KR100743022B1 - 스테이브 고로의 노체 압력공 실시간 자동관통장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스테이브 고로의 노체 압력공 실시간 자동관통장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 스테이브 고로의 압력공를 자동으로 관통시키는 장치에 있어서, 압력계에 막힌 고형 부착물을 뚫을수 있는 초경합금 팁이 부착되고 직육면체 칼날이 내측에 설치되는 돌출형 비트와; 상기 비트의 양측으로 난 구멍에 에어통입배관을 통하여 삽입체결되는 몸체와; 상기 몸체 상부에 스프링고정판이 형성되어 원형판에 의해 스프링이 내측에 설치되는 로드와; 상기 로드에 연결되며 질소분출배관이 내측에 설치된 통입배관 및 전동밸브가 부설되는 샤프트와; 상기 샤프트에 연결되며 상부에 에어 공급구, 전동밸브를 포함하여 구성된다.

이러한 본 발명은 고로 상부에서 장입되는 광석과 코크스가 용융화 되는 과정에서 고로 노체 각 원주방향별로 설치된 압력계의 막힘을 검지하고 자동으로 개공하여 관통함은 물론 노벽부 부착물을 제거하여 고로내부의 압력분포를 실시간으로 제공하여 취발의 대형사고를 방지할수 있는 효과가 있다.

Description

스테이브 고로의 노체 압력공 실시간 자동관통장치{APPARATUS FOR PENETRATING PRESSURE HOLE IN A BLAST FURNACE}

도 1은 종래의 압력계 관통을 설명하기 위한 상태도,

도 2는 노체 압력의 분포도,

도 3는 본 발명에 따른 관통장치 선단부 구성도,

도 4은 본 발명에 따른 관통장치 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 관통장치 구성도,

도 6은 본 발명에 따른 구동부 상세도,

도 7은 본 발명에 따른 압력공 자동관통 장치의 조립도,

도 8은 본 발명의 따른 압력공 자동관통 장치의 사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 고로 2: 노체 철피

3: 노체 압력계 4: 질소 압력밸브

5: 압력계 플랜지 6: 수동 관통기

7: 고형 부착물 8: 풍구

10: 돌출형 비트 11: 질소 분출구

12: 부착물 제거장치 몸체 13: 공기통입배관

본 발명은 스테이브 고로의 노체 압력공 실시간 자동관통장치에 관한 것으로, 밀폐된 용기인 고로 내부에 풍구로부터 고온의 열풍이 송풍되어 철광석 및 코크스와 통과하면서 발생되는 압력을 검지하는 압력공의 막힘현상을 조업중 실시간으로 검지하고 자동으로 천공시킬 수 있도록 한 스테이브 고로의 노체 압력공 실시간 자동관통장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 압력계 관통을 설명하기 위한 상태도로서, 철광석과 코크스를 일정한 비율로 고로(1) 상부에 장입하고 열풍로에서 생산된 고온의 열풍(1200℃)을 상기 고로(1) 환상관을 거쳐 풍구(8)를 통해 고로(1) 하부로 송풍하면 장입된 철광석과 코크스가 고온의 열풍에 의해 용융, 환원 반응을 일으켜 용선이 생산되게 된다.

이 과정에서 고로(1) 내부에서는 가스와 함께 고압의 압력이 발생하게 되며 이 압력은 고로 노체철피(2) 각 지점에 부착된 압력계(3)를 통해 검지된다.

상기의 검지된 신호는 상기 압력계(3)와 연결된 계장패널(PANEL)로부터 신호를 전송받아 고로컴퓨터(도 1: 미도시)인 MMI화면에 디스플레이 되며 이 데이터를 근거로 하여 가스의 압력흐름이 한 방향으로 치우쳐 일정부분이 상기 고로(1) 상부로 터져나가는 폭발사고를 사전에 감지하게 된다.

이와 같이 감지된 사항에 의하여 상기 고로(1)의 원주 방향별로 작업자가 압 력을 사전에 조정하므로서 고로 내부에 적정한 가스의 압력이 유지된다.

그러나 상기 고로(1) 상부로부터 장입된 광석과 코크스가 용융화 되는 과정에서 고로(1) 노체 각 원주방향으로 설치된 압력계(3)가 배관의 형태로 되어있어 막힘현상이 발생하게 된다.

