KR100797853B1

KR100797853B1 - 석탄 장입 장치

Info

Publication number: KR100797853B1
Application number: KR1020060134947A
Authority: KR
Inventors: 성형기
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2008-01-24

Abstract

본 발명에 따른 석탄 장입 장치는 피더콘을 장입구에 설치할 때, 가스가 누출되는 것을 방지할 수 있도록, 코크스 오븐(coke oven)으로 석탄이 유입되는 장입구에 설치된 장입구 프레임과 상기 장입구 프레임에 끼워져 코크스 오븐으로 석탄을 공급하는 피더콘(feeder cone)을 포함하며, 상기 피더콘은 내부에 석탄이 유통되는 통로가 형성된 몸체부와 이 몸체부의 아래에 형성되어 상기 장입구 프레임에 결합되는 헤드부를 포함하고, 상기 헤드부는 외주의 종단면이 호형으로 이루어진다.

피더콘, 장입구 프레임, 헤드부, 구면대

Description

석탄 장입 장치{APPARATUS FOR CHARGING COAL}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피더콘이 코크스 오븐의 장입구에서 이격된 상태를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피더콘이 코크스 오븐의 장입구에 설치된 상태를 도시한 단면도이다.

도 3은 종래 기술에 따른 피더콘이 코크스 오븐의 장입구에 설치된 상태를 도시한 단면도이다.

본 발명은 코크스 오븐(coke oven) 설비에 석탄을 공급하는 석탄 장입 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피더콘과 장입구의 결합구조가 개선된 석탄 장입 장치에 관한 것이다.

일반적으로 코크스 오븐은 석탄이 장입되는 탄화실과 석탄 건류에 필요한 열을 공급하기 위해 연료가스를 연소시키는 연소실이 교대로 연결되어 있는 사각박스형 구조를 갖고 있으며, 탄화실과 연소실 사이는 내화벽돌로서 격벽을 형성하고 격벽을 통해서 연소실에서 발생된 연소열을 전도함으로써, 탄화실 내의 석탄에 열을 공급한다.

도 3에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따른 석탄 공급 장치는 탄화실 천정면에 형성된 장입구(221)에 결합되어 탄화실로 석탄을 공급하는 피더콘(240)과 이 피더콘(240)의 상부에 설치되어 피더콘(240)으로 석탄을 공급하는 공급관(230)을 포함하여 구성된다.

장입구(221)에는 피더콘(240)의 헤드부(242)와 접촉하는 장입구 프레임(223)이 설치되어 있으며, 이 헤드부(242)와 장입구 프레임(223)은 헤드부(242)가 장입구 프레임(223)에 용이하게 끼워질 수 있도록 아래로 갈수록 단면적이 감소하는 원뿔대 형상으로 형성된다.

또한, 공급관(230)의 아래에는 피더콘(240)을 지지하는 거치대(232)가 형성되어 있고, 이 거치대(232)는 피더콘(240)에 끼워져 피더콘(240)에 형성된 삽입구(245)의 내주면과 접촉하고 있다. 이 거치대(232)의 외주면과 삽입구(245)의 내주면은 원뿔대 형상으로 형성된다.

탄화실에 석탄을 공급할 때 이송부재(미도시)를 이용하여 피더콘(240)을 아래로 이송하여 헤드부(242)를 장입구 프레임(123)에 삽입하는데, 이때, 피더콘의 중심축(246)과 장입구의 중심축(236)이 어긋하면 피더콘(240)과 장입구 프레임(223)의 결합면 및 지지면(245)과 거치대의 결합면(232)에 틈이 발생하여 이 틈으로 가스가 누출되는 문제가 발생한다.

