KR20160072116A - 레이들 슈라우드를 콜렉터 노즐에 가역적으로 결합하기 위한 결합 장치, 자가-지지형 레이들 슈라우드, 그것의 키트, 및 레이들 슈라우드를 콜렉터 노즐에 결합하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

레이들 슈라우드를 콜렉터 노즐에 가역적으로 결합하기 위한 결합 장치, 자가-지지형 레이들 슈라우드, 그것의 키트, 및 레이들 슈라우드를 콜렉터 노즐에 결합하기 위한 방법. 본 발명은 적어도 제1 및 제2 긴 래치(32)로서, 힌지(36) 상에 피벗가능하게 장착되어, 래치가 고정 위치로부터 아이들 위치로 피벗할 수 있는, 상기 적어도 제1 및 제2 긴 래치(32)에 의해, 레이들 슈라우드(111)의 입구 오리피스(115a)를 금속 주조 설비 내의 레이들(11)의 바닥층의 외면에 고정된 콜렉터 노즐(112)에 가역적으로 결합하기 위해 상기 레이들 슈라우드에 고정된 결합 장치(34)에 관한 것이다. 래치의 아이들 위치는 레이들 슈라우드가 그것의 주조 구성으로 콜렉터 노즐 주위에 맞물리도록 허용하고, 래치의 고정 위치는 상기 래치 상에 제공된 캐칭 수단(33, 33a)을, 콜렉터 노즐을 유지하는 게이트 프레임 상에 위치된 정합 고정 수단(31, 31a) 내로 맞물리게 한다.

Description

레이들 슈라우드를 콜렉터 노즐에 가역적으로 결합하기 위한 결합 장치, 자가-지지형 레이들 슈라우드, 그것의 키트, 및 레이들 슈라우드를 콜렉터 노즐에 결합하기 위한 방법{COUPLING DEVICE FOR REVERSIBLY COUPLING A LADLE SHROUD TO A COLLECTOR NOZZLE, SELF-SUPPORTED LADLE SHROUD, KIT THEREOF AND METHOD FOR COUPLING A LADLE SHROUD TO A COLLECTOR NOZZLE}

본 발명은 레이들(ladle)로부터 턴디시(tundish) 내로 유동하는 용융 금속을 공기와의 접촉으로부터 보호하기 위해 금속 주조 설비 내의 레이들에 결합될 슈라우드 노즐(shroud nozzle)에 관한 것이다. 그러한 노즐은 흔히 레이들 슈라우드(ladle shroud)로 지칭된다. 특히, 본 발명은 어떠한 외부 수단 없이 레이들의 바닥층(bottom floor) 밖으로 돌출하는 콜렉터 노즐(collector nozzle)에 대해 레이들 슈라우드를 주조 위치에 유지하기 위한 결합 장치에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 결합 장치와 함께 사용될 레이들 슈라우드에 관한 것이고, 레이들 슈라우드 및 결합 장치 둘 모두를 포함하는 금속 주조 설비에 관한 것이다.

금속 성형 공정에서, 금속 용융물이 하나의 야금 용기(metallurgical vessel)로부터 다른 것으로, 주형(mould)으로 또는 공구로 이송된다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 레이들(11)이 노(furnace)(도시되지 않음)로부터의 금속 용융물로 충전되고, 용융 금속을 공기와의 접촉으로부터 보호하기 위해 레이들로부터 턴디시의 내부로 연장되는 레이들 슈라우드(111)를 통해 턴디시(10)로 이송된다. 금속 용융물은 이어서 주입 노즐(pouring nozzle)(101)을 통해 턴디시로부터 슬래브(slab), 빌릿(billet), 비임(beam) 또는 잉곳(ingot)을 형성하기 위한 주형(100)으로 보내질 수 있다. 야금 용기로부터의 금속 용융물의 유동은 상기 용기의 저부에 위치된 노즐 시스템(101, 111)을 통해 중력에 의해 추진된다.

특히, 레이들(11)에는, 그것의 바닥층의 내측 표면에, 내측 노즐(113)이 제공된다. 상기 내측 노즐은 상기 바닥층의 외측 표면 밖으로 돌출하는 콜렉터 노즐(112)과 정렬되고, 게이트(gate)(114) - 일반적으로 슬라이딩 게이트(sliding gate)(선형 또는 회전) - 에 의해 콜렉터 노즐로부터 분리되어, 내측 노즐이 콜렉터 노즐과 유체 연통하게 하거나 유체 연통으로부터 벗어나게 하는 것이, 각각, 금속의 주조를 개시하거나 중지시키도록 허용한다. 용융 금속이 레이들로부터 턴디시(10)로 유동할 때 용융 금속을 산화로부터 보호하기 위해, 레이들 슈라우드(111)가 콜렉터 노즐과 턴디시 내에 수용된 용융 금속의 상부 표면 사이에 개재되어, 턴디시 내로 깊이 침투한다. 레이들 슈라우드는 단순히 중심 보어(bore) - 그것의 입구는 주조 구성(casting configuration)으로 콜렉터 노즐의 외측 표면에 꼭 맞게 포개지기에 적합함 - 를 갖는 긴 관이며, 여기서 콜렉터 노즐(112)의 외측 표면과 레이들 슈라우드(111)의 보어 입구 오리피스의 내측 표면 사이에 밀봉이 형성된다.

실제로, 레이들은, 게이트(114)가 폐쇄 구성에 있는 상태에서, 레이들이 새로운 용융 금속 배치(batch)로 충전되었던 노로부터 턴디시 또는 주형 위에 그것의 주조 위치로 이동된다. 노로부터 주조 위치로 그리고 되돌아가는 그것의 이동 동안, 레이들은 어떠한 레이들 슈라우드에도 결합되지 않는데, 왜냐하면 레이들 슈라우드가 제강소를 가로질러 앞뒤로 이동하기에는 너무 길고 너무 위험하게 밖으로 돌출하기 때문이다. 일단 레이들이 그것의 주조 위치에 있으면, 로봇(20) 또는 다른 취급 공구가 레이들 슈라우드(111)를, 콜렉터 노즐(112)이 레이들 슈라우드의 보어 입구 내에 꼭 맞게 포개지는 주조 구성으로 되게 한다(도 1 및 도 2 참조). 전통적인 주조 설비에서, 로봇(20)은 또한 레이들 내에 수용된 용융 금속 배치의 전체 주조 동안 레이들 슈라우드를 그것의 주조 구성에 유지한다. 레이들이 비어 있을 때, 게이트가 폐쇄되고, 로봇이 콜렉터 노즐로부터 레이들 슈라우드를 회수하여, 비어 있는 레이들(11)의 제거 및 새로운 용융 금속 배치로 충전된 다른 레이들로의 교체를 허용한다. 로봇(20)은 새로운 레이들을 이용하여 전술한 작업을 반복한다.

게이트가 적절히 기능하지 않아, 레이들을 그것의 주조 위치로부터 신속하게 제거하고 그것의 용융 금속 내용물을 적절한 비상 폐기물 영역에 비우는 것을 필요로 하는 비상 사태가 발생할 수 있다. 로봇이 레이들 슈라우드를 그것의 주조 구성으로 견고하게 파지한 상태에서 레이들 슈라우드가 레이들의 콜렉터 노즐에 결합된다면, 레이들의 비상 제거가 그것과 함께 레이들 슈라우드 및 로봇 둘 모두를 끌어당겨, 설비에 대한 심각한 손상을 초래할 것이다. 실제로, 로봇은 매우 멀리 끌어당겨질 수 없고 레이들은 중도에서 차단될 수 있어서, 용융 금속을 작업장의 부적절한 영역에서 주조하여, 심각한 결과 및 위험을 초래할 수 있다.

그러한 사고가 발생하는 것을 방지하기 위해, 로봇의 필요 없이 레이들 슈라우드를 주조 구성에 유지하기 위한 수단을 포함하는 레이들 슈라우드가 당업계에서 제안되었다. 이러한 방식으로, 레이들의 신속한 제거는 분명히 레이들 슈라우드를 파괴할 것이지만, 그것의 비상 제거 이동 중에 부피가 큰(그리고 고가인) 로봇을 끌어당기지 않고 그것에 의해 정지될 것이다.

예를 들어, JP09-2011657호는 노즐로서, 노즐을 그것의 주조 구성에 차단하기 위해 종축을 중심으로 한 노즐의 회전을 필요로 하는 베이어닛(bayonet)을 포함하는 결합 수단이 제공된, 상기 노즐을 제안한다. 그러한 회전은, 최소량의 금속 용융물이라도 베이어닛 메커니즘 내로 유동하여 경화 시에 베이어닛 메커니즘을 들쭉날쭉하게 만들자마자 매우 어려워질 수 있다. 대안적으로, JP09-1008825호는 2개의 긴 핀(pin)을 양측에서 포함하는 노즐로서, 상기 핀을 수용하기 위한 상호보완적인 슬롯(slot)을 포함하는 이동 브래킷(bracket)에 의해 주조 구성에 유지되기에 적합한, 상기 노즐을 제안한다. 이러한 메커니즘은 기능하기 위해 레이들의 일측에서 많은 공간을 필요로 하고, 브래킷의 슬롯 상에의 레이들 슈라우드 노즐의 로딩(loading)과 클램핑 구성(clamping configuration)에서의 브래킷의 틸팅(tilting) 사이의 우수한 조정을 필요로 한다.

레이들 슈라우드로서, 로봇의 도움 또는 임의의 다른 외부 도움 없이 그 자신을 그것의 주조 구성에 유지할 수 있고, 간단하고 경제적으로 경쟁력이 있으며, 조정을 거의 필요로 하지 않는, 그리고 이동 부품이 레이들 슈라우드의 보어의 입구와 콜렉터 노즐의 외측 표면 사이의 계면(interface)으로부터 상당히 떨어져 있어, 경화된 금속에 의한 레이들 슈라우드의 재깅(jagging)을 방지하는, 상기 레이들 슈라우드에 대한 필요성이 당업계에 분명히 존재한다. 본 발명의 이들 및 다른 이점이 하기의 섹션에서 제공된다.

본 발명이 첨부된 독립 청구항에 한정된다. 바람직한 실시예가 종속 청구항에 한정된다. 특히, 본 발명은 레이들 슈라우드의 입구 오리피스를 금속 주조 설비 내의 레이들의 바닥층의 외면에 고정된 콜렉터 노즐에 가역적으로 결합하기 위한 결합 장치에 관한 것이며, 상기 결합 장치는,

(a) 종축(X1)에 수직인 중심 개방부를 갖는 힌지 프레임(hinge frame) - 종축(X1)은 상기 개방부의 도심(centroid)을 통과하고, 중심 개방부는 레이들 슈라우드를 수용하기에 적합함 -;

(b) 상기 힌지 프레임을 상기 중심 개방부 내에 삽입된 레이들 슈라우드에 연결하기 위한 슈라우드 연결 수단;

(c) 원위 단부(distal end) 및 근위 단부(proximal end)를 포함하는 적어도 제1 및 제2 긴 래치(latch)

를 포함하며, 적어도 제1 및 제2 래치 각각은,

- 래치의 근위 단부보다 원위 단부에 더 근접한 높이에서 힌지 상에 피벗가능하게 장착되어 - 상기 힌지는 힌지 프레임 상에 위치됨 -, 래치가 고정 위치(fixing position)로부터 아이들 위치(idle position)로 피벗할 수 있고,

- 상기 래치를 상기 래치의 고정 위치로 구동시키도록 자연적으로 편의되는 탄성 수단에 결합되고,

- 래치의 원위 단부보다 근위 단부에 더 근접하게 위치된 캐칭 수단(catching means) - 상기 캐칭 수단은 바람직하게는 래치 내의 개방부, 또는 래치에 대해 횡방향으로 연장되는 러그(lug)를 포함함 - 을 구비하여서,

적어도 제1 및 제2 래치 중 임의의 래치가 각자의 힌지를 중심으로 각자의 아이들 위치로부터 각자의 고정 위치로 피벗하는 것은, 중심 개방부의 도심으로부터 상기 임의의 래치의 캐칭 수단을 분리시키는 거리를 감소시킨다.

