KR101373114B1

KR101373114B1 - 개폐장치

Info

Publication number: KR101373114B1
Application number: KR1020120067921A
Authority: KR
Inventors: 이승원; 이기연
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2012-06-25
Filing date: 2012-06-25
Publication date: 2014-03-11
Also published as: KR20140000762A

Abstract

본 발명은 낙하물을 제거하는 개폐장치에 관한 것으로서, 용기의 장입구를 개폐하는 리드와, 리드의 일측에 연결되고 리드의 상부를 커버하는 낙하물받이, 리드의 타측 상부에 배치되며 낙하물받이를 승강시키는 승강수단 및 승강수단의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여, 낙하물받이를 상승시켜 낙하물받이에 누적되는 낙하물을 자중에 의해 건식소화 설비의 하부로 자연낙하시켜 낙하물을 제거할 수 있고, 자연낙하하는 낙하물은 코크스 건식 소화 설비의 하부에 구비되는 벨트 컨베이어로 이송, 포집되어 재활용될 수 있어 공정 원료의 효율성을 증가시킬 수 있고, 누적된 낙하물을 제거함으로써, 종래의 리드 상승시 낙하물의 편중으로 인한 리드의 상향 불균형 현상이 해소되고, 설비의 오작동 및 손상을 억제할 수 있어 공정 설비의 내구성을 향상시킬 수 있다. 그리고 낙하물의 유입으로 인해 워터실 내부의 워터 범람 현상과 이물질 유입으로 인해 장입구의 완전한 밀폐가 제대로 되지 않는 문제점을 해결하여 환경오염을 방지할 수 있다.

Description

개폐장치 {opening and closing apparatus}

본 발명은 개폐장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 코크스 건식소화설비의 리드에 누적된 낙하물을 용이하게 제거할 수 있는 개폐장치에 관한 것이다.

일반적으로 코크스 건식 소화(Coke Dry Quenching : CDQ) 설비는 코크스 오븐(cokes oven)에서 압출되는 적열 코크스를 건식 방식으로 냉각시키는 설비이다.

도 1은 적열 코크스의 장입설비의 전체 구성을 나타내는 도면이다.

코크스 건식소화 설비는 크게 적열 코크스가 장입되는 장입구(200)가 형성되는 챔버(1)와 코크스 오븐에서 적열 코크스를 수송하여 챔버(1) 내부로 적열 코크스를 장입하는 장입장치(100)가 구비된다. 이때, 장입장치(100)와 챔버(1) 사이에는 장입구(200)를 개폐하는 개폐수단(110)과, 적열 코크스를 챔버(1) 내부로 안내하는 호퍼(120)가 구비된다.

개폐수단(110)과 호퍼(120)는 대차(112, 122)상에 구비되어 챔버(1) 상에 설치된 레일(130)을 따라 이동하도록 구성된다. 이에, 적열 코크스를 챔버(1)에 장입하는 경우에는 호퍼(120)가 장입구(200) 상에 배치되고, 적열 코크스의 장입이 완료되면 개폐수단(110)이 장입구(200) 상에 배치된다. 그리고 장입장치(100)에 의해 이송된 버켓(10)의 게이트가 오픈되어 버켓(10) 내부에 담겨 이송된 적열 코크스가 챔버(1) 내부로 장입된다.

그런데 적열코크스의 장입이 완료되어 개폐수단(110)에 의해 장입구(200)가 폐쇄된 경우, 버켓(10) 내에 잔류하는 적열 코크스가 낙하하는 경우가 종종 발생한다. 또한, 적열 코크스의 장입을 위해 장입구(200)를 밀폐하는 개폐수단(110)을 개방하기 전 적열 코크스의 주입을 위해 게이트가 개방되는 버켓(10)의 오작동으로 인해 개폐수단(110)이 개방되기 전 적열 코크스의 장입이 시작되어, 적열 코크스가 개폐수단(110)의 상부에 낙하되어 누적되는 경우도 있다.

이와 같은 경우, 개폐수단(110)이 상승할 때에, 개폐수단(110) 상에 누적된 적열 코크스의 편중으로 인해 개폐수단(110)의 좌우 불균형 현상이 발생하여 개폐수단(110)을 상하 구동시키는 구동수단(미도시)의 일부분에 부하가 걸리고, 이는 개폐수단(110)을 손상시킨다. 또한, 챔버(1) 내부로 주입되어야 하는 적열 코크스가 리드(310)에 누적됨으로 인한 원료의 손실을 증가시키게 된다.

