KR100817697B1 - 일체형 내부 노즐 및 이 노즐을 유지하기 위한 체결 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 체결 장치에 관한 것으로서, 이 체결 장치는 수평축(11)을 중심으로 선회하는 클램프(10)로 각각 구성된 2개의 조립체를 포함하며, 각 클램프(10)에는 대체로 원기둥 형상의 슈(shoe; 13)를 수용하는 홈(12)이 마련되며, 상기 슈(13)는 원기둥 형상의 축선에 대해 평행한 평탄면(14)을 포함하는 한편, 상기 슈(13)는 상기 홈(12) 내에서 선회할 수 있다. 또한, 본 발명은 이 체결 장치에 사용되기에 특히 적합한 일체형 내부 노즐(2)에 관한 것이다. 따라서, 본 발명에 따르는 일체형 내부 노즐은 주입 통로(4)를 형성하는 관형부(6)와 이 주입 통로의 하류 요소(8)에 접촉을 제공하는 플레이트인 평탄부(7)로 구성된다. 본 발명에 따르는 상기 내부 노즐의 특징은, 상기 플레이트(7)는 대체로 각기둥(prism)의 형상으로 형성되며, 이 각기둥은 다각형 기저부 및 직각으로 교차하는 각기둥의 표면에 의해 형성되고, 상기 다각형 기저부들은 관형부(6)와 계면을 형성하는 각기둥의 표면 내에 위치하는 기저부 상부(22)와, 이 기저부 상부에 평행한 기저부 하부(21)와, 상기 기저부 상부의 양 측에 상기 기저부 상부와 둔각(α)을 형성하는 두 개의 측부(23, 23')를 포함하는 것이다.

Description

일체형 내부 노즐 및 이 노즐을 유지하기 위한 체결 장치 {ONE-PIECE INNER NOZZLE AND CLAMPING DEVICE FOR HOLDING SUCH A NOZZLE}

본 발명은 야금 용기의 내부 노즐용 체결 장치와 함께 사용하기에 적합한 특정한 내부 노즐 및 그러한 신규의 체결 장치에 관한 것이다.

액체 금속의 연속 주조는 일반적으로 두 개의 연속하는 야금 용기 사이에 통로를 형성하는 다양한 내화성 구성 요소를 포함하는 설비에 의하여 수행된다는 것은 알려져 있다. 이들 구성 요소는 다양한 기능, 즉 액체 금속의 운반, 냉각과 주변 분위기로부터의 화학적 공격에 대한 상기 액체 금속의 보호, 및 필요한 경우 상기 액체 금속의 주입 유량의 조절과 같은 기능을 수행한다. 예컨대, 이들 구성 요소는 일반적으로 상부 야금 용기의 저부와 일체형인 탕류부(湯溜部; well block) 위에 지지되는 내부 노즐, 침지형(浸漬形) 입구 노즐이나 주입용 보호판(pouring shroud), 콜렉터 노즐(collector nozzle), 또는 슬라이드 밸브의 고정 플레이트 또는 가동 플레이트일 수 있다.

최근에, 주입 통로를 형성하는 다양한 내화성 구성 요소의 단순화를 최대한 달성하고자 하는 상당한 노력들을 기울여 왔다. 따라서, 내화성 구성 요소들 사이의 결합 표면(이들은 모두 잠재적인 공기 진입로 지점들이다)의 수효를 감소시키고자 하는 시도하에, 예컨대 가조립(假組立) 구성 요소 또는 일체형으로 성형된 구성 요소를 이용하는 일이 빈번하게 증가되어 왔고, 이들 구성 요소는 내부 노즐 및 이 내부 노즐 바로 아래에 배치되는 고정형 상부 플레이트를 구성하며, 이 상부 플레이트에 접하여 슬라이드 밸브의 가동 플레이트나 교체 가능한 침지형 입구 노즐의 플레이트(이것은 침지형 입구 노즐과 함께 조립체를 형성하거나 이 침지형 입구 노즐과 일체형 구성 요소를 형성할 수 있다)가 배치된다. 예를 들면, 이러한 일체형 구성 요소는 국제 특허 출원 WO 88/06500호에 기재되어 있다.

