KR101660770B1 - 수분 배출 유닛 및 이를 포함하는 쇳물 용기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수분 배출 유닛 및 이를 포함하는 쇳물 용기에 관한 것으로서, 쇳물 용기의 내측 바닥면으로부터 이격되어 용기의 내측벽에 측면들이 접촉 배치되는 다공 구조체와, 바닥면과 다공 구조체 사이에 형성되어 용기의 외부와 연통되는 배출부를 포함하는 수분 배출 유닛을 내부 공간을 형성하는 외부 철피, 내부공간에서의 외부철피와 수분 배출 유닛 사이에 적어도 일부가 삽탈 가능하게 구비되는 지지부 및 내부공간 내의 수분 배출 유닛 상에 축조 및 주입되어 수분 배출 유닛의 노출된 상면을 커버하는 내화벽체를 포함하여 쇳물 용기를 구성함으로써, 쇳물용기의 내벽에 축조 및 주입되는 내화물로 형성되는 내화벽체에 정체되는 수분을 용이하게 외부로 배출하여 쇳물용기에 안정적으로 용강을 수용하여 공정을 진행할 수 있다.

Description

수분 배출 유닛 및 이를 포함하는 쇳물 용기 {Water discharge unit and tundish including it}
본 발명은 수분 배출 유닛 및 이를 포함하는 쇳물 용기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 턴디쉬 내 내화벽체 형성시 내화물에 혼합된 수분을 용이하게 외부로 배출시킬 수 있는 수분 배출 유닛 및 이를 포함하는 쇳물 용기에 관한 것이다.
일반적으로, 연속주조 공정은 정련된 용강을 래들에 담겨 운반한 뒤, 턴디쉬 등의 쇳물 용기로 이동하고, 쇳물용기의 아래에 설치된 주형으로 공급 이동하면서 연주롤에 의해서 주편으로 연속주조하는 과정을 나타낸다.
턴디쉬는 연속주조작업에서 래들로부터 주입된 용강을 받아 주형로 주입시키는 중간 용기에 해당하며, 구조는 크게 외피를 이루는 철피와, 철피 내측에 마련된 내화벽체로 구성된다. 여기서, 내화벽체는 철피의 안쪽에 1차적으로 정형 내화물(내화벽돌)로 밀착 축조하여 제1 내화벽을 형성하고, 2차적으로 부정형 내화물(분말)을 수분과 혼합하여 제1 내화벽 상에 도포한 뒤 일정시간 건조와 예열을 통해 제2 내화벽을 형성하여 구성된다.
이때, 턴디쉬는 사용후 신속한 재사용을 위해 내부에 살수를 통해 지금 제거 과정을 거치며, 마모 손실된 제2 내화벽은 파쇄를 통해 제거하고, 제1 내화벽은 손상 부분만 부분교체한 뒤, 다시 제2 내화벽을 형성하여 턴디쉬 내화벽체의 유지보수를 완료한다.
그런데, 내화벽체의 유지보수 과정에서 턴디쉬 내로 살포되는 수분은 내화벽체에 침투되어, 건조와 예열공정을 거치더라도 일부의 수분만 제거될 뿐, 많은량의 수분이 내화벽체에 침투되어 정체되는 문제가 발생한다. 특히, 턴디쉬의 바닥부는 측면부에 비해 철피와 내화벽체가 2 내지 3중의 두께로 밀착 조립됨으로써 수분의 정체가 더욱 집중되며 외부로의 배출이 용이하지 않다.
이처럼, 내화벽체에 침투된 수분은 하부로 흘러내려 제1 내화벽에 집중 정체됨으로써 정형 내화물인 제1 내화벽의 강도를 현저하게 감소시키는 문제를 야기하며 제1 내화벽의 크랙을 발생시켜 용강 유출 위험성이 증가되어 설비의 안정성을 감소시킨다.
또한, 내화벽체에 정체된 수분과 용강의 접촉으로 인해 용강의 품질에 악영향을 미쳐 생산되는 주편에 핀홀과 같은 결함을 야기한다.
KR 0967054 B KR 0841500 B KR 2014-0002143 A
본 발명은 내화물 내 정체된 수분을 용이하게 배출하여 내화벽체의 강도를 증가시킬 수 있는 수분 배출 유닛 및 이를 포함하는 쇳물 용기를 제공한다.
본 발명은 설치 공간에 의한 증설이 요구되지 않아 신규 제작되는 쇳물용기뿐만 아니라, 설치 공간이 제한적인 사용 중인 쇳물 용기에 적용할 수 있는 수분 배출 유닛 및 이를 포함하는 쇳물 용기를 제공한다.
본 발명은 내화벽체의 강도 저하로 인한 내화벽체의 크랙과 탈락을 방지하여 설비의 안정성 및 용강의 품질을 증가시킬 수 있는 수분 배출 유닛 및 이를 포함하는 쇳물 용기를 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 용기 내 수분을 배출하기 위한 수분 배출 유닛은 상기 용기의 내측 바닥면으로부터 이격되어 상기 용기의 내측벽에 측면들이 접촉 배치되는 다공 구조체와, 상기 바닥면과 상기 다공 구조체 사이에 형성되어 상기 용기의 외부와 연통되는 배출부를 포함한다.
상기 다공 구조체는 상기 내측벽에 접촉 배치되며, 상하방향으로 관통된 복수의 삽입홀이 형성되는 배출 플레이트와, 상기 복수개의 삽입홀에 각각 삽입 배치되는 다공성 블록을 포함할 수 있다.
상기 바닥면과 마주보는 상기 배출 플레이트 하면의 일부 영역에는 상기 일방향 및 상기 타방향 중 어느 한 방향으로 연장 형성되고, 상기 바닥면 쪽으로 돌출 형성되는 안착돌기가 구비되며, 상기 배출부는 상기 바닥면과 상기 배출 플레이트의 이격에 의해 형성되는 배출공간과, 상기 배출공간의 외측에 배치된 상기 용기의 측면을 관통하며 형성되는 배출구 및 상기 배출구로부터 상기 용기의 외측으로 돌출 구비된 배출관을 포함할 수 있다.
상기 배출관에는 상기 배출공간 내 수분을 제어하기 위한 수분 제어기가 연결되며, 상기 수분 제어기는 상기 배출관과 연통되는 연결관과, 상기 연결관에 연결되어 상기 배출공간 내 수분을 흡입하거나 건조시키기 위한 구동부를 포함할 수 있다.
상기 구동부는 상기 배출공간 내 수분이 외부로 이동 가능하도록 상기 배출공간으로 흡입력을 제공하는 압력 발생부와, 상기 배출공간 내 온도를 증가시켜 상기 수분이 건조 가능하도록 상기 배출공간으로 열기를 공급하는 열기 발생부 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 배출구와 상기 연결관 사이에는 상기 연결관이 삽입 장착되고, 상기 배출구에 삽입 장착되는 보조 연결 유닛이 구비되며, 상기 보조 연결 유닛은 상기 배출구에 삽입되어 상기 배출구와 상기 연결관의 연결 영역을 밀폐할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 쇳물 용기는 일면, 상기 일면으로부터 상부로 연장 형성되어 상호 연결된 측면들로 구성되어 내부 공간을 형성하는 외부 철피와, 적어도 일부가 상기 내부공간 내에 배치되어 상기 내부공간 중 적어도 일부 영역을 상기 외부 철피의 외측과 연통시키는 수분 배출 유닛, 상기 내부공간에서의 상기 외부철피와 상기 수분 배출 유닛 사이에 적어도 일부가 삽탈 가능하게 구비되는 지지부 및 상기 내부공간 내의 수분 배출 유닛 상에 축조 및 주입되어 상기 수분 배출 유닛의 노출된 상면을 커버하는 내화 벽체를 포함한다.
상기 수분 배출 유닛은 상기 내부공간을 분할하며, 상기 분할된 공간들을 상호 연통시키는 연통부와, 상기 연통부와 상기 외부철피의 이격에 의해 형성되고, 상기 외부 철피의 외측과 연통되는 배출공간, 상기 배출공간의 외측에서의 상기 외부 철피의 측면을 관통하며 형성되는 배출구 및 상기 배출구에 연결된 배출관에 연결되어 상기 배출공간으로부터 수분을 흡입하거나 증발시키는 수분 제어기를 포함할 수 있다.
