KR102628718B1 - 용탕 불순물 제거장치 - Google Patents

Abstract

용탕이 이동하는 경로를 제어하여 용탕에 포함된 불순물을 용이하게 제거할 수 있는 용탕 불순물 제거장치를 개시한다.
용탕 불순물 제거장치는 용탕이 수용 가능한 수용공간과 수용공간으로 용탕이 유입되기 위한 유입통로와 수용공간의 용탕이 배출되기 위한 배출통로를 가지는 몸체유닛, 몸체유닛의 상부에 결합되며 수용공간에 수용된 용탕에 침지된 상태에서 수용공간에 수용된 용탕에 불활성 가스를 주입하여 용탕에 포함된 불순물을 용탕으로부터 분리시키기 위한 제거유닛, 몸체유닛에 설치되고 수용공간에서 용탕이 이동하는 경로에 배치되어 용탕으로부터 분리된 불순물을 체류시키기 위한 격벽유닛을 포함한다. 격벽유닛은 용탕이 이동하는 경로의 일부를 차단하여 용탕의 이동하는 거리를 증가시킬 수 있도록 적어도 일부가 몸체유닛의 상측 내벽체로부터 이격되도록 몸체유닛의 하측 내벽체에 설치되고 나머지 일부가 체유닛의 하측 내벽체로부터 이격되도록 몸체유닛의 상측 내벽체에 설치되도록 구성된다.

Description

용탕 불순물 제거장치{Molten metal impurity removal device}

본 발명은 용탕 불순물 제거장치에 관한 것으로, 용탕에 포함된 불순물을 용이하게 제거할 수 있는 용탕 불순물 제거장치에 관한 것이다.

일반적으로, 용탕을 준비하여 주조 공정을 진행할 때에는 예컨데 고상의 알루미늄을 용해로에서 용해한 후, 스토퍼, 런너 또는 래들 등의 방법을 이용하여 보온로로 이송한다.

이러한 다량의 용탕은 보온로에서 보관되며, 보온로에서 직접적으로 주조가 진행되는 파트에 있는 턴디시에 필요한 만큼의 용강을 공급하게 된다.

한편, 다량의 용탕을 장시간 보관하게 되는 보온로(Holding Furnace)로 용탕이 공급되기 전 불순물 제거장치에서는 용탕에 불활성 가스를 공급하여 용탕에 포함된 불순물을 용탕으로부터 분리시키는 과정이 진행된다. 종래의 불순물 제거장치는 수용된 용탕에 불활성 가스를 분사하고, 분사된 불활성 가스가 용탕에 포함된 불순물들(예컨데, 슬래그 혹은 가스 ) 등을 분리시키고, 분리된 불순물들이 용탕의 상면에 부유하면 작업자가 도구로 불순물들을 제거하였다.

하지만, 종래의 불순물 제거장치는 분사되는 가스에 의해 용탕으로부터 불순물들이 용이하게 분리되지 못하는 문제가 있다. 또한, 종래의 불순물 제거장치는 용탕으로부터 불순물이 분리된 후, 다시 공기와 접촉되며 재산화되고, 재산화시 개재물이 발생되는 문제가 있다. 이에, 이와 같은 문제가 해결된 불순물 제거장치가 필요한 실정이다.

JP 2009-019262 A

본 발명은 용탕이 이동하는 경로를 제어하여 용탕에 포함된 불순물을 용이하게 제거할 수 있는 용탕 불순물 제거장치를 제공한다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 용탕 불순물 제거장치는 용탕이 수용 가능한 수용공간과, 상기 수용공간으로 용탕이 유입되기 위한 유입통로와, 상기 수용공간의 용탕이 배출되기 위한 배출통로를 가지는 몸체유닛; 상기 몸체유닛의 상부에 결합되며, 상기 수용공간에 수용된 용탕에 침지된 상태에서, 상기 수용공간에 수용된 용탕에 불활성 가스를 주입하여 용탕에 포함된 불순물을 용탕으로부터 분리시키기 위한 제거유닛; 상기 몸체유닛에 설치되고, 상기 수용공간에서 용탕이 이동하는 경로에 배치되어 용탕으로부터 분리된 불순물을 체류시키기 위한 격벽유닛;을 포함하고, 상기 격벽유닛은, 용탕이 이동하는 경로의 일부를 차단하여 용탕의 이동하는 거리를 증가시킬 수 있도록 적어도 일부가 상기 몸체유닛의 상측 내벽체로부터 이격되도록 상기 몸체유닛의 하측 내벽체에 설치되고, 나머지 일부가 상기 몸체유닛의 하측 내벽체로부터 이격되도록 상기 몸체유닛의 상측 내벽체에 설치되도록 구성된다.

상기 격벽유닛은, 상기 경로의 상측영역을 차단하도록 상기 몸체유닛에 설치되는 제1 격벽부; 상기 제1 격벽부보다 상기 배출통로에 인접하게 배치되고, 상기 경로의 상측영역을 차단하도록 상기 몸체유닛에 설치되는 제2 격벽부; 상기 제1 격벽부와 상기 제2 격벽부의 사이에 배치되고, 상기 경로의 하측영역을 차단하도록 상기 몸체유닛에 설치되는 제3 격벽부;를 포함하고, 상기 제3 격벽부는, 그 상단부가 상기 제1 격벽부의 하단부와 상기 제2 격벽부의 하단부보다 상대적으로 더 상측에 위치하고, 상기 제3 격벽부는, 상기 제1 격벽부와의 사이 간격이 상기 제2 격벽부와의 사이 간격보다 길게 형성되고, 상기 제3 격벽부는, 상기 몸체유닛의 내벽체에 설치되고, 상하방향을 따라 연장되는 제3-1 격벽플레이트; 상기 제3-1 격벽플레이트와 수평하게 배치되거나 또는 상기 제3-1 격벽플레이트에 대하여 상향 경사지게 배치될 수 있도록, 상기 제3-1 격벽플레이트에 틸팅 회전 가능하게 결합되는 제3-2 격벽플레이트; 및 상기 제3-2 격벽플레이트를 회전시킬 수 있도록, 상기 제3-2 격벽플레이트에 연결되며, 상기 제3-1 격벽플레이트에 설치되는 제3 격벽부구동체;를 포함하고, 상기 용탕 불순물 제거장치는, 상기 몸체유닛의 내부에 설치되고 용탕으로부터 분리된 불순물 중 가스를 배출시킬 수 있도록, 상기 제1 격벽부와 상기 제2 격벽부의 상측에 형성된 가스체류공간과 연결되는 배출유닛; 및 상기 제2 격벽부와 상기 제3 격벽부 사이를 통과하는 용탕을 교반시킬 수 있도록, 상기 제2 격벽부와 상기 제3 격벽부에 각각 설치되는 교반유닛;을 더 포함하고, 상기 교반유닛은, 상기 제3 격벽부를 마주보는 상기 제2 격벽부의 일면에 설치되고, 불활성 가스를 분사 가능한 제1 분사부; 상기 제2 격벽부를 마주보는 상기 제3 격벽부의 일면에 설치되고, 불활성 가스를 분사 가능한 제2 분사부;를 포함하고, 상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부는, 그 내부에 불활성 가스가 유입되는 위치에서 불활성 가스가 분사되는 위치를 따라 불활성 가스가 이동하는 경로의 내경이 점차 작게 형성된다.

