KR101670262B1 - 용강 버블링 장치 - Google Patents

Abstract

용강 버블링 장치가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 래들에 수용되는 용강을 버블링하는 용강 버블링 장치는, 상부가 개구되어 래들을 수용할 수 있는 수용공간이 마련되고 래들이 안착되는 베이스를 구비하는 장치 본체와, 장치 본체 내측에 설치되고 장치 본체 외부에서 주입되는 가스를 래들에 주입하기 위한 주입 가스라인과 주입홀을 포함하는 주입 커플링과, 장치 본체 내측에 이동 가능하게 설치되고 평상시에는 주입홀의 상부를 덮도록 마련되어 장치 본체에 래들을 수용하는 과정에서 낙하하는 불순물이 주입 커플링에 안착되는 것을 방지하고 래들이 베이스에 안착되는 때에는 주입홀을 노출시키도록 이동하여 래들의 수용 커플링과 주입 커플링의 접속을 가능케 하는 커버유닛을 포함한다.

Description

용강 버블링 장치{APPARATUS FOR BUBBLING OF MOLTEN STEEL}

본 발명은 용강 버블링 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용강이 수용되는 용기, 예컨데 래들에 수용된 용강의 버블링을 수행할 수 있는 용강 버블링 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전로 또는 전기로에서 성분이 조정된 용강은 래들로 출강된 다음 이동대차에 실려 후공정으로 이동된다.

래들에 수용된 용강은 노외 정련 또는 용강의 온도를 균일하게 유지하거나 불순물을 부상 분리시키기 위하여 불활성가스인 교반가스를 래들의 저부로 취입시키는 하부 버블링(bottom bubling)을 실시한다.

일반적으로 용강 교반작업을 실시하기 위하여 이동대차에 래들이 안착되면 래들에 구비된 하부 버블링용 커플링을 이동대차에 구비된 교반가스 공급용 커플링에 연결시킨다. 그리고 교반가스를 공급하는 밸브를 오픈시켜 래들로 교반가스를 취입시키게 된다.

한편, 이동대차에 안착되는 동작만으로 노즐에 호스를 자동적으로 체결시킬 수 있는 기술들에 대해서는 "수강레들의 하부 버블링 무인체결장치(공개실용신안 20-1998-036157)" 및 "용강의 버블링용 커플링 장치(등록특허 10-0961328)"에서 구체적으로 공지되어 있다.

공개실용신안공보 제20-1998-036157호 (1998. 09. 15) 등록특허공보 제10-0961328호 (2010. 05. 26)

본 발명의 실시예들은 래들에 버블링 가스를 주입하는 커플링의 접속면에 불순물이 안착되는 것을 방지할 수 있는 용강 버블링 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 용기에 수용되는 용강을 버블링하는 용강 버블링 장치에 있어서, 상기 용기가 내부에 수용되면서 안착되는 장치 본체; 상기 장치 본체의 내부에 제공되고 상기 용기의 버블링을 수행하게 가스가 주입되는 주입 커플링; 및 상기 장치 본체의 내부에 회전 가능하게 설치되면서 선택적으로 상기 주입 커플링을 커버링하도록 제공되는 커버유닛을 포함하는 용강 버블링 장치가 제공될 수 있다.

또한, 상기 용기는 래들로 제공되고, 상기 장치 본체는 상부가 개구되어 상기 래들을 수용할 수 있는 수용공간이 마련되고, 상기 래들이 안착되는 베이스를 구비하며, 상기 주입 커플링은 상기 장치 본체의 내측에 설치되고, 상기 장치 본체의 외부에서 주입되는 가스를 래들에 주입하기 위한 주입 가스라인과 주입홀을 포함하고, 상기 커버유닛은, 회전 가능하게 마련되고, 평상시에는 상기 주입홀의 상부를 덮도록 마련되어 상기 장치 본체로의 상기 래들 수용중 낙하 불순물이 상기 주입 커플링에 안착되는 것을 방지하며, 상기 래들의 상기 베이스 안착시 또는 그 이후에는 상기 주입홀을 노출시키도록 회전 이동하여 상기 래들에 구비된 수용 커플링과 상기 주입 커플링의 접속을 가능케 할 수 있다.

또한, 상기 래들의 진입을 검출하는 래들 검출부재를 더 포함하고, 상기 커버유닛은 상기 래들 검출부재의 검출 신호를 매개로 필요 시 상기 주입홀을 노출시키도록 이동할 수 있다.

또한, 상기 래들 검출부재는 상기 래들 내측으로 돌출되고 높이 방향으로 회전 가능하도록 설치되며, 상기 래들의 하중에 의해 아래로 회전하면서 상기 검출 신호를 송출할 수 있다.

또한, 상기 래들 검출부재는 탄성부재를 포함하여 상기 래들이 기준 깊이에서 벗어나는 경우 원상태로 복귀하면서 복귀 신호를 송출할 수 있다.

또한, 상기 래들 검출부재가 검출 신호를 송출하는 경우 상기 커버유닛이 회전하여 상기 주입홀을 노출시키고, 복귀 신호를 송출하는 경우 상기 커버유닛이 반대 방향으로 회전하여 상기 주입홀을 덮도록 마련될 수 있다.

