KR100321623B1 - 용광로 조업용 동제 열풍조절변 - Google Patents

Abstract

본 발명은 송풍지관(70)과 체결이 가능한 상하 프렌지(3,3a)가 설치되고, 좌우측면에 내통되어 동제 변축(22,23)을 고정하기 위한 좌우프렌지(9,9a)가 설치된 외통(4)과; 상기 외통의 내부에 1단 유입내화물(5)이 시공되고 상,하 각 4분할, 조립되는 2단 내화물(6)로 된 단열부와; 내부에 냉각수 유로(21)가 형성된 변판(20a,b)의 양측면에 내통연결된 급,배수 구동 변축(22,23)이 일체로 되어 외통(4)의 좌,우 프렌지(9,9a)에 베어링(24,24a)을 매개로 하여 고정되는 동제 변체(20)와; 상기 단열부의 2단 내화물(6)에 형성된 홈에 급,배수 구동 변축(22,23)에 장착되어 삽입되는 세라믹 슬리브(30)와; 상기 좌,우 프렌지(9,9a)의 암나사부에 체결되어 급,배수 구동 변축(22,23)에 삽입되는 패킹(27,27a)과 부싱(26,26a)을 압착하는 그랜드 너트(25,25a)와; 상기 배수변축(23)의 일단에 장착된 배수스위벨 조인트(28a)에 결합되고 질소퍼지관(37)이 결합되어 제어기(40)에 의해 개폐되는 배수자동변(34)이 장착되고 후단에 상기 제어기(40)에 연결되는 배수압력 스윗치(36)가 장착된 배수관(33)과; 상기 급수변축(22)의 일단에 장착된 급수스위벨 조인트(28)에 수직결합되고 질소퍼지관(37)이 결합되어 제어기(40)에 의해 개폐되는 급수자동변(32)이 장착되고 후단에 상기 제어기(40)에 연결되는 급수압력 스윗치(35)가 장착된 급수관(31) 및 질소퍼지관을 요지로한다.

Description

용광로 조업용 동제 열풍조절변

본 발명은 용광로 조업용 동(銅)제 열풍조절변에 관한 것으로서, 보다 상세히는 열풍중 이물질의 충격과 고온, 고압의 열풍을 통과시켜도 견딜 수 있도록 동(銅)제로 제작된 변판의 내부로 냉각수를 통과시켜 변판을 냉각하면서 양축형의 변축을 가져 지지력과 내구성이 우수하고 실링이 향상되어 열풍의 양을 조절할 수 있는 열풍조절변을 용광로 송풍지관에 설치하여 고온, 고압의 열풍을 풍구별로 송풍량을 조정하여 여러가지의 조업에 응용하는 장치에 관한 것이다.

도 1은 종래기술의 열풍조절변 구성을 나타내는 정단면도이고, 도 2는 종래기술의 열풍조절변 구성을 나타내는 측단면도이고, 도 3은 종래기술으 변체조립부의 분해 사시도이다.

일반적으로 용광로(50)에는 열풍관(60)을 통해 풍구(80)에 온도 1250℃, 압력 4.0㎏/cm²의 고압고온의 공기(이하에 열풍으로 표시함)를 약 200m/sec 이상의 고유속으로 송풍하고 있다.

용광로(50)에는 이러한 풍구(80)가 20~40개소 있어 용광로(50) 조업에 대응하고 있으며 풍구(80)로부터 용광로(50)내로 송풍되는 열풍의 양을 변화시킬 필요가 있다.

최근 용광로 조업에 있어서 노내 장입물의 원주방향별 불균형을 해소시키기 위하여 원주방향별 풍구의 송풍량을 조절하여 균형을 복귀시키는 조업방법, 또는 노별 부착물의 발생시 조업장애를 해소하기 위하여 노벽 부착물 발생 방향의 하부 풍구 송풍량을 감소시켜 부착물의 탈락을 유도하는 조업, 특정 풍구 하부의 노저내화물의 침식으로 조업장애의 발생시 상부 풍구 송풍량을 감소시켜 용융물의 흐름을 억제시켜서 침식을 제어하는 조업, 또한 출선중 출선구(90) 상부의 풍구(80) 송풍량을 감소시키면 노내 출선구 주위의 압력의 영향으로 용융물 레벌을 올려 1회 출선소요시간을 연장시켜 출선횟수의 감소에 따른 작업부하 감소와 관련 자재의 절감등의 효과가 있는 조업을 하고 있다.

