KR100384125B1

KR100384125B1 - 원료가스 공급노즐의 구경 가변장치

Info

Publication number: KR100384125B1
Application number: KR10-1999-0045898A
Authority: KR
Inventors: 박명환; 손명석
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2003-05-14
Also published as: KR20010038081A

Abstract

본 발명은 원료가스 공급노즐의 구경 가변장치에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 C.O.G의 유로인 플렉시블호스와 체결가능한 공급구를 갖고 석회소성로의 렌스노즐 전면에 고정되며 일면이 개방된 원반형의 베이스와; 상기 베이스에 회전가능하게 내장되고, 그 중심에는 사각형상의 축공을 가지며, 그 원주방향을 따라 양면을 관통하여 구경이 다른 다수의 노즐이 고정되는 노즐삽입공이 회전시 상기 공급구와 일치되도록 형성된 노즐판과; 상기 노즐판이 이탈되지 않도록 상기 베이스의 개방된 면을 폐쇄하며 고정되고, 그 일면에는 상기 공급구 및 어느하나의 노즐삽입공과 연통되며 소성로의 렌스노즐과 연결된 연결파이프가 구비되며, 그 중심에는 축공이 관통형성된 커버와; 상기 커버의 축공에 삽입되고 그 일단은 상기 노즐판의 축공에 결합되어 상기 노즐판을 회전시킬 수 있도록 구비된 조절부재로 구성함으로써 제철소의 석회소성로에서 사용하는 가스관 노즐의 구경을 조업상황에 맞게 신속하게 가변시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

원료가스 공급노즐의 구경 가변장치{APPARATUS FOR VARIABLE APERTURE OF COKE OVEN GAS SUPPLYING NOZZLE}

본 발명은 원료가스 공급노즐의 구경 가변장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제철소의 석회소성로에서 사용하는 가스관 노즐의 구경을 조업상황에 맞게 신속하게 가변시킬 수 있도록 한 원료가스 공급노즐의 구경 가변장치에 관한 것이다.

일반적으로, 철광을 제조하는 과정은 제선작업과 제강작업으로 나누어진다.

제선작업은 고로에 철광석과 원료탄을 건류하여 만든 코크스, 기타 부원료를 장입한 후 열화학 반응에 의하여 선철(용선)이 나오기까지의 과정으로 주로 철과 산소의 화합물인 철광석을 용해, 환원시켜 철분을 얻는 것이며, 이때 용해, 환원제 및 고로내 통기유지용 코크스가 사용된다.

또한, 기타 불순물을 제거하기 위한 용제(불순물과 화합하기 쉬운 물질)로서 석회석을 이용한다.

이러한 석회석은 석회소성로, 일명 메리츠 샤프트 킬른(MAERZ SHAFT KILN)에서 소결되면서 불순물을 제거하는 바, 이러한 석회소성로는 도 1에 도시되어 있다.

특히, 상기 로는 (가)부에 표시된 노즐을 통해 코크스로에서 석탄을 건류하는 과정에서 발생되는 700 ∼800℃ 고온 가스(이하 'C.O.G(COKE OVEN GAS)'라 한다)중 압력이 1 ∼ 1.5 ㎏/㎤ 이상인 C.O.G를 공급받아서 조업상황에 맞는 노즐을 통해 석회소성로 내부에 화염을 방출하도록 하고 있다.

이와 같이 소성로에 C.O.G를 공급하기 위한 수단은 도 2에 도시된 바와 같이, 소성로에 직접연결된 렌스노즐(60)과, C.O.G가 공급되는 통로로서 이것이 연결되는 T형관(30)과, 상기 렌스노즐(60)과 T형관(30)을 연결하는 유니온볼트(40)와, 상기 유니온볼트(40) 내부에 삽입되어 상기 C.O.G의 공급량을 조절하는 노즐(70)로 구성된다.

그리고, 상기 렌스노즐(60)과 유니온볼트(40) 사이에는 이들을 고정하기 위한 고정소켓(50)이 구비된다.

그런데, 상기 노즐(70)은 조업상황에 따라 그 구경을 조절해 주어야 하는 바, 종래에는 상기 유니온볼트(40)의 후단에 고정된 T형관(30)을 풀어 해제한 후 다른 구경의 노즐(70)을 삽입하고 이를 다시 재조립하여야 하였다.

