KR100815809B1 - 고로 냉각장치 - Google Patents

Abstract

선회슈트와 열전대가 내장된 지지봉 및 고로 내부의 여러 가지 설비들을 냉각시켜 열변형을 방지하는 고로 냉각장치를 제공한다.

본 발명에 따른 고로 냉각장치는, 고로 본체에 구비되며, 상기 고로 내부의 온도를 측정하는 적어도 하나 이상의 온도 측정수단이 내장된 지지봉; 및 상기 지지봉 내부에 공급수단에 의해 공급된 냉각수를 유통하고 상기 고로 내부에 분사하여, 상기 지지봉 및 상기 고로의 내부를 냉각시키도록 구성되는 냉각수단;을 포함한다.

본 발명에 의하면, 고로의 중심의 상부에 배치되는 선회슈트와 열전대가 내장된 지지봉 및 고로 내부의 여러 가지 설비들을 냉각시켜 열변형을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 지지봉으로부터의 열전달이 절연 어댑터에 의해 저하되고, 홀더소켓과의 접촉면이 최소화되도록 구성된 온도 측정수단을 포함함으로써, 상기 온도 측정수단에 구비된 열전대가 고로 내부 중심의 온도를 정확하게 측정할 수 있다. 나아가, 본 발명은 상기와 같은 구성을 지님으로써, 안정적인 고로조업을 유지할 수 있는 효과를 얻는다.

고로, 냉각장치, 열전대, 지지봉, 선회슈트, 절연 어댑터

Description

고로 냉각장치{Apparatus for colling blast furnace}

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고로 냉각장치에서 열전대가 내장된 지지봉이 고로 본체에 설치된 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 2는 도 1의 고로 냉각장치에서 열전대가 내장된 지지봉을 나타낸 정면도이다.

도 3은 도 2의 고로 냉각장치에서 열전대가 내장된 지지봉을 나타낸 단면도이다.

도 4는 도 1의 고로 냉각장치에서 냉각수단에 의해 냉각수가 지지봉에 공급되는 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 5는 도 4의 고로 냉각장치에서 냉각수가 환상관을 거쳐 지지봉에 공급되는 것을 나타낸 평면도이다.

도 6은 도 1의 고로 냉각장치에서 지지봉에 내장된 열전대를 나타낸 단면도이다.

도 7은 도 6의 I-I'선에 따른 단면도이다.

<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 고로 본체 12 : 원료 투입구

14 : 개스 배출구 16 : 선회슈트

20 : 지지봉 22 : 소켓홀

23 : 끼움홀 26 : 보호막

30 : 환상관 42 : 수관

42a : 유입로 42b : 배출로

44 : 분사노즐 60 : 공급수단

62 : 저장탱크 64 : 공급펌프

65 : 모터 80 : 온도 측정수단

82 : 홀더소켓 82a : 개스공

84 : 절연 어댑터 86 : 보호관

88 : 열전대 88a : 전선

본 발명은 고로 냉각장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 선회슈트와 열전대가 내장된 지지봉 및 고로 내부의 여러 가지 설비들을 냉각시켜 열변형을 방지하고, 지지봉에 내장된 열전대가 고로 내 중심온도를 정확히 측정하는 고로 냉각장치에 관한 것이다.

고로설비는, 고로조업을 위한 원료가 장입되는 원료 투입구에 상기 원료가 고로 내부에 균일하게 퍼지도록 하는 선회슈트와, 고로 내의 중심온도를 측정하기 위해 열전대를 가진 지지봉으로 구성된다.

상기와 같이 구성되는 고로에는 별도의 상시가동되는 설비냉각장치가 없다. 이를 보완하기 위하여, 고로조업 중에 이상이 발생하는 경우 예컨대, 고로의 온도와 압력이 상승하는 경우에, 일시적으로 물을 분사하여 고로 내의 온도를 떨어뜨리는 비상냉각장치가 설치된다.

또한, 최근에는 자원고갈로 인하여 고로조업시에 저급원료를 사용한다. 이와 같이 저급원료를 사용하여 발생하는 고로조업의 낮은 효율성을 보완하기 위해, 코크스를 추가로 장입시킨다.

상기와 같이 추가로 장입되는 코크스는, 저급철광석의 환원을 촉진시키고, 노황이 안정적으로 이루어지도록 한다.

이때, 상기 코크스는 기밀을 유지하도록 고로 본체의 보호를 위해, 고로 내의 중심으로 중점적으로 장입한다. 이로 인하여, 상기 고로 내의 중심온도가 현저하게 상승한다.