상기와 같은 막힘현상 발생시 고로 내부압력(4㎏/㎠)으로 인해 배관의 압력계플랜지(5)에 의해 밀폐되어진 압력계(3)의 해체가 불가능해 상기 고로(1) 내부의 압력을 '0'으로 만든 후 작업자에 의해 수동관통기(6)를 이용하여 압력계(3)의 고형부착물(7)에 타격을 주어 관통시킨다.

그러나 상기 고로(1) 내부 노벽부에 부착된 고형부착물(7)은 제거할 수 있는 방법이 없어 작업부하와 함께 조업중 압력계(3) 막힘시 고로 내부의 원주방향별, 단별 압력 예측이 불가능해 폭발 등 대형 설비사고가 일어나 조업이 중단되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 창출한 것으로, 고로의 노체 압력계가 철광석과 코크스에 의한 고형부착물에 의해 막힘현상 발생시 조업중 실시간으로 압력계를 자동으로 관통 할 수 있는 노체 압력계 자동관통 장치 및 고로내부 노벽부 부착물 제거 방법을 제공하여 노체압력 분포를 실시간으로 제공하므로서 폭발등의 대형사고를 미연에 방지하여 설비 효율을 극대화 할 수 있도록 한 스테이브 고로의 노체 압력공 실시간 자동관통장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 상술한 목적은 스테이브 고로의 압력공를 자동으로 관통시키는 장치에 있어서, 압력계에 막힌 고형 부착물을 뚫을수 있는 초경합금 팁이 부착되고 직육면체 칼날이 내측에 설치되는 돌출형 비트와; 상기 비트의 양측으로 난 구멍에 에어통입배관을 통하여 삽입체결되는 몸체와; 상기 몸체 상부에 스프링고정판이 형성되어 원형판에 의해 스프링이 내측에 설치되는 로드와; 상기 로드에 연결되며 질소분출배관이 내측에 설치된 통입배관 및 전동밸브가 부설되는 샤프트와; 상기 샤프트에 연결되며 상부에 에어 공급구, 전동밸브를 포함하여 구성함에 의해 달성된다.

이하에서는, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 노체 압력의 분포도이고, 도 3는 본 발명에 따른 관통장치 선단부 구성도이고, 도 4은 본 발명에 따른 관통장치 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 관통장치 구성도이고, 도 6은 본 발명에 따른 구동부 상세도이고, 도 7은 본 발명에 따른 압력공 자동관통 장치의 조립도이고, 도 8은 본 발명의 따른 압력공 자동관통 장치의 사시도이다.

도 2 내지 도 8에 따르면, 고로내부 고형부착물(7) 즉, 철광석 및 코크스 관통시 막힘을 방지하고 관통을 위하여 45°방향 3개소에 질소를 분출(BLOWING)할 수 있는 구멍, 즉 질소분출구(11)과 선단 면에 마모를 방지하고 고열에 견딜수 있는 초경합금으로 된 육각형상의 돌출부(18)와 노벽부 부착물을 제거하기 위해 비트(10)의 양쪽 방향으로 구멍(HOLE)을 뚫어 하부에 에어(AIR) 통입배관(13)과 연 결되어진 원통형으로 된 노벽부 부착물 제거장치의 몸체(12)가 삽입되어 지고 삽입된 몸체는 고정형 볼트(BOLT)(17)로 비트(10)와 고정 되어지며 중앙부가 개방되고 하부에 부착물 제거장치 몸체(12)의 내경과 같은 크기의 원형판(20)에 직육면체의 칼날(14)이 용접되어 부착물 제거장치 몸체(12) 내부로 삽입 되고 삽입된 직육면체 칼날(14)의 상,하 운동을 원활하게 하기 위하여 부착물 제거장치 몸체(12) 상부에 스프링 고정판(15)이 부착되며 스프링 고정판(15)과 원형판(20)에 스프링(16)(SPRING)이 결합되는 노벽부 부착물 제거 장치가 내장되고 로드(21)와 결합을 위해 4곳의 방향으로 사각홈(31)을 길이 방향으로 내어지고 선단면이 나선형이며 원형의 형상을 가진 돌출형 비트(10)와 중앙부가 비트(10)의 에어 통입 배관(13) 과 질소 분출구(11)가 나란히 길이 방향으로 구멍(HOLE)이 뚫려지고 외측으로는 비트의 사각홈(31)과 같은 사각형상(32)으로 가공되어 비트(BIT)와 일체형으로 결합 되어지고 후단면에 스크류(27)(SCREW)가 가공되어진 로드(21)(ROD)를 갖추고 결합된 로드와 비트의 보호와 고로 내부 압력으로부터 밀봉을 위해 중간부에 클립 후렌지가(23)(FLANGE) 용접되고 로드(21)와 비트(10)의 변형 방지를 위해 15A 퍼지(PURGE)용 배관(24)과 전동 밸브(57)(VALVE)와 후단에 노내 압력(4㎏/㎠)이 외부로의 분출을 방지하기 위해 후렌지 내부로 실링(SEALING) 패킹(26)(PACKING)이 내장된 클립(22)(CLIP)과 클립의 중앙부로 관통부인 로드(21)와 비트(10)가 삽입 되어 지고 클립은 결합용 볼트로 체결(25)되어진다.