상기 연통부는 상기 외부철피의 일면과 평행하는 일면 및 타면과, 상기 일면 및 타면을 연결하는 측면들로 구성되어 상기 내부공간을 상부공간 및 배출공간으로 분할하고, 상기 외부철피의 내측 바닥면과 마주보는 상기 일면 또는 상기 타면의 일부영역에서 하부로 돌출된 안착돌기를 포함하는 배출 플레이트와, 상기 배출 플레이트에서 상호 이격된 위치에 관통 형성되어, 상기 상부공간과 상기 배출공간을 연통시키는 적어도 하나 이상의 삽입홀 및 상기 삽입홀에 삽입되어 상기 배출플레이트의 상면과 나란한 평면을 형성하는 다공성 블록을 포함할 수 있다.
상기 지지부는 상기 배출구와 대응되는 상기 배출공간의 외측에서의 상기 외부 철피의 측면을 관통하며 형성되는 슬릿과, 일면이 상기 외부철피에 타면이 상기 연통부에 접촉 배치되며, 상기 배출공간에 정렬 및 조립 배치되는 복수의 지지플레이트와, 상기 복수의 지지플레이트에 연결되어 상기 지지플레이트들을 상기 슬릿을 통해 상기 배출공간에 삽입 및 분리 가능하게 하는 이송유닛을 포함할 수 있다.
상기 배출공간에는 상기 배출공간 내 수분의 양에 따른 습도를 측정하는 감지부 및 상기 감지부에서 측정된 습도 값에 따라 상기 수분 제어기 및 상기 이송유닛 중 어느 한 구성의 작동을 제어하기 위한 제어부가 구비될 수도 있다.
상기 외부철피, 상기 배출 플레이트 및 상기 지지플레이트에 상하방향으로 관통된 노즐 체결홀이 형성되고, 상기 지지플레이트가 상기 배출공간에 삽입되기 전 상기 노즐이 상기 노즐 체결홀에 체결된 경우, 상기 배출구는 상기 지지플레이트의 삽입측면과 동일한 단면 형상으로 형성되어 상기 슬릿과 대응되며, 상기 수분 제어기에는 상기 배출구와 연결관 사이를 외부와 차단시키며 연결하기 위한 보조 연결 유닛;이 구비될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 수분 배출 유닛 및 이를 포함하는 쇳물 용기에 의하면, 턴디쉬 등과 같은 쇳물용기의 내벽에 축조 및 주입되는 내화물로 형성되는 내화벽체에 정체되는 수분을 용이하게 외부로 배출하여 쇳물용기에 안정적으로 용강을 수용하여 공정을 진행할 수 있다.
즉, 턴디쉬의 바닥부에 외부와 연통 가능한 공간을 형성하여, 내화벽체를 구성하기 위해 내화물에 혼합되어 살포된 다량의 수분이 외부와 연통 가능한 공간으로 이동하여 배출하도록 함으로써, 내화벽체 내에 잔류된 수분에 의해 내화물의 강도 저하를 억제하거나 방지할 수 있다. 이에, 내화물의 크랙 및 탈락 발생에 따라서 용강이 턴디쉬 외부로 유출되는 중대사고를 억제하거나 방지할 수 있다. 그리고, 내화물 내의 수분이 제거됨으로써 턴디쉬 내에 수용된 용강과 수분의 접촉을 억제하거나 방지할 수 있어 용강의 품질을 증가시켜, 최종적으로 생산되는 주편에 핀홀 등과 같은 결함의 발생률을 감소시킬 수 있다.
또한, 외부와 연통 가능한 공간을 형성하기 위한 방법으로 턴디쉬의 바닥부로부터 이격된 위치에 다공성 블록을 포함한 배출 플레이트를 배치함으로써, 이미 사용중인 턴디쉬에도 용이하게 제작 및 설치가 가능하여 설비의 증설로 인한 시간 및 비용이 증가량을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 연속주조설비를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수분 배출 유닛을 포함하는 턴디쉬를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수분 배출 유닛 및 턴디쉬를 설명하기 위한 분리 사시도이다.
도 4는 도 3의 수분 제어기의 동작상태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 도 3의 지지부의 동작 상태를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 변형 예에 따른 외부철피 및 지지부를 나타내는 분리사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 보조 연결 유닛을 나타내는 사시도이다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 실시 예에 따른 수분 배출 유닛 및 턴디쉬의 제작, 이용 방법을 순차적으로 나타내는 공정도이다.
도 9는 도 8의 이용방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를“포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
실시예의 설명에 있어서,“상/위(on)”에 또는“아래(under)”에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어,“상/위(on)”와“아래(under)”는“직접(directly)”또는“다른 구성을 개재하여(indirectly)”형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서, 각 구성의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영한 것은 아니다.
본 발명의 실시 예에 따른 수분 배출 유닛 및 이를 포함하는 쇳물 용기는 일정 크기의 내부공간을 형성하는 쇳물 용기 내에 수분이 존재할 때에, 상기 내부공간 내에서 수분을 용이하게 외부로 배출시키거나 제거하기 위해 사용될 수 있다.
이에, 본 발명에서는 용강이 저장되는 턴디쉬의 내화벽체를 구성함에 있어 내화물과 혼합된 수분을 턴디쉬 외부로 배출시키거나 제거하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 수분 배출 유닛 및 이를 포함하는 쇳물 용기가 사용되는 곳은 이에 한정되지 않고, 쇳물과 수분이 반응하지 않도록 외부로 수분을 배출하거나 제거하기 위한 다양한 용기에 적용되어 사용될 수 있다. 즉, 본원 발명에서 쇳물 용기는 턴디쉬일 수 있으며, 이하에서 설명하는데 있어 쇳물 용기와 턴디쉬는 혼용되어 사용하여도 동일한 의미를 나타낸다.
이하에서는, 도 1을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 수분 배출 유닛 및 턴디쉬가 구비된 연속주조설비(1)에 대해 간략하게 설명한 뒤, 도 2 내지 도 9을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 수분 배출 유닛 및 이를 포함하는 쇳물 용기와 이들의 이용방법에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연속주조설비를 나타내는 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 턴디쉬를 설명하기 위한 단면도이다. 여기서, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 수분 배출 유닛을 포함하는 턴디쉬를 설명하기 위한 도면이다. 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 수분 배출 유닛 및 턴디쉬를 설명하기 위한 분리 사시도이다. 도 4는 도 3의 수분 제어기의 동작상태를 설명하기 위한 단면도이다. 도 5는 도 3의 지지부의 동작 상태를 설명하기 위한 단면도이다. 도 6은 본 발명의 변형 예에 따른 외부철피 및 지지부를 나타내는 분리사시도이다. 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 보조 연결 유닛을 나타내는 사시도이다. 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 수분 배출 유닛 및 턴디쉬를 이용하는 방법을 순차적으로 나타내는 공정도이다. 도 9는 도 8의 이용방법을 나타내는 순서도이다.
연속주조설비(1)는 제강로에서 생산된 용강을 래들(ladle; 50)에 수용한 후, 일정량을 턴디쉬(tundish; 1000)에 공급하고, 턴디쉬(100)에 수용된 용강을 주형(mold; 70)에 공급하여 일정한 크기의 주편을 연속적으로 주형(70)의 하측으로 인발하여 슬래브(slab), 블룸(bloom),빌릿(billet) 등과 같은 다양한 형상의 반제품을 제조하는 연속주조공정(continuous casting process)을 수행한다.
여기서, 본 발명의 턴디쉬(100)는 일정량의 용강을 래들(50)로부터 공급받아 수용하여 일정시간 체류시키고 주조 속도조절 및 주형 내로 공급하는 용강의 분배 역할을 하는 본 기능과 동시에, 턴디쉬(100)의 내화벽체(150)를 형성할 때에 사용되는 수분을 외부로 용이하게 배출할 수 있다. 즉, 턴디쉬(100)는 수분 배출 유닛을 포함하도록 제작됨으로써 턴디쉬(100)의 유지보수시 교체되는 내화벽체(150)의 형성에 내화물과 혼합된 수분이 내화벽체와 외부철피(110) 사이에 정체되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 턴디쉬(100)는 일면(111)과, 일면(111)으로부터 상부로 연장 형성되어 상호 연결된 측면(113)들로 구성되어 내부공간(117)을 형성하는 외부철피(110)와, 적어도 일부가 내부공간(117) 내에 배치되어 내부공간(117)을 분할하며, 분할된 내부공간(117) 중 일부 영역을 외부철피(110) 외측과 연통시키는 수분 배출 유닛(1000), 내부공간(117)에서의 외부철피(110)와 수분 배출 유닛(1000) 사이에 적어도 일부가 삽탈 가능하게 구비되는 지지부(130) 및 상기 내부공간(117) 내의 수분 배출 유닛(1000) 상에 축조 및 주입되어 상기 내부공간 내 수분 배출 유닛(1000)의 노출된 상부를 커버하는 내화벽체(150)를 포함한다.
