KR101161995B1 - 출선구 접합면 보수장치 - Google Patents

출선구 접합면 보수장치 Download PDF

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KR101161995B1
KR101161995B1 KR1020100133588A KR20100133588A KR101161995B1 KR 101161995 B1 KR101161995 B1 KR 101161995B1 KR 1020100133588 A KR1020100133588 A KR 1020100133588A KR 20100133588 A KR20100133588 A KR 20100133588A KR 101161995 B1 KR101161995 B1 KR 101161995B1
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정기홍
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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 고로의 접합면 보수장치는 머드건의 노즐팁에 설치되는 부착지그; 부착지그의 전단에 제공되어 출선구의 접합면을 보수하는 성형재가 부착되고, 둘레에 성형재의 일부가 삽입되며 걸리도록 형성된 안착홈부를 갖는 플랜지; 및 노즐팁의 내부에 장착되어 성형재를 고정시키는 리테이너링;을 포함한다.

Description

출선구 접합면 보수장치 {SURFACE OF TAP HOLE MAKING APPARATUS}
본 발명은 고로의 출선구 손상시 접합면을 빠르게 생성할 수 있도록 한 출선구 접합면 보수장치에 관한 것이다.
일반적으로 고로는 철광석 등을 장입한 후, 출선구를 내화물로 막고 가열하면, 철광석이 환원반응을 하며 용융물로 만들어진다. 그리고, 이와 같이 철광석이 용융된 용강은 고로의 하부에 고이게 되면 출선구 개공장치인 개공기로 출선구를 관통하여 용강을 외부로 배출시킨다.
그리고, 용강의 배출이 완료되어 가스가 함유된 고온의 바람과 함께 용선이 분사되면, 머드건을 이용하여 고온에서 소성되는 머드재를 분사하여 출선구를 막는다. 이때, 머드건은 유압에 의해 약 300kg/cm2이상의 고압으로 작동한다.
도 1은 일반적인 고로의 출선구에 머드건이 설치된 상태를 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 머드건(10)은 머드재(11)를 고로(1) 내부로 밀어넣기 위해 머드건(10)의 노즐(12)에 머드재(11)의 진입을 안내하는 노즐팁(14)이 설치된다.
종래에는 고로(1)의 출선구(2)를 막기 위해 대기하고 있던 머드건(10)을 출선구(2) 전방으로 위치시키고, 출선구 접합면(4)과 머드건(10)의 노즐팁(14)을 밀착한 상태에서 머드건(10) 내부의 (도시되지 않은) 실린더를 전진시키면 머드재(11)가 노즐(12)과 노즐팁(14)을 통해 밀려 들어가며 출선구(2)를 막게 된다.
이때 출선구(2)의 접합면(4)을 형성하고 있는 내화물인 성형재(6)가 불균일하게 덮여 있을 경우, 머드건(10)의 노즐팁(14)과 출선구(2)의 접합면(4) 사이가 완전히 밀폐되지 못하게 된다. 따라서, 머드건(10)으로부터 고압으로 머드재(11)가 공급되면, 머드건(10)의 노즐팁(14)과 출선구 접합면(4)의 틈 사이로 머드재(11)가 배출될 수 있으며, 이와 같이 배출되는 고압의 머드재(11)로 인해 출선구 접합면(4)이 충격을 받게 되어 일부가 깨지거나 성형재(6)가 산화되어 그 표면이 부서질 수 있다.
종래에는 머드건의 노즐팁(14)과 출선구 접합면(4)이 완전히 밀폐되지 않은 상태에서 머드재(11)를 출선구(2)로 밀어 넣으면, 머드재(11)가 출선구(2) 내부로 밀려들어가지 않고 노즐팁(14)과 접합면(4) 사이에서 밖으로 새어 나올 수 있다.
이와 같이 노즐팁(14)과 접합면(4) 사이에서 밖으로 새어 나오는 현상이 발생하거나 또는 이러한 현상의 발생이 예상될 때에는 출선구 접합면(4)에 불균일한 면이 형성되지 않도록 출선구 접합면(4)을 보수하고 있다.
