WO2013137559A1 - 절단토치용 노즐 - Google Patents

절단토치용 노즐 Download PDF

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WO2013137559A1
WO2013137559A1 PCT/KR2013/000877 KR2013000877W WO2013137559A1 WO 2013137559 A1 WO2013137559 A1 WO 2013137559A1 KR 2013000877 W KR2013000877 W KR 2013000877W WO 2013137559 A1 WO2013137559 A1 WO 2013137559A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas passage
cutting
nozzle body
nozzle
heating gas
Prior art date
Application number
PCT/KR2013/000877
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English (en)
French (fr)
Inventor
이채대
조중래
Original Assignee
주식회사 포스코
삼덕기계공업주식회사
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Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코, 삼덕기계공업주식회사 filed Critical 주식회사 포스코
Publication of WO2013137559A1 publication Critical patent/WO2013137559A1/ko

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    • 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
    • B22D11/12—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ
    • B22D11/126—Accessories for subsequent treating or working cast stock in situ for cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K7/00—Cutting, scarfing, or desurfacing by applying flames
    • B23K7/10—Auxiliary devices, e.g. for guiding or supporting the torch
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K7/00—Cutting, scarfing, or desurfacing by applying flames

Definitions

  • the present invention relates to a nozzle for cutting torch, the nozzle of the cutting torch to agglomerated the discharged flame to increase the cutting efficiency.
  • hot slabs produced at a constant speed in a continuous casting plant in steel mills are composed of slab slabs with lengths that meet the demands of the demand in the post-process by the production planning process of the continuous casting machine, and the slab cutting facility
  • the slab is cut by a torch cutting machine (TCM).
  • TCM torch cutting machine
  • Continuous steel casting device with subsequent transverse cutting and slitting device for cutting oxygen torch of hot and hot strands Korean Patent Application Publication No. 199 Hei 0033249; Cutting nozzle for post-mixed oxygen-fuel gas torch Body
  • the nozzles of the oxygen torch cutting device for continuous steel casting in the cutting nozzle assembly for a postmixed oxy-fuel gas torch are supplied to the three gas supply pipes while supplying heating oxygen, heating fuel and cutting oxygen to separate supply pipes.
  • the slab cutting loss can be reduced by modifying the arrangement, the angle of inclination with respect to the vertical direction, the gas supply speed, the internal holding pressure, It is configured to reduce, specifically, a nozzle produced by varying the cross-section of the nozzle and the distance between the nozzle and the material and the nozzle, such as the oxygen-regulating valve to regulate the constant supply of oxygen, hot and hot slabs for cutting
  • a continuous steel casting device which is provided with a saw tooth-guide channel on a sealing surface, known as Korean Patent Application Publication No. 19900 0033249 and EP0780184B1, forms a central channel in a spray nozzle.
  • gas inlet is the inlet diameter of around 2.6mm and is formed with a length of the gas inlet such that the inside and outside 10mm, the gas outlet portion to form a slope angle of the inlet diameter 60 and out from 2.6mm castle And a gas outlet length of about 25 to 45 mm (most preferably 30 mm).
  • the conventional spray nozzle for the cutting torch device as described above is a type in which only the outlet end of the central cutting gas passage and the internal heating gas passage having the front portion formed in the nozzle body are orthogonal. It is formed in a shape, and is gradually inclined toward the central axis along the central axis so that the exit end of the external heating gas passage is not perpendicular to the front of the nozzle gas passage, thereby reducing the cohesive force of the flame.
  • the resulting cutting width is increased, which results in a decrease in cutting efficiency due to a decrease in thermal efficiency, an increase in cutting time, and a loss in energy as well as an increase in overall cutting loss.
  • coaxiality and positionality are not managed to increase the loss of gas injected through the passage, thereby reducing the thermal efficiency of the flame and reducing the cohesive force, thereby reducing the cutting condition. There is a problem that is not supplied, and the combustion loss is increased.
  • the present invention has been devised to solve the above problems, and to cut the spark discharged to increase the cutting efficiency, for the cutting torch that the outlet end surface of the heating gas passage portion is perpendicular to the longitudinal direction of the heating gas passage portion
  • the purpose is to provide a nozzle.
  • a nozzle for a cutting torch includes a nozzle body having a rear end inserted into a gas pipe having a cutting gas supply line and a heating gas supply line embedded therein; The nozzle in communication with the cutting gas supply line A cutting gas passage portion formed in the body; And a heating gas passage portion formed in the nozzle body in communication with the heating gas supply line, wherein at least one of the heating gas passage portions has a longitudinal direction inclined with respect to a central axis of the nozzle body. It is preferable that the outlet end surface of the said heating gas passage part in the front surface of a nozzle body is orthogonal to a longitudinal direction.
