KR20180130678A - 보온재 투입 장치 및 이를 이용한 보온재 투입 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 보온재 투입 장치 및 이를 이용한 보온재 투입 방법이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 용강의 상부면에 보온재를 투입하는 장치에 있어서, 상기 보온재를 제공받아 상기 용강의 상부면에 살포하는 투입유닛; 상기 보온재를 저장하여 상기 투입유닛으로 보온재를 제공하는 제공유닛; 및 상기 투입유닛과 제공유닛을 전자적으로 제어하는 제어유닛;을 포함하고, 상기 투입유닛은 슬래그의 배재 시 발생하는 분진을 제거하도록 상기 용강의 상부에 배치되게 이동하는 배기후드에 설치되며, 상기 배기후드가 용강의 상부에 배치 시 상기 투입유닛은 상기 제공유닛과 연결되는 보온재 투입 장치가 제공될 수 있다.

Description

보온재 투입 장치 및 이를 이용한 보온재 투입 방법{Apparatus for scattering heat insulator and method for scattering heat insulator using the same}

본 발명은 보온재 투입 장치 및 이를 이용한 보온재 투입 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 슬래그가 제거된 용강의 상부면에 보온재를 고르게 살포할 수 있는 보온재 투입 장치 및 이를 이용한 보온재 투입 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 제강 공정은 전기로에서 생산된 용강이 배재, 정련, 연속주조 공정을 거치며 진행된다. 이때, 연속주조 공정을 위해서는 전기로에서 3번의 출강이 완료된 상태에서 정련로 처리작업을 진행하여야 연연주가 가능해진다.

또한, 전기로 공정을 통해 생산된 용강은 래들에 담겨지게 되는데, 용강 내에 포함된 슬래그가 용강의 상부로 떠올라 슬래그층을 형성하게 된다. 이에, 제품 품질 향상을 위하여 슬래그를 배재하는 공정을 수행하게 되는데, 예컨대 공개특허 2016-0148083호, 등록특허 10-1510286호 등에 개시된 스키머 장치를 통해 슬래그를 배재하고 있다.

상기 스키머 장치를 통해 슬래그를 제거하는 구조를 간략히 살펴보면, 래들에 저장된 용강의 상부에 위치하는 슬래그를 제거하기 위하여 래들을 일정각도로 경동시켜 스키머 장치로 슬래그를 배재하는 작업이 이루어진다. 또한, 슬래그를 배재하는 작업 진행 시 발생되는 분진을 배시기키기 위하여 배기후드가 이동하여 래들의 상부로 배치된다.

상기와 같은 슬래그 배재공정 후 용강이 대기와 직접 노출되게 되어 용강의 온도가 급격하게 떨어지는 문제점이 발생하게 된다. 상기 용강의 온도가 떨어지면 정련로 처리작업 시 온도를 높이기 위해 많은 양의 가스(Gas)취입이 발생되고, 추가 가스취입에 따른 작업시간 증가 및 이로 인한 생산성 저하, 원가손실의 문제를 초래하게 된다. 이러한 문제는 연속주로를 위해 전기로에서 출강되는 3번의 용강을 배재공정 하여야 하기 때문에, 즉 대기시간이 장시간 발생되어 온도 저하가 더 크게 발생되고 있다.

이를 해결하기 위하여, 슬래그가 배제된 용강의 상부로 작업자가 직접 보온재가 담긴 자루를 투입하고 있으나, 안전재해의 문제점 및 용강의 상부에 보온재를 고르게 도포하지 못하는 문제점이 있다. 또한, 스키머 장치의 주변에 별도의 보온재 투입장치를 설치하고자 하였으나, 용강이 저장되는 래들의 상부로 배기후드가 이동하는 설비에 간섭이 발생하여 설치가 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 보온재 투입 장치 및 이를 이용한 보온재 투입 방법은 주변 설비의 간섭을 받지 않으며, 빠른 시간내에 용강의 상부로 보온재를 고르게 도포할 수 있도록 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 용강의 상부면에 보온재를 투입하는 장치에 있어서, 상기 보온재를 제공받아 상기 용강의 상부면에 살포하는 투입유닛; 상기 보온재를 저장하여 상기 투입유닛으로 보온재를 제공하는 제공유닛; 및 상기 투입유닛과 제공유닛을 전자적으로 제어하는 제어유닛;을 포함하고, 상기 투입유닛은 슬래그의 배재 시 발생하는 분진을 제거하도록 상기 용강의 상부에 배치되게 이동하는 배기후드에 설치되며, 상기 배기후드가 용강의 상부에 배치 시 상기 투입유닛은 상기 제공유닛과 연결되는 보온재 투입 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 제공유닛은, 상기 슬래그를 제거하는 스키머 장치의 외측에 마련되며 상기 보온재를 저장하는 저장호퍼; 상기 저장호퍼로부터 상기 투입유닛으로 보온재를 일정하게 투입하도록 마련되는 로터리 밸브; 및 상기 로터리 밸브와 투입유닛 사이에 마련되며 상기 투입유닛으로 제공되는 보온재의 흐름을 제어하는 슬라이드 게이트 밸브;를 구비할 수 있다.

