KR100795010B1

KR100795010B1 - 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법

Info

Publication number: KR100795010B1
Application number: KR1020070042388A
Authority: KR
Inventors: 석철기; 김래회; 정우진; 박형기; 장성옥
Original assignee: 주식회사 코리아카코
Priority date: 2007-05-01
Filing date: 2007-05-01
Publication date: 2008-01-17

Abstract

본 발명은 고로기초의 콘크리트 구조물을 수평으로 절단할 수 있는 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법을 개시한다. 본 발명에 따른 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법은 고로가 건설되어 있는 콘크리트 구조물에 일정간격으로 수평천공을 형성하는 천공단계와, 어느 하나의 상기 수평천공과 이와 이웃하는 다른 하나의 상기 수평천공을 경유하도록 다이아몬드-와이어-소를 설치하고 상기 다이아몬드-와이어-소를 회전시켜 상기 수평천공과 수평천공 사이를 절단하는 절단단계와, 어느 하나의 상기 수평천공과 이와 이웃하는 다른 하나의 상기 수평천공 사이에 형성된 절단공간을 충진하여 상기 고로의 무게에 의해 상기 절단공간이 침하되는 것을 방지하는 충진단계를 포함하여 시행된다. 따라서 폭파 또는 대형 중장비를 이용하지 않고 콘크리트 구조물을 고로 가동중에 수평절단할 수 있으므로, 고로의 노저부를 효과적으로 해체할 수 있는 효과가 있다.

고로, 다이아몬드, 가넷, 해체

Description

고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법{CUTTING METHOD OF THE FOUNDATION OF THE BLAST FURNACE}

도 1은 콘크리트 구조물에 고로가 건설된 상태를 개략적으로 나타낸 측면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 천공단계에 의하여 고로기초의 콘크리트 구조물에 수평천공이 형성된 상태를 보인 평면도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 천공단계에서 수평천공이 형성되는 형태를 보인 측단면도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 천공단계에서 수평천공을 천공하기 위한 보링머신의 천공각도를 나타낸 확대도이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 절단단계를 설명하기 위한 고로기초의 콘크리트 구조물의 절단순서를 나타낸 평면도이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 절단단계를 시행하기 위하여 다이아몬드 와이어 소가 수평천공에 삽입된 상태를 나타낸 부분 확대도이다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 충진단계를 설명하기 위하여 노즐이 설 치된 상태를 보인 평면도이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 충진단계에 따라 절단공간부를 충진하는 과정을 보인 순서도이다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐을 설명하기 위하여 노즐의 배출구를 나타낸 사시도이다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐의 배출구를 나타낸 노즐의 단면도이다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐의 배출구 및 함몰부를 통하여 충진물이 배출되는 과정을 나타낸 개략도이다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐의 배출구 및 함몰부를 보다 구체적으로 나타낸 단면도이다.

도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법을 설명하기 위한 흐름도이다.

♠ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♠

1 : 고로 3 : 콘크리트 구조물

5 : 수평천공 7 : 코어튜브

9 : 다이아몬드-와이어-소 10 : 풀리

13 : 플레이트바 20 : 절단공간부

30 : 충진물 40 : 노즐

41 : 배출구 43 : 보조배출구

45 : 함몰부 50 : 컴프레서

S10 : 천공단계 S20 : 절단단계

S30 : 충진단계

본 발명은 콘크리트 구조물을 수평으로 절단할 수 있는 콘크리트 구조물 절단방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고로(용광로)의 조업중단을 최소화 하면서 고로를 해체하여, 고로의 조업중단으로 인한 손실을 최소화함과 동시에 고로의 해체작업시간을 단축할 수 있는 선행하는 콘크리트 구조물 절단방법에 관한 것이다.

고로(高爐)는 철광석으로부터 선철(銑鐵)을 만드는데 사용되는 노로 용광로라고도 한다. 고로는 발열원으로서 무엇을 사용하느냐에 따라 코크스선고로, 목탄선(木炭銑)고로, 전기선고로 등으로 나누며, 세계에서 생산되는 선철의 대부분은 코크스선고로에서 생산된다. 고로의 구조는 내화벽돌을 쌓아 올린 원통형 본체와 부설된 열풍로로 이루어진다. 용광로 높이는 40~50m이고, 크기 즉 용량은 하루에 생산되는 선철의 톤수로 말하는 것이 보통이다.