또한, 상기 커버유닛은, 상기 주입홀의 상부를 덮을 수 있는 커버부재; 상기 커버부재의 일 측에 연결되는 회전축부재; 상기 회전축부재를 회전 가능하도록 지지하는 회전축 베이스; 및 상기 회전축부재의 일 측에 연결되고 길이 신장 가능하도록 마련되어 상기 회전축부재를 회전 시키는 길이조절부재;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 회전축부재는 상기 커버부재의 편심 위치에 연결될 수 있다.

또한, 상기 커버부재는 상기 길이조절부재의 길이 신장에 따라 회전하는 회전축부재와 함께 움직이도록 마련될 수 있다.

또한, 상기 회전축부재와 상기 길이조절부재의 결합은 관절부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 회전축부재는 회전함에 따라 높이가 변하도록 마련될 수 있다.

또한, 상기 회전축부재는 회전 중심의 원주 방향으로 높이가 다르도록 마련되는 경사면을 포함하고, 상기 회전축 베이스는 상기 회전축부재의 경사면에 대응하는 경사면을 포함하며, 상기 회전축부재의 경사면이 상기 회전축 베이스의 경사면을 따라 회전하면서 상기 회전축부재의 높이가 달라질 수 있다.

또한, 상기 길이조절부재는 일 측이 상기 회전축부재와 높이 방향의 꺾임을 허용하는 관절부로 결합되고, 타 측이 상기 장치 본체 내측과 높이 방향의 꺾임을 허용하는 관절부로 결합될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 래들이 래들 용기 내부에 진입하는 과정에서 래들의 표면에서 떨어지는 불순물 또는 그 밖의 오염물들이 불활성 가스를 주입하도록 마련되는 커플링의 접속면에 안착되는 것을 방지함으로써 불활성 가스의 누출을 방지하여 용강 품질을 향상할 수 있다.

또한, 불순물 등이 가스 주입라인에 들어감으로써 발생하는 고장과 이를 수리하기 위한 막대한 비용지출 문제를 방지할 수 있다.

또한, 버블링 가스의 리크를 방지함으로써 가스 공급라인을 통해 정확한 유량의 버블링 가스가 공급될 수 있어 표준화된 품질 관리가 가능해진다.

또한, 래들의 진입을 감지하여 커버부재를 이동시킴으로써 작업자의 조작 없이도 자동으로 커플링을 노출시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용강 버블링 장치의 구성을 간략하게 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 본체에 용기(래들)가 수용된 상태를 나타내는 부분단면 사시도이다.
도 3은 주입 커플링의 상부면에 더스트가 안착된 모습을 나타내는 평면도이다.
도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버유닛의 동작모습을 나타내는 것으로, 도 4는 래들이 안착되기 전을 상태를, 도 5는 래들이 안착된 후의 상태를 나타내는 부분단면 사시도이다.
도 6과 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커버유닛의 동작모습을 나타내는 것으로, 도 6은 래들이 안착되기 전을 상태를, 도 7은 래들이 안착된 후의 상태를 나타내는 부분단면 사시도이다.
도 8은 회전축부재와 회전축 베이스의 결합 모습을 나타내는 부분단면 분해사시도이다.
도 9와 도 10은 회전축부재의 회전 모습을 나타내는 것으로, 도 9는 회전축부재가 하강한 상태를, 도 10은 회전축부재가 상승한 상태를 나타내는 부분단면도이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

일 예로, 스테인레스강의 제강 정련공정에서, 스테인레스강 용강은 전기로를 거쳐 AOD(Argon Oxygen Decarburization) 정련과 VOD(Vacuum Oxygen Decarburization) 정련을 수행한 뒤, 래들 정련 혹은 래들 가열(Ladle furnace) 공정과 같은 래들 처리 공정을 거쳐 연속주조 공정을 거치게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 용강 버블링 장치의 구성을 간략하게 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 장치 본체(100)에 래들(10)이 수용된 상태를 나타내는 부분단면 사시도이다.

다만, 이하의 바람직한 실시예 설명에서는 용강이 수용되는 용기(10)를 래들(10)로 한정하여 설명한다. 물론, 반드시 래들로 한정되는 것은 아니고, 버블링이 수행되는 용강을 수용하는 용기 형태라면 가능함은 당연하다.

도 1과 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용강 버블링 장치는 래들(10)을 수용하는 장치 본체(100)와, 장치 본체(100)를 덮는 용기 커버(110)와, 래들(10) 내부에 버블링 가스를 주입하는 주입 커플링(120)을 포함한다.

장치 본체(100)는 래들(10)을 수용할 수 있는 수용공간(104)을 형성하고, 래들(10)이 안착되는 안착 베이스(103)와, 외측으로 돌출되는 실링 베이스(101)와, 실링 베이스(101) 상에 마련되는 실링부재(102)를 포함할 수 있다. 일 예로, 장치 본체(100)는 내측면이 원통 형상으로 마련될 수 있고, 바닥면을 포함하되 상부는 개구되어 래들(10)의 진입을 허용할 수 있다.

