(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2008년05월27일
(11) 등록번호 10-0832998
(24) 등록일자 2008년05월21일
(51) Int. Cl.

B22D 41/16 (2006.01) B22D 11/10 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2006-0130493
(22) 출원일자 2006년12월19일
심사청구일자 2006년12월19일
(56) 선행기술조사문헌
US5382004 A
(뒷면에 계속)
(73) 특허권자
주식회사 포스코
경북 포항시 남구 괴동동 1번지
(72) 발명자
강영주
전남 광양시 금호동 700번지 광양제철소내
(74) 대리인
특허법인 씨엔에스·로고스
전체 청구항 수 : 총 5 항 심사관 : 김정락
(54) 턴디쉬의 이물질 배출 방지용 스토퍼 장치
(57) 요 약
턴디쉬의 바닥에 형성된 노즐을 개폐시키도록 구성되는 턴디쉬의 이물질 배출 방지용 스토퍼 장치를 제공한다.
본 발명은, 중공 원통 형상을 가지며 하단으로부터 일정 높이에 용강이 통과하는 구멍이 형성되고 하단부는 노즐
의 상부에 끼워지도록 하부로 갈수록 그 외경이 감소하는 모양을 갖도록 형성된 중공스토퍼로 이루어진 스토퍼부
를 포함하여 구성된다.
본 발명에 의하면, 이물질이 노즐을 통해 외부로 배출되는 것을 효과적으로 방지하는 효과를 얻는다.
대표도 - 도3
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등록특허 10-0832998
(56) 선행기술조사문헌
US4368834 A
KR1020020087526 A
JP02192858 A
JP04270049 A
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등록특허 10-0832998
특허청구의 범위
청구항 1
턴디쉬(1)의 바닥에 형성된 노즐(2)을 개폐시키도록 구성되는 스토퍼 장치로서,
중공 원통 형상을 가지며 하단으로부터 일정 높이에 용강이 통과하는 구멍(22)이 형성되고 하단부는 상기 노즐
(2)의 상부에 끼워지도록 하부로 갈수록 그 외경이 감소하는 모양을 갖도록 형성된 중공스토퍼(20)로 이루어진
스토퍼부를 포함하여 구성된 턴디쉬의 이물질 배출 방지용 스토퍼 장치.
청구항 2
제1항에 있어서,
상기 중공스토퍼(20)의 하단부는 다른 부위보다 두께가 얇게 형성됨을 특징으로 하는 턴디쉬의 이물질 배출 방
지용 스토퍼 장치.
청구항 3
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 스토퍼부는, 상기 중공스토퍼(20)의 상단에 하단이 분해 가능하게 결합된 스토퍼봉(10)을 더 가지며, 상기
스토퍼봉(10)의 상단부는 스토퍼홀더부(30)에 분해 가능하게 장착됨을 특징으로 하는 턴디쉬의 이물질 배출 방
지용 스토퍼 장치.
청구항 4
제3항에 있어서,
상기 스토퍼홀더부(30)는, 회전힌지핀(42)을 중심으로 회동 가능하게 장착된 한 쌍의 회동하우징(32A)(32B)과,
상기 회동하우징(32A)(32B)의 대향 부위에 각각 고정되며 반원 단면을 갖도록 형성된 축하우징(51)(52)과, 상기
회동하우징(32A)(32B)을 각각 회동시키도록 동력을 제공하는 실린더(44)로 이루어짐을 특징으로 하는 턴디쉬의
이물질 배출 방지용 스토퍼 장치.
청구항 5
제4항에 있어서,
상기 스토퍼봉(10)은 축 방향의 회전에 의해 상하로 이동하도록 상기 회동하우징(32A)(32B)에 연결 설치되며,
상기 스토퍼홀더부(30)는 상기 스토퍼봉(10)을 회전시키도록 연결된 구동모터(34)를 더 가짐을 특징으로 하는
턴디쉬의 이물질 배출 방지용 스토퍼 장치.
