KR101079358B1 - 코크스 오븐의 장입구 개폐장치 - Google Patents

Abstract

코크스 오븐의 장입구를 보다 견고하게 밀폐시킬 수 있고, 또한 반복적인 팽창과 수축에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있으며, 그리고 장입구의 개방시 사용되는 자기력에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있는 코크스 오븐의 장입구 개폐장치가 개시된다.

상기한 코크스 오븐의 장입구 개폐장치는 코크스 오븐의 장입구에 고정 설치되며, 연료를 탄화실 내부로 유입시키는 유입구를 구비하는 장치 프레임; 및 상기 장치 프레임에 장착되어 상기 유입구를 개폐하며, 상기 유입구의 폐쇄시 상기 유입구를 형성하는 상기 장치 프레임에 압착되고 다중 밀폐 구조를 이루도록 제공되는 실링부를 구비하는 개폐부재; 를 포함하며, 상기 장치 프레임은 상부측에 하향 경사지게 형성되어 유입되는 연료를 안내하는 경사부와, 상기 경사부로부터 하측으로 연장되는 수직부를 구비하여 나팔관 형상으로 형성된다.

이러한 코크스 오븐의 장입구 개폐장치에 의하면, 개폐부재에 구비되는 실링부를 통해 다중 밀페 구조를 이루도록 유입구를 폐쇄시킬 수 있어 보다 견고하게 코크스 오븐의 장입구를 밀폐시킬 수 있으며, 이에 따라 탄화실 내부로 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있어 순수한 코크스를 생산할 수 있다.

코크스 오븐, 장입구, 개폐장치, 다중 실링

Description

코크스 오븐의 장입구 개폐장치{OPENING/CLOSING APPARATUS FOR CHARGING INLET COVER OF COKE OVEN}

본 발명은 코크스 오븐에 관한 것으로 보다 상세하게는 연료를 코크스 오븐에 장입시키도록 구비되는 장입구를 개폐하기 위한 코크스 오븐의 장입구 개폐 장치에 관한 것이다.

코크스 오븐은 석탄을 저장하는 석탄빈(coal bin)으로부터 장입차를 이용하여 채탄하여 탄화실로 장입하는 방식의 고온 공업로 구조를 갖는다.

이러한 코크스 오븐의 탄화실에 장입된 석탄이 일정 시간 건류되어 코크스화 되면 탄화실에서 추출되며, 추출된 코크스는 소화된 후 냉간 코크스로 만들어져 후처리 공정으로 이송된다. 이러한 장입 및 추출 작업은 연속적이고 반복적으로 이루어진다.

한편, 탄화실에 장입되는 석탄은 코크스 오븐의 탄화실 장입구를 통해 탄화실에 장입되는데, 탄화실 장입구는 탄화실에 설치되는 장입구 프레임과 리드로 구성되며, 탄화실 장입구는 리드에 의해 개폐된다.

이와 같은 리드는 코크스의 압출작업이 완료된 오븐 탄화실에 장입차가 석탄 을 장입할 때, 또는 압출 작업전 상승관 리드와 함께 장입차의 리프터 장치의 전자석에 의해 장입구 프레임으로부터 분리된다. 이에 따라 장입구가 개방된다.

그런데, 장입된 석탄의 건류 과정에서 생성된 카본이 석탄 장입구 프레임에 부착되어 리드의 폐쇄불량 현상을 초래하고, 그 결과 석탄 건류시 발생되는 유해가스가 누출되어 화염분출이 발생되는 문제가 있다.

또한, 리드는 분출되는 화염에 의해 가열되고, 석탄의 장입시 냉각되는데 이러한 가열과 냉각이 반복됨에 따라 리드에 크랙과 변형이 발생되는 문제가 있다.

그리고, 리드의 분리시 리프터 장치의 전자석에 의한 자기력을 이용하기 때문에 장입구 프레임이 상기한 전자석으로부터 발생되는 자기력에 의해 유동되어 내화벽과의 접합부에서 틈새가 발생되는 문제가 있다. 이에 따라 가스가 누출되는 문제가 야기된다.

