KR100594509B1 - 래들 및 턴디쉬용 톱노즐 세팅장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 래들 및 턴디쉬용 톱노즐 세팅장치는, 톱노즐이 끼워져 장착되는 노즐 장착부와, 상기 노즐 장착부의 선단부에 구비되어 래들(ladle) 내의 웰블록에 삽입된 후에 확장되어 상기 웰블록에 지지되는 대향 지지부와, 상기 노즐 장착부의 뒤쪽에 구비되어 상기 대향 지지부가 상기 웰블록에 지지되어 있는 상태에서 상기 노즐 장착부에 장착되어 있는 톱노즐을 래들의 노즐장착구멍으로 밀어 넣어 장착하는 노즐 푸시부를 포함하여 구성됨으로써, 톱노즐을 정확한 위치에 보다 신뢰성 있게 장착할 수 있고, 인력 작업시 발생하는 안전 사고를 방지하여 안전성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

래들, 턴디쉬, 용강, 스토퍼, 웰블록, 톱노즐, 조인트 시트

Description

래들 및 턴디쉬용 톱노즐 세팅장치{Top nozzle setting device for ladle and turndish}

도 1은 본 발명에 따른 래들 및 턴디쉬용 톱노즐 세팅장치를 나타낸 단면 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 톱노즐 세팅 장치의 공압 회로도,

도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 톱노즐 세팅장치를 이용한 톱노즐 세팅 순서를 나타낸 도면으로서,

도 3은 톱노즐 세팅장치에 톱노즐을 끼운 상태를 나타낸 도면,

도 4는 톱노즐 세팅장치를 용강 용기의 구멍으로 삽입한 상태를 나타낸 도면,

도 5는 톱노즐 세팅장치를 이용하여 용강 용기에 톱노즐을 세팅한 상태를 나타낸 도면,

도 6은 톱노즐 세팅장치를 용강 용기에서 분리하는 상태를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 톱노즐 2 : 외피

11 : 래들 13 : 웰블록

15 : 턴디쉬 16 : 스토퍼

20 : 노즐 장착부 21 : 장착 샤프트

30 : 대향 지지부 31 : 확장용 에어 실린더

32 : 피스톤 33 : 탄성 부재

35 : 확장링크 36 : 지지링크

37 : 연결링크 40 : 노즐 푸시부

41 : 푸시용 에어 실린더 43 : 푸셔

44 : 푸셔 홀더 45 : 자성판

50 : 공압제공부 51, 52 : 솔레노이드 밸브

55 : 개폐밸브

본 발명은 용강 운반용 용기에 장착되는 톱노즐 세팅장치에 관한 것으로서, 특히 톱노즐을 용강 배출용 구멍에 세팅 기계를 이용하여 보다 안전하고 신뢰성 있게 장착할 수 있도록 한 래들 및 턴디쉬용 톱노즐 세팅장치에 관한 것이다.

일반적으로 제강로에서 용융된 용강은 래들(ladle)에 담겨 연속 주조기 상으로 이송되는데, 이 때 용강을 래들로부터 주형으로 직접 주입하면 주입용량을 제어하거나 주조온도를 일정하게 유지하기가 어렵기 때문에 용강을 일단 일시 저장했다가 연속 주조기로 공급하는 용기인 턴디쉬(turndish)에 담아서 일정하게 정류시킨 후 주형에 주입하게 된다.

용강을 래들에서 턴디쉬로 주입할 때에는 그 주입량을 어느 정도 일정하게 관리해야하므로 래들의 바닥 내화물에 구비되는 웰블록(well block)에 톱노즐을 장착하여 이용하고 있다.

톱노즐은 용융 금속을 배출할 때 마모되기 때문에 일정한 횟수를 사용한 후에 교환해야 하며, 래들은 15차지 마다, 턴디쉬는 4차지마다 교환을 해야 하는 소모품이다.

