KR20120110578A - 쉬라우드 노즐 회전용 매니퓰레이터 - Google Patents

쉬라우드 노즐 회전용 매니퓰레이터 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 측면에 쉬라우드 노즐이 수용되는 공간이 형성된 그립, 상기 그립의 상기 내측면에 형성되고, 상기 쉬라우드 노즐의 외측면에 맞닿는 하나 이상의 롤링부재, 상기 그립의 외측면을 고정하여 상기 그립을 지지하는 홀더, 상기 홀더의 일측에 연장 형성되어 상기 홀더를 지지하는 암, 및 상기 암의 일단이 고정되고, 상기 암의 길이, 회전각도 등을 제어하는 본체를 포함하는 쉬라우드 노즐 회전용 매니퓰레이터에 관한 것이다.

Description

쉬라우드 노즐 회전용 매니퓰레이터{MANIPULATOR FOR ROTATING OF SHROUD NOZZLE}
본 발명은 연속주조용 래들에 설치된 쉬라우드 노즐을 회전시켜 주는 장치에 관한 것이다.
일반적으로 주조는 금속을 용해하여 주형에 주입하고, 굳은 후에 꺼내어 제품화하는 금속 가공법의 일종이다.
특히 주조 중 연속주조는 정련로에서 정련과정이 종료된 용강을 주형을 통화시키면서 냉각 및 커팅시켜 슬래브(slab)나 블룸(bloom), 빌릿(billet) 등을 연속적으로 제조하는 방법으로, 이 방법은 분괴공정을 생략하여 설비비 절감 외에 에너지 절감, 제품 실수율 향상, 제품생산 원가절감, 납기단축 등 큰 잇점이 있고, 자동화와 기계화가 용이하다.
연속주조 설비에서 사용되는 쉬라우드 노즐(S/N, Shroud Nozzle)은 정련과정을 거친 용강을 래들(Laddle)로부터 턴디시(Tundish)로 공급하는 과정에서 용강의 유로를 안내함과 동시에 대기(통상 대기중의 산소)와의 접촉으로 용강이 재산화되는 것을 방지하기 위한 수단으로 사용되는 설비이다.
본 발명의 목적은, 쉬라우드 노즐의 사용수명을 증가시킴과 동시에 연속주조공정 중 설비의 교환시 발생 될 수 있는 용강의 재산화를 방지하여 주편 불량을 줄일 수 있는 쉬라우드 노즐 회전용 매니퓰레이터를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 쉬라우드 노즐 회전용 매니퓰레이터는 측면에 쉬라우드 노즐이 수용되는 공간이 형성된 그립, 상기 그립의 상기 내측면에 형성되고, 상기 쉬라우드 노즐의 외측면에 맞닿는 하나 이상의 롤링부재, 상기 그립의 외측면을 고정하여 상기 그립을 지지하는 홀더, 상기 홀더의 일측에 연장 형성되어 상기 홀더를 지지하는 암, 및 상기 암의 일단이 고정되고, 상기 암의 길이, 회전각도 등을 제어하는 본체를 포함할 수 있다.
상기 그립은, C자 형태인 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 롤링부재는 구, 원기둥, 레일, 톱니 중 선택된 하나의 형상으로 이루어질 수 있다.
상기 하나 이상의 롤링부재는 일정한 방향으로 회전하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 본체의 일부에 형성되어, 상기 롤링부재와 전기적으로 연결되어 상기 롤링부재의 구동을 위한 제어부를 더 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 쉬라우드 노즐 회전용 매니퓰레이터에 의하면, 연속주조공정에 사용되는 쉬라우드 노즐의 사용수명을 증가시켜 제품생산 원가를 절감시킬 수 있는 효과와 동시에 연속주조공정 중 설비의 교환시 발생 될 수 있는 용강의 재산화를 방지하여 주편 불량을 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 쉬라우드 노즐의 부분침식된 상태를 설명하기 위한 그림이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 쉬라우드 노즐 회전용 매니퓰레이터의 구성을 설명하기 위한 그림이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 도 1의 A부분을 확대하여 위에서 본 평면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 쉬라우드 노즐 회전용 매니퓰레이터에 대하여 첨부한 도면 및 사진을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일?유사한 구성에 대해서는 동일?유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
도 1은 쉬라우드 노즐(S)의 부분침식(200)된 상태를 설명하기 위한 그림이다.
