KR20030084910A - 희생 로드를 구비한 와류억제기 - Google Patents

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KR20030084910A
KR20030084910A KR10-2003-7009502A KR20037009502A KR20030084910A KR 20030084910 A KR20030084910 A KR 20030084910A KR 20037009502 A KR20037009502 A KR 20037009502A KR 20030084910 A KR20030084910 A KR 20030084910A
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제이콥즈로스에이
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테트론, 인코포레이티드
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Abstract

노즐(14)을 통해 용융금속을 배출하는 도중에 슬래그를 용융금속으로부터 분리하기 위한 개선된 와류억제기(22)는 일반적으로 경사진 형태의 균일한 주조가능한 내화 몸체(24)와, 상기 내화 몸체내의 중공챔버(30)와, 신장된 희생부재(32)를 포함한다. 상기 중공챔버는 희생부재 또는 상기 희생부재를 위한 장착부를 수용한다. 상기 내화 몸체(24)와 희생부재(32)의 조합체는 용융금속의 비중 보다 작은 비중을 가지며, 용융금속에 지지되었을 때 협소단부에서 하방으로 위치된다. 상기 중공챔버(30)는 용융금속으로 충진되어, 몸체를 협소단부에서 하방으로 위치시키는데 도와주는 코어를 형성한다. 상기 희생부재는 와류가 형성될 것 같은 영역에 와류억제기를 정렬시키며, 배출노즐(14)을 통하는 흐름과의 간섭을 최소화한다. 상기 몸체(24)는 양호한 선회 차단면을 포함한다.

Description

희생 로드를 구비한 와류억제기{VORTEX INHIBITOR WITH SACRIFICIAL ROD}
금속 제조과정에 있어서, 금속불순물을 포함하는 슬래그층은 용융금속의 상부에 형성되어, 로, 턴디시(tundish), 또는 레이들 등과 같은 금속 리셉터클내에 유지된다. 용융금속이 리셉터클로부터 배출될 때, 배출부를 통한 용융금속 흐름은 배출노즐 위로 소용돌이를 유발한다. 임계레벨에서, 소용돌이의 에너지는 와류를 형성하게 되고, 이에 따라 상기 슬래그층은 노즐로 빨려들어가 주입물을 오염시킨다. 슬래그와 용융금속을 분리하면 배출 품질을 강화할 수 있다.
노즐의 흡입효과에 의해 노즐내로의 슬래그 유입을 방지하기 위해 여러가지 장치가 공지되어 있다. 배출노즐을 통한 슬래그 흐름을 억제하는 공지의 수많은 장치들은 내화 몸체와 신장된 로드의 조합체 형태를 취하고 있다. 예를 들어, 스틸케리에그가 출원한 DE 19821981 A1호의 요약서에는 밀폐몸체와 핀형(finned) 안내바아로 구성된 슬래그 리테이너가 개시되어 있다. 핀(fin) 소자는 내화물, 바람직하기노는 내화 콘크리트로 구성되어 있다. 상기 밀폐몸체는 밀폐몸체의 베이스로부터 상향수직으로 돌출되는 바아를 포함한다. 상기 바아는 슬래그 리테이너를태핑 채널 위에 위치시키는 아암에 장착될 수 있다. 상기 핀 소자는 의도한 목적으로는 적합하게 사용될 수 있지만, 제조비용이 과다하게 소요된다. 따라서, 핀형 안내바아를 사용하게 되면 금속 제조비용이 증가된다. 더구나, 신장된 로드는 탭구멍으로 인입되어, 주입공정시 노즐을 통한 용융금속의 흐름을 차단하게 된다. 따라서, 이러한 내화 몸체와 신장된 로드의 조합체를 사용하는 금속 주입공정은 시간이 많이 소요되고 제조비용을 증가시킨다.
라베이트에 허여된 미국특허 제4.799.650호에는 슬래그 리테이너가 개시되어 있는데; 이러한 리테이너는 경사진 6면체형 내화신장부를 포함하며, 경사진 원형 내화 밀폐체로 구성되어 있다. 상기 원형 밀폐체는 탭구멍을 막을 수 있다. 원형 밀폐체와 6면체형 신장부를 연결하기 위하여, 금속 로드는 원형 밀폐체의 중심을 통과한 후 신장된 6면체형 연장부내로 하방연장된다. 상기 6면체형 신장부는 배출노즐을 통해 용융금속의 흐름을 조기에 트로틀링한다. 따라서, 사용가능한 상당량의 용융금속이 주입이 정지된 후에도 리셉터클내에 남아있어서, 1회 주입당 해제되는 전체 용융금속을 감소시켜 작동비용을 증가시킨다.