본 발명은 코크스 오븐의 장입구를 보다 견고하게 밀폐시킬 수 있는 코크스 오븐의 장입구 개폐장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 반복적인 팽창과 수축에 의해 파손되는 것을 방지할 수 있는 코크스 오븐의 장입구 개폐장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그리고, 장입구의 개방시 사용되는 자기력에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있는 코크스 오븐의 장입구 개폐장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 코크스 오븐의 장입구 개폐장치는 코크스 오븐의 장입구에 고정 설치되며, 연료를 탄화실 내부로 유입시키는 유입구를 구비하는 장치 프레임; 및 상기 장치 프레임에 장착되어 상기 유입구를 개폐하며, 상기 유입구의 폐쇄시 상기 유입구를 형성하는 상기 장치 프레임에 압착되고 다중 밀폐 구조를 이루도록 제공되는 실링부를 구비하는 개폐부재; 를 포함하며, 상기 장치 프레임은 상부측에 하향 경사지게 형성되어 유입되는 연료를 안내하는 경사부와, 상기 경사부로부터 하측으로 연장되는 수직부를 구비하여 나팔관 형상으로 형성된다.

상기 실링부는 상기 장치 프레임의 내측면에 밀착 접촉되는 다수개의 접촉부와, 상기 접촉부의 사이에 배치되어 상기 유입구 측에 부착된 연료를 수용하는 실링홈을 구비할 수 있다.

상기 개폐부재는 저면 중앙부에 형성되는 보강부와, 상기 보강부의 주위에 배치되어 열변형에 의한 파손을 방지하는 파손방지부를 더 구비할 수 있다.

상기 파손방지부는 상기 보강부의 주위에 배치되는 다수개의 파손방지홈일 수 있다.

상기 개폐부재는 상단부에 상기 유입구의 개방시 이동장치에 연결되는 연결부를 더 구비할 수 있다.

삭제

상기 장치 프레임은 상기 경사부와 상기 수직부로부터 지름방향의 외측으로 연장되어 장입구를 형성하는 내화벽에 삽입 장착되는 다수개의 장착부를 더 구비할 수 있다.

상기 장착부는 상기 경사부로부터 연장되어 형성되는 제1 연장부와, 제1 연장부의 하부에 배치되며 상기 수직부로부터 연장 형성되는 제2 연장부, 및 상기 제1 연장부와 제2 연장부를 연결하며, 결합 강도보강을 위한 체결부재가 삽입 결합되는 결합홀을 구비하는 리브를 구비할 수 있다.

상기 장치 프레임은 상기 수직부의 하단부에 형성되어 열변형에 의한 파손을 방지하는 키홀을 더 구비할 수 있다.

본 발명에 따르면, 개폐부재에 구비되는 실링부를 통해 다중 밀페 구조를 이루도록 유입구를 폐쇄시킬 수 있어 보다 견고하게 코크스 오븐의 장입구를 밀폐시킬 수 있으며, 이에 따라 탄화실 내부로 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있어 순수한 코크스를 생산할 수 있는 효과가 있다.

또한, 장치 프레임에 구비되는 키홀과 개폐부재에 구비되는 보강부와 파손방지부를 통해 반복적인 팽창과 수축에 의한 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 고내열성, 저자성 재질로 이루어진 장치 프레임과 개폐부재를 통해 유입구의 개방시 사용되는 자기력에 의한 변형을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 오븐의 장입구 개폐장치에 대하여 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 오븐의 장입구 개폐장치가 장착되는 코크스 오븐을 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 오븐의 장입구 개폐장치를 나타내는 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 장치 프레임과 개폐부재 각각의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 코크스 오븐의 장입구 개폐장치(100)는 코크스 오븐(10)의 탄화실(20)의 상부에 구비되는 다수개의 장입구(30)에 장착된다. 즉, 장입구(30)는 탄화실(20)의 내부로 유입되는 연료의 유입통로 역할을 한다.

한편, 도 2 및 도 3을 참조하면, 코크스 오븐의 장입구 개폐장치(100)는 일예로서, 장치 프레임(120)과 개폐부재(140)를 포함한다.