본 도면을 참조하면, 용강은 래들(100) 하단에 형성된 래들 콜렉터 상노즐(101), 슬라이딩 노즐 카세트(300), 래들 콜렉터 하노즐(105) 및 쉬라우드 노즐(S)을 통과하여 턴디쉬로 이송된다.
래들 콜렉터 상노즐(101)은 용강을 래들(100)로부터 용강의 출탕을 위한 개폐장치가 되는 슬라이딩 노즐 카세트(300)로 이송시킨다.
슬라이딩 노즐 카세트(300)는 용강의 출탕을 결정하는 개폐장치로서, 일반적으로 가운데 구멍이 형성된 상부 플레이트(301)와 하부 플레이트(303)로 이루어진다. 구체적으로 상부 플레이트(301)와 하부 플레이트(303)의 구멍이 만나 통로를 형성시키면 용강이 출탕되고, 상부 플레이트(301)와 하부 플레이트(303)의 구멍이 서로 어긋나있어 통로 형성이 이루어지지 않으면 용강의 출탕이 멈추는 것이다. 또한 상부 및 하부 플레이트(301, 303)의 구멍이 서로 만나서 형성된 통로의 크기를 조절함으로써 용강의 출탕 속도를 조절하는 것이 가능하다.
래들 콜렉터 하노즐(105)은 슬라이딩 노즐 카세트(300)의 하부 플레이트(303)에 연결되고, 래들(100)에서 출탕 된 용강을 외부 또는 다음 설비로 전달하는 출구가 된다. 일반적으로 래들 콜렉터 노즐(201, 205)의 하부에는 쉬라우드 노즐(S)이 위치되어 래들(100)로부터 출탕 된 용강을 쉬라우드 노즐(S)을 통하여 턴디쉬로 이송시킨다.
쉬라우드 노즐(S)은 래들 콜렉터 노즐(201, 205) 하부에 연결 또는 분리되는 것이 가능하고, 연결 또는 분리는 쉬라우드 노즐(S)을 장착하여 위치를 조정하는 매니퓰레이터에 의하여 이루어진다. 매니퓰레이터는 암(30)의 길이 또는 상하 좌우 각도를 제어함으로써, 필요에 따라 쉬라우드 노즐(S)을 장착하고 래들 콜렉터 노즐(201, 205)과 쉬라우드 노즐(S)을 연결한 상태로 유지시키거나, 래들 콜렉터 노즐(201, 205)과 쉬라우드 노즐(S)을 분리시킨다.
일반적으로 용강의 출탕 시에는, 출탕 속도를 조절하기 위하여 슬라이딩 노즐 카세트(300)의 상부 및 하부 플레이트(301, 303)는 일부만 어긋나있어 일정한 유로가 형성되며, 용강이 이송되는 유로에 따라 일정부분에 국부적인 압력이 집중되어 부분침식(200)을 일으킨다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 쉬라우드 노즐 회전용 매니퓰레이터의 구성을 설명하기 위한 그림이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 도 1의 A부분을 확대하여 위에서 본 평면도이다.
본 도면을 참조하면, 쉬라우드 노즐 회전용 매니퓰레이터는 그립(10), 롤링부재(11)와, 홀더(20)와, 암(30)과, 본체(40)로 구성된다. 그립(10)은 측면에 쉬라우드 노즐(S)이 수용되는 공간이 형성된다. 롤링부재(11)는 하나 이상으로서 상기 그립(10)의 상기 내측면에 형성되고, 상기 쉬라우드 노즐(S)의 외측면에 맞닿도록 형성된다. 홀더(20)는 상기 그립(10)의 외측면을 고정하여 상기 그립(10)을 지지한다. 암(30)은 상기 홀더(20)의 일측에 연장 형성되어 상기 홀더(20)를 지지한다. 본체(40)는 상기 암(30)의 일단이 고정되고, 상기 암(30)의 길이, 회전각도 등을 제어한다. 또한, 상기 본체(40)의 일부에 형성되어, 상기 롤링부재(11)와 전기적으로 연결되어 상기 롤링부재(11)의 구동을 위한 제어부(45)가 더 형성될 수 있다.