명 세 서
발명의 상세한 설명
발명의 목적
발명이 속하는 기술 및 그 분야의 종래기술
본 발명은 턴디쉬의 이물질 배출 방지용 스토퍼 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단한 구조를 가지면<16>
서 또한 교환 등 보수 작업이 신속하고 용이하게 이루어질 수 있는 턴디쉬의 이물질 배출 방지용 스토퍼 장치에
관한 것이다.
일반적으로 연주설비 등에서 사용되는 턴디쉬는 용강을 바닥의 노즐을 통해 주형으로 배출시키는 역할을 수행한<17>
다.
이러한 턴디쉬의 구성을 도1 및 도2를 참조하여 설명한다.<18>
도1은 종래의 스토퍼봉이 구비된 턴디쉬 설비를 나타낸 개략 구성도이며, 도2는 종래의 스토퍼봉과 턴디쉬 노즐<19>
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등록특허 10-0832998
을 상세하게 나타낸 일부 절개 단면도이다.
도시된 것처럼, 턴디쉬(1)의 바닥에 설치된 노즐(2)의 상부에는 스토퍼봉(3)이 배치되며, 이 스토퍼봉(3)은 상<20>
하승강장치(4)에 의해 상하로 이동할 수 있도록 구성된다.
그리고, 상기 스토퍼봉(3)은 적정한 외경, 적어도 노즐(2)의 직경보다 큰 크기의 외경을 갖도록 내화물로 형성<21>
되며, 그 스토퍼봉(3)의 하단은 반구 모양을 갖도록 형성된다.
따라서, 상하승강장치(4)의 작동에 의해 스토퍼봉(3)을 상하로 이동시킴에 의해 필요시에 노즐(2)을 개폐시킬<22>
수 있으며, 또한 동일한 강종을 연속하여 주조하는 경우에는, 스토퍼봉(3)을 일정한 높이까지 올림으로써 노즐
의 개방된 상태가 유지되어 용강의 유입을 제어한다.
상기한 스토퍼봉(3)은 용강이 턴디쉬로 주입되는 동안, 그 스토퍼봉(3)의 하단 부위가 용강에 접촉된 상태를 유<23>
지함으로써 고온의 용강에 의해 스토퍼봉(3)의 하단 부위가 마모 및 손상된다.
이렇게 마모 및 손상된 스토퍼봉(3)을 하강시켜 노즐(2)을 폐쇄시키고자 하는 경우, 스토퍼봉(3)의 하단이 노즐<24>
(2)의 상단을 완전히 폐쇄시키지 못하고 용강이 새어나가는 문제점이 발생한다.
따라서, 종래의 스토퍼봉(3)은 2회 내지 3회의 주조 작업이 이루어진 후 새로운 것으로 교환되어야 한다.<25>
그러나, 종래의 스토퍼봉(3)은 대략 15㎏ 정도의 중량물이면서 고가의 제품이기 때문에 교환주기가 짧은 경우<26>
경제적인 측면에서 바람직하지 못하며, 특히 종래의 스토퍼봉(3)은 연속주조작업이 이루어지는 동안 용강에 침
지된 상태로 유지하고 있으므로 스토퍼봉(3)에 작용하는 부력에 대응하는 힘을 하부로 가해야 할 필요가 있다.
따라서, 스토퍼봉(3)의 상하 승강을 위한 목적과 스토퍼봉(3)의 부상 방지를 위하여 대용량의 실린더가 필요함
으로써 장치가 대형화된다는 결점이 있다.
게다가, 종래의 장치는 스토퍼봉(3)과 상하승강장치(4)의 연결 부위가 고온에 의해 변형되는 경우가 자주 발생<27>
하며, 이는 설비의 유지보수의 측면에서 바람직하지 못하다.
즉, 종래 방식의 장치는 턴디쉬 노즐의 개폐가 제대로 이루어지지 않아, 주조작업 말기에 잔류하는 슬래그 등<28>
의 이물질이 주형으로 배출되며, 주편의 품질에 악영향을 미치는 것으로 바람직하지 않다. 특히, 이물질이 고체
화되어 주형의 벽에 부착되거나, 주편 터짐을 발생시키는 등 연주설비의 안정적인 운용을 방해하는 치명적인 문
제점을 갖는 것이었다.
