KR100714189B1 - 코크스 오븐용 도어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 석탄 건류시 발생되는 가스를 도어의 수직방향으로 원활하게 배출할 수 있는 가스통로를 확보하여 환경오염을 줄일 수 있고, 도어에 부착되는 내화물을 다수개로 분할 구성하여 내화물의 탈락시 부분 교체가 가능하도록 하여 유지 보수비용을 절감할 수 있도록 한 코크스 오븐용 도어를 제공함에 있다.

석탄이 장입되어 건류되며, 건류시 발생되는 가스를 상측으로 유도하는 공간이 구비된 탄화실을 밀폐하기 위한 도어프레임을 구비한 코크스 오븐용 도어에 있어서:

상기 탄화실을 일정온도로 유지하기 위한 내화물을 수개의 분할체로 구성하고;

상기 각각의 내화물 분할체에는 다수의 Y-자형 앵커들이 고정된 적어도 2개 이상의 금속판들을 일체로 몰딩 형성하고;

상기 금속판들과 도어프레임을 상호 착탈 가능하게 연결시켜 상기 내화물 분할체의 보수 교체를 용이하도록 하며, 상기 가스의 통로를 형성하도록 한 스페이서를 포함함을 특징으로 하는 코크스 오븐용 도어.

이를 위한 본 발명은 석탄이 장입되어 건류되며, 건류시 발생되는 가스를 상측으로 유도하는 공간이 구비된 탄화실을 밀폐하기 위한 도어프레임을 구비한 코크스 오븐용 도어(100)에 있어서: 상기 탄화실을 일정온도로 유지하기 위한 내화물(110)을 수개의 분할체(110a~110n)로 구성하고; 상기 각각의 내화물(110)의 분할체 (110a~110n)에는 다수의 Y-자형 앵커들(112)이 고정된 적어도 2개 이상의 금속판들(111)을 일체로 몰딩 형성하고; 상기 금속판들(111)과 도어프레임(120)을 상호 착탈 가능하게 연결시켜 상기 내화물(110)의 보수 교체를 용이하도록 하며, 상기 가스의 통로를 형성하도록 한 스페이서(130)를 포함함을 기술적 구성상의 특징으로 한다.

코크스오븐, 내화물, 금속판, Y-자형 앵커, 벅스테이, 래치, 탄화실, 석탄, 스페이서

Description

코크스 오븐용 도어{Coke oven door}

도1은 일반적인 코크스 오븐의 설치상태도및 그 요부를 확대 도시한 정면도및 측면도;

도2는 도1에 도시된 코크스 오븐의 도어를 도시한 횡단면도;

도3은 본 발명에 따른 코크스 오븐용 도어의 요부분해사시도;

도4는 도3에 도시된 금속판의 사시도;

도5는 본 발명의 조립 단면도;

도6은 도3에서의 요부 확대사시도;

도7은 도5의 저면도;

도8은 본 발명의 코크스 오븐의 도어를 도시한 횡단면도

도9a 내지 도9d는 본 발명에 이용되는 스페이서의 다른 변형예를 도시한 단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

100: 코크스 오븐용 도어 110: 내화물

111: 금속판 111a: 구멍

112: Y-자형 앵커 113,150: 너트

120: 도어프레임 130: 스페이서

140,160: 볼트

본 발명은 코크스 오븐의 도어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 석탄 건류시 발생되는 가스를 도어의 수직방향으로 원활하게 배출할 수 있는 가스통로를 확보하여 환경오염을 줄일 수 있고, 도어에 부착되는 내화물을 다수개로 분할 구성하여 내화물의 탈락시 부분 교체가 가능하도록 하여 유지 보수비용을 절감할 수 있도록 한 코크스 오븐용 도어를 제공함에 있다.

일반적으로 제철소에서 사용하는 코크스 오븐(1)은 도1에 도시한 바와 같이 통상적으로 10~130개의 개별 탄화실(2)로 구성되는바, 각각의 탄화실(2)의 폭은 약 0.3~0.8m, 높이 약 3~8m, 길이 약12~18m이다. 각각의 탄화실(2)의 상면에는 뚜껑으로 덮혀있는 석탄장입공(3)을 가지며, 이 석탄장입공(3)에는 레일(4)을 따라 이동하는 석탄 장입차가 석탄을 장입하도록 되어 있고, 도2에 도시한 바와 같이 탄화실(2)의 양측면에는 탄화실(2)로부터의 발생가스를 오븐의 수직 상측으로 유도하여 외부로 방출하도록 한 공간(20)이 구비되어 있고, 탄화실(2)은 내화벽으로 구성되어 있다.

