KR890004519B1 - 진동 스파우트 작동 방법 및 장치와 이를 이용한 용광로의 장입 설비 - Google Patents

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내용 없음.

Description

진동 스파우트 작동 방법 및 장치와 이를 이용한 용광로의 장입 설비

제1도는 본 발명의 첫 번째 구현예에 따른 장치의 측단면도.

제1a도는 제1도의 장치 조작을 개략적으로 도시한 다이아그램.

제2도는 제1도와 유사한 것으로서 제1도와 반대 방향으로 향한 분산 스파우트를 도시한 측단면도.

제2a도는 제1a도와 같이 장치의 조작을 개략적으로 도시한 다이아그램.

제3도는 제1도와 제2도의 위치에서 진동 스파우트가 90°벗어난 위치에 있는 장치에 대한 정단면도.

제3a도는 제1a도와 같이 장치의 조작을 개략적으로 도시한 다이아그램.

제4도는 분산 스파우트가 제3도의 위치에 있는 상태에서 제1도에서 제3도의 장치의 제어기구를 지나는 수직 단면도.

제5도는 본 발명의 두 번째 구현예에 따른 장치의 측단면도.

제5a도는 제5도의 장치 조작을 개략적으로 도시한 다이아그램.

제6도는 분산 스파우트가 제 2의 위치에 있는 제5도의 장치에 대한 측면단도.

제6a도는 제5a도와 마찬가지로 제6도의 장치 조작을 개략적으로 도시한 다이아그램.

제7도는 본 발명의 일 구현예에 따른 진동 분산 스파우트의 현수 포크에 대한 측면도.

제8도는 제7도의 현수 포크에 대한 평면도.

제9도는 본 발명의 일 구현예에 따른 운동 전송기구의 연결 봉에 대한 측면도.

제10도는 제9도의 연결봉에 대한 평면도.

제11도는 본 발명의 세번째 구현예에 따른 장치의 측단면도.

제11a도는 제11도의 장치 조작을 개략적으로 도시한 다이아그램.

제12도는 본 발명의 네 번째 구현예에 따른 장치의 측단면도.

제13도는 본 발명에 따른 분산 스파우트의 현수 기구에 대한 측단면도.

제13a 도는 제13도의 XIIIa-XIIIa선을 따른 단면도.

제14도는 제13도와 마찬가지로 분산 스파우트의 현수기구에 대한 측단면도.

제14a도는 제14도의 ⅩⅣa-ⅩⅣa선을 따른 단면도.

제15도는 제14도의 ⅩⅤ-ⅩⅤ선을 따른 단면도.

제16도는 본 발명에 따른 분산 스파우트 현수 기구의 냉각 기술에 대한 개요도.

제17도는 제5도와 제6도의 용광로 장입설비에 대한 해제기술을 개략적으로 도시한 측단면도.

제18도는 제17도에서 한 단계 더 진행된 상태를 도시한 측단면도.

제19도는 제18도 보다 더욱 진행된 해체 상태를 도시한 측단면도.

제20도는 재17도에서 제19도와는 다른 본 발명의 해체 기술을 개략적으로 도시한 측단면도.

제21도는 본 발명에 따른 제어장치의 구동 기구에 대한 단면도.

제22도는 제21도의 ⅩⅩⅡ-ⅩⅩⅡ선에 따른 단면도.

제23도는 본 발명에 따라 제어장치와 구동 기구간의 회전 접속에 대한 확대단면도.

제24도는 제23도의 ⅩⅩⅣ-ⅩⅩⅣ선을 따른 단면도.

제25도는 본 발명에 따라 진동 분산 스파우트를 작동시키기 위한 다른 일구현예를 개략적으로 도시한 단면도.

제26도는 제25도의 ⅩⅩⅥ-ⅩⅩⅥ선을 절단한 단면도.

제27도는 제25도와 제26도의 장치에 사용되는 현수 포크에 대한 측단면도.

제28도는 제27도의 현수 포크에 대한 평면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 용광로 헤드 22 : 수직 공급 채널

24 : 진동 스파우트 26 : 현수 포크

32 : 제어 하우징 44 : 관상형 포크 몸체

46 : 제어장치 50 : 전송기구 또는 연결봉

70, 72 : 제어축 74 : 가이드바아

78 : 회전접속 106 : 회전케이지

126 : 현수포크 132 : 회전 전송축

138, 140 : 기어 구동장치 148, 150 : 연결봉

180 : 환상 크래들 208 : 회전접속

220, 222 : 반원통형 내부채널 223 : 배출 파이프

226 : 열교환기 238 : 압력 균등화 장치

250 : 지지 캐리지 254 : 유압잭

256 : 승강 아암 260 : 패스너

262 : 후크 장치 274 : 가이드바아

280 : 회전 캐이지 298 : 감속 피니언

321 : 스파우트의 경사운동에 대한 시뮬레이션 및 재현 장치

314 : 모니터 및 제어장치 320 : 가이드바아

322 : 제어장치 370 : 이중 현수 포크

388 : 연결봉 394 : 외부 구동기어

422 : 클러치 장치

426 : 스파우트 운동에 대한 시뮬레이션 및 재현 장치

428 : 모니터 및 제어장치

본 발명은 압력 밀폐용기내에서 고형 물질의 흐름을 제어, 특히 용광로 허스(hearth)상에 침적되는 장입물의 흐름을 안내하는 관상 스파우트의 작동에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 용광로의 목부내에 지지된 제어 스파우트, 특히 장입물 분산 스파우트의 위치를 한쌍의 교차 축선에 대해 조종하기 위한 장치에 관한 것이다. 따라서, 본 발명의 전체적인 목적은 상기에 대한 새롭고 개선된 방법 및 장치를 제공하기 위함이다.

그 이용이 제한되고는 있으나, 본발명은 용광로 허스에 과립형 장입물을 공급하는데에 특히 적합한 것이다. 잘 알려진 바와 같이, 용광로 허스에 침적된 장입물의 "윤곽"은 내부 압력이 높은 상태에서 조업하는 현대식 용광로에서 특히 그 생산성에 영향을 미치는 인자가 된다. 따라서, 최근에는 용광로 상부로부터 공급되어 그 중량에 의해 용광로 허스에 침적되는 장입물을 제어하는데에 상당한 관심이 집중되고 있다. 현재, 용광로 장입물 윤곽을 제어하는 장치로서 용광로 내부에 위치되어 용광로 외부에서 제어하는 유동 방향 제어 부재가 있다. 이들 제어부재는 수직 낙하하는 장입물을 받아서 용광로 허스상에 소정의 윤곽을 형성할 수 있도록 장입물의 방향을 전환시키는 것이다.

현재, 전술한 바와 같은 장입물 분산 제어 기구로서는 미합중국 특허 제 3,693,812호에 게재된 장치를 예로 들 수 있다. 이 장치는 그 이전의 종래의 "이동식 벨"형 장입설비를 신속하게 대체하고 있으며, 회전 및 각도 조절식 장입물 분산 슈우트를 특징으로 한다. 이들 슈우트는 통상적으로 장입물이 수직 낙하하는 회전 "페룰(ferrule)"의 기저부에 현수된다. 그 현수점을 중심으로한 슈우트의 경사각을 상기 페룰의 회전과는 독립적으로 변화시키는 적절한 장치가 구비되어 있다. 이들"벨"모양이 아닌 상부 장입 설비의 특징은 전형적으로 반원통형 개방 슈우트가 장입물의 유동 방향을 조준하는 데에 이용되고, 이 슈우트는 하방으로 활강하는 과립형 장입물에 대해 항상 같은 표면을 제공한다는 점이다. 전술한 미합중국 특허 제 3693812호로 예시되는 개방 슈우트는 그 방향 제어성으로 인하여 침적된 장입물이 나선 또는 동심원을 형성하도록 움직이기에 특히 적합하다. 이는 개방 슈우트 경사각이 수직으로 부터 상승하여 낙하 장입물이 용광로 허스의 주변에 인접하여 침적되게 하는 각도까지만 변화될 수 있기 때문이다. 다른 2개의 제어동작, 즉 회전과 경사각 변화는 이들 종래 설비에 비교적 용이하게 통합된다. "벨"모양이 아닌 종래의 상부 장입설비와 그 제어 기구에 대한 다른 예로서, 미합중국 특허 제 3814403호, 제 3864984호, 제 3880302호, 제 3929240호 및 제 4071166호가 있다.

또한, 진동 운동을 하는 관상 분산 스파우트로써 용광로 허스를 향해 낙하하는 장입물의 유동 방향을 제어하는 기술도 제의되어 있다. 상기 진동 스파우트는 흔히"카르단(Cardan)현수"라 말하는 상호 수직한 한쌍의 현수축 사이에 현수될 것이다. 이와같이 현수하므로써 상기 스파우트는 각 현수축을 중심으로 선회할 수 있으며, 스파우트가 수행하는 장입물 분산이 전체 장입 표면에 대응하도록 하기 위해서 스파우트는 그 경사각이 변함에 따라 수직 위치를 통과해야할 것이다. 물론, 이러한 운동에는 장입물 분산 스파우트가 관상이어서 그내부 표면 전체가 이동하는 장입물에 노출되도록 하여야할 필요가 있다. 이러한 진동 스파우트형 장입설비는 독일연방공화국 특허원 제 2104116호와 미합중국 특허 제 4243351호에 게재되어 있다.

전술한 유형의 장입물 분산 스파우트의 진동 운동을 제어하기 위해 이미 제의된 제어기구는 주로 스파우트의 방출 단부가 직사각 또는 사행 운동을 수행하도록 하기에 적절하다. 따라서, 진동 스파우트가 현재 사용되는 조종식 개방 분산 슈트에 비하여 몇가지 장점을 제공하지만, 스파우트의 방출 단부가 소정의 경로, 특히 동심원 또는 나선 경로를 그리도록 두 선회운동을 조합하는 난점때문에 지금까지 진동 스파우트 장입 설비는 계획 단계에 머무르고 있다.

회전 및 각도 조절식 장입물 분산 슈우트에 비하여 진동 장입물 분산 스파우트의 이론적인 장점을 간단히 논하면, 진동 스파우트 및 그 현수와 제어기구가 보수를 위해 해체 및 제거가 용이한 장점적인 장점을 제공한다. 이들 장점은 미합중국 특허 제 4243351호에 기술되어 있고, 그와 다른 잠정적인 장점은 진동 스파우트의 내부 표면 전체가 장입물의 마찰 및 침식에 노출되고, 따라서 스파우트의 마모가 보다 균일하며 보다 큰 면적으로 분산된다는 점이다. 따라서, 항상 같은 표면이 항상 이동하는 장입물에 노출되는 개방 슈우트에 비하여 상기 회전 스파우트는 그 수명이 더욱 연장될 것으로 기대할 수 있다.

그러나, 회전 및 각도 조절식 개방 슈우트를 이용하는 장입 설비는 거의 10년동안 사용되어 왔고, 사용자들의 신뢰를 얻고 있다. 또한, 이들은 수년간의 실험과 장치의 개선으로 부터 얻는 잇점도 있다. 이러한 사실들이 압력 용광로내에 위치된 진동 스파우트를 용광로 외부에서 간단하고 효율적으로 제어할수 없다는 점, 즉 스파우트의 방출 단부가 현재 최적의 용광로 조업을 위한 장입물 분산 패턴인 동심원 또는 나선 궤적을 그릴 수 있도록 제어할 수 없다는 점과 결부되어, 회전 스파우트식 장입 설비의 채택 및 이용을 배제해 왔었다.

본 발명은 원격에서 진동 스파우트의 운동을 제어하는 새롭고 개선된 기술을 제공하므로써 전술한 종래 기술의 결점 및 단점을 극복하고 있다. 또한, 본 발명은 진동 스파우트의 방출 단부가 원형 또는 나선형을 그리도록 하는 방법의 실시에 사용하는 제어 장치도 포함하고 있다. 이러한 신규의 장치는 신뢰성과 적절한 경비를 특징으로 한다.