또한, 턴디쉬(100)에는 래들(50)에서 주입되는 용강의 흐름을 턴디쉬(100) 내부 바닥으로 유도하는 위어(Wire)와, 내부 바닥으로 유도된 용강의 상승류를 유도하기 위해 용강의 이동방향에서 위어의 다음에 형성되는 댐(Dam)이 추가로 구비되어 용강의 흐름을 다양하게 바꾸어 턴디쉬(100) 내로 공급된 용강이 주형으로 바로 주입되는 것을 억제할 수도 있다.
외부철피(110)는 내부공간(117)의 크기를 결정하며, 턴디쉬(100)에 용강이 수용될 때 고온의 용강의 고열을 견딜 수 있는 재질로 형성되는 구성으로서, 소정의 두께와 평면 넓이를 갖는 일면(111)과, 일면(111)의 측면에서 각각 상부로 연장 형성되어 상호 연결된 측면(113)들을 포함한다. 이때, 외부철피(110)는 일면(111)과 측면(113)들이 각각 구분되어 분리형으로 형성되거나, 일면(111)과 측면(113)이 연결되어 있는 일체형으로 형성될 수도 있다.
내부공간(117)은 외부철피(110)가 형성하는 상부가 외부와 연통되도록 개방된 공간이며, 보다 상세하게는 내화벽체(150)가 형성될 때는 내화물이 주입되는 영역일 수 있고, 턴디쉬(100)가 사용될 때는 래들(50)로부터 용강이 주입되어 저장되는 영역일 수 있다. 이때, 내부공간(117)은 상기 내화물 및 용강이 주입되거나 저장되는 영역이기 이전에 후술하는 수분 배출 유닛(1000)의 일부 구성에 의해 분할되는 영역일 수 있다. 즉, 내부공간(117)은 수분 배출 유닛(1000)에 의해 내부공간(117) 내 수분 배출 유닛(1000)을 기준으로 상부로 내화물 또는 용강이 주입 및 저장되는 수용공간(117)과, 하부로 외부철피(110)의 외측과 연통 가능한 배출공간(310)으로 나뉠 수 있다. 이때, 상기의 배출공간(310)에 대해서는 후술하는 수분 배출 유닛(1000)에서 보다 자세하게 설명하기로 한다.
수분 배출 유닛(1000)은 턴디쉬(100) 내 수분을 배출하기 위한 유닛으로서, 턴디쉬(100)의 외부철피(110) 내측 바닥면으로부터 이격되어 용기의 내측벽에 측면들이 접촉 배치되는 다공 구조체와, 외부철피(110)의 바닥면과 다공 구조체 사이에 형성되어 턴디쉬(100)의 외부와 연통되는 배출부(300)를 포함한다. 즉, 수분 배출 유닛(1000)은 턴디쉬(100)의 내부공간(117)을 분할하며, 분할된 공간을 상호 연통시키는 연통부(200)와, 연통부(200)와 외부철피(110)의 내측 바닥면 사이에 형성되어 턴디쉬(100)의 외부와 연통되는 배출부(300)를 포함하여, 턴디쉬(100) 내에 발생하거나 정체된 수분, 예컨대, 본 발명에서는 턴디쉬(100)의 외부철피(110) 내에 내화벽체(150)의 시공시, 내화벽체(150)를 구성하기 위해 내화물과 혼합되어 주입된 내화물 내의 수분을 외부로 배출하기 위해 구비된다. 이하에서는 다공 구조체와 연통부(200)는 동일한 구성을 포함하는 것으로서, 즉, 후술하는 배출 플레이트(210), 삽입홀(230) 및 다공성 블록(250)으로 구성되는 것이 동일하다.
연통부(200)는 외부철피(110)의 일면(111)과 평행하는 일면 및 타면과, 일면 및 타면을 연결하는 측면들로 구성되어 내부공간(117)을 상부공간 및 배출공간(310)으로 분할하는 배출 플레이트(210)와, 배출 플레이트(210)에서 상호 이격된 위치에 관통 형성되어, 상부공간과 배출공간(310)을 연통시키는 적어도 하나 이상의 삽입홀(230) 및 삽입홀(230)에 삽입되어 배출 플레이트(210)와 평면을 형성하는 다공성 블록(250)을 포함한다. 즉, 연통부(200)는 외부철피(110)가 형성하는 내부공간(117)에 배치되어 내부공간(117)을 상부공간 및 배출공간(310)으로 분할함과 동시에, 상부공간과 배출공간(310)이 상호 연통되고, 배출공간(310)과 외부철피(110)의 외부가 상호 연통되도록 할 수 있다.
배출 플레이트(210)는 연통부(200)를 구성하는 기본 베이스가 되는 것으로서, 일면(251), 타면(253) 및 측면(255)들로 구성된 플레이트로 형성되어 외부철피(110)의 내측 바닥면으로부터 이격되어 외부철피(110)의 내측벽에 측면(255)들이 접촉 배치되어 내부공간(117)을 상부공간 및 배출공간(310)으로 분리할 수 있다. 즉, 배출 플레이트(210)는 내부공간(117)에 삽입되어 일면과 타면을 연결하기 위한 4개의 측면들 각각이 외부철피(110)의 일면(111)에서 상부로 연장된 4개의 측면(113)의 내측벽과 각각 접촉되며, 외부철피(110)의 내부 바닥부로부터 소정거리 이격된 상태로 배치됨으로써 내부공간(117)을 복수의 공간으로 분할할 수 있다. 이때, 배출 플레이트(210)는 후술하는 내화벽체(150)의 하중을 견디며, 더욱이는 턴디쉬(100) 내에 주입되어 저장되는 용강의 고열 및 하중을 견딜 수 있는 금속제로 형성될 수 있다.
한편, 외부철피(110)의 내측 바닥면과 마주보는 배출 플레이트(210)의 일면, 즉, 하면의 일부 영역에는, 배출 플레이트(210)의 평면상에서의 일방향(D1) 및 타방향(D2) 중 어느 한 방향으로 연장 형성되고, 외부철피(110)의 바닥면 쪽으로 돌출 형성되는 안착돌기(270)가 구비될 수 있다.
안착돌기(270)는 내부공간(117)에서 배출 플레이트(210)를 보다 용이하게 외부철피(110)의 바닥면으로부터 이격 배치시키기 위해 구비될 수 있는 구성으로서, 외부철피(110)의 내부 바닥면 상에서 배출 플레이트(210)를 안착 지지하기 위해 구비될 수 있다. 이에, 본 발명에서는 안착돌기(270)가 배출 플레이트(210)의 하면에 복수개 구비되어 각각의 안착돌기(270)가 일방향(D1)으로 상호 이격되며, 타방향(D2)으로 연장 형성되어 구비되는 것으로 나타나 있으나, 복수의 안착돌기(270)가 이격되는 방향 및 연장 형성되는 방향은 서로 변경 가능하며, 이에 후술하는 수분 제어기(500)가 연결되는 위치 및 지지부(130)가 삽입되는 위치가 변경될 수 있다.
삽입홀(230)은 배출 플레이트(210)를 상하방향(D3), 보다 구체적으로는 상부공간과 배출공간(310)을 연통가능하게 하는 방향으로 배출 플레이트(210)의 평면에서의 일방향(D1) 및 일방향(D1)에 교차하는 타방향(D2)으로 복수개가 나란하게 이격되어 형성된다. 즉, 삽입홀(230)은 배출 플레이트(210)의 평면상에서 복수개 형성됨으로써, 배출 플레이트(210)의 거의 모든 영역이 상부공간과 배출공간(310)을 연통하도록 할 수 있다. 이때, 삽입홀(230)의 형성 개수는 한정하지 않으나 배출 플레이트(210) 상부 전체를 커버하는 내화벽체(150)로부터 배출공간(310)으로의 수분배출이 용이하게 이루어질 수 있을 정도의 개수로 형성될 수 있다.