따라서, 노즐(70)을 교체하여야 하는 작업이 번거롭고, 또한 노즐(70)을 교체하는 동안에 분출되는 C.O.G에 의한 중독사고의 위험이 상존하였다.

뿐만 아니라, 신속한 교체작업이 이루어지지 않아 조업이 지연되는 단점과, C.O.G에는 통상 타르가 함유되어 있는 바, 예컨대 소성로에 필요한 타르의 함유량은 2∼3％인데 그 이상이 발생되게 되면 노즐(70)의 구경내에 누적되어 노즐(70)을 폐쇄하게 되므로 그때마다 조업이 중단되고 노즐(70) 내부를 청소해 주어야 하는 단점도 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창안한 것으로, 여러 종류의 구경을 가진 노즐을 구비하여 조업상황에 따라 신속하게노즐을 가변시킬 수 있도록 하여 노즐교체에 따라 부수적으로 발생하던 가스중독의 위험이라든지 교체작업의 지연이라든지 노즐막힘 문제 등을 동시에 해소할 수 있도록 한 원료가스 공급노즐의 구경 가변장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 석회소성로의 개략적인 단면도,

도 2는 종래 기술에 따른 석회소성로로 C.O.G를 공급하기 위한 노즐의 설치단면도,

도 3은 본 발명에 따른 노즐의 설치상태를 도시한 외관사시도,

도 4는 본 발명에 따른 노즐의 설치상태를 상세히 보이기 위한 분리 사시도,

도 5는 본 발명에 따른 노즐의 설치상태를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 플렉시블호스, 60 : 렌스노즐,

70 : 노즐, 100 : 노즐가변부재,

110 : 커버, 114a,114b : 축공,

120 : 노즐판, 121 : 노즐삽입공,

122 : 볼고정홈, 123 : 가이드홈,

124 : 스프링, 125 : 볼,

130 : 베이스, 132 : 공급구,

200 : 조절부재, 202 : 축,

230 : 핸들.

본 발명의 이러한 목적은 C.O.G의 유로인 플렉시블호스와 체결가능한 공급구를 갖고 석회소성로의 렌스노즐 전면에 고정되며 일면이 개방된 원반형의 베이스와; 상기 베이스에 회전가능하게 내장되고, 그 중심에는 사각형상의 축공을 가지며, 그 원주방향을 따라 양면을 관통하여 구경이 다른 다수의 노즐이 고정되는 노즐삽입공이 회전시 상기 공급구와 일치되도록 형성된 노즐판과; 상기 노즐판이 이탈되지 않도록 상기 베이스의 개방된 면을 폐쇄하며 고정되고, 그 일면에는 상기 공급구 및 어느하나의 노즐삽입공과 연통되며 소성로의 렌스노즐과 연결된 연결파이프가 구비되며, 그 중심에는 축공이 관통형성된 커버와; 상기 커버의 축공에 삽입되고 그 일단은 상기 노즐판의 축공에 결합되어 상기 노즐판을 회전시킬 수 있도록 구비된 조절부재로 구성함에 의해 달성된다.

이하에서는, 본 발명에 따른 선호된 일 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 C.O.G 공급노즐의 구경 가변수단을 도시한 외관 사시도이다.

도 3에 따르면, 본 발명의 구경 가변장치는 연결파이프(111)와 플렉시블호스(10) 사이에 원반형의 두께를 가진 노즐가변부재(100)가 설치됨으로써완성된다.

상기 연결파이프(111)는 소성로에 직접연결된 도 1의 렌스노즐(60)과 고정소켓(50)에 의해 연통되게 설치되는 부위이고, 상기 플렉시블호스(10)는 C.O.G가 공급되어 오는 유로이다.

특히, 상기 노즐가변부재(100)의 전면 중앙에는 상기 노즐가변부재(100)를 회전시킬 수 있는 조절부재(200)가 설치되고, 노즐가변부재(100)의 일측에는 레벨러(102)가 부착된다.

상기 레벨러(102)는 노즐가변부재(100) 내부에 수용된 타르용해제의 수위를 가늠할 수 있도록 하기 위해 설치된 것으로, 이를테면 수준계와 비슷한 형상과 원리를 갖고 구비된다.

또한, 상기 조절부재(200)의 전면에는 원판형상의 표시부(201)가 형성되는 바, 상기 표시부(201)에는 노즐의 설치위치에 따라 그에 대응되는 노즐의 구경을 알 수 있도록 노즐구경이 표시되어 있다.

