KR101796080B1 - 하부 블록 및 이를 구비하는 스카핑 노즐 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하부 블록 및 이를 구비하는 스카핑 노즐에 관한 것으로서, 스카핑 장치의 지지부에 연결되는 헤드 블록과, 상기 헤드 블록에 연결되어 주조물에 산소와 연료 가스를 분사하는 상부블록과, 상기 상부블록의 하부에 상기 상부블록과 이격되어 상기 상부블록과의 사이에 이격공간을 형성하고, 주조물에 연료 가스를 분사하는 하부블록을 포함하고, 상기 하부블록은 연료 가스가 분사되어 이동하는 상부면의 단부에 연료 가스의 이동방향에 대해서 교차하는 방향으로 하향 경사지는 곡면을 포함하는 단턱부가 형성되고, 주조물에 분사되는 화염의 직진성을 확보하여 주조물의 표면 결함을 효율적으로 제거할 수 있다.

Description

하부 블록 및 이를 구비하는 스카핑 노즐{Lower block and scarfing nozzle having the same}

본 발명은 하부 블록 및 이를 구비하는 스카핑 노즐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 주조물에 분사되는 화염의 직진성을 확보하여 주조물의 표면 결함을 효율적으로 제거할 수 있는 하부 블록 및 이를 구비하는 스카핑 노즐에 관한 것이다.

스카핑 장치는 강철 슬래브(elongate steel slab), 빌릿(billet) 및 바 스톡(bar stock) 등과 같은 주조물을 제조하는 과정에서 발생하는 기계적 결함이나 표면 결함을 제거하는데 사용될 수 있다. 스카핑 장치는 주조물의 상부, 저부 및 측면 중 적어도 어느 한 영역에 구비되어 주조물과의 사이에서 상대적으로 이동하면서 주조물에 형성된 표면 결함을 고압의 산소와 연료 가스를 이용하여 용융시켜 제거하는 표면 처리 장치이다.

스카핑 장치는 주조물에 산소 및 연료 가스를 수용 및 분산시키도록 구성되는 스카핑 노즐을 포함하며, 스카핑 노즐은 산소 및 연료 가스의 이동 경로가 형성되는 헤드 블록과, 헤드 블록에 연결되어 주조물에 산소 및 연료 가스를 분사하는 상부 블록과 하부 블록을 포함할 수 있다.

스카핑 처리 시 상부블록 및 하부예열은 서로 이격되어 그 사이에 산소를 분사하고, 이렇게 분사된 산소가 상부블록과 하부블록 사이의 이격공간을 통해 주조물에 분사되면서 열화학적 스카핑 처리가 일어난다. 그리고 하부 블록은 주조물의 표면 상에 산화 작용 반응을 유지시키고 흡기(aspiration), 즉 열화학적 스카핑 처리의 효과를 감소시키는 대기 공기가 산소와 혼합되는 것을 억제하기 위한 목적으로 산소 유동에 인접하여 연료 가스를 분사한다.

따라서 하부블록은 상부블록과 하부블록 사이로 분사되는 산소가 대기와 혼합되는 것을 최대한 차단하기 위하여 일정 경로, 예컨대 산소의 이동경로와 유사한 이동 경로를 갖도록 연료 가스를 분사하는 것이 좋다.

그러나 현재 스카핑 공정에 적용되고 있는 스카핑 노즐, 예컨대 하부블록은 연료 가스의 직진성이 다소 미흡하여 하부블록과 상부블록의 사이로 분사되는 산소를 대기와 완전히 차단시키기 어려운 문제점이 있다.

KR 10-0006321 B KR 10-0235405 B KR 10-0383868 B

본 발명은 스카핑 시 주조물에 분사되는 화염의 직진성을 향상시켜 스카핑 효율을 향상시킬 수 있는 하부블록 및 이를 구비하는 스카핑 노즐을 제공한다.

본 발명은 주조물의 품질을 향상시킬 수 있는 하부블록 및 이를 구비하는 스카핑 노즐을 제공한다.

본 발명의 실시 형태에 따른 하부블록은, 스카핑 노즐에 장착되는 하부 블록으로서, 내부에 가스가 이동하는 가스공급로가 형성되고, 일측에 상기 가스공급로와 연통되고 가스를 분사하는 가스분사구를 구비하는 몸체; 상기 몸체의 일측에 상기 몸체의 상부면보다 낮은 단차를 가지며 상기 몸체로부터 상기 가스의 분사 방향을 따라 연장되는 연장부;를 포함하고, 상기 연장부에는 상기 가스분사구와 대향하는 단부에 하향경사지는 곡면을 포함하는 단턱부가 형성될 수 있다.

상기 가스분사구는 직경이 1 내지 3㎜인 원형으로 형성될 수 있다.

상기 가스분사구는 상기 연장부의 상부면에 대하여 5 내지 10° 상향 경사지게 형성될 수 있다.

상기 연장부의 단부에서 상기 연장부의 상부면을 상기 가스의 분사방향으로 연장한 가상의 제1면과, 상기 연장부의 상부면 가장자리에서 하방으로 형성되는 전면을 상방으로 연장한 가상의 제2면을 교차시켜 모서리를 형성하고, 상기 모서리를 기준으로 상기 제1면과 상기 제2면의 사이에는 상기 제1면과 상기 제2면, 또는 상기 상부면과 상기 전면에 접하는 가상의 정원(X)이 형성되고, 상기 곡면은 상기 정원(X)과 동일한 곡률을 가질 수 있다.

상기 정원(X)의 반경은 4㎜ 초과, 10㎜미만일 수 있다.

상기 연장부의 상부면에는 상기 가스분사구와 대응하는 영역에 상기 가스의 분사방향을 따라 연장되는 분사유도홈이 형성될 수 있다.

상기 분사유도홈은 상기 연장부의 상부면에 대하여 1 내지 3㎜ 깊이로 함몰 형성될 수 있다.

상기 몸체에는 인접한 하부 블록의 몸체와 끼움 체결하기 위한 돌출부와 대응홈 중 적어도 어느 하나가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따른 스카핑 노즐은, 스카핑 장치의 지지부에 연결되는 헤드 블록과, 상기 헤드 블록에 연결되어 주조물에 산소와 연료 가스를 분사하는 상부블록과, 상기 상부블록의 하부에 상기 상부블록과 이격되어 상기 상부블록과의 사이에 이격공간을 형성하고, 주조물에 연료 가스를 분사하는 하부블록을 포함하고, 상기 하부블록은 연료 가스가 분사되어 이동하는 상부면의 단부에 연료 가스의 이동방향에 대해서 교차하는 방향으로 하향 경사지는 곡면을 포함하는 단턱부가 형성될 수 있다.

상기 단턱부의 상부면에는 상기 연료 가스의 이동방향을 따라 연장되는 분사유도홈이 형성될 수 있다.

