KR970005375B1 - 야금 용기용 밀봉장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

야금 용기용 밀봉장치

제1도는 두 관상부재가 밀봉 결합된 상태를 보인 부분 종단면도.

제2도는 제1도에 도시된 스프링 링의 절단부를 보인 측면도.

제3도는 제2도 스프링 링의 평면도.

제4도와 5도는 스프링 링에 의한 밀봉 결합의 다른 상태를 보인 부분 종단면도.

제6도는 스프링 링 밀봉 결합의 또 다른 상태를 보인 부분 종단면도.

제7도는 제6도에 사용된 스브링 링의 확대 단면도.

제8도는 관상부재들과 스프링 링의 결합상태를 보인 또 다른 형태의 부분 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,18,30 : 외부 관상부재 2,17,2 : 내부 관상부재

3 : 간극 4,10,19,32 : 스프링 링

5,20,31 : 원륜상 홈 6 : 절단부

7 : 공간부 8 : 스프링 링의 외주 밀봉접촉면

9 : 외부 관상부재의 내부 밀봉접촉면 11,21 : 스프링 링의 내주 밀봉접촉면

13 : 결합부 14,23 : 무기섬유 밀봉링

15 : 가스 통공 16 : 연결관

26,28 : 용융금속 배출공.

본 발명은 야금용기의 용융금속 탕출구에 설치되는 용융금속 배출부품들을 밀봉결합시키는 밀봉장치에 관계되는 것으로서, 특히 서로 분리할 수 있게 밀봉 결합되는 관상부재로 구성된 야금용기용 용융금속 배출부품들을 서로 밀봉결합시키는 밀봉장치에 관한 것이다. 전기한 관상부재는 용융금속의 배출을 조절하기 위하여 야금용기의 내측에서 탕출구에 결합되는 개폐조절장치를 포함한다.

야금용기의 탕출구에 설치되어 용융금속의 배출을 유도하는 주입관과 같은 부품들은 배출 밸브의 배출구에 밀봉결합된다. 일반적으로 전술한 배출부품과 배출밸브의 사이에는 단부 밀봉이 이루어져 용융금속이 외부로 누출되지 않아야 한다. 전술한 부품들은 서로 느슨하게 결합되는 원추형 또는 원통형 접촉표면을 갖고 있으며, 전술한 결합되는 두 부재의 접촉표면 사이는 용융금속 배출작업중에 발생하는 압력하에서 밀봉작용이 이루어져야 한다. 용융금속 배출작업중에는 전술한 부재들이 고온으로 가열되어 변형될 수 있으므로 두 부재의 접촉표면 사이에 완전한 밀봉이 이루어지지 않게 되어 두 부재를 통하여 배출되는 용융금속으로 외부 공기가 유입되게 된다. 이와 같이 배출부재를 통하여 용융금속, 예를들면 용강속으로 유입된 공기는 용강을 산화시키게 된다. 유사한 문제점들은 야금용기의 탕출구로부터 수평 연속 주조장치의 노즐까지 용융금속을 유도하는 내화 관상부재의 연결부에서도 나타난다.

더구나 상대적인 이동을 할 수 있도록 동심원적으로 결합되고 야금용기내의 용융금속 속으로 돌출되게 설치되는 두 개의 관상부재로 구성된 용융금속 개폐조절밸브에 있어서는, 두 관상부재가 쉽게 회전 또는 전후진 할 수 있도록 두 관상부재 사이에 간극이 형성되어야 하므로 두 관상부재 사이를 밀봉하는 것이 극히 곤란하다. 더구나 두 관상부재 사이의 간극은 두 관상부재 사이로 용융금속이 침투하는 것을 방지함과 동시에 상이한 열팽창에 의하여 두 관상부재가 움직일 수 없을 정도로 밀착되지 않도록 하여야 하므로 이러한 간극의 밀봉에는 상당한 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 서로 결합된 두 관상부재 사이에서의 밀봉 효과를 향상시킴과 동시에 전술한 문제점을 제거할 수 있는 간단한 구성으로 된 용융금속 배출용 관상부재들을 밀봉결합시키는 야금용기용 밀봉장치를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은 동심원적으로 결합되는 제1 및 제2관상부재로 구성되고, 최소한 하나의 관상부재의 밀봉접촉면에는 원륜상 홈이 형성되었으며, 이 원륜상 홈에는 다른 관상부재의 밀봉접촉면과 결합되는 탄성적으로 변형될 수 있는 밀봉용 스프링 링이 결합된 본 발명의 야금용기용 밀봉장치에 의하여 달성된다.