  • the cutting gas passage portion one cutting gas passage is formed on the central axis of the nozzle body
  • the heating gas passage portion two concentric circle arrangement structure around the central axis around the cutting gas passage
  • a plurality of inner heating gas passages are formed on the inner side
  • a plurality of outer side gas passages are formed on the outer side.
  • the inner heating gas passage may be parallel to the central axis of the nozzle body, and the outer heating gas passage may be inclined toward the center axis of the nozzle body toward the full side of the nozzle body.
  • the malleable cutting gas flow path expands toward the front side of the said nozzle body.
  • the inner heating gas passage and the outer heating gas passage are formed in concentric circles. It is preferable that the relative positions are within ⁇ 0.005, respectively.
  • a heating gas passage portion including an inner heating gas passage and an outer heating gas passage has a length in the longitudinal direction, that is, each exit end surface in the inner heating gas passage and the outer heating gas passage.
  • the cutting width for cutting the slab is enjoyed, thereby increasing the thermal efficiency, thereby reducing the cutting time, and has the effect of reducing the energy loss as the flame does not go out of the proper range.
  • the flame does not spread as it spreads widely, the flame may collide with the slab and bend back to a large extent. As a result, the nozzle of the cutting torch is gradually damaged by the reverse flame. Preventing by the nozzle structure of the invention has the advantage of extending the service life of the nozzle.
  • FIG. 1 is a nozzle and a gas pipe for a cutting torch according to a preferred embodiment of the present invention. It is a perspective view shown.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the cutting torch nozzle of FIG. 1.
  • FIG. 3 is an enlarged view illustrating a front end of the cutting torch nozzle of FIG. 2.
  • Figure 4 is an enlarged view showing the exit end surface of the outer heating gas passage in the front end of the cutting torch nozzle of Figure 3 compared with the prior art.
  • FIG. 5 is a front view illustrating the cutting torch nozzle of FIG. 1.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a rear end of the cutting torch nozzle of FIG. 2.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the cutting torch of FIG. 1.
  • FIG 8 is a view comparing the cutting torch equipped with the cutting torch nozzle of the present invention and the cutting torch equipped with the cutting torch nozzle according to the related art according to the present invention, the flame is scattered.
  • Figure 9 (a) is a view showing a cut surface of the slab cut by the cutting torch equipped with a cutting torch nozzle according to the prior art and Figure 9 (b) is a cutting torch equipped with a cutting torch nozzle for cutting according to the present invention. It is a figure which shows the cut surface of the slab cut
  • FIG. 1 is a view showing a cutting torch nozzle according to a preferred embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional view showing the cutting torch nozzle of FIG.
  • FIG. 3 is an enlarged view showing the front end of the cutting torch nozzle of FIG. 2
  • FIG. 4 is an enlarged view showing the exit end surface of the outer heating gas passage at the front end of the nozzle for the cutting torch of FIG.
  • the present invention includes a nozzle body (10) inserted into the gas pipe (200), a cutting gas passage portion (20) and a heating gas passage portion (30) formed in the nozzle body (10). .
  • the nozzle body 10 is formed with a screw line 11 on the outer circumferential surface of the rear end, is screwed while being inserted into the gas pipe (200).
  • the gas pipe 200 is disposed to cut the slab 1 is provided with a cutting gas supply line (not shown) and a heating gas supply line (not shown) therein.
  • the cutting gas passage portion 20 is formed in the nozzle body 10 in communication with the cutting gas supply line of the gas pipe (200).
  • This cutting gas passage portion 20 is that one cutting gas passage 21 is formed on the central axis 15 of the nozzle body (10). That is, the cutting gas passage portion 20 is one cutting gas passage 21 and extends from the rear surface 50 to the front surface 40 of the nozzle body 10 along the central axis 15 of the nozzle body 10. It is formed.
  • the central axis of the cutting gas passage portion 20 coincides with the central axis 15 of the nozzle body 10.
  • the cutting gas passage 21 is preferably extended toward the front surface 40 side of the nozzle body (10). That is, the cutting gas passage 21 is the front surface 40 of the nozzle body 10, namely It forms a conical structure that expands in the exit direction.
  • the heating gas passage portion 30 is formed in the nozzle body 10 in communication with the heating gas supply line of the gas pipe (200).
  • the heating gas passage portion 30 forms two concentric arrangement structures around the cutting gas passage 21 about the central axis 15 of the nozzle body 10, wherein a plurality of concentric circles are arranged on the inner circle.
  • the inner shaft heating gas passage 31 is formed, and a plurality of outer heating gas passages 32 are formed on the outer circle.
  • the heating gas passage part 30 is a plurality of inner heating gas passages 31 and outer fuel gas ejection openings, and has a circular arrangement structure in which a plurality of inner heating gas passages 31 are formed around the cutting gas passage 21 and the rear surface of the nozzle body 10. It is formed to extend from the (50) to the front surface (40).