상기 하부블록에는 인접하는 하부블록과 결합하기 위한 돌출부 및 대응홈 중 적어도 어느 하나가 형성될 수 있다.

상기 하부블록의 하부에는 슈블록이 구비되고, 상기 하부블록과 상기 슈블록이 연결되는 적어도 일부 영역에는 단턱 및 단턱대응부가 형성될 수 있다.

본 발명의 실시 형태에 따르면, 스카핑 노즐의 하부블록은 곡면을 포함하는 단턱부를 구비하여 가스 분사구에서 분사된 가스의 분사 속도를 향상시키고 직진성을 확보할 수 있다. 따라서 화염의 온도 및 직진성을 확보할 수 있음과 동시에 그에 따른 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 이에 따라 슬래브의 표면에 발생한 기포결함이나 불순물을 적은 양의 산소와 가스를 이용한 화염을 통하여 완벽하게 제거가능하고, 양질의 슬래브를 생산할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스카핑 노즐을 보여주는 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 선A-A에 따른 스카핑 노즐의 단면도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 하부 블록의 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 선B-B에 따른 하부 블록의 단면도.
도 5는 도 3에 도시된 하부 블록의 정면도.
도 6은 본 발명의 변형 예에 따른 하부 블록의 정면도.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 하부 블록의 내부구조를 개략적으로 보여주는 도면.
도 8 내지 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 스카핑 노즐을 이용한 실험 결과르 보여주는 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시 예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 스카핑 노즐을 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 선A-A에 따른 스카핑 노즐의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 하부 블록의 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 선B-B에 따른 하부 블록의 단면도이고, 도 5는 도 3에 도시된 하부 블록의 정면도이고, 도 6은 본 발명의 변형 예에 따른 하부 블록의 정면도이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 하부 블록의 내부구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.

본 발명의 실시 예에 따른 스카핑 노즐은 스카핑 장치에 체결되어 산소와 연료 가스를 이용하여 화염을 발생시키고, 화염을 이용하여 주조물, 예컨대 슬래브의 표면에 발생한 기포결함이나 불순물 등의 표면 결함을 제거할 수 있다. 스카핑 노즐은 단독으로 구비되어 슬래브의 일정 영역을 스카핑 처리할 수도 있고, 복수의 스카핑 노즐을 일방향, 예컨대 슬래브의 폭방향을 따라 연속적으로 구비하여 슬래브의 이동 경로를 따라 이송되는 슬래브의 표면 전체에 걸쳐 스카핑 처리할 수도 있다. 이때, 스카핑 장치는 본 발명에 의한 스카핑 노즐 이외에도 산소 및 연료 가스를 공급할 수 있는 산소공급장치 및 가스공급장치를 포함할 수 있고, 스카핑 노즐을 냉각시키기 위한 냉각수를 공급하는 냉각수공급장치 및 공급된 냉각수를 회수하는 냉각수회수장치를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 산소공급장치, 가스공급장치, 냉각수공급장치 및 냉각수회수장치는 공지의 기술로서 상세한 설명은 생략한다.

도 1을 참조하면, 스카핑 노즐은 스카핑 장치의 지지부(미도시)에 연결되고, 산소 및 연료 가스의 이동 경로가 형성되는 헤드 블록(10)과, 헤드 블록(10)에 연결되어 주조물에 산소 및 연료 가스를 분사하는 상부 블록(30)과 하부 블록(40), 그리고 하부 블록(40)의 저부에 구비되는 슈블록(60)을 포함할 수 있다. 스카핑 노즐은 복수개가 스카핑 처리되는 슬래브의 일정 부분의 외측에 연속적으로 정렬되어 구비될 수 있고, 스카핑 노즐에 대하여 슬래브의 길이방향으로 이동하는 슬래브 표면 전체를 스카핑 처리할 수 있다.

스카핑 노즐은 헤드 블록(10), 상부 블록(30) 및 하부 블록(40) 및 슈블록(60) 중 적어도 2개 이상이 상호 조립되어 일체형으로 형성될 수 있고, 각각의 블록은 그 기능의 향상 및 구조적 변화를 위하여 분리 가능하도록 구성될 수 있다. 그러나 스카핑 노즐은 산소 및 연료 가스를 슬래브 표면 방향으로 분사하여 화염을 생성시켜 슬래브 표면을 스카핑 처리할 수 있으면, 이에 한정되지 않고 다양한 형태로 구성될 수 있다.

또한, 헤드블록(10), 상부블록(30) 또는 하부블록(40) 간의 체결관계가 성립되는 일정 부분에는 또 다른 구성물(일실시 예로 헤드블록(10)과 상부블록(30)의 사이에 상부베이스(20)가 더 포함되어, 헤드블록(10), 상부블록(30) 또는 하부 블록(40)의 기능 향상 및 구조적 변화를 꾀할 수 있다. 이때, 상부블록(30)과 상부베이스(20)은 서로 분리되도록 구성될 수 있으나, 이하에서는 상부블록(30)과 상부베이스(20)가 일체형으로 형성된 예에 대해서 설명하며, 상부블록(30)과 상부베이스(20)가 결합된 조립체를 상부블록(30)이라 한다.

도 2를 참조하면, 스카핑 노즐은 산소 및 연료 가스를 공급받아 슬래브에 분사할 수 있도록 내부에는 산소 및 연료 가스를 공급하기 위한 산소공급로 및 가스공급로가 형성되고, 스카핑 노즐을 냉각시키기 위한 냉각수를 공급 및 회수하기 위한 냉각수공급로와 냉각수회수로가 형성될 수 있다.

헤드블록(10)은 스카핑 노즐을 스카핑 장치에 체결시키는 구조체로서, 상부(또는 측부)가 스카핑 장치의 지지부에 체결될 수 있다. 이때, 지지부에는 스카핑 노즐에 산소, 연료 가스 및 냉각수를 공급 및 회수하기 위한 산소공급로, 가스공급로, 냉각수공급로 및 냉각수회수로가 형성되고, 이들 각각의 공급로는 산소공급장치, 가스공급장치, 냉각수공급장치 및 냉각수회수장치와 연결되어 산소, 연료 가스를 공급하고, 냉각수를 공급 및 회수, 예컨대 순환시킬 수 있다.

헤드블록(10)의 내부에는 지지부에 형성되는 복수의 배관과 연통되는 복수의 유로가 형성될 수 있다. 헤드 블록(10)에는 지지부의 산소공급로와 연통되고 산소를 이동시키는 적어도 하나의 제1산소공급로(11a)와, 지지부의 가스공급로와 연통되고 연료 가스를 이동시키는 적어도 하나의 제1가스공급로(11b)와, 지지부의 냉각수공급로와 연통되고 냉각수를 이동시키는 적어도 하나의 제1냉각수공급로(11c)를 포함할 수 있다. 이때, 지지부의 산소공급로와 제1산소공급로(11a)를 상호 연결시키는 연결부, 지지부의 가스공급로와 제1가스공급로(11b)를 상호 연결시키는 연결부 및 지지부의 냉각수공급로와 제1냉각수공급로(11c)를 상호 연결시키는 연결부는 각각 기밀성을 가지도록 구성되어야 함은 자명할 것이다.