즉, 공급관(230)과 장입구(221)는 고정된 상태를 유지하므로 이들은 동일한 중심축 상에 형성되어 있으나, 피더콘(240)은 공급관(230)에 대하여 아래로 이송되 므로 장입구 프레임(223)와 결합되는 과정에서 기울어지는 문제가 자주 발생하게 된다. 이와 같이 피더콘(240)이 기울어지게 되면, 장입구(221)의 중심축에 대하여 수직인 면으로 결합부위를 잘랐을 때, 장입구 프레임(223)는 원형의 단면을 유지하고 있으나, 헤드부(242)은 기울어져 타원의 단면을 갖게 되는 바, 이에 따라 장입구 프레임(223)과 헤드부(242) 사이에 틈이 발생하고 이 틈으로 가스가 누출된다. 거치대(232)와 지지면(232) 사이에서도 동일한 원인으로 인하여 틈이 발생하며 이 틈으로 가스가 누출된다.

이러한 가스의 누출은 환경 오염 및 설비 소손을 가져오고, 작업자에 피해를 입히는 문제가 발생한다.

따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 피더콘과 장입구가 결합되는 부분 및, 공급관과 피더콘이 결합되는 부분의 구조를 개선하여 가스의 누출을 방지할 수 있도록 된 석탄 공급 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄 공급 장치는 코크스 오븐(coke oven)으로 석탄이 유입되는 장입구에 설치된 장입구 프레임과 상기 장입구 프레임에 끼워져 코크스 오븐으로 석탄을 공급하는 피더콘(feeder cone)을 포함하며, 상기 피더콘은 내부에 석탄이 유통되는 통로가 형성된 몸체부와 이 몸체부의 아래에 형성되어 상기 장입구 프레임에 결합되는 헤드부를 포함하고, 상기 헤드부는 외주의 종단면이 호형으로 이루어진다.

상기 장입구 프레임은 상기 헤드부와 접하는 면의 종단면이 호형으로 이루어질 수 있다.

상기 헤드부는 원형의 횡단면을 가질 수 있다.

상기 헤드부는 구면대 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 헤드부와 상기 장입구 프레임은 구면접촉할 수 있다.

상기 석탄 장입 장치는 상기 피더콘의 상부에 설치되어 상기 피더콘으로 석탄을 공급하는 공급관을 더 포함하고, 상기 공급관에는 상기 피더콘에 삽입되어 상기 피더콘을 지지하는 플랜지 형태의 거치대가 형성되어 있으며, 상기 거치대는 외면의 종단면은 호형으로 이루어질 수 있다.

상기 피더콘에는 상기 공급관이 삽입되는 삽입구가 형성되어 있으며, 상기 삽입구의 내면은 종단면이 호형으로 이루어질 수 있다.

상기 거치대의 외면은 구면대 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 거치대와 상기 지지면은 구면접촉할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 당업자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1는 본 발명의 일 실시예에 따른 석탄 장입 장치를 도시한 정면도이다.

상기한 도면을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 코크스 오븐(coke oven)은 석탄을 원료로 하여 고로에서 연료로 사용될 코크스를 생산하는 장치로서, 코크스 오븐의 상부에는 석탄이 유입되는 장입구(121)가 형성된다.

본 실시예에 따른 석탄 공급 장치는 석탄이 유입되는 통로를 제공하는 공급관(130)과 이 공급관(130)을 끼움하여 공급관(130)에 대하여 상하 운동 가능하도록 설치된 피더콘(140) 및, 장입구(121)에 설치되어 피더콘(140)이 하부로 이송될 때, 피더콘(140)과 결합되어 피더콘(140)을 지지하는 장입구 프레임(123)을 포함하여 구성된다.

공급관(130)은 길게 이어져 형성된 관부재(131)와 이 관부재(131)의 하단에 형성되어 상기 피더콘(140)을 지지하는 거치대(132)를 포함하여 구성된다. 거치대(132)는 관부재(131)의 하단에서 아래로 갈수록 넓게 퍼진 플랜지 형태로 형성되며, 그 외면의 종단면은 호형태를 갖는다. 바람직하게는 거치대(132)는 구면대로 이루어지는데, 본 발명에 있어서 구면대라 함은 구체(sphere)를 평행한 두 개의 평면으로 잘라서 상면과 하면은 평면으로 이루어지고, 이 평면을 연결하는 둘레면은 어느 한 점에 대하여 일정한 거리를 갖는 구면으로 형성된 구조물은 의미한다.