그리고, 도1에 확대 도시한 바와 같이 각각의 탄화실(2)마다 오븐 양측에 도어(10)가 장착되어 탄화실(2) 공간을 완전히 밀폐함으로써 장입차를 통해 공급된 유연탄이 일정시간, 이를테면 18시간 이상 탄화실에서 건류되도록 하였고, 이러한 탄화실(2)은 내화벽돌로 축조되었다.

도1에 도시한 바와 같이, 코크스 오븐(1)을 지지하는 철구조물인 벅스테이이(buck stay)(11)와, 철제의 도어프레임(10a)이 설치되는 바, 도어(10)는 탄화실(2)과 직접 면하는 내화물(10b)과 외측의 도어프레임(10a)을 구비하고 있는바, 이러한 탄화실 양측에 장착된 도어(10)에 있어서, 도어 프레임(10a)에 고정되는 내화물(내화블럭)(10b)은 도어 프레임의 상측으로부터 하측까지 일체로 형성되어있고 도2에 도시한 바와 같이

형상의 철제 브라켓(10c)을 이용하여 지지하도록 하였다.

따라서, 이러한 도어(10)는 대단히 무거운 중량물이기 때문에 이를 안전하게 장착시키거나 탈착시키기 위해서는 도1에서와 같이 압출기(도시하지 않았음)를 이용하여 래치(12)를 작동시키는바, 이는 후크걸이(14)에 걸려 고정되어 있던 래치(12)를, 래치바(13)에 의해 상호작동시켜 승하강동작시킴으로써 이루어진다. 즉, 상기 래치(12)는 래치바(13)에 의해 상호 연결되어 있으므로 도시하지 않은 유압실린더를 이용하여 도어 하측의 래치(12)를 상승시키게 되면 동시에 상측의 래치(12)도 상승됨으로써 도어프레임(10a)에 래칭되어 있는 도어를 탈착시킬 수 있게 된다.

한편 코크스 오븐의 석탄 건류시에 있어서 탄화실 양단의 수직 개방면을 폐쇄하는 오븐 도어의 밀폐성(sealing)의 불량은 작업환경, 제품 품질, 작업성, 폐쇄장치의 수명을 좌우하게 되는바, 오븐 본체와 도어의 밀폐성을 향상시키기 위해서는 매우 중요한 것이다. 통상적으로 석탄 장입으로부터 수시간의 건류초기에 있어서는 석탄의 열분해에 의한 가스압이 매우 높으므로 오븐 본체와 오븐 도어의 틈새로부터 발생 가스가 대기 중으로 누출된다.

건류 초기로부터 말기 까지의 발생 가스 성분은 탄화수소가 많으므로 가스와 타르 류의 유해가스 발생량도 증가하게 되므로 이들 유해 가스를 효율적으로 도어의 수직 상측으로 유도할 필요가 있다.

그러나, 도2에 도시한 바와 같이 수직 가스 통로(20)는 그 공간이 매우 좁아 건류시에 발생되는 유해 가스는 별도의 필터를 통해 집진기가 필터링하여 외부로 방출하도록 되어 있으나, 도2에 도시한 바와 같이 가스통로(20)가 매우 좁기 때문에 건류시에 발생되는 유해가스가 도어()20)의 틈새를 통해 누출되어 환경오염을 야기시킬 뿐만 아니라, 또한 장기간의 사용시 내화물(10b)이 부식되거나 탈락될 경우 외부로 가스가 유출되므로 내화물(10b)을 교체해주어야한다.

한편 일본 공개특허 제2002-122282호에는 내화물의 양측면에 수직방향으로 다수개의 요홈을 형성하여 발생가스를 유도하도록한 오븐 도어가 개시되어 있으나, 이 역시 가스를 효율적으로 수직 방향으로 유도하는데에는 한계가 있었다.

또한 종래의 오븐도어에 있어서 도어 프레임에 고정되는 내화물은 도어 프레임의 상측으로부터 하측까지 일체로 형성되고

형상의 철제 브라켓을 이용하여 지지하도록 하였는바, 장기간의 사용시 내화물이 부식되거나 탈락되었을 경우에는 내화물 전체를 교체해야 하므로 유지 보수 비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.

이와 같이 종래의 코크스 오븐용 도어에 사용되는 내화물 블럭은 내화물의 탈락으로 탄화실내의 온도를 일정하게 유지할 수 없어 조업 불안정을 야기시키며, 코크스 오븐용 도어의 내화물 블럭의 보수및 교체 주기를 단축시켜 원가상승을 초래하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 근본 목적은 석탄 건류시 발생되는 가스를 도어의 수직방향으로 원활하게 배출할 수 있는 가스통로를 확보할 수 있도록 한 코크스 오븐용 도어를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 내화물의 부분 교체가 가능하도록 하여 유지 보수비용을 절감하기 위한 코크스 오븐용 도어를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 코크스 도어용 내화물을 세라믹 또는 단열기능을 가진 세라믹화이버로 제작하되, 내화물의 내부에는 Y-자형 앵커를 장착하여 내화물의 탈락을 방지할 수 있도록 하여 빈번한 보수 및 교체비용을 경감하도록 한 코크스 오븐용 도어를 제공함에 있다.