라베이트 등에 허여된 미국특허 제4.494.734호에는 변형된 원추형 내화 몸체 및 로드를 구비한 슬래그 리테이너가 개시되어 있다. 상기 로드는 내화 몸체의 중앙 하부로 연장되어, 내화 슬리이브로 덮인다. 상부 신장부에는 선회기구가 제공되며, 이러한 선회기구는 슬래그 지지장치를 탭구멍 위에 위치시키는 기계적 장치와 결합하기 위해 사용된다. 상기 미국특허 제4.494.734호에는 슬래그 이월(carryover)을 최소화하는 방법도 개시되어 있으며; 이러한 방법은 일반적으로다수의 불규칙한 면과 안내수단을 포함하는 몸체를 제한된 영역내로 하강시키는 단계와, 로를 배출하는 단계와, 화염 스트림을 관찰하는 단계와, 탭 구멍을 통한 흐름을 차단하는 단계로 구성된다. 불행하게도, 안내수단의 연속적인 인입은 금속 배출시간을 연장시키며, 작업자로 하여금 용융금속의 흐름을 조기에 종료시키게 한다. 또한, 내화 슬리이브를 하방 신장부에 고정하는 과정은 슬래그 리테이너의 제조비용을 상당히 증가시킨다.
라베이트 등에 허여된 미국특허 제4.709.903호에는 배럴형 내화 몸체와 로드로 구성된 슬래그 리테이너가 개시되어 있다. 상기 로드는 배럴형 몸체를 통해 수직으로, 그리고 상하로 연장된다. 상향 신장부는 슬래그 지지장치를 탭구멍 위에 위치시키는데 사용되는 기계적 장치와 연결된다. 하향 신장부는 내화 슬리이브로 덮인다. 그러나, 상기 하향 신장부는 탭구멍으로 인입되어, 배출노즐을 통한 용융금속 흐름의 조기 억제를 지속적으로 실행한다. 따라서, 상술한 바와 같이, 주입의 조기 종료라는 문제점이 나타나게 된다. 서술한 바와 같은 형상 및 조립에 관한 문제점도 발생된다.
라베이트 2세에 허여된 미국특허 제4.610.436호에는 경사진 몸체와, 신장된 안내부재와 밀폐부로부터 현수된 팁부분으로 구성된 신장된 안내수단을 포함하는 슬래그 지지밀폐부가 개시되어 있다. 오목부 또는 공동을 구비한 안내부재의 팁부분은 안내부재를 가속시키고, 상기 안내부재와 탭구멍을 정렬시킨다. 밀폐부의 경사단부 아래로 연장되는 안내부재의 부분은 내화 슬리이브로 코팅된다. 또한, 트로틀링 및 주입 종료에 따라 작동비용이 증가된다. 더구나, 복잡한 신장된 안내수단의 사용은 제조과정을 복잡하게 하여 바람직하지 않다.
공지된 내화 몸체와 신장로드의 조합체는 또 다른 단점을 포함하고 있다. 이러한 조합체들은 예비조립을 필요로 한다는 점이다. 최종적인 유니트는 이송중 신장로드의 파손방지를 보장하기 위하여 특수한 포장을 필요로 한다. 또한, 몸체 및 로드 조합체의 부담스러운 형상은 주어진 공간내에 적재가능한 유니트의 양을 감소시킨다. 더구나, 현존하는 장치의 신장로드는 탭구멍내에서의 의도한 위치로 인입되는 대신에, 리셉터클의 벽을 타격한다. 와류가 탭구멍 위에 형성되기 때문에, 부정확하게 위치된 장치는 와류억제에 거의 효과가 없다. 선적 및 작동상의 문제점은 몸체와 로드의 조합체를 구비한 와류억제기의 산업상 이용가능성을 결여시킨다.
본 발명은 용융금속이 리셉터클로부터 이송될 때 용융금속으로부터 슬래그를 분리하기 위한 장치에 관한 것이다.
도1은 본 발명에 따라 구성된 와류억제기를 포함하는 용융금속 리셉터클의 단면도.
도2는 도1에 도시된 와류억제기의 사시도.
