KR0185713B1 - 용광로 내로의 예열 공기 주입장치 및 그의 보올 및 소켓 조인트의 제조방법 - Google Patents

Abstract

용광로내로의 예열 공기 주입 장치는 내화성 라이닝을 구비한 복수의 관형 부재로 구성되며, 관형 부재는 보올 및 소켓 관절부(94,96) 및 팽창 조인트에 의해 서로 접속된다. 보올 및 소켓 관절부는 인접부재의 내화성 물질내에 형성된 볼록한 보올부를 갖는다. 이들 관절부는 볼록부 주위에서 보올부의 저부로 신장하는 내화성 강재로된 보호셀을 갖는다. 각 보올 및 소켓 관절부의 곡률 반경은 관형 부재의 직경의 절반정도의 범위이다.

Description

용광로내로의 예열공기 주입장치 및 그의 보올 및 소켓 조인트의 제조 방법

제1a도는 미국 특허 제3 766 868 호에 따른 종래의 송풍구 통의 수직 단면도.

제1b도는 제1a도에 따른 송풍구 통의 하부 조인트의 변형예.

제2도는 독일 특허 DE - C2 -2218331 호에 개시된 송풍구 통의 조인트의 상세도.

제3a 및 3b도는 본 발명에 따른 보올 및 소켓 조인트의 축방향 병렬 단면도.

제4도는 본 발명에 따른 조인트 접속부의 보올 부분용 내화성 강재 외벽의 제조방법에 대한 개략도.

제5a도는 본 발명에 따른 송풍구 통의 제1실시예의 직립부의 축 방향 단면도의 개략도.

제5b도는 제5a도에 따른 송풍구 통의 하부 조인트의 변형예의 개략도.

제6a, 6b 및 6c도는 제5a도에도시된 송풍구 통의 또 다른 부재의 내화성 라이닝의 또 다른 제조 공정의 개략도.

제7도는 본 발명에 따른 송풍구 통의 제2실시예에 대한 제5a도와의 유사도.

제8, 9a, 9b도는 제7도에 따른 송풍구 통의 하부 조인트 접속부의 또다른 변형예의 예시도.

제10a, 10b 및 12c도는 제7도에 도시된 송풍구 통의 또 다른 부재의 내화성 라이닝의 또 다른 제조공정의 개략도.

제11도는 본 발명에 따른 송풍구 통의 제3a실시예의 개략도.

제12a, 12b 및 12c도는 제11도에 도시된 송풍구 통의 내화성 라이닝의 또 다른 제조공정의 개략도.

제13a도는 본 발명에 따른 송풍구 통의 제4실시예의 개략도.

제13b, 13c 및 13d도는 제13a도에 도시된 송풍구 통의 내화성 라이닝의 또 다른 제조공정의 개략도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 송풍구 통 22 : 버슬관(bustle pipe)

24 : 로벽 26 : 중앙 관형 부재

28, 30 : 접속편 (connection piece)

32 : 엘보 34 : 노즐

38, 40 : 조인트 52 : 금속 외벽 (하우징)

54 : 라이닝 58 : 보올부

60 : 소켓 80 : 설부

90 : 중앙 개구부

본 발명은 용광로 내에 예열공기를 주입하는 장치에 관한 것으로서, 동장치는 별개로 된 복수의 관형 부재로 구성되며, 상기 관형 부재의 각각은 강재 외벽과 내부 내화성 라이닝으로 이루어지고, 상기 관형 부재는 1 이상의 중앙 관형 부재를 가지며, 상기 중앙 관형 부재의 일측부는 로 주위를 둘러싸는 예열공기 공급용 버슬관에 견고하게 부착된 상부 관형 접속편에 제1보올 및 소켓 관절부와 제1팽창 조인트에 의해 접속되고, 상기 중앙 관형 부재의 대향 측부는 로 벽에 고정된 송풍구상에 관절 이음된 노즐과 엘보 부재에 의해 신장된 하부 관형 접속편에 제2보올 및 소켓 관절부와 제2팽창 조인트에 의해 접속되며, 또한 동 장치내의 보올 및 소켓 관절부는 상기 관형 부재의 일방의 단부에 의해 형성되어 인접 관형 부재의 단부에 의해 형성된 오목한 소켓내에서 선회 운동하는 볼록한 보올부와 그들 사이에 삽입되는 연성의 내화성 시일부를 갖는다.

송풍구 통 (tuyere - stock) 이라는 이름하에 좀 더 일반적으로 공지된 이들 장치는 운동성 및 시일성의 문제를 갖고 있다. 사실, 예열공기가 고온(약 1200℃ 이상) 이고 로 내부가 고온인 결과, 로벽과 버슬관 및 송풍구 통은 열팽창하게 되며 버슬관과 로벽간에 심각한 상대적 변위를 야기하는 변형을 받게 된다. 따라서, 송풍구 통은 이들 상대적 변위를 보상할 수 있는 동시에 가스 또는 예열공기의 누출을 방지할 수 있어야 한다.

이러한 요건을 충족시키기 위해, 미국 특허 제3,766,868 호는 서두부에 기재된 형식의 송풍구 통을 제공하고 있다. 이 송풍구 통은 그 이후 독일 특허 명세서 DE -C2-2218331 호에 개시된 것과 같은 유니버셜 보올 및 소켓 조인트의 설계에 의해 개량되고 있다. 이 송풍구 통의 3개의 조인트에 의해 버슬관과 노벽간의 모든 상대 운동이 보상될 수 있다. 조인트 영역의 시일링은 벨로우 팽창 조인트에 의해 확보되는 반면, 기계적 안정성은 2개의 유니버셜 조인트 영역에서 중앙 관형 부재의 양단부에 조합된 카르단 접속기에 의해 확보된다.

