KR100910617B1 - 미분기 저널헤드 라이너 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 주로 석탄화력 발전소에서 사용하는 미분기(微粉機)의 저널 헤드 라이너(journal head liner)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내마모성을 대폭 향상시켜 사용수명을 연장시키고, 생산성 및 생산비용을 절감할 수 있는 저널 헤드 라이너에 관한 것이다.

본 발명의 미분기 저널헤드 라이너는, 미분기의 저널헤드를 보호하기 위한 평판부와 굴곡부로 이루어진 저널헤드 라이너에 있어서, 상기 평판부와 굴곡부는 철판으로 제조되고, 상기 굴곡부의 밑면 전체와 상기 굴곡부와 접하는 평판부의 한쪽 면 전체에 내 마모성이 우수한 재료로 육성 용접층이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 석탄 화력발전소 미분기의 저널헤드 라이너의 내 마모성을 대폭 강화함으로써 저널헤드 라이너의 사용수명이 크게 연장되고, 미분기의 가동 기간이 길어지는 효과가 있다. 또한 사용 후 정비 시에도 저널헤드 라이너를 교체할 필요 없이 현장에 있는 그 상태에서 초경 육성 용접으로 보수가 가능하므로 유지 보수 비용이 절감되고, 정비 주기 및 정비 기간이 짧아지므로서 생산성 향상과 현저한 비용절감 효과를 얻을 수 있다.

저널헤드 라이너, 평탄부, 굴곡부, 육성용접, 조인트 플레이트

Description

미분기 저널헤드 라이너 및 그 제조방법{Journal Head Liner of pulverizer and its Manufacturing Method}

본 발명은 주로 석탄화력 발전소에서 사용하는 미분기(微粉機)의 저널 헤드 라이너(journal head liner)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내마모성을 대폭 향상시켜 사용수명을 연장시키고, 생산성 및 생산비용을 절감할 수 있는 저널 헤드 라이너에 관한 것이다.

석탄 화력 발전소는 열효율을 증가시키기 위해 연료인 석탄을 미세입자로 분쇄하여 보일러로 공급한다. 이때 원료인 석탄을 미세입자로 분쇄하는 장치가 미분기이다.

도 1은 미분기의 전체 개요를 설명하기 위한 단면도이다. 미분기의 작동은 도1에 도시된 바와 같이 급탄기로 공급되는 석탄을 공급관(1)을 통해 접시 모양의 바울(2; bowl)의 중앙부로 낙하하면, 회전하는 바울(2)의 원심력에 의하여 석탄이 원주 방향으로 밀려 나가면서 그라인딩 롤(3; grinding roll)과 테이블 라이너(4; table liner) 사이로 들어가면서 분쇄된다. 이때 그라인딩 롤(3)은 저널 하우징(5; journal housing)의 내부에 구비된 축과 연결되어 있다.

바울(2) 아래에서는 예열된 1차 공기를 바울(2) 옆 베인 휠(6; vane wheel)을 통해 상부로 공급한다. 이 때, 미분(微粉)된 석탄은 미분기의 최상부에 위치한 미분탄 분리기에 부딪히면서 공기와 함께 선회하게 되고, 미세하게 분쇄된 미분탄은 가열된 공기의 힘으로 부상하면서 미분기의 출구관(7)을 통해 보일러 버너로 이송되고, 덜 분쇄된 입자가 큰 석탄은 다시 바울(2)로 떨어져 재 분쇄된다.

미분기의 내부는 석탄입자들과의 마찰로 인해 빠른 마모가 진행된다. 이를 방지하기 위해서는 통상 마모방지용 하이크롬 계열의 주강 제품인 라이너를 사용하여 미분기 부품의 마모를 방지한다. 그라인딩 롤(3) 및 바울(2), 테이블라이너(4)에 의해 미분탄이 1차 공기에 의해 분리되는 지점인 베인 휠(6) 상부에 그라인딩 롤(3)과 연결된 저널을 보호하기 위해 저널헤드 라이너(8; journal head liner)를 부착하는데 미분기 내부에서 마모 발생이 가장 심한 부분이다.