또한, 상기 로터리 밸브 및 상기 슬라이드 게이트 밸브는 상기 제어유닛에 의해 제어되며, 상기 로터리 밸브는 상기 투입유닛으로부터 상기 용강으로 배출되는 보온재의 배출 속도와 비례하게 회전되도록 제어될 수 있다.

또한, 상기 투입유닛은, 상기 제공유닛으로부터 제공되는 보온재를 수용하는 원료받이; 상기 원료받이와 결합되어 상기 배기후드에 고정되는 제1 투입부; 및 상기 제1 투입부와 결합되어 상기 제1 투입부로부터 공급된 보온재를 상기 용강의 상부면 전체에 골고루 살포하는 제2 투입부;를 구비할 수 있다.

또한, 상기 제1 투입부는, 상기 배기후드에 고정되는 외부관; 상기 외부관을 관통하여 회전가능하도록 설치되되, 일단이 상기 원료받이와 결합되고 타단이 제2 투입부와 결합되는 내부관; 상기 내부관을 회전시키도록 회전력을 발생시키는 제1 모터; 및 상기 제1 모터의 회전력을 상기 내부관으로 전달하는 기어부;를 구비할 수 있다.

또한, 상기 기어부는 상기 제1 모터의 제1 회전축에 설치된 구동기어와, 상기 내부관에 설치되어 상기 구동기어와 치합하는 종동기어를 구비할 수 있다.

또한, 상기 내부관과 외부관 사이에 설치되어 상기 내부관이 외부관으로부터 회전가능하도록 지지하는 베어링을 더 구비할 수 있다.

또한, 상기 제1 투입부가 상기 배기후드에 고정되도록 상기 외부관의 외측을 지지하는 적어도 하나의 고정 플레이트가 마련될 수 있다.

또한, 상기 제2 투입부는, 상기 배기후드 내에 마련되며 회전력을 발생시키는 제2 모터; 소정 길이를 가지며 수평방향으로 배치되도록 상기 제2 모터와 결합되고, 상기 제1 투입부로부터 보온재가 삽입되는 유입구가 형성된 투입관; 및 상기 투입관 내에 길이방향으로 마련되어 상기 제2 모터의 제2 회전축과 결합되어 회전하며 보온재를 이송시키는 이송부;를 구비하고, 상기 투입관에는 상기 이송부로부터 상기 투입관의 길이방향으로 이송되는 보온재를 상기 용강의 상부로 배출시키는 복수의 배출공이 형성되되, 상기 복수의 배출공은 상기 투입관의 길이방향으로 일정간격 이격되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 복수의 배출공은 상기 투입관 내의 보온재가 이송되는 방향으로 갈수록 크기가 증가하도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 이송부는 회전하며 보온재를 이송시키도록 코일 형태의 스크류로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 투입관의 일단에는 상기 모터에 장착되는 플랜지가 마련될 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 용강의 상부면에 보온재를 투입하는 방법에 있어서, (a) 상기 보온재를 살포하는 투입유닛이 설치된 배기후드를 용강이 저장된 래들의 상부에 위치시키는 단계; (b) 슬래그를 제거하는 스키머 장치의 외측에 마련된 제공유닛으로부터 상기 투입유닛으로 보온재를 제공하는 단계; 및 (c) 상기 투입유닛을 통하여 용강의 상부면으로 보온재를 살포하는 단계;를 포함하는 보온재 투입장치를 이용한 보온재 투입 방법이 제공될 수 있다.

또한, 상기 (c) 단계는, 회전됨에 따라 상기 보온재를 투입관의 길이방향으로 이송시키며 보온재를 배출하는 이송부를 회전시키도록 투입유닛의 제2 모터를 작동하는 단계; 및 상기 투입관으로 보온재를 주입하는 내부관을 회전시키도록 투입유닛의 제1 모터를 작동하는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 (b) 단계는, 상기 제공유닛의 저장호퍼에 저장된 보온재를 일정하게 배출시키도록 상기 저장호퍼의 하단부에 마련된 로터리 밸브를 작동시키는 단계; 및 상기 로터리 밸브로부터 배출되는 보온재의 흐름을 제어하도록 상기 로터리 밸브의 하단부에 마련된 슬라이드 게이트 밸브를 작동시키는 단계;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 투입유닛을 통하여 용강의 상부면으로 보온재를 살포 시 설정투입량 대비 실제투입량이 크거나 동일한 경우 보온재 투입을 중단할 수 있다.

또한, 상기 보온재 투입 중단 시 슬라이드 게이트 밸브, 로터리 밸브, 제1 모터 및 제2 모터의 작동을 순차적으로 정지시킬 수 있다.

