KR100770350B1

KR100770350B1 - 소둔로 폐열을 활용한 폐 가스 배관 청소 장치

Info

Publication number: KR100770350B1
Application number: KR1020010075553A
Authority: KR
Inventors: 노세화; 이용근; 박우영
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2001-11-30
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2007-10-25
Also published as: KR20030044708A

Abstract

본 발명은 소둔로의 폐열을 활용하여 소둔로 폐 가스 배관 내부를 효율적으로 청소해줄 수 있도록 구성된 소둔로 폐열을 활용한 폐 가스 배관 청소 장치에 관한 것이다.

본 발명은 소둔로(1)의 상부에 설치된 폐 가스 매니폴더(11)로부터의 페열을 이용하여 물의 증발 및 드럼(13)의 상하운동이 가능하게 설치된 수집조(14)와, 상기 드럼(13)의 상하운동이 와이어 로프(21)를 통해 전달되어 회전하는 회전축(24)과, 상기 회전축(24)의 회전에 따라 회전하고 캠작용으로 상하 운동하는 중공 축(26)(26-1)과, 상기 중공 축(26-1)의 작용에 의해 폐가스 배관(10) 내부를 청소하도록 설치된 브러쉬 롤(50)들과, 상기 중공 축(26)(26-1)을 통해 에어를 브러쉬 롤(50)에 공급하는 에어 공급 라인(40)을 포함하는 구성을 특징으로 하는 소둔로 폐열을 활용한 폐 가스 배관 청소 장치를 제공한다.

Description

소둔로 폐열을 활용한 폐 가스 배관 청소 장치{APPARATUS FOR CLEANING WASTE GAS EXHAUSTING PIPE UTILIZING WASTE HEAT OF ANNEALING FURNACE}

도1은 본 발명에 따른 장치의 전체 구성을 나타낸 사시도,

도2는 도1에 있어서 수집조가 설치된 "A"부분과 "B" 부분의 상세도,

도3은 본 발명의 작용 상태를 보인 사시도,

도4는 캠 작용 상세도,

도5는 회전 드럼의 사시도 및 내부 상세도,

도6은 본 발명의 브러쉬 롤 설치부의 상세도,

도7은 집진조의 상세도,

도8은 종래의 소둔로 폐 가스 배관의 사시도.

* 도면중 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 소둔로 2 : 에어 블로워

3 : 모터 4 : 버너

5 : 코크스오븐가스 공급 배관 6 : 타르 박스

7 : 콘트롤 판넬 8 : 댐퍼

9 : 고정 플레이트 10 : 폐가스 배관

11 : 폐 가스 매니폴더 12 : 크레인

13 : 수집조 드럼 14 : 수집조

14-1 : 상,하 슬라이더 15 : 냉각수 공급 라인

16 : 리미트 스위치 16-1 : 하한 전극봉

16-2 : 상한 전극봉 17 : 냉각수 자동 개폐 밸브

18 : 폐열 공급 배관 19 : 폐 가스 판넬

20 : 회전축 24-1 : 기어

24-2 : 레버 24-3 : 고정 축

24-4 : 스프링 25 : 워엄과 워엄기어

25-1,25-2 : 베어링 26 : 하부 중공 축

26-1 : 에어 공급 상부 중공 축 27 : 웨이트 바란스

28 : 중공 축 지지 통 29 : 씰

29-1 : 상부 씰 29-2 : 하부 씰

30 : 롤러 31 : 롤러 지지대

32 : 폐 가스 배관 지지대 33 : 고정볼트

40 : 에어 공급 라인 40-1 : 에어 개폐 자동 밸브

41 : 에어 압력 게이지 42 : 로타리 조인트

43 : 에어 공급 지관 44 : 에어 라인 고정대

44-1,44-2 : 베어링 45 : 플렉시블 배관

50 : 브러쉬 롤 51 : 브러쉬 모

52 : 키이 53 : 연결 판

54 : 러버 튜브 55 : 체결 홀

55-1 : 와셔 55-2 : 너트

55-3 : 볼트 55-4 : 브러쉬 끼움 홀

55-5 : 나사산 56 : 브러쉬 롤 지지대

60 : 집진조 61 : 칸막이

62 : 집진 더스트 53 : 벤츄리 관

64 : 플랜지

본 발명은 배치식 소둔로의 가열 작업시 발생하는 폐 가스를 활용한 불연속 소둔로의 폐 가스 배관 청소 장치에 관한 것이다.

본 발명이 관련된 소둔로 설비는 냉간 압연된 강판 스트립을 전해 청정 라인에서 압연유를 제거처리한 다음 수요가가 원하는 양질의 제품을 만들고자 일정한 온도로 일정시간 유지 후 로냉이나 수냉으로 열처리하는 설비이다. 이 과정에서 코일 스트립을 가열처리하는 설비가 배치식 소둔로 이며 열원은 코크스오븐가스(COG(Coke Oven Gas)이다.