또한, 낙하되어 누적된 적열 코크스가 장입구(200) 측에 배치되는 워터실(330) 내부로 유입되게 된다. 이에 워터실(330)의 워터가 범람하고 워터실(330) 내부에 이물질이 유입되어 리드(310)가 장입구(200)를 완전하게 밀폐하지 못하므로 코크스 건식소화설비의 챔버(1) 내부의 화염 및 분진 등이 외부로 유출되어 환경오염을 발생시키는 문제점이 있다.

KR

20-0330721

Y1

본 발명은 낙하물을 용이하게 제거할 수 있는 개폐장치를 제공한다.

본 발명은 원료의 효율성을 증가시킬 수 있는 개폐장치를 제공한다.

본 발명은 공정 설비의 내구성을 향상시킬 수 있는 개폐장치를 제공한다.

낙하물을 제거하는 개폐장치에 있어서, 용기의 장입구를 개폐하는 리드와, 상기 리드의 일측에 연결되고 상기 리드 상부를 커버하는 낙하물받이, 상기 리드의 타측 상부에 배치되며, 상기 낙하물받이를 승강시키는 승강수단; 및

상기 승강수단의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함하는 개폐장치

본 발명의 실시 형태에 개폐장치에 의하면, 낙하물을 받아내는 낙하물받이를 리드 상부에 배치하고, 승강수단을 이용하여 낙하물받이에 누적되는 낙하물을 자중에 의해 건식소화 설비의 하부로 자연낙하시켜 리드의 상부에 낙하물이 누적되는 것을 제거할 수 있다. 그리고, 리드의 상부에서 제거되는 낙하물은 코크스 건식 소화 설비의 하부에 구비되는 벨트 컨베이어로 이송, 포집되어 재활용될 수 있어 공정 원료의 효율성을 증가시킬 수 있다.

또한, 누적된 낙하물을 제거함으로써, 종래의 리드 상승시 낙하물의 편중으로 인한 리드의 상향 불균형 현상이 해소되고, 설비의 오작동 및 손상을 억제할 수 있어 공정 설비의 내구성을 향상시킬 수 있다. 그리고 낙하물의 유입으로 인해 워터실 내부의 워터 범람 현상과 이물질 유입으로 인해 장입구의 완전한 밀폐가 제대로 되지 않는 문제점을 해결하여 환경오염을 방지할 수 있다.

도 1은 적열코크스 장입 설비의 전체 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 개폐장치가 장착된 건식소화설비의 일부를 발췌한 단면도.
도 3은 도 2의 A, B를 확대 도시한 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 개폐장치의 사용 상태를 나타내는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

본 발명에 따른 개폐장치는 가열로 등에 원료를 장입하는 장입구에 설치된 리드(lid)를 개방 및 폐쇄하는데 적용되며, 본 실시 예에서는 코크스 건식 소화 설비의 장입구에 설치된 리드를 개방 및 폐쇄하는 개폐장치에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 개폐장치가 장착된 리드 및 건식소화설비의 일부를 발췌한 단면도이고, 도 3은 도 2의 A, B를 확대 도시한 도면이다.

개폐장치(500)는 챔버(1)의 장입구(200)를 밀폐하는 리드(310)와, 리드(310)를 상향시키는 구동장치(350), 리드(310)의 일측에 연결되어 리드(310) 상부를 커버하는 낙하물받이(510), 리드(310)의 타측 상부에 배치되며, 낙하물받이(510)를 승강시키는 승강수단(536) 및 승강수단(536)의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 포함한다.

리드(310)는 장입구(200)를 커버하여 밀폐하는 커버(313)와, 커버(313)의 내측에 구비되어 장입구(200)를 밀폐하는 내화물(314) 및 커버(313)의 상부에 배치되며 구동장치(350)에 연결되는 브라켓(316)을 포함한다.

커버(313)는 코크스 건식소화설비의 챔버(1)의 장입구를 커버하는 뚜껑으로써 사용되고, 커버(313)의 내측에는 내화물(314)이 구비된다.

내화물(314)은 챔버(1) 내의 적열 코크스의 화염에 의해 영향을 받지 않는 재료로 커버(313)의 하측에 배치되어 리드(310)가 장입구(200)를 밀폐할 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 내화물(314)은 적열 코크스와 같은 고온에 견디는 물질로, 적어도 1,000 ℃ 이상 고온에서 연화하지 않고 그 강도를 충분히 유지할 수 있는 재료로 내화벽돌과 같은 재료가 사용될 수 있다.