제1산소공급로(11a), 제1가스공급로(11b) 및 제1냉각수공급로(11c)의 일측, 예컨대 유입구는 헤드블록(10)의 상부, 측부 및 후방 중 어느 부분에 형성되어도 무방하며, 타측, 예컨대 배출구는 상부블록(30)(헤드블록(10)과 상부블록(30) 사이에 상부베이스(20)를 개재한 경우에는 상부베이스(20)와 연결되는 부분) 및 하부블록(40)이 연결되는 부분에 각각 형성될 수 있다. 또한, 제1산소공급로(11a), 제1가스공급로(11b) 및 제1냉각수공급로(11c)의 유입구는 헤드블록(10)의 상부, 측부 및 후방 중 적어도 어느 하나에 열과 행을 이루며 형성될 수 있다. 그리고 제1냉각수공급로(11c) 중 어느 하나는 지지부에서 냉각수를 공급하는 냉각수공급로에 연결되고, 제1냉각수공급로(11c) 중 어느 하나는 지지부에서 냉각수를 회수하는 냉각수회수로에 각각 연결될 수 있다.

한편, 적어도 하나, 즉 복수의 제1산소공급로(11a)는 고압산소와 저압산소를 공급할 수 있도록 구분될 수 있고, 제1산소공급로(11a)가 열을 형성하며 복수 개로 구성되는 경우에는 어느 하나의 제1산소공급로(11a)와 인접된 다른 제1산소공급로(11a)에는 고압산소와 저압산소가 순차적으로 주입되도록 구성될 수 있다.

또한, 제1산소공급로(11a)에 공급되는 산소의 압력과 제2산소분사구(12a)의 직경은 일반적으로 스카핑 노즐과 슬래브 간의 간격이 2 내지 4m 정도인 경우를 고려한 때의 값이다.

다시 말해서, 헤드블록(10)에 형성된 복수 개의 제1산소공급로(11a) 및 제1산소공급로(11a)를 순차적으로 통과하여 이격공간(50)의 제2산소분사구(12a)로 유동된 산소는 헤드블록(10)의 내부에 형성된 등압공간(13)에서 혼합된 후, 제2산소분사구(12a)를 통하여 분사될 수 있다. 이때, 등압공간(13)은 헤드블록(10)의 길이 방향으로 복수 개 형성된 제1산소공급로(11a)를 통하여 등압으로 공급되는 각각의 산소를 일괄하여, 이격공간(50)에 단일 개로 형성되는 제2산소분사구(12a)로 균일한 압력으로 공급할 수 있다. 또한, 제1산소공급로(11a)로 공급되는 산소의 압력 및 제2산소분사구(12a)의 크기는 제2산소분사구(12a)를 통하여 분사되는 산소의 압력을 결정하는 요소이므로, 제1산소공급로(11a)로 공급되는 산소의 압력과 이격공간(50)의 제2산소분사구(12a)의 크기는 후술하는 범위 내에서 결정되는 것이 바람직하다.

상부블록(30)은 헤드블록(10)의 하부 전방에 장착되어 산소와 연료 가스를 공급받아 전방, 예컨대 슬래브에 산소와 연료 가스를 분사할 수 있다. 상부블록(30)은 슬래브를 향해 산소와 연료 가스를 분사할 수 있도록 헤드블록(10)에 슬래브를 향해 기울어지도록 장착될 수 있다. 상부블록(30)은 헤드블록(10)을 통해 공급되는 산소와 연료 가스를 이용하여 화염을 발생시켜 슬래브에 분사할 수 있다.

이에 상부블록(30)의 내부에는 헤드블록(10)의 제1산소공급로(11a)를 통해 공급되는 산소를 이동시키는 제2산소공급로(31a)와, 헤드블록(10)의 제1가스공급로(11b)를 통해 공급되는 연료 가스를 이동시키는 제2가스공급로(31b) 및 헤드블록(10)의 제1냉각수공급로(11c)를 통해 공급되는 냉각수를 이동시키는 제2냉각수공급로(31c)가 형성될 수 있다. 이때, 제2산소공급로(31a)의 일측은 제1산소공급로(11a)와, 제2가스공급로(31b)의 일측은 제1가스공급로(11b)와, 제2냉각수공급로(31c)의 일측은 제1냉각수공급로(11c)와 각각 연결될 수 있다. 또한, 제2산소공급로(31a)의 타측에는 슬래브에 산소를 분사하기 위한 제1산소분사구(32a)가 형성될 수 있고, 제2가스공급로(31b)의 타측에는 슬래브에 연료 가스를 분사하기 위한 제1가스분사구(32b)가 형성될 수 있다. 이때, 제1산소분사구(32a)와, 제1가스분사구(32b)는 상부블록(30)의 일방향, 예컨대 길이방향 또는 폭방향을 따라 각각 열을 이루며 형성될 수 있다. 제1산소분사구(32a)와 제1가스분사구(32b)에는 분사되는 산소와 연료가스의 속도 및 직진성을 일정하게 확보시키기 위하여 노즐(분사팁)이 구비될 수 있다.

그리고 제2냉각수공급로(31c)는 상부블록(30) 내부에 상부블록(30)의 길이방향 및 폭방향을 따라 다양한 패턴을 이루며 형성될 수 있으며, 일측은 지지부의 냉각수공급로와 연통되는 제1냉각수공급로(11c)와 연결되고, 타측은 지지부의 냉각수회수로와 연통되는 제1냉각수공급로(11c)와 연결될 수 있다.

한편, 상부블록(30)과 헤드블록(10) 사이에 상부베이스(20)가 개재되는 경우, 상부베이스(20)의 내부에는 제1산소공급로(11a)와 제2산소공급로(31a), 제1산소공급로(11a)와 제2가스공급로(31b) 및 제1냉각수공급로(11c)와 제2냉각수공급로(31c)를 각각 연결하는 제3산소공급로(21a), 제3가스공급로(21b) 및 제3냉각수공급로(21c)가 형성될 수 있다.

