KR101245316B1 - 코크스 오븐 설비의 탄 평탄화 장치 - Google Patents

Abstract

레벨러빔의 전후진시 레벨러빔의 처짐을 방지하여 탄화실 내부에서 수평 상태를 유지할 수 있도록, 코크스 오븐의 탄화실 내부로 장입되어 탄을 평탄화하기 위한 레벨러빔과, 코크스 오븐의 압출기 상에 레벨러빔을 따라 설치되어 상기 레벨러빔을 가이드하는 복수개의 스탠드, 상기 레벨러빔에 연결되어 레벨러빔을 전후진 이동시키기 위한 구동부를 포함하며, 상기 스탠드 중 상기 코크스 오븐쪽에 가장 근접한 위치에 설치된 앞쪽스탠드의 뒤쪽에 배치된 적어도 하나의 스탠드는 지지프레임과, 지지프레임에 승하강가능하게 설치되는 이동블럭, 이동블럭에 상하로 간격을 두고 회전가능하게 설치되어 레벨러빔의 상단과 하단에 접하는 가이드롤러, 상기 지지프레임에 설치되고 상기 이동블럭에 연결되어 이동블럭을 하강시켜 앞쪽스탠드를 중심으로 레벨러빔 선단을 들어올리기 위한 구동실린더를 포함하는 코크스 오븐 설비의 탄 평탄화 장치를 제공한다.

Description

코크스 오븐 설비의 탄 평탄화 장치{DEVICE FOR LEVELLING COAL IN COKE OVEN}

본 발명은 코크스를 생산하기 위한 코크스 오븐 설비에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 코크스 오븐 내의 석탄을 고르게 평탄화하기 위한 평탄화 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 고로 내에서 열원, 환원제 등의 역할과 함께 통기성 확보의 수단으로 이용되는 코크스는 코크스 오븐 설비에서 석탄을 건류함으로써 제조된다.

상기 코크스 오븐 설비는 건류가 이루어지는 오븐과, 이 오븐 상부로 석탄을 주입하기 위한 장입차, 상기 오븐 측면에 위치하여 건류가 완료된 적열코크스를 인출하기 위한 압출기, 상기 오븐의 출측에 위치하여 인출되는 적열 코크스를 이동시키기 위한 트랜스퍼카를 포함한다. 이에 건류가 완료된 적열 코크스가 코크스 오븐에서 압출되면, 코크스 오븐의 상부에서 주행하도록 설치된 장입차에 의해 석탄을 코크스 오븐의 내부로 장입시켜 건류시키고 이를 압출기와 트랜스퍼카를 이용하여 소정 시간마다 연속적으로 코크스가 제조될 수 있도록 구성된다.

코크스 오븐의 탄화실로부터 코크스가 압출되면 장입차를 이용하여 석탄을 다시 장입해 주게 된다. 이때, 상기 탄화실 상단에 구비된 4개의 장입구를 통해 석탄을 장입하게 되는 데, 코크스 오븐의 내부로 석탄이 장입할 때마다 생기는 산 모양의 굴곡을 없애주기 위하여 레벨링 작업을 수행한다.

이를 위해 코크스 오븐 설비의 압축기에는 석탄 평탄화작업을 위한 레벨러빔이 설치된다. 상기 레벨러빔은 탄화실 내부로 전, 후진되어 코크스 오븐의 내부로 장입된 석탄의 상부를 평탄화시키게 된다. 상기와 같이 레벨러빔을 코크스 오븐의 탄화실 내부로 밀어넣었다 빼냄으로써 오븐 내부에 쌓여져 있던 석탄이 평평하게 평탄화되고, 이에 따라 로 내에 발생된 가스의 흐름이 용이해지게 되는 것이다.

그런데, 상기 레벨러빔은 이동거리가 16,000mm에 이르고 무게가 5.5톤 이상인 길이가 긴 중량물로, 탄화실 내부로 진입시 선단을 지지하는 부분이 없어 수평상태를 유지하지 못하고 자체 중량에 의해 선단이 밑으로 쳐지는 문제점이 있다.