래들(10)은 전기로에서 출강되는 용강을 수용하여 후공정으로 이동시키거나 노외정련을 실시하기 위하여 용강을 담을 수 있는 내화물 용기이다. 일 예로, 래들(10)은 외측면이 원통 형상으로 마련될 수 있고, 바닥면을 포함하되 상부는 개구되어 용강의 진입을 허용할 수 있다.

용기 커버(110)는 장치 본체(100)의 상부에 덮일 수 있도록 마련된다. 그리고 용기 커버(110)는 외측으로 하단부의 외측으로 돌출되는 플랜지부(111)를 포함하고, 플랜지부(111)는 용기 커버(110)를 장치 본체(100)에 내려 놓을 때 실링부재(102) 상에 위치하게 된다. 즉, 용기 커버(110)의 플랜지부(111)와 장치 본체(100)의 실링 베이스(101) 사이에 마련되는 실링부재(102)가 장치 본체(100) 내부를 기밀하게 유지함으로써 VOD 작업 공정 동안에 진공 형성이 가능하다.

또한, 용기 커버(110) 내 하부에는 래들 커버(112)가 마련될 수 있다. 래들 커버(112)는 래들(10)의 상부를 덮을 수 있도록 마련되고, 용기 커버(110)와 일체로 형성되거나 분리 가능하도록 결합할 수 있다.

또한, 용기 커버(110)는 랜스(113)가 취입되는 랜스 취입부(114)가 형성될 수 있다. 랜스 취입부(114)는 랜스(113)가 래들(10) 내부로 진입할 수 있도록 관통되는 홀을 형성할 수 있다. 또한, 용기 커버(110)는 부가 원료들이 투입되도록 관통되는 부원료 투입구(115)가 형성될 수 있다. 랜스(113)와 부원료들에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 관련 기술분야에서 사용되는 통상의 기술들로 대체하도록 한다.

한편, VOD 작업 공정은 장치 본체(100) 내부에 용강이 담긴 래들(10)을 넣고 용강에 진공탈탄을 실시하는 작업을 포함한다. 이 때, 진공처리작업은 장치 본체(100) 내에 래들(10)을 넣은 상태에서 용기 커버(110)와 래들 커버(112)를 닫은 후에 이루어진다.

진공처리작업 후에는 장치 본체(100) 상부에 마련되는 랜스(113)를 이용한 상부취련과 장치 본체(100) 하부에 마련되는 주입 커플링(120)을 이용한 버블링(Bubbling) 공정이 동시에 이루어질 수 있다. 버블링 공정은 주입 가스라인(121)을 통해 아르곤(Argon) 등을 포함하는 불활성 가스(이하, "버블링가스" 라고 한다)를 공급하여 용강이 잘 혼합될 수 있도록 교반하는 공정이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 용강 버블링 장치는 래들 용기(100, 110) 외부의 가스 케이블(124)로부터 공급되는 버블링 가스를 래들(10) 내부로 주입할 수 있다. 이를 위해, 용강 버블링 장치는 래들(10)의 외측부에 형성되는 수용 커플링(11)과, 장치 본체(100) 내측의 수용 커플링(11)과 접속될 수 있는 위치에 설치되는 주입 커플링(120)을 포함할 수 있다.

주입 커플링(120)은 래들(10)이 안착 베이스(103)에 안착되는 때에 수용 커플링(11)과 접속될 수 있다. 그리고 주입 커플링(120)은 래들 용기(100, 110) 외부로부터 연결되고 버블링 가스가 흐르는 가스 케이블(124)과 연통되는 주입 가스라인(121)을 포함한다. 일 예로, 주입 가스라인(121)은 2개 이상 마련될 수 있고, 각각의 주입 가스라인(121)은 서로 다른 불활성 가스가 주입될 수 있다.

그리고 주입 커플링(120)의 상부면에는 래들(10)의 외측면에 설치되는 수용 커플링(11)이 접속되는 접속면이 마련될 수 있다. 이를 위해, 주입 커플링(120)의 상부면에는 수용 커플링(11)에 버블링 가스를 공급할 수 있도록 주입 가스라인(121)과 연통되는 주입홀(122)이 형성된다. 일 예로, 주입홀(122)은 2개 이상 마련될 수 있으며, 각각의 주입홀(122)은 서로 다른 주입 가스라인(121)과 연통될 수 있다.

수용 커플링(11)의 하부면에는 주입홀(122)과 대응되는 위치에 수용홀(미도시)이 형성된다. 그리고 수용 커플링(11)은 수용홀을 통해 주입되는 버블링 가스를 래들(10) 내부로 안내하는 수용 가스라인(12)을 포함한다. 도면에 도시되지는 않았지만, 수용 가스라인(12)은 래들(10) 외측면을 따라 바닥면으로 연장될 수 있다.

