KR20180026468A - 턴디쉬 출구 변경장치 - Google Patents

턴디쉬 출구 변경장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20180026468A
KR20180026468A KR1020187002325A KR20187002325A KR20180026468A KR 20180026468 A KR20180026468 A KR 20180026468A KR 1020187002325 A KR1020187002325 A KR 1020187002325A KR 20187002325 A KR20187002325 A KR 20187002325A KR 20180026468 A KR20180026468 A KR 20180026468A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
wall
inlet flow
flow opening
block
design feature
Prior art date
Application number
KR1020187002325A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102453986B1 (ko
Inventor
요한 엘. 리쇼
마르틴 크라이어호프
Original Assignee
베수비우스 유에스에이 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 베수비우스 유에스에이 코포레이션 filed Critical 베수비우스 유에스에이 코포레이션
Publication of KR20180026468A publication Critical patent/KR20180026468A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102453986B1 publication Critical patent/KR102453986B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/50—Pouring-nozzles
    • B22D41/507—Pouring-nozzles giving a rotating motion to the issuing molten metal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/10—Supplying or treating molten metal
    • B22D11/11—Treating the molten metal
    • B22D11/116—Refining the metal
    • B22D11/118—Refining the metal by circulating the metal under, over or around weirs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/08—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like for bottom pouring
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D41/00—Casting melt-holding vessels, e.g. ladles, tundishes, cups or the like
    • B22D41/14—Closures
    • B22D41/16—Closures stopper-rod type, i.e. a stopper-rod being positioned downwardly through the vessel and the metal therein, for selective registry with the pouring opening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D43/00—Mechanical cleaning, e.g. skimming of molten metals
    • B22D43/001—Retaining slag during pouring molten metal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Furnace Charging Or Discharging (AREA)

Abstract

출구를 둘러싸도록 구성되는 내화 블록이 내화 용기 내에서 출구를 통과하는 용융 금속의 유동을 변경시킨다. 내화 블록은 베이스의 형태를 취하는데, 이 베이스를 통해 메인 오리피스가 통과하며 벽은 베이스의 둘레 주위에서 상방으로 연장된다. 내화 블록에 포함될 수 있는 구조적 특징부는, 벽의 외측 주위의 둘레방향 립; 복수 개의 단차부에서 메인 오리피스를 향해 하방으로 반경이 감소하는 내부 체적; 내화 블록의 내부 체적에서의 유동 패턴에 스월(swirling)을 유도하도록 구성되는, 벽에 있는 유동 개구를 포함한다.