본 발명에 사용되는 스프링 링은 3단으로 절단부를 갖고 있으며, 이 절단부의 마주보는 양 단부는 탄성적으로 이동할 수 있게 서로 겹쳐지면서 관상부재와 밀봉결합되게 되었다. 이와 같은 본 발명의 장치에 의하면 두 관상 부재사이의 간극에서 유체의 흐름이 차단되므로 외부 공기가 용융금속내로 유입되지 않게 됨은 물론이고 용융금속이 두 관상부재 사이로 침투하지 못하게 된다. 더구나 두 관상부재 사이의 간극은 작업조건하에서 두 관상부재가 쉽게 상대적인 이동을 할 수 있는 크기로 형성할 수 있게 된다.

본 발명에 있어서, 관상부재에 형성된 원륜상 홈은 4각 단면 형태로 되었고 그에 따라 홈속에 설치되는 스프링 링도 4각 단면형태로 되었으며, 전술한 스프링 링은 절단부에서 마주보는 양 단부가 탄성적으로 결합되도록 서로 겹쳐지게 형성하는 것이 좋다. 전술한 스프링 링과 원륜상 홈은 관상부재의 접촉표면에 길이 방향으로 일정한 간격을 두고 2개 이상 설치할수도 있는바, 특히 관상부재가 측벽에 용융금속 유통공이나 또는 가스 유통공을 갖고 있는 경우에는 유통공의 양측에 각각 최소한 하나 이상의 스프링 링이 설치되도록 하는 것이 좋다. 필요에 따라서는 두 스프링 링 사이의 공간부로 밀봉매체나 냉각매체, 예를들면 불활성 가스를 고압으로 주입하므로서 밀봉효과를 증진시킬 수 있다. 또한 밀봉 효과를 증진시키기 위하여 스프링 링의 밀봉 접촉면과 그에 대응하는 관상부재의 밀봉접촉면을 정밀 가공할수도 있다.

스프링 링은 산화물 세라믹 물질과 같은 고밀도 세라믹, 예를들면 산화지르코늄으로 제조하는 것이 좋다.

이하 본 발명을 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 용융금속 배출통로를 형성하는 용융금속 배출부품을 도시한 것으로서, 서로 결합되어 용융금속의 배출에 사용되는 외부의 관상 내화부재(1)와 내부의 관상 내화부재(2)를 포함하며, 이들은 각각 종앙에 길이방향의 용융금속 유통로를 갖고 있으며 외부 관상부재(1)의 구멍속에 내부 관상부재(2)가 삽입되었다. 내외부 관상부재(1),(2)사이에는 간극(3) 헝성되는바, 이 간극(3)은 용도에 따라 그 폭이 결정된다. 그리고 내외부 관상부재(1)(2)들은 용융금속 배출작업중에 상대적인 회전 및/또는 승강운동을 할 수 있도록 결합될 수도 있다.

제1도 내지 제3도에 도시된 밀봉장치에서는, 방사상으로 탄성 작용을 하는 4각 단면의 스프링 링(4)이 간극(3)을 밀봉하도록 내부 관상부재(2)의 외주면에 형성된 원륜상 홈(5)내에 설치되었다. 제2도 및 제3도에 도시된 바와 같이, 이 스프링 링(4)은 절단부(6)를 갖고 있으며, 이 절단부(6)는 3단으로 꺽어진 형태로 되어 있어서 상하의 수직 부분과 두 수직 부분을 연결하는 중앙의 수평부분을 갖고 있다. 이 절단부(6)의 마주보는 양측 단부(4a),(4b)는 각각 양측 단부의 두께의 합이 스프링 링(4)의 본체 두께와 동일할 정도로 그 두께가 감소되어 절단부(6)의 수평 부분에서 서로 겹쳐지게 되었다. 그리고 링(4)의 절단부(6)를 형성하는 상하 수직 부분의 양측 연부(6a),(6b)사이에는 각각 공간부(7)가 형성되어 링(4)이 내측으로 수축되거나 외측으로 벌어지게 되었다. 따라서 외부부재(1)속에 내부부재(2)가 삽입되면 링(4)이 압축되면서 링(4)의 외주면이 외부부재(1)의 내주면에 밀봉결합되어 간극(3)으로 유체가 유출되지 않게 된다. 보다 나은 밀봉효과를 얻기 위하여는 스프링 링(4)의 외주 밀봉표면(8)과 그에 밀봉접촉하는 외부부재(1)의 내부 밀봉표면(9)을 정밀하게 가공하는 것이 좋다. 또한 필요에 따라서는 내외부 관상부재(1)(2)의 결합 및 해체를 용이하게 하기위하여 외부부재(1)의 입구측 내주 밀봉표면(9)을 가공할 수도 있다.

