KR101722952B1 - 스토퍼 - Google Patents

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KR101722952B1
KR101722952B1 KR1020150108752A KR20150108752A KR101722952B1 KR 101722952 B1 KR101722952 B1 KR 101722952B1 KR 1020150108752 A KR1020150108752 A KR 1020150108752A KR 20150108752 A KR20150108752 A KR 20150108752A KR 101722952 B1 KR101722952 B1 KR 101722952B1
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조현진
한상우
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주식회사 포스코
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    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/16—Closures stopper-rod type, i.e. a stopper-rod being positioned downwardly through the vessel and the metal therein, for selective registry with the pouring opening
    • B22D41/18—Stopper-rods therefor
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Abstract

본 발명은 용강을 토출하는 노즐이 설치된 용기에 구비되는 스토퍼로서, 적어도 일부분이 상기 노즐 내부에 삽입되어 회전하도록 길이방향으로 연장형성되는 바디부 상기 바디부를 회전시키도록 상기 바디부와 연결되는 구동부를 포함하여 개재물의 부착을 억제하거나 방지할 수 있다.

Description

스토퍼{Stopper}
본 발명은 스토퍼에 관한 것으로, 상세하게는 개재물의 부착을 억제하거나 방지할 수 있는 스토퍼에 관한 것이다.
일반적으로, 연속주조설비는 제강로에서 생산되어 래들(Ladle)로 이송된 용강을 턴디쉬(Tundish)에 받았다가 주형(Mold)에 공급하여 일정한 크기의 주편을 연속 생산하는 장치들로 이루어진다. 이때, 턴디쉬에 저장된 용강은 턴디쉬 바닥에 구비된 침지노즐을 통해 주형으로 공급되고, 침지노즐을 통과하는 용강의 유량은 스토퍼(stopper)에 의해 제어된다.
그러나, 주조 공정이 반복되면서 용강 내에 존재하는 개재물이 스토퍼의 헤드부분이나 침지노즐의 내벽에 부착될 수 있다. 이러한 개재물은 침지노즐 내부를 이동하는 용강의 흐름을 방해하여 편류(Bias flow)를 발생시키고, 주편에 이물질을 혼입시켜 주편의 품질을 저하시킬 수 있다. 또한, 개재물의 부착량이 증가하여 스토퍼와 침지노즐 사이에 쌓이게 되는 경우, 스토퍼와 침지노즐 사이에 존재하는 용강의 유로 및 침지노즐의 내부를 막아 주조 공정이 중단되는 문제가 발생할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 작업자가 스토퍼의 헤드부분과 턴디쉬의 용강 토출구 즉 침지노즐의 상단 입구에 부착된 개재물을 파이프나 치구를 이용하여 타격하여 탈락시키거나, 스토퍼를 반복적으로 승강시켜 탈락시킬 수 있으나, 이는 작업자의 작업 부하를 가중시키고 작업자의 부상 및 설비 사고를 초래하는 문제점이 있었다.
JP 2004-249338 A JP 2002-011565 A
본 발명은 개재물의 부착을 억제하거나 방지할 수 있는 스토퍼를 제공한다.
본 발명은 주편에 이물질이 혼입되는 것을 억제하거나 방지할 수 있는 스토퍼를 제공한다.
본 발명은 용강을 토출하는 노즐이 설치된 용기에 구비되는 스토퍼로서, 적어도 일부분이 상기 노즐 내부에 삽입되어 회전하도록 길이방향으로 연장형성되는 바디부; 상기 바디부를 회전시키도록 상기 바디부와 연결되는 구동부를; 포함한다.
상기 바디부는, 직경이 상기 노즐의 내경 이상으로 형성되는 제1 몸체; 및 상기 제1 몸체 하부에 연결되고 직경이 상기 노즐의 내경보다 작게 형성되는 제2 몸체를; 포함한다.
상기 제2 몸체의 직경은 상기 노즐의 내경 대비 40% 이하이다.
상기 제2 몸체의 길이는 상기 노즐의 길이 이하이다.
상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체의 연결부가 라운딩 또는 테이퍼 가공된다.
