KR100949017B1 - 고로 열풍로설비의 익스펜션 조인트 구조체 - Google Patents

고로 열풍로설비의 익스펜션 조인트 구조체 Download PDF

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KR100949017B1 KR1020080009223A KR20080009223A KR100949017B1 KR 100949017 B1 KR100949017 B1 KR 100949017B1 KR 1020080009223 A KR1020080009223 A KR 1020080009223A KR 20080009223 A KR20080009223 A KR 20080009223A KR 100949017 B1 KR100949017 B1 KR 100949017B1
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Abstract

본 발명은 고로 열풍로설비의 익스펜션 조인트 구조체에 관한 것이다. 본 발명은 열풍로설비를 구성하는 열풍지관(300)의 단열연와(310)를 감싸도록 형성되고, 외면 둘레방향으로 적어도 한 곳 이상의 이격된 여유슬릿(325)이 형성되는 열풍지관 철피(320)와; 상기 열풍지관 철피(320)의 이격된 양 단부에 고정링(331)에 의해 결합되고 길이방향으로 신축가능한 벨로우즈(333)와; 상기 열풍지관 철피(320)의 여유슬릿(325)을 차폐시키도록 열풍지관 철피(320)의 양단부에 걸쳐 설치되는 냉각수단;을 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성을 가지는 고로 열풍로설비의 익스펜션 조인트 구조체에 의하면 냉각수단에 의한 벨로우즈(333)의 손상이 방지되어 설비관리를 안정적으로 유지할 수 있게 되어 생산효율이 향상되는 이점이 있다.
열풍로설비, 익스펜션 조인트, 냉각수단, 벨로우즈, 단열연와

Description

고로 열풍로설비의 익스펜션 조인트 구조체{Expansion joint Structure of Hot stove equipment in Blast furnace}
본 발명은 고로 열풍로설비에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열풍을 고로 설비로 이송함에 있어 익스펜션 조인트에 설치된 벨로우즈의 손상이 방지되도록 냉각수단이 구비되는 고로 열풍로설비의 익스펜션 조인트 구조체에 관한 것이다.
도 1에는 종래 기술에 의한 익스펜션 조인트가 설치된 열풍로설비가 개략도로 도시되어 있고, 도 2에는 종래 기술에 의한 열풍변이 설치된 상태의 종래 익스펜션 조인트가 단면도로 도시되어 있고, 도 3a 및 도 3b에는 종래 기술에 의한 열풍로 설비의 익스펜션 조인트 설치 작동 전 후 작동 원리도가 도시되어 있고, 도 4에는 종래 기술에 의한 익스펜션 조인트 내부 단열연와 손상 발생부의 열풍의 흐름도가 단면도로 도시되어 있다.
이에 도시된 바에 의하면, 열풍로설비(1)는 철광석과 연료인 코크스가 장입된 고로(미도시)에 용선과 슬래그가 형성되도록 고온의 열풍을 제조하여 공급하는 설비이다.
열풍로설비(1)는 축열실(10), 연소실(20), 혼합냉풍실(60)로 구성되고, 상기 연소실(20)과 혼합냉풍실(60)은 열풍지관(30) 및 열풍본관(50)에 의해 서로 연통된다. 그리고 상기 열풍지관(30)에는 고온과 고압에 견딜 수 있도록 내화벽돌로 된 단열연와(32)가 축조되고, 단열연와(32)의 외부에는 두꺼운 열풍지관 철피(33)가 감싸진 구조로 되어 있다. 또한, 열풍지관 철피(33)의 외부에는 익스펜션 조인트(31)가 구비된다.
연소실(20)에서 연소용 가스와 공기를 이용하여 연소시켜 약 1250℃로 상승시킨 후 축열실(10)의 내부에 배치된 체커(11)에 축적하고 있다가 체커(11)의 축열과정이 완료된 후에, 송풍기(미도시)에서 유입되는 250~280℃의 냉풍을 축열된 체커(11)를 통해 연소실(20)측으로 공급함에 따라 냉풍이 체커(11)로부터 열을 빼앗아 열풍으로 변화되고, 열풍이 연소실(20)을 거치고 열풍지관(30)에 설치된 익스펜션 조인트(31), 열풍변(40)을 통해 열풍본관(50) 및 혼합냉풍실(60)을 거쳐 최종 고로 설비로 보내지게 된다.