본 발명에 따른 장치는 스파우트와 같은 자유도를 가지나 용광로 밀폐 용기의 외측에 위치된 진동 제어 장치의 운동을 적절한 운동 전달 장치에 의해 스파우트에 전달하는 수단을 특징으로 한다. 보다 구체적으로, 본 발명에 따른 제어장치, 결국 진동 스파우트는 꼭지각이 같고 지시자(director)가 원형인 원추형 패턴을 따라 움직이도록 작동된다.

본 발명에 따른 진동 스파우트는 압력 밀폐 용기내에서 현수 포크의 두 분기 사이에 설치된다. 두 분기가 뻗어나온 포크몸체는 압력 밀폐 용기의 측벽을 관통한다. 상기 진동 스파우트는 포크의 두 분기 사이에서 그 현수 축선을 중심으로 선회 할수 있도록 설치되고, 현수 포크는 그 몸체의 길이 방향축선을 중심으로 회전할 수 있도록 설치된다. 현수 포크의 몸체는 상기 밀폐용기의 측벽에 설치된 베어링에 수용 및 지지되어 있다. 전술한 제어 장치는 압력 밀폐용기외부의 일점에서 스파우트의 현수 축선에 평행한 선회축상에 설치된다. 이 선회축은 포크를 가로지르게 될 것이다. 포크의 몸체는 속이 비어 있으며, 선회축의 축선을 중심으로한 제어장치의 운동을 이에 대응하여 현수축선을 중심으로한 스파우트의 선회운동으로 전환시키는 전송 기구에 대한 하우징으로서 기능한다.

본 발명의 첫번째 구현예에 따르면, 제어 장치가 스파우트의 축선에 평행한 축선을 갖는 아암을 구성한다. 제어 장치에 움직임을 부여하는 구동 기구는 원호를 형성하는 가이드바아를 포함하고, 이 원호는 수직 방위에 대한 스파우트의 최대 경사각의 거의 2배에 해당하는 각도를 갖는다. 상기 가이드 바아의 곡률 반경은 제어 장치의 길이와 같고, 이의 곡률 중심은 제어장치의 선회 축선에 대응한다. 제어 장치의 구동 기구는 가이드바아에 활착되고 가이드바아와 같은 곡률을 갖는 기어 섹터와 이 기어 섹터와 제어 장치간의 회전 접속을 포함한다. 상기 제어 장치의 구동 기구는 추가로 진동 스파우트의 운동의 중심이 되는 중심 축선에 평행한 축선을 중심으로 상기 굽은 가이드바아와 기어섹터를 회전시키는 수단과, 가이드바아에서 기어 섹터가 미끄럼운동하도록 하여 가이드바아의 회전 축선에 대한 제어장치의 경사각을 변화시키는 수단을 포함한다.

상기 첫번째 구현예의 설명을 계속하면, 현수 포크의 몸체는 속이 빈 중공형이고, 제어 장치의 운동을 스파우트에 전달하는 운동 전송 기구는 한쪽 단부가 제어장치의 선회축에 연결된 연결봉으로 구성되어 있다. 2분기 포크의 형태를 취한 상기 연결봉은 현수 포크의 길이 방향 축선 방향으로 움직일수 있고, 그 다른 한쪽 단부가 스파우트 또는 스파우트 현수축과 일체인 한쌍의 아암에 연결되어 있다. 상기 연결 아암의 길이는 연결봉의 단부를 제어 장치 선회축에 연결시키는 레버에 스파우트의 길이 방향 축선이 평행하도록 되어 있다.

본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 제어 장치의 운동을 스파우트에 전달하는 수단이 그 각 단부에 부채꼴 원추형 피니언이 구비된 회전축으로 구성된다. 상기 전송축의 한쪽 단부에서, 제어장치의 선회축에 부착된 기어에 의하여 피니언이 구동되며, 전송축의 다른 한쪽 단부의 피니언은 스파우트의 현수축에 직접 또는 간접 연결된 기어와 계합되어 있다.

본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 제어 장치가 포크의 길이 방향 축선에 대응하는 축선을 중심으로 선회할 수 있는 기어 섹터를 구성한다. 상기 기어 섹터는 스파우트 운동의 중심 축선에 평행한 축선을 중심으로 회전할 수 있는 브레킷에 지지되어 있다. 본 구현예에서 제어 장치는 스파우트의 길이 방향 축선에 평행한 길이 방향 축선을 갖는 봉을 더 구성한다.

이 봉은 회전 접속에 의하여 제어 장치의 회전 중심인 선회축의 일부를 형성하는 기저부재에 접속되어 있다. 본 구현예에서 제어 장치의 구동 기구는 상기 브레킷을 그 선회축선을 중심으로 회전시키는 제1수단과, 제1수단과는 독립적으로 작동하여 브레킷의 회전 축선에 대한 상기 봉의 경사각을 변화시키는 제2수단을 구성한다.

상기 구현예에서, 진동 스파우트의 현수 포크는 두쌍의 분기를 갖는 이중 포크의 형태를 취하고 있는 중공형 구조이며, 한쌍의 분기 사이에 진동 스파우트가 설치되고, 반대쪽 다른 한쌍의 분기 사이에 제어 장치가 설치된다.

본 발명의 여러가지 구현예에서, 가이드바아 또는 기타 회전수단, 예를들어 상기한 구현예의 브레킷은 제1모터에 의해 구동되는 제1중공 회전 제어축의 단부에 설치되고, 반면에 제1회전 제어축과 공축선상에 위치하여 제1제어축과 독립적으로 회전할수 있는 제2회전 제어축은 적절한 기어 장치를 통해 제2모터에 의해 구동된다. 제2모터는 제1모터에 의해 구동되는 중공 회전 제어축에 부착된 프레임상에 설치될 수 있다.

본 발명의 다른 구현예에서, 가이드바아 또는 브레킷은 일체화된 외부 구동림(rim) 또는 기어를 구비한 회전 케이지 또는 회전판의 일부를 형성한다. 상기 외부 구동 기어는 제1모터에 의해 구동되므로써, 회전 케이지 또는 회전판은 진동 스파우트 운동의 중심축선에 평행한 축선을 중심으로 가이드바아 및 기어 섹터와 함께 회전한다. 상기 제1모터와 독립적으로 작동하는 제2모터는 감속 기어 장치를 통해 기어 섹터와 함께 랙-피니언을 형성하는 피니언상에 작용하고, 이 랙-피니언은 제어 장치 회전 중심 축선에 대한 제어 장치의 경사각을 변화시킨다.

상기 구현예에서, 제어 장치의 경사각을 변화시키는 모터는 회전 케이지 또는 회전판 상에서 그 회전 축선으로 부터 벗어난 지점에 설치되고, 따라서 이 축선을 중심으로 제2모터가 움직일 것이다. 그러나, 회전 케이지 또는 회전판의 회전 축선과 동축선상에 제2모터를 설치하고 선택적으로 작동하는 클러치 장치를 이용하여 제2모터의 회전자를 회전 케이지 또는 회전 판에 접속시키는 기술도 본 발명의 범위에 포함된다.

따라서, 본 발명은 특히 용광로의 장입에 아주 적합한 설비에 관한 것으로서, 외부의 저장장치(들)로 부터 용광로 내부로 방출되는 장입물을 유도하기 위해 용광로 헤드에 설치된 수직 공급 채널을 구성한다. 본 발명에 따른 설비는 상기 공급 채널 직하에 위치된 장입물 진동 분산 스파우트와 전술한 바와 같은 스파우트의 현수 및 제어 장치도 포함하고 있다.

제어장치의 구동 기구와 스파우트의 현수 포크를 지지하는 베어링을 포함하여 스파우트의 전체적인 현수 및 제어장치는 용광로에 탈착식으로 부착된 프레임에 설치된다. 따라서, 진동 스파우트를 포함한 전체적인 장입물 분산 제어 장치는 수리 보수를 위해 용이하고 신속하게 분리시킬 수 있다.

본 발명의 장치에 의해 제어되는 진동 스파우트의 현수 포크는 그 길이 방향 축선이 예를 들어 스파우트 운동의 중심이되는 용광로의 중심 축선을 교차하여 가로로 횡단하도록 위치된다. 이와는 달리, 현수 포크의 길이 방향 축선이 스파우트의 방출 단부 운동의 중심 축선에 대해 일정 각도 경사질 수도 있다.

본 발명에 따른 용광로 장입 설비에서, 수직 공급 채널의 일부 또는 전체가 선회 가능하도록 설치되어 있으므로, 장입 설비에서 진동 스파우트와 그 현수 포크를 구성하는 부분의 해체를 방해하지 않는 위치로 움직일 수 있다.

본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 진동 스파우트의 현수 포크는 밀폐용기의 형태를 하고 있으며, 그 내부에서 제어장치를 진동 스파우트에 접속시키는 운동 전송 기구가 작동한다. 냉각제가 현수 포크를 순환한다. 필요에 따라서, 또는 바람직하다면, 상기 냉각제의 압력을 용광로내의 압력과 동등하도록 하여 장치의 접속부와 밀봉부에 걸친 압력차를 해소할 수 있다.

첨부 도면을 참조하여 본 발명의 기타 여러가지 목적 및 장점에 대해 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

제1도에서 제4도와 제7도에서 제10도를 참조하여 본 발명의 장입 장치에 대한 제1구현예를 설명한다. 제1도에서 제4도의 도면 부호 20은 압력을 받고 있는 용광로 헤드를 나타내는 것으로서, 수직 축선(O)을 따라 용광로의 상부에 위치된 수직 공급 채널(22)을 거쳐 상부챔버(도시않됨)로 부터 장입물이 상기 용광로 헤드로 공급된다. 공급 채널(22)을 통해 도입된 장입물은 진동 스파우트(24), 바람직하기는 도면에 도시된바와 같이 절두 원추형으로된 진동 스파우트(24)에 의하여 분사된다. 그 길이 방향축선(X)을 중심으로 회전할 수 있도록 용광로 헤드(20)의 측면에 설치된 현수 포크(26)의 두 분기 (28, 30)사이에 상기 진동 스파우트(24)가 현수되어 있다. 축선(X)을 중심으로 상기 현수 포크(26)가 회전하는 것과는 독립적으로, 진동 스파우트(24)도 두분기(28, 30)사이에서 그 현수축(Y) (제3도 참조)을 중심으로 선회할 수 있다.

현수 포크(26)는 용광로 헤드(20)의 내부로부터 제어하우징(32)을 분리하는 벽(36)에 기밀하게 설치되어 있고, 이 제어 하우징(32)은 용광로 헤드(20)상부에 뼈대(34)의 플랜지(38)에 탈착식으로 설치되어 있으며, 상기 뼈대(34)는 용광로 헤드에 직접 용접되어 있다.

현수 포크(26)가 그 길이 방향 축선(X)을 중심으로 선회할 수 있도록 하기 위해, 관상형 포크 몸체(44)는 베어링 장치(40)에 설치되어 있다. 이 베어링 장치(40)는 한쌍의 원추형 롤 베어링으로 구성하는 것이 바람직할 것이다. 포크(26)의 현수에 대한 기밀성, 즉 용광로 내부와 제어 하우징(32)의 내부간의 밀폐성은 종래의 패킹(stuffing) 상자(42)에 의해 보장된다.

이러한 기밀성을 패킹상자(42)에 전적으로 의존하는 대신에, 설치하기 용이한 공지의 수단으로 제어 하우징(32)의 외부에 기밀성을 부여할 수도 있고, 상기 하우징의 내부에 용광로 내의 압력과 거의 동일한 압력을 가할 수도 있다. 이와같은 설계에 따라 벽(36)양쪽의 압력차를 제거할수 있고, 실제적으로 상기 패킹 상자(42)가 없어서는 안된다면 적어도 이를 간단하게 할 수 있게된다.

