KR200173273Y1 - 전기로의 전극봉 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안의 목적은 노즐 막힘이 없는 전기로의 전극봉 냉각장치를 제공함에 있다.

이를 위해 본 고안은 전극봉 외주면과 소정간격을 두고 환형으로 연결설치되고 표면에 냉각수가 분사되는 다수개의 분사구멍이 형성된 냉각수 분사용 파이프링과, 이 파이프링 위쪽에 상기 전극봉에 대해 환형으로 설치되고 에어가 유통되는 에어 분사용 파이프링, 이 에어 분사용 파이프링을 따라 일정간격을 두고 설치되고 상기 냉각수 분사용 파이프링의 내부를 관통하여 냉각수 분사용 파이프링의 분사구멍으로 에어를 분사시키기 위한 분사노즐 및, 각 파이프링으로 냉각수와 에어를 공급하기 위해 파이프링에 연결되는 냉각수호스와 에어호스와, 각 호스에 설치되어 에어와 냉각수를 차단시키기 위한 밸브로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기로의 전극봉 냉각장치를 제공한다.

Description

전기로의 전극봉 냉각장치{Device for cooling electrode of electric furnace}

본 고안은 전기로의 전극봉에 관한 것으로, 특히 전극봉을 냉각시켜주기 위한 전기로의 전극봉 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기로는 전기를 이용하여 금속이나 합금을 가열, 용해하는 노를 말하는 것으로, 전기로의 상부로 수직 연결된 전극봉에 고전압을 인가하면 고열의 아크열이 발생되면서 전기로 내의 고철을 용해하게 된다.

상기 전기로는 도 3에 도시된 바와 같이, 고철을 전기 아크열로 용해시키는 3개의 전극봉(100)을 갖추고 있으며, 전극봉(100)은 전극홀더(102)에 결속되어 있고, 전극암(104)에 의해 지지되어 전기로(110) 내부로 상하 이동하며, 부스 케이블(106)을 통해 전원을 공급받아 전기로(110) 내에서 고철을 용해하는 구조로 되어 있다.

이러한 전기로는 안정된 전류의 흐름을 위하여 통상 고가의 전극봉이 사용되고 있으며, 이 전극봉의 수명은 생산성과 작업성 및 단가 측면에서 큰 비중을 차지하고 있다. 따라서 전극봉 보호와 수명연장을 위해 전극봉에 수냉장치를 설치하여 작업중에 가열된 전극봉을 냉각시키도록 되어 있다.

즉, 전기로에서 아크에 의한 전극봉의 열 발생과 전기로 내부의 용해된 고철의 용융열로 전극봉은 가열이 계속되어지는 데, 이렇게 가열상태에서 계속 조업을 하게 되면 가열된 전극봉의 표면이 대기중의 산소와 접촉하여 산화되고 또한 전기로 열원 확보와 용탕의 용해속도를 높이기 위해 전기로 내부로 불어넣는 산소에 의해 더욱 심하게 산화되어 전극봉의 소모를 촉진하게 된다.

따라서 상기 문제점을 해소하기 위해 전극봉에는 냉각장치를 설치하고 노즐을 통해 냉각수를 흘러보내 전극을 수냉시켜 적열에 의한 전극 표면 산화를 방지해 왔었다.

종래의 냉각장치는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이, 전극봉(100) 외주면과 소정간격을 두고 환형으로 연결되어 설치되는 파이프링(108)과, 이 파이프링(108)을 따라 전극봉(100)쪽으로 하향 45도 방향으로 형성되어 냉각수가 분사되는 다수개의 분사구멍(112), 상기 파이프링(108)에 각각 연결되어 냉각수를 공급하기 위한 냉각수관(114)과, 에어를 공급하기 위한 에어관(116) 및 상기 각 관(114,116)에 설치되는 개폐용 밸브(118,120)로 이루어진다.

상기 에어관은 조업 준비작업이나 출탕작업 또는 작업대기시에 냉각수가 전기로 내부로 유입되어 전기로 노내화물을 냉각시키거나 출탕시 용탕래들로 흘러들어가 수분에 의한 용탕 폭발사고를 일으키는 위험을 방지하기 위하여 냉각수를 차단시키고 대신 에어를 분사시켜 공냉을 시키기 위한 것이다.

그런데 상기한 종래의 구조는 전기로의 고철 용해시 발생되는 분진 등이 상승하여 파이프링의 분사노즐을 막아 수냉이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.

특히, 하나의 파이프링에 냉각수와 에어가 교차 공급됨에 따라 파이프링의 분사노즐은 이물질에 의해 빈번히 막히게 되고, 전극봉을 적절히 냉각시키지 못하게 되어 전극봉의 복사열에 의해 파이프링이 변형되는 문제점이 발생하였고, 심한 경우 변형된 파이프링이 전극봉에 닿아 아크로 소손되어 사용을 할 수 없게 되었다.