주입 유량을 조절하거나, 또는 주조 작업을 방해하는 일이 없이 침지형 입구 노즐의 도입 및 교체를 가능하게 하거나, 이들 두 가지 작업을 조합하는 것을 가능하게 하는 다양한 장치들이 알려져 있다. 이들 장치는 두 개의 형식으로 구분된다. 제1 형식에서는 상부 고정 플레이트(내부 노즐과 일체형 조립체를 형성하는가의 여부에 관계 없이)가 상향 압압(押壓)되고, 그의 상부면에 작용하는 장치에 의하여 적소(適所)에 유지된다(예컨대, 미국 특허 4,573,616호 참조). 일반적으로, 상기 상향 압압은 하류에 위치한 내화성 구성 요소(슬라이드 밸브의 가동 플레이트 또는 침지형 입구 노즐의 플레이트)들에 의하여 전달되는데, 이들 구성 요소는 여러 가지 스프링 장치에 의하여 직접 또는 간접적으로 상향 압압된다. 제2 형식의 장치에 의하면, 상기 상부 고정 플레이트는 하향 압압되고, 이 상부 고정 플레이트의 하부면이 지지되는 고정 정지부에 의하여 적소에 유지된다(예컨대, 국제 특허 출원 WO 91/03339 참조). 따라서, 상기 고정 정지부는 매우 정확하게 기준 평면을 이루게 되는데, 이 기준 평면 내에서는 상기 상부 고정 플레이트의 하류에 인접하여 위치하는 가동형 내화성 구성 요소(슬라이드 밸브의 가동 플레이트 또는 침지형 입구 노즐과 관련된 플레이트)가 활주한다. 주입 통로를 구성하는 상이한 내화성 구성 요소들 사이에 완전한 기밀(氣密) 연결부를 만드는 것이 필요하다는 것이 알려져 있다. 따라서, 상기 하부 구성 요소가 상기 상부 고정 플레이트 방향으로 압압되는 압력이 일정하고 매우 정확하게 이루어질 수 있는 것이 중요하다. 이들 구성 요소에 대한 상향 압압이 스프링 구동 장치에 의하여 실현되면, 이들 구성 요소의 상대적 높이는 상기 압력에 상당한 영향을 미칠 수 있는 매개 변수가 된다. 상기 제1 형식의 장치에 있어서, 관련된 모든 내화 구성 요소들의 치수는 이들에 의하여 형성된 적층 조립체의 상대적 높이가 정확하게 정해질 정도로 공차가 거의 없다. 상기 제2 형식의 장치에 있어서, 특히 상부 고정 플레이트의 치수 공차는 여러 가지 내화 구성 요소들 사이에 가해지는 압력에 더 이상 어떠한 영향도 미치지 아니 하는데, 이것은 하류에 위치한 내화성 구성 요소가 지지되는 기준 평면이 상기 고정 플레이트와 무관하게 이루어지기 때문이다. 따라서, 이 제2 형식의 장치는, 실질적으로 덜 엄밀하므로 치수 공차가 부담이 덜 되는 상부 고정 플레이트(상기 내부 노즐과 일체형인 조립체를 형성하는가의 여부에 관계 없이)를 이론적으로 수용할 수 있다.

그러나, 실제에 있어서, 상기 상부 고정 플레이트(이것을 적소에 유지시키는 고정 정지부에 대하여)가 하향 압압하도록 하는 기계적인 해결책은 치수가 지나치게 불규칙적인 플레이트의 사용과 완전히 양립할 수 있는 것은 아니다. 특히, 두께에 있어서 일정한 공차가 허용될 수 있더라도, 상부 고정 플레이트의 상부면은 완전히 평탄하고 그 하부면에 평행할 필요가 있다. 따라서, 본 발명의 목적 중의 한 가지는 치수 공차가 넓은 상부 고정 플레이트를 수용하는 상부 고정 플레이트(내부 노즐과 일체형인 조립체를 형성하는가의 여부에 관계 없이)용 체결 장치를 제공하고자 하는 것이다.