이와 같은 고로는 장시간에 걸쳐서 조업을 실시하게 되면, 내장벽돌의 침식이 현저히 진행되며, 이 상태를 그대로 방치하면, 고로의 상부에서는 내압(耐壓)용기로서 외주에 설치되어 있는 철피에 균열이 생겨 가스등이 분출된다. 또한, 고로의 하부에서는 노저의 카본벽돌이 침식되어 용해물이 철피를 파손시켜 외부로 유출 된다. 이 경우, 스테이브(stave)의 냉각수나 철피의 냉각수에 의한 수증기폭발을 야기시킬 수도 있다. 이로 인하여, 10수년에 한번 고로의 조업을 정지하고 내부의 개수를 실시하고 있다.

고로의 개수에 있어서는 먼저, 고로를 크게 3등분 하여 상측의 고로 상단부 및 중단부를 대형 크래인 등을 이용하여 해체한 후 고로의 노저부를 해체한다. 고로의 노저부 해체는 철피나 내장벽돌을 백호(back hoe), 삽(셔블)등의 건설중기로 일부를 파괴하여 개구부를 형성시키고, 상기 건설중기를 노저의 내부로 도입시킨다. 그리고, 노의 저부에 잔존하고 있는 코크스를 건설중기를 이용하여 노외로 밀어내어 제거한다. 그 후, 작업자가 노내로 들어가서, 삭암기나 발파방법을 사용하여, 그 밑에 잔존하고 있는 슬래그나 혹은 코크스가 혼합된 선철을 주로 한 거대한 잔선응고물을 파쇄하여 노외로 반출시킬 필요가 있다.

그런데, 상기 잔선응고물은 붕괴성 응고물과는 달리, 견고하게 일체화되어 있기 때문에, 분해시키기가 어렵고, 폭파에 의한 분할작업이 실시된다. 이 폭파에 앞서서, 먼저, 잔선응고물에 수평천공드릴 또는 산소 랜스로 다수개의 수평천공을 뚫고, 여기에 다이나마이트를 충전시키는 작업을 실시할 필요가 있었다. 이와 같은 수평천공, 발파, 분할하는 방법에 있어서는 수평천공작업이 장시간을 필요로 하기 때문에, 공사기간이 길어지고, 발파작업은 다른 해체작업을 방해한다. 또, 발파시에는 그 파쇄물이 비산하여 위험할 뿐만 아니라, 소음이 극심하므로 발파작업을 실시할 때는 고로 주변의 다른 작업을 중단해야만 했다.

더욱이, 상기와 같이 고로의 해체작업을 시행하기 위해서는 고로를 짧게는 1 개월 길게는 몇 달 이상 조업을 중단하고 내부의 온도를 낮춘 후에 모든 작업이 이루어지고 있다. 특히, 상기 잔선응고물은 하나의 큰 덩어리 상태이므로, 그 냉각시간이 고로의 상단부측에 비하여 더욱 오래 걸리며, 그 재질이 선철이라 폭파하는 시간이 오래 소요된다. 즉, 고로의 보수를 위하여 고로를 해체하기 위해서는 해체작업을 시행하기 전에 오랜 시간동안 고로의 작업을 중단하여야 하므로, 장시간 작업중단에 의한 선철의 생산량 저하로 막대한 생산차질이 발생되는 문제가 내포되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 더욱 상세하게는 고로(용광로)의 조업중단을 최소화 하면서 고로를 해체하여, 고로의 조업중단으로 인한 손실을 최소화함과 동시에 고로의 해체작업시간을 단축할 수 있는 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예 따른 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법은 고로가 건설되어 있는 콘크리트 구조물에 일정간격으로 수평천공을 형성하는 천공단계와; 어느 하나의 상기 수평천공과 이와 이웃하는 다른 하나의 상기 수평천공을 경유하도록 다이아몬드-와이어-소를 설치하고 상기 다이아몬드-와이어-소를 회전시켜 상기 수평천공과 수평천공 사이를 절단하는 절단단계와; 어느 하나의 상기 수평천공과 이와 이웃하는 다른 하나의 상기 수평천공 사 이에 형성된 절단공간을 충진하여 상기 고로의 무게에 의해 상기 절단공간이 침하되는 것을 방지하는 충진단계를 포함하여 시행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법은 고로의 선철작업을 지속하면서 상기 고로가 건설되어 있는 콘크리트 구조물에 일정간격으로 수평천공을 형성하는 천공단계와; 어느 하나의 상기 수평천공과 이와 이웃하는 다른 하나의 상기 수평천공을 경유하도록 다이아몬드-와이어-소를 설치하고 상기 다이아몬드-와이어-소를 회전시켜 상기 수평천공과 수평천공 사이를 절단하되, 상기 수평천공 사이에 하나 이상의 미 절단구간을 가지도록 절단하는 제1 절단단계와; 어느 하나의 상기 수평천공과 이와 이웃하는 다른 하나의 상기 수평천공 사이에 형성된 절단공간을 충진하여 상기 절단공간이 상기 고로의 무게에 의해 침하되는 것을 방지하는 충진단계와; 상기 고로의 선철작업을 종료한 후에 상기 미 절단구간을 절단하는 제2 절단단계를 포함하여 시행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1은 콘크리트 구조물에 고로가 건설된 상태를 개략적 나타낸 측면도이다.