따라서 전극봉의 외부 산화가 빨리 진행되어 전극봉의 수명을 단축시키게 되고, 이로 인해 생산비가 상승되는 추가적인 문제점이 발생된다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 노즐 막힘이 없는 전기로의 전극봉 냉각장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 고안에 따른 전극봉 냉각장치가 설치된 전기로를 도시한 구성도,

도 2는 본 고안에 따른 전극봉 냉각장치를 도시한 단면도,

도 3은 종래기술에 따른 전기로를 도시한 구성도,

도 4는 종래기술에 따른 전기로의 전극봉 냉각장치를 도시한 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 보호의 설명 *

10 : 냉각수 분사용 파이프링 12 : 분사구멍

20 : 에어 분사용 파이프링 22 : 분사노즐

30 : 냉각수 호스 32 : 밸브

34 : 냉각수 배관 40 : 에어 호스

42 : 밸브 44 : 에어 배관

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 전극봉을 감싸는 환형의 파이프링을 두 개 구비하여 에어와 냉각수가 각각 구분되어 분사될 수 있도록 하고, 상기 에어 분사용 파이프링에 설치된 분사노즐을 통해 분사되는 에어가 상기 냉각수 분사용 파이프링의 분사구멍에 막힌 이물질을 제거할 수 있는 구조로 되어 있다.

이하 본 고안의 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 전극봉 냉각장치가 설치된 전기로를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 고안에 따른 전극봉 냉각장치를 도시한 단면도이다.

상기한 도면에 의하면 전기로(110)는 고철을 전기 아크열로 용해시키는 3개의 전극봉(100)을 갖추고 있으며, 전극봉(100)은 전극홀더(102)에 결속되어 있고, 전극암(104)에 의해 지지되어 전기로(110) 내부로 상하 이동하며, 부스 케이블(106)을 통해 전원을 공급받아 전기로(110) 내에서 고철을 용해하는 구조로 되어 있다.

본 고안에 따른 전극봉(100) 냉각장치는, 전기로(110)의 전극봉(100) 외주면과 소정간격을 두고 환형으로 연결되어 설치되고 표면에 냉각수가 분사되는 다수개의 분사구멍(12)이 형성된 냉각수 분사용 파이프링(10;이하 냉각수 파이프링이라 칭한다)과, 이 파이프링(10)과는 별도로 상기 전극봉(100)에 대해 환형으로 설치되고 에어가 유통되는 에어 분사용 파이프링(20;이하 에어 파이프링이라 칭한다), 이 에어 파이프링(20)을 따라 일정간격을 두고 설치되고 상기 냉각수 파이프링(10)의 내부를 관통하여 냉각수 파이프링(10)의 분사구멍(12)으로 에어를 분사시키기 위한 분사노즐(22) 및, 각 파이프링(10)으로 냉각수와 에어를 공급하기 위해 파이프링(10)에 연결되는 냉각수호스(30)와 에어호스(40)와, 각 호스(30,40)에 설치되어 에어와 냉각수를 차단시키기 위한 밸브(32,42)로 이루어진다.

여기서 상기 냉각수 파이프링(10)에 형성되는 분사구멍(12)은 냉각수 파이프링(10)을 따라 일정간격을 두고 전극봉(100)쪽으로 하향 45도 방향으로 형성된 구조로 되어 있다.

따라서 상기 분사구멍(12)으로 토출되는 냉각수는 파이프링(10) 안쪽에 위치하고 있는 전극봉(100)의 전표면에 걸쳐 넓게 분사될 수 있게 된다.

상기 에어 파이프링(20)은 냉각수 파이프링(10)보다 위쪽에 설치되며, 본 고안의 일실시예에 따르면 파이프링(20)의 지름은 상기 냉각수 파이프링(10)의 지름보다 파이프의 지름만큼 크게 형성되어 있다.

또한 에어 파이프링(20)에 하향 45도 방향으로 부착설치되는 상기 분사노즐(22)은 상기 냉각수 파이프링(10)의 분사구멍(12)과 형성위치가 일치하며, 상기 냉각수 파이프링(10)의 상부쪽을 관통하여 냉각수 파이프링(10) 내부로 유입되어 분사노즐(22)의 선단이 상기 냉각수 분사구멍(12)에 근접하여 위치하는 구조로 되어 있다.

이 때 상기 분사구멍(12)과 분사노즐(22)과의 간격은 약 5mm를 유지시키고, 분사노즐(22)과 각 파이프링(10,20)은 용접으로 고정시킨다.

따라서 상기 에어 파이프링(20)으로 유입된 에어는 상기 분사노즐(22)을 통해 냉각수 파이프링(10)에 형성된 분사구멍(12)을 토출되게 된다.