  • the exit end surface 3la (32a) formed in the front surface 40 of the nozzle body 10 is with respect to the longitudinal direction of the heating gas passage part 30.
  • Orthogonal features are features of the present invention. Specifically, in the heating gas passage portion 30, the inner heating gas passage 31 is formed to be parallel to the central axis 15 of the nozzle body 10, the front of the nozzle body 10 The outlet end face 31a formed in the face 40 is orthogonal to the longitudinal direction.
  • the inner heating gas passage 31 has an end surface constituting the end, the inner heating gas passage
  • the front surface 40 of the nozzle body 10 is formed with a cutting gas passage 21 and a central surface 41 including the inner heating gas passage 31, the center surface 41 at this time ) Takes a structure perpendicular to the central axis 15 of the nozzle body 10, that is, a vertical structure.
  • the outer heating gas passage 32 is formed to be inclined toward the central axis 15 of the nozzle body 10 so as to go to the front side 40 side of the nozzle body 10.
  • the outlet end face 32a formed on the front surface 40 of the nozzle body 10 is perpendicular to the longitudinal direction.
  • the outer heating gas passage 32 has an end surface constituting the end, the outer heating gas passage
  • the inclined surface 42 including the vortex heating gas passage 32 is formed on the front surface 40 of the nozzle body 10, and the inclined surface 42 at this time is the middle of the nozzle body 10.
  • the outer surface 43 and the rim surface 44 may be formed on the front surface 40 of the nozzle body 10 to the outside of the inclined surface 42.
  • the outlet end 32a of the outer heating gas passage 32 is formed of the outer heating gas passage in the nozzle for the cutting torch according to the prior art, as shown by a dotted line in FIG. Unlike exit section 3a, it is orthogonal to its central axis 32b.
  • the heating gas passage portion 30 composed of the inner heating gas passage 31 and the outer heating gas passage 32 is formed in the inner heating gas passage 31 and the outer heating gas passage 32, respectively.
  • outlet sections 31a and 32a form a structure perpendicular to the longitudinal direction, that is, to each of the central axes 31b and 32b, as fuel of a uniform pressure is injected to the entire surface of the outlet, It is possible to prevent the formation of a large amount of vortex, that is, vortex in the exit vicinity.
  • the flame of the cutting torch may be aggregated with an appropriate width without spreading widely.
  • FIG. 5 is a front view illustrating the cutting torch nozzle of FIG. 1
  • FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the rear end of the cutting torch nozzle of FIG. 2.
  • the above-described cutting gas passage 21 has a coaxiality with respect to the central axis 15 of the nozzle body 10 within ⁇ 0.005 kPa, and, in the inner heating passage passage 31.
  • the outer heating gas passages 32 are preferably within ⁇ 0.005 mm of the position of the concentric phases, respectively.
  • the thermal efficiency is increased to increase the cohesive force to maximize the cutting efficiency. I can pull it up.
  • the back surface 50 of the nozzle body 10 has a center line average roughness Ra of 1.6a or less, a maximum height roughness Rmax of 6.3 s or less, and a 10-point average roughness Rz of 6.3z or less. desirable.
  • the numerical value of such surface roughness is grinding or surface treatment state. It means that the secondary processing has been performed, and the state of the primary processing is much smoother so that the primary processing state is not visible.
  • FIG. 9 (a) is for a cutting torch according to the prior art.
  • 9 is a view showing a cut surface of the slab cut by the cutting torch equipped with a nozzle
  • Figure 9 (b) is a view showing a cut surface of the slab cut by a cutting torch equipped with a nozzle for cutting torch according to the present invention.
  • the cutting torch 1000 using the cutting torch nozzle 100 of the present invention which is collected in a constricted manner without spreading the flame, is illustrated in FIG. 8.
  • the flame is collected more efficiently compared to the cutting torch 2 according to the prior art in the process of cutting the slab 1, it can be seen that the range where the flame is scattered out of the cutting portion is small.
  • the present invention is a cutting torch as shown in Figure 9 (b), compared to the cutting surface (la) of the slab 1 cut by the cutting torch according to the prior art as shown in Figure 9 (a).
  • the slab 1 cut by the 1000 is smoothly cut even in the state of the cutting surface lb while maintaining the more accurate cutting line, thereby improving the quality of the cut slab 1.

Abstract

본 발명에 따른 절단토치용 노즐은, 산소가스라인과 연료가스라인이 내장된 가스관에 후단부가 삽입체결되는 노즐몸체; 상기 산소가스라인과 연통되게 상기 노즐몸체에 형성된 절단가스 통로부; 및 상기 연료가스라인과 연통되게 상기 노즐몸체에 형성된 가열가스 통로부;를 포함하며, 상기 가열가스 통로부 중 적어도 하나는 상기 노즐몸체의 중심축선에 대해 경사진 길이방향을 가지며, 상기 노즐몸체의 전면에서 상기 가열가스 통로부의 출구단면이 길이방향에 대해 직교다.