상기 바디부의 내부에 길이방향으로 가스가 이동하는 가스공급경로가 형성되고, 상기 제2 몸체에 상기 가스공급경로와 연통되는 분사홀이 구비된다.
상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체의 연결부에 상기 가스공급경로와 연통되는 보조 분사홀이 구비된다.
상기 용기는 연속주조설비에 사용되는 턴디쉬를 포함하고, 상기 가스는 아르곤 가스를 포함한다.
상기 바디부는 적어도 일부분이 상기 노즐의 내부에서 공전이 가능하다.
상기 구동부는, 상기 바디부의 기울기를 조절하도록 상기 바디부에 연결되는 기울기 조절유닛을 포함한다.
상기 바디부의 상단부 및 하단부의 회전반경이 서로 다르다.
본 발명의 실시 예에 따르면 스토퍼의 바디부를 회전시켜 노즐 내부에 개재물이 부착되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 즉, 바디부의 회전으로 인해 발생한 회전유동을 이용하여 개재물이 노즐 내벽에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 노즐의 내벽에 부착된 개재물에 의해 편류가 발생하는 것을 방지하여 주편에 이물질 혼입을 방지하고, 주편의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 바디부를 회전시키면 바디부의 표면에도 개재물이 부착되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 이에, 바디부의 수명이 연장되어 장치의 유지보수가 용이해질 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연속주조장치를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 바디부와 침지노즐을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 바디부의 구조를 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 가스공급경로를 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 바디부의 회전반경을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 바디부의 작동을 나타내는 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 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. 발명을 상세하게 설명하기 위해 도면은 과장될 수 있고, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
본 발명의 실시 예는 철강 생산 공정에 사용되는 연속주조설비의 턴디쉬에 대해 예시적으로 서술하지만, 적용범위는 이에 한정되지 않고 용강을 저장할 수 있는 다양한 용기들에 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 연속주조장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 바디부와 침지노즐을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 바디부의 구조를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 가스공급경로를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 바디부의 회전반경을 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 바디부의 작동을 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼(100)는, 용강을 토출하는 노즐이 설치된 용기에 구비되는 스토퍼로서, 적어도 일부분이 상기 노즐 내부에 삽입되어 회전하도록 길이방향으로 연장형성되는 바디부(110), 상기 바디부(110)를 회전 및 승강시키도록 상기 바디부(110)와 연결되는 구동부(120)를 포함한다.
우선, 본 발명을 이해하기 위해 스토퍼(100)가 사용될 수 있는 연속주조설비(1000)에 대해 설명하기로 한다. 도 1을 참조하면, 연속주조설비(1000)는 래들(10), 래들(10)로부터 정련된 용강을 공급받아 임시로 저장하는 턴디쉬(20), 턴디쉬(20) 하측에 구비되어 턴디쉬(20)로부터 토출되는 용강을 주편 형상으로 응고시키는 주형(30), 주형(30)에서 인발되는 주편을 냉각시키는 2차 냉각대(40), 및 턴디쉬(20)에 구비되어 턴디쉬(20)에서 주형(30)으로 공급되는 용강의 토출량을 제어하는 스토퍼(100)를 포함한다.
턴디쉬(20)는 용강이 저장될 수 있는 내부공간을 가지는 용기 형태로 형성될 수 있다. 턴디쉬(20)의 내부공간 상면은 덮개로 덮여있을 수 있다. 따라서, 덮개가 턴디쉬(20) 내부에 저장되는 용강이 외부와 접촉하는 것을 최소화하여 산화 및 응고되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 턴디쉬(20)의 하부에는 내부공간에 저장된 용강이 빠져나갈 수 있는 침지노즐(21)이 구비될 수 있다.