종래 톱노즐을 교환하는 작업은 통상 수작업으로 이루어지는데, 먼저 상기 래들이나 턴디쉬로부터 사용한 톱노즐을 빼내고, 새로 교체할 톱노즐 겉면에 밀착용 몰탈을 일정한 두께로 입힌 다음, 몰탈이 입혀진 톱노즐을 웰블록에 인력작업으 로 밀어 넣어 밀착하면서 세팅하게 된다.

이와 같은 종래 톱노즐 세팅작업은 몰탈을 톱노즐 표면에 일정한 두께로 입혀야 하고, 톱노즐을 세팅할 때 웰블록과의 사이에 몰탈이 한쪽으로 치우치거나 또는 부분적인 공극이 생기지 않도록 중심선을 따라 직선 방향으로 밀어 넣어야 한다.

하지만, 톱노즐 표면에 몰탈을 입히는 작업이 인력작업이어서 일정한 두께로 맞추기가 어렵고, 톱노즐의 무게가 15Kg 이상으로 상당히 무거워서 정확한 중심 잡기와 밀착 작업이 쉽지 않으며, 인력 작업을 위해 몰탈을 묽게 반죽하여야 하므로 밀착성이 떨어지는 문제가 있었다.

이와 같은 문제를 해결하기 위해 조인트 시트라는 내화재를 개발하였으나, 조인트 시트는 판재 형태로 제조되어 밀착성과 작업성이 몰탈보다는 우수한 재료이지만 몰탈보다 단단하여, 톱노즐을 래들과 턴디쉬의 구멍으로 밀어 넣는데 필요한 소요 압력이 높기 때문에 인력작업으로는 사용이 불가능한 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 세팅 기계를 이용하여 톱노즐을 장착하도록 구성함으로써 인력 작업을 배제하여 안전사고를 예방함과 아울러 톱노즐을 보다 정확하고 신뢰성 있게 장착할 수 있도록 하는 래들 및 턴디쉬용 톱노즐 세팅장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 래들 및 턴디쉬용 톱노즐 세팅장치는, 톱노즐이 끼워져 장착되는 노즐 장착부와; 상기 노즐 장착부의 선단부에 구비되어, 래들(ladle) 내의 웰블록에 삽입된 후에 확장되어 상기 웰블록에 지지되는 대향 지지부와; 상기 노즐 장착부의 뒤쪽에 구비되어, 상기 대향 지지부가 상기 웰블록에 지지되어 있는 상태에서 상기 노즐 장착부에 장착되어 있는 톱노즐을 래들의 노즐장착구멍으로 밀어 넣어 장착하는 노즐 푸시부를 포함한 것을 특징으로 하여 가능하게 된다.

이와 같은 톱노즐 세팅장치는 상기 대향 지지부와 노즐 푸시부가 작동되도록 공압을 제공하는 공압제공부가 구비된다.

상기 대향 지지부는, 상기 노즐 장착부의 끝단부에 구비되고 내부에 상기 노즐 장착부와 연결되는 피스톤이 구비된 확장용 에어 실린더와, 상기 확장용 에어 실린더와 노즐 장착부 사이에 구비되어 상기 피스톤의 이동에 따라 펼쳐지거나 접혀지는 확장링크와, 상기 확장용 에어 실린더 내에 구비되어 공압이 작용하는 방향과 반대 방향으로 상기 피스톤에 힘을 제공하는 탄성 부재를 포함하여 구성된다.

상기 확장링크는, 상기 확장용 에어 실린더 쪽에 연결되어 확장된 상태에서 상기 웰블록에 지지되는 지지링크와, 상기 지지링크와 상기 노즐 장착부 쪽에 연결되어 상기 지지링크를 확장시키거나 접혀지도록 하는 연결 링크를 포함하여 구성된다.

상기 노즐 푸시부는, 상기 노즐 장착부의 후방에 설치된 푸시용 에어 실린더 와, 상기 푸시용 에어 실린더의 앞쪽에서 상기 노즐 장착부 쪽에 장착되어 상기 푸시용 에어 실린더의 작용으로 상기 톱노즐을 밀어주는 푸셔를 포함하여 구성된다.