다공성 블록(250)은 복수개의 삽입홀(230) 각각에 삽입 배치되어 상부공간과 배출공간(310)을 상호 연통시킬 수 있는 경로를 형성하기 위한 것으로서, 일면(251)과, 일면(251)과 마주보는 타면(253) 및 일면(251)과 타면(253)을 상호 연결하는 측면(255)과, 다수의 공극(P)을 포함하며 형성된다. 즉, 다공성 블록(250)은 소정 크기의 벽돌(brick)로 제작되고, 다양한 경로로 연통되는 공극(P)들을 포함함으로써 상부공간의 수분이 용이하게 배출공간(310)으로 전달될 수 있도록 한다. 다공성 블록(250)은 삽입홀(230)에 삽입된 상태에서 배출 플레이트(210)와 나란한 평면을 형성하며, 보다 구체적으로, 다공성 블록(250)의 일면(251)은 배출 플레이트(210)의 일면(251)과 나란한 평면을 형성하고, 다공성 블록(250)의 타면(253)은 배출 플레이트(210)의 타면(253)과 나란한 평면을 형성할 수 있다.
이와 같은 다공성 블록(250)은 삽입홀(230)에 삽입되어 배출 플레이트(210)와 동일한 평면을 구성함으로써 결과적으로 배출 플레이트(210)와 유사한 열적 안정성 및 구조적 강도를 구현하며, 공극이 형성되도록 제작될 수 있으며, 배출 플레이트(210)와 동일한 금속제로 형성되거나, 다공의 콘크리트 및 고온 세라믹 물질 중 어느 하나로 제작될 수 있다. 이때, 금속제로 다공성 블록(250)을 제작할 때에는 다공성 블록(250)이 갖는 공극을 형성하는 것이 용이하지 않은 문제가 발생할 수도 있다. 한편, 다공의 콘크리트 또는 고온의 세라믹 물질로 다공성 블록(250)을 제작하는 경우, 다공의 콘크리트를 소정 크기의 틀에 부어 경화시켜 제작할 수 있으며, 고온의 세라믹 물질(예컨대, 고온 강도가 우수하며 용융점이 높인 고순도의 산화알루미늄(Al2O3), 탄화규소(SiC), 질화규소(Si3N4) 및 산화 지르코늄(ZrO2)) 파우더를 공극(P)이 형성될 정도의 압축압력을 가하여 블록을 제작할 수 있다.
한편, 다공성 블록(250)을 삽입홀(230)에 안정적으로 삽입 배치하기 위해 다공성 블록(250)과 삽입홀(230) 사이에는 고정부재(미도시)가 구비될 수도 있다. 즉, 다공성 블록(250)의 측면(255)들과 삽입홀(230)의 접촉면 사이를 실링할 수 있는 부재를 구비함으로써 다공성 블록(250)이 삽입홀(230)에 삽입된 후에 탈락되어 떨어져나가는 것을 방지할 수 있다. 또한, 삽입홀(230)과 다공성 블록(250)에 각각 대응하는 단차를 형성함으로써, 삽입홀(230)과 다공성 블록(250)의 접촉에 굴곡 또는 단차가 형성되도록 함으로써 삽입홀(230) 내에서 다공성 블록(250)이 보다 안정적으로 지지되도록 할 수 있다.
배출부(300)는 외부철피(110)와 배출 플레이트(210) 사이에 형성되어 분할된 내부공간(117)과 외부철피(110) 외측을 연통시키기 위한 것으로서, 외부철피(110) 바닥면과 배출 플레이트(210)의 이격에 의해 형성되는 배출공간(310)과, 배출공간(310)의 외측에 배치된 외부철피(110)의 측면을 관통하며 형성되는 배출구(330) 및 상기 배출구(330)로부터 외부철피(110)의 외측으로 돌출 구비된 배출관(350)을 포함한다. 즉, 배출부(300)는 외부철피(110)의 측면(255) 중 배출 플레이트(210)를 기준으로 나눠진 내부공간(117) 중 배출 플레이트(210)의 하부에 형성되는 배출공간(310)과 외부철피(110)의 외부영역이 연통되도록 외부철피(110)의 측면(255) 중 일부 영역을 관통하여 형성될 수 있다.
배출공간(310)은 앞서 설명한 바와 같이, 배출 플레이트(210)에 의해 분할된 내부공간(117) 중에서 외부와 연통될 수 있는 공간을 나타내며, 내화벽체(150)의 형성에 의해 수분이 외부철피(110) 내에 잔류할 때, 내화벽체(150)로부터 하부로 흘러내리는 수분이 수용되어 배출될 수 있는 공간일 수 있다.
배출구(330)는 배출공간(310)이 형성되는 위치에서 외부철피(110)의 측면을 관통하며 형성될 수 있으며, 후술하는 배출관(350)이 연결될 수 있다. 이때, 배출구(330)는 배출공간(310)으로 배출되는 수분을 외부로 용이하고 단시간에 배출할 수 있도록 외부철피(110)의 측면(255)에 다수개 관통되며 형성될 수 있다.
배출관(350)은 각각의 배출구(330)에 연결되어 외부철피(110)의 외측으로 소정길이 돌출 형성되는 관으로서, 후술하는 수분 제어기(500)와 연통되기 전까지 배출공간(310)으로부터 수분(W)이 이동할 수 있는 경로를 형성할 수 있다.
이와 같은, 배출부(300)는 연통부(200)에 안착돌기(270)가 구비되는 경우에는, 안착돌기(270)가 연장 형성되는 방향과 교차하는 방향으로의 외부철피(110)의 측면(255)을 관통하며 형성될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 것처럼, 안착돌기(270)는 배출 플레이트(210)의 하면에서 타방향(D2)으로 연장 형성되는데, 이때, 배출부(300)가 타방향(D2)과 나란한 방향으로의 외부철피(110)의 측면을 관통하며 형성되기 위해서는 안착돌기(270)를 일방향(D1)으로 관통하며 배출공간(310)과 연통되어야 한다. 따라서, 설치 및 유지보수가 용이하도록 배출부(300)는 안착돌기(270)가 연장 형성되는 타방향(D2)과 교차하는 외부철피(110)의 일방향(D1)으로의 측면 중 어느 한 측면을 관통하며 형성될 수 있다.
한편, 배출공간(310)으로 배출된 수분은 배출구(330) 및 배출관(350)을 통해 외부철피(110)의 외측으로 바로 배출될 수도 있으나, 쇳물용기(100)가 구비되는 위치에 따라 배출공간(310) 내 수분을 제어하기 위한 수분 제어기(500)가 배출관(350)에 연결될 수도 있다.
수분 제어기(500)는 배출관(350)과 연결되어 수분을 제어하기 위한 압력 또는 열기가 제공되는 경로를 형성하는 연결관(510)과, 연결관(510)에 연결되어 배출공간(310) 내 수분을 흡입하거나 건조시키기 위한 구동부(530)를 포함한다. 즉, 수분 제어기(500)는 배출공간(310) 내 수분을 용이하게 외부철피(110)의 외측으로 유도하거나, 배출공간(310) 내 수분이 남아있지 않도록 수분을 건조시키는 것 중 적어도 어느 하나의 방법으로 배출공간(310) 내 수분을 제어할 수 있다.
연결관(510)은 배출관(350)에 연결되어 배출공간(310)으로부터 흡입된 수분이 이동하는 경로를 형성하거나, 배출공간(310)으로 제공하는 열기의 이동 경로를 형성하기 위해 구비되는 것으로서, 연결관(510)의 일단에 배출관(350)의 돌출단이 삽입됨으로써 연결관(510)과 배출관(350)이 연결될 수 있으며, 연결관(510)이 배출관(350)에 삽입될 수도 있다.
