KR960013887B1 - 용융금속 탕출용 개폐 조절장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

용융금속 탕출용 개폐 조절장치

본 발명은 야금용기로부터 탕출되는 용융 금속의 흐름을 차단하거나 조절하는데 사용되는 야금용기의 용융금속 탕출용 개폐 조절장치에 관계되는 것으로서, 더 상세히 설명하면 서로 밀봉 접촉하는 원통형 밀봉 표면을 갖는 고정 내화부품과 가동성 내하 부품을 갖는 용융금속의 흐름을 개폐 조절하는 장치에 관한 것이다.

내화 부품들은 일반적으로 세라믹 물질로 만들지만 금속성 물질이나 또는 금속성 물질과 세라믹 물질의 혼합물 같은 다른 물질로 만들수도 있다. 이러한 부품들을 내화성 물질로 만드는 이유는 용융금속의 탕출 작업중에 나타나는 기계적인 작용과 화학적인 작용에 대한 저항성을 갖고 있을뿐 아니라 용융 금속에 의한 열웅력에 대하여도 저항성을 갖고 있기 때문이다.

독일 특허 제3540202호에 공개된 전술한 형태의 개폐 조절장치는 두 밸브 부품사이로 용융금속이 침투하지 못하도록 밀착되게 하기위하여 가동성 밸브 부품을 고정 밸브 부품쪽으로 압축하는 압축장치가 없는 것이 특징으로 되어있다.

이와같은 장치에 의하면 개폐 조절장치를 비교적 낮은 힘으로 작동시킬수 있을뿐만 아니라 내화 부품들이 용융금속내에 삽입된 상태로 작동되도록 내화 부품들을 야금용기 내부에 설치할 수 있게 된다. 이와같은 구성에 의하면 외부 공기가 개폐 조절장치의 내화 부품속으로 침투하거나 내화 부품을 통하여 용융금속 내부로 침투되는 것을 방지할 수 있다.

이와같은 개폐 조절장치에서는 가동중에 그 기능을 최상으로 유지하기 위하여는 내화부품들의 두 원통형 밀봉 접촉표면 사이에 형성되는 원륜상 간극을 조절하는 것이 대단히 중요하게 된다. 원륜상 간극은 가동주에 두 내화부품의 자유롭게 상대적인 이동을 할 수 있으면서 원륜상 간극속으로 용융금속이 침투되지 않을 정도의 크기로 되어야 한다. 이와 관련하여 용융금속의 특성, 내화부재의 습윤성, 용융금속의 액체 온도등과 같은 변수들이 중요한 역할을 한다.

본 발명의 목적은 전술한 형태의 개폐 조절장치에 있어서 전술한 요구 조건이 충족되도록 내화부품들의 밀봉 표면사이에 나타나는 원통형 간극의 폭을 최적의 상태로 유지하므로서 비교적 수명이 길고 개폐작동이 원할하게 이루어지는 용융금속 탕출용 개폐장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 조업중 원통형 간극을 형성하는 두 내화부품들이 탕출작업중에 용융금속에 의하여 가열되어도 용융금속이 두 내화 부품의 원통형 표면 사이의 원륜상 간극 속으로 침투하지 못하면서 두 내화 부품 사이의 유동성 밀봉 결합이 이루어지도록 두 내화 부재의 팽창 계수를 합치시키므로서 달성된다.

제1도는 야금용기의 중간 용기에 수직으로 설치된 발명에 의한 개폐 조절 장치의 단면도.

제2도는 제1도의 요부 확대 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 개폐 조절장치 2 : 고정자

3 : 회전자 4 : 내화 라이닝

5 : 야금용기 6 : 탕출노즐

7 : 연결구 8 : 작동간

9 : 유니버살 조인트 10 : 연결간

11 : 베어링 블록 12 : 레버

13 : 종축 14,15 : 동공

16 : 밀봉 접촉부위 17,18 : 밀봉 접촉표면

19 : 간극

전술한 바와같이 두 내화부품의 열팽창계수를 조절하므로서 두 내화부품의 밀봉 표면사이의 간격을 조정되도록된 본 발명에 의하면 냉각된 상태에서 원륜상 간극을 조정하여도 전체 조업기간, 즉 조업 시작부터 조업이 끌날때까지 두 내화 부품간의 유동성이 지속될뿐 아니라 용융금속의 흐름을 개폐 조절할 때 향상된 밀봉 효과를 얻을수 있게 된다.

본 발명에의한 개폐 조절장치는 두 내화부품의 팽창 계수가 동일한 경우에 더 좋은 효과를 얻을수 있다. 이와같이 하면 동일한 특성의 내화부품을 사용할수 있어서 내화 부품의 구조적인 배치와 두 원통형 밀봉 표면사이의 원륜상 간극을 결정하는 것이 용이하게 된다. 그에 따라서 개폐 조절장치의 제조가 용이하게 되는 효과를 나타낸다.