Description

【명세서】
【발명의 명 칭 ]
절단토치용 노즐
【기술분야】
본 발명은 절단토치용 노즐로서， 토출되는 불꽃을 응집하여 절단효율을 높이는 절단토치용 노즐에 관한 것 이다.
【배경기술】
일반적으로 제철소 연속주조공장에서 일정 한 속도로 생산되는 열간 슬라 브는， 연속주조기의 생산계획 공정에 의 해 후공정 에서 수요가의 요구에 알맞은 길이로 슬라브 주편길이가 편성되고， 슬라브 절단설비 인 토치 절단장치 (TCM; torch cutting machine)에 의해 슬라브가 절단된다. 한국공개특허 제 199그 0033249호인 열간 및 넁간 스트랜드의 산소 토치 절단용 후속 가로 절단 및 슬릿팅 장치를 갖춘 연속 강철 주조장치와， 미국등록 특허 제 6277323호인 후혼합 산소 -연료 가스 토치를 위 한 절단 노즐 조됩체
(Cutting nozzle assembly for a postmixed oxy-fuel gas torch)에서의 연속 강철 주조용 산소 토치 절단 장치의 노즐은， 가열 산소， 가열 연료， 커 팅 산소를 별도 의 공급관으로 공급하면서， 3개 기체의 공급관의 배열， 수직방향에 대하여 기울어 진 각도， 기 체 공급 속도, 내부 유지 압력 등을 변형하여 슬라브의 절단 손실을 줄이도록 구성되며， 구체적으로， 산소가 일정하게 공급되도톡 조절하는 산소-조 절 밸브와, 절단하기 위 한 열간 및 넁간 슬라브 등의 소재와 노즐 사이의 거 리 및 노즐의 단면을 변화시킴으로써 생긴 노즐 후퇴 효과 (nozzle back effect)를 억 제하는 양 -흐름 (mass-flow)밸브와， 작업 압력 이 약 20내지 36바인 분사 노즐이 하단부에 결합된 절단 토치와， 상기 절단 토치에 의해 소재를 절단하는 슬릿팅 장치를 갖춘다. 절단 토치안에서 밀봉표면에 치상돌기 -유도 채널 (saw tooth-guidechannel)이 구비된 것으로서 대한민국 공개번호 특 199그 0033249와 EP0780184B1호로 알려지고 있는 연속 강철 주조 장치는， 분사 노즐에 구비 돤 중심부 채널을 형성하면서 소재의 가열 및 절단 효율을 높이기 위하여 가스 유입 부는 입구 직경 이 2.6mm 내외 이고 가스 유입부의 길이가 10mm 내외가 되도록 형성되며， 가스 유출부는 입구 직경 이 2.6mm에서 60내외의 각도로 경사지 게 형 성하고， 가스 유출부 길이가 25~45mm 내외 (가장 바람직하게 하게는 30mm)로 형성된다.
또한 직경 이 20mm 내외 의 피치원을 갖는 14개의 외부 가열채널은 중앙 축을 향하여 4°만큼 안쪽을 향하여 경사지 게 형성 되고， 9.5mm의 피치원을 갖는 7개의 내부 가열 채널은 분사 노즐의 중앙축과 나란하게 단일 각도로 형성된다. 상기와 같은 종래의 절단토치 장치용 분사 노즐은， 전면부가 노즐 몸체에 형성되는 중심 절단 가스통로와 내부 가열가스통로의 출구측 단부만 직교되는 형 태로 형성되고， 중심축선을 따라 점차 중심축 쪽으로 가까워지도톡 경사지게 형 성되어 외부 가열가스통로의 출구측 단부가 노즐 가스통로가 전면부와 직각을 이 루지 못함으로써, 불꽃의 응집력이 감소되어 절단 시 발생하는 절단폭이 증대되 는데, 이는 열효율 감소로 인하여 절단효율이 떨어지고 절단시간이 늘어나며， 아 울러 에너지도 손실됨으로써 전체적인 절단 손실이 증대되는 문제점이 있다. 또한, 동축도와 위치도가 관리되지 않아 통로를 통해 분사되는 가스의 손 실이 증대됨으로써， 불꽃의 열효율이 감소되고 응집력이 감소되어 절단 컨디션이 떨어지며， 표면 거칠기가 관리되지 않아 산소 및 연소가스가 원활하게 공급되지 않고， 연소손실이 증대되는 문제점이 있다.