하부블록(40)은 상부블록(30)의 하부에 상부블록(30)과 소정 거리 이격되도록 구비될 수 있다. 이때, 하부블록(40)의 상부면은 상부블록(30)의 하부면과 나란하게 구비되고, 하부블록(40)과 상부블록(30) 사이에 산소가 이동하는 이격공간(50)이 형성될 수 있다. 이격공간(50)의 일측에는 헤드블록(10)에 형성되는 제1산소공급로(11a) 중 적어도 하나와 연통되는 제2산소분사구(12a)가 형성되어, 제1산소공급로(11a)로부터 공급되는 산소가 제2산소분사구(12a)로 분사될 수 있다. 제2산소분사구(12a)를 통해 분사되는 산소는 이격공간(50)을 따라 이동하여 슬래브에 분사될 수 있다. 즉, 이격공간(50)은 상부블록(30)의 하부와 하부블록(40)의 상부 사이에 형성되는 공간으로서, 헤드블록(10)에 형성된 제1산소공급로(11a) 중 적어도 하나가 이격공간(50)의 일측에 구비되어 후술하는 하부블록(40)의 제2가스분사구(42b)에서 분사되는 가스와 혼합되며 연소될 수 있도록 하는 구성이다. 이격공간(50)의 길이, 즉 산소가 이동하는 경로는 상부블록(30)의 길이 또는(및) 하부블록(40)의 길이에 의하여 결정될 수 있고, 이격공간(50)의 폭은 상부블록(30)의 폭 또는(및) 하부블록(40)의 폭에 의하여 결정될 수 있으며, 이격공간(50)의 높이는 상부블록(30)과 하부블록(40) 사이에 형성된 제1산소공급로(11a)의 직경 및 제2산소분사구(12a)를 통하여 분사되는 산소의 압력에 따라 달라질 수 있다.

또한, 제2산소분사구(12a)는 복수 개로 구성되어 이격공간(50)의 길이 방향으로 복수 개가 연속 형성되도록 구성될 수도 있고, 이격공간(50)의 길이 방향으로 장축의 길이를 형성하고 이격공간(50)의 높이 방향으로 단축의 높이를 형성하는 하나의 구성, 예컨대 슬릿 형상으로 형성될 수도 있다. 이때, 제1산소공급로(11a)는12~18bar의 고압산소 또는 0.001~1bar의 저압산소 중 어느 하나 이상의 산소가 공급되도록 구성될 수 있고, 제2산소분사구(12a)의 장축의 길이는 250 내지 270mm이고, 단축의 높이는 4~11mm로 구성될 수 있으며, 제2산소분사구(12a)의 크기는 제1산소공급로(11a)에서 공급되는 산소의 유량이나, 몸체(40a)의 크기에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

한편, 하부블록(40)에는 일측이 제1가스공급로(11b)와 연결되는 제4가스공급로(41b)와, 제1냉각수공급로(11c)와 연결되는 제4냉각수공급로(41c)가 형성될 수 있다. 제4가스공급로(41b)의 타측에는 슬래브방향으로 연료가스를 분사하기 위한 제2가스분사구(42b)가 구비될 수 있다. 또한, 제4냉각수공급로(41c)는 일측이 냉각수공급장치와 연결되는 제1냉각수공급로(11c)와 연결되고, 타측은 냉각수회수장치와 연결되는 제1냉각수공급로(11c)와 연결되어, 하부블록(40) 내부에서 냉각수를 순환시킨 후 냉각수회수장치로 배출시킬 수 있다.

제2가스분사구(42b)에는 연료가스를 소정의 압력으로 분사할 수 있도록 노즐 또는 분사팁이 구비될 수 있다. 제2가스분사구(42b)는 제2산소분사구(12a)에서 분사되는 산소와 균일하게 혼합되도록 제2산소분사구(12a)에서 분사되는 산소측으로 가스를 분사할 수 있도록 상향 경사지도록 구비될 수 있다. 이때, 제2가스분사구(42b)는 하부블록(40)의 상부면, 후술하는 연장부(40b)의 상부면에 대하여 5~10°정도 상향 경사지게 구비될 수 있다. 이에 제2가스분사구(42b)에서 분사되는 가스가 제2산소분사구(12a)에서 분사되는 산소에 더욱 용이하게 실려 직진성을 확보하며 슬래브 방향으로 분사될 수 있다.

다시 말해서, 제2가스분사구(42b)가 연장부(40b)의 상부면(43a)에 대하여 5°미만의 경사각을 가지면 제2산소분사구(12a)에 대하여 지나치게 경사각이 작기 때문에, 제2가스분사구(42b)에서 너무 먼 부분에서 가스와 산소의 혼합이 이루어져 화염의 온도가 낮아지고, 경사각이 10°를 초과하면 제2산소분사구(12a)에 대하여 지나치게 경사각이 크기 때문에, 제2가스분사구(42b)에서 너무 가까운 부분에서 가스와 산소의 혼합이 이루어져 화염의 최고 온도 부분이 슬래브의 표면에 이르기 전에 형성되는 문제가 발생하므로, 하부블록(40)의 제2가스분사구(42b)의 형성 각도는 상기 범위 내에서 이루어지는 것이 바람직하다.

슈블록(60)은 헤드블록(10)과 하부블록(40)의 하부에 구비되어 스카핑 공정 시 하부블록(40)이나 상부블록(30)이 슬래브에 직접 접촉 또는 충돌하는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다. 또한, 하부블록(40)이나 상부블록(30)이 슬래브에 접촉 또는 충돌하는 경우, 하부블록(40)이나 상부블록(30)에 부여되는 충격을 완화할 수 있다. 슈블록(60)은 스카핑 노즐의 주요 구성 요소가 아니며, 필요에 따라 그 구성을 배제할 수도 있다.

슈블록(60) 내부에는 고온의 슬래브에 의해 과열되는 것을 방지하기 위하여 냉각수가 이동, 또는 순환하는 제5냉각수공급로(61c)가 형성될 수 있다. 제5냉각수공급로(61c)는 제1냉각수공급로(11c)와 연통되어 슈블록(60) 내부에 냉각수를 순환시키고 냉각수회수장치로 배출시킬 수 있도록 구성될 수 있다.

한편, 슈블록(60)의 후방에 헤드블록(10) 하부에 장착되고, 전방에 하부블록(40)이 장착되는 경우, 하부블록(40)의 전단 하부, 즉, 연장부(40b)의 하부에는 단턱(45)이 형성되고, 슈블록(60)의 전단 상부에는 단턱(45)과 대응되어 상접되는 단턱대응부(62)가 형성될 수 있다. 이는 스카핑 노즐을 이용하여 슬래브를 스카핑 처리하면, 슬래브의 표면에서 고온의 불순물이 스카핑 노즐 방향으로 튀어오르고, 상기 튀어오른 고온의 불순물은 하부블록(40)과 슈블록(60)의 상접부분에 형성될 수 있는 틈으로 인입되어 고착될 수 있으며, 고착된 불순물에 의하여 스카핑 노즐이 손상될 수 있기 때문이다. 이에 단턱(45)과 단턱대응부(62)는 하부블록(40)과 슈블록(60)의 상접부분에 형성된 틈이 굴절된 형태로 형성될 수 있도록 하여, 스카핑 노즐의 전방에서 하부블록(40)과 슈블록(60) 방향으로 튀어올라 틈의 안쪽으로 인입되는 것을 방지할 수 있다. 이때, 단턱(45)과 단턱대응부(62)는 상호 대응되며 틈의 이격간격을 최대한 좁히거나, 틈의 전방(하부블록(40)의 전단 하부 및 슈블록(60)의 전단 상부)에 굴절부분을 형성시켜, 튀어오른 불순물이 틈의 안쪽으로 인입되지 않도록 하는 형태이면 적어도 한 번 이상 절곡되는 단턱(45)과 단턱대응부(62)가 형성될 수도 있다.