도 2는 종래의 저널헤드 라이너(Journal Head Liner)의 개요도로서; 도 2(a)는 주강품 라이너의 분해 사시도이고, 도 2(b)는 저널헤드 서포트의 사시도이고, 도 2(c)는 주강품 라이너와 저널헤드 서포트가 결합되어 완성된 저널헤드 라이너의 사시도이다.

도 2 에 나타난 바와 같이, 종래기술에 의한 하이크롬 계열의 주강품인 저널헤드 라이너(8)의 경우는 용접이 불가하여 직접 저널에 부착할 수 없으므로 다음과 같은 작업 과정을 거쳐 제작 되었다.

우선, 도 2(a)와 같이 우선 여러 조각으로 된 하이크롬 주강품 라이너(10)를 제작한다. 여기에는 다수의 용접 구멍(11)이 형성되어 있다. 그리고는 이 주강품 라이너(10)와는 별도로, 도 2(b)에 나와 있는 것과 같은 저널헤드 서포트(20)를 제작한다.

저널헤드 서포트(20)는 먼저 일반 철판으로 도 2(b)의 형상에 맞게 절단 및 벤딩을 하고 다시 용접을 통해 제작하고, 저널 본체(5)에 부착하기 위하여는 그 뒷면에 러그(23)를 용접하여 제작한다. 여러 조각의 하이크롬 주강품 라이너(10)를 저널헤드 서포트(20)에 부착하기 위해서는 각각의 주강품 라이너(10)에 테이퍼진 용접 구멍(11)에 부쉬를 박고 서포트(20)와 밀착시키고 플러그 용접을 실시한 후 인서트를 채운다. 그리고는 표면에 메탈본드를 충진하여 표면을 매그럽게 형성하므로서 저널헤드 라이너(8)의 제작을 위한 작업이 완료된다. 도 2(c)는 저널헤드 서포트(20)의 밑부분 및 좌측부분에 주강품 라이너(10)가 부착 결합된 완성된 저널헤드 라이너(8)의 형상이다.

그러나 상기와 같은 종래기술의 저널헤드 라이너(8)는 내마모성이 약한 메탈본드를 사용하게 됨으로써, 장시간 사용시 미분탄과의 마찰로 인하여 메탈 본드로부터 시작하여 마모가 진행되어 정기적으로 교체를 실시해야만 한다. 또한 저널 헤드 서포트(20)는 일반 철판을 사용하므로서 측면이 마모되어 잦은 교체를 실시해야만 한다.

따라서, 이로 인해 발전소 미분기를 자주 정지해야만 하는 문제가 있고, 또한 종래기술의 라이너 교체는, 기존의 라이너를 제거하고 다시 새로운 라이너를 부착해야 하므로 많은 시간을 필요로 하고, 많은 인력이 동원되어야 한다. 또한, 이로 인하여 미분기의 미 가동 시간이 길어져 전력을 생산할 수 없으므로 전력생산성이 떨어지고 많은 교체비용이 발생하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 미분기 저널 헤드 라이너의 심한 마모를 방지하고, 또한, 라이너의 마모에 따른 잦은 정비와 교체가 필요하지 않으면서도, 미분기의 생산성을 향상시키고, 가동 비용을 현저히 절감할 수 있는, 내마모성이 우수한 용접재로 육성 용접된 철판으로 제작된 저널헤드 라이너를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 미분기 저널헤드 라이너는, 미분기의 저널헤드를 보호하기 위한 평판부와 굴곡부로 이루어진 저널헤드 라이너에 있어서, 상기 평판부와 굴곡부는, 철판으로 제조되고, 상기 굴곡부의 밑면 전체와 상기 굴곡부와 접하는 평판부의 한쪽 면 전체에 내 마모성이 우수한 재료로 육성 용접층이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 저널헤드 라이너 의 평판부 뒷면에 저널헤드 본체에 탈부착이 가능하도록 조인트 플레이트가 결합되어 있는 것을 특징으로 하고,