장치 프레임(120)은 코크스 오븐(10)의 장입구(30)에 고정 설치되며, 연료를 탄화실(20) 내부로 유입시키는 유입구(122)를 구비한다. 한편, 장치 프레임(120)은 상부측에 하향 경사지게 형성되어 유입되는 연료를 안내하는 경사부(124)와, 경사부(124)로부터 하측으로 연장되는 수직부(126)를 구비한다.

즉, 장치 프레임(120)은 경사부(124)와 수직부(126)를 구비하는 나팔관 형상으로 형성되어 유입구(122)를 통해 탄화실(20) 내부로 연료를 안내한다.

그리고, 장치 프레임(120)은 경사부(124)와 수직부(126)로부터 지름방향의 외측으로 연장되어 장입구(30)를 형성하는 내화벽에 삽입 장착되는 다수개의 장착부(128)를 구비할 수 있다.

장착부(128)는 제1 연장부(129), 제2 연장부(130), 및 리브(131)를 구비할 수 있으며, 제1 연장부(129)는 경사부(124)로부터 연장되어 형성되며, 제2 연장부(130)는 제1 연장부(129)의 하부에 배치되며 수직부(126)로부터 연장 형성된다.

또한, 리브(131)는 내화벽에 삽입 장착시 결합 강도보강을 위한 체결부재(예를 들어, 앵커)가 삽입 결합되는 결합홀(131a)을 구비할 수 있다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 장치 프레임(120)을 장입구(30)에 장착시 장착부(128)는 내화벽에 매립되어 설치되고, 이후 단열블럭재(40) 등을 이용하여 장치 프레임(120)과 내화벽을 밀폐시킨다. 이때 리브(131)의 결합홀(131a)에 체결되는 체결부재(예를 들어, 앵커)에 의해 단열블럭재(40)와의 결합 강도가 보강될 수 있다.

한편, 장치 프레임(120)은 수직부(126)의 하단부에 열변형에 의한 파손을 방지하는 키홀(132)을 더 구비할 수 있다. 즉, 연료의 건류시 고온의 열이 수직부(126)에 전달되어 수직부(126)가 팽창되는 경우, 키홀(132)에 의해 팽창이 보다 자유롭게 발생될 수 있어 반복적인 수직부(126)의 팽창과 수축에 의해 수직부(126)에 크랙이 발생되는 것을 방지할 수 있다.

개폐부재(140)는 장치 프레임(120)에 장착되어 유입구(122)를 개폐하며, 유입구(122)의 폐쇄시 장치 프레임(120)의 내측면에 밀착 접촉되어 다중 밀폐구조를 이루도록 실링부(142)를 구비한다.

즉, 개폐부재(140)의 실링부(142)가 유입구(122)를 형성하는 장치 프레임(120)의 내측면에 밀착 접촉되어 유입구(122)가 다중 밀페되도록 한다.

이를 위해 실링부(142)는 접촉부(144)와 실링홈(146)을 구비할 수 있다.

접촉부(144)는 유입구(122)를 형성하는 장치 프레임(120)의 내측면에 밀착 접촉되며, 다수개가 구비된다. 즉, 접촉부(144)는 예를 들어 장치 프레임(120)의 내측면에 밀착 접촉되는 제1,2 접촉부(144a,144b)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 유입구(122)는 이중 밀폐될 수 있다.

한편, 실링홈(146)은 접촉부(144)의 사이에 배치되어 장치 프레임(120)의 내측면, 즉 유입구(122)에 부착된 연료를 수용하여 유입구(122)를 밀폐시킨다.

이에 대하여 도 4를 참조하여 살펴보면, 실링홈(146)은 제1 접촉부(144a)와 제2 접촉부(144b)의 사이에 배치된다. 이에 따라 개폐부재(140)가 유입구(122)를 폐쇄하는 경우 유입구(122) 측에 부착된 연료가 제1 접촉부(144a)에 의해 긁혀져 실링홈(146)에 유입된다.

결국, 개폐부재(140)는 유입구(122) 측에 부착된 연료에 의해 기울어져 장착되는 것이 방지될 수 있으며, 또한 제1,2 접촉부(144a,144b)에 의해 이중 밀폐구조를 형성한다. 더불어 실링홈(146)으로 유입된 연료가 실링재 역할을 수행함으로써 보다 향상된 실링성을 제공할 수 있다.

