KR100931233B1 - 탄화 보온재를 이용한 고로 대탕도의 보온 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄화 보온재를 이용한 고로 대탕도 보온 장치에 관한 것이다. 상기 대탕도 쪽으로 형성된 개구(14) 및 상기 개구(14) 둘레에 형성된 안착대(16)를 포함하는 보온재 투입구 커버(12); 상기 개구(14) 안으로 삽입되어 안착대(16)에서 지지되는 길이 방향으로 관통된 T자형 보온재 안내 부재(38); 상기 커버(12)에 대해 고정되고 배출구(24)가 상기 안내 부재(38) 안으로 돌출되는 보온재 호퍼(20); 상기 안내 부재(30)의 관통구 안에서 체결 수단에 의해 상기 커버(12)에 대해 고정되는 상부 원뿔체(50); 상기 상부 원뿔체(50) 하측에 상하 이동 가능하게 배치되는 하부 원뿔체(60); 및 상기 하부 원뿔체(60)를 승하강시키도록 상기 커버(12)에 대해 고정되는 제1 실린더(30)를 구비하며, 상기 본체(40)의 내벽은 상기 상부 원뿔체(50) 및 하부 원뿔체(50)의 상면과 접하도록 동일 각도로 경사진 상부 접촉면(46) 및 하부 접촉면(48)을 포함한다. 대탕도에 고인 용융물은 탄화 보온재를 정량적으로 투입하여 차기 출선구가 개방될 때까지 보온될 수 있다.

고로 대탕도, 용융물, 탄화 보온재, 실린더, 안내 부재

Description

탄화 보온재를 이용한 고로 대탕도의 보온 장치{APPARATUS FOR KEEPING BLAST FURNACE RUNNER WARM USING CARBONIZED HEAT INSULATION MATERIAL}

도 1 및 2는 종래 기술에 따른 고로 대탕도의 용융물 보온 방법의 일례를 나타내는 사시도.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄화 보온재를 이용한 고로 대탕도의 보온 장치의 부분 절개된 사시도.

도 4는 도 3의 투입구 커버의 사시도.

도 5는 도 3의 탄화 보온재 안내 부재의 부분 절개된 사시도.

도 6은 도 3의 탄화 보온재 안내용 상부 및 하부 원뿔체의 부분 절개된 사시도.

도 7은 도 6의 정면도.

도 8은 도 6의 분해도.

도 9는 도 5의 탄화 보온재 안내 부재 내부에 도 6의 상부 및 하부 원뿔체가 배치된 부분 절개된 사시도.

도 10은 도 9의 정면도.
도 11은 탄화 보온재가 안내 부재 내부에 대기하는 상태를 나타내는 도 3의 정면도이다.
도 12는 탄화 보온재가 안내 부재로부터 대탕도로 투입되는 상태를 나타내는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄화 보온재를 이용한 고로 대탕도의 보온 장치의 부분 절개된 사시도이다.
도 13은 도 12의 정면도이다.
도 14는 도 13의 A 부분의 확대된 평면도이다.

<도면의 주요 부분의 부호의 설명>

12: 커버 16: 안착대

18, 30: 실린더 20: 호퍼

38: 안내 부재 46, 48: 접촉면

50: 상부 원뿔체 60: 하부 원뿔체

본 발명은 고로에서 생산된 융융물중 대탕도에서 고인 융융물을 출선구 폐쇄 후에 탄화 보온재를 이용하여 일정시간 동안 보온하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대탕도에 고인 용융물에 탄화 보온재를 정량적으로 투입하여 차기 출선구가 개방될 때까지 용융물의 일정 부분이 응고되지 않게 보온 작업을 수행하는 장치에 관한 것이다.

도 1 및 2는 종래 기술에 따른 고로 대탕도의 용융물 보온 방법의 일례를 나타낸다.

