KR100992315B1 - 용강 측온 장치 - Google Patents

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KR100992315B1
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Abstract

래들로부터 턴디쉬로 주입되는 용강의 온도를 연속 측정하는 것을 가능하게 한 용강 측온 장치가 제공된다.
상기 용강 측온 장치는, 용강이 수용되는 용기부재의 일측에 회전과 승강 및 전,후진 가능하게 제공되는 장치 바디; 및, 상기 장치 바디의 전방으로 승강 가능하게 구비된 이동체에 설치되어 용강의 온도를 측정토록 제공된 용강 측온수단을 포함하는 한편, 상기 이동체는 상기 장치 바디상에 설치된 수평 구동실린더가 연결된 선회블록에 설치된 수직 구동 실린더가 연결되어 이동체의 승강과 일체로 이동체에 구비된 상기 용강 측온수단이 용강에 침지 이동되면서 용강 온도를 측정토록 구성되고, 상기 용강 측온수단은, 상기 이동체에 조립되는 고정블록에 고정되는 단열블록에 연결되는 측온센서와 상기 측온센서의 외부에 상기 단열블록의 하부에 체결되는 센서보호용 내화체로 구성되어 있다.
따라서, 본 발명은 래들에서 턴디쉬로의 주입된 용강의 온도를 가능한 오래 측정하는 것을 가능하게 하면서, 작업자의 수작업을 배제하고 자동화 측정을 가능하게 함은 물론, 정밀한 데이터 구축을 가능하게 하는 개선된 효과를 제공한다.
용강 측온, 래들, 턴디쉬, 연속주조공정

Description

용강 측온 장치{Apparatus for gauging temperature of molten iron}
본 발명은 래들로부터 턴디쉬로 주입되는 용강의 온도를 연속 측정하는 것을 가능하게 한 용강 측온 장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 래들에서 턴디쉬로의 주입된 용강의 온도를 가능한 오래 측정하는 것을 가능하게 하면서, 작업자의 수작업을 배제하고 자동화 측정을 가능하게 함은 물론, 정밀한 데이터 구축을 가능하게 한 용강 측온 장치에 관한 것이다.
일반적으로 연속 주조작업은 도 1에서 도시한 바와 같이, 래들(110)에 수용된 용강을 턴디쉬(120)로 주입하여 일정량의 용강이 채워지고, 용강에 함유된 불순물 및 비금속 게재물(도 2의 C)의 부상 분리가 이루어지면 턴디쉬(120)의 하부 슬라이딩 게이트(미도시)를 열어 주형(130)으로 용강(M)을 주입하여 이루어진다.
한편, 래들(110)로부터 턴디쉬(120)로, 턴디쉬(120)에서 다시 주형(130)으로 용강의 주입시, 용강의 재산화와 오염 방지 및, 용강의 온도 손실을 보상할 수 있도록 내화물인 롱 노즐(long nozzle)(140)과 침지노즐(150)을 사용한다.
이때, 주입되는 용강의 온도는 품질 분석 및 전,후 공정의 용강 패턴 분석에 중요한 요소인데, 래들(110)로부터 턴디쉬(120)로 주입된 용강의 온도는 수시로 측 온되고, 예를 들어 미리 설정된 시간이나 래들(110)에 담긴 용강(M)의 량에 따라 용강의 온도를 측정하여 주형(130)으로 주입되는 용강의 온도를 확인한다.
그런데, 용강의 온도는 턴디쉬(120)내에서 일정시간 체류하다 침지노즐(150)을 통해 주형(130)으로 주입되기 때문에, 이와 같은 체류시간 등은 용강(M)의 온도와 밀접한 관계를 갖는다.
예컨대, 용강의 온도를 측정하여 발생할 수 있는 예상 상황을 미리 파악하여 주조작업을 원활히 수행하도록 사전 조치를 취할 수 있는데, 주형(130)으로 주입되는 턴디쉬(120)내의 용강(M)의 온도가 높을 경우, 주조 속도를 감속하여 주조작업을 안전하게 실시할 수 있지만, 반대로 용강의 온도가 낮을 경우는 여러 문제가 발생할 수 있다.
