KR100977779B1

KR100977779B1 - 재사용 턴디쉬 하부 산소 개공 장치

Info

Publication number: KR100977779B1
Application number: KR1020020077309A
Authority: KR
Inventors: 양덕수
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2002-12-06
Filing date: 2002-12-06
Publication date: 2010-08-24
Also published as: KR20040049513A

Abstract

본 발명은 연속주조공정에서 턴디쉬 크로즈 스타트(TUNDISH CLOSE START) 작업시 턴디쉬 자연개공 불가로 인한 산소 강제 개공 작업시 작업자에 의한 직접적인 작업없이 안전하고 정확한 자동 개공 작업이 이루어지도록 하여 작업자의 안전을 도모하고 생산성 향상을 가져올 수 있도록 된 재사용 턴디쉬 하부 산소 개공 장치에 관한 것이다.

본 발명의 장치는 산소 파이프(90-3)를 턴디쉬 침지노즐(34) 주입구에 하부로부터 삽입되게 하였으며, 산소량을 제어하는 밸브 스텐드를 이용하여 산소량을 자동으로 저압과 고압으로 구분하여 투입하도록 하였다. 그리고 산소 파이프 상단부분을 개공이 잘되도록 이중으로 하고 산소 파이프 내부에 점화가 잘 되도록 점화활성화 성분을 넣어 점화가 신속하게 이루어지면서 산소 파이프가 턴디쉬 상부 노즐 내부에 응고된 용강(25)을 정확하게 제거하여 개공이 이루어지게 하였으며, 이런 모든 작업이 자동으로 이루어지게 하였다.

Description

재사용 턴디쉬 하부 산소 개공 장치{APPARATUS FOR OPENING SUBMERGED ENTRY NOZZLE OF TUNDISH IN CONTINUOUS CASTING PROCESS}

도1은 종래의 개공작업 상태도로서, (가)는 주조작업이 이루어지는 과정을 나타낸 개략도, (나)는 (가)의 장치를 위에서 바라 본 평면도, (다)는 래들에서 턴디쉬에 용강이 주입되어 채워진 후 몰드에 용강이 주입되기 직전의 모습을 나타낸 그림, (라)는 산소파이프를 이용하여 작업자가 직접 강제로 노즐내 응고강을 용융시켜서 몰드로 용강이 주입되게 하는 작업을 나타낸 그림, (마)는 상부에 설치된 개공장치를 이용 강제로 노즐내 응고강을 용융시켜서 몰드로 용강이 주입되게 하는 작업을 나타낸 그림이다.

도2는 턴디쉬에 용강이 주입된 후 용강이 몰드측으로 주입되기까지의 과정을 나타낸 그림으로서, (가)는 턴디쉬에 용강이 주입되는 중에 불활성 가스를 이용하여 턴디쉬 슬라이드노즐 카셋트의 상부 노즐 내부에서 용강이 굳어지는 것을 방지하기 위해서 용강을 순환시키는 모습을 나타낸 그림, (나)는 (가)도에서 턴디쉬에 용강이 충분히 충진된 후 슬라이드노즐 카셋트의 중간 플레이트를 열어 용강이 주입되는 모습을 나타낸 그림, (다)는 (나)도에서와 같이 슬라이드노즐을 열어도 용강이 주입되지 않으면 산소파이프를 이용하여 산소를 불어넣어 응고강을 녹여서 용강이 정상적으로 주입되게 하는 모습을 나타낸 그림, (라)는 (다)도에서와 같이 상 부에서 슬라이드노즐 산소세척 작업중 작업 잘못으로 인하여 턴디쉬 슬라이드노즐 카셋트의 상부 노즐 부분이 용손되면서 용강이 유출되는 모습을 나타낸 그림이다.

도3은 본 발명에 따른 재사용 턴디쉬 하부 산소 개공 장치의 측면도이다.

도4의 (가)는 본 발명중 산소 개공 장치가 동작할 때 산소를 열어공급하기 위한 밸브 스탠드를 나타낸 회로도, (나)는 본 발명중 산소 파이프의 구성개요도, (다)는 운전판넬의 정면도이다.

도5는 본 발명의 장치로 개공작업을 하기까지의 준비상태를 보인 개요도이다.

도6은 본 발명의 장치에 의한 개공작업 상태도이다.