가장 심한 응력을 받는 중요한 부위의 위치는 항상 조인트 부이다. 사실, 소켓에 대한 보올부의 운동은 연성 조인트의 소성 변형과 내화성 물질간의 마찰을 초래한다. 이에 추가하여 내화성 강재 가공의 어려움 때문에, 보올부의 케이싱을 형성하는 외벽을 보올부의 말단부까지 신장시키는 것이 가능하지 않다. 이것이 미세한 균열이 보올부의 말단부의 내화재에 흔히 형성되어, 불규칙직적인 회전과 선회운동을 야기하는 주된 원인이다.

신뢰할만한 송풍구 통의 품질기준에 추가하여, 제조비의 경쟁력과, 용이하고 신속한 해체 가능성과, 필요시 내화재의 용이한 교체 가능성 등도 관심사이다. 이들 기준은 통상적으로 서로 상반대는 경향이 있으며, 따라서 설계자와 제조자는 합리적인 타협점을 선택해야 한다.

본 발명의 목적은 조인트부의 내마모성이 좀 더 향상되고, 다수의 변형 예를, 합리적인 제조비를 가능케 하면서 사용자의 요건에 완전히 적합한, 서두부에 기재된 형식의 신규한 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 장치는 각각의 보올 및 소켓 조인트의 곡률 반경이, 상이한 접속부재의 직경의 절반정도이고, 보올 및 소켓 조인트의 볼록한 보올부는 보올부의 대향 저부까지 신장하는 내화성 강재로 된 보호외벽 또는 슬리이브를 갖는 것을 본질적인 특징으로 한다.

보올 및 소켓 조인트의 골률반경이 감소될 경우, 보올부를 소켓내에 용이하게 안내할 수 있는 한편, 조인트가 향상 동일 폭을 갖도록 허용함으로써 충격의 위험과 연성의 조인트의 마모를 저감시킬 수 있다.

조인트의 곡률반경이 감소되고, 그 위치에서 금속 외벽 또는 케이싱이 보올의 외벽을 형성하며 보올의 저부까지 신장하는 사실에 의거하여 선회운동 중 조인트 슬롯과 홈을 일정폭으로 유지할 수 있다.

본 발명은 또한 용광로내로 예열공기를 주입하는 장치의 보올 및 소켓 조인트의 블록한 보올부의 신규한 제조방법을 제공하는 것으로서, 동 방법은 먼저 내화성 강재의 보올외벽 또는 슬리이브를 만들고, 내측 경화성 라이닝을 형성하는 것으로 이루어진 방법에 있어서, 중앙 개구부와, 중앙 개구부와 관의 원통면 사이를 신장하는 블록한 구형면을 갖는 블록한 도옴의 형상을 갖도록 내화성 강재관의 단부를 변형시키고, 그렇게 형성된 외벽을 지지부상에 위치시키고, 상기 중앙 개구부의 직경 보다 약간 작은 직경을 갖는 원통부를 내부에 축방향으로 위치시키고, 상기 외벽을 모울드로서 사용하여 상기 외벽과 원통부 사이를 내화성 물질로 주조시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 송풍구 통의 제1실시예에 의하여, 보올부는 상부 접속부재와 중앙 관형 부재의 하단부에 의해 형성된다.

중앙 관형 부재의 보올부는 중앙 관형 부재와 일체로 될 수도 있고, 환형 조인트로 충진된 횡형 접속부에 의해 중앙 관형 부재와 분리될 수도 있다.

중앙 관형 부재의 외벽과 하부 접속관의 외벽은, 팽창 조인트를 통해서나 플랜지 또는 분리 가능한 용접부에 의해 서로 직접 접속될 수 있다.

하부 조인트의 소켓은, 내화성 강재로 되고 하부 접속편의 외벽내부에 동축상으로 배치된 원통상 외벽내에서 내화성 라이닝으로 형성될 수도 있다.

연성의 내화성 조인트는 부분적으로는 외벽에, 부분적으로는 소켓의 가장자리에 고정될 수도 있다. 또한 부분적으로는 원통상 외벽의 내측 시이트에, 부분적으로는 내화성 물질에 고정될 수 있다. 이와는 달리, 부분적으로는 내화성 물질에, 또한 부분적으로는 외벽의 상부 및 외벽 내부에 용접된 링에 의해 한정되는 시이트에 부착될 수도 있다.

제2실시예에 따라, 양 보올 및 소켓 조인트의 소켓은 중앙 관형 부재의 양 단부에 설치되는 반면, 볼록한 보올부는 상부 및 하부 접속된 내에 존재한다.

본 발명의 여타의 특징과 이점은 첨부도면을 참조로 하기로 기술된 여러 실시예로부터 당업자에 의해 이해될 것이다.

