KR100737111B1

KR100737111B1 - 코크스 오븐용 석탄 장입장치

Info

Publication number: KR100737111B1
Application number: KR1020010050191A
Authority: KR
Inventors: 김진후
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-08-21
Filing date: 2001-08-21
Publication date: 2007-07-06
Also published as: KR20030016557A

Abstract

본 발명은 콜호퍼의 하부에 장착된 이송관을 통해서 장입차로부터 석탄을 코크스 오븐의 탄화실에 장입하기 위한 장치에 관한 것으로서, 상기 이송관의 하단부에 결합되고 이로부터 외측하향으로 전개되어 소정 길이만큼 연장하는 제1관부재 및 상기 제1관부재의 연장부가 상하방향으로 이동가능하게 삽입되는 제2관부재를 갖는 신축가능한 신축관부와, 상기 신축관부의 하단부에 결합되고 상기 탄화실의 장입구에 끼워지는 배출단을 갖는 역전된 절두원추형상의 드롭호퍼와, 상기 드롭호퍼를 상하방향으로 이동시키기 위한 실린더와, 상기 이송관의 하단부와 상기 드롭호퍼의 상단부 사이에서 상기 신축관부의 외측면을 둘러싸고 하부개방단은 상기 신축관부의 제2관부재의 하부에 고정되고 상부개방단은 상기 제1관부재 상부의 전개부에 걸쳐질 수 있는 유니버셜 드롭 슬리브를 포함하여, 상기 드롭호퍼와 제2관부재가 상방으로 이동함에 따라 상기 유니버셜 드롭 슬리브의 상부개방단은 상기 이송관을 따라 상방으로 이동하고 상기 실린더가 하방으로 이동하여 상기 드롭호퍼의 배출단이 상기 장입구에 삽입되면 상기 유니버셜 드롭 슬리브의 상부개방단은 상기 제1관부재 상부의 전개부에 걸쳐지는 것을 특징으로 한다.

신축관부, 실린더, 유니버셜 드롭 슬리브, 장입차

Description

코크스 오븐용 석탄 장입장치{An apparatus for providing coal into the coke oven}

도 1a는 종래 장입차 드롭 슬리브 장치의 개략도, 도 1b는 종래 실시예에 따른 드롭 슬리브 장치의 상하이동을 도시한 도면.

도 2a는 종래 실시예에 따라서 드롭 슬리브 장치를 상하이동시킬 때 석면포가 파열되는 상태를 도시한 도면, 도 2b는 드롭 슬리브 장치의 파열부위를 확대 도시한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 코크스 오븐용 석탄 장입장치의 도면.

도 4a는 본 발명에 따른 코크스 오븐용 석탄 장입장치의 분해사시도, 도 4b는 코크스 오븐용 석탄 장입장치의 조립도.

도 5a는 본 발명에 따른 코크스 오븐용 석탄 장입장치의 상승상태를 도시한 도면, 도 5b는 상승상태에서 제1관부재와 제2관부재의 위치를 도시한 도면.

도 6a는 본 발명에 따른 코크스 오븐용 석탄 장입장치의 하강상태를 도시한 도면, 도 6b는 하강상태에서 제1관부재와 제2관부재의 위치를 도시한 도면.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

20 : 신축관부

22 : 제1관부재

24 : 제2관부재

30 : 드롭호퍼

40 : 실린더

50 : 유니버셜 드롭 슬리브

52 : 상부개방단

54 : 하부개방단

본 발명은 장입차의 콜호퍼로부터 코크스 오븐의 탄화실에 석탄을 장입하기 위한 장치에 관한 것이고, 보다 상세하게는 장입차가 슬리브 장치를 이용하여 탄화실에 석탄을 장입하던 중 발생하는 가스, 분진 및 화염의 방출을 방지하기 위한 실링포가 손상됨으로써 대기오염이 발생하는 것을 방지하기 위한 코크스 오븐용 석탄 장입장치에 관한 것이다.