도 1을 참조하면, 고로(1)의 하측에는 고로(1) 고열과 무게를 견딜 수 있도록 콘크리트 구조물(3)이 타설되어 있으며, 콘크리트 구조물(3)의 상단부는 고로(1)의 노저부를 대형 크레인을 이용하여 인양할 때 상기 고로(1)의 노 저부와 동시에 인양되도록 수평절단된다. 콘크리트 구조물(3)의 양측에는 수평절단을 할 수 있도록 작업대가 설치되어 있으며, 콘크리트 구조물(3)의 수평절단은 고로(1)의 조업을 중단하지 않은 상태에서 진행된다. 상기 콘크리트 구조물(3)의 폭은 26m이며, 정사각형으로 형성되어 있다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법은 콘크리트 구조물(3)에 수평천공(5)을 형성하는 천공단계(S10)와, 상기 수평천공(5) 사이를 절단하는 절단단계(S20)와, 상기 절단된 공간부를 충진하는 충진단계(S30)를 포함한다.

도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 천공단계를 상세하게 설명한다.

도 3을 참조하면, 천공단계(S10)에서는 콘크리트 구조물(3)에 다수의 수평천공(5)을 형성한다. 수평천공(5)은 그 내경(Φ)이 60mm 내지 70mm이며, 각 수평천공(5)의 이격거리(L)는 2500mm 이하이다. 본 실시예에 따른 천공단계(S10)에서는 수평천공(5)의 내경(Φ)이 65mm이고, 수평천공(5) 사이의 거리(L)는 2000mm이며, 형성되는 수평천공(5)의 수는 8개(H1~H8)인 것이 바람직하다. 또한, 천공단계(S10) 에서는 수평청공(10)의 이격거리만 유지된다면 수평청공(5: H1~H8)들의 천공순서는 어떠한 순서로 천공하여도 무방하다. 또한, 콘크리트 구조물(3)의 크기에 따라 수평천공(5)의 수도 달라질 수 있다.

수평천공(5)은 코어튜브(Core Tube: 7)를 사용하는 보링머신(Boring Machine: 도시생략)을 이용하여 형성한다. 상기 보링머신에 사용되는 코어튜브(7)는 일정 길이로 제작되며, 수평천공(5)의 천공 깊이에 따라 코어튜브(7)를 다수 연결하여 사용한다. 본 실시예에서 사용되는 코어튜브(7)는 코어튜브(7)를 다수 연결하여 사용할 때 그 이음부의 수를 줄여 코어의 휨이 최소화됨과 동시에 코어의 직진성이 향상되도록 그 길이(D)를 2000mm로 하는 것이 바람직하다.

장공의 천공시 코어가 흔들림없이 직진할 수 있도록 별도의 코어 브래킷이 사용된다. 상기 코어 브래킷은 상기 코어의 직진 경로를 따라 형성되는 베이스 프레임, 상기 베이스 프레임에 길이방향을 따라 상호 간에 일정 간격을 두고 형성되는 다수의 지지부, 상기 지지부 상에 형성되며 코어머신이 장착되는 머신장착부로 구성될 수 있다.

본 발명은 코어튜브를 일정한 압력으로 가압하는 Auto Feeding System을 사용하여 인력으로 가압할 때 코어홀이 휘는 현상을 방지한다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 수평천공(5) 형성시 상기 보링머신의 작업각도는 상기 콘크리트 구조물(3)의 수평면에 대하여 상기 코어튜브(7)의 중심(C1)이 0.2도 내지 0.4도 상향 경사지게 하여 수평천공(5)을 형성한다. 즉, 상기 코어튜브(7)의 중심(C1)과 콘크리트 구조물(3)의 수평면(C2)이 이루는 각도(θ)를 0.2° 내지 0.4 °로 하여 수평천공(5) 형성 작업을 시행한다. 이는 코어튜브(7)를 이용하여 콘크리트 구조물(3)에 수평천공을 형성하게 되면 코어튜브(7)의 휨현상과 직진성의 저하로 인하여 수평천공(5)의 시작점(Φ1)과 끝나는 지점(Φ2)의 위치차가 생기게 되는데, 이 위치차를 최소로 하기 위함이다. 한편, 본 실시예에 따른 천공단계(S10)에서는 수평천공(5)을 4m 천공할 때 마다 상기 보링머신의 코어비트(Core Bit)를 신품으로 교체하여주는 것이 바람직하다. 이는 상기 코어비트의 마모에 의해 수평천공(5)의 직경이 작게 형성되는 것을 방지하여 수평천공(5)의 깊이에 따라 코어튜브(7)를 원활하게 연결하여 삽입할 수 있도록 하기 위함이다.