각각의 힌지는 대응 래치가 상기 종축(X1)을 포함하는 평면 내에서, 그리고 종축(X1)에 수직인 힌지 액슬(hinge axle)을 중심으로 피벗하도록 허용하는 것이 바람직하다. 본 발명의 제1 실시예에서, 각각의 힌지는 대응 래치의 원위 단부에 인접하게 또는 원위 단부에 위치될 수 있고, 각각의 래치는 슬롯으로서, 상기 힌지에 대한 상기 슬롯의, 종축(X1)에 평행한 방향을 따른 변위가 상기 래치를 상기 래치의 아이들 위치와 고정 위치 사이에서 이동시키게 하는 기하학적 구조(geometry)의, 상기 슬롯과 맞물린다. 대응 래치가 맞물리는 슬롯 모두가 종축(X1)을 따라 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동될 수 있는 슬롯 프레임(slot frame) 상에 제공되고, 슬롯 프레임(34s)과 힌지 프레임(34h) 사이의 거리가 제2 위치에서보다 제1 위치에서 더 크며, 탄성 수단은 슬롯 프레임이 래치의 고정 위치에 대응하는 슬롯 프레임의 위치를 향해 구동되도록 편의되고 장착되는 것이 바람직하다. 래치의 고정 위치가 슬롯 프레임의 제1 위치에 대응하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제2 실시예에서, 각각의 힌지는 대응 래치의 근위 단부와 원위 단부 사이에 위치되어, 대응 래치의 원위 단부에 힌지 액슬 및 종축(X1) 둘 모두에 수직인, 그리고 종축(X1)의 방향의 힘을 인가함으로써 상기 래치가 상기 래치의 고정 위치로부터 상기 래치의 아이들 위치로 시소 모드(see-saw mode)로 피벗할 수 있다.

적어도 2개의 래치가 레이들 슈라우드를 레이들에 확고하게 결합하는 데 필요하다. 그러나, 2개 초과의 래치가 본 발명에 따른 결합 장치에 제공될 수 있음이 명백하다. 예를 들어, 결합 장치는 힌지 프레임의 주변부(perimeter) 주위에 균일하게 분포된 2개, 3개 또는 4개의 래치를 포함할 수 있다.

본 발명은 또한 상기에 한정된 바와 같은 결합 장치에 결합되기에 적합한 레이들 슈라우드에 관한 것이다. 본 발명에 따른 레이들 슈라우드는,

(a) 노즐의 상류측 단부에 위치되고,

i) 종축(X1)에 수직이고 상류측 주변부를 한정하는 상류측 표면 - 상기 상류측 표면에는 레이들에 결합된 콜렉터 노즐과 꼭 맞게 끼워맞춤(snuggly fitting)되기에 적합한 입구 오리피스가 제공됨 -; 및

ii) 상기 상류측 주변부를 둘러싸고 상기 종축(X1)을 따라 연장되는 주연 벽(peripheral wall) - 상기 주연 벽은 금속 캔(metal can)으로 적어도 부분적으로 라이닝됨(lined) -

을 포함하는 입구 부분,

(b) 상기 종축(X1)을 따라 상기 입구 부분으로부터, 상류측 단부 반대편에 있고 출구 오리피스가 위치되는 하류측 단부까지 연장되는 관형 부분,

(c) 종축(X1)에 평행하게 상기 입구 오리피스로부터 상기 출구 오리피스까지 연장되는 보어

를 포함하며,

상기 레이들 슈라우드는 상기에 한정된 바와 같은 결합 장치의 슈라우드 연결 수단과 연결하기 위한 장치 연결 수단을 추가로 포함하고, 상기 장치 연결 수단은, 금속 캔의 일부이고 주연 벽의 주변부 주위에 균일하게 분포된 적어도 제1 및 제2 개별 돌출부의 형태이며, 상기 적어도 제1 및 제2 돌출부 각각은 주연 벽에 접하고 종축(X1)에 수직인 방향의 폭(W), 및 폭(W) 및 종축(X1)에 수직인 반경 방향의 깊이(d)를 갖고 - 단, d / W < 1 -, 레이들 슈라우드의 상류측 단부의 방향을 향하는 상류측 레지(ledge), 및 레이들 슈라우드의 하류측 단부의 방향을 향하는 하류측 레지를 한정하며, 하류측 레지는, 레이들 슈라우드의 하류측 단부 쪽을 향하고 돌출부의 폭(W)의 실질적으로 중간에 위치된 정점(apex)을 갖고서 볼록한 것을 특징으로 한다. 하류측 레지는 바람직하게는 V형(chevron) 또는 원호의 형상이다.

본 명세서에서, 용어 "상류측" 및 "하류측"은 레이들 슈라우드가 콜렉터 노즐과 주조 구성에 있고 게이트가 개방되어 있을 때 용융 금속의 유동 방향에 관하여 정의된다.

본 발명은 또한 상기에 한정된 바와 같은 결합 장치 및 레이들 슈라우드를 포함하는 부품들의 키트(kit)에 관한 것이며, 여기서 결합 장치의 슈라우드 연결 수단은 적어도 제1 및 제2 오목한 상류측 레지를 포함하며, 적어도 제1 및 제2 오목한 상류측 레지는 결합 장치의 중심 개구 내에 위치되고, 상류측 오리피스 쪽을 향하며, 레이들 슈라우드의 입구 부분이 결합 장치의 중심 개구 내에 삽입될 때, 레이들 슈라우드의 돌출부의 볼록한 하류측 레지가 결합 장치의 슈라우드 연결 수단의 오목한 상류측 레지 상에 정합 관계(matching relationship)로 놓일 수 있도록 위치설정되고 기하학적 구조를 갖는다. 바람직한 실시예에서, 레이들 슈라우드의 돌출부의 볼록한 하류측 레지를 결합 장치의 슈라우드 연결 수단의 오목한 상류측 레지 상에 정합 관계로 놓이게 하는 것은, 레이들 슈라우드를 결합 장치의 중심 개방부 내로 삽입하고 결합 장치를 사전설정된 위치까지 출구 오리피스의 방향으로 종축을 따라 이동시키며, 사전설정된 위치에서, 레이들 슈라우드의 돌출부의 볼록한 하류측 레지가 결합 장치의 슈라우드 연결 수단의 오목한 상류측 레지와 대면하고 오목한 상류측 레지 상에 놓일 수 있을 때까지, 결합 장치가 종축을 중심으로 회전됨으로써 달성될 수 있다.

결합 장치가 상기에 한정된 바와 같은 힌지 프레임 및 슬롯 프레임을 포함하는 경우, 슈라우드 연결 수단의 오목한 상류측 레지는 힌지 프레임 상에 제공되고, 슬롯 프레임은, 힌지 프레임의 오목한 상류측 레지에 대향하고 레이들 슈라우드의 돌출부의 상류측 레지의 기하학적 구조와 정합하는 하류측 레지를 포함하여,

a) 결합 장치가 종축을 따라 이동될 사전설정된 위치는, 슬롯 프레임이 힌지 프레임에 대해 슬롯 프레임의 제1 위치에 있을 때(즉, 힌지 프레임으로부터 떨어져 있음), 레이들 슈라우드의 돌출부가 힌지 프레임의 오목한 상류측 레지와 슬롯 프레임의 하류측 레지 사이에 포함되는 높이에 있는 위치에 대응하여서, 레이들 슈라우드의 돌출부가 슬롯 프레임의 하류측 레지와 힌지 프레임의 오목한 상류측 레지 사이에 위치될 때까지, 종축(X1)을 중심으로 한 결합 장치의 회전을 허용하고,

(b) 슬롯 프레임(34s)이 힌지 프레임에 대해 슬롯 프레임의 제2 위치에 있을 때(즉, 힌지 프레임에 근접해 있음), 레이들 슈라우드의 돌출부(55b)가 힌지 프레임의 상류측 레지와 슬롯 프레임의 하류측 레지 사이에 클램핑되는(clamped) 것이 바람직하다.

부품들의 키트는 바람직하게는 또한 콜렉터 노즐을 포함하며, 콜렉터 노즐은 콜렉터 노즐의 하나의 단부에 있는 입구로부터 연장되고 반대편 출구 단부에서 개방되는 보어를 포함하고, 상기 출구 단부는 종축(X1)을 따라 콜렉터 노즐의 입구로부터 레이들 슈라우드의 출구 오리피스까지 연장되는 연속 주조 보어가 형성되게 하는 주조 구성으로 레이들 슈라우드의 입구 오리피스 내로 꼭 맞게 끼워맞춤되기에 적합하다. 콜렉터 노즐은 게이트 프레임(gate frame)을 통해 레이들에 결합되고, 여기서 상기 게이트 프레임은 적어도 제1 및 제2 고정 수단을 포함하며, 적어도 제1 및 제2 고정 수단은 적어도 제1 및 제2 래치의 캐칭 수단과 정합하고, 레이들 슈라우드의 입구 오리피스가 상기 주조 구성으로 콜렉터 노즐 위에 삽입될 때,

- 레이들 슈라우드가 콜렉터 노즐로부터 멀어지는 쪽으로 종축을 따라 자유롭게 이동하도록 래치가 래치의 아이들 위치에 있을 때 고정 수단이 래치의 캐칭 수단과 간섭하지 않고,

- 적어도 제1 및 제2 래치가 적어도 제1 및 제2 래치의 고정 위치에 있을 때 적어도 제1 및 제2 래치의 캐칭 수단이 대응 고정 수단과 가역적 결합 관계로 맞물림으로써, 레이들 슈라우드가 레이들의 콜렉터 노즐에 가역적으로 결합되도록 배치된다.

일 실시예에서, 래치의 캐칭 수단은 개방부를 포함하고, 게이트 프레임의 고정 수단은 대응 래치의, 아이들 위치로부터 고정 위치로의 피벗 시에 개방부 내로 가역적으로 맞물리기에 적합한 러그를 포함한다. 반대로, 제2 실시예에서, 래치의 캐칭 수단은 래치에 대해 횡방향으로 연장되는 러그를 포함하고, 게이트 프레임의 고정 수단은 대응 래치의, 아이들 위치로부터 고정 위치로의 피벗 시에 러그를 가역적으로 수용하기에 적합한 리세스(recess) 또는 개방부를 포함한다.

본 발명의 부품들의 키트는 또한

(a) 결합 장치를 파지하고, 결합 장치의 중심 개방부를 레이들 슈라우드의 입구 부분 위에 맞물리게 하고, 고정시켜서, 레이들 슈라우드 조립체를 형성하고;

(b) 래치를 래치의 고정 위치로부터 래치의 아이들 위치로 이동시키고 래치를 그러한 아이들 위치에 유지하고;

(c) 레이들 슈라우드 조립체의 입구 오리피스를 주조 구성으로 콜렉터 노즐 위에 삽입하여, 레이들 슈라우드 보어가 콜렉터 노즐의 보어와 정렬되게 하고;

(d) 래치가 래치의 아이들 위치로부터 래치의 고정 위치로 복귀하도록 허용함으로써, 각각의 래치의 캐칭 수단을 대응 고정 수단 내에 맞물리게 하여 레이들 슈라우드를 콜렉터 노즐에 결합하고;

(e) 레이들 슈라우드에 대한 파지를 해제하기에

적합한 로봇을 포함할 수 있다.