[발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
본 발명은 상기와 같은 문제점올 해결하기 위해 창안된 것으로서, 토출되 는 불꽃을 응짚하여 절단효율을 높이도록， 가열가스 통로부의 출구 끝단면이 가 열가스 통로부의 길이방향에 대해 직교인 절단토치용 노즐을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
【기술적 해결방법】
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절단토치용 노즐은， 절단가스 공급라인과 가열가스 공급라인이 내장된 가스관에 후단부가 삽입체결되는 노즐몸체; 상기 절단가스 공급라인과 연통되게 상기 노즐 몸체에 항성된 절단가스 통로부; 및 상기 가열가스 공급라인과 연통되 게 상기 노 즐몸체에 형성된 가열가스 통로부；를 포함하며， 상기 가열가스 통로부 중 적어도 하나는 상기 노즐몸체의 중심축선에 대해 경사진 길이방향을 가지며 , 상기 노즐 몸체의 전면에서 상기 가열가스 통로부의 출구단면이 길이방향에 대해 직교인 것 이 바람직하다. 구체적으로, 상기 절단가스 통로부는， 상기 노즐몸체의 중심축선 상에 하 나의 절단가스통로가 형성된 것 이고， 상기 가열가스 통로부는， 상기 절단가스통로 둘레에서 상기 중심축선을 중심으로 두 개의 동심원 배치구조를 이루며， 내측원 상에 복수 개의 내측 가열가스통로가 형성 되고， 외측원 상에 복수 개의 외측 가 열가스통로가 형성된 것 이 바람직하다. 또한， 상기 내측 가열가스통로는 상기 노즐몸체의 중심축선과 평 행하고， 상기 외측 가열가스통로는 상기 노즐몸체의 전만 측으로 갈수록 상기 노즐몸체의 중심축선 측으로 경사진 것 이 바람직하다.
아을러， 상가 절단가스통로는, 상기 노즐몸체의 전면 측으로 갈수록 확장 되는 것이 바람직하다. 한편， 상기 절단가스통로는， 상기 노즐몸체의 중심축선에 대한 동축도가
±0.005 이내인 것 이 바람직하다.
이와 더불어， 상기 내측 가열가스통로와 외측 가열가스통로는, 동심원상에 대한 위치도가 각각 ±0.005 이내인 것이 바람직하다. 【유리한 효과】
본 발명에 따른 절단토치용 노즐은, 내측 가열가스통로와 외측 가열가스 통로로 구성되는 가열가스 통로부는， 상기 내측 가열가스통로와 외측 가열가스통 로에서 각각의 출구 끝단면이 길이방향, 즉 각각의 중심축선에 대해 직교인 구조 를 이룸으로써， 출구의 전체적인 면에 대해 균일한 압력의 연료가스가 분사됨에 따라， 출구 근체에서 다량의 소용돌이， 즉 와류가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이와 같이， 출구에서 나오는 연료가스의 유동적인 측면에 있어서 와류현 상이 발생하지 않음으로써, 절단토치의 불꽃을 넓게 퍼지지 않고 적정 폭을 가지 면서 응집되게 모을 수 있다.
이에 따라, 슬라브를 절단시 절단하는 절단폭이 즐어듦으로써， 열효율을 증대시켜 절단시간을 단축할 수 있으며， 불꽃이 적정 범위를 벗어나지 않음에 따 라 에너지 손실도 줄일 수 있는 효과를 가진다.
이와 더불어， 불꽃이 넓게 퍼져 나감에 따라 응집되지 않음으로써， 불꽃이 슬라브와 충돌한 후 상당부분 역으로 휘어나을 수 있는데， 이로 인한 역방향 불 꽃에 의해 절단토치의 노즐이 점차적으로 손상되는 것을， 본 발명의 노즐 구조에 의해 방지함으로써 노즐의 사용 수명을 연장할 수 있는 장점을 지닌다.
[도면의 간단한 설명】
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절단토치용 노즐과 가스관을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 절단토치용 노즐을 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 절단토치용 노즐의 전단부를 나타낸 확대도이다.
도 4는 도 3의 절단토치용 노즐의 전단부에서 외측 가열가스통로의 출구 끝단면을 종래기술과 비교하여 나타낸 확대도이다.
도 5는 도 1의 절단토치용 노즐을 나타낸 정면도이다.
도 6은 도 2의 절단토치용 노즐에서 후단부를 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 1의 절단토치를 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명 인 도 1의 절단토치용 노즐이 장착된 절단토치와， 종래기 술에 따른 절단토치용 노즐이 장착된 절단토치가 작동되면서 불꽃이 비산되는 것 을 비교한 도이다.
도 9(a)는 종래기술에 따른 절단토치용 노즐이 장착된 절단토치에 의해 절단된 슬라브의 절단면을 나타낸 도이고 도 9(b)는 본 발명에 따른 절단토치용 노즐아 장착된 절단토치에 의해 절단된 슬라브의 절단면을 나타낸 도이다.
【발명의 실시를 위 한 형 태 ]
이하， 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직 한 실시 예에 따른 절단토치용 노즐을 나타낸 사 시도이고， 도 2는 도 1의 절단토치용 노즐을 나타낸 단면도이다.