결과적으로, 상기 고로의 중심의 상부에 배치되는 선회슈트와 열전대가 내장 된 지지봉은 시간이 지남에 따라 열변형이 일어나고 나아가 조기에 손상 및 파손되는 문제점이 발생한다. 이러한 문제점은 고로 중심에 코크스를 장입하여 고로조업을 실시하는 세계의 모든 제철소에서 부각되고 있는 실정이다.

한편, 이와 같이 그 온도가 현저하게 높은 고로 중심의 온도를 상시 측정하기 위해 고로 중심 온도측정용 열전대가 설치되는데, 상기 열전대는 고로 본체에 설치되어 고로 내의 중심까지 이르도록 구성된 파이프 형상의 지지봉에 내장된다. 이때, 상기 지지봉에는 열전대가 6~7개 삽입되어 장착된다.

상기와 같이 구성되는 지지봉은, 고로 내에서 배치된 위치로 인하여 고로 내의 중심 하측에서 올라오는 고온의 열기에 거의 직접적으로 노출된다. 이러한 열기에 노출된 지지봉을 냉각시키기 위해 질소가스를 지지봉에 불어 넣어 공냉한다.

그러나, 상기 질소가스를 사용하여 냉각하는 공냉은 그 효과가 미미하여 지지봉은 조기에 그 자체적으로 온도가 올라가게 된다. 아울러, 상기 지지봉에 내장된 열전대는 질소가스로 인하여 냉각되어 고로 중심의 온도를 정확하게 측정하는데 어려움이 따른다. 즉, 고로 본체에서 열전대가 내장된 부위가 질소가스에 의해 냉각되는 현상이 일어남으로써 열전대의 측정온도 편차가 일정범위를 넘어가게 되어 정확한 고로 내의 중심온도를 얻지 못하는 한계점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 선회슈트와 열전대가 내장된 지지봉 및 고로 내부의 여러 가지 설비들을 냉각시켜 열변형을 방지하고, 지지봉에 내장된 열전대가 고로 내 중심온도를 정확히 측정할 수 있는 고로 냉각장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고로 냉각장치는, 고로 본체에 구비되며, 상기 고로 내부의 온도를 측정하는 적어도 하나 이상의 온도 측정수단이 내장된 지지봉; 및 상기 지지봉 내부에 공급수단에 의해 공급된 냉각수를 유통하고 상기 고로 내부에 분사하여, 상기 지지봉 및 상기 고로의 내부를 냉각시키도록 구성되는 냉각수단;을 포함한다.

이때, 상기 냉각수단은, 상기 지지봉에 길이방향을 따라 내장되어 외부로부터 공급된 냉각수가 유통되는 수관; 및 상기 지지봉의 상부 길이방향을 따라 적어도 하나 이상 장착되며, 상기 수관으로부터 상기 지지봉의 외부로 연통되어 상기 냉각수를 상기 고로의 내부를 향해 분사하도록 구성되는 분사노즐;을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 지지봉은 상기 고로의 내부 중심을 향해 하방경사지도록 상기 고 로 본체에 설치되며, 상기 수관은 상기 지지봉의 하부 길이방향을 따라 유입로가 형성되고, 상기 지지봉의 상부 길이방향을 따라 배출로가 형성된 것이 바람직하다.

아울러, 상기 분사노즐은 상기 수관의 배출로에 상방 경사지게 구성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 지지봉은 상기 고로 본체를 따라 일정간격 이격되도록 복수 개가 배치되며, 상기 복수의 지지봉의 상단부가 상기 고로 본체의 외부에 노출되어 고로 본체의 둘레를 따라 배치된 환상관과 상기 지지봉의 수관이 연통되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 지지봉에 냉각수를 공급하는 공급수단은, 상기 냉각수를 수용하는 저장탱크; 및 모터에 의해 구동되어 상기 저장탱크에 수용된 냉각수를 상기 환상관에 공급시키는 공급펌프;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 온도 측정수단은, 상기 지지봉에 형성된 소켓홀에 체결되며, 외주면을 따라 적어도 하나 이상의 개스홀이 형성된 홀더소켓; 상기 소켓홀의 바닥면에 형성된 끼움홀에 체결되는 절연 어댑터; 상기 홀더소켓의 내측에 배치되고, 상기 절연 어댑터에 연결되어 고정된 보호관; 및 상기 보호관 내부에 구비된 열전대;를 포함하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 온도 측정수단이 내장된 부위의 상기 지지봉 외부 상면이 육성 용접된 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고로 냉각장치에서 열전대가 내장된 지지봉이 고로 본체에 설치된 것을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 2는 도 1의 고로 냉각장치에서 열전대가 내장된 지지봉을 나타낸 정면도이며, 도 3은 도 2의 고로 냉각장치에서 열전대가 내장된 지지봉을 나타낸 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 발명의 고로 냉각장치는, 고로 내부를 냉각시키도록 구성되는 장치로서, 지지봉(20)과 냉각수단을 포함한다.