한편, 거치대(132)의 위에는 실링포 지지대(134)가 설치되어 있는데, 이 실링포 지지대(134)는 관부재(131) 상에 고정된 플랜지 형태로 이루어지며, 일측 단부가 피더콘(140)에 고정되고, 타측 단부가 실링포 지지대(134)에 고정되어 공급관(130)과 피더콘(140)의 연결부에서 누출된 가스가 작업자에게 피해를 주는 것을 방지하도록 공급관(130)과 피더콘(140)의 연결부를 감싸고 있는 실링포(133)를 지지하는 역할을 한다.

한편, 피더콘(140)은 장입구(121)로 석탄을 전달할 수 있도록 내부 공간을 가지며, 양단이 관통된 관 형태로 이루어진 몸체부(141)와 이 몸체부(141)의 하단에 형성되어 장입구(121)에 끼워지는 헤드부(142), 및 몸체부(141)의 상단에 형성되어 거치대(132)를 지지하는 상판(143)을 포함한다.

몸체부(141)는 원형의 단면을 갖는 관형태로 이루어지며, 부분적으로는 아래로 갈수록 단면적이 감소하는 원뿔대 형상을 갖는다. 상판(143)의 중앙에는 공급관(130)이 끼워지는 삽입구(145)가 형성되어 있으며, 삽입구(145)의 내주면은 피더콘(140)이 아래로 이송되어 장입구(121)에 끼워질 때, 거치대(132)에 밀착된다.

이러한 삽입구(145)의 내주면은 거치대(132)와 밀착되어 거치대(132)와 삽입구(145) 사이에 틈이 발생하지 않도록 거치대(132)의 외주면의 단면 형상과 대응되는 단면 형상을 갖는다. 즉, 거치대(132)의 외면은 구면대 형상으로 이루어지므로 삽입구(145)도 구면대 형상으로 형성되며, 이에 따라 삽입구(145)의 내주면은 호형의 종단면을 갖는데, 바람직하게는 삽입구(145)의 내면과 거치대(132)의 외면은 동일한 곡률을 갖는 구면대로 형성된다.

헤드부(142)는 장입구(121)에 끼워지는 부분으로서, 장입구(121)에 용이하게 끼워질 수 있도록 아래로 갈수록 단면적이 감소하며, 그 외주면은 호형의 종단면을 갖는다.

더욱 자세히 설명하면, 헤드부(142)는 원형의 고리 형태의 횡단면을 갖는데, 바람직하게는 상기한 구면대 형상으로 이루어진다.

한편, 장입구(121)에는 피더콘(140)을 지지할 수 있도록 장입구 프레임(123)이 설치되는 바, 장입구 프레임(123)은 상부에서 이송된 피더콘(140)의 하중을 안 정적으로 지지할 수 있도록 강재로 이루어진다. 또한, 장입구 프레임(123)의 내면은 헤드부(142)에 밀착될 수 있도록 헤드부(142)의 외주면 형상과 대응되는 형상으로 이루어진다. 즉, 헤드부(142)의 외주는 구면대 형상으로 이루어지므로 장입구 프레임(123)의 내면도 구면대 형상으로 이루어지며, 이에 따라 장입구 프레임(123)의 내주는 호형의 횡단면을 갖게 된다. 바람직하게는 장입구 프레임(123)의 내면은 헤드부(142)의 외주면과 동일한 곡률을 갖는 구면대 형상으로 이루어진다.

이와 같이 헤드부(142)와 장입구 프레임(123)이 구면대 형상으로 형성되면, 이들은 구면접촉을 하게 된다. 구면접촉이란, 구면을 갖는 두 개의 부재가 접촉하는 것을 말하는데, 구면을 갖는 부재들은 축에 대하여 경사지게 자른 단면들이 동일한 형상을 가지므로 구면접촉구조는 기울어진 두 개의 축을 연결하는 부분에 많이 적용된다.