또한, 도면에 도시되지는 않았지만 래들(10) 바닥면에는 수용 가스라인(12)으로 이동하는 버블링 가스를 래들(10) 내부로 분출할 수 있는 노즐(미도시)이 마련될 수 있다. 노즐은 래들(10) 내부에 수용되는 용강에 버블링 가스를 분출함으로써 교반 작업을 실시할 수 있다.

일 예로, 수용 가스라인(12)은 2개 이상 마련될 수 있고, 각각의 수용 가스라인(12)과 연통되는 노즐은 복수 개로 마련될 수 있다. 또한, 각각의 수용 가스라인(122)에는 서로 다른 불활성 가스가 흐를 수 있다.

또한, 안착 베이스(103)와 래들(10)의 바닥면 사이에는 용강의 유량과 관련된 정보를 측정할 수 있는 센서(미도시)가 마련될 수 있다. 일 예로, 센서는 래들(10)의 무게를 측정하여 용강의 유량을 추정할 수 있다.

래들(10)에 공급되는 버블링 가스는 센서를 통해 감지된 정보를 기초로 유량과 비율 등이 조절될 수 있다. 이로 인해, 버블링 가스의 과다 주입으로 의한 용강 품질 결함을 방지할 수 있고, 버블링 가스를 절약할 수 있다.

위와 같은 버블링 공정의 품질을 담보하기 위해서는 주입 커플링(120)과 수용 커플링(11)의 접속이 기밀하여야 한다. 만일 주입 커플링(120)과 수용 커플링(11)의 접속이 기밀하지 않은 이유로 버블링 가스가 누출되면, 충분한 버블링 가스가 래들(10) 내로 공급되지 못하고, 노즐의 분출 압력이 낮아지는 등으로 용강의 품질결함이 발생할 수 있다.

도 3은 주입 커플링(120)의 상부면에 더스트(D)가 안착된 모습을 나타내는 평면도이다.

도 3을 참고하면, 주입 커플링(120)의 상부면에는 주입 가스라인(121)과 연통되는 한 쌍의 주입홀(122)이 형성되고, 주입홀(122) 주위에는 오링(O-ring) 형상의 실링부재(123)가 마련될 수 있다. 실링부재(123)는 주입 커플링(120)의 상부면 상에 수용 커플링(11)이 안착될 때, 접속면이 기밀하게 접속될 수 있도록 한다. 따라서 주입홀(122)을 통해 버블링 가스가 이동할 때 가스가 접속면을 통해 누출되는 것을 방지할 수 있다.

한편, 전기로에서 래들(10)로 용강이 출강되는 과정에서 용강 또는 슬래그(slag) 등이 래들(10) 외면에 부착되어 더스트(D, dust)를 형성할 수 있고, 래들 본체(100) 내부에 래들(10)을 내려놓는 과정에서 래들(10) 외면에 부착되어 있던 더스트(D) 또는 이물질 등이 낙하할 수 있다.

이 때, 도면과 같이 더스트(D) 등이 주입 커플링(120)의 상부면에 떨어지는 경우에는 수용 커플링(11)이 주입 커플링(120)과 접속할 때 기밀한 실링이 불가능 할 수 있다. 심지어 더스트(D) 등이 주입 커플링(120)의 주입홀(122)에 들어가는 경우에는 용강 버블링 장치의 고장을 유발할 수도 있다.

이하에서는 위와 같은 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 커버유닛(130)에 대하여 설명하기로 한다.

도 4와 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 커버유닛(130)의 동작모습을 나타내는 것으로, 도 4는 래들(10)이 안착되기 전을 상태를, 도 5는 래들(10)이 안착된 후의 상태를 나타내는 부분단면 사시도이다.

도 4와 도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용강 버블링 장치는 주입 커플링(120)의 접속면에 더스트(D) 등의 불순물이 묻는 것을 방지할 수 있는 커버유닛(130)을 더 포함할 수 있다.

커버유닛(130)은 주입 커플링(120)의 접속면(상부면의 일부 또는 전부)을 덥도록 마련되어 래들(10)이 장치 본체(100)에 수용되는 과정에서 낙하하는 불순물이 접속면 상에 낙하하는 것을 방지할 수 있다. 그리고 커버유닛(130)은 래들(10)이 장치 본체(100) 내에 기준 깊이 이상 진입하는 경우 주입 커플링(120)의 접속면을 개방하여 수용 커플링(11)의 접속을 허용할 수 있다.

여기서 기준 깊이는, 커버유닛(130)이 주입 커플링(120)의 접속면의 상부를 개방시키기 위해 이동하는 도중에 하강하는 래들(10) 또는 수용 커플링(11)과 간섭되지 않는 비교적 깊은 깊이일 수 있다. 이 때, 기준 깊이를 크게 설정할수록, 즉 래들(10)이 보다 많이 내려온 상태에서 커버유닛(130)이 주입 커플링(120)의 접속면을 개방할수록 주입 커플링(120) 상에 불순물이 묻을 가능성이 낮아진다.