발명이 이루고자 하는 기술적 과제
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 간단한 구조에 의해 노즐의 개폐가 정확하<29>
게 이루어지고 게다가 주조말기에 이물질의 배출을 효과적으로 차단할 수 있는 턴디쉬의 이물질 배출 방지용 스
토퍼 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
발명의 구성 및 작용
상기한 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은, 턴디쉬의 바닥에 형성된 노즐을 개폐시키도록<30>
구성되는 스토퍼 장치로서, 중공 원통 형상을 가지며 하단으로부터 일정 높이에 용강이 통과하는 구멍이 형성되
고 하단부는 상기 노즐의 상부에 끼워지도록 하부로 갈수록 그 외경이 감소하는 모양을 갖도록 형성된 중공스토
퍼로 이루어진 스토퍼부를 포함하여 구성된 턴디쉬의 이물질 배출 방지용 스토퍼 장치를 특징으로 한다.
이때, 상기 중공스토퍼의 하단부는 다른 부위보다 두께가 얇게 형성된 것이 바람직하다.<31>
또한, 상기 스토퍼부는, 상기 중공스토퍼의 상단에 하단이 분해 가능하게 결합된 스토퍼봉을 더 가지며, 상기<32>
스토퍼봉의 상단부는 스토퍼홀더부에 분해 가능하게 장착된 것이 바람직하다.
아울러, 상기 스토퍼홀더부는, 회전힌지핀을 중심으로 회동 가능하게 장착된 한 쌍의 회동하우징과, 상기 회동<33>
하우징의 대향 부위에 각각 고정되며 반원 단면을 갖도록 형성된 축하우징과, 상기 회동하우징을 각각 회동시키
도록 동력을 제공하는 실린더로 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 상기 스토퍼봉은 축 방향의 회전에 의해 상하로 이동하도록 상기 회동하우징에 연결 설치되며, 상기 스토<34>
퍼홀더부는 상기 스토퍼봉을 회전시키도록 연결된 구동모터를 더 가지는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.<35>
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등록특허 10-0832998
도3은 본 발명의 스토퍼 장치가 설치된 턴디쉬 설비를 나타낸 개략 구성도이며, 도4는 본 발명의 스토퍼부를 이<36>
루는 스토퍼봉를 상세하게 나타낸 도면이며, 도5는 발명의 스토퍼부를 이루는 중공스토퍼를 상세하게 나타낸 단
면도이다.
도면을 참조하면, 턴디쉬(1)의 노즐(2)을 개폐시키도록 설치되는 본 발명의 장치는 상하로 승강 가능하게 장착<37>
되는 스토퍼부를 가지며, 이 스토퍼부는 상하로 긴 길이를 갖도록 형성되는 스토퍼봉(10)과, 상기 스토퍼봉(1
0)의 하부에 분해 가능하게 장착되며 상하로 긴 길이를 갖도록 형성되는 중공스토퍼(20)로 이루어진다.
상기 스토퍼봉(10)과 중공스토퍼(20)의 결합 구성으로 제시될 수 있는 바람직한 형태로서, 상기 스토퍼봉(10)의<38>
하단 외측에 수나사부가 형성되고, 상기 중공스토퍼(20)의 상단 내측에 암나사부가 형성된다.
상기 중공스토퍼(20)는 중공의 원통 모양을 갖도록 형성되며, 이 중공스토퍼(20)는 적정한 두께, 예컨대 3~4㎜<39>
의 두께를 갖는다.
그리고, 상기 중공스토퍼(20)의 하단 부위는 상기 노즐(2)의 상부에 끼워지는 크기를 가지며, 바람직하게는 이<40>
러한 중공스토퍼(20)의 하단 부위는 하부로 갈수록 그 외경이 점차 감소하는 모양을 갖는다. 또한, 상기 중공스
토퍼(20)의 하단 부위는 상부의 다른 부위보다 약간 작은 두께, 예컨대 2~3㎜의 두께를 갖는데, 이는 1520~1560
℃ 정도의 고열에 의해 적열 상태로 가열되어 노즐의 상부에 긴밀하게 밀착시키는 기능을 한다.