예를 들어, 용강의 온도가 주조를 수행하는 기준 온도보다 낮으면 용강(M) 중에 함유된 불순물 및 게재물의 부상 분리가 원활히 이루어지지 못해 침지노즐(150)과 연결되는 턴디쉬(120)내 출강구(미도시)의 상면에 구비되는 상부노즐(upper nozzle)(미도시)과 주형(130)내에 침적되는 침지노즐(150)의 토출구에서의 게재물 융착 성장을 촉진시키고, 이는 노즐 막힘의 원인이 된다.
이와 같은 노즐 막힘은 주형(130)으로 인발되는 용강의 량보다 턴디쉬(120)에서 주형(130)으로 주입되는 용강의 량이 적어 주조작업이 중단되는 심각한 설비사고를 초래할 수 있다.
더하여, 용강의 온도가 낮으면 주형(130)내의 응고 셀과 주형(130) 사이로의 파우더 유입이 원활하지 못해 응고 셀이 파열되며 용강이 유출되는 심각한 공정상 문제를 발생시킨다.
따라서, 용강의 온도가 연속주조를 수행하도록 설정된 정상 온도 보다 높거나 낮은 경우 모두, 연소주조공정에 영향을 미치고, 이에 따라 미리 용강의 온도를 측정하는 것은 필수적인 것이다.
그런데, 종래의 턴디쉬에 수용된 용강의 온도 측온방법은 통상 작업자가 열전대(미도시)를 센서에 삽입해 수작업으로 측온하거나 도 1 및 도 2에서 도시한 바와 같이, 턴디쉬 커버(122)측에 측온장치(200)를 고정 설치하여 턴디쉬의 용강 수용이 어느 정도 완료되면 용강의 탕면에 접촉하여 용강의 온도를 측정하는 것이었다.
즉, 측온장치(200)의 측온센서(210)를 내화물 등의 보호부재(220)에 삽입하여 턴디쉬 커버(122)의 개구부를 통해 용강 탕면에서 200 ~ 300 mm 정도 침적하여 용강의 온도를 측정하는 것이다.
그러나, 상기와 같은 종래의 용강 측온방법은 전자인 작업자의 수작업인 경우 측정이 원활하지 않고, 특히 용강의 탕면에 측온장치의 투입시 용강 탕면을 덮는 파우더 층(또는 슬래그 층)(도 2의 C)를 파괴하여 용강의 대기 공기간 접촉으로 용강의 재산화를 초래하는 것이었다.
또한, 용강을 오랫동안 연속 측온하는 것은 어려운 것이었다.
특히, 종래의 용강 측온방법은 용강(M)의 철정압에 의한 진동 및 충격으로 인하여 측온장치(200)의 측온센서(210) 또는 그 케이블이 단선되는 문제도 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로서 그 목적 측면은, 래들에서 턴디쉬로의 주입된 용강의 온도를 가능한 오래 측정하는 것을 가능하게 하면서, 작업자의 수작업을 배제하고 자동화 측정을 가능하게 함은 물론, 정밀한 데이터 구축을 가능하게 하는 용강 측온 장치를 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 측면으로서 본 발명은, 용강이 수용되는 용기부재의 일측에 회전과 승강 및 전,후진 가능하게 제공되는 장치 바디; 및,
상기 장치 바디의 전방으로 승강 가능하게 구비된 이동체에 설치되어 용강의 온도를 측정토록 제공된 용강 측온수단;
을 포함하여 구성되되,
상기 이동체는 상기 장치 바디상에 설치된 수평 구동실린더가 연결된 선회블록에 설치된 수직 구동 실린더가 연결되어 이동체의 승강과 일체로 이동체에 구비된 상기 용강 측온수단이 용강에 침지 이동되면서 용강 온도를 측정토록 구성되고, 상기 용강 측온수단은, 상기 이동체에 조립되는 고정블록에 고정되는 단열블록에 연결되는 측온센서와 상기 측온센서의 외부에 상기 단열블록의 하부에 체결되는 센서보호용 내화체로 구성된 용강 측온 장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 용강 용기부재는 연속주조 주형과 연계되는 턴디쉬로 구성되고, 상기 장치 바디는 상기 턴디쉬의 용기부재 일측으로 높이를 갖는 지지부상에 배치되어 있다.