도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 절단단계를 상세하게 설명한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 절단단계(S20)에서는 어느 하나의 상기 수평천공(5)과 이와 이웃하는 다른 하나의 수평천공(5)을 경유하도록 다이아몬드-와이어-소(9)를 삽입하여 설치한다. 그리고 회전기계(도시생략)를 이용하여 다이아몬드-와이어-소(9)를 회전시켜 수평천공(5) 사이를 절단하는데, 이때, 다이아몬드-와이어-소(9)가 상기 회전기계에 마련된 다수의 폴리(10) 및 수평천공(5)에 삽입된 플레이트바(13)에 가이드되어 자체 하중에 의한 처짐이 현저하게 감소된다.

본 실시예에 따른 절단단계(S20)에서는 1곳 이상을 동시에 절단할 수 있으며, 2곳을 동시에 절단할 때에는 콘크리트 구조물(3)의 중심을 기준으로 콘크리트 구조물(3)의 양측을 먼저 절단한 후, 상기 중심으로 이동하면서 절단하는 것이 바람직하다. 또한, 2곳을 동시에 절단할 때에는 상기 회전기계를 콘크리트 구조물(3) 의 중심을 기준으로 점대칭되게 설치하여 상기 2곳의 절단 방향이 180°를 이루도록 하는 것이 바람직하다.

도 6을 참조하여 콘크리트 구조물(3)의 바람직한 절단순서를 설명하면, 콘크리트 구조물(3)의 절단할 면(S1~S9)들 중 먼저, 면(S3, S7)을 동시에 절단한 후 면(S4, S6), 면(S1, S9), 면(S2, S8)을 차례로 절단하고 마지막으로 면(S5)을 절단한다. 본 실시예에서는 고로(1)의 선철생산을 멈추지 않고 선철작업을 지속적으로 진행하면서 먼저, 면(S1, S3, S4, S6, S7, S9)의 절단작업을 수행하고, 고로(1)의 선철생산을 중단 직전에 나머지 면(S2, S5, S8)의 절단작업을 수행한다. 이는 고로(1)의 조업중단을 최소화하여 고로의 조업중단으로 인한 손실을 줄이기 위함이다.

그리고 절단단계(S20)에서 콘크리트 구조물(3)에 절단면(S1~S9)들 중 하나 이상의 절단면을 절단한 후에는 절단된 공간부에 충진물을 바로 충진하여 고로(1)의 무게에 의하여 절단된 상기 공간부가 함몰되는 것을 방지한다. 본 실시예서는 절단된 상기 공간부의 함몰로 인한 고로(1)의 파손이 방지되도록 콘크리트 구조물(3)의 절단단계(S20)와 충진단계(S30)를 동시에 시행하는 것이 바람직하다. 상기 충진단계(S30)에 대한 설명은 후술한다.

한편, 절단단계(S20)에서 사용되는 다이아몬드-와이어-소(9)는 일정형상의 와이어(9a)에 다이아몬드팁(9b)이 일정간격으로 마련되어 있으며, 다이아몬드팁(9b)의 직경이 와이어(9a)의 직경보다 크게 형성된다. 다이아몬드-와이어-소(9)의 다이아몬트팁(9b)은 그 경도가 콘크리트 구조물(3)의 경도에 비하여 더 강하므 로, 콘크리트 구조물(3)에서 다이아몬드-와이어-소(9)를 회전시키면 콘크리트 구조물(3)이 절단되는 것이다.

또한, 본 실시예에서 사용되는 다이아몬드-와이어-소(9)는 그 직경 즉, 다이아몬드팁(9b)의 직경이 10mm 내지 12mm이며, 통상 절단면(S1~S9) 중 하나의 절단면을 절단할 때 2개의 다이아몬드-와이어-소(9)를 사용한다. 구체적으로 설명하면, 직경이 11.8mm인 다이아몬드-와이어-소(9)를 이용하여 절단하고자 하는 절단면의 절단작업을 50% 정도 진행한 후에 직경이 10.8mm인 다이아몬드-와이어-소(9)로 교체하여 절단면의 나머지 절단작업을 마무리한다. 첫 번째 사용되는 다이아몬드-와이어-소(9)의 직경보다 두 번째 사용되는 다이아몬드-와이어-소(9)의 직경을 더 작게 하여 사용하는 것은 첫 번째 다이아몬드-와이어-소(9)에 의하여 절단된 공간부로 두 번째 사용되는 다이아몬드-와이어-소(9)를 원활하게 삽입하기 위함이다.

