KR0170045B1 - 와류억제용 유동조절장치 - Google Patents

와류억제용 유동조절장치 Download PDF

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KR0170045B1
KR0170045B1 KR1019950702294A KR19950702294A KR0170045B1 KR 0170045 B1 KR0170045 B1 KR 0170045B1 KR 1019950702294 A KR1019950702294 A KR 1019950702294A KR 19950702294 A KR19950702294 A KR 19950702294A KR 0170045 B1 KR0170045 B1 KR 0170045B1
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로드릭 아이. 엘. 구스리
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알. 구스리
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Abstract

본 발명은 배플판(28,46,58,88)과, 노즐(22,34,54,84) 주위에 방사상으로 설치되어 이를 통해 액체가 방출되어지며, 노즐로부터 상기 배플판을 이격시키게 되는 다수의 디바이더(30,48,56,89)를 갖추고, 배수콘테이너내에 액체흐름을 분쇄하는 와류펀널을 형성시키는 야금슬래그나, 산화대기같은 상청액층의 비말동반을 제거하게 된다.

Description

[발명의 명칭]
와류억제용 유동조절장치
[도면의 간단한 설명]
제1도는 본 발명에 따른 실시예 1와 턴디시 바닥 일부에 설치된 개략 사시도.
제2도는 제1도의 2-2선 단면도.
제3도는 본 발명의 실시예 2를 나타낸 개략단면도.
제4도는 제3도의 4-4선 단면도.
제5도는 본 발명의 실시예 3를 나타낸 개략단면도.
제6도는 제5도의 분리사시도.
제7도는 본 발명의 실시예 4를 나타낸 부분 개략측단면도.
제8도는 제7도의 8-8선 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20,32,52,82 : 유동조절장치 22, 34, 54, 84 : 노즐
26,38,70,98 : 방출부 28,46,58,88 : 배플판
29,40,74,102 : 출구 30,48,56,89 : 디바이더
44 : 턴닥콘 62,94 : 흐름밀폐조절장치
64 : 슬롯
[발명의 상세한 설명]
[발명의 목적]
[발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술]
본 발명은 예를들어, 용탕이 저장용기에서 배출될 때 노즐의 방출부에서 발생되는 소용돌이 또는 와류가 형성되는 것을 감소시키는데 사용되는 유동조절장치에 관한 것으로, 특히 턴디시(tundish)나 레이들(ladle), 용탕유출구가 저부에 형성된 전기아크용광로(Electric Arc Furnace; EAF)의 바닥 또는, 기본 산소용광로(Basic Oxygen Furnace;BOF)의 경사진 측벽내에 형성된 노즐을 통해 액체용강을 방출할 때 와류현상을 감소시킨 유동조절장치에 관한 것이다.
또한 본 발명은 상기 설명한 분야인 금속주조분야 이외에도 다층화된 액체상들의 분리나 컬럼의 분리, 추진제탱크내에서의 연료흐름 및, 저장용기에서 액체가 방출될 때 펌프된 압력 또는 중력을 이용하는 배수중에 액체상면의 비말동반(飛末同伴)이 제거해야하는 유사한 분야에도 적용될 수 있음을 미리 밝혀둔다.
이하 본 발명을 예를들어 액체용강의 유동을 참조로 하여 설명한다.
통상적으로 야금용기에 용해되어 있는 정련된 액체강철(이하 용강이라 칭함)로부터 불순물이 함유된 슬래그(용강상부의 부유층)를 분리할 때에는, 턴디시인 용기로부터 유동이 발생하게 되어짐에 따라 다량의 슬래그가 용탕흐름에 섞여 비말동반 되어 주조됨에 따라 금속품질의 문제를 초래할 수 있는 소용돌이 현상 또는 와류가 생성되는 것이 일반적인 바, 이러한 와류현상으로 인해 용기에서 배출되는 액체용강은 층류흐름을 형성하는 흐름라인의 변조가 유발되어 진다.
한편 레이들과 턴디시를 이용한 산소용강로와 전기아크용강로의 용기는 와류와 비와류 펀널(funnel)을 통해 슬래그가 비말동반되는 것을 방지하거나 최소화하기 위해 턴디시 내부에 있는 용강이 완전히 외부로 방출하지 않게 되는데, 이는 주조된 생산품의 품질과 산출고 및 생산성을 저하시키지 않기 위해 하나의 용기에서 다른 용기로 용강에 슬래그가 섞여 유입되는 것을 방지하기 위함이다.