브라켓(316)은 커버(313)의 상부에 한 쌍이 구비되어 배치되고, 리드(310)를 상향시키는 구동장치(350)가 브라켓(316)의 양측 하부에 연결된다. 이때, 브라켓(316)은 단차가 형성되어 브라켓(316)은 리드(313)의 상부에 장착되고 소정길이 연장형성되는 바 형태로 형성될 수 있다. 브라켓(316)은 커버(313)의 전후방부에 서로 평행하게 구비될 수 있고 브라켓(316)의 양 끝단으로 갈수록 브라켓(316)에 단차가 형성될 수 있다. 그러나 브라켓(316)의 형태는 이에 한정하지 않고 다양하게 변형될 수 있다.

구동장치(350)는 브라켓(316)의 양측 하부에 형성되며, 리드(310)를 상향가능하도록 하는 장치이다.

낙하물받이(510)는 리드(310)의 일측에 연결되어 리드(310) 상부를 커버하며 배치되고, 소정의 두께 및 크기를 갖는 판(plate) 형상으로 제작된다.

이때, 낙하물받이(510)의 두께 및 크기는 한정하지 않으나, 낙하물(C)의 하중을 견딜 수 있을 정도의 두께를 갖는 것이 바람직하고, 크기는 커버(313)를 덮을 수 있는 크기로 형성되는 것이 바람직하다. 낙하물받이(510)는 적열 코크스에 의한 손실 및 외부 환경에 의한 마모 및 부식을 방지하기 위해 STS계열 및 내식성을 갖는 금속 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.

낙하물받이(510)와 리드(310)의 연결부위에는 연결부재(550)가 구비될 수 있다.

연결부재(550)는 낙하물받이(510) 타측의 하부에 배치된다. 즉, 승강수단(536)이 배치되는 낙하물받이(510)의 일측의 하부와 이격되어 있는 위치에 배치된다. 연결부재(550)는 낙하물받이(510)와 리드(310)의 브라켓(316)을 상호 연결하는 수단이다. 이때, 연결부재(550)에는 바(555)가 적어도 하나 이상 구비되어, 낙하물받이(510)의 적어도 일부를 지지하고 바와 낙하물받이(510)가 접촉되는 부분에는 고정수단이 사용되어 링크와 낙하물받이(510)를 고정할 수 있다. 이때, 브라켓(316)에 접촉하는 연결부재(550)는 상기와 같이 바가 추가로 구비되어 브라켓(316)에 연결부재(550)를 배치할 수도 있다.

연결부재(550)는 회전축으로 사용되어 연결부재(550)가 회전할 때, 낙하물받이(510)의 타측이 승강가능하게 한다. 또한, 본 발명에서 연결부재(550)는 브라켓(316)의 단차부에 형성되었으나, 연결부재(550)가 형성되는 위치는 한정하지 않으며, 낙하물받이(510)이 상승하여 낙하물(C)이 낙하물받이(510)을 따라 자유낙하되는 경로에 방해가 되지 않는 위치에 설치되는 것이 바람직하다. 이때, 연결부재(550)로는 힌지, 베어링과 같은 회전축을 갖는 종류가 사용될 수 있다.

승강수단(536)은 낙하물받이(510)의 하부에 배치된다. 승강수단(536)은 감지부(533)와 상호 연결되어, 감지부(533)의 설정 값에 따라 낙하물받이(510)을 승강시키는 동작을 수행한다. 이때, 본 발명에서는 승강수단(536)으로 피스톤·실린더 기구를 사용하는 경우, 피스톤이 실린더 내부로 삽탈하며 왕복운동 함으로써, 낙하물받이(510)이 상승 하강 될 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 승강수단(536)이 상승하는 경우, 낙하물받이(510)는 h만큼의 높이가 상승하게 된다. 이때, 브라켓(316)과 낙하물받이(510) 사이의 각도는 초기 θ에서 θ'로 증가된다.

이와 같이 형성된 승강수단(536)은 낙하물받이(510) 일측의 하부에 배치될 수 있다. 또한, 본 발명에서는 승강수단(536)이 리드(310)의 브라켓(316) 상측면에 장착되는 것으로 나타내고 있으나, 승강수단(536)이 장착되는 곳에 대해서는 한정하지 않는다. 즉 승강수단(536)은 리드(310)의 커버(313) 상측에 장착되어 낙하물받이(510)을 승강시킬 수 있고, 이때, 승강수단(536)은 커버(313)의 중앙부에만 설치될 수도 있다.