이와 같이 종래에는 레벨러빔이 탄화실 내부로 갈수록 선단이 밑으로 쳐져 균일한 평탄작업이 제대로 이루어지지 못하였다. 심한 경우, 레벨러빔의 선단이 석탄 속으로 박혀 평탄 불량이 발생된다. 이에 탄화실 내부 가스 통로가 제대로 확보되지 않아 가스가 원활하게 배출되지 못하고 탄화실 밖으로 새나오는 현상이 발생된다. 또한, 레벨러빔 회수시 레벨러빔과 같이 석탄이 다량 배출되어 후처리 작업량이 증가하는 문제점이 있다. 또한, 석탄의 밀도 하락에 따른 코크스의 품질 저하의 원인이 된다.

이에, 레벨러빔의 전후진시 레벨러빔의 처짐을 방지하여 탄화실 내부에서 수평 상태를 유지할 수 있도록 된 코크스 오븐 설비의 탄 평탄화 장치를 제공한다.

또한, 레벨러빔의 전후진시 그 기울기를 알맞게 조절하여 수평 상태를 유지할 수 있도록 된 코크스 오븐 설비의 탄 평탄화 장치를 제공한다.

이를 위해 본 장치는 코크스 오븐의 탄화실 내부로 장입되어 탄을 평탄화하기 위한 레벨러빔과, 코크스 오븐의 압출기 상에 레벨러빔을 따라 설치되어 상기 레벨러빔을 가이드하는 복수개의 스탠드, 상기 레벨러빔에 연결되어 레벨러빔을 전후진 이동시키기 위한 구동부를 포함하며, 상기 스탠드 중 상기 코크스 오븐쪽에 가장 근접한 위치에 설치된 앞쪽스탠드의 뒤쪽에 배치된 적어도 하나의 스탠드는 지지프레임과, 지지프레임에 승하강가능하게 설치되는 이동블럭, 이동블럭에 상하로 간격을 두고 회전가능하게 설치되어 레벨러빔의 상단과 하단에 접하는 가이드롤러, 상기 지지프레임에 설치되고 상기 이동블럭에 연결되어 이동블럭을 하강시켜 앞쪽스탠드를 중심으로 레벨러빔 선단을 들어올리기 위한 구동실린더를 포함할 수 있다.

상기 구동부는 상기 레벨러빔에 설치되는 와이어, 상기 압출기의 전후측에 설치되어 와이어가 걸쳐져 안내되는 풀리, 상기 와이어를 정역방향으로 감아 레벨러빔을 이동시키는 구동모터를 포함할 수 있다.

상기 앞쪽스탠드는 지지프레임과, 지지프레임에 상하로 이동가능하게 설치되는 가이드롤러, 지지프레임에 설치되어 상기 가이드롤러를 승하강시키는 구동실린더를 포함할 수 있다.

상기 앞쪽스탠드는 두 개의 가이드롤러가 간격을 두고 배치되며, 지지프레임에는 수직방향으로 두 개의 슬릿이 형성되어 상기 각 가이드롤러가 결합되고, 상기 두 가이드롤러의 회전축을 연결하는 연결부재에 상기 구동실린더의 피스톤로드가 연결된 구조일 수 있다.

상기 앞쪽스탠드는 상단에 설치되어 레벨러빔 상단과의 충격을 완충하기 위한 탄성부재와 탄성부재에 설치되는 접촉판을 더 포함할 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 장치에 의하면, 레벨러빔의 처짐을 방지하여 수평상태를 유지하도록 함으로써, 탄의 평탄작업을 제대로 수행할 수 있게 된다. 이에 평탄 불량을 방지하고, 탄화실 내부 가스 통로를 원활하게 확보하여 가스의 누출을 방지할 수 있게 된다.

또한, 레벨러빔 회수시 탄의 배출량을 최소화하여 탄 배출에 따른 작업 부하를 경감하고, 석탄의 밀도 하락을 방지하여 코크스의 품질을 높일 수 있게 된다.

도 1은 본 실시예에 따른 탄 평탄화 장치를 구비한 코크스 오븐 설비를 도시한 개략적인 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 코크스 오븐의 탄 평탄화 장치의 구성을 도시한 개략적인 측면도이다.
도 3은 본 실시예에 따른 탄 평탄화 장치를 도시한 개략적인 도면이다.
도 4는 본 실시예에 따른 탄 평탄화 장치의 작동 상태를 설명하기 위한 개략적인 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 장치를 구비한 코크스 오븐 설비를 도시하고 있다.