로봇은 바람직하게는 탄성 수단의 자연적인 편의보다 큰, 그리고 자연적인 편의와 반대 방향의 힘을 인가하기 위해 유압식으로 구동되는 피벗 핑거(pivoting finger) 또는 피스톤으로부터 선택되는, 래치를 그것의 고정 위치로부터 그것의 아이들 위치로 이동시키기 위한 수단을 포함한다.

본 발명은 또한 레이들 슈라우드를 레이들의 콜렉터 노즐에 가역적으로 결합하기 위한 방법에 관한 것이며, 상기 방법은 콜렉터 노즐 및 로봇 둘 모두를 포함하는 상기에 한정된 바와 같은 부품들의 키트를 제공하는 단계, 및 로봇을 이용하여 하기의 단계를 수행하는 단계를 포함한다:

(a) 상기에 한정된 바와 같은 결합 장치를 파지하고, 결합 장치의 중심 개방부를 상기에 한정된 바와 같은 레이들 슈라우드의 입구 부분 위에 맞물리게 하고, 고정시켜서, 레이들 슈라우드 조립체를 형성하는 단계;

(b) 결합 장치의 래치를 래치의 고정 위치로부터 래치의 아이들 위치로 이동시키고 래치를 그러한 아이들 위치에 유지하는 단계;

(c) 레이들 슈라우드 조립체의 입구 오리피스를 주조 구성으로 콜렉터 노즐 위에 삽입하여, 레이들 슈라우드 보어가 콜렉터 노즐의 보어와 정렬되게 하는 단계;

(d) 래치가 래치의 아이들 위치로부터 래치의 고정 위치로 복귀하도록 허용함으로써, 각각의 래치의 캐칭 수단을 대응 고정 수단 내에 맞물리게 하여 레이들 슈라우드를 콜렉터 노즐에 결합하는 단계;

(e) 레이들 슈라우드에 대한 파지를 해제시키는 단계.

본 방법의 로봇은 바람직하게는 하기의 단계를 수행하기에 적합하다:

(a) 콜렉터 노즐에 결합된 레이들 슈라우드를 파지하는 단계;

(b) 각각의 래치의 캐칭 수단(33, 33a)을 대응 고정 수단(31, 31a)으로부터 맞물림 해제시키기 위해 래치(32)를 래치의 고정 위치로부터 래치의 아이들 위치로 이동시키고 래치를 그러한 아이들 위치에 유지하는 단계;

(c) 레이들 슈라우드를 콜렉터 노즐로부터 후퇴시키는 단계.

본 발명의 본질의 보다 완전한 이해를 위해, 첨부 도면과 관련하여 취해진 하기의 상세한 설명을 참조한다.
도 1은 주조 설비의 전체도(general view)를 보여주는 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 로봇에 결합되고 그것에 의해 주조 구성에 유지되는 레이들 슈라우드를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 결합 장치를 갖는 레이들 슈라우드의 제1 실시예를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 결합 장치를 갖는 레이들 슈라우드의 제2 실시예를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명에 따른 결합 장치를 갖는 레이들 슈라우드의 제3 실시예를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 결합 장치를 갖는 레이들 슈라우드의 제4 실시예를 도시하는 도면.
도 7은 본 발명에 따른 결합 장치를 갖는 레이들 슈라우드의 제5 실시예를 도시하는 도면.
도 8은 제1 실시예에 따른 결합 장치의 래치를 작동시키기 위한 수단을 도시하는 도면.
도 9는 제2 실시예에 따른 결합 장치의 래치를 작동시키기 위한 수단을 도시하는 도면.
도 10은 제4 실시예에 따른 결합 장치의 래치를 작동시키기 위한 수단을 도시하는 도면.
도 11은 (a) 분리된, 그리고 (b) 서로 고정된, 본 발명에 따른 노즐 및 결합 장치의 사시도를 도시하는 도면.
도 12는 레이들의 콜렉터 노즐에 대한, 본 발명에 따른 결합 장치를 갖는 레이들 슈라우드의 결합 시퀀스를 예시하는 도면.
도 13은 래치들이 그것들 각자의 아이들 위치로부터 그것들의 고정 위치로 이동될 때의, 캐칭 수단과 중심 개방부의 도심 사이의 거리 감소를 예시하는 도면.
도 14는 본 발명에 따른 레이들 슈라우드의 2개의 실시예뿐만 아니라, 장치 연결 수단의 실시예를 도시하는 도면.
도 15는 결합 장치를 회전에 의해 레이들 슈라우드에 결합하는 방법의 실시예를 도시하는 도면.

도 3 내지 도 13에 예시된 바와 같이, 본 발명의 요지는 전달 랙(delivery rack)(도 11 및 도 12의 (a) 참조) 내에 저장된 새로운 레이들 슈라우드(111)에 용이하게 고정될 수 있는 결합 장치(34)이다. 상기 결합 장치는 콜렉터 노즐을 레이들에 결합하는 게이트 프레임 내에 제공된 고정 수단(31, 31a)과 가역적으로 맞물리기에 적합한 캐칭 수단(33, 33a)을 포함한다. 고정 수단(31, 31a) 내로의 캐칭 수단(33, 33a)의 맞물림은, 레이들 슈라우드가 콜렉터 노즐(112)의 출구가 레이들 슈라우드의 입구 오리피스 내에 밀봉식으로 넣어진 주조 구성에 있을 때에만 가능하다. (도 12의 (d) 및 (e) 참조). 결합 장치(34)를 상세히 기술하기 전에, 레이들 슈라우드(111) 및 레이들(11)이 제시된다.

도 1 및 도 12에 도시된 바와 같이, 레이들(11)은 레이들의 내부에 위치되고 레이들의 내부를 라이닝(lining)하는 내화성 재료(12) 내에 부분적으로 매립된 내측 노즐(113)을 구비한 출구 개구가 제공된 바닥층을 포함하는 큰 용기이다. 콜렉터 노즐(112)이 게이트 프레임에 의해 출구 개구의 바깥쪽에 고정된다. 게이트 프레임은, 내측 노즐과 밀봉 접촉하고 입구 노즐과 연속 관통 보어를 형성하는 보어를 포함하는 고정 플레이트를 포함한다. 게이트 프레임은, 콜렉터 노즐과 밀봉 접촉하고 콜렉터 노즐과 연속 관통 보어를 형성하는 보어를 포함하는 제2 슬라이딩 플레이트(sliding plate)(114)를 포함한다. 제2 슬라이딩 플레이트(114)는 제1 고정 플레이트에 대해 활주식으로 이동가능하여, 예를 들어 슬라이딩 플레이트 및 콜렉터 노즐에 의해 형성되는 관통 보어가 고정 플레이트 및 내측 노즐에 의해 형성되는 관통 보어와 정합하게 하거나 정합으로부터 벗어나게 하여서, 내측 노즐 및 콜렉터 노즐(112)을 통한 금속의 유량의 제어를 허용한다(도 12의 (e) 및 (f) 참조). 도입부에서 설명된 바와 같이, 콜렉터 노즐은 짧은 관형 부분을 갖고, 레이들 슈라우드(111)에는 보다 긴 관형 부분이 제공되며, 레이들 슈라우드는 액체 금속을 레이들과 턴디시(10) 사이의 공기와의 임의의 접촉으로부터 보호하기 위해 콜렉터 노즐 위에 밀봉식으로 삽입되어야 한다.

본 발명에 따른 레이들 슈라우드(111)가 도 11 및 도 14에 예시된다. 본 발명에 따른 레이들 슈라우드는 그것이,

(a) 노즐의 상류측 단부에 위치되고,

i) 종축(X1)에 수직이고 상류측 주변부를 한정하는 상류측 표면 - 상기 상류측 표면에는 레이들(11)에 결합된 콜렉터 노즐(112)과 꼭 맞게 끼워맞춤되기에 적합한 입구 오리피스(115a)가 제공됨 -; 및

ii) 상기 상류측 주변부를 둘러싸고 상기 종축(X1)을 따라 연장되는 주연 벽 - 상기 주연 벽은 금속 캔(111m)으로 적어도 부분적으로 라이닝됨 -

을 포함하는 입구 부분,

(b) 상기 종축(X1)을 따라 상기 입구 부분으로부터, 상류측 단부 반대편에 있고 출구 오리피스(115b)가 위치되는 하류측 단부까지 연장되는 관형 부분,

(c) 종축(X1)에 평행하게, 상기 입구 오리피스(115a)로부터 상기 출구 오리피스(115b)까지 연장되는 보어(115)

를 포함한다는 점에서, 최신 기술의 레이들 슈라우드와 다소 유사하다.

그러나, 본 발명에 따른 레이들 슈라우드는, 그것이 하기에서 보다 상세히 설명될 방식으로 결합 장치의 슈라우드 연결 수단(55a)과 연결하기 위한 장치 연결 수단(55b)을 추가로 포함한다는 점에서, 최신 기술의 레이들 슈라우드와는 상이하다. 상기 장치 연결 수단은 금속 캔(111m)의 일부분이고 주연 벽의 주변부 주위에 균일하게 분포된 적어도 제1 및 제2 개별 돌출부(55b)의 형태이다(도 14의 (a) 및 (b) 참조). 상기 적어도 제1 및 제2 돌출부 각각은 주연 벽에 접하고 종축(X1)에 수직인 방향의 폭(W), 및 폭(W) 및 종축(X1)에 수직인 반경 방향의 깊이(d)를 갖고 - 단, d / W < 1 -, 레이들 슈라우드의 상류측 단부의 방향을 향하는 상류측 레지(55u), 및 레이들 슈라우드의 하류측 단부의 방향을 향하는 하류측 레지(55d)를 한정하며, 여기서 하류측 레지는, 레이들 슈라우드의 하류측 단부 쪽을 향하고 돌출부의 폭의 실질적으로 중간에 위치된 정점(55apx)을 갖고서 볼록하다. 하류측 레지(55d)는 도 14의 (c) 및 (d)에 도시된 바와 같이 V형 또는 원호의 형상일 수 있다.

도 3 내지 도 10 및 도 14의 (d)에 도시된 바와 같이, 레이들 슈라우드의 주연 벽이 절두원추형 리세스(trunconical recess)(56d) - 그것의 작은 직경이 레이들 슈라우드의 하류측 단부를 향해 배향되어, 역 쇼울더(inverted shoulder)를 형성함 - 를 포함하는 것이 바람직하다.

결합 장치(34)는 중심 개방부로서, 상기 개방부의 도심을 통과하는 종축(X1)에 수직인, 상기 중심 개방부를 갖는 힌지 프레임(34h)을 포함한다. 개방부는 상기에 한정된 바와 같은 레이들 슈라우드를 수용하기에 적합하여야 한다. 결합 장치(34)는 레이들 슈라우드(111) 상에 제공된 장치 연결 수단(55b)과 상호작용하기에 적합한 슈라우드 연결 수단(55a)에 의해 상기 레이들 슈라우드에 고정될 수 있다. 예를 들어, 결합 장치의 슈라우드 연결 수단(55a)은 레이들 슈라우드의 장치 연결 수단(55b)에, 하나가 다른 것에 대해 회전함으로써 고정될 수 있다. 예가 하기에 보다 상세히 논의될 도 15에 예시된다. 이러한 실시예는 또한 예를 들어 베이어닛 유형의 연결 수단을 포함할 수 있으며, 이는 본 출원의 몇몇 실시예에 유리할 수 있다.

