KR100862833B1 - 용광로 출선구의 보수를 위한 출선구 냉각장치 - Google Patents

Abstract

용광로의 용선을 출강시키기 위하여 용광로에 설치된 출선구(tapping hole)의 보수작업을 보다 원활하게 하도록 하는 용광로 출선구 냉각장치가 제공된다.

상기 용광로 출선구 냉각장치는, 용광로 출선구를 이루는 연와 외측의 케스터블 및 성형재에 형성된 굴착구에 삽입되고, 길이방향으로 다수의 노즐이 설치된 노즐헤드;와, 상기 노즐헤드와 플렉시블관으로 연결되는 냉각수 및 에어 분배구; 및, 상기 분배구의 후방에 연결되고, 고압의 에어를 공급하는 에어관이 연결되며, 받침대상에 고정된 냉각수관;을 포함하고, 상기 노즐헤드의 후단부에는 상기 굴착구의 입구부분을 막으면서 냉각수 투입시 발생되는 배출증기를 대기로 배출시키는 다수의 배출공이 형성된 증기배출구가 설치된 것을 특징으로 한다.

따라서, 이와 같은 본 발명에 따르면, 용광로 출선구부위의 고강도 케스터블과 성형재등의 보수작업을 보다 신속하게 진행토록 하는 효과를 제공하는 것이다.

용광로, 용선, 출선구, 출선구 개공기, 출선구 냉각장치

Description

용광로 출선구의 보수를 위한 출선구 냉각장치{AN APPARATUS FOR COOLING A TAPPING HOLE PART OF A BLAST FURNACE FOR RECYCLING THE TAPPING HOLE}

도 1은 일반적인 용광로 출선구를 도시한 것으로서,

(a)는 단면도

(b)는 정면도

도 2는 종래의 용광로 출선구 굴착장치의 작동상태를 도시한 개략도

도 3은 본 발명에 따른 용광로 출선구 냉각장치를 도시한 사시도

도 4는 본 발명인 용광로 출선구 냉각장치의 사용전에 출선구에 형성된 굴착구를 도시한 것으로서,

(a)는 단면도

(b)는 정면도

도 5는 본 발명인 용광로 출선구 냉각장치치의 작동상태를 도시한 개략 사시도

도 6은 본 발명인 용광로 출선구 냉각장치의 노즐을 도시한 상세도

도 7은 본 발명인 용광로 출선구 냉각장치의 노즐 작동을 도시한 상태도

도 8은 본 발명인 용광로 출선구 냉각장치의 냉각수 또는 에어 분배구를 도 시한 요부 사시도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1.... 용광로 출선구 냉각장치 10.... 노즐헤드

12.... 굴착구 14.... 노즐

30.... 분배구 50.... 냉각수관

52.... 에어관 120.... 연와

130.... 케스터블 140.... 성형재

150.... 출선구 160.... 머드

170.... 개공기 172.... 굴착비트

본 발명은 용광로의 용선을 출강시키기 위하여 용광로에 설치된 출선구 (tapping hole)의 보수작업을 보다 원활하게 하도록 하는 용광로 출선구 냉각장치에 관한 것으로 보다 상세히는, 용광로 조업시 용광로 출선구를 형성하는 고강도 케스터블과 성형재의 보수작업을 보다 신속하게 진행토록 하면서, 케스터블과 성형재 부위의 보수를 위한 굴착작업도 원활하게 하여 용광로 조업지연을 방지시킬 수 있도록 한 용광로 출선구의 보수를 위한 출선구 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 용광로 조업시에는 용광로의 하부에 그 원주방향으로 여러지점에 생산된 용선 및 슬래그를 출강시키기 위한 출선구들이 설치되어 있어 조업시에는 용광로 연와측의 케스터블 및 성형재로 이루어 진 출선구를 머드건으로 투입된 머드로서 폐쇄시킨 상태에서 용광로의 조업을 수행하고, 출선시에는 상기 출선구중 하나를 선택하여 개공기 비트로서 출선구의 머드부분을 개공시킨다.

즉, 도 1 및 도 2 에서 도시한 바와 같이, 용광로 철피(100)와 일체로 된 출선구 외부철피(110)에서 용광로 내측으로 연와(120)로 축조되어 있고, 상기 연와 (120)의 외측에는 고강도 유입재인 케스터블(Castable)(130)이 시공되고, 상기 케스터블(130)의 중앙부위에는 성형용 내화물인 성형재(140)(TEM-160)를 스탬핑 (Stamping)하여 출선구(150)를 형성시키고, 용광로 조업시에는 상기 출선구(150)를 머드건(미도시)으로 투입된 머드(160)로서 폐쇄시키어 조업을 수행하고, 용광로의 출선시에는 개공기(170)의 굴착비트(172)를 이용하여 상기 머드(160)부분을 개공시키어 용광로의 출선작업을 수행하는 것이다.

