KR101329795B1 - 다방향 송풍형 풍구 - Google Patents

Abstract

다방향 송풍형 풍구가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 송풍형 풍구는 풍구의 중공부를 관통하는 바람이 통과하며, 고로의 내측으로 돌출되는 풍구전방에 형성되고, 풍구의 내주면으로부터 풍구의 외주면까지 관통 형성되는 개구부를 포함한다.

Description

다방향 송풍형 풍구{Tuyere nozzle for blowing air multidirectionally}

본 발명은 다방향 송풍형 풍구에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 용선에 의한 풍구 용손을 줄일 수 있는 다방향 송풍형 풍구에 관한 것이다.

일반적으로 고로조업에 있어서 풍구의 역할은 열풍을 고로의 하부로부터 노내로 취입하는데 있으며, 그 재질로는 구리 재질의 주물품등이 사용되고 있다.

상기 풍구는 일부가 고로 내부에 돌출하여 위치하고 있기 때문에, 낙하하는 용선이나 슬래그 등 용융물의 충격에 의해 돌발적으로 파손되거나, 가스 등에 의해 지속적으로 마모되어 파손되는 경우가 있는데, 이러한 경우에는 고로조업이 중단되는 상황이 초래된다. 그러므로, 고로조업을 안정하게 유지하기 위해서는 주기적으로 풍구를 점검하여 관리하거나, 조업 중에 돌발적으로 발생하는 풍구의 파손을 감지하여 고로 조업이 불안정하게 되는 것을 방지하는 방법이나 장치 또는 관리수단이 필요하게 된다.

상기 사항을 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 도 1은 일반적인 고로조업을 나타내는 개략도이다. 도 2는 일반적인 고로조업시 노 내부의 풍구 주변 상황을 나타내는 개략도이다.

도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 고로공정은 연속적으로 용선(쇳물)을 생산하는 공정으로서, 선회슈트(5)를 이용하여 고로(10)의 상부로 철광석과 코크스를 번갈아 가며 투입하고, 상기 고로(10)의 하부로는 약 1100~1200℃의 공기인 열풍을 불어 넣으며, 풍구(2) 하부에 형성된 용선 배출구(6)를 통해 용선을 배출하는 공정이다.

상기 고로공정에서 투입된 철광석과 코크스는 상기 고로(10)의 하부로 강하하게 되며, 상기 풍구(2)를 통해 불어 넣는 열풍은 상기 고로의 상부로 상승함에 따라 상호 교차하면서 연화융착대(1)를 형성하여 철광석을 녹이고 코크스를 태우는 반응을 연속적으로 유지함으로써 용선이 생산된다.

상기 연화융착대(1)의 하부로는 철광석이 녹은 용선과 슬라그(용융물), 그리고 코크스가 계속하여 내려오게 되며, 상기 풍구(2)를 통해서는 고온 및 고압의 열풍이 계속 공급됨에 따라 연소대를 형성하게 된다.

상기와 같이 상기 고내의 상부로부터 용융물(12)과 코크스(11)가 강하되므로, 상기 강하되는 용융물과 코크스의 충격에 의하여 풍구(2)가 파손되거나 또는 고온 고압의 열풍으로 인하여 상기 풍구는 항상 마모되어 파손되는 위험을 안고 있다.

상기한 이유로 풍구(2)의 재질은 일반적으로 열전도도가 우수한 구리를 채용하여 1500~2300℃ 이상의 고온 분위기에서도 내구성을 갖도록 하며, 또한 그 내부에는 냉각수가 흐르는 통로를 설치하여 풍구를 보호하고 있다.

그러나, 도 2에 나타낸 바와 같이, 고로의 상부로부터 하부로 연속적으로 강하하는 용융물(12)과 코크스(11)등에 의하여 풍구(2)의 상부가 부분적으로 용융되는 현상이 자주 발생되는 문제점이 있다.

바로 이와 같이 풍구 상부에서 용융되어 떨어지는 용선에 의한 풍구 용손 현상이 가장 많이 발생한다. 풍구 상부 연화융착대에서 고체에서 액체로 용융된 용선이 풍구 상부로 떨어지면서 계속 같은 부위를 맞으면서 고로 하부로 떨어지기 때문에 이와 같은 현상이 발생한다.

도 3은 낙하하는 용선에 의하여 파손된 풍구를 보여주고 있다. 도 4는 종래의 풍구의 개략도이다. 도 4에 도시된 바와 같이 종래의 풍구는 단 한 개의 송풍 구멍으로 이루어져 있다. 그런데 풍구 상부로 용선이 같은 지점으로 낙하한다. 따라서, 상기와 같은 문제점들이 발생한다.

고로에서는 24시간 조업을 연속적으로 진행하기 때문에 작은 설비 문제에도 생산량이 감소되는 경우가 발생할 수 있다. 그 중에서 풍구는 조업 중에 여러 차례 용손(파손)을 경험한 적이 있으며, 현재의 조업에서도 역시 풍구 용손이 빈번하게 발생하고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 현재의 풍구 냉각기술 증대, 코팅기술 등을 사용하고 있다.