도3은 도2의 선3-3을 따른 단면도.
도4는 본 발명에 따라 구성된 와류억제기의 실시예를 도시한 단면도.
도5는 본 발명에 따라 구성된 와류억제기의 다른 실시예를 도시한 단면도.
도6은 본 발명에 따라 구성된 와류억제기의 또 다른 실시예를 도시한 단면도.
도7은 본 발명에 따라 구성된 와류억제기의 다른 실시예를 도시한 단면도.
도8은 본 발명에 따라 구성된 변형된 내화 몸체의 평면도.
도9는 도8의 선9-9를 따른 단면도.
도10은 본 발명에 따라 구성된 변형된 내화 몸체의 다른 실시예의 평면도.
도11은 도10의 선11-11을 따른 단면도.
도12는 본 발명에 따라 구성된 변형된 내화 몸체의 또 다른 실시예의 평면도.
도13은 도12의 선13-13을 따른 단면도.
도14는 본 발명에 따라 구성된 변형된 내화 몸체의 다른 실시예의 평면도.
도15는 도14의 선15-15를 따른 단면도.
도16은 본 발명에 따라 구성된 변형된 내화 몸체의 또 다른 실시예의 평면도.
도17은 도16에 도시된 몸체의 사시도.
본 발명은 희생부재가 수용되는 중공챔버를 구비한 내화 몸체를 사용하는 와류억제기를 제공하므로써 상술한 문제점을 극복할 수 있다. 상기 와류억제기는 용융금속의 비중 보다 작은 비중을 가지며, 용융금속 욕조에서 협소단부의 하방위치에서 자체지향성을 갖는다. 상기 희생부재는 금속 욕조내의 인입후 잠시후에 확산되기 때문에 용융금속의 흐름을 억제하지 못한다. 또한, 희생 로드가 리셉터클의 벽을 타격한다 하더라도, 로드는 리셉터클내로 도입된 후 잠시후에 확산되며, 이에 따라 몸체를 자유롭게 하여 와류가 형성되는 영역에 재위치시킨다. 또한, 희생부재는 저렴한 금속 로드와, 바아, 포올 또는 종래기술의 복잡하고 값비싼 안내시스템 대신에 튜브와 같은 다른 형태의 신장된 부재로 구성되어 있다.
일반적으로, 본 발명의 와류억제기는 주조가능한 경사진 내화 몸체와, 상기 내화 몸체의 경사축선에 대해 길이방향으로 위치된 중공챔버와, 상기 중공부재에 의해 이송되는 신장된 희생부재를 포함한다. 상기 주조가능한 내화 몸체라는 용어는 균일한 혼합물이지만, 균일하다는 의미는 물질의 동종성(homogeneity)을 필요로 하지는 않으며, 숏트, 스틸 파이버 또는 주조가능한 내화물과 밀착혼합되어 몸체의 비중을 조정할 수 있는 기타 다른 물질을 포함한다. 그 어떤 경우라도, 균일한 혼합물의 비중은 몸체와 희생부재의 조합체가 슬래그층과 용융금속층의 인터페이스에서 부양가능하게 지지되도록 선택되어야 한다. 또한, 본 발명의 와류억제기는 선적전에는 조립을 필요로 하지 않기 때문에, 안내부를 구비한 공지의 몸체의 선적과 관련된 비용 및 어려움을 감소시킨다.
상기 몸체는 일반적으로 베이스로부터 협소단부를 향하여 길이방향 축선을 따라 경사져 있다. 일반적으로 경사졌다는 것은 상기 몸체가 배출노즐 위에서 선회하는 용융금속에 의해 형성된 와류의 형상과 일반적으로 일치한다는 것을 의미한다. 베이스의 단면적은 상기 협소단부의 단면적 보다 넓다. 상기 협소단부 라는 용어는 어떤 특정한 형상을 지칭하는 것이 아니며, 포인트화된 단부, 둥근 단부 또는 평탄한 표면을 포함할 수도 있다. 상기 베이스는 간단하거나 복잡한 다각형, 또는 둥굴거나 원형의 형태를 취할 수도 있다. 복잡한 다각형 형태의 베이스는 평탄부, 오목부 또는 노치를 포함할 수도 있다. 이러한 형상은 몸체를 따라 길이방향으로 연장된다. 경사도는 몸체의 길이부와 일치하는 것이 바람직하다. 내화 몸체는 일반적으로 경사진 형태의 주형을 형성하므로써 양호하게 구성될 수 있다.
