KR101167131B1 - 냉각반을 갖는 고로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각반을 갖는 고로에 관한 것으로서, 외형을 이루는 철피와, 철피의 내측면에 배치되어 내부에서 발생되는 열이 철피에 전달되는 것을 억제하는 스테이브와, 철피 및 스테이브를 관통하여 형성되는 맨홀부와, 맨홀부에 착탈 가능하게 장착되는 냉각반을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 고로 작동을 중지시키지 않으면서 파손된 스테이브를 교체할 수 있어 생산효율을 향상시킬 수 있다.

고로, 냉각반, 맨홀부

Description

냉각반을 갖는 고로{BLAST FURNACE WITH COOLING PLATE}

본 발명은 냉각반을 갖는 고로에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고로 작동을 중지시키지 않으면서 파손된 스테이브를 교체할 수 있는 냉각반을 갖는 고로에 관한 것이다.

일반적으로 고로는 24시간 연속적으로 쇳물(이하, 용선이라 함)을 생산하는 설비로서, 상부로 철광석과 코크스를 번갈아 가면서 장입하고, 하부로는 약 1100 ~ 1200℃의 공기(이하, 열풍이라 함)를 불어 넣고, 풍구 아래에 존재하는 용선배출구로 용선을 배출한다.

풍구로 들어간 열풍은 연료인 코크스와 반응하여 2,200℃ ～ 2,400℃의 고열을 만들고, 이 고열을 이용하여 장입된 원료인 철광석을 녹여 용선을 생산한다.

통상 고로의 본체 철피의 내부면에는 고로 내부에서 발생되는 고열로부터 철피를 보호하기 위하여 그 내부에 냉각수를 순환 공급시키는 냉각수 통로가 구비된 스테이브가 설치된다.

또한, 스테이브의 냉각수 통로 상하측에는 고로 철피를 관통하는 냉각수 라인 즉, 냉각수 공급관과 냉각수 배출관이 연결되며, 스테이브와 철피 사이에는 내화물인 캐스타블이 충진된다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

고로 내부로 장입되는 원료와의 충돌, 고온의 용융물과의 접촉 등으로 인해 스테이브는 파손되는데, 종래에는 스테이브의 파손이 발생하더라도 이를 교체하기 위해서는 고로 작동 전체를 중지시켜야 하므로 생산효율이 저하되는 문제점이 있다.

따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 고로 작동을 중지시키지 않으면서 파손된 스테이브를 교체할 수 있는 냉각반을 갖는 고로를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 냉각반을 갖는 고로는: 외형을 이루는 철피; 상기 철피의 내측면에 배치되어 내부에서 발생되는 열이 상기 철피에 전달되는 것을 억제하는 스테이브; 상기 철피 및 상기 스테이브를 관통하여 형성되는 맨홀부; 및 상기 맨홀부에 착탈 가능하게 장착되는 냉각반을 포함한다.

바람직하게는, 상기 맨홀부는 90° 회전 간격으로 배치된다.

바람직하게는, 상기 냉각반의 외측면에는 냉각반철피가 설치된다.

바람직하게는, 상기 스테이브에는 상기 냉각반이 내부로 낙하되지 않도록 일측으로 돌출 형성되는 낙하방지부가 구비되고, 상기 냉각반에는 상기 낙하방지부에 대응되도록 단턱부가 구비된다.

바람직하게는, 상기 냉각반은 냉각수를 순환 공급시키는 냉각수유로; 일단이 냉각수원과 연통되고, 타단이 상기 냉각수유로와 연통되는 냉각수급수관; 및 일단이 상기 냉각수유로와 연통되는 냉각수배수관을 구비하고, 상기 냉각수유로는 내화부로 둘러싸여 있다.

본 발명의 냉각반을 갖는 고로에 따르면, 고로 작동을 중지시키지 않으면서 파손된 스테이브를 교체할 수 있어 생산효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 냉각반을 갖는 고로에 따르면, 파손된 스테이브를 즉각적으로 교체할 수 있으므로 고로 수명의 연장 및 안정적인 조업을 이룰 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 냉각반을 갖는 고로의 일 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.