제1a도에 참고부호 (20)로 표시된 공지된 송풍구 통은 용광로 주위에 설치된 메인 버슬관 (22)을 용광로 벽 (24)에 접속시켜 준다. 이 송풍구통(20) 은 중앙 관형 부재 (26)로 구성된 직경사부로 이루어지며, 중앙 관형 부재(26) 는 그 상단부가 버슬관 (22)에 고착된 접속편 (28) 상에, 그 하단부가 엘부 (32)에 플랜지 이음된 접속편 (30) 상에 관절이음되어 있다. 이 엘보(32)는 노즐(34)에 의해 신장되며, 노즐단부는 로벽 (24) 내에 고착된 송풍 (36) 상에 관절이음되어 있다. 중앙 관형 부재 (26) 사이의 상부 조인트 (38) 와 하부 조인트 (40) 및, 양 접속편 (28, 30)은 유니버셜 조인트로서, 버스로간(22)과 로벽 (24)간의 상대 운동을 가능케 한다. 조인트 (38, 40) 부의 시일링은 관형 부재 (26)와 그의 인접 접속편(28, 30)에 각각 고착된 벨로우 팽창 조인트(44, 46)에 의해 행해진다. 기계적 안정성은 관형부재 (26)의 인접 접속편(28, 30) 에의 접속과 같이 카르단 조인트 (cardan joint : 40, 50)에 의해 보장된다. 송풍구 통의 이들 모든 부재는 내측 내화성 라이닝(54)이 구비된 금속 외벽 또는 하우징 (52)으로 구성되며, 이를 공급관 또는 도관 (56)이 관통하여 예열공기의 통로를 형성한다.

상기 양 조인트 (38, 40)의 각각은 보올로 지칭되는 블록부와 소켓으로 지칭되는 오목부로 구성된다. 상부 조인트 (38)에서 보올은 상부 접속편 (28)의 일부분으로, 중앙 관형 부재 (26)의 상단부에 의해 형성된 소켓내에 접속된다. 중앙 관형 부재 (26)의 하부는 조인트(40)의 보올부로 구성되며, 하부 접속편 (40)의 상부에 의해 형성된 소켓 내에 접속된다.

제1a도의 실시예에 있어서, 조인트(40)의 보올부는 중앙 관형 부재 (26) 와 일체로 되어 있어, 즉 내화성 라이니은 간섭없이 상단부로부터 보올부의 말단부로 신장한다. 중앙 관형 부재(26)를 이렇게 구성함으로써, 보올부가 중앙 관형 부재의 나머지 부분과 분리되어, 카르단 (50a)의 계지용으로 형성된 플랜지부에서 중앙 관형 부재에 접속되는 제1b도에 예시된 변형예에 비해, 제조를 용이하게 한다. 그러나, 제1b도상에 예시된 변형예는 관형 접속편 (30)과 조인트(40a)로 구성된 하부를, 중앙 관형 부재의 나머지 부분과 관형 접속편 (28)을 갖는 상부 조인트 (38)로 구성된 상부로부터 분리 해체 가능케 하는 이점이 있다. 송풍구 통이 버슬관 (22)으로부터 비접속되도록 하기 위해서는, 상부 조인트(38)를 제1b도에도시된 바와 같이 반드시 구성해야 하는 점에 주목한다.

제2도는 독일 특허 DE - C2 - 2218331 호에 개시된 조인트 접속부의 공지된실시예를 도시한 것이다. 동 실시예는 보올부 (58)와 접속편 (30) 의 소켓 사이의 조인트에 의해 도시된 바와 같이 조인트가 구형인 점에 제1a도에 도시된 실시예와는 본질적으로 상이하다. 동 실시예에서, 보올부(58)는 제1b도의 실시예와 같이 중앙 관형 부재(26)로부터 분리될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 제1a도에 따른 실시에 또한 여기에 적용될 수 있다

제1a도의 실시예와 비교할 때의 또 다른 상이점은 보올 및 소켓 조인트부의 연질의 타성 조인트 구성에 있다. 소켓(60)의 내화재에는 예컨대 세라믹 섬유로 된 제1시일링(62)이 조합되어 있어 소켓 (60)와 보올부의 말단부 사이의 통로를 밀폐한다. 또 다른 세라믹 섬유재의 연질 시일 (64)이 보올부 (58)의 금속외벽 (68)의 하단부와 팽창 조인트(44)의 원통형 접속 슬리이브 사이의 환형 공간부 사이에 설치되어 있다. 이 시일 (64)은 소켓(60)의 주연부와 이벽 (68)에 용접된 원주상 컬러부 (66) 사이에 삽입되어 있다.

이들 조인트 (62, 64)의 목적은 팽창 조인트 (44) 내로의 고온 공기의 침투를 방지 또는 저감시켜 고온으로부터의 팽창 조인트의 보호를 좀 더 양호하게 하는 것이다. 보올부 (58)가 접속편 (30)에 대해 축방향으로 이동될 경우, 외벽 (68)의 하단 단연부는 변형되거나 일측부가 시일 (64)을 파손시킬 수도 있는 반면, 대향측부상에서 컬러부 (66)는 시일 (64)을 축방향으로 가압하는 경향이 있다. 내화성 조인트의 탄성이 부족할 경우, 이러한 이동으로 인해 소성적인 변형이 야기되어 효율이 감소할 위험이 있다.

제2도에 따른 장치는 내화성 강재 외벽 (68)이 보올부 (58)의 원통부의 경계치까지만 신장하는 한, 또 다른 단점을 갖는다. 따라서, 보올부(58)의 내화성 말단부는 보올부의 말단부의 급격한 마모 및 파손의 근원지에서의 미세한 균열을 급격히 받게 된다. 또한, 보올부 (58)의 말단부의 내화성에 대한 지지가 보족할 경우, 외벽 (68)에 의해 지지되지 않는 블록한 말단부가 과도하게 테이퍼지는 것을 방지하기 위해서는 곡률반경(R) 이 비교적 클 필요가 있다. 이것의 근원지는 회전시 원통부와 보올부 (58)의 볼록부 사이의 에리한 단연부가 되어, 관절부의 각 운동중에 시일 (64)을 파손시킬 위험이 있다.