이러한 중공스토퍼(20)는 대체적으로 3㎏ 정도의 경량물로 형성될 수 있으며, 스토퍼봉(10)과 무게를 합하여도<41>
종래의 것에 비하여 가볍다.
그리고, 상기 중공스토퍼(20)는 그 하단 부위가 노즐(2)의 상부에 끼워졌을 때 노즐(2)에 비하여 일정 높이 더<42>
높게 형성된 구멍(22)을 가지며, 이러한 구멍(22)은 예컨대 주조말기에 슬래그 등의 이물질이 노즐(2)을 통해
배출되는 것은 방지하면서 용강은 노즐(2)을 통해 배출되게 허용하는 기능을 수행할 수 있다. 물론, 상기 구멍
(22)은 여러 개로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 용강의 흐름이 균일하게 이루어질 수 있도록 중공스토퍼
(20)의 원주 방향을 따라 일정 간격 떨어져 배치될 수 있다.
상기 스토퍼봉(10)의 상부는 스토퍼홀더부(30)에 의해 지지되며, 이러한 스토퍼홀더부(30)의 구성을 도6을 참조<43>
하여 설명한다.
상기 스토퍼홀더부(30)는 대략의 모양이 좌, 우 대칭이 되도록 형성된 한 쌍의 회동하우징(32A)(32B)을 가지며,<44>
상기 회동하우징(32A)(32B)은 아암(40)의 단부에 회전지지핀(42)을 매개로 회동 가능하게 장착된다.
그리고, 상기 아암(40)의 양측에는 각각 실린더(44)가 회전 가능하게 장착되며, 상기 실린더(44)의 로드 단부가<45>
상기 회동하우징(32A)(32B)에 각각 연결 설치된다. 따라서, 상기 실린더(44)의 구동에 의해 상기 회동하우징
(32A)(32B)이 회전지지핀(42)을 중심으로 서로 멀어지거나 서로 가까워지는 방향으로 회동될 수 있다.
또한, 상기 회동하우징(32A)(32B)의 사이에는 구동모터(34)가 설치되며, 이 구동모터(34)는 상기 회동하우징<46>
(32A)(32B)의 어느 일측에 고정되며, 상기 구동모터(34)의 회전축(35)에는 구동기어(36)가 장착된다. 바람직하
게는, 상기 구동모터(34)는 감속기를 매개로 회전축(35)에 회전력을 제공하도록 연결되며, 이러한 구조인 경우,
상기 회전축(35)은 상기 회동하우징에 회전 가능하게 장착된다.
그리고, 상기 구동모터(34)가 설치된 것과 대응하는 반대쪽 회동하우징에는 종동축(38)이 회전 가능하게 장착되<47>
며, 상기 종동축(38)에는 상기 구동기어(36)에 맞물려 결합될 수 있는 종동기어(39)가 장착된다.
이때, 상기 종동축(38)은 도4, 도6 및 도7에 도시된 것처럼, 일측 회동하우징(32B)에 고정 설치된 반원 단면의<48>
축하우징(51)와, 타측 회동하우징(32A)에 고정 설치된 반원 단면의 축하우징(52)이 결합되었을 때 형성하는 원
형 단면의 하우징결합체에 회전 가능하게 끼워지는 구성을 갖는다.
또한, 상기 종동축(38)의 하단부에는 연결축(54)을 매개로 상기 스토퍼봉(10)의 상단부가 결합된다.<49>
바람직하게는, 상기 종동축(38)은 그 회전시 상기 축하우징(51)(52)의 사이에서 상하로 이동 가능한 구조로 장<50>
착될 수 있으며, 이러한 구성은, 예컨대 종동축(38)의 외주면에 암나사부가 형성되고, 상기 축하우징(51)(52)의
내주면에 수나사부가 형성된 구조에 의해 구현될 수 있다.
그리고, 상기 아암(40)은 설비프레임에 고정 설치되거나, 상기 도1에 도시된 것처럼, 상하승강장치에 연결되어<51>
상하로 이동 가능하게 설치된다.