일체형 내부 노즐을 사용하는 경우에, 주입 공정이 완료될 때에 및 체결 기구에 대한 유지 보수 작업을 용이하게 하거나, 마모된 내화성 구성 요소를 교체하거나, 또는 내부 노즐이 결합될 상부 야금 용기를 후속 주입 공정을 위해 수리하기 위해 분해 작업의 수행이 필요할 때에, 전술한 체결 기구를 분해하는 일은 역시 쉬운 일이 아닐 수도 있다. 사실상, 상기 주입 공정의 종료시에 액체 금속이 내부 노즐에서 응고되어, 이 내부 노즐이 상부 야금 용기의 저부에 접합된 상황이 발생할 수 있다. 고정 상부 플레이트 및 내부 노즐의 조립체의 경우에, 상부 야금 용기의 저벽에 내부 노즐 전체를 남겨둔 상태로 체결 기구를 제거하기 위하여, 그러한 두 구성 요소를 분리시키는 것이 요구되는 것 전부이기 때문에, 어떠한 실질적 문제를 야기하는 것은 아니다. 일체형 내부 노즐에 있어서, 이는 전술한 바와 같이 상부 고정 플레이트가 정상부에 고정되거나(제1 형식의 장치) 또는 아래쪽으로 압압되기 때문에(제2 형식의 장치), 더 이상 가능하지 않다. 양자의 경우에서, 상기 고정 플레이트의 상부면에 작용하는 기구의 존재는 상기 기구의 분리를 방해하게 된다. 그 밖에, 제한적으로 이용 가능한 공간은 상기 상부 고정 플레이트의 유지 장치 또는 하향 압압 장치를 해체하는 작업을 크게 지체시키거나 심지어 방해하기도 한다.

본 발명의 목적은 정확하게는 내부 노즐용의 신규한 체결 장치인데, 여기서 상기 내부 노즐은 탕류부 내의 적소에 견고하게 그리고 정확하게 고정되지만, 상기 체결 장치의 간단하고도 신속한 분해를 가능하게 한다. 이 새로운 체결 장치 덕분에, 유동 조절 또는 관교체(管交替) 기구 또는 이들 두 가지 작업을 수행하는 기구 는 턴디쉬(tundish)로부터 매우 쉽게 분리될 수 있다.

본 발명에 의하면, 상기 체결 장치는 각각 수평축을 중심으로 선회하는 클램프로 각각 이루어진 적어도 2개의 조립체를 포함하며, 각 클램프에는 대략 원기둥 형상의 슈(shoe)를 수용하는 홈이 마련되며, 상기 슈는 상기 원기둥 형상의 축선에 대하여 평행한 평탄면을 포함하는 한편, 상기 홈 내에서 선회할 수 있다. 따라서, 상기 슈는 활주하도록, 즉 상기 클램프의 홈 내에서만 활주하도록 배치된다.

선회 가능한 슈가 존재하기 때문에, 상기 클램프와 이 클램프에 지지되는 내부 노즐의 표면 사이의 접촉은 슈의 평탄면이 상기 내부 노즐 플레이트의 상부면에 대하여 평행한 평면으로 배향된 상태로 자동적으로 그리고 작업자의 개입 없이 이루어진다. 그 결과, 상기 내부 노즐에 국부적으로 큰 응력을 생성하는 일이 없이 노즐의 체결을 실질적으로 개선하게 된다. 또한, 본 발명에 의한 체결 시스템은 그 체결 장치가 매우 넓은 치수 공차를 갖는 내부 노즐에 적합하고, 심지어 치수(두께)가 관형부의 일측면에서 타측면까지 변하는 내부 노즐에도 적합하도록 서로 전혀 독립적인 수 개의 조립체(클램프/슈)로 구성된다.

상기 홈은 거의 원기둥 형상이고, 그 축선은 상기 원기둥 형상의 반경보다 적어도 더 먼 거리에 위치하는 것이 좋다. 이러한 방식에서는, 상기 슈는 상기 홈 내에 유지되고 횡방향 개구를 통해서만 제거될 수 있다. 매우 양호한 방식에 있어서는, 상기 원기둥의 축선은 상기 원기둥 형상의 반경보다 아주 약간 더 먼 거리(예컨대, 1% 내지 10% 정도)에 배치된다.

양호한 실시 상태에 의하면, 상기 클램프는 홈의 축선에 직교하는 방향으로 보어(bore)를 구비하고 있는데, 이 보어는 상기 홈의 표면과 동일면으로 배치되고, 상기 슈는 그 축선에 직교하는 방향으로 상기 클램프의 보어와 크기가 유사한 홈을 포함하는데, 이 홈은 상기 슈의 평탄면의 반대측에 배치된다. 이러한 방식으로, 상기 클램프의 보어 및 슈의 홈을 통해, 키(key) 또는 나사 등과 같이 대체로 관형 형상의 부재를 도입함으로써, 클램프의 홈 내에서의 상기 슈의 측방향 운동이 방지된다. 사실상, 상기 기구의 취급 중에 슈가 떨어질 수 있기 때문에, 그러한 운동은 방지되는 것이 좋다. 더욱이, 상기 슈는 홈 내에서 전회전(全回轉) 운동하는 것이 방지된다. 실제적으로, 평탄면이 상기 홈 내부에 우연히 위치하게 되면, 상기 내부 노즐의 접촉면에 더 이상 자동적으로 순응할 수 없기 때문에 상기 슈의 과도한 회전은 피하는 것이 좋다.