일 예로, 이를 방지하기 위해 풍구 상부는 하드 페이싱(Hard facing)이라는 일종의 코팅이 되어 낙하하는 용선에 의한 파손을 최소화하고 있다. 하지만 이와 같은 코팅에도 불구하고 지속적으로 낙하하는 용선은 풍구를 파손시킬 수 있다.

본 발명의 실시예들은 풍구에 개구부를 형성하여 풍구 용손을 방지할 수 있는 다방향 송풍형 풍구를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 풍구의 중공부를 관통하는 바람이 통과하며, 고로의 내측으로 돌출되는 풍구전방에 형성되고, 상기 풍구의 내주면으로부터 상기 풍구의 외주면까지 관통 형성되는 개구부를 포함하는 다방향 송풍형 풍구가 제공될 수 있다.

이때, 상기 개구부는 용선이 떨어지는 상기 풍구상부에만 형성될 수 있다.

한편, 상기 개구부는 상기 풍구하부 및 상기 풍구하부와 마주보며 용선이 떨어지는 풍구상부에 형성될 수 있다.

한편, 상기 개구부는 복수 개 형성될 수 있다.

이때, 상기 풍구의 가장 전방에 형성된 상기 개구부의 직경이 나머지 상기 개구부의 직경과 다를 수 있다.

한편, 상기 풍구의 가장 전방에 형성된 상기 개구부의 직경이 나머지 상기 개구부 직경보다 클 수 있다.

한편, 상기 풍구의 원주방향으로는 상기 풍구전방의 가운데를 중심으로 -30도 내지 +30도 사이에 상기 개구부가 형성될 수 있다.

한편, 상기 풍구의 길이방향으로는 상기 고로 내부로 돌출되는 모든 범위에 상기 개구부가 형성될 수 있다.

이때, 상기 개구부는 수평선으로부터의 각도가 30도 내지 85도 사이에 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다방향 송풍형 풍구는 용선에 의한 풍구 용손 발생을 줄일 수 있다.

이에 따라서, 풍구 용손에 따른 고로 임시휴풍 저하로 생산량 증가 및 조업 안정성을 증대할 수 있고, 환원제비를 저감할 수 있다.

도 1은 일반적인 고로조업을 나타내는 개략도이다.
도 2는 일반적인 고로조업시 노 내부의 풍구 주변 상황을 나타내는 개략도이다.
도 3은 낙하하는 용선에 의하여 파손된 풍구를 보여주고 있다.
도 4는 종래의 풍구의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다방향 송풍형 풍구의 개략도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다방향 송풍형 풍구의 개략도이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다방향 송풍형 풍구의 개략도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다방향 송풍형 풍구의 개략도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다방향 송풍형 풍구(100)는 풍구후방으로부터 풍구전방으로 바람이 관통하는 원통형의 중공부(110) 및 고로의 내측으로 돌출되는 풍구의 전방에 형성되며, 중공부(110)를 관통하는 바람이 통과할 수 있는 개구부(120)를 포함할 수 있다.

풍구의 개구부(120)는 풍구의 내주면으로부터 풍구의 외주면까지 관통 형성될 수 있다.

개구부(120)는 용선이 떨어지는 풍구상부에 형성될 수 있다. 개구부(120)는 풍구의 원주방향으로는 풍구전방의 가운데를 중심으로 -30도 내지 +30도 사이에 개구부가 형성될 수 있다. 또한, 개구부(120)는 풍구의 길이방향으로는 고로 내부로 돌출되는 모든 범위에 개구부(120)가 형성될 수 있다.

풍구의 원주방향으로는 풍구전방의 가운데를 중심으로 -30도 내지 +30도 사이(풍구전방의 가운데를 중심으로 반시계 방향이 +임) 및 풍구의 길이방향으로는 고로 내부로 돌출되는 모든 범위에 걸쳐 개구부(120)를 형성함으로써 연속적으로 낙하하는 용선을 중공부를 관통하여 개구부를 통과하는 바람에 의해서 풍구상부로 떨어지지 않고 고로 하부로 흘러 내려가게 할 수 있다.

또한, 개구부(120)는 수평선으로부터의 각도가 30도 내지 85도 사이에 형성될 수 있다. 개구부(120)가 수평선과 85도 이상의 사잇각이 생기면 연속적으로 낙하하는 용선에 작용하는 힘은 커지나 낙하하는 용선의 방향을 많이 변경하지 못하여 풍구상부로 용선이 낙하할 수 있으며, 개구부(120)가 수평선과 30도 이하의 사잇각이 생기면 연속적으로 낙하하는 용선에 작용하는 힘이 작아지게 되어, 이경우에도 낙하하는 용선의 방향을 많이 변경하지 못하여 풍구상부로 용선이 낙하할 수 있다.