제어 하우징(32) 내부에는 축선(Y')을 중심으로 회전할 수 있고 현수 포크(26)를 가로지르는 축(48)상에 제어 장치가(46)가 설치되어 있고, 축(48)은 그 회전 축선(Y')이 진동 스파우트(24)의 현수 축선(Y)에 평행하도록 위치되는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 제어 장치(46)는 진동 스파우트(24)와 같은 자유도를 가지고, 특히 축선(Y')을 중심으로 선회할 수 있고 동시에 현수 포크(26)와 함께 포크의 길이 방향 축선(X)을 중심으로 선회할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명의 기본 개념은 진동 스파우트(24) 그 자체가 수행해야할 운동을 제어 장치(46)에 부여하는 것이다. 결국, 축선(Y')을 중심으로 하는 제어 장치(46)의 선회 운동이 진동 스파우트(24)에 재현되도록 하기 위한 전송 기구가 요구되며, 이 전송 기구에 의하여 진동 스파우트(24)는 축선(Y)을 중심으로 상기와 유사한 선회 운동을 하게 될 것이고, 포크(26)그 자체에 의하여 축선(X)을 중심으로 한 직각 방향 선회 운동이 전달된다.

제9도와 제10도는 현수포크(26)내부에 설치된 전송 기구의 제1구현예를 개략적으로 도시한 다이아그램이다. 여기에서 연결봉(50)은 2분기(two-branched)포크의 형태로 구비되어 있다. 즉, 상기 연결봉(50)은 주로 관상형 포크 몸체(44)부를 지나는 봉(56)과 현수 포크(26)의 두분기(28, 30)에 각각 위치되는 2개의 분기(52, 54)를 구성한다. 상기 두 분기(52, 54)의 단부는 다음에 기술되는 바에 따라 진동 스파우트(24)에 또는 그 선회축에 연결된다. 봉 (56)은 레버(58)에 의해 축(48)에 연결된다. 강도상의 이유로 인하여, 이중 레버(58)로 하여 그 단부 사이에 봉(56)의 단부가 관절 연결되게 하거나, 또는 단일 레버(58)로 하고 봉(56)의 단부를 이 레버(58)에 관절 연결되게 되는 포크와 같이 구성하는 것이 바람직하다.

연결봉(50)이 하나의 단일 주물이나 또는 판용접으로 만들어지는 강성 부품이라는 점에서, 이 연결봉(50)과 레버(58)를 구성하는 전송 기구가 현수 포크(26)내에 설치될 수 있도록 상기 현수 포크(26)를 분해시킬 수 있어야 한다. 이를 위하여 제7도와 제8도에 도시된 바와 같이, 포크 몸체(44)가 60으로 표시된 지점에서 두 개의 양쪽 분기(28, 30)에 탈착식으로 연결되어 있다. 제7도와 제8도에서, 두 분기(28, 30)의 외측면에 비교적 큰 개구(62, 64)가 구비되어 있어서 연결봉 (50)의 두 분기(52, 54)의 단부와 진동 스파우트824)의 현수 축선간의 접속을 보장하는 기구의 설치 수단으로서 이용된다. 포크(26)의 다른 한쪽 단부에도 이와 유사한 개구(66)가 구비되어 축(48)과 레버(58)를 설치할 수있다.

전술한 장치의 조작에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선, 제어장치(46)가 축(48)의 축선(Y')을 중심으로 선회된다고 하면, 레버(58)가 이에 대응하는 선회 운동을 하여 일종의 진자운동이 연결봉(50)에 전달될 것이고, 이 연결봉(50)은 축선(Y')을 중심으로한 제어 장치(46)의 선회운동과 정확히 같은 각도만큼 현수 축선(Y)을 중심으로 진동 스파우트(24)를 선회시키게 된다. 결과적으로, 제어 장치(46)가 제1도의 위치로부터 제2도의 위치까지 선회하면, 마찬가지로 진동 스파우트(24)도 제1도와 제2도에 각각 되시된 위치 사이를 선회할 것이며, 이 기간동안 연결봉(50)은 두 극단 위치 사이를 진동하게 되고, 이 운동은 제9도에 화살표로 표시되어 있다.

상기 두 극단위치는 제1a도와 제2a도에 각각 도시되어 있고,여기에서 진동 스파우트(24)와 제어장치(46)간의 평행운동을 도식화한 평행사변형에 의해 상기 전송 기구가 개략적으로도시되고 있다.

만약, 제어 장치(46)가 제1도 및 제2도에 도시된 선회 평면과 수직인 평면상에서 선회되면, 즉 제어 장치(46)의 길이 방향 축선과 수직 축선간의 각도가 일정하게 유지되고, 제1도와 제2도에 도시된 평면에 수직한 평면, 즉 축선(Y')과 제어장치(46)의 길이 방향 축선이 이루는 평면상에서 제어 장치(46)가 선회하게되면, 현수포크(26)는 그 길이 방향 축선(X)을 중심으로 선회할 것이다. 즉, 진동 스파우트(24)는 제3도에 도시된 평면상에서 기울어질 것이며, 제3도에서 수직과 진동 스파우트(24)가 이루는 각도는 제어장치(46)에 의한 선회 운동의 진폭에 따라 변화될 것이다. 이러한 선회 운동은 제3a도에서 화살표 A로 도시되어 있다.

진동 스파우트(24)는 축선(Y)을 중심으로한 선회 운동과 축선(X)을 중심으로 선회 운동중에 항상 제어장치(46)에 의한 운동을 정확히 따르고 있음을 알 수 있다. 따라서, 이들 두 선회 운동을 조합하면, 진동 스파우트(24)는 항상 제어장치(46)와 평행하게 유지되고 이와 동일한 선회 운동을 수행한다. 보다 구체적으로 제어 장치(46)의 단부가 원형 궤도상을 움직이면, 즉 정점이 축선(Y')상에 위치된 원추형 표면상을 움직이면, 진동 스파우트(24)는 용광로의 수직 축선(O)을 중심으로 하는 동일한 운동을 할 것이고, 스파우트의 하단은 하나의 원을 그리게 될 것이다. 이와같은 운동은 제1a도와 제2a도에서 화살표로 개략 도시되어 있다.

즉, 본 발명이 제의하는 진동 스파우트의 현수 및 제어 시스템에 의하면 장입물이 동심원을 따라 공급되거나 또는 나선 궤적을 따라 방출될 수 있고, 현재 이와같은 장입 방법이 가장 우수한 결과를 주는 것으로 고려되고 있다. 이를 위해서는 제어장치(46)의 단부를 동심원 또는 나선 궤적을 따라 변위 시킬 수 있는 적절한 구동 기구를 구비하는 것으로 충분하다.

제1도, 제2도 및 제4도는 진동 스파우트(24)가 수행해야할 운동을 제어장치(46)에 부여하기 위한 구동기구의 제1구현예를 개략적으로 도시한 것이다. 이 구동 기구는 제어 하우징(32)의 외측에, 바람직하기는 이동시킬 수 있도록 설치된 모터 장치(68)를 필수적으로 구성한다. 두개의 동축선상의 제어축(70, 72)이 베어링을 통해 모터장치(68)를 관통하여 제어 하우징(32)의 내부에 접속된다. 상기 제어 축중의 하나, 즉 본 구현예에서는 제어 하우징(32)내부로 연장된 외측 제어축(70)의 단부에 가이드바아(74)가 장착되어 있고, 원호형상으로 굴곡진 가이드바아(74)의 원주각은 수직축선(O)에 대한 진동 스파우트의 최대 경사각의 약 2배와 같다. 상기 가이드바아(74)는 그 곡률 반경이 제어장치(46)의 길이와 같고 두 제어축(70, 72)의 길이 방향 축선은 가이드바아(74)의 곡률 중심을 통과하며, 가이드바아(74)의 곡률 중심은 제어장치(46)의 선회축선(Y')상에 위치되도록 배치되어 있다.

가이드바아(74)와 곡률이 같고 가이드바아 길이의

보다 약간 큰 길이를 갖는 기어 섹터(76)가 가이드바아(74)의 하부오목 표면에 활착식으로 설치되어 있다. 제어장치(46)의 단부와 상기 기어섹터(76)의 양 단부중 한쪽이 회전 접속(78)되어 있다. 이러한 회전 접속(78)은 기어 섹터 또는 제어장치(46)의 어느 한쪽에 베어링 장치를 구비하고, 이들중 다른 한쪽에 저어널을 구비하여 상기 베어링 장치에 계합시키므로써 간단히 구성할 수 있다. 상기 기억 섹터(76)는 동축선상에서 외측 제어축(70)을 통과하는 내측 제어축(72)의 단부에 부착된 피니언(80)과 함께 렉(rack)을 형성한다.

모터장치(68)는 두 제어축(70, 72)을 독립적으로 작동시키도록 설계되어 있다. 모터(도시않됨)에 의해 동작되는 제1무한 스크루우(82)가 위엄휠(84)과 피니언(86,88)으로 구성된 감속 장치를 통하여 외측 제어축(70)을 구동시킨다. 상기 제어축(70)에는 제2모터(도시않됨)를 구성하는 제2 구동장치가 부착되어 있으므로써, 무한 스크루우(90)와 위엄 휠(92)을 통해 내측 제어축(72)을 구동한다. 상기 제2구동 기구는 제어축(70)과 함께 회전하기 때문에 그 모터의 구동 전력이 공지의 마찰 접촉(도시않됨)을 통해 공급되어야 한다.

무한 스크루우(82)를 작동시키는 모터만이 회전한다고 가정하면, 두 제어축(70, 72)과 위엄 휠(92) 및 무한 스크루우(90)와 이를 구동하는 제2모터 모두가 상기 제1모터에 의해 결정되는 속도로 회전할 것이다. 따라서, 가이드바아(74)와 기어섹터(76)도 제어축의 길이 방향 축선(O')을 중심으로 회전하고, 회전접속(78)에 의해 제어장치(46)가 구동하여 원추형 표면상을 움직이게 된다. 제1도에 도시된 위치가 개시점이라고 하면, 제2도의 위치는 제어장치(46)가 180°회전한 후의 위치가 된다. 또한, 제2도로부터 진동 스파우트가 상기에 대응하는 운동을 하였음을 알수 있다. 제2모터만이 작동된다면, 피니어(80)에 의해 기어 섹터(76)가 가이드바아(74)를 활주하는 동안 가이드바아(74)는 정지 상태를 유지할 것이다. 이는 제어장치(46)의 경사 각도를 변화시키고, 결국 수직축선(O)에 대한 진동 스파우트(24)의 경사각을 변화시킨게 된다.

따라서, 진동 스파우트(24)가 동심원을 그리기 위해서는 제1모터가 작동하여 가이드바아(74)를 회전시키고, 가이드바아(74)의 회전이 완전히 종료한 다음, 제2모터를 작동시키면 제어장치(46)의 경사각, 즉 진동 스파우트(24)의 경사각이 바뀌게 된다.

제1도와, 제2도에서 알 수 있듯이, 진동 분산 스파우트는 물론 전체적인 현수 및 제어장치는 플랜지(38)를 해제하고, 뼈대(34)의 측면 개구를 통해 조립체의 전부를 제거시키므로써, 한 단위로서 분해될 수 있다. 이는 진동 스파우트(24)를 제2도의 위치로한 다음, 수직 공급 채널(22)을 해체 또는 제거하는 것으로 충분하다. 이어서 제1도에 도시된 위치로 진동 스파우트를 기울이고, 이 위치에서 그 현수 장치로 부터 진동 스파우트를 제거하지 않고서도 용이하게 제거시킬 수 있다. 이에 대해서는 차후에 더 구체적으로 설명한다.