이상에서는 스카핑 노즐의 전체적인 구성에 대해서 설명하였으며, 이하에서는 본 발명의 특징적인 구성인 하부블록(40)을 구체적으로 설명하기로 한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 하부블록(40)은 일측에 제2가스분사구(42b)가 형성되는 몸체(40a)와, 몸체(40a)의 일측에 몸체(40a)의 상부면보다 낮은 단차를 가지며 몸체(40a)로부터 가스의 분사방향을 따라 연장되는 연장부(40b)를 포함할 수 있다. 여기에서는 하부블록(40)이 몸체(40a)와, 연장부(40b)로 구분되는 것으로 설명하지만, 몸체(40a)와 연장부(40b)는 일체로 형성될 수 있다. 또한, 전술한 제4가스공급로(41b)와 제4냉각수공급로(41c)는 몸체(40a)와 연장부(40b)에 걸쳐 형성될 수 있음은 물론이다.

몸체(40a)는 상부면과, 상부면과 이격되어 나란하게 구비되는 하부면과, 서로 대향하며 상부면과 하부면의 가장자리를 상호 연결하는 측면, 그리고 가스를 분사하는 방향의 후방에서 상부면과 하부면의 가장자리를 상호 연결하는 후면, 전면에서 상부면과 하부면의 가장자리를 상호 연결하는 전면을 포함하는 박스형상으로 형성될 수 있다. 이때, 제2가스분사구(42b)는 몸체(40a)의 전면에 구비될 수 있다.

연장부(40b)는 몸체(40a)의 일측, 즉 제2가스분사구(42b)가 형성되는 전면에 가스의 분사방향을 따라 연장되도록 구비될 수 있다. 이때, 연장부(40b)는 몸체(40a)의 상부면보다 낮은 단차를 가지며 가스 분사방향으로 연장되는 상부면(43a)과, 상부면(43a)에서 가스분사방향에 대해서 교차하는 방향으로 구비되는 전면(43b) 및 몸체(40a)의 측면으로부터 연장되는 측부면(미도시)을 포함할 수 있으며, 연장부(40b)의 상부면(43a)은 제2가스분사구(42b)보다 낮은 위치에 형성될 수 있다.

이때, 연장부(40b)에는 연장부(40b)에서 제2가스분사구(42b)와 대향하는 단부, 즉 상부면(43a)과 전면(43b)의 연결부위 사이에는 가스의 분사방향에 대하여 하향경사지는 곡면을 포함하는 단턱부(43)가 형성될 수 있다.

도 4를 참조하면, 단턱부(43)는 연장부(40b)의 상부면(43a)과 전면(43b) 사이에서 일정한 곡률을 가지며 형성될 수 있다. 단턱부(43)는 연장부(40b)의 상부면(43a)을 가스의 분사방향으로 연장한 가상의 제1면(43c)과, 전면(43b)을 상방으로 연장한 가상의 제2면(43d)을 교차시켜 모서리를 형성하고, 모서리를 기준으로 제1면(43c)과 제2면(43d) 사이에 제1면(43c)과 제2면(43d) 또는 상부면(43a)과 전면(43b)에 외접하는 가상의 정원(circle, X)을 형성할 때 가상의 정원(X)과 동일한 곡률을 갖도록 형성될 수 있다.

즉, 단턱부(43)는 모서리를 기준으로 상부면(43a)과 전면(43b)에서 동일한 거리에 위치하는 두 점을 상부면(43a)과 전면(43b)과 나란한 방향으로 연장한 두 선이 만나는 점을 중심으로 하는 정원(X)의 원호와 동일한 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 단턱부(43)는 정원(X)의 1/4에 해당하는 원호와 동일한 굴곡을 갖도록 형성될 수 있고, 상부면(43a)에 접하는 시작점(a)과 전면(43b)에 접하는 종결점(b)는 모서리로부터 동일한 거리에 위치할 수 있다. 정원(X)의 반경은 제1산소공급로(11a)에서 공급되는 가스의 압력과, 제2가스분사구(42b)의 직경에 따라 변경 가능하며, 예컨대 제1가스공급로(11b)에 공급되는 가스의 압력이 4~6bar이고, 제2가스분사구(42b)의 직경이 2~3㎜인 경우에, 4㎜ 초과, 10㎜ 미만으로 형성되는 것이 좋다. 바람직하게는 4.5 이상, 10㎜ 미만, 보다 바람직하게는 4.5 내지 5.5㎜ 범위를 갖도록 형성하여 화염의 온도 및 직진성을 보다 우수하게 확보할 수 있다. 이에 대한 근거는 후술하는 실험 예 결과를 설명하는 부분에서 다시 하겠다.

연장부(40b)의 상부면(43a)은 제2가스분사구(42b)를 통해 분사되는 가스의 이동 경로로 사용될 수 있으며, 가스의 분사방향과 평행하게 형성될 수 있다. 또는 도시되어 있지는 않지만 연장부(40b)의 상부면(43a) 일부는 단턱부(43)와 서로 다른 곡률을 갖는 곡면을 포함할 수도 있다. 이때, 연장부(40b)의 상부면에는 도 5에 도시된 바와 같이 제2가스분사구(42b)에서 분사되는 가스의 분사방향을 따라 연장되는 분사유도홈(44)이 형성될 수 있다. 분사유도홈(44)은 하부블록(40)의 제2가스분사구(42b)에서 분사되는 가스의 직진성을 더욱 향상시키기 위한 구성으로서, 제2가스분사구(42b)에서 분사되는 가스 중 일부를 연장부(40b)의 상부면(43a)에 형성되는 분사유도홈(44)을 따라 이동시킴으로써 가스의 확산을 억제하여 슬래브까지 직진성을 최대한 유지할 수 있도록 한다.