상기 제1 격벽부는, 상기 몸체유닛의 내벽체에 설치되고, 그 하면이 내측으로 함몰된 제1-1 격벽플레이트; 상기 제1-1 격벽플레이트의 함몰된 내부에 인입될 수 있도록, 상기 제1-1 격벽플레이트에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 제1-2 격벽플레이트; 상기 제1-2 격벽플레이트의 함몰된 내부에 인입될 수 있도록, 상기 제1-2 격벽플레이트에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 제1-3격벽플레이트;를 포함하고, 상기 제2 격벽부는, 상기 몸체유닛의 내벽체에 설치되고, 그 하면이 내측으로 함몰된 제2-1 격벽플레이트; 상기 제2-1 격벽플레이트의 함몰된 내부에 인입될 수 있도록, 상기 제2-1 격벽플레이트에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 제2-2 격벽플레이트; 상기 제2-2 격벽플레이트의 함몰된 내부에 인입될 수 있도록, 상기 제2-2 격벽플레이트에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 제2-3격벽플레이트;를 포함하고, 상기 용탕 불순물 제거장치는, 상기 몸체유닛의 수용공간으로 인입되는 용탕의 양을 측정하여, 상기 제1-1 격벽플레이트와 상기 제1-2 격벽플레이트와 상기 제1-3 격벽플레이트 및 상기 제2-1 격벽플레이트와 상기 제2-2 격벽플레이트와 상기 제2-3 격벽플레이트가 서로 슬라이딩되며 상하방향을 따라 연장되는 길이를 조절하는 제어유닛;을 더 포함하고, 상기 제3-1 격벽플레이트는, 상하방향을 따라 그 길이가 가변될 수 있도록, 텔레스코픽 구조로 형성되고, 상기 제3-2 격벽플레이트는, 그 일측면에는 전류를 인가받아 선택적으로 자성을 띌 수 있는 전자석부재가 설치되고, 상기 제어유닛은, 상기 수용공간 내에서 용탕의 높이를 센싱하고, 센싱된 결과에 따라 상기 제2-2 격벽플레이트의 틸팅되는 각도가 변형될 수 있도록 상기 제3 격벽부구동체의 동작을 제어하고, 상기 격벽유닛은, 복수개로 마련되며, 복수의 상기 격벽유닛은, 상기 몸체유닛에서 용탕의 이동경로를 따라 이격 배치된다.

상기 제거유닛은, 상기 몸체유닛에 상하방향을 따라 이동 가능하게 설치되며, 상기 수용공간에 수용된 용탕에 침지되어 용탕으로 불활성 가스를 분사하기 위한 불활성 가스 분사부; 상기 몸체유닛에 설치되고, 상기 불활성 가스 분사부에 결합되며, 상하방향을 따라 이동 가능한 이동부; 및 불순물이 분리된 용탕이 재산화되는 것을 차단할 수 있도록, 상기 가스체류공간에 질소 가스를 공급하기 위해 상기 몸체유닛에 설치되는 질소 가스 공급부;를 포함하고, 상기 불활성 가스 분사부는, 불활성 가스가 경유하는 통로에 형성되어, 상기 통로에 질소 가스를 유입시키기 위한 흡입부; 상기 흡입부의 상부에 배치되어 불활성 가스를 수용하기 위한 저장부; 및 상기 흡입부의 하부에 배치되어 불활성 가스와 질소 가스가 혼합되는 영역인 혼합부; 상하방향으로 연장 형성되며, 상기 분사부의 외부와 상기 통로 사이를 차단하는 벽체부; 상기 혼합부의 하부에서 연장 형성되고, 불활성 가스와 질소 가스를 상기 수용공간에 수용된 용탕에 분사 배출하기 위한 배출부;를 포함하고, 상기 저장부는, 그 폭의 길이가 상기 흡입부 쪽으로 갈수록 점차 좁아지도록 형성되고, 상기 저장부는, 그 끝단에 상기 혼합부로 불활성 가스를 배출하기 위한 배출구가 형성되고, 상기 흡입부는, 상기 벽체부를 관통하며 형성되어 상기 외부와 상기 통로를 연통시키며, 상기 배출구는, 불활성 가스가 인입되는 인입단과, 상기 인입단과 대향하는 배출단을 포함하고, 상기 인입단에서 상기 배출단으로 갈수록 넓어지도록 형성되고, 상기 혼합부는, 그 폭이 상기 배출부 쪽으로 갈수록 좁아지도록 형성되고, 상기 배출부는, 그 끝단이 하부로 갈수록 넓어지도록 형성되고, 상기 흡입부는, 상기 벽체부의 내부 방향으로 경사지게 형성되고, 상기 흡입부는, 상기 분사부가 상기 수용공간에 수용된 용탕에 침지된 경우, 용탕의 탕면 상부에 배치된다.

상기 제거유닛은, 상기 몸체유닛에 상하방향을 따라 이동 가능하게 설치되며, 상기 수용공간에 수용된 용탕에 침지되어 용탕으로 불활성 가스를 분사하기 위한 불활성 가스 분사부; 및 상기 몸체유닛에 설치되고, 상기 불활성 가스 분사부에 결합되며, 상하방향을 따라 이동 가능한 이동부;를 포함하고, 상기 불활성 가스 분사부는, 상하방향으로 연장 형성된 바디; 상하방향으로 연장 형성되어, 상기 바디의 내측에 설치되며, 내부로 불활성 가스가 통과하는 불활성 가스 투입로; 및 각각의 일단이 상기 불활성 가스 투입로의 하부에 연결되어 상기 불활성 가스 투입로와 상호 연통되고, 상기 불활성 가스 투입로로부터 외측 방향으로 절곡되며, 하향 경사진 복수의 노즐;을 포함하고, 상기 복수의 노즐은, 제1 길이를 가지는 복수의 제1 노즐과, 상기 제1 노즐에 비해 짧은 제2 길이를 가지는 복수의 제2 노즐을 포함하고, 상기 제1 노즐과 제2 노즐은, 서로 교대로 배치되며, 상기 복수의 노즐은, 상기 불활성 가스 투입로의 하부에서 방사형으로 나열 배치되고, 상기 제1 노즐과 상기 제2 노즐은, 불활성 가스가 유입되는 위치에서 불활성 가스가 배출되는 위치를 향하여 그 내경이 점차 감소하도록 형성된다.

본 발명에 따르면, 몸체유닛에 수용되어 이동하는 용탕 내 함유된 불순물(예컨데, 슬래그 및 가스)를 용이하게 제거할 수 있다. 이에, 용탕으로 제조되는 제품의 품질을 저하시키는 슬래그 및 가스 성분도 제거할 수 있다. 즉, 용탕의 청정성을 향상시켜, 용탕으로 제조하는 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용탕 불순물 제거장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제거유닛과, 격벽유닛과, 교반유닛 및 제어유닛의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 격벽유닛을 통해 불순물이 배재되는 모습을 도시한 도면이다.
도 4는 교반유닛을 통해 불활성 가스를 추가적으로 불어넣는 모습을 도시한 도면이다.
도 5는 제3 격벽부구동체를 통해 제3-2 격벽플레이트를 틸팅시키는 모습을 도시한 도면이다.
도 6은 일예에 따른 불활성 가스 분사부의 구조를 도시한 도면이다.
도 7은 일예에 따른 불활성 가스 분사부의 구조를 구체적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 변형예에 따른 불활성 가스 분사부의 구조를 확대한 도면이다.
도 9는 변형예에 따른 불활성 가스 분사부의 노즐의 바디와 불활성 가스 투입로와 노즐의 구조를 도시한 도면이다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 용탕 불순물 제거장치의 구조를 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제거유닛과, 격벽유닛과, 교반유닛 및 제어유닛의 구조를 도시한 도면이고, 도 3은 격벽유닛을 통해 불순물이 배재되는 모습을 도시한 도면이고, 도 4는 교반유닛을 통해 불활성 가스를 추가적으로 불어넣는 모습을 도시한 도면이고, 도 5는 제3 격벽부구동체를 통해 제3-2 격벽플레이트를 틸팅시키는 모습을 도시한 도면이고, 도 6은 일예에 따른 불활성 가스 분사부의 구조를 도시한 도면이고, 도 7은 일예에 따른 불활성 가스 분사부의 구조를 구체적으로 도시한 단면도이고, 도 8은 변형예에 따른 불활성 가스 분사부의 구조를 확대한 도면이고, 도 9는 변형예에 따른 불활성 가스 분사부의 노즐의 바디와 불활성 가스 투입로와 노즐의 구조를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 용탕 불순물 제거장치(100)의 구조에 관하여 설명한다.