제3a 및 3b도는 각각 본 발명에 따른 관절부의 절반부를 나타내며, 전체 조인트 중의 좌측부는 중앙도관 일부분으로부터 분리된 보올부의 변형 예를 나타내고 우측부는 중앙도관 일부분이 보올부인 것을 보요주도록 서로 근접되어도시되어 있다.

제3a 및 3b도는 본 발명에 따른 관절부의 보올부 (70, 70a)가 블록부 주위의 보올부의 저부까지 신장하는 내화성 강재 외벽 (72, 72a) 에 의해 완전히 중첩되는 것을 나타낸다. 그러한 내화성 외벽 (72, 72a)을 블록부를 갖는 단일의 부품으로 제조하는 것은 후술할 기술적인 제조방법에 의해 가능해진다. 제2도에 예시된 기술 상태와 비교할 때, 본 발명의 보올부의 곡률반경은 송풍구 통의 접속도관부의 반경의 절반 정도로 낮으며, 그에 따라 운동성이 개선된다. 보올부 (70,70a) 와 관형 접속편(76)의 내화재 사이에는 예컨데 세라믹 섬유로 된 시일 (74)이 배치된다. 이 시일은 양 지지링(78, 80) 사이의 관형 접속편(76)의 외벽에 접착될 수 있다. 시일 (74)은 보올부의 말단부의 형상에 완전히 적합되며, 보올부의 볼록부의 주요부까지 신장한다. 송풍구 통이 축 방향 부적합치를 최대 7°까지 수용하도록 설계될 경우, 보올부 (72, 71)는 제3a및3b도 상에 도시된 중심위치로부터 양측으로 3.5° 변위될 수 있다 (각 α,β). 그러한 극단적인 선회운동중에, 시일 (74)은 보올부 (70, 70a) 에 의한 압축없이 항상 두꺼운 시일 패드 또는 완충부를 형성하게 되며, 이것은 상대적인 선회운동중에 슬롯 또는 그랩의 폭이 일정하게 유지되는 시실에 기인하다.

이하, 제4도를 참조로 본 발명에 따른 보올부의 내화성 강재 외벽의 제조방법에 대해 설명키로 한다. 내화성 강으로 된 원통형 관 (82)을 사용하여, 제3도에 도시된 실시예의 경우, 미소한 원주상 플랜지(84)를 형성한다. 플랜지 (84)의 대향 측부의 모든 둘레에 일정간격으로, 제조할 보올부의 볼록부의 길이에 상당하는 깊이의 절삭부를 모선을 따라 형성한다. 따라서, 이들 절삭부(86)는 동일한 설부 (88)를 형성한다. 이어서, 절삭부 (86)가 완전히 접할때까지 이들 설부 (88)를 관 (82)의 축선을 향해 접어, 서로 인접되는 설부 (88)의 전방 경사면 (92)에 의해 형성되는 중앙 개구부 (90)를 갖는 구형도옴(dome)을 형성한다. 구형저면을 갖는 모울드 내에서 설부(88) 의 주름 잡기를 수행할 수 있다. 이어서 절삭부의 전 길이에 걸쳐 상이한 설부 (88)를 서로 용접하여 외벽 (72)을 완성한다.

제5a도는 2 개의 동일한 보올 및 소켓 조인트(94, 96)를 갖는 송풍구 통의 경사부의 제1실시예를 예시한 것으로서, 각각의 보올 및 소켓 조인트는 제4도를 참조로 기술된 방법에 따라 제조된 내화성 강재로 된 외벽에 의해 형성된 보올부로 구성되어 있다. 제5a도 및 그 이후의 도면에는도면의 단순화를 위해, 조인트 (94, 96)에의 기계적 안정성을 얻기 위한 수단을 도시하지 않았다. 이들 수단은 특정 실시예에 존재하더라도, 유럽 특허 EP - A1- 0363576 호에 개시된 바와 같은 텐션 로드 (tension rods) 또는 카르단 조인트와 같이, 그 자체로서는 공지되어 있다.

제5b도는 하부 조인트 (96a)의 보올부가 중앙 관형도관부재 (98a) 로부터 분리되는 기 전술한 변형예를 나타낸다.

제5a 및 5b도의 양 실시예에 있어서, 중앙 부재(98)와 하부 관형 접속편(100) 사이의 접속은 보올부의 이벽의 상단부에서의 플랜지 (102)에 의해 수행된다. 중앙 부재 (98)는 또한 송풍구 통을 버슬관 (도시안됨)에 접속하는 상부 관절부 (94)의 팽창 조인트 상방에 상부 플랜지 (104)를 갖는다.

제5a도의 실시예에 있어서, 이들 플랜지 (102, 104)는 또한 3개의 부재 즉, 중앙부재 (98), 하부 접속편 (100) 및, 보올 및 소켓 조인트 (94) 의 보올부를 단순히 구성하는 상부 접속편을 별개로 제조하는데 필요하다. 이하, 제6a, 6b 및 6c도를 참조로 이들의 제조에 대하여 설명 및 예시키로 한다.

제6a도는 내화성의 보올부 (106)의 제조에 대하여 나타낸 것이다.

보올부의 제조를 위해, 제4도를 참조로 기술된 방법에 따라 제조된 외벽 (72)을 예컨대 목재로 된 지지부 (108) 상에 중앙 개구부 (90)가 가급적 하방을 향하도록 도치시킨다. 이어서, 예컨대 팽창된 합성 수지재로 된 원통부(110)를 외벽 (72)내로 도입하여, 예컨데, 지지부 (108)에 고착되고 원통부(110)의 축방향 관내로 관통하는 플러그 (112)에 의해 제 위치에 유지시킨다. 그 후, 남아있는 유일한 일은 외벽 (72)을 모울드로서 사용하여, 원통부(110)와 외벽 (72)에 의해 한정되는 환형 공간부 내에 내화성 물질 (114)을 주조시키는 것이다.

