KR100962168B1 - 열손방지용 고로 풍구 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고로조업시 고로의 고온으로부터 풍구를 보호하기 위한 열손방지용 고로 풍구에 관한 것이다.

본 발명에 따른 열손방지용 고로 풍구는, 고로조업시 풍구의 열손을 방지하기 위하여 형성되는 냉각수 유입구 및 냉각수로를 가지는 열손방지용 풍구에 있어서,

풍구의 후면에 형성된 냉풍유입구;

풍구선단부의 외주면을 따라 균일하게 형성된 냉풍토출구; 및

냉풍유입구와 다수의 냉풍토출구를 소통시키는 다수의 분기유로를 포함한다.

이에 따라서, 풍구선단부가 고로의 고열 및 비정상적인 작업에 의해 발생되는 용융물의 융착에 의한 열손으로부터 보호될 수 있다.

고로, 풍구, 열손방지, 냉각

Description

열손방지용 고로 풍구{Tuyere nozzle for protecting from heating damage by blast furnace}

도 1은 일반적인 고로조업 과정을 나타내는 흐름도.

도 2a는 종래의 풍구 단면도

도 2b는 종래의 풍구 후면을 나타내는 도면.

도 3는 종래의 풍구 선단부에 하드페이싱 처리된 상태를 나타내는 외관도.

도 4는 본 발명에 따른 풍구의 사시도.

도 5a는 본 발명에 따른 풍구의 단면도.

도 5b는 본 발명에 따른 풍구 후면을 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100...풍구 101...풍구선단부

110...냉풍유입구 120...냉풍토출구

130...분기유로 150...냉각수 유입구

151...냉각수로

본 발명은 고로조업시 고로의 고온으로부터 풍구를 보호하기 위한 열손방지용 고로 풍구에 관한 것이다.

일반적인 고로의 조업은 도 1에 도시된 바와 같이, 장입물 저장조(1)에 있는 철광석과 코크스를 장입컨베어(2)를 통해 고로(3)의 상부로 장입한 후 고로의 하부에 설치된 열풍취입장치(10)를 통해 고로내에 미분탄을 열풍과 함께 불어 넣음으로써 노내에서 환원 용융반응을 일으켜 용선을 생산하는 일련의 과정을 말한다. 즉, 취입된 미분탄과 코스가 연소되면서 발생된 고온의 열과 환원가스에 의해 철광석이 환원 용융되면서 쇳물과 슬래그를 생성하며, 이들은 출선구(3a)를 통해 고로밖으로 배출된다.

고로(3)내에 열풍을 불어넣기 위한 열풍취입장치(10)는 고로(3)의 하부로 열풍을 불어넣을 수 있는 환상관(11)과, 환산관(11)으로부터 공급되는 열풍의 유로가 되는 블로우파이프(12)와, 블로우파이프 (12)단부에 부착되어 고로(3) 내부로 열풍을 취입시키는 풍구(13)와, 미분탄을 노내로 취입시키는 랜스(14)로 구성된다.

도 2a 및 도 2b에 도시된 바와 같이, 종래의 풍구(13)는 고로(3) 내부에 밀착되야 하는 조업특성상 고로(3)의 고열로부터 보호되도록 제작된다. 이를 위하여, 풍구(13)는 후면에 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구(13a)와 유입된 냉각수가 풍구(13)의 내부를 골고루 순환하도록 냉각수로(13b)가 형성된다. 또한, 풍구(13) 는 순환하는 냉각수에 의해 신속하게 냉각되도록 열전도가 높은 순동으로 제작된다.

그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 2000℃ 이상의 온도에 노출되는 풍구(13)의 선단부는 예컨대 철 및 크롬과 같은 내화물질로써 하드페이싱(hard facing;H) 처리된다.

그러나, 조업과정에서 풍구(13)의 선단부에는 고로(3)의 용융물 파편들이 융착되며, 이 용융물 파편들은 조업기간이 장기화될수록 양이 증대된다. 특히, 고로(3)의 생산성 향상을 위하여 고로(3) 내부 깊숙히 열풍을 불어넣도록 풍구(13)를 고로의 내측으로 더욱 밀착시킬 경우, 더 많은 용융물이 풍구(13)의 선단부에 융착된다. 이러한 상태가 장기간 지속되면, 풍구(13)의 선단부는 장기간 누적되는 용융물 파편들로 인해 하드페이싱 처리면(H)이 손상되면서 결국 풍구(13)가 열손된다. 만일, 풍구(13)가 고온을 견디지 못하고 파손될 경우 풍구(13)내측을 흐르는 냉각수가 고로(3)의 내부로 유입되어 고로(3)가 폭발하는 대형사고를 유발시킨다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 이루어진 것으로서, 고로조업시 용융물의 융착에 의한 풍구의 손상이 방지되는 열손방지용 고로 풍구의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 고로조업시 풍구의 열손을 방지하기 위하여 형성되는 냉각수 유입구 및 냉각수로를 가지는 열손방지용 풍구에 있어서,

풍구의 후면에 형성된 냉풍유입구;

풍구선단부측의 외주면을 따라 형성된 다수의 냉풍토출구; 및

냉풍유입구로부터 분기되어 다수의 냉풍토출구들과 연결된 다수의 분기유로를 포함한다.