그리고 용강내의 회전속도성분에 의해 쏟아 방출하는 용기의 흐름특성이 영향을 받게 되며, 이러한 용강의 회전 속도성분이 없을 때에는 용기로부터 부어지는 용강이 주로 배출노즐을 에워싼 반구형지역으로 유입될 때 배출노즐로 부터 떨어진 상부의 용강표면이 조금 움직이게 되는 바, 이때 배출로의 최선단을 향한 용강표면의 비말동반이 펀널형 코어를 통하여 소용돌이로서 발생하게 된다.
또한 용강내에 회전속도성분이 충분하고, 특히 회전속도성분의 회전축이 배출노즐의 축에 근접한 경우에는 용강의 표면으로부터 충분한 배출구유동비가 발생하여 하부로 흐르게 되는데, 이때 축흐름과 회전속도성분의 조합이 와류 펀널을 우발적으로 형성하면서 노즐축인접지역내에서 이 노즐축주위로 접선속도를 증가시키게 된다.
한편 용기바닥을 가로지르는 유동이 비적합한 노즐 설계로 인해 흐름손실을 보일때에도 와류가 초래될 수 있는데, 이는 용기바닥을 가로지르는 용강유동이 저해되고 감소되는 지점에서 일부 축하방유동이 불가피하게 발생되어, 와류형성을 초래하게 되어 용강표면의 비말동반이 수반되어진다.
그리고 주형에 붓기(teeming)의 시작점에서, 레이들 또는 턴디시 내부에는 충진과 비활성가스자극, 용기 설계 및 이와 유사한 요소들에 기인하는 접선속도성분이 부여되어, 와류와 이에 관련된 펀널형성이 주강에 침투되는 슬래그로 인하여 제품의 질을 저하시키며, 상기한 펀널 형성은 용강표면에 슬래그가 비말동반될 뿐만 아니라 회전속도성분에 의해 불균등한 유출흐름을 초래하게 되고, 이러한 유출흐름의 속도 차이는 유동비에 악영향을 초래하는데, 강철주조의 경우에 있어서도 역시 용강에 악영향을 끼치는 재산화(再酸化)를 초래하게 된다.
또한 강철주조에 있어서 와류(또는 와류 펀널)를 제거하기 위한 종래의 장치는 원판 성곽모양의 노즐과 부유플러그 및 스토퍼로드가 설치되어 있는바, 여기서 상기한 성곽모양의 종래 노즐은 출구노즐을 향한 용강의 흐름을 저해하게 되어 이 노즐을 통해 하강 배출하게 되는 용강의 회전흐름이 방해받게 되어 있었다.
또한 종래 성곽모양의 노즐의 다른 변형예로서는 유출흐름의 수직축과 일련의 만곡면이 회전유동을 방지하거나 적어도 제한하는 요철이랑이 형성된 노즐이 있는데, 상기한 종래 노즐은 용강의 흐름저해 등 여러가지 이유로 효과적이지 못하면서 슬래그등에 의한 부식이 주요한 문제로 제기 되어 왔다.
그리고 종래 부유플러그형 유동조절 장치도 다른 결함을 지니고 있는바, 상기 플러그는 노즐면이 부식되거나 상기 플러그가 출구노즐상에 적절하게 중심이 놓이지 않는다면 금속흐름을 완전히 차단하지 않게 되며, 이 플러그형의 유동조절장치의 성공률은 일반적으로 약 50% 정도를 유지한다.
한편, 종래 스토퍼로드형 유동조절장치는 상당히 양호하게 용강의 와류흐름을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 공기 또는 슬래그 비말등반과 함께 스토퍼로부터 이격된 축주위로 와류를 회전시키는 장점이 있으나, 이러한 스토퍼로드형 유동조절장치는 배출노즐을 통해 용기하부로부터 가스를 흡입함에 따라 용강의 불안정한 유동과 유동의 감소 및 주강의 재산화시킬 가능성을 초래하게 되는 단점을 지님에 따라, 종래 이러한 장치들 어느것도 와류흐름의 가능성을 제거하는데 완전히 효과적이지는 못하였다.