제6b도는 중앙도관 부재 (98) 의 제조에 대하여 나타낸 것이다. 중앙도관 부재의 제조을 위해, 중앙부재의 외벽(116)과 하부 보올부의 외벽 및, 상부 팽창 조인트에 의해 형성된 조립체를 플랜지(104)가 저부를 향하도록 지지부 (118)상에도치시키고, 상부 관절부(94)의 조인트의 위치를 한정하는 링(120)이 지지부 둘레의 개구부를 밀폐하도록 한다. 지지부 (118)의 상부 프로필은 관절부(94)의 소켓 형태에 보완적인 형태이다. 팽창된 합성물질로 된 원통부(122)를 지지부 상에 축방향으로 위치시키고, 플러그 (124)에 의해 제 위치에 유지시킨다. 그후, 원통부(122) 주의의 환형 공간부를 내화성 물질로 충진시키기만 하면 된다.

제6c도는 하부 접속편의 제조에 대하여 나타낸 것이다. 제6b도의 경우에서와 같이, 하부 관절부의 팽창 조인트를 포함한 관형 접속편의 외벽(126)을, 상부 플랜지가 저부를 향하도록, 기 사용된 지지부(118) 와 동일한 지지부 (128) 상에 도치시킨다. 이어서, 팽창된 합성물질로 제조되고, 그의 외측형상이 가공된 관형 접속편(100)의 내측 통로에 대응하는 소정의 형상부(130)를 지지부 (128)상에 축방향으로 위치시키고, 형상부(130) 주위의 공간부를 내화성 물질로 충전시킨다. 합성물질로 된 3 개의 형상부(110, 122 및 130) 는 송풍구 통의 작동시 자동적으로 소모되어 없어지기 때문에 송풍구 통의 조립시의 위치를 유지할 수 있는 점에 주목해야 할 것이다.

제7도는 중앙 관형 부재 (132), 하부 접속편 (134) 및 보올부 (136)를 갖는 송풍구 통의 제2실시예를 나타낸 것이다. 그러나, 제5도의 실시예와는 상이하게, 중앙부재(132)의 외벽은 하부 관절부의 팽창 조인트에 의해 관형 접속편(134)의 외벽에 접속된다. 따라서, 제5b도의 실시예의 플랜지(102)를 볼 수 없으며, 그에 따라 송풍구 통의 제조비의 저감이 가능하다. 한편, 관형 접편(134)과 중앙부재 (132)를 분리할 수 없으므로, 제6c도에도시된 제조공정은 더 이상 불가하고, 하부 조인트의 소켓을 주조하기 위해서는 여타의 기발한 방법이 채용되어져야 한다. 이를 위해, 도시된 실시예의 경우, 내화성 접속(134)을 단절부(138)로 표시된 2개의 연속조작으로 주조한다. 이에 따라 하부 조인트 특히 관형 접속편 (134)의 소켓의 설계 또한 영향을 받게 된다.

제8 및 9a도는 여러 실시예를 나타낸 것이다.

제8도는 중앙부재 (132)와 하부 접속된 (134) 사이의 보올 및 소켓의 상세를 나타낸 것이다. 보올부 (142)는 전술한 실시예의 하나와 동일하여 즉, 제4도에 따라 제조된 내화성 외벽을 구비한다. 한편, 접속편(134)의 내화성 라이닝의 상부에 의해 형성된 관절부(140)의 소켓 (144)은 변형된다. 사실, 제8도에 도시된 바와 같이, 소켓 (144)을 형성하는 내화성 라이닝은 내화성 강재로 되고, 관형 접속편 (134)의 금속 외벽 내부에 동축상으로 삽입된 원통형 외벽 (146) 내부에서 주조된다. 외벽 (146)은 2 개의 링(148, 150)에 의해 제위치에 유지될 수 있고, 외벽의 내측벽과 슬리이브(146)의 외벽에 각각 고정된다. 접속편 (134)의 외벽의 내측면에 접착되고 보올부 (142)와 소켓 (144) 사이의 저부로 신장하는 세라믹 섬유로 된 두꺼운 시일 (152)에 의해 단열성을 획득한다. 외벽 또는 하우징에 용접된 2개의 환형 지지부 (154, 156)로 하여금 시일의 지지를 확실히 하게 한다.

제9a도에 따른 변형예에 있어서도, 소켓 (144)이 내화성 강재로 제조되고 제8도의 실시예와 비교하여 외벽 (146)보다 길이가 더 긴 외벽 (158) 내측에 형성되어 있다. 외벽 (158) 중 내화성 라이닝을 초과하는 부분은 세라믹 섬유로 된 시일 (160)을 위한 하우징으로서 설계되어 있다.

제8도의 경우와 비교하여 제9a도의 실시예는 시일 (160)이 송풍구 통의 조립전에 제위치에 놓이며 소켓 (144)과 함께 삽입할 수 있는 이점이 있다.

한편, 제9a도의 경우와 비교하여 제8도의 실시예는 시일 (152)의 두께가 시일 (160)보다 두껍기 때문에 절연성이 좀 더 양호한 이점을 갖는다.