더 바람직하게는, 상기 용기부재인 턴디쉬 일측에 배치된 기어박스상에 회전 가능하게 설치된 회전바디;와, 상기 회전바디의 내측에 승강 가능하게 설치된 승강 바디; 및, 상기 승강바디의 상부에는 고정되는 하우징을 더 포함하고, 상기 장치 바디는 상기 하우징에 전,후진 가능하게 설치되어 상기 장치바디는 회전, 승강 및 전,후진 가능하게 구성될 수 있다.
또한, 상기 기어박스에는 모터로서 구동되는 구동기어와 상기 회전바디와 연계되는 피동기어가 서로 맞물리도록 배치되어 상기 회전바디는 모터 구동시 회전 가능하게 구성된다.
그리고, 상기 승강바디는 상기 회전바디에 형성된 안착부에 삽입되되 상기 회전바디의 가이드돌부가 삽입되어 승강을 가이드하는 가이드홈부가 형성되고, 상기 회전바디의 외측에 구비된 수직 구동실린더가 연결되어 실린더 구동시 회전바디상에서 승강토록 구성될 수 있다.
이때, 상기 하우징에 삽입된 장치 바디의 외측면에는 상기 하우징에 장착된 모터로서 구동되는 구동기어가 맞물리는 랙부가 형성되어 상기 모터 구동시 하우징에서 전,후진 가능하게 구성될 수 있다.
더하여, 상기 선회블록은 상기 장치 바디의 전방에 힌지핀으로 연결되고, 상기 이동체는 상기 선회블록에 구비된 가이드홈부에 삽입되어 상기 수직 구동실린더의 구동시 상기 선회블록상에서 승강 가능토록 구성된다.
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이와 같은 본 발명의 용강 측온 장치에 의하면, 래들에서 턴디쉬로의 주입된 용강의 온도를 가능한 오래 측정하는 것을 가능하게 하면서, 작업자의 수작업을 배제하고 자동화 측정을 가능하게 함은 물론, 정밀한 데이터 구축을 가능하게 하는 효과를 제공하는 것이다.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.
먼저, 도 3에서는 본 발명에 따른 용강 측온장치(10)를 사시도로 도시하고 있고, 도 4에서는 본 발명 장치의 사용 상태를 도시하고 있다.
즉, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 이와 같은 본 발명의 용강 측온장치(10)는, 크게 용강이 수용되는 용기부재인 턴디쉬(120)의 일측에 회전과 승강 및 전,후진 가능하게 제공되는 장치 바디(30) 및, 상기 장치 바디(30)의 전방으로 승강 가능하게 구비된 이동체(50)에 설치되어 용강의 온도를 측정토록 제공된 용강 측온수단(70)으로 이루어 질 수 있다.
따라서, 본 발명의 용강 측온장치(10)는, 무엇보다도 상기 장치바디(30)와 이동체(50)에 용강 측온수단(70)이 연계되면서 승강되는 것을 가능하게 하기 때문에, 도 4와 같이, 용강의 턴디쉬에 어느 정도 장입된후에는 종래에 비하여 가능한 오래 용강에 침적된 상태로 용강(M)의 온도 측정을 가능하게 한 것에 그 특징이 있다.
또한, 본 발명의 용강 측온장치(10)는 종래에 비하여 용강의 탕면에 더 깊이 침적될 수 있고, 용강의 턴디쉬 장입이 완료되기 전(부산물이나 슬래그 층(도 2의 C 참조))이 완전하게 형성되기 전에 침적되어 이들의 파괴를 초래하지 않게 된다.