상기 클램프와 이 클램프에 지지되는 노즐의 표면 간의 접촉은 클램프의 수평축을 중심으로 한 선회 운동에 의하여 이루어진다. 양호한 실시 상태에 의하면, 상기 선회 운동은 캠에 의하여 유도되는데, 이 캠의 편심부는 선회 가능한 클램프의 슬롯 내에서 맞물린다. 캠이 슬롯 내에서 전진 이동할 때, 상기 캠은 클램프가 선회하도록 하며, 동시에 상기 슈가 상기 클램프의 홈 내부에서 회전하도록 하므로, 상기 슈는 내부 노즐의 플레이트의 상부면에 순응하게 된다.

상기 클램프와의 접촉이 이루어지도록 설계되는 캠의 지지면은 상기 회전축에 대한 전단력 또는 굽힘력(bending force)이 감소되도록 상기 캠의 회전축에 평행하지 않는 것이 유리하다.

본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 클램프는 이 캠과 클램프의 슬롯 사이의 마찰력만으로 적소에 유지된다. 이 실시 상태에 따르면, 상기 캠은 예컨대 말렛트(mallet)에 의하여 클램프의 슬롯 내부로 밀어 넣어진다. 변형예로서, 캠으로부터 충분히 연장하는 금속봉을 끼울 수 있는 수단을 편심 요소 위에 제공함으로써, 이와 같이 형성된 레버의 작동에 의하여 상기 캠을 상기 슬롯 내로 밀어넣을 수도 있다. 선회 가능한 클램프를 해제하기 위한 캠의 제거는 역순으로 수행된다.

또한, 본 발명은 일체형 내부 노즐, 특히 그러한 체결 장치에 사용하기 적합한 내부 노즐에 관한 것이다. 일체형 내부 노즐이라는 용어는 단일체로 성형되는 내부 노즐/상부 고정 플레이트의 조립체 [상기 고정 플레이트는 내부 노즐의 바로 밑에 배치되는 는 한편, 슬라이드 밸브의 가동 플레이트 또는 교체 가능한 침지형 입구 노즐의 플레이트가 접하게 배치되는 플레이트이다]를 가리키는 것이다. 따라서, 본 발명에 의한 일체형 내부 노즐은 주입 통로를 형성하는 관형부와, 이 주입 통로의 하류 요소와의 접촉을 제공하는 플레이트 또는 평탄부로 구성된다. 본 발명에 의한 노즐의 특징은 상기 플레이트는 대체로 각기둥(prism)의 형상으로 형성되며, 이 각기둥은 다각형 기저부 및 직각으로 교차하는 각기둥의 표면에 의해 형성되고, 상기 다각형 기저부들은 관형부와 계면을 형성하는 각기둥의 표면 내에 위치하는 기저부 상부와, 이 기저부 상부에 평행한 기저부 하부와, 상기 기저부 상부의 양 측에 상기 기저부 상부와 둔각을 형성하는 두 개의 측부를 포함하는 것이다.

몇 가지 이유들 때문에, 일체형 내부 노즐의 이러한 특정의 형태가 특히 유리하다. 먼저, 그러한 형태는 내부 노즐이 매우 정확하고 신속하게 고정되도록 해준다. 본 발명의 특정의 실시 형태에 의하면, 상기 클램프 중의 하나를 폐쇄 위치에 고정시키는 것과 이 클램프에 대하여 상기 노즐을 활주시키는 것이 사실상 가능하므로, 선회 가능한 슈는 노즐의 경사진 표면에 완벽하게 지지되고 완전히 정해진 위치에서 노즐을 수평 이동하는 것을 방지한다. 이 때, 대향하는 클램프는 노즐을 더 이상 이동시킬 필요 없이 상기 노즐의 체결을 완료하도록 폐쇄될 수 있다.

