KR100207852B1

KR100207852B1 - 침지노즐 교환장치

Info

Publication number: KR100207852B1
Application number: KR1019960700114A
Authority: KR
Inventors: 겐지 야마모또; 다다오 다니구찌
Original assignee: 다케다 마사미; 시나가와 시로렌가 가부시키가이샤
Priority date: 1994-05-06
Filing date: 1994-05-06
Publication date: 1999-07-15
Also published as: JP3215868B2; AU685798B2; CA2166703A1; EP0718058A4; US5688425A; KR960704657A; WO1995030501A1; EP0718058A1; AU6689894A

Abstract

용융금속용기(30)로부터 유출하는 용융금속의 유출량을 제어하는 미끄럼 밸브장치(32)와, 상기 미끄럼 밸브장치의 하부에 수직인 자세로 지지된 유지용 실린더(42)와, 상기 실린더의 피스톤로드(43)에 수평인 자세로 지지된 가이드아암(44)을 구비하며, 상기 가이드아암(44)은 상호 평행한 한쌍의 가이드레일부(45)를 가지며, 상기 가이드레일부의 서로 마주보는 면에는 수평방향으로 연장하는 적어도 세개이상의 침수된 노즐(47) 상단의 노즐케이스(48)를 끼워맞춤유지된 신규의 침수된 노즐을 노즐장착위치까지 압송하는 교환용 실린더(56)를 부설한 것이다.

Description

[발명의 명칭]

침지 노즐 교환 장치

[기술분야]

본 발명은 용융 금속 용기로부터 용융 금속을 배출시키는 침지 노즐을 교환하는 교환 장치에 관한 것이다.

[배경 기술]

턴디쉬(tundish)나 레들(ladle) 등의 용융 금속 용기는 제11도에 도시된 바와 같이, 바닥부(2)의 노즐 받침 벽돌(3)에 출탕구(4)를 갖추고 있고, 출탕구(4)의 내부에는 삽입 노즐(5)이 삽입되어 있다. 홀(8)이 형성된 바닥판(7)을 구비한 미끄럼 밸브 장치(6)가 턴디쉬(1)의 하부면에 장착되어서 바닥판(7)의 홀(8) 주위의 상부면 상에 삽입 노즐(5)을 지지하고 있다. 또한, 침지 노즐(9)의 상부가 노즐 케이스(10)에 의해 미끄럼 밸브 장치(6)의 하부에 현가 상태로 유지되어 있고, 노즐 케이스(10)가 침지 노즐 지지 장치(11)에 의해 유지되어 있다.

연속 주조 설비의 경우에는 제12도와 같이 침지 노즐(9)의 하부가 수냉식 몰드(12) 내에 침지되어 있고, 용융 금속은 이러한 침지 노즐(9)의 하부 주위에 형성된 배출구(9a)를 통해 몰드(12) 내로 연속적으로 배출되며, 용융 금속(13)의 둘레 부분이 몰드(12) 내에서 냉각되고, 이후 몰드(12)의 하단부로부터 배출되어 다음 공정으로 이동된다.

미끄럼 밸브 장치(6)는 홀(17)이 형성된 미끄럼판(16)을 갖추고 있으며, 이러한 미끄럼판(16)은 유압 실린더(14)의 피스톤 로드(15)에 연결되어 있다. 이러한 유압 실린더(14)는 미끄럼판(16)의 홀(17)이 바닥판(7)의 홀(8)과 일치하는 위치와 미끄럼판(16)의 홀(17)이 바닥판(7)의 홀(8)과 불일치하는 위치사이에서 수평 방향으로 미끄럼판(16)을 미끄럼 이동시키며, 이에 의해 융용 금속의 배출량이 제어된다.

또한, 침지 노즐(9)은 상부 직경이 보다 크게 형성되어 있으며, 이러한 침지 노즐(9)의 상부가 노즐 케이스(10)에 끼워 맞춤되고, 침지 노즐(9)의 상단면은 도시되지 않은 시일 패킹(seal packing)을 통해 슈트 노즐(18)의 하단면에 밀착 결합되어 있다. 또한, 노즐 케이스(10)의 외면으로부터 직경 방향으로 대향하는 위치에 지지판(19)이 돌출 설치되어 있다.

침지 노즐(9)의 하부는 상기한 바와 같이 용융 금속 내의 항상 침지되어 있으며 용융 금속에 의해 침식되기 때문에, 침지 노즐(9)은 적당한 시기에 새로운 침지 노즐로 교환되어야 한다.

따라서, 침지 노즐을 가능한 한 신속하게 교환할 수 있는 노즐 지지장치(11)가 사용되어 왔다. 제11도에 도시된 종래의 노즐 지지 장치(11)에는 미끄럼 밸브 장치(6)의 하부면에 피스톤 로드(20)가 아래를 향하도록 공기 실린더(21)가 설치되어 있고, 지지 아암(22)이 공기 실린더(21)의 피스톤 로드(20)에 고정되어 있다. 이러한 지지아암(22)은 그의 선단부에 노즐 케이스(10)의 지지핀(19)을 수용하여 노즐 케이스(10)를 유지시킬 수 있는 리셋스(23)가 형성되어 있다. 침지 노즐(19)의 지지판(19)이 리셋스(23)에 끼워맞춤된 후, 공기 실린더(21)의 피스톤 로드(20)가 단축 작동하여 미끄럼판(16)의 홀(17) 주위의 하부면에 대향하여 또는 미끄럼 밸브 장치(6)가 슈트 노즐(18)을 갖추고 있는 경우에는 슈트 노즐(18)의 하부면에 대항하여 시일 패킹을 통해 침지 노즐(9)의 상단면이 가압됨으로써, 침지 노즐(9)이 견고하게 고정된다. 침지 노즐(9)을 견고하게 고정시키는 수단으로는 레버나 토글 기구등이 있다.