이때, 본 발명의 용강 측온장치(10)는 바람직하게는 연속주조 주형(130)과 연계되는 턴디쉬(120)에 장입되는 용강의 측온에 적당하고, 이와 같은 본 발명의 용강 측온장치(10)는 턴디쉬 크기를 감안할 때, 도 4와 같이 턴디쉬(120)의 일측으로 높이를 갖는 콘크리트 구조물 등의 지지부(14)상에 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 도 3 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 용강 측온장치(10)는, 상기 턴디쉬(120)의 일측에 배치된 고정판(32a)으로 지지부(14)에 고정된 기어박스(32)상에 회전 가능하게 설치된 회전바디(34)와, 상기 회전바디(34)의 내측에 승강 가능하게 설치된 승강바디(36) 및 상기 승강바디(36)의 상부에는 고정되는 하우징(38)을 포함한다.
그리고, 상기 장치 바디(30)는 상기 하우징(38)에 전,후진 가능하게 설치될 수 있고, 결국 본 발명의 온도 측온수단(70)이 이동체(50)를 통하여 연계되는 본 발명의 장치바디(30)는 회전, 승강 및 전,후진 가능하게 구성되는 것이다.
이때, 도 3 및 도 4와 같이, 상기 기어박스(32)에는 모터(33a)로서 구동되는 구동기어(33b)와 상기 회전바디(34)와 연계되는 피동기어(33c)가 서로 맞물리는 상태로 배치되어 있다.
따라서, 상기 기어박스(32)상의 모터(33a)가 도시하지 않은 장치 제어부를 통하여 전기적으로 인가되어 작동되면, 상기 모터와 연계된 기어박스(32)내의 구동기어(33b)가 구동되고, 결국 상기 구동기어에 맞물리고 기어박스상의 회전바디(34)가 연계되는 피동기어(33c)는 회전되고, 이에 따라 회전블록(34)이 기어박스(32)상에서 회전된다.
물론, 도면에서는 개략적으로 도시하였지만, 상기 기어박스의 기어 조립부분에는 베어링과 축이 조립되고, 회전바디(34)도 회전을 지지하는 지지대들이 연결 구성될 수 있다.
다음, 도 3 및 도 4와 같이, 상기 승강바디(36)는 상기 회전바디(34)에 형성된 안착부(34a)에 삽입되되 상기 회전바디의 가이드돌부가 삽입되어 승강을 가이드하는 가이드홈부(36a)가 형성되어 있다.
그리고, 상기 회전바디(34)의 외측에 고정블록(35a)으로서 수직 고정된 수직 구동실린더(35)의 로드와 연결대(35b)로서 상기 승강바디(36)가 연결되어 있다.
따라서, 상기 수직 구동실린더(35)의 작동에 따라 상기 승강바디(36)는 실린 더의 작동 스트로크 내에서 승강하게 된다.
다음, 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치바디(30)는, 상기 승강바디(36)의 상부에 수평 고정된 하우징(38)에 삽입되는 박스형태로 제공되고, 이와 같은 장치 바디(30)의 외측면에는 상기 하우징(38)에 장착된 모터(40)로서 구동되면서 하우징 개부부분(38a)을 일부분 통과하는 구동기어(41)가 맞물리는 랙부(30a)가 형성되어 있다.
따라서, 본 발명의 장치에서 상기 장치바디(30)는 상기 하우징(38)의 외측에 구비된 모터(40)가 구동되면 그 모터 회전방향에 따라 전진 또는 후진하게 된다.
결국, 장치바디는 전,후진 가능하게 되고, 결과적으로 회전바디, 승강바디의 연동으로 장치바디는 회전, 승강 및 전,후진 가능하게 제공될 수 있는 것이다.
이때, 상기 장치바디(10)의 후단부에는 센서(S)가 설치되어 하우징에 근접하면 즉, 장치바디(10)의 전진이 완료되어 이동체의 하강으로 용강 측온수단(70)이 턴디쉬 커버(120)의 개구부(122)를 통하여 하강할 수 있는 위치가 되면 센서는 작동되어 장치바디의 이동을 제어하는 모터 구동을 중지시킨다.