중공챔버는 몸체의 길이방향 축선에 대해 길이방향으로 위치되며, 몸체내로 연장된다. 내화 몸체를 구성하는데 사용된 주형은 경화과정중 중공챔버를 형성하는 축 형태를 취하는 인서트이다. 용도에 따라, 축은 내화 몸체로부터 분리되거나, 성형된 혼합물이 경화된 후 내화 몸체내에 지지된다. 만일 축이 내화 몸체로부터 분리된다면, 최종적인 빈 중공챔버는 신장된 희생 부재를 넉넉하게 수용한다. 만일 축이 구성된 후 지지되었다면, 상기 희생부재는 축의 단부에 부착된다. 이러한 두가지 경우에 있어서, 용융금속 리셉터클내로 인입되었을 때, 상기 중공챔버는 내화 몸체내에 코어를 형성하는 용융금속으로 채워진다. 상기 금속 코어는 협소단부의 하방위치에서 내화 몸체를 지향한다.
신장된 희생부재는 중공 또는 중실 금속으로 구성되며, 내화성 물질로 코팅될 수 있다. 만일 신장된 부재가 중공이라면, 중공부 또한 내화성 물질로 채워질 수 있다. 와류억제기가 용융금속 리셉터클에 위치되었다면, 상기 희생부재는 와류억제기를 와류가 형성될 것 같은 영역에 정렬시킨다. 주입과정이 지속됨에 따라, 상기 희생부재는 용융금속 욕조내에서 용해되어, 배출노즐을 통한 용융금속의 흐름을 방해하지 않는다.
따라서, 본 발명은 내화 몸체와, 상기 내화 몸체내의 중공챔버와 희생부재를 구비한 와류억제기를 제공한다. 이러한 특징은 내화 몸체의 지향에 도움을 주기 때문에, 상기 협소단부는 배출노즐을 통한 용융금속의 흐름을 감소시키지 않으면서 용융금속 리셉터클의 배출노즐을 향하여 하방으로 연장될 수 있다. 용융금속 욕조에 삽입되었을 때, 최종적인 몸체와 희생부재의 조합체는 용융금속의 비중 보다 작은 비중을 갖는다. 내화 몸체는 로드가 용해된 경우라도, 중력의 중심을 부양 지지체 보다 협소 단부쪽에 가깝게 지지한다. 또한, 신장된 부재는 희생되기 때문에, 배출 흐름에 따라 트로틀링 효과를 형성하기 전에 용해될 수 있다.
그 결과, 본 발명은 로내에 슬래그와 용융금속층의 혼합물을 최소화한 상태로 완전한 배출을 실행할 수 있다. 또한, 본 발명은 금속이 리셉터클로부터 배출될 동안, 용융금속으로부터 슬래그가 분리되어야만 하는 레이들 및 턴디시와 같은 다른 용융금속 리셉터클에 사용될 수도 있음을 인식해야 한다.
본 발명의 기타 다른 목적과 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조한 하기의 상세한 설명에 의해 보다 명확하게 이해될 것이다.
도1에 도시된 용융금속 리셉터클(10)은 배출노즐(14) 및 노즐개구(16)가 구비된 바닥벽(12)을 포함한다. 상기 용융금속 리셉터클(10)은 로, 레이들, 저장조, 턴디시 또는 용융금속이 노즐(14)을 통해 배출될 수 있는 기타 다른 형태의 리셉터클이 될 수도 있다. 리셉터클의 형태와는 관계없이, 리셉터클(10)은 용융금속층(18)을 포함하는 것으로 도시되어 있다. 용융금속(18)의 비중 보다 작은 비중을 갖는 슬래그층(20)은 용융금속층(18)의 상부에 위치된다. 본 발명에 따른 와류억제기는 리셉터클(10)내에서 용융금속층(18)과 슬래그층(20)의 인터페이스에서 지지된다.
도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 와류억제기(22)는 베이스(26) 및 협소단부(28)를 구비한 몸체(24)와, 중공챔버(30)와, 신장된 희생부재(32)를 포함한다. 도2 및 도3에서 상향의 화살표로 도시된 바와 같이, 희생부재(32)는 중공챔버(30)내로 미끄러져서 일체형의 와류억제기를 형성한다. 선택적으로, 내화 몸체(24)는 희생부재(32)의 주위에 성형될 수도 있다. 상기 희생부재(32)는 주름(25) 또는 돌출부(27)를 구비하도록 변형될 수도 있으며, 이러한 주름이나 돌출부에 의해 내화 몸체(24)가 경화된 후 중공챔버(30)에 희생부재(32)가 장착된다.