또한 슬라이드-게이트 노즐 밀폐장치를 사용할때 보편적인 냉각의 문제를 해소하기 위한 종래기술은 다양한 회전붓기노즐(예컨대 미국특허 제2,698,630호와, 동국 특허 제3,651,998호, 동국 특허 제3,685,706호, 동국 특허 제3,760,992호, 동국 특허 제4,220,210호 및, 동국 특허 제4,840,295호)의 발전을 유도해 온 바, 상기한 종래 기술은 노즐 구조물 내에서 내부 회전가능한 성분을 사용하여 용기로 부터 용강의 흐름을 조절하는 수단으로 상기 용강 흐름을 조절할 수 있도록 되어 있다.
한편 미국특허 제4,840,295호는 와류형성과 같은 문제를 감소시킬 수 있는 노즐에 관한 것이나, 용강의 와류형성을 최소화시키지는 못하였다. 즉, 미국특허 제4, 840,295호의 제1도 내지 제7도에 도시한 형상의 노즐 설계를 이용하여 실시한 일련의 테스트결과, 몇몇 결함이 제기된 바, 첫째로 용강표면의 슬래그 층이 회전속도가 1cm 내지 2cm 같은 저속인 경우에도 용강표면층의 비말동반을 초래하게 되며, 용강의 배출 시작에서부터 다량의 용강이 배출노즐안으로 짧게-순환하게 되어 와류 펀널현상에 따라 슬래그 비말동반이 초래하게 되어 서로 다른 액체인 용강과 슬래그의 접촉면의 신속한 펀널-형상의 변형을 초래하게 되며, 둘째로 액체용강 배출흐름이 회전과 측방향 진동을 발생하게 되며, 셋째로 변경된 노즐의 전반적인 방출율이 동일한 직경의 단순한 튜브노즐에서보다 크게 떨어지는 단점을 지니고 있었다.
여기서 상기 와류가 발생하게 되는 유동특성은 입구포트에서 노즐쪽으로의 갑작스런 가속과, 대향 입구에서 수직 하향 노즐쪽으로 급격한 압력강하에 의해 촉진되어지고, 용강표면의 슬래그 층의 신속한 비말동반과 분리를 초래하게 되며, 용기인 턴더쉬 바닥을 따라 소정 크기의 압력강하가 야기되어 소정량의 액체용강이 용기의 상주로부터 나선형으로 흡입되므로 와류형성과 슬래그 비말동반이 불가피하게 되며, 이는 부피가 작은 금속용강 층내에 용강표면 슬래그 층이 미세한 비람의 혼합물로 형성되어 발생하게 되는 문제점이 있었다.
[발명이 이루고자 하는 기술적 과제]
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 용강이 노즐을 매개로 턴디쉬에서 배출될 때 용강액체의 와류현상없이 방사상 흐름으로 노즐에 접근하도록 함으로써 종래기술에 비해 진일보하게 되는 바, 이러한 구조는 용강의 흐름이 액체용강 방출시 흐름 각속도에 의해 야기되는 비말동반을 제거하기에 충분한 길이를 갖는 방사상의 통로를 따라 흐르게 됨으로서 이루어지게 된다.
[발명의 구성 및 작용]
본 발명에 기초를 둔 와류억제장치는 현존하는 용광로의 턴디시와 같은 용기에 별다른 설치구조 변화없이 적용가능할 뿐만 아니라, 주강의 재산화를 방지하는데 절실히 요구되는 안정적인 용강의 배출흐름을 제공하게 된다.
따라서 본 발명의 목적은 용광로의 턴디시인 용기로부터 노즐형 개구부를 통해 방출되어지는 액체용강 내부에 와류 또는 회전흐름의 형성으로 부터 초래되는 상기한 문제점들을 해소하기 위한 것으로, 용기내부에 와류를 초래할 수 있는 하향축흐름을 억제하는 수단이 유동손실을 증가시키고, 방출율을 감소시키거나 방출흐름의 불안정성을 초래하지 않아야 하며, 용기로부터 외부로 방출되는 액체용강의 유동상태가 용기바닥을 따라 방사상으로 노즐을 향해 빠져나가도록 맞추어지면서 극소량의 표면 액체용강이라도 이 용강의 주흐름 통로를 통해 노즐축쪽으로 흘러 배출 할 수 있도록 되어 있다.