적어도 2개의 캐칭 수단(33, 33a)이 레이들 슈라우드(111)(그것에 결합 장치(34)가 고정되어 있음)를, 게이트 프레임 - 이는 콜렉터 노즐을 유지하고 게이트 메커니즘을 둘러싸는 프레임임 - 을 통해 레이들에 결합된 고정 수단(31, 31a)에 가역적으로 결합하기 위해 필요하다. 슬라이드 게이트 또는 회전 게이트인 게이트 메커니즘은 당업계에 잘 알려져 있고, 본 명세서에서 상세히 설명될 필요가 없다. 게이트 메커니즘은 보어가 제공된 2개의 플레이트를 활주시켜, 각각의 판의 보어를 서로에 대해 정합하게 하고 정합으로부터 벗어나게 함으로써 레이들 밖으로 유동하는 액체 금속의 유량을 제어하는 역할을 한다. 슬라이드 게이트(114)의 예가 도 12에 개략적으로 예시되며, 여기서 게이트는 레이들 슈라우드가 콜렉터 노즐에 결합되고 있을 때 단계 (a) 내지 단계 (e)에서 폐쇄되고, 레이들 슈라우드가 그것의 주조 구성에 고정되는 단계 (f)에서 개방된다. 각각의 캐칭 수단(33, 33a)은 원위 단부 및 근위 단부를 포함하는 적어도 제1 및 제2 긴 래치(32) 상에 제공된다. 각각의 래치(32)는 힌지(36) 상에 피벗가능하게 장착된다. 힌지(36)는 힌지 프레임(34h) 상에 장착되고, 그것의 근위 단부보다 원위 단부에 더 근접한 높이에서 대응 래치에 결합되는 반면, 캐칭 수단(33, 33a)은 래치의 원위 단부보다 근위 단부에 더 근접하게 위치된다. 각각의 래치는 대응 힌지를 중심으로 고정 위치로부터 아이들 위치로 피벗될 수 있다. 각각의 래치는 상기 래치를 그것의 고정 위치로 구동시키도록 자연적으로 편의되는 탄성 수단(35)에 직접적으로 또는 간접적으로 결합된다. 탄성 수단은, 그것이 래치를 그것의 고정 위치를 향해 - 상기 위치로부터 벗어난 때 - 반복적으로 구동시키기 위한 충분한 스프링력을 발생시킬 수 있는 한, 코일 스프링, 비틀림 스프링, 판 스프링(leaf spring), 볼류트 스프링(volute spring) 등과 같은 임의의 유형의 스프링일 수 있다. 탄성 수단에 의해 발생되는 스프링력은 래치를 그것의 고정 위치로부터 벗어나 그것의 아이들 위치를 향해 구동시키기 위해 예컨대 로봇(20, 21)에 의해 결합 장치에 인가될 수 있는 힘보다 작아야 한다. 예를 들어 도 6, 도 7, 및 도 10에 예시된 바와 같이, 탄성 수단의 하나의 단부는 래치(32)에 직접적으로 결합될 수 있는 반면, 다른 단부는 힌지 프레임(34h)에 고정된다. 대안적으로, 탄성 수단은, 도 3 내지 도 5, 도 8, 도 9, 도 12에 예시된 바와 같이, 예컨대 하나의 단부를 힌지 프레임(34h)에 그리고 다른 단부를 래치와 상호작용하는 구조물에 고정시킴으로써, 래치에 간접적으로 결합되고 그럼에도 여전히 래치를 그것의 고정 위치를 향해 자연적으로 구동시킬 수 있으며, 여기서 상기 구조물은 래치와의 상호작용이 하기에 보다 상세히 논의될 슬롯 프레임(34s)이다.

래치(32)는 힌지 프레임 상에 피벗가능하게 장착되어, 적어도 제1 및 제2 래치(32) 중 임의의 것이 그것 각자의 힌지(36)를 중심으로 그것 각자의 아이들 위치로부터 그것 각자의 고정 위치로 피벗하는 것은, 결합 장치의 중심 개방부의 도심으로부터 그것의 캐칭 수단(33, 33a)을 분리시키는 거리를 감소시킨다. 도 13은 힌지 액슬(36a)(혼합선에 의해 표시됨)이 상기 액슬의 중심으로부터 중심 개방부의(그리고 결합 장치에 결합된 때 레이들 슈라우드의 보어(115)의) 도심까지 연장되는 반경에, (a) 수직이고, (b) 그것에 평행한, 2개의 실시예에 대해 아이들 위치에서의 중심 개방부와 래치(32)의 캐칭 수단 사이의 거리(d_idle)(파선)와 고정 위치에서의 그러한 거리(d_fix)(실선)를 비교한다. 래치(32)의 각자의 아이들 위치로부터 그것 각자의 고정 위치로 피벗함으로써, 중심 개방부의 도심까지의 2개의 캐칭 수단의 거리가 거리(d_idle)로부터 거리(d_fix < d_idle)로 감소되는 것을 볼 수 있다.

각각의 래치의 근위 단부에 더 근접하게 위치되는 캐칭 수단은 상이한 기하학적 구조를 가질 수 있다. 특히, 그러한 캐칭 수단은, 아이들 위치로부터 고정 위치로의 피벗 시에, 레이들 게이트 메커니즘 및 콜렉터 노즐을 유지하는 게이트 프레임의 고정 수단을 형성하는 대응 러그 또는 후크(hook)(31)와 가역적으로 맞물리기에 적합한 개방부(33)의 형태일 수 있다. 이러한 실시예가 도 3, 도 4, 도 6, 도 7, 도 12, 및 도 13뿐만 아니라 도 11의 사시도에 개략적으로 묘사된다. 대안적으로, 캐칭 수단은, 각각의 래치의 그것의 아이들 위치로부터 그것의 고정 위치로의 피벗 시에, 게이트 프레임의 고정 수단(31a)을 형성하는 개방부 내로 가역적으로 맞물리기에 적합한 러그 또는 후크(33a)의 형태일 수 있다. 이러한 실시예가 도 5에 개략적으로 묘사된다.

바람직한 실시예에서, 각각의 래치의 힌지 액슬(36a)은 결합 장치(34)가 레이들 슈라우드(111)에 고정된 때 액슬(36a)의 중간으로부터 입구 오리피스(115a)의 도심까지 연장되는 반경에 실질적으로 수직이다. 이러한 기하학적 구조는 종축(X1) 및 상기 반경에 의해 한정되는 평면 내에서의 각각의 래치(32)의 피벗을 허용한다. 예를 들어, 도 13의 (a)는 "반경방향" 또는 "수렴" 피벗으로 정의될 수 있는 피벗을 허용하는 그러한 실시예를 예시한다. 대안적으로, 각각의 래치(32)의 액슬(36a)은 결합 장치(34)가 레이들 슈라우드(111)에 고정된 때 액슬(36a)의 중간으로부터 입구 오리피스(115a)의 도심까지 연장되는 반경에 평행할 수 있다. 도 7 및 도 13의 (b)에 예시된 이러한 기하학적 구조는 "접선방향" 피벗으로 정의될 수 있는 피벗을 허용한다. 그러나, 수렴 피벗이 바람직하다.

피벗이 수렴 피벗인 도 3 내지 도 5 및 도 15의 (a) 및 (b)에 예시된 실시예에서, 각각의 래치(32)의 힌지(36)는 대응 래치(32)의 원위 단부에 인접하게 또는 그것에 위치된다. 결합 장치는 슬롯 프레임(34s)으로 지칭되는 제2 프레임을 포함하며, 이러한 제2 프레임은 예를 들어 그것을 힌지 프레임(34s)으로부터 분리시키는 거리를 변화시키기 위해 종축(X1)에 평행한 방향을 따라 힌지 프레임(34h)을 향해 그리고 그것으로부터 멀어지는 쪽으로 이동될 수 있고, 각각의 래치에 대해 하나의 슬롯을 포함한다. 각각의 래치는 힌지와 그것의 캐칭 수단 사이의 래치의 길이를 따라 자유롭게 이동하는 대응 슬롯 내에 삽입된다. 슬롯의 기하학적 구조는 힌지 프레임(34h)에 대한 슬롯 프레임(34s)의 종축(X1)에 평행한 방향을 따른 변위 시에, 각각의 슬롯이 대응 래치의 길이를 따라 이동하고 그것의 아이들 위치로부터 그것의 고정 위치로의 그것의 틸팅을 구동시키게 한다. 특히, 각각의 슬롯은, 종축(X1)에 대해 경사지고 래치가 그 상에 놓이는 하나의 벽을 포함할 수 있다. 슬롯 프레임을 종방향을 따라 이동시킬 때, 상기 경사진 벽은 래치의 각도 피벗을 강제한다. 그러한 경사진 벽에 대해 대안적으로 또는 그것에 부수적으로, 도 3 및 도 4에 예시된 가장 바람직한 실시예에서, 각각의 래치는, 힌지 액슬(36a)에 평행하게 연장되고 대응 힌지(36)와 캐칭 수단(33, 33a) 사이에서 래치의 일측(바람직하게는 양측)으로부터 돌출하는 적어도 하나(바람직하게는 2개)의 핀(32p)을 포함한다. 상기 핀은 대응 슬롯의 벽 상에 제공된 콩 형상의 채널(34b) 내에 맞물리며, 상기 벽은 힌지 액슬(36a)에 수직이다. 종축을 따른 힌지 프레임에 대한 슬롯 프레임의 이동은 콩 형상의 채널을 따른 핀의 활주를 유발하여서, 대응 래치의 그것의 대응 아이들 또는 고정 위치로의 이동을 강제한다. 각각의 래치의 그것의 고정 위치로부터 그것의 아이들 위치로의 피벗은,

(a)

i) 힌지 프레임(34h)을 레이들 슈라우드(111)에 대해 고정 위치에 유지하고 슬롯 프레임(34s)을 힌지 프레임을 향해 이동시키는 것(도 3 및 도 5 참조),

ii) 슬롯 프레임(34s)을 레이들 슈라우드(111)에 대해 고정 위치에 유지하고 힌지 프레임(34h)을 슬롯 프레임을 향해 이동시키는 것(도 4 및 도 12 참조), 또는

iii) 레이들 슈라우드(111)에 대해 힌지 프레임(34h) 및 슬롯 프레임(34s) 둘 모두를 서로를 향해 이동시키는 것(도 15의 (a) 및 (b) 참조)

에 의해 (도 3 내지 도 5에 예시된 바와 같이) 종축(X1)을 따른 슬롯 프레임(34s)과 힌지 프레임(34h) 사이의 거리를 감소시킴으로써;

(b)

i) 힌지 프레임(34h)을 레이들 슈라우드(111)에 대해 고정 위치에 유지하고 슬롯 프레임(34s)을 힌지 프레임으로부터 멀어지는 쪽으로 이동시키는 것,

ii) 슬롯 프레임(34s)을 레이들 슈라우드(111)에 대해 고정 위치에 유지하고 힌지 프레임(34h)을 슬롯 프레임으로부터 멀어지는 쪽으로 이동시키는 것, 또는

iii) 레이들 슈라우드(111)에 대해 힌지 프레임(34h) 및 슬롯 프레임(34s) 둘 모두를 서로 멀어지는 쪽으로 이동시키는 것

에 의해 종축(X1)을 따른 슬롯 프레임(34s)과 힌지 프레임(34h) 사이의 거리를 증가시킴으로써(예시되지 않음) 수행될 수 있다.

