KR101746935B1 - 개공구 삽입장치 및 이를 포함하는 래들 개공 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 개공구의 보호를 위해 투입된 필러의 응고에 의한 개공불량을 방지하도록 한 개공구 삽입장치 및 이를 포함하는 래들 개공 장치를 제공하는 것으로, 본 발명의 일 측면에 따른 개공구 삽입장치는 래들 개공구에 제공된 탑노즐의 관통구에 삽입되어, 상기 관통구 주변의 필러를 제거토록 제공되는 개공구 삽입장치로서, 상기 탑노즐의 내측 단차부에 외권부가 걸리도록 제공되는 제1코일부; 상기 제1코일부의 일단에 결합되어 상기 필러가 채워지는 상기 탑노즐의 관통구로 삽입되는 제2코일부; 및 상기 제1코일부에 결속되되, 소정 온도 이상에서 용융되어 단락되면서 상기 제1코일부의 팽창을 허용토록 제공되는 밴드부재;를 포함한다.

Description

개공구 삽입장치 및 이를 포함하는 래들 개공 장치 {HOLE INSERT DEVICE AND LADLE OPENING APPARATUS HAVING THE SAME}
본 발명은 래들에서 용강을 배출토록 제공되는 개공구가 필러 응고층에 의해 막히지 않도록 한 개공구 삽입장치 및 이를 포함하는 래들 개공 장치에 관한 것이다.
일반적으로 주조공정은 용융된 금속을 주형이나, 연속 공정을 통해 냉각, 응고시켜 슬래브나, 블룸, 빌릿 등을 제조하는 공정으로, 정련로에서 출강된 용융된 금속을 주형으로 공급하기 위해 래들이 사용되고 있다.
래들은 용융된 금속이 저장된 상태에서 다음 연주공정으로 이동하여 저장된 용융 금속을 연속적으로 배출하며 주조작업을 진행하게 된다.
이를 위해, 래들은 준비과정에서 눕혀진 상태에서 개공구를 개폐하는 슬라이드 게이트가 개방된 상태에서 개공구 내부의 이물질이 제거된 후, 슬라이드 게이트를 닫은 후 필러를 투입하여 개공구를 보호하고 있다.
그런데, 종래에는 래들에 용융 금속을 저장하는 과정에서 정련로로부터 공급되는 용융 금속에 의해 필러가 씻겨나가는 현상이 발생할 수 있고, 이에 따라 용융 금속이 개공구로 침투되어 개공불량을 일으키거나 개공구를 쉽게 마모시키는 요인이 되고 있다.
또한, 종래에는 정련로에서 출강이후 용강이 래들속에서 장기간 담겨 있으면 개공구에 투입된 필러가 서로 붙어 응고되는 현상이 발생되어, 주조를 위해 슬라이드 게이트를 개방해도 필러가 개공구에서 빠지지 않고 응고된 상태로 남게 되어 용강의 배출을 차단하는 개공불량 상태가 발생하고 있다.
이와 같이, 래들은 개공구가 개공되지 않는 개공불량 상태가 발생할 경우, 작업자가 수작업으로 개공구를 뚫는 작업을 진행하고 있으며, 이때 개공구가 갑자기 뚫리면서 용강이 주변으로 쏟아져 나올 수 있어, 이에 따른 주변 환경의 오염 및 작업자의 안전에 위협이 되고 있다. 또한, 작업자에 의한 강제 개공시 공기와 접촉하게 되므로, 대기에 포함된 질소가 용강 속으로 흡입되어 질소 흡입에 따른 품질 결함이 발생할 우려가 있다. 또한, 작업자의 강제 개공작업으로도 개공구가 개공되지 않을 경우, 래들을 전공정으로 다시 보내어 재처리하는 작업을 진행하고 있으며, 이에 따른 처리 비용이 증가하고 작업시간이 지연되는 문제가 있다.