그립(10)은 내부의 수용 공간과 일측에 입출구가 형성된 말발굽 또는 알파벳 'C'자 형태로 구부러진 것일 수 있다. 그립(10)은 내부 수용공간과 대응되는 크기(직경)의 파이프가 장착 또는 탈착될 수 있고, 특히 상기 파이프는 노즐인 것을 포함한다. 구체적으로 상기 파이프는 래들(100)에서 턴디쉬로 용강을 이송시키는 통로가 되는 쉬라우드 노즐(S)인 것을 포함한다.
롤링부재(11)는 도 3에서 보는 바와 같이, 상기 수용공간에 장착된 쉬라우드 노즐(S)을 수평한 동일방향으로 회전시킬 수 있도록 그립(10)에 축(13)을 두고 회전면(12)이 그립(10)의 내부 수용 공간에 일부 드러나도록 형성된다. 롤링부재(11)는 다수 개가 일정간격, 일정각도로 정렬될 수 있다. 롤링부재(11)는 구형 또는 원기둥 형상으로 이루어지는 것을 포함한다. 또한 롤링부재(11)는 레일 형상으로 이루어지는 것을 포함한다. 또한 롤링부재(11)는 톱니 형상으로 이루어질 수도 있다. 회전면(12)은 롤링부재(11)와 그립(10)에 장착된 쉬라우드 노즐(S)이 직접 닿는 부분으로서, 회전면(12)과 쉬라우드 노즐(S)의 마찰에 의하여 회전이 이루어진다.
롤링부재(11)의 구동을 위하여, 본체(40)의 일부에 제어부(45)가 더 형성될 수 있다. 제어부(45)는 롤링부재(11)의 회전의 시작과 종료, 속도 등을 조절한다. 제어부(45)는 롤링부재(11)의 축(13)과 도선(46)으로 연결되어 있어 전기적인 신호를 롤링부재(11)에 인가하는 것일 수 있다.
홀더(20)는 그립(10)의 크기(직경)에 대응되는 폭을 같는 'ㄷ'자 형태로서, 그립(10)의 외측면에 고정형성되어 상기 그립(10)을 지지한다. 홀더(20)는 그립(10) 뿐만아니라 그립(10)에 장착된 쉬라우드 노즐(S)을 지지함과 동시에 쉬라우드 노즐(S)을 상하 좌우로 이동시킨다.
암(30)은 홀더(20)의 일측에 연장 형성되고, 암(30)의 일단은 본체(40)에 고정된다. 암(30)의 길이, 상하 좌우로의 각도 등은 본체(40)에서 제어된다. 즉, 본체(40)에서 암(30)의 위치 및 길이를 조정하게 되고, 암(30)의 위치 및 길이가 조정되면서 홀더(20) 및 그립(10)이 이동됨에 따라, 그립(10)에 장착된 쉬라우드 노즐(S)이 상하 좌우로 이동되는 것이다.
쉬라우드 노즐(S)은 그립(10)의 내측면에 장착되고, 본체(40)의 제어에 따라 이동되어 래들 콜렉터 하노즐(105)에 연결되어 래들(100)에서 턴디쉬로 용강을 이송시키는 통로가 된다. 쉬라우드 노즐(S)을 통한 용강의 이동 시, 용강의 열에 의하여 쉬라우드 노즐(S)의 온도가 상승되면서 쉬라우드 노즐(S)의 표면의 색상이 밝아진다. 이 때 쉬라우드 노즐(S) 내부에 국부적인 부분침식(200)이 일어나면 그 부분의 두께가 얇아지면서 주변 부분보다 더욱 밝아진다. 조업자는 쉬라우드 노즐(S) 표면의 일부가 주변보다 밝아진 것을 확인하고 쉬라우드 노즐(S) 내부에 부분침식(200)이 일어난 것을 파악할 수 있다.