다음, 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 장치 바디(30)의 전방에는 힌지핀(52)으로 장치바디와 연결되는 힌지블록(52a)이 구비되고, 상기 장치 바디상에 설치된 수평 구동실린더(54)가 연결대(54a)로서 연결되는 선회블록(56)이 제공된다.
따라서, 상기 수평 구동실린더(54)가 작동하면, 본 발명의 선회블록(56)은 도 3과 같이 장치바디(30)의 하부에 밀착되는 위치로 되거나, 또는 도 4 및 도 5와 같은 연계되는 용강 측온수단(70)의 수직 위치와 용강 투입을 가능하게 하는 수직 위치로 위치 조정된다.
이때, 도 5에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 장치에서 용강의 온도를 측정하는 용강 측온수단(70)이 고정되는 상기 이동체(50)는 상기 선회블록(56)에 승강 가능하게 설치되는데, 이와 같은 이동체(50)는 상기 선회블록(56)에 구비된 가이드홈부(58)에 일측 돌부(50a)가 삽입되면서 선회블록(56)의 측부에 설치된 수직 구동실린더(60)의 로드와 연결되어 있다.
즉, 실린더 로드와 연결된 체결볼트(61)가 선회블록(56)의 측면에 형성된 홈부(56a)를 통하여 이동체(50)의 측면에 체결 조립된다.
따라서, 상기 수직 구동실린더(60)의 작동에 따라 이동체(50)는 선회블록(56)의 가이드홈부(58)를 따라 이탈없이 상승 및 하강 가능하게 되고, 결국 도 4와 같이 이동체(50)에 구비되는 상기 용강 측온수단(70)이 용강에 침적 이동되면서 용강 온도를 연속 측정하는 것을 가능하게 하는 것이다.
이때, 도 4 및 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 용강 측온수단(70)은, 상기 이동체(50)에 조립되는 고정블록(72)에 고정되는 단열블록(74)에 연결되는 측온센서(76) 및, 상기 측온센서(76)의 외부에 상기 단열블록의 하부에 체결되는 센서보호용 내화체(78)로 구성될 수 있다.
이와 같은 센서는 길이를 갖는 열전대로 제공될 수 있다.
이때, 상기 내화체(78)는 용강에 침지되면 재사용하는 것은 어렵기 때문에, 용강 측온장치의 재사용시에는 새로운 내화체를 도 5와 같이 이동체(50)에 조립하 여 사용한다.
한편, 본 발명의 용강 측온장치(10)의 사용시, 용강 측온수단(70)의 용강 침적 깊이는 래들로부터 턴디쉬로의 용강 장입 완료후 래들 교환시 턴디쉬에 수용된 용강(M)의 탕면 하락(주형으로 용강의 투입에 의함)을 감안하여 종래 보다는 더 깊은 350~400mm로 침적될 수 있으며, 따라서 침적된 측온수단(70)의 센서(76)를 통한 용강의 온도측정이 종래 보다 더 오래 연속으로 측정될 수 있다.
한편, 턴디쉬 잔류 용강량이 30톤 정도가 되면, 도시하지 않은 장치 제어부는 이동체(50)와 이에 조립된 용강 측온수단(70)을 선회블록(66)의 외측 수직 구동실린더(60)를 작동시키어 승강시키고, 이때 도 4와 같이 턴디쉬(120)의 커버(122)의 개구부분을 통하여 턴디쉬에서 이탈되면, 앞에서 설명한 바와 같이 선회블록(56)의 장치바디의 수평 구동실린더(54)를 통하여 장치바디에 선회 밀착되고, 장치바디의 후진과 승강바디(36)의 하강 및 회전바디(34)의 회전으로 래들 교환시 간섭되지 않은 위치로 홈 포지션된다.
본 발명은 지금까지 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.