고로에 공급되는 열풍을 제조하기 위해 열풍로설비(1)는 축열실(10)의 체커(11)에 충분히 열이 축적될 때까지는 송풍변(15)과 열풍변(40)을 닫혀있는 상태로 유지하고, 축열실(10)의 체커(11)에 충분한 열의 축적이 이루어지면 연도변(13)을 닫고 송풍변(15)과 열풍변(40)을 열려있는 상태로 유지한다. 즉, 상기 축열실(10)의 체커(11)에 열이 충분히 축적되면 연도변(13)이 닫히고 송풍변(15)과 열풍변(40)이 열리게 된다. 따라서 송풍기(미도시)로부터 이송되는 냉풍이 송풍변(15)을 따라 축열실(10)로 이동하게 되고 축열실(10)의 체커(11)에 축적된 열에 의해 1250℃의 온도로 승온됨으로써 최종 고로 설비로 보내지는 것이다.
미설명 부호 "12"는 연도변(13)과 연결되어 체커(11)를 통해 열이 흡수된 후의 가스를 대기중으로 방출시키는 연돌을 나타낸 것이며, 이 연돌(12)은 연도변(13)이 개방됨에 따라 대기중으로 가스를 배출하는 기능을 갖는다.
따라서, 연도변(13)은 체커(11)에 열이 충분히 축적되기 전에는 열린 상태를 유지하게 되어 연돌(12)을 통해 대기중으로 가스가 배출되고, 체커(13)에 열이 충분히 축적된 후에는 닫히게 되는 개폐과정을 갖는다.
그리고, 고로 설비에서는 열풍로설비(1)에서 보내지는 열풍으로 코크스를 연소시켜 열과 환원가스를 만들고 노내의 철광석을 환원용융시켜 용선과 슬래그를 생산하게 된다.
이 과정에서 상기 단열연와(32)와 열풍지관 철피(33)는 고온의 열풍에 의해 팽창되거나 수축되어 약간의 이동이 발생하게 된다. 특히, 열풍변(40)은 장시간 사용할 경우 내부 문제점으로 이를 주기적으로 교환하도록 구성된다. 따라서 상기 익스펜션 조인트(31)는 이를 감안하여 수리나 기타의 목적으로 움직일 수 있도록 설계된다.
즉, 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 내부 단열연와(32)를 감싸는 열풍지관 철피(33)의 적어도 한 군데 이상에 여유슬릿(33a)을 형성하고, 상기 여유슬릿(33a)이 형성된 각 단부에는 고정링(35)을 설치하여 벨로우즈(37)라는 얇은 철판으로 연결한다. 이는 열풍의 외부유출을 차단하면서도 상기 열풍지관 철피(33)의 신축과 팽창이 용이하도록 설계한 것이다. 그리고 여유슬릿(33a)이 형성된 부분에는 슬리브(39)를 설치하여 열풍에 의한 벨로우즈(37)의 손상을 방지하게 된다.
또한, 상기 단열연와(32)는 내화벽돌로 이루어져 신축과 팽창이 불가능하므로 이를 보완하기 위하여 익스펜션 조인트(31) 내측으로 단열연와(32)부에 신축팽창대(32a)라는 곳을 구비한다.
이와 같이 구성되는 상기 열풍로설비(1)에서 열풍변(40)을 교환하기 위해서는 연소실(20)과 열풍본관(50)이 고정되어 이동이 불가하므로 열풍변(40) 전단부에 설치된 익스펜션 조인트(31)를 압축시켜 열풍변(40)을 분해할 수 있는 공간을 확보하게 된다.
즉, 열풍변(40) 전, 후단 플랜지(미도시)에 설치된 잭 사이를 유압잭(미도시)을 이용하여 신축팽창대(32a)가 구비된 단열연와(32)의 일면을 움직여 열풍변(40)이 나올 수 있는 공간을 확보하게 되는 것이다. 여기서, 익스펜션 조인트(31)가 압축 팽착된 모습은 도 3a 및 도 3b의 신축팽창대(32a)의 간격 a와 b를 통해서 확인할 수 있다.
