KR102156715B1 - 노즐 체결 장치 및 이를 이용한 용융물 처리 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 제2노즐이 안착될 수 있는 안착부, 안착부와 연결되는 지지부 및 제1노즐을 기준으로 제2노즐을 정렬시킬 수 있는 수직 조절부를 포함하고, 제1노즐에 제2노즐을 체결시킬 수 있는 노즐 체결 장치와 이를 이용한 용융물 처리 방법으로서, 제1노즐과 제2노즐을 안정적으로 정렬시킬 수 있는 노즐 체결 장치와 용융물 처리 방법이 제시된다.

Description

노즐 체결 장치 및 이를 이용한 용융물 처리 방법{COUPLING APPARATUS FOR NOZZLE AND PROCESSING METHOD FOR MOLTEN MATERIAL USING THE SAME}

본 발명은 노즐 체결 장치 및 용융물 처리 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수개의 노즐을 안정적으로 체결시킬 수 있는 노즐 체결 장치와 이를 이용한 용융물 처리 방법에 관한 것이다.

전로 정련 설비와 2차 정련 설비를 거친 용강은 래들에 담겨 연속 주조 설비로 옮겨진다. 용강이 담긴 래들은 터렛에 안착되어 교대로 턴디시의 상부에 배치된다. 턴디시로 용강을 공급하기 위하여 래들의 콜렉트 노즐(collect nozzle)에 쉬라우드 노즐(shroud nozzle)이 체결된다. 쉬라우드 노즐을 통하여 래들에서 턴디시로 공급된 용강은 턴디시의 침지 노즐을 통하여 주형으로 주입되어 주편으로 응고되며 주형으로부터 연속하여 인발된다. 인발되는 주편은 핀치롤에 의해 안내되어 복수의 세그먼트를 통과하면서 냉각 및 압하된다. 압하된 주편은 토치 절단기에 의해 소정 길이로 절단되어 후속 설비인 압연 설비로 운반된다.

여기서, 쉬라우드 노즐은 래들에서 턴디시로 용강을 공급할 때, 용강이 공기에 접촉하는 것을 차단하여 용강의 오염을 방지한다. 콜렉트 노즐과 쉬라우드 노즐의 체결 시, 콜렉트 노즐과 쉬라우드 노즐의 정렬 상태가 불량하면, 콜렉트 노즐과 쉬라우드 노즐 사이의 틈으로 공기가 유입되어 용강이 오염된다.

따라서, 쉬라우드 노즐을 콜렉트 노즐에 체결시킬 때, 종래에는 작업자가 광센서나 카메라로 쉬라우드 노즐의 위치를 확인한 후, 매니퓰레이터(manipulator)로 포크암(fork arm)을 조작하여, 쉬라우드 노즐의 위치를 조절하였다. 이 같은 종래의 방식은 래들의 안착 상태에 따라 광센서 혹은 카메라의 기준점이 달라지는 문제점이 있다. 또한, 작업자의 숙련도나 포크암의 기계 오차에 따라서 콜렉트 노즐에 대하여 쉬라우드 노즐이 기울어지는 문제점이 있다.

한편, 래들 교체 전, 콜렉트 노즐에서 쉬라우드 노즐을 분리할 때, 쉬라우드 노즐이 콜렉트 노즐에 딸려 올라갔다가 탈락되며, 쉬라우드 노즐의 위치가 변할 수 있다. 이에, 래들 교체 후 쉬라우드 노즐과 콜렉트 노즐을 체결할 때, 쉬라우드 노즐의 위치를 다시 조절해야 하는 번거로움이 있다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 하기의 특허문헌에 게재되어 있다.

KR 10-2010-0023546 A

본 발명은 노즐을 기울임 없이 체결할 수 있는 노즐 체결 장치를 제공한다.

본 발명은 노즐을 유동 없이 분리시킬 수 있는 노즐 체결 장치를 제공한다.

본 발명은 용융물이 복수개의 노즐을 통과할 때 공기에 오염되는 것을 방지할 수 있는 용융물 처리 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 노즐 체결 장치는, 제1노즐에 제2노즐을 체결시킬 수 있는 노즐 체결 장치로서, 상기 제2노즐이 안착될 수 있는 안착부; 상기 안착부와 연결되고, 상기 안착부를 상기 제1노즐쪽으로 이동시킬 수 있는 지지부; 및 상기 안착부에 설치되고, 상기 안착부의 이동을 회전으로 변환시킬 수 있는 수직 조절부;를 포함하고, 상기 수직 조절부가 상기 안착부를 회전시켜, 상기 제1노즐을 기준으로 상기 제2노즐을 정렬시킨다.

상기 수직 조절부는, 상기 제1노즐의 외측을 둘러 배치되며, 상기 안착부의 이동에 의해 상기 제1노즐이 지지된 플레이트부와 접촉할 수 있는 복수의 접촉 부재; 상기 복수의 접촉 부재를 상기 안착부에 연결시키고, 상기 복수의 접촉 부재와 상기 플레이트부가 순차적으로 접촉하면서 발생되는 힘을 상기 안착부에 전달하며 회전력으로 변환시키는 받침 부재;를 포함하고, 상기 받침 부재가 상기 회전력으로 상기 안착부를 회전시켜, 상기 제1노즐과 상기 제2노즐을 정렬시킬 수 있다.

상기 복수의 접촉 부재는 상기 제1노즐이 연장된 방향으로 연장되고, 각각이 같은 길이로 연장되며, 상기 받침 부재에 지지될 수 있다.

상기 받침 부재는 상기 제1노즐의 외측을 둘러 연장되고, 상기 플레이트부와 마주보고, 상기 안착부에 접촉되고, 상기 복수의 접촉 부재를 연결시키며, 상기 안착부는 상기 지지부에 회전 및 이동 가능하게 지지될 수 있다.

상기 수직 조절부는, 상기 복수의 접촉 부재들과 각각 일렬로 연결되고, 상기 복수의 접촉 부재와 상기 받침 부재를 연결시키는 복수의 탄성 부재;를 더 포함할 수 있다.

상기 제2노즐의 입구부의 외주면 및 상기 제2노즐의 입구부가 안착되는 상기 안착부의 내주면에 각기 구비되며 서로 결합되는 스토퍼부;를 더 포함할 수 있다.

상기 스토퍼부는, 상기 제2노즐의 입구부의 외주면 또는 상기 안착부의 내주면에 오목하게 형성되는 오목홈; 상기 오목홈에 삽입될 수 있도록 상기 안착부의 내주면 또는 상기 제2노즐의 입구부의 외주면에 볼록하게 형성되는 돌기;를 포함하고, 상기 오목홈과 상기 돌기의 결합에 의해 상기 제2노즐과 상기 안착부의 분리가 방지될 수 있다.

상기 오목홈은, 상기 안착부의 내주면의 양측 가장자리 중 제1노즐측 가장자리에서 상기 제2노즐의 연장 방향으로 연장되는 입구 부분; 및 상기 입구 부분에서 굴절되어 상기 안착부의 내주면의 둘레 방향으로 연장되는 굴절 부분;을 포함하고, 상기 돌기는 상기 입구 부분을 통과하여 상기 굴절 부분에 수용될 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 용융물 처리 방법은, 용융물이 수용된 제1용기를 제2용기의 상측에 마련하는 과정; 상기 제1용기의 하부에 구비된 제1노즐쪽으로 제2노즐이 안착된 안착부를 이동시켜, 상기 제1노즐에 상기 제2노즐을 체결하는 과정; 상기 제1노즐 및 상기 제2노즐을 통하여 상기 제1용기의 용융물을 상기 제2용기로 주입하는 과정;을 포함하고, 상기 제2노즐을 체결하는 과정은, 상기 안착부의 이동에 의해 상기 안착부를 회전시켜서 상기 제1노즐을 기준으로 상기 제2노즐을 정렬시키는 과정을 포함한다.