이러한 노즐 지지 장치(11)를 사용하여 침지 노즐(9)을 새로운 침지 노즐로 교환할 때, 먼저 미끄럼 밸브 장치(6)의 미끄럼판(16)을 미끄럼 구동시켜서 미끄럼 밸브 장치(6)을 폐쇄시키고, 이후 턴디쉬(1)를 상승시킨 후 공기 실린더(21)의 피스톤 로드(20)를 신장 작동시켜서 지지 아암(22)을 하강시킨 후, 침지 노즐(9)을 수작업으로 해체시킨다. 이후, 슈트 노즐(18)의 하부면을 세정한 다음 새로운 침지 노즐(9) 및 시일 패킹을 지지 아암(22) 상에 설치한다. 이후, 공기 실린더(21)의 피스톤 로드(20)를 단축 작동시켜서 침지 노즐(9)을 상승시킴과 동시에 턴디쉬(1)를 하강시키고, 미끄럼 밸브 장치(6)를 개방시킨다. 이러한 침지 노즐 교환 작업은 적어도 60 내지 90초의 시간이 소요된다.

그 결과, 침지 노즐(9)을 교환하는 동안에, 몰드(12) 내의 용융 금속(13) 표면이 딱딱하게 응고되고, 용융 금속(13)의 이음매 부분이 스크랩화되는 비율이 높아지기 때문에, 원료이 수율이 감소되는 큰 단점을 가지게 된다.

또한, 용융 금속(13)의 배출을 중단하는 시간을 단축시키고자 하더라도, 사용을 마친 침지 노즐(9)을 해체하고 새로운 침지 노즐(9)을 삽입하는데 소요되는 시간을 단축하는데는 한계가 있다. 또한, 턴디쉬(1)의 상하 이동공정을 생략하여 이에 소요되는 시간을 단축시키고자 하더라도, 미끄럼 밸브 장치(6)의 존재에 의해 미끄럼 밸브 장치(6) 아래쪽의 공간이 좁기 때문에, 이러한 좁은 공간내에서 침지 노즐(9)을 교환하는데는 매우 많은 시간이 소요되며, 여전히 신속한 교환 작업을 달성하기가 어렵게 된다.

게다가, 상기한 침지 노즐의 교환 작업은 수작업으로 수행되는데, 침지 노즐이 벽돌로 만들어져서 중량이 무겁기 때문에, 이러한 침지 노즐을 장착하고 해체시키는 작업은 난해할 뿐만 아니라, 침지 노즐 교환 작업이 이루어지는 미끄럼 밸브 장치(6)의 주변 환경이 매우 고온이며 거칠기 때문에 작업 환경이 매우 열악한 단점이 있다.

한편, 미국 특허 제 4,669,528 호에는 침지 노즐의 교환 작업을 용이하게 한 기술이 개시되어 있다. 여기서는, 하부에 미끄럼 기구를 갖춘 고정판이 설치되고 상부에 편평한 벽돌이 제공되어 얇은 철판으로 이루어진 케이싱 내에 수용된 특수한 침지 노즐을 사용하였다. 이러한 침지 노즐은 케이싱의 하부면의 전방 및 후방에서 지지되며, 용수철에 의해 상방으로 가압된다. 또한, 침지 노즐은 고정판의 하부면에 대항하여 침지 노즐의 편평한 벽돌의 상부면을 가압할 수 있도록 형성된 가이드 레일을 따라 미끄러지도록 구성되어 있다.

따라서, 연속 주조 공정시에 침지 노즐을 교환하는 경우, 새로운 침지노즐을 미끄럼 기구에 설치하는 동시에 침지 노즐 푸싱 실린더를 설치하고, 이어서 삽입 노즐을 스토퍼로 폐쇄시킨다. 이후, 침지 노즐을 침지 노즐 푸싱 실린더 내로 밀어 넣고, 스토퍼를 다시 개방 위치로 이동시킨 후, 사용을 마친 침지 노즐을 해체시킨다. 이와 같은 공정을 행하는데 소요되는 시간은 약 10 내지 15초 정도로서, 이러한 침지 노즐 교환 공정을 이전에 개시한 교환 공정 보다 훨씬 빠르게 수행할 수 있다.