또한, 상기 육성용접층이 형성된 굴곡부의 밑면과 연하여 있는 끝단 및 반대쪽 상부 일부과, 상기 육성용접층이 형성된 평판부의 한쪽 면과 연하여 있는 끝단 및 반대쪽 일부 면에는 내 마모성이 우수한 재료가 연속하여 육성 용접되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 미분기 저널헤드 라이너의 제조 방법은,

철판의 일면에 내 마모성 재료로 육성 용접하는 단계와, 상기 용접된 철판을 평판부와 굴곡부의 형상에 맞게 절단하는 단계와, 상기 굴곡부 형상으로 절단된 철판을 원하는 곡면으로 벤딩하는 단계와, 상기 평판부 철판에 상기 벤딩된 굴곡부 철판을 용접하는 단계로 이루어 지는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 방법에서는, 상기 제조된 라이너의 평판부 뒷면에 저널헤드 본체에 탈 부착이 가능하도록 조인트 플레이트를 결합하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 석탄 화력발전소 미분기의 저널헤드 라이너의 내 마모성을 대폭 강화함으로써 저널헤드 라이너의 사용수명이 크게 연장되고, 미분기의 가동 기간이 길어지는 효과가 있다. 또한 사용 후 정비 시에도 저널헤드 라이너를 교체할 필요 없이 현장에 있는 그 상태에서 초경 육성 용접으로 보수가 가능하므로 유지 보수 비용이 절감되고, 정비 주기 및 정비 기간이 짧아지므로서 생산성 향상과 현저한 비용절감 효과를 얻을 수 있다.

이하 본 발명의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 저널헤드 라이너의 완성품 개략 사시도이다. 도 4는 본 발명의 저널헤드 라이너의 분해 사시도이다. 도 5는 본 발명의 저널헤드 라이너의 측단면 개념도이다. 도 6은 도 5의 A부분을 확대한 단면 개념도이다.

상기한 목적을 해결하고자 본 발명의 저널헤드 라이너는 일반 철판(SS400)위에 내마모성이 우수한 육성 용접재료로 5~20mm로 육성 용접하고, 절단과 벤딩을 한 후 도3 및 도 4의 저널 헤드 라이너 형상으로 굴곡 부분을 평판부분에 용접한 후, 다시 일반 철판으로 뒷면에 고정용 조인트 플레이트 등을 부착하여 탈부착이 간편하면서도 측면과 뒷면의 마모를 더욱 강력하게 방지하기 위해 내마모성이 우수한 육 성용접재로 도6과 같이 용접층 두께를5~20mm 육성용접하고 뒷면 용접층 길이를 10mm~50mm육성 용접한다.

이를 보다 구체적으로 설명한다. 본 발명은 종래 하이크롬 계열의 주강품 라이너(10)와 일반 철판으로 제작된 저널헤드 서포트(20)로 구성된 도2의 종래기술의 저널헤드 라이너와 달리, 내마모성이 우수한 다층 육성 용접된 철판으로 서포트와 라이너의 구분 없이 일체형으로 도3에 도시된 바와 같이 이루어진다.

내마모성이 우수한 용접재료로 육성 용접된 저널헤드라이너를 제작하기 위해서는 도 4에 나타난 바와 같은 부품들이 준비되어야 한다. 우선, 저널 헤드 라이너 제작용 철판은 표면경도 HRC 58~67로 내마모성이 우수한 육성 용접재로 육성 용접을 두께 5mm~ 20mm로 육성 용접한다. 다음은 육성 용접된 철판을 평판부(121)와 굴곡부(122)의 형상과 크기에 맞게 플라즈마 절단기로 절단한다. 그리고 굴곡부(122)는 벤딩기로 벤딩하여 원하는 곡면으로 제작한다. 물론, 저널헤드 본체와의 부착을 돕는 러그(123)와 조인트 플레이트(124)도 별도 준비한다.