일반적으로, 고로에서 철광석을 녹이는 열원으로 사용되는 코크스는 제철소의 코크스 오븐에서 생산된다. 코크스 생산공정에서, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 이동기기인 장입차(2)는 석탄을 탄화실(1)에 장입하는 임무를 담당한다. 즉, 석탄빈(미도시)으로부터 장입차의 콜호퍼(3)에 배출되어 장입된 석탄은 코크스 오븐의 장입구(4)를 통해 탄화실(1)에 장입된다. 한편, 탄화실(1)에 장입되어 가열된 적열 코크스는 탄화실 도어를 통해 추출된다.

장입차(2)로부터 탄화실(1)에 석탄을 장입하는 과정을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 장입차(2)는 적열 코크스가 추출된 텅빈 탄화실(1)로 이동한다. 그리고, 장입차(2)에 제공된 석탄장입장치, 즉 드롭 슬리브 장치(5)를 하강시켜 탄화실(1) 상부측에 위치한 장입구(4)의 프레임(6)과 정렬시킨 후 콜장입용 스크류 피더(7)에 의하여 적정량의 석탄을 장입한다. 석탄장입이 완료되면 드롭 슬리브 장치(5)는 복귀된다.

상술된 바와 같이 장입차(2)의 드롭 슬리브 장치(5)는 탄화실(1)에 대한 석탄(8)의 장입을 안내하는 장치로서, 승하강 작동 기능 실린더(9)에 의하여 승하강이 가능하고 또한 석탄호퍼 이송관(10)을 중심으로 하여 탄화실 장입구의 프레임(6)에 대한 상하 및 좌우의 유격조정이 자유롭게 이루어져 한다.

즉, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 드롭 슬리브 장치(5)의 하단에 위치하는 아웃사이드 슬리브 프레임(11)은 외측 이동바(12)를 통해 연결되는 실린더(9)의 승하강 작동을 따라서 상하방향으로 이동한다. 아웃사이드 슬리브 프레임(11)의 내측에 위치하는 인사이드 슬리브 링(13)은 이송관(10)의 아웃사이드 프레임(10-1)에 결합된다.

드롭 슬리브 장치(5)를 통해 석탄을 장입할 때 인사이드 슬리브 링(13)과 아웃사이드 슬리브 프레임(11) 사이에 형성된 틈새(14)를 통하여 분진 및/또는 화염이 방출된다. 따라서, 이러한 방출을 방지하기 위하여, 인사이드 슬리브 링(13)과 아웃사이드 슬리브 프레임(11) 각각의 외측에 소정형상, 예를 들어 "ㅓ" 형상의 지지프레임(15, 16)을 부착하고, 지지프레임(15, 16)에는 원형밴드(18, 18-1)를 사용하여 내열성 밀봉용 석면포(17)를 부착한다.

그 결과, 드롭 슬리브 장치(5)의 아웃사이드 슬리브 프레임(11)이 승하강하면 이와 연동하여 석면포(17)는 지지프레임(15, 16) 사이에서 접혀지거나 또는 전개되는 상태로 유지되어 석탄 장입중 발생되는 가스, 분진 및/또는 화염의 방출을 방지한다.

그러나, 상술된 바와 같은 접힘 및 전개의 작동이 반복적으로 이루어지는 경우에 석면포(17)의 소정부위, 특히 접혀지는 부위(a)가 피로현상 등에 의해서 파열되어 가스, 분진 및/또는 화염의 방출을 효과적으로 방지하지 못하게 된다. 한편, 석탄 장입중 탄화실에서 발생되는 폭발 등에 의해 원형밴드(18, 18-1)로부터 석면포(17)가 이탈되는 경우에도 가스, 분진 및/또는 화염이 방출된다. 이와 같이 가스, 분진 및/또는 화염의 방출에 의해서 탄화실 상부에 위치하는 운전실의 운전자는 안전사고의 위험에 노출된다.

또한, 석면포(17)는 발암성 물질을 내포하고 있으므로 이에 대한 대체방안이 요구되는 실정이다.