또한, 도 3은 도 2의 절단토치용 노즐의 전단부를 나타낸 확대도이고， 도 4는 도 3의 절단토치용 노즐의 전단부에서 외측 가열가스통로의 출구 끝단면을 종래기술과 비교하여 나타낸 확대도이 다.
도면을 참조하면， 본 발명은 가스관 (200)에 삽입체결되는 노즐몸체 (10)와, 상기 노즐몸체 (10)에 형성 되는 절단가스 통로부 (20) 및 가열가스 통로부 (30)를 포함한다.
상기 노즐몸체 (10)는 후단부의 외주면에 나사라인 (11)이 형성되어， 가스관 (200)에 삽입 되면서 나사체결된다. 이 때， 상기 가스관 (200)은 슬라브 (1)를 절단하 기 위해 내부에는 절단가스 공급라인 (미도시 )과 가열가스 공급라인 (미도시 )이 내 장되 어 배치된다. 또한， 상기 절단가스 통로부 (20)는 가스관 (200)의 절단가스 공급라인과 연통되 게 노즐몸체 (10) 내에 형성 된다.
이와 같은 절단가스 통로부 (20)는 노즐몸체 (10)의 중심축선 (15) 상에 하 나의 절단가스통로 (21)가 형성된 것 이다. 즉, 절단가스 통로부 (20)는 하나의 절단 가스통로 (21)로서 , 노즐몸체 (10)의 중심축선 (15)을 따라 노즐몸체 (10)의 후면 (50) 으로부터 전면 (40)까지 연장되 게 형성된다.
이 때， 절단가스 통로부 (20)의 중심축선은 노즐몸체 (10)의 중심축선 (15)과 일치 한다. 나아가， 상기 절단가스통로 (21)는 노즐몸체 (10)의 전면 (40) 측으로 갈수록 확장되는 것 이 바람직하다. 즉， 절단가스통로 (21)는 노즐몸체 (10)의 전면 (40), 즉 출구 방향으로 갈수톡 확장되는 원추형 구조를 이룬다.
이와 같은 절단가스통로 (21)의 구조로 인하여 , 산소가스가 분출되면서 절 단가스통로 (21)의 출구 근처에서 다량의 소용돌이， 즉 와류가 발생하는 것을 방 지할 수 있으며， 이는 나아가 에너지 손실을 줄일 수 있는 효과를 가진다. 또한， 상기 가열가스 통로부 (30)는 가스관 (200)의 가열가스 공급라인과 연통되 게 노즐몸체 (10) 내에 형성된다.
이와 같은 가열가스 통로부 (30)는， 절단가스통로 (21) 둘레에서 노즐몸체 (10)의 중심축선 (15)을 중심으로 두 개의 동심원 배치구조를 이루는데， 이 때 내 측원 상에 복수 개의 내축 가열가스통로 (31)가 형성되고， 외측원 상에 복수 개의 외측 가열가스통로 (32)가 형성된 것 이다.
즉， 가열가스 통로부 (30)는 복수 개의 내측 가열가스통로 (31)와 외측 연료 가스 분출구로서， 절단가스통로 (21) 둘레에 복수 개가 형성되는 원형 배치구조를 가지고 노즐몸체 (10)의 후면 (50)으로부터 전면 (40)까지 연장되 게 형성된다. 상기와 같이 구성되는 가열가스 통로부 (30)는， 노즐몸체 (10)의 전면 (40)에 형성 되는 출구단면 (3 la) (32a)이， 가열가스 통로부 (30)의 길이 방향에 대해 직교인 것을， 본 발명의 특징으로 한다. 구체적으로， 가열가스 통로부 (30)에서 상기 내측 가열가스통로 (31)는， 노 즐몸체 (10)의 중심축선 (15)과 평 행하게 배치되껸서 형성 되며， 노즐몸체 (10)의 전 면 (40)에 형성 되는 출구단면 (31a)이， 길이방향에 대해 직교를 이룬다.
즉， 내측 가열가스통로 (31)는 끝단을 이루는 끝단면이 , 내측 가열가스통로
(31)의 중심축선 (31b)에 대해 직교를 이룬다.
물론, 이를 위해 노즐몸체 (10)의 전면 (40)에는， 절단가스통로 (21)와 함께 내측 가열가스통로 (31)를 포함하는 중앙면 (41)이 형성 되며， 이때의 상기 중앙면 (41)은 노즐몸체 (10)의 중심축선 (15)에 대해 직교， 즉 수직구조를 이루는 구조를 취 한다. 또한， 상기 외측 가열가스통로 (32)는 노즐몸체 (10)의 전면 (40) 측으로 갈 수톡 상기 노즐몸체 (10)의 중심축선 (15) 측으로 경사지 게 형성된다.
