KR101377219B1 - 코크스 오븐 도어 - Google Patents

Abstract

취급 용이하도록 경량화된 것은 물론, 내열성을 동시에 만족하는 코크스 오븐 도어가 소개된다.
본 발명의 코크스 오븐 도어는, 코크스 오븐의 오븐 탄화실 양측에 장착 및 탈착 가능하게 설치되는 코크스 오븐 도어로서, 상기 오븐 탄화실 밀폐시 외부로 노출되는 도어 바디; 상기 오븐 탄화실의 내부와 마주볼 수 있도록 상기 도어 바디의 이면에 결합되며 그 내부에는 매설공간이 마련된 내화재; 상기 매설공간에 충진되며 상기 내화재보다 그 비중이 가벼운 단열재; 상기 매설공간과 외부를 연통될 수 있도록 상기 도어 바디를 관통하여 설치되는 내열성 파이프; 및 외부로부터 상기 내열성 파이프 내부로 이물질이 침입하는 것을 방지할 수 있도록 상기 도어 바디에 설치된 이물질 침입 방지부재; 를 포함하되, 상기 이물질 침입 방지부재는, 하향 경사지게 형성되되 상기 도어 바디의 외측면에 그 일단이 결합된 고정편과, 수직 방향으로 형성되되 그 일단이 상기 고정편의 타단에 일체로 결합된 차단판을 포함하는 커튼을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

코크스 오븐 도어{COKE OVEN DOOR}

본 발명은 코크스 오븐 도어에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 코크스 오븐의 오븐 탄화실 양측에 설치되는 코크스 오븐 도어를 경량화하고, 동시에 내열성을 개선한 코크스 오븐 도어에 관한 것이다.

코크스 오븐(coke oven)은, 수분이 함유된 석탄을 오븐 탄화실내로 장입하고, 장입된 석탄을 1000℃ 이상의 고열로 건류하여 코크스를 제조하는 설비이다.

이와 같이, 건류가 완료되면, 코크스 오븐 도어를 오픈하고, 코크스를 압출기로 압출하여 고로의 열원으로 사용한다.

도 1을 참조로, 코크스를 제조하는 설비를 간략하게 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 코크스 오븐은, 내부에 석탄이 장입되어 건류되는 오븐 탄화실(11)을 포함한다. 이러한 오븐 탄화실(11)의 양측에는 각각 코크스 오븐 도어(D)가 설치된다.

코크스 오븐(10)의 일측에는 오븐 탄화실(11) 내의 코크스를 트렌스퍼카(30) 측으로 밀어내는 압출기(20)가 구비되며, 코크스 오븐(10)의 타측에는 압출기(20)에 의해 압출되어 나오는 코크스를 버켓(50)으로 가이드하는 트렌스퍼카(30)가 구비된다.

또한, 코크스 오븐(10)의 상부에는 석탄을 오븐 탄화실(11)로 장입하는 장입차(40)가 구비된다.

이와 같이, 코크스 제조 설비에서 코크스 오븐 도어(D)는, 오븐 탄화실(11)(Oven Chamber) 양단에 설치되어 오븐 탄화실(11) 내부로 석탄을 장입 하거나 제조 완료된 코크스를 압출하고자 할 때에 개방되며, 장입된 석탄을 건류할 때에는 코크스 오븐 가스(COG)가 대기로 비산되는 것을 방지하기 위하여 밀폐된다.

특히, 코크스 오븐 도어(D)의 밀폐 기능은 코크스 공장의 작업환경 및 대기환경 오염과 직결되는 것으로 코크스 제조 설비에서 매우 중요한 인자 중의 하나이다.

오븐 탄화실(11) 내에서는 석탄의 건류 작업이 연속적으로 이루어지고, 그에 따라 석탄 장입, 건류, 및 코크스 압출을 위한 코크스 오븐 도어의 개폐가 이루어진다.

이때, 코크스를 제조하기 위한 석탄 장입, 건류, 코크스 압출과정에서 코크스 오븐 도어의 내측 실링부에 다량의 타르 및 코크스 그리고, 이들의 혼합 물질이 부착되어 밀폐 기능을 약화시키는 문제점이 있다.