즉, 다이아몬드-와이어-소(9)로 콘크리트 구조물(3)을 절단하면, 다이아몬드-와이어-소(9)가 마모되면서 절단된 공간부의 공간도 점차 작아지게 된다. 그러므로 다이아몬드-와이어-소(9)를 교체할 때 상기 절단된 공간부로 다이아몬드-와이어-소(9)를 용이하게 삽입하기 위하여 직경이 서로 다른 2개의 다이아몬드-와이어-소(9)를 사용하여 절단면을 절단하는 것이다.

도 6, 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 충진단계를 상세하게 설명한다.

도 6 및 도 8을 참조하면, 상기 절단단계(S20)에서 절단된 상기 콘크리트 구조물(3)의 각각의 절단공간부(20) 크기는 그 길이(m)가 대략 26m이고, 그 폭(w)은 대략 2m이다. 충진단계(S30)에서는 고로(1)의 선철작업 중에 절단된 면(S1, S3, S4, S6, S7, S9)에 대해서만 충진물(30)의 충진이 이루어지고, 고로(1)의 선철작업이 멈춘 후에 절단된 면(S2, S5, S8)은 충진물(30)을 충진하지 않는다.

구체적으로, 고로(1)의 선철작업 중에 절단된 면(S1, S3, S4, S6, S7, S9)에 대해서만 충진하는 것은 고로(1)의 선철작업 중에 절단공간부(20)가 함몰되면 이 함몰로 인하여 고로(1)의 변형을 초래하게 되고 이는 고로(1) 내의 쇳물이 누출되는 등의 치명적인 안전사고를 야기시킬 수 있기 때문이다. 그리고 고로(1)의 선철작업을 중단한 후에 절단한 면(S2, S5, S8)을 충진하지 않는 것은 면(S2, S5, S8)을 절단하는 시간동안에 고로(1)의 내부 온도가 하강하여 고로(1)의 노저부에 잔존하는 쇳물들이 응고되기 때문에 절단공간부(20)가 함몰되어 고로(1)가 변형되어도 안전사고가 발생하지 않기 때문이다.

충진단계(S30)에서는 절단작업시 절단공간부(20)에 발생하는 슬러지를 고압으로 에어(Air) 또는 물을 분사시켜 제거한 후, 상기 절단공간부(20)에 충진물(30)을 충진한다. 슬러지 제거작업은 수회를 반복 실시하여 절단공간부(20)내의 슬러지를 완전하게 제거하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서 사용되는 충진물(30)로는 가넷(Garnet)을 사용하는 것이 바람직하며, 가넷의 입도는 0.3mm 내지 0.9mm 사이인 것이 바람직하다. 가넷의 입도가 0.3mm 미만이면, 가넷의 무게가 너무 가벼워 가넷을 절단공간부(20)에 고압으로 분사시킬 때 공압에 의하여 절단공간부(20)의 외측으로 배출되는 양이 많아져 충진시간이 오래 소요된다. 그리고 가넷의 입도가 0.9mm를 초과하게 되면, 가넷의 무게가 너무 무거워 가넷이 절단공간부(20)의 모든 부위에 균일하게 펴지지 못하고, 또한 가넷이 충진된 후 가넷 입자간의 공극이 크게 형성되기 때문에 상기 공극으로 인한 절단공간부(20)의 함몰을 초래할 수 있다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 충진단계(S30)에서는 절단공간부(20)의 중심을 기준으로 상기 중심부위부터 충진물(30)을 충진한다. 구체적으로, 대략 그 길이(m)가 26m인 상기 절단공간부(20)를 그 중심(C3)을 기준으로 하여 양측으로 5m씩 분할하여 충진물을 충진한다. 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 중심(C3)부와 근접된 공간부 5m를 먼저 충진하고, 다음으로 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 충진된 부위의 끝단부터 5m를 또 다시 충진한다. 그리고 도 9의 (c)에 도시된 바와 같이, 나머지 3m를 마지막으로 충진한다. 이때, 상기 충진작업은 상기 절단공간부(20)의 중심을 기준으로 양측 각각 진행하거나, 또는 보다 효과적인 충진작업을 위하여 양측을 동시에 진행할 수도 있다.