베이스의 최외측 포인트는 베이스 주위에 도시된 원(33)을 횡단한다. 상기 원(33)의 직경은 노즐개구(16)의 직경 보다 크기 때문에, 몸체의 일부가 노즐의 내부에 수용될 수 있다. 로내의 거친 환경으로 인하여, 상기 원의 직경은 노즐개구(16)의 직경 보다 실질적으로 크기 때문에, 몸체의 부식으로 인해 베이스 최외측 포인트의 최대직경이 노즐개구의 직경 이하로 감소되지 않는다.
상기 몸체(24)는 일반적으로 베이스(26)로부터 협소단부(28)를 향하여 하방으로 경사진다. 최종적인 일반적으로 경사진 형태는 실질적으로 사각형이므로, 협소단부(28)를 향하여 베이스(26)에 대해 수직하방으로 절단한 단면형태는 실질적으로 일치한다. 그러나, 다른 형상의 변형된 단면도 수용될 수 있다.
몸체(24)와 희생부재(32)의 조합체가 슬래그층(20)과 용융금속층(18)의 인터페이스에서 지지되었을 때, 상기 조합체는 협소단부의 하방위치에서 자체지향(sefl-orienting)된다. 이러한 실시예에 있어서, 상기 지향은 중공챔버(30)와 희생부재(32)의 도움을 받는다. 특히, 와류억제기(22)가 용융금속리셉터클(10)내로 낙하할 때, 중공챔버(30)는 코어를 형성하는 용융금속으로 채워질 수 있다. 상기 코어는 용융금속에서 와류억제기(22)의 위치를 안정화시키는 역할을 하므로, 협소단부(28)는 와류억제기가 슬래그-금속 인터페이스에서 부유될 때 하방으로 향한다. 또한, 상기 희생부재(32)는 확산되기 전 한정된 시간동안 배출노즐(14)로 인입된다. 확산전의 이러한 초기 주기중, 상기 희생부재는 와류억제기(22)를 협소단부(28)의 하방위치에서 안정시킨다. 또한, 상기 희생부재(32)는 초기에 와류억제기(22)를 와류가 형성될 것 같은 영역에 정렬시킬 수 있다. 희생 로드가 용해된 경우라도, 내화 몸체는 중력중심(29)을 부양지지체(31)의 중심이 아닌 협소단부에 가깝게 지지한다.
상기 희생부재(32)는 금속파이프, 로드 또는 바아인 것이 바람직하다. 희생부재의 길이와 폭은 와류억제기의 최종 구성이 용융금속의 비중 보다 작은 비중을 갖는한 상당히 변화될 수 있으며, 용융금속에 지지되었을 때 협소단부의 하방위치에서 자체지향된다. 내화 코팅(34)은 희생부재(32)의 표면에 선택적으로 부착된다. 만일 희생부재가 중공이라면, 내화 코팅 또는 코어(35)는 중공의 희생부재내에 포함될 수도 있다. 용융금속 리셉터클의 작동조건에 따라, 내측 또는 외측 내화코팅은 희생 로드(32)의 수명을 연장시켜준다. 신장된 부재의 희생 특성은 배출노즐(14)을 통한 용융금속의 흐름을 방해하지 않는다.
도4에 도시된 와류억제기(36)는 중공챔버(30)의 변형부(37)와, 신장된 희생부재(38)를 내화 몸체(40)에 부착하는 시스템의 변형부를 포함한다. 도시된 실시예에서, 중공축(42)은 예를 들어 내화물의 주입중 성형 삽입체로서 슬리이브를 사용하므로써 중공챔버(30)에 넉넉하게 수용된다. 중공축(42)의 노출된 부분(46)은 위치결정 아암(도시않음)을 수용하는 노치(45)를 포함한다. 상기 위치결정 아암은 와류가 형성될 것 같은 영역 위에 와류억제기(36)를 위치시키는 작용과, 와류억제기를 용융금속 리셉터클에 선택적으로 낙하시키는 작용을 한다. 도시된 실시에에서, 희생부재(38)는 양단부에 외측 나선(50)을 포함하는 니플(48)에 의해 중공축(42)에 부착된다. 상기 니플(48)은 내측 나선을 갖는 중공축(42)과 결합하며, 내측 나선(54)을 포함하는 희생부재(38)의 단부와 결합된다.