또한, 상기 이송부가 내부에 마련되는 투입관에는 길이방향으로 복수의 배출공이 형성되되, 상기 복수의 배출공은 보온재가 이송되는 방향으로 크기가 점차적으로 증가하여 상기 용강의 상부면에 보온재가 고르게 도포되도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 보온재 투입 장치 및 이를 이용한 보온재 투입 방법은 슬래그 배제 후 보온재 투입 장치를 통하여 바로 보온재를 용강의 상부면으로 도포함으로써 빠른 시간내에 보온재를 투입하여 온도 저감을 최소화할 수 있는 효과가 있다. 이에, 기존 용강의 저하된 온도를 상승시키기 위한 가스취입 시간 단축 및 가스소모 방지에 따른 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 용강의 상부로 보온재를 고르게 도포함으로써 온도 저감을 최소화할 수 있다. 이에, 배재 공정 후 정련로 작업공정으로 공급되는 용강의 온도편차를 최소화할 수 있어 표준화된 정련로 용강처리작업이 가능하게 된다.

또한, 기존 사용되는 배기후드에 보온재 투입 장치를 설치함으로써 기존 설비에 간섭받지 않으며 용이하게 설치할 수 있다.

본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보온재 투입 장치가 스키머 장치에 설치된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 보온재 투입 장치에 마련된 투입유닛의 제1 투입부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보온재 투입 장치에 마련된 투입유닛의 제2 투입부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 4는 도 2 및 도 3의 제1 투입부와 제2 투입부가 결합된 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보온재 투입 장치의 구동 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 보온재 투입 장치를 이용하여 보온재를 투입하는 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 보온재 투입 장치가 스키머 장치에 설치된 상태를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 상기 보온재 투입 장치에 마련된 투입유닛의 제1 투입부를 나타내는 분해 사시도이고, 도 3은 상기 보온재 투입 장치에 마련된 투입유닛의 제2 투입부를 나타내는 분해 사시도이고, 도 4는 상기 제1 투입부와 제2 투입부가 결합된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 5는 상기 보온재 투입 장치의 구동 상태를 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 측면에 따른 보온재 투입 장치(1)는 용강이 저장되는 래들(11)의 상부면에 보온재(30)를 투입하는 장치로서, 보온재(30)를 제공하는 제공유닛(100)과, 제공유닛(100)으로부터 보온재(30)를 제공받아 용강의 상부면에 살포하는 투입유닛(200) 및 상기 제공유닛(100)과 투입유닛(200)을 전자적으로 제어하는 제어유닛(300)을 포함한다.

상기 보온재 투입 장치(1)의 설명에 앞서, 보온재 투입 장치(1)가 설치되는 슬래그 배재 설비(이하 '스키머 장치'라 함)에 대해 간략히 설명하기로 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 스키머 장치(10)는 용강이 저장되는 래들(11)과, 래들(11)을 회동가능하게 지지하는 래들 스탠드(12), 용강의 상부에 형성되는 슬래그(20)를 제거하기 위한 붐(13) 및 붐(13)에 설치되는 슬래그제거부(14)를 갖는다. 이러한 스키머 장치(10)는 이미 널리 알려진 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 스키머 장치(10)에는 슬래그(20) 배재 작업 시 발생되는 분진을 배출하기 위하여 이동가능한 배기후드(15)가 설치된다. 이 배기후드(15)는 슬래그(20) 배재 작업 시 용강 즉, 래들(11)의 상부에 배치되도록 이동된다. 본 발명의 일 측면에 따른 보온재 투입 장치(1)에 마련되는 투입유닛(200)은 상기 배기후드(15)에 설치되어 배기후드(15)와 함께 이동되도록 마련된다. 이에, 배기후드(15)가 래들(11)의 상부로 배치된 상태에서 제공유닛(100)으로부터 보온재(30)를 제공받도록 투입유닛(200)과 제공유닛(100)이 연결되도록 이루어진다. 상기 투입유닛(200)이 배기후드(15)에 설치되는 구조 및 제공유닛(100)과 연결되는 구조에 대해서는 아래에서 다시 설명하기로 한다.

제공유닛(100)은 스키머 장치(10)의 외측에 마련된다. 보다 구체적으로, 제공유닛(100)은 보온재(30)를 저장하는 저장호퍼(110), 저장호퍼(110)로부터 보온재(30)가 배출되는 배출량 즉, 투입량을 조절하는 로터리 밸브(rotary valve : 120) 및 슬라이드 게이트 밸브(slide gate valve : 130)를 구비한다.

저장호퍼(110)는 외부에서 공급된 보온재(30)를 래들(11) 내에 담긴 용강의 상부면에 투입하기 전 보관하는 용기이다. 이 저장호퍼(110)는 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 직경이 감소하는 테이퍼진 형상을 갖도록 이루어진다. 이에, 저장호퍼(110)에 담기는 보온재(30)가 자중에 의한 낙하가 용이하게 이루어진다. 또한, 저장호퍼(110)의 하부에는 투입유닛(200)으로 보온재(30)를 제공하도록 제공관(112)이 설치될 수 있다.

로터리 밸브(120)는 저장호퍼(110)의 하단부에 설치된다. 즉, 로터리 밸브(120)는 제공관(112)에 설치될 수 있다. 이 로터리 밸브(120)는 저장호퍼(10)로부터 투입유닛(200)으로 보온재(30)를 일정하게 투입하는 역할을 수행한다. 또한 로터리 밸브(120)는 작업자에 의하여 선택적으로 작동될 수 있으며, 제어유닛(300)에 의하여 제어된다. 예컨대, 로터리 밸브(120)는 90°의 회전각을 갖도록 밸브체가 회전하며 개폐동작을 수행하게 된다.