균일한 온도가 유지되도록 코일과 코일을 3단으로 쌓은 그 사이에 대류판를 넣으며 소둔 완료 후 코일을 차 공정으로 이송하는 작업을 한다.

이때 소둔로에서 발생하는 가스가 바로 폐 가스이다.

이 가스는 불완전한 연소에 의한 것으로 질소 화합물, 황화물, 산화물 등이 있어서 작업자에게 유해하므로 배관을 통해 옥외로 방출하고 있다.

연소 과정에서 불완전 연소가 심할 경우 생성된 더스트와 폐 가스가 조치없이 그대로 옥외로 방출되어 대기 오염의 한 원인이 되기도 한다.

도8의 소둔로(1)의 구조를 보면서 종래의 문제점을 설명 하면, 모터(3)를 가동하여 에어를 블로워(2)를 통해 에어 매니폴더(11)에 불어 넣으면 열원으로 COG 공급 배관(5)을 통한 COG가 타르 박스(6)를 거쳐 버너(4)에서 서로 만나 불꽃을 형성하여 가열이 된다.

원하는 온도를 얻기 위하여 일정한 시간이 지나고 가열이 종료되면 탈로를 하여 이동할 수 있다. 이때 발생하는 폐 가스는 배관을 통하여 옥외로 방출된다.

이러한 가열과 냉각의 반복 과정에서 상부 매니폴더(11)는 항상 온도 변화로 인하여 내부에 응축수가 발생하고 더스트와 같이 존재하게 된다.

특히 폐 가스에는 질화물이나 황화물이 섞여 있어서 폐 가스 배관(10)을 부식시키고 그 더스트(62)가 처리 과정없이 그대로 옥외로 방출되며, 폐 가스 배관(10)의 부식으로 그 배관을 2∼3년마다 교체해야 하는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 소둔로에서 발생하는 폐열을 활용하여 폐 가스 배관의 청소를 자동으로 할 수 있는 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이하에서, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1∼도7에 예시된 바와 같이 본 발명은 소둔로(1)에 있어서 폐 가스 매니폴더(11)의 위 부분에 냉각수 수집조(14)가 있고, 그 내부에는 폐열 공급과 드레인 배관(18)이 있으며, 수집조 하부에는 폐열 판넬(19)이 깔려 있다.

이 수집조(14)는 냉각수 공급 라인(15)으로부터 자동 개폐 밸브(17)의 작동으로 냉각수를 보충할 수 있으며, 물의 레벨(20) 관리는 리미트 스위치(16)와 전극봉(16-2,16-2)에 의한다.

수집조(14)에는 냉각수가 폐열에 의해 증발하면 자중으로 상하 이동이 가능하도록 수집조 드럼(13)이 설치되어 있으며, 수집조 하부에는 와이어 로프가 중심에 설치되어 무게를 조절하는 웨이트 바란스(27)가 있다.

도3,4,5에서 보는 바와 같이, 회전 드럼(23) 내부에는 장력을 조절해 주는 스파이럴 스프링(22)이 있으며, "D"부분 상세도를 보면 축(24)이 회전하면 따라 회전하는 기어(24-1)가 있고 동 기어가 한쪽 방향으로만 회전이 가능하도록 레바(24-2)가 있으며, 고정 축(24-3)을 중심으로 상기 레바(24-2)를 기어(24-1) 쪽으로 탄발시키는 스프링(24-4)이 있다.

이것은 상부 수집조(14) 드럼의 상하 운동이 와이어 로프(21)에 의해 회전 드럼(23)에 연결되어 회전축(24)이 회전운동되게 구성되어 있는 것이다.

회전 드럼(23)에 의해 워엄 기어(25)가 회전 운동을 하면 중공 축(26,26-1)이 회전하면서 캠작용에 의해 상하 운동하며, 중공 축(26)의 연결과 실링 장치는 도4의 "E"부분 상세도에서 나타내었다.

중공 축(26)(26-1) 내부에는 에어 공급 라인(40)으로부터 공기가 공급되고, 씰링된 상태에서 회전 운동과 상하 운동이 가능하도록 중공 축 지지 원형 통(28)이 설치되어 있다.

중공 축(26)(26-1)과 지지 통(28) 사이에는 상,하부에 고온용 석면으로 된 실리콘 씰(29-1,29-2)이 있어서 축의 상하운동 및 회전운동을 허용하면서 에어가 새는 것을 막아준다.