이에 따라, 탄화실(20)의 내부로 외부 공기가 유입되는 것을 방지할 수 있어 보다 순수한 코크스를 생산할 수 있다.

한편, 개폐부재(140)는 도 5에 도시된 바와 같이, 저면 중앙부에 형성되는 보강부(148)와, 보강부(148)의 주위에 배치되어 열변형에 의한 파손을 방지하는 파손 방지부(150)를 더 구비할 수 있다.

보강부(148)는 개폐부재(140)의 저면 중앙에 원기둥 형상으로 돌출되도록 형성되며, 파손 방지부(150)는 보강부(148)의 주위에 형성되는 다수개의 파손방지홈으로 이루어진다.

즉, 연료의 건류시 전달되는 열에 의해 개폐부재(140)의 저면이 팽창되는 경우 파손 방지부(150)를 통해 팽창이 보다 자유롭게 일어날 수 있다. 이에 따라 개폐부재(140)의 저면이 팽창과 수축을 반복하더라도, 크랙의 발생을 감소시킬 수 있으며, 보강부(148)의 두께를 보강함으로써 개폐부재(140)의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.

한편, 개폐부재(140)는 상단부에 유입구(122)의 개방시 이동장치(미도시)에 연결되는 연결부(152)를 더 구비할 수 있다. 연결부(152)는 개폐부재(140)의 상단부에 구비되는 장착홈(140a)에 안착되어 나사체결 등에 의해 개폐부재(140)에 장착될 수 있다.

또한, 연결부(152)는 개폐부재(140)의 이동장치로부터 발생되는 자기력에 의해 이동장치에 연결될 수 있도록 자성을 가진 재질로 이루어질 수 있다.

더불어, 장치 프레임(120)과 연결부(152)를 제외한 개폐부재(140)는 열변형 에는 견딜 수 있으며, 자기력에는 약하게 반응할 수 있도록 고내열성, 저자성 재질로 이루어질 수 있다. 즉 장치 프레임(120)과 연결부(152)를 제외한 개폐부재(140)는 카본 함량 1.0~5.0%, 실리콘 1~4%, 니켈 0%, 크롬 0%, 알루미나 3~15%의 구성성분을 가진다.

이에 따라, 주철보다 높은 1000℃ 까지의 고열에 견딜 수 있으며, 자기력에 반응하는 자성을 현저히 떨어뜨려 개폐부재(140)의 개방시 자기력에 의한 영향을 최소화할 수 있다.

이하에서는 상기한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 오븐의 장입구 개폐장치의 작동을 설명하기로 한다.

먼저, 장치 프레임(120)은 장착부(128)를 통해 코크스 오븐(10)의 장입구(30)에 설치된다. 이때, 장착부(128)의 리브(131)에 체결되는 체결부재는 단열블럭재와 매립되고, 이에 따라 장치 프레임(120)은 장입구(30)에 보다 견고하게 장착될 수 있다.

한편, 장치 프레임(120)의 유입구(122)를 폐쇄하기 위해 개폐부재(140)가 유입구(122)에 장착될 때, 장치 프레임(120)의 유입구(122) 측에는 연료 가루가 부착되어 있다.

유입구(122) 측에 부착된 연료 가루는 개폐부재(140)의 장착시 개폐부재(140)의 실링부(142)에 의해 긁혀진다. 즉 실링부(142)의 제1,2 접촉부(144a,144b)에 의해 긁혀져 실링홈(146)에 수용된다.

한편, 제1,2 접촉부(144a,144b)는 유입구(122)를 형성하는 장치 프레임(120) 의 내측면에 밀착 접촉되어 이중 밀폐 구조를 형성하고, 더불어 제1,2 접촉부(144a,144b) 사이에 구비되는 실링홈(146)에 수용된 연료 가루는 실링재 역할을 수행하므로 개폐부재(140)는 유입구(122)를 보다 견고하게 밀폐시킬 수 있다.

이에 의하여, 외부 공기가 탄화실(20)의 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 장치 프레임(120)의 수직부(126)에는 키홀(132)가 구비되어 있고, 개폐부재(140)의 저면에는 보강부(148)와 파손 방지부(150)가 구비되어 있다. 이에 따라, 연료의 건류시 전달되는 열에 의해 장치 프레임(120)과 개폐부재(140)는 보다 용이하게 팽창될 수 있다.