제1도 내지 제3도의 밀봉장치에는 스프링 링(4)이 이완된 상태에서는 공간부(7)가 형성되고 링(4)의 외부에서 방사상 압력을 받는 부하 상태에서는 공간부(7)의 크기가 축소되거나 폐쇄되는 피스톤 링에 유사한 스프링 링(4)이 사용되었다. 이러한 형태의 스프링 링(4)은 링(4)의 외주면이 외부부재(1)의 내주면에 밀봉결합된다.

제4도는 본 발명에 의한 밀봉장치의 다른 예를 도시한 제1도에 유사한 도면으로서, 이 밀봉장치에는 제1도 내지 제3도의 스프링 링(4)과 유사한 구조로 되었으나 탄성작용이 반대로 나타나는 스프링 링(10)이 사용되었다. 설명중 제1도 내지 3도에 도시된 부분과 동일한 부분에 대하여는 제1도 내지 3도의 부호를 사용하여 설명한다. 이 스프링 링(10)은 이완된 상태에서는 절단부(6)의 양측 수직연부사이에 공간부(7)가 형성되지 않고 내부에서 방사상 압력을 받았을때 공간부(7)가 형성되는 스프링 링(10)이 사용되었다. 이러한 링(10)은 외부부재(1)의 내주면에 형성된 원륜상 홈(5)에 설치되고 링(10)의 내주 밀봉표면(11)이 내부부재(2)의 외주 밀봉표면(12)에 밀봉결합된다.

제5도는 2개의 내부부재(2)가 하나의 외부부재(1)속에 서로 결합되게 삽입, 설치된 본 발명의 다른 예를 도시한 것이다. 제5도의 장치에서는 2개의 내부부재들이 각각 두 내부부재의 결합부(13) 양측에서 스프링 링(4),(10)에 의하여 외부부재와 결합된다. 스프링 링(4)은 제1도에 도시된 바와 같이 일측 내부부재(2)에 형성된 원륜상 흠(5)에 설치되고, 스프링 링(10)은 제4도에 도시된 바와 같이 외부부재(1)에 형성된 원륜상 홈(5)에 설치된다. 2개의 스프링 링(4)(10)들은 각가 두 내부부재(2)의 결합부(13)양측에 위치하며 두 내부부재(2)는 결합부(13)에 설치된 탄성 무기섬유 밀봉링(14)에 의하여 밀봉되게 결합되고 둘다 단일 외부부재(1)의 내부에 삽입된다. 스프링 링(4)(10)사이의 외부부재(1)주벽에는 스프링(4) (10)사이의 간극(3)속으로 밀봉가스를 공급하는 가스공급관(16)에 연결된 방사상 통공(15)이 형성되어 있다. 전술한 바와 같은 가스공급관(16)을 갖는 밀봉장치는 용융금속의 흐름속으로 공기가 침투되는 것을 방지하기 위하여 수평 연속 주조장치에 이용할 수 있다.

