KR101289144B1

KR101289144B1 - 코크스 오븐 도어장치

Info

Publication number: KR101289144B1
Application number: KR1020120050749A
Authority: KR
Inventors: 김평훈; 백부순; 강준구
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2012-05-14
Filing date: 2012-05-14
Publication date: 2013-08-07

Abstract

본 발명은 코크스 오븐의 탄화실 출입구에 설치되고, 결합홈이 구비된 홀딩블럭을 포함하는 도어프레임과 코크스 오븐의 탄화실을 밀폐토록, 상기 도어프레임에 장착되며 도어걸이바를 포함하는 도어몸체와 상기 도어걸이바에 의해 상기 도어몸체와 도어프레임 결합시 상기 도어몸체가 상기 도어프레임상에 지지되도록 상기 홀딩블럭에 안착되는 안착부재 및 상기 홀딩블럭의 결합홈에 교체 가능토록 장착되며, 상기 안착부재를 지지하는 지지플레이트를 포함하는 코크스 오븐 도어장치에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 접촉부에서의 마모발생을 감소시키고 마모시에는 용이교체토록 구성하여 도어가 정확한 위치에서 탄화실에 장착되고 도어의 하중을 원활히 지지할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

Description

코크스 오븐 도어장치{Apparatus for coke oven door}

본 발명은 코크스 오븐 도어장치에 관한 것으로, 구체적으로 도어의 장탈착 및 하중 지지가 개선된 코크스 오븐 도어장치에 관한 것이다.

일반적으로 도 1에 도시된 바와 같이,다수개의 탄화실(2)을 구비하는 코크스 오븐(10, coke oven)은 상기 탄화실(2)에 장입차(3)를 이용하여 석탄을 장입한 후, 약 1240℃ 이상의 온도로 약 19시간 동안 외부 공기를 차단시키고 가열함으로써, 석탄에 함유된 휘발성분이 제거된 회백색의 코크스를 생산하는 데에 사용되는 설비이다.

이와 같은 코크스 오븐(1)을 이용하는 상기와 같은 작업을 '건류작업'이라고도 하는데, 건류작업이 끝난 석탄은 압출기와 트랜스퍼카(4)에 구비된 도어 착탈장치(5)를 통하여 탄화실(2)의 도어를 오픈시킨 상태에서, 압출기의 램에 의해 탄화실에서 배출되어 트랜스퍼카(4)의 코크스 가이드를 통해 소화차에 적재된후, 소화탑으로 이송되어 소화된다.

상기와 같이 탄화실(2)로부터 코크스의 배출이 완료되면, 압출기와 트랜스퍼카(40)의 도어 착탈장치(5)는 다시 탄화실(2)을 도어로 폐쇄시키고, 탄화실(2)내에 석탄을 재장입하게 된다.

여기서, 탄화실(2)에 도어(10)를 장착할 때 도 2에 도시된 바와 같이 도어 착탈장치(5)를 이용하여 도어(10)에 상,하단에 한 쌍으로 제공된 도어걸이바(15)를 조작하게 한다. 그리고 도어걸이바(15)를 조작하여 탄화실(2)에 도어(10)를 장착하면 도어(10)에 제공된 홀딩바(17, holding bar)가 탄화실(2) 주변부의 도어프레임(11)에 설치된 홀딩블럭(13, holding block) 상단에 안착되며 도어(10)의 하중을 지지하게 된다.

또한, 홀딩바(17)는 탄화실(2)에 결합되는 도어(10)의 위치를 잡아주며, 탄화실(2)에 도어(10)가 정확히 결합되도록 하여 불일치로 인한 코크스 오븐 가스의 누출을 방지하는 기능도 수행하게 된다.