상기 노즐 장착부는 길이 방향으로 길게 슬릿(slit)이 형성된 샤프트 구조로 이루어지고, 상기 푸셔는 상기 샤프트의 슬릿을 따라 왕복운동이 가능하도록 장착된다.

상기 푸셔는 적어도 일부분에 상기 톱노즐이 부착되어 있도록 하는 자성체가 구비된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 래들 및 턴디쉬용 톱노즐 세팅장치를 나타낸 단면 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 톱노즐 세팅 장치의 공압 회로도이다.

도 1에서 참조 번호 11은 래들을 나타내고, 참조 번호 13은 상기 래들(11)의 내측 저면에 구비되는 웰블록(13)을 나타내며, 참조 번호 15는 턴디쉬의 바닥면을 나타내며, 참조 번호 16은 스토퍼를 나타낸다.

상기 래들(11), 턴디쉬(15), 웰블록(13)에는 용강 배출구를 형성함과 아울러 톱노즐(1)이 장착되는 노즐장착구멍(H)이 형성된다.

본 발명은 상기와 같은 노즐장착구멍(H)에 톱노즐(1)을 세팅하는 장치인 바, 본 발명에 따른 래들 및 턴디쉬용 톱노즐 세팅장치는, 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 톱노즐(1)이 끼워져 장착되는 노즐 장착부(20)와, 상기 노즐 장착부(20)의 선 단부에 구비되어 래들(11)내의 웰블록(13)에 삽입된 후에 확장되어 상기 웰블록(13)에 지지되는 대향 지지부(30)와, 상기 노즐 장착부(20)의 뒤쪽에 구비되어 노즐 장착부(20)에 장착되어 있는 톱노즐(1)을 래들(11)의 노즐장착구멍(H)으로 밀어 넣어 장착하는 노즐 푸시부(40)와, 상기 대향 지지부(30)와 노즐 푸시부(40)가 작동되도록 공압을 제공하는 공압제공부(50)로 구성된다.

상기 노즐 장착부(20)는 도면에서 좌우 방향으로 길게 형성된 장착 샤프트(21)로 이루어진다. 여기서 상기 장착 샤프트(21)에는 그 내부에 상기 대향 지지부(30) 쪽에서 공압이 배출되도록 배출 유로(23)가 형성된다.

상기 대향 지지부(30)는 상기 장착 샤프트(21)의 끝단부에 구비되고 내부에 상기 장착 샤프트(21)와 연결되는 피스톤(32)이 구비된 확장용 에어 실린더(31)와, 상기 확장용 에어 실린더(31)와 장착 샤프트(21) 사이에 구비되어 상기 피스톤(32)의 이동에 따라 펼쳐지거나 접혀지는 확장링크(35)와, 상기 확장용 에어 실린더(31) 내에 구비되어 공압이 작용하는 방향과 반대 방향으로 상기 피스톤(32)에 힘을 제공하는 탄성 부재(33)로 구성된다.

여기서 상기 확장링크(35)는 우산살 구조와 같이 펴지거나 접어지도록 구성되는 바, 상기 확장용 에어 실린더(31) 쪽에 연결되어 확장된 상태에서 상기 웰블록(13)의 내면에 지지되는 지지링크(36)와, 상기 지지링크(36)와 상기 장착 샤프트(21) 사이에 연결되어 상기 지지링크(36)를 확장시키거나 접혀지도록 하는 연결 링크(37)로 구성된다.

상기 노즐 푸시부(40)는 상기 장착 샤프트(21)의 후방에 설치된 푸시용 에어 실린더(41)와, 상기 푸시용 에어 실린더(41)의 앞쪽에서 상기 장착 샤프트(21)의 후미 쪽에 장착되어 상기 푸시용 에어 실린더(41)의 작용으로 상기 톱노즐(1)을 상기 노즐장착구멍(H)으로 밀어주는 푸셔(43)로 구성된다.