본 발명의 실시예에 따른 용탕 불순물 제거장치(100)는 용탕(M)이 수용 가능한 수용공간(111)과 수용공간(111)으로 용탕(M)이 유입되기 위한 유입통로(112)와 수용공간(111)의 용탕(M)이 배출되기 위한 배출통로(113)를 가지는 몸체유닛(110), 몸체유닛(110)의 상부에 결합되며 수용공간(111)에 수용된 용탕(M)에 침지된 상태에서 수용공간(111)에 수용된 용탕(M)에 불활성 가스를 주입하여 용탕(M)에 포함된 불순물을 용탕으로부터 분리시키기 위한 제거유닛(120), 몸체유닛(110)에 설치되고 수용공간(111)에서 용탕(M)이 이동하는 경로에 배치되어 용탕(M)으로부터 분리된 불순물을 체류시키기 위한 격벽유닛(130)을 포함한다. 여기서, 격벽유닛(130)은 용탕(M)이 이동하는 경로의 일부를 차단하여 용탕의 이동하는 거리를 증가시킬 수 있도록 적어도 일부(예컨데, 후술되는 제3 격벽부(133))가 몸체유닛(110)의 상측 내벽체로부터 이격되도록 몸체유닛(110)의 하측 내벽체에 설치되고, 나머지 일부(예컨데, 후술되는 제1 격벽부(131) 및 제2 격벽부(132))가 몸체유닛(110)의 하측 내벽체로부터 이격되도록 몸체유닛(110)의 상측 내벽체에 설치되도록 구성된다. 또한, 용탕 불순물 제거장치(100)는 배출유닛(140), 교반유닛(150) 및 제어유닛(160)을 더 포함한다.

몸체유닛(110)은 내부에 수용공간(111)을 가지며, 이동방향(도 1 참조)을 기준으로 그 일측에 유입통로(112)를 구비하고, 그 타측에 배출통로(113)를 구비한다. 또한, 몸체유닛(110)은 이동방향에 대하여 수평하게 직교하고, 상하방향에 대하여 수직하게 직교하는 폭방향(도 1 참조)를 따라 소정의 폭을 가진다.

한편, 몸체유닛(110)은 수용공간(111) 중 그 상측 일부가 가스체류공간(114)일 수 있다.

몸체유닛(110)은 커버(115)에 의해 수용공간(111)의 상부가 커버될 수 있으며, 상술한 커버(115)에는 후술되는 제거유닛(120)이 결합될 수 있다. 예를 들어, 커버(115)는 구동모듈(미도시)에 의해 상하방향(도 1 참조)으로 이동 가능하게 형성될 수 있다. 또한, 커버(115)에는 제거유닛(120)이 상하방향으로 이동 가능하게 설치될 수도 있다. 한편, 커버(115)에는 제거유닛(120)이 고정 설치되고, 상술한 구동모듈(미도시)의해 커버(115)가 상하방향으로 이동하는 과정에서 제거유닛(120)도 함께 상하방향으로 이동하게 마련될 수 있다.

한편, 몸체유닛(110)은 커버(115)에 형성는 보조커버(미도시)를 포함한다. 작업자는 보조커버를 열어 용탕에 부유하는 불순물들을 제거할 수 있다.

또한, 몸체유닛(110)은 유입통로(112) 및 배출통로(113)을 형성하는 용탕유입구(112a)와 용탕유출구(113a) 및 그 단면이 'ㄱ'자 형상으로 형성되는 컷오프블럭(112b,113b)이 각각 대응되도록 형성된다. 보조배출통로(116)에는 배출통로(113)와 함께 가스 불순물이 배출된다.

제거유닛(120)은 수용공간(111)에 수용된 용탕(M)에 침지된 상태에서, 수용공간(111)에 수용된 용탕(M)에 불활성 가스를 주입하여 용탕(M)에 포함된 불순물을 용탕(M)으로부터 분리시킬 수 있다.

제거유닛(120)은 몸체유닛(110)에 상하방향을 따라 이동 가능하게 설치되며 수용공간(111)에 수용된 용탕(M)에 침지되어 용탕으로 불활성 가스를 분사하기 위한 불활성 가스 분사부(121), 몸체유닛(110)에 설치되고 불활성 가스 분사부(121)에 결합되며 상하방향을 따라 이동 가능한 이동부(122) 및 불순물이 분리된 용탕(M)이 재산화되는 것을 차단할 수 있도록 가스체류공간(114)에 질소 가스를 공급하기 위해 몸체유닛(110)에 설치되는 질소 가스 공급부(미도시)를 포함한다.

이하에서는 도 6 및 도 7을 참조하여 일예에 따른 불활성 가스 분사부(121)의 구조에 관하여 설명한다.

일예에 따른 불활성 가스 분사부(121)는 흡입부(121a), 저장부(121b), 혼합부(121c), 벽체부(121d) 및 배출부(121e)를 포함한다.

흡입부(121a)는 불활성 가스가 경유하는 통로에 형성되어, 통로에 질소 가스를 유입시킬 수 있다.

저장부(121b)는 흡입부(121a)의 상부에 배치되어 불활성 가스를 수용할 수 있다.

혼합부(121c)는 흡입부(121a)의 하부에 배치되어 불활성 가스와 질소 가스가 혼합되게 하는 영역일 수 있다.

벽체부(121d)는 상하방향으로 연장 형성되며, 불활성 가스 분사부(121)의 외부와 통로 사이를 차단할 수 있다.

배출부(121e)는 혼합부(121c)의 하부에서 연장 형성되고, 불활성 가스와 질소 가스를 수용공간(111)에 수용된 용탕에 분사 배출할 수 있다.

한편, 저장부(121b)는 그 폭의 길이가 상기 흡입부 쪽으로 갈수록 점차 좁아지도록 형성될 수 있다.

또한, 저장부(121b)는 그 끝단에 혼합부로 불활성 가스를 배출하기 위한 배출구(121f)가 형성될 수 있다.

흡입부(121a)는 벽체부(121d)를 관통하며 형성되어 외부와 통로를 연통시킬 수 있다.

배출구(121f)는 불활성 가스가 인입되는 인입단과, 인입단과 대향하는 배출단을 포함할 수 있다.

배출구(121f)는 인입단에서 배출단으로 갈수록 넓어지도록 형성될 수 있다.

또한, 혼합부(121c)는 그 폭이 배출부(121e) 쪽으로 갈수록 좁아지도록 형성될 수 있다.

또한, 배출부(121e)는 그 끝단이 하부로 갈수록 넓어지도록 형성된다.

또한, 흡입부(121a)는 벽체부(121d)의 내부 방향으로 경사지게 형성되며 불활성 가스 분사부(121)가 수용공간(111)에 수용된 용탕(M)에 침지된 경우, 용탕(M)의 탕면 상부에 배치될 수 있다.