침지노즐(21)은 상하방향으로 연장형성될 수 있고, 내부에 용강이 이동하는 경로를 형성한다. 즉, 침지노즐(21)의 하단부는 주형(30)의 내부를 향하여 연장형성되고, 상단부는 턴디쉬(20)의 내부공간과 연결된다. 또한, 침지노즐(21)의 상단부에는 턴디쉬(20) 내부의 용강이 유입될 수 있는 유입구가 형성되고, 하단부에는 용강이 배출될 수 있는 하나 이상의 배출구가 형성될 수 있다. 이에, 턴디쉬(20) 내부공간에 저장된 용강이 침지노즐(21)을 따라 이동하여 주형(30)으로 공급될 수 있다. 그러나, 턴디쉬(20) 및 침지노즐(21)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
주형(30)은 턴디쉬(20)의 하부에 이격되어 배치된다. 주형(30)은 구조적으로 마주보는 한 쌍의 면들이 개구된 형태로서, 턴디쉬(20)로부터 공급받은 용강이 수용되는 공간을 형성한다. 또한, 주형(30)의 벽면 내부에는 냉각유체가 이동할 수 있는 냉각유로(미도시)가 형성될 수 있다. 따라서, 냉각유체가 냉각유로를 따라 이동하면서, 주형(30)에 공급되는 용강을 응고시켜 주편을 생산할 수 있다. 그러나, 주형(30)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
2차 냉각대(40)는 주형(30)의 하측에 배치되고, 주편의 이송경로를 형성하는 복수의 세그먼트롤을 포함한다. 이에, 주편이 세그먼트롤이 형성하는 이송경로를 따라 이동하면서 다양한 형태나 크기로 응고될 수 있다.
그러나, 주조 공정이 반복되면서 용강 내에 존재하는 개재물이 침지노즐(21)의 내벽에 부착될 수 있다. 이러한 개재물은 침지노즐(21) 내부를 이동하는 용강의 흐름을 방해하여 편류(Bias flow)를 발생시키고, 주편에 이물질을 혼입시켜 주편의 품질을 저하시킬 수 있다. 또한, 개재물의 부착량이 계속해서 증가하면 침지노즐(21)의 내부를 막아 주조 공정이 중단되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 턴디쉬(20)에 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼(100)를 구비하여 침지노즐(21)에 개재물이 부착되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
도 2를 참조하면, 스토퍼(100)는 용강을 토출하는 침지노즐(21)이 설치된 용기에 구비되는 스토퍼로서, 적어도 일부분이 상기 침지노즐(21) 내부에 삽입되어 회전하도록 길이방향으로 연장형성되는 바디부(110), 상기 바디부(110)를 회전 및 승강시키도록 상기 바디부(110)와 연결되는 구동부(120)를 포함한다. 이때, 용기는 연속주조설비에 사용되는 턴디쉬(20)일고 노즐은 침지노즐(21)일 수 있다.
바디부(110)는, 길이방향 즉, 상하방향으로 연장형성되고, 침지노즐(21) 유입구의 평면 형상에 대응하여 원형의 봉형태로 형성될 수 있다. 이에, 바디부(110)가 상하로 이동하면서 유입구를 개폐하거나, 주형(30)으로 공급되는 용강의 토출량을 제어할 수 있다. 또한, 바디부(110)는 직경이 침지노즐(21)의 내경 이상으로 형성되는 제1 몸체(111), 및 상기 제1 몸체(111) 하부에 연결되고 직경이 상기 침지노즐(21)의 내경보다 작게 형성되는 제2 몸체(112)를 포함한다.
제1 몸체(111)는 상하방향으로 연장형성되고, 침지노즐(21)의 유입구를 개폐하도록 침지노즐(21)의 내경(D3) 또는 유입구의 직경보다 크거나 같은 직경(D1)을 가진다. 또한, 제1 몸체(111)의 상단부는 구동부(120)에 연결되어 상하로 이동하거나 회전할 수 있다. 그러나 제1 몸체(111)의 구조 및 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
제2 몸체(112)는 제1 몸체(111)의 하단부에 연결되고, 상하방향으로 연장형성된다. 제2 몸체(112)는 침지노즐(21)의 내경(D3) 또는 유입구의 직경보다 작은 직경(D2)을 가진다. 이에, 제2 몸체(112)는 침지노즐(21)의 내부에 형성된 용강의 이동경로에 삽입될 수 있고, 침지노즐(21) 내에서 침지노즐(21)의 내부 둘레를 따라 회전할 수 있다.