또한 본 발명에 이용되는 내화물 블럭은 고온용 세라믹 화이버가 결합 구조로 이루어져 있기 때문에 단열성이 뛰어나고, 내열충격에 의한 크랙 및 부스러짐 현상이 발생되지 않아 도어의 수명을 향상시킨다. 또한 본 발명의 블럭은 세라믹 화이버로 제조되었기 때문에 종래의 캐스타블 블럭에 비해 비중이 매우 낮아 소형 경량이므로 작업성이 뛰어나다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 석탄이 장입되어 건류되며, 건류시 발생되는 가스를 상측으로 유도하는 공간이 구비된 탄화실을 밀폐하기 위한 도어프레임을 구비한 코크스 오븐용 도어에 있어서: 상기 탄화실을 일정온도로 유지하기 위한 내화물을 세라믹 화이버로 구성하고; 상기 내화물에는 다수의 Y-자형 앵커들이 고정된 적어도 2개 이상의 금속판들을 일체로 몰딩 형성하고; 상기 금속판들과 도어프레임을 상호 착탈 가능하게 연결시켜 상기 내화물의 보수 교체를 용이하도록 하며, 상기 가스의 통로를 형성하도록 한 스페이서를 포함함을 기술적 구성상의 특징으로 한다.

본 발명에 이용되는 스페이서는 볼트 또는 용접에 의해 금속판에 고정될 수 있는바, 볼트 방식의 고정의 경우, 금속판에는 적어도 2개의 너트가 용접되어 볼트에 의해 스페이서가 금속판에 고정되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 이용되는 스페이서는

자 형상이 바람직하지만,

자,

자,

자, 또는

자 형상의 스페이서가 이용될 수도 있고, 기타 가스의 유도 통로를 형성할 수 있을 정도의 것이면 어떤 형상의 것을 이용하여도 무방하다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도3에는 본 발명에 따른 코크스 오븐용 도어(100)의 요부 분해 사시도가 도시되어 있는바, 본 발명은 탄화실을 일정온도로 유지하기 위해 수직형 도어프레임(120)에 장착되는 내화물(110)을 수개의 분할체(110a~110n)로 구성하고, 이러한 내화물(110)은 부정형 내화물, 단열 내화재 또는 세라믹 화이버중 어느 하나로 구성하고, 이 각각의 내화물(110)의 분할체(110a~110n)에는 다수의 Y-자형 앵커들(112)이 고정된 2개 이상의 금속판들(111)이 일체로 몰딩 성형된다.

따라서, 이러한 Y-자형 앵커(112)가 내부에 몰딩 형성됨으로써 내화물의 이탈을 방지할 수 있고, 또한 내화물(110)이 부정형 내화물, 단열 내화재 또는 세라 믹 화이버로 구성되었기 때문에 열에 강하고 고강도이며, 경량이기 때문에 도어의 내화물 부분 교체시 작업이 매우 용이한 장점을 갖는다.

한편 도4에 도시한 바와 같이 각각의 금속판(111)에는 2개의 너트(113)가 용접되어 있는바, 이는 도5에 도시한 볼트(160)에 의해 이후 설명할 스페이서(130)를 고정하도록 하였으며, 도6에 도시한 바와 같이 금속판(111)에는 구멍(111a)이 형성되어있다.

도5도에 도시한

자형의 스페이서(130)는 금속판들(111)과 도어프레임(120)을 상호 착탈 가능하게 연결시켜 내화물(110)의 분할체(110a~110n)의 부분 교체및 보수가 용이하도록 함과 동시에 가스의 통로(20)를 확실하게 충분히 확보할 수 있는 기능을 한다(도 8 참조).

한편, 본 발명의 스페이서(130)는 볼트(160)와 너트(113)를 이용하여 금속판(111)에 고정되는 것이 바람직하지만 필요에 따라서는 용접에 의해 고정될 수도 있음은 물론이다.

도9a 내지 도9d에는 스페이서(130)의 다른 변형예가 도시되어 있는바, 이들 도면에 도시된 것 이외에 기타의 형상의 것이 이용될 수도 있음은 물론이다.