또한, 본 실시예에 따른 충진단계(S30)에서는 충진물(30)을 절단공간부(20)에 충진할 때 원활하고 효과적으로 충진할 수 있도록 충진물(30)이 분출되는 노즐(40) 및 상기 노즐(40)로 충진물(30)을 고압으로 분사시킬 수 있는 컴프레서(Compressor: 50)를 사용한다. 노즐(40)은 상기 절단공간부(20)의 폭 방향으로 동일선상에 하나 이상 마련되어 있으며, 컴프레서(50)는 콘크리트 구조물(3)과 일정간격 이격되어 마련되어 있다. 본 실시예에서는 노즐(40)이 일정간격으로 4개 마련되는 것이 바람직하며, 컴프레서(50)의 공압은 5㎏f/㎠ 이상인 것이 바람직하다. 도 8 및 도 9에는 충진작업시 4개의 노즐(40)을 사용하는 것이 도시되어 있지만, 절단공간부(20)의 면적에 따라 그 수를 달리할 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 노즐(40)은 상기 충진물(30)인 가넷이 효과적으로 분출되도록 제작되어 있다. 이를 도 10 내지 도 12를 참조하여 상세하게 설명한다.

도 10 및 도 11을 참조하면, 노즐(40)은 끝단에 가넷이 분출되는 배출구(41)가 형성되어 있으며, 상기 배출구(41)와 일정간격 이격되어 보조배출구(43) 및 함몰부(45)가 각각 형성되어 있다. 노즐(40)은 그 길이(ℓ)가 4m 이상이며, 1개 또는 2개 이상을 용접 등으로 상호 연결한 후, 상기 컴프레서(50)의 공압튜브에 결합하여 사용한다. 본 실시예에 따른 노즐(40)은 외경(D1)이 7mm이하이고 내경(D2)은 5mm이상 되도록 제작되며, 배출구(41)와 보조배출구(43)의 이격거리(W1), 보조배출구(43)와 함몰부(45)의 이격거리(W2)는 각각 800mm인 것이 바람직하다. 한편, 노즐(40)에 형성되는 보조배출구(43)는 그 직경이 2mm이하인 2개의 구멍이 일정부위 접하도록 형성된다.

도 12를 참조하면, 노즐(40)을 통해 가넷이 배출될 때 가넷이 상기 배출구(41), 보조배출구(43) 및 함몰부(45)를 통해 차례로 배출된다. 구체적으로, 가넷이 노즐(40)의 배출구(41)를 통해 배출되다가 배출구(41)의 전방측에 가넷이 일정량 이상 쌓여 배출구(41)가 막히게 되면, 노즐(40)로 유입되는 가넷이 배출구(41)로 배출되지 못하고 보조배출구(43)를 통해 절단공간부(20)로 배출된다. 이때, 노즐(40)은 보조배출구(43)가 노즐(40)의 다른 부위에 비하여 내부압력에 취약하고, 가넷에 의해 마모되면서 보조배출구(43)가 점차 넓어져 가넷이 보조배출구(43)로 배출되는 것이다.

그리고 또 다시 가넷이 충진되면서 보조배출구(43)가 막히게 되면, 함몰 부(45)가 뚫리면서 가넷이 상기 뚫린 부위로 배출된다. 이를 도 13을 참조하며 구체적으로 설명한다.

도 13을 참조하면, 함몰부(45)가 노즐(40)의 내측방향으로 함몰되어 있어서 가넷이 분출되는 과정에서 그 함몰부위에 보다 많은 가넷의 충돌이 일어나게 되고, 이에 의해 함몰부(45)의 두께가 얇아지게 된다. 이 상태에서 보조배출구(43)가 막히게 되면, 노즐(40)의 다른 부위에 비하여 그 두께가 얇은 함몰부(45)가 내부압력을 이기지 못하고 찢어지면서 가넷이 찢어진 함몰부(45)로 배출되게 된다.

지금부터, 상기와 같은 본 실시예에 따른 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법의 작용을 상세하게 설명한다.

도 5 및 도 6을 다시 참조하면, 고로(1)의 선철작업을 중단하지 않은 상태에서 고로(1)가 건설되어 있는 콘크리트 구조물(3)에 일정간격으로 다수의 수평천공(5)을 형성한다. 수평천공(5)은 코어튜브(7)를 이용하는 보링머신을 이용하여 천공하며, 코어튜브(7)를 콘크리트 구조물(3)의 수평면에 대하여 상향으로 0.2° 내지 0.4° 정도 경사지게 하여 수평천공(5)을 시행한다. 이때, 코어튜브(7)를 상향으로 0.2° 내지 0.4° 정도 경사지게 하여 수평천공(5) 작업을 실시하는 것은 수평천공(5)의 처음과 끝의 이격차를 최소화하여 절단작업을 보다 효과적으로 하기 위함이다.