제2 몸체(112)의 직경(D2)은 침지노즐(21)의 내경(D3) 대비 5% 내지 40%일 수 있다. 즉, 제2 몸체(112)의 직경(D2)이 침지노즐(21)의 내경(D3) 대비 5% 미만이면 제2 몸체(112)가 너무 얇아 내구성이 약해질 수 있다. 이에, 제2 몸체(112)가 작은 충격에도 쉽게 부러지거나 파손될 수 있다.
반대로, 제2 몸체(112)의 직경(D2)이 침지노즐(21)의 내경(D3) 대비 40%를 초과하면 제2 몸체(112)가 너무 두꺼워 침지노즐(21)로 유입되거나 침지노즐(21)에서 이동하는 용강의 흐름을 방해할 수 있다. 이에, 주형(30)으로 용강이 안정적으로 공급되지 못해 공정의 효율이 저하될 수 있다. 따라서, 제2 몸체(112)가 충분한 내구성을 가지면서 용강의 흐름을 방해하지 않도록 제2 몸체(112)의 직경(D2)이 침지노즐(21)의 내경(D3) 대비 5% 이상 40% 이하로 형성될 수 있다.
또한, 제2 몸체(112)의 상하방향 길이(L1)는 침지노즐(21)의 상하방향 길이(L2) 대비 15% 내지 100%일 수 있다. 즉, 제2 몸체(112)의 길이(L1)가 침지노즐(21)의 길이(L2) 대비 15% 미만이면 제2 몸체(112)의 길이(L1)가 너무 짧아질 수 있다. 이에, 침지노즐(21) 내에서 제2 몸체(112)가 회전하여도 침지노즐(21)의 내벽 주변으로 회전유동을 안정적으로 발생시키지 못해 침지노즐(21)에 개재물이 부착되는 것을 억제하거나 방지하지 못할 수 있다.
반대로, 제2 몸체(112)의 길이(L1)가 침지노즐(21)의 길이(L2) 대비 100%를 초과하면 제2 몸체(112)의 길이(L1)가 너무 길어질 수 있다. 이에, 제2 몸체(112)가 침지노즐(21)을 관통하여 주형(30) 내 용강과 접촉할 수 있고, 주형(30) 내 용강의 탕면 레벨을 제어하기가 어려워질 수 있다. 따라서, 제2 몸체(112)가 침지노즐(21) 내부에서 안정적으로 회전유동을 발생시키면서 주형(30) 내 용강과 접촉하지 않도록 제2 몸체(112)의 길이(L1)가 침지노즐(21)의 길이(L2) 대비 15% 이상 100%이하로 형성될 수 있다. 즉, 제2 몸체(112)의 길이(L1)는 침지노즐(21)의 길이(L2) 이하로 형성된다. 그러나 제2 몸체(112)의 구조 및 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
제1 몸체(111)와 제2 몸체(112)는 직경이 서로 다르기 때문에, 제1 몸체(111)와 제2 몸체(112)의 연결부(113)에는 단차가 형성될 수 있다. 이러한 단차는 침지노즐(21)의 유입구로 유입되는 용강과 충돌하면서 파손될 수 있고, 용강의 흐름을 방해할 수 있다. 따라서, 제1 몸체(111) 및 제2 몸체(112)의 연결부(113)를 라운딩 또는 테이퍼 가공하여 단차를 제거할 수 있다.
예를 들어, 연결부(113)는 라운딩 가공되어 볼록하거나 오목하게 형성될 수 있다. 도 3의 (a)와 같이 연결부(113)가 볼록하게 형성되면 용강과 충돌하는 단차가 제거되기 때문에, 용강에 의해 연결부(113)가 파손되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 이에, 바디부(110)의 수명이 연장되어 장비의 유지보수가 용이해질 수 있다.
도 3의 (b)와 같이 연결부(113)가 오목하게 형성되면 연결부(113)와 접촉하는 용강이 연결부(113)의 표면을 따라 하측으로 이동하면서 침지노즐(21)의 유입구로 가이드될 수 있다. 이에, 연결부(113)가 용강의 흐름을 원활하게 하여 턴디쉬(20) 내 용강이 침지노즐(21)로 안정적으로 이동할 수 있고, 바디부(110)의 수명도 연장될 수 있다.