도 1을 참조하여 먼저 코크스 오븐 설비를 살펴보면, 코크스 오븐 설비는 석탄의 건류가 이루어지는 코크스 오븐(100)과, 상기 코크스 오븐 상부에 설치되어 석탄을 상기 오븐 내부로 주입하기 위한 장입차(110), 상기 코크스 오븐의 도어쪽에 위치하여 건류가 완료된 적열코크스를 외부로 인출하기 위한 압출기(120), 상기 코크스 오븐의 출측에 위치하여 상기 압출기에 의해 인출되는 적열 코크스를 이동시키기 위한 트랜스퍼카(130)를 포함한다.

이에 따라 코크스 오븐의 상부에서 주행하도록 설치된 장입차(110)에 의해 석탄을 코크스 오븐(100)의 탄화실 내부로 장입시키게 되면 코크스 오븐의 도어가 닫힌 상태에서 고온으로 건류가 이루어지고 건류가 완료된 적열 코크스는 압출기(120)와 트랜스퍼카(130)에 의해 외측으로 인출된다.

상기한 구조의 코크스 오븐 설비에 있어서, 장입차로부터 석탄이 코크스 오븐 내에 쌓이게 되면 상기 압출기에 설치된 평탄화 장치(10)가 작동되어 탄화실 내부에 산처럼 쌓인 석탄을 평탄화시키게 된다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 평탄화 장치(10)는 코크스 오븐(100)의 탄화실 내부의 석탄을 평탄화시키기 위한 것으로 레벨러빔(12), 코크스 오븐 설비의 압출기(120) 상에 레벨러빔(12)을 따라 설치되어 상기 레벨러빔(12)을 가이드하는 복수개의 스탠드(20,30), 상기 레벨러빔(12)에 연결되어 레벨러빔(12)을 전후진 이동시키기 위한 구동부를 포함한다.

상기 레벨러빔(12)은 도어를 통해 코크스 오븐의 탄화실 내부로 장입되도록 길이방향으로 길게 연장된 부재이다. 이에 상기 레벨러빔(12)을 왕복이동시키게 되면 상기 레벨러빔(12)에 의해 산처럼 쌓여 있는 석탄이 밀려나면서 평탄화되는 것이다.

상기 구동부는 상기 레벨러빔(12)에 설치되는 와이어(14), 상기 압출기(120)의 전후측에 설치되어 와이어가 걸쳐져 안내되는 풀리(15), 상기 와이어를 정역방향으로 감아 레벨러빔(12)을 이동시키는 구동모터(16)를 포함한다. 상기 와이어(14)는 폐곡선을 이루며, 두 개의 풀리(15)에 걸쳐져 구동모터(16)와 연결된다. 이에 상기 구동모터를 정방향 또는 역방향으로 회전시키게 되면 와이어가 어느 한 방향으로 당겨지면서 와이어에 연결된 레벨러빔(12)이 전방 또는 후방으로 당겨져 이동하게 된다. 상기 레벨러빔(12)을 왕복 이동시키기 위한 구동부의 구조에 대해서는 이미 많은 기술이 개시되어 있으므로 이하 그 자세한 구조와 작용에 대해서는 설명을 생략하도록 한다.

이하 설명에서 전방이나 앞쪽 또는 전진이라 함은 레벨러빔이 탄화실 내부로 향하는 방향을 의미하고, 후방이나 뒤쪽 또는 후진이라 함은 레벨러빔이 탄화실에서 외부로 나가는 방향을 의미하는 것으로 정의한다.

상기 스탠드(20,30)는 복수개가 압출기(120) 상부에 간격을 두고 설치되며, 상기 레벨러빔(12)을 받쳐 지지하면서 레벨러빔(12)의 이동시 안내하는 역할을 한다.

여기서 본 장치는 상기 스탠드(20,30)가 레벨러빔(12)의 처짐에 따른 각도를 보상하여 레벨러빔(12)을 수평상태로 유지시키는 구조로 되어 있다.

이를 위해 상기 스탠드(20,30) 중 가장 앞쪽에 배치된 즉, 코크스 오븐쪽에 가장 근접한 위치에 설치된 스탠드(이하 앞쪽스탠드(20)라 칭한다.)의 뒤쪽에 배치된 적어도 하나의 스탠드(30)는 지지프레임(31)과, 지지프레임(31)에 승하강가능하게 설치되는 이동블럭(32), 이동블럭에 상하로 간격을 두고 회전가능하게 설치되어 레벨러빔(12)의 상단과 하단에 접하는 가이드롤러(33), 상기 지지프레임(31)에 설치되고 상기 이동블럭(32)에 연결되어 이동블럭을 하강시키기 위한 구동실린더(34)를 포함한다. 이에 앞쪽스탠드(20)를 중심으로 레벨러빔(12)의 후단을 하강시켜 선단을 들어올릴 수 있게 된다.