상기 지지봉(20)은 고로 본체(10)에 구비되며, 상기 고로 내부의 온도를 측정하는 온도 측정수단(80)이 내장된다.

상기 고로 본체(10)에는 고로조업을 위한 원료가 장입되는 원료 투입구(12)가 형성된다. 이러한 원료 투입구(12)에는 코크스가 장입되어 고로 내부 중심에 중점적으로 투입된다.

이로 인하여, 그 온도가 현저하게 높은 고로 내부 중심의 온도를 상시 측정하기 위해 고로 중심 온도측정용 열전대(88)가 설치되는데, 상기 열전대(88)는 고로 본체(10)에 설치되어 고로 중심까지 이르도록 구성된 파이프 형상의 지지봉(20)에 내장된다.

상기와 같이 구성되는 지지봉(20)은, 고로 내의 배치된 위치로 인하여 고로 중심의 하측에서 올라오는 고온의 열기에 거의 직접적으로 노출된다. 이러한 열기에 노출된 지지봉(20)을 냉각시키기 위해, 상기 지지봉(20)에는 냉각수단이 구비된다.

상기 냉각수단은, 공급수단(60)에 의해 공급된 냉각수를 유통하여 지지봉(20)을 냉각시키도록 지지봉(20) 내부에 구성되고, 상기 유통되는 냉각수를 고로 내부에 분사하여, 고로의 내부를 냉각시키도록 구성되는데, 이러한 냉각수단은 수관(42) 및 분사노즐(44)을 포함한다.

상기 수관(42)은 지지봉(20)에 길이방향을 따라 내장되어 외부로부터 공급된 냉각수가 유통되도록 구성된다.

이때, 지지봉(20)은 고로의 내부 중심을 향해 하방경사지도록 고로 본체(10)에 설치되는데, 상기 수관(42)은 지지봉(20)의 하부 길이방향을 따라 유입로(42a)를 형성하고, 지지봉(20)의 상부 길이방향을 따라 배출로(42b)를 형성한다.

이와 같이 지지봉(20)은, 하방경사지도록 구성됨으로써, 지지봉(20)에 내장된 수관(42)에 유입되는 냉각수를 원활하게 유통시킨다.

아울러, 상기 수관(42)의 유입로(42a)는 지지봉(20)의 하부 길이방향을 따라 형성됨으로써, 고로 내부의 하측으로부터 올라오는 열기에 직접적으로 노출되는 지지봉(20)의 하부를 냉각수에 의해 효과적으로 냉각시키도록 한다.

즉, 지지봉(20)에 내장된 수관(42)에 공급수단(60)에 의해 공급되는 냉각수를 유통시키는 과정에서, 제일 먼저 지지봉(20)의 하부부터 열을 받지 않은 냉각수를 유통시킴으로써, 지지관의 하부의 냉각효율을 높인다.

한편, 상기 지지봉(20)은 고로 본체(10)를 따라 일정간격 이격되도록 복수 개가 배치되고, 상기 복수의 지지봉(20)의 상단부가 고로 본체(10)의 외부에 노출되어 고로 본체(10)의 둘레를 따라 배치된 환상관(30)에 의해 서로 연통된다.

즉, 지지봉(20)은 고로 본체(10)를 따라 복수 개가 설치됨으로써, 고로 내부의 전체적인 설비에 대한 냉각효율을 높일 수 있다.

그리고, 상기 분사노즐(44)은, 지지봉(20)의 상부 길이방향을 따라 적어도 하나 이상 장착된다. 이러한 분사노즐(44)은 수관(42)으로부터 지지봉(20)의 외부로 연통되어 냉각수를 고로의 내부를 향해 분사하도록 구성된다.