그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각반을 갖는 고로를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 A부분을 확대한 도면이며, 도 3은 도 1의 B부분을 확대한 도면이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각반을 맨홀부에 장착하는 상태의 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각반의 정면도이다.

도 1 내지 도 5을 참조하면, 고로(1)는 철피(10), 스테이브(20), 캐스터블(30), 유동통로(40), 맨홀부(110), 냉각반(120)을 포함하여 이루어진다.

철피(10)는 고로(1)의 최외곽에 설치되어 고로(1)의 외형을 이루며, 스테이브(20)는 철피(10)의 내측면에 배치되어 고로(1) 내부에서 발생되는 고열이 철피(10)에 전달되는 것을 억제한다. 이러한 스테이브(20)에 의해 철피(10)가 열화되는 것을 억제할 수 있다.

스테이브(20)는 최하측에서 최상측까지 총 13단이 적층된다. 이 중 최상측 부분에서 스테이브(20)의 파손이 많이 발생되는데, 이는 고로(1) 내로 장입되는 원료와의 충돌에 기인한다.

따라서, 파손된 스테이브(20)를 용이하게 교체하기 위해서는 최상측 부분 바로 아래에 맨홀부(110)를 배치하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 최상측 1단에서 최상측 4단 사이에서 스테이브(20)의 파손이 빈번하게 발생되므로, 본 실시예에서는 맨홀부(110)를 최상측 5단에 배치시킨다.

스테이브(20)는 맨홀부(110)에 장착되는 냉각반(120)이 고로(1) 내부로 낙하되지 않도록 맨홀부(110)의 중심부를 향해 돌출 형성되는 낙하방지부(21)를 구비한 다.

캐스터블(30)은 내화물의 일종으로 철피(10)와 스테이브(20) 사이에 충진된다. 이로써, 고로(1) 내부의 열이 철피(10)로 전달되는 것을 더욱 억제할 수 있다.

유동통로(40)는 스테이브(20) 내부에 냉각수를 순환 공급시키기 위한 것으로, 일단이 공급관(41)과 연통되고 타단이 배출관(42)과 연통된다.

공급관(41)은 외부의 냉각수원과 연통되어 이로부터 제공되는 냉각수를 유동통로(40)에 공급하여 스테이브(20) 내부를 냉각시킨다. 배출관(42)은 일단이 유동통로(40)와 연통되어 스테이브(20) 내에서 열교환이 이루어진 냉각수를 외부로 배출시킨다.

배출관(42)은 바로 하측에 배치되는 스테이브(20)의 공급관(41)과 연통될 수 있으며, 이로써, 1회의 냉각수 공급으로 복수의 스테이브(20)를 동시에 냉각시킬 수 있다.

맨홀부(110)는 철피(10) 및 스테이브(20)를 관통하여 형성된다. 상술한 바와 같이, 맨홀부(110)는 파손된 스테이브(20)를 교체하기 위해 형성되는 것으로, 고로(1) 중심을 기준으로 90° 회전 간격으로 배치된다. 이로써, 고로(1) 내부 어느 위치에서 스테이브(20)가 파손되더라도 작업자가 스테이브(20)를 용이하게 보수 또는 교체할 수 있게 된다.

상기한 90° 회전 간격은 스테이브(20)의 용이한 교체를 위한 각도를 제안한 것으로, 다른 각도로 대체될 수 있음은 물론이다.

냉각반(120)은 맨홀부(110)에 착탈 가능하게 장착된다. 냉각반(120)은 철 피(10) 및 스테이브(20)가 결여된 맨홀부(110)에 장착되므로, 고로(1) 내부의 열이 외측으로 전달되지 않도록 내화부(123)가 구비되고, 외측면에 냉각반철피(126)가 설치된다.

내화부(123)는 내화물로 이루어지며, 내부에 냉각수유로(131)가 배치된다. 따라서, 냉각수유로(131)에 냉각수가 공급됨에 의해 내화부(123)는 냉각수와 열교환되어 고로(1) 내부의 열이 냉각반철피(126)로 전달되는 것을 억제한다.