커버유닛(130)은 주입 커플링(120)의 주입홀(122)을 덮어 불순물로부터 보호할 수 있는 커버부재(131)를 포함할 수 있다. 여기서 주입홀(122)을 덮는다는 의미는 접촉하는 것과 접촉하지 않고 떨어져 있는 것을 포함한다. 즉, 커버부재(131)가 주입 커플링(120)과 떨어진 상태에서도 주입홀(122)의 수직 방향을 차단함으로써 하방으로 낙하하는 불순물이 주입홀(122) 주변에 안착되는 것을 방지할 수 있다.

이 때, 커버부재(131)에 의해 보호되는 주입 커플링(120)의 영역은 수용 커플링(11)과 접속되는 접속면을 포함하는 것이 바람직하다. 일 예로, 커버부재(131)는 주입홀(122)과 그 주위의 실링부재(123)를 포함하는 영역을 덮도록 마련될 수 있다.

또한, 커버유닛(130)은 래들(10)의 진입 여부에 따라 커버부재(131)의 위치를 이동시킬 수 있도록 마련된다. 이 때, 커버부재(131)의 이동은 슬라이딩 이동, 편심 회전 이동, 또는 폴딩 이동 등을 포함할 수 있다. 이하에서는 커버부재(131)가 편심 회전 이동하는 것을 일 예로 하여 설명하기로 한다.

커버유닛(130)은 앞서 설명한 커버부재(131)와, 커버부재(131)의 일 측에 연결되어 축 회전하는 회전축부재(132)와, 회전축부재(132)를 회전 가능하도록 지지하는 회전축 베이스(133)와, 회전축부재(132)의 일 측에 연결되고 길이 신장 가능하도록 마련되는 길이조절부재(134)를 더 포함할 수 있다.

커버부재(131)는 원뿔 형상을 포함할 수 있다. 따라서 커버부재(131) 상에 떨어진 불순물은 커버부재(131)의 외면을 따라 굴러 떨어지고, 커버부재(131) 상에 불순물이 축적되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 커버부재(131)는 내측에 공간이 형성되도록 마련될 수 있다. 따라서 커버부재(131)는 주입 커플링(120)의 접속면 보다 아래로 내려가도록 마련될 수 있다. 커버부재(131)의 외측면이 주입 커플링(120)의 접속면 보다 하측에 위치하는 경우 불순물이 상승하지 않는 한 진입을 막을 수 있어 효과적이다. 다만, 커버부재(131)가 주입 커플링(120)의 접속면을 노출시키도록 이동할 때 간섭되는 것을 방지하기 위해 상측으로 이동하는 동작이 추가될 수 있다. 또는, 커버부재(131)가 평면 상에서 움직이는 경우에도 커버부재(131)의 측면 일부에 개구를 형성하여 커버부재(131)가 이동할 때, 주입 커플링(120)이 개구를 통해 지나가도록 하여 커버부재(131)와 주입 커플링(120)과 간섭되는 것을 방지할 수 있다.

회전축부재(132)는 축 회전(자전)하도록 마련되고, 커버부재(131)의 중심에서 벗어난 부분에 연결될 수 있다. 즉, 회전축부재(132)는 커버부재(131)의 편심 위치에 연결될 수 있다. 일 예로, 커버부재(131)는 평면 형상이 원형으로 마련될 수 있으며, 회전축부재(132)는 커버부재(131)의 외주면 일 측에 연결될 수 있다. 이 경우 회전축부재(132)가 90도 회전하는 경우에도 커버부재(131)의 이동 거리는 길어질 수 있다.

한편, 커버부재(131)의 형상이 타원 또는 직사각형 등으로 마련되어 가로 길이와 세로 길이가 각각 다른 경우에는 회전축부재(132)가 커버부재(131)의 중심에 연결되는 것도 가능하다. 이 경우, 회전축부재(132)가 회전함에 따라 커버부재(131)가 가리는 영역이 달라질 수 있기 때문이다.

회전축 베이스(133)는 회전축부재(132)를 지지하되, 회전축부재(132)의 자전을 허용할 수 있다. 일 예로, 회전축 베이스(133)는 중공부가 형성되고, 중공부에 회전축부재(132)의 회전축을 수용할 수 있다. 그리고 회전축부재(132)의 회전축은 중공부 내에서 회전 운동 가능하도록 마련된다.

또는 위와 반대로 회전축부재(132)에 중공부가 형성되고, 회전축부재(132)의 중공부에 회전축 베이스(133)의 회전축이 수용되는 것도 가능하다. 그 밖에도 본 발명의 실시예는 다른 결합방법을 이용하여 회전축부재(132)가 회전축 베이스(133)에 대하여 회전 가능하게 결합되는 것을 포함한다.

길이조절부재(134)는 장치 본체(100)와 회전축부재(132) 사이에 마련될 수 있다. 일 예로, 길이조절부재(134)의 일 단은 장치 본체(100) 내측에 설치되는 브라켓(135)에 설치되고, 타 단은 회전축부재(132)에 결합될 수 있다.