또한, 도 3의 (c)와 같이 연결부(113)를 테이퍼 가공하여 연결부(113)가 경사면을 가질 수도 있다. 이에, 연결부(113)와 접촉하는 용강이 경사면을 따라 하측으로 이동하면서 침지노즐(21)의 유입구로 가이될 수 있다. 이에, 턴디쉬(20) 내부에서 침지노즐(21)로 유입되는 용강의 흐름이 원활해질 수 있고, 바디부(110)의 수명도 연장될 수 있다.
도 4의 (a)를 참조하면 바디부(110)의 내부에 길이방향 즉 상하방향으로 가스가 이동하는 가스공급경로(114)가 형성될 수 있고, 제2 몸체(112)에 가스공급경로(114)와 연통되는 하나 또는 복수의 분사홀(112a)이 구비될 수 있다. 복수의 분사홀(112a)이 구비되는 경우 분사홀(112a)은 제2 몸체(112)의 둘레를 따라 배치될 수 있다.
가스공급경로(114)는 가스공급유닛(미도시)과 연결된다. 가스공급유닛은, 턴디쉬(20) 외측에 배치되고 가스를 공급하는 가스공급기, 및 가스가 이동하는 경로를 형성하며 일단이 가스공급기에 연결되고 타단이 가스공급경로에 연결되는 가스배관을 포함한다. 이에, 가스공급기에서 가스를 공급하면 가스배관을 통해 가스공급경로(114)로 가스가 공급되고, 분사홀(112a)을 통해 바디부(110) 외부로 분사될 수 있다.
가스는 불활성 가스일 수 있다. 예를 들어, 불활성 가스로 아르곤 가스를 사용할 수 있다. 이러한 불활성 가스는 제2 몸체(112) 외측면에 개재물이 부착되는 것을 억제하거나 방지하는 역할을 한다. 따라서, 분사홀(112a)은 제2 몸체(112)의 개재물의 부착이 쉬운 하단부에 구비될 수 있다.
한편, 도 4의 (b)와 같이, 제2 몸체(112)의 하단부 외에 제1 몸체(111) 및 제2 몸체(112)의 연결부(113)에도 가스공급경로(114)와 연통되는 하나 또는 복수의 보조 분사홀(113a)이 구비될 수 있다. 복수의 보조 분사홀(113a)이 구비되는 경우 보조 분사홀(113a)은 연결부(113)의 둘레를 따라 배치될 수 있다. 즉, 제1 몸체(111)에서 제2 몸체(112)로 폭이 변경되는 부분이 연결부(113)에 용강 내 개재물이 쉽게 부착될 수 있기 때문에, 연결부(113)에 불활성 가스를 분사하여 개재물 부착을 억제하거나 방지할 수 있는 보조 분사홀(113a)을 구비할 수 있다.
구동부(120)는 바디부(110)와 연결되어 바디부(110)를 승강시키고 회전시키는 역할을 한다. 구동부(120)는, 상하방향으로 연장형성되어 하부가 바디부(110) 또는 제1 몸체(111)의 상단부와 연결되는 승강부재, 상하방향과 교차하는 좌우방향으로 연장형성되어 일단이 승강부재의 상부와 연결되는 연결부재, 턴디쉬(20)의 외측에 배치되고 연결부재의 타단과 연결되는 승강 구동기, 및 바디부(110)를 회전시키는 회전 구동기(미도시)를 포함할 수 있다.
승강 구동기는 상단이 상하로 전후진하는 실린더일 수 있고, 연결부재를 상하로 이동시킬 수 있다. 이에, 승강 구동기의 작동을 제어하면 연결부재, 연결부재에 연결된 승강부재, 및 승강부재에 연결된 바디부(110)가 함께 상하로 이동할 수 있다. 따라서, 바디부(110)의 상하방향 위치를 조절하면 턴디쉬(20)에서 주형(30)으로 토출되는 용강의 토출량을 제어할 수 있다.
즉, 바디부(110)가 하측으로 이동하면 바디부(110)와 침지노즐(21)의 유입구 사이의 공간이 좁아진다. 이에, 용강이 흐름이 감소하여 주형(30)으로 공급되는 용강의 양이 감소할 수 있다. 또한, 바디부(110)를 하측으로 최대한 이동시키면 바디부(110)가 침지노즐(21)의 유입구를 폐쇄하여 주형(30)으로 용강이 공급되는 것을 중단시킬 수 있다.