국내 특허출원 제 10-2000-0057527호 (2000.09.29) 국내 특허출원 제 10-2001-0073131호 (2001.11.22)
본 발명의 일 실시예는 개공구의 보호를 위해 투입된 필러의 응고에 의한 개공불량을 방지하도록 한 개공구 삽입장치 및 이를 포함하는 래들 개공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 개공구 삽입장치는 래들 개공구에 제공된 탑노즐의 관통구에 삽입되어, 상기 주변의 필러를 제거토록 제공되는 개공구 삽입장치로서, 상기 탑노즐의 내측 단차부에 외권부가 걸리도록 제공되는 제1코일부; 상기 제1코일부의 일단에 결합되어 상기 필러가 채워지는 상기 탑노즐의 관통구로 삽입되는 제2코일부; 및 상기 제1코일부에 결속되되, 소정 온도 이상에서 용융되어 단락되면서 상기 제1코일부의 팽창을 허용토록 제공되는 밴드부재;를 포함한다.
여기서, 상기 밴드부재는 100도 이상의 온도에서 끊어지는 소재로 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 래들 개공 장치는 래들의 개공구에 제공되며, 중앙에 용강이 출강되는 관통구가 출강방향으로 단면적이 확장되는 단차부를 갖도록 형성되는 탑노즐; 상기 탑노즐의 관통구에 삽입되는 전술된 개공구 삽입장치; 및 상기 개공구 삽입장치가 상기 관통구에 삽입된 상태에서 상기 개공구 삽입장치의 팽창을 억제하며 상기 탑노즐 하부를 차폐하도록 제공되고, 상기 관통구의 개폐를 조절하여 용강의 출강을 제어하는 슬라이드 게이트;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 래들의 개공구에 채워진 필러가 응고될 경우에도, 슬라이딩 게이트의 개방시 필러가 파쇄되며 개공구를 개방할 수 있어, 필러에 의한 막힘을 방지할 수 있고, 개공 불량이 방지되어 주조 품질 결함이나 작업자에 의한 강제 개공에 따른 안전사고 등을 방지할 수 있으며, 전체적인 조업성을 개선하여 비용 절감이 가능하며, 작업지연도 방지할 수 있어 생산성 향상에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 개공구 삽입장치를 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 래들의 개공 장치에 개공구 삽입장치가 결합된 상태를 도시한 단면도.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 래들의 개공 장치에 개공구 삽입장치가 작동하는 상태를 도시한 단면도.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 개공구 삽입장치를 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 실시예의 개공구 삽입장치(10)는 탑노즐의 관통구에 삽입되어 용강에 직접적인 노출을 방지하기 위해 채워지는 필러의 응고에 의한 개공구의 막힘을 방지할 수 있다.
이를 위해, 개공구 삽입장치(10)는 제1코일부(12)와 제2코일부(14)가 결합된 형태로 제공될 수 있으며, 일례로 소정의 탄성을 갖는 2개의 코일 스프링을 포함할 수 있다.
제1코일부(12)는 권선된 직경이 제2코일부(14)의 권선된 직경보다 크게 제공될 수 있다. 제1코일부(12)는 탑노즐의 내측 단차부에 지지되며 삽입이 제한되도록 제공될 수 있다.
이를 위해, 탑노즐은, 관통구가 출강방향으로 단면적이 확장되는 단차부를 갖도록 형성될 수 있다.
한편, 탑노즐의 관통구에는 전술된 개공구 삽입장치(10)가 삽입될 수 있다.
제1코일부(12)는 관통구에 삽입되어 단차부에 외권부가 지지됨에 따라 관통구 내측으로 더 이상 삽입되지 않는다.
제2코일부(14)는 외권부의 직경이 제1코일부(12)의 직경보다 작게 형성되며, 이에 따라 관통구의 나머지 부분까지 삽입될 수 있다.
한편, 본 실시예에서 제1코일부(12)는 관통구에 삽입될 때, 압착된 상태로 삽입될 수 있다.
