KR100884481B1 - 오븐 탄화실 도어 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 탄화실 오븐 도어는 도어내측의 내화물 중심부에 수직방향으로 형성된 가스터널, 상기 가스터널에 연통되며 상기 내화물을 관통하여 오븐내측으로 형성된 가열원관; 및 상기 가스터널에 가열가스를 공급하기 위한 공급라인;을 구비하여, 상기 가열가스에 의해 도어내측 내화물을 승온가열하도록 이루어진 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 도어내화물의 단면이 반원통형상인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 도어 내화물에 카본부착을 방지할 수 있을 뿐만아니라, 오븐 탄화실 도어 측의 온도를 일정하게 유지가능하게 된다. 특히, 탄화실 도어의 보수 또는 교체로 인한 휴지상태 후 도어를 장착시 냉각된 도어측 내화물의 보열 및 승온이 가열하게 되어 도어 장착과정에서 탄화실 내측과의 온도편차로 인해 미건류가 발생하는 것을 방지할수 있어 코크스의 품질저하 및 로체에 치명적인 열적 스풀링 현상을 방지할 수 있다.

탄화실 오브 도어, 코크스, 미건류

Description

오븐 탄화실 도어{COKE OVEN DOOR}

도 1 은 오븐 탄화실 도어의 개략적인 사시도이다.

도 2 는 종래의 오븐 탄화실 도어 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 3 은 본 발명에 따른 오븐 탄화실 도어의 수평단면도이다.

도 4 는 본 발명에 따른 오븐 탄화실 도어의 사시도이다.

도 5 는 본 발명에 따른 오븐 탄화실 도어의 구조를 설명하기 위한 수직단면도이다.

도 6 은 본 발명에 따른 도어 내화물 내측에 형성된 가스터널에 열원가스를 공급하는 장치를 개략적으로 설명한 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1;도어본체 2;석탄

3;탄화실 6;금속홀더

8;세라믹 파이버 10;반원통형 내화물

11;가스터널 14;가스통로

16;온도검출기 18;카본

23;가스공급라인 24;연결라인

25;가열원관 33;유량제어밸브

35;플렉시블 호스 37;가스제어밸브

본 발명은 오븐 탄화실 도어에 관한 것으로, 보다 상세하게는 도어 내화물에 카본이 누적되는 것을 방지하고, 미건류가 발생하는 것을 방지할 수 있는 오븐 탄화실 도어에 관한 것이다.

도 1 및 도 2 에는 종래의 일반적인 탄화실 오븐 도어가 도시되어 있는 데, 코크스는 내화물로 구성된 높이 6.78M, 폭 43.07㎥ 의 밀폐된 챔버(chamber)에 분석탄을 장입하고 필요한 열원을 공급하여 건류함으로써 제조된다. 종래의 코크스 오븐에 있어서 탄화실(3)은 자동 누봉식(self-sealing) 도어로 밀폐되어 있고, 도어 본체(1) 내측에는 열충격에 강한 내화연와로 축조된 내화물(5)이 금속홀더(6)에 의해 고정부착되어 있다. 오븐 도어는 이동차의 장치에 의해 탈착 및 장착되어지며, 장탈착시에는 빗장걸이(13)에 체결된다.

일반적으로, 석탄(2)이 코크스 오븐에 장입구(4)를 통해 장입되면, 370℃ 부근에서 석탄의 활성 성분에 기포가 발생되기 시작하고, 400∼450℃ 에서 입자의 팽창이 일어나기 시작하는 데, 이때 석탄 입자는 용융된 상태이다. 480℃ 부근에서는 입자들이 상호간에 결합하기 시작하여, 500℃ 이상에서 재결정되어 코크스 조직을 형성하면서 수축한다. 이때의 수축으로 인해 탄화실벽 부근에서는 가스 통로(14)가 점진적으로 조금씩 형성된다. 그러나 코크스로 도어측은 온도가 낮아 수축현상이 매우 늦게 일어나고 열팽창 계수 차이로 인해 내화연와(5)의 내마모성이 약화되고, 산화반응에 의하여 내화연와가 갈라지면서 내화물이 풍화되는 현상이 발생한다. 이로 인해 노체의 수명이 감소하여 코크스 제조원가의 상승를 초래한다.