그런데, 도어(10)를 탄화실(2)에 복수회에 걸쳐 장탈착하는 동안 리프팅(lifting) 불량으로 인해 홀딩바(17)와 홀딩블럭(13)은 마찰이 발생되고, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이 홀딩블럭(13)의 상단은 마모(A)가 진행되게 된다. 장시간 진행된 마모는 홀딩바(17)가 홀딩블럭(13) 상단에 정확히 안착될 수 없게 만들고, 이는 도어(10)가 정확히 탄화실(2) 주변부의 도어 프레임(11)에 장착될 수 없도록 한다.

이로 인해 코크스 오븐 가스의 누출이 발생되며, 탄화실(20)에 석탄을 장입하여 탄화작업시 조업에 방해를 초래하고 때때로는 대형 설비사고 및 안전재해를 발생시키기도 한다.

이와 관련된 종래 기술로는 특허공개번호 제 10-2007-0059631 호가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해소하기 위해서 제안된 것으로서, 접촉부에서의 마모발생을 감소시키고 마모시에는 용이교체토록 구성하여 도어가 정확한 위치에서 탄화실에 장착되고 도어의 하중을 지지할 수 있는 장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 일 실시예는 다음과 같은 코크스 오븐 도어장치를 제공한다.

본 발명의 일 실시예에서는 코크스 오븐의 탄화실 출입구에 설치되고, 결합홈이 구비된 홀딩블럭을 포함하는 도어프레임과 코크스 오븐의 탄화실을 밀폐토록, 상기 도어프레임에 장착되며 도어걸이바를 포함하는 도어몸체와 상기 도어걸이바에 의해 상기 도어몸체와 도어프레임 결합시 상기 도어몸체가 상기 도어프레임상에 지지되도록 상기 홀딩블럭에 안착되는 안착부재 및 상기 홀딩블럭의 결합홈에 교체 가능토록 장착되며, 상기 안착부재를 지지하는 지지플레이트를 포함하여 구성될 수 있다.

일 실시예에서는 상기 안착부재는 원형 빔으로 제공될 수 있다.

일 실시예에서는 상기 원형 빔은 상기 지지플레이트의 상단을 구르며 안착되는 구름롤러로 제공될 수 있다.

일 실시예에서는 상기 지지플레이트는 상기 안착부재가 슬라이딩하며 안착되도록, 상기 안착부재가 투입되는 측이 라운딩 또는 테이퍼지도록 제공될 수 있다.

일 실시예에서는 상기 지지플레이트는 상기 안착부재가 투입되는 측이 반대측보다 더 두껍게 제공될 수 있다.

본 발명의 코크스 오븐 도어장치의 일 실시예는 종래의 사각빔 대신 구름롤러를 구비하여 도어의 장탈착시 홀딩블럭과의 사이에서 발생되는 마찰, 마모를 감소토록 하는 효과가 있다.

또한, 홀딩블럭에 지지플레이트를 장착하여 장시간의 사용으로 인해 마모가 진행되더라도 지지플레이트만을 간편히 교체토록 하여 홀딩블럭 전체를 교체하는 비용를 절감하며 용이 보수할 수 있는 효과가 있다.

그리고, 지지플레이트의 끝단을 라운딩 또는 테이퍼지도록 구성하여 리프팅이 불량시에도 구름롤러가 라운딩 또는 테이퍼진 부분을 구르면서 오르도록 하여 용이하게 안착되는 효과를 기대할 수 있다.

더하여 지지플레이트에서 구름롤러가 투입되는 측을 반대측보다 더 두껍게 구성하여 마모가 진행되더라도 교체수명을 더 연장하는 효과가 있다.

도 1은 코크스 오븐의 전체 구성도.
도 2는 코크스 오븐 도어의 정면도.
도 3a는 마모전 홀딩바와 홀딩블럭의 상태도.
도 3b는 마모후 홀딩바와 홀딩블럭의 상태도.
도 4는 실제 마모된 홀딩바와 홀딩블럭의 상세도.
도 5는 본 발명인 코크스 오븐 도어 장치의 일 실시예의 일부단면도.
도 6는 본 발명인 코크스 오븐 도어 장치의 다른 실시예의 일부단면도.
도 7는 본 발명인 코크스 오븐 도어 장치의 다른 실시예의 일부단면도.
도 8a은 실제 제작된 도 7에 도시된 실시예의 일부측면도.
도 8b는 실제 제작된 도 7에 도시된 실시예의 일부정면도.

