KR100870771B1

KR100870771B1 - 코크스 오븐 연소실의 가스공급 개폐장치

Info

Publication number: KR100870771B1
Application number: KR1020020065448A
Authority: KR
Inventors: 성만기; 정종일
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2008-11-26
Also published as: KR20040036423A

Abstract

본 발명은 코크스 오븐(coke oven)의 연소실(heating wall)에 가스를 공급하는 개폐장치에 관한 것이다. 상기 개폐장치(10)는, 구동력에 의해 제1 래크(11)가 왼쪽으로 이동되면, 하부 피니언 기어 31b, 32b는 각각 시계방향으로 회전하고, 상부 피니언 기어 31a, 32b는 각각 반시계방향으로 회전하여, 가역식 코크 21, 22를 닫아 가스공급관 41, 42를 통한 혼합가스 공급을 차단된다. 그 후, 제2 래크(12)는 오른쪽으로 이동되면, 하부 피니언 기어 33b, 34b를 반시계방향으로 회전시키고, 상부 피니언 기어 33a, 34a는 시계방향으로 회전되면서 가역식 코크 23, 24를 열어 가스공급관 43, 44를 통해 혼합가스를 공급한다. 반대로, 상기 한 쌍의 래크(11, 12)가 반대로 이동되면, 피니언 기어(31, 32, 33, 34)는 반대방향으로 회전되어, 상기 가역식 코크(21, 22, 23, 24)를 개폐하여 가스공급관(41, 42, 43, 44)을 통한 혼합가스 공급을 개폐한다. 이러한 기어방식에 의해 연소실 코크의 개폐동작을 제어함에 따라, 코크의 개폐가 부드럽고 원활하여 연소실 내로의 가스공급을 안정적으로 할 수 있으며, 나아가 연소실에서의 연소효율을 높이고, 궁극적으로는 코크스 오븐의 수명을 연장할 수 있다.

코크스, 코크스 오븐, 연소실, 가스, 피니언, 래크

Description

코크스 오븐 연소실의 가스공급 개폐장치{Apparatus for Operating Reversing Cocks of Coke Oven Heating Wall}

도1은 일반적인 코크스 오븐의 일부 사시도이다.

도2는 종래의 연소실 가스공급 개폐장치의 구성도이다.

도3은 본 발명에 따른 연소실 가스공급 개폐장치의 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

11, 12 ............. 래크

21, 22, 23, 24 ..... 가역식 코크

31, 32, 33, 34 ..... 피니언 기어

41, 42, 43, 44 ..... 가스공급관

51, 52, 53, 54 ..... 지지대

본 발명은 코크스 오븐(coke oven)의 연소실(heating wall)에 가스를 공급하는 개폐장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 연소실 내에 가스공급을 위한 가역식 코크(reversing cock)의 작동 구조를 개선하여 연소실 내로의 가스공급을 원활히 할 수 있는 개폐장치에 관한 것이다.

고로의 열원으로 사용되는 코크스(coke)를 생산하는 코크스 오븐은 도1에 도시된 바와 같이, 탄화실(3)을 기준으로 양쪽에 연소실(2)이 종열로 배치되어 있다. 코크스는 상기 연소실(2)의 열원을 통한 간접 가열하는 방식에 의해 탄화실(3) 내에 장입된 석탄을 일정 시간 동안 건류함으로써 생산된다.

코크스 조업이 정상적인 경우 연소실(2) 내에는 주공급관(4)을 통해 혼합가스가 공급되며, 비정상 조업인 경우 다른 주공급관(5)을 통해 COG(coke oven gas)가 공급된다. 연소실(3) 내의 혼합가스 공급은 약 20분의 일정한 주기마다 공급되는데, 종래에는 도2에 도시된 가스공급 개폐장치(100)에 의해 이루어졌다.

종래의 가스공급 개폐장치(100)는 도2에 도시된 바와 같이, 주공급관(4)에서 분기된 가스공급관(141, 142, 143, 144)에 설치된 가역식 코크(121, 122, 123, 124)와, 상기 가역식 코크(121, 122, 123, 124)에 결합된 레버(131, 132, 133, 134) 및 상기 레버(131, 132, 133, 134)의 끝단에 연결된 실린더 바(110, 120)로 구성되어 있다. 한 쌍의 가스공급관(141, 142)에 설치된 각각의 가역식 코크(121, 122)는 레버(131, 132)를 통해 제1 실린더 바(110)에 연결되며, 다른 한 쌍의 가스공급관(143, 144)에 설치된 가역식 코크(123, 124)는 다른 레버(133, 134)를 통해 제2 실린더 바(120)에 연결되어 있다.