제9b도는 외벽 (162)이 또한 시일 (164)을 위한 하우징으로서 사용되나, 외벽의 내측면에 용접된 환형 컬러부(160)와 조합되는 점에서 제8도 및 9a도의 실시예 사이의 타협적인 방안을 나타낸 것이다. 따라서 시일 (164)은 제9a도의 경우에서와 같이, 송풍구 통의 조립전에 소켓상에 정위치될 수 있는 반면, 제9a도와는 달리 컬러부 (166)가 열적 연결부를 형성하여 시일 (164)로부터 외벽으로 열을 방출하는 역할을 한다.

이제, 제6a 내지 6c도를 참조하여 제5a도에서 기히 설명한 바와 같이, 제10a, 10b 및 10c도를 참조로 제7도의 송풍구 통과는 상이한 부재의 제조공정에 대해 설명키로 한다. 실예로서 제9a도에 도시된 실시예의 이용을 참조키로 한다.

제10a도는 제4도에 따른 외벽내에 내화성 물질을 주조시켜 상부 보울부 (136)을 제조하는 것을 나타낸다. 이 공정은 제6a도를 참조로 설명한 공정과 동일하므로, 더 이상의 설명은 하지 않기로 한다.

그러나, 이 경우 제10b도에 예시된 중간 공정이 적용된다. 동도는 하부 관절 조인트(140)의 소켓(144)의 분리된 주조부를 나타낸 것이다. 우선, 외벽(158)을 목재로 된 모울드(168) 상에 위치시켜, 시일 (160 : 제9a도)을 위해 설치한 하우징이 저부를 향하도록 한다. 이 모울드(168)의 상부 전방부의 형상은 소켓 (144)의 내화성 라이닝의 형상에 보완적인 형상을 갖는다. 이어서, 소켓 (144)의 개구부에 대응하는 팽창된 합성 물질로 된 형상부 (169)를 외벽 (158)의 내부에서 지지부 (168)상에 축방향으로 위치시키고, 형상부(169)와 외벽 (158) 사이를 내화성 물질로 주조한다. 주조 및 모울드(168)의 제거에 이어, 외벽(158) 내측의 하우징내에 시일 (160 : 제9a도)을 접착하는 것이 가능하다.

중앙부재(132)를 주조하는 관점에서, 팽창 조인트에 의해 접속편(134)의 측에 고정되는 금속 외벽을 상부 플랜지 상에 도치한다. 부재 (132) 그 자체에 대한 주조는 제6b도를 참조로 기술된 주조와 동일하며, 동일 모울드와 형상부가 사용된다. 이러한 주조의 완료시, 제10b도를 참조로 설명한 바와 같이 시일을 정위치시킨 후, 접합부 (148,150)에 의해 유지되는 부분인 보올 (142) 상에 위치시키기 위해 접속편 (134)의 외벽내로 소켓 (144)주조부를 도입시킨다. 소켓 (144)이 제위치에 놓이게 되면, 관형 접속편(134)의 통로를 한정하는도시되지 않은 형상부를 이 소켓 (144) 상에 위치 시키고, 상기 형상부와 관형 접속편 (134)의 외벽 (134) 사이의 공간부를 내화성 물질로 충전시켜 접속편 (134)의 주조를 완료한다.

제11도는 상부 보울 및 소켓 관절부(176)를 통해 보올부 (172)와 접속되고, 하부 보올 및 소켓 관절부 (178)를 통해 관형 접속편(174)에 접속되는 중앙 관형도관 부재(170)를 갖는, 제7도에 도시된 것과 유사한 제3실시예를 나타낸 것이다. 하수 접속편(174)과 하부 관절부(178)는 제5a도의 실시예와 동일하며, 따라서 더 이상의 설명은 하지 않기로 한다. 중앙부재(170)는 관형 접속편 (174)에 접속하기 위한 플랜지를 갖지 않는 점에서 제7도의 실시예의 경우와 유사하다. 제11도의실시예의 경우, 제7도를 참조로 설명한 바와같은 제조 및 조립상의 문제를 해결하기 위해, 중앙부재(170)의 외벽과 관형 접속편(174)의 외벽 사이에 제거 또는 착탈 가능한 링크 또는 접속편을 배치한다. 제11도에 도시된 바와 같이, 관절부(178)의 보올부의 외벽이 용접되는 금속재의 쇼울더 부재 (184)를 통해 중앙도관 부재(179)의 외벽에 팽창 조인트(182)의 상단부(180)가 용접되어 있다. 부재(180)를 쇼울더(184)에 용접할시에는, 해체시 용접부를 제거할 수 있어야 하는 한편, 시일의 보장과 내압에 견딜 수 있어야 하는 요건간의 타협점을 충족시킬 수 있는 고착성을 가져야 한다.

제11도의 실시예는 제5a도의 실시예와 같이 제조가 용이 즉, 하부 접속편을 2 개의 공정으로 주조할 필요가 없는 장점을 갖는 외에, 제7도의 실시예에서와 같이 중앙부재와 하부 접속편 사이에 링크 플랜지가 불필요한 장점을 갖는다. 그러나, 제11도의 실시예의 경우, 내압을 지탱해야 하는 용접부를 필요로 한다.

제12a, 12b 및 12c도에 예시된 바와 같이, 제11도의 실시예의 부재와 상이한 주조 공정은 제6a, 6b 및 6c도를 참조로 개시한 실시예와 완전히 동일하여, 더 이상의 설명은 하지 않기로 한다. 즉 동일한 형상부와 모울드를 사용한다. 유일한 차이점은 팽창 조인트(182)의 접속부재상에 플랜지가 존재치 않고, 중앙부재(170) 상에 플랜지가 존재치 않으며, 소울더 (184)로 대체된 점이다. 제12a, 12b 및 12c도에 따라 3 개의 부재 (170, 172 및 174)를 주조한 후, 하부 관절부 (178)의 시일을, 팽창 조인트 (182) 상방의 접속편 (174)의 외벽의 내측면에 설치된 하우징에 접착시켜 제위치에 놓이게 한다. 이어서, 접속편(174)을 중앙부재 (170)의 보올부에 부착시키고, 접속부재(180)와 쇼울더 (184)간의 주변부 용접을 행한다.