콘크리트 구조물(3)의 수평천공(5)이 완료된 후에는 이웃하는 2개의 수평천공(5)을 경유하도록 수평천공(5)에 다이아몬드-와이어-소(9)를 삽입하여 수평천공(5) 사이를 절단한다. 이러한 콘크리트 구조물(3) 절단작업은 고로(1)의 선철작 업 중에 절단면S1, S3, S4, S6, S7, S9를 먼저 절단하고, 고로(1)의 선철작업을 중단한 후에 면S2, S5, S8을 절단하여 고로(1)의 노저부와 절단된 콘크리트 구조물(3)을 동시에 인양하여 해체한다. 절단면S1, S3, S4, S6, S7 및 S9의 절단순서는 절단면S3, S7을 먼저 절단하고, 그 이후 절단면S4, S6를 절단하고, 절단면S1, S9를 마지막으로 절단한다. 이때, 2개 이상의 절단면을 동시에 절단하므로, 절단작업효율이 향상된다.

한편, 절단면S1, S3, S4, S6, S7 및 S9의 절단작업이 완료되면 절단된 절단공간부(20)에 가넷을 충진하여 고로(1)의 선철작업 중에 절단공간부(20)가 함몰되는 것을 방지한다. 가넷 충진작업은 절단공간부(20)에 노즐(40)을 삽입하고, 컴프레서(50)를 이용하여 상기 노즐(40)을 통해 가넷을 배출시켜 시행한다. 가넷 충진작업과 콘크리트 구조물(3)의 절단작업은 동시에 시행된다. 이는, 절단공간부(20)의 함몰을 방지하여 고로(1)가 파손되는 것을 방지하기 위함이다.

이후, 절단면S1, S3, S4, S6, S7 및 S9의 절단작업 및 충진작업이 완료되면, 고로(1)의 선철작업을 중단한 후에 콘크리트 구조물(3)의 미절단면S2, S5 및 S8를 절단하고, 고로(1)의 노저부를 해체한다. 콘크리트 구조물(3)의 절단면S2, S5 및 S8를 선철작업을 중단한 후에 절단하는 것은 고로(1)의 선철작업 중에 고로(1)가 절단면S2, S5 및 S8에 지지되도록 하여 고로(1)의 변형이나 파손을 방지하기 위함이다. 그리고 절단면S2, S5 및 S8은 고로(1)의 선철작업이 중단된 후에 절단되는 것이므로, 절단면S2, S5 및 S8에 대한 충진작업은 시행할 필요는 없다.

다음으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고로기초의 콘크리트 구조물 절단 공법을 설명한다.

도 14를 참조하면, 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법은 천공단계(S110)와, 수평천공 사이를 절단하는 제1 절단단계(S120)와, 상기 제1 절단단계(S120)에서 절단된 공간부에 충진물을 충진하는 충진단계(S130)와, 미 절단면을 절단하는 제2 절단단계(S140)를 포함하여 이루어진다.

천공단계(S110)에서는 고로의 선철작업을 지속하면서 상기 고로가 건설되어 있는 콘크리트 구조물에 일정간격으로 수평천공을 다수 형성한다. 본 실시예에 따른 천공단계(S110)는 본 발명의 일 실시예의 천공단계(S110)와 동일한 공정을 통해 시행된다.

제1 절단단계(S120)는 어느 하나의 상기 수평천공과 이와 이웃하는 다른 하나의 상기 수평천공을 경유하도록 다이아몬드-와이어-소를 설치하고 상기 다이아몬드-와이어-소를 회전시켜 상기 수평천공과 수평천공 사이를 절단하되, 상기 수평천공 사이에 하나 이상의 미 절단구간을 가지도록 절단한다. 본 실시예에 따른 제1 절단단계(S120)는 본 발명의 일 실시예의 절단단계(S20)와 동일한 공정으로 시행한다.

충진단계(S130)는 어느 하나의 상기 수평천공과 이와 이웃하는 다른 하나의 상기 수평천공 사이에 형성된 절단공간을 충진하여 상기 절단공간이 상기 고로의 무게에 의해 침하되는 것을 방지한다. 본 실시예에 따른 충진단계(S30)는 본 발명의 일 실시예의 충진단계(S30)와 동일한 공정으로 시행한다.

제2 절단단계(S140)는 상기 고로의 선철작업을 종료한 후에 상기 미 절단구 간을 절단한다. 본 실시예에 따른 제2 절단단계(S140)도 제1 절단단계(S120)와 마찬가지로 본 발명의 일 실시예의 절단단계(S20)와 동일한 공정으로 시행한다.