이와 같이 경사진 외측 가열가스통로 (32)는, 노즐몸체 (10)의 전면 (40)에 형성되는 출구단면 (32a)이， 길이 방향에 대해 직교를 이룬다.
즉， 외측 가열가스통로 (32)는 끝단을 이루는 끝단면이， 외측 가열가스통로
(32)의 중심축선 (32b)에 대해 직교를 이룬다.
물론, 이를 위해 노즐몸체 (10)의 전면 (40)에는， 와측 가열가스통로 (32)를 포함하는 경사면 (42)이 형성되며， 이 때의 상기 경사면 (42)은 노즐몸체 (10)의 중 심축선 (15)에 대해 경사구조를 취 한다. 아울러， 노즐몸체 (10)의 전면 (40)에서 경 사면 (42)의 외측으로 외곽면 (43)과 테두리면 (44)이 형성될 수 있다.
결과적으로， 외측 가열가스통로 (32)의 출구단면 (32a)은， 도 4에 점선으로 도시된 바와 같은, 종래기술에 따른 절단토치용 노즐에서의 외측 가열가스통로의 출구단면 (3a)과 달리， 그 중심축 (32b)에 대해 직교를 이룬다. 상기와 같이 내측 가열가스통로 (31)와 외측 가열가스통로 (32)로 구성되는 가열가스 통로부 (30)는， 상기 내측 가열가스통로 (31)와 외측 가열가스통로 (32)에 서 각각의 출구단면 (31a)(32a)이 길이방향， 즉 각각의 중심축선 (31b)(32b)에 대 해 직교인 구조를 이룸으로써, 출구의 전체적인 면에 대해 균일한 압력의 연료가 스가 분사됨에 따라， 출구 근체에서 다량의 소용돌이， 즉 와류가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이， 출구에서 나오는 연료가스의 유동적인 측면에 있어서. 와류현 상이 발생하지 않음으로써, 도 7에 도시된 바와 같이, 절단토치의 불꽃을 넓게 퍼지지 않고 적정 폭을 가지면서 응집되게 모을 수 있다.
이에 따라， 슬라브 (1)를 절단시 절단하는 절단폭이 줄어듦으로써， 열효율 을 증대시켜 절단시간을 단축할 수 있으며， 불꽃이 적정 범위를 벗어나지 않음에 따라 에너지 손실도 즐일 수 있다.
이와 더불어， 불꽃이 넓게 퍼져 나감에 따라 웅집되지 않음으로써， 불꽃이 슬라브 (1)와 층돌한 후 상당부분 역으로 튀어나을 수 있는데， 이로 인한 역방향 불꽃에 의해 절단토치의 노즐 (100)이 점차적으로 손상되는 것을， 본 발명의 노즐 (100) 구조에 의해 방지함으로써 노즐 (100)의 사용 수명을 연장할 수 있다. 한편， 도 5는 도 1의 절단토치용 노즐을 나타낸 정면도이고, 도 6은 도 2 의 절단토치용 노즐에서 후단부를 나타낸 단면도이다. 도면을 참조하면, 상술된 절단가스통로 (21)는 노즐몸체 (10)의 중심축선 (15) 에 대한 동축도가 ±0.005讓 이내인 것이 바람직하며， 아을러, 상기 내측 가열가 스통로 (31)와 외측 가열가스통로 (32)는 동심원상에 대한 위치도가 각각 ±0.005 mm 이내인 것이 바람직하다.
이와 같은 수치범위의 절단가스통로 (21)의 동축도와, 내측 가열가스통로 (31) 및 외측 가열가스통로 (32)의 위치도를 취함에 따라, 열효율을 증대시킴으로 써 응집력을 높여 절단 효율을 최고로 끌어올릴 수 있다.
아울러, 와류로 인하여 퍼져나가는 블필요한 가스의 손실을 감소시켜， 에 너지의 손실을 줄일 수 있다. 또한， 상기 노즐몸체 (10)의 후면 (50)은 중심선 평균 거칠기 (Ra)가 1.6a 이 하이고, 최대높이 거칠기 (Rmax)가 6.3s 이하이고, 10점 평균 거칠기 (Rz)가 6.3z 이하인 것이 바람직하다.
이와 같은 표면거칠기의 수치는, 연삭 또는 표면처리 상태. 2차 가공이 된 것을 의미하는 것으로서, 1차 가공상태가 보이지 않게 휠씬 매끈하게 다듬어진 상태이다.