* 도면중 주요부분에 대한 부호설명 *

10 : 래들 11 : 래들 롱노즐 12 : 래들 타렛트 암

20 : 턴디쉬 21 : 래들 주입구 22 : 턴디쉬 예열구

23 : 턴디쉬 예열 배기구 24 : 턴디쉬 작업 데크 25 : 용강

26 : 턴디쉬 커버 27 : 턴디쉬 웰 블록

30 : 턴디쉬 슬라이드노즐 카셋트

31 : 슬라이드노즐의 상부 노즐 및 상부 플레이트

32 : 슬라이드노즐 카셋트의 중간 플레이트

33 : 슬라이드노즐 카셋트의 하부 노즐 및 하부 플레이트

34 : 침지노즐 35 : 침지노즐 토출구

50 : 몰드 70 : 산소 소켓 71 : 산소 파이프

80 : 카 80-1 : 레일 80-2 : 주조위치 리미트 스위치

80-3 : 대기위치 리미트 스위치 80-4 : 카 주행 모터

81 : 승,하강 모터 81-1 : 승,하강 유니트 81-2 : 승,하강 실린더

81-3 : 거리측정장치(LVDT) 81-4 : 승,하강 프레임

81-5 : 가이드롤 81-6 : 상승위치 리미트 스위치

81-7 : 하강위치 리미트 스위치 82 : 회전용 모터

82-1 : 웜기어 82-2 : 메인웜기어 82-3 : 주조위치

82-4 : 대기위치 83 : 전,후진 모터

90-3 : 산소 파이프

본 고안은 연속주조기(CONTINUOUS CASTING MACHINE)에서 주조작업을 완료한 턴디쉬(TUNDISH) 내부의 내화물을 교체하거나 주조완료후의 잔존열이 남아있는 상태의 턴디쉬를 예열하지 않고 재사용함에 있어서 턴디쉬 크로즈 스타트(TUNDISH CLOSE START) 작업시 턴디쉬의 슬라이드 노즐 카셋트의 상부 노즐 부분에서 용강이 굳어져 턴디쉬에서 몰드(MOULD) 측으로 용강이 자연적으로 주입되지 않을 때 턴디쉬 침지노즐내에 개공용 산소 파이프를 하부로부터 삽입하여 강제로 산소를 이용하여 개공하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 래들(LADLE)(10)에서 턴디쉬(20)로의 용강주입은 오픈(OPEN) 주 입방식을 사용하게 되는데, 이는 슬라이드노즐 카셋트(SLIDE NOZZLE CASSETTE)(30)를 열어놓은 상태에서 용강을 주입하여 턴디쉬(20)내에 일정량의 용강(25)이 차오르게 되면 열어놓은 슬라이드노즐을 통해서 용강이 몰드(50)내로 주입되게 하는 방법이다.

턴디쉬 크로즈 스타트란 턴디쉬(20)의 슬라이드노즐 카셋트(30)를 닫아놓은 상태에서(도2의 가) 래들(10)에서 턴디쉬(20)로 용강을 주입하여 턴디쉬에 용강량이 충분히 채워지면(약 60톤) 이때 슬라이드노즐 카셋트(30)를 열어(도2의 나) 용강이 몰드내(50)로 주입되게 하는 방식이다.

일반적으로 턴디쉬(20)에서 몰드(50) 측으로 용강이 주입되지 않으면, 도1의 마와 같은 장치(100)를 이용하거나, 도1의 라와 같이 작업자가 직접 산소 파이프를 산소호스가 연결된 산소 소켓(70)에 연결한 후 이를 턴디쉬(20) 슬라이드노즐 카셋트(30)의 상부 노즐(31)내부에 집어 넣고 고압의 산소를 불어넣어 응고된 용강을 제거하여 용강이 턴디쉬(20) 몰드(50)로 주입되게 하였다.