이러한 구조를 갖는 종래의 가스공급 개폐장치(100)는 제1 실린더 바(110)가 오른쪽으로 이동되면, 상기 레버 131, 132는 오른쪽으로 이동되어 가역식 코크 121, 122를 열며 가스공급관 141, 142를 통해 혼합가스가 공급된다. 그 후, 제2 실 린더 바(120)는 왼쪽으로 이동되면, 레버 133, 134를 왼쪽으로 이동시키고, 가역식 코크 123, 124를 닫아 가스공급관 143, 144를 통한 혼합가스 공급을 차단한다(실선 위치). 반대로, 상기 제1 실린더 바(110)가 왼쪽 방향으로 이동되면, 상기 레버 131, 132가 왼쪽으로 이동하여 가역식 코크 121, 122를 닫아 가스공급관 141, 142를 통한 혼합가스 공급을 차단한다. 또한, 상기 제2 실린더 바(120)가 오른쪽으로 이동되면, 상기 레버 133, 134를 오른쪽으로 이동시키고, 가역식 코크 123, 124를 열어 가스공급관 143, 144를 통해 혼합가스를 공급한다(점선 위치).

이러한 개폐장치(100)의 반복적인 작동으로 가스공급관(141, 142, 143, 144)를 통해 연소실(2) 내에 혼합가스를 일정한 주기로 공급하고 있지만, 상기 실린더 바(110, 120)가 서로 반대 방향으로 계속 왕복이동되면서 상기 실린더 바(110, 120)과 레버(131, 132, 133, 134)와의 연결부에서 서로 마모가 일어난다. 이에 따라 연결부가 헐거워지게 되고, 심지어 연결부가 이탈되는 현상이 생긴다. 이러한 상황에서 코크스 조업을 하는 경우 가스공급이 원활하지 못한 것은 물론, 연소실 내의 가역식 코크가 작동하는 순간, 코크스 오븐 틈 사이로 공기가 흡입되면서 가역식 코크 내에 작은 폭발이 일어나 조업자에게 부담감을 줄 뿐만 아니라, 설비 수명 단축을 가속화시키게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 종래 레버 방식의 가스공급 개폐장치를 기어식으로 구조 개선하여, 원활하고 안정적인 가스공급을 통해 연소실에서의 연소효율을 높이고, 나아가 코크스 오븐의 수명을 연장함에 있다.

상기 목적 달성을 위한 본 발명의 가스공급 개폐장치는, 주공급관에서 분기된 다수개의 가스공급관에 설치된 다수개의 가역식 코크와, 상기 다수개의 가역식 코크에 축을 통해 결합된 다수개의 상부 피니언 기어(upper pinion gear)와, 상기 다수개의 상부 피니언 기어와 각각 맞물려 지지대와 축에 의해 지지되는 다수개의 하부 피니언 기어(lower pinion gear), 및 상기 다수개의 하부 피니언 기어와 맞물려 수평 왕복이동 가능한 한 쌍의 래크(rack)를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명에 따른 코크스 오븐 연소실의 가스공급 개폐장치를 도3을 통하여 상세히 설명한다.

도3은 본 발명에 따른 연소실 가스공급 개폐장치의 구성도이다. 본 발명에 따른 가스공급 개폐장치(10)는 도3에 도시된 바와 같이, 코크스 오븐(1)의 주공급관(4)에서 분기된 다수개의 가스공급관(41, 42, 43, 44)에 설치된 다수개의 가역식 코크(21, 22, 23, 24)를 기어 방식으로 제어하여 개폐한다.

본 발명의 개폐장치(10)는, 크게 다수개의 가역식 코크(21, 22, 23, 24)와, 다수개의 상부 피니언 기어(31a, 32a, 33a, 34a)와, 다수개의 하부 피니언 기어(31b, 32b, 33b, 34b) 및 한 쌍의 래크(11, 12)를 포함하여 구성된다.

상기 가역식 코크(21, 22, 23, 24)는, 주공급관(4)에서 분기된 각각의 가스공급관(41, 42, 43, 44)에 설치된다.

상기 상부 피니언 기어(31a, 32a, 33a, 34a)는, 상기 가역식 코크(21, 22, 23, 24)에 축(21a, 22a, 23a, 24a)통해 결합된다. 상기 피니언 기어의 마모를 방지하고 원활한 작동을 위해서 피니언 기어의 내측에 베어링이 장착될 수 있고, 상기 베어링의 양쪽에는 베어링과 피니언의 이탈을 방지하기 위해 와셔(washer)와 핀(pin)으로 고정될 수 있다.

또한, 상기 상부 피니언 기어(31a, 32a, 33a, 34a)는 각각 하부 피니언 기어(31b, 32b, 33b, 34b)와 맞물려 있다. 그리고, 상기 하부 피니언 기어(31b, 32b, 33b, 34b)는 축(51a, 52a, 53a, 54a)을 통해 지지대(51, 52, 53, 54)에 의해 지지된다. 상기 지지대(51, 52, 53, 54)의 한쪽은 코크스 오븐(1)에 고정 설치되며, 다른 한쪽에는 베어링을 통해 축(51a, 52a, 53a, 54a)과 연결되어, 상기 축(51a, 52a, 53a, 54a)이 원활하게 회전하도록 구성된다.