그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 고로 설비조업을 위해서 송풍과 연소작업을 반복적으로 실시하면 열 충격으로 열풍지관(33) 내부의 단열연와(32)는 움직이게 되고, 열풍변 교환을 위하여 익스펜션 조인트(31)를 움직이면 단열연와(32)는 더 많이 움직이게 된다. 따라서 다시 열풍변(40)을 조립하더라도 열풍지관 철피(33)는 원상으로 회복되지만 단열연와(32)는 원상으로 회복되지 않는다. 또한 회복되었는지 확인하는 것도 불가능하다.
그리고, 도 4에서와 같이, 송풍의 경우 열풍지관(33) 내부 단열연와(32)의 신축팽창대(32a) 사이로 고온의 열풍이 흐르게 되어 슬리브(39)는 물론 벨로우즈(37)에 열 충격을 가하게 된다. 그리고 상기 내부 단열연와(32)에 한번 열풍 흐름이 가능한 작은 통로가 형성되면 계속적으로 열풍 누출이 이루어지고 작은 통로가 점차적으로 확대되는 경향이 발생된다.
이와 같은 열풍 누출을 해결하기 위해서는 공장을 휴지한 후 열풍 누출을 유발하는 열풍 통로를 찾아 또 다른 단열재를 고압으로 밀어 넣어야 한다. 그러나 열풍이 흐르는 통로를 찾는다는 것이 어렵고, 이런 과정을 반복하게 되면 단열연와(32)는 연소실(20)과 열풍변(40)측으로 밀려나가게 된다. 그러나 열풍변(40)측으로는 일정 이상 밀릴 수가 없어 결국 연소실(20)측으로 밀리게 되어 또 다른 문제점이 발생되는 원인이 된다.
그리고, 벨로우즈(37) 내부에는 단열재가 채워지는데, 상기 단열재는 시간이 지나면서 익스펜션 조인트(31) 하부로 모이기도 하고, 열풍으로 날아가게 된다. 그리고 익스펜션 조인트(31)의 열풍 누출문제는 주로 상부에서 발생되므로 단열재 뿐만 아니라 단열연와(32)도 점차적으로 움직이게 되어 간격이 발생되고 결국에는 상부의 단열연와(32)가 자체 무게로 인하여 하방으로 이동하게 되므로 상부 단열연와(32)의 간격이 더 크게 발생되는 것이다.
일반적으로 벨로우즈(37)의 성능을 보장하기 위한 설계온도는 150℃이다. 그러나 상술한 원인에 의해 열풍이 단열연와(32) 사이로 흐를 경우 벨로우즈(37)의 표면 온도가 200 - 400℃ 또는 그 이상으로 상승하게 되어 성능을 발휘할 수 없게 되므로 익스펜션 조인트(31)를 교환해야 한다. 하지만 열풍지관(30) 또는 열풍본 관(50)의 익스펜션 조인트(31)는 내부 단열연와(32)에 설치되어 교환이 불가능하므로 단열연와(32)를 철거 후 재시공해야 하는 문제점이 있다.
이를 방지하기 위해 벨로우즈(37)의 표면 온도가 설계온도를 초과하면 압축된 공기나 스팀 또는 물을 분사하여 벨로우즈(37)의 표면 온도를 낮추도록 냉각하는 방법이 사용되기도 한다. 그러나 열풍이 누출되면 벨로우즈(37)에 크랙이 발생되거나 녹는 등의 문제를 일으키게 된다.
그리고 벨로우즈(37)가 열충격이 너무 심하여 조치가 어려운 경우에는 익스펜션 조인트(31)를 이중화하여 기존의 익스펜션 조인트(31) 위에 덧씌우는 방법이 사용될 수 있는데 이는 시간이 지나면 동일한 문제를 다시 발생시키게 되므로 이에 대한 개선책이 필요한 실정이다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 열풍을 고로 설비로 이송함에 있어 내부 단열연와의 부분적 손상이 발생되어도 벨로우즈의 내측 주변온도를 낮추어 익스펜션 조인트에 설치된 벨로우즈의 손상을 방지하여 안정적인 조업이 가능하도록 하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 열풍로설비를 구성하는 열풍지관의 단열연와를 감싸도록 형성되고, 외면 둘레방향으로 적어도 한 곳 이상의 이격된 여유슬릿이 형성되는 열풍지관 철피와; 상기 열풍지관 철피의 이격된 양 단부에 고정링에 의해 결합되고 길이방향으로 신축가능한 벨로우즈와; 상기 열풍지관 철피의 여유슬릿을 차폐시키도록 열풍지관 철피의 양단부에 걸쳐 설치되는 냉각수단;을 포함하여 구성된다.