일체형 노즐의 원래 형태에 의하여 부여되는 또 한 가지 상당한 이점은 선회 가능한 클램프가 관교체 기구 또는 조절 장치의 해체 중에 사람의 간섭을 필요로 함이 없이 자동적으로 접힌다는 것이다. 클램프를 느슨하게 한 후에(예컨대, 캠의 맞물림을 해제함으로써), 상기 장치를 낮추는 것이 충분하며 상기 클램프를 그의 축 상에서의 선회에 의하여 간단하게 이동시킬 수 있다. 이러한 효과는 플레이트의 상부면이 완벽하게 수평인 일체형 내부 노즐로서는 얻을 수 없다는 것을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 이 경우에, 클램프는 상기 플레이트로부터의 맞물림을 풀기 위하여 사실상 큰 각도로 선회하여야 할 것이며, 이를 위해 상기 플레이트와 야금 용기의 저부 벽면 사이에 상당한 공간이 제공되어야 할 것이다. 여하튼, 두 개의 연속되는 야금 용기 사이의 거리에는 일반적으로 제한이 있으며, 그러한 공간은 거의 이용 불능이다.

나아가, 내부 노즐의 플레이트에 경사진 표면의 존재와 관련된 추가의 이점은 체결 장치에 의하여 가해지는 압축력이 주입 통로 주위에 배치된 내부 노즐의 플레이트의 하부면 영역, 즉 내화성 구성 요소들 사이에 가장 가능한 기밀 접촉을 보장하는 데에 필수적인 영역 쪽으로 향한다는 것이다. 이들 압축력은 이러한 영역 내에서의 균열 발생을 감소시키는 효과가 있지만, 그러한 균열들이 발생되는 경우더라도 그 균열들이 확장 또는 전파되는 것을 방지하는 효과가 있다.

전술한 정의에 대응하는 가장 간단한 다각형은 사다리꼴이다. 그러나, 쉽게 파괴될 수 있는 예각을 피하는 것이 일반적으로 바람직하다. 따라서, 본 발명의 양호한 형태에 의하면, 다각형 기저부는 적어도 2개의 추가적인 측부를 포함하고 있으므로, 상기 다각형 기저부에는 예각이 없다. 바람직하게는, 이들 추가적인 측부는 기저부 하부에 대하여 실질적으로 수직이므로, 내부 노즐은 이것이 수직으로 유지되도록 설계된 정지부까지 간단하게 활주하여 올라갈 수 있고, 또 상기 내부 노즐은 최대 가용(可用) 표면적에 의하여 상기 정지부에 지지된다.

또 하나의 실시 상태에 의하면, 상기 각기둥의 다각형 기저부 각각의 기저부 상부에 대응하는 연부들도 역시 모따기 된다. 이러한 방법으로, 내부 노즐을 4개의 선회 가능한 클램프에 체결하는 것이 가능한데, 이것은 상기 내부 노즐과 상기 체결 기구 사이의 어떠한 상대적 이동도 방지한다는 점에서 유리하다. 이 실시 형태에 있어서, 상기 플레이트는 정사각형 또는 직사각형 기저부를 가지며 이 기저부에 대해 평행한 평면에서 절두된 피라미드가 덮혀 있는 평행 육면체로 나타낼 수 있다. 그러나, 편의상의 이유 대문에, 이러한 종류의 플레이트의 형상을 포괄적인 용어로서 (연부가 모따기 된) 각기둥(prism)으로 칭한다.

내부 노즐의 플레이트는 대칭이 아니기 때문에, 상기 기구에 대한 노즐의 체결 자세가 하나뿐인 것이 유리하다. 체결 자세가 하나뿐이라는 사실은 내부 노즐이 가스 전달 시스템[즉, 국제 특허 출원 WO 98/17420호 및 WO 98/17421호에 예시되어 있는 전달 유체(carrier fluid) 내의 밀봉제 분사 시스템]에 연결되어 있어야 하는 경우에 특히 유리하다. 예를 들면, 내부 노즐의 플레이트의 이러한 비대칭성은, 일반적으로 다각형 기저부가 불규칙적인 다각형 형상을 하는 각기둥과 같은 형태의 플레이트를 이용함으로써 달성될 수 있다. 그러나, 양호한 실시 형태에 따르면, 상기 노즐의 플레이트의 비대칭성은 그 모서리의 형태를 수정함으로써, 예컨대 상기 모서리를 모따기 하거나 라운딩(rounding) 가공함으로써 달성된다. 상기 노즐의 플레이트의 비대칭성은 그 노즐의 플레이트의 모서리들이 그 각 모서리쌍에 대하여 상이한 곡률 반경으로 라운딩된다는 점에 의해 실현되는 것이 유리하다.