이와 같이 구성된 본 발명은 도어(100)의 내화물(110)을 새로 설치할 경우 스페이서(130)의 양단부를 도어프레임(120)에 볼트(140)와 너트(150)로서 고정시킨뒤 각각의 내화물 분할체(110a~110n)을 각각의 스페이서(130)에 위치시킨뒤 볼트(160)를 돌려 너트(113)에 나삽시킴으로써 조립되며, 보수 교체시에는 조여있던 볼트(160)를 풀음으로써 간단하게 분해할 수 있는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 도어 내화물과 도어 프레임을 스페이서로서 고정 연결함으로써 석탄 건류시 발생되는 가스를 스페이서에 의해 한정되는 공간을 통해 도어의 수직방향으로 배출할 수 있는 가스통로를 확보할 수 있어 종래에서와 같은 가스 누출로 인한 환경오염을 예방할 수 있고, 내화물을 일체식이 아닌 분할형으로 형성시킴으로써 내화물의 부분 교체가 가능하도록 하여 유지 보수비용을 절감할 수 있으며, 코크스 도어용 내화물을 세라믹 또는 단열기능을 가진 세라믹화이버나, 단열내화재 또는 부정형 내화물등으로 제작하여 경량이어서 취급이 용이하고, 각각의 내화물의 내부에는 Y-자형 앵커를 장착하여 내화물의 탈락을 방지할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

또한 본 발명에 이용되는 내화물 블럭은 고온용 세라믹 화이버등으로 제작되므로 단열성이 뛰어나고, 내열충격에 의한 크랙 및 부스러짐 현상이 발생되지 않아 도어의 수명을 향상시킨다. 또한 본 발명의 블럭은 세라믹 화이버로 제조되었기 때문에 종래의 캐스타블 블럭에 비해 비중이 매우 낮아 소형 경량이므로 작업성이 뛰어난 매우 유용한 발명이다.

비록 본 발명이 첨부된 도면을 참조하여 설명되었을지라도 본 발명은 이에 한정하는 것이 아니라 하기의 특허청구범위내에서 많은 변형및 수정이 있을 수도 있다.

예컨대, 금속판과 스페이서를 고정하는 방식은 고정핀 또는 쐐기를 이용한 꽂음방식이 이용될 수도 있고, 스페이서는 도시된 것들 이외에 기타의 형상이 이용 될 수도 있음은 물론이다.

Claims (10)

1. 석탄이 장입되어 건류되며, 건류시 발생되는 가스를 상측으로 유도하는 공간이 구비된 탄화실을 밀폐하기 위한 도어프레임을 구비한 코크스 오븐용 도어에 있어서:

   상기 탄화실을 일정온도로 유지하기 위한 내화물을 수개의 분할체로 구성하고;

   상기 각각의 내화물 분할체에는 다수의 Y-자형 앵커들이 고정된 적어도 2개 이상의 금속판들을 일체로 몰딩 형성하고;

   상기 금속판들과 도어프레임을 상호 착탈 가능하게 연결시켜 상기 내화물 분할체의 보수 교체를 용이하도록 하며, 상기 가스의 통로를 형성하도록 한 스페이서를 포함함을 특징으로 하는 코크스 오븐용 도어.
2. 청구항1에 있어서, 상기 분할체는 부정형 내화물, 단열 내화재 또는 세라믹 화이버로 제조됨을 특징으로 하는 코크스 오븐용 도어.
3. 청구항1에 있어서, 상기 스페이서는,

   볼트에 의해 상기 금속판에 고정됨을 특징으로 하는 코크스 오븐용 도어.
4. 청구항1에 있어서, 상기 스페이서는,

   용접에 의해 상기 금속판에 고정됨을 특징으로 하는 코크스 오븐용 도어.
5. 청구항1 또는 청구항3에 있어서, 상기 금속판에는 적어도 2개의 너트가 용접되어 상기 볼트에 의해 상기 스페이서가 상기 금속판에 고정됨을 특징으로 하는 코크스 오븐용 도어.
6. 청구항3 또는 청구항4에 있어서, 상기 스페이서는,

   

   자 형상임을 특징으로 하는 코크스 오븐용 도어.
7. 청구항3 또는 청구항4에 있어서, 상기 스페이서는,

   

   자 형상임을 특징으로 하는 코크스 오븐용 도어.
8. 청구항3 또는 청구항4에 있어서, 상기 스페이서는,

   

   자 형상임을 특징으로 하는 코크스 오븐용 도어.
9. 청구항3 또는 청구항4에 있어서, 상기 스페이서는,

   

   자 형상임을 특징으로 하는 코크스 오븐용 도어.
10. 청구항3 또는 청구항4에 있어서, 상기 스페이서는,

    

    자 형상임을 특징으로 하는 코크스 오븐용 도어.

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