상기 냉각수단의 일단부는 열풍지관 철피에 고정되고, 타단부는 상기 열풍지관 철피의 여유슬릿보다 더 연장되어 자유단으로 구성된다.
상기 냉각수단은 냉각수가 충진되는 냉각자켓과, 냉각수가 공급되는 냉각수공급관 및 냉각수가 배출되는 냉각수배출관을 포함하여 구성된다.
상기 냉각자켓은 상기 열풍지관의 상측 중심선을 기준으로 좌우측에 대칭되게 60 ~ 90도 범위 내에 설치된다.
상기 냉각자켓에는 내부에 칸막이가 구비되고, 상기 칸막이는 냉각수 입구와 냉각수 출구 사이에서 연장 형성된다.
상기 냉각수단에는 상기 열풍지관 철피의 온도를 감지하는 감지부와, 상기 냉각수공급관에 설치되는 자동밸브와, 상기 자동밸브의 개폐를 제어하는 제어부가 추가 구성된다.
본 발명에서는 열풍지관 철피에 냉각수단을 설치하여 열풍지관 철피의 온도에 따라서 내부에 냉각수가 순환되도록 한다. 다시 말해 익스펜션 조인트의 상부측 열풍지관 철피의 이격된 부분에 종래의 슬리브 대신 냉각자켓을 설치하여 열풍지관 철피의 온도가 설정온도 이상으로 상승되면 냉각자켓에 냉각수가 순환되도록 하는 것이다. 따라서 열풍지관의 단열연와의 벌어짐 문제가 발생되더라도 벨로우즈 내측 주변 온도가 낮아지므로 벨로우즈의 온도가 설계온도 이하로 유지될 수 있다.
그리고, 본 발명에서는 냉각수단의 한 측만이 열풍지관 철피에 고정되고 반대측은 열풍지관 철피의 움직임에 따라 자유롭게 움직일 수 있도록 한다. 따라서 열풍지관 및 단열연와의 움직임에 방해되지 않으면서도 벨로우즈의 손상을 방지할 수 있다.
결국, 본 발명에 의하면, 벨로우즈의 손상 및 열손실이 방지되어 설비관리를 안정적이고 효율적으로 유지할 수 있음은 물론, 고로설비의 생산 중단 없이 안정적인 조업이 가능하므로 생산효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하 본 발명에 의한 고로 열풍로설비의 익스펜션 조인트 구조체의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 5에는 본 발명에 의한 고로 열풍로설비의 익스펜션 조인트 구조체의 바람직한 실시예가 단면도로 도시되어 있고, 도 6에는 본 발명 실시예를 구성하는 냉각수단의 구성이 사시도로 도시되어 있고, 도 7에는 본 발명 실시예를 구성하는 냉각수단의 온도 조절장치가 회로 구성도로 도시되어 있고, 도 8에는 본 발명 실시예를 구성하는 냉각수단의 설치위치가 구성도로 도시되어 있다.
이에 도시된 바에 의하면, 열풍지관(300)은 고로에 열풍을 제조하여 공급하는 열풍로설비의 일부를 구성하는 것으로, 연소실(미도시)과 열풍본관(미도시)을 연결하는 대략 둥근 관 형상으로 형성된다. 상기 열풍지관(300)에는 내부에 내화벽돌로 된 단열연와(310)가 축조되고, 단열연와(310)의 외부에는 두꺼운 열풍지관 철피(320)가 감싸진 구조로 되어 있다.
또한, 열풍지관 철피(320)의 외측에는 익스펜션 조인트(330)구조체가 구비된다. 여기서, 익스펜션 조인트(330)구조체(이하 '익스펜션 조인트'라 칭함)란 열풍지관 철피(320)가 신축 팽창될 수 있도록 아래에서 설명될 벨로우즈(333), 고정링(331) 및 냉각수단을 포함하는 구조를 지칭하는 것이다.
단열연와(310) 및 익스펜션 조인트(330)는 열풍이나 수리 기타의 목적으로 팽창되거나 수축될 수 있도록 설계된다. 이를 위하여 단열연와(310)의 적어도 한 곳 이상에는 신축팽창대(315)가 구비되고, 열풍지관 철피(320)에는 열풍지관 철피(320)가 길이방향으로 이동이 가능한 여유슬릿(325)이 형성된다.