즉, 종래에는 턴디쉬(20)의 슬라이드노즐 카셋트(30)의 상부 노즐(31) 내부에서 용강이 굳어져 턴디쉬(20)의 자연개공이 이루어지지 않으면 턴디쉬 내부에서 약 60톤의 용강이 채워져 있기 때문에 산소 파이프(71)를 이용하여 고압의 산소로 개공을 실시하는 작업을 하였는 바, 작업중 용강이 산소파이프(71)를 타고 역류하여 올라오면서 폭발되어 작업자가 재해를 입게 되는 위험이 있으며, 또 이러한 작업자에 의한 산소 개공작업시 산소 파이프(71)의 끝을 정확히 턴디쉬(20) 슬라이드노즐 카셋트(30)의 상부 노즐(31) 내부로 진입시키기가 매우 어렵고, 도1 마와 같 은 장치(100)를 이용한 작업시도 산소 파이프(71)의 끝이 정확히 맞지 않으면 도2 라의 예시와 같이 턴디쉬 슬라이드노즐 카셋트(30) 외부로 용강이 유출되는 사고가 발생하여 주조작업이 중단되게 될 뿐만 아니라 이 용강유출로 인하여 작업자가 재해를 입게 되는 문제점이 있다. 또한 턴디쉬 웰 블록(27)에서의 용강유출로 인해서 재사용 턴디쉬의 수명이 현저하게 낮아지고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 턴디쉬 크로즈 스타트 작업시에 턴디쉬의 슬라이드 노즐 카셋트의 상부 노즐 부분에서 용강이 굳어져 턴디쉬에서 몰드 측으로 용강이 자연적으로 주입되지 않을 때 자동으로 신속, 안전하게 강제개공작업을 할 수 있도록 하여 작업자를 보호하고 설비를 보호하며 조업능률을 향상시킬 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부도면을 참조하여 상세하 설명한다.

도3~도6에 예시된 바와 같이 본 발명의 장치는 크게 산소파이프(90-3)를 침지노즐(34) 주입구에 하부로부터 정확하고 안전하게 장착하여 개공작업할 수 있도록 설계한 하부 개공용 산소 파이프 장치와, 이 산소 파이프를 가지고 동력 및 유압유니트를 이용하여 자동으로 개공 작업을 실시할 수 있도록 된 장치와, 산소량을 제어하는 밸브 스텐드를 포함하여 구성되는 것으로서, 저산소밸브(105)와 고산소밸브(104)를 통해 산소파이프(90-3)로 산소의 공급 및 차단을 제어하는 밸브 스텐드와; 상단에 형성되어 상기 저산소밸브(105)가 오픈되면서 산소를 소량 유입하여 1차 점화시키는 부분(90)과, 상기 1차 점화 종료 후 상기 고산소밸브(104)가 오픈되어 산소파이프(90-3)의 2차 점화를 수행하는 2차 점화부분(90-1)을 포함하는 산소파이프(90-3)와; 상기 산소파이프(90-3)의 하단과 결합되어 산소를 공급하는 연결부(90-8)와; 레일(80-1)상에서 이동가능한 카(80)와, 상기 카(80)의 상면에 형성되어 회전가능한 메인웜기어(82-2)와, 상기 메인웜기어(82-2)와 기어결합하여 회전용 모터(82)에 의해 구동되는 웜기어(82-1)와, 상기 메인웜기어(82-2)의 상면에 형성되어 메인웜기어(82-2)에 의해 회전되도록 이루어지고 내부에 형성된 승,하강 실린더(81-2)와 연결되어 승하강하는 승하강 프레임(81-4)과, 상기 승하강 프레임(81-4)에 결합되되 내부의 전후진 모터(83)에 의해 작동되는 웜기어(83-1)와, 상기 웜기어(83-1)에 연결되어 전후진하는 스크루(83-9)의 작동으로 랙기어(83-4)(83-8)에 의해서 전후진하는 전,후진 암(83-10)(83-11)으로 구성되는 하부 개공장치로 이루어진다. 상기 승하강 프레임(81-4)은 승하강이 용이하도록 내부에 가이드롤(81-5)이 구비된다.