Description

턴디쉬 출구 변경장치
본 발명은 강의 연속 주조에 관한 것이며, 구체적으로 내화 용기의 출구를 빠져나가는 강의 긴 잔류 시간 그리고 막힘 가능성의 증가와 내화 용기의 출구에서의 비금속 개재물의 침착에 대한 문제에 관한 것이다. 본 발명은, 볼텍스 튜브(vortex tube)가 출구에 도달하는 것을 방지하도록 그리고 볼텍스 튜브가 슬래그를 출구로 옮기는 것을 방지하도록 구성되며, 비금속 개재물의 침착을 지연시키기 위해 출구에 제어된 난류를 도입한다. 본 발명은, 또한, 제어된 방식으로, 내화 용기의 저부에 있는 저온의 강을 내화 용기의 본체에 있는 강과 조합하여 용기로부터 빠져나가는 강의 온도를 균일화하고 과도한 비율의 저온의 강이 통과함으로 인해 발생되는 막힘을 방지하도록 구성된다. 구체적으로, 본 발명은, 액상 강 유동이 출구를 향해 지향될 때 내화 용기의 내부에서 액상 강 흐름을 변경시키는 내화 부품에 관한 것이다. 상기 내화 부품은 스토퍼(stopper)와 함께 전술한 효과를 달성할 수 있다. 본 발명은, 또한, 스토퍼와 함께, 전술한 바와 같은 내화 부품을 포함하는, 조립체에 관한 것이다. 상기 스토퍼는 물결형 외측부를 가질 수 있는데, 이 물결 형상으로 인해 내화 용기의 출구에 근접하여 스토퍼의 단부 상에 동심의 링이 형성될 수 있다.
품질 및 물성의 조절에 관한 증가하는 요구가 존재하므로, 강의 청정도는 더욱 더 중요해지고 있다. 화학적 조성 및 균일도를 제어하는 것과 같은 문제는 여전히 중요하지만, 비금속 개재물의 존재 및 막힘에 의해 발생되는 우려와 결부되고 있다.
알루미늄 산화물 및 스피넬 개재물의 존재는, 강의 물성과 관련하여 생산 프로세스 자체에도 역시 해로운 것으로 간주된다. 이러한 개재물은 레이들에서의 강의 탈산 중에 주로 형성되는데, 이러한 탈산은 연속 주조에 있어서 필수적이다. 강 용융물의 2차 야금 및 재산화 중에 비금속 개재물을 불완전하게 제거하면, 연속 주조 중에 노즐 막힘이 유발된다. 막힌 재료의 층은 대체로 알루미늄 산화물의 대형 클러스터를 포함한다. 그 두께는 강 주조량뿐만 아니라 강의 청정도에 관련된다. 노즐 막힘은 생산성의 저하를 초래하는데, 왜냐하면 (직경 감소의 결과로서) 단위 시간 당 보다 적은 강이 주조될 수 있으며 노즐의 교체로 인해 연속 주조가 중단되기 때문이다. 막힘 이외에도, 재산화 생성물의 존재는 노즐의 침식을 유발할 수 있으며, 강에서의 결함 포함부의 형성을 초래할 수 있다.
막힘은, 또한, 용융된 금속 자체에서 용융 금속(예컨대, 슬래그)의 표면에 또는 이 표면 부근에 재료가 엔트레인먼트(entrainment)되는 것에 의해 형성될 수 있다. 용융 금속을 야금 용기로부터 전달하는 것은, 또한, 아래의 정제된 또는 부분적으로 정제된 금속(강)으로부터 슬래그(가벼운 탈리상)를 함유한 불순물을 불리하는 것을 수반한다. 용기로부터의 유동이 발생할 때 하류에서의 금속 품질 문제를 유발하면서 액상 금속의 유동 내로 다량의 슬래그를 엔트레인먼트할 수 있는 깔대기 또는 소용돌이부를 생성하는 것이 드문 것은 아니다.
비우는 용기에서의 유동 거동은 액체에서의 회전 속도 성분에 의해 영향을 받는다. 이러한 속도 성분이 없으면, 비우는 용기를 빠져나오는 액체는 주로 출구 노즐 주위의 반구 영역으로부터 취출되며, 배출 노즐 훨씬 위에 있는 표면 액체는 거의 움직임을 나타내지 않는다. 깔대기 형상의 코어를 통한 비-소용돌이형 깔대기로 인해, 배출부의 바로 단부를 향해, 탈리 유체의 엔트레인먼트는 발생하지 않는다.
따라서, 내화 용기의 출구를 통과하는 용강의 온도를 균일화하는 것 그리고 출구에서 또는 출구 아래에서 비금속 개재물의 침전을 감소시키거나 지연시키는 것을 달성하는 반면, 내화 용기로부터의 배출 유동에서 탈리 유체의 소용돌이 및 엔트레인먼트를 방지하는 해법을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 내화 용기의 출구를 통과하는 용강의 온도를 균일화하는 것이며, 출구에 또는 출구 아래에 비금속 개재물이 침전하는 것을 감소시키거나 지연시키는 것이다.
이러한 목적은, 내화 용기 내에서 출구를 향해 지향되는 액상 강 유동을 변경시키는 내화 부품 또는 내화 블록에 의해 달성된다. 이는 단독으로 또는 다른 내화 부품과 함께 볼텍스 튜브가 출구에 도달하는 것을 방지할 수 있다. 이로써, 출구의 부근에서, 짧은 잔류 시간을 갖는 고온의 강과, 저온이거나 긴 잔류 시간을 갖는 강의 혼합을 제어할 수 있다. 이는, 예컨대 내화 용기 출구에 위치하는 주조 채널의 입구에서, 비금속 개재물의 침전을 지연시키기 위해 내화 용기 출구의 하류에 난류를 도입할 수 있다.
구체적으로, 전술한 목적은, 블록 또는 주위의 내화 요소, 노즐 및 블록 또는 주위의 내화 요소의 조립체, 또는 턴디쉬와 같은 내화 용기에 수용되는 노즐 및 블록 또는 주위 내화 요소로서, 블록 또는 주위 내화 요소는 상위 표면을 갖춘 베이스, 저부, 및 주 표면으로부터 상방을 향해 연장되는 벽을 갖춘 베이스를 구비하는 것인 노즐 및 블록 또는 주위 내화 요소의 조립체에 있어서, 벽은 보통 주 표면의 둘레에서 상방을 향해 연장되는 것인 노즐 및 블록 또는 주위 내화 요소의 조립체의 사용을 통해 달성된다. 상기 벽은 연속적일 수도 있고, 주 표면으로부터 상방으로 연장되는 복수 개의 돌출부로 이루어질 수도 있다. 상기 블록 또는 주위의 내화 요소는, 베이스 내에, 내화 용기의 출구와 유체 연통되도록 배치될 수 있는 개구를 포함한다. 이러한 구성에 있어서, 상기 블록의 베이스 또는 주위의 내화 요소는 내화 용기의 출구를 둘러싼다.
상기 블록 또는 주위의 내화 요소의 이러한 기본적인 구성은, 본 발명의 원하는 효과를 달성하기 위한 하나 이상의 설계 특징을 임의의 조합으로 포함함으로써 변경될 수 있다.
제1 설계 특징은, 상기 블록 또는 주위의 내화 요소의 벽의 둘레 외측 표면으로부터 외향으로 방사상으로 연장되는 둘레 립(circumferential lip)이다. 둘레 립 아래의 체적의 내용물은 출구를 통해 직접 흐르지 못하도록 방해를 받고, 제어된 방식으로 둘레 립 위의 내용물과 혼합된다.
제2 설계 특징은, 상기 블록 또는 주위의 내화 요소의 내부 표면 상에 있는 하나 이상의 핀(fin)의 존재이다. 상기 핀은 내향으로 연장된다. 특정 구성에 있어서, 상기 핀은 출구의 상향 투영으로 설명되는 체적 내로 연장되지 않거나, 또는 출구의 상향 투영의 정해진 반경방향 연장부 내의 체적 내로 연장되지 않는다.
제3 설계 특징은, 상기 블록 또는 주위의 내화 요소의 내부 표면 상에 울퉁불퉁한 표면을 도입하는 것이다. 울퉁불퉁한 부분은 돌출부 또는 단차부의 형태를 취할 수 있다. 특정 구성에 있어서, 상기 단차부는, 일련의 반경의 출구의 주축을 중심으로, 출구의 외향 투영을 향하는 표면을 회전시킴으로써 생성될 수 있도록 배향될 수 있으며, 이때 길이는 베이스 하위 표면을 향해 진행함에 따라 점차적으로 감소한다.
제4 설계 특징은 벽 둘레 외측 표면으로부터 벽 둘레 내측 표면으로 연장되는 하나 이상의 입구 유동 개구의 존재이다.
제5 설계 특징은 벽을 형성하기 위해 디바이스의 베이스 상위 표면의 둘레로부터 상방으로 연장되는 복수 개의 배리어(barrier)의 존재이다. 각각의 배리어는 둘레방향으로 이웃한 배리어에 대해 둘레방향으로 양측에서 이웃한다.
본 발명은, 제1 설계 특징; 제2 설계 특징; 제3 설계 특징; 제4 설계 특징; 제5 설계 특징; 제1 설계 특징 및 제2 설계 특징; 제1 설계 특징 및 제3 설계 특징; 제1 설계 특징 및 제4 설계 특징; 제1 설계 특징 및 제5 설계 특징; 제2 설계 특징 및 제3 설계 특징; 제2 설계 특징 및 제4 설계 특징; 제2 설계 특징 및 제5 설계 특징; 제3 설계 특징 및 제4 설계 특징; 제3 설계 특징 및 제5 설계 특징; 제1 설계 특징, 제2 설계 특징, 및 제3 설계 특징; 제1 설계 특징, 제2 설계 특징, 및 제4 설계 특징; 제1 설계 특징, 제2 설계 특징, 및 제5 설계 특징; 제2 설계 특징, 제3 설계 특징, 및 제4 설계 특징; 제2 설계 특징, 제3 설계 특징, 및 제5 설계 특징; 제1 설계 특징, 제2 설계 특징, 제3 설계 특징, 및 제4 설계 특징; 또는 제1 설계 특징, 제2 설계 특징, 제3 설계 특징, 및 제5 설계 특징을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 구체적인 구성으로 인해, 내화 용기의 저부에서의 저온 용강은 제어된 비율로 내화 용기의 본체 내의 보다 고온인 용강과 혼합된다. 추가적으로, 야금 용기 내에 존재하는 개재물은 개재물이 빠져나갈 때 난류를 유도하는 블록 내의 기하학적 형상을 지나 유동하며, 결과적으로 상기 개재물은, 용융된 금속 스트림으로부터 침천되고 블록 출구를 막기보다는 유동 내에 엔트레인먼트된다.
노즐을 둘러싸는 요소는 임의의 적절한 형상일 수 있다는 것을 이해해야만 한다. 야금 용기 구성의 기능에 있어서, 상기 요소는 원형, 난형, 또는 다각형일 수 있으며, 상기 요소의 메인 오리피스는 중심에 있을 수도 있고 편심되어 있을 수도 있다. 본 발명의 변형례에 있어서, 상기 요소에 관한 적절한 형상은 원형의 형상을 배제할 수 있다. 상기 노즐을 둘러싸는 요소는 또한, 하나 이상의 턴디쉬 벽이 주입 오리피스에 근접하게 존재할 때 이러한 경우를 허용하도록 절단되어 있을 수 있다. 상기 요소의 메인 오리피스는 평면적일 수도 있고 평면적이 아닐 수도 있다(메인 오리피스는 절두 원추형일 수도 있고, 물결형일 수도 있으며, 경사져 있을 수도 있음). 상기 노즐은 내측 노즐일 수도 있고(예를 들면, 용강 유동이 슬라이드 게이트 밸브로 제어되는 경우, 또는 장치에 관 또는 캘리브레이션된 노즐 변형기가 구비된 경우), 침지형 입구 노즐 또는 SEN(예컨대, 스토퍼 제어의 경우)일 수도 있다. 야금 용기 또는 턴디쉬에는 하나 이상의 이러한 디바이스가 구비되어 있을 수 있다.
노즐을 둘러싸는 요소가 원형일 필요는 없기 때문에, 그리고 상기 요소는 원 대칭을 나타내지 않는 용기 내에 배치될 수도 있기 때문에, 노즐의 근방에서 원하는 유동 패턴을 생성하기 위해서는 상기 요소를 노즐 그리고 이에 따른 노즐의 주위와 정렬시키는 것이 중요할 수 있다. 이에 따라, 상기 요소 및 상기 노즐은, 접촉하여 정렬 또는 배치될 때, 상기 요소 및 상기 노즐의 원하는 기하학적 배치를 형성하는 마킹 또는 대응하는 시각적 표시자를 갖추도록 구성될 수 있다. 대안으로, 상기 요소 및 상기 노즐은 짝을 이루는 기하학적 구성을 갖도록 구성될 수 있으며, 이에 따라, 이들 기하학적 구조가 짝을 이룰 때, 상기 요소 및 상기 노즐의 원하는 기하학적 배치 그리고 조합된 요소 및 노즐과 그 주위 사이의 원하는 기하학적 배치가 형성되도록 한다. 상기 짝을 이루는 기하학적 구성은 대응하는 리세스 및 돌출부; 대응하는 홈 및 립(lip); 대응하는 페그(peg) 및 보어(bore); 대응하는 노치(notch) 및 돌출부; 대응하는 딤플(dimple) 및 모굴(mogul); 대응하는 릿지(ridge) 및 홈; 정렬된 나사식 수용부; 정렬된 키(key) 또는 베이요넷 수용부; 또는 대응되는 비원형 표면의 기하학적 구성, 예컨대 난형 면 또는 다각형 면일 수 있다. 상기 요소의 짝을 이루는 기하학적 구성은 베이스의 저부 상에 또는 상기 요소의 메인 오리피스 내에 배치될 수 있다. 단독으로 고려할 때, 상기 요소는, 상기 요소의 메인 오리피스 내에 또는 상기 요소의 베이스 상에, 하나 이상의 배향 기하학 구성, 예컨대, 페그, 보어, 돌출부, 리세스, 노치, 베벨(bevel), 딤플, 모굴, 릿지, 홈, 스크류 또는 베이요넷 피팅(bayonet fitting)을 위한 하우징, 또는 성형된 혹은 나사식인 수용부 부분을 포함할 수 있다. 상기 요소의 보어는 형상 면에서 비대칭일 수도 있고, 난형일 수도 있고, 다각형일 수도 있다.
본 발명에 따르면, 내화 요소는, 주 표면 및 이 주 표면을 둘러싸는 벽을 갖는 베이스를 포함하는데, 주변부의 상위 표면은 내화 요소의 베이스 표면보다 높게 되어 있다. 벽의 상위 표면은 평면적일 필요는 없다는 것을 이해해야만 한다. 이는 파형일 수도 있으며 그 둘레를 따라 다양한 높이를 가질 수도 있다(예컨대, 용기 측방향 벽에 근접한 둘레의 영역에서는 더 높고 다른 쪽에서는 더 낮음). 상기 벽은 하나 이상의 중단부 또는 개구를 포함할 수 있다. 상기 벽은 높이 면에서 단차형 변화를 포함할 수 있거나, 또는 높이 면에서 점진적인 변화를 포함할 수 있다. 상기 벽의 상위 표면은 톱니 구성, 반원 노치 구성, 정사각형 노치 구성, 파형 구성, 반원 돌출부 구성을 가질 수도 있고, 하나 이상의 단차부를 포함할 수도 있다. 상기 벽의 상위 표면은 외향으로 돌출되는 립과 연결될 수도 있다. 상기 벽의 상위 표면은 내향으로 돌출되는 립과 연결될 수도 있다. 본 발명의 특정한 실시예에 있어서, 상기 벽의 상위 표면은 완전하게 노출될 수도 있으며, 이에 따라 블록의 임의의 다른 요소와 직접적으로 접촉하지 않는다. 상기 벽은, 베이스의 상위 표면으로부터 이 상위 표면에 대해 수직하게 연장되는 길이방향 축선을 갖도록 배치되는, 복수 개의 실린더, 또는 다각형의 수직 투영 형태인 중실부로 이루어질 수 있다. 상기 벽은 하나 이상의 포트(port)를 포함할 수 있으며, 이들 포트는 형상 면에서 원형, 난형, 또는 다각형일 수 있고, 상기 포트는 수평방향 축선, 상방으로 그리고 내향하게 지향되는 축선, 하방으로 내향하게 지향되는 축선, 또는 주변부의 외측 표면에 대해 수직하지 않은 축선을 가질 수 있다. 상기 포트는, 직사각형, 코너가 둥글게 된 직사각형이거나, 또는 둔각에 의해 형성되는 저부를 가질 수 있다. 상기 포트는, 주변부 내에서 원에 대해 상호 접하는 축선들을 갖도록 구성될 수 있다. 상기 포트는, 포트의 단면이 메인 오리피스의 방향으로 증가하게 되도록 하기 위해 내향으로 플레어(flare)될 수 있다.
벽 둘레 립을 갖춘 본 발명의 실시예에 있어서, “h”로 명명되는, 베이스의 상위 표면으로부터 벽 둘레 립의 하위 표면까지의 거리, 그리고 “H”로 명명되며 또한 디바이스의 내부 높이로 표현되는, 베이스의 상위 표면으로부터 벽의 상위 표면까지의 거리는 2h < H < 3h, 2h < H < 4h, 또는 2h < H < 5h와 관련될 수 있다.
벽 둘레 립을 갖춘 본 발명의 실시예에 있어서, “h”로 명명되는, 베이스의 상위 표면으로부터 벽 둘레 립의 하위 표면까지의 거리, 그리고 “p”로 명명되는, 벽의 외측 표면으로부터 립의 가장 먼 부분까지의 거리는 0.1h < p < 2h, 0.2h < p < 2h, 또는 0.5h < p < 2h와 관련될 수 있다.
벽 둘레 립을 갖춘 본 발명의 실시예에 있어서, “H”로 명명되며 또한 디바이스의 내부 높이로서 표현되는, 베이스의 상위 표면으로부터 벽의 상위 표면까지의 거리는, 최대 내부 수평 치수, 즉 “2L”로 명명되며 벽의 내부 표면으로부터 벽의 내부 표면의 다른 부분까지의 치수와, 관계식 H × tan(10°) + 50 mm < L < H × tan(70°) + 15 mm를 통해 관련될 수 있다.
본 발명의 내화 요소의 주변부는, 특정한 비율 또는 특정한 비율 범위에 의해 상기 요소의 다른 측정값과 관련되는 측정값을 갖는 벽의 형태를 취할 수 있다. 특정한 실시예에 있어서, 베이스의 저부로부터 측정되는, 벽의 최대 높이는, 베이스의 저부로부터 측정되는 벽의 최저 높이에 대해 1:1 내지 6:1의 비율 또는 1.1:1 내지 6:1의 비율을 갖는다. 특정한 실시예에 있어서, 베이스의 저부로부터 측정되는, 벽의 최대 높이는, 베이스의 최대 외측 직경에 대해 0.1:1 내지 10:1의 비율, 0.1:1 내지 8.5:1의 비율, 0.2:1 내지 8.5:1의 비율 또는 0.5:1 내지 8.5:1의 비율을 갖는다. 특정한 실시예에 있어서, 상기 벽은 2 mm, 5 mm, 또는 10 mm의 최소 두께를 갖는다. 특정한 실시예에 있어서, 상기 벽은 60 mm, 80 mm, 또는 100 mm의 최대 두께를 갖는다. 특정한 실시예에 있어서, 상기 베이스는 100 mm 또는 200 mm의 최대 두께를 갖는다.