본 발명은 상기된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 장입차의 드롭 슬리브 장치에 의해서 석탄을 코크스 오븐의 탄화실에 장입할 때 발생되는 가스, 분진 및/또는 화염의 방출을 효과적으로 방지하여 대기오염방지 및 작업자의 안전사고방지를 확보할 수 있는 코크스 오븐용 석탄 장입장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 장입차로부터 석탄을 코크스 오븐의 탄화실에 장입할 수 있도록 콜호퍼의 하부에 장착된 이송관의 단부에 설치되어 상기 탄화실의 장입구에 정렬하는 코크스 오븐용 석탄 장입장치는 상기 이송관의 하단부에 결합되고 이로부터 외측하향으로 전개되어 소정 길이만큼 연장하는 제1관부재 및 상기 제1관부재의 연장부가 상하방향으로 이동가능하게 삽입되는 제2관부재를 갖는 신축가능한 신축관부와, 상기 신축관부의 하단부에 결합되고 상기 탄화실의 장입구에 끼워지는 배출단을 갖는 역전된 절두원추형상의 드롭호퍼와, 상기 드롭호퍼를 상하방향으로 이동시키기 위한 실린더와, 상기 이송관의 하단부와 상기 드롭호퍼의 상단부 사이에서 상기 신축관부의 외측면을 둘러싸고 하부개방단은 상기 신축관부의 제2관부재의 하부에 고정되고 상부개방단은 상기 제1관부재 상부의 전개부에 걸쳐질 수 있는 유니버셜 드롭 슬리브로 이루어져서, 상기 실린더가 상방으로 이동하여 상기 드롭호퍼와 제2관부재가 상방으로 이동함에 따라 상기 유니버셜 드롭 슬리브의 상부개방단은 상기 이송관을 따라 상방으로 이동하고 상기 실린더가 하방으로 이동하여 상기 드롭호퍼의 배출단이 상기 장입구에 삽입되면 상기 유니버셜 드롭 슬리브의 상부개방단은 상기 제1관부재 상부의 전개부에 걸쳐지 는 것을 특징으로 한다.

이하, 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하며, 여기에서 종래 기술과 동일한 구성은 동일 도면번호를 부여한다.

본 발명에 따른 코크스 오븐용 석탄 장입장치는 장입차(2)의 콜호퍼(3)에 저장되어 있는 석탄을 코크스 오븐의 탄화실(1)로 장입할 수 있도록 안내한다. 콜호퍼(3)의 하부에는 석탄을 불출시키는 스크류 피더(7)가 설치되고 그 하부에는 원통형상의 이송관(10)이 장착된다.

이송관(10)의 하단부에는 길이신축이 가능한 신축관부(20)가 제공된다. 신축관부(20)는 이송관(10)의 하단부에 결합되어 플레어식(flare type)으로, 즉 외측으로 전개되는 전개부(22a) 및 전개부(22a)로부터 하방으로 소정 길이를 연장하는 연장부(22b)를 갖는 제1관부재(22)와, 제1관부재(22)의 연장부(22b)가 삽입가능하고 또한 상하방향으로 이동가능한 제2관부재(24)로 이루어진다. 이때, 제2관부재(24)의 상하방향 이동이 원활하게 이루어질 수 있도록, 제2관부재(24)의 직경을 제1관부재(22)의 연장부(22b)에서의 직경보다 크게 유지하는 것이 바람직하다.

신축관부(20)의 하부에는 역전된 절두원추형상의 드롭호퍼(30)가 결합된다. 이를 상설하면, 신축관부(20)의 제2관부재(24)의 하단부는 드롭호퍼(30)의 상단부와 결합된다[도 3의 A부분 참조]. 이때, 하기에 설명되는 바와 같이, 드롭호퍼 하부의 배출단(32)은 탄화실(1)의 장입구(4)에 삽입가능하다. 즉, 드롭호퍼(30)의 측면은 연장바(42)에 의하여 실린더(40)에 연결되고, 실린더 로드(40a)는 상하방향 으로 신축가능하다. 따라서, 실린더 로드(40a)가 완전히 신장된 상태에서 드롭호퍼(30)의 배출단(32)은 탄화실(1)의 장입구(4)에 삽입된다.