또한, 길이조절부재(134)는 길이가 가변됨으로써 회전축부재(132)를 회전시킬 수 있다. 그리고 길이조절부재(134)의 길이가 가변됨으로써 회전축부재(132)와 연결된 커버부재(131)가 이동할 수 있다. 일 예로, 길이조절부재(134)는 공압 실린더를 이용하여 길이가 가변될 수 있다. 그러나 본 발명의 실시예는 웜과 웜기어의 결합, 또는 볼 스크류와 너트의 결합 등에 의해 길이가 가변되는 길이조절부재(134)를 포함한다.

또한, 길이조절부재(134)의 타 단은 회전축부재(132)와 회전 가능하도록 연결될 수 있다. 일 예로, 도면에는 원통 형상의 회전축부재(132)의 외측면에 길이조절부재(134)의 타 단이 힌지 연결되는 것을 도시하였다. 도 4는 회전축부재(132)와 길이조절부재(134)가 일렬로 배치되는 것을 도시하였지만, 도 5는 회전축부재(132)의 측면에 길이조절부재(134)가 연결되는 것을 도시하여, 각각의 경우에 길이조절부재(134)와 회전축부재(132)의 연결각도가 달라짐을 알 수 있다. 이 때, 길이조절부재(134)와 회전축부재(132)가 힌지 연결됨으로써 길이조절부재(134)의 신축에 따라 회전축부재(132)와의 연결각도가 달라지는 것을 허용할 수 있다.

다음으로 도면을 참고하여 커버유닛(130)의 동작모습을 설명하기로 한다.

도 4를 참고하면, 래들(10)이 기준 높이까지 내려오지 않은 상태에서는 커버부재(131)가 주입 커플링(120)의 접속면을 덮도록 마련된다. 이를 위해, 길이조절부재(134)의 길이가 수축되면서 회전축부재(132)가 시계방향으로 회전하고, 회전축부재(132)와 연결되는 커버부재(131)도 회전축부재(132)의 회전축을 중심으로 시계방향으로 회전 이동한다.

그리고 도 5를 참고하면, 래들(10)이 기준 높이까지 내려온 상태에서는 커버부재(131)가 주입 커플링(120)의 접속면을 개방시켜 수용 커플링(11)의 접속을 허용하도록 마련된다. 이를 위해, 길이조절부재(134)의 길이가 신장되면서 회전축부재(132)가 시계 반대방향으로 회전하고, 회전축부재(132)와 연결되는 커버부재(131)도 시계 반대방향으로 회전 이동한다.

도 6과 도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 커버유닛(130-1)의 동작모습을 나타내는 것으로, 도 6은 래들(10)이 안착되기 전을 상태를, 도 7은 래들(10)이 안착된 후의 상태를 나타내는 부분단면 사시도이다.

도 6과 도 7을 참고하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 커버유닛(130-1)은 커버부재(131)의 높이를 달리할 수 있다. 주입 커플링(120)의 접속면에 불순물이 투입되는 것을 방지하고자 하는 커버부재(131)의 역할을 보다 확실하게 하기 위해서는 커버부재(131)의 하단 높이가 주입 커플링(120)의 접속면 보다 낮은 것이 바람직하다. 어느 정도 무게가 있는 불순물들은 수직 방향으로 낙하하지만, 가벼운 불순물들은 기류를 타고 흔들리면서 이동하기 때문이다. 즉, 커버부재(131)의 하단 위치가 주입 커플링(120)의 접속면 보다 높게 마련되는 경우 그 사이의 공간으로 가벼운 불순물이 유입될 가능성이 존재한다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 커버유닛(130-1)의 커버부재(131)는 내측에 공간이 형성되고 그 공간에 주입 커플링(120)의 상부를 수용할 수 있다. 따라서 커버부재(131)가 주입 커플링(120)을 덮고 있는 때에 불순물의 유입을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

한편, 커버부재(131)의 하단 위치가 주입 커플링(120)의 접속면, 즉 상부면 보다 낮은 경우, 커버부재(131)를 이동시키기 위해서는 커버부재(131)가 높이 방향으로 이동하여야 한다.

이를 위해 커버유닛(130-1)은 커버부재(131)를 상하 방향으로 이동시키기 위한 구성과 커버부재(131)를 수평 방향으로 이동시키기 위한 구성을 각각 포함할 수 있다. 그러나 이 경우 구성이 복잡해지는 문제가 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 커버유닛(130-1)은 커버부재(131)가 회전함과 동시에 높이를 달리할 수 있도록 마련된다. 일 예로, 회전축부재(132-1)는 회전축 베이스(133-1)의 경사면을 따라 자전 운동할 수 있다. 이 경우 회전축부재(132-1)의 회전과 함께 커버부재(131)의 위치가 주입 커플링(120)의 접속면 위치와 이를 개방하는 위치 사이에서 이동할 수 있다. 또한, 회전축부재(132-1)가 경사면을 따라 슬라이딩 이동하면서 회전축부재(132-1)의 높이가 달라지기 때문에 주입 커플링(120)의 상부면보다 낮은 위치에서 이탈할 때에도 주입 커플링(120)에 간섭되지 않을 수 있다.

도 8은 회전축부재(132-1)와 회전축 베이스(133-1)의 결합 모습을 나타내는 부분단면 분해사시도이다.