또한 본 발명에 따르면 수직축을 구비한 노즐상부에 위치되어 내장되는 용강의 직접 하향흐름으로부터 이 노즐과 분리시키는 배플판을 갖춘 흐름조절장치를 구비하게 되는 바, 상기 배플판은 디바이더에 의해 노즐과 수직방향으로 이격설치되어 방사상 유동통로를 구획하여 액체용강의 흐름을 안내하고 조절하면서 축주위로 야기되는 회전유동을 방지함에 따라 상기한 액체용강은 노즐로 유입되기전에 배플판의 안내를 받아 방상상으로 유동하여 노즐도 유입 된다.
전술한 바와 같이 본 발명을 예를들어 강철용강의 주조시를 참조로하여 이에 바람직한 실시예를 근거로 기술하지만, 이에 한정되지 않음을 밝혀둔다.
이하, 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.
제1도에 도시한 구조는 본 발명의 실시예 1로서 레이들이나 용탕유출구가 저부에 형성된 전기아크용광로 또는 경사진 위치에 설치된 산소용광로의 측벽에 설치되는 바, 제1도에 도시된 바와 같이 유동조절장치(20)는 턴디시 (일부만이 도시됨) 바닥(24)에 설치된 노즐(22) 윗쪽에 자리잡고, 이 노즐(22)은 턴디시 바닥(24)의 상부면과 같은 높이로 입구(27)로부터 길게 하방으로 연장되면서 중심에 위치된 방출부(26)와 이 턴디시 바닥(24)의 외부면이나 하부까지 연통되는 출구(29)를 갖추고 있다.
여기서 상기 유동조절장치(20)는 노즐(22)위를 이격되어 덮도록 설치되면서 노즐(22)의 축 윗쪽에 위치한 원형의 배플판(28)과, 상기 노즐과 방출부(26)축에 대해 방사상으로 연장된 4개의 디바이더(30)를 구비하고, 이 디바이더(30)는 방출부(26)와 배플판(28)의 외주사이에 연장되면서 이 배플판(28)을 지지하되, 상기 배플판(28)이 방출부(26)로부터 적어도 출구(29)에서 방출부(26)의 직경에 1/2배 내지 1배사이의 높이로 수직으로 이격되어있다. 그리고, 상기 디바이더(30)는 배플판(28)과 노즐(22)을 결합하여 이 디바이더(30)의 외주를 포함하는 가상의 원형 실린더로 둘러진 노즐공급체적을 구획하게 되며, 이러한 공급체적은 용강을 노즐개구부 쪽으로 안내하는 개별 방사상의 흐름 통로의 체적으로 간주 된다.
본 발명에 따른 배플판(28)은 턴디시 내부에 수용된 용강내에 임의방향의 흐름으로부터 방출부(26)를 분리하게 되어 있다.
한편, 일반적으로 종래 용강의 흐름은 노즐쪽으로 하향된 현저한 축방향성분을 갖으면서 와류 펀널을 형성할 뿐만 아니라 용강내에 회전류를 갖게 되어 있는데, 본 발명에 따른 상기 배플판(28)은 노즐의 출구(29)에 연통된 방출부(26)의 직경 보다 적어도 4배 이상 8배 범위로 형성하되 바람직하기로는 6~ 8배 범위 직경을 구비하여 노즐(22)을 상기한 용강내의 흐름으로부터 효과적으로 분리하면서 와류 펀널의 형성을 방지하도록 되어 있다.
즉, 노즐-공급체적을 형성하는 방사상 유동통로로 유입되는 용강내의 잔존하는 유동은 디바이더(30)에 의해 조절되어져 노즐 방출부(26)를 향하도록 유동됨에 따라, 이 결과 하나의 방사상의 유동통로에서 나온 용강이 다른 방사상의 유동통로로부터 나온 용강과 노즐을 통해 배출되기 전에 노즐설정축에서 만나게 된다.