또한, 상기 하부 피니언 기어(31b, 32b, 33b, 34b)는 한 쌍의 래크(11, 12)와 맞물려 있으며, 상기 한 쌍의 래크(11, 12)의 수평 왕복이동에 따라 반원을 그리며, 좌우로 회전한다. 바람직하게는, 상기 한 쌍의 래크(11, 12) 중 제1 래크(11)에는 한 쌍의 하부 피니언 기어(31b, 32b)가 맞물리고, 제2 래크(12)에는 상기 한 쌍의 하부 피니언 기어(31b, 32b)와 이웃한 다른 한 쌍의 하부 피니언 기어(33b, 34b)가 맞물려 있다. 이러한 순서로 반복되면서 가스공급관(41, 42, 43, 44, ...)의 가역식 코크(21, 22, 23, 24, ...)에 상기 피니언 기어들이 결합된다.

상기 한 쌍의 래크(11, 12)는 미도시된 구동수단에 의해 수평으로 왕복운동을 한다.

이하, 본 발명의 가스공급 개폐장치의 작용 효과를 상세히 설명한다.

먼저, 구동력에 의해 제1 래크(11)가 왼쪽으로 이동되면, 하부 피니언 기어 31b, 32b는 각각 시계방향으로 반원을 그리며 회전하고, 상기 하부 피니언 기어 31b, 32b와 맞물려 있는 상부 피니언 기어 31a, 32b는 각각 반시계방향으로 반원을 그리며 회전하여, 상기 가역식 코크 21, 22를 닫아 가스공급관 41, 42를 통한 혼합가스 공급을 차단된다.

그 후, 제2 래크(12)는 오른쪽으로 이동되면, 하부 피니언 기어 33b, 34b를 반시계방향으로 회전시키고, 상부 피니언 기어 33a, 34a는 시계방향으로 회전되면서 가역식 코크 23, 24를 열어 가스공급관 43, 44를 통해 혼합가스를 공급한다.

반대로, 상기 제1 래크(11)가 오른쪽으로 이동되면, 상기 하부 피니언 기어 31b, 32b가 반시계방향으로 회전하고, 상부 피니언 기어 31a, 32a는 시계방향으로 회전되면서 상기 가역식 코크 21, 22를 열어 가스공급관 41, 42를 통해 혼합가스를 공급한다. 또한, 상기 제2 래크(12)는 왼쪽으로 이동되면, 상기 하부 피니언 기어 33b, 34b를 시계방향으로 이동시키고, 이와 맞물린 상부 피니언 기어 33a, 34a를 반시계방향으로 회전시키면서, 상기 가역식 코크 23, 24를 닫아 가스공급관 43, 44를 통한 혼합가스 공급을 차단한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 상기한 기어방식에 의해 연소실 코크의 개폐동작을 제어함에 따라, 코크의 개폐가 부드럽고 원활하여 연소실 내로의 가스공급을 안정적으로 할 수 있으며, 나아가 연소실에서의 연소효율을 높이고, 궁극적으로는 코크스 오븐의 수명을 연장할 수 있는 효과가 있다.

Claims

주공급관(4)으로부터 코크스 오븐 연소실(2) 내에 가스공급을 개폐하는 장치에 있어서,

상기 주공급관(4)에서 분기된 다수개의 가스공급관(41, 42, 43, 44)에 설치된 다수개의 가역식 코크(21, 22, 23, 24)와,

상기 다수개의 가역식 코크(21, 22, 23, 24)에 축(21a, 22a, 23a, 24a)통해 결합된 다수개의 상부 피니언 기어(31a, 32a, 33a, 34a)와,

상기 다수개의 상부 피니언 기어(31a, 32a, 33a, 34a)와 각각 맞물려 지지대(51, 52, 53, 54)와 축(51a, 52a, 53a, 54a)에 의해 지지되는 다수개의 하부 피니언 기어(31b, 32b, 33b, 34b) 및

상기 다수개의 하부 피니언 기어(31b, 32b, 33b, 34b)와 맞물려 수평 왕복이동 가능한 한 쌍의 래크(11, 12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 연소실의 가스공급 개폐장치.
제1항에 있어서,

상기 한 쌍의 래크(11, 12) 중 제1 래크(11)에는 상기 다수개의 하부 피니언 기어(31b, 32b, 33b, 34b) 중에서 한 쌍의 하부 피니언 기어(31b, 32b)가 맞물리고, 제2 래크(12)에는 상기 한 쌍의 하부 피니언 기어(31b, 32b)와 이웃한 다른 한 쌍의 하부 피니언 기어(33b, 34b)가 맞물려 있는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 연소실의 가스공급 개폐장치.