이를 위해, 제1코일부(12)의 외권부는 밴드부재(16)에 의해 압착된 상태로 묶일 수 있다. 밴드부재(16)는 소정 온도 이상에서 용융되어 끊어지며 제1코일부(12)의 팽창을 허용토록 제공될 수 있다. 밴드부재(16)는 상온에서는 제1코일부(12)가 압착된 상태로 형태를 유지하도록 할 수 있다.
일례로, 밴드부재(16)는 100도 이상의 온도에서 용융되며 끊어지는 소재로 형성될 수 있다.
이러한 밴드부재(16)는 알루미늄 또는 구리 등과 같이, 열강성이 낮은 소재를 포함하는 합금일 수 있으며, 이외에도 열가소성 수재 등의 소재로 형성되는 것도 가능하다.
이와 같이, 밴드부재(16)가 끊어지는 온도가 100도로 한정된 것은, 작업환경에 따른 허용온도로, 래들(110)은 용강이 저장되지 않은 상태에서도 작업 환경에 따라 100도에 근접하는 온도로 가열된 상태일 수 있다.
따라서, 밴드부재(16)는 통상의 작업 환경의 온도 범위 아래에서는 끊어지지 않아야 하며, 계절적 요인 및 비정상적인 온도 상승 등을 고려하여 100도 이상에서 끊어지는 것으로 한정하였으나, 작업 환경 등에 따라 밴드부재(16)의 끊어지는 온도는 변경될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 래들의 개공 장치에 개공구 삽입장치가 결합된 상태를 도시한 단면도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 래들의 개공 장치에 개공구 삽입장치가 작동하는 상태를 도시한 단면도이다.
도 2와 도 3을 참고하면, 정련과정에서 제조된 용강은, 래들(110)에 저장된 상태로 이동될 수 있다.
래들(110)은 용강을 저장하기 위한 공간을 갖고, 하부 일측에는 용강을 배출하기 위한 개공구가 제공될 수 있다.
또한, 개공구에는 용강의 출강시 용강의 배출을 안내하기 위해 탑노즐(120)이 제공될 수 있다.
탑노즐(120)은, 중앙에 용강이 출강되는 관통구(122)가 형성될 수 있다. 여기서, 탑노즐(120)의 관통구(122)에는 용강의 출강방향으로 단면적이 확장되는 단차부(124)가 형성될 수 있다.
또한, 탑노즐(120)의 하부에는 관통구(122)의 개폐를 조절하기 위한 슬라이드 게이트(130)가 제공될 수 있다.
또한, 슬라이드 게이트(130)의 하부에는 용강의 출강을 안내하는 하부 노즐(140)이 제공될 수 있다.
한편, 래들(110)의 개공구에는 고온의 용강과 접촉함에 따른 열적 손상을 방지하기 위해, 필러(F)가 채워질 수 있다.
필러(F)는 래들(110)의 개공구 및 탑노즐(120)의 관통구(122)에 채워져 용강과의 접촉을 차단할 수 있다. 이러한 필러(F)는 용강의 배출을 위해 슬라이드 게이트(130)가 개방될 경우, 용강과 함께 개공구 및 관통구(122)를 통해 하부 노즐(140)로 배출될 수 있다.
이러한, 필러(F)는 용강이 장시간 저장된 상태일 경우, 응고될 수 있으며 이에 따라 슬라이드 게이트(130)의 개방시 배출되지 않을 수 있으며, 이에 따라 정상적으로 용강이 배출되지 않을 수 있다.
한편, 도 3을 참고하면, 본 실시예에서 탑노즐(120)의 관통구(122)에는 래들(110)에 용강 및 필러(F)가 채워지기 전에 전술된 개공구 삽입장치(10)가 삽입될 수 있다.
개공구 삽입장치(10)는 제1코일부(12)의 외권부가 탑노즐(120)의 단차부(124)에 걸리게 되어 삽입이 제한될 수 있다. 또한, 제1코일부(12)의 일단에 결합된 제2코일부(14)는 탑노즐(120)의 관통구(122)에 삽입될 수 있다.