한편 노즐에서 유동분리를 최소화하고 노즐의 부근에서 슬래그와 같은 함유물이 섞여지지 않기 위해서는 디바이더(30)면이 제2도에 도시된 횡단면도에서와 같이 그 윤곽이 매끄럽게 되는 바, 도면을 단순하게 하기위해서 디바이더(30)의 수를 4개로 제한하였지만 이 디바이더의 갯수는 턴디시에 설치되는 노즐(22)의 크기에 따라 가변적일 수 있으며, 배플판(28)의 횡단형상과 디바이더의 최소부가 와류의 발생을 억제하는데 방해가 되지않으므로 그 형상과 크기는 기계적인 강도나 부식-저항요구를 근거로 하여 결정되어 진다.
그리고 유동조절장치(20)의 노즐(22)을 통하여 방출부(26)로 빠져나가는 용강액체의 유출흐름은 주변으로 부터 가스의 침입이 없을 뿐만 아니라 슬래그의 비말동반 없이 촘촘하게 밀집되어지는 바, 이는 노즐(22)을 통한 유동용 횡단지역과 적어도 동일한 크기의 디바이더(30) 사이의 유동통로용 전체 횡단지역을 사용함으로써 가장 잘 이루어질 수 있게 되는 한편 방출부(26)쪽으로 액체용강의 공급은 이후 원활하게 이루어진다.
이와같이 본 발명에 따른 유동조절 장치는 노즐(22)에 인접한 용강흐름이 이 노즐(22)에 방사상으로 접근하게 됨에 따라서, 상기한 노즐(22)에는 연속적으로 장치의 외주로부터 용기의 바닥을 따라 수평으로 액체용강의 느린 유동에 의해 연속적으로 공급되어지고, 용강에 내포된 불순물이 상방으로 부유되며, 액체용강의 바닥부분에서 이 액체용강이 노즐(22)로 공급되어지므로 순수한 용강만이 노즐(22)을 통해 방출되면서 슬래그는 용강내부에서 윗쪽 방향인 용강표면으로 상승 부유하게 된다.
더욱이 본 발명의 유동조절장치(20)는 와류펀널형성을 억제하므로써 턴디시(슬래그 비말동반없이) 내부에 있는 용강을 더욱 완전히 비우는 작업을 계속할 수 있게 되는바, 이는 주조 공정에서 액체용강을 더 많이 회수할 수 있어서, 주조 산출량의 개선이 본 장치를 사용하는 주요한 경제적인 잇점이 된다.
제3도와 제4도로 도시한 본 발명에 따른 실시예 2로서, 주조 야금용 용기에 통상 사용되는 턴닥(TUNDAK;Foseco 회사의 상표)콘이 설치된 것으로, 상기 유동조절장치(32)가 용기의 바닥(36)내에 안착된 노즐(34)과 연관되어 설치되는데, 상기한 노즐(34)은 방출부(38)와 출구(40)를 구비하며, 여기서 상기 출구(40)는 통상 바닥(36)의 바깥쪽 면과 동일한 높이로 되어 있다.
그리고 입구(42)는 바닥(36)의 상부면으로부터 하방쪽으로 이격 형성되되, 턴닥콘(44)이 바닥(36)의 입구 윗쪽에 정렬 설치되면서 용기에서 방출되는 액체용강의 흐름개구부로 이용되는데, 일반적으로 상기 턴닥콘(44)은 턴디시 바닥에 설치된다.
또한 본 발명의 실시예 2에 따르면 상기 유동조절장치(32)는 원통형이면서 바닥(36)의 상부면에 설치되는데, 턴닥콘의 상부 직경과 유사한 직경을 갖는 배플판(46)을 갖추고, 상기한 턴닥콘(44)은 노즐(34)의 출구(40)의 직경보다 4배 이상의 직경을 갖춤에 따라 상기 배플판(46)이 노즐(34)로 유입되는 액체용강의 방향흐름을 계속 효과적으로 분리하게 되지만, 상기한 노즐의 액체용강 공급체적은 턴닥콘의 체적증가에 의해 증가되어지므로, 상기 배플판(46)의 외주와 중심사이에서 방사상으로 연장된 디바이더(48)를 구비하는 것이 바람직하다. 그리고 이 실시예의 유동조절장치는 턴닥콘으로 유입되는 액체용강이 수평으로 이동함에 따라 방사상 유동을 유지함으로써 상기 턴닥콘(44)으로 들어가는 액체용강의 와류현상인 회전운동을 효과적으로 방지하게 된다.