구동부(530)는 연결관(510)의 타단과 연동되어 배출공간(310) 내 수분이 외부로 이동 가능하도록 배출공간(310)으로 흡입력을 제공하는 압력 발생부(530a)와, 배출공간(310) 내 온도를 증가시켜 수분(W)이 건조 가능하도록 배출공간(310)으로 열기를 공급하는 열기 발생부(530b) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 구동부(530)로 압력 발생부(530a)가 사용될 경우, 압력 발생부(530a)로는 펌프(Pump)와 같은 흡입 수단이 사용되어 배출공간(310) 내의 수분이 흡입력에 의해 연결관(510)을 통해 외부철피(110)의 외부로 용이하게 배출되도록 할 수 있다. 그리고 구동부(530)로 열기 발생부(530b)가 사용될 경우, 열기 발생부(530b)로는 고온의 기체를 주입할 수 있는 히터가 사용되어 고온의 기체가 배출공간(310)으로 주입되어 수분(W)이 열기에 의해서 건조됨으로써 배출공간(310) 내 수분이 제거되며, 나아가서는 열기가 내화벽체(150)에 전달되어 내화벽체 내에 남아있을 수 있는 수분을 건조 및 증발시키는 역할을 할 수 있다.
이때, 각각의 압력 발생부(530a) 및 열기 발생부(530b)에는 서로 분리된 연결관(510)이 구비될 수도 있으며, 배출관(350)에 일단이 연결되고 타단은 분기되어 압력 발생부(530a) 및 열기 발생부(530b)에 각각 연결될 수도 있다. 즉, 도 4에 도시된 것처럼, 분기된 관 사이에 벨브(V)를 구비함으로써, 압력 발생부(530a) 및 열기 발생부(530b)를 모두 사용하며 수분을 제어할 수 있다.
한편, 전술한 배출관(350)과 연결관(510) 사이에는 배출관(350)과 연결관(510)의 연결을 보다 안정적으로 하는 밀폐부재(540)가 구비될 수도 있다. 밀폐부재(540)는 배출관(350)과 연결관(510)과의 접촉부분에서 접촉영역을 외측에서 감싸도록 구비됨으로써 배출관(350)과 연결관(510)의 결합을 견고하게 할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 수분 배출 유닛(1000)은 내부공간(117)에 발생한 수분을 배출공간(310)으로 이동시키고, 배출공간(310)에서 외부철피(110)의 외측으로 수분의 배출을 유도함으로써 턴디쉬(100) 내에 수분이 잔류하거나 정체되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 또한, 수분 배출 유닛(1000) 중 연통부(200)는 내화벽체(150)에 의해 커버된 후에는 외부철피(110)와 함께 턴디쉬(100)의 바닥부를 구성할 수 있어 턴디쉬(100)의 바닥부의 두께를 증가시킬 수 있어 턴디쉬(100)의 안전성을 증가시킬 수 있다. 또한, 수분 제어기(500)는 외부철피(110)에 탈부착 가능하게 구비됨으로써, 턴디쉬(100) 내에 수분이 발생할 때에만, 즉, 내화벽체(150)를 구성하여 내화물에 혼합된 수분이 발생할 때에만 배출부(300)에 수분 제어기(500)를 연결하여 사용할 수 있어, 턴디쉬(100)를 구성하기 위한 크기의 증대가 요구되지 않는다.
배출공간(310)으로부터의 수분(W)을 제어한 뒤, 도 5에 도시된 것처럼, 배출공간(310)에는 지지부(130)의 지지플레이트(133)가 삽입 배치된다.
지지부(130)는 배출공간(310) 내에 적어도 일부 구성이 삽입 구비되어 턴디쉬(100)를 구성하기 위한 것으로서, 배출구(330)와 대응되는 배출공간(310)의 외부철피(110)의 측면을 관통하며 형성되는 슬릿(131)과, 일면이 외부철피(110)에 타면이 연통부(200)에 접촉 배치되며, 배출공간(310)에 정렬 및 조립 배치되는 복수의 지지플레이트(133)와, 복수의 지지플레이트(133)에 연결되어 지지플레이트(133)들을 슬릿()을 통해 배출공간(310)에 삽입 및 분리 가능하게 하는 이송유닛(135)을 포함한다.
슬릿(131)은 연통부(200)가 외부철피(110) 내에 배치되어 배출공간(310)이 형성된 후, 배출공간(310)에 지지플레이트(133)를 삽입하기 위해 지지플레이트(133)의 입구 및 출구로 사용되는 것으로서, 지지플레이트(133)의 삽입 측면의 폭과 동일하거나 소정크기 큰 폭을 갖고 형성될 수 있다. 그리고 슬릿(131)은 안착돌기(270)가 외부에 노출되지 않는 영역에 형성될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 것처럼, 슬릿(131)은 배출 플레이트(210)의 안착돌기(270)가 접촉하는 측면에는 형성되지 않으며, 안착돌기(270)가 접촉한 측면을 벗어나는 영역을 관통하며 형성된다. 이와 같은 슬릿(131)은 지지플레이트(133)의 형상에 따라 형상이 변경되어 형성될 수 있다. 이때, 슬릿(131)은 배출구(330)가 형성된 외부철피(110) 측면에 대향하는 측면에서 배출공간(310)과 연통되도록 측면을 관통하며 형성될 수 있다. 즉, 슬릿(131)은 배출부(300)가 형성된 외부철피(110)의 측면(255)과 대향되는 측면에 형성됨으로써, 배출부(300)에 수분 제어기(500)와 같은 추가 구성이 연결되어 있는 경우에도, 지지플레이트(133)를 배출공간(310) 내로 삽입시키거나 분리할 수 있다. 그러나, 슬릿(131)은 배출부(300)가 형성된 위치에 대향하는 위치에만 설치될 수 있는 것이 아니라 배출부(300)와 동일한 외부철피(110)의 측면을 관통하며 형성될 수도 있다. 즉, 배출부(300)와 슬릿(131)은 중첩된 공간을 사용하며 형성될 수 있다. 이는 후술하는 변형 예에 의해 다시 한번 설명하기로 한다.
한편, 슬릿(131)을 통해 배출공간(310) 내에 지지플레이트(133)가 배치되는 경우, 전술한 배출부(300)의 배출구(330)는 마개(600)가 구비되어 배출구(330)이 개방된 부분을 막아 배출구(330)를 통한 외부와 배출공간(310)의 연통을 차단할 수 있다.
지지플레이트(133)는 슬릿(131)을 거쳐 배출공간(310)으로 삽입되거나 분리되고, 소정 넓이 및 두께의 플레이트로 구성되며, 턴디쉬(100)의 구성 시 턴디쉬(100) 내 주입되는 용강()의 하중을 견디기 위해 배출공간(310) 내에 삽입되어 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 지지플레이트(133)는 배출공간(310) 내에서 배출 플레이트(210)의 하면과, 외부철피(110)의 내측 바닥면에 각각 일면 및 타면이 접촉 배치되어, 연통부(200)와 외부철피(110) 내 형성된 이격공간을 채우며 상호 지지된 상태로 연결하는 역할을 할 수 있다. 이때, 지지플레이트(133)는 안착돌기(270)가 구비되지 않는 경우, 적어도 한 개가 구비되어 배출공간(310)으로 삽입되어 배치될 수 있으며, 안착돌기(270)가 형성되어 배출공간(310)이 2개로 분할될 때에는, 각각의 분할된 공간에 삽입될 수 있도록 한 쌍의 지지플레이트(133)가 구비되어 배출공간(310)에 각각 삽입될 수 있다. 즉, 지지플레이트(133)는 안착돌기(270)의 형성 개수와 분할되는 배출공간(310)의 분할개수에 따라서 구비되는 개수가 변경 가능하다.
이송유닛(135)은 지지플레이트(133)를 배출공간(310)으로 삽입 및 분리하기 위해 구비되며, 소정간격씩 전진 및 후퇴하며 지지플레이트(133)를 이송시키는 장치가 사용될 수 있다. 이때, 이송유닛(135)은 지지플레이트(133)가 구비되는 개수에 대응하여 각각의 지지플레이트(133)에 개별적으로 구비되거나, 하나의 이송유닛(135)으로 복수개의 지지플레이트(133)를 이송시킬 수 있다. 이에, 이송유닛(135)의 구비개수는 한정하지 않으며 당업자에 의해 필요에 따라서 다양한 개수로 구비 가능하다.