여기서 상기 각 파이프링(10)은 전극암(104)의 내부에 설치된 냉각수배관(34)과 에어배관(44)에 각각 연결되고, 각 배관(34,44)의 선단에는 냉각수와 에어가 공급되는 냉각수호스(30)와 에어호스(40)에 연결된다.

그리고 상기 호스(30,40) 일측에는 각각 호스(30,40)를 개폐시키기 위한 밸브(32,42)가 설치되어 있다.

따라서 각각의 밸브(32,42) 조절을 통해 냉각수와 에어를 필요한 때에 분사시킬 수 있게 되는 것이다.

이하 본 고안의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

먼저 전기로 용해작업시를 살펴보면, 전기로(110)에서의 고철용해시에는 전극봉(100)의 가열에 의한 표면 산화방지를 위해 냉각수로 전극봉(100) 표면을 식혀줘야 하므로, 이때는 냉각수가 유통되는 냉각수 호스(30)의 밸브(32)를 개방시켜 냉각수가 전극봉(100)에 분사되도록 한다.

즉, 밸브(32)를 개방하면 냉각수는 호스(30)를 통해 전극암(104) 내부 배관을 거쳐 냉각수 파이프링(10)으로 유입되고, 이렇게 유입된 냉각수는 상기 파이프링(10)에 형성되어 있는 냉각수 분사구멍(12)을 통해 토출되어 전극봉(100)의 표면에 뿌려지게 된다.

이때 에어가 유통되는 상기 에어호스(40)에 설치되어 있는 밸브(42) 또한 개방되면서 호스(40)와 배관을 통해 에어분사용 파이프링(10)으로 에어가 유입되게 된다.

이렇게 에어 파이프링(20)으로 유입된 에어는 에어 파이프링(20)에 연결설치되어 있는 분사노즐(22)을 통해 토출되어 냉각수 파이프링(10)의 분사구멍(12) 쪽으로 분사되게 된다.

따라서 냉각수 파이프링(10)의 분사구멍(12)을 통해 토출되는 냉각수는 상기 분사노즐(22)을 통해 분사되는 빠른 속도의 에어에 의해 전극봉(100) 표면에 분무되므로서, 냉각효율을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

또한 상기와 같이 냉각수가 토출되는 분사구멍(12)으로 빠른 속도로 에어가 분사됨에 따라 전극봉(100) 냉각시 발생되는 분진에 의해 상기 분사구멍(12)이 막히는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이와 같이 전기로(110) 내에서의 고철 용해작업 중에는 항상 각 호스(30,40)에 설치된 밸브(32,42)가 개방되어 냉각수와 에어가 동시에 공급된다.

한편, 용해작업이 끝나고 출탕작업이나 조업준비, 대기시에는 냉각수 분사용 호스(30)에 설치되어 있는 밸브(32)가 닫히면서 냉각수 유입이 차단되고, 에어만을 분사시키게 된다.

따라서 에어 파이프링(20)으로 유입된 에어만이 분사노즐(22)과 냉각수 파이프링(10)의 분사구멍(12)을 통해 전극봉(100)으로 분사되게 되어 전극봉(100)을 공냉시켜줌과 아울러 수냉에 따른 냉각수 파이프링(10)의 변형을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 전기로의 전극봉 냉각장치에 의하면, 에어와 냉각수를 동시에 분사할 수 있게 되어 파이프링의 냉각수 분사구멍이 막히는 것을 방지할 수 있고, 전극봉 냉각효율을 향상시킬 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 전기로에 있어서,

   전극봉 외주면과 소정간격을 두고 환형으로 연결설치되고 표면에 냉각수가 분사되는 다수개의 분사구멍이 형성된 냉각수 분사용 파이프링과, 이 파이프링 위쪽에 상기 전극봉에 대해 환형으로 설치되고 에어가 유통되는 에어 분사용 파이프링, 이 에어 분사용 파이프링을 따라 일정간격을 두고 설치되고 상기 냉각수 분사용 파이프링의 내부를 관통하여 냉각수 분사용 파이프링의 분사구멍으로 에어를 분사시키기 위한 분사노즐 및, 각 파이프링으로 냉각수와 에어를 공급하기 위해 파이프링에 연결되는 냉각수호스와 에어호스와, 각 호스에 설치되어 에어와 냉각수를 차단시키기 위한 밸브로 이루어진 것을 특징으로 하는 전기로의 전극봉 냉각장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 분사구멍과 분사노즐은 각각 냉각수 분사용 파이프링과 에어 분사용 파이프링을 따라 일정간격을 두고 전극봉쪽으로 하향 45도 방향으로 형성/설치된 것을 특징으로 하는 전기로의 전극봉 냉각장치.