한편, 로터리 밸브(120)는 투입유닛(200)으로부터 용강으로 배출되는 보온재(30)의 배출 속도와 비례하게 회전되도록 제어될 수 있다. 이는 보온재(30)를 투입유닛(200)으로 적정량 제공함으로써, 투입유닛(200)을 통해 보온재(30)가 배출 시 보온재(30)의 많은 유입에 따른 막힘 현상 또는 보온재(30)의 적은 유입에 따른 배출 끊김 현상 등을 방지하기 위함이다.

슬라이드 게이트 밸브(130)는 로터리 밸브(120)의 하단측의 제공관(112)에 설치되어 개폐동작에 따라 로터리 밸브(120)로부터 배출되는 보온재(30)의 흐름을 제어하는 역할을 수행한다. 이 슬라이드 게이트 밸브(130)는 작업자에 의하여 선택적으로 작동될 수 있으며, 제어유닛(300)에 의해 제어된다.

투입유닛(200)은 제공유닛(100)으로부터 보온재(30)를 제공받아 용강의 상부면에 살포하도록 구성된다. 이러한 투입유닛(200)은 전술한 바와 같이, 슬래그(20) 배재 시 발생하는 분진을 제거하도록 마련되는 배기후드(15)에 설치된다. 또 배기후드(15)가 슬래그(20) 배재 시 래들(11)의 상부측에 배치되도록 이동함에 따라 배기후드(15)에 설치된 투입유닛(200)은 배기후드(15)와 함께 이동하도록 마련된다. 보다 구체적으로, 투입유닛(200)은 제공유닛(100)으로부터 제공되는 보온재(30)를 수용하는 원료받이(230)와, 원료받이(230)와 결합되어 배기후드(15)에 고정되는 제1 투입부(210) 및 제1 투입부(210)와 결합되어 보온재(30)를 살포하는 제2 투입부(220)를 구비한다.

원료받이(230)는 저장호퍼(110)에서 제공되는 보온재(30)를 수납하여 임시 저장하는 용기이다. 이 원료받이(230)는 상부에서 하부로 갈수록 점차적으로 직경이 감소하는 테이퍼진 형상을 갖도록 이루어진다. 이에, 원료받이(230)에 제공되는 보온재(30)가 자중에 의한 낙하가 용이하게 이루어지도록 한다. 또 원료받이(230)는 배기후드(15)의 외측으로 노출되도록 마련된다. 이는 제공유닛(110)으로부터 보온재(30)를 용이하게 전달받기 위함이다. 일 예로써, 배기후드(15)가 용강의 상부에 배치되도록 이동된 상태에서 원료받이(230)는 제공유닛(110)과 연결되도록 구성될 수 있다. 도 1에 도시된 바에 따르면, 배기후드(15)가 용강의 상부에 배치 시 제공유닛(100)의 제공관(112)의 배출구 하부에 원료받이(230)가 배치되게 된다. 따라서, 제공관(112)으로부터 배출되는 보온재(30)가 원료받이(230)로 낙하하여 제공받게 된다.

제1 투입부(210)는 원료받이(230)와 결합되어 배기후드(15)에 고정된다. 이 제1 투입부(210)는 배기후드(15)에 고정되는 외부관(215)과, 외부관(215)을 관통하여 회전가능하도록 설치되는 내부관(213), 제어유닛(300)에 의해 제어되며 내부관(213)을 회전시키도록 회전력을 발생시키는 제1 모터(211) 및 제1 모터(211)의 회전력을 내부관(213)으로 전달하는 기어부(217)를 구비한다.

외부관(215)은 소정길이를 가지며 수직방향으로 배치되어 배기후드(15)에 고정된다. 예컨대, 외부관(215)은 배기후드(15)에 고정된 적어도 하나의 고정 플레이트(214)에 의해 외측이 지지됨으로써 움직임이 제한될 수 있다. 또한 외부관(215)은 고정 플레이트(214)에 의해 상측과 하측이 각각 지지되어 고정되는 것이 바람직하다. 이에, 배기후드(15)가 이동 시 안정적으로 함께 이동할 수 있게 된다.

내부관(213)은 외부관(215)을 관통하여 설치되되, 일단이 원료받이(230)와 결합되고 타단이 후술할 제2 투입부(220)의 투입관(223)과 결합된다. 이 내부관(213)은 외부관(215)으로부터 회전가능하도록 설치된다. 이에, 내부관(213)과 외부관(215) 사이에 베어링(212)이 설치될 수 있다. 베어링(212)은 내부관(213)이 외부관(215)으로부터 안정적으로 회전되도록 내부관(213)의 상측과 하측을 지지하도록 각각 설치되는 것이 바람직하다. 이러한 내부관(213)은 원료받이(230) 및 투입관(223)과 연통하여 보온재(30)의 이동할 수 있는 통로 역할을 한다. 또한 내부관(213)이 회전시 원료받이(230)가 함께 회전하게 된다. 즉, 원료받이(230)와 내부관(213)이 회전함으로써 보온재(30)가 하측으로 용이하게 이동하도록 한다.