상기와 같은 본 발명의 특징들에 대한 이해를 돕기 위하여, 이하 본 발명의 실시예와 관련된 코크스 오븐 도어장치에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 하겠다.

이하 설명되는 실시예의 이해를 돕기 위하여 첨부된 도면에 기재된 부호에 있어서, 각 실시예에서 동일한 작용을 하게 되는 구성요소 중 관련된 구성요소는 동일 또는 연장 선상의 숫자로 표기하였다.

본 발명과 관련된 실시예들은 기본적으로, 접촉부에서의 마모발생을 감소시키고 마모시에는 용이교체토록 구성하여 도어가 정확한 위치에서 탄화실에 장착되고 도어의 하중을 원활히 지지토록 하는 것을 기초로 한다.

이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대하여 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명인 코크스 오븐 도어 장치의 일 실시예의 일부단면도이며, 도 6는 본 발명인 코크스 오븐 도어 장치의 다른 실시예의 일부단면도이고, 도 7는 본 발명인 코크스 오븐 도어 장치의 다른 실시예의 일부단면도이다.

먼저 도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예는 코크스 오븐의 탄화실 출입구에 설치되고, 결합홈(23a)이 구비된 홀딩블럭(23)을 포함하는 도어프레임(20)과 코크스 오븐의 탄화실을 밀폐토록, 상기 도어프레임(20)에 장착되며 도어걸이바(31)를 포함하는 도어몸체(30)와 상기 도어걸이바(31)에 의해 상기 도어몸체(30)와 도어프레임(20) 결합시 상기 도어몸체(30)가 상기 도어프레임(20)상에 지지되도록 상기 홀딩블럭(23)에 안착되는 안착부재(33) 및 상기 홀딩블럭(23)의 결합홈(23a)에 교체 가능토록 장착되며, 상기 안착부재(33)를 지지하는 지지플레이트(40)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 코크스 오븐은 하나 이상의 탄화실을 구비할 수 있으며, 상기 탄화실의 상단에 구비된 장입차를 통해 석탄을 장입하고 약 1240℃ 이상의 온도로 약 19시간 동안 외부 공기를 차단시킨 상태에서 가열함으로써, 석탄에 함유된 휘발성분을 제거한 회백색의 코크스를 생산하는 설비일 수 있다.

상기 도어프레임(20)은 상기 코크스 오븐의 탄화실의 주변부에 장착될 수 있으며, 건류작업이 진행되는 동안 탄화실을 밀폐토록 도어가 결합되는 부분이다.

그리고 도어는 건류작업을 마친 코크스를 압출기의 램에 의해 탄화실에서 배출하고 트랜스퍼카를 이용하여 소화차에 적재하기 위해 도어 장탈장치에 의해 탈착되거나 다시 석탄을 탄화실에 장입하고 건류시키기 위해 장착되도록 제공될 수 있다.

상기 도어프레임(20)은 상기 도어에 포함된 상기 도어걸이바(31)가 걸리거나 분리됨으로써 상기 도어가 상기 도어프레임(20)에 장탈착될 수 있도록 도어걸이 후크(21)를 포함할 수 있다.

상기 도어걸이 후크(21)는 상기 도어프레임(20)의 양측에 한 쌍으로 상,하단에 제공될 수 있으며, 일측의 도어걸이 후크(21)는 상단에 걸이홈이 형성되고, 타측의 도어걸이 후크(21)는 하단에 걸이홈이 형성되도록 구성될 수 있다.

상기 도어걸이 후크(21)에 걸어지는 도어걸이바(31)는 상기 도어의 상,하단에 한 쌍으로 제공될 수 있으며, 상기 도어의 중심부에 회동축(31a)을 기준으로 하여 일정범위를 회동하며 상기 도어걸이 후크(21)에 걸어지거나 분리되도록 구성될 수 있다. 이때 상,하단에 제공된 상기 도어걸이바(31)는 서로 연결바(31c)에 의해 연결되어 동일한 일정 범위를 회동토록 구성될 수 있다.