출선구(2)는 출선구 접합면(4)으로부터 대략 500mm가 성형재(6)로 이루어지며, 그 내부는 연와로 축조되어 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 고로의 출선구 접합면을 보수하는 과정을 도시한 도면이다. 도 2를 참고하면, 종래에는 고로(1)의 출선구 접합면(4)을 보수하기 위해 작업자가 출선구 접합면(4)의 전방으로 이동한 후, 보수용 성형재(8)를 출선구 접합면(4)에 직접 부착한다. 그리고, 이와 같이 출선구 접합면(4)에 보수용 성형재(8)가 부착되면, 머드건(20)으로 출선구 접합면(4)에 부착된 성형재(6)를 압착한다. 이에 따라 성형재(6)는 머드건의 노즐팁(14)의 전면 형상과 동일한 형상으로 출선구 접합면(4)에 부착되며 출선구 접합면(4)을 보수하게 된다.
그런데, 고로(1)의 전방에는 고온의 용강이 고여있는 대탕도(20)의 상부가 위치하고 있고, 출선구(2) 주위에서 발생하는 가스와 불꽃, 분진 등이 산재되어 있어 작업자의 진입이 어려운 상황이다. 뿐만 아니라 작업자가 보호 장구를 착용하여 진입하더라도 작업환경의 악조건으로 인해 실질적으로 작업할 수 있는 시간이 짧아 작업자가 자주 교체되어야 하므로 작업시간이 증가하는 요인이 되고 있다.
또한, 이와 같이 작업시간이 증가함에 따라 출선구 접합면(4)에 먼저 붙여놓은 보수용 성형재(8)가 수분 증발 등에 의해 접착력을 잃어 출선구 접합면(4)으로부터 떨어지거나 빈번하게 붕괴되고 있으며, 이에 따라 출선구 접합면(4)에 보수용 성형재(8)를 다시 붙이는 작업이 필요하므로 다량의 보수용 성형재(8)가 소비되는 요인이 되고 있으며, 작업시간을 증가시키고, 출선구 접합면(4)의 품질을 저하시키고 기대 수명을 감소시킴은 물론이고, 이로 인해 작업자의 작업부하를 증가시키는 요인이 되고 있다.
더불어, 출선구 주위에는 고온으로 유지되고 있으며, 불꽃, 화염 등이 빈번하게 발생하고, 출선구(2) 주위에서 발생하는 가스는 유해물질, 일례로 CO2농도가 21% 이상 되는 중독성 가스가 발생하여 작업자가 이를 흡입할 경우 안전을 위협받을 수 있고, 작업자가 실족 등에 의해 대탕도(20)의 용융물에 빠지는 등의 안전사고가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 작업자가 출선구 전방에서 직접 보수용 성형재를 출선구 접합면에 부착시키지 않으면서 출선구 접합면의 보수작업을 쉽게 할 수 있도록 개선된 고로의 접합면 보수장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 고로의 접합면 보수장치는 머드건의 노즐팁에 설치되는 부착지그; 부착지그의 전단에 제공되어 출선구의 접합면을 보수하는 성형재가 부착되고, 둘레에 성형재의 일부가 삽입되며 걸리도록 형성된 안착홈부를 갖는 플랜지; 및 노즐팁의 내부에 장착되어 성형재를 고정시키는 리테이너링;을 포함한다.
또한, 플랜지의 전면부는 출선구의 경사에 대응하여 경사지게 형성될 수 있다.
또한, 리테이너링은 성형재와 접촉하는 면에 형성된 요철부를 포함할 수 있다.
또한, 요철부의 각도는 예각으로 형성될 수 있다.
더불어, 부착지그의 둘레에 결합되는 링부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 노즐팁에 설치되어 부착지그의 후단을 지지하는 핀부재를 포함할 수 있다.