내화부(123)의 상면 및 하면에는 단턱부(121)가 형성된다. 단턱부(121)는 상술한 스테이브(20)의 낙하방지부(21)에 대응되는 것으로, 이와 동일한 형상으로 형성된다. 냉각반(120)을 맨홀부(110)에 장착할 때 단턱부(121)가 낙하방지부(21)에 걸림게 되므로 냉각반(120)이 고로(1) 내부로 낙하되는 것은 방지된다.

냉각수유로는 냉각반(120)의 내부에 냉각수를 순환 공급시키기 위한 것으로, 내화부(123)의 내부에 배치되는 내부유로(131)와, 각각의 내부유로(131)를 연통시키는 연결유로(134)를 포함하여 이루어진다. 이러한 냉각수유로는 일단이 냉각수급수관(132)과 연통되고 타단이 냉각수배수관(133)과 연통된다.

냉각수급수관(132)은 외부의 냉각수원과 연통되어 이로부터 제공되는 냉각수를 냉각수유로, 구체적으로 내부유로(131)에 공급하여 내화부(123)를 냉각시킨다. 냉각수배수관(133)은 일단이 내부유로(131)와 연통되어 내화부(123) 내에서 열교환이 이루어진 냉각수를 외부로 배출시킨다.

이하, 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각반을 갖 는 고로에 냉각반을 장착하는 원리를 설명하기로 한다.

장시간 고로(1)를 사용하게 되어 내부로 장입되는 원료와의 충돌, 고온의 용융물과의 접촉 등으로 인해 고로(1) 상부측의 스테이브(20)가 파손되면, 스테이브(20) 교체작업을 개시하게 된다. 이때 작업자는 냉각반철피(126) 및 냉각반(120)을 맨홀부(110)로부터 분리시켜 고로(1) 내부에 진입하게 되고, 스테이브(20)의 교체작업을 완료한 후 다시 냉각반(120)을 맨홀부(110)에 장착하게 된다.

이때, 내화부(123)의 단턱부(121)가 스테이브(20)의 낙하방지부(21)에 걸리게 되어 냉각반(120)이 고로(1) 내부로 낙하되는 것이 방지된다. 낙하방지부(21)에 의해 냉각반(120)이 지지된 상태에서 냉각반철피(126)를 냉각반(120)의 외측 테두리를 이루는 프레임(122)에 접하도록 배치한 후 볼트(B)와 너트(N)를 이용하여 냉각반철피(126)와 철피(10)를 체결함으로써 냉각반(120)을 맨홀부(110)에 장착하는 작업은 완료된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각반을 갖는 고로를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 2는 도 1의 A부분을 확대한 도면이다.

도 3은 도 1의 B부분을 확대한 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각반을 맨홀부에 장착하는 상태의 도면이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각반의 정면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 철피 20 : 스테이브

110 : 맨홀부 120 : 냉각반

121 : 단턱부 123 : 내화부

126 : 냉각반철피 131 : 냉각수유로

Claims (5)

1. 외형을 이루는 철피;

   상기 철피의 내측면에 배치되어 내부에서 발생되는 열이 상기 철피에 전달되는 것을 억제하는 스테이브;

   상기 철피 및 상기 스테이브를 관통하여 형성되는 맨홀부; 및

   상기 맨홀부를 폐쇄하고, 상기 맨홀부에 착탈 가능하게 장착되는 냉각반을 포함하고,

   상기 냉각반의 외측면에는 냉각반철피가 설치되고,

   상기 스테이브에는 상기 냉각반이 내부로 낙하되지 않도록 일측으로 돌출 형성되는 낙하방지부가 구비되고,

   상기 냉각반에는 상기 낙하방지부에 대응되도록 단턱부가 구비되는 것을 특징으로 하는 냉각반을 갖는 고로.
2. 제1항에 있어서,

   상기 맨홀부는 90° 회전 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 냉각반을 갖는 고로.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,

   상기 냉각반은 냉각수를 순환 공급시키는 냉각수유로;

   일단이 냉각수원과 연통되고, 타단이 상기 냉각수유로와 연통되는 냉각수급수관; 및

   일단이 상기 냉각수유로와 연통되는 냉각수배수관을 구비하고,

   상기 냉각수유로는 내화부로 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 냉각반을 갖는 고로.

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