여기서 상기 도어프레임(20)은 상기 홀딩블럭(23)을 구비할 수 있는데, 상기 홀딩블럭(23)은 상기 도어에 구비된 상기 안착부재(33)가 안착되는 부분이다. 상기 홀딩블럭(23)은 상기 도어가 리프팅(lifting)되어 상기 도어걸이바(31)가 상기 도어프레임(20)의 도어걸이 후크(21)에 걸어져 상기 도어와 도어프레임(20)이 결합될 때 상기 도어가 상기 도어프레임(20)에 결합되는 결합위치를 정확히 잡아주는 역할을 하게 된다.

또한 상기 홀딩블럭(23)은 상기 도어가 상기 도어프레임(20)과 결합 후에도 상기 도어가 자체 하중으로 인해 처지는 현상을 방지토록 상기 도어의 하중을 지지하는 역할도 하게 된다.

종래에서는 홀딩블럭에 홀딩바가 그대로 안착되었고, 만약 리프팅 불량으로 도어와 도어 프레임의 결합 위치가 정확하지 않을 때 홀딩바와 홀딩블럭간의 마찰로 인해 지속적인 마모 현상이 발생되었다.

그로 인해 도 4에 도시된 바와 같이, 홀딩블럭은 상당한 마모가 진행되어 결국에는 도어와 도어 프레임의 결합 위치를 제대로 잡아주지 못하게 되고, 또한 도어의 하중을 제대로 지지하지 못하는 결과를 초래하였다. 이는 궁극적으로 코크스 오븐 가스의 누출, 석탄의 건류작업 방해 등의 조업 안정성을 해치게 된다.

그리고 이로 인해 마모된 홀딩블럭 또는 경우에 따라서는 도어프레임 전체의 교체 또는 보수가 요구되어 상당한 비용 증가를 유발하였다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예는 도 5에 도시된 바와 같이 상기 홀딩블럭(23)의 상단에 상기 지지플레이트(40)를 장착한다. 우선 상기 홀딩블럭(23)에서 상기 도어가 투입되는 방향측에 결합홈(23a)을 가공한다. 상기 결합홈(23a)은 상기 지지플레이트(40)의 결합위치를 잡아주는 역할을 하며, 또한 상기 도어가 투입되며 상기 지지플레이트(40)와의 접촉시 인가되는 부하에 의한 밀림현상을 방지하는 역할도 한다.

여기서 상기 결합홈(23a)에 장착될 수 있도록 상기 지지플레이트의 하단은 신장부(40a)가 포함될 수 있다. 상기 신장부(40a)가 상기 결합홈(23a)에 끼워짐에 의해 상기 밀림 현상은 보다 억제되게 된다.

그리고 상기 지지플레이트(40)는 상기 홀딩블럭(23)에 볼트 등의 체결구(40b)에 의해 교체 용이토록 장착될 수 있으며, 이때 상기 결합홈(23a)에 끼워진 상기 신장부(40a)에 의해 상기 체결구(40b)에 인가되는 부하도 완충하는 기능도 수행할 수 있다.

여기서 상기 안착부재(33)와 지지플레이트(40)는 복수회의 상기 도어 장탈착에 의해 지속적으로 마찰, 마모 등이 발생될 것이다. 이때 작업자는 상기 지지플레이트(40)의 상단 마모 정도를 검사하고 교체의 필요성을 느끼면, 간단히 상기 체결구(40b)를 분리하여 상기 지지플레이트(40)를 탈착하고 새로운 지지플레이트(40)로 교체할 수 있다. 이는 종래 홀딩블럭 또는 경우에 따라서는 도어 프레임 전체를 교체 또는 보수하는 것에 비해 유지,보수비용이 크게 절감시키는 효과를 기대할 수 있다.