본 발명의 내화 요소의 주변부는, 수직방향이 아닌 부분을 갖춘 외측 표면을 갖는 벽의 형태를 취할 수 있다. 특정한 실시예에 있어서, 이러한 벽의 전체 외측 표면은 수직방향이 아니다. 특정한 실시예에 있어서, 전체 벽은, 상기 요소의 내부로부터 측정할 때, 주 표면과 함께 둔각을 형성한다. 특정한 실시예에 있어서, 상기 베이스의 저부 표면과 상기 벽의 외측 표면 사이의 각도는, 45 도 내지 89.5 도의 범위 그리고 90.5 도 내지 135 도의 범위 내에 속하는 각도를 갖는다. 특정한 실시예에 있어서, 상기 베이스의 저부 표면과 상기 벽의 외측 표면 사이의 각도는 상기 요소의 둘레 주위에서 변할 수 있다. 구체적인 실시예에 있어서, 상기 요소는 수직방향이 아닌 외측 벽을 갖고, 상기 요소는, 노즐이 위치할 수도 있는 포트에 대해 또는 노즐에 대해 거리가 감소함에 따라 크기가 감소하는 단면을 갖춘 체적을 부분적으로 에워싼다. 상기 벽은, 수평면에 대해 수직하지 않은 축선을 갖는 실린더의 형태를 취할 수 있다. 상기 벽은, 주 표면의 평면 아래에서 투영된 정점을 갖는 절두형 원추의 반경방향 표면의 형태를 취할 수 있다. 상기 벽은, 주 표면의 평면 위에서 투영된 정점을 갖는 절두형 원추의 반경방향 표면의 형태를 취할 수 있다. 상기 벽의 상위 표면은, 주 표면의 평면에 대해 평행하지 않은 평면에서 원형 형상, 난형 형상, 또는 다각형 형상을 형성할 수 있다.
내화 요소의 벽의 내부 및 내화 요소의 베이스는, 개별적으로 또는 함께, 하나 이상의 베인(vane)과 연결될 수 있다. 상기 베인의 평면의 투영이 노즐의 축선과 교차하게 되도록 베인이 배치될 수 있다. 또한, 상기 베인의 평면의 어떠한 투영도 노즐의 축선과 교차하지 않게 되도록 베인이 배치될 수 있다. 상기 베인은 표면 및 에지를 가질 수 있는데, 상기 표면은 평면적일 수 있으며, 1개 차원 또는 2개 차원에서 구부러질 수도 있고, 매끈할 수 있으며 홈을 구비할 수도 있다. 상기 베인의 에지는 모따기될 수도 있으며, 톱니 구성, 반원 노치 구성, 정사각형 노치 구성, 파형 구성, 반원 돌출부 구성을 가질 수도 있고, 하나 이상의 단차부를 포함할 수도 있다.
둘레의 내화 요소는 가스 불투과성 재료로 제조될 수 있다. 가스 불투과성으로 간주되기 위해서, 상기 재료는 (사용 온도에서) 20%보다 낮은 개방 공극율을 갖는다(따라서, 보통 30%보다 큰, 통상적인 라이닝 재료의 개방 공극율보다 작음). 내화 재료와 관련하여, 투과성은 일반적으로 공극율과 관련된다. 따라서, 저 공극율 재료는 가스에 대해 낮은 투과성을 갖는다. 이러한 낮은 공극율은, 둘레 요소를 구성하는 재료에 산소 스캐빈저 재료(oxygen scavenger material)(예컨대, 산화방지제)를 포함시킴으로써 달성될 수 있다. 적절한 재료는 붕소 또는 실리콘 탄화물 혹은 금속(또는 금속의 합금), 예컨대 실리콘 혹은 알루미늄이다. 바람직하게는, 상기 재료는 5 중량%를 초과하지 않는 양으로 사용된다. 대안으로(또는 추가적으로), 용융상(예컨대, B2O3)을 생성하는 생성물이 또한 둘레 요소를 구성하는 재료에 포함될 수 있다. 바람직하게는, 상기 생성물은 5 중량%를 초과하지 않는 양으로 사용된다. 대안으로(또는 추가적으로), (반응 시에 또는 온도의 효과에 따라) 보다 용적이 큰 새로운 상을 형성하고 이에 따라 기존의 공극을 폐쇄시키는 재료가 또한 프리폼 요소(preformed element)를 구성하는 재료에 포함될 수 있다. 적절한 재료는 알루미나 및 마그네시아의 조성물을 포함한다. 따라서, 노즐을 둘러싸는 영역에서의 강의 재산화가 방지된다. 본 발명의 특정한 실시예에 있어서, 내화 재료는, 표준 ASTM 시험법에 따라 15cD, 20cD, 25cD 또는 30cD 미만의 투과성 값을 갖는다. 0.5 내지 1%, 또는 1 내지 5%의 실리카, 0.005% 내지 0.2%의 티타니아, 75% 내지 95%의 알루미나, 0.1% 내지 0.5%의 철 (III) 산화물, 0.5% 내지 1%의 마그네시아, 0.1% 내지 0.5%의 나트륨 산화물, 0.25% 내지 2%의 붕소 산화물, 그리고 1% 내지 10%의 '지르코니아+하프니아'를 포함하는 재료가 사용될 수 있다. 적절한 재료는 0 내지 5%인 점화값(ignition value) 상의 손실을 나타낼 수 있다.
상기 노즐 또는 상기 요소는 내화성 산화물(알루미나, 마그네시아, 칼시아)로 제조될 수 있으며, 지각균형적으로(isostatically) 압축될 수 있다. 본 발명의 관점에 있어서 가스 불투과성으로 간주되기 위해서는, 후보 재료의 100 g 시료가 아르곤 대기 하에서[아르곤의 온화한 스트림이 가열로 내로 연속적으로 (약 1 l/min 으로) 송품됨] 가열로 내에 배치되며, 온도는 섭씨 1000 도로 상승하게 된다. 이 온도는 이후 점차적으로 (1 시간 내에) 섭씨 1500 도로 상승하게 되며 이후 2 시간 동안 섭씨 1500 도로 유지된다. 이후 섭씨 1000 도와 섭씨 1500 도 사이에서의 시료의 중량 손실이 측정된다. 가스 불투과성으로서 재료가 적격하게 되기 위해서는 상기 중량 손실이 2 %보다 낮아야만 한다. 따라서, 개재물 또는 재산화 생성물이 노즐에 도달하지 않아야 할 뿐만 아니라, 추가적으로 개재물 또는 재산화 생성물이 상기 노즐 또는 상기 요소에 형성되지 않아야 한다. 따라서, 이러한 구체적인 조합은 공동 효과(synergistic effect)를 제공하며, 이러한 공동 효과에 따라 개재물 및 재산화 생성물이 전혀 없는 강이 주조될 수 있다.
상기 요소를 구성하는 재료는 3가지 상이한 카테고리의 재료들로부터 선택될 수 있으며, 즉
a) 탄소를 함유하지 않는 재료;
b) 실질적으로 탄소와 조합되는 환원 불가능한 내화성 산화물로 구성되는 재료;
c) 생성되는 일산화탄소와 반응하는 원소를 포함하는 재료
로부터 선택될 수 있다. 선택되는 재료는 위 카테고리 중 2가지 또는 3가지에서의 특성을 나타낼 수 있다.
제1 카테고리의 적절한 재료의 예는 알루미나, 멀라이트, 지르코니아, 또는 마그네시아 기반의 재료(스피넬)이다.
제2 카테고리의 적절한 재료는, 예컨대 순수한 알루미나 탄소 조성물이다. 구체적으로, 이 조성물은 매우 적은 양의 실리카를 포함해야 하거나, 또는 보통 실리카에서 발견되는 통상적인 불순물(나트륨 산화물 또는 칼륨 산화물)을 매우 적은 양으로 포함해야만 한다. 구체적으로, 실리카 및 실리카의 통상적인 불순물은 1.0 중량% 미만으로, 바람직하게는 0.5 중량% 미만으로 유지되어야만 한다.
제3 카테고리의 적절한 재료는, 예컨대, 일산화탄소와 결합하여 금속 산화물 및 유리 탄소를 형성할 수 있는 유리 금속(free metal)을 포함한다. 실리콘 및 알루미늄은 이러한 용례에 적합하다. 또한 또는 대안으로, 이러한 재료는 산소 화합물과 반응할 수 있는 탄화물 또는 질화물(예컨대, 실리콘 탄화물 또는 붕소 탄화물)을 포함한다.
선택된 재료는 제2 카테고리 또는 제3 카테고리에 속할 수도 있고 제2 카테고리 및 제3 카테고리에 속할 수도 있다.
사용 온도에서 일산화탄소를 생성하지 않는 층을 구성하는 적절한 재료는, 60 내지 88 중량%의 알루미나, 10 내지 20 중량%의 흑연, 및 2 내지 10 중량%의 실리콘 탄화물을 포함할 수 있다. 이러한 재료는 옥시젼 게터(oxygen getter), 예컨대 질화물 또는 탄화물과 같은 비-산화물 화학종 또는 환원 불가능한 산화물을 함유하며, 이는 존재하는 임의의 산소와 반응할 수 있다.
본 발명의 둘레 요소는, 노즐의 외측 표면의 적어도 일부와 대응하게 결합되도록 되어 있는 메인 오리피스, 이 메인 오리피스를 둘러싸는 베이스, 및 상기 메인 오리피스를 둘러싸면서 메인 오리피스로부터 연장되는 벽을 포함한다. 유리하게는, 둘레의 내화 요소는 가스 불투과성 재료로 제조된다. 따라서, 노즐을 둘러싸는 영역에서의 강의 재산화가 방지된다. 예를 들면, 이러한 목적을 위한 매우 적절한 조성물은 실질적으로, 적어도 75 중량%의 Al2O3, 1.0 중량% 미만의 SiO2, 5 중량% 미만의 C, 사용 온도에서 알루미늄(특히, 용강 내에 용해된 알루미늄)에 의해 환원될 수 없는 내화성 산화물 또는 내화성 산화물의 화합물(예컨대, 칼시아 및/또는 스피넬)로 구성되는 나머지 부분으로 이루어진다. 구체적으로 적합한 재료는, VESUVIUS UK Ltd.로부터 입수 가능하며 주조 가능한 CRITERION 92SR이다. 이 재료는, 융합된 알루미나-마그네시아 스피넬로 보강된 고 알루미나 저 시멘트 주조 가능 재료(high alumina low cement castable material)이다. 이러한 제품의 통상적인 분석 결과는 다음과 같다.
Al2O3 92.7 중량%
MgO 5.0 중량%
CaO 1.8 중량%
SiO2 0.1 중량%
다른 성분 0.4 중량%
제2의 특징에 있어서, 내화성 요소 또는 내화성 블록의 조성물은, 알루미나 침전에 대해 내성이 있는 수지 접합 재료를 포함한다. 상기 수지 접합 재료는 적어도 하나의 내화성 골재, 경화 가능한 수지 바인더(resin binder), 및 반응성 금속을 포함한다. 상기 경화 가능한 수지 바인더는 경화되어야 하지만 소성(燒成)되어서는 안 된다. 보통, 상기 수지 바인더는 유기성이며, 통상 상기 수지 바인더는 탄소 수지, 예컨대 피치(pitch) 혹은 수지로부터 유래되는 탄소질 바인더이다. 상기 수지 바인더는 다른 유형의 유기 바인더, 예컨대 페놀 화합물, 녹말, 또는 목질화 설피네이트(ligno-sulfinate)를 포함할 수 있다. 상기 수지 바인더는 경화 후에 소성되지 않은 부품에서의 적절한 생형 강도(green strength)를 위한 양으로 존재해야만 한다. 경화는 일반적으로 섭씨 약 300 도 미만에서 이루어진다. 열처리는 섭씨 약 800 도 미만 또는 섭씨 약 500 도 미만과 같이, 소성 온도 미만에서 상기 부품을 가열하는 단계를 포함한다. 수지 바인더의 양은 예컨대 사용되는 바인더의 유형 및 원하는 생형 강도에 따라 변하게 된다. 바인더의 적절한 양은 보통 1 내지 10 중량%이다.
제2 특징에 따른 조성물에 있어서, 반응성 금속은 알루미늄, 마그네슘, 실리콘, 티타늄, 및 이들의 혼합물과 합금을 포함한다. 편의상, 반응성 금속은 분말, 플레이트(flake) 등으로 첨가될 수 있다. 상기 반응성 금속은, 용강의 주조 중에 내화성 물품 내로 확산될 수 있거나 또는 내화성 물품으로부터 방출될 수 있는 임의의 산소가 반응성 금속에 의해 제거될 수 있도록 하기 위해 충분한 양으로 존재해야만 한다. 따라서, 산소가 용강 또는 다른 내화성 구성요소와 접촉 또는 반응하지 못하도록 억제된다. 산소를 제거하기에 충분한 반응성 금속의 양에는 다양한 인자가 영향을 준다. 예를 들면, 산소를 방출하는 화합물, 예컨대 실리카의 개재물은 방출된 산소를 제거하기 위해 더 높은 수준의 반응성 금속을 필요로 한다. 명백하게는, 수지 접합된 재료를 불활성 가스로 감싸는 것은, 수지 접합된 재료에 도달하는 산소의 양을 감소시키며, 이에 따라 반응성 금속에 관한 요구량도 감소하게 된다. 반응성 금속의 양에 관한 제한요소는 비용 및 위험성을 포함한다. 반응성 금속은 일반적으로 내화성 골재보다 더 비싸며, 특히 분말인 경우, 반응성 금속은 처리 중에 폭발할 수 있다. 반응성 금속의 통상적인 양은 0.5 내지 10 중량%이다.
제2 특징에 따른 내화성 재료가 경화되고 사용 시까지 소성되지 않는 것이 중요하다. 상기 사용은 예열 작업 또는 주조 작업을 포함한다. 소성은 수지 바인더 성분 및 반응성 금속 성분을 파괴시키는 경향이 있다. 소성 중에, 바인더는 산화될 수 있으며, 이에 따라 물품의 물리적 완결성이 저하되고, 반응성 금속은 바람직하지 않은 화합물을 형성할 수 있다. 예를 들면, 알루미늄 금속은 환원 조건 하에서 반응하여 알루미늄 탄화물을 형성할 수 있거나 또는 표준 대기 하에서 반응하여 알루미늄 산화물을 형성할 수 있다. 알루미늄 탄화물을 포함하는 물품은 수화(hydration) 및 파괴적 팽창에 민감하다. 알루미늄 산화물은 알루미나 침전을 억제하지 않고, 실제로 알루미나 침전을 가속화시킨다. 어떠한 경우든, 알루미늄 금속의 유리한 효과는 사라진다.
제2 특징에 따른 내화성 조성물은 또한 탄소, 안정한 탄화물, 붕산염, 및 산화억제제를 포함할 수 있다. 탄소는 흔히 흑연으로서 첨가되어 강에 의한 젖음성 및 열 충격을 감소시킨다. 탄소는 최대 30 중량%의 양으로 존재할 수 있지만, 바람직하게는 약 15 중량% 미만으로 존재한다. 적절한 탄화물은, 불안정한 산화물; 낮은 증기압을 갖는 산화물; 또는 알루미나, 티타니아 또는 강 처리에 사용되는 다른 희토류 산화물, 예컨대 세륨 및 란탄과 같이 희토류 산화물에 의해 환원되지 않는 산화물을 형성하지 않은 탄화물을 포함한다. 안정적인 탄화물의 예는 알루미늄 탄화물, 티타늄 탄화물, 및 지르코늄 탄화물을 포함한다. 상기 탄화물이 사용 전에 수화되지 않도록 보장하기 위해 주의를 기울여야만 한다. 탄화물은 예열 중에 물품에 크랙을 유발할 수 있다.
제2 특징에 따른 조성물을 설명함에 있어서 용어가 사용될 때, 산화억제제는, 산소와 우선적으로 반응하여 산소가 용강에 대해 이용될 수 없도록 하는 임의의 내화성 화합물을 포함한다. 붕소 화합물이 매우 효과적이며, 이러한 붕소 화합물은 원소 붕소, 붕소 산화물, 붕소 질화물, 붕소 탄화물, 붕사(borax), 및 이들의 혼합물을 포함한다. 붕소 화합물은 용제(flux) 및 산화억제제 양자 모두로서 작용한다. 용제로서, 붕소 화합물은 공극율 및 투과성을 감소시키며, 이에 따라 산소 확산 및 산소 유입에 대한 물리적 배리어를 형성한다. 산화억제제로서, 붕소 화합물은 유리 산소를 제거하여, 유리 산소가 강에 대해 이용될 수 없도록 한다. 반응성 금속과 마찬가지로, 소성은 산화억제제를 파괴하는 한편, 경화는 산화억제제의 활용도를 유지시킨다. 산화억제제의 유효량은 선택되는 산화억제제에 따라 변한다. 붕소 화합물의 유효량은 보통 0.5 내지 7 중량%이다.
이러한 양태에 관한 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 앞서 설명한 바와 같이 일 요소를 통해 용강을 주입하는 단계를 포함하는, 강의 연속 주조를 위한 프로세스에 관한 것이다. 본 발명은 또한 강의 주조에 있어서의 일 요소의 사용에 관한 것이다.
본 발명은 첨부 도면을 참고하여 이하에서 설명될 것이다.
도 1은 블록으로서 구성된 내화 요소의 사시도이다.
도 2는 둘레 벽의 상부와 저부 사이에 위치하는 외향 립(outward lip)을 갖춘 내화 요소의 사시도이다.
도 3은 둘레 벽의 상부와 저부 사이에 위치하는 외향 립(outward lip)을 갖춘 내화 요소의 단면 사시도이다.
도 4는 둘레 벽의 상부와 저부 사이에 위치하는 외향 립(outward lip)을 갖춘 내화 요소의 수직 단면도이다.
도 5는 둘레 벽의 상부와 저부 사이에 위치하는 외향 립(outward lip) 및 2개의 내부 핀(internal fin)을 갖춘 내화 요소의 사시도이다.
도 6은 둘레 벽의 상부와 저부 사이에 위치하는 외향 립(outward lip) 및 4개의 내부 핀(internal fin)을 갖춘 내화 요소의 사시도이다.
도 7은 둘레 벽의 단차형 내부 표면과 2개의 내부 핀을 갖춘 내화 요소의 사시도이다.
도 8은 둘레 벽의 단차형 내부 표면과 4개의 내부 핀을 갖춘 내화 요소의 사시도이다.
도 9는 둘레 벽의 단차형 내부 표면과 6개의 내부 핀을 갖춘 내화 요소의 사시도이다.
도 10은 둘레 벽의 상부와 저부 사이에 위치하는 외향 립(outward lip) 및 둘레 벽의 단차형 내부 표면을 갖춘 내화 요소의 단면도이다.
도 11은 둘레 벽의 상부와 저부 사이에 위치하는 외향 립(outward lip) 및 둘레 벽의 단차형 내부 표면을 갖춘 내화 요소의 사시도이다.
도 12는 둘레 벽의 상부와 저부 사이에 위치하는 외향 립(outward lip), 둘레 벽의 단차형 내부 표면, 그리고 각을 이루는 입구 유동 개구를 갖춘 내화 요소의 단면 사시도이다.
도 13은 둘레 벽의 상부와 저부 사이에 위치하는 외향 립(outward lip), 둘레 벽의 단차형 내부 표면, 그리고 각을 이루는 6개의 유동 개구를 갖춘 내화 요소의 사시도이다.
도 14는 둘레 벽의 상부와 저부 사이에 위치하는 외향 립(outward lip), 둘레 벽의 단차형 내부 표면, 그리고 각을 이루는 6개의 입구 유동 개구를 갖춘 내화 요소의 상면도이다.
도 15는 둘레 벽으로부터 외측을 향해 연장되는 외향 립, 입구 유동 개구, 그리고 입구 유동 개구와 내화 요소의 주요 수직 축선 사이의 유동 지향기를 갖춘 내화 요소의 상면도이다.
도 16은 둘레 벽으로부터 외측을 향해 연장되는 외향 립, 입구 유동 개구, 그리고 입구 유동 개구와 내화 요소의 주요 수직 축선 사이의 유동 지향기를 갖춘 내화 요소의 사시도이다.
도 17은 둘레 벽으로부터 외측을 향해 연장되는 외향 립, 입구 유동 개구, 그리고 입구 유동 개구와 내화 요소의 주요 수직 축선 사이의 유동 지향기를 갖춘 내화 요소의 사시도이다.