도5에 있어서, 와류억제기(56)는 희생부재(58)를 중공축(60)에 부착하는 시스템으로 변형되었다. 상기 희생부재(58)는 나선을 통해 중공축(60)에 연결되었지만, 다른 형태의 연결기도 사용될 수 있다. 신장된 희생부재의 단부에 형성된 외측 나선(62)은 중공축(60)상의 내측 나선(64)과 결합된다. 도4에 도시된 실시예에 있어서, 중공축(60)은 위치결정 아암(도시않음)을 수용하는 노치(68)가 형성된 노출된 부분(66)을 포함한다.
도6에 있어서, 와류억제기(70)는 중공챔버(30)의 변형부(72)와, 신장된 희생부재를 내화 몸체에 부착하는 시스템에 대한 변형부(74, 76)를 포함하고 있다. 도시된 실시예에서, 중실축(78)은 중공챔버(30)에 넉넉하게 위치되어, 와류억제기(70)의 협소단부(82) 및 베이스(80)를 지나서 연장된다. 중실축(78)의 베이스(82)를 지나 연장되는 부분(84)에는 위치결정 아암(도시않음)을 수용하기 위한 보어(86)가 형성된다. 상기 위치결정 아암은 와류억제기(70)를 와류가 형성될 것 같은 영역에 위치시키는 역할과, 상기 와류억제기를 용융금속 리셉터클내로 선택적으로 낙하시키는 역할을 수행한다. 도시된 실시예에서, 중실축(78)의 협소단부(82)를 지나 연장되는 부분(88)에는 외측 나선이 형성되어 있다. 이와 마찬가지로, 희생부재(74)의 단부에도 외측 나선(90)이 형성되어 있지만, 다른 연결기도 사용될 수 있다. 커플링(92)에 의해 외측 나선(91)을 갖는 중실축(78)과 외측 나선(90)이 형성된 희생부재(74)의 단부가 결합되므로써, 일체형 내화 몸체와 희생부재의 조합체를 형성한다.
도7에 있어서, 와류억제기(94)는 중공챔버(30)에 대한 변형부(96)와, 신장된 희생부재를 내화 몸체에 부착하는 시스템에 대한 변형부(97)를 포함하고 있다. 도시된 실시예에서, 중실축(98)은 중공챔버(30)에 넉넉하게 위치되며, 와류억제기(94)의 협소단부(102) 및 베이스(100)를 지나 연장된다. 선택적으로, 상기 중실축(98)은 와류억제기(94)의 협소단부(102)를 지나서 연장될 수도 있으며, 볼트(101)가 형성될 수도 있다. 중실축(98)의 베이스(100)를 지나 연장되는 부분(104)은 위치결정 아암(도시않음)을 수용하기 위한 보어(106)를 포함한다. 만일 볼트(101)가 사용되었다면, 베이스(100)는 위치결정 아암을 수용하기 위한 후크(도시않음)에 삽입될 수 있다. 상기 위치결정 아암은 와류억제기(94)를 와류가 형성될 것 같은 영역에 위치시키는 역할과, 상기 와류억제기를 용융금속 리셉터클내로 선택적으로 낙하시키는 역할을 수행한다.
도시된 실시예에서, 협소단부(102)를 지나 연장되는 볼트(101) 또는 중실축(98)의 부분(108)은 중공의 희생부재(97)를 넉넉히 수용할 수 있는 직경을 갖는다. 이러한 넉넉한 안착은 연장된 부분(108)의 직경을 변화시키거나 파지면에특징적인 형상을 형성하므로써, 예를 들어 신장된 부분(108)의 표면상에 돌출부(109) 등을 형성하므로써 달성된다. 그러나, 상기 넉넉한 안착이 완성은 일체형 내화 몸체와 희생로드의 조합체에 의한 것이다.
희생부재가 축에 연결되는 방법과는 관계없이, 와류제어기의 비중은 슬래그층(20)과 용융금속(18)의 인터페이스에서 와류제어기를 지지한다. 또한, 연결방법에 관계없이, 희생부재의 최외측면은 내화물로 코팅된다. 또한, 중공 희생부재의 내측면도 내화물로 코팅된다.