클립(22)에 내부로 삽입된 로드(21)와 비트(10)의 구동을 위해 전면에는 로드(21)와 결합 할 수 있는 스크류(43)(SCREW)가 파여지고 노체 압력계(3) 관통시 고로(1) 내부를 질소로 브로우웡(BLOWING) 하여 로드와 비트의 질소 분출구(11)가 막힘을 방지하기 위해 질소 분출구(11)와 일체형으로 연결되어진 질소분출 배관(42)과 질소 분출배관을 감싸며 직육면체 칼날(14) 상,하 이동용 에어 통입배관(13) 및 에어 통입 전동밸브(59)와 에어 통입배관 벤트(VENT)용 전동 밸브(60)가 갖추어져 구동용 기기 와 연결 되어진 샤프트(41)(SHAFT)를 갖추고 샤프트와 연결된 구동기기 에는 에어 드릴모터(44)(AIR DRILL MOTOR)와 에어 함머 모터(44)(AIR HAMMER MOTOR)가 결합되어 지며 상단에는 구동용 에어 공급구(46)와 전동밸브(61)가 부착된다.

또한 연결된 관통장치의 이동을 위해 하부에 모터 서포트(54)(SUPPORT)를 용접하고 서포트 하부로 관통장치의 길이와 동일하게 레일(53)(RAIL)이 설치되고 레일 양측으로 휠(52)(WHEEL)과 휠의 구동을 위해 관통장치 이동용 양 방향 모터(51)(MOTOR)를 갖추고 양방향 모터(51)의 정지와 구동을 위해 레일 양측에 리미트 스위치(62)(63)(LIMIT SWITCH)가 부착 되어진 관통장치는 노체 압력계 후렌지(5)와 클립 후렌지(23)가 결합되어 노내부 압력으로부터 완전 밀봉 되게된다.

그리고 압력계(3) 관통 여부에 따라 자동으로 개방(OPEN)되고 폐쇄(CLOSE) 되는 메인 전동밸브(56)가 노체 압력계 배관에 설치되어 지며 노체 압력계(3)의 막힘과 분포를 확인하기 위하여 각 압력계(3)를 제어부(90)와 연결하여[도8]과 같이 그래프를 입력하여 고로컴퓨터(100)에 디스프레이(DISPLAY) 되게하고 이 그래프는 제어부(90)를 통하여 자동 관통장치와 연결되며 자동 관통장치의 제어변 구동부는 전기적인 케이블(CABLE)로 제어부(90)와 연결이 되고 모든 기기의 상호제어 및 조작을 위한 제어 조작부가 설치되는 구성으로 되어있다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 다음과 같이 작동된다.

고로 컴퓨터(100)에서 노체압력 4000g/㎤ 이상을 검출부(80)에서 검출하면 제어부에서 압력 공이 막혔다고 판단을 하게된다.

즉, 노체 압력 공 압력 검출방식은 외부의 압축공기를 압력 공 배관으로 일정하게 불어 넣으면 고로의 노벽 외부로 들어가 고로 내의 압력과 부딪쳐 압력 차이를 나타내게 된다.

고로 내부의 압력은 2.5kg/㎤ 이고 압축공기의 압력이6~75kg/㎤ 이므로 정상 조업시는 압력공의 압력은 보통 2.5~3.5 kg/㎤로 압력을 검출 하지만 압력 공이 막히게 되면 6kg/㎤ 압축공기가 고로 내부로 들어가지 못하고 압력 공 배관에서 압력 값을 상승을 시키며 계속적으로 유지하고 있기 때문에 4000 g/㎤ 이상을 검출하면 막혔다고 판단을 한다.