이러한 용광로 조업에 유효하게 사용되고 있는 열풍조절을 위한 종래의 장치는 외통(4)의 내부에 1단 유입 시공내화물(5)이 형성되고 그 내측에 상,하 각 4분할 조립되는 2단 내화물(6)이 조립된다.

그리고, 고온에 견딜 수 있는 재질인 세라믹으로 제작된 디스크형의 변판(7a, 7b)에 편축으로 편축(7c)이 열박음하여 내화물의 원형 절제부를 통해 측변 플렌지(9)로 내통되어 있다.

상기 변축(7c)은 취성에 약하여 이를 방지하기 위해 변축(7c)의 후단에 패킹(11a)이 삽입된 부싱(11)이 1단유니버셜 조인트(12a)의 일단과 함께 플렌지(12)에 의해 결합되고 다시 1단유니버셜 조인트(12a)의 타단과 2단유니버셜 조인트(12c)의 일단에 부싱(12b)이 삽입되어 핀(12b) 체결되고 2단 유니버셜 조인트(12c)의 타단에는 구동모터(2)와 연결되는 강축(2a)이 결합 체결된다.

상기 변판(7a,7b)은 열풍유로(10)의 단면적의 30%에 해당되는 면적보다 작게 제작되어 내화물(6)과 변판(7a,7b)사이로 보상유로(8)가 형성되어 완폐시에도 기본 송풍량을 유지하도록 구성되어 있다.

상기와 같은 종래의 열풍조절변은 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 종래의 열풍조절변은 변체가 세라믹으로 제작 되어 있어서 특성상 취성에 취약하고 구동축이 편축으로 구성되어 있어 열풍중 연와탈락물 또는 이물질에 의하여 손쉽게 파손되는 문제점을 가지고 있으며 파손되었을 시는 조업중 조치가 불가능하고 휴풍중 신품으로 교환하여야 하며 변체 파손품은 수리시 내화물까지 완전분해하여 재조립하여야 하는 문제점을 가지고 있다.

둘째, 종래의 열풍조절변은 변판과 내화물 사이로 보상유로가 형성되어 밸브 완폐시 유입열풍중 이물등에 의한 시공 내화물의 파손을 유발하였다.

셋째, 종래의 열풍조절변은 세라믹 변축으로 인하여 구동부와 결합을 다단의 결합구조를 가짐으로서 분해, 조립이 어렵고 결합부의 잦은 파손으로 인한 구동 불능을 초래하여 왔다.

넷째, 종래의 열풍조절변은 장치 특성상 고유속, 고온에 노출됨에도 불구하고 통상의 실링장치를 사용함으로서 장기간 사용시 변축과 내화물 사이로 침투한 이물에 의한 고착이 빈번하여 변축의 파손을 초래하여 왔다.