따라서, 작업자는 상기 표시부(201)에 기재된 노즐구경을 확인 한 후에 사용하고자 하는 구경의 노즐이 상기 연결파이프(111)와 플렉시블호스(10)가 연통되는 위치까지 노즐가변부재(100)를 회전시키게 되면 해당 구경의 노즐을 용이하게 사용할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 구경 가변장치의 상세한 구성을 도시한 분해 사시도이다.

도면에 따르면, 노즐가변부재(100)는 고정된 원통상의 베이스(130)와, 상기베이스(130)에 회전가능하게 내장되는 노즐판(120)과, 상기 노즐판(120)을 보호하며 상기 베이스(130)의 개방된 면을 폐쇄하는 커버(110)로 구성된다.

베이스(130)는 상부 일측에 C.O.G가 공급되는 통로인 플렉시블호스(10)가 착탈가능하게 체결될 수 있도록 공급구(132)를 갖는다.

노즐판(120)은 두께를 갖는 원반형상으로 형성되고 그 양측면을 관통하여 그 원주방향을 따라 다수의 노즐삽입공(121)이 형성된다.

상기 노즐삽입공(121)은 다양한 구경의 노즐(70)이 삽입되는 곳, 예컨대 5 φ∼ 50φ의 크기를 가진 노즐(70)을 구비할 수 있는 바, 상기 노즐판(120)의 회전에 따라 그중 어느 하나의 노즐(70)이 상기 공급구(132)와 일치되게 된다.

그리고, 상기 노즐판(120)의 중심에는 사각형상의 축공(114b)이 형성된다.

또한, 상기 축공(114b)의 인접위치에는 그 원주방향을 따라 원형의 가이드홈(123)이 형성되고, 상기 가이드홈(123)상에는 일정간격을 두고 다수의 볼고정홈(122)이 형성되는 바, 대략 90°를 이루고 4개정도 형성됨이 바람직하다.

아울러, 상기 볼고정홈(122)에는 스프링(124)에 의해 탄압되는 볼(125)이 고정된다.

따라서, 상기 볼(125)은 상기 노즐판(120)의 회전에 따라 가이드홈(123)을 타고 동시 회전되며 일정각도 회전됨과 동시에 상기 볼고정홈(122)에 약간의 소리를 동반하며 고정되게 된다.

또한, 상기 볼(125)은 그 후측에 스프링(124)이 설치되어 있으므로 상기 볼(125)은 상기 볼고정홈(122)을 용이하게 빠져 나올 수 있게 된다.

커버(110)는 상기 노즐판(120) 및 베이스(130)와 대응되는 형상인 원반형으로 형성되고 상기 노즐판(120)을 포함하여 베이스(130)의 개방된 면을 폐쇄하는 부재이다.

상기 커버(110)의 일측에는 연결파이프(111)가 고정되는 바, 상기 연결파이프(111)는 소성로의 렌스노즐과 연결됨과 동시에 상기 노즐판(120)의 회전에 의해 일정구경의 노즐(70)이 위치되면 상기 노즐(70)을 통하여 상기 공급구(132)와 연통되게 되는 파이프이다.

따라서, 플렉시블호스(10)를 통해 공급된 C.O.G는 베이스(130)의 공급구(132)를 거쳐 노즐판(120)의 정해진 노즐(70)을 통과한 후 상기 연결파이프(111)를 통해 소성로로 유입되게 된다.

또한, 상기 커버(110)의 중심은 관통된 축공(114a)이 형성되는 바, 그 내주연에는 씰링재인 그랜드패킹(112)이 고정되고 상기 축공(114a)을 관통하여 조절부재(200)가 삽입 고정된다.

상기 조절부재(200)의 축(202) 단부는 상기 노즐판(120)에 형성된 축공(114b)과 대응되는 사각형상으로 형성된다.

그리고, 상기 축(202)의 일단에는 구형상의 축머리(210)과 형성되며, 상기 축머리(210)에는 이를 관통하여 삽입구(212)가 형성되고 상기 삽입구(212)에는 핸들(230)이 고정된다. 아울러, 핸들(230)의 양단에는 볼(220)이 나사 고정된다.

따라서, 상기 핸들(230)을 회전시킴으로써 상기 축(202)에 연결고정된 노즐판(120)을 회전시킬 수 있게 된다.