한편, 본 발명의 지지부(130)를 작동시키기 위해, 턴디쉬(100)의 구성시 수분 배출 유닛(1000)과 연동되는 감지부(미도시) 및 제어부(미도시)가 구비될 수도 있다.
즉, 감지부 및 제어부는 배출공간(310)으로부터 지지플레이트(133)들이 분리 배치된 상태에서, 배출공간(310) 내 수분의 양에 따른 습도를 측정하여 습도 값에 따라서 지지플레이트(133)를 배출공간(310)으로 이송시키기 위한 이송유닛(135)을 제어하여 수분 배출 공정 및 턴디쉬(100)의 제작 공정을 보다 단순화하기 위해 구비될 수 있다.
감지부(미도시)는 배출공간(310) 내에 구비되거나, 외부철피(110)의 외측으로부터 배출공간(310) 내에 삽입되어 구비되어, 배출공간(310)의 수분의 양에 따른 습도를 측정하기 위해 구비되는 것으로서, 배출공간(310)에 수분이 얼마나 남아있느냐에 따라 제어부(미도시)로 배출공간(310)의 수분 상태를 전달하여 제어부가 수분 배출 유닛(1000)의 수분 제어기(500) 및 이송유닛(135) 중 어느 하나의 동작을 중단시키거나 작동시키기 위해 구비될 수 있다. 보다 구체적으로, 감지부는 배출공간(310)에 발생하는 수분의 양을 측정하여 이를 습도 값으로 계산한다. 이는, 외부철피(110) 내측벽에 내화벽체(150)를 형성하는 동안 실시간으로 이루어질 수 있다. 이처럼, 수분의 양을 감지하여 계산한 습도 값이, 수분이 제거된 정도의 습도 값을 나타내는 경우에는 제어부는 이 수치를 바탕으로 지지플레이트(133)가 배출공간(310)으로 삽입되어도 된다고 판단하여 지지플레이트(133)를 이송시키기 위한 이송유닛(135)에 신호를 전달하여 지지플레이트(133)가 배출공간(310)으로 삽입되도록 한다. 한편, 수분의 양을 감지하여 계산한 습도 값이, 수분이 아직 배출공간(310)에 남아있다고 판단되는 경우에는 제어부는 수분 제어기로 신호를 보내 수분이 더욱 용이하게 건조되거나 흡입될 수 있도록 할 수 있다. 이때, 감지부가 측정하여 계산하는 배출공간(310)의 습도 값은 공정이 실시되는 환경의 변화에 따라 변화될 수 있으며, 이에 본 발명에서는 습도 값에 대해서는 한정하지 않으며, 환경의 변화에 따라서 작업자의 판단에 의해 설정해놓은 습도 값에 의해 감지부와 제어부가 설정에 따라 역할을 수행할 수 있도록 할 수 있다.
내화벽체(150)는 앞서 설명한 연통부(200) 상을 커버하여 외부철피(110)와 턴디쉬(100)를 구성하기 위해 형성되는 것으로, 고온의 용강으로부터 외부철피(110)를 보호하기 위해 외부철피(110)의 내측벽에 축조 및 주입되어 벽체를 형성할 수 있다. 이와 같은 내화벽체(150)는 외부철피(110)의 내측벽에 1차적으로 벽돌 형상의 정형 내화물을 축조하여 제1 내화벽(150a)을 형성하고, 제1 내화벽(150a)을 커버하는 부정형 내화물을 주입하고 건조시킴으로써 제2 내화벽(150b)을 형성하여 내화벽체(150)를 구성한다. 이때, 내화벽체(150)는 전술한 수분 배출 유닛(1000)에 의해 내화물에 주입된 수분을 용이하게 외부로 배출할 수 있어 단시간에 고강도의 벽체로 형성될 수 있다. 이에, 내화벽체(150)의 축조 및 주입 시기는 지지플레이트(133)가 배출공간(310)으로 삽입되기 이전에 수행될 수 있다.
그리고, 내화벽체(150)가 형성되고 지지플레이트(133)가 삽입된 후 턴디쉬(100)의 사용시 용강을 주형으로 공급하기 위한 경로를 형성하는 노즐(N)을 체결하기 위해 배출 플레이트(210), 지지플레이트(133) 및 외부철피(110)의 일면을 각각 관통하며 형성되는 노즐 체결홀(119, 290, 137)에 노즐을 삽입함으로써 턴디쉬(100)를 구성할 수 있다.
전술한 바와 같이, 턴디쉬(100)는 수분 배출 유닛(1000)의 일부 구성을 포함하며, 수분의 배출이 용이할 수 있도록 바닥부에 배출공간(310)이 형성되도록 제작될 수 있으며, 용강을 수용할 때에는 지지하는 구성이 삽입됨으로써 턴디쉬(100)의 사용 안정성이 증가할 수 있으며, 더욱이 내화벽체(150)를 형성할 때 발생하는 수분이 외부철피(110)와 내화벽체(150) 사이에 잔류하는 것을 억제하거나 방지할 수 있어 내화벽체(150)의 강도를 증가시킬 수 있다.
이하에서는 도 6을 참조하여, 본 발명의 변형 예에 따른 외부철피 및 지지부에 대해 설명하기로 한다.
즉, 본 발명의 변형 예에서는 턴디쉬(100)에 체결되는 노즐(N)이 외부철피(110)에 미리 체결된 상태인 점이 실시 예와 상이하고, 이에 지지플레이트(133)의 분할 개수 및 외부철피(110)에 형성되는 슬릿(131)의 개수 및 배출부(300)의 형상에 차이가 있을 뿐, 이들의 역할과 기능은 모두 앞서 설명한 것들과 동일하다. 즉, 변형 예에서는 구비되는 개수 및 형상에 대해서만 간략하게 설명하며, 동일한 용어를 사용하는 것은 모두 동일한 기능 및 역할을 수행하는 것이므로 중복적인 설명은 생략하도록 한다.
도 6을 참조하면, 외부철피(110)에는 턴디쉬(100)로부터 주형(70)으로 용강을 공급하기 위한 노즐(N)이 미리 체결되어 있으며, 연통부(200)의 배출 플레이트(210)는 노즐 관통홀(290)을 통해 외부철피(110)에 체결된 노즐(N)이 연통부(200) 상으로 돌출 배치되도록 할 수 있다. 연통부(200)에 노즐(N)이 관통된 상태에서 외부철피(110)의 사이에 배출공간(310)을 형성하면, 지지플레이트(133a, 133b)는 노즐(N)과 안착돌기(270)가 형성된 위치를 벗어나는 위치에서 배출공간(310)으로 삽입되어야 함으로써, 변형 예에 따른 지지플레이트(133)는 실시 예의 지지플레이트(133)보다 증가된 개수로 분할되어 구비되어야 한다. 즉, 노즐(N)을 중심으로 양측에서 지지플레이트(133a, 133b)가 삽입되고, 노즐(N)의 양측에서 삽입된 지지플레이트(133a, 133b)들 각각의 결합단(134)의 접촉에 의해 지지플레이트(133)의 노즐 관통홀(137)을 형성함으로써 노즐(N)의 외측을 둘러싸며 지지플레이트(133)가 배치될 수 있다.
이처럼, 지지플레이트(133a, 133b)가 노즐(N)의 양측에서 서로 대향하는 위치에서 삽입될 때, 슬릿(131')은 안착돌기(270)의 연장방향(D2)과 교차하는 방향(D1)과 나란한 외부철피(110)의 양측면을 모두 관통하며 형성될 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 것처럼 서로 대응되는 위치에서 슬릿(131')이 각각 2개씩 4개가 구비되어 4개의 지지플레이트(133)가 노즐(N)의 양측면으로부터 삽입되도록 할 수 있다. 이때, 슬릿(131')이 4개가 형성됨으로써 배출구(330)는 지지플레이트(133)의 삽입측면과 동일한 단면형상, 즉, 슬릿(131')과 대응되는 형상으로 형성될 수 있다.
이때, 슬릿(131')과 대응되는 크기로 배출구(330)가 형성될 경우, 수분 제어기(500)의 연결관을 연결하는 것이 용이하지 않을 수도 있으므로, 수분 제어기(500)의 연결관(510)과 슬릿(131')과 동일한 형상으로 형성된 배출구(330) 사이를 차단하며 연결하기 위한 보조 연결 유닛(400)이 구비될 수 있다.