제5도와 제6도를 참조하여 본 발명의 제2구현예를 설명하면 다음과 같다. 제2구현예는 전술한 예와 동일한 현수 체계, 즉 동일한 현수 포크(26) 및 그 내부의 전송기구를 가지므로 동일한 도면부호를 사용한다. 그러나, 현수 포크가 제1도에서 제4도의 수평위치가 아니라 수평 축선에 대해 기울어져 있는 관계로 각 구성 부분은 상기 구현예와는 다르게 배열된다. 마찬가지로, 선회축선(X)이 기울어져 있게 되고, 역시 제어 하우징(94)을 용광로 헤드(20)의 뼈대(100)에 부착시켜 주는 베어링 장치(98)과 고정 플랜지(96)가 기울어져 있게 된다. 따라서, 이와같은 경사 배치로 인하여, 제5도에 도시된 위치에서 진동 스파우트(24)는 이것이 해체되는 개구의 축선에 연속하여 위치되어 있으므로 진동 스파우트의 해체 작업이 보다 용이하게 된다.

각 구성성분의 배열이 제1도의 경우와는 달리되어 있으나, 그 조작방법은 마찬가지이다. 제5a도에 도시된 바와같이, 진동 스파우트(24)의 축선과 제어장치(46)의 축선간에 평행관계가 유지되고, 이들 두 성분은 항상 수직 축선을 중심으로 회전한다. 이러한 장치 체계가 전술한 구현예와 다른 특징은 레버(58)가 제어장치(46)와 평행하지 않는다는 점이다. 마찬가지로, 연결봉(50)의 단부와 스파우트(24)의 접속이 레버(58)와 평행하게 되어야 하므로, 상기 접속점이 진동 스파우트(24) 직경의 연장선상에 위치되지 못한다. 레버(58)의 배열과 연결봉(50)이 진동 스파우트(24)상에 작용하는 지점이 전술한 예와 다르므로 현수 포크(26)의 전체길이가 줄어든다.

제5도와 제6도는 진동 스파우트(24)가 기능하는데에 필요한 운동을 제어장치(46)에 부여하기 위한 구동기구의 제2구현예를 도시한 것이다. 그러나, 제5도와 제6도에 사용된 구동기구는 현수 포크(26)가 경사진 장치 체계에 국한되지 않고, 제1도와 제2도의 구현예에도 동등하게 사용할수 있으며, 마찬가지로 제1도와 제2도의 구동기구도 제5도 및 제6도의 구현예에 이용할수 있다.

전술한 구현예에서와 같이, 제어장치(46)는 가이드바아(103)를 활주하는 기어섹터(104)에 회전 접속되어 있고, 가이드바아(103)와 기어섹터(104)의 곡률 및 그 형상은 전술한 구현예에서와 같다. 가이드바아(103)는 베어링(108)에 의해 제어 하우징(94)의 프레임에 지지된 회전 케이지(106)와 일체식으로 되어 있다. 상기 회전 케이지(106)는 외부 구동기어(110)를 구비하고, 이 외부 구동기어(110)는 제1전동모터(114)에 의해 구동되는 피니언(112)에 맞물려 있다. 결과적으로, 상기 제1전동모터에 의하여 회전 케이지(106), 가이드바아(103) 및 기어섹터(104)와 제어장치(46)로 이루어진 조합체가 수직 축선(O')을 중심으로 회전한다. 즉 진동 스파우트(24)가 축선(O)을 중심으로 일정한 경사각을 갖는 원추형 표면상을 움직이게 된다.

진동스파우트의 경사각, 즉 축선(O')에 대한 제어장치(46)의 경사각을 변화시키기위해 회전 케이지(106)에 부착된 제2모터(116)가 구비되어 축선(O')을 중심으로 하여 회전 케이지(106)와 함께 회전한다. 상기 제2모터(116)는 워엄 기어(118)에 의해 피니언(120)에 연결되므로써 기어 섹터(104)와 함께 랙을 형성한다. 또한, 제2모터(116)는 마찰 접촉(도시 않됨)으로 전원을 공급받는다.

제11도와 제11a도는 진동 스파우트의 현수 체계와 이의 구동기구에 있어서, 전술한 예와 다른 본 발명의 제3구현예를 도시한 것이다. 본 구현예도 전체적으로 현수 포크(126)를 구성하고, 이는 제어 하우징(32)과 용광로의 내부를 분리하는 벽의 베어링 장치(40)에 지지 및 내장되어 있는 원통형 몸체(128)를 포함한다. 마찬가지로 상기 현수 포크(126)도 진동 스파우트(24)를 현수하기 위한 두 분기를 구성하고 있으나, 도면에는 하나의 분기만이 나타나 있다.

제어장치(46)에 의한 운동의 전송기구는 현수포크(126)의 원통형 몸체(128) 내부에 한쌍의 베어링(134, 136)에 의해 지지된 회전 전송축(132)으로 구성된다. 다른 구현예와 마찬가지로 제어축(48)의 경사운동은 베어링장치(40)내에서 현수포크(126)의 회전에 의하여 전달된다. 한편, 그 축선을 중심으로한 축(48)의 선회운동은 기어 구동장치(138)에 의하여 축선(X)을 중심으로한 회전 전송축(132)의 회전으로 전달되고, 회전 전송축((132)의 회전은 다시 다른 하나의 기어 구동장치(140)에 의하여 축(142)의 선회운동으로 전달되며, 상기 축(142)은 축(48)과 평행하게 설치되어 있다. 제11a도는 본 구현예의 조작원리를 개략적으로 도시한 것으로서, 축(48)의 선회운동이 연속적으로 전달되는 과정을 보다 명확히 나타내고 있다.

축(142)의 선회운동은 두 개의 아암(144, 146)과 두개의 연결봉(148, 150)을 구성하는 평행관계(제11a도 참조)에 의하여 현수 축선(Y)을 중심으로 하는 진동 스파우트(24)의 선회운동으로 전환된다.

결과적으로, 제11도의 기구에 의하면 진동 스파우트(24)의 축선과 제어장치(46)의 축선이 절대적으로 평행하게 될 것이다. 따라서 제1도 및 제2도, 또한 제6도에 도시된 바와 유사한 구동기구를 부여하여 제어장치(46)를 구동시킬 수 있고, 이로써 장입물이 동심원 또는 나선형으로 분산되게 될 것이다. 제11도는 제1도와 유사한 체계를 가지고 있으므로 제어장치(46)의 구동기구에 대한 상세한 설명은 제1도의 것으로 충분할 것이다.

제12도는 제11도의 구현예를 더욱 간단하게 한 변형예를 도시한 것이다. 마찬가지로 베어링 장치(40)에 수용된 원통형 몸체(158)를 구성하는 현수 포크(156)에 진동 스파우트(24)가 지지되어 있다. 또한, 이 현수 포크(156)는 그 사이에 진동 스파우트가 현수된 2개의 분기(도면에는 하나의 분기(160)만 도시됨)를 포함한다. 제어축(48)의 선회운동은 기어 구동장치(164)에 의하여 축(162)의 회전으로 전환되며, 이 축(162)은 베어링 및 조인트에 지지되어 원통형 몸체(158)와 동축상에 위치된다. 상기 축(162)은 축(48)의 반대쪽 단부에 원추형 기어 섹터(166)를 지탱하고 있으며, 이 원추형 기어 섹터(166)는 진동 스파우트의 현수 피벗트의 한쪽에 직접 부착된 다른 하나의 원추형 기어 섹터(168)와 상호 작용하게 된다.

따라서, 그 길이 방향 축선을 중심으로 한 축(48)의 회전은 축선(Y)을 중심으로한 진동 스파우트의 선회운동으로 전환되고, 현수 포크(156)가 그 길이방향 축선(X)를 중심으로 선회 진동하면 축선(Y)에 수직방향으로 진동 스파우트가 선회 진동운동하게 된다.

전술한 구현예에서는 현수 포크가 전송기구를 완전히 둘러싸고 있는 밀봉상자의 형태로 구성되어 있는 반면, 제12도의 변형예에서는 원통형 몸체(158)와 현수 포크(156)만이 밀폐되어 있고, 두개의 기어 섹터(166, 168)가 장입 표면위의 개방된 공간에서 그 운동을 수행하게 되어 있다. 또한, 축선(Y)을 중심으로한 진동 스파우트(24)의 선회운동은 두 현수측의 단 한쪽에만 힘이 전달되어 수행된다.

전술한 바와같이, 제12도에 도시된 구현예를 제외한 진동 스파우트의 현수 포크는 기밀 상자의 형태를 취하여, 축선(Y)을 중심으로한 선회운동의 전송기구는 전적으로 상기 기밀상자내에서 일어난다. 따라서, 진동 스파우트를 현수하고 상기 기밀상자내에서 작동하는 전송기구의 운동을 스파우트에 부여할수 있는 방법을 채택하여야 한다. 이러한 현수 장치에 대한 설계는 제13도에서 제16도를 참조하여 상세히 설명한다.

제13도와 제14도에서 알수 있듯이, 진동 스파우트(24)는 그 상부가 환상 크래들(craddle)(180)에 지지되어 있고, 환상 크래들(180)의 내측 표면은 진동 스파우트(24)의 절두 원추형 모양에 정확히 꼭 맞도록 되어 있다. 또한, 진동 스파우트(24)는 상단 플랜지(184)를 구성하여 이에 대응하는 크래들(180)의 안치부에 안치되게 된다. 크래들(180)에 진동 스파우트(24)를 완벽하게 고정시키기 위해, 예를들면 해체 작업중 스파우트가 상기 크래들(180)로부터 빠져나와서 떨어지는 것을 방지하기위해, 크래들(180)의 하단부를 경계짓는 스파우트의 원주상 홈에 고정링(182)을 구비할수 있다.

크래들(180)은 "ㄱ"자형 아암(186)과 일체식으로 되어 있고, 아암(186)의 하단에는 현수 포크(26)의 내부에 위치된 연결봉(50)(제7도에서 제10도 참조)의 분기(54)의 피벗트 아암(188)이 계합되는 개구가 구비되어 있다. 또한, 아암(186)은 저어널(190)이 계합된 구멍을 구비하고 있고, 저어널(190)을 중심으로 아암(186)이 자유로이 회전할수 있으며 또한 저어널에 의해 아암(186)이 지지된다. 상기 저어널(190)은 현수 포크의 일부를 구성하며, 바람직하기는 제7도 및 제8도의 설명에서 언급한 개구(62)에 용접 또는 나사 접속된 덮개(192)를 그 내측 표면에 구비하는 것이다. 또한, 상기 덮개(192)는 피벗트 아암(188)과 아암(186)사이의 조인트에 접근할수 있도록 설계된 보조 덮개(194)를 포함하며, 이는 특히 상기 피벗트 아암(188)에 고정링을 설치 및 분해하기 위한 것이다.

진동 스파우트의 다른쪽에도 상기와 유사한 장치가 구비되어 크래들(180)과 현수 포크의 분기(28, 52) 및 연결봉을 고정 및 상호 연결하게 되어 있다. 따라서, 크래들(180), 즉 진동 스파우트(24)는 현수 포크의 두 저어널(190)에 의해 지탱되며, 반면에 연결봉(50)의 운동은 아암(186)에 의하여 저어널(190), 즉, 축선(Y)을 중심으로한 진동 스파우트(24)의 선회운동으로 전환된다.

크래들(180) 및 현수 포크(26)가 해체될수 있도록 하기 위해, 크래들(180)과 각 아암(186) 사이에 탈착식 고정장치가 구비되어 있고, 본 예에서 상기 탈착식 고정장치는 볼트(196)로 구체화 되고 있다. 이를 위해 크래들(180)은 각 측면에 측판을 구비하여 이에 대응하는 아암(186)의 측판이 안치되므로써 볼트(196)에 의해 크래들과 아암이 밀착 고정될수 있다. 소정의 강도를 부여하고 이들 두 측판의 상대적인 회전을 방지하기 위하여, 각각 원형의 방사상 릿지(198)를 구비하여, 이들 두 군의 방사상 릿지가 서로 침입하도록 되어 있다(제13a도 및 제14a도 참조). 이들 릿지는 우발적으로 아암(186)과 크래들(180)간의 상대적 회전이 야기되는 것을 방지하므로, 볼트(196)가 전체장치를 밀착 고정시키므로써 연결봉(50)의 운동이 아암(186)과 크래들(180) 사이를 마찰시키지 않고 축선(Y)을 중심으로한 진동 스파우트(24)의 선회운동으로 적절하게 전환될 것이다.