도 18은 둘레 벽으로부터 외측을 향해 연장되는 외향 립, 입구 유동 개구, 그리고 입구 유동 개구와 내화 요소의 주요 수직 축선 사이의 유동 지향기를 갖춘 내화 요소의 상면도로서, 상기 유동 지향기는 둘레 벽의 내부와 직접 연결되는 것인 도면이다.
도 17은 둘레 벽으로부터 외측을 향해 연장되는 외향 립, 입구 유동 개구, 그리고 입구 유동 개구와 내화 요소의 주요 수직 축선 사이의 유동 지향기를 갖춘 내화 요소의 상면도로서, 상기 유동 지향기는 둘레 벽의 내부와 직접 연결되는 것인 도면이다.
도 18은 둘레 벽으로부터 외측을 향해 연장되는 외향 립, 입구 유동 개구, 그리고 입구 유동 개구와 내화 요소의 주요 수직 축선 사이의 유동 지향기를 갖춘 내화 요소의 상면도로서, 상기 유동 지향기는 둘레 벽의 내부와 직접 연결되는 것인 도면이다.
도 19는 둘레 벽으로부터 외측을 향해 연장되는 외향 립, 입구 유동 개구, 그리고 입구 유동 개구와 내화 요소의 주요 수직 축선 사이의 유동 지향기를 갖춘 내화 요소의 사시도로서, 상기 유동 지향기는 둘레 벽의 내부와 직접 연결되는 것인 도면이다.
도 20은 둘레 벽으로부터 외측을 향해 연장되는 외향 립; 입구 유동 개구로서, 개구 저부와 개구 벽의 교차부가 비스듬하거나 또는 둥근 것인 입구 유동 개구; 입구 유동 개구와 내화 요소의 주요 수직 축선 사이에서 둘레 벽으로부터 내측을 향해 돌출하는 유동 지향기를 갖춘 내화 요소의 상면도이다.
도 21은 둘레 벽으로부터 외측을 향해 연장되는 외향 립; 입구 유동 개구로서, 개구 저부와 개구 벽의 교차부가 비스듬하거나 또는 둥근 것인 입구 유동 개구; 입구 유동 개구와 내화 요소의 주요 수직 축선 사이에서 둘레 벽으로부터 내측을 향해 돌출하는 유동 지향기를 갖춘 내화 요소의 상면도이다.
도 22는 둘레 벽으로부터 외측을 향해 연장되는 외향 립; 입구 유동 개구로서, 개구 저부와 개구 벽의 교차부가 비스듬하거나 또는 둥근 것인 입구 유동 개구; 입구 유동 개구와 내화 요소의 주요 수직 축선 사이에서 둘레 벽으로부터 내측을 향해 돌출하는 유동 지향기를 갖춘 내화 요소의 사시도이다.
도 23은 둘레 벽의 상부와 저부 사이에서 둘레 벽으로부터 외측을 향해 연장되는 외향 립; 입구 유동 개구로서, 개구 저부와 개구 벽의 교차부가 비스듬하거나 또는 둥근 것인 입구 유동 개구; 입구 유동 개구와 내화 요소의 주요 수직 축선 사이에서 둘레 벽으로부터 내측을 향해 돌출하는 유동 지향기를 갖춘 내화 요소의 사시도이다.
도 24는 둘레 벽의 상부와 저부 사이에서 둘레 벽으로부터 외측을 향해 연장되는 외향 립; 입구 유동 개구로서, 개구 저부와 개구 벽의 교차부가 비스듬하거나 또는 둥근 것인 입구 유동 개구; 입구 유동 개구와 내화 요소의 주요 수직 축선 사이에서 둘레 벽으로부터 내측을 향해 돌출하는 유동 지향기를 갖춘 내화 요소의 사시도이다.
도 25는 둘레 벽이 복수 개의 실린더의 형태를 취하는 것인 내화 요소의 상면도이다.
도 26은 둘레 벽이 복수 개의 실린더의 형태를 취하는 것인 내화 요소의 사시도이다.
도 1은 본 발명의 내화 요소(10)의 특정 구성요소들의 단면도로서, 구성요소들의 기하학적 관계를 나타낸 것이다. 내화 요소(10)는, 형상 면에서 원통형으로 도시되어 있는 베이스로서, 베이스 상위 표면(14)으로부터 베이스 하위 표면(15)까지 베이스를 통과하는 메인 오리피스(13)를 갖는 베이스(12)를 포함한다. 벽(16)은 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장된다. 벽(16)은 베이스(12)의 주변부 주위에 배치된다. 벽은 벽 내측 표면(17), 벽 상위 표면(18), 및 벽 외측 표면(19)을 갖는다. 벽 둘레 립(20)은 벽(16)으로부터 외측을 향해 연장된다. 벽 둘레 립(20)은, 벽 둘레 립 상위 표면(22), 벽 둘레 립 하위 표면(24), 및 벽 둘레 립 외측 표면(25)을 갖는다. 도 1의 도면에 있어서, 벽 상위 표면(18) 및 벽 둘레 상위 표면(22)은 동일 평면이다. 차폐된 체적(26)은 벽 둘레 하위 표면(24) 아래에 위치하는 체적이다. 작동 차폐 높이(28)는 베이스 상위 표면(14)과 벽 둘레 립 하위 표면(24) 사이의 거리이다. 작동 차폐 체적(30)은, 베이스 상위 표면(14)의 평면과 벽 둘레 립 하위 표면(24)의 평면 사이에서 벽 둘레 립 하위 표면(24) 아래에 위치하는 체적이다. 내측 높이(32)는 베이스 상위 표면(14)과 벽 상위 표면(18) 사이의 거리이다. 벽 둘레 립 돌출 거리(34)는 벽 외측 표면(19)과 벽 둘레 립(20)의 가장 먼 반경방향 부분 사이의 거리이다. 차폐 높이(36)는 베이스 하위 표면(15)의 평면과 벽 둘레 립 하위 표면(24)의 평면 사이의 거리이다. 내부 체적(37)은 부분적으로 벽 내측 표면(17)과 베이스 상위 표면(14)에 의해 형성된다.
도 2는 둘레 벽의 상부와 저부 사이에 위치하는 외향 연장 벽 둘레 립을 갖춘 내화 요소(10)를 도시한 것이다. 상기 내화 요소는 베이스(12)를 구비하는데, 메인 오리피스(13)가 수직방향으로 상기 베이스를 통과한다. 벽(16)은 베이스(12)의 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장된다. 벽은 벽 상위 표면(18)을 갖는다. 벽 둘레 립(20)은 벽(16)으로부터 외측을 향해 반경방향으로 연장된다. 벽 둘레 립(20)는 벽 둘레 립 상위 표면(22)을 갖는다. 도 2의 도면에 있어서, 벽 상위 표면(18) 및 벽 둘레 립 상위 표면(22)은 상이한 수평방향 평면을 점유한다. 벽 둘레 립 하위 표면(24)의 평면은 베이스 상위 표면(14)의 평면 위에 그리고 베이스 하위 표면(15)의 평면 위에 위치한다.
도 3은 둘레 벽의 상부와 저부 사이에 위치하는 외향 연장 벽 둘레 립(20)을 갖춘 내화 요소(10)를 도시한 것이다. 상기 내화 요소는 베이스(12)를 구비하는데, 메인 오리피스(13)가 수직방향으로 상기 베이스를 통과한다. 벽(16)은 베이스(12)의 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장된다. 벽은 벽 상위 표면(18)을 갖는다. 벽 둘레 립(20)은 벽(16)으로부터 외측을 향해 반경방향으로 연장된다. 벽 둘레 립(20)은, 벽 둘레 립 상위 표면(22) 및 벽 둘레 립 하위 표면(24)을 갖는다. 도 3의 도면에 있어서, 벽 상위 표면(18) 및 벽 둘레 립 상위 표면(22)은 상이한 수평방향 평면을 점유한다. 벽 둘레 립 하위 표면(24)의 평면은 베이스 상위 표면(14)의 평면 위에 그리고 베이스 하위 표면(15)의 평면 위에 위치한다. 높이 “H”는, 베이스 상위 표면(14)과 벽 상위 표면(18) 사이의 거리이며, 내측 높이(32)와 등가이다. 높이 “h”는 베이스 상위 표면(14)의 평면과 벽 둘레 립 하위 표면(24)의 평면 사이의 거리이며, 작동 차폐 높이(28)와 등가이다. 벽 둘레 립(20)의, 벽 외측 표면(19)으로부터 반경방향 외측을 향한 범위는 “p”로서 나타내며, 립의 수평방향 돌출 거리(34)와 등가이다.
도 4는 둘레 벽의 상부와 저부 사이에 위치하는 외향 연장 벽 둘레 립(20)을 갖춘 내화 요소(10)를 도시한 것이다. 상기 내화 요소는 베이스(12)를 구비하는데, 메인 오리피스(13)가 수직방향으로 상기 베이스를 통과한다. 벽(16)은 베이스 상위 표면(12)으로부터 상방으로 연장된다. 벽은 벽 내측 표면(17) 및 벽 상위 표면(18)을 갖는다. 벽 둘레 립(20)은 벽(16)으로부터 외측을 향해 반경방향으로 연장된다. 벽 둘레 립(20)은 벽 둘레 립 하위 표면(24)을 갖는다. 도 4의 도면에 있어서, 내측 최대 수평방향 치수(38)는 벽 내측 표면(17)의 일부와 벽 내측 표면(17)의 다른 일 부분 사이의, 수평방향 평면에서의 최대 직선 거리를 나타내며, 또한 “2×L” 또는 “2L”로 명명된다. 메인 오리피스 중심 축선(40)은 길이방향으로 또는 수직하게 메인 오리피스(13)를 통과한다. 요소 벽 내측 상승 각도(42)는 (a) 벽 내측 표면(17)과 벽 상위 표면(18) 사이의 교차점과 (b) (a)를 향해 메인 오리피스 중심 축선(40)으로부터 거리(44)(“WDD”라고 명명함)만큼 이격된, 베이스 상위 표면(14)의 평면에 있는 점 사이의 제1 라인과, 베이스 상위 표면(14)의 평면 상에서 제1 라인의 수직 투영에 의해 형성되는 제2 라인의 교차점의 정점에 형성되는 각도로서 설명된다. WDD(44)는 15 mm의 값을 가질 수 있다. WDD는 또한 메인 오리피스(13)의 최소 반경을 나타낼 수 있다. 립 하위 표면 상승 각도(46)는 (a) 벽 둘레 립 외측 표면(25)과 벽 둘레 립 하위 표면(24) 사이의 교차점과 (b) (a)를 향해 메인 오리피스 중심 축선(40)으로부터 거리(48)(“LDD”라고 명명함)만큼 이격된, 베이스 상위 표면(14)의 평면에 있는 점 사이에서 연장되는 제1 라인과, 베이스 상위 표면(14)의 평면 상에서 제1 라인의 수직 투영에 의해 형성되는 제2 라인의 교차점의 정점에 형성되는 각도로서 설명된다. LDD는 50 mm의 값을 가질 수도 있고, 베이스 상위 표면(14)과 메인 오리피스의 교차점에서 메인 오리피스(13)의 반경의 값을 가질 수도 있으며, 메인 오리피스(13)의 최소 반경의 값을 가질 수도 있다.
본 발명의 특정 실시예에 있어서, 요소 벽 내측 상승 각도(42)는 60 도 미만의 0이 아닌 값, 60 도에서 5 도 범위의 값, 60 도에서 10 도 범위의 값, 60 도에서 20 도 범위의 값, 50 도에서 5 도 범위의 값, 50 도에서 10 도 범위의 값, 또는 50 도에서 20 도 범위의 값을 가질 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 있어서, 립 하위 표면 상승 각도(46)는 10 도에서 80 도 범위의 값, 15 도에서 80 도 범위의 값, 10 도에서 60 도 범위의 값, 10 도에서 50 도 범위의 값, 또는 10 도에서 45 도 범위의 값을 가질 수 있다.
본 발명의 특정 실시예에 있어서, 내측 높이(32)(“H”)는 아래의 관계식에 의해 L[내측 수평 최대 치수(38)의 절반 길이]과 관련될 수 있다.
H × tan (10°) + LDD < L < H × tan (70°) + WDD
2×L은 본 발명에 따른 디바이스의 최대 내측 수평 치수이다. 원통형 외형을 갖는 디바이스에 있어서, 2×L은 직경을 나타내지만, 상기 디바이스는 또한 정사각형, 직사각형, 팔각형, 삼각형, 또는 다른 다각형의 내형 혹은 난형의 내부를 가질 수도 있다.
스토퍼 체적(50)은, 사용 중에 스토퍼에 의해 점유될 수 있는 디바이스의 내부 체적을 나타낸다. 도시된 구성에 있어서, 스토퍼 로드(stopper rod)는 원통형 중실체의 형태를 취하는데, 이때 각각의 둥근 표면의 접촉에 의해 반구형 중실체가 원통형 중실체에 인접한다.
도 5는 내화 요소 또는 내화 블록(10)의 실시예를 도시한 것으로서, 한 쌍의 내부 핀(internal fin; 52)이 벽 내부 표면(17)으로부터 내부 체적 내로 내측을 향해 연장되는 것을 도시한 것이다. 내부 핀(52)은 스토퍼 체적(50)을 점유하는 스토퍼와 협동하여 블록(10)의 내부 체적에서의 와류의 형성을 감소시킨다. 벽 둘레 립(20)은 벽 상위 표면(18)의 평면 아래에 이격되어 있으며, 베이스 하위 표면의 평면 위에 이격되어 있고, 베이스 상위 표면의 평면 위에 이격되어 있다. 다양한 실시예에 있어서, 본 발명의 블록은 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개, 11개, 또는 12개의 내부 핀을 포함할 수 있다.
도 6은 내화 요소 또는 내화 블록(10)의 실시예를 도시한 것으로서, 4개의 내부 핀(internal fin; 52)이 벽 내부 표면(17)으로부터 내부 체적 내로 내측을 향해 연장되는 것을 도시한 것이다. 내부 핀(52)은 스토퍼 체적(50)을 점유하는 스토퍼와 협동하여 블록(10)의 내부 체적에서의 와류의 형성을 감소시킨다. 벽 둘레 립(20)은, 벽 둘레 립 상위 표면(22)의 평면이 벽 상위 표면(18)의 평면 아래에 있게 되도록, 그리고 벽 둘레 립 하위 표면의 평면이 베이스 하위 표면의 평면 위에 그리고 베이스 상위 표면의 평면 위에 있도록 배치된다. 이러한 실시예에 있어서, 용융된 모든 금속은 메인 오리피스를 통해 빠져나가기 위해 벽 둘레 립 상위 표면(22) 위로 그리고 벽 상위 표면(18) 위로 유동해야만 한다. 벽 상위 표면(18)은 블록(10)의 최상단 부분 또는 최상단 레벨에 존재한다.
도 7은 내화 요소 또는 내화 블록(10)의 실시예를 도시한 것으로서, 2개의 내부 핀(internal fin; 52)이 내부 체적 내로 내측을 향해 연장되는 것을 도시한 것이다. 도시된 실시예는, 벽 내측 표면의 면에 형성되는 3개의 내부 단차부(54)를 포함한다. 상기 단차부는 직각, 둔각으로 형성될 수도 있고 이산적 범프(bump)의 형태를 취할 수도 있다. 특정한 실시예에서는, 복수 개의 단차부가 요구된다. 이러한 실시예에 있어서, 벽 둘레 립(20)의 벽 둘레 립 상위 표면(22)은, 벽 상위 표면(18)이 점유하는 평면과 동일한 평면을 점유한다.
도 8은 내화 요소 또는 내화 블록(10)의 실시예를 도시한 것으로서, 4개의 내부 핀(internal fin; 52)이 내부 체적 내로 내측을 향해 연장되는 것을 도시한 것이다. 도시된 실시예는, 벽 내측 표면의 면에 형성되는 4개 레벨의 내부 단차부(54)를 포함한다. 핀(52) 및 단차부(54)는 스토퍼 체적(50)을 점유하는 스토퍼와 협동하여 와류의 형성을 최소화하며, 침전을 최소화하기 위해 메인 오리피스를 통한 유동에 난류를 발생시킨다. 벽 둘레 립(20)의 상위 표면(22)은 벽(16)의 벽 상위 표면(18)의 평면으로부터 하방으로 이격된다. 벽 둘레 립의 하위 표면은 베이스 하위 표면으로부터 상방으로 이격된다. 이러한 실시예에 있어서, 용융된 모든 금속은 메인 오리피스를 통해 빠져나가기 위해 벽 둘레 립 상위 표면(22) 위로 그리고 벽 상위 표면(18) 위로 유동해야만 한다. 벽 상위 표면(18)은 블록(10)의 최상단 부분 또는 최상단 레벨에 존재한다. 다양한 실시예에 있어서, 본 발명의 블록은 1개, 2개, 3개, 4개, 5개, 6개, 7개, 8개, 9개, 10개, 11개, 12개, 13개, 14개, 15개 또는 16개의 레벨의 내부 단차부(54)를 포함할 수 있다.
도 9는 내화 요소 또는 내화 블록(10)의 실시예를 도시한 것으로서, 6개의 내부 핀(internal fin; 52)이 내부 체적 내로 내측을 향해 연장되는 것을 도시한 것이다. 도시된 실시예는, 벽 내측 표면의 면에 형성되는 4개 레벨의 내부 단차부(54)를 포함한다. 핀(52) 및 단차부(54)는 스토퍼 체적(50)을 점유하는 스토퍼와 협동하여 와류의 형성을 최소화하며, 침전을 최소화하기 위해 메인 오리피스를 통한 유동에 난류를 발생시킨다. 벽 둘레 립(20)의 상위 표면(22)은 벽(16)의 벽 상위 표면(18)의 평면으로부터 하방으로 이격된다. 벽 둘레 립의 하위 표면은 베이스 하위 표면으로부터 상방으로 이격된다. 이러한 실시예에 있어서, 용융된 모든 금속은 메인 오리피스를 통해 빠져나가기 위해 벽 둘레 립 상위 표면(22) 위로 그리고 벽 상위 표면(18) 위로 유동해야만 한다. 벽 상위 표면(18)은 블록(10)의 최상단 부분 또는 최상단 레벨에 존재한다.
도 10은 내화 요소 또는 내화 블록(10)의 실시예를 도시한 것으로서, 내화 요소 또는 내화 블록이 벽 내측 표면의 면에 형성된 복수 개의 레벨의 내부 단차부(54)를 포함하는 것을 도시한 것이다. 접선(55)은, 블록(10)의 내부 체적 내에서의 스토퍼의 시트(seat) 및 스토퍼 체적(50)을 점유하는 스토퍼의 노즈(nose)의 표면에 대해 접하는 선이다. 본 발명의 다양한 실시예에 있어서, 상기 접선은 내부 단차부(54), 복수 개의 내부 단차부(54) 또는 적어도 3개의 내부 단차부(54)와 교차한다. 모든 내부 단차부(54)는 베이스 상위 표면(14)의 레벨보다 높은 레벨에 위치하게 된다. 베이스 상위 표면(14)은, 블록(10)을 턴디쉬에서 사용할 때, 몰드 캐스팅 채널(mold casting channel)에 대한 턴디쉬의 입구와 동일한 레벨에 존재한다. 이러한 구성에 있어서, 몰드 캐스팅 채널에 대한 턴디쉬는 베이스 상위 표면(14)의 레벨에서 또는 베이스 상위 표면의 레벨 아래에서 시작된다. 일 단차부 또는 복수 개의 단차부가 본 발명의 블록에 존재하는데, 이러한 구성은 몰드 캐스팅 채널에 대한 턴디쉬의 시트에서 단일 단차부를 사용하는 것과 구별된다.