보다 구체적으로, 불활성 가스 분사부(121)는 상하방향으로 연장 형성되며, 가스 공급기(미도시)로부터 공급되는 불활성 가스가 경유하는 내부 통로가 형성되는 관의 형태로서, 일반적으로 원통형의 형상을 갖고 형성된다. 불활성 가스 분사부(121)는 외부와 통로 사이를 차단하는 벽체부(121d)와, 흡입부(121a)의 상부에 배치되어 불활성 가스를 수용하는 저장부(121b), 흡입부(121a)의 하부에 배치되어 불활성 가스와 질소 가스가 혼합되는 혼합부(121c) 및 혼합부(121c)의 하부에 소정거리 연장 형성되고, 가스를 몸체유닛(110)에 수용된 용탕(M) 내부로 배출하기 위한 배출부(121e)로 형성될 수 있다.

벽체부(121d)는 가스가 경유하는 통로를 외부와 차단하기 위한 것으로서, 내부에는 가스가 경유하는 통로와 가스가 수용되는 저장부(121b)가 형성된다. 이에, 저장부(121b)와 통로를 외부와 차단시킬 수 있다. 또한, 벽체부(121d)에는 고온의 조업 환경으로부터 불활성 가스 분사부(121) 및 노즐을 보호하기 위해 내부에 냉각수가 흐르도록 설계될 수 있다.

저장부(121b)는 흡입부(121a)의 상부로 소정길이 연장 형성되고, 끝단에는 혼합부(121c)로 불활성 가스를 배출하기 위한 배출구(121f)가 형성된다. 저장부(121b)는 가스 공급기로부터 공급된 불활성 가스가 저장되는 공간을 형성하여 불활성 가스를 수용한다. 저장부(121b)의 폭은 흡입부(121a) 쪽으로 갈수록 좁아지도록 형성되어 저장부(121b)에 수용된 불활성 가스가 밀집되어 혼합부(121c)로 이동될 수 있도록 할 수 있다. 이때, 저장부(121b)의 폭이 경사지도록 형성되어 폭이 좁아지는 것으로 나타나 있으나, 저장부(121b)의 폭이 좁아지는 형태에 대해서는 한정하지 않고 다양한 형태로 변경 가능하다. 즉, 저장부(121b)의 폭이 좁아질 때에, 곡선의 형태로 완만하게 좁아지는 경우, 저장부(121b)의 공간을 증가시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 형태에 따른 불활성 가스 분사부(121)에서는 저장부(121b)가 불활성 가스 분사부(121)의 형태와 동일한 원통형의 형상으로 형성되나, 저장부(121b)의 형상은 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 가능하다. 또한, 저장부(121b)의 크기(즉, 불활성 가스를 수용할 수 있는 공간) 또한, 한정되지 않고, 저장부(121b)에 수용된 불활성 가스가 배출구(121f)를 통과할 때에 압력차이에 의해 불활성 가스의 속도에 변화를 줄 수 있을 정도의 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

배출구(121f)는 저장부(121b)의 끝단에 형성되어 혼합부(121c)로 불활성 가스를 배출하기 위한 것으로서, 불활성 가스가 이입되는 인입단과 인입단과 대향하는 배출단을 포함한다. 이때, 배출구(121f)의 인입단에서 배출단으로 갈수록 배출구(121f)의 폭은 넓어지도록 형성된다. 이에, 불활성 가스가 배출구(121f)를 통과할 때에, 음속에 도달할 수 있도록 하고, 불활성 가스 분사부(121) 하부로 배출될 때에는 음속 이상의 속도로 분출될 수 있도록 불활성 가스의 속도를 증가시킬 수 있도록 한다. 한편, 배출구(121f)는 불활성 가스 분사부(121)의 한 지점에만 구비되는 것으로 나타나 있지만, 불활성 가스 분사부(121)의 길이 및 형상에 따라 배출구(121f)가 구비되는 개수는 변경 가능하다.

혼합부(121c)는 흡입부(121a)의 하부에 배치되어 불활성 가스와 질소 가스가 혼합하기 위해 형성된다. 이때, 혼합부(121c)는 저장부(121b)로부터 공급되는 불활성 가스를 수용하고 흡입부(121a)을 통해 유입되는 질소 가스가 혼합할 수 있는 시간을 제공하기 위해, 일정길이 연장 형성되어 형성될 수 있다. 즉, 일정길이를 가져 불활성 가스와 질소 가스가 혼합부(121c)에서 충분히 반응할 수 있는 길이로 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 혼합부(121c)의 폭은 하부에 형성되는 배출부(121e) 쪽으로 갈수록 좁아지도록 형성될 수 있다. 이는 폭을 좁게 형성함으로써 혼합부(121c)에서 혼합된 가스가 고속으로 배출부(121e) 쪽으로 이동할 수 있기 때문이다. 한편, 혼합부(121c)의 폭을 좁아지도록 형성하는 방법은 저장부(121b)에 서술한 바와 같이, 직선 또는 곡선의 형태를 갖고 폭을 좁아지게 할 수 있다.

흡입부(121a)은 본 발명에서 가장 중요한 구성요소로서, 불활성 가스 분사부(121) 내에 불활성 가스가 통과하는 경로에, 불활성 가스 분사부(121)의 외부 가스를 흡입하기 위해 구비된다. 즉, 도면을 참조하면, 불활성 가스 분사부(121)의 벽체부(121d) 관통하여 외부와 통로를 연통시킨다. 흡입부(121a)은 불활성 가스 분사부(121)가 몸체유닛(110)에 수용된 용탕(M) 내에 수용된 용선에 침지된 경우, 용탕면의 상부에 배치된다. 이때, 흡입부(121a)은 불활성 가스 분사부(121) 내부에서 이동하는 불활성 가스가 흡입부(121a)을 통해 외부로 배출되는 것을 방지하고, 불활성 가스와 혼합되기 위해 혼합부(121c)로 이동할 수 있도록, 벽체부(121d)의 내부방향으로 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 불활성 가스 분사부(121)의 하부방향으로 기울기를 갖고 형성된다.

이처럼 저장부(121b)와 혼합부(121c)가 중첩되는 부분에 형성된 통로를 통해 혼합부(121c)로 질소 가스가 유입된다. 즉, 불활성 가스와 탄소가 반응하여 몸체유닛(110)에 수용된 용탕(M) 내에는 질소 가스가 존재하게 되고, 불활성 가스를 고속으로 취입될 때, 주변 가스가 권입되는 벤투리 효과(venturi effect)를 이용하여 질소 가스가 불활성 가스 분사부(121) 내로 취입될 수 있다.

한편, 흡입부(121a)의 크기는 불활성 가스 분사부(121)의 형태에 따라 최적화된 크기가 상이할 수 있다. 그러나, 흡입부(121a)이 너무 크게 형성되는 경우에는, 외부와 불활성 가스 분사부(121) 내부의 압력차이가 작아 외부로부터 흡입되는 질소 가스의 유량이 감소할 수 있기 때문에 적절한 크기로 형성되는 것이 바람직하다.

배출부(121e)는 혼합부(121c)의 하부에 소정거리 연장 형성되어, 혼합부(121c)로부터 이동한 가스를 몸체유닛(110) 내부로 배출되도록 한다. 이때, 배출부(121e)의 형상에 대해서는 한정하지 않지만, 불활성 가스 분사부(121) 내부에서 고속으로 이동하는 가스가 배출부(121e)를 통해 용선 내로 고속으로 취입하도록 하기 위해 가스의 이동방향과 나란한 방향으로 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 배출부(121e)는 폭에 변화가 없이 형성될 수도 있으나, 끝단이 하부로 갈수록 넓어지도록 형성될 수도 있다.

이하에서는, 도 8 및 도 9를 참조하여 변형예에 따른 불활성 가스 분사부의 구조에 관하여 설명한다.

한편, 변형예에 따른 불활성 가스 분사부(121')가 적용되는 제거유닛(120)은 일예에 따른 불활성 가스 분사부(121')가 적용되는 제거유닛(120)에서 마련된 질소 가스 공급부가 마련되지 않을 수 있다.