이에 따라， 산소가스와 연소가스가 노즐몸체 (10)의 절단가스통로 (21)와 연 소가스분출구로, 유동적인 측면에서 방해받지 않고 최대한 원활하게 공급됨으로 써, 연소손실을 감소시킬 수 있다. 도 7은 도 1의 절단토치를 나타낸 도이며， 도 8은 본 발명인 도 1의 절단 토치용 노즐이 장착된 절단토치와， 종래기술에 따른 절단토치용 노즐이 장착된 절단토치가 작동되면서 불꽃이 비산되는 것을 비교한 도이고， 도 9(a)는 종래기 술에 따른 절단토치용 노즐이 장착된 절단토치 에 의해 절단된 슬라브의 절단면을 나타낸 도이고， 도 9(b)는 본 발명 에 따른 절단토치용 노즐이 장착된 절단토치에 의해 절단된 슬라브의 절단면을 나타낸 도이다.
도 7에 도시된 바와 같이 , 불꽃을 넓 게 퍼지지 않고 적 정 폭을 가지면서 웅집되 게 모아지는 본 발명의 절단토치용 노즐 (100)을 이용한 절단토치 (1000)는， 도 8에 도시된 바와 같이， 슬라브 (1)를 절단하는 과정에서 종래기술에 따른 절단 토치 (2)에 비교하여 불꽃이 훨씬 효율적으로 웅집됨 에 따라, 절단부위 밖으로 불 꽃이 비산되는 범위가 작은 것을 알 수 있다.
나아가， 도 9(a)에 도시된 바와 같은 종래기술에 따른 절단토치에 의해 절 단된 슬라브 (1)의 절단면 (la)과 비교하여， 도 9(b)에 도시된 바와 같은 본 발명꾀 절단토치 (1000)에 의해 절단돤 슬라브 (1)는 더욱 정확한 절단라인을 유지하면서 아울러 절단면 (lb)의 상태에 있어서도 매끄럽 게 절단됨에 따라, 절단된 슬라브 (1) 의 품질을 높일 수 있다. 이상과 같이， 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되 었으나， 본 발명은 이 것에 의해 한정되지 않으며 본 발명 이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기 재될 특허 청구범위의 균 등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

Claims

【청구의 범위】
【청구항 1】
노즐몸체 (10); 상기 노즐몸체 (10)의 중심축선 (15) 상에 형성된 절단가스통 로 (21)를 구비하는 절단가스 통로부 (20); 및 상기 노즐몸체 (10)에 형성된 가열가 스 통로부 (30);를 포함하며，
상기 가열가스 통로부 (30)는 상기 절단가스통로 (21) 둘레에서 상기 노즐 몸체 (10)의 중심축선 (15)을 중심으로 두 개의 동심원 배치구조를 이루며 , 내측원 상에는 상기 노즐몸체 (10)의 중심축선 (15)과 평 행하고 출구단면 (31a)이 길이방향 에 대해 직교인 복수 개의 내측 가열가스통로 (31)가 형성되고， 외측원 상에는 상 기 노즐몸체 (10)의 전면 (40) 측으로 갈수록 상기 노즐몸체 (10)의 중심축선 (15) 측으로 경사진 복수 개의 외측 가열가스통로 (32)가 형성되며 ,
상기 외측 가열가스통로 (32)는 출구단면 (32a)이 길이방향에 대해 직교가 되도록， 상기 노즐몸체 (10)의 전면 (40)에서 상기 외측 가열가스통로 (32)의 출구 단면 (32a)을 환형으로 연결하는 면이 상기 노즐몸체 (10)의 중심축선 (15)을 기준 으로 상기 외측 가열가스통로 (32)의 경사만큼， 상기 절단가스통로 (21)와 내측 가 열가스통로 (31)의 출구단면 (21a)(31a)을 포함한 중앙면 (41)으로부터 경사진 경사 면 (42)을 이루는 것을 특징으로 하는 절단토치용 노즐 (100).
【청구항 2】
제 1항에 있어서， 상기 절단가스통로 (21)는 상기 노즐몸체 (10)의 전면 (40) 측으로 갈수록 확장되는 것을 특징으로 하는 절단토치용 노즐 (100).
【청구항 3】
제 1항 또는 제 2항에 있어서，
상기 절단가스통로 (21)는， 상기 노즐몸체 (10)의 중심축선 (15)에 대한 동축 도가 ±0.005匪 이내인 것을 특징으로 하는 절단토치용 노즐 (100).
【청구항 4】
제 1항 또는 제 2항에 있어서，
상기 내측 가열가스통로 (31)와 외측 가열가스통로 (32)는， 동심원상에 대한 위치도가 각각 ±0.005删 이내인 것을 특징으로 하는 절단토치용 노즐 (100).
【청구항 5】
제 1항 또는 게 2항에 있어서
상기 노즐몸체 (10)의 후면 (50)은 중심선 평균 거 칠기 (Ra)가 1.6a 이하이 고, 최 대높이 거 칠기 (Rmax)가 6.3s 이하이고, 10점 평균 거 칠기 (Rz)가 6.3z 이하 인 것을 특징 으로 하는 절단토치용 노즐 (100).
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