본 발명의 장치는 제6도에 도시된 바와 같이 슬라이딩 게이트 밸브의 저판(17) (설명의 편의상 간단하게 도시하였음)에 형성된 연결부와 배출관사이에 형성되는 간극(3)을 통하여 외부 공기가 유입되는 것을 방지하기 위하여 이용할 수도 있다. 이 경우 밸브 저판(17)의 원추형 연결부가 내부 관상부재(22)를 구성하고, 배출관은 외부 관상부재를 구성하게 된다. 스프링 링은 제7도에 도시된 바와 같은 스프링 링(19)이 사용되는바, 이 스프링 링(19)은 하중을 받지 아니하였을 경우 내부로 수축되게 되었다. 이 스프링 링(19)은 외부관상부재(18)의 상단부에 형성된 원륜상 홈(20)내에 설치되고 경사진 내주 밀봉접촉면(21)은 동일한 형태로 경사진 내부 관상부재(22)의 원추형 외주 밀봉접촉면에 결합되어 밀봉작용을 한다. 또한 원추형 내부 관상부재(22)의 하단부 저면과 외부 관상부재(18)의 상단부 내저면 사이에는 탄성 무기섬유 밀봉링(23)을 설치할 수도 있다.

제8도는 본 발명의 밀봉장치를 용융금속 용기의 저판에 수직으로 설치된 용융금속 배출밸브에 이용한 예를 도시한 것이다. 용융금속 배출밸브는 용융금속 배출공(26)을 갖는 내부 관상부재(25)와 용융금속 배출공(28)을 갖고 있는 외부 관상부재(30)를 포함한다. 외부 관상부재(30)는 회전축(29)을 중심으로 회전할 수 있게 되어 있어서 외부 관상부재(30)를 회전시키면 배출공(26),(28)이 서로 연결되거나 폐쇄되게 된다. 외부관상부재(30)는 내부 관상부재(25)의 상단에 컵을 씨워 놓은 것과 같은 형태로 회전할 수 있게 설치되며, 이 외부부재(30)의 내주면에는 배출공(28)의 상하방에 각각 원륜상 홈(31)이 형성되고 각개 원륜상 홈(31)에는 스프링 링(32)이 설치된다. 이 경우 각개 스프링 링(32)의 내주 밀봉접촉면이 내부 관상부재(25)의 외주밀봉접촉면(33 )에 밀봉되게 결합되어 배출공(28)의 상하방에 형성된 간극(3)속으로 용융금속(27)이 침투되는 것을 방지한다. 이 스프링 링(32)은 용융금속의 유출속도를 조절하기 위하여 외부부재(30)를 회전축(29)주위로 회전시킬 때 가이드로서의 역할도 한다.

Claims (6)

1. 내부 중앙에 용융금속 배출통로가 형성된 내부 관상부재와 내부 관상부재의 외주에 분리할 수 있게 밀봉결합되는 외부 관상부재를 포함하고 야금용기의 배출구에 설치되는 야금용기용 밀봉장치에 있어서, 최소한 하나의 관상부재(1,2,18,22,25,30)가 밀봉접촉면에 최소한 하나의 원륜상 홈(5,20,31)을 갖고 있고, 이 원륜상 홈내에는 절단부(6)를 갖고 있고 절단부의 마주보는 양측 단부(4a),(4b)가 서로 겹쳐지게 형성된 원륜상 스프링 링(4,10,19,32)이 대응하는 다른 관상부재의 밀봉접촉면에 밀봉되게 방사상 방향으로 탄성적으로 접촉하도록 설치되었음을 특징으로 하는 야금용기용 밀봉장치.
2. 청구범위 1항에서, 원륜상 홈(5,20,31)과 스프링 링(4,10,19,32)이 4각 단면을 갖고 있고 스프링 링의 양단부(4a),(4b)가 절단부(6)의 수평부에서 서로 겹쳐짐을 특징으로 하는 장치.
3. 청구범위 1항에서, 다수의 스프링 링(4,10,32)이 관상부재의 길이방향으로 일정한 간격을 두고 설치되었음을 특징으로 하는 장치.
4. 청구범위 3항에서, 스프링 링이 두 개이고 두 스프링 링(4),(10)사이에 밀봉가스 공급용 가스 공급관(16)이 부착되었음을 특징으로 하는 장치.
5. 청구범위 1항에서, 스프링 링(4)의 밀봉접촉면(8)과 대응되는 관상부재의 밀봉접촉면이 정밀 가공되었음을 특징으로 하는 장치.
6. 청구범위 1항에서, 스프링 링(4,10,19,32)이 고밀도 세라믹 물질로 구성되었음을 특징으로 하는 장치.

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