개구부(120)는 도 5에 도시된 바와 같이 복수 개 형성될 수 있다. 복수 개를 형성함으로써 보다 넓은 범위에서 많은 양의 바람이 흘러나와 보다 큰 힘으로 풍구상부로 낙하하는 용선의 방향을 바꾸어 풍구 용손을 방지할 수 있다.

이와 같이, 종래에는 열풍로에서 만들어진 열풍이 고로에 들어가는데 단지 하나의 중공부가 존재하였지만, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다방향 송풍형 풍구는 이를 개선하여 중공부의 통로에 풍구상부에 용선이 떨어지는 방향으로 복수 개의 바람이 통하는 개구부를 형성하여, 연화융착대 하부에서 낙하하는 용선이 풍구상부로 떨어지다가 풍구상부 개구부를 통해서 나오는 바람에 의해 풍구상부에 직접 닿지 않고 고로 하부로 이동하게 하여, 용선 낙하에 의한 풍구 용손의 발생을 억제하는 효과가 있다.

다음으로, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다방향 송풍형 풍구에 대하여 설명한다.

본 발명의 제 1 실시예에 따른 다방향 송풍형 풍구와 차이점을 위주로 설명한다.

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다방향 송풍형 풍구의 개략도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 개구부(120)가 용선이 떨어지는 풍구상부에만 형성된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다방향 송풍형 풍구와 달리, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다방향 송풍형 풍구(100)는 개구부(120)가 풍구하부 및 풍구하부와 마주보며 용선이 떨어지는 풍구상부에 형성될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 풍구의 길이방향으로 풍구후방에서 풍구전방으로 갈수록 중공부의 직경이 작아짐으로써 풍구전방에서 바람이 관통하는 통로가 작아지게 되어 풍구전방에서 와류가 생성될 수 있는데, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다방향 송풍형 풍구(100)에 개구부(120)를 풍구상부와 풍구하부에 형성하여 풍구를 관통하는 바람의 양을 보다 많아지게 하여 풍구전방에서 발생될 수 있는 와류를 억제하여 개구부를 관통하는 바람의 속도 및 방향을 보다 균일하게 할 수 있다.

이와 같이 바람의 방향을 일정하게 하여 낙하하는 용선과 마주하는 각도를 일정하게 유지하게 할 수 있어 보다 효율적으로 용선 낙하에 의한 풍구 용손의 발생을 방지할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다방향 송풍형 풍구에 대하여 설명한다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 다방향 송풍형 풍구와 차이점을 위주로 설명한다.

도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다방향 송풍형 풍구의 개략도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다방향 송풍형 풍구(100)는 풍구의 가장 전방에 형성된 개구부(120)의 직경이 나머지 개구부(120)의 직경과 다르게 형성될 수 있다. 이때, 풍구의 가장 전방에 형성된 개구부(120)의 직경을 가장 크게 형성할 수 있다.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 다방향 송풍형 풍구(100)와 같이 풍구의 가장 전방에 형성된 개구부(120)의 직경을 크게 형성함으로써, 고로 내부로 가장 돌출되어 낙하하는 용선이 많아 풍구 용선이 발생할 확률이 높은 풍구전방에 보다 많은 바람이 관통하게 하여 연화융착대 하부에서 낙하하는 용선에 보다 많은 힘이 작용하여, 용선 낙하에 의한 풍구 용손의 발생을 억제하는 효과가 있다.

이상으로 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것이다.

2, 100 : 풍구 110 : 중공부
120 : 개구부

Claims (9)

1. 고로의 풍구에 있어서,
   상기 풍구의 중공부를 관통하는 바람이 통과하며, 상기 고로의 내측으로 돌출되는 풍구전방에 형성되고, 상기 풍구의 내주면으로부터 상기 풍구의 외주면까지 관통 형성되는 개구부를 포함하고,
   상기 개구부는 복수 개 형성되고,
   상기 풍구의 가장 전방에 형성된 상기 개구부의 직경이 나머지 상기 개구부의 직경과 다른 것을 특징으로 하는 다방향 송풍형 풍구.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 개구부는 용선이 떨어지는 상기 풍구상부에만 형성된 것을 특징으로 하는 다방향 송풍형 풍구.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 개구부는 상기 풍구하부 및 상기 풍구하부와 마주보며 용선이 떨어지는 풍구상부에 형성된 것을 특징으로 하는 다방향 송풍형 풍구.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 풍구의 가장 전방에 형성된 상기 개구부의 직경이 나머지 상기 개구부 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 다방향 송풍형 풍구.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 풍구의 원주방향으로는 상기 풍구전방의 가운데를 중심으로 -30도 내지 +30도 사이에 상기 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 다방향 송풍형 풍구.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 풍구의 길이방향으로는 상기 고로 내부로 돌출되는 모든 범위에 상기 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는 다방향 송풍형 풍구.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 개구부는 수평선으로부터의 각도가 30도 내지 85도 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 다방향 송풍형 풍구.

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