도 1 및 2를 참조하면, 일반적으로 고로에서 철광석을 환원 용해시켜 용융물이 발생되면 고로 외부의 원주방향으로 4개의 출선구(102)를 통해 용선 및 슬래그를 포함하는 용융물(106)이 예컨대 4kg/㎠의 일정압력을 가지고 배출된다. 배출된 용융물(106)은 대탕도(104)의 스키머(114)에서 용선과 슬래그 사이의 비중 차이에 의해 용선(108)과 슬래그(110)로 분리된다. 용선(108)은 2블록(112), 슬래그(110)는 투입구(116)를 통해 각기 다른 유로로 흘러가며 출선구(102)를 개방한다. 일정시간이 경과하게 되면 출선구(102) 공취 즉 출선구(102) 폐쇄시점에 도달하게 되면, 상기 개방된 출선구(102)를 폐쇄하고 다른 대기중인 출선구를 개방한다.

출선구(102)는 머드건(128, Mud Gun) 몸체 내부에 머드재를 사전 충진하여 충진 되어있는 내화물을 출선구(102) 내부로 밀어 넣어 폐쇄한다.

그리고 폐쇄된 출선구는 차기 용융물 배출시간까지 약 4~5시간동안 대기한다. 이때 대탕도(104)에 고여있는 융융물이 응고되는 것을 방지하기 위해 용융물의 보온 작업을 수행한다. 도 1에 도시 된 바와 같이, 대탕도(104)의 투입구 커버(118) 및 2블록 커버(120) 상부에 설치되어있는 보온재 투입구(122)를 통해 왕겨를 다량으로 투입하면, 왕겨(126)는 융융물 표층을 보온하여 차기 출선시까지 고여 있는 용융물의 표층이 응고하는 것을 방지한다.

전술한 바와 같은 출선구 개방과 폐쇄 작업 및 탕도 보온작업은 반복적으로 수행된다.

그러나 위와 같은 대탕도의 용융물 보온작업은 다음과 같은 문제점이 발생한다.

첫째, 도 1 및 2에 도시 된 바와 같이 출선구(102)를 폐쇄한 후의 대탕도 보온작업은 작업자가 투입구 커버(118) 및 2블록 커버(120)에 설치된 보온재 투입구(122)를 통해 다량의 왕겨를 투입해야 하는데 작업자마다 투입량이 일정하지 않아 필요 이상의 왕겨 소모로 인해 용선 원가가 상승한다.

둘째, 보온재 투입구(122)를 통해 왕겨를 투입할 때 작업자는 왕겨가 타면서 발생되는 고온의 분진과 복사열에 노출된다.

셋째, 보온재로 투입된 왕겨(126)는 비중이 대략 0.07밖에 되지 않아 출선 작업의 종료 후에, 스키머 댐퍼(124, Skimmer Damper)로 흡입되어 보온재 역할을 하지 못할 수 있으며, 그에 따라 대탕도의 용융물이 응고되어 출선을 불가능하게 만드는 사고가 발생한다.

따라서 본 발명은 전술한 종래 기술의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 고로에서 생산된 융융물중 대탕도에서 고인 융융물을 출선구 폐쇄 후에 탄화 보온재를 이용하여 일정시간 동안 보온하는 장치로서, 보다 상세하게는 대탕도에 고인 용융물에 탄화 보온재를 정량적으로 투입하여 차기 출선구가 개방될 때까지 용융물의 일정 부분이 응고되지 않게 보온 작업을 수행하는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