상기와 같은 내부관(213)은 제1 모터(211)로부터 발생된 회전력을 기어부(217)를 통해 전달받아 회전하게 된다. 예컨대, 기어부(217)는 제1 모터(211)의 제1 회전축(211a)에 설치되는 구동기어(217a) 및 구동기어(217a)와 치합되어 내부관(213)에 설치되는 종동기어(217b)를 구비한다. 이에, 제1 회전축(211a)의 회전에 따라 구동기어(217a)가 회전하고, 구동기어(217a)와 맞물린 종동기어(217b)가 회전함으로써 내부관(213)이 회전되게 된다. 이때, 기어부(217)의 구동기어(217a) 및 종동기어(217b)는 평기어 조립구조로 이루어진 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않으며 회전력을 전달할 수 있다면 다양한 기어 조립구조를 접목하여 사용할 수도 있다.

제2 투입부(220)는 용강의 상부면 전체에 보온재(30)를 고르게 살포하는 역할을 수행한다. 이 제2 투입부(220)는 배기후드(15) 내에 설치되어 제1 투입부(210)와 결합된다. 보다 구체적으로, 제2 투입부(220)는 회전력을 발생시키는 제2 모터(221)와, 제2 모터(221)와 결합되는 투입관(223) 및 투입관(223) 내에 마련되어 보온재(30)를 이송시키는 이송부(227)를 구비한다.

제2 모터(221)는 제어유닛(300)에 의해 제어되며 회전력을 발생시킨다. 이 제2 모터(221)는 배기후드(15) 내에 마련된다.

투입관(223)은 소정길이를 가지며 수평방향으로 배치되어 제2 모터(221)와 결합된다. 예컨대, 투입관(223)의 일측에 제2 모터(221)와의 결합을 위한 플랜지(223a)가 반경방향으로 형성된다. 이 플랜지(223a)를 통해 제2 모터(221)와 볼팅 결합될 수 있다. 이때, 제2 모터(221)의 제2 회전축(221a)은 투입관(223)으로 삽입되어 투입관(223) 내에 배치된다. 이러한 투입관(223)에는 제1 투입부(210)로부터 보온재(30)를 제공받도록 유입구(224)가 형성된다. 유입구(224)는 제2 모터(221)와 결합된 부근에 형성되어 보온재(30)를 제공받도록 이루어진다. 이 유입구(224)는 상측에서 낙하되는 보온재(30)가 용이하게 삽입되도록 투입관(223)의 상측에 형성된다.

또한, 투입관(223)에는 보온재(30)를 용강의 상부로 투입시키는 복수의 배출공(225)이 형성된다. 복수의 배출공(225)은 투입관(223)의 길이방향을 따라 일정간격 이격되어 형성될 수 있다. 복수의 배출공(225)은 용강의 상부면으로 보온재(30)를 배출하도록 투입관(223)의 하측에 형성된다. 이러한 복수의 배출공(225)은 제2 모터(221)와 멀어지는 방향 즉, 투입관(223) 내의 보온재(30)가 이송되는 방향으로 갈수록 크기가 증가하도록 형성된다. 이는 후술할 이송부(227)에 의하여 투입관(223)의 길이방향으로 보온재(30)가 이송되게 되는데, 유입구(224)와 근접한 위치에 형성된 배출공(225)을 통해 보온재(30)가 배출되기 때문이다. 즉, 유입구(224)와 떨어진 위치에 형성된 배출공(225)보다 유입구(224)와 근접한 위치에 형성된 배출공(225)을 통해 배출되는 보온재(30)가 과다하게 배출되지 않도록 하기 위함이다. 따라서, 유입구(224)와 멀어지는 방향으로 갈수록 보온재(30)의 토출량이 증가하도록 하여 용강의 상부면 전체에 보온재(30)가 고르게 도포될 수 있게 된다.

이송부(227)는 소정길이를 가지며 투입관(223) 내에 마련되어 보온재(30)를 이송시키는 역할을 수행한다. 이 이송부(227)의 일단은 제2 모터(221)의 제2 회전축(221a)과 결합되어 회전하도록 설치된다. 이때, 이송부(227)가 회전함에 따라 보온재(30)가 이송되도록 이송부(227)는 코일 형태의 스크류로 이루어질 수 있다. 상기 이송부(227)가 스크류로 형성됨에 따라 보온재(30)가 뭉쳐지지 않고 입자 형태로 고르게 배출될 수 있도록 한다.