그리고, 상기 볼트(196)에의 접근은 진동 스파우트(24)를 크래들(180)로부터 분리시킨 후에만 가능하다. 그러나, 탈착식 고정장치의 내구성이 보장되는한 이러한 구조는 오히려 장점이 될 것이다.

본 발명의 다른 특징은 현수 포크가 밀폐 상자형으로 구성되어 있다는 점과 제13도 및 제14도에 따라 설계된 현수 체계가 이용되므로써 현수 포크를 통해 진동 스파우트의 현수 장치를 냉각 및 윤활시킬 수 있다는 점이다. 이를 위해서, 현수 포크(26)의 분기(28, 30)내벽을 통과하는 아암(186)부분을 둘러싸는 밀봉링(200) 또는 기타 적절한 장치에 의하여 현수 포크와 크래들(180)간의 접속이 기밀하게 된다.

상기 냉각 및 가능한 한의 윤활을 위해서 가스 또는 액체를 사용할수 있다. 일예로서 물에 윤활성, 방식성 및 가능한 한의 방균성이 있는 첨가제를 가한 혼합물을 들수 있다. 이러한 첨가제를 가한 혼합물을 들수 있다. 이러한 유체 또는 첨가제는 급수와 관련된 유압 공학분야에 잘 알려져 있고, 또한 현재 유압유체로서 이용되고 있다.

제1도에 도시된 바와같이, 상기 유체는 현수 포크(26)의 몸체(44)와 일체식으로 되고 제어 하우징(32)의 뒷벽에 회전 지지된 커플링(202)을 통해 공급할수 있다. 상기와 같은 구조는 문제의 유체를 위한 공급관 또는 바람직하기는 두개의 공급관(204, 206)에 연결된 회전 접속(208)을 포함할수 있다. 그리고, 축선(X)을 중심으로 하는 현수 포크(26)의 선회운동을 따를수 있도록 커플링(202)으로부터 시작되어 포크(26)의 외벽을 따라 위치하여 현수 포크의 벽과 베어링 장치(40) 사이를 통과하므로써 용광로의 내부로 침투하는 두개의 도관(210, 212)을 통해 상기 유체가 순환한다. 이들 도관(210, 212)은 각 저어널(190)에서 축선(Y)과 동축상의 구멍(214)을 통하여 현수 포크(26)의 각 분기(28, 30)를 침투한다.

제13도에서 제16도를 참조하여 유체의 순환을 설명하면 다음과 같다. 도면에서 알수 있는 바와같이, 크래들(180)은 냉각수단으로서, 현수된 위치상의 칸막이(224)에 의해 서로 분리된 두 개의 원통형 내부 채널(220, 222)을 구비하고 있다. 각 채널(220, 222)은 주름진 방사상 릿지(198)와 이에 대응하는 아암(186)부분을 통과하는 내부 유동로(216)를 통하여 이에 대응하는 저어널(190)의 구멍(214)에 연결된다. 제13도는 채널(220)을 그 대응 저어널(190)을 통해 도관(212)에 연결시키는 내부 유동로(216)를 나타내고 있다. 채널(222)은 상기와 마찬가지로 반대쪽에서 도관(212)에 연결되어 있다.

크래들(180)에서 각 채널(220, 222)은 관련 채널을 포크의 분기(28, 30)의 각각에 연결시키는 방출로(218)를 구성한다(제14도 참조). 이로부터 유체는 현수 포크의 내부 공간 전체에 충진되고 이어서 커플링(202)과 배출 파이프(223)를 통해 방출한다. 제13a도, 제14a도 및 제15도에서 볼수 있듯이, 유동로(216)와 배출로(218)는 서로 나란히 위치되어 있고, 그들간의 간격은 채널(220)과 채널(222)사이의 칸막이(224)에 대응한다.

유체의 순환은 제16도에서 화살표로 개략 도시되어 있다. 진동 스파우트의 크래들(180)과 현수 포크(26)의 냉각으로 가동 부품의 온도 상승을 상당히 감소시키며, 따라서 이들 부품의 수명을 더욱 연장시킬수 있다. 더우기, 상기 가동부품이 유체에 완전히 잠겨있기 때문에 유체는 윤활기능도 수행하게 된다. 이들 유체가 냉각기능을 수행하기 위해서는 한번 순환후 새것으로 교환되거나 또는 재냉각시켜야 한다. 제16도는 상기 순환과정의 일예를 도시한 것이나, 배출 파이프(223)는 열교환기(226)의 냉각 유체에 감겨 있는 사행형 코일(228)를 통과하도록 냉각 유체를 유도한다. 열교환기(226)에서 방출된 유체를 공지의 필터(234, 236)를 거쳐 공급관(204, 206)으로 각각 방출시키는 두개의 펌프(230, 232)에 의하여 상기 순환이 실행된다. 하나의 펌프만으로 할 수도 있으나, 두 도관(210, 212)에 고르게 분산시키기 위해서는 두개의 펌프를 채택하는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 특징은 냉각 유체의 압력이 용광로내의 압력에 적합하도록 조정된다는 점이다. 이로써 밀봉 조인트의 양간에 압력차를 제거시킬수 있으므로 누출의 위험성이 상당히 감소된다. 이를 위해 압력 균등화 장치(238)가 구비되어 용광로 내부의 압력 변동에 따라 냉각 유체의 압력을 증감시키게 된다. 이러한 기능은 공지된 장치로서 수행할수 있으며, 한쪽이 필터(242)등을 거쳐 용광로의 내부 압력에 노출되고 다른 한쪽이 냉각 유체와 접촉되어 있는 격막(diaphram)(240)을 구성하고 있다.

파이프(244)는 순환경로에 냉각 유체가 항상 충만되어 있도록 냉각 순환계를 냉각 유체 공급원에 연결시키고 있는 파이프이다.

전술한 바와같이, 본 발명에서는 진동 스파우트를 대단히 용이하게 해체 및 재설치할수 있으며, 특히 제5도에 도시된 경사진 구조를 채택할 때 더욱 그러하다. 이와같은 분해 및 재설치를 위한 간단한 장치를 제17도와 제18도 및 제19도를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 이를 위해 설치된 지지 케리지(25)는 한쌍의 레일(252)상을 움직이고, 유압잭(254)에 의해 작동되는 승강 아암(256)을 구비하고 있다. 상기 승강 아암(256)은 하우징(94)과 일체식으로 되어 있으므로 하우징이 고정 플랜지(96)로 부터 분리된후, 상기 하우징(94), 진동 스파우트(24) 및 구동 기구로된 조합체를 지지할수 있게 된다.

또한, 수직 공급 채널은 두 부분, 즉 깔대기 모양으로 위치가 고정된 상부(22a)와 탈착식 원통형 하부(22b)로 구분되어 있다. 상기 원통형 하부(22b)는 용광로 헤드(20)의 뼈대(100)로부터 공급채널(22) 주위의 일정간격으로 위치된 다수의 패스너(260)(바람직하기는 3개의 패스너)에 의하여 상부(22a)의 연장부를 형성하는 위치에 유지된다. 이들 패스너는 단순히 채널(22)의 하부(22b) 주위에 구비된 원형홈(258)에 삽입하여 하부(22b)를 지지한다. 패스너를 제17도에 도시된 삽입위치에 유지시켜 채널(22)을 고정시키기 위한 잠금장치(도시않됨)가 구비되어 있다.

또한, 공급채널(22)의 하부(22b)는 그 길이의 중간부분에 외측으로 연장된 후크(hook)장치(262)를 포함하고 후크장치(262)에 구비된 개구에는 진동 스파우트(24)의 상단 모서리에 구비된 러그(264)가 계합되게 된다. 그리고, 후크장치(262)는 진동 스파우트(24)의 외측에 판(266)을 응접하여 형성된 노치(notch)에 쐐기 모양으로 계합된다.

제17도, 제18도와 제19도를 참조하여 진동 스파우트(24)의 해체작업을 기술하면 다음과 같다. 우선, 레일(252)상의 지지 캐리지(250)를 하우징(94) 아래의 위치로 이동시키고, 승강 아암(256)을 하우징(94)의 외벽에 있는 플랜지 또는 돌기부에 접속시킨다. 이어서 고정플랜지(96)의 볼트를 해제한다. 이로써 진동 스파우트(94), 하우징(94) 및 하우징(94)에 설치 또는 지지된 모든 구성 성분이 지지 캐리지(250)상에 지지되게 된다.

다음, 유압잭(254)으로 승강 아암(256)을 약간 상승시켜서 수직 공급채널(22)의 하부(22b)에서 연장된 후크장치(262)의 개구에 러그(264)가 끼어들도록 한다(제18도 참조). 수직 공급채널(22)의 하부가 진동 스파우트에 지지된 상태에서, 공급 채널의 하부(22b)가 해체되기에 충분한 거리만큼 패스너(216)를 풀어서 후퇴시킨다. 이어서 제19도에 도시된 바와같이, 용광로 헤드로부터 지지 캐리지(252)를 후진시키면, 고정플랜지(96)에 의해 형성된 뼈대(100)상의 개구 방향으로 수직 공급채널(22)의 하부(22b)와 진동 스파우트(24)가 이동한다. 이와같은 해체작업중, 판(266)에 의해 형성된 노치에 후크장치(262)의 단부가 박혀있기 때문에 수직 공급채널(22)의 하부(22b)는 안정된 위치에 지지되어 있게 된다. 물론, 재설치 작업은 상기한 조작을 역순으로 실시하면 될 것이다.

제20도는 진동 스파우트(24)의 해체 및 재설치를 위한 장치의 개량예를 도시한 것이다. 제20도에 도시된 바와같이, 수직 공급채널(22)은 상부(22c)와 하부(22d)로 구성된다. 제20도의 구현예에서는, 수직 공급채널의 하부(22d)가 용광로 헤드(20)의 뼈대(100)를 관통하고 있는 피벗트 아암(270)에 현수되어 있다. 피벗트 아암(270)은 용광로 외부에서 모터, 유압잭 또는 크랭크 등의 적절한 방법으로 작동시켜 수직 공급채널(22)의 하부(22d)를 제20도에 도시된 위치로 선회시킬수 있다. 물론, 이러한 조작은 진동 스파우트(24)가 제20도에 도시된 위치가 아닌 다른 방위를 취한 상태에서 수행될 것이다. 수직 공급채널(22)의 하부(22d)가 측방으로 선회된 상태에서, 제17도∼제19도에서 기술한 바와같은 방법으로 지지 캐리지(250)를 이용하여 진동 스파우트(24)를 해체할수 있다.

제21도와 제22도는 제어장치(46)에 운동을 부여하기 위한 제5도의 장치를 개량한 것이다. 상기 예는 베어링(282)에 의해 하우징(94)에 지지된 회전 케이지(280)를 포함한다. 그 곡률 중심이 제어장치(46)의 선회축선(Y')상에 위치하고 원호형상을 한 이중 가이드바아(274)는 회전 케이지(280)의 하부와 일체식으로 되어 있다. 전술한 구현예에서와 같이, 이중 가이드바아(274)의 두 분기 사이에서 기어섹터(276)가 활주하게 된다. 섹터 기어(276)는 회전 접속(278)에 의해 제어장치(46)의 단부에 연결되고, 이 회전접속(278)이 축선(O')을 중심으로한 기어섹터(276)의 회전을 동일한 축선(O')을 중심으로한 제어장치(46)의 선회운동으로 전환시켜준다. 워엄 휠(286)과 피니언(288)을 구성하는 감속 기어장치를 통해 회전 케이지(280)에 접속된 무한 스크루우(284)(도시안된 모터에 의해 구동됨)에 의하여 축선(O')을 중심으로한 회전 케이지(280)의 회전운동이 야기된다.