턴디쉬 하부 개공용 산소 파이프(90-3)는 침지노즐(34) 주입구를 정확하게 가이드하여 턴디쉬 웰 블록(27) 하단 턴디쉬 용강부(25) 중앙까지 가이드해주는 가이드링(90-4), 산소를 소량 유입하여 1차로 점화시켜주는 1차 점화부분(90), 1차점화가 끝나고 그 부분이 용융되면 동시에 용융되는 2차점화 부분(90-1), 그리고 파이프내에 제공되는 점화활성화 성분(90-2), 산소를 공급해주고 작동해주는 개공장치에 연결하는 연결부(90-8), 그리고 분리된 부분을 연결하여 파이프를 통한 산소공급이 이루어지도록 해주는 연결구(90-6), 상기 연결구(90-6)를 분리되지 못하도록 잡아주는 록킹부(90-7)를 포함하여 구성된다. 강제개공을 위한 산소세척작업시 산소 밸브를 제어하는 밸브 스텐드는 도4의 가와 같이 산소 압력을 조절할 수 있는 압력조절밸브(101), 산소 개공작업시 역화를 방지하기 위한 역화방지기(106) 및 유량 조절밸브(102,103), 산소의 공급, 차단을 선택할 수 있는 산소밸브(104,105)로 구성되어 있다. 하부 산소개공장치 구성은 도3과 같이 카(80)를 전진, 후진할 수 있는 카 주행 모터(80-4)와, 카의 이동을 위한 전용 레일(80-1)과, 주조위치를 감지하는 리미트 스위치(80-2)와, 대기위치를 감지하는 리미트 스위치(80-3)로 구성되어 있다. 상승, 하강 장치는 승,하강 모터(81)와 승,하강 유니트(81-1)를 이용하여 승,하강 실린더(81-2)를 작동하고 작동된 거리를 정확하게 측정할 수 있도록 거리측정장치(81-3)를 설치하였고, 암의 정확한 위치를 감지하기 위해 장치를 주조위치(82-3)와 대기위치(82-4)로 회전용 모터(82)를 이용하여 회전할 수 있도록 하였다. 암의 전, 후진 장치는 전,후진 모터(83)를 설치하고, 2단 기어(83-1)(83-7) 방식으로 전진, 후진할 수 있도록 암 중앙에 전,후진용 스크루(83-9)를 설치하고, 암 전단에는 설비 보호용 용강비산 방지판(84-3)를 설치하여 보호하도록 하였으며, 개공용 산소 파이프가 목적하는 곳에 정확하게 삽입되도록 고정판(84-4) 및 산소 파이프 소켓(84-5)을 구비하여 구성되었다.

본 발명의 사용방법을 살펴보면, 턴디쉬가 대기위치에서 침지노즐(34) 예열위치에 오면 침지노즐(34) 주입구 내에 본 발명의 하부 개공용 산소 파이프(90-3)가 가이드링(90-4)을 통해 침지노즐(34)의 토출구(35)측으로 오도록 삽입된다(도4 나). 삽입이 완료되면 침지노즐(34)을 턴디쉬(20) 하부 노즐(33)에 체결하고 주조위치로 이동한다. 턴디쉬(20)가 주조포지션에 도착완료되고 운전 판넬(200)(도4 다)에서 작업자가 스타트 버튼을 누르면 카 주행모터 감지센서(150)가 스타트를 감지하고 대기위치(82-4)에 대기하고 있던 회전 장치는 주조위치(82-3)으로 회전하고, 그와 동시에 대기위치 리미트 스위치(80-3)에 의한 대기위치에 있던 카(80)는 주조위치 리미트 스위치(80-2)에 의한 주조위치로 이동하고, 그와 동시에 승강 모터(81), 승,하강 유니트(81-1), 승,하강 실린더(81-2), 거리측정장치(81-3)에 의해서 상승하여 정확하게 작업위치에 스톱된다. 그리고 상기와 동시에 전,후진 암(83-10)(83-11)은 전,후진 모터(83)에 의해서 웜기어(83-1)가 작동하여 전,후진용 스크루(83-8)가 작동되며 랙기어(83-4)(83-8)에 의해서 전진되고 LVDT(83-5)에 의해 거리를 측정하여 설정된 값에 의해서 자동으로 스톱된다.