상기 여유슬릿(325)은 열풍지관 철피(320)의 일부분이 단절되도록 이격되게 형성된 것이다. 상기 열풍지관 철피(320)의 단절된 각 단부에는 고정링(331)이 설치되고, 상기 고정링(331)에는 벨로우즈(333)라는 열풍지관(300)의 길이방향으로 신축가능한 얇은 철판이 연결된다. 그리고 상기 벨로우즈(333)에는 단열재가 구비된다. 상기 벨로우즈(333)는 열풍이 외부로 유출되는 것을 차단하는 역할을 한다.
한편, 여유슬릿(325)이 형성된 부분에는 종래의 슬리브 대신 냉각수단이 설치될 수 있다. 상기 냉각수단의 일단부는 열풍지관 철피(320)에 고정되고, 타단부는 자유단으로 구성된다.
이하, 냉각수단의 상세한 구성에 대해 설명하기로 한다.
냉각수단에는 냉각수가 충진되는 냉각자켓(340) 및 냉각수공급관(347a), 냉각수배출관(347b)이 포함된다.
상기 냉각자켓(340)은 여유슬릿(325)의 상부를 차폐하도록 열풍지관 철피(320)의 이격된 양 단부에 걸쳐지게 설치된다. 상기 냉각자켓(340)은 열풍지관(300)을 통과하는 열풍이 단열연와(310)와 여유슬릿(325)을 통해 벨로우즈(333)로 직접 유입되는 것을 막고, 상기 벨로우즈(333)가 설정치 이상의 온도로 상승되는 것을 방지하는 역할을 한다.
상기 냉각자켓(340)은 효율적인 냉각을 위하여 열풍지관 철피(320)의 이격된 양 단부에 대응되는 반원호형상으로 형성된다. 상기 냉각자켓(340)에는 냉각수가 충진되는 내부공간(341)이 형성된다. 상기 내부공간(341)은 냉각수 입구(343a) 및 출구(343b)를 통해서 외부와 연통된다. 상기 냉각수 입구(343a) 및 출구(343b)는 도 6을 기준으로 보았을 때 냉각자켓(340)의 일 측면에 형성된다.
상기 냉각자켓(340)의 내부공간(341)에는 칸막이(345)가 구비된다. 상기 칸막(345)이는 냉각수 입구(343a)와 냉각수 출구(343b) 사이에서 내부공간(341)으로 연장 형성된다. 상기 칸막이(345)는 냉각자켓(340)의 내부공간(341)을 구획하여 냉각수 입구(343a)로 유입된 냉각수가 내부공간(341)을 한바퀴 순회하여 냉각수 출구(343b)로 원활히 빠져나갈 수 있도록 한다. 즉, 상기 칸막이(345)는 상기 냉각자켓(340)에 유입된 냉각수가 정체되지 않고 원활히 순환될 수 있도록 함으로써 상기 냉각자켓(340)의 냉각효율을 향상시키는 역할을 하게 된다.
상기 냉각수 입구(343a) 및 출구(343b)에는 냉각수공급관(347a) 및 냉각수배출관(347b)이 연결된다. 상기 냉각수공급관(347a) 및 냉각수배출관(347b)은 냉각자켓(340)에 냉각수가 공급되고, 또 냉각자켓(340)의 내부공간(341)을 순회한 냉각수가 빠져나가는 통로가 된다. 상기 냉각수공급관(347a) 및 냉각수배출관(347b)은 고정링(331)을 관통하여 설치된다.
상기 냉각자켓(340)은 냉각수공급관(347a) 및 냉각수배출관(347b)이 연결된 부분이 열풍지관 철피(320)에 고정된다. 그리고 반대측은 자유롭게 움직일 수 있도록 구성된다. 이는 상기 익스펜션 조인트(330)가 이동되면 벨로우즈(333)와 단열연와(310)의 신축팽창대(315)도 따라 이동되므로 상기 냉각자켓(340)도 함께 이동되어 익스펜션 조인트(330)가 성능을 발휘하는데 방해가 되지 않도록 하기 위함이다.