제22도에 도시된 바와같이, 섹터 기어(276)는 피니언(290, 292)과 함께 작용하는 한쌍의 기어 부재로 구성되어 축선(O')을 지나도록 회전 케이지(280)내에 설치된 회전축에 지지되어 있는 이중 랙-피니언 장치를 형성한다. 피니언(290, 292)과 같은 축선상에서 두 피니언(290, 292)사이에 설치된 워엄 휠(294)은 무한 스크루우(296)와 계합되어 있다. 다시, 무한 스크루우(296)는 한쌍의 감속 피니언(298)과 모터의 출력축(300)에 의해 구동된다. 출력축(300)은 축선(O')과 동축선상에 위치한다. 또한 출력축(300)은 모터(301)의 회전자(302)에 직접 연결되어 있고, 상기 모터(301)의 고정자와 모터 하우징은 각각 도면부호 304와 306으로 표시되어 있다. 모터(301)의 하우징(306)은 모터의 회전자와 고정자가 축선(O')상에서 동심을 이루도록 제어 하우징(94)에 고정되어 있다. 회전 케이지(280)에 모터(301)의 회전자(302)를 선택적으로 접속하기 위한 수단, 예를들면 전자기 브레이크등이 구비되어 있다. 제21도와 제22도에 도시된 바와같이, 전자기 브레이크는 모터의 출력축(300)과 일체식으로된 디스크(308)와 회전 케이지(280)에 연결되어 디스크(308)와 선택적으로 계합되게 되는 다수의 슈우(shoe)(310)를 구성하여 회전 케이지(280)가 모터(301)의 회전자와 함께 회전될수 있다.

진동 스파우트가 일정 경사각을 가지고 용광로의 수직 축선을 중심으로 회전하여야 한다고 가정하면, 즉 제어장치(46)가 일정 경사각으로 축선(O')을 중심으로한 선회운동을 수행해야 한다면, 무한 스크루우(284)에 의해 회전 케이지(280)가 정지된 모터(301)와 함께 회전된다. 이러한 동작에서는 회전 케이지(280)와 출력축(300)간의 선택적 접속을 부여하는 전자기 브레이크는 "작동(on)"상태에 있어야 한다. 이에따라 가이드바아(274), 기어 섹터(276), 회전 케이지(280), 회전 케이지에 설치된 피니언, 출력축(300) 및 모터(301)의 회전자(302)로 이루어진 조합체는 한 단위로서 무한 스크루우(284)의 회전속도에 따라 결정된 속도로 축선(O')을 중심으로 회전하게 될것이다. 축선(O')을 중심으로 한 회전의 각 속도는, 예를들어, 분당 8회전 등으로 될수 있다.

진동 스파우트가 회전하지 않고 수직축선에 대한 스파우트의 경사각이 바뀌어야 한다면, 즉 제어장치(46)의 경사각이 변경되어야 한다면, 회전 케이지(280)가 정지하여야 하고, 이를 작동시키는 모터의 가동이 중지되어야 한다. 이러한 조작중에는 회전 케이지(280)와 모터의 회전자(302)사이의 저자기 클러치 장치가 개방되어 있거나 작동되지 않는다. 따라서, 모터(301)가 가동되면, 전술한 여러가지 기어에 의하여 출력축(300)이 기어 섹터(276)를 구동시키며, 이때 제어장치(46)가 축선(Y')을 중심으로 선회하게 될것이다.

전술한 동작이 반복적으로 수행되므로써, 장입물 분산 스파우트(24)의 방출단부는 동심원을 그리게 된다. 또한, 진동 스파우트(24)가 수직 축선(O)을 중심으로 회전하는 과정에서 스파우트의 경사각을 변화시키면 그 방출 단부는 나선 경로를 그리게 될 수도 있다. 장입물 나선 궤적을 따라 낙하시킬 필요가 있다면, 무한 스크루우(284)를 구동하는 모터와 모터(301)를 동시에 가동시켜야 하며, 물론 전자기 클러치는 작동 중지된 상태(개방상태)에 있어야 한다.

상기 설명을 계속하면, 상기 두 모터가 도시에 가동할때, 모터(301)의 회전에 의한 결과는 다른 하나의 모터의 회전방향에 따라 또는 진동 스파우트가 상승 또는 하강하는지에 따라 약간 변화할 것이다. 따라서, 제1모터가 작동하여 회전 케이지(280)가 회전될때, 모터(301)의 회전자(302)는 동일한 속도로 회전할 것이다(전술한 예의 분당 8회전). 상기 분당 8회전은 회전자(302)의 속도, 즉 분당 회전수에 가감될 것이다. 따라서, 회전방향에 따라 분당 최대 16회전의 차이가 생긴다. 그러나 모터(301)의 전형적인 작동속도는 약 1500 RPM이므로 분당 16회전의 차이는이론적으로 약 1%에 해당하고, 장입물의 낙하 궤적에서 상기 1% 오차는 무시할수 있다.

물론, 장치 조작자는 항상 장입물 분산 스파우트의 정확한 경사각을 알고 있어야 한다. 따라서, 진동 스파우트의 경사 운동을 시뮬레이션 및 재현하기 위한 장치(312)를 구비할 수도 있다. 이 장치(312)는 모터(301)의 회전자(302)에 의한 실제 회전수를 검지하게 될것이다. 예를들어, 장치(312)는 모니터 및 제어장치(314)에 출력축의 회전을 부여하는 일군의 소형 차동 및 유성기어로 구성될수 있다. 또한, 상기 모니터 및 제어장치(314)는 워엄 휠(286)에 접속되어 있으므로 조작자에게 진동 스파우트의 순간적인 방향을 알려주며, 스파우트의 방향과 각도를 알면 스파우트의 방출 단부의 정확한 위치를 알수 있다.

제5도의 장치에 비교할때, 제21도 및 제22도에 도시된 구동기구의 주요한 장점은 모터(301)가 축선(O')상에 설치되고 그 위치가 고정될수 있다는 점이다. 물론, 제5도에서 제2전동모터(116)가 축선(O')을 벗어난 위치에 설치되고 이 축선을 중심으로 선회운동하는 경우와 같이 모터에 전력을 공급하기 위해 마찰식 접촉을 이용해야할 필요가 없다.

제23도 및 제24도의 구현예에서는 제어장치(322)가 등자(stirrup)모양으로 되어 있다. 따라서 상기 제어장치는 절두 원추형의 봉(326)으로 구성되고, 이 봉은 기어 섹터(324)에 형성된 구멍내에 위치하는 한쌍의 베어링(328, 330)과 계합하고 있다. 베어링(328, 330)에 의하여 제어장치(322)가 축선(338)을 중심으로 회전할수 있다. 제어장치(322)와 기어 섹터(324)간에 추가적인 접속이 필요치 않고, 기어 섹터(324)의 원추형 구멍(336)과 원추형 봉(326)에 의하여 베어링(328, 330)은 자동적으로 위치 고정된다. 가이드바아(320)에 형성된 U자형 채널내에서 기어 섹터(324)의 운동은 기어(332)에 의하여 이루어진다(제24도). 기어 (332)는 가이드바아(320)의 U자형 채널내에 장착되어 있고, 워엄 휠(340)에 의해 구동된다.

제25도와 제26도는 본 발명에 따라 분산 스파우트의 작동기구에 대한 다른 일구현예를 도시한 것이다. 전술한 구현예와 같이, 제25도 및 제26도의 구현예의 조작도 축선(O')을 중심으로 세차 운동을 하는 제어장치(350)에 기초를 둔것이며, 상기 세차운동은 진동스파우트가 용광로의 수직 축선을 중심으로 용광로내에서 수행해야 하는 운동에 해당하는 것이다. 제25도와 제26도의 구현예에서, 제어장치(350)는 축(360)을 중심으로 회전할수 있는 기어 섹터(352)를 구성한다. 제26도에서 잘 알수 있는 바와같이, 축(360)은 회전판(366)과 일체식으로된 한쌍의 브래킷(362, 362)에 의해 지지되어 있다. 또한 제어장치(350)는 봉(354)을 포함하고 있다. 봉(354)의 길이 방향 축선은 분산 스파우트의 길이 방향 축선에 평행하다. 봉(354)은 베이스(358)내의 베어링(356)에서 선회하도록 설치되어 있다. 베어링(356)은 제23도와 제24도의 베어링(328, 330)에 해당하는 것으로서, 베이스(358)과 봉(354)간에 상대적인 회전운동이 가능하도록 해준다. 제25도와 제26도의 제어기구는 스파우트 현수 포크, 바람직하기는 2중 포크로 구성된 현수 포크에 이용된다. 이러한 이중 포크에 대한 일예가 제27도와 제28도에 도시되어 있다. 이중 포크(370)는 한쌍의 분기(372, 374)를 구성하여 그 사이에 진동 스파우트(376)가 설치된다. 또한, 상기 이중포크(370)는 상기 분기의 반대쪽에 다른 한쌍의 분기(378, 380)를 구성하고, 그 사이에 베이스(358)가 설치되어 있다. 베이스(358)의 설치 축선(Y')과 스파우트(376)의 현수 축선은 서로 평행하다. 따라서, 제25도와 제26도의 구현예에서, 베이스(358)는 제1도에서 제어장치의 선회축(48)에 해당하는 축(382)의 일부를 형성한다.

전술한 축(382)은 포크(370)의 각 분기(378, 380)를 통과한다. 베어링(384)에 의하여 축(382)이 축선(Y')을 중심으로 회전하고, 포크(370)내에 냉각 유체가 흐를 수 있도록 하는 밀봉수단(도시 않됨)이 구비되어 있다. 축선(Y')을 중심으로 하는 축(382)의 운동은 레버(386)에 의하여 포크(370)내에서 작동하는 이중 포크 형상의 연결봉(388)의 병진운동으로 전환된다. 상기 연결봉(388)의 운동이 진동 스파우트에 전달되므로써 전술한 구현예에서와 같이 진동 스파우트가 축선(Y)을 중심으로 선회하게 된다.

장입물 분산 스파우트에 보수 작업을 할수 있도록, 그 해체조작을 용이하게 하기 위해서는 베이스(358)가 축(382)으로 부터 용이하게 분리되도록 하는 것이 바람직하다. 따라서, 그 축선이 축선(Y')에 대응하는 볼트(390)로써 축(382)을 베이스(358)에 부착시키고 있다. 베이스(358)와 축(382)의 접촉면에는 제13a도와 제14a도에서 원형의 방사상 릿지등과 같이 상호간에 불규칙성을 부여하는 것이 편리하다.

포크(370)의 분기(380)의 설계와 베이스(358)에의 접속은 분기(378)와 유사하므로 다시 설명하지 않는다.

회전판(366)을 회전시키면 제어장치(350)가 축선(O')을 중심으로 회전한다. 회전판(366)은 베어링(392)에 의해 하우징 또는 프레임(368)에 의해 지지되어 있다. 회전판(366)은 피니언(396)에 계합되어 있는 외부 구동기어(394)를 구비하고 있다. 또한 피니언(396)은 무한 스크루우(398)와 워엄 휠(400)을 거쳐 제1모터에 의해 구동된다.

기어 섹터(352)가 피니언(402)과 함게 랙-피니언 구동장치를 형성하여 브래킷(362, 364)사이를 관통하는 축(404)에 설치되게 된다. 축(404)은 워엄 휠(406)에 의해 구동되며, 워엄 휠(406)은 무한 스크루우(408)에 의해 구동된다. 그 자신의 축선을 중심으로 회전할수 있는 동시에 회전판(366)과 함께 축선(O')을 중심으로 움직일수 있는 피니언(410)에 상기 무한 스크루우(408)가 접속되어 있다.

