KR101238880B1

KR101238880B1 - 빗물침투 방지장치를 구비한 코크스 오븐

Info

Publication number: KR101238880B1
Application number: KR1020060134546A
Authority: KR
Inventors: 송민재; 이기순
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2006-12-27
Filing date: 2006-12-27
Publication date: 2013-03-04
Also published as: KR20080060455A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 빗물침투 방지장치를 구비한 코크스 오븐은, 적어도 하나 이상의 연소실, 연소실의 내부를 개폐(開閉)하는 리드(lid)를 포함한다. 여기서, 리드는 연소실 상부의 장입구에 삽입되는 제1 리드부, 및 제1 리드부 상부에 결합되어 연소실을 빗물로부터 차단하는 제2 리드부를 포함한다.

코크스 오븐, 연소실, 리드, 빗물, 열 손실

Description

빗물침투 방지장치를 구비한 코크스 오븐 {COKE OVEN WITH APPARATUS FOR PREVENTING A RAINWATER INFLOW}

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐의 개략적인 사시도이다.

도 2는 도 1의 코크스 오븐 중 연소실 상부를 확대한 부분 단면도이다.

본 발명은 코크스 오븐에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 코크스 오븐의 연소실에 빗물이 침투하는 것을 방지할 수 있는 코크스 오븐에 관한 것이다.

통상적으로 코크스 오븐(coke oven)은 탄화실과 연소실로 구성되고, 탄화실 내에 석탄을 장입한 후 공기를 차단하고 연소실에서 혼합 가스를 연소시켜 간접 열에 의해 석탄을 건류하여 코크스를 제조하는 설비이다.

코크스 오븐은 석탄과 같은 원료가 탄화실에 장입되고, 이 탄화실의 양쪽에 설치된 연소실에 연소 가스와 공기가 주입되어 탄화실 내의 석탄이 건류되는데 필요한 열을 발생시킨다. 코크스 오븐에 장입된 석탄은 고온에서 건류되면서 타르 및 탄화수소 계열 화합물이 열분해 되어 코크스와 코크스 오븐 가스를 발생시킨다. 이때, 발생된 코크스 오븐 가스는 주성분이 수소로서, 상승관을 통해 화성공장으로 보내지고 가스 정제 공정을 거친 후에 제철소 내의 열원으로 재사용된다. 한편, 코크스 오븐에서 나오는 타르는 타르 공정을 통해 타르와 슬러지로 분리된 후 재활용을 위한 공정을 거쳐 제품으로 생산된다.

전술한 연소 과정에서 연소실 내부의 이상 유무를 판별하기 위해 연소실 상부의 장입구에 결합된 리드를 빈번하게 개방한다. 여기서 장입구와 리드 사이에는 틈이 형성되고, 이 틈을 통해 연소실 내부로 빗물 등의 이물질이 침투할 수 있다.

코크스 오븐 내부로 빗물 등의 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있는 코크스 오븐을 제공하고자 한다.

상기 제2 리드부의 지름이 제1 리드부의 지름보다 클 수 있다. 제2 리드부는 그 중심부에서 외곽으로 갈수록 높이가 낮아지도록 경사질 수 있다. 제2 리드부의 중심부에는 홀이 형성되고, 홀의 양단을 연결하는 걸이부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 빗물침투 방지장치를 구비한 코크스 오븐은, 제1 리드부의 중심부에 형성된 홈을 더 포함할 수 있다. 제1 리드부의 지름과 장입 구의 지름이 실질적으로 동일할 수 있다. 또한, 제1 리드부와 장입구 사이에 형성되는 공간을 제2 리드부가 덮을 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐(100)을 개략적으로 나타낸다.

도 1을 참조하면, 코크스 오븐(100)은 탄화실(10), 연소실(12) 및 축열실(14)을 포함한다. 그리고 연소에 필요한 공기 및 가스가 유동되는 유통로(16)를 포함한다.