상기 제2노즐을 체결하는 과정은, 상기 안착부를 상기 제1노즐의 하측에 위치시키는 과정; 상기 안착부를 이동시켜, 상기 제2노즐의 입구부와 상기 제1노즐의 출구부를 연결시키는 과정; 상기 안착부와 연계된 수직 조절부를 매개로 하여, 상기 안착부의 이동을 회전으로 변환시키는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 안착부의 이동을 회전으로 변환시키는 과정은, 상기 제1노즐이 지지된 플레이트부의 복수 위치에 상기 수직 조절부를 순차적으로 접촉시키는 과정; 상기 플레이트부의 복수 위치에 상기 수직 조절부가 순차적으로 접촉하면서 발생되는 힘을 상기 안착부에 전달하며 회전력으로 변환시키는 과정; 및 상기 회전력으로 상기 안착부를 회전시켜 상기 제1노즐과 상기 제2노즐을 정렬시키는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 안착부를 제1노즐의 하측에 위치시키는 과정 중에, 상기 안착부와 상기 제2노즐 사이에 구비된 스토퍼부를 이용하여 상기 제2노즐의 유동을 방지하는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 용융물을 제2용기로 주입하는 과정 이후에, 상기 제1노즐과 상기 제2노즐을 분리시키는 과정; 상기 안착부와 상기 제2노즐 사이에 구비된 스토퍼부를 이용하여 상기 제2노즐의 탈락을 방지하는 과정; 상기 제1용기를 교체하는 과정; 교체된 제1용기의 하부에 구비된 제1노즐에 상기 제2노즐을 체결하는 과정;을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 복수개의 노즐 예컨대 제1노즐(콜렉트 노즐) 및 제2노즐(쉬라우드 노즐)의 체결 시, 제1노즐을 기준으로 제2노즐을 정렬시켜 제1노즐에 제2노즐을 기울어짐 없이 체결시킬 수 있다. 그리고 제1노즐 및 제2노즐의 분리 시, 제2노즐의 움직임을 구속하여 제2노즐을 유동 없이 분리시킬 수 있다. 따라서, 제1노즐 및 제2노즐을 이용한 용융물 처리 공정 중에, 노즐 수직도를 안정적으로 유지하여, 제1노즐 및 제2노즐 사이에 틈이 발생하는 것을 차단하고, 제1노즐 및 제2노즐을 통과하는 용융물이 공기에 오염되는 것을 방지할 수 있다. 이에, 용융물 처리 공정의 공정 효율 및 용융물 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 노즐 체결 장치 및 이를 구비한 용융물 처리 설비의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 노즐 체결 장치의 분해도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 노즐 체결 장치의 결합도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 노즐 체결 장치의 작동도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이다. 단지 본 발명의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시 예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 노즐 체결 장치 및 용융물 처리 설비의 개략도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 노즐 체결 장치의 분해도이다. 도 3의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 노즐 체결 장치의 결합도이며, 도 4의 (a) 및 (b)는 본 발명의 실시 예에 따른 노즐 체결 장치의 작동도이다.

본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리 설비 및 노즐 체결 장치는 복수의 노즐을 이용하여 제1용기에서 제2용기로 용융물을 공급하는 다양한 처리 설비에 적용될 수 있다. 이하에서는 제철소의 주조 설비를 기준으로 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리 설비를 설명한다.

본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리 설비는, 용융물(M) 예컨대 용강이 수용될 수 있는 제1용기(10) 예컨대 래들, 하나 또는 복수개의 제1용기(10)가 안착될 수 있는 지지 부재(22) 및 지지 부재(22)의 중심에 상하 방향(Z)으로 설치되고, 지지 부재(22)를 축 회전시킬 수 있는 스윙 타워(21)를 구비하는 터렛 장치(20)를 포함할 수 있다.

또한, 용융물 처리 설비는, 제1용기(10)의 하부에 설치되는 제1노즐(30) 예컨대 콜렉트 노즐, 제1노즐(30)에 체결될 수 있는 제2노즐(40) 예컨대 쉬라우드 노즐, 제1노즐(30)과 제2노즐(40)을 체결시키는 노즐 체결 장치(500) 및 제2노즐(40)에 연결되는 제2용기(60) 예컨대 턴디시를 더 포함할 수 있다. 이때, 제1용기(10) 및 제2용기(60)는 래들 및 턴디시 위에도 다양할 수 있다.

제1노즐(30)은 제1용기(10)의 하부에 장착될 수 있다. 이때, 제1용기(10)의 하부를 관통하도록 토출구가 형성되고, 토출구를 개폐시키도록 제1용기(10)의 하면에 슬라이드 게이트가 장착될 수 있다. 또한, 제1용기(10)의 하면에 슬라이드 게이트를 수용할 수 있도록 카세트부(32)가 장착될 수 있다. 카세트부(32)의 하면에 플레이트부(31)가 장착될 수 있다. 플레이트부(31)에 제1노즐(30)이 지지될 수 있다.

제1노즐(30)은 플레이트부(31)의 하측에서 플레이트부(31)와 카세트부(32)를 상하 방향(Z)으로 관통하도록 장착되고, 토출구에 연결될 수 있다. 제1노즐(30)과 토출구 사이에 슬라이드 게이트가 배치될 수 있다. 슬라이드 게이트에 의하여, 제1노즐(30)과 토출구의 연통이 조절될 수 있다.

플레이트부(31)는 상하 방향(Z)에 교차하는 방향으로 연장될 수 있다. 제1노즐(30)과 플레이트부(31)는 서로 교차하도록 배치될 수 있다. 플레이트부(31)의 하면에 제1노즐(30)이 예컨대 직교할 수 있다.

제1노즐(30) 및 제2노즐(40)은 일 방향 예컨대 상하 방향(Z)으로 각각 연장될 수 있다. 제1노즐(30)은 상하 방향(Z)으로 외경 및 내경이 일정할 수 있다. 제2노즐(40)은 상하 방향(Z)으로 외경 및 내경이 달라질 수 있다.

제2노즐(40)은 제1노즐(30)이 삽입될 수 있는 입구부(40a), 입구부(40a)에서 하방으로 연장되는 목부(40b), 및 목부(40b)에서 하방으로 연장되는 출구부(40c)를 포함할 수 있다. 입구부(40a)는 용융물(M)이 먼저 통과하는 부분이고, 출구부(40c)는 용융물(M)이 나중에 통과하는 부분이다. 입구부(40a)에 제1노즐(30)이 삽입되어 입구부(40a)의 내주면과 제1노즐(30)의 외주면에 접촉된 상태를 제1노즐(30)과 제2노즐(40)이 체결된 상태라고 한다.

입구부(40a)는 상부 영역 및 하부 영역으로 구분될 수 있다. 상부 영역은 외경 및 내경이 일정하나, 하부 영역은 목부(40b)를 향하여 외경 및 내경이 점진적으로 감소할 수 있다. 하부 영역이 후술하는 안착부(510)에 안착될 수 있다.

한편, 도 3을 참조하면, 입구부(40a)의 상단쪽의 내주면에는 경사진 모서리로서 예컨대 챔퍼(chamfer)가 형성될 수도 있다. 이에, 제1노즐(30)이 제2노즐(40)에 원활하게 삽입될 수 있다.

목부(40b)는 상하 방향(Z)으로 외경 및 내경이 일정할 수 있다. 출구부(40c)는 목부(40b)와의 연결 지점부터 하방으로 외경 및 내경이 증가하다가 소정 지점부터 외경 및 내경이 일정하게 유지될 수 있다.

제1노즐(30)의 외경은 제2노즐(40)의 입구부(40a)의 상부 영역의 내경과 같을 수 있다. 제1노즐(30)의 하부가 제2노즐(40)의 입구부(40a)의 상부 영역에 삽입되는 방식으로, 제1노즐(30)과 제2노즐(40)이 상하 방향(Z)으로 체결될 수 있다.