도 11은 내화 요소 또는 내화 블록(10)의 실시예를 도시한 것으로서, 내화 요소 또는 내화 블록이 벽 내측 표면의 면에 형성된 복수 개의 레벨의 내부 단차부(54)를 포함하는 것을 도시한 것이다. 핀(52) 및 단차부(54)는 스토퍼 체적(50)을 점유하는 스토퍼와 협동하여 와류의 형성을 최소화하며, 침전을 최소화하기 위해 메인 오리피스(13)를 통한 유동에 난류를 발생시킨다. 벽 둘레 립(20)은 벽 상위 표면(18)의 평면 아래에 이격되며, 베이스 하위 표면(15)의 평면으로부터 이격된다.
도 12는 내화 요소 또는 내화 블록(10)의 실시예를 도시한 것으로서, 내화 요소 또는 내화 블록이 벽 내측 표면의 면에 형성된 복수 개의 레벨의 내부 단차부(54)를 포함하는 것을 도시한 것이다. 핀(52) 및 단차부(54)는 스토퍼 체적(50)을 점유하는 스토퍼와 협동하여 와류의 형성을 최소화하며, 침전을 최소화하기 위해 메인 오리피스(13)를 통한 유동에 난류를 발생시킨다. 벽 둘레 립(20)은 블록(10)의 벽의 외측으로부터 수평으로 그리고 외측을 향해 연장된다. 입구 유동 개구(56)는, 그 입구에, 벽 둘레 립 상위 표면(22)과 동등한 하위 표면을 갖는다. 입구 유동 개구(56)는, 이웃한 내부 핀(52)의 표면에 의해 수평방향 평면에서 한정된다. 입구 유동 개구(56)는 블록 또는 디바이스의 내부와 유체 연통하며, 내부 단차부(54) 상으로 유동을 지향시킨다. 입구 유동 개구(56)는 수평방향 평면에서 내측을 향해 플레어되어 있다. 특정한 실시예에 있어서, 입구 유동 개구(56)는, 스토퍼 체적(50)과 교차하지 않는 평면에 포함되는 초기 수직 표면(57)을 갖춘 벽을 갖는다. 이러한 기하학적 형상은 스토퍼 주위에서의 유동 회전을 최대화한다.
도 13는 내화 요소 또는 내화 블록(10)의 실시예를 도시한 것으로서, 내화 요소 또는 내화 블록이 벽 내측 표면의 면에 형성된 복수 개의 레벨의 내부 단차부(54)를 포함하는 것을 도시한 것이다. 핀(52) 및 단차부(54)는 스토퍼 체적(50)을 점유하는 스토퍼와 협동하여 와류의 형성을 최소화하며, 침전을 최소화하기 위해 메인 오리피스를 통한 유동에 난류를 발생시킨다. 벽 둘레 립(20)은 블록(10)의 벽의 외측으로부터 수평으로 그리고 외측을 향해 연장된다. 입구 유동 개구(56)는, 그 입구에, 벽 둘레 립 상위 표면(22)과 동등한 하위 표면을 갖는다. 입구 유동 개구(56)는, 이웃한 내부 핀(52)의 표면에 의해 수평방향 평면에서 한정된다. 입구 유동 개구(56)는 블록 또는 디바이스의 내부 체적(37)과 유체 연통하며, 내부 단차부(54) 상으로 유동을 지향시킨다. 입구 유동 개구(56)는 수평방향 평면에서 내측을 향해 플레어되어 있다. 특정한 실시예에 있어서, 입구 유동 개구(56)는, 스토퍼 체적(50)과 교차하지 않는 평면에 포함되는 초기 수직 표면(57)을 갖춘 벽을 갖는다. 이러한 기하학적 형상은 스토퍼 주위에서의 유동 회전을 최대화한다. 이러한 실시예에 있어서, 입구 유동 개구(56)는, 입구 유동 개구 외측 벽 오목 섹션(59)을 갖는 외측 벽(58)을 갖는다. 특정한 실시예에 있어서, 입구 유동 개구 외측 벽 오목 섹션(59)에 의해 형성되는 각도는 90 도 내지 160 도, 190 도 내지 150 도, 90 도 내지 140 도, 90 도 내지 130 도, 90 도 내지 120 도, 90 도 내지 110 도, 100 도 내지 160 도, 100 도 내지 150 도, 100 도 내지 140 도, 100 도 내지 130 도, 100 도 내지 120 도, 또는 100 도 내지 110 도의 범위에 속한다.
도 14는 내화 요소 또는 내화 블록(10)의 실시예의 상면도를 도시한 것으로서, 내화 요소 또는 내화 블록이 벽 내측 표면의 면에 형성된 복수 개의 레벨의 내부 단차부(54)를 포함하는 것을 도시한 것이다. 핀(52) 및 단차부(54)는 스토퍼 체적(50)을 점유하는 스토퍼와 협동하여 와류의 형성을 최소화하며, 침전을 최소화하기 위해 메인 오리피스를 통한 유동에 난류를 발생시킨다. 벽 둘레 립(20)은 블록(10)의 벽의 외측으로부터 수평으로 그리고 외측을 향해 연장된다. 입구 유동 개구(56)는, 그 입구에, 벽 둘레 립 상위 표면(22)과 동등한 하위 표면을 갖는다. 입구 유동 개구(56)는, 이웃한 내부 핀(52)의 표면에 의해 수평방향 평면에서 한정된다. 입구 유동 개구(56)는 블록 또는 디바이스의 내부 체적과 유체 연통하며, 내부 단차부(54) 상으로 유동을 지향시킨다. 입구 유동 개구(56)는 수평방향 평면에서 내측을 향해 플레어되어 있다. 특정한 실시예에 있어서, 입구 유동 개구(56)는, 스토퍼 체적(50)과 교차하지 않는 평면에 포함되는 초기 수직 표면(57)을 갖춘 벽을 갖는다. 도 14에 있어서, 벽 초기 수직 표면(57)을 포함하는 평면은, 체적(50)을 점유하는 스토퍼와 교차하지 않는 점선으로 표시되어 있다. 이러한 기하학적 형상은 스토퍼 주위에서의 유동 회전을 최대화한다. 이러한 실시예에 있어서, 입구 유동 개구(56)는, 입구 유동 개구 외측 벽 오목 섹션(59)을 갖는 외측 벽(58)을 갖는다. 입구 유동 개구 외측 벽 오목 섹션(59)은, 입구 유동 개구(56)를 통한 유동의 외측 부분을 내측을 향해 재지향시킨다. 이러한 실시예에 있어서, 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에 있는 주 축선은, 스토퍼 체적의 임의의 수평방향 반경과 동일 선상에 있지 않다. 이러한 구성은, 블록(10)의 내부 체적 내에서의 유동 회전을 유도한다.
도 15는 본 발명의 블록(10)의 실시예에 대한 상면도이다. 이러한 실시예에 있어서, 벽은 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되고, 벽 상위 표면(18)을 이 도면에서 볼 수 있다. 벽 둘레 립은 벽으로부터 외측을 향해 돌출되는데, 벽 둘레 립 상위 표면(22)을 이 도면에서 볼 수 있다. 벽 및 벽 둘레 립은 입구 유동 개구(56)에 의해 둘레방향으로 중단된다. 이러한 실시예에 있어서, 각각의 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에 있는 주 축선은, 스토퍼 체적(50)의 수평방향 반경과 동일선상에 있다. 각각의 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에서의 주 축선은, 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되는 편향기(60)와 교차한다. 각각의 편향기(60)는, 대응하는 입구 유동 개구(56)에 면하는 방향으로, 대응하는 입구 유동 개구의, 수평방향 평면에서 상기 주 축선과 직각이 아닌 각도를 갖는 기울어진 마면(62)을 포함한다. 상기 직각이 아닌 각도는, 91° 내지 179°, 95° 내지 175°, 100° 내지 170°, 100° 내지 160°, 100° 내지 150°, 100° 내지 140°, 115° 내지 155°, 또는 120° 내지 150°의 범위일 수 있다. 상기 편향기는 또한 스토퍼 체적(50)의 수평방향 반경에 대해 둘레방향인 방향으로 입구 유동 개구를 통한 유동을 재지향시키는 임의의 다른 기하학적 형상을 나타낼 수 있다.
도 16은 도 15에 제시된 블록(10)의 실시예에 대한 사시도이다. 이러한 실시예에 있어서, 벽(16)은 베이스(12)의 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되며, 벽 내측 표면(17), 벽 상위 표면(18), 및 벽 외측 표면(19)을 이 도면에서 볼 수 있다. 메인 오리피스(13)는 베이스 상위 표면(14)과 베이스 하위 표면 사이로 수직방향으로 베이스(12)를 통과한다. 벽 둘레 립(20)은 벽으로부터 외측을 향해 돌출되는데, 벽 둘레 립 상위 표면(22)을 이 도면에서 볼 수 있다. 벽 및 벽 둘레 립은 입구 유동 개구(56)에 의해 둘레방향으로 중단된다. 이러한 실시예에 있어서, 각각의 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에 있는 주 축선은, 블록(10)의 길이방향 축선의 수평방향 반경과 동일선상에 있다. 각각의 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에서의 주 축선은, 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되는 편향기(60)와 교차한다. 각각의 편향기(60)는, 대응하는 입구 유동 개구(56)에 면하는 방향으로, 대응하는 입구 유동 개구의, 수평방향 평면에 있는 상기 주 축선과 직각이 아닌 각도를 갖는 기울어진 마면(62)을 포함한다.
도 17은 도 15에 제시된 블록(10)의 실시예에 대한 추가 사시도이다. 이러한 실시예에 있어서, 벽(16)은 베이스(12)의 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되며, 벽 내측 표면(17), 벽 상위 표면(18), 및 벽 외측 표면(19)을 이 도면에서 볼 수 있다. 벽 둘레 립(20)은 벽으로부터 외측을 향해 돌출되는데, 벽 둘레 립 상위 표면(22)을 이 도면에서 볼 수 있다. 벽 상위 표면(18) 및 벽 둘레 립 상위 표면(22)은 동일 평면이다. 벽 및 벽 둘레 립은 입구 유동 개구(56)에 의해 둘레방향으로 중단된다. 이러한 실시예에 있어서, 각각의 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에 있는 주 축선은, 블록(10)의 수직한 길이방향 축선의 수평방향 반경과 동일선상에 있다. 각각의 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에서의 주 축선은, 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되는 편향기(60)와 교차한다. 각각의 편향기(60)는, 대응하는 입구 유동 개구(56)에 면하는 방향으로, 대응하는 입구 유동 개구의, 수평방향 평면에 있는 상기 주 축선과 직각이 아닌 각도를 갖는 기울어진 마면(62)을 포함한다. 입구 유동 개구(56)의 바닥은 평평하며, 각각의 입구 유동 개구(56)의 벽과 직각을 형성한다.
도 18은 본 발명의 블록(10)의 실시예에 대한 상면도이다. 이러한 실시예에 있어서, 벽은 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되고, 벽 상위 표면(18)을 이 도면에서 볼 수 있다. 메인 오리피스(13)는 베이스 상위 표면(14)과 베이스 하위 표면 사이에서 수직방향으로 베이스(12)를 통과한다. 벽 둘레 립(20)은 벽으로부터 외측을 향해 돌출되는데, 벽 둘레 립 상위 표면(22)을 이 도면에서 볼 수 있다. 벽 및 벽 둘레 립은 입구 유동 개구(56)에 의해 둘레방향으로 중단된다. 이러한 실시예에 있어서, 각각의 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에 있는 주 축선은, 블록(10)의 중앙 수직 축선으로부터 연장되는 수평방향 반경과 동일선상에 있다. 각각의 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에서의 주 축선은, 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되는 편향기(60)와 교차한다. 각각의 편향기(60)는, 대응하는 입구 유동 개구(56)에 면하는 방향으로, 대응하는 입구 유동 개구의, 수평방향 평면에 있는 상기 주 축선과 직각이 아닌 각도를 갖는 기울어진 마면(62)을 포함한다. 도시된 실시예에 있어서, 각각의 편향기(60)는 벽 내측 표면(17)과 직접 연결된다. 도시된 실시예에 있어서, 각각의 편향기(60)는, 수평방향 평면에서 예각인 각도의 정점인 하나의 선분을 따라 그리고 수평방향 평면에서 둔각인 각도의 정점인 다른 하나의 선분을 따라 벽 내측 표면의 일부와 교차한다. 상기 둔각은 입구 유동 개구(56)의 벽과 기울어진 마면(62)의 교차에 의해 형성된다.
도 19는 도 18에 도시된 본 발명의 블록(10)의 실시예에 대한 사시도이다. 이러한 실시예에 있어서, 벽(16)은 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되며, 벽 내측 표면(17), 벽 상위 표면(18), 및 벽 외측 표면(19)을 이 도면에서 볼 수 있다. 벽 둘레 립(20)은 벽으로부터 외측을 향해 돌출되는데, 벽 둘레 립 상위 표면(22)을 이 도면에서 볼 수 있다. 벽 및 벽 둘레 립은 입구 유동 개구(56)에 의해 둘레방향으로 중단된다. 이러한 실시예에 있어서, 각각의 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에 있는 주 축선은, 블록(10)의 중앙 수직 축선으로부터 연장되는 수평방향 반경과 동일선상에 있다. 각각의 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에서의 주 축선은, 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되는 편향기(60)와 교차한다. 각각의 편향기(60)는, 대응하는 입구 유동 개구(56)에 면하는 방향으로, 대응하는 입구 유동 개구의, 수평방향 평면에 있는 상기 주 축선과 직각이 아닌 각도를 갖는 기울어진 마면(62)을 포함한다. 도시된 실시예에 있어서, 각각의 편향기(60)는 벽 내측 표면(17)과 직접 연결된다. 도시된 실시예에 있어서, 각각의 편향기(60)는, 수평방향 평면에서 예각인 각도의 정점인 하나의 선분을 따라 그리고 수평방향 평면에서 둔각인 각도의 정점인 다른 하나의 선분을 따라 벽 내측 표면의 일부와 교차한다. 상기 둔각은 입구 유동 개구(56)의 벽과 기울어진 마면(62)의 교차에 의해 형성된다.
도 20은 본 발명의 블록(10)의 실시예에 대한 상면도이다. 이러한 실시예에 있어서, 벽은 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되고, 벽 상위 표면(18)을 이 도면에서 볼 수 있다. 메인 오리피스(13)는 베이스 상위 표면(14)과 베이스 하위 표면 사이에서 수직방향으로 베이스(12)를 통과한다. 벽 둘레 립(20)은 벽으로부터 외측을 향해 돌출되는데, 벽 둘레 립 상위 표면(22)을 이 도면에서 볼 수 있다. 벽 및 벽 둘레 립은 입구 유동 개구(56)에 의해 둘레방향으로 중단된다. 이러한 실시예에 있어서, 각각의 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에 있는 주 축선은, 블록(10)의 중앙 수직 축선으로부터 연장되는 수평방향 반경과 동일선상에 있다. 각각의 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에서의 주 축선은, 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되는 편향기(60)와 교차한다. 각각의 편향기(60)는, 대응하는 입구 유동 개구(56)에 면하는 방향으로, 대응하는 입구 유동 개구의, 수평방향 평면에 있는 상기 주 축선과 직각이 아닌 각도를 갖는 기울어진 마면(62)을 포함한다. 도시된 실시예에 있어서, 각각의 편향기(60)는 벽 내측 표면(17)의 일부와 직접 연결된다. 도시된 실시예에 있어서, 각각의 편향기(60)는, 수평방향 평면에서 둔각인 각도의 정점인 수직한 선분을 따라 벽 내측 표면의 일부와 교차한다. 상기 둔각은 입구 유동 개구(56)의 벽과 기울어진 마면(62)의 교차에 의해 형성된다. 도시된 실시예에 있어서, 각각의 편향기(60)는 또한 수평방향 평면에서 오목한 곡선으로 설명되는 벽 내측 표면의 일부와의 교차부를 갖는다. 이러한 구부러진 표면은 블록(10)의 내부 체적을 향해 벽 내측 표면(17) 근방의 유동을 재지향시킨다. 입구 유동 개구(56)의 바닥은 수평방향이며, 둥글게 된 코너 또는 반경(64)에서 입구 유동 개구(56)의 벽과 만난다. 다른 실시예에 있어서, 입구 유동 개구(56)의 바닥은 수평방향이며, 베벨을 통해 입구 유동 개구(56)의 벽과 만난다. 입구 유동 개구 출구(65)는 입구 유동 개구의 바닥과 베이스 상위 표면의 교차부이며, 단차부의 형태를 취할 수 있다.