상기와 같은 보온재 투입 장치(1)를 통해 슬래그(20)가 제거된 용강의 상부면으로 보온재(30)를 고르게 도포함으로써 용강의 온도 저감효과를 발휘하게 된다. 특히, 슬래그(20) 배제 공정 완료 후 연속하여 보온재 투입 장치(1)를 통해 보온재(30)를 투입할 수 있어 용강의 온도 저감을 최소화할 수 있게 된다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

실시예 및 비교예

본 발명의 일 측면에 따른 본온재 투입 장치(1)를 통해 보온재(30)를 투입하는 방식(실시예)과 기존 방식(비교예)에 의한 용강의 온도를 비교하였다. 구체적으로, SUS 304와 SUS 316L의 두 개의 제품을 제강하기 위한 용강을 준비하고, 슬래그(20) 배재 후 보온재 2bag(400㎏)을 도포하였다. 또한, 제강 공정에서 연속주조를 위한 대기시간은 SUS 304의 경우 94.1분이 소요되었으며, SUS 316L의 경우 66.2분이 소요되었다. 이와 같이 설정된 조건에서 각각 저감된 온도를 측정하였다.

구분	온도 저감(℃/분)		평균용탕 리드타임(분)	온도차(℃)
	실시예	비교예
SUS 304	-0.8	-1.2	94.1	37.64
SUS 316L	-1.1	-1.5	66.2	26.48

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 보온재 투입 장치(1)에 의하여 보온재(30)가 투입된 경우 용강의 온도가 제품에 따라 분당 0.8℃ 및 1.1℃씩 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 이에 비하여, 종래의 기존 방식은 용강의 온도가 제품에 따라 분당 1.2℃ 및 1.5℃씩 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 실시예의 경우 대기 시간동안 제품에 따라 75.28℃ 및 72.82℃씩 온도가 저감되었으며, 비교예의 경우 대기 시간동안 제품에 따라 112.92℃ 및 99.3℃씩 온도가 저감되었다. 즉, 기존 방식에 비하여 본 실시예의 방식으로 보온재(30)를 투입한 경우 각 제품의 용강 온도가 37.64℃ 및 26.48℃씩 높은 것으로 측정되었다. 따라서, 배재 후 공정인 정련로 공정에서 온도를 증가시키기 위한 가스취입량 및 작업시간 등을 감소시킬 수 있어 원가를 절감할 수 있음은 물론, 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 발생하게 되었다.

그러면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보온재 투입 장치를 이용하여 보온재를 투입하는 방법에 대하여 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명의 보온재 투입 장치(1)를 통해 보온재(30)를 투입하는 방법은 크게 3개의 단계로 진행될 수 있다. 예컨대, 배기후드(15)를 용강이 저장된 래들(11)의 상부에 위치는 단계(S10)와, 스키머 장치(10)의 외측에 마련된 제공유닛(100)으로부터 배기후드(15)에 설치된 투입유닛(200)으로 보온재(30)를 제공하는 단계(S40, S50) 및 투입유닛(200)을 통하여 용강의 상부면으로 보온재(30)를 살포하는 단계(S20, S30)로 진행될 수 있다. 이때, 상기 설명된 단계는 일 예로써, 이에 한정되지 않으며, 제공유닛(100)을 통하여 투입유닛(200)으로 보온재를 제공하는 단계(S40, S50)와 투입유닛(200)으로 보온재(30)를 살포하는 단계(S20, S30)는 동시에 진행될 수 있으며, 또한 투입유닛(200)의 작동 단계(S20, S30)를 먼저 진행한 후 제공유닛(100)의 작동 단계(S40, S50)를 진행시킬 수도 있다.

상기한 다양한 진행 방법 중 하나의 예로써, 먼저 작업자가 보온재 투입 장치(1) 작동 스위치(미도시)를 누르면 제어유닛(300)은 배기후드(15)가 배재위치 즉, 래들(11)의 상부에 위치되어 있는지 판정한다(S10). 배기후드(15)가 래들(11)의 상부에 배치되지 않는 경우 신호를 송출하여 배기후드(15)가 래들(11)의 상부에 배치되도록 한다. 배기후드(15)가 래들(11)의 상부에 배치된 경우 보온재 투입 장치(1)가 작동되게 된다. 이때, 래들(11) 내의 용강 상의 슬래그(20)가 배재된 상태이다. 또한 제공유닛(100)의 저장호퍼(110)에는 보온재(30)가 저장된 상태이다.

다음으로, 제어유닛(300)에 의해 배기후드(15)가 래들의 상측에 배치된 것이 판정되면, 제어유닛(300)은 제2 모터(221) 및 제1 모터(211)를 순차적으로 작동시킨다(S20, S30). 즉, 제2 모터(221)가 작동하여 보온재(30)를 이송시키는 이송부(227)가 회전하고, 제1 모터(211)가 작동하여 내부관(213) 및 원료받이(230)가 회전하게 된다.

이어서, 제어유닛(300)은 제공유닛(100)의 슬라이드 게이트 밸브(130) 및 로터리 밸브(120)를 순차적으로 작동시킨다(S40, S50). 이에, 저장호퍼(110)에 저장된 보온재(30)는 로터리 밸브(120)의 회전 작동에 의하여 일정하게 배출되고, 슬라이드 게이트 밸브(130)가 개방됨에 따라 보온재(30)가 제공관(112)을 통해 투입유닛(200)으로 제공된다.