이를 위하여, 도 5에서 볼 수 있듯이, 상기 냉각자켓(340)의 냉각수공급관(347a) 및 냉각수배출관(347b)이 연결된 부분은 열풍지관 철피(320)에 용접 또는 조립에 의해 고정된다. 그리고 고정링(331)을 관통하여 설치되는 냉각수공급 관(347a) 및 냉각수배출관(347b) 또한 고정링(331)에 용접 또는 기타 고정수단에 의해 고정된다. 따라서 상기 냉각자켓(340)과 열풍지관 철피(320) 및 고정링(331)이 맞닿는 부분에는 적어도 한 곳 이상의 용접부(349)가 형성된다.
한편, 상기 냉각수단은 열풍지관 철피(320)가 설정된 온도 이상으로 상승할 경우에만 작동되도록 구성된다. 이는 불필요한 냉각을 방지하고 효율적인 냉각을 실시하여 냉각수를 절감하기 위함이다.
이를 위하여 상기 냉각수단에는 감지부(350), 제어부(351) 및 자동밸브(353)가 더 구비된다.
감지부(350)는 냉각자켓(340)과 근접한 위치에 설치된다. 보다 상세하게는, 감지부(350)는 열풍지관 철피(320)에 설치되어 열풍지관 철피(320)의 온도를 감지하게 된다. 그리고 열풍지관 철피(320)의 온도의 감지 여부에 대한 감지부(350)의 신호는 제어부(351)에 전달된다. 본 실시예에서는 감지부(350)로 열전대가 사용될 수 있다.
상기 감지부(350)는 열풍지관 철피(320)의 상면에 밀착되게 설치한다. 그리고, 상기 감지부(350)는 온도 상승이 높은 열풍지관 철피(320)의 상부에 설치하는 것이 효과적이므로 필요에 따라 편리하게 분리 또는 설치할 수 있도록 볼트 등을 이용하여 고정된다.
제어부(351)는 감지부(350)의 감지신호를 인가받아 열풍지관 철피(320)의 온도가 설정값 이상 또는 미만인지를 판단하고 냉각자켓(340)에 냉각수를 공급하는 자동밸브(353)를 제어하게 된다. 상기 제어부(351)는 열풍지관 철피(320)의 온도가 설정값 이상이라고 판단되면 자동밸브(353)를 개방하여 냉각자켓(340)에서 냉각수가 순환되도록 한다. 여기서 제어부(351)의 판단기준이 되는 설정값은 벨로우즈(333)가 최대로 기능을 발휘할 수 있는 설계온도인 150℃가 된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 냉각자켓(340)은 익스펜션 조인트(330) 내부에 원주를 둘러 상부측으로만 설치된다. 그리고 익스펜션 조인트(330)의 하부측으로는 종래의 슬리브(360)가 사용된다.
본 실시예에서 익스펜션 조인트(330)의 상부측에만 냉각자켓(340)을 설치하는 것은, 열풍은 주로 상승하여 상부측의 단열연와(310)의 간격을 벌어지게 하고, 벨로우즈(333)에 손상을 주기 때문에 익스펜션 조인트(330)의 내부에 원주방향으로 전체에 설치할 필요가 없기 때문이다. 하지만 익스펜션 조인트(330)의 하부측에도 열충격에 의한 벨로우즈(333)의 손상문제가 발생한다면 하부측에도 냉각자켓(340)을 설치할 수 있다.
그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 냉각자켓(340)은 상기 열풍지관(300)의 상측 중심선을 기준으로 좌우측에 대칭되게 60~90도 범위 내에서 설치될 수 있다. 이는 상기 열풍지관(300)의 상측을 기준으로 열풍에 의한 영향을 받는 최대 또는 최소로 받는 경계범위에 해당된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 의해 고로 열풍로설비의 익스펜션 조인트 구조체에서 냉각수단이 동작되는 것을 설명하기로 한다.
먼저, 감지부(350)가 열풍로설비의 작동 중 열풍지관 철피(320)의 온도를 감지하여 제어부(351)에 감지한 신호를 전달한다. 제어부(351)는 감지부(350)의 감지 신호를 인가받아 열풍지관 철피(320)의 온도가 설정값 이상인지의 여부를 판단한다.
통상, 열풍지관 철피(320)의 온도가 설정값 이상으로 상승하는 경우는 열풍지관(300)을 통과하는 열풍에 의해 단열연와(310)가 손상된 경우이다. 따라서 열풍이 단열연와(310) 사이로 흐르게 되고 열풍지관 철피(320)의 온도를 상승시키게 되는 것이다.