상기 지지프레임(31)은 압출기(120) 상부에 수직으로 설치되며, 내부에 이동블럭(32)이 상하로 이동가능하게 설치된다. 상기 구동실린더(34)는 지지프레임(31) 하부에 수직으로 설치되어 피스톤로드 선단이 상기 이동블럭(32) 하단에 연결된다.

이에 상기 구동실린더(34)의 구동에 따라 이동블럭(32)이 하강하게 되면, 레벨러빔(12)의 뒤쪽 선단을 아래로 당기게 된다. 따라서 앞쪽스탠드(20)를 중심으로 레벨러빔(12)의 뒤쪽이 아래로 내려가면서 탄화실 내부로 진입하는 레벨러빔(12)의 앞측 선단은 위로 들어올려져 처짐이 보상되고 수평을 유지할 수 있게 된다.

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또한, 본 장치(10)는 상기 앞쪽스탠드(20)가 레벨러빔(12)을 승강시켜 레벨러빔(12)의 선단 처짐을 보상할 수 있도록 되어 있다.

이를 위해 상기 앞쪽스탠드(20)는 지지프레임(21)과, 지지프레임(21)에 상하로 이동가능하게 설치되는 가이드롤러(22), 지지프레임(21)에 설치되어 상기 가이드롤러(22)를 승하강시키는 구동실린더(23)를 포함할 수 있다.

본 실시예에서 상기 앞쪽스탠드(20)는 두 개의 가이드롤러(22)가 간격을 두고 배치되어 레벨러빔(12) 하단을 받쳐 지지하는 구조로 되어 있다. 상기 지지프레임(21)은 압출기(120) 상부에 수직으로 설치되며, 수직방향으로 형성되는 두 개의 슬릿(24)이 레벨러빔(12)의 길이방향을 따라 간격을 두고 형성된다. 상기 두 개의 슬릿(24)에 각각 가이드롤러(22)의 회전축이 결합된다. 또한, 상기 두 가이드롤러(22)의 회전축은 연결부재(25)에 의해 연결된다. 이에 각 가이드롤러(22)는 슬릿(24)을 따라 지지프레임(21)에 상하방향으로 이동된다. 상기 구동실린더(23)는 지지프레임(21)의 하부에 수직설치되고, 피스톤로드 선단은 상기 두 가이드롤러(23)의 회전축을 연결하는 연결부재(25)의 중심에 연결된다.

따라서 두 개의 가이드롤러(22)는 구동실린더(23)의 구동에 따라 같이 상하로 움직이면서 레벨러빔(12)의 경사각도에 따라 서로 상대적으로 상하 이동된다. 이에 두 가이드롤러(22) 모두 레벨러빔(12)의 기울기에 관계없이 레벨러빔(12)의 하단에 밀착되어 레벨러빔(12)의 하단을 지지하게 된다.

또한, 상기 앞쪽스탠드(20)는 상단에 설치되어 레벨러빔(12) 상단과의 충격을 완충하기 위한 탄성부재(26)와 탄성부재에 설치되는 접촉판(27)을 더 포함한다. 상기 접촉판(27)과 탄성부재(26)는 혹시 발생될 수 있는 레벨러빔(12)의 상승에 따른 충격을 완충하게 된다.

이하 도 4를 참조하여 본 장치의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.

레벨러빔(12) 전진 이동시 앞쪽스탠드(20)를 지나게 되면 더 이상 레벨러빔(12)의 하단을 받쳐 지지하지 못하므로, 레벨러빔(12)이 탄화실 내부로 진입할수록 레벨러빔(12)의 선단은 자중에 의해 밑으로 처지게 된다.

이에 상기와 같은 레벨러빔(12) 진입과정에서는 앞쪽스탠드(20)에 설치된 구동실린더(23)가 승강작동되어, 레벨러빔(12)의 앞쪽 선단이 처지는 것을 보상하게 된다.