용융물 처리 설비는, 제2용기(60)의 하부에 설치되는 제3노즐(70) 예컨대 침지 노즐, 제3노즐(70)의 하부를 감싸는 주형(80), 및 주형(80)의 하측에 주편의 인발 경로를 형성하는 핀치롤(90)을 더 포함할 수 있다.

한편, 제1용기(10), 터렛 장치(20), 제2용기(60), 제3노즐(70), 주형(80) 및 핀치롤(90)의 구성과 방식은 특정한 구성과 방식으로 한정되지 않는다.

도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 실시 예에 따른 노즐 체결 장치(500)를 설명한다. 본 발명의 실시 예에 따른 노즐 체결 장치(500)는, 제1노즐(30)에 제2노즐(40)을 체결시킬 수 있는 노즐 체결 장치(500)로서, 제2노즐(40)이 안착될 수 있는 안착부(510), 안착부(510)와 연결되고, 안착부(510)를 제1노즐(30) 쪽으로 이동시킬 수 있는 지지부(520), 안착부(510)의 이동을 회전으로 변환시킬 수 있도록, 안착부(510)에 설치되고, 안착부(510)를 회전시켜, 제1노즐(30)을 기준으로 제2노즐(40)을 정렬시킬 수 있는 수직 조절부(540)를 포함한다.

또한, 노즐 체결 장치(500)는, 지지부(520)가 장착되는 작동부(530) 예컨대 매니퓰레이터, 제2노즐(40)의 입구부(40a)가 안착되는 안착부(510)의 내주면 및 제2노즐(40)의 입구부(40a)의 외주면에 각기 구비되고, 서로 결합되는 스토퍼부(550)를 더 포함할 수 있다.

안착부(510)는 제2노즐(40)를 지지할 수 있고, 제1용기(10)의 하측에 제2노즐(40)을 위치시킬 수 있고, 제1노즐(30)에 제2노즐(40)을 체결시킬 수 있다. 안착부(510)에 제2노즐(40)이 안착된 상태에서 안착부(510)의 중심을 지나는 상하 방향 축과 제2노즐(40)의 중심을 지나는 상하 방향 축이 일직선이 될 수 있다. 이를테면 안착부(510)의 중심과 제2노즐(40)의 중심이 상하 방향(Z)으로 정렬될 수 있다.

안착부(510)는 상하 방향(Z)으로 연장된 중공형의 원통체일 수 있다. 예컨대 안착부(510)는 포크링(fork ring)일 수 있다. 안착부(510)는 제1노즐(30)의 하측에 배치될 수 있다. 안착부(510)의 상부는 내경이 일정하고, 안착부(510)의 하부는 하방으로 내경이 점진적으로 작아질 수 있다. 안착부(510)를 관통하도록 제2노즐(40)의 입구부(40a)가 배치될 수 있다. 안착부(510)의 내주면 하부에 제2노즐(40)의 입구부(40a)가 안착될 수 있다.

안착부(510)의 내주면 형상은 제2노즐(40)의 입구부(40a)의 외주면 형상과 같을 수 있다. 따라서, 안착부(510)의 내주면과 제2노즐(40)의 입구부(40a)의 외주면이 안정적으로 접촉할 수 있고, 안착부(510)의 내주면 하부에 제2노즐(40)의 입구부(40a)의 하부 영역이 안정적으로 지지될 수 있다.

안착부(510)는 착탈 가능한 복수개의 분리형 몸체를 구비할 수 있다. 예컨대 안착부(510)는 각각 반원통 형태로 형성된 좌측 몸체 및 우측 몸체를 구비할 수 있다. 좌측 몸체 및 우측 몸체는 좌우 방향(Y)으로 나열될 수 있다. 좌측 몸체 및 우측 몸체는 오목한 면이 서로 마주볼 수 있다. 좌측 몸체 및 우측 몸체가 상호 결합되어 안착부(510)가 될 수 있다.

안착부(510)의 좌측 몸체와 우측 몸체 사이에 제2노즐(40)이 배치될 수 있다. 좌측 몸체 및 우측 몸체는 후술하는 포크 부재(521)에 지지되며, 포크 부재(521)에 의하여 분리 및 결합될 수 있고, 서로 간의 좌우 간격이 조절될 수 있다. 좌측 몸체를 제1몸체라고 하고, 우측 몸체를 제2몸체라고 할 수 있다.

지지부(520)는 예컨대 포크암일 수 있다. 지지부(520)는 제1용기(10)와 제2용기(60) 사이에 배치되고, 전후 방향(X)으로 연장될 수 있다. 지지부(520)는 안착부(510)와 연결되고, 안착부(510)를 제1노즐(30)쪽으로 이동시킬 수 있다. 여기서, 안착부(510)의 이동을 회전과 구분하여, 운동 혹은 선형 운동이라고 할 수 있다.

지지부(520)는, 안착부(510)를 파지할 수 있도록 형성되는 포크 부재(521), 포크 부재(521)가 장착되는 암 부재(522), 포크 부재(521)의 양측을 좌우 방향(Y)으로 관통하도록 장착되고, 안착부(510)를 지지하는 결속 부재(523)를 포함할 수 있다.

포크 부재(521)는 상면, 하면 및 전면이 개방된 사각 틀 형상일 수 있다. 포크 부재(521)의 내측에 안착부(510)가 배치될 수 있다. 이때, 포크 부재(521)의 내측면은 안착부(510)에서 소정 간격 이격될 수 있다.

결속 부재(523)는 예컨대 볼트일 수 있다. 결속 부재(523)는 안착부(510)를 포크 부재(521)에 장착시킬 수 있다. 즉, 결속 부재(523)는 포크 부재(521)의 양측을 좌우 방향(Y)으로 관통하도록 각각 장착될 수 있고, 포크 부재(521)의 내측으로 돌출된 각각의 끝단이 안착부(510)의 외주면을 좌우 방향(Y)으로 관통하도록 장착될 수 있고, 안착부(510)에 예컨대 나사 결합될 수 있다. 결속 부재(523)의 헤드는 포크 부재(521)의 외측으로 돌출될 수 있다. 결속 부재(523)는 끝단과 헤드를 제외한 나머지가 포크 부재(521)를 관통하도록 배치되고, 좌우 방향(Y)으로 슬립될 수 있다. 결속 부재(523)는 결속 부재(523)의 중심을 지나는 좌우 방향 축을 중심으로 축 회전할 수 있다.

안착부(510)는 포크 부재(521)의 내측에서 포크 부재(521)의 내측면과 안착부(510)의 외주면 사이의 간격만큼 좌우 방향(Y)으로 이동할 수 있다. 그리고 안착부(510)는 결속 부재(523)의 중심을 지나는 좌우 방향 축을 중심으로 축 회전할 수 있다.

포크 부재(521)의 후면에 암 부재(522)가 장착될 수 있다. 더욱 구체적으로, 암 부재(522)의 전방 단부가 포크 부재(521)의 후면에 전후 방향(X)으로 장착될 수 있다. 암 부재(522)는 전후 방향(X)으로 연장될 수 있고, 후방 단부가 작동부(530)에 지지될 수 있다. 여기서, 암 부재(522)의 전방 단부는 제1노즐(30)을 향하는 방향의 단부이고, 후방 단부는 제1노즐(30)을 등지는 방향의 단부일 수 있다.

한편, 포크 부재(521)는 암 부재(522)의 중심을 지나는 전후 방향 축을 중심으로 축 회전할 수 있도록 암 부재(522)의 전방 단부에 장착될 수 있다. 또는, 암 부재(522)가 암 부재(5220의 중심을 지나는 전후 방향 축을 중심으로 축 회전할 수도 있다.