탄화실(10)에는 석탄과 같은 원료가 장입된다. 탄화실(10)에 장입된 석탄은 연소실(12)을 통해 전달된 열에 의해 고온에서 건류된다. 그 결과, 타르 및 탄화수소 계열 화합물이 열분해 되어 코크스와 코크스 오븐 가스를 발생시킨다.

연소실(12)은 탄화실(10)의 양쪽에 설치되고, 연소실(12) 내부로 연소 가스와 공기가 주입된다. 연소실(12)로 공급되는 연소 가스 및 공기는 각각 가스 흡입부(gas inlet box)(18) 및 공기 흡입부(air inlet box)(20)를 통해 유입된다. 연소 가스 및 공기(화살표 A참조)는 유통로(16)와 축열실(14)을 통과하여 연소실(12)로 유입된다. 연소 가스는 연소실(12)에서 연소되면서 열을 발생시키고, 이 열은 탄화실(10)로 전달되거나 축열실(14)에 축적된다. 그리고 연소실(12)에서 연소를 마친 가스는 축열실(14)과 유통로(16)를 거쳐 폐가스(화살표 B참조) 배출 장치(22)로 배출된다. 본 실시예의 코크스 오븐(100)은 복수의 연소실(12)을 포함한다. 복수의 연소실들(12)은 두 개의 연소실(12)이 짝을 이루어 교대로 작동하면서 탄화실(10)의 온도를 일정하게 유지한다.

연소실(12) 상부에는 검사관(inspection hole)(121)이 형성된다. 검사관(121)은 연소 과정 중 연소실(12) 내부의 온도, 이물질에 의한 연소실(12) 프레임의 변형 등 연소실(12) 내부의 이상 유무를 판별한다. 이를 위해 검사관(121) 상부의 장입구(122)(도 2에 도시, 이하 동일함)는 빈번하게 개방된다. 장입구(122)는 리드(24)(도 2에 도시, 이하 동일함)와 결합되고, 리드(24)를 들어올리거나 닫음으로써 연소실(12) 내부를 개폐할 수 있다. 여기서, 장입구에 리드가 완전히 결합되지 않으므로, 장입구와 리드 사이에는 틈이 형성될 수 있다. 이 틈을 통해 예를 들어, 빗물이 연소실 내부로 침투하는 경우, 고온인 연소실 내부의 연와를 순간적으로 냉각시킨다. 그 결과, 연소실 내부에 균열이 생기거나 부분적으로 함몰되는 등의 문제가 발생할 수 있다.

본 실시예에서는 빗물 방지 수단을 구비한 리드(24)를 구비하여 연소실(12) 내부를 빗물로부터 차단한다.

도 2는 도 1의 코크스 오븐(100)의 연소실(12) 상부를 확대하고, 그 부분 단면을 나타낸다.

도 2를 참조하면, 검사관(121) 상부의 장입구(122)에는 리드(24)가 결합된다. 리드(24)는 제1 리드부(241)와 제2 리드부(242)를 포함한다.

제1 리드부(241)는 장입구(122) 내에 삽입되어 연소실(12) 내부를 밀폐한다. 여기서, 제1 리드부(241)의 지름은 장입구(122)의 지름과 실질적으로 동일하다. 제1 리드부(241)는 테이퍼지다가 그 지름이 일정하게 유지되는 형상이다.

제2 리드부(242)는 제1 리드부(241) 위에 위치하고 제1 리드부(241)와 결합된다. 제2 리드부(242)의 지름은 제1 리드부(241)의 지름보다 크다. 그 결과, 장입구(122)에 제1 리드부(241)가 삽입되는 경우, 장입구(122)와 제1 리드부(241) 사이에 형성된 틈(123)을 제2 리드부(242)가 덮는다. 따라서 빗물 등이 틈(123)을 통해 연소실(12) 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 여기서, 제2 리드부(242)는 소정의 경사를 가진다. 즉, z축을 기준으로 하여 제2 리드부(242)는 그 중심부에서 외곽으로 갈수록 높이가 낮아진다. 그 결과, 리드(24) 위에 떨어진 빗물(P1) 등이 경사진 제2 리드부(242)를 따라 흐르면서 코크스 오븐(100)의 외부로 향할 수 있다.