스톱이 완료되면 준비가 완료된 산소 파이프의 파이프 연결부(90-5)를 산소를 공급해주는 연결구(90-6)와 체결하고, 고압산소가 공급되어도 연결부가 분리되지 못하도록 록킹부(90-7)로 록킹한다. 그리고 산소소켓에는 산소 파이프 연결부(90-8)를 체결한다. 이렇게 준비된 상태에서 래들(10) 주입이 개시되어 턴디쉬(20)내의 용강량이 60톤에 도달하여 턴디쉬 슬라이드노즐 카셋트(30)를 열어도 용강이 몰드(50)내로 주입되지 않으면 운전판넬에서 작업자가 스타트 버튼을 다시 한번 누르면 먼저 저산소밸브(105)가 열리면서 산소 파이프가 1차점화되고 1차점화가 끝나고 그 부분이 용융되면 동시에 고산소밸브(104)가 열려 산소 파이프를 2차점화(도6 다)시켜 그 부분이 용융되고 파이프내에 있던 점화활성화 성분이 응고된 용강부를 쉽게 용융시켜(도6 라) 개공을 이루게 됨으로써 몰드(50)에 용강이 주입된다. 여기에서, 상기 저산소밸브(105)는 5초후, 고산소밸브(104)는 3초후에 닫히도록 하여 산소 파이프를 타고 용강이 역류되는 것을 방지하게 했다. 또한, 카 주행 속도는 작업자의 안전을 고려하여 약 2.0~3.0m/min 정도의 저속으로 움직이도록 하였다.

이후 위와 같은 산소 개공작업에 쓰인 폐 산소 파이프는 산소 파이프 조임볼트(84-6)를 풀어주면 제거되고, 운전판넬에서 대기 버튼을 누르면 장치는 주조위치(80-2)에서 대기위치(80-3)로 이동하여 대기한다.

따라서, 상술한 바와 같은 본 발명에 의하면 턴디쉬 크로즈 스타트(TUNDISH CLOSE START) 작업에 있어 턴디쉬 자연개공 불가로 인한 산소 강제 개공작업시 안전하고 정확한 자동 개공작업으로 작업자의 안전과 설비관리에 큰 효과가 있고 또 생산성 향상에도 기여할 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

연속주조공정중 턴디쉬(20)의 크로즈 스타트 작업시 산소파이프(90-3)를 이용하여 턴디쉬(20) 하부를 개공하는 장치에 있어서,

저산소밸브(105)와 고산소밸브(104)를 통해 산소파이프(90-3)로 산소의 공급 및 차단을 제어하는 밸브 스텐드와;

상단에 형성되어 상기 저산소밸브(105)가 오픈되면서 산소를 소량 유입하여 1차 점화시키는 부분(90)과, 상기 1차 점화 종료 후 상기 고산소밸브(104)가 오픈되어 산소파이프(90-3)의 2차 점화를 수행하는 2차 점화부분(90-1)을 포함하는 산소파이프(90-3)와;

상기 산소파이프(90-3)의 하단과 결합되어 산소를 공급하는 연결부(90-8)와;

레일(80-1)상에서 이동가능한 카(80)와, 상기 카(80)의 상면에 형성되어 회전가능한 메인웜기어(82-2)와, 상기 메인웜기어(82-2)와 기어결합하여 회전용 모터(82)에 의해 구동되는 웜기어(82-1)와, 상기 메인웜기어(82-2)의 상면에 형성되어 메인웜기어(82-2)에 의해 회전되도록 이루어지고 내부에 형성된 승,하강 실린더(81-2)와 연결되어 승하강하는 승하강 프레임(81-4)과, 상기 승하강 프레임(81-4)에 결합되되 내부의 전후진 모터(83)에 의해 작동되는 웜기어(83-1)와, 상기 웜기어(83-1)에 연결되어 전후진하는 스크루(83-9)의 작동으로 랙기어(83-4)(83-8)에 의해서 전후진하는 전,후진 암(83-10)(83-11)으로 구성되는 하부 개공장치로 이루어지는 재사용 턴디쉬 하부 산소 개공 장치.
제1항에 있어서,

상기 밸브 스텐드는 산소 압력을 조절하는 압력조절밸브(101)와, 상기 압력조절밸브(101)의 일측에 위치하여 산소 개공작업시 산소의 유량을 제어하는 유량 조절밸브(102,103)와, 상기 유량 조절밸브(102,103)의 일측에 위치하여 역화를 방지하기 위한 역화방지기(106)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 재사용 턴디쉬 하부 산소 개공 장치.
제1항에 있어서,

상기 승하강 프레임(81-4)은 승하강이 용이하도록 내부에 가이드롤(81-5)이 구비된 것을 특징으로 하는 재사용 턴디쉬 하부 산소 개공 장치.