그러나 상기한 장치는 침지 노즐의 상부에 편평한 벽돌이 제공되고, 케이싱 내에 수용되는 특수한 침지 노즐을 사용해야만 하기 때문에, 이러한 침지 노즐의 가격은 종래의 침지 노즐 가격에 비해 약 1.5배가 되어 운영 비용이 증가되는 문제가 있다. 게다가, 침지 노즐의 케이싱이 그의 하부면의 두 부분에서 가압되기 때문에, 내부의 편평한 벽돌이 만곡형상으로 변형되기 쉬우며, 이에 의해 고정판과 편평한 벽돌의 접합면 사이에 틈이 생기게 되고, 그곳으로부터 흡기 현상이 발생하여 비정상적인 침식이 발생하고 제품의 질이 저하되는 등의 문제점이 발생하게 된다. 또한 편평한 벽돌이 균열이 생기면, 그 균열내로 용융 금속이 침입하게 되며, 최악의 경우 융용 금속이 누출되는 등의 문제점을 발생시키게 된다. 또한, 용융 금속의 배출이 스토퍼에 의해 제어되기 때문에, 스토퍼 헤드부 상에 Al₂O₃가 퇴적되어서 배출량의 제어가 어렵게 되는 문제점이 발생된다.

[발명의 목적]

본 발명의 목적은 침지 노즐을 교환하는데 소요되는 주조 공정 중단시간을 단축시키고, 스크랩화되는 용융 금속의 양을 절감시켜서 제품의 수율을 증가시키는 동시에 열악한 환경하에서 수행하게 되는 수작업을 줄일 수 있는 침지 노즐 교환 장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 특수한 구조의 침지 노즐을 사용할 필요가 없고 단순하면서도 저렴한 침지 노즐을 사용한다. 또한, 본 발명은 노즐 케이스에 의해 침지 노즐의 상부를 침지 노즐의 상부의 전체 둘레를 지지하여 침지 노즐이 변형되지 않고 밀봉성을 향상시키며, 배출량 제어 기구로서 미끄럼 밸브 장치를 사용하더라도 침지 노즐을 신속하게 교환할 수 있도록 한다.

본 발명의 다른 목적은 침지 노즐을 교환할 때 새로운 침지 노즐을 노즐 장착 위치에 정확히 장착시킬 수 있고 침지 노즐의 취급이 용이한 침지 노즐 교환 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 침지 노즐이 노즐 케이스에 대해 회전하는 것을 방지하고 침지 노즐의 배출구가 원하는 방향으로 개방되도록 침지 노즐을 위치시킬 수 있는 구조물이 제공된 침지 노즐 교환 장치를 제공하는 것이다.

[발명의 상세한 설명]

상기한 목적들을 달성하기 위해 본 발명에 따른 침지 노즐 교환 장치는, 용융 금속 용기의 바닥부에 용융 금속의 배출량을 제어하기 위해 제공된 미끄럼 밸브 장치 아래에 고정식으로 제공된 침지 노즐 유지 실린더로서, 미끄럼 밸브 장치에 대해 수직하게 이동가능한 피스톤 로드를 갖춘 침지 노즐 유지 실린더와, 피스톤 로드와 함께 수직 이동할 수 있도록 피스톤 로드에 고정식으로 장착되어 있고, 수평한 가이드홈이 마주보는 내면에 형성되어 있고 개방된 대향 단부를 갖는 한쌍의 수평한 가이드 레일을 갖추고 있는 가이드 아암 유닛으로서, 가이드홈이 침지 노즐의 상부에 각각 끼워맞춤된 노즐 케이스 상에 제공된 끼워맞춤부가 미끄럼식으로 수용되기에 적합하며 세개 이상의 상기 노즐 케이스를 유지할 수 있는 길이를 갖는, 가이드 아암 유닛과, 그리고 가이드홈에 끼워맞춤되는 끼워맞춤부를 갖춘 침지 노즐을 가이드홈을 따라 미끄럼 밸브 장치의 용융 금속 배출구 바로 아래의 노즐 장착 위치로 이동시키는 침지 노즐 교환 실린더로서, 가이드 아암 유닛의 안팎으로 수평하게 이동할 수 있는 가압 부재를 갖추고 있으며, 침지 노즐 유지 실린더가 피스톤 로드 및 가이드 레일을 윗방향으로 이동시켜서 침지 노즐이 노즐 장착 위치로 이동되어 침지 노즐의 상단부가 미끄럼 밸브 장치의 바닥부에 대해 밀착되게 가압되며, 가압 부재가 침비 노즐을 이동시키기 위해 작동되고, 그후 피스톤 로드와 가이드 아암 유닛이 노즐 장착 위치로부터 노즐 장착 위치로부터 멀어지는 아래 방향으로 이동되는 침지 노즐 교환 실린더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 침지 노즐 교환 장치에서, 침지 노즐에 끼워맞춤된 노즐 케이스는 가이드홈에 끼워맞춤되는 끼워맞춤부를 갖추고 있고, 이러한 끼워맞춤부의 하면에는 위치결정 돌출부가 제공되어 있으며, 가이드 레일의 가이드홈에 위치결정 돌출부가 걸어맞춤하여 노즐 장착 위치를 결정하는 위치결정 리셋스를 구비하고 있다.

본 발명에 따른 침지 노즐 교환 장치에 있어서, 침지 노즐 교환 실린더는 침지 노즐을 노즐 장착 위치로 이동시킬 수 있는 작동 위치로부터 새로운 침지 노즐을 공급하는 작업을 방해하지 않는 대기 위치로 후퇴될 수 있다.