본 발명에 의하면 작업 상태에서 용융금속의 침입을 방지하는 유동성 밀봉 결합을 형성하는 원륜상 간극이 상호 협동하는 두 내화 부품의 원통형 밀봉 표면의 전체 길이에 걸쳐 동일한 크기도 되게 된다.

본 발명에 의한면 작업상태에서 용융금속의 침입을 방지하는 유동성 밀봉 결합을 형성하는 원륜상 간극이 상호 협동하는 내화 부품의 개폐 부위가 있는 표면에만 형성할 수 있는 이점이 있다. 이와같은 구성에 의하면 예를들면 내화 부품중의 일측 내화 부품 또는 두 내화 부품의 밀봉 표면의 개폐 부위에 코팅 처리를 하여 개폐 부위의 밀봉 표면간의 원륜상 간극은 좁게 형성되고 밀봉 표면의 다른 부위에서의 간극은 넓게 형성될 수 있다.

또한 전술한 본 발명의 구성에 의하면 내화 부품을 가능한한 균일하고 길게 연장하고 간단한 제작할 수 있도록 하기위하여 상호 협동하는 원통형 밀봉 표면 부위만이 원통형 튜브의 형태로 되게 형성할 수 있다.

실제적으로 본 발명에 의한 개폐 조절장치를 용융금속의 주입에 사용하는 작업상태에서는 용융금속의 침입이 방지되면서 유동성 밀봉 결합이 이루어지도록 하기 위하여는 원륜상 간극이 냉각 상태에서 0.05-0.7㎜의 폭을 갖도록 하는 것이 유리하다.두 내화부품을 동일한 재질로 형성하고 원통상 간극의 폭을 전술한 범위로 한정시키면 두 내화부품간의 유동성이 원활하게 이루어지면서 밀봉 간극속으로 용융금속이 침입되지 않게 된다.

이하 본 발명을 도면에 의하면 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의한 개폐 조절장치(1)는 세라믹 내화물질로된 튜브형 고정자(2)와 튜브형 회전자(3)로된 내화 부품을 포함한다, 고정자(2)는 야금용기(5)의 내화 라이닝(4)내에 설치되어 있어서 공기와 용융금속으로부터 차단되도록 되었다. 이 고정자(2)는 개폐 조절장치(1)가 개방되었을 때 야금용기(5)내의 용융금속이 배출되는 배출 노즐(6)과 결합되었다.

회전자(3)는 유니버설 조인트(9)를 통하여 연결간(10)에 연결된 작동간(8)에 연결구(7)로 연결되었다. 이 연결간(10)은 야금용기의 베어링 블록(11)에 설치되고, 연결간(10)의 외단부에는 레버(12)가 연결되는바 이레버(12)는 도시되지 아니한 회전 구동 장치의 회전력을 연결간(10), 유니버살 조인트(9) 및 작동간(8)을 통하여 차단 조절장치의 회전자(3)로 전달된다. 따라서 회전자(3)는 종축(13)을 중심으로 좌측 또는 우측으로 회전하면서 고정자(2)에 대하여 상대적인 회전운동을 하게 된다.

고정자(2)와 회전자(3)는 서로 연결되도록 대향되게 형성된 통공(14)(15)을 갖고 있는바, 도면에는 이들이 개폐 조절장치의 개방된 상태에 있음을 보여주고 있다. 고정자(2)와 회전자(3)는 각각 그 종방향의 밀봉 접촉 부위(16)에 원통형 밀봉 접촉 표면(17)(18)을 같고 있는바, 이 밀봉 접촉표면(17)(18)은 서로 밀봉 접촉되게 되어있으며 두 밀봉 접촉표면(17)(18)의 직경은 그들 사이에 원륜상 간극(19)이 형성될 정도의 크기로 되었다.

전술한 본 발명의 한 실시예를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

회전자(3)와 고정자(2)는 다음과 같은 조성을 갖는 높은 알루미나 함량의 소성 내화물질로 제조되었다.

Al₂O₃약70중량%

지르코늄 물라이트 약20중량%

탄소성분 약10중량%

회전자(3)와 고정자(2)는 동일한 물질로 만들어져 있어서 두 내화부재는 동일한 팽창계수를 갖고 있다.

전술한 고정자(2)는 외경 73㎜, 내경 33㎜의 관상체로 형성되었고 회전자(3)속에 삽입 결합되는 상단 밀봉 접촉표면이 형성된 부분은 다른 부분보다 작은 약 63㎜정도의 외경을 갖고 있다. 반면 회전자(3)는 외경 93㎜, 내경 40㎜의 곤상체로 형성되었으며 고정자(2)와 결합되는 하단 밀봉 접촉표면이 형성된 부분은 다른 부분보다 커서 고정자(2)의 밀봉 접촉 부분이 삽입될 수 있는 내경을 갖고 있다.