이상에서 설명한 것은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법에 의하면, 폭파 또는 대형 중장비를 이용하지 않고 콘크리트 구조물을 수평절단할 수 있으므로, 사전에 고로의 노저부를 효과적으로 해체할 수 있는 효과가 있다.

또한, 고로(용광로)를 조업중단하지 않고 콘크리트 구조물을 절단할 수 있으므로, 고로의 조업중단으로 인한 손실을 최소화함과 동시에 고로의 해체작업시간을 단축할 수 있는 효과도 있다.

Claims

고로가 건설되어 있는 콘크리트 구조물에 일정간격으로 수평천공을 형성하는 천공단계(S10)와;

어느 하나의 상기 수평천공과 이와 이웃하는 다른 하나의 상기 수평천공을 경유하도록 다이아몬드-와이어-소를 설치하고 상기 다이아몬드-와이어-소를 회전시켜 상기 수평천공과 수평천공 사이를 절단하는 절단단계(S20)와;

어느 하나의 상기 수평천공과 이와 이웃하는 다른 하나의 상기 수평천공 사이에 형성된 절단공간을 충진하여 상기 고로의 무게에 의해 상기 절단공간이 침하되는 것을 방지하는 충진단계(S30);

를 포함하는 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법.
고로의 선철작업을 지속하면서 상기 고로가 건설되어 있는 콘크리트 구조물에 일정간격으로 수평천공을 형성하는 천공단계(S10)와;

어느 하나의 상기 수평천공과 이와 이웃하는 다른 하나의 상기 수평천공을 경유하도록 다이아몬드-와이어-소를 설치하고 상기 다이아몬드-와이어-소를 회전시켜 상기 수평천공과 수평천공 사이를 절단하되, 상기 수평천공 사이에 하나 이상의 미 절단구간을 가지도록 절단하는 제1 절단단계(S120)와;

어느 하나의 상기 수평천공과 이와 이웃하는 다른 하나의 상기 수평천공 사이에 형성된 절단공간을 충진하여 상기 절단공간이 상기 고로의 무게에 의해 침하되는 것을 방지하는 충진단계(S30)와;

상기 고로의 선철작업을 종료한 후에 상기 미 절단구간을 절단하는 제2 절단단계(S140);

를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 수평천공의 내경은 60mm 내지 70mm이고, 상기 수평천공의 이격거리는 2500mm 이하인 것을 특징으로 하는 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 수평천공에는 상기 다이아몬드-와이어-소를 지지하는 플래이트바가 삽입되는 것을 특징으로 하는 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 절단단계, 제1 및 제2 절단단계는, 2곳 이상을 동시에 절단 하는 것을 특징으로 하는 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법.
청구항 5에 있어서,

상기 절단단계 및 제1 절단단계는, 상기 콘크리트 구조물의 중심을 기준으로 상기 콘크리트 구조물의 양측을 절단한 후, 상기 중심으로 이동하면서 절단하는 것을 특징으로 하는 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법.
청구항 3에 있어서,

상기 다이아몬드-와이어-소의 직경은 10mm 내지 12mm인 것을 특징으로 하는 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 충진단계에서는, 절단된 상기 공간부에 잔존하는 슬러지를 제거하고 상기 공간부에 노즐을 위치시킨 후, 충진물을 5㎏f/㎠ 이상의 공압을 이용하여 상기 노즐을 통해 상기 공간부로 분출시켜 상기 공간부를 충진하는 것을 특징으로 하는 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법.
청구항 8에 있어서,

상기 충진물은 상기 공간부의 중앙부를 기준으로 양측에서 동시에 충진하는 것을 특징으로 하는 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법.
청구항 8에 있어서,

상기 노즐은 상기 공간부의 내부에서 일정간격을 가지도록 동일선상에 2개 이상 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법.
청구항 8에 있어서,

상기 충진물은, 가넷(Garnet)이며, 상기 가넷의 입도는 0.3mm 내지 0.9mm인 것을 특징으로 하는 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법.
청구항 8에 있어서,

상기 노즐은, 길이가 4m 이상이고 외경은 7mm이하이며 내경은 5mm이상인 것을 특징으로 하는 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법.
청구항 12에 있어서,

상기 노즐에는 상기 충진물이 배출되는 보조배출구가 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법.
청구항 13에 있어서,

상기 노즐의 외면에는 상기 노즐의 길이방향으로 상기 보조배출구와 일정간격 이격되도록 상기 노즐의 내측으로 함몰된 함몰부가 1개 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고로기초의 콘크리트 구조물 절단공법.