한편, 리테이너링의 외주면에는 노즐팁의 내경부와 접촉하는 접촉돌기가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 머드건의 노즐팁에 부착지그를 설치하여 안전한 장소에서 성형재를 부착한 후, 이를 출선구 전방으로 이동하여 출선구 접합면을 쉽게 부착할 수 있도록 하여 출선구 접합면의 보수를 쉽고 빠르게 할 수 있고, 작업자의 업무부하를 경감할 수 있으며, 이로 인해 작업인원을 합리적으로 운영할 수 있다. 또한, 본 실시예는 고열, 가스 분진 등으로부터 작업자를 보호할 수 있고, 작업자가 출선구에 접근하지 않고도 보수 작업이 가능하므로 대탕도의 주변에서 가스 중독, 실족 등으로 인해 발생하는 안전사고를 원천적으로 막을 수 있다.
또한, 본 실시예에서 부착지그는 화염 등에 의해 변형이 이루어지지 않으므로 재사용이 가능하고, 출선구 접합면의 품질 향상 및 이로 인한 출선구 접합면의 수명 향상이 가능하여 안정적인 출선 작업이 가능하고, 생산성 증대에 기여할 수 있다.
또한, 본 실시예의 출선구 작업면 보수장치를 이용하여 출선구의 폐쇄작업이 가능하므로, 긴급을 요하는 출선구 폐쇄작업에도 활용할 수 있다.
도 1은 일반적인 고로의 출선구에 머드건이 설치된 상태를 도시한 도면.
도 2는 종래 기술에 따른 고로의 출선구 접합면을 보수하는 과정을 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로의 출선구 접합면 보수장치가 출선구 접합면을 보수하는 상태의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로의 출선구 접합면 보수장치가 머드건에 장착된 상태의 사시도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로의 출선구 접합면 보수장치를 분리하여 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로의 출선구 접합면 보수장치가 머드건에 장착된 상태의 단면도.
이하, 본 발명의 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로의 출선구 접합면 보수장치가 출선구 접합면을 보수하는 상태의 단면도이다.
도 3을 참고하면, 본 실시예에 따른 고로의 출선구 접합면 보수장치(120)는 머드건(110)에 결합되어 출선구 접합면(104)을 보수하는 부착지그(122)를 포함할 수 있다.
여기에서, 머드건(110)은 머드재(111)를 고로(101) 내부로 밀어넣기 위해 머드건(110)의 노즐(112)에 머드재(111)의 진입을 안내하는 노즐팁(114)이 설치된다.
그리고, 부착지그(122)는 노즐팁(144)의 단부에 결합되어 출선구 접합면(104)를 가압할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로의 출선구 접합면 보수장치가 머드건에 장착된 상태의 사시도이다. 또한, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로의 출선구 접합면 보수장치를 분리하여 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로의 출선구 접합면 보수장치가 머드건에 장착된 상태의 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참고하며, 본 실시예에 따른 출선구 접합면 보수장치(120)의 구성을 상세히 살펴보면 다음과 같다.
본 실시예에서 부착지그(122)는 전단에 출선구 접합면(104)에 접촉되는 플랜지(124)를 포함할 수 있다. 그리고, 플랜지(124)에는 출선구 접합면(104)을 보수하기 위한 성형재(106)가 부착될 수 있다.
또한, 플랜지(124)의 둘레에는 성형재(106)의 부착력을 증가시키기 위해 성형재(106)의 일부가 삽입되며 걸리는 안착홈부(125)가 형성될 수 있다.
이러한 부착지그(122)는 플랜지(124)에 성형재(106)가 부착된 상태에서 머드건(110)이 출선구 접합면(104)을 압착함에 따라 플랜지(124)에 부착된 성형재(106)가 출선구 접합면(104)으로 옮겨 붙으면서 출선구 접합면(104)을 균일하게 형성할 수 있다.
일례로, 출선구 접합면(104)은 머드건(110)의 노즐팁(114)의 전단과 대응하는 형태로 형성될 수 있다.
한편, 노즐팁(114)의 일측에는 머드건(110)에 의해 출선구 접합면(104)에 압착시 부착지그(122)가 후측으로 밀리는 것을 방지하기 위한 핀부재(115)가 제공될 수 있다.