본 발명에 따른 침지 노즐 교환 장치에 있어서, 가이드 레일은 침지 노즐이 가이드 레일로부터 이탈하는 것을 방지하기 위해 노즐이 배출되는 단부에 스토퍼를 구비하고 있다.

본 발명에 따른 침지 노즐 교환 장치는 침지 노즐을 가이드 레일 상에서 안내하는 탈착가능한 노즐 가이드를 구비하고 있다.

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본 발명에 따른 침지 노즐 교환 장치의 사시도이며,

제2도는 제1도의 침지 노즐 교환 장치의 단면도이며,

제3도는 제1도의 침지 노즐 교환 장치에 포함된 가이드 아암 유닛의 부분 확대 단면도이며,

제4도는 제3도의 선 A-A를 따라 취한 단면도이며,

제5도는 침지 노즐의 일부를 부분적으로 절단한 사시도이며,

제6도는 노즐 케이스에 끼워맞춤된 침지 노즐의 일부를 절단한 단면도이며,

제7도는 노즐 케이스의 다른 변형예를 도시한 사시도이며,

제8도는 본 발명에 사용된 노즐 가이드의 전방 단면도이며,

제9도는 제8도의 노즐 가이드에 사용되는 노즐 핸들링 기구의 정면도이며,

제10도는 제9도의 노즐 핸들링 기구의 측면도이며.

제11도는 종래 기술에 따른 침지 노즐 교환 장치의 단면도이며,

제12도는 연속 주조 설비와 침지 노즐과의 관계를 설명하기 위해 사용된 개략적인 단면도이다.

[발명을 실시하기 위한 최량의 형태]

이하에, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.

제1도는 본 발명에 따른 침지 노즐 교환 장치의 주요 부분을 도시한 사시도이며, 제2도는 제1도의 단면도이다. 제1도 및 제2도에서, 도면부호 30은 용융 금속 용기의 일예로서의 턴디쉬를 나타내며, 이러한 턴디쉬(30)의 바닥부(31) 하면에는 미끄럼 밸브 장치(32)가 장착되어 있다.

이러한 미끄럼 밸브 장치(32)는 제11도를 참조하여 기술된 구성과 동일한 구성을 가지고 있다. 삽입 노즐(35)이 턴디쉬(30)의 바닥벽(31)에 형성된 구멍에 끼워맞춤된 노즐받침벽돌(33)의 출강구(34)에 삽입되어 있다. 미끄럼 밸브 장치(32)는 구멍(37)이 형성된 바닥판(36)을 갖추고 있고, 이러한 바닥판(36)의 구멍(37)의 둘레부의 상부면 상에 삽입 노즐(35)을 지지하기 위해 턴디쉬(30)의 하부면에 부착되어 있다. 미끄럼 밸브 장치(32)는 구멍(40)이 형성된 미끄럼판(39)을 갖추고 있다. 이러한 미끄럼판(39)은 용융 금속의 배출량을 제어하기 위해 유압 실린더(38)에 의해 미끄럼판(39)의 구멍(40)과 바닥판(36)의 구멍(37)이 일치하는 위치와 불일치하는 위치 사이를 미끄러져 이동한다. 미끄럼 밸브 장치(32)의 케이스(41a)에 수용된 슈트 노즐(41)이 미끄럼판(39)의 구멍(40) 아래에 지지되어 있다.

침지 노즐 유지 실린더(공기식 또는 유압식)(42)는 미끄럼 밸브 장치(32)의 하부면에 수직하게 부착되어 있으며, 금속재료로 이루어진 가이드 아암 유닛(44)이 침지 노즐 유지 실린더(42)의 일단부에 고정되어서 피스톤 로드(43)에 의해 수평하게 지지되어 있다.

가이드 아암 유닛(44)은 서로 평행하게 수평방향으로 연장된 한쌍의 가이드 레일(45,45)을 갖추고 있으며, 이러한 가이드 레일(45)의 서로 대향하는 내면에는 수평방향으로 뻗음과 동시에 양끝단이 개방된 단면이 ㄷ자 형상인 가이드홈(46,46)이 각각 형성되어 있다. 이러한 가이드홈(46,46)은 세개 이상의 침지 노즐(47)의 상부의 노즐 케이스(48)가 끼워맞춤되어 유지될 수 있는 길이를 가지고 있다.

각각의 노즐 케이스(48)는 강과 같은 금속으로 구성되며, 제5도에 도시된 바와 같이 침지 노즐(47)의 상부에 형성된 플랜지(47a)에 끼워맞춤된다. 이러한 노즐 케이스(48)가 끼워맞춤된 상태의 단면을 도시한 제6도에 도시된 바와 같이, 노즐 케이스(48)는 침지 노즐(47)의 플랜지(47a)의 상측 및 하측과 끼워맞춤되는 상부 및 하부 링형 유지 블록(48a,48b)을 포함하며, 상부링형 유지 블록(48a)의 상부의 안쪽 둘레에는 침지 노즐(47)의 상부 에지부와 걸어맞춤되는 내부 플랜지(48c)가 형성되어 있고, 하부 링형 유지 블록(48b)의 하부 안쪽 둘레에는 플랜지(47a)를 수용하는 내부 플랜지(48d)가 형성되어 있으며, 이러한 상부 및 하부 링형 유지 블록(48a,48b)은 고정수단으로서 볼트(49)에 의해 고정된다.