변형예에 따른 불활성 가스 분사부(121')는 상하방향으로 연장 형성된 바디(121a'), 상하방향으로 연장 형성되어 바디(121a')의 내측에 설치되며 내부로 불활성 가스가 통과하는 불활성 가스 투입로(121b') 및 각각의 일단이 불활성 가스 투입로(121b')의 하부에 연결되어 불활성 가스 투입로(121b')와 상호 연통되고 불활성 가스 투입로(121b')로부터 외측 방향으로 절곡되며 하향 경사진 복수의 노즐(121c')을 포함한다.

복수의 노즐(121c')은, 제1 길이를 가지는 복수의 제1 노즐(121ca')과, 제1 노즐(121ca')에 비해 짧은 제2 길이를 가지는 복수의 제2 노즐(121cb')을 포함한다. 여기서, 제1 노즐(121ca')과 제2 노즐(121cb')은 서로 교대로 배치될 수 있다. 또한, 복수의 노즐(즉, 제1 노즐(121ca') 및 제2 노즐(121cb'))은, 불활성 가스 투입로의 하부에서 방사형으로 나열 배치된다.

제1 노즐(121ca')과 제2 노즐(121cb')은, 불활성 가스가 유입되는 위치에서 불활성 가스가 배출되는 위치를 향하여 그 내경이 점차 감소하도록 형성될 수도 있다.

보다 구체적으로, 불활성 가스 분사부(121')는 상하방향으로 연장 형성된 바디(121a'), 상하방향으로 연장 형성되어, 바디(121a')의 내측에 설치되며, 내부로 가스 예컨대, 불활성 가스가 통과하는 불활성 가스 투입로(121b') 및 각각의 일단이 불활성 가스 투입로(121b')의 하부에 연결되어 불활성 가스 투입로(121b')와 상호 연통되며, 가스의 흐름을 유도하면서 용탕(M)으로 가스를 분사하는 복수의 노즐(121c')을 포함한다. 복수의 노즐(121c')은 불활성 가스 투입로(121b')로부터 외측 방향으로 하향　경사지도록 형성되어, 용탕(M)을 향해 불활성 가스를 분사할 수 있다.

바디(121a')는 상하 방향으로 연장된 봉 형상이며, 몸체유닛(110)에 마련된 승강 수단(미도시)과 연결되어, 승하강이 가능하게 형성될 수도 있다. 이러한 바디(121a')의 내부에는 불활성 가스가 통과하는 또는 흐르는 불활성 가스 투입로(121b')가 마련되는데, 실시예에 따른 불활성 가스 투입로(121b')는 예컨대, 바디(121a')의 연장 방향과 대응하도록 상하방향으로 연장된 배관(pipe)으로서, 바디(121a')의 내부에 설치된다. 이때, 불활성 가스 투입로(121b')는 바디(121a')의 내부에서 상기 바디(121a') 내부의 하단까지 연장되지 않고, 바디(121a') 내부에서 불활성 가스 투입로(121b')의 하부에 복수의 노즐(121c')이 설치될 수 있는 공간이 마련될 수 있는 길이로 연장된다.

복수의 노즐(121c')은 용탕(M)으로 불활성 가스 취입 시에, 상기 취입되는 불활성 가스에 의해 용탕(M)이 토네이도 또는 회오리 형태로 흐르도록 유도하는 것으로, 불활성 가스가 통과하는 내부 공간을 가지는 관(pipe) 형태이다. 이러한 노즐(121c')은 바디(121a')의 내부에서 불활성 가스 투입로(121b')의 하부에 연결되어 상기 불활성 가스 투입로(121b')와 상호 연통되며, 불활성 가스 투입로(121b')의 외측 방향으로 하향　경사지도록 상기 불활성 가스 투입로(121b')에 연결된다. 이때, 노즐(121c')의 하부 끝단은 외부로 불활성 가스를 분사할 수 있도록, 바디(121a')의 외부 즉, 불활성 가스 분사부(121')의 외부로 노출되도록 연장 형성된다. 이를 위해, 노즐(121c')의 하부 끝단이 바디(121a')의 외벽까지 연장되되, 상기 바디(121a')의 외부로 돌출되지 않도록 형성된다. 하지만, 이에 한정되지 않고 노즐(121c')의 하부 끝단이 바디(121a')의 외부로 돌출되도록 형성될 수도 있다.

또한, 노즐(121c')은 불활성 가스 투입로(121b')의 외측 방향으로 하향　경사지도록 적어도 1회 절곡되어 형성된다. 보다 상세히 설명하면, 노즐(121c')은 일단이 불활성 가스 투입로(121b')에 연결된 제1 분사부재(121cc')와, 일단이 제1 분사부재(121cc')와 연결된 제2 분사부재(121cd')로 이루어지고, 불활성 가스 분사부(121')의 폭 방향에서 상기 제2 분사부재(121cd')의 타단이 일단에 비해 외측에 위치하도록, 불활성 가스 투입로(121b')의 외측 방향으로 하향　경사진 형상이다. 여기서 제1 분사부재(121cc')는 어느 한쪽으로　기울어지지 않고 상하 방향으로 연장된 형상이며(즉, 불활성 가스 분사부(121')의 폭방향에 대해 직각 또는 수직), 제2 분사부재(121cd')가 불활성 가스 투입로(121b')의 외측 방향으로 하향　경사지도록 연결된다. 다른 예로, 제1 분사부재(121cc')와 제2 분사부재(121cd') 모두 불활성 가스 투입로(121b')의 외측 방향으로 하향　경사지는데, 제2 분사부재(121cd')가 제1 분사부재(121cc')에 비해 불활성 가스 투입로(121b') 또는 바디(121a')와의　경사각이 크도록　기울어지도록 한다. 이에, 불활성 가스 투입로(121b')를 기준으로 제2 분사부재(121cd')의 타단이 제1 분사부재(121cc')의 타단에 비해 외측 즉, 상기 불활성 가스 투입로(121b')와 멀리 이격되어 있다. 따라서, 제1 분사부재(121cc')와 제2 분사부재(121cd')가 연결된 형상이 1회 절곡된 형상이며, 이때 불활성 가스가 토출되는 노즐(121c')의 적어도 하부가 불활성 가스 투입로(121b')의 외측 방향 즉, 가스 투입로로부터 바디가 위치한 방향으로 하향　경사진 형상이다. 노즐(121c')이 절곡되는 각도는 예컨대, 75° 내지 87°일 수 있으며, 이에 한정되지 않고 180°가 아닌 다양한 각도로 절곡될 수 있다.

상기에서는 노즐(121c')이 1회 절곡된 것을 예를 들어 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 노즐(121c')이 불활성 가스 투입로(121b')의 외측으로 하향　경사지도록 2회 이상 절곡될 수 있다.

상술한 바와 같은 노즐(121c')은 복수개로 구비되며, 불활성 가스 투입로(121b')의 하부에 연결되는데, 복수의 노즐(121c')이 방사형으로 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 복수의 노즐(121c')은 제1 길이를 가지는 복수의 제1 노즐(121ca')과, 제1 노즐(121ca')에 비해 짧은 제2 길이를 가지는 복수의 제2 노즐(121cb')을 포함할 수 있다. 이때, 제1 노즐(121ca')과 제2 노즐(121cb')은 교대로 배치되는 것이 효과적이다. 보다 상세하게는 2개의 제1 노즐(121ca') 사이에 하나의 제2 노즐(121cb')이 위치하고, 2개의 제2 노즐(121cb') 사이에 제1 노즐(121ca')이 위치하도록, 제1 노즐(121ca')과 제2 노즐(121cb')이 교대로 배치되는 것이 바람직하다. 물론 이에 한정되지 않고 제1 노즐(121ca')과 제2 노즐(121cb')이 불규칙하게 배치될 수 있으며, 제1 및 제2 길이를 가지는 제1 및 제2 노즐(121cb') 이외에 다른 길이를 가지는 다양한 개수의 노즐이 마련될 수 있다.