이와 같이, 코크스 오븐 가스가 누설되는 것을 방지하고자, 코크스 오븐 도어의 개폐시마다 클리닝 작업이 실시된다.

코크스 오븐 도어의 클리닝 및 개폐는, 압출기(20)와 트렌스퍼카(30)에 설치된 각각의 개폐장치에 의해서 이루어지는바, 코크스 오븐 도어의 개폐 작업시 코크스 오븐 도어 자체가 고중량(8-9톤)이므로 개폐 및 그 개폐 후 클리닝 작업시 그 취급이 매우 어려운 문제점이 있다.

따라서 내열성을 갖는 경량화된 코크스오븐도어의 개발이 시급히 요구되고 있는 실정이다.

한편, 코크스 오븐 도어와 관련하여 다양한 선행기술들이 개시되어 있다.

상기 선행기술 문헌들 중 한국등록특허 제0797867호는, 코크스 오븐 도어의 장착 및 탈착 작업의 곤란성을 개선한 코크스 오븐 도어에 관한 것으로, 그 구성은, 도어 몸체, 상기 도어 몸체의 전면에 형성된 빗장, 상기 도어 몸체의 후면에 구비된 내화 블럭, 및 상기 도어 몸체에 상기 내화 블럭을 고정하는 고정 부재를 포함하며, 상기 고정 부재가, 상기 고정 부재의 측면에 형성된 볼록부와 오목부, 및 상기 내화 블럭에 내재되는 고정심을 포함하는 것으로 이루어진다.

한국등록실용신안 제0389700호는 고온 환경속에서 코크스 오븐 도어와 잦은 접촉 충격을 받는 도어프레임의 요부를 신속하게 교체가능한 구조로 만들어 필요에 따라 교체 사용 가능케 한 코크스오븐 도어용 도어프레임에 관한 것으로, 그 구성은 도어프레임 중 열변형 혹은 접촉 충격에 의한 균열, 파손, 변형이 쉽게 유발될 수 있는 국부에 그 일부를 절삭하고, 그 절삭된 부위에 탄소함량이 적어도 0.35% 함유된 구조용강인 S45C로 된 다수의 보강편을 볼트 고정하여 보강한 것으로 이루어진다.

한국공개특허 제2011-0069342호는, 코크스와 도어 사이의 접촉 면에서 코크스가 미 건류되는 것을 방지하기 위한 코크스 오븐 도어에 관한 것으로, 그 구성은 도어프레임과, 도어프레임의 내측 면에 설치되는 고정내화물, 고정내화물의 내측 면에 이격 가능하게 배치되는 이동내화물, 상기 도어프레임에 설치되고 상기 이동내화물에 연결되어 이동내화물을 이동시키기 위한 구동부를 포함하고, 상기 구동부는 상기 도어프레임과 고정내화물에 형성되는 홀을 관통하여 상기 이동내화물에 설치되는 작동로드와, 작동로드의 외측 선단에 설치되어 작동로드를 밀거나 당겨 이동내화물을 이동시키는 지지부재, 상기 이동내화물이 고정내화물에 대해 이격된 상태를 유지하도록 상기 지지부재를 고정하기 위한 고정부를 포함하는 것으로 이루어진다.

한국공개특허 제2011-0008626호는 코크스 오븐 도어의 연와의 가스 유로를 통해 탄화실 가스의 이동시에 연와의 손상 방지를 위한 코크스 오븐 도어에 관한 것으로, 그 구성은 탄화실 내부에서 발생된 가스가 배출되는 가스 유로가 형성된 연와가 장착되는 코크스 오븐 도어에 있어서, 상기 연와는 상기 코크스 오븐 도어의 길이 방향을 따라 복수개로 배열되며, 복수개의 상기 연와들 중에 최상단에 위치한 연와는, 상기 가스 유로와 연통되는 복수개의 제1 가스 유로와, 상기 제1 가스 유로를 하나로 통합하도록 연통되어 상기 가스를 배출하는 제2 가스 유로를 포함한다.