침지 노즐(47)의 플랜지(47a)의 테이퍼형 하부면에는 수직방향의 홈(50)이 형성되어 있다. 이러한 수직방향 홈(50)에는 하부 링형 유지 블록(48b)을 관통하는 위치결정핀(51)의 선단이 끼워맞춤되어서, 노즐 케이스(48)의 외주직경방향으로 돌출되어서 노즐 케이스(48)가 장착 또는 해체될 때 노즐 케이스(48)를 유지하는 지지핀(52)의 돌출방향에 대해 침지 노즐(47)의 배출구(47b)가 직각으로 연장되도록 한다. 즉, 수직방향 홈(50)과 위치결정핀(51)은 침지 노즐(47)의 배출구(47b)가 지지핀(52)의 돌출방향에 대해 90의 서로 다른 위치 관계를 가지도록 하는 위치결정수단을 구성한다.

제1도에 도시된 노즐 케이스(48)는 육각형의 평면을 가지며, 지지핀(52,52)보다 상부 위치에 가이드홈(46,46)에 미끄럼식으로 밀착되게 끼워맞춤되는 끼워맞춤부(53,53)를 갖추고 있다. 한편, 가이드홈(46,46)의 침지 노즐(47)을 끼워맞추는 쪽의 상부 에지부(46a)는 끼워맞춤부(53)가 용이하게 끼워맞춤되도록 둥근 형상을 가지고 있다. 또한, 노즐 케이스(48)는 육각형의 평면뿐만 아니라 제7도와 같이 8각형과 같은 선택적인 형상을 가질 수도 있다.

노즐 케이스(48)의 끼워맞춤부(53,53)의 하면에는 위치결정 돌출부(54,54)가 각각 돌출설치되어 있으며, 가이드홈(46,46)의 하면에는 위치결정돌출부(54,54)를 각각 수용하는 위치결정 리셋스(55,55)가 각각 형성되어서 제3도에 도시된 바와 같이 침지 노즐(47)을 노즐 장착 위치에 위치시킨다.

새로운 침지 노즐(47)을 소정의 위치로 이동시키기 위한 침지 노즐 교환 실린더(56)가 가이드 아암 유닛(44)의 침지 노즐 수용 단부 부근에 장착되어 있다. 제2도의 실시예에서, 침지 노즐 교환 실린더 지지 아암(58)은 턴디쉬(30)의 바닥부(31)에 고정된 브래킷(57) 상에 축(59)에 의해 피봇가능하게 지지되어 있으며, 침지 노즐 교환 실린더(56)는 이러한 지지 아암(58)의 선단부에 수평하게 부착되어 있다. 침지 노즐 교환 실린더(56)가 제2도에 도시된 소정의 작업 위치로 회전되거나 이동될 때, 침지 노즐 교환 실린더(56)의 피스톤 로드 선단에 부착된 가압 부재(60)는 가이드 레일(45,45) 상에 지지된 침지 노즐(47)의 노즐 케이스(48)를 밀 수 있도록 위치된다. 침지 노즐 교환 실린더(56)는 턴디쉬(30)의 바닥부(31) 부근의 대기 위치로 상승되거나 후퇴될 수 있으며, 이에 의해 새로운 침지 노즐(47)이 가이드 레일(45)에 끼워지는 것을 방해하지 않게 된다. 침지 노즐 교환 실린더(56)는 불필요할 때에는 축(59)을 떼어냄으로써 브래킷(57)으로부터 제거될 수 있다.

가이드 레일(45,45)의 사용된 침지 노즐(47)이 배출되는 단부(제1도의 좌측 단부)의 가이드홈(46,46)에는 사용된 침지 노즐(47)이 탈락하는 것을 방지하기 위한 스토퍼(61)가 설치되어 있다. 이러한 스토퍼(61)는 사용된 침지 노즐(47)이 가이드홈(46,46)의 침지 노즐 배출 단부를 통해 제거되도록 후퇴가능하거나 제거가능하다.

가이드 아암 유닛(44)의 가이드 레일(45,45)상에 새로운 침지 노즐(47)을 공급하는 수단으로서는 제7도에 도시된 바와 같은 노즐 가이드(70)가 사용된다. 이러한 노즐 가이드(70)는 턴디쉬(30)의 측벽부의 외면{또는 미끄럼 밸브 장치(32)}에 고정부착된 지지판(71)에 탈착가능하게 장착되어 있다. 이러한 지지판(71)의 상부에는 상단이 개방된 슬롯(72)이 형성되어 있고, 하부에는 측부가 개방되며 하방으로 굴곡하여 뻗는 슬롯(73)이 형성되어 있으며, 노즐 가이드(70)를 지지하는 지지 바아(74) 측면에 부착된 헤드핀(75,76)(예를 들어 볼트)이 지지판(71)에 의해 노즐 가이드(70)를 지지하는 슬롯(72,73)에 각각 제거가능하게 끼워맞춤된다.