나아가, 전술한 체결 장치 및 일체형 내부 노즐의 조합은 이들의 상호 협력 작용 때문에 특히 중요한 이점을 제공한다는 것에 유의하여야 한다. 사실상, 지금까지는 일체형 내부 노즐을 금속 자켓 또는 케이싱에 결합시키는 것이 필수적이라고 생각하는 데에는 변함이 없었다. 첫째, 금속 케이싱은 큰 표면적에 걸쳐 체결 장치에 의하여 가해지는 응력 분포를 용이하게 하고, 이에 의하여 내화성 재료 내에서의 국부적인 응력 발생이 회피되며, 둘째로, 미리 제작된 정확한 치수의 케이싱을 사용하여 일정의 공차를 취하는 것이 어느 정도 가능하게 된다. 그러나, 이러한 케이싱의 존재는 추가의 제조 비용(케이싱 그 자체, 부속 기구, 시멘트의 사용 등)을 수반한다는 점에서 바람직하지 않다.

본 발명에 따르면, 그러한 보호 케이싱이 수반되지 않는 일체형 내부 노즐을 사용하는 것이 가능하다. 사실상, 자가 조정식 선회 가능한 슈에 평탄면이 존재하면, 모든 경우에 있어서의 플레이트와 클램프의 사이에 표면형 접촉이 이루어진다는 것이 알려져 있다. 따라서, 성가신 턴디쉬로서의 케이싱의 기능은 더 이상 필요하지 않다. 마찬가지로, 상기 체결 장치는 더 넓은 치수 공차를 갖는 내화성 구성 요소를 사용할 수 있게 한다. 따라서, 특정의 공차를 갖게 한다는 점에서의 상기 케이싱의 기능은 더 이상 필요하지 않다.

본 발명의 더욱 양호한 이해를 촉진하기 위하여, 본 발명의 특정의 실시 형태를 도시하는 도면을 참조하지만, 그러나 어떠한 방법으로든 본 발명을 제한하는 일이 없이, 본 발명을 설명하겠다. 이들 도면에 있어서,

도 1은 본 발명에 따른 내부 노즐 체결 장치를 포함하는 연속 주조용 턴디쉬의 저부 아래에 고정된 관교체 기구의 횡단면을 나타내고 있다.

도 2는 도 1에 나타나 있는 체결 장치의 세부 확대도를 나타내고 있다.

도 3은 상기 체결 장치의 평면도를 나타내고 있다.

도 4는 각각 본 발명에 따르는 내부 노즐의 축방향 단면도를 나타내고 있다.

도 1 및 도 2에는, 턴디쉬(도시되지 않았음)의 저벽(1)이 도시되어 있는데, 여기에는 탕류부(3) 내에 지지되어 있고 액체 금속을 연속 주조 주형 또는 잉곳(ingot) 주형(도시되지 않았음)으로 주입하기 위한 통로(4)를 형성하고 있는 일체형 내부 노즐(2)이 관통하고 있다. 항상 그러한 것은 아니지만, 상기 내부 노즐(2)의 하부는 금속 케이싱(5)(도 4 참조)에 결합될 수 있다. 이 내부 노즐(2)은 관형부(6) 및 플레이트(7)로 구성되는데, 상기 플레이트의 하부면(7')은 주입 통로(4)의 하류 구성 요소(8)와의 접촉면을 제공하고 있다. 이 경우에, 내부 노즐의 바로 하류에 위치하는 구성 요소는 그 하단부가 잉곳 주형의 용탕(liquid metal bath)) 내에 삽입되는 침지형 입구 노즐(8)이다.