이에 따라 도 2에 도시된 바와 같이 장입구(121)의 중심축(136)과 피더콘(140)의 중심축(146)이 불일치하더라도 헤드부(142)는 장입구 프레임(123)에 안정적으로 밀착될 수 있다. 또한, 헤드부(142)와 장입구 프레임(123)은 동일한 곡률을 갖는 구면대 형상으로 이루어지므로 더욱 안정적으로 면접촉하게 된다.

한편, 삽입구(145)와 거치대(132)도 구면접촉을 하게 되는데, 이에 따라 공급관(130)과 피더콘(140)의 중심축이 불일치하더라도 공급관(130)과 피더콘(140)이 연결된 부분에 틈이 생기는 것을 방지할 수 있게 된다.

본 실시예서는 헤드부(142)와 장입구 프레임(123) 모두가 호형의 종단면을 갖는 것으로 예시하고 있지만, 본 발명이 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

즉, 헤드부(142)는 구면대 형상으로 형성되고, 장입구 프레임(123)은 직선형 종단면을 갖는 원뿔대 형상으로 형성되는 경우를 살펴볼 필요가 있는데, 이러한 구조로 이루어진 피더콘의 중심축이 장입구의 중심축에 대하여 기울어졌을 때, 결합된 부분을 장입구의 중심축에 수직한 면으로 자른 단면은 장입구 프레임은 원형으로 이루어지고, 헤드부도 이와 동일한 원형으로 이루어지는 바, 접촉면에서 틈새가 생기는 것을 방지할 수 있게 된다.

다만, 이 경우에는 장입구 프레임과 헤드부가 선접촉을 하므로 면접촉을 하는 본 실시예의 경우보다 밀봉 성능이 저하될 수는 있으나, 중심축이 기울어지더라도 틈새가 생기지는 않게 된다.

이러한 구조는 거치대(132)와 삽입구(145)의 연결부분에서 동일하게 적용될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 장입구 프레임과 헤드부가 호형의 종단면을 가지므로 장입구의 중심축과 피더콘의 중심축이 불일치 하더라도 헤드부와 장입구 프레임 사이에서 틈새가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 거치대와 삽입구도 호형의 종단면을 가지므로 피더콘의 중심축과 공급 관의 중심축이 불일치 하더라도 거치대와 삽입구 사이에서 틈새가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Claims

코크스 오븐(coke oven)으로 석탄이 유입되는 장입구에 설치된 장입구 프레임과 상기 장입구 프레임에 끼워져 코크스 오븐으로 석탄을 공급하는 피더콘(feeder cone)을 포함하며,

상기 피더콘은 내부에 석탄이 유통되는 통로가 형성된 몸체부와 상기 몸체부의 아래에 형성되어 상기 장입구 프레임에 결합되는 헤드부를 포함하고,

상기 헤드부는 외주의 종단면이 호형으로 이루어지는 석탄 장입 장치.
제1 항에 있어서,

상기 장입구 프레임은 상기 헤드부와 접하는 면의 종단면이 호형으로 이루어지는 석탄 장입 장치.
제1 항에 있어서,

상기 헤드부와 상기 장입구 프레임은 구면접촉하는 석탄 장입 장치.
제1 항에 있어서,

상기 석탄 장입 장치는 상기 피더콘의 상부에 설치되어 상기 피더콘으로 석탄을 공급하는 공급관을 더 포함하고,

상기 공급관에는 상기 피더콘에 삽입되어 상기 피더콘을 지지하는 플랜지 형 태의 거치대가 형성되어 있으며,

상기 거치대는 외면의 종단면이 호형으로 이루어지는 석탄 장입 장치.
제4 항에 있어서,

상기 피더콘에는 상기 공급관이 삽입되는 삽입구가 형성되어 있으며,

상기 삽입구의 내면은 종단면이 호형으로 이루어지는 석탄 장입 장치.
제4 항에 있어서,

상기 거치대와 상기 지지면은 구면접촉하는 석탄 장입 장치.