도 1은 연속 주조 공정을 도시한 개략도
도 2는 종래 용강 측온 상태를 도시한 상세도
도 3은 본 발명에 따른 용강 측온 장치를 도시한 사시도
도 4는 본 발명의 측온장치를 이용한 용강 측온상태를 도시한 구성도
도 5는 본 발명의 측온장치에서 측온수단을 도시한 분해 사시도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
30.... 장치 바디 32.... 기어박스
34.... 회전바디 36.... 승강바디
38.... 하우징 40.... 구동기어
50.... 이동체 54.... 수평 구동실린더
56.... 선회블록 70.... 용강 측온수단
72.... 고정블록 74.... 단열블록
76.... 측온센서 78.... 센서보호용 내화체
110.... 래들 120.... 턴디쉬
130.... 주형 M.... 용강

Claims (9)

  1. 용강이 수용되는 용기부재의 일측에 회전과 승강 및 전,후진 가능하게 제공되는 장치 바디(30); 및,
    상기 장치 바디(30)의 전방으로 승강 가능하게 구비된 이동체(50)에 설치되어 용강의 온도를 측정토록 제공된 용강 측온수단(70);
    을 포함하여 구성되되,
    상기 이동체(50)는 상기 장치 바디(30)상에 설치된 수평 구동실린더(54)가 연결된 선회블록(56)에 설치된 수직 구동 실린더(60)가 연결되어 이동체의 승강과 일체로 이동체(50)에 구비된 상기 용강 측온수단(70)이 용강에 침지 이동되면서 용강 온도를 측정토록 구성되고,
    상기 용강 측온수단(70)은, 상기 이동체(50)에 조립되는 고정블록(72)에 고정되는 단열블록(74)에 연결되는 측온센서(76)와 상기 측온센서(76)의 외부에 상기 단열블록의 하부에 체결되는 센서보호용 내화체(78)로 구성된 용강 측온 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용강 용기부재는 연속주조 주형(130)과 연계되는 턴디쉬(120)로 구성되고, 상기 장치 바디(30)는 상기 턴디쉬인 용기부재 일측으로 높이를 갖는 지지부(14)상에 배치되는 것을 특징으로 하는 용강 측온 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 용기부재인 턴디쉬 일측에 배치된 기어박스(32)상에 회전 가능하게 설치된 회전바디(34);와,
    상기 회전바디(34)의 내측에 승강 가능하게 설치된 승강바디(36); 및,
    상기 승강바디(36)의 상부에는 고정되는 하우징(38);
    을 더 포함하고,
    상기 장치 바디(30)는 상기 하우징(38)에 전,후진 가능하게 설치되어 상기 장치바디는 회전, 승강 및 전,후진 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 용강 측온 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기어박스(32)에는 모터(33a)로서 구동되는 구동기어(33b)와 상기 회전바디(34)와 연계되는 피동기어(33c)가 서로 맞물리는 상태로 배치되어 상기 회전바디(34)는 모터 구동시 회전 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 용강 측온 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 승강바디(36)는 상기 회전바디(34)에 형성된 안착부(34a)에 삽입되되 상기 회전바디의 가이드돌부가 삽입되어 승강을 가이드하는 가이드홈부(36a)가 형성되고, 상기 회전바디(34)의 외측에 구비된 수직 구동실린더(35)가 연결되어 실린더 구동시 회전바디상에서 승강토록 구성된 것을 특징으로 하는 용강 측온 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 하우징(38)에 삽입된 장치 바디(30)의 외측면에는 상기 하우징에 장착된 모터(40a)로서 구동되는 구동기어(40)가 맞물리는 랙부(30a)가 형성되어 상기 모터 구동시 하우징에서 전,후진 가능하게 구성된 것을 특징으로 하는 용강 측온 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 선회블록(56)은 상기 장치 바디(30)의 전방에 힌지핀(52)으로 연결되고,
    상기 이동체(50)는 상기 선회블록(56)에 구비된 가이드홈부(58)에 삽입되어 상기 수직 구동실린더의 구동시 상기 선회블록상에서 승강 가능토록 구성된 것을 특징으로 하는 용강 측온 장치.
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