도 21은 도 20에 도시된 본 발명의 블록(10)의 실시예에 대한 사시도이다. 이러한 실시예에 있어서, 벽(16)은 베이스(12)의 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되며, 벽 내측 표면(17), 벽 상위 표면(18), 및 벽 외측 표면(19)을 이 도면에서 볼 수 있다. 메인 오리피스(13)는 베이스 상위 표면(14)과 베이스 하위 표면 사이에서 수직방향으로 베이스(12)를 통과한다. 벽 둘레 립(20)은 벽으로부터 외측을 향해 돌출되는데, 벽 둘레 립 상위 표면(22)을 이 도면에서 볼 수 있다. 벽 및 벽 둘레 립은 입구 유동 개구(56)에 의해 둘레방향으로 중단된다. 이러한 실시예에 있어서, 각각의 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에 있는 주 축선은, 블록(10)의 중앙 수직 축선으로부터 연장되는 수평방향 반경과 동일선상에 있다. 각각의 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에서의 주 축선은, 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되는 편향기(60)와 교차한다. 각각의 편향기(60)는, 대응하는 입구 유동 개구(56)에 면하는 방향으로, 대응하는 입구 유동 개구의, 수평방향 평면에 있는 상기 주 축선과 직각이 아닌 각도를 갖는 기울어진 마면(62)을 포함한다. 도시된 실시예에 있어서, 각각의 편향기(60)는 벽 내측 표면(17)의 일부와 직접 연결된다. 도시된 실시예에 있어서, 각각의 편향기(60)는, 수평방향 평면에서 둔각인 각도의 정점인 수직한 선분을 따라 벽 내측 표면의 일부와 교차한다. 상기 둔각은 입구 유동 개구(56)의 벽과 기울어진 마면(62)의 교차부에 의해 형성된다. 도시된 실시예에 있어서, 각각의 편향기(60)는 또한 수평방향 평면에서 오목한 곡선으로 설명되는 벽 내측 표면의 일부와의 교차부를 갖는다. 이러한 구부러진 표면은 블록(10)의 내부 체적을 향해 벽 내측 표면(17) 근방의 유동을 재지향시킨다. 입구 유동 개구(56)의 바닥은 수평방향이며, 둥글게 된 코너 또는 반경(64)에서 입구 유동 개구(56)의 벽과 만난다. 다른 실시예에 있어서, 입구 유동 개구(56)의 바닥은 수평방향이며, 베벨을 통해 입구 유동 개구(56)의 벽과 만난다.
도 22는 본 발명의 블록(10)의 실시예에 대한 상면도이다. 이러한 실시예에 있어서, 벽은 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되고, 벽 상위 표면(18)을 이 도면에서 볼 수 있다. 메인 오리피스(13)는 베이스 상위 표면(14)과 베이스 하위 표면 사이에서 수직방향으로 베이스(12)를 통과한다. 벽 둘레 립(20)은 벽으로부터 외측을 향해 돌출되는데, 벽 둘레 립 상위 표면(22)을 이 도면에서 볼 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 벽 상위 표면(18) 및 벽 둘레 립 상위 표면(22)은 동일 평면이 아니며, 벽 둘레 립 상위 표면(22)은 벽 상위 표면(18)의 레벨 아래에 있다. 벽 둘레 립 상위 표면(22) 위에 있는 벽의 상부는 입구 유동 개구(56)에 의해 둘레방향으로 중단된다. 이러한 실시예에 있어서, 각각의 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에 있는 주 축선은, 블록(10)의 중앙 수직 축선으로부터 연장되는 수평방향 반경과 동일선상에 있다. 각각의 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에서의 주 축선은, 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되는 편향기(60)와 교차한다. 각각의 편향기(60)는, 대응하는 입구 유동 개구(56)에 면하는 방향으로, 대응하는 입구 유동 개구의, 수평방향 평면에 있는 상기 주 축선과 직각이 아닌 각도를 갖는 기울어진 마면(62)을 포함한다. 도시된 실시예에 있어서, 각각의 편향기(60)는 벽 내측 표면(17)의 일부와 직접 연결된다. 도시된 실시예에 있어서, 각각의 편향기(60)는, 수평방향 평면에서 둔각인 각도의 정점인 수직한 선분을 따라 벽 내측 표면의 일부와 교차한다. 상기 둔각은 입구 유동 개구(56)의 벽과 기울어진 마면(62)의 교차에 의해 형성된다. 도시된 실시예에 있어서, 각각의 편향기(60)는 또한 수평방향 평면에서 오목한 곡선으로 설명되는 벽 내측 표면의 일부와의 교차부를 갖는다. 이러한 구부러진 표면은 블록(10)의 내부 체적을 향해 벽 내측 표면(17) 근방의 유동을 재지향시킨다. 입구 유동 개구(56)의 바닥은 수평방향이며, 둥글게 된 코너 또는 반경(64)에서 입구 유동 개구(56)의 벽과 만난다. 다른 실시예에 있어서, 입구 유동 개구(56)의 바닥은 수평방향이며, 베벨을 통해 입구 유동 개구(56)의 벽과 만난다. 입구 유동 개구 출구(65)는 입구 유동 개구의 바닥과 중간 입구 유동 개구 바닥 레벨의 교차점에 위치하며, 단차부의 형태를 취할 수 있다. 제시된 실시예에 있어서, 중간 입구 개구 바닥 레벨(67)과 기울어진 마면(62) 및 벽 내측 표면(17)과의 교차부는 둥글게 된 코너 또는 반경(64)의 형태이다. 중간 체적 출구(68)는 중간 입구 유동 개구 바닥 레벨(67)의 바닥과 베이스 상위 표면(14)의 연결부에 위치하게 되며, 단차부의 형태일 수 있다.
도 23은 도 22에 제시된 본 발명의 블록(10)의 실시예에 대한 사시도이다. 이러한 실시예에 있어서, 벽은 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되며, 벽 내측 표면(17), 벽 상위 표면(18), 및 벽 외측 표면(19)을 이 도면에서 볼 수 있다. 메인 오리피스(13)는 베이스 상위 표면(14)과 베이스 하위 표면 사이에서 수직방향으로 베이스를 통과한다. 벽 둘레 립(20)은 벽으로부터 외측을 향해 돌출되는데, 벽 둘레 립 상위 표면(22)을 이 도면에서 볼 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 벽 상위 표면(18) 및 벽 둘레 립 상위 표면(22)은 동일 평면이 아니며, 벽 둘레 립 상위 표면(22)은 벽 상위 표면(18)의 레벨 아래에 있다. 벽 둘레 립 상위 표면(22) 위에 있는 벽의 상부는 입구 유동 개구(56)에 의해 둘레방향으로 중단된다. 이러한 실시예에 있어서, 각각의 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에 있는 주 축선은, 블록(10)의 중앙 수직 축선으로부터 연장되는 수평방향 반경과 동일선상에 있다. 각각의 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에서의 주 축선은, 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되는 편향기(60)와 교차한다. 각각의 편향기(60)는, 대응하는 입구 유동 개구(56)에 면하는 방향으로, 대응하는 입구 유동 개구의, 수평방향 평면에 있는 상기 주 축선과 직각이 아닌 각도를 갖는 기울어진 마면(62)을 포함한다. 도시된 실시예에 있어서, 각각의 편향기(60)는 벽 내측 표면(17)의 일부와 직접 연결된다. 도시된 실시예에 있어서, 각각의 편향기(60)는, 수평방향 평면에서 둔각인 각도의 정점인 수직한 선분을 따라 벽 내측 표면의 일부와 교차한다. 상기 둔각은 입구 유동 개구(56)의 벽과 기울어진 마면(62)의 교차에 의해 형성된다. 도시된 실시예에 있어서, 각각의 편향기(60)는 또한 수평방향 평면에서 오목한 곡선으로 설명되는 벽 내측 표면의 일부와의 교차부를 갖는다. 이러한 구부러진 표면은 블록(10)의 내부 체적을 향해 벽 내측 표면(17) 근방의 유동을 재지향시킨다. 입구 유동 개구(56)의 바닥은 수평방향이며, 둥글게 된 코너 또는 반경(64)에서 입구 유동 개구(56)의 벽과 만난다. 다른 실시예에 있어서, 입구 유동 개구(56)의 바닥은 수평방향이며, 베벨을 통해 입구 유동 개구(56)의 벽과 만난다. 입구 유동 개구 출구(65)는 입구 유동 개구의 바닥과 중간 입구 유동 개구 바닥 레벨의 교차부에 위치하며, 상기 중간 입구 유동 개구 바닥 레벨은 입구 유동 개구의 바닥에 대해 오목하게 되어 있을 수 있으며 단차부의 형태를 취할 수 있다.
도 24는 도 22에 도시된 본 발명의 블록(10)의 실시예에 대한 추가적인 사시도이다. 이러한 실시예에 있어서, 벽(16)은 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되며, 벽 내측 표면(17), 벽 상위 표면(18), 및 벽 외측 표면(19)을 이 도면에서 볼 수 있다. 메인 오리피스(13)는 베이스 상위 표면(14)과 베이스 하위 표면 사이에서 수직방향으로 베이스를 통과한다. 벽 둘레 립(20)은 벽으로부터 외측을 향해 돌출되는데, 벽 둘레 립 상위 표면(22)을 이 도면에서 볼 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 벽 상위 표면(18) 및 벽 둘레 립 상위 표면(22)은 동일 평면이 아니며, 벽 둘레 립 상위 표면(22)은 벽 상위 표면(18)의 레벨 아래에 있다. 벽 둘레 립 상위 표면(22) 위에 있는 벽(16)의 상부는 입구 유동 개구(56)에 의해 둘레방향으로 중단된다. 이러한 실시예에 있어서, 각각의 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에 있는 주 축선은, 블록(10)의 중앙 수직 축선으로부터 연장되는 수평방향 반경과 동일선상에 있다. 각각의 입구 유동 개구(56)의, 수평방향 평면에서의 주 축선은, 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되는 편향기(60)와 교차한다. 각각의 편향기(60)는, 대응하는 입구 유동 개구(56)에 면하는 방향으로, 대응하는 입구 유동 개구의, 수평방향 평면에 있는 상기 주 축선과 직각이 아닌 각도를 갖는 기울어진 마면(62)을 포함한다. 도시된 실시예에 있어서, 각각의 편향기(60)는 벽 내측 표면(17)의 일부와 직접 연결된다. 도시된 실시예에 있어서, 각각의 편향기(60)는, 수평방향 평면에서 둔각인 각도의 정점인 수직한 선분을 따라 벽 내측 표면의 일부와 교차한다. 상기 둔각은 입구 유동 개구(56)의 벽과 기울어진 마면(62)의 교차에 의해 형성된다. 도시된 실시예에 있어서, 각각의 편향기(60)는 또한 수평방향 평면에서 오목한 곡선으로 설명되는 벽 내측 표면의 일부와의 교차부를 갖는다. 이러한 구부러진 표면은 블록(10)의 내부 체적을 향해 벽 내측 표면(17) 근방의 유동을 재지향시킨다. 입구 유동 개구(56)의 바닥은 수평방향이며, 벽 둘레 립 상위 표면(22)과 동일 평면이고, 둥글게 된 코너 또는 반경(64)에서 입구 유동 개구(56)의 벽과 만난다. 다른 실시예에 있어서, 입구 유동 개구(56)의 바닥은 수평방향이며, 베벨을 통해 입구 유동 개구(56)의 벽과 만난다. 입구 유동 개구 출구(65)는 입구 유동 개구의 바닥과 중간 입구 유동 개구 바닥 레벨(67)의 교차부에 위치하며, 단차부의 형태를 취할 수 있다. 제시된 실시예에 있어서, 중간 입구 개구 바닥 레벨(67)과 기울어진 마면(62) 및 벽 내측 표면(17)과의 교차부는 둥글게 된 코너 또는 반경(64)의 형태이다. 중간 체적 출구(68)는 중간 입구 유동 개구 바닥 레벨(67)과 베이스 상위 표면(14)의 연결부에 위치하게 되며, 단차부의 형태를 취한다. 입구 유동 개구(56)는 입구 유동 개구 출구(65)에 의해 중간 입구 바닥 레벨(67) 위에 있는 체적과 유체 연통하며, 중간 입구 바닥 레벨(67) 위에 있는 체적은 중간 입구 유동 개구 출구(68)에 의해 베이스 상위 표면(14) 위에 있는 체적과 유체 연통한다.
도 25는 본 발명의 블록(10)의 실시예에 대한 상면도이다. 이러한 실시예에 있어서, 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되는 벽은, 베이스 상위 표면(14)의 둘레 주위에 배치되는 복수 개의 실린더 또는 기둥형 벽 요소(70)의 형태를 취한다. 기둥형 벽 요소(70)의 상위 표면은 벽 상위 표면(18)을 나타낸다. 메인 오리피스(13)는 베이스 상위 표면(14)과 베이스 하위 표면 사이에서 수직방향으로 베이스를 통과한다. 입구 유동 개구(56)는 이웃한 기둥형 벽 구성요소(70) 사이의 공간에 의해 형성된다. 이러한 실시예에서는 복수 개의 기둥형 벽 구성요소(70)가 사용된다. 예를 들면, 2 개, 3 개, 4 개, 5 개, 6 개, 7 개, 8 개, 9 개, 10 개, 11 개, 12 개, 13 개, 14 개, 15 개, 16 개, 17 개, 18 개, 19 개, 20 개, 21 개, 22 개, 23 개 또는 24 개의 기둥형 벽 구성요소가 사용될 수 있다. 편향기(60)는 기둥형 벽 구성요소(70)와 블록(10)의 중심 수직 축선 사이로 내부 체적 블록(10) 내에서 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장된다. 수평 평면에 있어서 입구 유동 개구(56)의 중간점을 통과하는 선은 대응하는 편향기(60)와 교차한다. 각각의 편향기(60)는, 대응하는 입구 유동 개구(56)에 면하는 방향으로, 대응하는 입구 유동 개구의, 수평방향 평면에 있는 상기 주 축선과 직각이 아닌 각도를 갖는 기울어진 마면(62)을 포함한다. 도시된 실시예에 있어서, 편향기(60)는 반경방향 표면 상의 복수 개의 기울어진 마면을 갖춘 실린더 또는 기둥의 형태를 취한다.
도 26은 도 25에 도시된 블록(10)의 실시예에 대한 사시도이다. 이러한 실시예에 있어서, 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장되는 벽은, 베이스 상위 표면(14)의 둘레 주위에 배치되는 복수 개의 실린더 또는 기둥형 벽 요소(70)의 형태를 취한다. 기둥형 벽 요소(70)의 상위 표면은 벽 상위 표면(18)을 나타낸다. 메인 오리피스(13)는 베이스 상위 표면(14)과 베이스 하위 표면 사이에서 수직방향으로 베이스를 통과한다. 입구 유동 개구(56)는 이웃한 기둥형 벽 구성요소(70) 사이의 공간에 의해 형성된다. 이러한 실시예에서는 복수 개의 기둥형 벽 구성요소(70)가 사용된다. 편향기(60)는 기둥형 벽 구성요소(70)와 블록(10)의 중심 수직 축선 사이로 내부 체적 블록(10) 내에서 베이스 상위 표면(14)으로부터 상방으로 연장된다. 수평 평면에 있어서 입구 유동 개구(56)의 중간점을 통과하는 선은 대응하는 편향기(60)와 교차한다. 각각의 편향기(60)는, 대응하는 입구 유동 개구(56)에 면하는 방향으로, 대응하는 입구 유동 개구의, 수평방향 평면에 있는 상기 주 축선과 직각이 아닌 각도를 갖는 기울어진 마면(62)을 포함한다. 도시된 실시예에 있어서, 편향기(60)는 반경방향 표면 상의 복수 개의 기울어진 마면을 갖춘 실린더 또는 기둥의 형태를 취한다.
본 발명에 대한 다수의 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 이하의 청구범위의 범위 내에서, 본 발명은 구체적으로 설명된 바와 다른 방식으로 실시될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
10 내화 요소 또는 내화 블록
12 베이스(base)
13 메인 오리피스 또는 출구 오리피스
14 베이스 상위 표면
15 베이스 하위 표면
16 벽
17 벽 내측 표면
18 벽 상위 표면
19 벽 외측 표면
20 벽 둘레 립(wall circumferential lip)
22 벽 둘레 립 상위 표면
24 벽 둘레 립 하위 표면
25 벽 둘레 립 외측 표면
26 립 차폐 체적
28 작동 차폐 높이
30 작동 차폐 체적
32 내부 높이
34 립 수평 돌출 거리
36 립 차폐 체적 높이
37 내부 체적
38 내부 체적 최대 수평 치수
40 메인 오리피스 중심 축선
42 벽 상위 표면 상승 각도
44 WDD(벽 상승 각도 정점 변위 거리)
46 립 하위 표면 상승 각도
48 LDD(립 하위 표면 상승 각도 정점 변위 거리)
50 스토퍼 체적
52 내부 핀(internal fin)
54 내부 단차부
55 스토퍼 노즈/블록 시트 접촉부에 대한 접선
56 입구 유동 개구
57 입구 유동 개구 초기 수직 표면
58 입구 유동 개구 외측 벽
59 입구 유동 개구 외측 벽 오목 섹션
60 편향기
62 각을 형성하는 마면
64 반경 또는 라운딩된 코너
65 입구 유동 개구 출구
67 중간 입구 유동 개구 바닥 레벨
68 중간 입구 유동 개구 출구
70 컬럼형 벽 구성요소