이와 같이 되면 감지부(350)에서 감지된 열풍지관 철피(320)의 온도를 낮추기 위해 제어부(351)의 제어가 시작된다.
즉, 제어부(351)는 감지부(350)에서 감지한 온도가 설정값 이상이라고 판단되면 냉각수단의 자동밸브(353)가 열리도록 제어하게 된다.
상기 제어부의 제어에 의해 냉각수단이 작동되는 과정은 다음과 같다.
우선, 자동밸브(353)가 열리면 냉각수 입구 측에 연결된 냉각수공급관 (347a)을 통해서 냉각수가 냉각자켓(340)으로 유입된다. 냉각자켓(340)으로 유입된 냉각수는 냉각자켓(340)의 내부공간(341)을 한 바퀴 선회하여 냉각수 출구(343b)측에 연결된 냉각수배출관(347b)를 통해서 빠져나가게 된다. 그리고 냉각수 입구(343a)측에 연결된 냉각수공급관(347a)을 통해서는 냉각수가 지속적으로 유입되어 냉각자켓(340)내에서 냉각수의 순환이 반복되는 것이다.
이때, 냉각자켓(340)의 내부공간(341)은 칸막이(345)에 의해 구획되므로 내부공간(341)으로 유입된 냉각수가 정체되지 않고 냉각수 입구(343a)측에서 냉각수 출구(343b)측으로 원활히 흐를 수 있다.
상기한 방법으로 열풍지관 철피(320)의 온도가 설정값 이하로 내려가면 제어부(351)는 냉각자켓(340)으로의 냉각수 공급이 중단되도록 제어한다. 이는 냉각수단의 지속적인 작동에 의한 열풍로설비의 열손실을 방지하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구 범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
도 5는 본 발명에 의한 고로 열풍로설비의 익스펜션 조인트 구조체의 바람직한 실시예를 보인 단면도.
도 6은 본 발명 실시예를 구성하는 냉각수단의 구성을 보인 사시도.
도 7은 본 발명 실시예를 구성하는 냉각수단의 온도 조절장치의 회로 구성도.
도 8에는 본 발명 실시예를 구성하는 냉각수단의 설치위치를 보인 구성도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
300:열풍지관 310:단열연와
315:신축팽창대 320:열풍지관 철피
325:여유슬릿 330:익스펜션 조인트
331:고정링 333:벨로우즈
340:냉각자켓 341:내부공간
343a,343b:냉각수 입구 및 출구 345:칸막이
347a,347b:냉각수공급관 및 배출관 349:용접부
350:감지부 351:제어부
353:자동밸브 360:슬리브

Claims (6)

  1. 열풍로설비를 구성하는 열풍지관의 단열연와를 감싸도록 형성되고, 외면 둘레방향으로 적어도 한 곳 이상의 이격된 여유슬릿이 형성되는 열풍지관 철피와;
    상기 열풍지관 철피의 이격된 양 단부에 고정링에 의해 결합되고 길이방향으로 신축가능한 벨로우즈와;
    상기 열풍지관 철피의 여유슬릿을 차폐시키도록 열풍지관 철피의 양단부에 걸쳐 설치되는 냉각수단;을 포함하되,
    상기 냉각수단의 일단부는 열풍지관 철피에 고정되고, 타단부는 상기 열풍지관 철피의 여유슬릿보다 더 연장되어 자유단으로 구성되며,
    상기 냉각수단은 냉각수가 충진되는 냉각자켓과, 냉각수가 공급되는 냉각수공급관 및 냉각수가 배출되는 냉각수배출관을 포함하여 구성되며,
    상기 냉각자켓은 상기 열풍지관의 상측 중심선을 기준으로 좌우측에 대칭되게 60 ~ 90도 범위 내에 설치됨을 특징으로 하는 고로 열풍로설비의 익스펜션 조인트 구조체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각자켓에는 내부에 칸막이가 구비되고, 상기 칸막이는 냉각수 입구와 냉각수 출구 사이에서 연장 형성됨을 특징으로 하는 고로 열풍로설비의 익스펜션 조인트 구조체.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 냉각수단에는 상기 열풍지관 철피의 온도를 감지하는 감지부와, 상기 냉각수공급관에 설치되는 자동밸브와, 상기 자동밸브의 개폐를 제어하는 제어부가 추가 구성됨을 특징으로 하는 고로 열풍로설비의 익스펜션 조인트 구조체.
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