또한, 상기 분기유로는 냉풍토출구로 냉풍을 균일하게 전달되도록 동일한 내경을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 4에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열손방지용 고로 풍구(100)는 냉풍유입구(110)가 후면에 형성되고, 냉풍토출구(120)가 고로의 외주면에 다수 형성된다. 상기 냉풍유입구(110)는 다수의 분기유로(130)에 의해 냉풍토출구(120)들과 연결된다.

상기 풍구(100)의 후면에는 냉풍유입구(110)가 형성된다. 이 냉풍유입구(110)는 풍구선단부(101)의 냉각성능을 향상시키도록 복수로 형성되는 것이 바람직하며 본 실시예에서는 풍구 후면에 한 쌍의 냉풍유입구(110)를 형성시켰다.

도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이, 냉풍토출구(120)는 냉풍유입구(110)를 통해 유입된 냉풍이 풍구선단부(101)에 균일하게 토출되도록 풍구선단부(101)로부터 일정간격을 유지하며 외주면을 따라 균일하게 형성된다.

분기유로(130)는 냉풍유입로(110)로부터 분기되어 풍구(100)의 외측면을 따라 냉풍토출구(120)와 각각 연결된다. 따라서, 분기유로(130)는 풍구선단부(101)를 향해 부채형태로 펼쳐진다. 상기 분기유로(130)는 냉풍토출구(120)로 냉풍을 균일하게 전달되도록 동일한 내경을 가지도록 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 풍구(100)의 후면에 형성된 냉각수 유입구(150)는 앞서 종래기술에서 설명된 냉각수 유입구(150)와 동일한 구성 및 작용을 하므로 여기서의 상세한 설명은 생략한다. 아울러, 도시하지는 않았지만 풍구선단부(101)는 하드페이싱 처리가 되어도 무방하다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 열손방지용 고로 풍구의 작용을 설명하면 다음과 같다.

고로작업이 개시되면, 풍구(100)의 후면에 형성된 냉풍유입구(110)와 냉각수 유입구(150)를 통해 각각 냉풍과 냉각수가 유입된다. 상기 냉풍은 분기유로(130)를 따라 풍구(100)의 외측면을 따라 이동하게 되며 냉풍토출로(130)를 통해 풍구선단부(101)로 강하게 토출된다.

따라서, 본발명에 따른 풍구(100)는 냉풍에 의해 풍구선단부(101) 표면이 냉각되며 고로의 내부를 순환하는 냉각수에 의해 풍구(100)의 내부가 냉각되는 이중 냉각과정을 통해 냉각효율이 향상되므로 고로와 밀착된 풍구선단부(101)가 고열에 의해 파손되는 것이 방지될 수 있다.

특히, 풍구선단부(101)로 토출되는 고압의 냉풍은 열풍취입장치(도 1참조)에 의해 고로로 공급되는 열풍의 풍속보다 빠르게 설정하여 고압으로 토출되는 냉풍에 의해 풍구선단부(101)에 용융물 파편들이 접촉되지 않도록 차단시킨다. 이는, 냉풍이 열풍보다 풍속이 약할 경우 풍구선단부(101)에 형성되는 와류로 인해 풍구선단부(101)로 보다 많은 양의 용융물 파편들이 유입되기 때문이다.

용융물 파편들이 풍구선단부(101) 표면에 접촉된 경우, 풍구선단부(101)로 토출되는 냉풍 및 풍구선단부(101) 내부를 순환하는 냉각수에 의해 용융물 파편들이 급속히 냉각되므로 풍구선단부(101) 표면에는 용융물 파편들이 융착되지 못하게 되며, 융착되지 못한 용융물 파편들은 냉풍의 토출압에 의해 풍구선단부(101)로부터 떨어져 나가게 된다.

한편, 냉풍유입구(110)의 내경, 냉풍유입량, 냉풍토출로(120)의 형성위치 변경 등을 통해 풍구선단부(101)의 냉각성능은 얼마든지 조절될 수 있다.

또한, 상기 냉풍유입구(110)를 통해 풍구(100)로 유입되는 냉풍은 고로의 상태가 불안정할 경우, 일반 공기가 아닌 불활성 가스인 질소를 취입시킬 수도 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 열손방지용 고로 풍구에 따르면, 풍구선단부의 표면에 냉풍을 토출시켜 풍구선단부의 냉각성능을 향상시킴과 동시에 풍구의 선단부가 고로의 고열 및 비정상적인 작업에 의해 발생되는 용융물의 융착에 의한 열손으로부터 보호됨으로써 풍구가 고로의 고열로 인해 열손되는 것이 방지되며, 이로 인해 풍구의 수명이 증대되고 안정된 조업을 수행 할 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화 될 수 있으며, 이 또한 본 발명의 범위에 포함되어야 한다.

Claims (2)

1. 고로조업시 풍구의 열손을 방지하기 위하여 형성되는 냉각수 유입구 및 냉각수로를 가지는 열손방지용 풍구에 있어서,

   풍구(100)의 후면에 형성된 냉풍유입구(110);

   풍구선단부(101)측 외주면을 따라 형성된 다수의 냉풍토출구(120); 및

   냉풍유입구(110)로부터 분기되어 다수의 냉풍토출구(120)들과 연결된 다수의 분기유로(130)를 포함하는 열손방지용 고로 풍구.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 분기유로(130)는 냉풍토출구(120)로 냉풍을 균일하게 전달되도록 동일한 내경을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 열손방지용 고로 풍구.

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