슬롯 프레임을 사용하는 상기에 기술된 실시예에서, 탄성 수단(35)이 힌지 프레임(34h)에 연결되는 하나의 단부 및 슬롯 프레임(34s)에 연결되는 다른 단부를 가져서, 탄성 수단의 자연적인 편의가 2개의 프레임을 래치(32)의 고정 위치에 대응하는 그것들 각자의 위치를 향해 구동시키는 것이 바람직하다. 도 3은 그러한 기하학적 구조의 가장 바람직한 실시예를 예시하며, 여기서 래치의 고정 위치는 힌지 프레임(34h)으로부터 가장 멀리 떨어져 있는 슬롯 프레임(34s)에 대응한다.

도 3에 예시된 실시예에서, 힌지(36)는 래치(32)의 원위 단부에 위치되고, 래치는 슬롯 프레임(34s) 내에 제공된 대응 슬롯 내에 맞물리며, 이러한 슬롯 프레임은 힌지 프레임(34h)을 향해 그리고 그것으로부터 멀어지는 쪽으로 이동하여, 그것 내에 맞물린 대응 래치의 길이를 따라 슬롯을 활주시킬 수 있다. 코일 스프링으로 묘사된 탄성 수단(35)은 예를 들어 슬롯 프레임(34s) 및 힌지 프레임(34h)을 서로 멀어지는 쪽으로 이동시키도록 편의된다. 어떠한 외력도 없을 경우에, 힌지 프레임(34h) 및 슬롯 프레임(34s)은 소정 거리(H_f)만큼 분리되고, 래치는 틀림없이 그것의 고정 위치에 있을 것이라는 결론이 나온다. 힌지 프레임(34h)과 슬롯 프레임(34s) 사이의 탄성 수단(35)의 스프링력보다 큰 압축력의 인가 시에, 2개의 프레임 사이의 거리가 감소되고 래치는 틀림없이 그것의 아이들 위치를 향해 피벗할 것이다. 이는 다음과 같이 수행된다.

슬롯의 외측 벽이 경사져서, 각각의 슬롯이 레이들을 향하는 반대측에서보다 힌지 프레임을 향하는 측에서 더 좁다. 이러한 기하학적 구조는 래치(32)의 그것 각자의 힌지(36)를 중심으로 한 피벗이 예를 들어,

- 힌지 프레임(34h) 및 슬롯 프레임(34s)이 그것들 사이의 거리가 H_f에 도달할 때까지 서로 분리될 때 래치가 종축(X1)과 형성하는 각도를 그것의 고정 위치를 향해 감소시키도록, 그리고

- 힌지 프레임(34h) 및 슬롯 프레임(34s)이 서로를 향해 이동되어 그것들 사이의 거리를 감소시킬 때 래치가 종축(X1)과 형성하는 각도를 그것의 아이들 위치를 향해 증가시키도록 허용한다.

래치를 그것의 아이들 위치와 고정 위치 사이에서 앞뒤로 보다 정밀하고 반복적으로 구동시키기 위해, 래치(32)가 상기에 논의되고 도 3 및 도 4에 예시된 바와 같이 콩 형상의 채널(34b) 내에 맞물리는 핀(32p)을 추가로 포함하는 것이 바람직함에 유의하여야 한다.

슬롯 프레임(34s) 및 힌지 프레임(34h)을 서로를 향해 종방향(X1)으로 구동시키기 위해 탄성 수단(35)의 스프링력보다 큰 힘(F)을 인가할 때, 슬롯이 그것 내에 맞물린 각자의 래치를 따라 아래로 이동한다. 슬롯의 경사진 외측 벽 및 콩 형상의 채널(34b) 내에 맞물린 핀(32p) 때문에, 슬롯 프레임(34s) 및 힌지 프레임이 서로를 향해 점진적으로 구동됨에 따라, 그것들이 힌지 프레임(34h)에 가장 근접한, 바람직하게는 그것과 접촉하는 슬롯 프레임에 대응하는 그것들의 아이들 위치에 도달할 때까지, 래치가 그것 각자의 힌지(36)를 중심으로 피벗할 수 있다(도 3의 (b) 참조). 슬롯 프레임 및 힌지 프레임을 함께 근접하게 유지하는 동안, 그리고 래치(32)가 그것의 아이들 위치에 있을 때, 게이트 프레임의 고정 수단(31, 31a)이 래치의 캐칭 수단(33, 33a)과 간섭함이 없이, 레이들 슈라우드가 콜렉터 노즐 주위에 그것의 주조 구성으로 삽입될 수 있다(도 3의 (c) 참조).

레이들 슈라우드가 그것의 주조 구성에 있을 때, 단순히 슬롯 프레임(34s) - 이는 이어서 탄성 수단(35)의 스프링력의 작용에 의해 힌지 프레임(34h)으로부터 멀어지는 쪽으로 구동됨 - 에 인가된 힘(F)을 해제시킴으로써, 래치는 그것의 아이들 위치로부터, 래치가 게이트 프레임의 정합하는 고정 수단과 맞물리게 하는 그것의 고정 위치로 다시 피벗될 수 있다. 따라서, 레이들 슈라우드는 레이들의 전체 주조 작업 동안 그것의 주조 구성을 유지하기 위해 어떠한 로봇(20) 등의 필요 없이 콜렉터 노즐에 확고하게 그리고 가역적으로 결합된다(도 3의 (d) 참조).

비어 있는 레이들을 그것의 주조 위치로부터 멀어지는 쪽으로 이동시키기 전에 레이들 슈라우드를 언로딩(unloading)하기 위해, 상기에 기술된 바와 같이 슬롯 프레임(34s)에 힘(F)을 인가함으로써 결합 장치(34)의 캐칭 수단(33, 33a)이 게이트 프레임의 고정 수단(31, 31a)으로부터 맞물림 해제된다. 이어서 레이들 슈라우드가 그것을 종축(X1)을 따라 하향으로 구동시키고 이어서 탈거함으로써 콜렉터 노즐로부터 제거될 수 있다. 따라서, 레이들은 레이들 아래에 매달린 긴 레이들 슈라우드로부터의 방해 없이 제거될 수 있다.

도 3에 예시된 실시예는 결합 장치가 레이들 슈라우드에 결합되는 방식에 특히 바람직하다. 먼저, 힌지 프레임(34h)은 레이들 슈라우드(111)의 돌출부(55b)의 볼록한 하류측 레지의 기하학적 구조와 정합하는 기하학적 구조의 오목한 상류측 레지(55a)를 포함한다(상기 오목한 상류측 레지는 그 상에 놓인 돌출부의 하류측 레지에 의해 가려지기 때문에 도 3에서 보이지 않음). 이러한 단계에서, 레이들 슈라우드는 결합 장치의 장치 연결 수단의 상류측 레지(55a) 상에 놓인다. 레이들 슈라우드의 주연 벽의 일부분이 역 쇼울더를 형성하는 절두원추형 리세스(56d)를 형성하는 것이 바람직하다. 이어서 슬롯 프레임은 유리하게도 레이들 슈라우드의 절두원추형 리세스가 꼭 맞게 끼워맞춤될 수 있는 절두원추형 상류측 지지 레지를 포함한다. 이러한 경우에, 레이들 슈라우드는 또한 슬롯 프레임(34s)의 절두원추형 상류측 지지 레지 상에 놓인다(도 3의 (a) 참조). 슬롯 프레임은 또한, 레이들 슈라우드의 돌출부(55b)의 상류측 레지(55u)와 대면하여 위치되고 그것과 정합하는 기하학적 구조를 갖는 하류측 레지를 포함한다. 슬롯 프레임을 힌지 프레임을 향해 누를 때, 돌출부(55b)가 바이스(vice)의 조오(jaw)에서와 같이 힌지 프레임(34h)의 상류측 레지와 슬롯 프레임(34s)의 하류측 레지 사이에 클램핑된다(도 3의 (b) 참조). 이러한 단계에서, 레이들 슈라우드(111) 및 결합 장치(34)는 함께 확고하게 클램핑된다. 동시에, 래치가 그것의 아이들 위치로 피벗하였기 때문에, 결합 장치의 캐칭 수단(33, 33a)과 게이트 프레임의 고정 수단(31, 31a) 사이의 간섭 없이 레이들 슈라우드를 콜렉터 노즐(112) 위에 그것의 주조 위치로 삽입하는 것이 가능하다(도 3의 (c) 참조). 이어서, 슬롯 프레임 및 힌지 프레임에 인가된 압축력을 해제시키면, 스프링력이 슬롯 프레임 및 힌지 프레임을 그것들이 거리(H_f)만큼 분리될 때까지 구동시켜 이격시키며, 이러한 단계에서 결합 장치의 캐칭 수단(33, 33a)은 슬라이드 게이트의 고정 수단(31, 31a)과 맞물렸다. 동시에, 슬롯 프레임(34s)의 하류측 레지가 레이들 슈라우드의 돌출부(55b)로부터 분리되고, 슬롯 프레임의 절두원추형 상류측 지지 레지가 레이들 슈라우드의 절두원추형 리세스에 꼭 맞게 포개진다. 따라서, 레이들 슈라우드(111)는 슬롯 프레임(34s)의 절두원추형 상류측 지지 레지 상에 그리고 힌지 프레임(34h)의 상류측 레지 상에 놓여, 시스템에 큰 안정성을 제공한다.

한편으로는 슬롯 프레임 상류측 지지 레지(56u) 및 주연 벽 리세스(56d)의 절두원추형 기하학적 구조, 및 다른 한편으로는 힌지 프레임의 상류측 레지의 오목한 기하학적 구조와 정합하는 볼록한 기하학적 구조를 갖는 레이들 슈라우드의 돌출부(55b)의 하류측 레지(55d)로 인해, 레이들 슈라우드 및 결합 장치가 시스템의 임의의 오정렬을 조정할 수 있기 때문에 콜렉터 노즐(112)과의 레이들 슈라우드(111)의 정렬이 매우 용이하게 이루어질 수 있어서, 모든 경우에 콜렉터 노즐과 레이들 슈라우드 사이의 밀봉식 접촉을 보장할 수 있다.

레이들 슈라우드(111)에 대한 그리고 추후 게이트 프레임의 고정 수단(31, 31a)에 대한 결합 장치의 종축(X1)을 중심으로 한 각도 배향의 제어가 작업의 성공에 매우 중요하다. 로봇(20)이 항상 결합 장치를 정확한 각도 위치로 레이들 슈라우드 위에 위치시키고, 이어서 그것을 레이들 슈라우드의 돌출부(55b)가 힌지 프레임(34h)의 상류측 레지와 대면하도록 회전시키는 것(도 15 참조)을 보장하는 하나의 방법은 적절한 기준 신호를 식별할 수 있는 시각적 수단(카메라)을 로봇에 제공하는 것이다. 대안적인 보다 저렴한 해법은 저장 랙(도시되지 않음) 내의 정합하는 배향 표시기와 맞물리는, 레이들 슈라우드의 주변부 주위에(바람직하게는, 금속 캔(111m) 상에) 균일하게 분포되는 수개의 기준 탭(17)을 레이들 슈라우드에 제공하여, 레이들 슈라우드가 항상 로봇에게 알려진 주어진 배향으로 랙 내에 저장되는 것을 보장하는 것이다.