또한, 제1가스공급로(11b)에 4~6bar의 압력을 가지는 가스가 공급되고, 제2가스분사구(42b)의 직경이 1 내지 3㎜ 정도인 원형으로 구성되며, 연장부(40b)의 상부면(43a)에 분사유도홈(44)이 형성되는 경우, 분사유도홈(44)은 연장부(40b)의 상부면(43a)에 대하여 1 내지 3㎜ 정도의 깊이를 가지도록 구성되는 것이 좋다. 즉, 분사유도홈(44)은 전술한 바와 같이 제2가스분사구(42b)에서 분사되는 가스의 직진성을 더욱 향상시키기 위한 구성으로서, 제2가스분사구(42b)의 직경 또는 제2가스분사구(42b)에서 분사되는 가스의 압력에 따라 다양한 깊이로 형성될 수 있으나, 상기에서 제시한 제1가스공급로(11b)를 통해 공급되는 가스의 압력과 제2가스분사구(42b)의 직경 범위에서 연장부(40b)의 상부면(43a)에 대하여 1 내지 3㎜의 깊이를 가지도록 구성될 수 있다. 이때, 분사유도홈(44)의 깊이가 1㎜ 미만이면 분사유도홈(44)의 깊이가 지나치게 얕아 분사유도홈(44)에 의한 가스의 직진성 향상 효과가 다소 미흡해질 수 있다. 또한, 분사유도홈(44)의 깊이가 3㎜를 초과하면 분사유도홈(44)의 깊이가 지나치게 깊어 분사유도홈(44) 형성시에 형성되는 분사유도홈(44)과 상부면(43a) 사이에 생긴 턱에 의하여 가스의 와류가 생길 수 있는 문제가 발생할 수 있으므로, 분사유도홈(44)은 상기 범위 내의 깊이를 가지도록 구성되는 것이 좋다. 분사유도홈(44)의 길이는 제2가스분사구(42b)의 형성부분에 대응하는 상부면(43a)의 일측 일정부분에만 형성될 수도 있고, 상부면(43a)과 전면(43b)의 연결부분인 굴곡된 부분(상부면(43a)의 타측 부분)까지 형성될 수도 있다.

이와 같은 구성을 통해 하부블록(40)은 제2가스분사구(42b)에서 분사되는 가스의직진성을 확보하여 이를 통해 발생하는 화염의 온도를 일정하게 유지할 수 있다. 즉, 하부블록(40)은 스카핑 장치에서 발생하는 복수의 화염 중, 상부블록(30)의 하부에서 발생하는 화염의 하부에 위치되는 화염을 발생시키는 구성으로서, 스카핑 노즐의 하부로 이송되는 슬래브의 이송방향에 대하여, 상부블록(30)에서 발생된 화염보다 먼저 슬래브에 가해지는 화염을 발생시키는 구성이다. 이때, 하부블록(40)에 의하여 발생되는 화염은 슬래브의 표면에 주되게 가해지는 화염이기 때문에, 화염의 온도 및 직진성이 매우 중요하다. 이에 본 발명은 하부블록(40)을 구성하는 연장부(40b)에 곡면을 가지는 단턱부(43)를 형성하고, 분사유도홈(44)을 형성함으로써 화염의 온도 및 직진성을 확보하여 슬래브의 표면 결함을 효율적으로 제거할 수 있다.

한편, 스카핑 노즐은 스카핑 장치에 복수 개가 상접되며 연속적으로 장착되는 구성을 할 수 있고, 복수 개의 스카핑 노즐 중 어느 하나의 스카핑 노즐과 인접된 다른 스카핑 노즐 간의 기밀성을 확보하여, 어느 하나의 스카핑 노즐과 다른 스카핑 노즐 사이에서 슬래브 방향으로 가스 또는 산소가 유출되는 것을 억제 혹은 방지할 수 있다. 특히, 어느 하나의 스카핑 노즐(다른 하나의 스카핑 노즐도 동일함.)의 제2산소분사구(12a)가 단일 개로 구성되고, 제2산소분사구(12a)가 이격공간(50)의 길이 방향으로 장축의 길이가 형성되고, 이격공간(50)의 높이 방향으로 단축의 높이가 형성되는 경우, 제2산소분사구(12a)에서 분사된 산소는 인접한 스카핑 노즐과의 사에 형성된 유격을 통하여 슬래브 방향으로 유출될 우려가 있고, 상기 유출된 산소에 의하여 스카핑 처리되는 슬래브의 표면이 불량하게 스카핑 처리될 수 있다.

이에 대하여, 본 발명에서는 스카핑 노즐을 구성하는 헤드블록(10), 상부베이스(20), 상부블록(30), 하부블록(40) 및 슈블록(60)에는 각각의 구성과 인접한 면, 예컨대 측면, 상부면, 하부면 중 적어도 어느 하나에 서로 맞물려져 체결될 수 있는 돌출부(47) 및 대응홈(46) 중 적어도 어느 하나가 형성될 수 있다. 도 6을 참조하면, 하부블록(40)의 양쪽 측면에는 인접한 하부블록(40)과 서로 대응 체결되도록, 즉 맞물려져 체결될 수 있도록 돌출부(47) 및 대응홈(46)이 각각 형성되어 있다.

이러한 구성을 통해 상호 인접된 스카핑 노즐 사이로 가스 및 산소가 유출되는 것을 방지할 수 있어 슬래브로의 분사율을 향상시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 스카핑 노즐에서 발생하는 화염의 온도 및 직진성을 실험한 결과에 대해서 설명한다. 이때, 실험은 본 발명의 주안점인 하부블록에 의하여 발생되는 화염의 온도 및 직진성을 주된 시험 대상으로 하였다.

도 8 내지 도 14는 본 발명의 실시 예에 따른 스카핑 노즐을 이용한 실험 결과를 보여주는 도면으로서, 하부블록의 단턱부 형상 및 단턱부의 굴곡 정도에 따른 화염의 형상과 온도 변화를 보여준다.

우선, 도 8 내지 도 11을 참조하여 하부블록의 단턱부 형상에 따른 화염의 형상 및 온도 변화를 살펴본다.

실험 예 1은 본 발명의 실시 예에 따라 연장부에 곡면을 갖는 단턱부가 형성된 하부블록이 적용되는 스카핑 노즐을 이용하여 화염의 형상 및 온도를 측정하였다. 이때, 단턱부는 연장부의 상부면과 전면 사이에 5.5㎜의 반경을 갖는 정원이 형성되는 경우, 이 정원의 원호 형상과 동일한 곡률을 갖는 곡면을 포함할 수 있다.

실험 예 2는 연장부에 직각 형상을 갖는 단턱부가 형성된 하부블록이 적용되는 스카핑 노즐을 이용하여 화염의 형상 및 온도를 측정하였다.

실험 예 3은 연장부에 상부로 돌출된 돌출턱을 갖는 단턱부가 형성된 하부블록이 적용되는 스카핑 노즐을 이용하여 화염의 형상 및 온도를 측정하였다. 이때, 돌출턱은 연장부의 상부면으로부터 2㎜ 높이로 형성될 수 있다.

실험 예 4는 연장부에 오목하게 함몰된 오목부를 갖는 단턱부가 형성된 하부블록이 적용되는 스카핑 노즐을 이용하여 화염의 형상 및 온도를 측정하였다. 이때, 오목홈은 연장부의 상부면으로부터 2㎜ 깊이를 갖도록 형성될 수 있다.