제어부(미도시)는 즉, 낙하물(C)이 누적되는 일정 중량 값을 설정해 놓고 설정 값을 초과하는 압력이 제어부에 감지되면, 제어부에서 승강수단(536)으로 신호를 보내 작동하는 원리이다. 본 발명에서는 낙하물(C)이 약 0.2ton 정도 낙하받이판(510)에 누적되는 중량의 값을 설정하여 낙하물(C)이 0.2ton 누적되었을 때 제어부가 승강수단(536)으로 신호를 보내 낙하받이판(510)이 상승한다. 제어부는 중량의 값에 대한 설정값으로 승강수단(536)을 작동시켰으나, 일정시간 값을 설정하여 승강수단(536)을 작동시킬 수도 있다.

감지부(533)는 낙하물받이(510)의 하부에 배치되며, 낙하물받이(510)에 누적되는 낙하물(C)의 압력을 감지하는 압력감지장치가 사용된다. 일 예로, 감지부(533)는 로드셀이 사용되어 낙하물받이(510)에 낙하물(C)이 누적되어 로드셀에 압력이 전달되는 장치가 사용될 수 있다.

전술한 바와 같이 형성된 개폐장치(500)에는 낙하가이드판(570)과 이송슈트(590)가 추가로 구비될 수 있다.

낙하가이드판(570)은 소정두께 및 길이를 갖는 판(Plate) 형상으로 형성될 수 있으며, 브라켓(316)의 하측에 장착되는 제 1 낙하가이드판(570a)과 브라켓(316)의 구동장치(350)에 장착되는 제 2 낙하가이드판(570b), 제 3 낙하가이드판(570c)를 포함한다. 낙하가이드판(570)은 낙하물받이(510)에서 낙하되는 낙하물(C)을 워터실(330) 내부와 브라켓(316)의 구동장치(350)이 배치되는 영역으로 유입되는 것을 방지하고, 낙하물(C)이 낙하가이드판(570)에 충돌하여 낙하속력을 감소시켜 이송슈트(590)에 가해지는 충격을 최소화하기 위해 설치된다.

제 1 낙하가이드판(570a)은 브라켓(316)의 하측에 장착되고, 연결부재(550)가 설치되는 브라켓(316) 단차부 내측에서 소정길이 연장형성되어 장착된다. 이때, 제 1 낙하가이드판(570a)은 낙하되는 낙하물(C)을 포집해주기 위해 소정각도를 갖고 형성될 수 있고 낙하받이판(510)이 경사를 형성할 때, 낙하받이판(510)과 제 1 낙하가이드판(570a) 사이에 이격공간이 존재하지 않도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 리드(310)가 장입구(200)를 폐쇄한 경우, 낙하가이드판(570)의 하부는 상기 장입구보다 낮은 부분에 위치하여 워터실(330) 내부로 낙하물(C)이 유입되지 않도록 형성되는 것이 바람직하다.

제 2 낙하가이드판(570b) 및 제 3 낙하가이드판(570c)은 브라켓(316)의 구동장치(350)에 장착되며, 구동장치(350) 영역으로의 낙하물(C)의 유입을 방지하기 위해 설치된다. 제 2 낙하가이드판(570b)은 제 1 낙하가이드판(570a)과 마주보는 위치에 형성되어, 평행하는 방향으로 장착된다. 제 3 낙하가이드판(570c)은 구동장치(350)를 갖는 레일(355)의 하부는 소정길이 연장형성되어 레일(355) 일측의 상하 끝단부를 연결하였을 때에 제 3 낙하가이드판(570c)이 소정각도를 갖도록 형성될 수 있다.

이때, 본 발명에서는 낙하가이드판(570)을 3개 구비하여 장착하였으나, 낙하가이드판(570)의 개수는 이에 한정되지 않으며, 형태 또한 다양하게 변형될 수 있다.

이송슈트(590)는 챔버(1)의 외측에 구비되며 자유낙하하는 낙하물(C)의 이동경로로써 사용된다. 이송슈트(590)는 리드의 일측에 이격되어 구비되고 제 1 낙하보조판(570a) 외측에서 제 1 낙하보조판(570a)보다 높은 위치에 배치된다. 이때, 이송슈트(590)의 경로의 끝에는 벨트 컨베이어(미도시)가 구비되어 이송슈트(590)를 통해 이송되는 낙하물(C)을 재활용할 수 있다.