격벽유닛(130)은 용탕(M)에서 분리된 불순물을 배제할 수 있다. 격벽유닛(130)은 제1 격벽부(131), 제2 격벽부(132) 및 제3 격벽부(133)를 포함한다.

제1 격벽부(131)는 경로(즉, 몸체유닛(110)에서 용탕(M)이 이동하는 경로로서, 유입통로(112)에서 배출통로(113)를 향하는 경로)의 상측영역을 차단하도록 몸체유닛(110)의 상부 내벽체에 설치된다.

제1 격벽부(131)는 제1-1 격벽플레이트(131a), 제1-2 격벽플레이트(132) 및 제1-3 격벽플레이트(133)를 포함한다.

제1-1 격벽플레이트(131a)는 몸체유닛(110)의 내벽체에 설치되고, 그 하면이 내측으로 함몰된다.

제1-2 격벽플레이트(132)는 제1-1 격벽플레이트(131a)의 함몰된 내부에 인입될 수 있도록, 제1-1 격벽플레이트(131a)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합될 수 있다.

제1-3 격벽플레이트(133)는 제1-2 격벽플레이트(132)의 함몰된 내부에 인입될 수 있도록, 제1-2 격벽플레이트에 슬라이딩 이동 가능하게 결합될 수 있다. 여기서, 제1-1 격벽플레이트(131a)의 상하방향 길이는 제1-2 격벽플레이트(132)의 상하방향 길이보다 길고, 제1-2 격벽플레이트(132)의 상하방향 길이는 제1-3 격벽플레이트(133)의 상하방향 길이보다 길 수 있다. 이에, 제1-3 격벽플레이트(133)가 제1-2 격벽플레이트(132)에 인입되고, 제1-2 격벽플레이트(132)가 제1-1 격벽플레이트(131a)에 인입되면, 제1-1 격벽플레이트(131a)의 하측으로 돌출된 부분이 없을 수 있다.

제2 격벽부(132)는 제1 격벽부(131)보다 배출통로(113)에 인접하게 배치되고, 경로의 상측영역을 차단하도록 몸체유닛(110)의 상부 내벽체에 설치된다. 제2 격벽부(132)는 제2-1 격벽플레이트(132a), 제2-2 격벽플레이트(132b) 및 제2-3 격벽플레이트(132c)를 포함한다.

제2-1 격벽플레이트(132a)는 몸체유닛(110)의 내벽체에 설치되고, 그 하면이 내측으로 함몰된다.

제2-2 격벽플레이트(132b)는 제2-1 격벽플레이트(132a)의 함몰된 내부에 인입될 수 있도록, 제2-1 격벽플레이트(132a)에 슬라이딩 이동 가능하게 결합될 수 있다.

제2-3 격벽플레이트(132c)는 제2-2 격벽플레이트(132b)의 함몰된 내부에 인입될 수 있도록, 제2-2 격벽플레이트에 슬라이딩 이동 가능하게 결합될 수 있다. 여기서, 제2-1 격벽플레이트(132a)의 상하방향 길이는 제2-2 격벽플레이트(132b)의 상하방향 길이보다 길고, 제2-2 격벽플레이트(132b)의 상하방향 길이는 제2-3 격벽플레이트(132c)의 상하방향 길이보다 길 수 있다. 이에, 제2-3 격벽플레이트(132c)가 제2-2 격벽플레이트(132b)에 인입되고, 제2-2 격벽플레이트(132b)가 제2-1 격벽플레이트(132a)에 인입되면, 제2-1 격벽플레이트(132a)의 하측으로 돌출된 부분이 없을 수 있다.

제1 격벽부(131)와 제2 격벽부(132)는 후술되는 제어유닛(160)에 의해 그 상하방향 길이가 조절될 수 있다.

제3 격벽부(133)는 제1 격벽부(131)와 제2 격벽부(132)의 사이에 배치되고, 경로의 하측영역을 차단하도록 몸체유닛(110)의 상부 내벽체에 설치된다.

제3 격벽부(133)는 그 상단부가 제1 격벽부(131)의 하단부와 제2 격벽부(132)의 하단부보다 상대적으로 더 상측에 위치하고, 제1 격벽부(131)와의 사이 간격이 제2 격벽부(132)와의 사이 간격보다 길게 형성될 수 있다.

제3 격벽부(133)는 제3-1 격벽플레이트(133a), 제3-2 격벽플레이트(133b) 및 제3 격벽부구동체(133c)를 포함한다.

제3-1 격벽플레이트(133a)는 몸체유닛(110)의 내벽체에 설치되고, 상하방향을 따라 연장된다. 여기서, 제3-1 격벽플레이트는, 상하방향을 따라 그 길이가 가변될 수 있도록, 텔레스코픽 구조로 형성될 수 있다.

제3-2 격벽플레이트(133b)는 제3-1 격벽플레이트(133a)와 수평하게 배치되거나 또는 제3-1 격벽플레이트(133a)에 대하여 상향 경사지게 배치될 수 있도록, 제3-1 격벽플레이트(133a)에 틸팅 회전 가능하게 결합된다. 제3-2 격벽플레이트(133b)가 틸팅되면서, 용탕(M)에 부유하는 불순물들을 더 용이하게 배재할 수 있다.

또한, 제3-2 격벽플레이트(133b)는, 그 일측면에는 전류를 인가받아 선택적으로 자성을 띌 수 있는 전자석부재가 설치될 수 있다. 이에, 용탕(M)에 부유하는 불순물들을 더 용이하게 모아줄 수 있다.

제3 격벽부구동체(133c)는 제3-2 격벽플레이트(133b)를 회전시킬 수 있도록 제3-2 격벽플레이트(133b)에 연결되며, 제3-1 격벽플레이트(133a)에 설치된다. 제3 격벽부구동체(133c)는 모터 및 구동샤프트를 포함하며, 구동샤프트는 제3-1 격벽플레이트에 회전 가능하게 설치되고 제3-2 격벽플레이트에 고정 삽입되며 모터의 구동력에 의해 제3-2 격벽플레이트를 회전시킨다.

보다 구체적으로, 격벽유닛(130)은 서로 이격되는 복수의 격벽부재를 포함한다. 예를 들어, 격벽유닛(130)은 제1 격벽부(131) 및 제2 격벽부(132)를 포함한다.

제1 격벽부(131)는 몸체유닛(110) 내부에서 용탕(M)이 이동하는 경로의 상부를 차단할 수 있게 설치된다. 제1 격벽부(131)는 플레이트 형태로 형성될 수 있다. 제1 격벽부(131)는 적어도 일부가 몸체유닛(110)의 바닥과 이격될 수 있다. 이에, 제1 격벽부(131)의 하부(즉, 제1-3 격벽플레이트(131c))에 용탕(M)이 통과할 수 있는 제1 개구(131d)가 형성될 수 있다. 따라서, 용탕(M)이 제1 개구(131d)를 통해 제1 격벽부(131)의 하부를 통과할 수 있다.

또한, 제1 격벽부(131)는 제2 격벽부(132)와 용탕(M)이 이동하는 경로를 따라 이격될 수 있다. 제1 격벽부(131)는 제2 격벽부(132)보다 유입통로(112)에 근접하게 배치될 수 있다.