실험 예1 내지 4는 헤드블록(10)의 제1산소공급로(11a)에 가해지는 산소의 압력은 고압산소의 압력이 15.0bar, 저압산소의 압력은 0.5bar이며, 제1산소공급로(11a)에 가해지는 연료 가스(LNG)의 압력은 5.0bar이며, 제1냉각수공급로(11c)에 가해지는 냉각수의 압력은 3bar인 조건에서 수행되었다. 아울러 상기 조건에서 제2산소분사구(12a)의 크기는 장축의 길이는 260mm이고, 단축의 높이는 5mm이고, 제2가스분사구(42b)의 직경은 2.5mm이다.

도 8의 (a)를 참조하면, 실험 예1에서는 화염의 붉은 부분이 거의 직선을 이루며 직진하는 것을 알 수 있다. 이는 제2가스분사구(42b)에서 분사되는 가스가 확산되지 않고 직진성을 확보한 것을 나타낸다.

도 8의 (b)를 참조하면, 실험 예1에서는 화염 전체의 평균온도가 1763K, 최고온도는 2734K로 측정되었다. 또한, 제2가스분사구(42b)의 인접부분에서 연소 반응이 급격하게 일어나 온도가 매우 급격하게 상승하고 하류로 갈수록 온도가 지속적으로 감소하는 것으로 확인되었다. 이때, 화염의 최고 온도는 산소 및 가스가 분사되는 위치로부터 약 0.9m 정도에서 측정되었으며, 이후에는 화염의 온도가 점차적으로 감소하였다.

도 9의 (a)를 참조하면, 실험 예2에서는 화염의 붉은 부분이 실험 예1보다 넓은 영역에 걸쳐 형성되는 것을 알 수 있다. 이는 제2가스분사구(42b)에서 분사되는 가스가 확산되어 슬래브까지 직진성이 유지되지 않는 것을 의미한다.

도 9의 (b)를 참조하면, 실험 예2에서는 화염 전체의 평균온도가 1719K이고, 최고온도는 2699K로 측정되었다. 또한, 제2가스분사구(42b)의 인접부분에서 연소 반응이 급격하게 일어나 온도가 매우 급격하게 상승하고 하류로 갈수록 온도가 지속적으로 감소하는 것으로 확인되었다. 이때, 화염의 최고 온도는 산소 및 가스가 분사되는 위치로부터 약 0.8m 정도에서 측정되었으며, 이후에는 화염의 온도가 점차적으로 감소하였다. 이는 실험 예1에 비해 화염의 온도가 빨리 감소하여, 슬래브에 도달하는 화염의 온도가 실험 예1에 비해 낮은 것을 의미한다.

도 10의 (a)를 참조하면, 실험 예3에서는 가스가 돌출턱에 의해 확산되어 돌출턱 부근에서 화염의 온도가 가장 높게 측정된 것을 보여준다. 이는 가스가 돌출턱에 의해 확산되어 슬래브까지 직진성을 유지하지 못하는 것을 의미한다. 또한, 돌출턱에 의해 확산된 가스가 상부블록에서 발생하는 화염에 영향을 미쳐 상부블록에서 발생하는 화염의 형상이 변형되는 것을 보여주고 있다.

또한, 도 10의 (b)를 참조하면, 실험 예3에서는 화염 전체의 평균온도가 1066K이고, 최고온도는 2675K로 측정되었으나, 돌출턱 부근에서 상당한 와류가 발생하여 화염의 직진성이 확보되지 못해 슬래브에 고온의 화염이 도달하지 못함을 의미한다.

도 11의 (a)를 참조하면, 실험 예4에서는 화염의 직진성이 어느 정도 확보되는 것을 알 수 있다.

도 11의 (b)를 참조하면, 실험 예 4에서는 화염의 전체 평균온도가 1644K이고, 최고온도는 2678K로 측정되었다. 그러나 실험 예4에서는 화염의 최고 온도가 약 0.8m 정도의 위치에서 측정되고, 최고 온도 이후 화염의 온도가 급격하게 감소하는 것을 알 수 있다. 이는 실험 예4는 실험 예1에 비해 가스의 직진성을 오랫동안 유지하지 못하는 것을 의미한다.

결과적으로, 본 발명에 의한 스카핑 노즐, 즉 곡면을 갖는 단턱부가 형성되는 하부블록이 적용된 스카핑 노즐을 이용하여 슬래브를 스카핑하는 경우, 단턱부가 직각 형태로 형성되거나 돌출턱 또는 오목홈이 형성된 단턱부를 갖는 하부블록을 사용할 때보다 가스의 직진성을 오래동안 유지하여 화염의 온도를 일정하게 유지함으로써 슬래브의 표면 결함을 효과적으로 제거할 수 있음을 알 수 있다.

다음은 도 12 내지 도 14를 참조하여, 단턱부의 굴곡 정도에 따른 화염의 온도 및 직진성을 실험한 결과에 대해서 설명한다.

실험 예5에서는 단턱부에 반경이 4㎜인 경우 정원(X)의 원호와 동일한 곡률을 갖는 곡면을 형성하고, 실험 예6에서는 단턱부에 반경이 5.5㎜인 경우 정원(X)의 원호와 동일한 곡률을 갖는 곡면을 형성하고, 실험 예7에서는 단턱부에 반경이 10㎜인 경우 정원(X)의 원호와 동일한 곡률을 갖는 곡면을 형성하였다. 그리고 실험 예5 내지 7은 실험 예1과 동일한 조건으로 화염의 온도 및 직진성을 실험하였다.

실험 예5에서는 화염 전체의 평균온도가 1451K이고, 최고온도는 2691K로 측정되었다. 그러나 도 12에 도시된 바와 같이 제2가스분사구(42b)의 주변 화염에 와류가 일부 발생하여, 화염의 직진성 확보가 다소 미흡한 것으로 확인되었다.

실험 예6에서는 화염 전체의 평균온도가 1763K이고, 최고온도는 2734K로 측정되었다. 또한, 하부블록의 가스분사구(42b)의 인접부분에서 연소 반응이 급격하게 일어나 온도가 매우 급격하게 상승하고 하류로 갈수록 온도가 지속적으로 감소하는 것으로 확인되었다. 그리고 도 13에 도시된 바와 같이 화염의 형상이 거의 변형되지 않고 직진성이 확보되는 것을 확인할 수 있다.

실험 예7에서는 화염 전체의 평균온도가 1066K이고, 최고온도는 2675K로 측정되었다. 또한, 제2가스분사구(42b)에 인접한 부분에서 연소 반응이 급격하게 일어나 온도가 매우 급격하게 상승하고 하류로 갈수록 온도가 지속적으로 감소하는 것으로 확인되었다. 그리고 도 14에 도시된 바와 같이 화염의 형상이 거의 변형되지 않고 직진성이 확보되는 것을 확인할 수 있다. 다만, 화염의 평균온도가 실험예5 및 6에 비해 낮게 측정되었다.