한편, 제2 리드부(242)의 중심부에는 홀(2421)이 형성되고, 홀(2421)의 양단을 연결하는 걸이부(2422)가 형성된다. 걸이부(2422)를 통해 리드(24)를 장입구(122)로부터 쉽게 들어올리거나, 리드(24)를 장입구(122)에 쉽게 삽입할 수 있다.

또한, 제1 리드부(241)의 중심부에는 홈(2411)이 형성된다. 빗물 등(P1, P2)이 리드(24) 위에 떨어지는 경우, 제2 리드부(242)를 타고 흘러내리거나 제1 리드부(241)에 형성된 홈(2411)에 포집된다. 홈(2411)에 포집된 빗물(P2) 등은 연소실(12)에서 발생된 높은 온도에 의해 그 일부가 증발된다. 또한, 빗물(P2)이 과도 하게 포집되어 홈(2411)으로부터 넘치는 경우, 연소 과정에서 발생하는 연소실(12) 내부의 압력에 의해 빗물은 연소실 외부를 향하는 방향으로 힘을 받는다. 그 결과, 빗물이 연소실(12) 내부로 침투하지 않고 압력에 저항하므로 다른 이물질의 유입을 차단하는 실링 효과를 가질 수 있다.

전술한 바와 같이, 연소실 내부로 유입되는 빗물의 침투를 방지하여 연소실 내부의 열 손실을 방지할 수 있다. 그 결과, 냉각에 의한 연소실 내부의 균열을 방지하고 균일한 온도 분포로 연소실의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 연소실 내부를 고온으로 유지하여 연소실 내부에서 발생된 열을 효율적으로 탄화실로 전달할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 코크스 오븐은 빗물침투 연소실을 개폐하는 리드에 방지 수단을 구비함으로써, 연소실 내부로 빗물 등의 이물질이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 코크스 오븐의 열 손실을 방지할 수 있고, 코크스 오븐 내의 설비가 열충격에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구 범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명에 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

Claims

적어도 하나 이상의 연소실; 및

상기 연소실의 내부를 개폐(開閉)하는 리드(lid)

를 포함하고,

상기 리드는,

상기 연소실 상부의 장입구에 삽입되는 제1 리드부; 및

상기 제1 리드부 상부에 결합되어 상기 연소실을 빗물로부터 차단하는 제2 리드부를 포함하되,

상기 제2 리드부의 지름이 상기 제1 리드부의 지름보다 큰 빗물침투 방지장치를 구비한 코크스 오븐.
삭제
제1항에 있어서,

상기 제2 리드부는 그 중심부에서 외곽으로 갈수록 높이가 낮아지도록 경사진 빗물침투 방지장치를 구비한 코크스 오븐.
제3항에 있어서,

상기 제2 리드부의 중심부에는 홀이 형성되고, 상기 홀의 양단을 연결하는 걸이부를 더 포함하는 빗물침투 방지장치를 구비한 코크스 오븐.
제1항에 있어서,

상기 제1 리드부의 중심부에 형성된 홈을 더 포함하는 빗물침투 방지장치를 구비한 코크스 오븐.
제1항에 있어서,

상기 제1 리드부의 지름과 상기 장입구의 지름이 실질적으로 동일한 빗물침투 방지장치를 구비한 코크스 오븐.
제1항에 있어서,

상기 제1 리드부와 상기 장입구 사이에 형성되는 공간을 상기 제2 리드부가 덮는 빗물침투 방지장치를 구비한 코크스 오븐.