피니언(410)은 모터(412)의 출력축(418)에 고정된 제2피니언(420)과 계합한다. 모터(412)의 고정자와 회전자는 도면부호 416와 414로 각각 표시되어 있다. 제21도와 제22도의 구현예에서의 모터(301)와 같이, 상기 모터(412)는 그 회전자의 축선이 축선(O')에 대응하도록 설치되어 있다. 모터(412)의 하우징 또는 프레임은 하우징 또는 프레임(368)과 일체가 되도록 설치되어 있다.

제25도와 제26도의 장치는 클러치 장치(422)도 포함하고 있다. 이 클러치 장치(422)는 제21도와 제22도에서 도면부호 308과 310으로 표시된 클러치와 유사하다. 클러치 장치(422)는 선택적으로 모터(412)의 회전자(414)를 회전판(366)과 함께 회전시키거나 또는 회전판(366)과는 독립되도록 하는 것이다. 이 클러치 장치가 정상적으로 기능하도록 하기 위해 모터(412)의 출력축(418)은 그 축선방향으로 움직일수 있고, 스프링(424)의 작용에 의해 회전자(414)는 도면에 도시된 위치로 강제되어 있다. 따라서, 제25도와 제26도에 도시된 위치는 클러치 기구(422)가 "닫힌(closed)"위치에 해당하며, 따라서 모터(412)의 회전자(414)가 회전판(366)에 접속되어 그와함께 회전된다. 모터(412)의 전류를 공급하면 전자기장이 형성될 것이며, 따라서 스프링(424)의 작용에 대항하여 회전자(414)는 고정자(416)를 향해 상방으로 당겨질 것이다. 회전자(414)의 상향 운동에 의해 피니언(420)도 상방으로 움직이게 되고, 이때 클러치 기구(422)가 개방되어 회전판(366)과 회전자(414)간의 접속이 해제된다.

제26도에서 도면부호 426은 진동 스파우트의 운동에 대한 시뮬레이션 및 재현 장치이고, 428은 모니터 및 제어장치이다. 따라서 제26도의 구성 성분 426과 428은 제21도와 제22도의 구성 성분 312 및 314와 유사하다.

제25도와 제26도에서 구동기구의 조작은 제21도 및 제22도의 경우와 유사하다. ㄸ라서, 중심 축선(O)을 중심으로 하여 일정한 경사각으로 고정시킨채로 진동 분산 스파우트를 회전시키기 위해서는 회전판(366)을 구동시키는 모터를 가동하고 모터(412)는 중지한다. 상기 모터(412)의 중지에 의해 클러치 기구(422)는 "닫힌" 상태가 되므로 모터(412)의 회전자(414)는 회전판(366)에 접속되어 이와함께 회전한다. 기어 섹터(352)가 제25도의 위치에 있다고 한다면, 회전판(366)의 회전에 의해 봉(354)은 축선(O')을 중심으로 원추형 세차운동을 수행할 것이다. 봉(354)이 베이스(358), 즉 이중포크(370)의 분기(378, 380)에 회전 접속되어 있고, 또한 포크(370)내부에서 운동하는 연결봉(388)의 작용에 의하여, 용광로의 수직 축선에 대한 스파우트이 경사각이 축선(O')에 대한 봉(354)의 축선과 동일한 상태에서 봉(354)이 수행하는 운동과 정확히 대응하는 운동을 상기 스파우트가 수행하게 될것이다.

축선(O')에 대한 봉(354)의 경사각의 변화와 이에 대응하는 분산 스파우트의 경사각의 변화는 모터(412)를 가동시켜 수행한다. 모터(412)를 가동시키면 전술한 바와같이 클러치 장치(422)가 해제되고, 이에 모터(412)의 회전자(414)의 회전에 따라 중간 기어들을 통해 피니언(402)이 구동되고 따라서, 기어 섹터(352)가 구동되어 제어장치(350)는 축선(O')에 대한 경사운동을 하게 된다.

제21도와 제22도의 구현예에서와 같이, 모터(412)의 출력축의 회전속도는 무한 스크루우(398)를 구동하는 모터의 회전속도와 회전방향에 따라 변한다. 그러나, 전술한 바와같이, 속도의 변동량은 대단히 작으므로 무시하여도 무방하다.

당 기술분야의 숙련된 기술자이면, 전술한 본 발명의 몇가지 구현예를 조합할수도 있음을 잘 알수 있을 것이다. 예를들어 제5도의 구현예를 포함하여 경사진 현수 포크를 이용하는 어떠한 구현예에도 제25도와 제26도의 제어장치(350)와 유사한 제어장치를 스파우트 현수 포크에 대한 특수한 접속장치와 함께 사용할 수 있다. 또한, 미합중국 특허 제3693812호와 제4273492호에 게재된 모터장치를 제어장치의 구동에 이용할수 있다. 따라서, 전술한 본 발명의 구현예는 본 발명을 예시한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

Claims (37)

1. 압력하의 밀폐 용기내에서 그 몸체가 밀폐용기의 측벽을 가로지르는 현수 포크의 두 분기 사이에 현수된 진동 스파우트를 작동시키는 방법으로서, 상기 진동 스파우트가 현수 포크의 두 분기 사이의 현수 축선을 중심으로 선회할 수 있는 동시에, 상기 현수 포크는 진동 스파우트의 현수 축선에 수직한 길이 방향 축선을 중심으로 선회할 수 있으며, 상기 진동 스파우트가 수행해야 하는 운동은 적절한 구동기구에 의하여 진동 스파우트와 같은 자유도를 가지고 있으나 상기 밀폐용기 외부에 설치된 진동 제어 장치에 부여되고, 상기 제어 장치의 운동은 적절한 전송 장치에 의하여 상기 진동 스파우트상에서 재현됨으로 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 진동 스파우트 운동의 중심이되는 축선에 평행한 축선을 중심으로 상기 제어 장치가 원추형 세차운동을 수행함을 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 축선을 중심으로 제어 장치가 매번 회전한 후, 상기 축선에 대한 제어 장치의 경사각이 바뀌는 것을 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 방법.
4. 상기 제1항에서 제3항중 어느 한 항의 방법을 실시하기 위한 장치로서, 진동 스파우트(24, 376)의 현수 포크(26, 370)의 몸체가 밀폐용기(20)의 측벽에 설치된 베어링 장치(40)에 수납 및 지지되어 있고, 상기 밀폐용기의 외부에서 진동 스파우트(24, 376)의 현수 축선(Y)에 평행하도록 현수 포크(26, 370)를 관통하는 선회축선(Y')상에 제어장치(46, 322, 350)가 설치되어 있으며, 현수 포크(26, 370)의 몸체가 중공형이고 여기에 포함된 전송 기구에 의하여 그 선회 축선을 중심으로한 제어 장치(46, 322, 250)의 선회 운동이 이에 대응하는 현수 축선을 중심으로 하는 진동 스파우트(24, 376)의 선회 운동으로 전환됨을 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 제어 장치(46, 322)가 진동 스파우트의 축선에 평행한 아암의 형상을 하고, 제어 장치의 구동 기구는 원호 형상으로 굴곡진 가이드바아(74, 103, 274, 320)를 구성하며, 이 가이드바아의 원주각은 수직 축선에 대한 진동 스파우트의 경사각의 약 2배와 같으며, 가이드 바아의 곡률 반경이 제어 장치(46, 322)의 길이에 해당하고, 상기 곡률 중심이 제어 장치(46, 322)의 선회 축선(Y')상에 위치하도록 설치되어 있으며, 가이드바아(74, 103, 274, 320)와 같은 곡률을 가지고 가이드바아 길이의

   