여기서 상기 장착 샤프트(21)는 상기 푸셔(43)의 왕복 운동이 가능하도록 길이 방향으로 길게 슬릿(slit)(22)이 형성되고, 상기 푸셔(43)는 상기 장착 샤프트(21)의 슬릿(22)을 따라 일정 범위 내에서 직선 이동이 가능하도록 장착된다.

상기 슬릿(22)은 상기 장착 샤프트(21)의 원주 방향으로 0도와 180도 방향에 각각 형성되는 것이 바람직하다.

상기 푸셔(43)는 상기 푸시용 에어 실린더(41) 내에 피스톤과 연결되는 푸셔 홀더(44)와, 상기 푸셔 홀더(44)의 전면에 설치되어 상기 톱노즐(1)의 철재 외피(2)가 부착되어 있도록 영구 자석으로 이루어진 자성판(45)으로 구성된다.

다음, 상기 공압제공부(50)는 도 2를 참고하면, 상기 확장용 에어 실린더(31)와 푸시용 에어 실린더(41)에 각각 공압을 제공하도록 솔레노이드 밸브(51,52)와 유로를 개폐하는 개폐 밸브(55)가 구비된다. 또한, 상기 유로 상에는 통상의 유압 라인에 구비되는 장치들로서, 체크밸브를 가진 유량제어밸브와 릴리프 밸브 등이 구비된다.

한편, 상기와 같은 톱노즐 세팅장치는 인력 작업으로 들기에는 상당한 무게를 가지므로, 밸런스 암 등의 중량물을 손쉽게 다룰 수 있는 수동 로보트를 이용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 래들 및 턴디쉬용 톱노즐 세팅장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 톱노즐 세팅장치를 이용한 톱노즐 세팅 순서를 나타낸 도면이다.

이에 도시된 바와 같이 본 발명의 톱노즐 세팅장치를 이용하여 용강 운반 용기인 래들(11)측에 톱노즐(1)을 장착하는 기본적인 원리는 노즐장착구멍(H)에 대향 지지부(30)를 삽입하여 웰블록(13)에 지지한 상태에서 노즐 푸시부(40)를 작동시켜 상기 노즐 장착부(20)에 장착되어 있는 톱노즐(1)을 노즐장착구멍(H)에 강한 힘으로 밀어 넣어 고정시킨다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 노즐 장착부(20)인 장착 샤프트(21)에 톱노즐(1)을 끼워서 장착하고, 확장링크(35)가 접혀져 있는 대향 지지부(30)를 용강 용기의 구멍인 노즐장착구멍(H)을 통해 웰블록(13)의 내측으로 삽입한다.

다음, 상기와 같이 대향 지지부(30)가 웰블록(13)의 내측으로 삽입되면, 도 4에 도시된 바와 같이 도 2의 확장용 솔레노이드 밸브(51)를 작동시켜 장착 샤프트(21) 내에 형성된 유로를 통해 탄성 부재(33)를 누르고 있던 고압의 에어를 배기시키면 탄성 부재(33)의 힘으로 확장링크(35)가 펼쳐지게 된다.

이때 확장링크(35)의 지지링크(36)는 웰블록(13)의 구멍보다 크게 형성되므로, 상기 톱노즐(1) 장착시에 웰블록(13)의 내면에 밀착되어 지지할 수 있는 구조를 이루게 된다.

다음, 도 5에 도시된 바와 같이 도 2의 솔레노이드 밸브(52)를 작동시켜 푸 시용 에어 실린더(41)에 공압을 제공하게 되면, 푸셔(43)가 장착 샤프트(21)의 슬릿(22)을 따라 전진하게 되고, 상기 장착 샤프트(21)에 끼워진 톱노즐(1)도 노즐장착구멍(H)에 밀착된다. 이때 대향 지지부(30)의 확장링크(35)가 웰블록(13)의 내면에 밀착된 상태에서 반력을 제공하게 되므로, 상기 톱노즐(1)은 상기 노즐장착구멍(H)에 상당히 강력한 힘으로 꽉 끼워져 장착된다.