상기와 같은 작동 순서에 따라 작동 시 보온재(30)가 제1 투입부(210)를 거쳐 제2 투입부(220)의 투입관(223)에 제공되면, 이송부(227)의 회전에 따라 보온재(30)가 투입관(223)의 길이방향으로 이송된다. 즉, 이송되는 보온재(30)는 투입관(223)의 하부에 형성된 복수의 배출공(225)으로 배출되며 용강의 상부면으로 낙하된다. 이때, 복수의 배출공(225)은 보온재(30)의 이송방향으로 갈수록 직경이 점차적으로 크게 형성됨에 따라 용강의 상부면 전체에 보온재(30)를 고르게 도포할 수 있게 된다.

한편, 로터리 밸브(120)는 투입유닛(220)으로부터 용강으로 배출되는 보온재(30)의 배출 속도와 비례하게 회전되도록 제어될 수 있다. 이는 보온재(30)를 투입유닛(200)으로 적정량 제공함으로써, 투입유닛(200)을 통해 보온재(30)가 배출 시 보온재(30)의 많은 유입에 따른 막힘 현상 또는 보온재(30)의 적은 유입에 따른 배출 끊김 현상 등을 방지하기 위함이다.

계속해서, 투입유닛(200)을 통하여 용강의 상부면으로 보온재(30)를 살포 시 설정투입량 대비 실제투입량이 크거나 동일한 경우 보온재 투입을 중단한다(S50). 즉, 용강의 온도 저감효과를 발휘하기 위해 투입되어야 하는 보온재(30)의 투입량을 미리 설정하고, 이에 보온재 투입 장치(1)로부터 실질적으로 투입되는 보온재(30) 투입량을 실시간으로 비교 판단하게 된다. 따라서, 설정된 투입량 대비 실제로 보온재(30)가 투입되는 투입량이 동일해지면 보온재 투입 장치(1)를 정지시킨다.

보온재 투입 장치(1)를 정지시키는 순서는 보온재 투입 장치(1)를 가동시키는 순서의 역순으로 진행될 수 있다(S60 내지 S100). 즉, 제어유닛(300)에 의하여 로터리 밸브(120), 슬라이드 게이트 밸브(130), 제1 모터(210) 및 제2 모터(220)가 순차적으로 정지된다.

상기와 같이, 작업자가 보온재 투입 장치(1)의 작동 스위치를 누르면 제어유닛(300)에 의해 제공유닛(100) 및 투입유닛(200)이 전자적으로 제어되며 용강의 상부면에 보온재(30)를 살포하게 된다. 또한, 보온재(30)가 설정된 투입량 만큼 살포되면 제어유닛(300)이 이를 감지하여 자동으로 보온재 투입 장치(1)를 정지시키게 된다.

한편, 전술한 바와 같이 보온재 투입 장치(1)의 작동 순서는 하나의 예로서, 보온재(30)를 제공하는 제공유닛(100)과 보온재(30)를 살포하는 투입유닛(200)이 동시에 작동되거나 정지될 수도 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

1 : 보온재 투입 장치 10 : 스키머 장치
15 : 배기후드 30 : 보온재
100 : 제공유닛 110 : 저장호퍼
120 : 로터리 밸브 130 : 슬라이드 게이트 밸브
200 : 투입유닛 210 : 제1 투입부
211 : 제1 모터 213 : 내부관
215 : 외부관 217 : 기어부
220 : 제2 투입부 221 : 제2 모터
223 : 투입관 225 : 배출공
227 : 이송부 300 : 제어유닛

Claims (18)