그리고 상기 턴닥콘(44)이 턴디시 바닥(36)에 설치되므로 이 바닥(36)에 정체된 용강층의 냉각이 디바이더(48)사이의 액체용강유동용 통로를 방해하지 않게 된다.
한편 금속냉각문제를 해결해야하는 용융된 금속으로 용기를 채우기에 앞서 모래로 상기 턴닥콘(44)을 채우는 레이들용 야금주조에서는 상기한 타입의 노즐(34)과 턴닥콘(44)을 이용하는 구조가 일반적인데, 상기한 야금 용기내에 노즐, 모래, 역시 용강유동이 초기의 충진기간중에 일찍 시작하는 것을 방지하는 마개 역할인 노즐플러그로 작용할 수 있게 되며, 일단 일정한 액체용강이 용기에 채워져서 이 용기로부터 방출될 준비가 될 때, 상기 턴닥콘(44)에 채워진 모래는 노즐(34)을 통해 먼저 외부로 방출되어지고, 액체용강은 노즐(34)을 통해 외부로 흐르게 된다.
한편, 상기 턴닥콘(44) 안으로 모래를 집어넣기 위한 통로는 상기 배플판(46)에 구멍(50, 제4도에 점선으로 도시되어 있음)을 형성시킴으로 가능한 바, 그러나 이러한 구멍(50) 형성은 이 실시예에서 필수적인 것은 아니다.
그리고 상기한 구멍(50)은 한쌍의 디바이더(48)사이에 형성되며, 통상적으로 이 구멍(50)의 직경이 약 2.5cm ~ 7.5cm (1인치 - 3인치)정도이고, 배플판내에(중심이라도) 형성된 구멍은 본 발명에 따른 유동조절장치에 의하여 형성되면서 조절되는 방사상 흐름을 방해하는 축방향 속도를 반드시 야기시키지 않는다.
제3도와 제4도를 참고하여 설명한 본 발명 유도조절장치의 실시예에 있어서는 턴디시 노즐로부터 방출되는 액체용강 흐름의 끈적거림이나 퍼짐이 덜하여 비교적 우수하고, 본 발명에 따른 장치가 설치되지 않은 턴디시 노즐의 유출흐름보다 더 부드럽게 유동하게 된다.
그리고 모래 충진 구멍(50)을 제외한 본 발명에 따른 유동조절장치(32)는 저시멘트, 저습, 고알루미나 재질로 포스캐스트(Forscast) 82와 70(여기서 포스캐스트 82와 70은 포세코 회사, Foseco International Ltd.,의 상표임)로 주조된다.
이러한 본 발명의 유동조절장치는 4스트랜드(Strand), 12톤 턴디시 내부에 설치되는데, 이는 통상 주조속도인 125in/min/strand 또는 235Kg/min/strand에서 4 × 4강편을 주조 한다.
또한 상기 유동조절장치는 간단히 턴디시 바닥에 분사된 턴캐스트(Tuncast; 포세코 회사 상표)안으로 가압함으로써 손쉽게 설치되어지는바, 이 턴케스트 스프레이 라이닝이 통상의 방법으로 건조되어질 때 제위치에 정착하게 된다.
이와 더불어 상기 유동조절장치는 예가열이 필요하지 않으며, 상기 스트랜드(strain)들의 양호한 자유개방이 이루어지고, 주조 시작시 냉각의 문제가 발생하지 않으면서 주조기작동의 방해없이 통상적으로 4 ~ 5 레이들 시퀀스(ladle sequences)가 가능하다.
와 제6도은 본 발명의 실시예 3를 도시한 것으로, 여기서 본 발명에 따른 유동조절장치(52)는 겹쳐놓여진 배플판(58)의 외주와 노즐사이에 방사상으로 연장된 4개의 디바이더(56;그 중 3개는 제6도에 도시됨)하부 중심에 실린더 형태로 구획되어진 일체의 노즐(54)을 갖추고, 제5도에 도시된 바와 같이 이 유동조절장치(52)의 노즐(54)은 용기 또는 콘테이너의 바닥(60)을 관통하게 되어 있다.