본 발명은 열풍 중 이물질의 충격과 고온, 고압의 열풍을 통과시켜도 견딜 수 있도록 동(銅)제로 제작된 변판의 내부로 냉각수를 통과시켜 변판을 냉각하면서 양축형의 변축을 가져 지지력과 내구성이 우수하고 실링이 향상되어 열풍의 양을 조절할 수 있는 열풍조절변을 제공함에 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 용광로(50)의 송풍지관(70)에 연결 사용할 수 있도록 된 열풍조절변에서, 상하에는 송풍지관(70)과 체결이 가능한 상하 프렌지(3,3a)가 설치되고, 좌우측면에 내통되어 동제 변축(22,23)을 고정하기 위한 좌우프렌지(9,9a)가 설치된 외통(4)과; 상기 외통의 내부에 1단 유입내화물(5)이 시공되고 상,하 각 4분할, 조립되는 2단 내화물(6)로 된 단열부와; 열풍유로(10)의 단면적 30%에 해당되는 중공형의 보상유로(8)를 형성되고 내부에 냉각수 유로(21)가 형성된 변판(20a,b)의 양측면에 내통연결된 급,배수 구동 변축(22,23)이 일체로 되어 외통(4)의 좌,우 프렌지(9,9a)에 베어링(24,24a)을 매개로 하여 고정되는 동제 변체(20)와; 상기 단열부의 2단 내화물(6)에 형성된 홈에 급,배수 구동 변축(22,23)에 장착되어 삽입되는 세라믹 슬리브(30)와; 상기 좌,우 프렌지(9,9a)의 암나사부에 체결되어 급,배수 구동 변축(22,23)에 삽입되는 패킹(27,27a)과 부싱(26,26a)을 압착, 고정하는 그랜드 너트(25,25a)와; 상기 배수변축(23)의 일단에 장착된 배수스위벨 조인트(28a)에 결합되고 질소퍼지관(37)이 결합되어 제어기(40)에 의해 개폐되는 배수자동변(34)이 장착되고 후단에 상기 제어기(40)에 연결되는 배수압력 스윗치(36)가 장착된 배수관(33)과; 상기 급수변축(22)의 일단에 장착된 급수스위벨 조인트(28)에 수직결합되고 질소퍼지관(37)이 결합되어 제어기(40)에 의해 개폐되는 급수자동변(32)이 장착되고 후단에 상기 제어기(40)에 연결되는 급수압력 스윗치(35)가 장착된 급수관(31)과; 상기 급,배수관(31,33)에 결합되고 제어기(40)에 의해 개폐되는 질소퍼지 자동변(38)이 장착된 질소퍼지관(37)과; 상기 급수변축(22)과 유니버셜 조인트(29)에 의해 구동축(2a)이 결합되는 구동모터(2)와; 제어부(40);로 구성됨을 특징으로 하는 용광로 조업용 동제 열풍조절변에 의하여 달성된다.

도 1은 종래기술의 열풍조절변 구성을 나타내는 정단면도.

도 2는 종래기술의 열풍조절변 구성을 나타내는 측단면도.

도 3은 종래기술의 변체조립부의 분해 사시도.

도 4는 본 발명의 구성을 나타내는 정단면도.

도 5는 본 발명의 구성을 나타내는 측단면도.

도 6은 본 발명의 열풍조절변 변체조립부의 분해 사시도.

도 7은 본 발명의 용광로 취부시를 나타내는 개략도.

도 8은 본 발명의 작용을 나타내는 작용 순서도.

<도면의 주요 부분에 사용된 부호의 설명>

1 : 열풍조절번 2 : 구동모터

3,3a : 상,하프렌지 4 : 외통

5 : 1단 내화물 6 : 2단 내화물

7 : 세라믹 변체 8 : 보상유로

9,9a : 좌,우프렌지 10 : 열풍유로

20 : 동(銅)제 변체 20a,20b : 변판

21 : 냉각수 유로 22 : 급수변축

23 : 배수변축 24,24a : 베어링

25,25a : 그랜드 너트 26,26a : 부싱

27,27a : 패킹 28 : 급수 스위벨 조인트

28a : 배수 스위벨 조인트 29 : 유니버셜 조인트

30 : 세라믹 슬리브 31 : 급수관

32 : 급수자동변 33 : 배수관

34 : 배수자동변 35 : 급수 압력스윗치

36 : 배수 압력스윗치 37 : 질소퍼지관

38 : 질소자동변 40 : 제어기

50 : 용광로 60 : 열풍관

70 : 송풍지관 80 : 풍구

90 : 출선구

이하 본 발명을 도면에 따라 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 구성을 나타내는 정단면도이고, 도 5는 본 발명의 구성을 나타내는 측단면도이며 도 6은 본 발명의 열풍조절변 축부의 분해 사시도이고, 도 7은 본 발명품의 용광로 취부시를 나타내는 개략도 이다.

외통(4)의 상하에는 송풍지관(70)과 체결이 가능한 상하 프랜지(3,3a)가 설치되고, 좌우측면에 내통되어 동(銅)제 변축(22,23)을 고정하기 위한 좌우 프랜지(9,9a)가 설치되어 있다.

그리고 외통(4)의 내부에는 단열을 목적으로 하는 1단내화물(5)이 유입시공되고 내측으로 상하 각 4분할 제작된 2단 내화물(6)이 조인트 내화물(미도시)로 결합되고 2단내화물(6)에는 슬리브 장착홈(미도시)이 형성되어 있다.