포크 부재(521)는, 좌우 방향(Y)으로 연장되고, 좌우 방향(Y)으로 신축되며 길이 조절이 가능한 신축판(521a), 및 좌우 방향(Y)으로 이격되어 서로 마주보고, 신축판(521a)의 양측에 부착되어 좌우 방향(Y)으로 이동 가능하며, 결속 부재(523)가 장착되는 한 쌍의 브라켓(521b)을 포함할 수 있다. 포크 부재(521)는 일종의 로봇 핸드일 수 있다. 결속 부재(523)를 통하여 한 쌍의 브라켓(521b)에 각각 안착부(510)의 좌측 몸체 및 우측 몸체가 지지될 수 있다.

예컨대 신축판(521a)의 양 단부가 좌우 방향(Y)으로 연장되어 한 쌍의 브라켓(521b)이 좌우 방향(Y)으로 서로 멀어지도록 움직이면, 안착부(510)의 좌측 몸체 및 우측 몸체도 좌우 방향(Y)으로 이격될 수 있다. 안착부(510)의 좌측 몸체 및 우측 몸체가 제2노즐(40)의 목부(40b)의 외경보다 크게 이격될 때, 제2노즐(40) 또는 암 부재(522)를 움직여서, 제2노즐(40)의 목부(40b)의 양측에 안착부(510)의 좌측 몸체 및 우측 몸체를 위치시킨다.

이후, 신축판(521a)을 좌우 방향(Y)으로 수축시켜 한 쌍의 브라켓(521b) 사이의 간격을 줄여 안착부(510)의 좌측 몸체 및 우측 몸체를 결합시킨다. 이후, 안착부(510)를 상승시켜, 제2노즐(40)의 입구부(40a)를 안착부(510)의 내주면에 안착시킨다.

물론, 지지부(520)의 구성은 상술한 구성 외에 다양할 수 있고, 지지부(520)와 안착부(510)와 제2노즐(40)의 결합 방식도 상술한 방식 외에 다양할 수 있다.

상술한 바와 같이, 안착부(510)는 포크 부재(521)에 이동 및 회전 가능하게 지지될 수 있고, 포크 부재(521)는 암 부재(522)에 회전 가능하게 장착될 수 있다. 이에, 안착부(510)가 지지부(520)에 의하여 제1노즐(30)쪽으로 이동할 때, 수직 조절부(540)가 플레이트부(31)에 접촉하면서 회전할 수 있고, 안착부(510)가 수직 조절부(540)에 의하여 회전되면서 수직이 되도록 정렬될 수 있다. 이때, 안착부(510)가 수직이 되도록 정렬되는 것은 안착부(510)의 중심을 지나는 상하 방향 축이 연직 방향으로 정렬되는 것을 의미한다.

작동부(530)는 제1노즐(30)에서 전후 방향(X)으로 이격된 소정의 위치에 설치될 수 있다. 여기서, 제1노즐(30)에서 작동부(530)를 향하는 방향을 후방이라고 하고, 작동부(530)에서 제1노즐(30)을 향하는 방향을 전방이라고 한다.

작동부(530)는 승강 가능하게 설치될 수 있다. 작동부(530)에 암 부재(522)의 후방 단부가 장착될 수 있다. 작동부(530)는 암 부재(522)를 전후 방향(X)으로 전후진시킬 수 있고, 상하 방향(Z)으로 승강시킬 수 있다.

작동부(530)가 승강하면, 암 부재(522) 및 암 부재(522)의 전방 단부에 장착된 포크 부재(521)가 승강하고, 포크 부재(521)에 파지된 안착부(510)를 승강시킬 수 있다. 또한, 작동부(530)가 암 부재(522)를 전후 방향(X)으로 이동시키면, 포크 부재(521) 및 포크 부재(521)에 파지된 안착부(510)를 전후 방향(X)으로 이동시킬 수 있다. 한편, 암 부재(522)는 전후 방향의 축을 중심으로 축 회전할 수도 있다.

안착부(510) 및 이에 지지된 제2노즐(40)을 제1노즐(30)의 하측에 위치시킨 후, 지지부(520) 및 작동부(530)를 이용하여 안착부(510) 및 제2노즐(40)을 상승시킬 때, 제1노즐(30)의 중심을 지나는 상하 방향 축과 제2노즐(40)의 중심을 지나는 상하 방향 축이 어긋날 수 있다. 이 경우, 제2노즐(40)이 제1노즐(30)에 대하여 소정 각도로 기울어진 상태로 제1노즐(30)에 체결될 수 있다.

즉, 제1노즐(30)의 중심과 제2노즐의 중심이 상하 방향(Z)으로 서로 어긋난 상태에서 안착부(510) 및 제2노즐(40)을 계속 상승시켜 제1노즐(30)에 제2노즐(40)을 체결시키면, 제1노즐(30)과 제2노즐(40)의 중심이 동심을 이루지 못하고, 제2노즐(40)이 제1노즐(30)의 외측으로 기울어질 수 있고, 제2노즐(40)의 수직이 틀어질 수 있다. 즉, 제1노즐(30)의 중심을 지나는 상하 방향 축과 제2노즐(40)의 중심을 지나는 상하 방향 축이 소정의 각도로 서로 교차할 수 있다.

이처럼 제2노즐(40)이 제1노즐(30)에 대하여 어느 한쪽으로 기울어진 상태를 노즐 수직도 이상 혹은 불량이라고 한다. 여기서, 노즐 수직도는 제1노즐(30)과 제2노즐(40)의 상하 방향 축의 정렬 상태 혹은 정도를 의미한다.

반면, 제1노즐(30)의 중심을 지나는 상하 방향 축과 제2노즐(40)의 중심을 지나는 상하 방향 축이 허용 오차 내에서 연속(continuity)하며 일직선으로 연결될 때, 이 상태를 노즐 수직도 정상이라고 한다.

여기서, 제1노즐(30)의 중심을 지나는 상하 방향 축과 제2노즐(40)의 중심을 지나는 상하 방향 축의 사잇각이 완벽하게 180°를 이루며 직렬로 연속하게 연결되지 않더라도 상술한 사잇각이 180°에 충분히 근접하면 제1노즐(30)과 제2노즐(40)의 사이로 공기가 유입되지 않을 수 있다. 이 때의 사잇각을 허용 오차라고 한다.

제1노즐(30)과 제2노즐(40)의 체결 시 노즐 수직도가 이상이 되는 것을 방지할 수 있도록, 본 발명의 실시 예에 따른 노즐 체결 장치(500)는 수직 조절부(540)를 포함할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 수직 조절부(540)를 상세하게 설명한다. 수직 조절부(540)는 안착부(510)의 이동을 회전으로 변환시킬 수 있도록 안착부(510)에 설치되고, 안착부(510)를 회전시켜 제1노즐(30)을 기준으로 제2노즐(40)을 정렬시킬 수 있다.

여기서, 제1노즐(30)을 기준으로 제2노즐(40)을 정렬시킨다는 것은, 단순히 제2노즐(40)의 위치나 각도를 조절하는 것이 아니고, 제1노즐(30)의 중심을 지나는 상하 방향 축에 제2노즐(40)의 중심을 지나는 상하 방향 축을 일직선으로 연결시키면서 제2노즐(40)이 수직이 되도록 제2노즐(40)의 위치와 각도를 조절하는 것을 의미한다. 이때, 제2노즐(40)이 수직이 되도록 정렬되는 것은 제2노즐(40)의 중심을 지나는 상하 방향 축이 연직 방향으로 정렬되는 것을 의미한다.

수직 조절부(540)는 제1노즐(30)이 장착된 구성부와 구조적으로 상호 작용하면서 제1노즐(30)을 기준으로 제2노즐(40)을 정렬시킬 수 있다. 제1노즐(30)이 장착된 구성부는 예컨대 제1용기(10), 카세트부(32), 및 플레이트부(31)를 포함할 수 있다. 이때, 수직 조절부(540)는 플레이트부(31)와 구조적으로 상호 작용하면서 안착부(510)를 회전시켜 제1노즐(30)을 기준으로 제2노즐(40)을 정렬시킬 수 있다.