도 4에 예시된 실시예는, 슬롯 프레임이 레이들 슈라우드에 고정되고, 단지 힌지 프레임만이 슬롯 프레임 및 레이들 슈라우드에 대해 종축(X1)을 따라 자유롭게 이동한다는 점에서, 도 3에 예시되고 상기에 논의된 실시예와는 상이하다. 래치(32)가 고정 위치에 있을 때, 레이들 슈라우드는 힌지 프레임의 상류측 레지(여기서 공동(cavity)의 저부에 묘사됨)가 아니라, 슬롯 프레임의 절두원추형 공동 상에 놓인다. 힌지 프레임에의 압축력의 인가 시에, 레이들 슈라우드의 돌출부(55b)가 힌지 프레임(34h)의 상류측 레지와 슬롯 프레임(34s)의 하류측 레지 사이에 클램핑될 때까지, 힌지 프레임(34h)과 슬롯 프레임(34s) 사이의 거리가 감소한다. 따라서, 결합 장치(34) 및 레이들 슈라우드가 함께 견고하게 클램핑된다. 동시에, 래치(32)가 그것의 아이들 위치를 향해 피벗되어서, 레이들 슈라우드가 콜렉터 노즐 위에 그것의 주조 구성으로 삽입되는 것을 허용한다(도 4의 (b) 및 (c) 참조). 힌지 프레임에 인가된 힘의 해제는 힌지 프레임을 슬롯 프레임으로부터 멀어지는 쪽으로 구동시키고, 래치(32)를 그것의 고정 위치로의 피벗 시에 게이트 프레임의 고정 수단(31) 내로 맞물리게 한다.

도 5에 예시된 실시예는 도 3에 예시되고 위에서 논의된 실시예와 유사하며, (a) 결합 장치(34)의 캐칭 수단(33a)이 러그 또는 후크의 형상인 반면, 게이트 프레임의 고정 수단(31a)이 개방부의 형태이고, (b) 슬롯 프레임이 레이들 슈라우드가 그 상에 놓일 수 있는 절두원추형 상류측 지지 레지를 포함하지 않는다는 점에서, 그것과는 상이하다. 그 외에는, 도 3에 관하여 기술된 것과 원리가 동일하다(장치 및 슈라우드 연결 수단(55a, 55b)은 도면의 단순화를 위해 묘사되지 않음).

도 6은, 그것이 슬롯 프레임(34s)을 포함하지 않는다는 점에서, 그리고 힌지(36)가 대응 래치의 근위 단부와 원위 단부 사이에 위치되어, 상기 래치가 그것의 원위 단부에 힌지 액슬 및 종축(X1) 둘 모두에 수직인, 그리고 종축(X1)의 방향의 힘을 인가함으로써 그것의 고정 위치로부터 그것의 아이들 위치로 시소 모드로 피벗할 수 있다는 점에서, 도 3 내지 도 5에 관하여 상기에 논의된 실시예와는 상이한 대안적인 실시예를 도시한다. 돌출부(55b)의 클램핑을 허용하는 슬롯 프레임이 없는 경우, 결합 장치와 레이들 슈라우드 사이의 연결 수단은 바람직하게는 베이어닛이다. 탄성 수단(35)이 하나의 단부가 래치의 근위 단부와 힌지 사이에서 래치에 고정되고 다른 단부가 힌지 프레임(34h)에 고정되는 코일 스프링으로서 도 6에 묘사되지만, 그것이 힌지 그것 자체 내에 위치되는 비틀림 스프링일 수 있는 것이 명백하다. 래치는 그것의 원위 단부에 힘을 인가함으로써 그것의 아이들 위치로 피벗될 수 있고, 상기 힘을 해제시키고 편의된 탄성 수단의 스프링력이 작용하게 함으로써 다시 그것의 고정 위치로 피벗될 수 있다. 이전의 실시예에 관하여 논의된 바와 같이, 레이들 슈라우드는 래치가 그것의 아이들 위치에 있을 때 주조 위치로 이동될 수 있고(도 6의 (c) 참조), 래치를 다시 그것의 고정 위치로 피벗시킴으로써 게이트 프레임의 고정 수단(31, 31a)과 맞물리게 하는 것에 의해 콜렉터 노즐에 고정될 수 있다(도 6의 (d) 참조).

도 7은, 힌지(36)의 액슬(36a)이 액슬(36a)의 중심으로부터 레이들 슈라우드(111)의 보어(115)의 도심까지 연장되는 반경에 평행하게 배향된다는 점에서(이전의 실시예에서, 힌지의 액슬은 상기 반경에 수직이었음), 도 3 내지 도 6에 관하여 논의된 실시예와는 상이한 또 다른 실시예를 도시한다. 그러나, 래치가 적절한 힘의 인가에 의해 그것의 고정 위치로부터 그것의 아이들 위치로 피벗될 수 있고 상기 힘을 해제시키고 탄성 수단이 작용하게 함으로써 그것의 고정 위치로 복귀될 수 있다는 점에서, 원리는 전술할 실시예와 매우 유사하게 유지된다. 도 7은 도 6의 실시예와 동등한, 슬롯 프레임을 갖지 않는 시스템을 도시한다. 래치의 피벗이 또한 도 3 내지 도 5에 관하여 논의된 바와 같이 힌지 프레임에 대해 이동하고 슬롯 및 콩 형상의 채널(34b)을 포함하는 슬롯 프레임(34s)을 이용하여 달성될 수 있는 것이 명백하다.

래치를 그것의 고정 위치로부터 그것의 아이들 위치로 구동시키기 위한 외력(F)의 인가는 레이들 슈라우드를 그것의 주조 위치로 되게 하는 데 사용되는 로봇(20)을 이용하여 수행될 수 있다. 예를 들어, 그리고 도 8 내지 도 10에 예시된 바와 같이, 로봇은 래치(32)를 그것의 고정 위치로부터 그것의 아이들 위치로 이동시키기 위한 수단(21)을 포함할 수 있다. 도 8 및 도 10에서, 상기 수단(21)은 피벗 핑거를 포함하고, 도 9에서, 그것은 유압식으로 또는 공압식으로 구동될 수 있는 피스톤을 포함한다. 상기에 논의된 바와 같이, 수단(21)에 의해 인가되는 외력은 래치의 피벗을 허용하기 위해 탄성 수단의 스프링력보다 커야 한다. 결합 장치(34)는 또한 로봇 파지 수단(22b)이 결합 장치를 확고하게 유지하고 취급하도록 허용하기에 적합한 유지 수단(22a)을 포함한다.

도 11에 예시된 바와 같이, 결합 장치(34)는 레이들 슈라우드의 입구 부분에 결합될 수 있다. 현실적인 이유로, 결합 장치(34)가 레이들 슈라우드의 상부(상류측 단부)로부터 레이들 슈라우드의 입구 부분 주위에 삽입되는 것이 바람직하다. 실제로, 첫째, 로봇(20)이 주조 설비 옆에 있는 랙 내에 저장된 레이들 슈라우드의 상부로부터 결합 장치(34)를 맞물리게 하는 것이 보다 쉽다. 둘째, 유체 역학의 이유로, 레이들 슈라우드의 관형 부분은 종종 출구를 향해 발산하는 변화하는 단면을 갖는다. 레이들 슈라우드의 하류측 단부로부터 결합 장치를 맞물리게 하는 것은 결합 장치(34)의 중심 개방부가 레이들 슈라우드(111)의 입구 부분의 치수에 의해 요구되는 것보다 클 것을 필요로 할 것이다. 도 15는 도 3에 관하여 상기에 논의된 실시예에 따른 본 발명에 따른 결합 장치의 측면도를 도시하며, 이때 (a) 힌지 프레임(34h)이 그것의 제1 위치에서 슬롯 프레임(34s)으로부터 분리되고 래치(32)가 고정 위치에 있으며, (b) 힌지 프레임(34h)이 그것의 제2 위치에서 슬롯 프레임(34s)과 함께 보다 근접해 있고 래치가 그것의 아이들 위치에 있다. 힌지 프레임 및 슬라이드 프레임을 함께 보다 근접하게 구동시킴으로써, 레이들 슈라우드의 돌출부(55b)가 힌지 프레임(34h)의 상류측 레지와 슬롯 프레임(34s)의 하류측 레지 사이에 클램핑된다. 결합 장치의 2개의 프레임(34h, 34s)을 함께 보다 근접하게 하여 레이들 슈라우드의 돌출부(55b)를 클램핑함으로써 결합 장치(34)를 레이들 슈라우드에 파지시키는 것은, 이러한 동작이 또한 래치가 그것의 고정 위치로부터 그것의 아이들 위치로 피벗하는 것을 촉발시킨다는 추가의 이점이 없이도 매우 획기적이다는 것이 인식되어야 한다. 실제로, 이러한 피벗은 2개의 프레임을 함께 보다 근접하게 구동시키는 것 이외에 로봇의 대안적인 동작에 의해 촉발될 수 있다. 도 15의 (c)는 도 14의 (b)와 도 15의 (a) 및 (b)에 예시된 유형의 레이들 슈라우드의 평면도를 도시한다. 따라서, 그것의 태양들 중 다른 것에 따르면, 본 발명은 구체적으로 그러한 레이들 슈라우드 및 그것을 파지하도록 구성된 파지 장치에 관한 것이다. 도 15 및 도 14의 (b)의 레이들 슈라우드는, 상류측 주변부가 4개의 구부러진(broken)(둥근) 모서리를 갖는 정사각형의 형상이라는 점에서, 도 14의 (a)의 레이들 슈라우드와는 상이하다. 4개의 구부러진 모서리의 높이에서, 주연 벽이 그것이 4개의 리세스된(recessed) 절두원추형 부분(56d)을 형성할 때까지 레이들 슈라우드의 하류측 단부를 향해 아래로 곧게 연장된다. 이것들은 방향(X1)을 따라 돌출부(55b)로부터 바로 상류측에 정렬된다.

결합 장치(34)의 슈라우드 연결 수단(55a)의 상류측 레지들을 분리시키는 거리(D55a) 및 절두원추형 상류측 지지 레지(56u)들을 분리시키는 거리(D56u)는 둘 모두가 레이들 슈라우드의 정사각형 상류측 주변부의 바이메디안(bimedian)(Dm)(= 2개의 대향 변의 중점을 연결하는 선분)보다 크다. 이는, 레이들 슈라우드(111)의 각도 배향이, 결합 장치(34)의 슈라우드 연결 수단(55a)의 상류측 레지 및 절두원추형 상류측 지지 레지(56u)가 정사각형 상류측 주변부의 곧은 변과 대면하는 도 15의 (a1) 및 (a2)에 예시된 바와 같을 때, 결합 장치(34)가 레이들 슈라우드(111)의 입구 부분 위에 삽입되도록 허용한다.

반대로, 결합 장치(34)의 슈라우드 연결 수단(55a)의 상류측 레지들을 분리시키는 거리(D55a) 및 절두원추형 상류측 지지 레지(56u)들을 분리시키는 거리(D56u)는 둘 모두가, 각각, 레이들 슈라우드의 돌출부(55b) 및 하류측 절두원추형 리세스된 부분(56d)에 외접하는 원의 직경(D55b, D56d)보다 크다. 이는 레이들 슈라우드에 대한 결합 장치의 45°의 회전에 의해, 결합 장치가 도 15의 (c1) 및 (c2)에 예시된 바와 같이 레이들 슈라우드에 결합될 수 있음을 의미한다. 45°의 각도는 도 15에 예시된 실시예의 특정 기하학적 구조에 적용되며, 다른 회전 각도가 상이한 기하학적 구조 및 레이들 슈라우드의 주연 벽 주위의 돌출부 분포에서 적용될 것이 명백하다.