또한, 1단 내화물(5) 유입시공전에는 변체(20)가 가조립 상태로 시공된다. 이는 변판(20a,20b)과 양편축(22,23)이 일체로 제작되기 때문이다.

한편, 변체(20)는 변판(20a,20b)과 변축(22,23)이 일체로 제작되고 변판(20a,20b)은 열풍유로(10)의 30%에 해당되는 중공형의 디스크 형상을 가져 밸브가 완폐될시 중심부에 형성된 보상유로(8)로 일정량의 열풍이 통과하도록 되어 있다.

이는 밸브완폐시에 공급되는 열품을 중심부로 유도함으로서 외측의 내화물(6)을 보호하고 고유속에서 변형을 방지하는 특징을 갖는 것이다. 또한, 변판(20a,20b)과 변축(22,23)의 내부에는 냉각수로 유로(21)가 형성되어 있고 베어링(24,24a)을 매개로 하여 좌,우프렌지(9,9a)에 장착된다.

이때, 상기 2단내화물(6)의 슬리브 장착홈(상세 미도시)에는 양변축(22,23)에 열박음되어 결합되는 세라믹 슬라브(30)는 변축(22,23)으로 유입되는 이물과 열풍을 와류현상을 일으켜 정체시킴으로서 변축(22,23)을 따라 유입됨을 방지하는 것이다.

그리고, 상기 좌,우프렌지(9,9a)와 급, 배수변축(22,23)에는 패킹(27,27a)과 부싱(26,26a)이 삽입되고 이를 압착, 지지하는 그랜드 너트(GLAND NUT) (25,25a)가 설치된다. 이때, 그랜드 너트(25,25a)는 좌우프렌지(9,9a)의 암나사부(상세 미도시)에 나사 체결되도록 되어 있다. 한편, 상기 배수변축(23)의 일단에는 배수 스위벨 조인트(28a)의 일단이 조립되고 타단에는 배수관(33)이 결합되고, 상기 배수관(33)에는 질소 퍼지관(37)이 취합되며 제어기(40)에 의해 개폐되는 배수자동변(34)이 장착된다.

그리고, 후단에는 상기 제어기(40)에 연결되는 배수압력 스윗치(36)가 장착되어 배수압력을 제어기(40)에 송출한다.

또한, 상기 급수변축(22)의 중간에 장착된 급수스위벨 조인트(28)에 급수관(31)이 수직결합되어 급수변축(22)에 수직 관통된 유로 (22a)를 통해 냉각수가 공급되고 상기 급수관(31)에는 질소퍼지관(37)이 결합되고 후단에 제어기(40)에 의해 개폐되는 급수자동변(32)이 장착되면 후단에 상기 제어기(40)에 연결되는 급수압력 스윗치(35)가 장착되어 역시 제어기(40)에 급수압력을 송출하게 된다.

이때, 질소퍼지관(37)에는 제어기(40)에 의해 개폐되는 질소퍼지자동변(38)이 장착되어 변판(20a,20b), 변축(22,23)의 파손으로 급,배수 압력의 편차 발생시 제어기(40)의 개방지령에 의해 변축(22,23)과 변판(20a,20b)으로 질소를 퍼지하여 용손을 방지하도록 되어 있다.

그리고 급수변축(22)은 발신기가 장착된 구동모터(2)의 축(2a)과 유니버셜 조인트(29)에 의해 결합된다. 미사용 부호(2b)는 모터 베이스이고 (2c)는 테이싱이다.

이하 본 발명의 작용을 도 8에 따라 설명하다.

본 발명의 제어기(40) 스타트 버튼을 누르면 일련의 과정이 시작된다.

즉, 질소퍼지관(38)이 폐쇄되고 급,배수자동변(32,34)이 개방된다.

그리고, 송풍이 시작되어 열풍이 고로에 송풍된면 제어기(40)에 의해 구동모터(2)를 기동, 열풍조절변(1)이 완개된다.

이때, 급,배수관(31,33)에 장착된 압력스윗치(35,36)는 압력을 검출하여 제어기(40)에 송축하고 제어기(40)에서는 압력 편차를 연산한다.