관교체 기구(9)도 역시 개략적으로 도시되어 있는데, 이것은 주조 작업을 방해하는 일이 없이 마모된 침지형 입구 노즐(8)을 새로운 침지형 입구 노즐로 교체하는 데 이용된다. 내부 노즐(2)은 수평축(11)을 중심으로 선회하는 클램프(10)를 포함하는 체결 장치에 의하여 적소에 유지되고 상기 관교체 장치(9)에 체결된다. 선회 가능한 클램프(10)는 홈(12)을 포함하며, 이 홈(12) 내에는 적어도 부분적으로 그 홈(12) 내에서 회전 운동할 수 있는 슈(13)가 수용될 수 있다. 선회 가능한 슈(13)는 평탄면(14)을 포함하고 있다. 따라서, 상기 클램프가 폐쇄 위치로 이동할 때, 선회 가능한 슈(13)는 상기 홈(12) 내에서 회전 운동하여, 상기 슈의 평탄면(14)이 내부 노즐의 플레이트(7)의 상부면에 평행한 평면 상태로 배향된다. 상기 클램프(10)는 수직축(16)을 중심으로 선회하는 캠(15)의 회전 효과에 의해 체결 위치로 이동하게 된다. 캠(15)의 편심부의 경사 단부(50)는 클램프(10)의 슬롯(20) 내에서 맞물리고, 상기 경사 단부가 슬롯(20)을 따라 이동할 때에 그 클램프를 경사지게 한다.

또한, 클램프(10) 내의 보어(17)가 홈(12)의 표면과 동일면으로 맞춰진 것으로 도시되어 있다. 선회 가능한 슈(13) 내의 홈(18)도 역시 도시되어 있다. 키(19; 도시되지 않았음)를 보어(17) 및 홈(18) 내에 삽입하면, 홈(12) 내의 선회 가능한 슈(13)의 병진 운동을 방지하고 또 회전 운동을 감소시킬 수 있다.

도 3은 상기 클램프 장치 자체에 대한 더 양호한 이해를 도와준다. 이 도면은 내부 노즐(2)의 플레이트(7)가 상기 노즐(2)의 양측에 위치하는 수평축(11)을 중심으로 선회하는 2개의 클램프(10)와 접촉하고 있는 상태를 보여주고 있다. 이 도면에서는 홈(12) 및 선회 가능한 슈(13)를 볼 수 없다. 클램프(10)의 슬롯(20) 내에 맞물리는 캠(15)[클램프(10)에 대한 이 캠의 지지면(50)은 상기 수직축(16)에 대하여 경사져 있다]의 수직축(16)을 중심으로 한 회전 운동의 효과에 의해, 상기 클램프는 기울어져, 슈(13)가 홈(12) 내에서 선회하고 내부 노즐의 플레이트(7)의 상부면에 견고하게 지지된다.

도 4는 관형부(6) 및 플레이트(7)를 포함하고 있는 일체형 내부 노즐(2)을 나타내고 있다. 상기 노즐의 하부는 금속 케이싱(5)에 둘러싸여 있다. 이 도면은 대체로 플레이트(7)를 형성하는 각기둥의 다각형 기저부들 중의 하나에서 직접 바라본 도면을 나타내고 있다. 이 다각형 기저부는 기저부 하부(21)[이 기저부 하부 상의 각기둥의 면의 윤곽이 플레이트의 하부면(7')을 형성한다]와, 상기 기저부 하부(21)와 평행한 기저부 상부(22)[이 기저부 상부 상의 각기둥의 면의 윤곽이 관형부(6)의 하단부와 플레이트(7)의 상부간의 접합부와 교차하는 평면을 형성한다]와, 상기 기저부 상부의 양 측에서 상기 기저부 상부와 둔각(α)을 형성하는 2개의 측부(23, 23')[이들 2개의 측부 상의 상기 각기둥의 면의 윤곽이 클램프(10)의 선회 가능한 슈(13)가 지지되는 플레이트의 표면을 형성한다]를 포함하고 있다. 예각(각도 α)의 존재를 방지하기 위하여, 상기 기저부 하부(21)는 이 기저부 하부(21)에 실질적으로 수직인 중간 측부(24, 24')에 의하여 경사면(23, 23')에 연결된다.

도 3에도 관형부(6) 및 플레이트(7)를 보여주고 있는 노즐(2)이 도시되어 있다. 모서리(25, 25')는 라운딩(rounding) 가공된 모서리(26, 26')의 곡률 반경과 상이한 곡률 반경으로 라운딩 가공되기 때문에, 상기 노즐(2)이 턴디쉬의 저벽(1)에 장착될 수 있는 자세는 단지 한가지 뿐이다.