한편, 신축관부(20)의 외부에는 타원형상의 유니버셜 드롭 슬리브(50)가 제공된다. 유니버셜 드롭 슬리브(50)의 상부와 하부는 개방된 상태로 유지되어, 각각 상부개방단(52)과 하부개방단(54)을 구성한다. 이때, 상부개방단(52)은 제1관부재의 전개부(22a) 상에 걸쳐지고 하부개방단(54)은 제2관부재(24)의 하부에 결합된다. 따라서, 실린더(40)의 실린더 로드(40a)가 상방으로 수축하여 드롭호퍼(30)가 상방으로 이동하면 이와 연동하여서 유니버셜 드롭 슬리브(50)의 상부개방단(52)이 이송관(10)을 따라서 상방으로 이동하면서 이송관(10)과 상부개방단(52) 사이에 틈새가 형성된다.

그리고, 실린더(40)의 실린더 로드(40a)가 하방으로 신장하여 드롭호퍼(30)의 배출단(32)이 탄화실(1)의 장입구(4)에 삽입되면 상부개방단(52)은 제1관부재(22)의 전개부(22a) 상에 걸쳐지며, 그 결과 유니버셜 드롭 슬리브(50)의 내부는 폐쇄된 상태로 유지된다.

한편, 유니버셜 드롭 슬리브(50)는, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제1관부재(22)의 전개부(22a)보다 외측으로 더 넓게 전개되고 이송관(10)의 외경보다 더 넓은 상부개방단(52)을 갖는 덮개(50a)와 덮개(50a)의 하부에 결합되어 이로부터 하방으로 연장하고 제2관부재(24)의 하부에 결합하는 하부개방단(54)을 갖는 중공형 관형부(50b)를 갖는다. 따라서, 덮개(50a)와 중공형 관형부(50b)의 결합에 의하여 타원형상의 유니버셜 드롭 슬리브(50)가 제작된다.

본 발명에 따른 코크스 오븐용 석탄 장입장치를 제작하기 위하여, 유니버셜 드롭 슬리브(50)의 덮개(50a)가 이송관(10)에 삽입된 상태에서 이송관(10)의 하단부에 제1관부재(22)의 상부를 결합시킨 후 제1관부재(22)의 연장부(22b)를 제2관부재(24)의 내부에 삽입시킨다. 그리고, 제2관부재(24)를 유니버셜 드롭 슬리브(50)의 중공형 관형부(50b)에 삽입시킨 후 중공형 관형부(50b)의 하부개방단(54)을 제2관부재(24)의 하부에 결합시킨다. 이때, 하부개방단(54)을 통해 노출되는 제2관부재(24)의 하단부(24a)를 드롭호퍼(30)의 상단부(30a)에 결합시킨다. 그 결과, 도 4b에 도시된 바와 같은 형상을 갖는 석탄 장입장치가 제작된다.

이하, 본 발명에 따른 코크스 오븐용 석탄 장입장치의 작동을 설명한다.

실린더(40)의 로드(40a)가 회수된 상태에서, 장입차(2)를 적열 코크스가 추출된 텅빈 탄화실(1)로 이동시킨 후 탄화실 상부의 장입구(4)에 석탄 장입장치의 드롭호퍼(30)를 정렬시킨다. 이때, 유니버셜 드롭 슬리브(50)의 상부개방단(52)과 이송관(10) 사이에는 틈새가 형성되는 반면에 석탄 장입장치의 유니버셜 드롭 슬리브(50)의 내부에서 신축관부(20)의 제1관부재(22)의 연장부는 제2관부재(24)에 완전히 삽입된 상태로 유지된다.

상술된 바와 같이, 드롭호퍼(30)가 장입구(4)에 정렬된 상태에서, 실린더 로드(40a)를 신장시켜 드롭호퍼(30)를 하강시킨다. 이때, 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이, 제2관부재(24)에는 제1관부재(22)의 단부만이 삽입된 상태로 유지되어 있는 반면에 유니버셜 드롭 슬리브(50)의 상부개방단(52)이 제1관부재(22)의 전개부(22a) 상에 걸쳐지므로, 유니버셜 드롭 슬리브(50)의 내부는 폐쇄된 상태로 유지 된다.

이러한 상태에서 스크류 피더(7)의 동작에 의하여 콜호퍼(3)로부터 이송관(10)을 따라서 석탄이 탄화실(1)에 공급될 때 탄화실로부터 발생되는 분진 및 화염이 대기로 발산되는 것을 방지한다.