지지 바아(74)의 하부에는 강판과 같은 적재판(77)이 결합되어 있으며, 이러한 적재판(77)의 상부에는 앵글부재로 구성된 레일(78)이 설치되어 있다. 상기 레일(78)의 단부(78a)는 가이드 아암 유닛(44)의 침지 노즐 수용 단부를 향해 약간 아래로 경사지게 형성되어 있다.

침지 노즐(47)을 용이하게 취급하기 위해 노즐 가이드(70)와 조합된 노즐 핸들링 기구(80)가 사용된다. 이러한 노즐 핸들링 기구(80)는 제10도에 측면도로 도시된 바와 같이 관과 같은 축(81)과, 노즐 케이스(48)의 목부를 수용할 수 있는 아암을 갖춘 두 갈래의 지지 헤드(82)를 갖추고 있다. 지지 헤드(82)는 축(81)의 끝단에 고정식으로 끼워맞춤되는 베이스부와, 지지 헤드(82)가 베이스부 상에 회전가능하게 장착된 플랜지형 휠(83)과, 그리고 축(81)의 베이스부에 고정되어서 축(81)을 회전시키는 핸들 바아(84)를 갖추고 있다. 축(81)과 핸들 바아(84)는 서로 T자형으로 결합되어 있다. 휠(83)은 레일(78)을 따라 회전운동한다.

따라서, 새로운 침지 노즐을 세트할 때, 침지 노즐 교환 실린더(56)가 대기 위치로 후퇴되거나 제거되며, 지지 바아(74)의 핀(75,76)이 지지판(71)의 슬롯(72,73)에 기워맞춤되어서 노즐 가이드(70)가 턴디쉬(30) 아래에 부착되며, 새로운 침지 노즐(47)이 제8도에 도시된 바와 같이 위치 A로 적재판(77) 위에 세워진다. 이후, 노즐 핸들링 기구(80)의 축(81)의 선단이 노즐 케이스의 핀(52)에 끼워맞춤된다. 휠(83)은 제9도에 도시된 바와 같이 침지 노즐(47)이 위치 B로 눕도록 레일(78) 상에 위치된다.

이후, 노즐 핸들링 기구(80)가 축(81)과 핸들 바아(84)에 의해 유지되는 동안, 침지 노즐(47)이 위치 B로부터 위치 C를 거쳐 위치 D로 이동된다. 침지 노즐(47)이 레일(78)의 단부 부근의 위치 E, 즉 침지 노즐(47)이 몰드(12) 내로 들어갈 수 있는 위치에 도달할 때, 침지 노즐(47)은 기립 위치로 세워지며, 침지 노즐(47)은 노즐 케이스(48)의 끼워맞춤부(53,53)가 가이드 레일(45,45)의 가이드홈(46,46)에 끼워맞춤되도록 가이드 아암 유닛(44)을 향해 이동되며, 이에 의해 침지 노즐(47)이 가이드 아암 유닛(44)상에 세트된다.

한편, 노즐 가이드(70)와 유사한 노즐 가이드가 사용된 침지 노즐을 용이하게 제거할 수 있도록 사용된 침지 노즐(47)이 배출되는 가이드 아암 유닛(44)의 노즐 배출 단부 부근에 제공될 수도 있다.

이하에 침지 노즐(47)을 교환하는 공정에 대하여 설명하기로 한다.

노즐 케이스(48)를 새로운 침지 노즐(47)에 끼워맞춤하고, 침지 노즐(47)을 예열한다. 이후, 예열된 침지 노즐(47)을 노즐 가이드(70)를 통하거나 또는 수동으로 가이드 아암 유닛(44)의 인접한 위치로 이동시키고, 침지 노즐(47)에 끼워맞춤된 노즐 케이스(4)의 끼워맞춤부(53)를 가이드 아암 유닛(44)의 가이드 레일(45)의 가이드홈(46)에 결합시킨다(제2도의 쇄선으로 도시한 상태). 계속해서 침지 노즐 교환 실린더(56)를 아래 방향으로 회전시키거나 또는 브래킷(57)에 부착하여 제2도에 도시된 작동 위치에 위치시키고, 미끄럼 밸브 장치(32)의 유압 실린더(38)를 작동시켜서 미끄럼판(39)을 미끄럼 이동시키고, 바닥판(36)의 홀(37)과 미끄럼판(39)의 홀(40)이 불일치되도록 하여 바닥판(36)의 홀을 폐쇄시킨다.

이후, 침지 노즐 유지 실린더(42)를 신장작동시키면서 가이드 아암 유닛(44)을 하강시키고, 새로운 침지 노즐(47)의 상부면에 시일 패킹을 얹어놓으며, 이후 침지 노즐 교환 실린더(56)를 신장작동시켜서 새로운 침지 노즐(47)을 침지 노즐 장착 위치까지 밀어 이동시킨다. 이때 사용된 침지 노즐(47)은 새로운 침지 노즐(47)에 의해 밀려서 가이드 레일(45)상을 제2도에서 볼 때 왼쪽으로 미끄럼 이동하게 되며, 사용된 침지 노즐(47)이 가이드 레일(45)밖으로 이탈하는 것을 방지하는 스토퍼(61)에 부딪쳐서 정지한다. 이와 동시에 새로운 침지 노즐(47)의 상부에 끼워 맞춤된 노즐 케이스(48)의 위치결정 돌출부(54)가 가이드홈(46)의 하부면에 형성된 리셋스(55) 내로 들어가서 침지 노즐 장착 위치에 정확하게 위치한다.