참조 부호

1 : 턴디쉬의 저벽

2 : 내부 노즐

3 : 탕류부

4 : 주입 통로

5 : 금속 케이싱

6 : 관형부

7 : 플레이트

7' : 플레이트의 하부면

8 : 침지형 입구 노즐

9 : 관교체 기구

10 : 클램프

11 : 클램프 선회축인 수평축

12 : 클램프의 홈

13 : 선회 가능한 슈

14 : 슈의 평탄면

15 : 캠

16 : 캠 선회축인 수직축

17 : 클램프 보어

18 : 슈 홈

19 : 키

20 : 클램프 슬롯

21 : 기저부 하부

22 : 기저부 상부

23, 23' : 경사 측부

24, 24' : 중간 측부

25, 25', 26, 26' : 플레이트의 모서리

50 : 캠의 경사 단부

Claims (10)

1. 주입 통로(4)를 형성하는 관형부(6)와 이 주입 통로의 하류 구성 요소에 접촉하는 플레이트(7)로 구성되는 일체형 내부 노즐(2)로서,

   상기 플레이트(7)는 다각형 기저부들을 갖는 직각 기둥(right prism) 형상으로 형성되며, 상기 다각형 기저부들은 기저부 상부(22)와, 이 기저부 상부에 평행한 기저부 하부(21)와, 상기 기저부 상부의 양 측에 상기 기저부 상부와 둔각(α)을 형성하는 두 개의 측부(23, 23')를 포함하며, 상기 기저부 상부를 포함하는 상기 직각 기둥의 면은 상기 관형부(6)와 계면을 형성하는 것을 특징으로 하는 일체형 내부 노즐.
2. 제1항에 있어서, 상기 다각형 기저부는 이 다각형이 예각을 이루지 않도록 2개 이상의 추가적인 측부(24, 24')를 포함하는 것을 특징으로 하는 일체형 내부 노즐.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 직각 기둥의 두 다각형 기저부 각각의 기저부 상부(22)에 대응하는 플레이트(7)의 연부는 모따기 되는 것을 특징으로 하는 일체형 내부 노즐.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 내부 노즐의 플레이트(7)는 비대칭인 것을 특징으로 하는 일체형 내부 노즐.
5. 제4항에 있어서, 상기 플레이트(7)의 비대칭성은 플레이트의 모서리를 모따기 함으로써 실현되는 것을 특징으로 하는 일체형 내부 노즐.
6. 제4항에 있어서, 상기 플레이트(7)의 비대칭성은 이 플레이트의 모서리(25, 25', 26, 26')가 각 모서리쌍에 대하여 상이한 곡률 반경으로 라운딩(rounding) 가공됨으로써 실현되는 것을 특징으로 하는 일체형 내부 노즐.
7. 내부 노즐용 체결 장치로서,

   내부 노즐의 대향하는 양측에, 수평축(11)을 중심으로 선회하는 클램프(10)로 각각 이루어진 적어도 2개의 조립체를 포함하며, 각 클램프(10)에는 원기둥 형상의 슈(shoe; 13)를 수용하는 홈(12)이 마련되어 있고, 상기 슈(13)는 원기둥 형상의 축선에 대하여 평행한 평탄면(14)을 포함하는 한편, 상기 홈(12) 내에서 선회할 수 있는 것을 특징으로 하는 내부 노즐용 체결 장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 클램프(10) 내의 홈(12)은 거의 원기둥 형상이고, 상기 원기둥의 축선은 슈가 홈 내에서 유지되며 횡방향 개구를 통해서만 제거될 수 있도록 배치되는 것을 특징으로 하는 내부 노즐용 체결 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 클램프(10)는 상기 홈(12)의 축선에 대해 수직 방향의 보어(17)를 포함하고, 이 보어(17)는 상기 홈(12)의 표면과 동일면으로 배치되며,

   상기 슈(13)는 그 축선에 수직하는 방향으로 상기 클램프 내의 보어(17)와 크기가 유사한 홈(18)을 포함하고, 이 홈(18)은 상기 슈(13)의 평탄면(14)의 반대측에 배치되며, 이 클램프의 보어(17)와 상기 슈의 홈(18)은 관형 형상의 부재(19)를 수용할 수 있는 것을 특징으로 하는 내부 노즐용 체결 장치.
10. 제7항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 클램프(10)에는 수직축(16)을 중심으로 선회하는 캠(15)의 편심부의 경사 단부(50)와 맞물리는 슬롯(20)이 마련된 것을 특징으로 하는 내부 노즐용 체결 장치.

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