그리고 상기 노즐(54) 내부에 조립되어질 내부슬리브를 갖춘 유동밀폐조절장치(62)에는 노즐내의 밀폐조절장치의 회전에 의해 디바이더(56)사이에 간격을 두고 일치하거나 엇갈려지게 되면서 이의 상부선단 부근에서 종축으로 연장된 타원형 슬롯(64)이 형성되어 있으며 이 유동밀폐조절장치(62)의 하부 외선단쪽 솔더(68, shoulder)에 설치된 핸들(66)은 작동기를 개략적으로 설명하기 위해 구비되어지고, 제5도는 본 발명에 따른 유동밀폐조절장치(62)가 폐쇄된 상태로 도시되어 있다.
본 발명의 실시예 3에 있어서, 노즐(54)에 끼워져 연통되는 방출부(70)는 출구(74)를 갖춘 유동밀폐조절장치(62)를 매개로 형성되어진다(제5도 참조).
또한 상기 배플판(58)은 노즐(54)로부터 액체용강내의 방향성유동을 분리시키고, 상기 디바이더(56)는 회전흐름을 전환하여 이 디바이더들 사이의 방출부(70)로 유입되는 액체용강이 개구부에 방사상인 운동방향을 갖게 되며, 상기 유동밀폐조절장치(62)의 슬롯(64)을 디바이더(56) 갯수와 일치시키고, 상기 디바이더(56)들에 형성된 흐름통로와 일치하고 엇갈리게 하는 유동밀폐조절장치(62)의 회전은 액체의 노즐공급체적을 변화시켜 용기내에서 노즐(54)를 통하여 방출되는 용강의 유동을 효과적으로 조절한다.
제7도와 제8도는 본 발명의 실시예 4를 도시한 것으로, 이 실시예의 유동조절장치(82)는 배플판(88)의 외주와 노즐(84)사이에 방사상 방향으로 연장된 4개의 디바이더(89)의 중심하부에 설치된 실린더에 의해 구획되어지는 일체의 노즐(84)을 갖추고, 제7도에 도시된 상기 유동조절장치(82)의 노즐(84)이 용기 또는 용기의 바닥(90)과 이 바닥 바깥에 부착된 강철셀(92))을 관통 형성되며, 내부슬리브를 구비한 유동밀폐조절장치(94)는 노즐(84) 내부에 삽입되어 설치되는 크기를 가지면서 그 상부선단에 유동조절장치(82)의 중심을 향해 노즐(84)의 방사상 디바이더(89)를 연장하고 이들 디바이더(89) 사이로 액체용강의 흐름통로를 형성하도록 아암(86, 제8도에 도시됨)을 갖춘 십자형단면을 갖는다.
여기서 상기 아암(86)은 배플판(88)의 하부에 형성된 홈(91)에 수용하면서 화살표 방향으로 축방향 운동중에 이 유동밀폐조절장치(94)를 안내하는 선단(87)으로부터 하방으로 이격되어지고, 이 유동밀폐조절장치(94)는 축방향으로 디바이더(89)사이의 액체용강의 유동용 통로로 구획되어진 노즐공급체적 내에서 일련의 유압피스톤(104)의 작동에 의해 이동가능하며, 이러한 유동밀폐조절장치(94)의 이동은 노즐(84)을 통하는 액체용강의 유동을 조절하게 되는데, 일반적으로 상기 유동밀폐조절장치는 통로를 통한 아암(86)의 하부면에 입구로부터 이 유동밀폐조절장치(94)에 형성된 출구(102)까지 연장되어 중앙에 설치된 방출부(98)안으로 액체용강의 흐름을 극대화시킬 수 있도록 되어 있다.
제5도의 노즐(54)과 제7도의 노즐(84)안에 끼워진 링형상의 기공벽돌은 이 기공벽돌안으로 가스를 이송하는 수단을 따라 유동밀폐조절장치(62,94)와의 접촉면과 동일한 높이에 위치하면서 기동부사이에 가스박막윤활을 제공하고 접촉면에서 액체용강의 누출 가능성을 방지하게 된다.