   보다 약간 긴 기어섹터(76, 104, 276, 324)가 가이드바아(74, 103, 274, 320)에 설치되어 있고, 상기 기어 섹터(76, 104, 276, 324)의 한쪽 단부와 제어장치(46, 322)가 회전 접속(78, 102, 278, 328, 330)되어 있으며, 상기 가이드바아(74, 103, 274, 320)와 기어 섹터(76, 104, 276, 324)를 중심축선(O)에 평행한 축선(O')을 중심으로 회전시키는 제1장치에 의하여 진동 스파우트(24)가 상기 중심축선(O)을 중심으로 운동하게 되고, 상기 기어 섹터(76, 104, 276, 324)를 가이드바아(74, 103, 274, 320)상에서 활주시키는 제2장치에 의하여 축선(O')에 대한 제어 장치(46, 322)의 경사각을 변화시키고 다시 상기 제1장치의 작용에 의하여 축선(O')을 중심으로 가이드바아(74, 103, 274, 320)가 회전하게 됨을 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 가이드바아(320)가 기어 섹터(324)를 안내하는 U자형 채널을 구성하고, 상기 기어섹터(324)는 제어 장치(322)의 봉(326)이 침투하는 원추형구멍(336)을 구성하며, 제어장치(322)의 절두 원추형봉(326)과 상기 구성(336)의 내벽 사이에 한쌍의 베어링(328, 330)이 구비되어 구멍(336)의 축선을 중심으로한 제어장치(322)와 구멍(336)의 상대적 선회 운동이 가능하게됨을 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 장치.
7. 제4항에 있어서, 현수 포크(370)의 길이 방향 축선(X)에 대응하는 축선을 중심으로 선회할 수 있고 동시에 진동 스파우트(24)의 선회 운동의 중심인 중심 축선(O)에 평행한 회전축선(O')을 중심으로 회전가능한 두 브레킷(362, 364)에 지지되어 있는 기어 섹터(352)가 상기 제어장치(350)에 구성되어 있고, 그 길이 방향 축선이 진동 스파우트(24)의 길이 방향 축선에 평행한 봉(354)이 베어링(356)에 의하여 그 축선(Y')이 제어장치(350)의 선회축선과 교차하는 축(382)에 연결된 베이스(358)에 회전 접속되어 있으며, 제어 장치(350)의 구동 기구는 상기 브레킷(362, 364)을 축선(O')을 중심으로 하여 회전시키는 제1장치와, 제1장치와 독립적으로 회전 축선(O')에 대한 상기 봉(354)의 경사각을 변화시키는 제2장치를 구성함으로 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 장치.
8. 제5항에 있어서, 상기 전송기구가 2분기 포크의 형상을 한 연결봉(50)으로 구성되고, 상기 연결봉은 그 외측 단부가 레버(58)에 의해 제어장치(46, 322)의 선회축에 연결되고 반대쪽 양단부는 진동 스파우트(24) 또는 그 현수축과 일체인 두 아암에 연결되어 있으므로 연결봉이 현수포크(26)의 길이 방향 축선의 방향으로 미끄럼운동할 수 있으며, 연결봉(50)의 길이는 진동 스파우트(24)의 길이 방향 축선이 상기 레버(58)에 평행하도록 되어 있음을 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 장치.
9. 제7항에 있어서, 상기 현수 포크가 그 한쪽 단부에 진동 스파우트(376)의 현수를 위한 두 분기(372, 374)가 그리고 다른 한쪽 단부에도 분기(378, 380)가 구비된 이중 현수 포크(370)의 형태를 취하고 있으며, 상기 분기(378, 380)사이에 구비된 베이스(358)는 제어장치(350)와의 회전접속을 구성하고, 동시에 진동 스파우트(376)의 현수 축선(Y)에 평행하도록 현수 포크(370)의 두 분기(378, 380)를 가로 지르는 축(382)의 일부를 형성하고 있음을 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 장치.
10. 제9항에 있어서, 상기 전송 기구가 이중 포크 형상의 연결봉(388)으로 구성되고, 상기 포크의 한쪽 단부에는 레버(386)에 의해 제어장치(350)의 베이스(358)를 구성하는 축(382)에 각각 연결된 두 분기가 그리고 다른 한쪽 단부에는 두 아암에 의하여 진동 스파우트(376)의 현수 축선(Y)에 각각 연결된 두 분기가 구비되어 있으며, 상기 연결봉(388)의 길이는 진동 스파우트(376)의 길이 방향 축선이 상기 베이스(358)에서 선회할 수 있는 제어장치(350)의 봉(354)에 평행하도록 되어 있음을 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 장치.
11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 전송기구가 회전 전송축(132, 162)으로 구성되어 있고, 상기 회전 전송축의 한쪽 단부에는 제어장치(46)의 선회축(48)에 부착된 기어 구동 장치의 작용을 받는 부채꼴 원추형 피니언이 구비되어 있으며, 다른 한쪽 단부는 진동 스파우트의 현수 축선(Y)에 연결된 원추형 기어 섹터에 회전운동을 전송함을 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 장치.
12. 제10항에 있어서, 상기 원추형 기어 섹터가 두개의 가변성 평행사변형(144, 146, 148, 150) 관계로 진동 스파우트의 현수 축에 연결되어 있음을 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 장치.
13. 제8항에 있어서, 진동 스파우트(24)는 환상 크래들(180)에 의해 지탱되고, 스파우트의 절두 원추형 모양 및/또는 상부 플랜지(184)에 의해 상기 크래들에 안치됨을 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 전송 기구에 의해 작동되고 현수 포크(26) 내부에 위치한 아암(186)이 ㄱ자 형상을 취하고 있으며, 그 한쪽 분기는 연결봉(50)의 한쪽 분기에 관절 연결되어 있고, 다른 한쪽 분기는 진동 스파우트(24)의 현수 크래들(180)과 일체식으로 되어 있고, 또한 현수 포크(26)의 두 현수 분기의 각각의 내측에 있는 저어널(190)에 의해 지지된 구멍을 구비하고 이 저어널을 중심으로 선회 운동할 수 있음을 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 장치.
15. 제14항에 있어서, 진동 스파우트(24)의 현수 크래들(180)과 각 아암(186)간의 접속을 해제할 수 있으며, 이 접속은 서로 침입하는 원형의 방사상 릿지(198)를 각각 구비한 축판이 서로 맞물려서 볼트(196)에 의해 조임으로써 이루어짐을 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 장치.
16. 제15항에 있어서, 상기 볼트(196)가 크래들(180)의 내부와 계합되며, 진동 스파우트(26)를 제거한 다음에 접근이 가능함을 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 장치.
17. 제5항 또는 제7항에 있어서, 상기 가이드바아(74, 103, 274, 320) 또는 상기 브래킷(362, 364)이 제1모터에 의해 구동되는 제1중공 회전 제어축(70)의 단부에 장착되어 있으며, 제1중공 회전 제어축(70) 내측에 동축 선상에 위치한 제2회전제어축(72)은 제1회전 제어축(70)과 독립적으로 회전할 수 있고 그 각 단부에 상기 기어 섹터(76)와 랙을 형성하는 피니언(80)을 구비하며 그 다른쪽 단부는 제1모터와는 독립적이나 제1모터에 의해 구동되는 제1중공 회전 제어축(70)과 일체인 프레임상에 설치되어 있는 제2모터에 의해 구동되도록 설치되어 있음을 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 장치.
18. 제5항 또는 제7항에 있어서, 상기 가이드바아(74, 103, 274, 320) 또는 브래킷(362, 364)이 회전 케이지(106, 280) 또는 회전판(366)의 일부를 형성하고 제1전동 모터(114)에 의해 구동되는 외부 구동 기어(110, 394)를 구비하여 상기 회전 케이지(106, 280) 또는 회전판(366)이 가이드바아(74, 103, 274, 320) 및 기어 섹터(104, 27, 324)와 함께 진동 스파우트(24)의 회전 운동의 중심인 중심 축선(O)에 평행한 축선(O')을 중심으로 회전되며, 상기 제1전동모터와 독립적으로 제2전동모터(116, 301, 412)가 감속장치를 통하여 기어섹터(104, 276, 324)와 랙을 형성하는 피니언(120, 292, 402)에 작동하므로써 상기 회전 축선(O')에 대한 제어 장치(46, 350)의 경사각이 변화되는 것을 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 장치.
19. 제18항에 있어서, 상기 제2전동 모터(116)가 상기 회전 케이지(106, 280) 또는 회전판(366)에 그 회전축선(O')을 벗어난 지점에 설치되어 회전 케이지(106, 280) 또는 회전판(366)과 함께 상기 회전 축선(O')을 중심으로 운동하며, 마찰 접촉으로 상기 제2전동 모터에 전류가 공급됨을 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 장치.
20. 제18항에 있어서, 상기 제2전동 모터(301, 412)가 회전 케이지(106, 280) 또는 회전판(366)의 회전축선(O')상에 장치되어 있으며, 모터 하우징(306)은 전체 장치의 고정 프레임에 부착되어 있고, 클러치 장치가 구비되거나 상기 제2전동 모터(301, 412)의 회전자(302, 414)를 상기 회전 케이지(106, 280) 또는 회전판(366)과 일체화시키거나 이들로 부터 독립시키는 것을 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 장치.
21. 제20항에 있어서, 상기 클러치 장치가 모터(301)의 출력축에 부착된 디스크(308)와, 전자기 수단에 의해 상기 디스크(308)로 변위하여 디스크(308)가 회전 케이지(280) 또는 회전판(366)과 일체화될 수 있도록 회전 케이지(280) 또는 회전판(366)에 부착된 슈우(310)로 구성되어 있고, 상기 모터(301)가 동작할때 상기 슈우(310)가 작동하여 디스크(308)에 접속되고, 모터(301)가 동작 중지하면 디스크(308)로부터 이탈되도록 작동하는 것을 특징으로 하는 진동 스파우트의 작동 장치.
22. 제20항에 있어서, 기억섹터(352)와 랙을 형성하는 피니언(402)과 상기 모터(412)사이에 감속 장치의 일부를 구성하는 모터(412)의 출력축(418)과 일체인 피니언(420)과 상기 회전 케이지(280) 또는 회전판(366) 사이에 상기 클러치 장치(422)가 구비되어 있고, 상기 모터(412)의 출력축(418)과 회전자(414)는 모터(412)의 축선 방향으로 움직일 수 있는 동시에 스프링(424)의 작용에 의하여 상기 피니언(420)과 회전 케이지(280) 또는 회전판(366)간의 클러치 장치를 항상 접촉 상태로 유지하며, 이 접촉 상태는 모터의 고정자(416)에 전원이 공급되면 상기 스프링(424)의 작용에 대항하여 회전자(414)가 고정자(416)쪽으로 당겨지므로써 해제됨을 특징으로 하는 진동 스파우트 작동 장치.
23. 용광로 헤드(20)에 설치되어 하나 이상의 장입 챔버를 용광로 내부에 연결시키는 수직 공급 채널(22)과, 수직 공급 채널(22)의 직하에 설치되어 장입물을 분산시키는 진동 스파우트(24)와, 청구범위 제1항에서 제3항중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 청구범위 제4항에서 제22항중 어느 한 항에 따른 장치로 구성됨을 특징으로 하는 용광로의 장입 설비.
24. 제23항에 있어서, 현수 포크(26, 370)가 수용된 베어링 장치(40)와 제어장치(46, 322, 350)의 구동 기구를 포함하여 진동 스파우트(24)의 전체적인 현수 및 제어 장치가 헤드(20)의 뼈대(34, 100)의 측면 플랜지(38, 96)에 탈착식으로 부착된 프레임에 설치되어 있음을 특징으로 하는 용광로의 장입 설비.
25. 제24항에 있어서, 상기 용광로 헤드(20)의 뼈대(34, 100)가 용광로의 외부를 형성하는 금속벽에 용접되어 있음을 특징으로 하는 용광로의 장입 설비.
26. 제24항에 있어서, 제어 장치와 그 구동 기구의 일부를 포함하는 하우징(32, 94)으로 설계된 상기 프레임이 용광로내의 압력과 거의 같은 압력을 받도록 제어됨을 특징으로 하는 용광로의 장입 설비.
27. 제23항에서 제26항중 어느 한 항에 있어서, 스파우트 현수 포크(26, 370)가 수평으로 위치되어 있음을 특징으로 하는 용광로의 장입 설비.
28. 제23항에서 제26항중 어느 한 항에 있어서, 용광로 헤드(20)의 내측에 위치하는 부분이 제어장치(46, 322, 350)에 연결된 외측 부분보다 아래에 위치하도록 상기 스파우트 현수 포크(26, 370)가 경사져 있음을 특징으로 하는 용광로의 장입 설비.
29. 제24항에 있어서, 용광로 헤드(20)의 뼈대(34, 100)의 측방 플랜지(38, 96)에 탈착식으로 부착된 프레임이 한쌍의 레일(252)위를 움직이는 지지 캐리지(250)를 수반하고 있으며, 상기 지지 캐리지는 상기 프레임, 스파우트 현수 포크, 스파우트 및 그 구동 기구로 구성된 조합체를 상승시켜 상기 플랜지(38, 96)로 둘러싸인 개구를 통해 상기 조합체를 해체시키는 승강 아암(256)을 구성하고 있음을 특징으로 하는 용광로의 장입 설비.
30. 제29항에 있어서, 상기 수직 공급 채널(22)이 두개의 독립된 부분(22c, 22d)로 구성되어 있고, 하부(22d)는 용광로 헤드(20)의 뼈대(100)를 지나는 피벗트 아암(270)에 지지되며 진동 스파우트(24)가 해체될때 진동 스파우트(24)의 배출 통로로 부터 하부(22d)가 분리되도록 외부에서 작동시킬 수 있음을 특징으로 하는 용광로의 장입 설비.
31. 제29항에 있어서, 상기 수직 공급 채널(22)이 서로 독립적인 두부분(22a, 22b)으로 구성되어 있고, 다수의 패스터(260)가 용광로 헤드(20)의 뼈대(100)를 지나 가로로 침투하여 상기 하부(22b)를 고정 또는 해체시키는 원형홈(258)이 상기 하부(22b)에 구비되어 있으며, 하부(22b)는 진동 스파우트(24)와 계합하는 수단을 구성하여 진동 스파우트와 함께 분리 해체될 수 있음을 특징으로 하는 용광로의 장입 설비.
32. 제31항에 있어서, 상기 진동 스파우트와의 계합 수단이 수직 공급 채널(22)의 하부(22b)의 외벽에 구비된 후크 장치(262)로 구성되고, 후크 장치(262)에는 진동 스파우트(24)에 구비된 러그(264)가 침투하여 상호 작용하는 오리피스가 구비되어 있음을 특징으로 하는 용광로의 장입 설비.
33. 제23항에 있어서, 진동 스파우트의 현수 포크(26, 370)가 밀봉 상자의 형태를 취하고 있으며, 이 상자 내부에 냉각 유체를 강제 순환시키는 장치가 구비되어 있음을 특징으로 하는 용광로의 장입 설비.
34. 제33항에 있어서, 상기 냉각 유체가 두 도관(210, 212)을 통해 진동 스파우트의 현수 저어널(190)의 각각에 까지 운반되며, 양쪽의 각 저어널과 유동로(216)를 통해 진동 스파우트(24)의 크래들(180)에 구비된 반원통형 내부 채널(220, 222)에 운반되고 반대쪽 각 저어널의 방출로(218)를 통해 방출되어 현수 포크(26, 370)의 몸체를 거쳐 배출구로 되돌아 오는 것을 특징으로 하는 용광로의 장입 설비.
35. 제33항에 있어서, 상기 냉각 유체가 물과 윤활제로 구성됨을 특징으로 하는 용광로의 장입 설비.
36. 제33항에 있어서, 상기 냉각 유체의 압력을 용광로내의 압력과 같도록 유지시키는 장치(240)를 특징으로 하는 용광로의 장입 설비.
37. 제33항에 있어서, 상기 냉각 유체가 그 회전 축선이 현수 포크(26, 370)의 축선(X)에 대응하는 회전 접속(208)을 거쳐 도입되는 것을 특징으로 하는 용광로의 장입 설비.

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