이하, 본 발명의 작용을 설명한다.<52>
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등록특허 10-0832998
스토퍼봉(10)과 중공스토퍼(20)로 구성된 스토퍼부는 구동모터(34)의 구동에 의한 상하 승강 또는 미도시된 상<53>
하승강장치의 구동에 의한 상하 승강에 의해 상하로 이동하여 턴디쉬(1)의 노즐(2)을 개폐하거나, 노즐(2)의 개
도를 조절할 수 있다.
특히, 중공스토퍼(20)의 하단이 노즐(2)의 상부에 끼워졌을 때, 주조말기의 이물질 배출 작용이 이루어지는데,<54>
이 경우, 중공스토퍼(20)의 하단은 용강의 고열에 의해 적열 상태로 변화되어 노즐(2)에 긴밀하게 접촉됨으로써
중공스토퍼(20)와 노즐(2) 사이에 틈이 형성되지 않게 한다. 따라서, 이물질이 중공스토퍼(20)와 노즐(2) 사이
를 통해 외부로 배출되지 않는다. 이때, 중공스토퍼(20)의 하단이 노즐(2)에 끼워진 경우, 용강은 중공스토퍼
(20)에 형성된 구멍(22)을 통해 노즐(2)로 배출된다.
그리고, 중공스토퍼(20)가 손상되거나 파손되었을 때, 그 중공스토퍼(20)를 스토퍼봉(10)으로부터 쉽게 제거하<55>
여 새로운 것으로 교환할 수 있다.
게다가, 스토퍼부 전체를 교환하고자 하는 경우에는 실린더(44)의 로드를 후진 작동시키며, 이렇게 실린더(44)<56>
의 로드를 후진 작동시키면 회동하우징(32A)(32B)이 회전지지핀(42)을 중심으로 하여 서로 멀어지는 방향으로
회동됨으로써 스토퍼부 전체가 폐기 처분되며, 새로운 스토퍼부는 그 스토퍼부의 상부에 연결된 종동축(38)을
어느 하나의 축하우징에 끼운 후, 실린더(44)의 로드를 전진 작동시키는 간단한 방법으로 장착될 수 있다.
발명의 효과
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 턴디쉬의 이물질 배출 방지용 스토퍼 장치에 의하면, 중공의 원통 모양을 가<57>
지면서 하단으로부터 일정 높이 떨어진 위치에 용강의 출입을 위한 구멍이 형성된 중공스토퍼를 이용함에 의해
이물질이 노즐을 통해 외부로 배출되는 것을 효과적으로 방지한다.
따라서, 이물질의 배출에 의한 주편 품질의 저하 및 주편 터짐 등의 설비 사고를 예방하는데 매우 효과적이다.<58>
게다가, 용강이 중공스토퍼의 구멍을 통해 노즐로 배출됨으로써 중공스토퍼에 부력이 발생하지 않는다.<59>
도면의 간단한 설명
도1은 종래의 스토퍼봉을 갖는 턴디쉬 설비를 나타낸 개략 구성도;<1>
도2는 종래의 스토퍼봉과 턴디쉬 노즐을 상세하게 나타낸 일부 절개 단면도;<2>
도3은 본 발명의 스토퍼 장치가 설치된 턴디쉬 설비를 나타낸 개략 구성도;<3>
도4는 본 발명의 스토퍼부를 이루는 스토퍼봉를 상세하게 나타낸 도면;<4>
도5는 발명의 스토퍼부를 이루는 중공스토퍼를 상세하게 나타낸 단면도;<5>
도6은 본 발명의 스토퍼홀더부를 상세하게 나타낸 사시도;<6>
도7은 도6의 주요부위를 상세하게 나타낸 사시도이다.<7>
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※<8>
1 : 턴디쉬 2 : 노즐<9>
10 : 스토퍼봉 20 : 중공스토퍼<10>
22 : 구멍 30 : 스토퍼홀더부<11>
32A, 32B : 회동하우징 34 : 구동모터<12>
36 : 구동기어 39 : 종동기어<13>
40 : 아암 42 : 회전지지핀<14>
44 : 실린더 51, 52 : 축하우징<15>
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등록특허 10-0832998
도면
도면1
도면2
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도면3
도면4
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도면5
도면6
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도면7
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