1. 용강의 상부면에 보온재를 투입하는 장치에 있어서,
   상기 보온재를 제공받아 상기 용강의 상부면에 살포하는 투입유닛;
   상기 보온재를 저장하여 상기 투입유닛으로 보온재를 제공하는 제공유닛; 및
   상기 투입유닛과 제공유닛을 전자적으로 제어하는 제어유닛;을 포함하고,
   상기 투입유닛은 슬래그의 배재 시 발생하는 분진을 제거하도록 상기 용강의 상부에 배치되게 이동하는 배기후드에 설치되며,
   상기 배기후드가 용강의 상부에 배치 시 상기 투입유닛은 상기 제공유닛과 연결되는 보온재 투입 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제공유닛은,
   상기 슬래그를 제거하는 스키머 장치의 외측에 마련되며 상기 보온재를 저장하는 저장호퍼;
   상기 저장호퍼로부터 상기 투입유닛으로 보온재를 일정하게 투입하도록 마련되는 로터리 밸브; 및
   상기 로터리 밸브와 투입유닛 사이에 마련되며 상기 투입유닛으로 제공되는 보온재의 흐름을 제어하는 슬라이드 게이트 밸브;를 구비하는 보온재 투입 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 로터리 밸브 및 상기 슬라이드 게이트 밸브는 상기 제어유닛에 의해 제어되며,
   상기 로터리 밸브는 상기 투입유닛으로부터 상기 용강으로 배출되는 보온재의 배출 속도와 비례하게 회전되도록 제어되는 보온재 투입 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 투입유닛은,
   상기 제공유닛으로부터 제공되는 보온재를 수용하는 원료받이;
   상기 원료받이와 결합되어 상기 배기후드에 고정되는 제1 투입부; 및
   상기 제1 투입부와 결합되어 상기 제1 투입부로부터 공급된 보온재를 상기 용강의 상부면 전체에 골고루 살포하는 제2 투입부;를 구비하는 보온재 투입 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 제1 투입부는,
   상기 배기후드에 고정되는 외부관;
   상기 외부관을 관통하여 회전가능하도록 설치되되, 일단이 상기 원료받이와 결합되고 타단이 제2 투입부와 결합되는 내부관;
   상기 내부관을 회전시키도록 회전력을 발생시키는 제1 모터; 및
   상기 제1 모터의 회전력을 상기 내부관으로 전달하는 기어부;를 구비하는 보온재 투입 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 기어부는 상기 제1 모터의 제1 회전축에 설치된 구동기어와, 상기 내부관에 설치되어 상기 구동기어와 치합하는 종동기어를 구비하는 보온재 투입 장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 내부관과 외부관 사이에 설치되어 상기 내부관이 외부관으로부터 회전가능하도록 지지하는 베어링을 더 구비하는 보온재 투입 장치.
8. 제5항에 있어서,
   상기 제1 투입부가 상기 배기후드에 고정되도록 상기 외부관의 외측을 지지하는 적어도 하나의 고정 플레이트가 마련되는 보온재 투입 장치.
9. 제4항에 있어서,
   상기 제2 투입부는,
   상기 배기후드 내에 마련되며 회전력을 발생시키는 제2 모터;
   소정 길이를 가지며 수평방향으로 배치되도록 상기 제2 모터와 결합되고, 상기 제1 투입부로부터 보온재가 삽입되는 유입구가 형성된 투입관; 및
   상기 투입관 내에 길이방향으로 마련되어 상기 제2 모터의 제2 회전축과 결합되어 회전하며 보온재를 이송시키는 이송부;를 구비하고,
   상기 투입관에는 상기 이송부로부터 상기 투입관의 길이방향으로 이송되는 보온재를 상기 용강의 상부로 배출시키는 복수의 배출공이 형성되되,
   상기 복수의 배출공은 상기 투입관의 길이방향으로 일정간격 이격되어 형성되는 보온재 투입 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 배출공은 상기 투입관 내의 보온재가 이송되는 방향으로 갈수록 크기가 증가하도록 형성되는 보온재 투입 장치.
11. 제9항에 있어서,
    상기 이송부는 회전하며 보온재를 이송시키도록 코일 형태의 스크류로 이루어지는 보온재 투입 장치.
12. 제9항에 있어서,
    상기 투입관의 일단에는 상기 모터에 장착되는 플랜지가 마련되는 보온재 투입 장치.
13. 용강의 상부면에 보온재를 투입하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 보온재를 살포하는 투입유닛이 설치된 배기후드를 용강이 저장된 래들의 상부에 위치시키는 단계;
    (b) 슬래그를 제거하는 스키머 장치의 외측에 마련된 제공유닛으로부터 상기 투입유닛으로 보온재를 제공하는 단계; 및
    (c) 상기 투입유닛을 통하여 용강의 상부면으로 보온재를 살포하는 단계;를 포함하는 보온재 투입장치를 이용한 보온재 투입 방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 (c) 단계는,
    회전됨에 따라 상기 보온재를 투입관의 길이방향으로 이송시키며 보온재를 배출하는 이송부를 회전시키도록 투입유닛의 제2 모터를 작동하는 단계; 및
    상기 투입관으로 보온재를 주입하는 내부관을 회전시키도록 투입유닛의 제1 모터를 작동하는 단계;를 포함하는 보온재 투입장치를 이용한 보온재 투입 방법.
15. 제14항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    상기 제공유닛의 저장호퍼에 저장된 보온재를 일정하게 배출시키도록 상기 저장호퍼의 하단부에 마련된 로터리 밸브를 작동시키는 단계; 및
    상기 로터리 밸브로부터 배출되는 보온재의 흐름을 제어하도록 상기 로터리 밸브의 하단부에 마련된 슬라이드 게이트 밸브를 작동시키는 단계;를 포함하는 보온재 투입장치를 이용한 보온재 투입 방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 투입유닛을 통하여 용강의 상부면으로 보온재를 살포 시 설정투입량 대비 실제투입량이 크거나 동일한 경우 보온재 투입을 중단하는 보온재 투입장치를 이용한 보온재 투입 방법.
17. 제16항에 있어서,
    상기 보온재 투입 중단 시 슬라이드 게이트 밸브, 로터리 밸브, 제1 모터 및 제2 모터의 작동을 순차적으로 정지시키는 보온재 투입장치를 이용한 보온재 투입 방법.
18. 제14항에 있어서,
    상기 이송부가 내부에 마련되는 투입관에는 길이방향으로 복수의 배출공이 형성되되,
    상기 복수의 배출공은 보온재가 이송되는 방향으로 크기가 점차적으로 증가하여 상기 용강의 상부면에 보온재가 고르게 도포되도록 하는 보온재 투입장치를 이용한 보온재 투입 방법.

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