이후, 침지 노즐 유지 실린더(42)를 단축작동시켜서 가이드 아암 유닛(44)을 상승시키고, 새로운 침지 노즐(47)의 상부 에지부를 시일 패킹을 통해 슈트 노즐(41)의 하부면에 가압 밀착시킨다. 유압실린더(38)의 피스톤 로드를 신장작동시켜서 미끄럼판(39)의 홀(40)을 바닥판(36)의 구멍(37)과 일치시키고, 용융 금속의 배출 작업을 재개시킨다. 이후, 스토퍼(61)를 제거하고, 사용된 침지 노즐(47)을 해체시킨다. 이상과 같은 미끄럼 밸브 장치(32)를 폐쇄한 후 다시 개방하기 까지 소요되는 시간은 대략 10~15초이다.

상기한 실시예에 있어서, 가이드 아암 유닛(44)에 새로운 침지 노즐(47)을 세트시킨 후 미끄럼 밸브 장치(32)의 미끄럼판(39)을 미끄럼시켜 닫고, 가이드 아암 유닛(44)을 하강시켜 새로운 침지 노즐(47)을 침지 노즐 교환 실린더(56)로 눌러보냄으로써 새로운 침지 노즐(47)이 장착위치에 세트됨과 동시에 사용이 끝난 침지 노즐(47)이 떼어내는 쪽으로 밀려나게 된다. 이어서 가이드 아암 유닛(44)을 상승시키면 사용가능한 상태로 할 수 있으므로, 침지 노즐(47)을 교환하는데 요하는 시간, 특히 용융 금속의 배출을 중단하는 시간이 매우 짧아지게 되며, 용융 금속의 이음매에서 생기는 스크랩화도 최소한으로 막을 수 있고, 원료에 대한 제품의 비율도 높을 수 있다.

또한, 새로운 침지 노즐(47)을 공급하거나 떼어내는 것은 반드시 수작업에 의하지 않고서도 자동화할 수 있으며, 그렇게 함으로써 고온의 열악한 환경하에서의 수행되는 인적작업을 줄일 수 있다.

더욱이, 침지 노즐(47)의 노즐 케이스(48)의 끼워맞춤부(53)에 끼워맞춤된 돌출부(54)와, 가이드 아암(44)의 가이드 레일(45,45)의 가이드(46,46)에 상기 돌출부(54)가 걸어맞춤되는 위치결정 리셋스(55)를 구비함으로써, 새로운 침지 노즐(47)을 적정한 위치에 쉽게 정지시켜 위치결정을 확실히 행할 수 있다.

또, 노즐 케이스(48)는 침지 노즐(47)의 상부에 일체화된 단순한 구조를 가지기 때문에, 비용이 절감되며, 운영비용도 줄일 수 있다. 게다가, 가이드 레일(45,45) 사이에 양측의 끼워맞춤부(53,53)가 지지되어 침지 노즐(47)의 상부를 가압하더라도 침지 노즐(47)의 상단면이 변형되지 않으면서 밀봉성을 향상시키며, 비정상적인 용손이 발생하지 않고, 강철품질의 저하를 막을 수 있다. 또, 지지핀(52,52)에 대한 배출구(47b)의 위치가 위치결정수단에 의해 결정되어 있으므로, 몰드에 삽입시 배출구(47b)의 방향이 어긋나게 되는 일이 없으며, 또한 몰드내로 삽입할 때 부력이 발생해도 노즐 케이스(48)에 대해 침지 노즐(47)이 움직이지 않는다.

침지 노즐 교환 실린더(56)는 작동 위치로부터 대기 위치로 후퇴되거나 또는 제거될 수 있으므로, 새로운 침지 노즐(47)을 설치할 때 방해가 되지 않고 새로운 침지 노즐(47)을 쉽게 설치할 수 있다. 또, 가이드 아암 유닛(44)의 가이드 레일(45,45)에서 떼어내는 쪽의 가이드홈(46) 내에 스토퍼(61)를 구비함으로써 침지 노즐(47)의 교환작업시에 사용된 침지 노즐(47)이 낙하할 위험이 없으므로, 안전성이 향상된다.

한편, 노즐 가이드(70)와 노즐 핸들링 기구(80)를 사용하면, 새로운 침지 노즐(47)의 가이드 아암 유닛(44)에 세트할 때 침지 노즐(47)을 수동 작업으로 세트할 필요가 없게 되고, 떨어진 위치에서 그것도 적은 힘으로도 작업을 행할 수 있으므로, 설치 작업이 용이해진다. 또한, 노즐 가이드(70)와 유사한 노즐 가이드를 가이드 아암 유닛(44)의 배출 단부 부근에 설치하면, 사용된 침지 노즐의 제거하는 작업이 용이하게 된다.

[산업상의 이용 가능성]

연속주조설비의 용융 금속 용기로부터 용융 금속을 배출시킬 때 몰드에의 침지 노즐의 교환에 이용하면 적합하다.