한편, 제2관부재(24)의 하부는 유니버셜 드롭 슬리브(50)의 하부개방단(54)을 통해서 외부에 노출된 상태로 결합되고 제1관부재(22)의 전개부(22a)는 유니버셜 드롭 슬리브(50)의 상부개방단(52)을 통해서 외부에 노출된 상태로 결합되므로 실린더 로드(40a)가 신장된 상태에서 슬리브 축 중심이 일치하지 않더라도 유니버셜 드롭 슬리브(50)의 상부개방단(52)과 하부개방단(54)은 신축관부(20)에 밀착되어 항상 실링효과를 제공하고 또한 장입구 프레임(6)의 중심에 대한 언바란스를 자동으로 조정할 수 있다.

즉, 장입차(2)가 장입 위치로 이동하기 전에 제1관부재(22)와 제2관부재(24)가 서로 맞물려 실링된 상태에서 이송관(10)의 중심에 위치하게 되고, 석탄의 장입 작업을 위해 탄화실(1)의 장입구 프레임(6) 측으로 이동한 후 실린더 로드(40a)가 하강하면, 유니버설 드롭 슬리브(50)가 자동으로 하강할 때 제2관부재(24)가 장입구 프레임(6)에 일치되도록 조정된다. 따라서, 오정렬 상태인 장입구 프레임(5)을 따라 유니버설 드롭 슬리브(50)는 자동으로 센터조정되므로, 축 중심이 이동하여 기울기 불량에 따른 조그만 틈새가 형성되어도 원형의 곡면이 항상 접촉상태를 유지하여 완벽한 밀봉상태를 유지한다.

따라서, 본 발명에 따르면, 종래에 장입차 드롭 슬리브 장치의 실링포 불량에 따른 원활하지 못한 실링효과로 인하여 야기되는 대기 오염 및/또는 안전 사고의 위험 등을 제거할 수 있으며, 사용 수명이 길고 반영구으로 사용이 가능한 석탄 장입장치를 통해 완전한 실링상태를 유지할 수 있으므로 환경 친화적인 대체효과를 기대할 수 있다.

이상, 상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 첨부된 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 요지로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다는 것을 인식하여야 한다.

Claims

장입차로부터 석탄을 코크스 오븐의 탄화실에 장입할 수 있도록 콜호퍼의 하부에 장착된 이송관의 단부에 설치되어 상기 탄화실의 장입구에 정렬하는 코크스 오븐용 석탄 장입장치에 있어서,

상기 이송관의 하단부에 결합되고 이로부터 외측하향으로 전개되어 소정 길이만큼 연장하는 제1관부재 및 상기 제1관부재의 연장부가 상하방향으로 이동가능하게 삽입되는 제2관부재를 갖는 신축가능한 신축관부와,

상기 신축관부의 하단부에 결합되고 상기 탄화실의 장입구에 끼워지는 배출단을 갖는 역전된 절두원추형상의 드롭호퍼와,

상기 드롭호퍼를 상하방향으로 이동시키기 위한 실린더와,

상기 이송관의 하단부와 상기 드롭호퍼의 상단부 사이에서 상기 신축관부의 외측면을 둘러싸고 하부개방단은 상기 신축관부의 제2관부재의 하부에 고정되어 있는 상부개방단은 상기 제1관부재 상부의 전개부에 걸쳐질 수 있는 유니버셜 드롭 슬리브로 이루어져서,

상기 실린더가 상방으로 이동하여 상기 드롭호퍼와 제2관부재가 상방으로 이동함에 따라 상기 유니버셜 드롭 슬리브의 상부개방단은 상기 이송관을 따라 상방으로 이동하고 상기 실린더가 하방으로 이동하여 상기 드롭호퍼의 배출단이 상기 장입구에 삽입되면 상기 유니버셜 드롭 슬리브의 상부개방단은 상기 제1관부재 상부의 전개부에 걸쳐지는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐용 석탄 장입장치.
제1항에 있어서,

상기 실린더는 연장바를 통해서 상기 드롭호퍼의 측면에 연결되는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐용 석탄 장입장치.