Claims (12)

  1. 노즐(22,34, 54, 84) 상부에 배플판(28,46,58,88)이 배치되고 입구(27,42)로부터 출구(29,40,74, 102)쪽으로 축방향으로 연장된 방출부(26,38,70,98)를 갖춘 상기 노즐을 통하여 수직방향으로 방출하는 용강의 와류 흐름을 억제하는 유동조절장치에 있어서, 상기 방출부(26,38,70,98)로 부터 축방향으로 배플판(28,46,58,88)을 이격 시키기 위해 이 배플단을 지지하면서 방출부의 길이축방향으로 방사상의 디바이더(30,48, 56,89)들이 배치되고, 이 디바이더들은 노즐의 용강흐름 통로의 단면적 보다도 더 큰 방사상의 흐름 단면적을 갖추며, 이 디바이더들이 흐름통로의 만나는 지점인 노즐쪽으로 이 흐름통로를 따라 방사상의 수평방향으로 흘러 노즐로 방출되는 유동동강의 와류 발생을 억제하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 와류억제용 유동조절장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 노즐(22, 54, 84)이 배플판(28, 58,88)과 디바이더(30,56,89)들에 일체로 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 와류억제용 유동조절장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 배플판이 원형이면서, 노즐의 출구(29,40, 74, 102)에 연통된 방출부의 직경보다 적어도 4배 내지 8배의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 와류억제용 유동조절장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 배플판은 노즐의 출구에 연통된 방출부의 직경보다 바람직하게는 6배 내지 8배 이상의 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 와류억제용 유동조절장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 배플판(46)에는 용강 방출에 앞서 턴닥콘(44)에 모래와 같은 특정재질로 채워질수 있도록 하는 구멍(50)이 형성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 와류억제용 유동조절장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 구멍(50)이 방출부(38)의 종축에 대해 편심되어진 것을 특징으로 하는 와류억제용 유동조절장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 디바이더가 방출부로부터 노즐의 출구에서 측정한 방출부의 직경의 1/2 이상의 높이로 이격되어 설치되는 것을 특징으로 하는 와류억제용 유동조절장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 디바이더가 노즐의 입구에서 방출부에 횡방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 와류억제용 유동조절장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 디바이더가 방출부와 배플판 외주사이에 연장되어 이루어진 것을 특징으로 하는 와류억제용 유동조절장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 노즐(54)이 배플판(58)과 일체로 형성되면서 종축으로 연장된 슬롯(64)이 디바이더 (56)의 갯수와 일치하는 내부슬리브를 갖춘 흐름밀폐조절장치(62)를 구비하며, 여기서 상기 흐름밀폐조절장치는 방출부 주위로 회전가능하여 디바이더에 일치되거나 엇갈려져 용기로부터 액체방출 흐름을 조절할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 와류억제용 유동조절장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기한 노즐(54, 84)이 배플판과 일체로 형성되면서 방출부(70,98)에 대해 축방향으로 이동가능한 내부슬리브를 갖춘 흐름밀폐조절장치(62,94)를 구비하여 액체방출흐름을 조절하도록 된 이루어진 것을 특징으로 하는 와류억제용 유동조절장치.
  12. 노즐(22, 34,54,84)상부에 배플판(28,46,58,88)이 배치되고 입구(27,42)로부터 출구(29,40,74, 102)쪽으로 축방향으로 연장된 방출부(26,38,70,98)를 갖춘 상기 노즐을 통하여 수직방향으로 방출하는 용강의 와류흐름을 억제하는 유동조절장치에 있어서, 상기 노즐(22,34,54,84) 위에 위치하는 원형의 배플판(28,46,58,88)은 이 노즐의 출구(29,40,74,102)에서 방출부의 직경보다 적어도 4배 ~ 8배의 직경을 가지며, 상기 방출부로 부터 축방향으로 배플판을 이격시키기 위해 이 배플판을 지지하면서 방출부의 길이축방향으로 방사상의 디바이더(30,48,56,89)들이 배치되고, 이 디바이더들은 노즐의 용강흐름 통로의 단면적 보다도 더 큰 방사상의 흐름단면적을 갖추며, 이 디바이더들이 흐름통로의 만나는 지점인 노즐쪽으로 이 흐름통로를 따라 방사상의 수평방향으로 흘러 노즐로 방출되는 유동용강의 와류발생을 억제하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 와류억제용 유동조절장치.
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