상기와 같이 구성되는 분사노즐(44)은, 수관(42)의 냉각수를 분사하여 고로 내부에 구비되는 선회슈트(16) 등의 설비를 냉각시키는 역할을 한다. 즉, 분사노즐(44)은 지지봉(20)에 유통되는 냉각수를 상기 선회슈트(16) 등의 고로 내부의 설비에 분사함으로써, 고로 내부에 구비되어 항시 고온의 열을 받는 여러 가지의 설비들을 냉각시키는 작용을 한다.

이때, 상기 분사노즐(44)은 상기 수관(42)의 배출로(42b)에 상방 경사지게 구성되는 것이 바람직하다. 분사노즐(44)은, 수관(42)에서 지지봉(20)의 상부 길이방향을 따라 형성되는 배출로(42b)에 상방경사지게 구성됨으로써, 지지봉(20)의 하부에 장착된 열전대(88)가 냉각되지 않기 때문에, 열전대(88)가 고로 중심의 온도를 정확히 측정하도록 한다.

아울러, 상기 분사노즐(44)에서 분사되는 냉각수는, 고로 내부에서 발생하는 개스의 상승기류에 의해 고로 내부의 설비에 직접적으로 닿음으로써, 고로 내부를 더욱 효과적으로 냉각시킨다.

한편, 상기 공급수단(60)은, 지지봉(20)의 수관(42)과 연통된 환상관(30)에 냉각수를 공급하도록 구성되며, 냉각수를 수용하는 저장탱크(62)와, 모터(65)에 의해 구동되어 저장탱크(62)에 수용된 냉각수를 환상관(30)에 공급시키는 공급펌프(64)를 포함한다.

여기에서, 본 발명은 비록 도면에 도시되지는 않았지만, 종래에 사용되는 질소가스 냉각장치가 구비되어 상기 지지관의 내부로 질소가스가 공급,배출됨으로써, 지지봉(20)을 냉각시킬 수 있다.

도 4는 도 1의 고로 냉각장치에서 냉각수단에 의해 냉각수가 지지봉에 공급되는 것을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 도 4의 고로 냉각장치에서 냉각수 가 환상관을 거쳐 지지봉에 공급되는 것을 나타낸 평면도이다.

도면을 참조하면, 상기 복수의 지지봉(20)의 수관(42)에 냉각수를 공급하기 위해, 상기 수관(42)과 연통되도록 고로 본체(10)의 둘레를 따라 환상관(30)이 설치된다.

여기에서, 상기 환상관(30)은 공급수단(60)에 의해 냉각수가 공급되는 관으로서, 냉각수가 환상관(30)에 공급됨으로써 지지봉(20)의 수관(42)에 냉각수를 원활하게 공급되도록 한다.

도 6은 도 1의 고로 냉각장치에서 지지봉에 내장된 열전대를 나타낸 단면도이고, 도 7은 도 6의 I-I'선에 따른 단면도이다.

도면을 참조하면, 상기 온도 측정수단(80)은, 지지봉(20)에 내부에 설치되며, 홀더소켓(82), 절연 어댑터(84), 보호관(86), 및 열전대(88)를 포함한다.

상기 홀더소켓(82)은 지지봉(20)에 형성된 소켓홀(22)에 체결되며, 외주면을 따라 적어도 하나 이상의 개스공(82a)이 형성된다. 이러한 홀더소켓(82)의 바닥면에는 끼움홀(23)이 형성되며, 상기 끼움홀(23)에는 절연 어댑터(84)가 체결된다.

이때, 절연 어댑터(84)는 열전달 효율이 낮은 소재로 이루어진 체결 부재로서, 지지봉(20)과 접촉하여 열전달 되는 홀더소켓(82)으로부터의 열전달을 저하시키는 역할을 한다.

또한, 상기 보호관(86)은 홀더소켓(82)의 내측에 배치되고, 상기 절연 어댑터(84)에 연결되어 고정되도록 구성되며, 이러한 보호관(86)의 내부에는 외부와 전선(88a)에 의해 전기식으로 연계되어 온도를 측정하는 열전대(88)가 구비된다.

상기와 같이 온도 측정수단(80)이 구성됨으로써, 열전대(88)는 지지봉(20)으로부터의 열전달이 절연 어댑터(84)에 의해 저하되고, 홀더소켓(82)과의 접촉면이 최소화됨으로써, 고로 내부 중심의 온도를 정확하게 측정할 수 있다.

한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 온도 측정수단(80)이 내장된 부위의 상기 지지봉(20) 외부 상면은 육성용접된 것이 바람직하다.