도8 및 도9에 있어서, 와류억제기는 8각형 베이스(112)와 평탄측(114)을 구비한 변형된 몸체(110)를 포함하고 있다. 도2에 도시된 실시예에서처럼, 8각형 베이스의 정점(116)은 베이스 주위에 도시되어 노즐개구(14)의 직경을 초과하는 직경을 갖는 원(118)을 횡단한다. 또한, 몸체(110)는 거의 규칙적인 방식으로 협소단부(220)를 향하여 하방으로 경사진다.
도10 및 도11은 와류억제기에서 일반적으로 경사진 몸체(122)의 변형예를 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 몸체(122)는 실질적으로 원형인 베이스(124)를 포함한다. 그러나, 도2 및 도8에 도시된 몸체(24, 110)의 평탄측과는 달리, 와류를 억제하는 유체접촉을 강화하는 표면은 내화 몸체(122)의 측부를 따라 연장되는 오목부(126)에 의해 형성된다.
도12 및 도13에 도시된 실시예는 도10과 유사하지만, 실질적으로 원추형 몸체(128)의 외연으로부터 외측으로 연장되는 돌출부에 의해 와류억제가 강화되고 있다. 몸체(122)에 형성된 오목부(126)와 마찬가지로, 돌출부(130)는 베이스(134)로부터 협소단부(132)를 향하여 경사질 수 있다. 선택적으로 몸체(122)의 오목부(126)와 마찬가지로, 돌출부(130)는 가상선(136)으로 도시된 것처럼 베이스(134)로부터 협소단부(132)로 연장된다. 또한, 베이스로부터 협소단부까지전체 길이를 따라 연장될 때는 오목부(126) 또는 돌출부(130)가 가장 효과적이지만, 이러한 돌출부 및 오목부는 가상선(138)으로 도시된 것처럼 몸체의 전체길이 보다 짧게 절단되어야 한다. 도13에 가상선(140)으로 도시된 바와 같이 일정한 높이의 돌출부처럼, 돌출부 또는 오목부의 폭과 깊이를 변화시킬 수도 있다. 또한, 본 발명의 범주로부터 일탈없이, 필요한 경우에는 와류 억제 표면의 조합, 예를 들어 오목부 및 돌출부의 조합도 사용될 수 있다. 또 다른 실시예로서 평탄한 오목부(142)는 도12에서 가상선(142)으로 도시되어 있다.
상술한 바와 같은 실시예들은 매우 간단한 형상의 베이스를 포함하였지만, 본 발명에 따른 와류억제기의 제조에는 복잡한 형상도 사용될 수 있다. 도14 및 도15에는 복잡한 다각형 베이스(146)를 구비한 내화 몸체(144)가 도시되어 있다. 특히, 상기 베이스(146)는 몸체(144)의 중앙으로부터 외측으로 수렴하는 다수의 간단한 다각형과 조합된다. 사각형태의 다각형(148)의 횡단은 평탄면(150, 152)을 형성하는데, 이러한 평탄면은 "V" 형태를 취하며, 와류동작을 억제하며; V형 오목부의 깊이는 일단 몸체가 노즐개구(14)를 관통한 후에는 트로틀링 효과를 제어한다.
도16 및 도17에 도시된 바와 같이, 실질적으로 구형인 몸체(154)는 구형 구조의 규칙적인 오목부를 절단하므로써 와류억제면을 포함하도록 변형될 수 있다.도16 및 도17에 도시된 변형부는 규칙적인 사면체 및 구의 횡단부에서 구를 절단하므로써 형성되며, 다른 절단부나 돌출부가 부가될 수도 있다. 평탄부(156)는 정점(28)을 향하여 하방으로 경사진다.
내화 몸체의 형상에 대한 상술한 바의 모든 변형예는 공통적인 특징을 갖고 있다. 모든 형상은 배출노즐(14) 위에서 용융금속의 선회운동에 대응하는 관성을 제공한다. 또한 내화 몸체의 형상은 와류 흡입의 형성과, 노즐을 통해 주입되는 슬래그 불순물을 용융금속내로 배출하는 현상을 억제한다. 그럼에도 불구하고, 희생 로드는 용융금속의 배출을 억제함없이, 부가적인 제어 및 안정성을 제공한다. 일체형 내화 몸체와 희생 로드의 조합체를 형성하기 위해, 상술한 그 어떤 형태의 내화 몸체라도 희생부재와 내화 몸체의 연결방법이나 장착부와 조합될 수 있음을 인식해야 한다.