이와 같이, 상술한 선행기술들은 코크스 오븐 도어의 장착 및 탈착을 용이하게 하거나, 고온 환경에서도 코크스 오븐 도어와 잦은 접촉 충격을 받는 도어프레임을 신속하게 교체 가능케 하거나, 코크스와 도어 사이의 접촉 면에서 코크스가 미 건류 되는 것을 방지, 또는 코크스 오븐 도어의 연와 손상을 방지할 수 있도록 함에 그 목적을 하는바, 본 발명자가 인식한 상술한 문제점을 해결하는데에는 한계가 존재한다.

상기한 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

(선행기술 1) 한국등록특허 제0797867호 (2008. 01. 18) (선행기술 2) 한국등록실용신안 제0389700호 (2005.07. 05) (선행기술 3) 한국공개특허 제2011-0069342 (2011. 06.23) (선행기술 4) 한국공개특허 제2011-0008626 (2011. 01. 27)

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고중량의 코크스 오븐 도어를 경량화하여 코크스 오븐 도어 개폐 및 그 개폐 후 클리닝 작업시 그 취급을 용이하게 할 수 있음은 물론, 장착 및 탈착을 용이하게 함과 동시에, 고열에 견딜 수 있는 내열성을 갖는 코크스 오븐 도어를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 코크스 오븐 도어는, 코크스 오븐의 오븐 탄화실 양측에 장착 및 탈착 가능하게 설치되는 코크스 오븐 도어로서, 상기 오븐 탄화실 밀폐시 외부로 노출되는 도어 바디; 상기 오븐 탄화실의 내부와 마주볼 수 있도록 상기 도어 바디의 이면에 결합되며 그 내부에는 매설공간이 마련된 내화재; 상기 매설공간에 충진되며 상기 내화재보다 그 비중이 가벼운 단열재; 상기 매설공간과 외부를 연통될 수 있도록 상기 도어 바디를 관통하여 설치되는 내열성 파이프; 및 외부로부터 상기 내열성 파이프 내부로 이물질이 침입하는 것을 방지할 수 있도록 상기 도어 바디에 설치된 이물질 침입 방지부재; 를 포함하되, 상기 이물질 침입 방지부재는, 하향 경사지게 형성되되 상기 도어 바디의 외측면에 그 일단이 결합된 고정편과, 수직 방향으로 형성되되 그 일단이 상기 고정편의 타단에 일체로 결합된 차단판을 포함하는 커튼을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 내열성 파이프의 내부에는, 통기 가능하되 이물질의 침입을 방지하는 내열성 충진부재가 충진된 것을 특징으로 한다.

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상기 이물질 침입 방지부재는, 하향 경사지게 형성되되 상기 도어 바디의 외측면에 그 일단이 결합된 고정편과, 수직 방향으로 형성되되 그 일단이 상기 고정편의 타단과 회전 가능하게 결합된 차단판을 포함하는 커튼을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 상기한 기술적 구성으로 인해 아래와 같은 다양한 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 내화재에 공간을 형성시키고 그 공간에 내열성 단열재를 충진함으로써, 코크스 오븐 도어를 경량화할 수 있는 이점이 있다.

둘째, 코크스 오븐 도어가 경량화됨으로써 취급이 간편해지는바, 개폐 작업이 용이해지는 이점이 있다.

셋째, 내화재 내부에 형성된 매설공간과 외부가 연통되므로, 매설공간 내부에 존재하는 열기에 의한 코크스 오븐 도어의 사용 수명이 감소하는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 일반적인 코크스 제조설비를 개략적으로 나타낸 구성도이고,
도 2는 일반적인 코크스 오븐의 구조를 개략적으로 나타낸 구성도이며,
도 3은 본 발명의 코크스 오븐 도어 단면 구성도이고,
도 4는 본 발명의 코크스 오븐 도어에 설치된 이물질 침입 방지부재의 제1실시예를 나타낸 발췌 사시도이며,
도 5는 본 발명의 코크스 오븐 도어에 설치된 이물질 침입 방지부재의 제2실시예를 나타낸 발췌 사시도이다.