반대로, 바디부(110)를 상측으로 이동시키면 바디부(110)와 침지노즐(21)의 유입구 사이의 공간이 넓어진다. 이에, 용강이 원활하게 유입구로 유입될 수 있고, 주형(30)으로 공급되는 용강의 양이 증가할 수 있다. 그러나 바디부(110)를 상하로 이동시키는 방법은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
회전 구동기는 승강 구동기에 연결되거나 승강부재 및 연결부재 사이에 구비될 수 있다. 즉, 회전구동기는 승강 구동기를 위치를 조절하여 간접적으로 바디부(110)를 회전시키거나 직접 바디부(110)를 회전시킬 수 있다. 이때, 바디부(110)의 회전은 바디부(110)의 적어도 일부 즉 제2 몸체(112)가 침지노즐(21)에 삽입된 상태에서 침지노즐(21)의 내부 둘레를 따라 이동하는 회전일 수 있다. 즉, 도 5와 같이 제2 몸체(112)가 외부의 축 즉, 침지노즐(20)의 상하방향 중심축을 기준으로 바디부(110)를 시계 또는 반시계방향으로 공전시키는 회전일 수 있다.
따라서, 제2 몸체(112)가 침지노즐(21) 내에서 공전하면 침지노즐(21) 내부에 회전유동 또는 회전기류를 발생시켜 침지노즐(21) 내벽에 개재물이 부착되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 그러나 바디부(110)를 회전시키는 방법은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다. 또한, 바디부(110)의 중심축을 기준으로 회전시키면서 바디부(110)의 중심축을 원모양으로 이동시켜 이중으로 바디부(110)를 회전시킬 수도 있다. 이에, 침지노즐(21) 내부에 더 강한 회전유동이 발생하여 개재물의 부착을 더욱 용이하게 억제하거나 방지할 수 있다.
한편, 구동부(120)는, 바디부(110)의 기울기를 조절하도록 바디부(110)에 연결되는 기울기 조절유닛(미도시)을 포함할 수 있다. 이에, 도 6의 (a)와 같이 바디부(110)를 턴디쉬(20)의 바닥면과 수직한 상태에서 공전시킬 수 있고, 바디부(110)의 기울기를 기울여서 회전시키면 바디부(110)의 상단부 및 하단부의 회전반경이 서로 달라질 수 있다.
예를 들어, 도 6의 (b)와 같이 바디부(110)의 하단부가 침지노즐(21)의 내벽을 향하도록 기울이면 하단부의 회전반경을 상단부의 회전반경보다 커질 수 있다. 이에, 바디부(110)가 원뿔형태로 회전하면서 침지노즐(21)의 내벽으로 개재물이 부착되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
반대로, 도 6의 (c)와 같이 바디부(110)의 하단부를 침지노즐(21)의 중심부를 향하도록 기울이면 하단부의 회전반경이 상단부보다 작아질 수 있다. 이에, 바디부(110)가 회오리 형태로 회전하면서 침지노즐(21)의 내벽으로 개재물이 부착되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 또한, 회오리 형태의 유동을 발생시켜 용강을 상부에서 하부로 원활하게 이동시킬 수 있다. 따라서, 바디부(110)의 기울기를 조절하여 회전시키면 용강의 흐름을 제어할 있다. 그러나 구동부(120)의 구조 및 바디부(110)를 회전시키는 방법은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
이처럼 스토퍼(100)의 바디부(110)를 회전시켜 침지노즐(21) 내부에 개재물이 부착되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 즉, 바디부(110)의 회전으로 인해 발생한 회전유동을 이용하여 개재물이 침지노즐(21) 내벽에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 침지노즐(21)의 내벽에 부착된 개재물에 의해 편류가 발생하는 것을 방지하여 주편에 이물질 혼입을 방지하고, 주편의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 바디부(110)를 회전시키면 바디부(110)의 표면에도 개재물이 부착되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 이에, 바디부(110)의 수명이 연장되어 장치의 유지보수가 용이해질 수 있다.