즉, 구동실린더(23)가 승강작동되면, 구동실린더(23)의 피스톤로드 선단에 연결부재(25)를 매개로 연결되어 있는 가이드롤러(22)가 슬릿(24)을 따라 위쪽으로 이동된다. 이에 가이드롤러(22)에 받쳐져 있는 레벨러빔(12)이 위쪽으로 들어올려지게 된다.

더불어, 앞쪽스탠드(20) 뒤쪽에 배치되어 있는 스탠드(30)는 레벨러빔(12)을 밑으로 당겨주게 된다. 즉, 스탠드(30)에 설치된 구동실린더(34)가 수축작동되면 이동블럭(32)이 지지프레임(31)에 대해 하강된다. 이에 상기 이동블럭(32)에 설치된 가이드롤러(33)가 레벨러빔(12)을 밑으로 이동시키게 된다.

이와 같이, 앞쪽스탠드(20)에서는 레벨러빔(12)의 높이가 상승되고, 앞쪽스탠드(20) 뒤쪽에서는 스탠드(30)를 지나는 레벨러빔(12)을 밑으로 당겨 높이를 낮추게 된다.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 앞쪽스탠드(20)를 중심으로 뒤쪽에서 레벨러빔(12)이 소정의 각도(a)만큼 눌려져, 앞쪽스탠드(20)를 중심으로 레벨러빔(12)의 뒤쪽이 아래로 내려가면서 탄화실 내부로 진입하는 레벨러빔(12)의 앞쪽 선단은 위로 들어올려지게 된다. 따라서 탄화실 내부로 진입하는 레벨러빔(12)의 처짐이 보상되고 수평을 유지할 수 있게 된다.

여기서 상기 구동실린더(23,34)의 신축량에 따라 레벨러빔(12)의 높이를 조절할 수 있으며, 이러한 조정을 통해 레벨러빔(12)의 각도를 탄 장입량에 맞춰 알맞게 조절할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.

10 : 평탄화장치 12 : 레벨러빔
20 : 앞쪽스탠드 21,31 : 지지프레임
22,33 : 가이드롤러 23,34 : 구동실린더
24 : 슬릿 25 : 연결부재
26 : 탄성부재 27 : 접촉판
30 : 스탠드

Claims (4)

1. 코크스 오븐의 탄화실 내부로 장입되어 탄을 평탄화하기 위한 레벨러빔과, 코크스 오븐의 압출기 상에 레벨러빔을 따라 설치되어 상기 레벨러빔을 가이드하는 복수개의 스탠드, 상기 레벨러빔에 연결되어 레벨러빔을 전후진 이동시키기 위한 구동부를 포함하며,
   상기 스탠드 중 상기 코크스 오븐쪽에 가장 근접한 위치에 설치된 앞쪽스탠드의 뒤쪽에 배치된 적어도 하나의 스탠드는 지지프레임과, 상기 지지프레임에 승하강가능하게 설치되는 이동블럭, 상기 이동블럭에 상하로 간격을 두고 회전가능하게 설치되어 상기 레벨러빔의 상단과 하단에 접하는 가이드롤러, 상기 지지프레임에 설치되고 상기 이동블럭에 연결되어 이동블럭을 하강시켜 앞쪽스탠드를 중심으로 레벨러빔 앞쪽 선단을 들어올리기 위한 구동실린더를 포함하는 코크스 오븐 설비의 탄 평탄화 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 앞쪽스탠드는 지지프레임과, 상기 지지프레임에 상하로 이동가능하게 설치되는 가이드롤러, 상기 지지프레임에 설치되어 상기 가이드롤러를 승하강시키는 구동실린더를 포함하는 코크스 오븐 설비의 탄 평탄화 장치.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 앞쪽스탠드는 두 개의 가이드롤러가 간격을 두고 배치되며, 상기 지지프레임에는 수직방향으로 두 개의 슬릿이 형성되어 상기 각 가이드롤러가 결합되고, 상기 두 가이드롤러의 회전축을 연결하는 연결부재에 상기 구동실린더의 피스톤로드가 연결된 구조의 코크스 오븐 설비의 탄 평탄화 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 앞쪽스탠드는 상단에 설치되어 레벨러빔 상단과의 충격을 완충하기 위한 탄성부재와 탄성부재에 설치되는 접촉판을 더 포함하는 코크스 오븐 설비의 탄 평탄화 장치.

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