이와 같이 본 발명은, 지지봉(20) 외부 상면에 육성용접된 보호막(26)이 형성되어 지지봉(20)의 내마모성을 강화함으로써, 선회슈트(16)로부터 낙하되는 장입물에 대한 마모를 줄이고 나아가 이로 인한 파손을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 고로 냉각장치는, 고로 본체에 구비되며, 상기 고로 내부의 온도를 측정하는 적어도 하나 이상의 온도 측정수단이 내장된 지지봉, 및 상기 지지봉 내부에 공급수단에 의해 공급된 냉각수를 유통하고 상기 고로 내부에 분사하여, 상기 지지봉 및 상기 고로의 내부를 냉각시키도록 구성되는 냉각수단을 포함함으로써, 고로의 중심의 상부에 배치되는 선회슈트와 열전대가 내장된 지지봉 및 고 로 내부의 여러 가지 설비들을 냉각시켜 열변형을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 지지봉으로부터의 열전달이 절연 어댑터에 의해 저하되고, 홀더소켓과의 접촉면이 최소화되도록 구성된 온도 측정수단을 포함함으로써, 상기 온도 측정수단에 구비된 열전대가 고로 내부 중심의 온도를 정확하게 측정할 수 있다.

나아가, 본 발명은 상기와 같은 구성을 지님으로써, 안정적인 고로조업을 유지할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (8)

1. 고로 본체(10)에 구비되며, 상기 고로 내부의 온도를 측정하는 적어도 하나 이상의 온도 측정수단(80)이 내장된 지지봉(20); 및

   상기 지지봉(20) 내부에 공급수단(60)에 의해 공급된 냉각수를 유통하고 상기 고로 내부에 분사하여, 상기 지지봉(20) 및 상기 고로의 내부를 냉각시키도록 구성되는 냉각수단;

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 냉각장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 냉각수단은,

   상기 지지봉(20)에 길이방향을 따라 내장되어 외부로부터 공급된 냉각수가 유통되는 수관(42); 및

   상기 지지봉(20)의 상부 길이방향을 따라 적어도 하나 이상 장착되며, 상기 수관(42)으로부터 상기 지지봉(20)의 외부로 연통되어 상기 냉각수를 상기 고로의 내부를 향해 분사하도록 구성되는 분사노즐(44);

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 냉각장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 지지봉(20)은 상기 고로의 내부 중심을 향해 하방경사지도록 상기 고로 본체(10)에 설치되며,

   상기 수관(42)은 상기 지지봉(20)의 하부 길이방향을 따라 유입로(42a)가 형성되고, 상기 지지봉(20)의 상부 길이방향을 따라 배출로(42b)가 형성된 것을 특징으로 하는 고로 냉각장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 분사노즐(44)은 상기 수관(42)의 배출로(42b)에 상방 경사지게 구성되는 것을 특징으로 하는 고로 냉각장치.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서,

   상기 지지봉(20)은 상기 고로 본체(10)를 따라 일정간격 이격되도록 복수 개가 배치되며, 상기 복수의 지지봉(20)의 상단부가 상기 고로 본체(10)의 외부에 노출되어 고로 본체(10)의 둘레를 따라 배치된 환상관(30)과 상기 지지봉(20)의 수관(42)이 연통되는 것을 특징으로 하는 고로 냉각장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 지지봉(20)에 냉각수를 공급하는 공급수단(60)은,

   상기 냉각수를 수용하는 저장탱크(62); 및

   모터(65)에 의해 구동되어 상기 저장탱크(62)에 수용된 냉각수를 상기 환상관(30)에 공급시키는 공급펌프(64);

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 냉각장치.
7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 온도 측정수단(80)은,

   상기 지지봉(20)에 형성된 소켓홀(22)에 체결되며, 외주면을 따라 적어도 하나 이상의 개스공(82a)이 형성된 홀더소켓(82);

   상기 소켓홀(22)의 바닥면에 형성된 끼움홀(23)에 체결되는 절연 어댑터(84);

   상기 홀더소켓(82)의 내측에 배치되고, 상기 절연 어댑터(84)에 연결되어 고정된 보호관(86); 및

   상기 보호관(86) 내부에 구비된 열전대(88);

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 냉각장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 온도 측정수단(80)이 내장된 부위의 상기 지지봉(20) 외부 상면이 육성용접된 것을 특징으로 하는 고로 냉각장치.

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