또한, 도 5를 통해 알 수 있듯이, 상기 커버(110)와 베이스(130)가 체결된 내부 공간에는 C.O.G에 함유된 타르를 제거하기 위한 타르용해제(300)가 수용된다.

상기 타르용해제(300)는 대략 상기 커버(110)와 베이스(130)가 체결되어 이루는 공간의 2/3정도 충전시킴이 바람직하다.

그리하여, 선택된 하나의 노즐(70)을 제외한 나머지 노즐은 항상 상기 타르용해제(300) 속에 잠겨있도록 함으로써 노즐(70)의 구경 내부에 잔류된 타르를 완전히 용해하여 제거할 수 있도록 한다.

따라서, 작업자는 일일 생산량, 이를테면 100 ∼300 톤/일 이 변경될 때 소성로 내부로 투입시키는 가스량(1000 ∼2000㎥)를 조절하여야 하는 바, 이때에는 이미 내장된 여러 종류의 노즐중 증가공급해야할 가스량 만큼에 대응되는 노즐구경이 플렉시블호스(10)와 일치될 수 있도록 조절부재(200)를 회전시켜 위치시키기만 하면 된다.

그리하여, 생산량의 증감에 따라 노즐 구경을 가변시킴으로써 수월한 소성작업을 진행시킬 수 있게 된다.

특히, 사용하는 노즐을 제외한 나머지 노즐은 타르용해제(300) 속에 항상 잠겨 있기 때문에 축적된 타르가 제거된 상태로 이후 사용될 수 있게 되어 타르의 축적에 의해 구경이 폐쇄되는 현상도 방지하게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 원료가스 공급노즐의 구경 가변장치는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 일일생산량의 변동으로 C.O.G가 공급되는 노즐의 구경을 가변시키고자 할 경우에 단지 해당 구경의 노즐이 플렉시블호스에 위치되도록 회전시키기만 하면 되므로 작업의 연속성이 유지되고, 노즐교체를 위해 연결부위를 분해할 필요가 없어 작업시간이 단축되는 장점이 있다.

둘째, 아울러 노즐 교체작업시 발생하는 가스의 누출에 따른 중독의 위험이 배제되어 작업자의 안전성이 증가된다.

셋째, 작업인원을 절감시킬 수 있어 작업의 효율성과 작업의 연속성이 보장되므로 생산성이 제고되는 장점도 구유한다.

Claims

C.O.G의 유로인 플렉시블호스(10)와 체결가능한 공급구(132)를 갖고 석회소성로의 렌스노즐(60) 전면에 고정되며 일면이 개방된 원반형의 베이스(130)와;

상기 베이스(130)에 회전가능하게 내장되고, 그 중심에는 사각형상의 축공(114b)을 가지며, 그 원주방향을 따라 양면을 관통하여 구경이 다른 다수의 노즐(70)이 고정되는 노즐삽입공(121)이 회전시 상기 공급구(132)와 일치되도록 형성된 노즐판(120)과;

상기 노즐판(120)이 이탈되지 않도록 상기 베이스(130)의 개방된 면을 폐쇄하며 고정되고, 그 일면에는 상기 공급구(132) 및 어느하나의 노즐삽입공(121)과 연통되며 소성로의 렌스노즐(60)과 연결된 연결파이프(111)가 구비되며, 그 중심에는 축공(114a)이 관통형성된 커버(110)와;

상기 커버(110)의 축공(114a)에 삽입되고 그 일단은 상기 노즐판(120)의 축공(114b)에 결합되어 상기 노즐판(120)을 회전시킬 수 있도록 구비된 조절부재(200)로 구성되는 것을 특징으로 하는 원료가스 공급노즐의 구경 가변장치.
제1항에 있어서, 상기 커버(110)와 베이스(130)가 결합된 내부 공간에는 타르용해제(300)가 그 공간의 2/3정도 충전된 것을 특징으로 하는 원료가스 공급노즐의 구경 가변장치.
제1항에 있어서, 상기 노즐판(120)의 커버(110)측 면의 축공(114b) 인접위치에는 그 원주방향을 따라 소정폭의 가이드홈(123)이 형성되고, 상기 가이드홈(123) 상에는 일정간격을 두고 볼고정홈(122)이 형성되며, 상기 볼고정홈(122)과 대응되는 위치의 상기 커버(110) 내면과 노즐판(120) 사이에는 스프링(124)에 의해 탄압되는 볼(125)이 설치되는 것을 특징으로 하는 원료가스 공급노즐의 구경 가변장치.