상기한 바에 따르면, 본 발명에 의한 스카핑 노즐은 하부블록(40)에 형성되는 단턱부(43)는 연장부(40b)의 상부면(43a)과 전면(43b) 사이에 형성되는 정원의 반경이 4㎜ 초과, 10㎜ 미만, 바람직하게는 4.5㎜ 이상, 10㎜ 미만의 범위 갖도록 조절하여 곡면을 형성하여 화염의 온도 및 직진성을 확보할 수 있다. 보다 바람직하게는 단턱부(43)에 형성되는 곡면은 연장부(40b)의 상부면(43a)과 전면(43b) 사이에서 상부면(43a)과 전면(43b)에 외접하는 정원(X)의 반경을 4.5 내지 5.5㎜ 범위를 갖도록 형성하여 화염의 온도 및 직진성을 보다 우수하게 확보할 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

10 : 헤드블록 11a : 제1산소공급로
11b : 제1가스공급로 11c : 제1냉각수공급로
12a : 제1산소분사구 20 : 상부베이스
21a : 제3산소공급로 21b : 제3가스공급로
21c : 제3냉각수공급로 30 : 상부블록
31a : 제2산소공급로 31b : 제2가스공급로
31c : 제2냉각수공급로 32a : 제1산소분사구
32b : 제1가스분사구 40 : 하부블록
41b : 제4가스공급로 41c : 제4냉각수공급로
42b : 제2가스분사구 43 : 단턱부
43a : 상부면 43b : 전면
44 : 분사유도홈 45 : 단턱
50 : 이격공간 60 : 슈블록
61c : 제5냉각수공급로 62 : 단턱대응부

Claims (12)

1. 스카핑 노즐에 장착되는 하부 블록으로서,
   내부에 가스가 이동하는 가스공급로가 형성되고, 일측에 상기 가스공급로와 연통되고 가스를 분사하는 가스분사구를 구비하는 몸체;
   상기 몸체의 일측에 상기 몸체의 상부면보다 낮은 단차를 가지며 상기 몸체로부터 상기 가스의 분사 방향을 따라 연장되는 연장부;를 포함하고,
   상기 가스분사구는 상기 연장부의 상부면에 대하여 상향 경사지도록 형성되고,
   상기 연장부에는 상기 가스분사구와 대향하는 단부에 하향경사지는 곡면을 포함하는 단턱부가 형성되고,
   상기 연장부의 단부에서 상기 연장부의 상부면을 상기 가스의 분사방향으로 연장한 가상의 제1면과, 상기 연장부의 상부면 가장자리에서 하방으로 형성되는 전면을 상방으로 연장한 가상의 제2면을 교차시켜 모서리를 형성하고,
   상기 모서리를 기준으로 상기 제1면과 상기 제2면의 사이에는 상기 제1면과 상기 제2면, 또는 상기 연장부의 상부면과 상기 전면에 접하는 가상의 정원(X)이 형성되고,
   상기 곡면은 상기 정원(X)과 동일한 곡률을 갖도록 형성되어 상기 연장부의 상부면에 접하는 시작점과 상기 전면에 접하는 종결점이 상기 모서리로부터 동일한 거리에 위치하며,
   상기 연장부의 상부면에는 상기 가스의 분사방향을 따라 연장되는 분사유도홈이 형성되고, 상기 분사유도홈은 상기 상부면과 상기 전면이 연결되는 굴곡된 부분까지 형성되는 하부 블록.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 가스분사구는 직경이 1 내지 3㎜인 원형으로 형성되는 하부 블록.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 가스분사구는 상기 연장부의 상부면에 대하여 5 내지 10° 상향 경사지게 형성되는 하부 블록.
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 정원(X)의 반경은 4㎜ 초과, 10㎜미만인 하부 블록.
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서.
   상기 분사유도홈은 상기 연장부의 상부면에 대하여 1 내지 3㎜ 깊이로 함몰 형성되는 하부 블록.
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 몸체에는 인접한 하부 블록의 몸체와 끼움 체결하기 위한 돌출부와 대응홈 중 적어도 어느 하나가 형성되는 하부 블록.
9. 스카핑 장치의 지지부에 연결되는 헤드 블록과,
   상기 헤드 블록에 연결되어 주조물에 산소와 연료 가스를 분사하는 상부블록과,
   상기 상부블록의 하부에 상기 상부블록과 이격되어 상기 상부블록과의 사이에 이격공간을 형성하고, 주조물에 연료 가스를 분사하는 하부블록을 포함하고,
   상기 하부블록은 내부에 가스가 이동하는 가스공급로가 형성되고, 일측에 상기 가스공급로와 연통되고 가스를 분사하는 가스분사구를 구비하는 몸체;
   상기 몸체의 일측에 상기 몸체의 상부면보다 낮은 단차를 가지며 상기 몸체로부터 상기 가스의 분사 방향을 따라 연장되는 연장부;를 포함하고,
   상기 가스분사구는 상기 연장부의 상부면에 대하여 상향 경사지도록 형성되고,
   상기 연장부에는 상기 가스분사구와 대향하는 단부에 하향경사지는 곡면을 포함하는 단턱부가 형성되고,
   상기 연장부의 단부에서 상기 연장부의 상부면을 상기 가스의 분사방향으로 연장한 가상의 제1면과, 상기 연장부의 상부면 가장자리에서 하방으로 형성되는 전면을 상방으로 연장한 가상의 제2면을 교차시켜 모서리를 형성하고,
   상기 모서리를 기준으로 상기 제1면과 상기 제2면의 사이에는 상기 제1면과 상기 제2면, 또는 상기 연장부의 상부면과 상기 전면에 접하는 가상의 정원(X)이 형성되고,
   상기 곡면은 상기 정원(X)과 동일한 곡률을 갖도록 형성되어 상기 연장부의 상부면에 접하는 시작점과 상기 전면에 접하는 종결점이 상기 모서리로부터 동일한 거리에 위치하며,
   상기 연장부의 상부면에는 상기 가스의 분사방향을 따라 연장되는 분사유도홈이 형성되고, 상기 분사유도홈은 상기 상부면과 상기 전면이 연결되는 굴곡된 부분까지 형성되는 스카핑 노즐.
10. 삭제
11. 청구항 9에 있어서,
    상기 하부블록에는 인접하는 하부블록과 결합하기 위한 돌출부 및 대응홈 중 적어도 어느 하나가 형성되는 스카핑 노즐.
12. 청구항 9 또는 청구항 11에 있어서,
    상기 하부블록의 하부에는 슈블록이 구비되고,
    상기 하부블록과 상기 슈블록이 연결되는 적어도 일부 영역에는 단턱 및 단턱대응부가 형성되는 스카핑 노즐.

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