도 8을 참고하면, 회전축부재(132-1)는 회전축 베이스(133-1)에 삽입되는 원통 형상의 삽입부(132b)와, 중심축을 포함하면서 삽입부(132b)에서 돌출되는 원통 형상의 샤프트(132a)를 포함하고, 삽입부(132b)와 샤프트(132)는 외경이 서로 상이하여 삽입부(132b)와 샤프트(132a)의 경계에는 단차가 형성된다.

그리고 삽입부(132b)와 샤프트(132a)의 경계, 즉 삽입부(132b)의 하부면은 삽입부(132b)의 원주를 따라 높이가 달라지는 경사면(132c)을 포함한다. 이 때, 경사면(132c)은 삽입부(132b)의 중심을 따라 나선 형상으로 마련될 수 있다.

그리고 회전축 베이스(133-1)는 회전축부재(132-1)의 삽입부(132b)가 삽입되고 내면이 원통 형상인 삽입부 홈(133b)과, 회전축부재(132-1)의 샤프트(132a)가 삽입되고 내면이 원통 형상인 샤프트 홈(133a)을 포함하고, 삽입부 홈(133b)과 샤프트 홈(133a)은 내경이 서로 상이하여 삽입부 홈(133b)과 샤프트 홈(133a)의 경계에는 단차가 형성된다.

그리고 삽입부 홈(133b)과 샤프트 홈(133a)의 경계, 즉 삽입부 홈(133b)의 하부면은 삽입부 홈(133b)의 원주를 따라 높이가 달라지는 경사면(133c)을 포함한다. 이 때, 경사면(133c)은 삽입부 홈(133b)의 중심을 따라 나선 형상으로 마련될 수 있다.

도 9와 도 10은 회전축부재(132-1)의 회전 모습을 나타내는 것으로, 도 9는 회전축부재(132-1)가 하강한 상태를, 도 10은 회전축부재(132-1)가 상승한 상태를 나타내는 부분단면도이다.

본 발명의 다른 실시예에 따른 커버유닛(130-1)은 래들(10)이 기준 높이까지 내려 왔는지 여부를 판단할 수 있는 래들 검출부재(140)를 더 포함할 수 있다. 일 예로, 래들 검출부재(140)는 래들 용기(100, 110)의 기준 높이에 설치되어 래들(10)의 진입 여부를 검출할 수 있다. 도면을 참고하면, 래들 검출부재(140)는 래들 용기(100, 110) 내측으로 돌출되도록 설치되어 수용공간(104)에 진입하는 래들(10)과 접촉되도록 마련될 수 있다.

이를 위해, 래들 검출부재(140)는 래들 용기(100, 110)에 고정되는 몸체부(141)와, 몸체부(141)의 단부에 상하 방향으로 회전 가능하도록 결합되는 센싱부(142)를 포함할 수 있다. 센싱부(142)는 래들(10)의 외측으로 돌출되는 부분이 접촉되면 래들(10)의 하중에 의해 아래 방향으로 회전하고, 래들 검출부재(140)는 센싱부(142)의 회전을 감지하여 래들(10)이 기준 깊이에 진입하였다는 신호를 길이조절부재(134)에 전달할 수 있다. 또한, 길이조절부재(134)는 래들 검출부재(140)의 신호를 받아 길이가 신장되도록 동작하고, 길이 조절부재와 결합된 회전축부재(132-1)와 함께 커버부재(131)가 회전하면서 주입 가스라인(121)의 접속면을 노출시킨다.

또한, 센싱부(142)는 몸체부(141)에 회전축 결합할 수 있고, 도면에 도시되지는 않았지만, 센싱부(142)와 몸체부(141)의 결합부에는 탄성스프링 등이 마련되어 센싱부(142)에 탄성력을 제공할 수 있다. 따라서 센싱부(142)는 래들(10)의 접촉에 의해 아래 방향 또는 위 방향으로 회전하도록 마련됨과 동시에, 래들(10)의 하중이 사라지면 탄성스프링의 탄성력에 의해 다시 원래의 위치로 돌아갈 수 있다.

또한, 센싱부(142)재가 검출하는 래들(10) 외측에 돌출되는 부분은 수용 커플링(11)일 수 있다. 수용 커플링(11)은 주입 커플링(120)과 접속될 수 있도록 래들(10)의 외측으로 돌출되어 마련될 수 있다. 따라서 센싱부(142)재는 수용 커플링(11)을 검출함으로써 래들(10)이 기준 깊이 이상 진입하였다는 정보를 길이조절부재(134)에 전달할 수 있다.

한편, 길이조절부재(134)의 브라켓(135)과 결합하는 일 단은 상하 방향으로 회전 가능하도록 마련될 수 있으며, 회전축부재(132-1)와 결합하는 타 단도 상하 방향으로 회전 가능하도록 마련될 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이 회전축부재(132-1)는 회전축 베이스(133-1) 상에서 회전함과 동시에 상승 및 하강할 수 있다. 따라서 브라켓(135)과 회전축부재(132-1)를 연결하는 길이부절부재의 양 단은 각각 상하 방향으로 회전 가능하도록 마련될 수 있다.