제13a도는 제4실시예에 관한 것으로서, 전술한 3 개의 실시예의 장점을 모두 조합한 것이다. 제13a도에 따른 실시예 또한 상부 보올 및 소켓 조인트를 통해 보올부 (202)에 접속되고, 하부 보올 및 소켓 조인트(208)를 통해 하부 접속편(204)에 접속되는 중앙 관형 부재 (200)를 갖는다. 그러나, 전술한 실시예의 경우와는 달리, 중앙 부재 (200)의 양단부에는 관절부(206, 208)의 2 개의 소켓이 설치되며, 하부 관절부(208)의 보올부는 접속편 (204)의 일부분을 형성한다. 따라서 상부 및 하부 관절부는 유럽 특허 EP -A1 - 0363576 호에 개시된 바와 같이, 반대 방향에 위치되어, 동 공보에 기술된 장점을 갖는다.

제13a도에 도시된 바와 같이 동 실시예는 중앙부재의 외벽과 하부 접속편 (204)의 외벽사이에 제거 가능한 용접부를 형성하지 않고도 또한 관형 접속편(204)을 명세서에서 상이한 제조공정으로 나타낸 2개의 공정으로 주조하지 않고도, 중앙부제(200)의 플랜지를 배제한다. 이하 제13b, 13c 및 13d도를 참조로 이들 제조 공정을 설명키로 한다.

제13b도에 예시된 보올부 (202)의 제조는 전술한 실시예의 보올부의 제조와 일치한다.

제13c도는 중앙부재(200)의 제조를 나타낸 것이다. 하부 관형 접속편(204) 중의 일부분 형성하는 부재 (200)의 금속외벽을, 하부 관절부(208)의 시일의 하우징을 통해 유지되는 목재로 된 모울드 상에 위치시킨다. 이후 보올부의 외벽용 고정 지지부로서의 역할을 하는 내측 정지부(216)를 통해 접속편(204)의 외벽을 지지하는 저부 부재를 구비하는 것이 바람직한 저부(212)에 의해 모울드(210)을 지지한다. 따라서, 팽창된 합성물질로 되고 중앙부재 (200)의 내측통로에 대응하는 형상부(218)를 부재의 외벽내에서 모울드(210)상에 축방향으로 위치시키면 된다. 이어서 형상부(218)와 외벽 사이의 환형 공간부를 충진시켜 상부 관절부(206)의 시일의 하우징의 가장 자리부가 되게 한다. 예컨대, 소켓(220)의 형상에 보완적인 형상을 갖는 스트리클(strickle)에 의해 경화전에 주조재를 제거함으로써, 상부 관절부의 소켓 (220)의 형상을 내화성 주조재로 형성한다. 이어서, 제13c도 따라 만든 구조물을 관절부의 소켓의 형을 만드는데 사용되는 목재로 된 모울드로 가급적 구성된 저부 (222)상에 도치시켜 놓는다. 소켓 (220)을 모울드상의 구조물로 옮긴다. 이어서, 부재(200)의 외벽의 내측면상에 형성된 하우징내에 시일(224)을 접착시켜, 시일 (224)이 제위치에 놓이게 한다. 이어서, 팽창된 합성물질로 된 디스크(226)를 제13c도의 모울드(210)에 의해 기 형성된 소켓부의 저면에 위치시키며, 이때 디스크의 두께는, 보올부와 소켓 사이의 관절부(208)의 횡형 슬롯의 축방향 폭과 같다. 이어서, 보올부(72)의 외벽을 상부로부터 접속편(204)의 외벽내로 도입시켜, 외벽의 내측면 상에 형성된 정지장치(216) 상에 그의 단면부(84)를 용접시킨다. 이어서 팽창된 합성물질로 되고 관형 접속편(204)의 통로에 대응하는 형태를 갖는 형상부를 디스크(226) 상에 축방향으로 놓는다. 이어서, 외벽(72)을 모울드로서 사용하여 그 형상부 주위의 환형 공간부내로 내화성 물질을 주조시키기만 하면 된다. 주조중 내부 형상부를 지지하기 위해 사용되는 플러그(228, 230)와 모울드를 제거한후, 중앙부재(200)와 관형 접속편(204)을 조립을 위해 준비한다. 디스크 (226)와 내부형상부는 소정의 제위치에 놓여, 송풍구 통의 작동시 자동적으로 소모되어 없어진다.