이하 본 발명의 코크스 오븐 도어를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 아래에서 설명되는 본 발명의 코크스 오븐 도어 설명은 본 발명의 바람직한 실시예로서, 그 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현할 수 있다.

도 3은 본 발명의 코크스 오븐 도어 단면 구성도이고, 도 4는 본 발명의 코크스 오븐 도어에 설치된 이물질 침입 방지부재의 제1실시예를 나타낸 발췌 사시도이며, 도 5는 본 발명의 코크스 오븐 도어에 설치된 이물질 침입 방지부재의 제2실시예를 나타낸 발췌 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 코크스 오븐 도어(D)는, 도어 바디(12), 내화재(14), 단열재(15), 내열성 파이프(16)를 포함한다.

코크스 오븐 도어(D)는 코크스 오븐(10)의 오븐 탄화실(11) 양측에 장착 및 탈착 가능하게 설치는 것으로, 외부로 노출되는 면은 금속재의 도어 바디(12)로 구성되고, 이 도어 바디(12)의 이면에 해당하는 오븐 탄화실(11)를 향하는 면에는 내화재(13)가 설치되며, 내화재(13)의 내부에는 매설공간(14)이 마련되되, 이 매설공간(14)에는 내화재(13)보다 비중이 가벼운 내열성 단열재(15)가 충진된다.

내화재(13)의 내부에 매설공간(14)을 형성하는 이유는, 내화재(14) 보다 비중이 가벼운 내열성 단열재(15)를 충진하여 코크스 오븐 도어(D)를 경량화하기 위함이며, 내열성 단열재(15)는 블랭킷 울 , 단열 세라믹 울, 단열 암면, 미네랄 울 중 어느 하나 또는 2가지 이상이 혼합된 것을 사용함이 바람직하다,

그 이유는 오븐 탄화실(11)의 열기에 의해 내열성 단열재(15)가 탄화되거나 변형되는 것을 방지하여 본 발명의 코크스 오븐 도어(D) 사용수명을 연장함으로써 경제성을 발휘하고, 또 코크스 오븐 도어(D)의 보수 및 수리 작업에 따른 제반 문제점을 해소하도록 하기 위함이다.

도어 바디(12)에는 상기 매설공간(14)과 외부가 상호 연통되는 내열성 파이프(16)를 복수 개 삽입 장착하여, 오븐 탄화실(11)의 고열에 의해 매설공간(14)의 에어가 팽창될 때, 팽창된 고열의 에어를 외부로 배출함으로써 코크스 오븐 도어(D)의 변형 및 훼손을 방지한다.

또한, 내열성 파이프(16)에는 에어는 통기되고 이물질의 침입은 차단되는 미세공의 내열성 충진부재(16a)를 충입하여 사용함이 바람직하며, 충진부재(16a)로는 상기 내열성 단열재(15)와 같은 단열 블랭킷 울 , 단열 세라믹 울, 단열 암면, 미네랄 울 중 어느 하나 또는 2가지 이상이 혼합된 것을 사용한다.

그 이유는 매설공간(14)의 팽창 에어는 빠져나가고 외부 즉 대기중의 이물질은 매설공간(14) 내부로 침입하지 못하도록 하기 위함이다.

내열성 파이프(16)의 입구에는 이물질의 침입을 방지하는 이물질 침입 방지부재(17)가 설치된다.

이러한 이물질 침입 방지부재(17)는 커튼(18) 또는 플랩(19) 타입으로 형성되어 장착될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, 커튼(18)의 타입의 물질 침입 방지부재(17)는 , 도어 바디(12)의 외측 면에 내열성 파이프(16)의 입구와 일정간격 이격되게 설치될 수 있는 구조이다.