전술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따라 제공되는 보온재를 이용한 고로 대탕구 보온 장치는 고로 대탕도 쪽으로 형성된 개구 및 상기 개구 둘레에 형성된 안착대를 포함하는 보온재 투입구 커버; 상기 개구 안으로 삽입되어 안착대에서 지지되는 길이 방향으로 관통된 T자형 보온재 안내 부재; 상기 커버에 대해 고정되고 배출구가 상기 안내 부재 안으로 돌출되는 보온재 호퍼; 상기 안내 부재의 관통구 안에서 체결 수단에 의해 상기 커버에 대해 고정되는 상부 원뿔체; 상기 상부 원뿔체하측에 상하 이동 가능하게 배치되는 하부 원뿔체; 및 상기 하부 원뿔체를 승하강시키도록 상기 커버에 대해 고정되는 제1 실린더를 구비하며, 상기 본체의 내벽은 상기 상부 원뿔체 및 하부 원뿔체의 상면과 접하도록 동일 각도로 경사진 상부 접촉면 및 하부 접촉면을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 보온 장치는 상기 개구를 부분적으로 폐쇄하면서 상기 보온재 호퍼, 제1 실린더 및 상부 원뿔체를 지지하도록 상기 커버 위에 설치되는 지지판을 더 구비할 수 있다.

하기의 상세한 설명 및 첨부 도면과 연계되어 설명되는 본 발명의 여러 가지 특징 및 장점은 해당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄화 보온재를 이용한 고로 대탕도의 보온 장치의 부분 절개된 사시도이고, 도 4는 도 3의 투입구 커버의 사시도이고, 도 5는 도 3의 탄화 보온재 안내 부재의 부분 절개된 사시도이고, 도 6은 도 3의 탄화 보온재 안내용 상부 및 하부 원뿔체의 부분 절개된 사시도이고, 도 7은 도 6의 정면도이고, 도 8은 도 6의 분해도이고, 도 9는 도 5의 탄화 보온재 안내 부재 내부에 도 6의 상부 및 하부 원뿔체가 배치된 부분 절개된 사시도이며, 도 10은 도 9의 정면도이다.

이하 도 3 내지 10을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄화 보온재를 이용한 고로 대탕도의 보온 장치에 대해 설명하며, 전술한 종래 기술과 실질 적으로 동일한 구성요소에는 동일한 도면 부호를 부여한다.

종래 기술과 관련하여 전술한 바와 같이, 고로의 대탕도(104)에 용융물이 출선되면 출선된 용융물은 스키머(114)에 의해 용탕(108)과 슬래그(110)로 분리된다. 용선(108)은 2블록(112)에 의해, 그리고 슬래그(110)는 투입구(116)를 통해 각기 다른 유로로 흘러간다.

본 발명의 보온 장치는 대탕도(104)의 상부에 설치되는 투입구 커버(12)를 구비한다. 상기 투입구 커버(12)는 도 4에서와 같이 단차져서 개구(14)가 형성되고 환상의 안착대(16)가 개구(14)의 중간에 형성된다. 상기 안착대(16)에는 복수의 수직 리프트 실린더(18)가 설치된다.

상기 투입구 커버(12) 상측에는 커버(12)의 개구(14)보다 작은 개구를 갖는 지지판(28)이 배치되며, 상기 지지판(28)은 보온재 호퍼(20), 실린더(30), 롤러(34) 및 상기 롤러(34)를 지지하는 지지빔(36)을 지지한다.

호퍼(20)는 탄화 보온재 저장부(20), 저장부 하측의 배출구(24) 및 조절 밸브(26)를 포함한다. 투입구(24)의 하단은 지지판(28)의 개구를 통해 하부로 돌출되며, 개폐 동작을 통해 탄화 보온재를 하부로 배출하도록 (도시 생략된) 제어부에 의해 제어된다.

실린더(30)는 체인(32)을 이용해 후술하는 하부 원뿔체(60)의 지지봉(58)에 결합되며, 롤러(34)는 실린더(30)에 부착된 체인(32)의 진행 방향을 전환하도록 사용된다.

한편, 상기 커버의 개구(14)를 통해 T자형 탄화 보온재 안내 부재(38)의 본 체(40)가 삽입되며, 상기 보온재 안내 부재(38)의 환상 플랜지(42)가 상기 수직 리프트 실린더(18)에 의해 지지된다. 상기 안내 부재 본체(40)는 원통형의 외관과 경사진 내벽에 의해 형성되는 보온재를 안내하기 위한 내부 공간을 갖는다. 내부 공간의 상부는 일정한 직경으로 하향 연장되고 하단에서 좁아져 보온재를 임시 저장하기 위한 임시 저장부(44)를 형성한다. 내부 공간의 중간에는 좁아진 저장부(44)로부터 외측으로 경사진 상부 접촉면(46)이 형성되고, 상기 상부 접촉면(46) 하측에는 다시 외측으로 경사진 하부 접촉면(48)이 형성된다.