전술한 바와 같이 형성된 개폐장치(500)는 리드(310)의 일측에서 승강수단(536)을 작동시켜 리드(310)의 타측으로 낙하물(C)이 낙하할 수 있는 경사를 형성하지만, 이는 변경될 수 있다. 즉, 리드(310)의 타측에 개폐장치(500)의 승강수단(536)이 배치되어 리드(310)의 일측으로 낙하물(C)이 낙하할 수 있는 경사를 형성할 수도 있다. 이때, 낙하가이드판(570) 및 이송슈트(590) 또한 리드(310)의 일측에 배치될 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 개폐장치의 사용 상태를 나타내는 도면이다. 도 5의 (a)는 개폐장치가 작동될 때의 단면도이며, 도 5의 (b)는 정면도이다.

개폐장치(500)의 작용 상태를 살펴보면, 장입장치(100)를 통해 이송되는 버켓(10)으로부터 낙하되는 낙하물(C)은 코크스 건식소화설비의 챔버(1) 상부의 리드(310) 상부에 설치되는 낙하물받이(510)에 누적된다. 이때, 감지부(533)는 낙하물(C)의 누적으로 인해 낙하물받이(510)가 감지부(533)에 접촉되며 압력을 가하고, 이에 일정 값 설정된 압력이 감지되면 제어부는 승강수단(536)을 구동시켜 리드(310)에 연결되지 않은 낙하물받이(510)의 하부면을 상승하고, 낙하물받이(510) 상부에 있는 낙하물(C)은 자중에 의해 낙하물받이(510)의 경사면을 따라 자유낙하한다. 자유낙하하는 낙하물(C)은 브라켓(316) 및 브라켓(316)의 고정장치(350)에 장착된 낙하가이드판(570)에 의해 워터실(330) 및 구동장치(350)에 낙하물(C)이 유입되지 않게 하고, 낙하가이드판(570)에 충돌하며 운동에너지가 감소하게 된다. 이에 챔버(1) 외측에 설치되는 이송슈트(590)로 낙하물(C)을 이송, 포집한다. 이송슈트(590)로 이송, 포집되는 낙하물(C)은 이송슈트(590)와 연결되는 컨베이어(미도시)로 이송되어 재활용될 수 있다. 이에, 낙하물(C)이 외부로 유출되지 않기 때문에 원료의 효율성이 증가시킬 수 있고, 대기 및 환경오염을 방지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 낙하물이 누적될 수 있는 리드커버의 상부에 낙하물받이를 설치하고, 낙하물받이를 승강 가능하게 하는 승강수단을 구비함으로써, 낙하물받이가 상승하며 형성되는 경사를 따라 낙하물받이 상부에 누적되는 낙하물을 자유낙하시켜 리드 낙하물이 누적되어 공정설비의 오작동 및 워터실 내부로의 낙하물 유입현상을 방지하여 장입구를 밀폐할 수 있다.

또한, 처리되는 낙하물은 이송슈트를 통과하여 챔버의 하부에 구비되는 코크스 수송 컨베이어 벨트로 이송됨으로써 낙하물의 재활용으로 인한 원가절감 효과를 얻을 수 있다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술 되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술 되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

C : 코크스
100 : 장입장치 200 : 장입구
300 : 개폐수단 305 : 레일
310 : 리드 313 : 커버
316 : 브라켓 350 : 구동장치
500 : 개폐장치 510 : 낙하물받이
533 : 감지부 536 : 승강수단
550 : 연결부재 570 : 낙하가이드판
590 : 이송슈트

Claims

낙하물을 제거하는 개폐장치에 있어서,
용기의 장입구를 개폐하는 리드;
상기 리드의 일측에 연결되고 상기 리드 상부를 커버하는 낙하물받이;
상기 리드의 타측 상부에 배치되며, 상기 낙하물받이를 승강시키는 승강수단; 및
상기 승강수단의 동작을 제어하는 제어부; 를 포함하는 개폐장치.
청구항 1 에 있어서,
상기 리드의 상부에는,
상기 낙하물받이 상부에 누적되는 상기 낙하물을 감지하는 감지부가 구비되는 개폐장치.
청구항 1 에 있어서,
상기 리드의 일측 측면에는 낙하가이드판이 구비되는 개폐장치.
청구항 3 에 있어서,
상기 장입구를 폐쇄한 경우, 상기 낙하가이드판의 하부는 상기 장입구보다 낮은 부분에 위치하는 개폐장치.
청구항 1 또는 청구항 3 에 있어서,
상기 리드의 일측에 이격되어 구비되는 이송슈트를 포함하는 개폐장치.