제2 격벽부(132)는 몸체유닛(110) 내부에서 용탕(M)이 이동하는 경로의 상부를 차단할 수 있게 설치된다. 제2 격벽부(132)는 플레이트 형태로 형성될 수 있다. 제2 격벽부(132)는 적어도 일부가 몸체유닛(110)의 바닥과 이격될 수 있다. 이에, 제2 격벽부(132)의 하부(즉, 제2-3 격벽플레이트(132c))에 용탕(M)이 통과할 수 있는 제2 개구(132d)가 형성될 수 있다. 따라서, 용탕(M)이 제2 개구(132d)를 통해 제2 격벽부(132)의 하부를 통과할 수 있다. 제1 격벽부(131)는 제2 격벽부(132)보다 배출통로(113)에 근접하게 배치될 수 있다.

한편, 격벽유닛(130)은 제3 격벽부(133)를 더 포함할 수도 있다. 제3 격벽부(133)는 몸체유닛(110) 내부에서 용강이 이동하는 경로의 하부를 차단할 수 있게 설치된다. 제3 격벽부(133)는 플레이트 형태로 형성될 수 있다. 제3 격벽부(133)의 상부에 용탕(M)이 통과할 수 있는 제3 개구(133d)가 형성될 수 있다. 따라서, 용강이 제3 개구(133d)를 통해 제3 격벽부(133)의 상부를 통과할 수 있다. 즉, 제3 개구(133d)는 제3-2 격벽플레이트(133b)에 형성될 수 있다.

제3 격벽부(133)의 상단부가, 제2 격벽부(132)의 하단부보다 더 상측에 위치할 수 있다. 즉, 제3 개구(133d)가 제2 개구(132d)보다 더 상측에 위치할 수 있다.

한편, 격벽유닛(130)은 복수개로 마련되며, 복수의 격벽유닛(130)은 몸체유닛(110)에서 용탕의 이동경로를 따라 하나의 세트로서 이격 배치될 수 있다.

배출유닛(140)은 몸체유닛(110)의 내부에 설치되고 용탕(M)으로부터 분리된 불순물 중 가스를 배출시킬 수 있도록, 제1 격벽부와 제2 격벽부(132) 사이의 가스체류공간과 연결된다.

교반유닛(150)은 제2 격벽부(132)와 상기 제3 격벽부(133) 사이를 통과하는 용탕을 교반시킬 수 있도록, 제2 격벽부(132)와 제3 격벽부(133)에 각각 설치된다. 교반유닛(150)은 제1 분사부(151)와 제2 분사부(152)를 포함한다.

제1 분사부(151)는 제3 격벽부(133)를 마주보는 제2 격벽부(132)의 일면에 설치되고, 불활성 가스를 분사할 수 있다.

제2 분사부(152)는 제2 격벽부(132)를 마주보는 제3 격벽부(133)의 일면에 설치되고, 불활성 가스를 분사할 수 있다. 한편, 제1 분사부(151)와 제2 분사부(152)는, 그 내부에 불활성 가스가 유입되는 위치에서 불활성 가스가 분사되는 위치를 따라 불활성 가스가 이동하는 경로의 내경이 점차 작게 형성될 수 있다.

보다 구체적으로, 교반유닛(150)은 용탕(M)을 교반시켜 가스체류공간(114)에 노출되는 용탕(M)의 양을 증가시킬 수 있다. 즉, 용탕(M) 중 하부층의 용탕을 상부층으로 상승시켜, 하부층의 용탕(M)도 가스체류공간(114)에 노출시킬 수 있다. 이에, 용탕(M) 전체에서 가스가 용이하게 분리되어 배출유닛(140)으로 배기될 수 있다. 교반유닛(150)은 제1 분사부(151), 및 제2 분사부(152) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

제1 분사부(151)는 제3 격벽부(133)를 마주보는 제2 격벽부(132)의 일면에 설치될 수 있다. 제1 분사부(151)는 제2 격벽부(132)와 제3 격벽부(133)를 사이를 이동하는 용탕으로 불활성가스를 공급해줄 수 있다. 불활성가스가 비중 차이에 의해 용탕 내에서 상승하면서, 용탕을 교반시킬 수 있다. 제1 분사부(151)는 제1 분사부재(151a), 및 제1 공급라인(151b)을 포함할 수 있다.

제1 분사부재(151a)는 다공질 포러스로 형성될 수 있다. 이에, 제1 분사부재(151a)는 불활성가스는 통과시키고, 용탕은 통과시키지 않을 수 있다. 따라서, 제1 분사부재(151a)를 통해 용탕으로 불활성가스가 공급될 수 있지만, 용탕이 제1 분사부재(151a)를 통과하여 제1 분사부재(151a) 내부로 유입되지 못할 수 있다.

또한, 제1 분사부재(151a)는 제2 격벽부(132)의 일면 전체에 설치될 수 있다. 이에, 제2 격벽부(132)와 제3 격벽부(133)를 통과하는 용탕에 전체적으로 불활성가스를 분사하여, 제1 분사부재(151a)에서 분사된 불활성가스와 용탕이 접촉하는 양을 증가시킬 수 있다. 그러나 제1 분사부재(151a)의 구조와 형상은 이에 한정되지 않고 다양할 수 있다.

제1 공급라인(151b)은 불활성가스가 이동하는 경로를 형성할 수 있다. 제1 공급라인(151b)은 일단이 몸체유닛(110)을 관통하여 제1 분사부재(151a)와 연결되고, 타단이 몸체유닛(110) 외부의 저장탱크(미도시)와 연결될 수 있다. 이에, 저장탱크 내부에 저장된 불활성가스가 제1 공급라인(151b)을 통해 제1 분사부재(151a)로 공급되어, 용탕으로 분사될 수 있다.

또한, 제1 공급라인(151b)은 제1 제어밸브(미도시)가 구비될 수 있다. 제1 제어밸브는 제1 공급라인(151b)이 형성하는 불활성가스의 이동경로가 개방되는 정도를 조절할 수 있다. 이에, 제1 제어밸브의 작동을 제어하여 제1 분사부재(151a)가 분사하는 불활성가스의 양을 조절할 수도 있다.

제2 분사부(152)는 제2 격벽부(132)를 마주보는 제3 격벽부(133)의 일면에 설치될 수 있다. 제2 분사부(152)는 제2 격벽부(132)와 제3 격벽부(133)를 사이를 이동하는 용탕 으로 불활성가스를 공급해줄 수 있다. 불활성가스가 비중 차이에 의해 용탕 내에서 상승하면서, 용탕을 교반시킬 수 있다. 제2 분사부(152)는 제2 분사부재(152a), 및 제2 공급라인(152b)을 포함할 수 있다. 이때, 제2 분사부재(152a)는 제1 분사부재(151a)와 동일한 구조로 형성되고, 제2 공급라인(152b)은 제1 공급라인(151b)과 동일한 구조로 형성될 수 있다.

제1 분사부(151)와 제2 분사부(152)에서 분사되는 불활성가스는 용탕 상부로 떠오를 수 있다. 제1 분사부(151)와 제2 분사부(152)에서 함께 불활성가스를 공급하기 때문에, 제2 격벽부(132)와 제3 격벽부(133) 사이를 통과하는 용탕(M) 전체로 불활성가스를 공급할 수 있다. 이에, 버블링이 발생할 수 있고, 용탕(M) 전체가 교반되면서, 개재물이나 용탕(M) 내 가스 성분이 용탕(M)에서 분리될 수 있다. 용탕(M)과 분리된 개재물은 용탕(M)의 상부로 부상하여 분리될 수 있고, 용탕(M)에서 분리된 가스는 배출유닛(140)을 통해 몸체유닛(110) 외부로 배출될 수 있다.