다음, 상기와 같이 하여 톱노즐(1)이 장착되면 도 6에 도시된 바와 같이 확장용 에어 실린더(31)에 공압을 제공하여 확장링크(35)를 접고, 이와 같은 상태에서 상기 노즐장착구멍(H)에서 톱노즐 세팅장치를 빼내면, 톱노즐(1) 장착 작업이 완료된다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 래들 및 턴디쉬용 톱노즐 세팅장치는, 대향 지지부와 노즐 푸시부의 대향된 힘을 이용하여 톱노즐을 구멍에 밀착시켜 장착할 수 있도록 구성되기 때문에 톱노즐을 정확한 위치에 보다 신뢰성 있게 장착할 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 상당한 무게를 갖는 톱노즐을 세팅 기계를 이용하여 장착하기 때문에 인력 작업시 발생하는 안전 사고를 방지하여 안전성을 향상시킬 수 있는 이점도 있다.

또한, 본 발명은 인력작업으로는 사용이 불가능한 조인트 시트를 사용하여 몰탈을 사용할 때 보다 밀착성을 높여서 정밀도를 향상시킬 수 있는 이점도 있다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 삭제
3. 톱노즐이 끼워져 장착되는 노즐 장착부와;

   상기 노즐 장착부의 선단부에 구비되어, 래들(ladle) 내의 웰블록에 삽입된 후에 확장되어 상기 웰블록에 지지되는 대향 지지부와;

   상기 노즐 장착부의 뒤쪽에 구비되어, 상기 대향 지지부가 상기 웰블록에 지지되어 있는 상태에서 상기 노즐 장착부에 장착되어 있는 톱노즐을 래들의 노즐장착구멍으로 밀어 넣어 장착하는 노즐 푸시부와;

   상기 대향 지지부와 노즐 푸시부가 작동되도록 공압을 제공하는 공압제공부를 포함하고,

   상기 대향 지지부는,

   상기 노즐 장착부의 끝단부에 구비되고 내부에 상기 노즐 장착부와 연결되는 피스톤이 구비된 확장용 에어 실린더와, 상기 확장용 에어 실린더와 노즐 장착부 사이에 구비되어 상기 피스톤의 이동에 따라 펼쳐지거나 접혀지는 확장링크와, 상기 확장용 에어 실린더 내에 구비되어 공압이 작용하는 방향과 반대 방향으로 상기 피스톤에 힘을 제공하는 탄성 부재를 포함한 것을 특징으로 하는 래들 및 턴디쉬용 톱노즐 세팅장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 확장링크는,

   상기 확장용 에어 실린더 쪽에 연결되어 확장된 상태에서 상기 웰블록에 지지되는 지지링크와, 상기 지지링크와 상기 노즐 장착부 쪽에 연결되어 상기 지지링크를 확장시키거나 접혀지도록 하는 연결 링크를 포함한 것을 특징으로 하는 래들 및 턴디쉬용 톱노즐 세팅장치.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,

   상기 노즐 푸시부는,

   상기 노즐 장착부의 후방에 설치된 푸시용 에어 실린더와, 상기 푸시용 에어 실린더의 앞쪽에서 상기 노즐 장착부 쪽에 장착되어 상기 푸시용 에어 실린더의 작용으로 상기 톱노즐을 밀어주는 푸셔를 포함한 것을 특징으로 하는 래들 및 턴디쉬용 톱노즐 세팅장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 노즐 장착부는 길이 방향으로 길게 슬릿(slit)이 형성된 샤프트 구조로 이루어지고,

   상기 푸셔는 상기 샤프트의 슬릿을 따라 왕복운동이 가능하도록 장착된 것을 특징으로 하는 래들 및 턴디쉬용 톱노즐 세팅장치.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 푸셔는 적어도 일부분에 상기 톱노즐이 부착되어 있도록 하는 자성체가 구비된 것을 특징으로 하는 래들 및 턴디쉬용 톱노즐 세팅장치.

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