하기에서는 본 발명의 실시 예에 따른 스토퍼(100)의 작동을 설명하기로 한다.
턴디쉬(20) 내로 용강이 공급되면, 구동부에 의해 스토퍼(100)의 바디부(110)가 상승하여 하부의 침지노즐(21) 유입구를 개방한다. 그러면, 용강이 유입구를 통해 침지노즐(21)로 이동하여 주형(30)으로 공급될 수 있다. 이렇게 주형(30)으로 일정량의 용강이 공급되면, 주형(30)의 탕면 레벨이 상승할 수 있다. 그러면, 레벨 센서(미도시)가 주형(30)의 탕면 위치를 검출하고, 레벨 센서(40)의 측정값에 따라 구동부(120)를 제어하여 바디부(110)의 상하방향 위치를 제어하면 주형(30)에 공급되는 용강의 공급량을 제어할 수 있다.
그러나, 턴디쉬(20) 내부의 용강 또는 개재물이 하강하는 바디부(110)나 침지노즐(21)의 내벽에 부착될 수 있다. 따라서, 개재물의 부착을 억제하거나 방지하기 위해 바디부(110)를 공전시킬 수 있다.
즉, 바디부(110)의 제2 몸체(112)를 침지노즐(21)에 삽입한 상태에서 침지노즐(21)의 중심부를 기준으로 바디부(110)를 침지노즐(21)의 내부 둘레를 따라 회전시킬 수 있다. 이에, 바디부(110)가 침지노즐(21) 내부에 회전하는 유동을 발생시켜 용강 내 개재물이 침지노즐(21) 내벽에 부착되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 침지노즐(21) 내벽에 부착된 개재물에 의해 편류가 발생하여 주편에 이물질 혼입을 방지하고, 주편의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 바디부(110)를 회전시키면 바디부(110)의 표면에도 개재물이 부착되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 이에, 바디부(110)의 수명이 연장되어 장치의 유지보수가 용이해질 수 있다.
상기에서는 턴디쉬에 설치되는 스토퍼에 대해 예시적으로 설명하였으나, 적용범위는 이에 한정되지 않고 용강을 저장할 수 있는 다양한 용기들에 사용될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며, 아래에 기재될 특허청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 래들 20: 턴디쉬
30: 주형 40: 2차 냉각대
100: 스토퍼 110: 바디부
111: 제1 몸체 112: 제2 몸체
113: 연결부 120: 구동부

Claims (11)

  1. 용강을 토출하는 노즐이 설치된 용기에 구비되는 스토퍼로서,
    적어도 일부분이 상기 노즐 내부에 삽입되어 회전하도록 길이방향으로 연장형성되는 바디부;
    상기 바디부를 회전시키도록 상기 바디부와 연결되는 구동부;를 포함하고,
    상기 바디부는, 직경이 상기 노즐의 내경 이상으로 형성되는 제1 몸체, 및 상기 제1 몸체 하부에 연결되고 직경이 상기 노즐의 내경보다 작게 형성되며 상기 노즐 내부에서 공전이 가능한 제2 몸체를 포함하는 스토퍼.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 몸체의 직경은 상기 노즐의 내경 대비 40% 이하인 스토퍼.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 몸체의 길이는 상기 노즐의 길이 이하인 스토퍼.
  5. 청구항 1, 청구항 3, 및 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체의 연결부가 라운딩 또는 테이퍼 가공되는 스토퍼.
  6. 청구항 1, 청구항 3, 및 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바디부의 내부에 길이방향으로 가스가 이동하는 가스공급경로가 형성되고,
    상기 제2 몸체에 상기 가스공급경로와 연통되는 분사홀이 구비되는 스토퍼.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 몸체 및 상기 제2 몸체의 연결부에 상기 가스공급경로와 연통되는 보조 분사홀이 구비되는 스토퍼.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 용기는 연속주조설비에 사용되는 턴디쉬를 포함하고, 상기 가스는 아르곤 가스를 포함하는 스토퍼.
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 구동부는, 상기 바디부의 기울기를 조절하도록 상기 바디부에 연결되는 기울기 조절유닛을 포함하는 스토퍼.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 바디부의 상단부 및 하단부의 회전반경이 서로 다른 스토퍼.
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