Claims (17)

  1. 내화 용기로부터의 유동을 제어하기 위한 블록으로서,
    a) 주 축선을 갖는 주조 채널 주위에 배치되는 베이스(base)로서, 베이스는 베이스 상위 표면 및 베이스 하위 표면을 가지며, 베이스 상위 표면은 베이스 상위 표면 둘레를 갖는 것인 베이스;
    b) 베이스의 베이스 상위 표면의 둘레로부터 연장되는 벽으로서, 벽 상위 표면을 갖는 것인 벽
    을 포함하고,
    상기 블록은,
    a) 제1 설계 특징으로서, 벽이 상부 및 저부를 갖는 둘레 외측 표면을 포함하고 상기 블록은 벽의 둘레 외측 표면으로부터 반경방향으로 외측을 향해 연장되는 벽 둘레 립(wall circumferential lip)을 더 포함하는 것인 제1 설계 특징;
    b) 제2 설계 특징으로서, 상기 벽은 상부 및 저부를 갖는 둘레 내측 표면을 포함하며, 상기 블록은 상기 벽의 둘레 내측 표면으로부터 내측을 향해 연장되는 내측 핀(internal fin)을 더 포함하는 것인 제2 설계 특징;
    c) 제3 설계 특징으로서, 상기 벽은 상부 및 저부를 갖는 둘레 내측 표면을 포함하고, 상기 벽의 둘레 내측 표면은 복수 개의 단차부를 포함하며, 상기 벽의 둘레 내측 표면은 벽의 둘레 내측 표면의 저부를 향해 감소하는, 주조 채널 주 축선에 대한 반경을 갖는 것인 제3 설계 특징;
    d) 제4 설계 특징으로서, 상기 벽은 상부 및 저부를 갖는 둘레 외측 표면을 포함하며, 상기 벽은 상부 및 저부를 갖는 둘레 내측 표면을 포함하고, 상기 벽은 벽의 둘레 외측 표면으로부터 벽의 둘레 내측 표면을 향해 연장되는 적어도 하나의 입구 유동 개구를 포함하는 것인 제4 설계 특징;
    e) 제5 설계 특징으로서, 상기 벽은 베이스 상위 표면의 둘레로부터 상방으로 연장되는 복수 개의 배리어(barrier)를 포함하며, 각각의 배리어는 둘레방향으로 이웃한 배리어에 대해 양측에서 둘레방향으로 이웃하는 것인 제5 설계 특징
    으로 이루어진 군으로부터 선택되는 설계 특징을 포함하는 것인 블록.
  2. 제1항에 있어서, 상기 블록은 제1 설계 특징을 포함하며, 상기 벽 둘레 립은 벽의 둘레 외측 표면의 저부로부터 이격되며, 벽 둘레 립 아래에 그리고 벽의 둘레 외측 표면에 대해 외측에 립 차폐 체적이 형성되는 것인 블록.
  3. 제2항에 있어서, 상기 벽 둘레 립은 벽의 둘레 외측 표면의 상부로부터 이격되는 것인 블록.
  4. 제1항에 있어서, 상기 블록은 제4 설계 특징을 포함하며, 적어도 하나의 입구 유동 개구는 벽 상위 표면까지 상방으로 연장되는 것인 블록.
  5. 제4항에 있어서, 상기 적어도 하나의 입구 유동 개구는 수평방향 평면에 주 축선을 포함하며, 상기 블록은, 베이스 상위 표면으로부터 상방으로 연장되고 입구 유동 개구와 주조 채널의 주 축선 사이에 배치되는 적어도 하나의 편향기를 더 포함하는 것인 블록.
  6. 제5항에 있어서, 상기 적어도 하나의 편향기는 수평방향 평면에서 적어도 하나의 입구 유동 개구의 주 축선에 면하여 각을 이루는 마면(facet)을 포함하며, 상기 적어도 하나의 입구 유동 개구의 주 축선은 편향기의 상기 각을 이루는 마면과 교차하고, 적어도 하나의 입구 유동 개구의 주 축선과 편향기의 상기 각을 이루는 마면 사이의 교차부는 수평방향 평면에서 90 도를 초과하는 각도를 갖는 것인 블록.
  7. 제5항에 있어서, 수평방향 평면에서 적어도 하나의 입구 유동 개구의 주 축선은 주조 채널의 주 축선과 교차하지 않는 것인 블록.
  8. 제5항에 있어서, 적어도 하나의 편향기는 벽의 둘레 내측 표면과 연결되는 것인 블록.
  9. 제8항에 있어서, 상기 벽의 둘레 내측 표면은 주조 채널의 주 축선에 대해 오목하며, 적어도 하나의 편향기는, 벽의 둘레 내측 표면과 연결되는 표면을 포함하고, 벽의 둘레 내측 표면과 연결되는, 편향기의 표면은 주조 채널의 주 축선에 대해 볼록한 것인 블록.
  10. 제1항에 있어서, 상기 블록은 제5 설계 특징을 포함하며, 둘레방향으로 이웃하는 배리어의 각각의 쌍은 입구 유동 개구를 한정하며, 각각의 입구 유동 개구는 중앙 수직 평면을 포함하고, 상기 블록은, 베이스 상위 표면으로부터 상방으로 연장되며 입구 유동 개구와 주조 채널의 주 축선 사이에 배치되는 적어도 하나의 편향기를 더 포함하며, 적어도 하나의 편향기는 입구 유동 개구의 중앙 평면에 면하는 마면 평면에서 각을 이루는 마면을 포함하고, 입구 유동 개구의 중앙 수직 평면은 편향기의 마면 평면과 교차하며, 입구 유동 개구의 중앙 수직 평면과 마면 평면 사이의 교차부는 90 도가 넘는 각도를 갖는 것인 블록.
  11. 제1항에 있어서, 상기 블록은 제1 설계 특징 및 제3 설계 특징을 갖는 것인 블록.
  12. 제1항에 있어서, 상기 블록은 제1 설계 특징, 제2 설계 특징, 및 제3 설계 특징을 갖는 것인 블록.
  13. 제1항에 있어서, 상기 블록은 제1 설계 특징 및 제4 설계 특징을 가지며, 적어도 하나의 입구 유동 개구는 벽 상위 표면에 대해 상방으로 연장되고, 적어도 하나의 입구 유동 개구는 수평 평면에 있는 주 축선을 포함하며, 상기 블록은, 베이스 상위 표면으로부터 상방으로 연장되고 입구 유동 개구와 주조 채널의 주 축선 사이에 배치되는 적어도 하나의 편향기를 더 포함하며, 적어도 하나의 편향기는 수평방향 평면에서 적어도 하나의 입구 유동 개구의 주 축선에 면하는, 각을 이루는 마면을 포함하고, 적어도 하나의 입구 유동 개구의 주 축선은 편향기의 상기 각을 이루는 마면과 교차하며, 적어도 하나의 입구 유동 개구의 주 축선과 편향기의 상기 각을 이루는 마면의 교차부는 수평방향 평면에서 90 도가 넘는 각도를 갖는 것인 블록.
  14. 제13항에 있어서, 적어도 하나의 편향기는 벽의 둘레 내측 표면과 연결되는 것인 블록.
  15. 제14항에 있어서, 상기 벽의 둘레 내측 표면은 주조 채널의 주 축선에 대해 오목하며, 적어도 하나의 편향기는, 벽의 둘레 내측 표면과 연결되는 표면을 포함하고, 벽의 둘레 내측 표면과 연결되는, 편향기의 표면은 주조 채널의 주 축선에 대해 볼록한 것인 블록.
  16. 제15항에 있어서, 상기 입구 유동 개구는 벽 둘레 립 위에 위치하는 것인 블록.
  17. 제1항에 있어서, 상기 블록은 제3 설계 특징을 포함하며, 복수 개의 단차부가 상기 베이스의 상위 표면의 레벨 위의 레벨에 위치하는 것인 블록.
KR1020187002325A 2015-07-02 2016-06-09 턴디쉬 출구 변경장치 KR102453986B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562188386P 2015-07-02 2015-07-02
US62/188,386 2015-07-02
PCT/US2016/036558 WO2017003657A1 (en) 2015-07-02 2016-06-09 Tundish outlet modifier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180026468A true KR20180026468A (ko) 2018-03-12
KR102453986B1 KR102453986B1 (ko) 2022-10-12