도 7을 참조하면, 보조 연결 유닛(400)은 일측이 슬릿(131') 또는 배출구(330)에 삽입되고, 내부에는 수분이 이동가능한 통로가 형성되도록 제작되며, 슬릿(131') 또는 배출구(330)에 삽입되는 일측에 대향하는 측면에는 수분 제어기(500)의 연결관(510)이 연결될 수 있다. 이처럼 별도로 보조 연결 유닛(400)이 구비됨으로써, 실시 예에서의 수분 제어기(500)에 사용된 연결관(510)을 사용하면서 배출구(330)에 삽입되는 일측 형상만 변경하여 보조 연결 유닛(400)을 제작할 수 있으므로, 다양한 형상으로 변경되는 배출구(330)에 따라 적용하여 배출공간(310)의 수분을 용이하게 배출할 수 있다.
이하에서는, 도 8 및 도 9를 참조하여 수분 배출 유닛 및 턴디쉬의 제작 방법 및 이들의 이용방법에 대해 설명하기로 한다. 여기서, 도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 실시 예에 따른 수분 배출 유닛(1000) 및 턴디쉬의 제작 및 이용방법을 순차적으로 나타내는 공정도이며, 도 9는 도 8a 내지 도 8d의 이용방법을 나타내는 순서도이다.
본 발명의 실시 예에 따른 수분 배출 유닛(1000)의 이용방법은 수용공간(117)을 형성하는 외부철피(110)를 마련하는 과정과, 외부철피(110) 내에 연통부(200)를 마련하여 외부철피(110)와 연통부(200)의 이격에 의해 배출공간(310)을 형성하는 과정, 배출공간(310)으로 이동한 수분을 건조 및 외부로 유도하기 위한 수분 제어기(500)를 배출공간(310)과 연동시키는 과정 및 상기 배출공간(310)으로부터 수분을 제거하는 과정을 포함한다.
우선, 턴디쉬(100)를 제작하기 위해 틀을 제공하며, 내부에 연통부(200) 및 내화벽체(150)가 구비되고 후에 용강이 주입될 수 있을 정도의 공간을 제공하는 외부철피를 마련한다(S100).
외부철피(110) 내에는 내부공간(117)을 분할하여, 하측면을 통해 수분이 배출할 수 있도록 배출공간(310)을 형성하기 위한 연통부(200)를 배치한다(S200). 즉, 연통부(200)는 배출 플레이트(210)를 기준으로 내부공간(117)을 두 영역으로 분할할 수 있으며, 분할된 영역 중 하부에 외부철피(110)와 이격된 공간을 배출공간(310)으로 형성할 수 있다. 이때, 배출 플레이트(210)는 삽입홀(230)에 삽입 배치된 다공성 블록(250)의 공극(P)들을 통해 내부공간(117)이 분할되더라도 분할된 두 영역이 공극(P)을 통해 상호 연통되도록 할 수 있다.
이처럼, 내부공간(117)이 분할된 후 연통부(200) 상에는 내화물이 축조 및 주입되어 내화 벽체가 형성된다(S400). 즉, 외부철피(110)를 용강으로부터 보호하기 위해 열적 안정성을 나타내는 내화벽체(150)를 형성하기 위해 우선 1차적으로 외부철피(110)의 내측벽에 정형내화물인 내화벽돌을 축조한 후, 다량의 수분이 혼합된 부정형 내화물을 제1 내화벽(150a) 상에 주입함으로써 제2 내화벽(150b)을 형성한다. 이때, 제2 내화벽(150b)을 형성하기 위해 내화물과 혼합된 수분은 제1 내화벽(150a)과 연통부(200)의 배출 플레이트(210) 사이의 틈새로 흘러내린다. 여기서, 종래에는 외부철피의 내측 바닥면에 바로 내화벽체를 형성하였기 때문에 종래의 내화벽체를 형성하기 위해 내화물에 혼합된 수분은 외부철피와 내화벽체 사이에 정체되어 수분의 건조 및 제거가 용이하지 않는 문제가 발생하였다. 그러나, 본 발명에서는 외부철피(110)의 내측 바닥면쪽에서 상부로 이격된 위치에 연통부(200)가 구비되며, 연통부(200)는 수분이 통과되어 배출공간(310)으로 배출될 수 있도록 다공성 블록(250)을 포함함으로써 내화벽체(150)를 구성함에 있어 사용된 수분이 배출공간(310)으로 배출될 수 있다.
이때, 외부철피 내 연통부를 배치하고(S200), 내화물을 축조 및 주입하기(S400) 전이나, 내화물을 축조 및 주입하여 배출공간(310)으로 수분이 배출될 때에, 배출공간(310)의 외측영역의 외부철피(110)를 관통하며 형성된 배출관(350)에는 수분 제어기(500)가 장착될 수 있다(S300). 즉, 수분 제어기(500)가 연결되는 시점은 배출공간(310)에 발생한 수분이 배출구(330)를 빠져나오기 전에 연결된다면 그 시점이 연통부가 배치된 바로 직후에 연결되거나, 내화물이 주입된 후에 연결되어도 무방하다.
이처럼, 배출공간(310)으로 수분이 배출되고 배출관(350)에 수분 제어기가 장착되면, 수분 제어기(500)를 통해 배출공간(310) 및 내화물 내 수분을 제거하거나 건조한다(S500). 즉, 앞서 설명한 것처럼, 수분 제어기(500)의 구동부(530)로 사용되는 압력 발생부(530a) 및 열기 발생부(530b) 중 적어도 어느 하나를 사용함으로써, 배출공간(310) 내 흡입력을 발생시켜, 배출공간(310) 내 수분을 흡입하거나 더욱이 내화벽체(150) 내부에 잔류하는 수분이 배출공간 쪽으로 배출되도록 유도할 수 있으며, 열기 발생부(530b)를 이용하여 배출공간(310) 내 수분을 기화시켜 건조시키기거나 열기를 내화벽체(150)로 불어넣어 내화벽체(150) 자체를 건조시키면서 내화물 내 수분을 제거하거나 건조할 수 있다.
이후, 배출부(300)로부터 수분 제어기(500)를 분리하여 배출공간(310) 내 발생한 수분의 제거를 완료한다(S600). 이때, 배출부(300)로부터 수분 제어기(500)를 분리하는 것은 앞서 설명한 추가로 구비될 수 있는 감지부 및 제어부에 의해 수행될 수 있다. 즉, 감지부가 배출공간(310) 내의 수분량을 실시간으로 측정하여 배출공간(310)의 습도를 계산하고, 습도 값이 배출공간(310)으로부터의 수분 제어가 필요하지 않다고 판단되는 경우에 제어부가 수분 제어기(500)를 분리해도 된다는 신호를 전달하면 수분 제어기(500)는 배출부(300)로부터 분리될 수 있다.
그리고, 수분 제어기(500)가 배출부(300)로부터 분리되면 턴디쉬(100)를 구성하기 위해 배출공간(310)에 지지플레이트(133)를 삽입(S700)하여 이격된 공간을 메움으로써 후에 용강이 주입된 후 용강의 하중에 의한 문제 발생률을 억제하거나 방지할 수 있다. 이때, 지지플레이트(133)를 삽입하는 과정도 감지부와 제어부의 습도 값 계산 및 판단에 의해 이송유닛(135)과 연동됨으로써 수분 제어기(500)가 분리된 후에 이송유닛(135)에 지지플레이트(133)를 삽입하여도 된다는 신호를 전달하여 이송유닛(135)이 지지플레이트(133)를 배출공간(310)으로 삽입 배치되도록 할 수 있다.
한편, 이와 같은 수분 배출 유닛(1000) 및 턴디쉬(100)의 이용 및 제작 과정에서 턴디쉬(100)에 연결되는 노즐(N)을 배치는 외부철피(110)가 마련된 후(S100) 바로 노즐(N)을 배치하거나, 배출공간 내 지지플레이트(133)를 삽입한 후(S700) 노즐(N)을 배치할 수 있다(S800). 이때, 노즐(N)의 배치에 따라서 앞서 설명한 바와 같이 지지부(130)에서의 슬릿(131)과 지지플레이트(133)의 개수 및 배출구(330)의 형상 변경에 대해 고려될 수 있다.