조업자는 쉬라우드 노즐(S)의 부분침식(200)이 파악되면, 본체(40)의 일측에 형성된 제어부(45)에서 스위치를 '온'시킨다. 스위치가 '온'에 위치되면 제어부(45)와 롤링부재(11)의 축(13)을 연결하는 도선(46)에 전기적인 신호가 인가되어 롤링부재(11)가 일정한 방향으로 회전된다. 롤링부재(11)가 회전되면서 롤링부재(11)와 쉬라우드 노즐(S)의 마찰에 의하여 쉬라우드 노즐(S)이 수평 방향으로 회전된다.
본 발명의 쉬라우드 노즐 회전용 매니퓰레이터를 이용하여 쉬라우드 노즐(S)을 회전시키면, 도 4에서 보듯이, 부분침식(200)이 일어난 쉬라우드 노즐(S) 내면을 부분침식(200)이 일어나지 않은 쉬라우드 노즐(S) 내면으로 전환시켜 국부적 압력을 지탱하는 것이 가능하게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 쉬라우드 노즐 회전용 매니퓰레이터에 의하면, 연속주조공정 중, 용강이 이송되면서 발생되는 국부적 압력의 집중으로 부분침식(200)이 일어난 쉬라우드 노즐(S)의 전체를 교체하기에 앞서 쉬라우드 노즐(S)을 회전시켜, 부분침식(200)이 일어난 쉬라우드 노즐(S) 내면을 부분침식(200)이 일어나지 않은 쉬라우드 노즐(S) 내면으로 전환시켜 국부적 압력을 지탱시킴으로써, 쉬라우드 노즐(S)의 사용수명을 증가시켜 제품생산 원가를 절감시킬 수 있는 효과와 동시에 연속주조공정 중 설비의 교환시 발생 될 수 있는 용강의 재산화를 방지하여 주편 불량을 줄일 수 있는 효과가 있다.
상기와 같은 쉬라우드 노즐 회전용 매니퓰레이터는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
10: 그립 11: 롤링부재
12: 회전면 13: 축
20: 홀더 30: 암
40: 본체 45: 제어부
46: 도선 100: 래들
101: 래들 콜렉터 상노즐 105: 래들 콜렉터 하노즐
200: 부분침식 300: 슬라이딩 노즐 카세트
301: 상부 플레이트 303: 하부 플레이트
S: 쉬라우드 노즐

Claims (5)

  1. 측면에 쉬라우드 노즐이 수용되는 공간이 형성된 그립;
    상기 그립의 상기 내측면에 형성되고, 상기 쉬라우드 노즐의 외측면에 맞닿는 하나 이상의 롤링부재;
    상기 그립의 외측면을 고정하여 상기 그립을 지지하는 홀더;
    상기 홀더의 일측에 연장 형성되어 상기 홀더를 지지하는 암; 및
    상기 암의 일단이 고정되고, 상기 암의 길이, 회전각도 등을 제어하는 본체;를 포함하는, 쉬라우드 노즐 회전용 매니퓰레이터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 그립은, C자 형태인 것을 특징으로 하는, 쉬라우드 노즐 회전용 매니퓰레이터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 롤링부재는 구, 원기둥, 레일, 톱니 중 선택된 하나의 형상으로 이루어지는, 쉬라우드 노즐 회전용 매니퓰레이터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 하나 이상의 롤링부재는 일정한 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는, 쉬라우드 노즐 회전용 매니퓰레이터.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 본체의 일부에 형성되어, 상기 롤링부재와 전기적으로 연결되어 상기 롤링부재의 구동을 위한 제어부를 더 포함하는, 쉬라우드 노즐 회전용 매니퓰레이터.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101461796B1 (ko) * 2013-04-18 2014-11-13 주식회사 포스코 노즐제어장치
KR101586935B1 (ko) * 2014-07-31 2016-01-19 현대제철 주식회사 래들장치

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