이 핀부재(115)는 복수개로 이루어질 수 있다. 또한, 부착지그(122)에는 핀부재(115)가 삽입되며 걸리도록 형성된 요홈부가 형성될 수 있다. 핀부재(115)는 이 요홈부로 삽입된 상태에서 부착지그(122)를 지지하게 되며, 이에 따라 부착지그(122)가 밀리는 것을 방지할 수 있다.
이와 같이, 부착지그(122)는 머드건(110)이 출선구 접합면(104)에 압착시 핀부재(115)에 의해 후측으로 밀리는 것이 방지됨에 따라 출선구 접합면(104)에 성형재(106)를 압착하며 부착시킬 수 있다.
한편, 본 실시예의 출선구 접합면 보수장치(120)는 노즐팁(114)의 내측에 설치되는 리테이너링(126)을 포함할 수 있다.
이 리테이너링(126)은 부착지그(122)에 부착되는 성형재(106)를 고정시키며, 이에 따라 머드건(110)이 출선구 접합면(104)에 압착되는 충격 등에 의해 성형재(106)가 이탈되거나 부착 위치가 틀어지는 등의 변형을 방지할 수 있다.
리테이너링(126)은 원통형으로 형성되어, 전단면에 성형재(106)가 고정되고, 후측으로 연장된 부분은 노즐팁(114)의 내측에 안착될 수 있다.
일례로, 리테이너링(126)은 후단부에 비해 전단부측의 외경이 더 크게 형성될 수 있으며, 이에 따라 노즐팁(114)의 내경부에 안착될 수 있다.
바람직하게는 리테이너링(126)의 외주면에는 노즐팁(114)의 내경부에 접촉하는 (도시되지 않은) 접촉돌기가 형성될 수 있다. 접촉돌기는 리테이너링(126)의 외주면에 복수개로 형성될 수 있으며, 리테이너링(126)의 외주면과 노즐팁(114)의 내경부 사이에 소정의 공간을 형성하며 리테이너링(126)을 안착시킬 수 있다.
더불어, 리테이너링(126)의 전면부에는 성형재(106)와의 부착력을 증가시키기 위한 요철부(127)가 형성될 수 있다.
여기서 요철부(127)는 예각으로 형성될 수 있으며, 일례로 전체적인 형태가 톱니의 형태로 이루어질 수 있다.
따라서 리테이너링(126)은 요철부(127)의 돌출된 부분이 성형재(106)의 내측으로 삽입됨에 따라 성형재(106)의 부착력을 증가시킬 수 있다. 또한, 요철부(127)의 돌출된 부분은 성형재(106)에 작용하는 중력방향에 대해 수직으로 형성되므로, 성형재(106)가 중력 등에 의해 처지거나 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 요철부(127)는 돌출된 부분이 예각으로 경사지게 형성되므로, 머드건(110)의 후퇴시 요철부(127)와 성형재(106)가 쉽게 분리될 수 있다.
또한 머드건(110)은 성형재(106)를 소정 시간 동안 압착하여 출선구 접합면(104)의 보수가 완료되면, 머드 주입 위치로 후퇴하게 된다. 이와 같이 머드건(110)이 후퇴하게 되면, 노즐팁(114)에 안착된 리테이너링(126)이 외부로 노출될 수 있다. 이와 같이 리테이너링(126)이 노즐팁(114)의 내경부로부터 노출되면, 이를 용이하게 분리할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따른 고로의 출선구 접합면 보수장치(120)는 부착지그(122)의 둘레에 결합되는 링부재(128)를 더 포함할 수 있다.
링부재(128)는 노즐팁(114)과 부착지그(122) 사이의 결합력을 증가시키며, 부착지그(122)가 열적 변형 등에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에서 부착지그(122)는 스테인리스 재질, 일례로 SS400스틸로 제조될 수 있어 화염 등에 의해 변형되는 것을 방지할 수 있으며, 이로 인해 반복적인 재사용이 가능하다.
또한, 본 실시예에서 성형재(106)는 고온에서도 견딜 수 있는 내화물, 일례로 AN-210이 사용될 수 있으며, 물에 혼합됨에 따라 부착력을 갖는 가요성을 갖게 되고, 수분의 증발에 따라 경화될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 고로의 출선구 접합면 보수장치의 작용을 살펴보면 다음과 같다.