부품들이 모두 준비되면 다음은 평판부(121)와 굴곡부(122)를 각도에 맞게 용접하여 부착한다. 밑면의 마모방지를 위해 표면경도 HRC 58~67로 내마모성이 우수한 육성 용접재로 도 6과 같이 육성 용접층 (200) 두께를 5mm ~ 20mm로 육성용접을 실시한다. 뒷면 마모방지를 위해 역시 도 6과 같이 육성 용접 길이를 10mm ~ 50mm로 육성 용접한다. 이후 저널헤드 본체에 탈 부착이 가능토록 러그(123)와 조인트 플레 이트(124)를 부착하여 조립을 간편하게 한다.

완성된 본 발명의 저널헤드 라이너는, 도 3및 도 5를 통하여 확인할 수 있는 바와 같이 두터운 육성용접층(200)이 평판부(121)의 좌측 및 굴곡부(122)의 밑부분 등 저널헤드 라이너 전체에 걸쳐 일체로 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다.

도 1은 미분기의 전체 개요를 설명하기 위한 단면도이다.

도2 종래 Journal Head Liner 개요도로서; 도 2(a)는 주강품 라이너의 분해 사시도이고, 도 2(b)는 저널헤드 서포트의 사시도이고, 도 2(c)는 주강품 라이너와 저널헤드 서포트가 결합되어 완성된 저널헤드 라이너의 사시도이다.

도 3은 본 발명의 저널헤드 라이너의 완성품 개략 사시도이다.

도 4는 본 발명의 저널헤드 라이너의 분해 사시도이다.

도 5는 본 발명의 저널헤드 라이너의 측단면 개념도이다.

도 6은 도 5의 A부분을 확대한 단면 개념도이다.

♠도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♠

1: 공급관 2: 바울

3: 그라인딩 롤 4: 테이블라이너

5: 저널 본체 6: 베인 휠

7: 출구관 8: 저널헤드 라이너

10: 주강품 라이너 11: 용접 구멍

20: 저널헤드 서포트 21, 121: 평판부

22, 122: 굴곡부 23, 123: 러그

24, 124: 조인트 플레이트 200: 육성 용접층

Claims (5)

1. 미분기의 저널헤드를 보호하기 위한 평판부와 굴곡부로 이루어진 저널헤드 라이너에 있어서,

   상기 평판부와 굴곡부는, 철판으로 제조되고, 상기 굴곡부의 밑면 전체와 상기 굴곡부와 접하는 평판부의 한쪽 면 전체에 내 마모성이 우수한 재료로 육성 용접층이 형성된 것을 특징으로 하는 미분기 저널헤드 라이너.
2. 제1항에 있어서,

   상기 저널헤드 라이너 의 평판부 뒷면에 저널헤드 본체에 탈부착이 가능하도록 조인트 플레이트가 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 미분기 저널헤드 라이너.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 육성용접층이 형성된 굴곡부의 밑면과 연하여 있는 끝단 및 반대쪽 상부 일부과, 상기 육성용접층이 형성된 평판부의 한쪽 면과 연하여 있는 끝단 및 반대쪽 일부 면에는 내 마모성이 우수한 재료가 연속하여 육성 용접되어 있는 것을 특징으로 하는 미분기 저널헤드 라이너.
4. 철판의 일면에 내 마모성 재료로 육성 용접하는 단계와,

   상기 용접된 철판을 평판부와 굴곡부의 형상에 맞게 절단하는 단계와,

   상기 굴곡부 형상으로 절단된 철판을 원하는 곡면으로 벤딩하는 단계와,

   상기 평판부 철판에 상기 벤딩된 굴곡부 철판을 용접하는 단계로 이루어 지는 것을 특징으로 하는 미분기 저널헤드 라이너의 제조 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 제조된 라이너의 평판부 뒷면에 저널헤드 본체에 탈 부착이 가능하도록 조인트 플레이트를 결합하는 단계가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 미분기 저널헤드 라이너의 제조방법.

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