10: 래들 11: 수용 커플링
12: 수용 가스라인 100: 장치 본체
101: 실링 베이스 102: 실링부재
103: 안착 베이스 104: 수용공간
110: 용기 커버 111: 플랜지부
112: 래들 커버 113: 랜스
114: 랜스 취입부 115: 부원료 투입구
120: 주입 커플링 121: 주입 가스라인
122: 주입홀 123: 실링부재
124: 가스 케이블 130: 커버유닛
131: 커버부재 132: 회전축부재
133: 회전축 베이스 134: 길이조절부재
135: 브라켓 140: 래들 검출부재
141: 몸체부 142: 센싱부

Claims (13)

1. 용기에 수용되는 용강을 버블링하는 용강 버블링 장치에 있어서,
   상부가 개구되어 상기 용기를 수용할 수 있는 수용공간이 마련되고, 상기 용기가 안착되는 베이스를 구비하는 장치 본체;
   상기 장치 본체의 내부에 설치되고, 상기 용기의 일 측에 마련되는 수용 커플링에 접속되는 주입 커플링;
   상기 장치 본체의 내부에 회전 가능하게 설치되는 회전축부재와, 상기 회전축부재에 연결되어 선택적으로 상기 주입 커플링을 커버링하는 커버부재를 구비하는 커버유닛; 및
   상기 베이스에 안착되는 상기 용기에 간섭되도록 내측 방향으로 돌출되되 높이 방향으로 회전 가능하도록 설치되고, 상기 용기의 진입 및 진출을 검출하는 용기 검출부재를 포함하고,
   상기 주입 커플링은 가스가 주입되는 주입 가스라인과 상기 주입 가스라인과 연결되어 상기 주입 커플링의 상부면에 개구되는 주입홀을 구비하고,
   상기 용기 검출부재는 상기 용기가 상기 베이스에 안착되는 도중 상기 용기의 하중에 의해 아래로 회전하면서 검출 신호를 송출하고, 상기 용기의 하중이 제거되어 원상태로 복귀하면서 복귀 신호를 송출하며,
   상기 커버유닛은 상기 용기 검출부재가 검출 신호를 송출하는 경우 상기 회전축부재와 함께 상기 커버부재가 일 방향으로 회전하면서 상기 주입홀을 상부 방향으로 노출시키고, 상기 용기 검출부재가 복귀 신호를 송출하는 경우 회전축부재와 함께 상기 커버부재가 반대 방향으로 회전하면서 상기 주입홀을 덮도록 마련되는 용강 버블링 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 용기는 래들로 제공되고,
   상기 커버유닛은, 평상시에는 상기 주입홀의 상부를 덮도록 마련되어 상기 장치 본체로 상기 래들을 수용하는 중 낙하 불순물이 상기 주입 커플링의 상부면에 안착되는 것을 방지하며, 상기 래들의 상기 베이스 안착 시 또는 그 이후에는 상기 주입홀의 상부가 노출되도록 회전 이동하여 상기 수용 커플링과 상기 주입 커플링의 접속을 가능케 하는 용강 버블링 장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 용기 검출부재는 탄성부재를 포함하여 상기 용기가 기준 깊이에서 벗어나는 경우 원상태로 복귀하면서 복귀 신호를 송출하는 용강 버블링 장치.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 커버유닛은,
   상기 주입홀의 상부를 덮을 수 있는 상기 커버부재;
   상기 커버부재의 일 측에 연결되는 상기 회전축부재;
   상기 회전축부재를 회전 가능하도록 지지하는 회전축 베이스; 및
   상기 회전축부재의 일 측에 연결되고 길이 신장 가능하도록 마련되어 상기 회전축부재를 회전 시키는 길이조절부재를 포함하는 용강 버블링 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 회전축부재는 상기 커버부재의 편심 위치에 연결되는 용강 버블링 장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 커버부재는 상기 길이조절부재의 길이 신장에 따라 회전하는 회전축부재와 함께 움직이도록 마련되는 용강 버블링 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 회전축부재와 상기 길이조절부재의 결합은 관절부를 포함하는 용강 버블링 장치.
11. 제7항에 있어서,
    상기 회전축부재는 회전함에 따라 높이가 변하도록 마련되는 용강 버블링 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 회전축부재는 회전 중심의 원주 방향으로 높이가 다르도록 마련되는 경사면을 포함하고,
    상기 회전축 베이스는 상기 회전축부재의 경사면에 대응하는 경사면을 포함하며,
    상기 회전축부재의 경사면이 상기 회전축 베이스의 경사면을 따라 회전하면서 상기 회전축부재의 높이가 달라지는 용강 버블링 장치.
13. 제11항에 있어서,
    상기 길이조절부재는 일 측이 상기 회전축부재와 높이 방향의 꺾임을 허용하는 관절부로 결합되고, 타 측이 상기 장치 본체 내측과 높이 방향의 꺾임을 허용하는 관절부로 결합되는 용강 버블링 장치.

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