그런데, 상기와 같은 용광로 출선구의 반복적인 머드 폐쇄 및 개공작업이 하나의 출선구에 수행되기 때문에, 개공기(170)에 의한 굴착시 및 머드건(Mud Gun)에 의하여 발생되는 충격이 케스터블(130)과 성형재 스탬핑부위(140)에 가해지면서 크랙이 손쉽게 발생되고, 결국 용광로 출선 횟수의 증가에 따라 가스 리크가 서서히 증가하며, 심한 경우에는 상기 출선구(150)부위가 무너지는 현상이 발생되는 것이다.

따라서, 용광로의 보수를 위한 용광로 휴지시 상기의 문제점을 발생하지 않 도록 출선구부위를 정기적으로 보수하는데, 이때에는 출선구(150)의 케스터블(130)과 성형재(140)부위의 크랙부위를 굴착 성형하여 보수를 실시해야 하는데, 별도의 굴착설비가 없기 때문에, 도 2에서와 같은 출선구 개공기(170)를 이용하여 보수 작업을 수행하는 것이다.

이때, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기와 같은 출선구 개공(170)의 굴착비트(Bit)(172)를 이용하여 출선구(150)의 굴착부위 즉, 가로 900mm, 세로1200mm 및 깊이 1000~1100mm 정도까지 굴착작업을 실시해야 한다.

그런데, 용광로의 조업 특성상 용광로 휴지후, 약 60-90 분이 경과하면 출선구 부위(130)(140)의 굴착작업을 실시해야 하는데, 실제 출선구부위의 외부만 냉각되어 있을 뿐, 출선구부위 즉, 케스터블(130) 및 성형재(140)의 내측부위는 고온상태인 것이다.

결국, 내화물인 케스터블(130)과 성형재(140)부위의 내측부위는 조직이 치밀하고 딱딱하여 개공기 굴착비트(172)로 보수를 위한 굴착작업이 상당히 어렵고, 그 굴착작업도 장시간 소요되는 것은 물론, 많은 작업인원이 투입되야 하는 문제가 있는 것이다.

그리고, 작업이 지연될 수록 용광로 출선구 개공장소가 비좁고 고열, 분진 또는 소음등으로 작업혼경이 열악한 것은 물론, 안전사고가 발생될 우려가 있고, 다른 조업에도 악영향을 미치는 것이다.

이에 따라서, 용광로 출선구 부위의 케스터블과 성형재를 강제로 급속 냉각시키도록 하면, 급속 냉각된 출선구 부위의 굴착이 용이함은 물론, 그 굴착작업을 조속히 실시할 수 있어 출선구부위의 보수작업을 용이하게 하여 바람직할 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 여러 문제점들을 해소하기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은, 용광로 출선구부위를 별도의 냉각장치를 사용하여 급속하게 냉각시킬 수 있어, 용광로 출선구 부위의 굴착 및 보수작업이 신속하게 진행되어 용광로 조업성을 향상시키는 용광로 출선구 보수를 위한 출선구 냉각장치를 제공하는 데에 있다.

상기의 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로 본 발명은, 용광로 출선구를 이루는 연와 외측의 케스터블 및 성형재에 형성된 굴착구에 삽입되고, 길이방향으로 다수의 노즐이 설치된 노즐헤드;와,
상기 노즐헤드와 플렉시블관으로 연결되는 냉각수 및 에어 분배구; 및,
상기 분배구의 후방에 연결되고, 고압의 에어를 공급하는 에어관이 연결되며, 받침대상에 고정된 냉각수관;
을 포함하고,
상기 노즐헤드의 후단부에는 상기 굴착구의 입구부분을 막으면서 냉각수 투입시 발생되는 배출증기를 대기로 배출시키는 다수의 배출공이 형성된 증기배출구가 설치된 용광로 출선구의 보수를 위한 출선구 냉각장치를 마련함에 의한다.

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이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 용광로 출선구 냉각장치를 도시한 사시도이고, 도 4는 출선구에 형성된 굴착구를 도시한 도면이며, 도 5는 출선구 냉각장치의 작동상태를 도시한 개략 사시도이고, 도 6은 출선구 냉각장치의 노즐을 도시한 상세도이며, 도 7은 출선구 냉각장치의 노즐 작동을 도시한 상태도이고, 도 8은 출선구 냉각장치의 냉각수 또는 에어 분배구를 도시한 요부 사시도이다.