다음으로 본 발명의 일 실시예에서는 상기 안착부재(33)가 원형 빔 형태로 제공될 수 있다. 종래 사각빔 형상으로 제공된 홀딩바는 각진 모서리로 인해 홀딩블럭과의 마모율을 증가시키는 한 요인으로 작용하였다. 이는 홀딩블럭의 수명을 더 빨리 단축시키는 결과를 초래한다.

따라서 상기 안착부재(33)가 원형 빔 형태로 제공되는 경우에 각진 모서리가 존재하지 않으며, 상기 지지플레이트(40)의 상단을 부드럽게 타고 상단에 안착될 수 있어 종래 기술에 비해 상기 홀딩블럭(23)의 마모율이 감소되는 효과가 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에서는 상기 안착부재(33)는 구름롤러로 제공될 수 있다. 이 경우 상기 안착부재(33)가 상기 지지플레이트(40)의 상단을 구르며 이동할 수 있으므로 상기 지지플레이트(40)의 마모율은 보다 더 감소하는 효과를 기대할 수 있다.

다음으로 본 발명의 일 실시예에서의 상기 지지플레이트(40)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 안착부재(33)가 슬라이딩하며 안착되도록, 상기 안착부재(33)가 투입되는 측이 라운딩 또는 테이퍼지어 제공될 수 있다.

먼저 도 6를 참고하면, 상기 지지플레이트(40)의 일측이 라운딩 처리되어 있는 것을 볼 수 있다. 상기 도어를 상기 도어프레임(20)에 장탈착시 상기 안착부재(33)와 상기 지지플레이트(40)간에 마찰, 마모 등이 가장 많이 발생되는 부분은 상기 지지플레이트(40)에서 상기 안착부재(33)가 투입되는 측의 접촉 단부이다.

상기 지지플레이트(40)의 단부를 일정한 곡률(R1)로 라운딩 처리를 할 경우에 상기 안착부재(33)는 보다 수월하게 상기 지지플레이트(40)의 상단을 타고 안착될 수 있으며, 특히 상기 안착부재(33)가 원형 빔이나 구름 롤러로 제공되는 경우에 마찰, 마모 등의 방지효과도 더 향상되게 된다.

물론 장시간의 마모에 의해 상기 지지플레이트(40)의 단부에 자연적으로 라운딩이 생성될 수도 있으나, 이 경우 라운딩이 불규칙할 것이므로 초기에 마모율을 고려하여 사전 일정한 곡률로 라운딩 처리를 한다면 상기 안착부재(33)의 수월한 안착 및 불류칙한 마모 현상도 억제할 수 있게 된다.

다음 도 7를 참고하면, 상기 지지플레이트(40)의 일측이 테어피지게 구현되어 있는 것을 볼 수 있다. 이 경우에도 상기 지지플레이트(40)의 단부가 90도로 각진 모서리 형태보다는 조금 더 수월하게 상기 안착부재(33)가 상기 지지플레이트(40)의 상단에 안착될 수 있다.

특히 상기 안착부재(33)가 원형 빔이나 구름 롤러로 제공되는 경우에는 상기 지지플레이트(40)와의 접촉 단부에서의 마찰, 마모 발생율은 보다 감소할 것이며, 상기 안착부재(33)가 상기 지지플레이트(40)의 단부를 타고 이동할 수 있어 안착도 보다 수월하게 될 것이다.

여기서, 상기 지지플레이트(40) 단부의 테이퍼진 각도(D1)는 상기 안착부재(33)가 용이하게 타고 올라갈 수 있을 정도의 각도를 유지해야 한다. 이는 상기 안착부재(33)의 형태, 작업환경 등에 따라 결정될 것이나, 상기 홀딩블럭(23)의 수직선을 기준으로 45도에서 90도 사이로 결정될 수 있다. 상기 테이퍼진 각도(D1)가 45도 이하인 경우 상기 안착부재(33)는 보다 용이하게 상기 지지플레이트(40)의 상단에 안착될 수 있다.