먼저 고로(101)의 출선구 접합면(104)이 손상되거나, 손상이 예상되면 출선구 접합면(104)에 보수용 성형재(106)를 부착하여 노즐팁(114)과 대응하는 형태로 출선구 접합면(104)을 형성할 수 있다.
이를 위해 노즐팁(114)의 내측에 리테이너링(126)을 장착한다.
그리고, 출선구 접합면(104)의 부착지그(122)에 두께 약 40~50mm, 지름 약 340~350mm로 성형재(106)를 부착한다. 이때 성형재(106)는 부착지그(122)의 플랜지부(124)에 부착되며, 그 단부의 일부가 요홈부(125)로 끼워지며 부착될 수 있다.
이와 같이 플랜지부(124)에 성형재(106)가 부착되면, 머드건(110)의 노즐팁(114)에 이를 끼우고 링부재(128)를 체결하여 플랜지부(124)를 고정시킨다.
다음으로 머드건(110)을 출선구 접합면(104)으로 이동시키고, 머드건(110)을 전진시켜 부착지그(122) 및 노즐팁(114)의 전면에 부착된 성형재(106)를 출선구 접합면(104)에 압착시킨다.
이때, 부착지그(122)는 노즐팁(114)에 설치된 핀부재(115)에 의해 후측으로 밀리지 않게 됨에 따라 성형재(106)를 출선구 접합면(104)에 압착시킬 수 있다.
또한, 리테이너링(126)은 머드건(110)의 압착과정에서 성형재(106)를 지지할 수 있으며, 이에 따라 성형재(106)의 탈락 또는 이탈을 방지할 수 있다.
이와 같이 출선구 접합면(104)에 부착된 성형재(106)는 머드건(110)이 압착됨에 따라 노즐팁(114)의 전단면 형상과 동일한 형상을 갖는 출선구 접합면(104)으로 형성될 수 있다.
그리고, 머드건(110)이 출선구 접합면(104)에 부착된 성형재(106)를 소정 시간, 일례로 8~10분 정도 가압하면 성형재(106)의 성형이 완료되며 출선구 접합면(104)의 보수작업을 완료하게 된다.
한편, 본 실시예의 출선구 접합면 보수장치(120)는 부착지그(122)의 플랜지(124)에 의해 출선구 접합면(104)의 테두리부분까지 성형재(106)를 밀어 넣을 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
101 : 고로 104 : 출선구 접합면
106 : 성형재 110 : 머드건
111 : 머드재 112 : 노즐
114 : 노즐팁 115 : 핀부재
120 : 출선구 접합면 보수장치 122 : 부착지그
124 : 플랜지 125 : 안착홈부
126 : 리테이너링 127 : 요철부
128 : 링부재

Claims (7)

  1. 머드건의 노즐팁에 설치되는 부착지그;
    상기 부착지그의 전단에 제공되어 출선구의 접합면을 보수하는 성형재가 부착되고, 둘레에 상기 성형재의 일부가 삽입되며 걸리도록 형성된 안착홈부를 갖는 플랜지; 및
    상기 노즐팁의 내부에 장착되어 상기 성형재를 고정시키는 리테이너링;
    을 포함하는 고로의 출선구 접합면 보수장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 플랜지의 전면부는 상기 출선구의 경사에 대응하여 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 고로의 출선구 접합면 보수장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 리테이너링은 상기 성형재와 접촉하는 면에 형성된 요철부를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로의 출선구 접합면 보수장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 요철부의 각도는 예각으로 형성된 것을 특징으로 하는 고로의 출선구 접합면 보수장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부착지그의 둘레에 결합되는 링부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고로의 출선구 접합면 보수장치.
  6. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 노즐팁에 설치되어 상기 부착지그의 후단을 지지하는 핀부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로의 출선구 접합면 보수장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리테이너링의 외주면에는 상기 노즐팁의 내경부와 접촉하는 접촉돌기가 형성된 것을 특징으로 하는 고로의 출선구 접합면 보수장치.

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