에어 공급 라인(40)은 자동 개폐 밸브(40-1)를 지나 회전과 고정이 가능한 로타리 조인트(42)가 있으며, 플렉시블 배관(45)과 에어 라인 고정 대(44)가 있어서 중공 축을 회전하면서 고정할 수 있다.

도6을 참고로 하면, 브러쉬 롤(50)은 원하는 다수개가 설치되어 있고, 각 브러쉬 롤(50)은 상부 중공 축(26-1)과 연결되어 회전운동과 상하 운동을 하며 폐 가스 배관(10)은 고정되어 있다.

즉 에어 공급 라인(40)은 브러쉬 롤(50)에 에어를 공급하고, 상,하부 베어링(44-1,44-2)으로 하부 중공 축(26)은 회전운동만 하며, 상부 중공 축(26-1)은 캠작용으로 회전과 상하운동을 할 수 있으며, 상,하부 중공 축(26)(26-1)은 서로 분리되어 있으나 지지 원형 통(28)으로 함께 일체형으로 구성되어 조합된다. 상기 상부 중공 축(26-1)은 플렉시블 배관(45)으로 신축성이 부여되어 유연한 유동이 가능하다.

에어 공급 라인(40)으로부터의 에어는 지관(43)을 거쳐 러버 튜브(54)에 연 결되고, 이러버 튜브(54)는 얇은 금속 연결 판(53)으로 연결되어 있으며, 브러쉬 롤이 마모가 되어도 항상 일정한 압력의 브러싱이 가능하도록 자동 개폐 밸브가 설치되어 있다.

상기 러버 튜브(54)는 에어 압력에 따라 이완이 가능하도록 되어 있다.

한편, 브러쉬 롤(50)은 브러쉬 모(51)를 구비하고 있으며, 이는 체결 홀(55), 와셔(55-1), 너트(55-2), 볼트(55-3)에 의해 설치되고, 브러쉬 롤(50)은 브러쉬 롤의 지지대(56)에 의해 고정되고 이것은 에어 라인(40)과 키이(52)가 끼워져 고정되어 있다.

상기 브러쉬 롤(50)은 필요에 따라 여러개 설치사용할 수 있다.

에어 라인(40)은 선단부가 막힌 것으로서 일정한 압력을 유지하여 브러쉬 롤의 튜브를 부풀게 하여 브러쉬 모가 배관내면에 닿게 한다.

이러한 본 발명의 작용을 살펴 보면, 수집조(14)의 수위가 하한선의 전극 봉(16-1)에 이르면 자동 개폐 밸브(17)가 열려 냉각수가 공급되어 수위가 차고, 상한선 전극 봉(16-2)에 이르면 리미트 스위치(16)가 작동하여 자동 개폐 밸브(17)가 닫히는 작용을 한다.

이것은 물이 전기 도체이므로 하한 전극봉에 수위가 닿으면 리미트 스위치(16)에 접점이 붙어서 전원이 연결 공급되어 자동 개폐 뺄브(17)를 열어주고 상한 전극봉(16-2)에 수위가 이르면 리미트 스위치 접점이 떨어져 자동 개폐 밸브가 닫히는 것이다.

수집조(14) 하부에는 폐가스 매니폴더(11)와 연결된 폐열 출입 배관(18)을 통하여 판넬(19)이 설치되어 있으며 필요한 만큼 개수를 설치하면 냉각수의 증발 속도를 조절할 수 있다.

수집조 드럼(13)이 내부에 설치된 수집조(14)는 레벨(20)이 올라가거나 내려오면 드럼의 상,하 운동이 가능하게 되어 있으며 드럼의 자중과 스파이럴 스프링(22)에 의해 연결된 와이어 로프(21)가 상하로 움직인다.

이 왕복 운동은 와이어 로프(21)를 통해 회전축(24)과 회전 드럼(23)에 전달되어 회전 운동으루 바뀌게 되며, 회전축(24)에 연결된 기어(24-1)는 레바(24-2)에 의해 한쪽 방향으로 회전하여 브러쉬 롤(50) 청소시 상부 중공 축(26-1)이 올라 갈 때는 그냥 스쳐 올라가며 내려 올 때는 폐 가스 배관(10)의 내벽을 긁어 청소하는 작용을 한다.

하부 중공 축(26) 하부에 설치된 워엄과 워엄 기어(25)는 한 쪽 방향으로 회전하며, 하부 중공 축(26)은 회전 운동만 하고 상부 중공 축(26-1)은 캠작용으로 상하 운동과 회전 운동을 동시에 할 수 있다.

중공 축(26,26-1)을 지지하는 원형 통(28) 벽체에는 상부 씰(29-1), 하부 씰(29-2)이 붙어 있어서 폐 가스가 밖으로 새어 나오지 못하게 한다.