이처럼 턴디쉬(100)를 구성한 후에는 턴디쉬 내 용강을 주입(S900)하며, 연통부(200)와 지지부(130) 및 외부철피(110)의 일면이 3중으로 턴디쉬(100)의 바닥부를 구성함으로써 용강의 하중에 대해 안정적으로 견디며 연속주조공정을 진행할 수 있다. 그리고, 턴디쉬(100)의 사용이 완료된 후 내화벽체(150)의 마모에 의한 교체 작업시, 전술한 수분 배출 유닛(1000)을 통한 수분 배출 및 턴디쉬 제작 및 이용방법을 반복하여 진행할 수 있다.
N : 노즐 1 : 연속주조설비
50 : 래들 70 : 주형
100 : 턴디쉬 110 : 외부철피
117 : 수용공간 130 : 지지부
131 : 슬릿 133 : 지지플레이트
135 : 이송유닛 150 : 내화벽체
150a : 제1 내화벽 150b : 제2 내화벽
1000 : 수분 배출 유닛 200 : 연통부
210 : 배출플레이트 230 : 삽입홀
250 : 다공성 블록 300 : 배출부
310 : 배출공간 330 : 배출구
350 : 배출관 400 : 보조 연결 유닛
500 : 수분 제어기 510 : 연결관
530 : 구동부 530a : 압력 발생부
530b : 열기 발생부

Claims (12)

  1. 용기 내 수분을 배출하기 위한 유닛으로서,
    상기 용기의 내측 바닥면으로부터 이격되어 상기 용기의 내측벽에 측면들이 접촉 배치되며, 상하방향으로 관통된 복수개의 삽입홀이 형성되는 배출 플레이트와, 상기 삽입홀에 대응하는 단차 또는 굴곡이 형성되어, 상기 복수개의 삽입홀에 각각 삽입 배치되는 다공성 블록을 포함하는 다공 구조체와;
    상기 바닥면과 상기 배출 플레이트의 이격에 의해 형성되는 배출공간과 상기 용기의 외부를 연통 가능하게 하는 배출부; 및
    상기 바닥면과 마주보는 상기 배출 플레이트 하면의 일부 영역에서 상기 바닥면 쪽으로 돌출 형성되며, 상기 배출 플레이트의 하면에서의 일방향 및 타방향 중 어느 한 방향으로 연장 형성되는 복수개의 안착돌기;를 포함하는 수분 배출 유닛.
  2. 삭제
  3. 청구항 1 에 있어서,
    상기 배출부는,
    상기 배출공간의 외측에 배치된 상기 용기의 측면을 관통하며 형성되는 배출구; 및
    상기 배출구로부터 상기 용기의 외측으로 돌출 구비된 배출관;을 포함하는 수분 배출 유닛.
  4. 청구항 3 에 있어서,
    상기 배출구에는 상기 배출공간 내 수분을 제어하기 위한 수분 제어기;가 연결되며,
    상기 수분 제어기는 상기 배출관과 연통되는 연결관과, 상기 연결관에 연결되어 상기 배출공간 내 수분을 흡입하거나 건조시키기 위한 구동부;를 포함하는 수분 배출 유닛.
  5. 청구항 4 에 있어서,
    상기 구동부는,
    상기 배출공간 내 수분이 외부로 이동 가능하도록 상기 배출공간으로 흡입력을 제공하는 압력 발생부와;, 상기 배출공간 내 온도를 증가시켜 상기 수분이 건조 가능하도록 상기 배출공간으로 열기를 공급하는 열기 발생부; 중 적어도 어느 하나를 포함하는 수분 배출 유닛.
  6. 청구항 4 에 있어서,
    상기 배출구와 상기 연결관 사이에는,
    상기 연결관이 삽입 장착되고, 상기 배출구에 삽입 장착되는 보조 연결 유닛;이 구비되며,
    상기 보조 연결 유닛은 상기 배출구에 삽입되어 상기 배출구와 상기 연결관의 연결 영역을 밀폐하는 수분 배출 유닛.
  7. 일면, 상기 일면으로부터 상부로 연장 형성되어 상호 연결된 측면들로 구성되어 내부 공간을 형성하는 외부 철피와;
    적어도 일부가 상기 내부공간 내에 배치되어 상기 내부공간 중 적어도 일부 영역을 상기 외부 철피의 외측과 연통시키는 수분 배출 유닛;
    상기 내부공간에서의 상기 외부철피와 상기 수분 배출 유닛 사이에 적어도 일부가 삽탈 가능하게 구비되는 지지부; 및
    상기 내부공간 내의 수분 배출 유닛 상에 축조 및 주입되어 상기 수분 배출 유닛의 노출된 상면을 커버하는 내화 벽체;를 포함하며,
    상기 수분 배출 유닛은,
    상기 외부 철피의 일면과 평행하는 일면 및 타면과, 상기 일면 및 타면을 연결하는 측면들로 구성되며, 상기 외부 철피의 내부 바닥부로부터 이격되어 상기 외부 철피의 내측벽에 상기 측면들이 접촉 배치됨으로써 상기 내부공간을 복수의 공간으로 분할하는 배출 플레이트와, 상기 배출플레이트에서 상호 이격된 위치에 관통 형성되어, 상하방향으로의 상부 공간과 배출공간을 연통시키는 복수개의 삽입홀 및 상기 삽입홀에 대응하는 단차 또는 굴곡이 형성되어, 상기 복수개의 삽입홀에 각각 삽입되어 상기 배출플레이트의 상면과 나란한 평면을 형성하는 다공성 블록을 포함하는 연통부와;
    상기 외부 철피의 바닥면과 마주보는 상기 배출 플레이트의 하면의 일부 영역에서 상기 바닥면 쪽으로 돌출 형성되며, 상기 배출 플레이트 하면에서의 일방향 및 타방향 중 어느 한 방향으로 연장 형성되는 복수개의 안착돌기; 및
    상기 바닥면과 상기 배출 플레이트의 이격에 의해 형성되는 배출공간과 상기 외부 철피의 외측을 연통 가능하게 하는 배출부;를 포함하는 쇳물 용기.
  8. 청구항 7 에 있어서,
    상기 배출부는,
    상기 배출공간의 외측에서의 상기 외부 철피의 측면을 관통하며 형성되는 배출구;
    상기 배출구로부터 상기 외부 철피의 외측으로 돌출 구비된 배출관; 및
    상기 배출관에 연결되어 상기 배출공간으로부터 수분을 흡입하거나 증발시키는 수분 제어기;를 포함하는 쇳물 용기.
  9. 삭제
  10. 청구항 8 에 있어서,
    상기 지지부는,
    상기 배출구와 대응되는 상기 배출공간의 외측에서의 상기 외부 철피의 측면을 관통하며 형성되는 슬릿과;
    일면이 상기 외부철피에 타면이 상기 연통부에 접촉 배치되며, 상기 배출공간에 정렬 및 조립 배치되는 복수의 지지플레이트와;
    상기 복수의 지지플레이트에 연결되어 상기 지지플레이트들을 상기 슬릿을 통해 상기 배출공간에 삽입 및 분리 가능하게 하는 이송유닛;을 포함하는 쇳물 용기.
  11. 청구항 10 에 있어서,
    상기 배출공간에는 상기 배출공간 내 수분의 양에 따른 습도를 측정하는 감지부; 및
    상기 감지부에서 측정된 습도 값에 따라 상기 수분 제어기 및 상기 이송유닛 중 어느 한 구성의 작동을 제어하기 위한 제어부;가 구비되는 쇳물 용기.
  12. 청구항 10 에 있어서,
    상기 외부철피, 상기 배출 플레이트 및 상기 지지플레이트에 상하방향으로 관통된 노즐 체결홀이 형성되고, 상기 지지플레이트가 상기 배출공간에 삽입되기 전 노즐이 상기 노즐 체결홀에 삽입되어 체결된 경우,
    상기 배출구는 상기 지지플레이트의 삽입측면과 동일한 단면 형상으로 형성되어 상기 슬릿과 대응되며, 상기 수분 제어기에는 상기 배출구와 연결관 사이를 외부와 차단시키며 연결하기 위한 보조 연결 유닛;이 구비되며,
    상기 슬릿 또는 상기 배출구에 삽입되는 상기 보조 연결 유닛의 일측에 대향하는 측면에 상기 연결관이 연결되는 쇳물 용기.
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