도 3에서는 본 발명인 용광로 출선구 냉각장치(1)의 전체구성을 사시도로 도시하고 있는데, 이와 같은 본 발명의 냉각장치(1)는 크게 노즐헤드(10)와 분배구 (30) 및, 냉각수관(50)으로 나누어 질 수 있는데, 이들 구성요소(10)(30)(50)들을 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 용광로 출선구 냉각장치(1)를 사용하기 위하여는 장치 노즐헤드(10)가 삽입될 수 있는 굴착구(12)를 형성시키는데, 용광로 출선구(150)를 이루는 연와(120) 외측의 고강도 케스터블(130)과 성형재(140) 및, 출선구(150)를 폐쇄시키도록 투입된 머드(160)에 도 2에서 도시한 개공기(170)의 굴착비트(172)를 이용하여 각각의 굴착구(12)를 개공시킨다.

이때, 상기 굴착구(12)는 다음에 설명하는 노즐헤드(10)가 여유있게 삽입되도록 개공시키고, 그 깊이는 도 4에서 도시한 바와 같이, 연와(120)부분이 손상되지 않도록 최대한 내측까지 개공하는 것이 바람직할 것이고, 동시에 개공된 굴착구(12)는 원형을 이루도록 일정간격으로 개공시키는 것이 바람직하다.

다음, 도 3, 도 6 및 도 7에서는 본 발명이 용광로 출선구 냉각장치(1)의 상기 노즐헤드(10)를 도시하고 있는데, 이와 같은 노즐헤드(10)에는 그 길이방향으로 그리고 원주방향으로 배열된 다수의 노즐(14)을 갖추고 있어, 도 7에서 도시한 바와 같이, 고압의 에어(A)와 함께 냉각수(C)를 케스터블(130)과 성형재(140) 및 머드(160)에 형성된 굴착구(12)내에서 분사시키어 상기 출선구부위(130)(140)(160)를 급속냉각시키는 것이다.

한편, 상기와 같은 노즐헤드(10)는 굴착구(12)의 개소에 따라 설치 수를 조정하는 것이 바람직한데, 대략 5개정도를 배치하여 전체 굴착구(12)의 1/2에서 냉각수를 분사시키고, 나머지 굴착구(12)의 1/2에서 냉각수를 분사시키도록 하면 바람직할 것인데, 굴착구(12)의 수에 맞추면 노즐헤드(10)의 수가 많아져 장치운용을 어렵게 할 것이다.

이때, 도 3 및 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 노즐헤드(10)의 후단부에는 상기 굴착구(12)의 입구부분을 막으면서 냉각수 투입시 발생되는 배출증기(V)를 대기로 배출시키는 다수의 배출공(72)이 형성된 증기배출구(70)가 설치되어 있다.

즉, 도 5 및 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 노즐헤드(10)가 도 4의 굴착구(12)내에 삽입되어 냉각수(C)를 분사시키면 고온의 케스터블(130)과 성형재(140) 및 머드(160)에 의하여 증기(V)가 발생되고, 이와 같은 증기(V)는 굴착구(12)의 입구부분에 밀착된 상기 증기배출구(70)의 배출공(72)을 통하여 외부로 배출되게 된다.

다음, 도 3 및 도 8에서는 본 발명인 용광로 출선구 냉각장치(1)의 분배구(30)를 도시하고 있는데, 상기 분배구(30)에는 그 원주방향으로 다수개의 연결구(32a)가 설치되어 있어, 상기 연결구(32a)에 노즐헤드(10)의 연결구(16)에 일 단이 체결되는 플렉시블관(32)이 연결되어 있는데, 상기 플렉시블관(32)은 노즐헤드(10)의 이동을 용이하게 한다.

다음, 도 3 에서는 본 발명인 용광로 출선구 냉각장치(1)의 상기 냉각수관 (50)을 도시하고 있는데, 이와 같은 본 발명의 냉각수관(50)은, 상기 분배구(30)의 후방에 일체로 연결되어 있고, 냉각수의 고압분사를 위한 고압의 에어를 공급하는 에어관(52)이 중간에 연결되며, 장치의 운용을 위하여 받침대(54)상에 고정되어 있다.

이때, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 에어 및 냉각수관(52)(50)은 메인 플렉시블관(62a)(60a)을 통하여 메인 에어 및 냉각수관(62)(60)에 각각 연결되어 있고, 상기 메인관(62)(60)에는 개폐밸브(62b)(60b)가 각각 설치되어 있고, 상기 에어관(52)에는 별도의 개폐밸브(52a)가 설치되어 있다.

또한, 도 3에서 도시한 바와 같이, 상기 메인관(62)(60)들에는 에어 및 냉각수의 공급압력을 파악하기 위한 압력계(P)들이 각각 설치되는 구성으로 이루어 진다.