상기 보온재 안내 부재(38)의 임시 저장부(44) 안에는 상기 롤러(34)가 배치되고, 상부 접촉면(46)의 내부에는 상부 원뿔체(50)가 배치되며, 하부 접촉면(48)의 내부에는 하부 원뿔체(60)가 배치된다.

상기 상부 원뿔체(50)는 상부 접촉면(46)과 동일한 경사로 하향 경사진 본체(54) 및 상기 본체(54) 상측의 중공형 관체(52)를 포함한다. 상기 중공형 관체(52)의 소정의 체결 수단에 의해 상기 지지빔(36)에 지지된다.

상기 하부 원뿔체(60)는 하부 접촉면(48)과 동일한 경사로 하향 경사진 본체(62) 및 상기 중공형 관체(52)를 관통해 연장된 지지봉(58)을 포함한다. 상기 지지봉(58)의 상단은 전술한 바와 같이 실린더(30)의 체인(32)과 체결된다.

한편, 도시 생략된 제어부는 (도시 생략된) 신호 라인에 의해 전술한 수직 리프트 실린더(18), 차단 밸브(26) 및 실린더(30) 등에 연결되어 이들의 동작을 제어한다.

이하 도 11 내지 14를 선행하는 도 3 내지 10과 함께 참조하여 본 발명의 바 람직한 실시예에 따른 보온재를 이용한 고로 대탕도의 보온 장치의 동작에 대해 설명한다. 도 11 내지 14에서, 도 11은 탄화 보온재가 안내 부재 내부에 대기하는 상태를 나타내는 도 3의 정면도이고, 도 12는 탄화 보온재가 안내 부재로부터 대탕도로 투입되는 상태를 나타내는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄화 보온재를 이용한 고로 대탕도의 보온 장치의 부분 절개된 사시도이고, 도 13은 도 12의 정면도이며, 도 14는 도 13의 A 부분의 확대된 평면도이다.

도 3 및 11을 참조하면, (도시 생략된) 제어부는 차단 밸브(26)를 열어서 호퍼(20)의 저장부(22)에 담긴 탄화 보온재를 정해진 양만큼 배출구(24) 및 밸브(26)를 통해 보온재 유도 부재(38)의 임시 저장부(44) 안으로 투입한다.

이어, 제어부는 수직 리프트 실린더(18)를 팽창시켜 보온재 유도 부재(38)를 상승시킨다. 즉 상기 보온재 유도 부재(38)는 상기 상부 원뿔체(50)로부터 소정 수직 간격만큼 상승된다. 이와 함께, 하부 원뿔체(60)는 보온재 유도 부재(38)의 하부 접촉면(46)과 맞닿도록 제어된다.

이렇게 되면, 투입된 탄화 보온재는 상부 원뿔체(50)의 표면과 상부 접촉면(46) 사이의 틈새를 통해 하측으로 이동하여 하부 원뿔체(60)의 둘레에 쌓인다.

그런 다음, 도 12 및 13에서 알 수 있는 바와 같이, 제어부는 실린더(30)를 팽창시켜 체인(32)을 늘어뜨리면, 체인(32)에 매달린 하부 원뿔체(60)는 아래로 하강하여 보온재 유도 부재(38)의 하부 접촉면(48)으로부터 떨어진다. 이렇게 되면, 상기 하부 원뿔체(60)의 둘레에 쌓여있던 탄화 보온재(70)가 아래로 낙하되어 용융 물 위에 쌓여 용융물을 보온하게 된다. 이어서, 상기 수직 리프트 실린더(18)를 수축시켜 보온재 유도 부재(38)를 소정 간격만큼 하강시킨다.