한편 급,배수압력의 편차가 발생하게 되면 급,배수자동변(32,34)이 제어기(40)에 의해 폐쇄되고 질소퍼지 자동변(38)이 개방되어 비상퍼지를 실시하게 된다. 그리고 급,배수 압력의 편차가 없을시에는 계속 진행되고 운전자의 개도조정지시 입력 신호에 의해 열풍건조변(1)의 개도가 조정되어 송풍유량이 조절된다. 또한, 송풍이 완료되면 열풍조절변(1)이 완폐되고, 급,배수 자동변(32,34)이 폐쇄되어 일련의 과정이 완료된다. 그리고 상기 제어기(40)에는 타이머가 내장되어 일련의 과정을 제어하게 된다.

본 발명은 용광로 조업에 있어서 단위풍구의 송풍량을 조절하여 여러가지로 응용할 수 있는 동(銅)으로 제작된 열풍조절변으로 양축형 변체의 지지력에 의해 송풍중 이물질의 충격에도 견딜 수 있고 냉각수에 의한 변체의 연속 냉각으로 고온 열풍에 견딜 수 있도록 설계되어 있어 종전의 장치에 비하여 장치의 내구성이 특히 뛰어나며 수리가 용이하고 장치의 구동이 간편하여 용광로 조업에 기여하는 효과를 제공한다. 또한 외제는 상당히 고가(7천만원가량)인데 반하여 본 발명에 의하여 국산화를 실현할 경우 가격을 천만원대로 줄일 수 있는 매우 우수한 발명이다.

Claims (1)

1. 용광로(50)의 송풍지관(70)에 연결 사용할 수 있도록 된 열풍조절변에서, 상하에는 송풍지관(70)과 체결이 가능한 상하 프렌지(3,3a)가 설치되고, 좌우측면에 내통되어 동제 변축(22,23)을 고정하기 위한 좌우프렌지(9,9a)가 설치된 외통(4)과,

   상기 외통의 내부에 1단 유입내화물(5)이 시공되고 상,하 각 4분할, 조립되는 2단 내화물(6)로 된 단열부와,

   열풍유로(10)의 단면적 30%에 해당되는 중공형의 보상유로(8)를 형성되고 내부에 냉각수 유로(21)가 형성된 변판(20a,b)의 양측면에 내통연결된 급,배수 구동 변축(22,23)이 일체로 되어 외통(4)의 좌,우 프렌지(9,9a)에 베어링(24,24a)을 매개로 하여 고정되는 동제 변체(20)와,

   상기 단열부의 2단 내화물(6)에 형성된 홈에 급,배수 구동 변축(22,23)에 장착되어 삽입되는 세라믹 슬리브(30)와,

   상기 좌,우 프렌지(9,9a)의 암나사부에 체결되어 급,배수 구동 변축(22,23)에 삽입되는 패킹(27,27a)과 부싱(26,26a)을 압착, 고정하는 그랜드 너트(25,25a)와,

   상기 배수변축(23)의 일단에 장착된 배수스위벨 조인트(28a)에 결합되고 질소퍼지관(37)이 결합되어 제어기(40)에 의해 개폐되는 배수자동변(34)이 장착되고 후단에 상기 제어기(40)에 연결되는 배수압력 스윗치(36)가 장착된 배수관(33)과,

   상기 급수변축(22)의 일단에 장착된 급수스위벨 조인트(28)에 수직결합되고 질소퍼지관(37)이 결합되어 제어기(40)에 의해 개폐되는 급수자동변(32)이 장착되고 후단에 상기 제어기(40)에 연결되는 급수압력 스윗치(35)가 장착된 급수관(31)과,

   상기 급,배수관(31,33)에 결합되고 제어기(40)에 의해 개폐되는 질소퍼지 자동변(38)이 장착된 질소퍼지관(37)과,

   상기 급수변축(22)과 유니버셜 조인트(29)에 의해 구동축(2a)이 결합되는 구동모터(2)와,

   상기 구동 모터를 제어하는 제어부(40)를 포함하여 이루어진것을 특징으로 하는 용광로 조업용 동제 열풍조절변.

Images