전술한 밀봉 접촉표면(17),(18)부분이 직경은 냉각상태에서 약 0.4㎜의 차이를 갖도록 하므로서 두 접촉표면(17),(18)사이에 형성되는 원륜상 간극(19)의 폭이 약 0.2㎜로 되게 되었다. 예를들면 고정자(2)의 밀봉 접촉표면(17)의 직경이 63㎜인 경우 회전자(3)의 밀봉 접촉 표면(18)의 직경은 63.4㎜로 되도록 되었다.

가동을 시작하기전에 전술한 그리고 제작된 고정자(2)와 회전자(3)의 밀봉 접촉표면(17),(18)에는 흑연함유 윤활제를 처리할 수 있는바, 윤활제를 제작한 후의 두밀봉 접촉표면(17),(18)간의 직경차를 약 0.25㎜로 되었으며, 그에따라 원륜상 간극(19)의 폭은 약 0.125㎜로 되었다.

이러한 상태에서 야금용기(5)내에 용융금속을 넣고 냉각된 상태에서 연결간(10)으로 회전자(3)을 회전시키면 회전자(3)는 고정자(2)에 구애받지 않고 회전하였다.

고정자(2)와 회전자(3)를 약 950℃까지 예열하고 야금 용기내에 1,560℃의 용융강을 주입한다음 회전자(3)를 회전시켜 통공(14)(15)의 개방 정도를 조절하면서 야금용기(5)내의 용융금속을 배출시킨다. 회전자(3)는 통공(14)(15)이 폐쇄위치로 될 때까지 수차 회전시킨다음 용융금속의 유출을 완전히 차단시킨다.

차단 조절장치(1)를 통하여 4개의 래들 장입물의 주입되는데; 는 약 4시간 정도의 조업시간을 필요로 하였다. 용융금속 레벨(20)은 개폐 조절장치의 밀봉 접촉부위(16)가 용융금속에 삽입된 위치의 밑으로 내려가지 않도록 한다. 그러면 외부의 공기가 통공(14)(15)를 통하여 침투하지 못할뿐 아니라 개폐 조절장치(1)의 원륜상 간극(19)을 통하여 침투하지 못한다.

본 발명에 따라 외부공기가 주입작업중 통공 및 원륜상 간극사이로 침투하지 못함은 물론이고 전체 작업공정중 회전자(3)는 적은 힘으로 회전 시킬수 있으며 고정자(2)에 의하여 그 회전이 방해를 받지 않게 된다.

약 4시간의 작업후에 개폐 조절장치(1)의 부품을 분해하여 금속의 용침을 검사하여 본 결과 작업중 원륜상 간극(19)부분에 용융금속의 용침을 거의 발견할 수 없었다.

Claims (6)

1. 서로 밀봉 접촉하는 원통형 접촉 표면(17)(18)을 갖고 있고 상대적인 선상 또는 호니전운동을 하게된 고정 내화 부품(2)과 회전 내화부품(3)으로 구성되 야금용기의 용융금속 탕출용 개폐 조절장치에 있서, 두 내화부품(2)(3)이 조업중 용융금속에 의하여 가열되어도 원통형 밀봉 접촉 표면(17)(18)사이의 간극(19)속의로 용융금속이 침투하지 않으면서 두 내화부품은 유동성 밀봉 결합을 형성하도록 서로 합치되는 열팽창계수를 갖고 있음을 특징으로 하는 야금용기의 용융금속 탕출용 개폐 조절장치.
2. 제1항에서, 두 내화 부품(2)(3)의 팽창 계수가 동일함을 특징으로하는 장치.
3. 제1항에서, 조업 상태에서 용융금속의 침투를 방지하는 유동성 밀봉 결합을 형성하는 원륜상 간극(19)이 두 내화부품(2)(3)의 서로 협동하는 원통형 밀봉 접촉 표면(17)(18)의 전체 길이에 걸쳐 동일한 크기로 형성되었음을 특징으로하는 장치.
4. 제1항에 또는 제2항에서, 조업상태에서 용융금속의 침투를 방지하는 유동성밀봉 결합을 형성하는 원륜상 간극(19)이 두 내화 부품의 서로 협동하는 두 원통형 밀봉 표면(17)(18)에 한정되어 형성되고 전기한 밀봉 표면에 두 내화 부품(2)(3)의 개폐 부위가 위치함을 특징으로하는 장치.
5. 제1항에서, 내화 부품(2)(3)들이 최소한 상호 협동하는 원통형 밀봉 접촉 부위에서 원통형 튜부상으로 구성되었음을 특징으로하는 장치.
6. 제2항에서, 용융금속의 침투를 방지하는 유동성 밀봉결합을 형성하는 원륜상 간극(19)이 냉각 상태에서 0.05-0.7㎜의 폭을 갖고 있음을 특징으로하는 장치.

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