본 발명은 양호한 실시예를 참조로 서술되었기에 이에 한정되지 않으며, 본 기술분야의 숙련자라면 첨부된 청구범위로부터의 일탈없이 본 발명에 다양한 변형과 수정이 가해질 수 있음을 인식해야 한다.

Claims (25)

  1. 배출노즐로부터 용융금속 주입을 위한 와류억제기에 있어서,
    베이스로부터 협소단부를 향하여 길이방향 축선을 따라 일반적으로 경사진 형태를 취하며, 몸체에 대해 길이방향으로 위치되어 상기 몸체내로 연장되는 중공챔버를 포함하는 균일한 주조가능한 내화 몸체와,
    일체형 몸체를 형성하기 위해 상기 중공챔버에 의해 지지된 신장된 희생부재를 포함하며,
    상기 내화 몸체와 희생부재를 조합한 일체형 몸체는 용융금속의 비중 보다 작은 비중을 가지며, 용융금속내에 지지되었을 때 협소단부의 하방위치에서 자체지향되는 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  2. 제1항에 있어서, 희생부재로부터 외측으로 연장되는 돌출부는 일체형 몸체를 형성하기 위해 중공챔버에 장착되는 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  3. 제1항에 있어서, 희생부재로부터 외측으로 연장되는 주름은 일체형 몸체를 형성하기 위해 중공챔버에 장착되는 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 중공챔버는 금속 코어를 금속 리셉터클내로의 도입부로 이송하는 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 희생부재는 중공인 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 희생부재는 단단한 바아인 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  7. 제1항에 있어서, 희생부재의 노출된 표면은 내화물로 코팅되는 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  8. 제4항에 있어서, 상기 희생부재는 내화물로 코팅되는 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  9. 제3항에 있어서, 상기 희생부재는 내화물로 충진되는 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  10. 제1항에 있어서, 상기 몸체는 복잡한 다각형 베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  11. 제1항에 있어서, 상기 베이스는 6각형인 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  12. 제1항에 있어서, 상기 베이스는 8각형인 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  13. 배출노즐로부터 용융금속 주입을 위한 와류억제기에 있어서,
    베이스로부터 협소단부를 향하여 길이방향 축선을 따라 일반적으로 경사진 형태를 취하며, 몸체에 대해 길이방향으로 위치되어 상기 몸체내로 연장되는 축을 포함하는 균일한 주조가능한 내화 몸체와,
    일체형 몸체를 형성하기 위해 상기 축에 의해 지지된 신장된 희생부재를 포함하며,
    내화 몸체와 희생부재를 조합한 일체형 몸체는 용융금속 비중 보다 작은 비중을 가지며, 용융금속내에 지지되었을 때 협소단부의 하방위치에서 자체지향되는 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 축은 중공인 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  15. 제13항에 있어서, 상기 축은 중실인 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  16. 제14항에 있어서, 상기 희생부재는 외측 나선을 포함하는 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  17. 제15항에 있어서, 상기 희생부재는 외측 나선을 포함하는 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  18. 제16항에 있어서, 축의 단부는 내측 나선을 포함하며, 희생부재상에 형성된 내측나선과 외측나선은 결합가능한 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  19. 제14항에 있어서, 상기 희생부재는 내측 나선을 포함하며, 축의 단부는 내측 나선을 포함하는 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  20. 제19항에 있어서, 각각의 단부에 외측 나선이 구비된 니플을 부가로 포함하며, 상기 니플에 의해 희생부재와 축이 결합가능한 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  21. 제17항에 있어서, 상기 축의 단부에는 외측 나선이 형성되는 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  22. 제21항에 있어서, 내측 나선이 형성된 커플링을 포함하며, 상기 커플링은 희생부재와 축을 결합시키고, 이에 의해 몸체와 희생부재 조합체는 일체형 와류억제기를 형성하는 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  23. 제13항에 있어서, 상기 희생부재는 중공인 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  24. 제23항에 있어서, 상기 희생부재는 축 위에 넉넉하게 안착되는 것을 특징으로 하는 와류억제기.
  25. 제25항에 있어서, 상기 축은 몸체내에서 부분적으로 연장되는 것을 특징으로 하는 와류억제기.
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