도 15의 시리즈 (a1) 내지 (c1)은 힌지 프레임(34h)을 도시한, 레이들 슈라우드(111)에 대한 결합 장치의 삽입 및 회전의 평면도 시퀀스를 도시하고, 시리즈 (a2) 내지 (c2)는 동일한, 그러나 슬롯 프레임(34s)에 관한 시퀀스를 예시한다.

적절히 배향된 그리고 종축(X1)을 따른 지정된 깊이에 있는 결합 장치(34)를 레이들 슈라우드(111) 위에 삽입한 후에(도 15의 (b1) 및 (b2) 참조), 그것이 종축(X1)을 중심으로 회전되어, 결합 장치의 연결 수단(55a)의 상류측 레지가 레이들 슈라우드의 대응 돌출부(55b)의 하류측 레지(55d) 아래에 그리고 그것과 대면하여 있게 한다(도 15의 (c1) 참조). 레이들 슈라우드(111)의 주연 벽의 리세스된 절두원추형 부분(56d)이 또한 도 15의 (c2)에 도시된 바와 같이 상기 회전에 의해 대응 절두원추형 상류측 지지 레지(56u)와 정합되게 된다.

본 발명의 주된 이점은 단일 결합 장치(34)가 액체 금속의 수개의 대응 배치를 턴디시 등 내에 보내기 위해 상이한 레이들 슈라우드(111)를 수개의 레이들(11)에 결합하는 데 수 회(수백 회) 사용될 수 있다는 것이다. 레이들이 비어 있고 그것의 주조 위치로부터 제거될 준비가 된 후에, 로봇(20)이 상기 레이들을 비우기 위해 사용되었던 레이들 슈라우드(111)에 고정된 결합 장치(34)를 유지하고, 캐칭 수단(33, 33a)을 상기에 설명된 바와 같이 그것의 고정 위치로부터 그것의 아이들 위치로 피벗시키고, 레이들 슈라우드(111)를 종축을 따라 아래로 콜렉터 노즐 및 레이들로부터 멀어지는 쪽으로 잡아당김으로써 그것을 제거하고, 그것을 분배 랙 내에 두도록 이동하고, 그곳에서 결합 장치가 소비된 레이들 슈라우드(111)로부터 제거된다. 이제는 어떠한 레이들 슈라우드도 없이, 여전히 결합 장치(34)를 유지하고 있는 로봇이 그것을 수개의 새로운 레이들 슈라우드(111)가 저장된 저장 랙으로 데려오고, 결합 장치(34)를 새로운 레이들 슈라우드(111)에 고정시킨다(도 12의 (a) 참조). 결합 장치(34)가 새로운 레이들(111) 위에 맞물린 후에, 이 둘이, 전형적으로 상기에 설명된 바와 같이 하나의 다른 것에 대한 회전에 의해 또는 베이어닛 유형의 연결 수단을 이용하여, 슈라우드 연결 수단(55a) 및 장치 연결 수단(55b)을 작동시킴으로써 함께 고정될 수 있다. 로봇이 모든 전술한 작업을 결합 장치(34)를 이용하여 수행하도록 허용하기 위해, 결합 장치(34)에는 로봇이 확고하게 파지할 수 있는 유지 수단(22a)이 제공되어야 한다. 당업자는 주어진 로봇 모델에 어떤 유지 수단(22a)이 필요한지를 알고 있으며, 그것의 상세 사항이 본 발명에 영향을 미치지 않기 때문에 그것을 자세히 말하는 것이 필요하지 않다. 도 11에서, 유지 수단(22a)은 힌지 프레임(34h) 및 슬롯 프레임(34s) 둘 모두의 정반대 위치에 제공된 후크로서 묘사된다. 그러나, 로봇이 결합 장치를 확고하게 유지하도록 허용하는 당업자에게 알려진 임의의 다른 수단이 본 발명에 적합하고 본 발명에 영향을 미치지 않는다.

일단 결합 장치가 새로운 레이들 슈라우드(111)에 확고하게 고정되면, 로봇은 먼저 상기에 논의된 바와 같이 그리고 도 12의 (b) 내지 (d)에 예시된 바와 같이 래치(32)를 그것의 고정 위치로부터 그것의 아이들 위치로 피벗시킴으로써 레이들 슈라우드를 콜렉터 노즐 위에 맞물리게 하는 것에 의해 레이들 슈라우드 및 결합 장치를 주조 구성으로 되게 한다. 이러한 시간 내내, 임의의 액체 금속이 로봇(20) 및 결합 장치(34) 상에 쏟아지는 것을 방지하기 위해, 레이들 밖으로의 액체 금속의 유동을 제어하는 게이트(114)가 폐쇄 위치에 있는 것에 유의한다. 일단 주조 구성에 있으면, 래치(32)는 다시 그것의 고정 위치로 피벗되어서, 그것의 캐칭 수단(33, 33a)을 게이트 프레임의 고정 수단(31, 31a) 내로 맞물리게 하고, 로봇이 제거되고, 게이트가 개방되어, 액체 금속이 레이들 밖으로, 내측 노즐(113), 콜렉터 노즐(112) 및 레이들 슈라우드(111)에 의해 형성되는 연속 보어를 통해, 턴디시 등 내로 유동하도록 허용한다(도 12의 (e) 및 (f) 참조). 게이트 플레이트의 폐쇄 위치로부터 개방 위치로의 활주 또는 회전은 당업계에 잘 알려진 바와 같이 유압 아암(arm)에 의해 수행되며, 본 명세서에서 상세히 기술될 필요가 없다. 레이들이 비어 있을 때, 로봇(20)은 소비된 레이들 슈라우드를 적절한 폐기 랙(disposal rack) 내에 두며, 여기서 결합 장치는 레이들 슈라우드로부터 분리된다. 소비된 레이들 슈라우드는 재사용을 위해 세정되거나 폐기된다. 이어서 로봇은 상기에 설명되고 도 12에 예시된 바와 같이 새로운 레이들 슈라우드(111)를 새로운 레이들에 결합하기 위해 결합 장치(34)를 새로운 레이들 슈라우드로 이동시킨다.

결합 장치(34)를 적절한 레이들 슈라우드(111) 및 게이트 프레임 내에 제공된 고정 수단(31, 31a)과 조합하는 것은 주조 작업 동안 어떠한 외부 지지 수단의 필요 없이 레이들 슈라우드를 레이들(11)에 결합하기 위한 최적의 저렴한 해법이다. 실제로, 하나의 결합 장치(34)가 많은 레이들 슈라우드를 새로운 용융 금속 배치로 로딩된 많은 레이들에 결합하기 위해 수백 회 재사용될 수 있다. 본 발명에 따른 레이들 슈라우드는 종래 기술의 레이들 슈라우드보다 고가이지 않은데, 왜냐하면 본 발명에 따른 레이들 슈라우드는 단지 그것이 상기에 한정된 바와 같은 돌출부(55b)를 포함한다는 점에서 종래 기술의 레이들 슈라우드와 상이하기 때문이다. 본 발명의 결합 장치는 부피가 크지 않으며, 최신 기술의 로봇(20)에 의해 취급하기가 매우 용이하다.

Claims (15)