결국, 팽창과 수축을 반복하는 장치 프레임(120)과 개폐부재(140)는 키홀(132)과, 보강부(148), 파손 방지부(150)를 통해 보다 파손되는 것이 방지될 수 있다. 즉 팽창과 수축의 반복으로 발생되는 크랙 발생을 방지할 수 있다.

한편, 개폐부재(140)의 연결부(152)는 자성을 가진 주철로 이루어지며, 장치 프레임(120)과 연결부(152)를 제외한 개폐부재(140)는 고내열성, 저자성 재질로 이루어져 있어, 개폐부재(140)의 개방시 이용되는 자기력에 의해 장치 프레임(120)과 개폐부재(140)의 변형이 방지될 수 있다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 오븐의 장입구 개폐장치가 설치되는 코크스 오븐을 나타내는 구성도이다.

도 2는 본 발명의 일실시에에 따른 코크스 오븐의 장입구 개폐장치를 나타내는 단면도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 장치 프레임과 개폐부재 각각의 단면도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 장치 프레임의 경사부와 개폐부재의 실링부가 결합된 상태를 나타내는 설명도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 개폐부재를 나타내는 저면도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 코크스 오븐의 장입구 개폐장치가 코크스 오븐의 장입구에 설치된 상태를 나타내는 설명도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 코크스 오븐의 장입구 개폐장치

120 : 장치 프레임

140 : 개폐부재

Claims (9)

1. 코크스 오븐의 장입구에 고정 설치되며, 연료를 탄화실 내부로 유입시키는 유입구를 구비하는 장치 프레임; 및

   상기 장치 프레임에 장착되어 상기 유입구를 개폐하며, 상기 유입구의 폐쇄시 상기 유입구를 형성하는 상기 장치 프레임에 압착되고 다중 밀폐 구조를 이루도록 제공되는 실링부를 구비하는 개폐부재; 를 포함하며,

   상기 장치 프레임은 상부측에 하향 경사지게 형성되어 유입되는 연료를 안내하는 경사부와, 상기 경사부로부터 하측으로 연장되는 수직부를 구비하여 나팔관 형상으로 형성되는 코크스 오븐의 장입구 개폐장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 실링부는

   상기 장치 프레임의 내측면에 밀착 접촉되는 다수개의 접촉부와, 상기 접촉부의 사이에 배치되어 상기 유입구 측에 부착된 연료를 수용하는 실링홈을 구비하는 코크스 오븐의 장입구 개폐장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 개폐부재는

   저면 중앙부에 형성되는 보강부와, 상기 보강부의 주위에 배치되어 열변형에 의한 파손을 방지하는 파손방지부를 더 구비하는 코크스 오븐의 장입구 개폐장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 파손방지부는

   상기 보강부의 주위에 배치되는 다수개의 파손방지홈인 것을 특징으로 하는 코크스 오븐의 장입구 개폐장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 개폐부재는

   상단부에 상기 유입구의 개방시 이동장치에 연결되는 연결부를 더 구비하는 코크스 오븐의 장입구 개폐장치.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서, 상기 장치 프레임은

   상기 경사부와 상기 수직부로부터 지름방향의 외측으로 연장되어 장입구를 형성하는 내화벽에 삽입 장착되는 다수개의 장착부를 더 구비하는 코크스 오븐의 장입구 개폐장치.
8. 제7항에 있어서, 상기 장착부는

   상기 경사부로부터 연장되어 형성되는 제1 연장부;

   제1 연장부의 하부에 배치되며 상기 수직부로부터 연장 형성되는 제2 연장부;및

   상기 제1 연장부와 제2 연장부를 연결하며, 결합 강도보강을 위한 체결부재가 삽입 결합되는 결합홀을 구비하는 리브;

   를 구비하는 코크스 오븐의 장입구 개폐장치.
9. 제1항에 있어서, 상기 장치 프레임은

   상기 수직부의 하단부에 형성되어 열변형에 의한 파손을 방지하는 키홀을 더 구비하는 코크스 오븐의 장입구 개폐장치.

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