17 : 베셀과 베셀커버사이에 생긴 틈 18 : 베셀크레인

본 고안은 위와 같은 문제점을 해결한 것으로, 전극봉(1)과 밀착되는 싱글사이드 피스(3)를 개선하여 전극봉 센터링 작업이 정확히 되지 않은 상태에서도 전극봉 조립시 전극봉(1)과 싱글사이드 피스(3) 사이가 휘는 힘을 받지 않는 상태로 자연스럽게 조립되게 한 것이다.

기존의 싱글사이드 피스(3)는 전극봉과 조립되는 부분인 반구형 형태의 홈이 싱글사이드 피스(3)의 중앙에 하나밖에 없어 전극봉이 조립밀착되는 부위가 극히 제한적이었다.

그러나 본 고안에서는 도6에서 예시된 바와 같이 상기 싱글사이드 피스(3)의 전극봉(1)과 조립되는 부위에 반구형 형태의 홈(3-1)을 3개 만들어 전극봉(1)과 조립될 때 상기 3개의 홈(3-1)들중에 가장 자연스러운 조립이 되는 홈에 전극봉(1)이 조립되도록 함으로써 전극봉(1)에 작용하는 휘는 힘을 최소화하여 전극봉이 쉽게 절단되는 것을 방지할 수 있게 한 것이다.

베셀(8) 조립시 베셀의 로드사이드 피스(2) 쪽이 5m/m 높아졌다면 싱글사이드 피스(3)쪽 카파 피스(4)에 싱글사이드 피스(3)를 끼울 때 상기 3개의 홈(3-1)이 있는 부위를 수직으로 끼우고 전극봉(1)을 조립하게 되면 상기 홈(3-1)들중 위쪽에 있는 홈에 전극봉이 자연스럽게 조립되고, 반대로 싱글사이드 피스(3) 쪽이 5m/m 높아졌다면 상기 싱글사이드 피스(3)에 나있는 3개의 홈(3-1)들중에 가장 아래쪽에 위치한 홈에 전극봉(1)이 자연스럽게 조립되는 것이다.

나아가서, 전극봉(1)의 좌,우 방향의 센터링이 불량할 경우에는 상기 싱글사이드 피스(3)를 카파 피스(4)에 끼울 때 수평으로 끼우고 전극봉(1)을 조립하게 되면 수직일 경우와 마찬가지로 상기 3개의 홈(3-1)들중에 센터링이 맞는 홈에 전극봉이 조립되어진다.

이상과 같이 본 고안은 전극봉조립시 센터링이 정확히 안된 상태에서도 전극봉(1)과 싱글사이드 피스(3)간의 조립설치를 최적의 상태로 이루어낼 수 있는 효과를 제공하는 것이다.

Claims (1)

1. 전극봉(1)을 그 일측의 테이퍼형 단부가 로드사이드 피스(2)에 조립지지되고 타측의 반구형 단부는 싱글사이드 피드(3)에 조립지지되는 상태로 베셀(8) 내부에 조립설치하는 전극봉 장치에 있어서, 상기 싱글사이드 피스(3)의 전극봉(1)이 조립되는 쪽의 부위에 3개의 반구형 홈(3-1)들을 형성한 것을 특징으로 하는 용강정련설비의 전극봉 장치.