물론, 수직 조절부(540)는 제1용기(10)의 하부면 혹은 카세트부(32)의 하부면과 구조적으로 상호 작용하면서 안착부(510)를 회전시켜 제1노즐(30)을 기준으로 제2노즐(40)을 정렬시킬 수도 있다.

수직 조절부(540)는 복수의 접촉 부재(541), 받침 부재(542)를 포함할 수 있다. 또한, 수직 조절부(540)는 복수의 탄성 부재(543)를 더 포함할 수 있다.

복수의 접촉 부재(541)는 상하 방향(Z)으로 연장될 수 있다. 복수의 접촉 부재(541)는 제1노즐(30)의 외측을 둘러 배치되는데, 적어도 세 위치에 배치될 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 제1노즐(30)의 외측을 둘러 네 위치에 배치되는 복수의 접촉 부재(541)를 예시한다. 복수의 접촉 부재(541)는 받침 부재(542)의 상면에 지지될 수 있다. 즉, 복수의 접촉 부재(541)는 받침 부재(542)를 통하여 서로 연결될 수 있다. 한편, 복수의 접촉 부재(541)는 받침 부재(542)의 둘레를 따라 나열되면서 상호 이격될 수 있다.

복수의 접촉 부재(541)는 제1노즐(30)의 외측의 네 위치에서 안착부(510)의 이동에 의해 플레이트부(31)에 접촉할 수 있다. 복수의 접촉 부재(541)는 각각이 같은 길이로 연장될 수 있다.

받침 부재(542)는 안착부(510)와 플레이트부(31) 사이에서 플레이트부(31)와 마주보도록 배치될 수 있다. 받침 부재(542)는 제1노즐(30)의 외측을 둘러 링 형상으로 연장될 수 있다. 받침 부재(542)는 안착부(510)에 접촉될 수 있다. 더욱 상세하게는, 받침 부재(542)는 안착부(510)의 상측 단부에 장착될 수 있다.

받침 부재(542)는 복수의 접촉 부재(541)와 플레이트부(31)의 접촉을 이용하여 회전력을 생성하여 안착부(510)를 축 회전 및 이동시켜, 제1노즐(30)과 제2노즐(40)을 정렬시킬 수 있다. 아래에서, 도 4를 참조하여 이를 상세히 설명한다.

도 4의 (a)를 참조하면, 제1노즐(30)의 중심을 지나는 상하 방향 축과 제2노즐(40)의 중심을 지나는 상하 방향 축이 어긋난 상태로 제1노즐(30)과 제2노즐(40)이 체결되면, 제2노즐(40)이 제1노즐(30)에 대하여 어느 한쪽으로 기울어진 상태가 된다. 그리고 제2노즐(40)이 제1노즐(30)에 대하여 어느 한쪽으로 기울어진 상태이면, 안착부(510) 및 받침 부재(542)도 제2노즐(40)과 같이 기울어진 상태가 된다.

이 같은 상태에서 복수의 접촉 부재(541)는 높이가 서로 다르다. 따라서, 안착부(510)가 제2노즐(40)을 제1노즐(30)쪽으로 이동시키는 동안, 복수의 접촉 부재(541)가 동시에 플레이트부(31)에 접촉하지 못하고, 임의의 순서대로 플레이트부(31)에 접촉한다.

이때, 받침 부재(542)가 복수의 접촉 부재(541)를 안착부(510)에 연결시키는 구조기 때문에, 복수의 접촉 부재(541)와 플레이트부(31)가 순차적으로 접촉하면서 발생되는 힘을 받침 부재(542)가 안착부(510)에 전달하며 회전력으로 변환시킬 수 있다.

즉, 안착부(510)가 제1노즐(30)쪽으로 이동하는 중에 플레이트부(31)와 먼저 접촉한 순서대로 접촉 부재(541)가 받침 부재(542)에 하방으로 힘을 가하고, 이 힘이 받침 부재(542)를 통하여 안착부(510)로 전달된다.

이를테면 안착부(510)를 상승시켜, 복수의 접촉 부재(541) 중 일부를 플레이트부(31)에 먼저 접촉시키고, 이어서 나머지를 플레이트부(31)에 접촉시킨다. 플레이트부(31)에 먼저 접촉한 접촉 부재(541)는 받침 부재(542)를 통하여 안착부(510)의 상단에 하방으로 힘을 먼저 가한다. 이후, 플레이트부(31)에 나중에 접촉한 접촉 부재(541)가 받침 부재(542)를 통하여 안착부(510)의 상단에 하방으로 힘을 가한다.

이와 같이, 복수의 접촉 부재(541)는 플레이트부(31)에 순차적으로 접촉하면서, 플레이트부(31)와 접촉한 순서대로 받침 부재(542)를 통하여 안착부(510)의 상단에 힘을 가할 수 있다. 여기서, 복수 위치는 복수의 접촉 부재(541)가 나열된 위치, 즉, 안착부(510)의 둘레 방향의 복수 위치를 의미한다.

받침 부재(542)는 안착부(510)의 상단의 복수 위치에 힘을 하방으로 순차적으로 전달하여, 안착부(510)를 회전시킨다. 이때, 안착부(510)는 결속 부재(523)의 중심을 지나는 좌우 방향 축을 중심으로 회전할 수 있고, 또한, 암 부재(522)의 중심을 지나는 전후 방향 축을 중심으로 회전할 수 있다. 이로부터 받침 부재(542)가 플레이트부(31)에 수평하도록 자세를 조절할 수 있고, 또한, 안착부(510)가 플레이트부(31)에 대하여 수직하도록 자세를 조절할 수 있다. 이후, 모든 접촉 부재(541)가 플레이트부(31)에 접촉하면, 회전이 종료될 수 있다.

이처럼 안착부(510)가 지지부(520)에 회전 가능하게 지지된 상태이므로 받침 부재(542)를 통해 안착부(510)로 순차적으로 전달된 힘이 회전력으로 변환될 수 있다. 즉, 복수의 접촉 부재(541)와 플레이트부(31)의 순차적인 접촉에 의해 받침 부재(542)가 회전력을 발생시키며 회전될 수 있다. 그리고 받침 부재(542)가 회전하면서 안착부(510)를 회전시켜 제1노즐(30)과 제2노즐(40)을 정렬시킬 수 있다.

이때, 안착부(510)의 회전 시에 제1노즐(30)의 중심과 제2노즐(40)의 중심이 상하 방향(Z)으로 일직선에 놓이도록, 안착부(510)가 좌우 방향(Y)으로 이동하고, 암 부재(522)가 전후 방향(X)으로 신축하며, 제1노즐(30)의 중심과 제2노즐(40) 및 안착부(510)의 중심 간의 거리 차이를 보상해줄 수 있다.

더욱 상세하게는, 안착부(510)는 포크 부재(521)내에서 좌우 방향(Y)으로 유동될 수 있다. 예컨대 결속 부재(523)가 포크 부재(521)에 좌우 방향(Y)으로 소정 거리 슬라이드 가능하게 장착되고, 안착부(510)는 결속 부재(523)에 의해 포크 부재(521) 내에서 좌우 방향(Y)으로 유동될 수 있다. 또한, 안착부(510)와 포크 부재(521)는 암 부재(522)를 중심으로 축 회전할 수 있다.

안착부(510)의 중심과 제1노즐(30)의 중심이 좌우 방향(Y)으로 이격된 상태로 안착부(510)가 상승하면, 수직 조절부(540)가 플레이트부(31)에 접촉되면서, 안착부(510)와 포크 부재(521)를 암 부재(522)를 중심으로 회전시킨다. 이때, 회전력의 일부가 안착부(510)를 좌우 방향(Y)으로 미는 힘으로 작용할 수 있다. 이에, 안착부(510)의 중심과 제1노즐(30)의 중심의 이격 거리만큼 안착부(510)를 좌우 방향(Y)으로 이동시킬 수 있다. 따라서, 안착부(510)의 중심을 지나는 상하 방향 축을 제1노즐(30)의 중심을 지나는 상하 방향 축에 일치시킬 수 있다. 안착부(510)의 좌우 이동에 의해 안착부(510)의 축 회전 시 위치 이동이 보상될 수 있다.