상기와 같은 정량적인 보온 작업은 고로 출선구(102, 도 1 참조)의 폐쇄에 따라 운전자가 제어부를 직접 조작하여 수행할 수 있다. 이와 달리 구동 프로그램을 제어부에 내장하여 제어부가 자동으로 보온 작업을 수행하도록 할 수 있다.

한편 본 발명의 보온 장치에 사용되는 탄화 보온재는 대략 80% 이상의 식물성 SiO₂ 및 대략 2% 이하의 수분을 포함하는 다공성 층상 구조를 갖는 입자이면 바람직하다. 식물성 SiO₂는 다공성 층상 구조를 더 잘 확보하여 보온력을 우수하게 하므로 그 함량이 많을수록 좋다. 탄화 보온재는 비중이 대략 0.23이며, 입경은 5mm 이하가 좋다. 분말인 경우 응집 및 분진 발생의 우려가 있으므로 조밀성을 유지하고 작업성을 양호하게 하기 위해 대략 5mm인 것이 좋다.

전술한 바와 같은 본 발명에 따른 탄화 보온재를 이용한 고로 대탕도의 보온 장치에 의하면, 적절한 제어에 의해 정해진 양의 탄화 보온재를 대탕도 안의 용융물 위로 투입함으로써 보온재의 낭비를 막아 비용증가를 막을 수 있다. 또한, 종래 기술의 수작업에 의한 작업부하를 해소할 수 있다. 아울러 작업자를 왕겨가 타면서 발생하는 고온의 분진과 복사열에 노출되지 않게 한다. 또한, 탄화 보온재는 종래 기술의 왕겨보다 큰 비중을 가지므로 스키머 댐퍼를 통해 흡입되는 것을 방지 함으로써, 재료의 낭비를 줄임과 동시에 이차적인 설비 불량을 예방할 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 고로 대탕도의 용융물을 보온하기 위한 장치에 있어서,

   상기 대탕도 쪽으로 형성된 개구(14) 및 상기 개구(14) 둘레에 형성된 안착대(16)를 포함하는 보온재 투입구 커버(12);

   상기 개구(14) 안으로 삽입되어 안착대(16)에서 지지되는 길이 방향으로 관통된 T자형 보온재 안내 부재(38);

   상기 커버(12)에 대해 고정되고 배출구(24)가 상기 안내 부재(38) 안으로 돌출되는 보온재 호퍼(20);

   상기 안내 부재(30)의 관통구 안에서 체결 수단에 의해 상기 커버(12)에 대해 고정되는 상부 원뿔체(50);

   상기 상부 원뿔체(50) 하측에 상하 이동 가능하게 배치되는 하부 원뿔체(60); 및

   상기 하부 원뿔체(60)를 승하강시키도록 상기 커버(12)에 대해 고정되는 제1 실린더(30)를 구비하며,

   상기 보온재 안내 부재(38)는

   상기 개구(14) 안으로 삽입되는 원통형 본체(40); 및

   상기 안착대(16)에서 지지되는 상기 본체(40) 상단의 환상 플랜지(42)를 포함하며,

   상기 본체(40)의 내벽은 상기 상부 원뿔체(50) 및 하부 원뿔체(60)의 상면과 접하도록 동일 각도로 경사진 상부 접촉면(46) 및 하부 접촉면(48)을 포함하는 것을 특징으로 하는 보온재를 이용한 고로 대탕구 보온 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 안착대(16)에 배치되어 상기 환상 플랜지(42)를 지지하는 복수의 제2 실린더(18)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 보온재를 이용한 고로 대탕구 보온 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 개구(14)를 부분적으로 폐쇄하면서 상기 보온재 호퍼(20), 제1 실린더(30) 및 상부 원뿔체(50)를 지지하도록 상기 커버(12) 위에 설치되는 지지판(28)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 보온재를 이용한 고로 대탕구 보온 장치.

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