씰의 재질은 내열성이 강한 석면과 고강도를 겸비한 실리콘을 섞어 만든 특수 씰이다.

도7을 참조하면, 청소된 더스트(62)는 집진조(60)을 통해 배출된다.

한편, 브러쉬 롤(50)의 작용은 에어공급 라인(40)이 상하 베어링(44-1,44-2)과 같이 에어라인 고정 대(44)에 의해 고정되어 있으므로 설치된 브러쉬 롤(50)은 에어 공급 중공 축(26)과 키이(52)로 결합되어 있어서 회전 운동을 같이 할 수 있게 되며, 이때 폐 가스 배관(10)은 고정되어 있으므로 브러쉬 롤(50)만 회전 및 상하 운동을 한다.

브러쉬 롤(50)은 도6에 나타난 바와 같이 러버 튜브(54)에 의해 내부 체적을 변화할 수 있으며 브러쉬 모(51)의 재질은 내열성이 강한 오스븐 브러쉬 모이다.

브러쉬 롤의 장기간 사용으로 모(51)의 길이가 짧아지면 압력 게이지(41)와 자동 개폐 밸브 작동으로 에어가 더 증가하여 압력을 높여 배관 내면에 대해 항상 일정한 접촉을 유지할 수 있고, 압력이 떨어지면 밸브가 열려 에어 공급 라인의 입구 압력과 출구 압력 차이를 바이패스로 역류시켜 다이어프램을 작동시켜 항상 일정한 접촉의 브러쉬 모(51)를 유지할 수 있다.

청소된 더스트(62)가 하부의 집진조(60)에 모이면 플랜지(64)를 해체 청소제거 할 수 있다.

이러한 본 발명의 구성, 작용을 요약해 보면, 본 발명은 소둔로 폐 가스 매니폴더(11)의 폐열를 활용하기 위하여 수집조(14)의 물이 증발할 수 있도록 하부에 판넬(19)를 설치하여 수집조의 물의 레벨이 상시 변할 수 있게 한다.

수집조 드럼 하부에는 와이어 로프(21)가 연결되어 있다. 수집조 드럼과 연결된 와이어(21)는 드럼의 상하운동을 롤러(30)를 거쳐 회전 드럼(23)에 전달하고, 이에 따라 회전축(24), 기어(24-1), 그리고 하부 중공 축(26) 아래에 설치한 워엄과 워엄기어(25)가 회전 작동하도록 되어 있다. 이에 따라 하부 중공축(26)이 회전하면 상부에 연결된 또 다른 상부 중공 축(26-1)이 상하 운동과 회전 운동을 같이 하게 된다. 중공 축 지지 원형 통(28)의 내부에는 씰이 붙어 있어서 폐 가스가 밖으로 새어 나오는 것을 방지한다. 에어는 공급 라인(40)으로부터 공급받아 브러쉬 롤(50)에 보내 준다.

브러쉬 롤(50)은 에어 공급 라인 상,하부에 연결되며 키이(52)가 있어서 분해, 해체가 가능하다. 에어는 브러쉬 롤의 러버 튜브(54)에 공급되어 신축과 체적 이완이 가능하고 금속 연결판(53)으로 이어져 있으며 내열성이 강한 오스본 브러쉬 모(51)가 조립되어 있다. 이러한 브러쉬 롤(50)의 작용에 의해 폐 가스 배관(10)의 내부 벽체에 있는 분진 더스트를 자동으로 제거할 수 있는 것이다.

따라서, 본 발명은 상술한 바와 같은 구성, 작용에 의해 소둔로의 폐열을 이용하여 소둔로 폐 가스 배관 내벽 청소를 자동으로 함으로써 대기 오염을 줄일 수 있으며, 또 폐 가스 배관의 부식을 방지하여 원가 절감에 기여할 수 있는 효과가 있다.

Claims

소둔로(1)의 상부에 설치된 폐 가스 매니폴더(11)로부터의 페열을 이용하여 물의 증발 및 드럼(13)의 상하운동이 가능하게 설치된 수집조(14)와, 상기 드럼(13)의 상하운동이 와이어 로프(21)를 통해 전달되어 회전하는 회전축(24)과, 상기 회전축(24)의 회전에 따라 회전하고 캠작용으로 상하 운동하는 중공 축(26)(26-1)과, 상기 중공 축(26-1)의 작용에 의해 폐가스 배관(10) 내부를 청소하도록 설치된 브러쉬 롤(50)들과, 상기 중공 축(26)(26-1)을 통해 에어를 브러쉬 롤(50)에 공급하는 에어 공급 라인(40)을 포함하는 구성을 특징으로 하는 소둔로 폐열을 활용한 폐 가스 배관 청소 장치.