Abstract
Accumulated dross adhered to the cutting support degrades the cutting accuracy and aggravates the working environment by reducing the efficiency of the dust collector. Furthermore, the cutting machine and product can be damaged by the scattering of molten metal. In this study, an attempt was made to increase the productivity of steel cutting process and improve the working environment by dross control. The dross adhesion characteristics were invested by a cutting experiment and the design concept for a dross removal machine was devised. Finally, a cutting support cleaning system and its operating algorithm were developed. The applicability of the developed system was examined and verified by a long-term field test after installation of the plasma arc cutting system of a shipyard.
절단 정반에 드로스가 과도하게 부착되면 강판의 수평 레벨에 차이가 발생하게 되어 절단 정도가 저하되며 절단 과정에서 발생하는 비산먼지, 분진, 흄 등의 집진 효율이 저하되어 작업 환경이 악화된다. 또한, 절단 과정에서 발생하는 철 용융물들이 정반 위로 비산되어 장비 및 제품의 손상이 발생할 수도 있다. 본 연구에서는 절단 정반에 부착되는 드로스의 제어를 통해 절단 정도 향상, 작업 환경 개선, 장비와 제품의 손상 방지, 절단 정반의 잦은 교체 비용 및 인력과 장비의 유휴시간 절감 등 생산성 향상에 기여하고자 하였다. 연구 방법으로는 우선, 강판 절단 시 발생하는 철 용융물로 인한 드로스가 정반에 부착되는 특성을 파악하기 위해 일련의 절단 실험을 수행하였다. 실험 결과를 토대로 절단 정반에 부착된 드로스를 효과적으로 제거하기 위한 장비의 개념 설계를 수행하고 사전 테스트를 통해 적용 가능성을 검토하였다. 최종적으로, 상세 설계를 통해 드로스 제거 시스템 및 운용 알고리즘을 개발하였으며 대형 플라즈마 아크 절단 장비에 설치 및 장기간의 현장 테스트를 통해 그 유용성을 확인하였다.