또한, 암 부재(522)는 전후 방향(X)으로 소정 거리 신축할 수 있다. 예컨대 암 부재(522)는 안착부(510)의 중심과 제1노즐(30)의 중심의 이격 거리만큼 전후 방향(X)으로 신축될 수 있다.

안착부(510)의 중심과 제1노즐(30)의 중심이 전후 방향(X)으로 이격된 상태로 안착부(510)가 상승하면, 수직 조절부(540)가 플레이트부(31)에 접촉되면서, 안착부(510)를 결속 부재(523)를 중심으로 회전시킨다. 이때, 회전력의 일부가 안착부(510)를 전후 방향(X)으로 미는 힘으로 작용할 수 있다. 이에, 안착부(510)의 중심과 제1노즐(30)의 중심의 이격 거리만큼 암 부재(522)가 전후 방향(X)으로 소정 거리 신축하며 안착부(510)를 이동시킬 수 있다. 따라서, 안착부(510)의 중심을 지나는 상하 방향 축을 제1노즐(30)의 중심을 지나는 상하 방향 축에 일치시킬 수 있다. 이러한 암 부재(522)의 신축에 의해 안착부(510)의 축 회전 시 위치 이동이 보상될 수 있다.

상술한 방식으로 받침 부재(542)가 장착된 안착부(510)가 수직하도록 조절되어 제1노즐(30)과 제2노즐(40)의 상하 방향의 축이 일치될 수 있다. 이에, 제1노즐(30)에 제2노즐(40)이 상하 방향(Z)으로 중심이 정렬되도록 체결될 수 있다.

도 4의 (b)를 참조하면, 제2노즐(40)이 수직하도록 정렬되면, 수직 조절부(540)가 이 상태를 계속 유지시킬 수 있다. 즉, 수직 조절부(540)의 복수의 접촉 부재(541)가 플레이트부(31)와의 접촉을 유지함에 따라, 받침 부재(542)가 플레이트부(31)에 대한 수평을 유지할 수 있고, 받침 부재(542)에 의하여, 안착부(510) 및 제2노즐(40)이 수직하도록 자세가 유지될 수 있다.

한편, 받침 부재(542)는 원호(圓弧) 형상으로 각각 형성되고, 상호 결합되어 링 형상을 형성할 수 있는 복수의 받침 몸체를 구비할 수 있다. 복수의 받침 몸체는 제1받침 몸체와 제2받침 몸체를 포함할 수 있다. 제1받침 몸체는 안착부(510)의 제1몸체의 상측 단부에 장착될 수 있고, 제2받침 몸체는 안착부(510)의 제2몸체의 상측 단부에 장착될 수 있다. 안착부(510)의 제1몸체와 제2몸체가 분리되면, 제1받침 몸체와 제2받침 몸체도 분리될 수 있다. 안착부(510)의 제1몸체와 제2몸체가 결합하면, 제1받침 몸체와 제2받침 몸체가 링 형상으로 결합할 수 있다.

복수의 탄성 부재(542)는 복수의 접촉 부재(541)와 각각 일렬 연결되고, 복수의 접촉 부재(541)와 받침 부재(542)를 상호 연결시킬 수 있다. 복수의 탄성 부재(542)는 복수의 접촉 부재(541)가 플레이트부(31)에 접촉할 때, 충격을 줄여주는 역할을 한다. 또한, 탄성 부재(542)가 수축되는 만큼 제2노즐(40)이 제1노즐(30)에 기밀하게 밀착될 수 있다.

스토퍼부(550)는 제2노즐(40)의 입구부(40a)가 안착된 안착부(510)의 내주면 및 제2노즐(40)의 입구부(40a)의 외주면에 각기 구비되어 서로 결합될 수 있다. 그리고 스토퍼부(550)는 제2노즐(40)이 안착부(510)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.

도 3을 참조하면, 스토퍼부(550)는 오목홈(551) 및 돌기(552)를 포함할 수 있다. 오목홈(551)은 제2노즐(40)의 입구부의 외주면 또는 안착부(510)의 내주면에 오목하게 형성될 수 있다. 구체적으로, 오목홈(551)은 안착부(510)의 내주면에 오목하게 형성될 수 있다. 물론, 오목홈(551)은 제2노즐(40)의 입구부(40a)의 외주면에 오목하게 형성될 수도 있다. 오목홈(551)은 안착부(510)의 내주면의 상하 방향(Z)의 양측 가장자리 중 제1노즐측 가장자리에서 제2노즐(40)의 연장 방향 예컨대 상하 방향(Z)으로 연장되는 입구 부분(551a) 및 입구 부분(551a)에서 굴절되어 안착부(510)의 내주면의 둘레 방향으로 연장되는 굴절 부분(551b)을 포함할 수 있다.

돌기(552)는 오목홈(551)에 삽입될 수 있도록 안착부(510)의 내주면 또는 제2노즐(40)의 입구부의 외주면에 볼록하게 형성될 수 있다. 이때, 돌기(552)는 오목홈(551)에 삽입될 수 있도록 제2노즐(40)의 입구부의 외주면에 형성될 수 있다. 물론, 돌기(552)는 안착부(510)의 내주면에 형성될 수도 있다.

돌기(552)는 오목홈(551)의 입구 부분(551a)을 통과하여 굴절 부분(551b)에 수용될 수 있다. 제2노즐(40)이 안착부(510)를 관통하도록 삽입될 때, 돌기(552)가 오목홈(551)의 입구 부분(551a)을 통과하고, 이후, 제2노즐(40)이 상하 방향 축을 중심으로 축 회전하면, 이에, 돌기(552)가 오목홈(551)의 입구 부분(551a)에서 굴절 부분(552)으로 이동하여, 굴절 부분(552)에 수용될 수 있다.

오목홈(551)과 돌기(552)의 결합에 의해 제2노즐(40)과 안착부(510)의 상하 방향(Z)의 분리가 방지될 수 있다. 이에, 제2노즐(40)과 안착부(510)의 분리 시에 발생할 수 있는 제2노즐(40)의 유동 혹은 진동이 원천 방지될 수 있다.

오목홈(551)과 돌기(552)는 적어도 한 쌍 이상 구비되며, 실시 예에서는 네 개의 쌍의 오목홈(551)과 돌기(552)를 예시한다. 이때, 오목홈(551)과 돌기(552)는 각각 안착부(510)의 내주면의 둘레 방향 및 제2노즐(40)의 입구부의 외주면의 둘레 방향으로 나열될 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리 방법을 설명한다.

본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리 방법은, 용융물(M)이 수용된 제1용기(10)를 제2용기(60)의 상측에 마련하는 과정, 제1용기(10)의 하부에 구비된 제1노즐(30)쪽으로 제2노즐(40)이 안착된 안착부(510)를 이동시켜, 제1노즐(30)에 제2노즐(40)을 체결하는 과정, 제1노즐(30) 및 제2노즐(40)을 통하여 제1용기(10)의 용융물(M)을 제2용기(60)로 주입하는 과정을 포함한다.

이때, 제1노즐(30)에 제2노즐(40)을 체결하는 과정은, 안착부(510)의 이동에 의해 안착부(510)를 회전시켜서 제1노즐(30)을 기준으로 제2노즐(40)을 정렬시키는 과정을 포함할 수 있다. 이 과정에서, 제2노즐(40)이 지지된 플레이트부(31)에 접촉 가능한 수직 조절부(540)를 사용하여 안착부(510)의 이동을 회전으로 변환시켜 안착부(510)를 회전시킬 수 있다. 이에, 제1노즐(30)을 기준으로 하여 제2노즐(40)을 정렬시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 용융물 처리 방법은, 제2용기(60)의 용융물(M)을 이용하여 주편을 주조하는 과정을 더 포함할 수도 있다.