Claims (14)

1. 별개로 된 복수의 관형 부재로 구성되는, 용광로내로의 예열 공기 주입 장치로서, 상기 관형 부재의 각각은 강재 외벽과 내부 내화성 라이닝으로 이루어지고, 상기 관형 부재는 1 이상의 중앙 관형 부재를 가지며, 상기 중앙 관형 부재의 일측부는 로 주위를 둘러싸는 예열공기 공급용 버슬관에 견고하게 부착된 상부 관형 접속편에 제1보올 및 소켓 관절부와 제1팽창 조인트에 의해 접속되고, 상기 중앙 관형 부재의 대향 측부는 로 벽에 고정된 송풍구상에 관절이음된 노즐과 엘보 부재에 의해 신장된 하부 관형 접속편에 제2보올 및 소켓 관절부와 제2팽창 조인트에 의해 접속되며, 또한 상기 보올 및 소켓 관절부는 상기 관형 부재의 일방의 단부에 의해 형성되어 인접 관형 부재의 단부에 의해 형성된 오목한 소켓내에서 선회 운동하는 볼록한 보올부와 연성의 내화성 시일 삽입부를 갖는, 용광로 내로의 예열 공기를 주입하는 장치에 있어서, 각각의 보올 및 소켓 조인트의 곡률 반경은 접속하는 관형부재 반경의 절반정도인 것과, 보올 및 소켓 관절부의 볼록한 보올부(70, 70a)는, 볼록부 둘레에서 소켓부와 대향하는 보올의 저부까지 신장하고 내화성 강재로 된 보호 외벽을 갖는 것을 특징으로 하는 용광로 내로의 예열 공기 주입 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 보올부는 상부 관형 접속편(106, 136, 172) 과 중앙 관형부재(98, 132, 170)의 하부단부에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 용광로내로의 예열 공기 주입 장치.
3. 제1항 또는 2항에 있어서, 중앙 관형 부재(98)의 보올부(70a)는 중앙 관형 부재와 일체인 것을 특징으로 하는 용광로내로의 예열 공기 주입 장치
4. 제1항 또는 2항에 있어서, 중앙 관형 부재(98a)의 보올부(70)는 환형 시일로 충진된 횡형 접속부에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 용광로내로의 예열 공기 주입 장치.
5. 제1항 내지 4항의 어느 한 항에 있어서, 중앙 관형 부재(98)의 금속외벽은 팽창 조인트와 플랜지(102)에 의해 하부 관형 접속편(100)의 외벽에 접속되는 것을 특징으로 하는 용광로내로의 예열 공기 주입 장치.
6. 제1항 또는 2항에 있어서, 중앙 관형 부재(132)의 외벽과 하부관형 접속편(134)의 외벽은 팽창 조인트를 통해 서로 직접 접속되는 것을 특징으로 하는 용광로 내로의 예열 공기 주입 장치.
7. 제1항 또는 2항에 있어서, 중앙 관형 부재(170)의 외벽과 하부 관형 접속편(174)의 외벽은 팽창 조인트(180)의 접속부재와 원주상 쇼울더(184)간의 분리 가능한 용접부에 의해 서로 접속되는 것을 특징으로 하는 용광로내로의 예열 공기 주입 장치.
8. 제6항에 있어서, 하부 관절부(140)의 소켓(144)의 내화성 강재로 된 원통형 외벽(146, 158, 162) 내에 내화성 라이닝 주조로 형성되며, 그의 외벽은 하부 관형 접속편(134)의 외벽내에 동축상으로 설치되는 것을 특징으로 하는 용광로 내로의 예열 공기 주입 장치.
9. 제8항에 있어서, 내화성 시일(152)은 부분적으로는 관형 접속편(134)의 외벽에, 또한 부분적으로는 소켓(144) 단연부에 고정되는 것을 특징으로 하는 용광로 내로의 예열 공기 주입 장치.
10. 제8항에 있어서, 내화성 시일(160)은 부분적으로는 원통형 외벽(158)의 내측 하우징에, 또한 부분적으로는 내화재에 고정되는 것을 특징으로 하는 용광로내로의 예열 공기 주입 장치.
11. 제8항에 있어서, 시일 (164)이 부분적으로는 내화재에, 또한 부분적으로는 외벽(162)의 상부와, 관형 접속편(134)의 외벽의 배부에 용접된 링(166)에 의해 한정 되는 하우징에 부착되는 것을 특징으로 하는 용광로 내로의 예열 공기 주입 장치.
12. 제1항에 있어서, 2개의 보올 및 소켓 관절부(206, 208)의 소켓부는 중앙 관형 부재(200)의 양 단부에 각각 설치되는 반면, 볼록한 보올부는 상부 관형 접속편(202)과 하부 관형 접속편(204) 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 용광로내로의 예열 공기 주입 장치.
13. 먼저 내화성 강재의 외벽을 만들고, 내측 내화성 라이닝을 형성하는 것으로 이루어지며, 내화성 강재로 된 관형 부재(82)를 중앙 개구부(90)와, 중앙 개구부(90)와 관형 부재(82)의 원통면 사이를 신장하는 볼록한 구형면을 갖는 볼록한 도옴형을 갖도록 형성하고, 그렇게 형성된 외벽을 지지부(108) 상에 놓고, 상기 중앙 개구부(90)의 직경 보다 약간 작은 직경을 갖는 원통상 형상부(110)를 내부에 축 방향으로 배치하고, 이어서 상기 외벽을 주조용 모올드로서 사용하여 상기 외벽과 상기 원통상 형상부(110) 사이에 내화성 물질을 주조하는 것을 특징으로 하는, 제1항 내지 제12항에 기재된 용광로 내로의 예열 공기 주입 장치의 보올 및 소켓 관절부의 보올부의 제조 방법.
14. 제13항에 있어서, 내화성 강재의 관통 부재(82)의 단부내에 둥글고 테이퍼진 삼각형 절삭부(86)를 형성하여 서로 모두 동일한 설부(88)를 관형 부재(82) 둘레에 형성하고, 설부(88)의 전방면(92)을 병치시켜 설부를 접합하고 절삭부(86)가 완전히 사라질때까지 상기 설부 모두를 관형 부재(82)의 축선을 향해 만곡시켜 중앙개구부(90)와, 관형부재(82)의 원통면 사이를 신장하는 볼록한 구형면을 형성하고, 모든 설부(88)를 서로 용접하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.