제어유닛(160)은 몸체유닛(110)의 수용공간으로 인입되는 용탕의 양을 측정하여, 제1-1 격벽플레이트(131a)와 제1-2 격벽플레이트(132)와 제1-3 격벽플레이트(133) 및 제2-1 격벽플레이트(132a)와 제2-2 격벽플레이트(132b)와 제2-3 격벽플레이트(132c) 서로 슬라이딩되며 상하방향을 따라 연장되는 길이를 조절할 수 있다. 이를 위해, 제어유닛(160)은 수위센서를 포함할 수 있다.

또한, 제어유닛(160)은 수용공간(111) 내에서 용탕의 높이를 센싱하고, 센싱된 결과에 따라 제2-2 격벽플레이트(132b)의 틸팅되는 각도가 변형될 수 있도록 상기 제3 격벽부구동체(133c)의 동작을 제어할 수 있다.

이처럼, 몸체유닛에 수용되어 이동하는 용탕 내 함유된 불순물(예컨데, 슬래그 및 가스)를 용이하게 제거할 수 있다. 이에, 용탕으로 제조되는 제품의 품질을 저하시키는 슬래그 및 가스 성분도 제거할 수 있다. 즉, 용탕의 청정성을 향상시켜, 용탕으로 제조하는 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

100: 용탕 불순물 제거장치 110: 몸체유닛
120: 제거유닛 130: 격벽유닛
140: 배출유닛 150: 교반유닛
160: 제어유닛

Claims (3)

1. 용탕이 수용 가능한 수용공간과, 상기 수용공간으로 용탕이 유입되기 위한 유입통로와, 상기 수용공간의 용탕이 배출되기 위한 배출통로를 가지는 몸체유닛;
   상기 몸체유닛의 상부에 결합되며, 상기 수용공간에 수용된 용탕에 침지된 상태에서, 상기 수용공간에 수용된 용탕에 불활성 가스를 주입하여 용탕에 포함된 불순물을 용탕으로부터 분리시키기 위한 제거유닛;
   상기 몸체유닛에 설치되고, 상기 수용공간에서 용탕이 이동하는 경로에 배치되어 용탕으로부터 분리된 불순물을 체류시키기 위한 격벽유닛;을 포함하고,
   상기 격벽유닛은, 용탕이 이동하는 경로의 일부를 차단하여 용탕의 이동하는 거리를 증가시킬 수 있도록 적어도 일부가 상기 몸체유닛의 상측 내벽체로부터 이격되도록 상기 몸체유닛의 하측 내벽체에 설치되고, 나머지 일부가 상기 몸체유닛의 하측 내벽체로부터 이격되도록 상기 몸체유닛의 상측 내벽체에 설치되도록 구성되고,
   상기 격벽유닛은,
   상기 경로의 상측영역을 차단하도록 상기 몸체유닛에 설치되는 제1 격벽부;
   상기 제1 격벽부보다 상기 배출통로에 인접하게 배치되고, 상기 경로의 상측영역을 차단하도록 상기 몸체유닛에 설치되는 제2 격벽부;
   상기 제1 격벽부와 상기 제2 격벽부의 사이에 배치되고, 상기 경로의 하측영역을 차단하도록 상기 몸체유닛에 설치되는 제3 격벽부;를 포함하고,
   상기 제3 격벽부는, 그 상단부가 상기 제1 격벽부의 하단부와 상기 제2 격벽부의 하단부보다 상대적으로 더 상측에 위치하고,
   상기 제3 격벽부는, 상기 제1 격벽부와의 사이 간격이 상기 제2 격벽부와의 사이 간격보다 길게 형성되고,
   상기 제3 격벽부는,
   상기 몸체유닛의 내벽체에 설치되고, 상하방향을 따라 연장되는 제3-1 격벽플레이트;
   상기 제3-1 격벽플레이트와 수평하게 배치되거나 또는 상기 제3-1 격벽플레이트에 대하여 상향 경사지게 배치될 수 있도록, 상기 제3-1 격벽플레이트에 틸팅 회전 가능하게 결합되는 제3-2 격벽플레이트; 및
   상기 제3-2 격벽플레이트를 회전시킬 수 있도록, 상기 제3-2 격벽플레이트에 연결되며, 상기 제3-1 격벽플레이트에 설치되는 제3 격벽부구동체;를 포함하고,
   상기 몸체유닛의 내부에 설치되고 용탕으로부터 분리된 불순물 중 가스를 배출시킬 수 있도록, 상기 제1 격벽부와 상기 제2 격벽부의 상측에 형성된 가스체류공간과 연결되는 배출유닛; 및
   상기 제2 격벽부와 상기 제3 격벽부 사이를 통과하는 용탕을 교반시킬 수 있도록, 상기 제2 격벽부와 상기 제3 격벽부에 각각 설치되는 교반유닛;을 더 포함하고,
   상기 교반유닛은,
   상기 제3 격벽부를 마주보는 상기 제2 격벽부의 일면에 설치되고, 불활성 가스를 분사 가능한 제1 분사부;
   상기 제2 격벽부를 마주보는 상기 제3 격벽부의 일면에 설치되고, 불활성 가스를 분사 가능한 제2 분사부;를 포함하고,
   상기 제1 분사부와 상기 제2 분사부는, 그 내부에 불활성 가스가 유입되는 위치에서 불활성 가스가 분사되는 위치를 따라 불활성 가스가 이동하는 경로의 내경이 점차 작게 형성되는 용탕 불순물 제거장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 제1 격벽부는,
   상기 몸체유닛의 내벽체에 설치되고, 그 하면이 내측으로 함몰된 제1-1 격벽플레이트;
   상기 제1-1 격벽플레이트의 함몰된 내부에 인입될 수 있도록, 상기 제1-1 격벽플레이트에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 제1-2 격벽플레이트;
   상기 제1-2 격벽플레이트의 함몰된 내부에 인입될 수 있도록, 상기 제1-2 격벽플레이트에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 제1-3격벽플레이트;를 포함하고,
   상기 제2 격벽부는,
   상기 몸체유닛의 내벽체에 설치되고, 그 하면이 내측으로 함몰된 제2-1 격벽플레이트;
   상기 제2-1 격벽플레이트의 함몰된 내부에 인입될 수 있도록, 상기 제2-1 격벽플레이트에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 제2-2 격벽플레이트;
   상기 제2-2 격벽플레이트의 함몰된 내부에 인입될 수 있도록, 상기 제2-2 격벽플레이트에 슬라이딩 이동 가능하게 결합되는 제2-3격벽플레이트;를 포함하고,
   상기 용탕 불순물 제거장치는, 상기 몸체유닛의 수용공간으로 인입되는 용탕의 양을 측정하여, 상기 제1-1 격벽플레이트와 상기 제1-2 격벽플레이트와 상기 제1-3 격벽플레이트 및 상기 제2-1 격벽플레이트와 상기 제2-2 격벽플레이트와 상기 제2-3 격벽플레이트가 서로 슬라이딩되며 상하방향을 따라 연장되는 길이를 조절하는 제어유닛;을 더 포함하고,
   상기 제3-1 격벽플레이트는, 상하방향을 따라 그 길이가 가변될 수 있도록, 텔레스코픽 구조로 형성되고,
   상기 제3-2 격벽플레이트는, 그 일측면에는 전류를 인가받아 선택적으로 자성을 띌 수 있는 전자석부재가 설치되고,
   상기 제어유닛은, 상기 수용공간 내에서 용탕의 높이를 센싱하고, 센싱된 결과에 따라 상기 제2-2 격벽플레이트의 틸팅되는 각도가 변형될 수 있도록 상기 제3 격벽부구동체의 동작을 제어하고,
   상기 격벽유닛은, 복수개로 마련되며,
   복수의 상기 격벽유닛은, 상기 몸체유닛에서 용탕의 이동경로를 따라 이격 배치되는 용탕 불순물 제거장치.