우선, 용융물(M)이 수용된 제1용기(10)를 터렛 장치(20)에 안착시키고, 터렛 장치(20)를 상하 방향 축을 중심으로 축 회전시켜, 제1용기(10)를 제2용기(60)의 상측에 마련한다. 이때, 제1용기(10)의 하부에 제1노즐(30)이 구비될 수 있다.

이후, 제1노즐(30)에 제2노즐(40)을 체결한다. 이때, 제1노즐(30)을 기준으로 제2노즐(40)이 정렬시킨다. 즉, 제2노즐(40)이 수직이 되도록 안착부(510)를 회전시킨다. 이때, 안착부(510)의 이동을 회전으로 변환시켜 안착부(510)를 회전시킬 수 있다.

이를 위하여, 안착부(510)의 이동에 의해 안착부(510)를 회전시켜서 제1노즐(30)에 제2노즐(40)을 정렬시킬 수 있다. 더욱 구체적으로, 제2노즐(40)이 안착된 안착부(510)를 제1노즐(30)의 하측에 위치시키고, 지지부(520)로 안착부(510)를 이동시켜, 제2노즐(40)의 입구부(40a)와 제1노즐(30)의 출구부를 연결시킨다. 이때, 제1노즐(30)의 중심과 제2노즐(40)의 중심이 상하 방향(Z)으로 일직선상에 놓이지 않을 경우, 제2노즐(40)의 입구부(40a)와 제1노즐(30)의 출구부의 접촉 시에 제2노즐(40) 및 안착부(510)가 기울어진 상태가 될 수 있다. 이러한 상태에서 안착부(510)와 연계된 수직 조절부(540)를 매개로 하여, 안착부(510)의 이동을 회전으로 변환시킨다.

즉, 도 4의 (a)와 같이, 지지부(520)로 안착부(510)를 계속 이동시켜, 플레이트부(31)의 복수 위치에 복수의 조절 부재(541)를 순차적으로 접촉시킨다. 이를테면, 암 부재(522)를 이용하여 안착부(510)를 플레이트부(31)쪽으로 이동시켜, 복수의 접촉 부재(541) 중 일부를 플레이트부(31)에 접촉시킨 후, 나머지의 접촉 부재(541)가 플레이트부(31)에 모두 접촉할 때까지, 암 부재(522)를 이용하여 안착부(510)를 플레이트부(31)쪽으로 계속 이동시키며 복수의 접촉 부재(541)의 나머지도 플레이트부(31)에 접촉시킨다.

이러한 과정 중에, 받침 부재(542)를 통하여, 플레이트부(31)의 복수 위치에 복수의 접촉 부재(541)가 순차적으로 접촉하면서 발생되는 힘을 안착부(510)에 전달하며 회전력으로 변환시킨다. 즉, 플레이트부(31)와의 접촉에 의해 복수의 접촉 부재(541)에 하방으로 작용하는 힘을 받침 부재(542)가 회전력으로 변환시켜 안착부(510)에 제공한다. 그리고 받침 부재(542)가 제공하는 회전력으로 안착부(510)를 회전시켜 제1노즐(30)과 제2노즐(40)을 정렬시킨다.

이후, 도 4의 (b)와 같이, 받침 부재(542)가 플레이트부(31)의 하면과 수평을 이루게 되면 복수의 접촉 부재(541)가 동일 높이에 배치되면서 플레이트부(310)에 빠짐없이 접촉할 수 있다. 이에, 받침 부재(542)에 균일하게 힘이 가해짐에 따라, 받침 부재(542) 및 안착부(510)의 회전이 정지될 수 있다.

상술한 바와 같이, 복수의 접촉 부재(541)가 모두 플레이트부(31)에 접촉할 때까지 안착부(510)를 플레이트부(31)쪽으로 계속 이동시켜 플레이트부(31)의 하면에 받침 부재(542)가 수평하게 되도록 한다. 이러한 과정으로, 안착부(510)를 회전시켜, 안착부(510)의 중심을 지나는 상하 방향 축을 제1노즐(30)에 정렬시키며 수직하도록 조절하고, 제2노즐(40)을 제1노즐(30)에 상하로 정렬시킨다.

이러한 정렬 과정 중에, 복수의 접촉 부재(541)와 플레이트부(31)의 접촉을 이용하여, 안착부(510)를 포크 부재(521) 내에서 좌우 방향(Y)으로 이동시키고, 암 부재(522)를 전후 방향(X)으로 신축시켜, 안착부(510) 및 제2노즐(40)의 중심의 위치 이동을 보상할 수 있다.

제1노즐(30)과 제2노즐(40)의 정렬이 완료된 후, 수직 조절부(540)를 이용하여, 제1노즐(30)과 제2노즐(40)의 정렬 상태를 유지할 수 있다. 더욱 구체적으로, 복수의 접촉 부재(541)가 플레이트부(31)에 접촉하면서 하방으로 힘을 받아서 받침 부재(542)에 고르게 전달하고, 받침 부재(542)는 이 힘을 이용하여 플레이트부(31)에 대한 받침 부재(542) 및 안착부(510)의 수평을 유지하고, 제1노즐(30)과 제2노즐(40)의 정렬 상태를 계속 유지할 수 있다.

이후, 복수의 접촉 부재(541)가 플레이트부(31)에 모두 접촉하는 것을 암 부재(522), 포그 부재(521), 받침 부재(542), 접촉 부재(541) 또는 안착부(510) 등에 구비되는 광학 센서(미도시)나 접촉 센서(미도시) 등을 이용하여 감지한다.

안착부(510)를 제1노즐(30)의 하측에 위치시키는 과정 중에, 안착부(510)와 제2노즐(40) 사이에 구비된 스토퍼부(550)를 이용하여, 제2노즐(40)의 유동을 방지한다. 즉, 스토퍼부(550)로 안착부(510)와 제2노즐(40)의 상대 이동을 방지시켜서, 안착부(510) 내에서 제2노즐(40)이 움직이는 것을 방지한다.

이후, 제1노즐(30) 및 제2노즐(40)을 통하여 제1용기(10)의 용융물을 제2용기(60)로 주입한다. 이때, 수직 조절부(540) 및 스토퍼부(550)를 이용하여, 제2노즐(40)의 흔들림을 방지할 수 있다. 이후, 제3노즐(70)을 통하여 제2용기(60)의 용융물을 주형(80)에 주입하여 주편을 주조하고, 주조되는 주편을 핀치롤(90)로 인발시킨다.

제2용기(60)의 용융물을 이용하여 주편을 주조하는 과정에서, 제1용기(10)의 용융물의 높이가 소정 높이 이하가 되면, 제1용기(10)의 토출구를 차단하여 용융물의 주입을 종료하고, 안착부(510)를 하강시켜 제1노즐(30)과 제2노즐(40)을 분리시킨다.

이때, 안착부(510)의 하강이 원활하도록, 수직 조절부(540)에 구비된 복수의 탄성 부재(543)를 이용하여 받침 부재(542)에 하방으로 힘을 가하여 안착부(510)의 움직임을 보조할 수 있다.

또한, 스토퍼부(550)를 이용하여 제2노즐(40)의 탈락을 방지한다. 즉, 스토퍼부(550)로 제2노즐(40)을 안착부(510)의 내주면에 고정시켜서, 제1노즐(30)과 제2노즐(40)을 분리시킬 때, 제2노즐(40)이 제1노즐(30)에 딸려 올라가는 것을 방지할 수 있다. 이에, 제2노즐(40)이 안착부(510)에서 상방으로 이격되며 탈락하는 것을 방지할 수 있다.