또한 탄화실에는 연소실 온도가 전달되지만 오븐도어 내화물에는 장입된 석탄열에 의해 온도가 전달되므로 도어 내화물에 카본(18)누적이 심하게 발생한다. 이로 인해 도어측 가스가 원활히 흐르지 못해 가스누설로 공해가 발생하기도 한다. 또한, 코크스로는 계획된 가동율에 따라 목표온도로 가열 열분해하는 데, 이때 온도가 1250℃까지 진행되지만 오븐 도어측에는 온도 전달이 늦어 온도가 낮게 형성되므로 미건류가 발생한다. 특히 오븐 도어가 보수, 교체 등으로 휴지상태를 거친 후 도어프레임(7)에 재장착되는 경우, 도어측과 탄화실내부의 온도편차가 심하여 미건류 발생량이 매우 증대하여 일일 스폰지코크스 발생량이 12~ 15 톤에 이르고, 탄화실 온도를 급하락시켜 로체에 치명적인 열적 스풀링 현상이 발생하고 있다. 도면에서 설명되지 않은 참조부호 12 는 히팅버너홀, 15는 오븐 데킹을 지시한다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 탄화실과의 온도편차로 인한 미건류 발생을 방지할수 있도록 도어내화물 승온수단을 구비하고 카본 부착을 방지할 수 있는 탄화실 오븐 도어를 제공하는 데 발명의 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 탄화실 오븐 도어는 도어내측의 내화물 중심부에 수직방향으로 형성된 가스터널, 상기 가스터널에 연통되며 상기 내화물을 관통하여 오븐내측으로 형성된 가열원관; 및 상기 가스터널에 가열가스를 공급하기 위한 공급라인;을 구비하여, 상기 가열가스에 의해 도어내측 내화물을 승온가열하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 특징에 의하면, 상기 도어 내측으로 부착된 도어내화물이 반원통형으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3 내지 도 5 는 본 발명에 따른 코크스 오븐 도어의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 탄화실 오븐 도어는 도어본체(1) 내측 수직방향으로 반원통형상을 구비한 반원통형 내화물(10)을 구비한다. 반원통형 내화물(10)은 도어내측의 금속홀더(6)의 홈 바닥 부위에 외부로 열전달을 차단하기 위해 세라믹 파이버(8)을 충진하고 단열연와(9)로 축조된다. 도어내측으로 금속홀더(6) 홈에 고정된 내화물이 반원통형 즉 단면형상이 반원형을 지니므로, 표면 곡률에 의해 장입된 석탄이 코크스 조직을 형성하면서 수축하는 과정에서 카본이 부착되는 것을 방지할수 있고, 따라서 카본 누적에 의한 도어측 가스흐름 차단을 방지할 수 있어서, 미건류 현상을 감소시킨다.

반원통형 내화물(10)의 중심부에는 승온을 위한 가열가스의 통로가 되는 가스터널(11)이 형성되고, 이 가스터널(11)의 일측으로는 가열원관(25)이 소정 구역마다 설치된다. 가열원관(25)은 폐가스가 탄화실(3) 내측으로 배출되는 통로가 되는 곳으로, 오븐 도어 내측으로 반원통형 내화물(10)을 관통하여 연장된다. 가열원 관(25)은 열충격에 강하도록 메쉬를 삽입 축조한다. 히팅버너홀(12; 도2참조)이 내장되어 있는 도어의 하부에는 가스터널(11)에 가열 가스를 외부에서 공급하기 위한 연결라인(24)이 설치된다.