이와 같이, 개공구 삽입장치(10)가 탑노즐(120)의 관통구(122)에 삽입되면, 슬라이드 게이트(130)를 닫는다. 그리고, 래들(110)의 개공구에 필러(F)를 공급하게 되며, 이때 필러(F)는 개공구 및 탑노즐(120)의 관통구(122) 사이에 채워질 수 있으며, 이에 따라 제2코일부(14)는 관통구(122)에 채워지는 필러(F) 사이에 위치될 수 있다.
이러한 래들(110)에는 용강이 채워질 수 있으며, 출강이 요구될 경우 슬라이드 게이트(130)를 개방하여 용강을 출강할 수 있다.
한편, 도 4를 참고하면, 래들(110)에 용강이 채워진 상태가 장시간 지속될 경우, 필러(F)가 열에 의해 응고될 수 있다.
또한, 필러(F)로 전달된 열은 제1코일부(12)를 묶고 있는 밴드부재(16)에도 전달되며, 이에 따라 밴드부재(16)가 100도 이상으로 가열되면, 용융되어 끊어지게 된다. 이때, 밴드부재(16)가 끊어지게 되면, 제1코일부(12)는 탄성력에 의해 팽창하게 되는데, 제1코일부(12)의 일단은 탑노즐(120)의 단차부(124)에 지지됨에 따라 래들(110)방향으로는 펼쳐지지 못하고, 반대쪽인 하부, 즉 출강방향으로 반발력이 발생하게 되며, 슬라이드 게이트(130)에 밀착된 상태가 될 수 있다.
상기한 상태에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 용강의 출강을 위해 슬라이드 게이트(130)가 개방되면, 슬라이드 게이트(130)에 막혀 있던 제1코일부(12)가 반발력에 의해 팽창하며 탑노즐(120)로부터 이탈될 수 있고, 이와 동시에 제1코일부(12)와 연결된 제2코일부(14)도 함께 탑노즐(120)로부터 이탈될 수 있다.
이와 같이, 제2코일부(14)가 탑노즐(120)로부터 이탈될 때, 제2코일부(14)의 주위에 채워져 있던 필러(F)가 흐트러지며 함께 배출될 수 있으며, 이에 따라 필러(F)가 개공부 주변에서 용강에 장시간 접촉되며 응고되더라도 쉽게 부서지면서 배출되어 개공구를 개방할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
10: 개공구 삽입장치 12: 제1코일부
14: 제2코일부 16: 밴드부재
110: 래들 120: 탑노즐
122: 관통 124: 단차부
130: 슬라이드 게이트 140: 하부 노즐
F: 필러

Claims (3)

  1. 래들 개공구에 제공된 탑노즐의 관통구에 삽입되어, 상기 관통구 주변의 필러를 제거토록 제공되는 개공구 삽입장치로서,
    상기 탑노즐의 내측 단차부에 외권부가 걸리도록 제공되는 제1코일부;
    상기 제1코일부의 일단에 결합되어 상기 필러가 채워지는 상기 탑노즐의 관통구로 삽입되는 제2코일부; 및
    상기 제1코일부에 결속되되, 소정 온도 이상에서 용융되어 단락되면서 상기 제1코일부의 팽창을 허용토록 제공되는 밴드부재;
    를 포함하는 개공구 삽입장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 밴드부재는 100도 이상의 온도에서 끊어지는 소재로 제공되는 개공구 삽입장치.
  3. 래들의 개공구에 제공되며, 중앙에 용강이 출강되는 관통구가 출강방향으로 단면적이 확장되는 단차부를 갖도록 형성되는 탑노즐;
    상기 탑노즐의 관통구에 삽입되는 청구항 1 또는 청구항 2에 따른 개공구 삽입장치; 및
    상기 개공구 삽입장치가 상기 관통구에 삽입된 상태에서 상기 개공구 삽입장치의 팽창을 억제하며 상기 탑노즐 하부를 차폐하도록 제공되고, 상기 관통구의 개폐를 조절하여 용강의 출강을 제어하는 슬라이드 게이트;
    를 포함하는 래들 개공 장치.
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