고로 컴퓨터에서 노체압력 4000g/㎤ 이상을 검출하여 제어부(90)로 전송하면 고로 내부를 일정하게 질소를 통과 시키면서 압력을 발생시키는 질소 압력계 전동 밸브(55)가 닫히고(CLOSE)비트(10)와 로드(21) 보호용인 냉각용 전동 밸브(57)가 개방(OPEN) 되며 대기위치 에서 닫혀있던 압력계 메인 전동밸브(56)(PRESSUR MAIN CONTROLVALVE)가 개방(OPEN)됨과 동시에 분출(BLOWING)용 배관 전동 밸브(58)가 개방되며 에어 모터 구동용 전동 밸브(61)가 개방되어 에어모터(44)(45)의 힘으로 로드가 회전(DRILLING)하고 타격(HAMMERING)을 실시하면 이동용 양방향 모터(51)는 정회전 하여 전진하여 전진 리미트스위치(61)(LIMIT SWITCH)를 터치(TOUCH)하게 되면 압력계 관통을 인식하고 이동용 모터(51)는 정지하고 노벽부 부착물 제거를 위해 에어공급 전동 밸브(59)가 열리며 에어 통입 배관(13)을 통해 에어가 공급되면 스프링 탄성의 힘으로 비트(10) 내부에 있던 직육면체 칼날(14)이 외부로 돌출되어 양방향 모터가 다시 120초(sec) 가동을 하여 노벽의 고형 부착물을 제거 하게된다.

120초(SEC) 경과후 에어공급 전동 밸브(59)가 닫히고 에어벤트 전동 밸브(60)가 열려 직육면체 칼날은 비트(10) 내부로 들어 오게되며 즉 에어 벤트 전동밸브를 개방하면 배관내의 압축공기가 외부로 빠져 나오고 탄성 스프링에 의해 직육면체 칼날은 내부로 들어 오게되며 이동용 모터(51)는 역회전 하여 후진하고 후진 리미트스위치(61)를 텃치 하게되고 에어 모터 구동용 전동밸브(61)가 닫혀 회전(DRILLING) 타격(HAMMERING)이 멈추고(STOP) 분출용 배관 전동밸브(58)가 닫힌후(CLOSE) 고로내부와 고로외부의 차단을 위해서 압력계 메인 전동밸브(56)(PRESSURE MAIN CONTROL VALVE)가 닫히고 압력용 질소 전동 밸브(55)가 열려(OPEN) 압력을 검출함과 동시에 로드,비트 보호용 전동 밸브(57)와 에어벤트 전동밸브(60)가 닫히게 되며 자동 관통 장치는 대기 위치에서 대기 하게된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 고로 상부에서 장입되는 광석과 코크스가 용융화 되는 과정에서 고로 노체 각 원주방향별로 설치된 압력계의 막힘을 검지하고 자동으로 개공하여 관통함은 물론 노벽부 부착물을 제거하여 고로내 부의 압력분포를 실시간으로 제공하여 취발의 대형사고를 방지할수 있는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 스테이브 고로(1)의 압력공(3)을 자동으로 관통시키는 장치에 있어서,

   압력계에 막힌 고형 부착물(7)을 뚫을수 있는 초경합금 팁(18)이 부착되고 노체의 내벽에 부착되는 고형 부착물을 제거할 수 있도록 외측면에서 에어통입배관(13)에 의해 유입되는 공기에 의해 돌출되는 직육면체 칼날이 내측에 설치되는 돌출형 비트와(10)와;

   상기 비트(10)의 양측으로 난 구멍에 에어통입배관(13)을 통하여 삽입체결되는 몸체(12)와;

   상기 몸체(12) 상부에 스프링고정판(15)이 형성되어 원형판(20)에 의해 스프링(16)이 내측에 설치되는 로드(21)와;

   상기 로드(21)에 연결되며 질소분출배관(42)이 내측에 설치된 통입배관(13) 및 전동밸브(59)가 부설되는 샤프트(41)와;

   상기 샤프트(41)에 연결되며 상부에 에어 공급구(46), 전동밸브(61)가 부설된 구동기기; 로 구성된 것을 특징으로 하는 스테이브 고로의 노체 압력공 실시간 자동관통장치.

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