상기와 같은 구성으로 이루어 진 본 발명의 작용을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 8에서 도시한 바와 같이, 용광로의 휴지시 반복적인 개공작업으로 부하가 가해진 출선구부위 즉, 철피(100)(110)와 연와(120)사이로 출선구 (150)를 이루도록 투입된 고강도 케스터블(130)과 그 내측의 성형재(140) 및 출선구(150)에 투입된 머드(160)등을 보수하는 때에, 급속냉각시키어 보수작업을 용이하게 하도록 한 본 발명의 용광로 출선구의 보수를 위한 출선구 냉각장치(1)는 다음과 같다.

먼저, 도 2 및 도 4에서 도시한 바와 같이, 작업자는 출선구의 개공을 위하여 머드(160)부분을 개공시키는 개공기(170)에 굴착비트(172)를 장착하고, 앞에서 설명한 출선구부위(130)(140)(160)에 일정간격으로 원형을 이루는 굴착구(12)를 굴착 형성시킨다.

다음, 도 3, 도 5 및 도 7에서 도시한 바와 같이, 굴착된 굴착구(12)에 본 발명인 냉각장치(1)의 노즐헤드(10를 삽입시키고, 에어 및 냉각수 메인관(62)(60)의 밸브 (62b)(60b)들을 개방시키고, 동시에 에어관(52)의 밸브(52a)를 개방시키면, 냉각수관(50)을 통하여 공급되는 고압의 에어(A)를 포함한 냉각수(C)는 분배구(30)와 플렉시블관(32)을 통하여 다수의 노즐헤드(10)의 노즐(14)에서 고압으로 분사된다.

따라서, 도 5 및 도 6에서 도시한 바와 같이, 냉각수(C)가 굴착구(12)의 내측에서 분사되면 굴착구(12)의 안쪽 즉, 출선구부위(130)(140)(160)는 급속하게 냉각되면서 증기(V)가 발생되는데, 이와 같은 증기(V)는 노즐헤드(10)의 후방으로 굴착구(12) 입구분에 위치된 증기배출구(70)의 배출공(72)을 통하여 외부 배출된다.

이때, 냉각수에 의한 냉각이 완료되면서 굴착구(12)에 발생되는 증기(V)의 양도 줄어들어 냉각이 거의 완료된 상태에서 앞에서 설명한 바와 같이, 작업자는 노즐헤드(10)를 다른 굴착구(12)에 삽입시키어 냉각을 실시하고, 물론 밸브 (52a)(62b)(60b)들을 조작함은 물론이다.

결국, 굴착구(12)내측에서 고압의 냉각수가 분사된 케스터블(130)과 성형재 (140) 또는 머드(160) 부위는 수분이 침투하여 급속한 온도변화에 의해 냉각되면서 수축되어 조직이 푸석푸석 해지는 분화현상이 발생되게 된다.

다음, 냉각수 분사후 30분 정도 지나서 굴착구(12)의 출선구부위의 냉각이 완료되면, 분화된 출선구부위(130)(140)(160)를 작업자는 개공기(170)의 굴착 비트 (172)를 통하여 보다 신속하게 굴착하면서 부하가 가해져 가스리스트가 손쉽게 발생되는 부위 즉, 폐 내화물부위의 적출작업을 용이하게 하고, 이는 출선구의 보수작업을 용이하게 하는 것이다.

이와 같은 본 발명인 용광로 출선구의 보수를 위한 출선구 냉각장치에 의하면, 용광로 출선구부위를 별도의 냉각장치를 사용하여 급속하게 냉각시킬 수 있어, 용광로 출선구 부위의 굴착 및 보수작업을 신속하게 진행하도록 하는 우수한 효과를 제공하는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (2)

1. 용광로 출선구(150)를 이루는 연와(120) 외측의 케스터블(130) 및 성형재 (140)에 형성된 굴착구(12)에 삽입되고, 길이방향으로 다수의 노즐(14)이 설치된 노즐헤드(10);와,

   상기 노즐헤드(10)와 플렉시블관(32)으로 연결되는 냉각수 및 에어 분배구 (30); 및,

   상기 분배구(30)의 후방에 연결되고, 고압의 에어를 공급하는 에어관(52)이 연결되며, 받침대(54)상에 고정된 냉각수관(50);

   을 포함하고,

   상기 노즐헤드(10)의 후단부에는 상기 굴착구(12)의 입구부분을 막으면서 냉각수 투입시 발생되는 배출증기(V)를 대기로 배출시키는 다수의 배출공(72)이 형성된 증기배출구(70)가 설치된 용광로 출선구의 보수를 위한 출선구 냉각장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 에어 및 냉각수관(52)(50)은 메인 플렉시블관(62a)(60a)을 통하여 개폐밸브(62b)(60b)가 각각 설치된 메인관(62)(60)에 각각 연결된 것을 특징으로 하는 용광로 출선구 냉각장치.

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