이러한 커튼(18) 타입은, 하향 경사지게 형성되되 상기 도어 바디의 외측면에 그 일단이 결합된 고정편(19b)과, 수직 방향으로 형성되되 그 일단이 상기 고정편(19b)의 타단에 일체로 결합된 차단판(19a)을 포함한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 이물질 침입 방지부재(17)는, 하향 경사지게 형성되되 상기 도어 바디(12)의 외측면에 그 일단이 결합된 고정편(19b)과, 수직 방향으로 형성되되 그 일단이 상기 고정편(19b)의 타단과 회전 가능하게 결합된 차단판(19a)를 포함하는 플랩(19) 타입으로 설치될 수도 있다.

도어 바디(12)의 외측 면에 내열성 파이프(16)의 입구를 가로막도록 설치된 플랩(19)의 구조는, 내열성 파이프(16)의 입구를 가로막는 차단판(19a)과 그 차단판(19a)이 회동되게 축을 매개로 도어 바디(12)에 고정 설치되는 고정편(19b)으로 구성되어 내열성 파이프(16)에서 열기가 배출될 때에는 축을 중심으로 회동되어 차단판(19a)이 내열성 파이프(16)의 입구로부터 이격되어 열리고, 내열성 파이프(16)에서 열기가 배출되지 않으면 차단판(19a)의 자중에 그 차단판(19a)이 내열성 파이프(16)의 입구를 차단하여 이물질의 침입을 방지한다.

이와 같이, 본 발명의 코크스 오븐 도어는 내화재의 내부에 매설공간이 마련되고, 그 매설공간에 내화재 보다 비중이 가벼운 내열성 단열재가 충진됨으로 경량화를 이룰 수 있는 것은 물론, 도어 바디에 매설공간과 대기가 상호 연통되는 내열성 파이프을 형성시킴으로써 코크스 오븐 도어의 매설공간 수축 및 팽창을 보상할 수 있어 코크스 오븐 도어의 사용수명을 연장할 수 있는 이점이 있으며, 내열성 파이프의 입구에는 이물질의 침입을 방지하는 이물질 침입 방지부재가 설치됨으로써, 매설공간으로의 이물질 침입을 방지할 수 있는 이점이 있다.

10 : 코크스 오븐 11 : 오븐 탄화실
12 : 도어 바디 13 : 내화재
14 : 매설공간 15 : 내열성 단열재
16 : 내열성 파이프 16a : 충진부재
17 : 이물질 침입 방지부재 18 : 커튼
19 : 플랩 19a : 차단판
19b : 고정편 D : 코크스 오븐 도어

Claims (5)

1. 코크스 오븐의 오븐 탄화실 양측에 장착 및 탈착 가능하게 설치되는 코크스 오븐 도어로서,
   상기 오븐 탄화실 밀폐시 외부로 노출되는 도어 바디;
   상기 오븐 탄화실의 내부와 마주볼 수 있도록 상기 도어 바디의 이면에 결합되며 그 내부에는 매설공간이 마련된 내화재;
   상기 매설공간에 충진되며 상기 내화재보다 그 비중이 가벼운 단열재;
   상기 매설공간과 외부를 연통될 수 있도록 상기 도어 바디를 관통하여 설치되는 내열성 파이프; 및
   외부로부터 상기 내열성 파이프 내부로 이물질이 침입하는 것을 방지할 수 있도록 상기 도어 바디에 설치된 이물질 침입 방지부재; 를 포함하되,
   상기 이물질 침입 방지부재는, 하향 경사지게 형성되되 상기 도어 바디의 외측면에 그 일단이 결합된 고정편과, 수직 방향으로 형성되되 그 일단이 상기 고정편의 타단에 일체로 결합된 차단판을 포함하는 커튼을 포함하는 것을 특징으로 하는, 코크스 오븐 도어.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 내열성 파이프의 내부에는, 통기 가능하되 이물질의 침입을 방지하는 내열성 충진부재가 충진된 것을 특징으로 하는, 코크스 오븐 도어.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 이물질 침입 방지부재는, 하향 경사지게 형성되되 상기 도어 바디의 외측면에 그 일단이 결합된 고정편과, 수직 방향으로 형성되되 그 일단이 상기 고정편의 타단과 회전 가능하게 결합된 차단판을 포함하는 커튼을 포함하는 것을 특징으로 하는, 코크스 오븐 도어.

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