도 6 에는 탄화실 오븐 도어의 가스터널(11)에 승온용 가열가스를 공급하기 위한 연소제어부의 구성이 도시되어 있다. 가스터널(11)에 연결된 연결라인(24)의 입구측은 S-300 실링재(26)로 연결부위가 실링되어 있다. 가열가스의 공급경로를 살펴보면, 가스공급관(30)에는 레베싱콕크(34) 및 오리피스(31)가 연이어 설치되고, 도어 가스터널(11)에 가스 분배를 결정하는 가스분배관 박스(32)가 설치된다. 가스분배관 박스(32)에는 가스공급라인(23)이 연결되는 데, 가스공급라인(23)에는 가스 교환 주기에 따라 자동으로 가스를 공급 및 차단 할수 있는 유량제어밸브(33)가 설치된다. 가스공급라인(23)에는 도어의 장탈착시 편리하게 이동이 쉽고, 이동되는 거리만큼 충분한 길이를 가진 플렉시블 호스(35)가 연결된다. 플렉시블 호스(35)는 유연성 및 내열성 있는 소재로 구성된다. 플렉시블 호스(35)는 연결라인(24)의 입구측으로 설치된 가스제어밸브(37)에 연결된다. 가스제어밸브(37) 및 유량제어밸브(33)는 컨트롤판넬에 연결되어 도어에 설치된 온도검출기(16)의 데이타를 입력받아 가열가스를 제어한다. 도면에서 설명되지 않은 참조부호 20,21은 커플링, 22는 플랜지를 나타낸다.

이하 본 발명에 따른 탄화실 오븐 도어의 작동을 설명한다.

도어의 반원통형 내화물(10)의 내부에 형성된 가스터널(11)에 연결된 연결라인(24)에 의해 가스가 유입되어 연소된다. 가스분배관 박스(32)에 연결되는 플렉시블 호스(35)에 의해 외부로부터 가스가 공급관(30) 및 오리피스(31)를 거쳐 가스터널(11)로 20분을 주기로 공급되도록 설정한다. 컨트롤 판넬이 도어에 부착된 온도검출기(16)의 검출값과 설정값을 비교하여 자동으로 온도를 센싱하여 유량제어밸브(33)를 제어 열량가스의 주기적 공급 및 차단을 제어한다. 가스가 공급될 때 브로와(27)도 가동되며, 레베싱콕크(34)가 차단되어 가스공급이 차단되면 공기도 차단되다. 폐가스는 도어 내화물을 관통하여 내측으로 형성된 가열원관(25)으로 배출되도록 구성되는 데, 배출되는 배가스는 폐가스 장입 후 탄화실(3) 내부 오븐 데킹(15)과 가스통로 사이를 통해 압력 +7mmH₂O 의 압력으로 배출된다. 또한, 가열원관(25)과 가스터널(11)의 내화물에 C.O.G 중 불순물 코올타르가 외부와의 온도편차로 인해 응고되지 않도록 주기적으로 취련(blowing)작업을 실시하여 소각시킨다.

본 발명에 따른 탄화실 오븐 도어에 의해, 도어 내화물에 카본부착을 방지할 수 있을 뿐만아니라, 오븐 탄화실 도어 측의 온도를 일정하게 유지가능하게 된다. 특히, 탄화실 도어의 보수 또는 교체로 인한 휴지상태 후 도어를 장착시 냉각된 도어측 내화물의 보열 및 승온이 가열하게 되어 도어 장착과정에서 탄화실 내측과의 온도편차로 인해 미건류가 발생하는 것을 방지할수 있어 코크스의 품질저하 및 로체에 치명적인 열적 스풀링 현상을 방지할 수 있다.

Claims (3)

1. 도어 내측의 내화물 중심부에 수직방향으로 형성된 가스터널;

   메쉬가 삽입 축조되며, 상기 내화물 및 단열연와를 관통하여 가스터널에 연통되는 다수 개의 가열원관;

   상기 가스터널에 가열가스를 공급하기 위한 연결라인; 및

   상기 도어의 외측에 설치되어 상기 도어의 온도를 측정하기 위한 온도검출기;를 구비하여,

   연소제어부로부터 공급된 가열가스가 플렉시블 호스 및 연결라인을 통해 상기 가스터널로 공급되면 온도검출기에 검출된 검출값을 통해 상기 가열가스의 유량을 제어하여 도어 내측의 내화물을 승온 가열하며, 폐가스가 상기 가열원관을 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 탄화실 오븐 도어.
2. 제 1 항에 있어서,

   도어의 온도를 측정하기 위한 온도검출기; 및

   상기 도어의 온도가 일정하게 유지되도록 상기 가열가스의 공급 및 차단을 제어하는 제어장치를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 탄화실 오븐 도어.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 도어 내측으로 부착된 도어내화물의 형상이 반원통형인 것을 특징으로 하는 탄화실 오븐도어.

Images