Claims

침지 노즐 교환 장치에 있어서, 용융 금속의 배출량을 제어하도록 용융 금속 용기(30)의 바닥부에 제공된 미끄럼 밸브 장치(32)의 아래에 고정되어 있는 침지 노즐 유지 실린더(42)로서, 상기 미끄럼 밸브 장치(32)에 대해 수직하게 이동가능한 피스톤 로드(43)를 갖추고 있는 침지 노즐 유지 실린더(42)와, 상기 피스톤 로드(43)와 함께 수직으로 이동할 수 있도록 상기 피스톤 로드(43)에 고정식으로 장착되어 있고 한쌍의 수평한 가이드 레일(45)을 갖추고 있는 가이드 아암 유닛(44)으로서, 각각의 가이드 레일(45)의 서로 마주하는 내면에는 각각 개방된 대향 단부를 갖춘 가이드홈(46)이 형성되어 있고, 각각의 상기 가이드홈(46)은 침지 노즐(47)의 상부에 끼워맞춤된 노즐 케이스(48) 상에 형성된 끼워맞춤부(53)를 미끄럼식으로 각각 수용하며, 상기 가이드홈(46)이 적어도 세개의 상기 노즐 케이스(48)를 보유할 수 있는 길이를 갖도록 구성되어 있는 가이드 아암 유닛(44)과, 그리고 상기 가이드홈(46)안으로 수용되는 상기 끼워맞춤부(53)에 의해서 상기 침지 노즐(47)을 상기 가이드홈(46)을 따라서 상기 미끄럼 밸브 장치(32)의 융용 금속 배출구 바로 아래의 노즐 장착 위치로 이동시키는 침지 노즐교환 실린더(56)로서, 상기 가이드 아암 유닛(44)의 안팎으로 수평하게 이동할 수 있는 가압 부재(60)를 갖추고 있는 침지 노즐 교환 실린더(56)를 포함하고 있으며, 상기 침지 노즐 유지 실린더(42)가 상기 피스톤 로드(43) 및 상기 가이드 레일(45)을 상향으로 이동시키면 상기 침지 노즐(47)이 상기 노즐 장착위치로 이동되어서 상기 침지 노즐(47)의 상단부가 상기 미끄럼 밸브 장치(32)의 바닥부에 대해 밀착되게 가압되며, 상기 가압 부재(60)가 상기 침지 노즐(47)을 이동시키도록 작동되면 상기 피스톤 로드(43)와 상기 가이드 아암 유닛(44)이 상기 노즐 장착 위치로부터 상기 노즐 장착 위치로부터 멀어지는 하향으로 이동되는 침지 노즐 교환 장치.
제1항에 있어서, 상기 끼워맞춤부(53)는 위치결정 돌출부(54)를 각각 갖추고 있으며, 상기 가이드 레일(45)의 상기 가이드홈(46)을 한정하는 표면에는 상기 노즐 케이스(48)의 상기 위치결정 돌출부(54)를 수용하여 상기 노즐 장착 위치로 상기 침지 노즐(47)을 위치시키는 위치결정 리셋스(55)가 각각 형성되어 있는 침지 노즐 교환 장치.
제1항에 있어서, 상기 침지 노즐 교환 실린더(56)가 상기 침지 노즐(47)을 상기 노즐 장착 위치로 이동시킬 수 있는 작동 위치로부터 새로운 침지 노즐을 공급하는 작업을 방해하지 않는 대기 위치로 후퇴될 수 있는 침지 노즐 교환 장치.
제1항에 있어서, 상기 침지 노즐 교환 실린더(56)가 탈착 가능하게 지지되어 있는 침지 노즐 교환 장치.
제1항에 있어서, 상기 가이드 레일(45)이 새로운 침지 노즐이 도입되는 일단부와 사용된 침지 노즐이 배출되는 다른 단부를 구비하고 있으며, 상기 가이드 레일(45)의 상기 사용된 침지 노즐이 배출되는 다른 단부에는 상기 사용된 침지 노즐이 상기 가이드 레일(45)로부터 이탈되는 것을 방지하는 스토퍼(61)가 제공되어 있는 침지 노즐 교환 장치.
제1항에 있어서, 상기 용융 금속 용기(30) 또는 미끄럼 밸브 장치(32) 상에 탈착가능하게 지지되어 있고, 상기 용융 금속 용기(30)의 측부 상의 노즐 적재 위치에서 상기 침지 노즐(47)을 적재하여 상기 가이드 아암 유닛(44) 상에서 상기 침지 노즐(47)을 안내하는 적재판(77)을 갖추고 있는 노즐 가이드(70)를 더 포함하는 침지 노즐 교환 장치.
제6항에 있어서, 상기 노즐 가이드(70)는 레일(78)을 갖추고 있고, 축(81)의 선단에 상기 침지 노즐(47) 상의 상기 노즐 케이스(48) 아래에 걸어 맞춤되는 U자형 지지 아암(82)과 휠(83)을 가지는 노즐 핸들링 기구(80)를 더 포함하는 침지 노즐 교환 장치.
제1항에 있어서, 상기 노즐 케이스(48)를 상기 침지 노즐(47)에 고정시키는 고정 수단(49)과, 상기 침지 노즐(47)의 배출구의 각각의 위치를 결정하는 위치 결정 수단(50,51)을 더 포함하는 침지 노즐 교환 장치.