1. 레이들 슈라우드(ladle shroud)(111)의 입구 오리피스(115a)를 금속 주조 설비 내의 레이들(11)의 바닥층(bottom floor)의 외면에 고정된 콜렉터 노즐(collector nozzle)(112)에 가역적으로 결합하기 위한 결합 장치(34)로서, 상기 결합 장치는,
   a) 종축(X1)에 수직인 중심 개방부를 갖는 힌지 프레임(hinge frame)(34h) - 종축(X1)은 상기 개방부의 도심(centroid)을 통과하고, 중심 개방부는 레이들 슈라우드를 수용하기에 적합함 -;
   b) 상기 힌지 프레임(34h)을 상기 중심 개방부 내에 삽입된 레이들 슈라우드에 연결하기 위한 슈라우드 연결 수단(55a);
   c) 원위 단부(distal end) 및 근위 단부(proximal end)를 포함하는 적어도 제1 및 제2 긴 래치(latch)(32)
   를 포함하며, 적어도 제1 및 제2 래치 각각은,
   - 래치의 근위 단부보다 원위 단부에 더 근접한 높이에서 힌지(36) 상에 피벗가능하게 장착되어 - 상기 힌지는 힌지 프레임(34h) 상에 위치됨 -, 래치가 고정 위치(fixing position)로부터 아이들 위치(idle position)로 피벗할 수 있고,
   - 상기 래치를 상기 래치의 고정 위치로 구동시키도록 자연적으로 편의되는 탄성 수단(35)에 결합되고,
   - 래치의 원위 단부보다 근위 단부에 더 근접하게 위치된 캐칭 수단(catching means)(33, 33a)을 구비하여서,
   적어도 제1 및 제2 래치(32) 중 임의의 래치가 각자의 힌지(36)를 중심으로 각자의 아이들 위치로부터 각자의 고정 위치로 피벗하는 것은, 중심 개방부의 도심으로부터 상기 임의의 래치의 캐칭 수단(33, 33a)을 분리시키는 거리를 감소시키는, 결합 장치.
2. 제1항에 있어서, 캐칭 수단은 래치 내의 개방부(33), 또는 래치에 대해 횡방향으로 연장되는 러그(lug)(33a)를 포함하는, 결합 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 힌지(36)는 대응 래치가 상기 종축(X1)을 포함하는 평면 내에서, 그리고 종축(X1)에 수직인 힌지 액슬(hinge axle)을 중심으로 피벗하도록 허용하는, 결합 장치.
4. 제3항에 있어서, 각각의 힌지(36)는 대응 래치(32)의 원위 단부에 인접하게 또는 원위 단부에 위치되고, 각각의 래치는 슬롯(slot)으로서, 상기 힌지에 대한 상기 슬롯의, 종축(X1)에 평행한 방향을 따른 변위가 상기 래치를 상기 래치의 아이들 위치와 고정 위치 사이에서 이동시키게 하는 기하학적 구조(geometry)의, 상기 슬롯과 맞물리는, 결합 장치.
5. 제4항에 있어서, 대응 래치가 맞물리는 슬롯 모두는 힌지 프레임(34h)에 대한 위치가 종축(X1)을 따라 제1 위치와 제2 위치 사이에서 변화될 수 있는 슬롯 프레임(slot frame)(34s) 상에 제공되고, 슬롯 프레임(34s)과 힌지 프레임(34h) 사이의 거리는 제2 위치에서보다 제1 위치에서 더 크며, 탄성 수단(35)은 슬롯 프레임(34s)이 래치의 고정 위치에 대응하는 슬롯 프레임(34s)의 위치를 향해 구동되도록 편의되고 장착되며, 래치의 상기 고정 위치는 바람직하게는 힌지 프레임에 대한 슬롯 프레임(34s)의 제1 위치에 대응하는, 결합 장치.
6. 제3항에 있어서, 각각의 힌지(36)는 대응 래치의 근위 단부와 원위 단부 사이에 위치되어, 대응 래치의 원위 단부에 힌지 액슬 및 종축(X1) 둘 모두에 수직인, 그리고 종축(X1)의 방향의 힘을 인가함으로써 상기 래치가 상기 래치의 고정 위치로부터 상기 래치의 아이들 위치로 시소 모드(see-saw mode)로 피벗할 수 있는, 결합 장치.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 결합 장치(34)와 함께 사용하기 위한 레이들 슈라우드(111)로서, 상기 레이들 슈라우드는,
   (a) 노즐의 상류측 단부에 위치되고,
   i) 종축(X1)에 수직이고, 상류측 주변부(perimeter)를 한정하는 상류측 표면 - 상기 상류측 표면에는 레이들(11)에 결합된 콜렉터 노즐(112)과 꼭 맞게 끼워맞춤(snuggly fitting)되기에 적합한 입구 오리피스(115a)가 제공됨 -; 및
   ii) 상기 상류측 주변부를 둘러싸고 상기 종축(X1)을 따라 연장되는 주연 벽(peripheral wall) - 상기 주연 벽은 금속 캔(metal can)(111m)으로 적어도 부분적으로 라이닝됨(lined) -
   을 포함하는 입구 부분,
   (b) 상기 종축(X1)을 따라 상기 입구 부분으로부터, 상류측 단부 반대편에 있고 출구 오리피스(115b)가 위치되는 하류측 단부까지 연장되는 관형 부분,
   (c) 종축(X1)에 평행하게 상기 입구 오리피스(115a)로부터 상기 출구 오리피스(115b)까지 연장되는 보어(bore)(115)
   를 포함하는, 레이들 슈라우드에 있어서,
   상기 레이들 슈라우드는 슈라우드 연결 수단(55a)과 연결하기 위한 장치 연결 수단(55b)을 추가로 포함하고, 상기 장치 연결 수단은, 금속 캔(111m)의 일부이고 주연 벽의 주변부 주위에 균일하게 분포된 적어도 제1 및 제2 개별 돌출부(55b)의 형태이며,
   상기 적어도 제1 및 제2 돌출부 각각은 주연 벽에 접하고 종축(X1)에 수직인 방향의 폭(W), 및 폭(W) 및 종축(X1)에 수직인 반경 방향의 깊이(d)를 갖고 - 단, d / W < 1 -, 레이들 슈라우드의 상류측 단부의 방향을 향하는 상류측 레지(ledge)(55u), 및 레이들 슈라우드의 하류측 단부의 방향을 향하는 하류측 레지(55d)를 한정하며, 하류측 레지는, 레이들 슈라우드의 하류측 단부 쪽을 향하고 돌출부의 폭의 실질적으로 중간에 위치된 정점(apex)(55apx)을 갖고서 볼록한 것을 특징으로 하는, 레이들 슈라우드.
8. 제7항에 있어서, 하류측 레지(55d)는 V형(chevron) 또는 원호의 형상인, 레이들 슈라우드.
9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 결합 장치(34) 및 제7항 또는 제8항에 따른 레이들 슈라우드(111)를 포함하는 부품들의 키트(kit)로서, 결합 장치의 슈라우드 연결 수단(55a)은 적어도 제1 및 제2 오목한 상류측 레지를 포함하며, 적어도 제1 및 제2 오목한 상류측 레지는 결합 장치의 중심 개구 내에 위치되고, 상류측 오리피스(115a) 쪽을 향하며, 레이들 슈라우드의 입구 부분이 결합 장치의 중심 개구 내에 삽입될 때, 레이들 슈라우드의 돌출부(55b)의 볼록한 하류측 레지(55d)가 결합 장치(34)의 슈라우드 연결 수단(55a)의 오목한 상류측 레지 상에 정합 관계(matching relationship)로 놓일 수 있도록 위치설정되고 기하학적 구조를 갖는, 부품들의 키트.
10. 제9항에 있어서, 레이들 슈라우드의 돌출부(55b)의 볼록한 하류측 레지(55d)를 결합 장치(34)의 슈라우드 연결 수단(55a)의 오목한 상류측 레지 상에 정합 관계로 놓이게 하는 것은, 레이들 슈라우드를 결합 장치의 중심 개방부 내로 삽입하고 결합 장치를 사전설정된 위치까지 출구 오리피스(115b)의 방향으로 종축을 따라 이동시키며, 사전설정된 위치에서, 레이들 슈라우드의 돌출부(55b)의 볼록한 하류측 레지(55d)가 결합 장치(34)의 슈라우드 연결 수단(55a)의 오목한 상류측 레지와 대면하고 오목한 상류측 레지 상에 놓일 수 있을 때까지, 결합 장치가 종축을 중심으로 회전됨으로써 달성될 수 있는, 부품들의 키트.
11. 제10항에 있어서, 결합 장치는 제5항에 따른 것이고, 슈라우드 연결 수단(55a)의 오목한 상류측 레지는 힌지 프레임(34h) 상에 제공되며, 슬롯 프레임(34s)은, 힌지 프레임(34h)의 오목한 상류측 레지에 대향하고 레이들 슈라우드의 돌출부(55b)의 상류측 레지의 기하학적 구조와 정합하는 하류측 레지를 포함하여,
    a) 결합 장치가 종축을 따라 이동될 사전설정된 위치는, 슬롯 프레임이 힌지 프레임에 대해 슬롯 프레임의 제1 위치에 있을 때(즉, 힌지 프레임으로부터 떨어져 있음), 레이들 슈라우드의 돌출부(55b)가 힌지 프레임(34h)의 오목한 상류측 레지와 슬롯 프레임의 하류측 레지 사이에 포함되는 높이에 있는 위치에 대응하여서, 레이들 슈라우드의 돌출부(55b)가 슬롯 프레임(34s)의 하류측 레지와 힌지 프레임(34h)의 오목한 상류측 레지 사이에 위치될 때까지, 종축(X1)을 중심으로 한 결합 장치의 회전을 허용하고,
    b) 슬롯 프레임(34s)이 힌지 프레임에 대해 슬롯 프레임의 제2 위치에 있을 때(즉, 힌지 프레임에 근접해 있음), 레이들 슈라우드의 돌출부(55b)가 힌지 프레임의 상류측 레지와 슬롯 프레임의 하류측 레지 사이에 클램핑되는(clamped), 부품들의 키트.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 콜렉터 노즐(112)을 추가로 포함하며, 콜렉터 노즐(112)은 콜렉터 노즐의 하나의 단부에 있는 입구로부터 연장되고 반대편 출구 단부에서 개방되는 보어를 포함하고, 상기 출구 단부는 종축(X1)을 따라 콜렉터 노즐(112)의 입구로부터 레이들 슈라우드(111)의 출구 오리피스(115b)까지 연장되는 연속 주조 보어가 형성되게 하는 주조 구성(casting configuration)으로 레이들 슈라우드(111)의 입구 오리피스(115a) 내로 꼭 맞게 끼워맞춤되기에 적합하며, 상기 콜렉터 노즐(112)은 게이트 프레임(gate frame)을 통해 레이들(11)에 결합되고, 상기 게이트 프레임은 적어도 제1 및 제2 고정 수단(31, 31a)을 포함하며, 적어도 제1 및 제2 고정 수단(31, 31a)은 적어도 제1 및 제2 래치(32)의 캐칭 수단(33, 33a)과 정합하고, 레이들 슈라우드(111)의 입구 오리피스(115a)가 상기 주조 구성으로 콜렉터 노즐 위에 삽입될 때,
    - 레이들 슈라우드(111)가 콜렉터 노즐로부터 멀어지는 쪽으로 종축을 따라 자유롭게 이동하도록 래치가 래치의 아이들 위치에 있을 때 고정 수단(31, 31a)이 래치의 캐칭 수단(33, 33a)과 간섭하지 않고,
    - 적어도 제1 및 제2 래치가 적어도 제1 및 제2 래치의 고정 위치에 있을 때 적어도 제1 및 제2 래치의 캐칭 수단(33, 33a)이 대응 고정 수단(31, 31a)과 가역적 결합 관계로 맞물림으로써, 레이들 슈라우드(111)가 레이들(11)의 콜렉터 노즐(112)에 가역적으로 결합되도록
    배치되는, 부품들의 키트.
13. 제12항에 있어서,
    a) 래치(32)의 캐칭 수단은 개방부(33)를 포함하고, 게이트 프레임의 고정 수단은 대응 래치의, 아이들 위치로부터 고정 위치로의 피벗 시에 개방부(33) 내로 가역적으로 맞물리기에 적합한 러그(31)를 포함하거나, 또는
    b) 래치(32)의 캐칭 수단은 래치에 대해 횡방향으로 연장되는 러그(33a)를 포함하고, 게이트 프레임의 고정 수단은 대응 래치의, 아이들 위치로부터 고정 위치로의 피벗 시에 러그(33a)를 가역적으로 수용하기에 적합한 리세스(recess)(31a)를 포함하는, 부품들의 키트.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    a) 결합 장치(34)를 파지하고, 결합 장치(34)의 중심 개방부를 레이들 슈라우드(111)의 입구 부분 위에 맞물리게 하고, 고정시켜서, 레이들 슈라우드 조립체를 형성하고;
    b) 래치(32)를 래치의 고정 위치로부터 래치의 아이들 위치로 이동시키고 래치를 그러한 아이들 위치에 유지하고;
    c) 레이들 슈라우드 조립체의 입구 오리피스를 주조 구성으로 콜렉터 노즐(112) 위에 삽입하여, 레이들 슈라우드 보어(115)가 콜렉터 노즐(111)의 보어와 정렬되게 하고;
    d) 래치가 래치의 아이들 위치로부터 래치의 고정 위치로 복귀하도록 허용함으로써, 각각의 래치의 캐칭 수단(33, 33a)을 대응 고정 수단(31, 31a) 내에 맞물리게 하여 레이들 슈라우드를 콜렉터 노즐에 결합하고;
    e) 레이들 슈라우드에 대한 파지를 해제하기에
    적합한 로봇(20)을 추가로 포함하는, 부품들의 키트.
15. 레이들 슈라우드(111)를 레이들(11)의 콜렉터 노즐(112)에 가역적으로 결합하기 위한 방법으로서, 상기 방법은 제14항에 따른 부품들의 키트를 제공하는 단계, 및 로봇을 이용하여,
    a) 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 결합 장치(34)를 파지하고, 결합 장치(34)의 중심 개방부를 제9항에 한정된 바와 같은 레이들 슈라우드(111)의 입구 부분 위에 맞물리게 하고, 고정시켜서, 레이들 슈라우드 조립체를 형성하는 단계;
    b) 결합 장치의 래치(32)를 래치의 고정 위치로부터 래치의 아이들 위치로 이동시키고 래치를 그러한 아이들 위치에 유지하는 단계;
    c) 레이들 슈라우드 조립체의 입구 오리피스를 주조 구성으로 콜렉터 노즐(112) 위에 삽입하여, 레이들 슈라우드 보어(115)가 콜렉터 노즐(111)의 보어와 정렬되게 하는 단계;
    d) 래치가 래치의 아이들 위치로부터 래치의 고정 위치로 복귀하도록 허용함으로써, 각각의 래치의 캐칭 수단(33, 33a)을 대응 고정 수단(31, 31a) 내에 맞물리게 하여 레이들 슈라우드를 콜렉터 노즐에 결합하는 단계;
    e) 레이들 슈라우드에 대한 파지를 해제하는 단계
    를 수행하는 단계를 포함하는, 방법.

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