물론, 여기서 상기 지지플레이트(40)의 단부에서 테이퍼진 각도가 시작되는 위치는 상기 도어의 리프팅 불량으로 상기 안착부재(33)가 처지는 위치와 동일선상에서 형성되는 것이 바람직할 것이다. 이는 상기 도어의 리프팅 불량이 발생하더라도 상기 테어퍼진 부분을 타고 상기 지지플레이트(40)의 상단으로 원활히 안착되도록 하기 위함이다.

그리고 도시하지는 않았으나, 상기 지지플레이트(40)의 다른 실시예로는 상기 안착부재(33)이 투입되는 측이 반대측보다 더 두껍게 제공될 수 있다. 이는 상기 안착부재(33)가 투입되는 측이 잦은 마찰로 인해 마모가 빠르게 진행되더라도 상대적으로 반대측보다 두껍게 제공됨으로써 교체주기를 연장시킬 수 있다. 이는 비용절감의 효과를 가진다.

즉 상기 안착부재(33)가 안착되는 상기 지지플레이트(40)의 상단은 평평하게 유지하되, 상기 홀딩블럭(23)의 결합홈(23a)를 상기 도어몸체(30)를 바로보는 방향으로 하향 경사지게 가공하고, 이에 대응하여 상기 지지플레이트(40)의 하단은 역시 하향 경사지게 가공하여 서로 체결하는 것이다.

이때 상기 체결구(40b)가 한 쌍의 볼트로 제공될 경우 상기 도어프레임(20)측에 가까운 볼트의 수직 위치보다 상기 도어몸체(30)를 바라보는 측에 가까운 볼트의 수직 위치가 낮게 형성될 수 있다. 이 경우 상기 안착부재(33)가 투입되는 측의 마모가 진행되더라도 볼트가 위치가 반대측보다 상대적으로 낮게 위치하므로 상기 지지플레이트(40)의 수명을 더 연장할 수 있다.

본 발명의 일 실시예는 상기와 같은 구성을 통해 상기 안착부재와 홀딩블럭의 접촉부에서의 마모발생을 감소시키고 마모시에는 상기 지지플레이트를 용이교체토록 하여 상기 도어가 정확한 위치에서 탄화실에 장착되고 상기 도어의 하중을 원활히 지지할 수 있도록 하는 것이다.

이상의 사항은 코크스 오븐 도어장치의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.

따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.

20...도어프레임 23...홀딩블럭
30...도어몸체 31...도어걸이바
33...안착부재 40...지지플레이트

Claims

코크스 오븐의 탄화실 출입구에 설치되고, 결합홈(23a)이 구비된 홀딩블럭(23)을 포함하는 도어프레임(20);
코크스 오븐의 탄화실을 밀폐토록, 상기 도어프레임(20)에 장착되며 도어걸이바(31)를 포함하는 도어몸체(30);
상기 도어걸이바(31)에 의해 상기 도어몸체(30)와 도어프레임(20) 결합시 상기 도어몸체(30)가 상기 도어프레임(20)상에 지지되도록 상기 홀딩블럭(23)에 안착되는 안착부재(33); 및
상기 홀딩블럭(23)의 결합홈(23a)에 교체 가능토록 장착되며, 상기 안착부재(33)를 지지하는 지지플레이트(40);
를 포함하는 코크스 오븐 도어장치.
제1항에 있어서,
상기 안착부재(33)는 원형 빔인 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어장치.
제1항에 있어서,
상기 안착부재(33)는 상기 지지플레이트(40)의 상단을 구르며 안착되는 구름롤러인 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 지지플레이트(40)는 상기 안착부재(33)가 슬라이딩하며 안착되도록, 상기 안착부재(33)가 투입되는 측이 라운딩 또는 테이퍼진 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어장치.
제4항에 있어서,
상기 지지플레이트(40)는 상기 안착부재(33)가 투입되는 측이 반대측보다 더 두껍게 제공되는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어장치.