이후, 새로운 용융물(M)이 담긴 제1용기를 제2용기(60) 상측에 위치시키도록 제1용기(10)를 교체하고, 교체된 제1용기의 하부에 구비된 제1노즐에 제2노즐(40)을 체결한다. 이후, 용융물(M)을 제2용기(60)에 공급한다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 제1노즐(30) 예컨대 콜렉트 노즐과 제2노즐(40) 예컨대 쉬라우드 노즐을 체결시킬 때, 수직 조절부(540)를 이용하여 안착부(510)와 플레이트부(31)를 수평하게 함으로써, 쉬라우드 노즐을 기울어짐 없이 수직하도록 정렬시켜 콜렉트 노즐에 체결시킬 수 있다.

또한, 콜렉트 노즐과 쉬라우드 노즐의 분리 시, 스토퍼부(550)를 이용하여, 쉬라우드 노즐의 상단부를 안착부(510)에 견고하게 고정시킬 수 있다. 이에, 쉬라우드 노즐이 콜렉트 노즐에 딸려 올라가는 것을 방지할 수 있다. 즉, 콜렉트 노즐에서 쉬라우드 노즐을 유동 없이 분리시킬 수 있다.

이로부터, 주조 공정 중 제1용기(10) 예컨대 래들을 교체할 때 노즐 수직도가 정상이 되도록 하고, 이 상태를 계속하여 안정적으로 유지할 수 있고, 이에 따라, 래들에서 제2용기(60) 예컨대 턴디시로의 용융물(M) 예컨대 용강의 흐름을 안정화시킬 수 있다. 즉, 주조 공정의 공정 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 상기 실시 예는 본 발명의 설명을 위한 것이고, 본 발명의 제한을 위한 것이 아니다. 본 발명의 상기 실시 예에 개시된 구성과 방식은 서로 결합하거나 교차하여 다양한 형태로 변형될 것이고, 이 같은 변형 예들도 본 발명의 범주로 볼 수 있음을 주지해야 한다. 즉, 본 발명은 청구범위 및 이와 균등한 기술적 사상의 범위 내에서 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 본 발명이 해당하는 기술 분야에서의 업자는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

10: 제1용기 30: 제1노즐
40: 제2노즐 500: 노즐 체결 장치
510: 안착부 520: 지지부
530: 작동부 540: 수직 조절부
550: 스토퍼부 60: 제2용기
80: 주형 M: 용융물

Claims (13)

1. 제1노즐에 제2노즐을 체결시킬 수 있는 노즐 체결 장치로서,
   상기 제2노즐이 안착될 수 있는 안착부;
   상기 안착부와 연결되고, 상기 안착부를 상기 제1노즐쪽으로 이동시킬 수 있는 지지부; 및
   상기 안착부에 설치되고, 상기 안착부의 이동을 회전으로 변환시킬 수 있는 수직 조절부;를 포함하고,
   상기 수직 조절부가 상기 안착부를 회전시켜, 상기 제1노즐을 기준으로 상기 제2노즐을 정렬시킬 수 있는 노즐 체결 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 수직 조절부는,
   상기 제1노즐의 외측을 둘러 배치되며, 상기 안착부의 이동에 의해 상기 제1노즐이 지지된 플레이트부와 접촉할 수 있는 복수의 접촉 부재; 및
   상기 복수의 접촉 부재를 상기 안착부에 연결시키고, 상기 복수의 접촉 부재와 상기 플레이트부가 순차적으로 접촉하면서 발생되는 힘을 상기 안착부에 전달하며 회전력으로 변환시키는 받침 부재;를 포함하고,
   상기 받침 부재가 상기 회전력으로 상기 안착부를 회전시켜, 상기 제1노즐과 상기 제2노즐을 정렬시킬 수 있는 노즐 체결 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 복수의 접촉 부재는 상기 제1노즐이 연장된 방향으로 연장되고, 각각이 같은 길이로 연장되며, 상기 받침 부재에 지지되는 노즐 체결 장치.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 받침 부재는 상기 제1노즐의 외측을 둘러 연장되고, 상기 플레이트부와 마주보고, 상기 안착부에 접촉되고, 상기 복수의 접촉 부재를 연결시키며,
   상기 안착부는 상기 지지부에 회전 및 이동 가능하게 지지되는 노즐 체결 장치.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 수직 조절부는,
   상기 복수의 접촉 부재들과 각각 일렬로 연결되고, 상기 복수의 접촉 부재와 상기 받침 부재를 연결시키는 복수의 탄성 부재;를 더 포함하는 노즐 체결 장치.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2노즐의 입구부의 외주면 및 상기 제2노즐의 입구부가 안착되는 상기 안착부의 내주면에 각기 구비되며 서로 결합되는 스토퍼부;를 더 포함하는 노즐 체결 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 스토퍼부는,
   상기 제2노즐의 입구부의 외주면 또는 상기 안착부의 내주면에 오목하게 형성되는 오목홈;
   상기 오목홈에 삽입될 수 있도록 상기 안착부의 내주면 또는 상기 제2노즐의 입구부의 외주면에 볼록하게 형성되는 돌기;를 포함하고,
   상기 오목홈과 상기 돌기의 결합에 의해 상기 제2노즐과 상기 안착부의 분리가 방지되는 노즐 체결 장치.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 오목홈은,
   상기 안착부의 내주면의 양측 가장자리 중 제1노즐측 가장자리에서 상기 제2노즐의 연장 방향으로 연장되는 입구 부분; 및
   상기 입구 부분에서 굴절되어 상기 안착부의 내주면의 둘레 방향으로 연장되는 굴절 부분;을 포함하고,
   상기 돌기는 상기 입구 부분을 통과하여 상기 굴절 부분에 수용되는 노즐 체결 장치.
9. 용융물이 수용된 제1용기를 제2용기의 상측에 마련하는 과정;
   상기 제1용기의 하부에 구비된 제1노즐쪽으로 제2노즐이 안착된 안착부를 이동시켜, 상기 제1노즐에 상기 제2노즐을 체결하는 과정;
   상기 제1노즐 및 상기 제2노즐을 통하여 상기 제1용기의 용융물을 상기 제2용기로 주입하는 과정;을 포함하고,
   상기 제2노즐을 체결하는 과정은,
   상기 안착부를 상기 제1노즐의 하측에 위치시키는 과정;
   상기 안착부를 이동시켜, 상기 제2노즐의 입구부와 상기 제1노즐의 출구부를 연결시키는 과정;
   상기 안착부와 연계된 수직 조절부를 매개로 하여, 상기 안착부의 이동을 회전으로 변환시키는 과정;
   상기 제1노즐을 기준으로 상기 제2노즐을 정렬시키는 과정;을 포함하는 용융물 처리 방법.
10. 삭제
11. 청구항 9에 있어서,
    상기 안착부의 이동을 회전으로 변환시키는 과정은,
    상기 제1노즐이 지지된 플레이트부의 복수 위치에 상기 수직 조절부를 순차적으로 접촉시키는 과정;
    상기 플레이트부의 복수 위치에 상기 수직 조절부가 순차적으로 접촉하면서 발생되는 힘을 상기 안착부에 전달하며 회전력으로 변환시키는 과정;
    상기 회전력으로 상기 안착부를 회전시켜 상기 제1노즐과 상기 제2노즐을 정렬시키는 과정;을 포함하는 용융물 처리 방법.
12. 청구항 9에 있어서,
    상기 안착부를 제1노즐의 하측에 위치시키는 과정 중에,
    상기 안착부와 상기 제2노즐 사이에 구비된 스토퍼부를 이용하여 상기 제2노즐의 유동을 방지하는 과정;을 포함하는 용융물 처리 방법.
13. 청구항 9에 있어서,
    상기 용융물을 제2용기로 주입하는 과정 이후에,
    상기 제1노즐과 상기 제2노즐을 분리시키는 과정;
    상기 안착부와 상기 제2노즐 사이에 구비된 스토퍼부를 이용하여 상기 제2노즐의 탈락을 방지하는 과정;
    상기 제1용기를 교체하는 과정;
    교체된 제1용기의 하부에 구비된 제1노즐에 상기 제2노즐을 체결하는 과정;을 포함하는 용융물 처리 방법.

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