Family

ID=57608999

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020187002325A KR102453986B1 (ko) 2015-07-02 2016-06-09 턴디쉬 출구 변경장치

Country Status (14)

Country Link
US (1) US10456832B2 (ko)
EP (1) EP3317034B1 (ko)
KR (1) KR102453986B1 (ko)
CN (2) CN206083842U (ko)
BR (1) BR112017028284B1 (ko)
CA (1) CA2990601C (ko)
ES (1) ES2803206T3 (ko)
MX (1) MX2018000047A (ko)
PL (1) PL3317034T3 (ko)
RS (1) RS60553B1 (ko)
SI (1) SI3317034T1 (ko)
TW (1) TWI690378B (ko)
WO (1) WO2017003657A1 (ko)
ZA (1) ZA201708517B (ko)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2018000047A (es) * 2015-07-02 2018-03-15 Vesuvius Crucible Co Modificador de salida de artesa.
KR101969105B1 (ko) * 2017-08-08 2019-04-15 주식회사 포스코 노즐
MX2020006559A (es) * 2017-12-21 2020-09-24 Vesuvius Usa Corp Distribuidor configurado.
CN111230089A (zh) * 2018-11-28 2020-06-05 常熟南师大发展研究院有限公司 一种包含三级滤渣结构的熔炼铸锭装置
CN111230090A (zh) * 2018-11-28 2020-06-05 常熟南师大发展研究院有限公司 一种包含三级滤渣的熔炼铸锭方法
CN110026533B (zh) * 2019-05-30 2020-09-01 东北大学 一种中间包浇注钢液回收装置及方法
CN110814328A (zh) * 2019-11-25 2020-02-21 张家港扬子江冷轧板有限公司 一种高效除杂连铸中间包
CN111136255B (zh) * 2020-01-20 2022-01-04 武汉科技大学 一种抑制中间包下渣的控流结构

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3633654A (en) * 1970-06-30 1972-01-11 United States Steel Corp Pouring nozzle for continuous-casting machine
US4219139A (en) * 1978-11-01 1980-08-26 Albany International Corp. Bottom pouring crucible
DE3444228A1 (de) * 1984-11-30 1986-06-12 Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf Verfahren und vorrichtung zur erzeugung einer gerichteten stroemung
US4785979A (en) * 1987-07-28 1988-11-22 Casteel Technology Associates, Ltd. Flow control nozzle for bottom-pour ladles

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3499587A (en) * 1967-05-11 1970-03-10 Schloemann Ag Adjustable pouring nozzle for a ladle or tundish
US4079868A (en) 1976-11-01 1978-03-21 Dresser Industries, Inc. Castellated tundish nozzle
LU82001A1 (fr) 1979-12-17 1981-07-23 Arbed Busettes plongeantes utilisees en coulee continue electrorotative de metaux
US5196051A (en) * 1991-07-19 1993-03-23 Premier Refractories And Chemicals Inc. Ladle and method for draining liquid metal with improved yield
US5544695A (en) 1993-06-01 1996-08-13 Harasym; Michael Antivortexing nozzle system for pouring molten metal
DE19959540A1 (de) 1999-12-09 2001-06-13 Sms Demag Ag Verfahren und Vorrichtung zum Einleiten einer Schmelze aus einem Verteiler über ein Tauchrohr in eine Stranggießkokille
KR20040058246A (ko) 2001-10-31 2004-07-03 시바 스페셜티 케미칼스 홀딩 인크. 저-분진 안료 조성물을 제조하는 방법
CN1233490C (zh) 2002-09-13 2005-12-28 万恩同 抑制水口旋涡的方法及无旋涡水口
UA85852C2 (uk) * 2003-11-03 2009-03-10 Везувіус Крусібл Компані Система стержня стопора з хвилястою поверхнею
US20090218375A1 (en) 2008-03-03 2009-09-03 Doyle Ray Ledbetter Close proximity pouring device
DE102009009740A1 (de) * 2009-02-19 2010-08-26 Stilkerieg, Berthold, Dipl.-Ing. Vorrichtung zur Strudelvermeidung in metallurgischen Gefäßen
EP2461927A4 (en) * 2009-08-09 2017-05-17 Rolls-Royce Corporation System, method, and apparatus for pouring casting material in an investment cast
JP5440610B2 (ja) 2009-11-06 2014-03-12 新日鐵住金株式会社 溶融金属の連続鋳造方法
CN103582535A (zh) * 2011-04-29 2014-02-12 维苏威坩埚公司 用于输送熔融金属的耐火元件、组件和中间包
CN203817373U (zh) * 2014-04-16 2014-09-10 宁国东方碾磨材料股份有限公司 一种用于支撑水口砖的托盘
MX2018000047A (es) 2015-07-02 2018-03-15 Vesuvius Crucible Co Modificador de salida de artesa.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3633654A (en) * 1970-06-30 1972-01-11 United States Steel Corp Pouring nozzle for continuous-casting machine
US4219139A (en) * 1978-11-01 1980-08-26 Albany International Corp. Bottom pouring crucible
DE3444228A1 (de) * 1984-11-30 1986-06-12 Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf Verfahren und vorrichtung zur erzeugung einer gerichteten stroemung
US4785979A (en) * 1987-07-28 1988-11-22 Casteel Technology Associates, Ltd. Flow control nozzle for bottom-pour ladles

Also Published As

Publication number Publication date
MX2018000047A (es) 2018-03-15
TWI690378B (zh) 2020-04-11
EP3317034A4 (en) 2018-12-05
BR112017028284A2 (pt) 2018-08-28
CN106312033B (zh) 2020-06-05
WO2017003657A1 (en) 2017-01-05
PL3317034T3 (pl) 2020-09-07
EP3317034A1 (en) 2018-05-09
CN206083842U (zh) 2017-04-12
ZA201708517B (en) 2020-02-26
CA2990601A1 (en) 2017-01-05
US20180185914A1 (en) 2018-07-05
ES2803206T3 (es) 2021-01-25
KR102453986B1 (ko) 2022-10-12
US10456832B2 (en) 2019-10-29
CN106312033A (zh) 2017-01-11
BR112017028284B1 (pt) 2022-08-30
EP3317034B1 (en) 2020-04-15
TW201707817A (zh) 2017-03-01
CA2990601C (en) 2022-11-01
RS60553B1 (sr) 2020-08-31
SI3317034T1 (sl) 2020-09-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102453986B1 (ko) 턴디쉬 출구 변경장치
KR101241586B1 (ko) 내화성 노즐 및 밀봉 부재로 이루어진 조립체
EP0673442B1 (en) Flow control device for the suppression of vortices
US20140061257A1 (en) Refractory element, assembly and tundish for transferring molten metal
RU2698026C2 (ru) Ударная подушка, промежуточное разливочное устройство и устройство, содержащее такую ударную подушку, а также способ его эксплуатации
US9643248B2 (en) Impact pad, tundish and apparatus including the impact pad, and method of using same
KR102451941B1 (ko) 주조 시스템
RU134090U1 (ru) Устройство для донной продувки металла газом
JP6014129B2 (ja) インパクトパッド
US5766543A (en) Flow control device
EP3496882B1 (en) Impact pad
JPS60213346A (ja) 耐火浸漬湯出し口
JPH11123509A (ja) 連続鋳造用浸漬ノズル
EP4139069B1 (en) Submerged nozzle with rotatable insert
KR20060038133A (ko) 슬래그 혼입방지용 레이들
JPS6133758A (ja) 溶融金属排出装置用周壁部の小孔形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant