KR101385253B1

KR101385253B1 - 코크스 오븐 도어의 세정 방법 및 장치

Info

Publication number: KR101385253B1
Application number: KR1020087002367A
Authority: KR
Inventors: 프랑크 로사; 한스-요세프 길츠; 프리드리히 훈; 유르겐 게오르게; 랄프 호벤; 뎃레프 마턴; 프리드리히-빌헬름 씨리스; 요하임 스트렁크; 하인츠 옵덴윙켈
Original assignee: 아르셀로미탈 브레멘 게엠베하; 데엠테 게엠베하 운트 코. 카게
Priority date: 2005-08-10
Filing date: 2006-08-07
Publication date: 2014-04-16
Also published as: US20100154825A1; BRPI0614266A2; EP1913115B1; PL1913115T3; HUE029090T2; CN101258224B; ES2573927T3; DE102005037768B3; CN101258224A; BRPI0614266B1; US8038800B2; ZA200800221B; WO2007017223A1; KR20080041632A; JP2009504819A; EP1913115A1; JP5185818B2; CA2618153C; CA2618153A1

Abstract

본 발명은 코크스 오븐 도어의 세정 방법 및 장치에 관한 것이며, 상기 도어는 밀봉 마감부와, 코크스 오븐 도어 패널에 부착된 박막을 포함한다. 상기 방법의 경우, 고압 유동 매질로 작동되고 분사 노즐을 갖는 세정 공구는 밀봉 마감부와 코크스 오븐 도어 패널 사이의 영역에 배치되고 왕복 운동함으로써, 박막의 내측 표면 및 밀봉 마감부가 세정되며, 코크스 오븐 도어는, 코크스 오븐 챔버의 개방 직후, 압축 공기로 작동되는 적어도 하나의 분사 노즐 요소가 밀봉 마감부를 따라 변위됨으로써 그리고 분사 노즐은 세정될 표면에 공기가 예각으로 충돌하도록 배향됨으로써 세정된다.

코크스 오븐, 도어, 분사 노즐, 압축 공기, 밀봉 마감부

Description

코크스 오븐 도어의 세정 방법 및 장치{Method and Device for Cleaning the Door of a Coke Oven}

코크스 오븐 도어의 세정 방법 및 이를 위해 적합한 세정 장치에 관한 것이다.

코크스 오븐 챔버의 기밀 폐쇄는 코크스 오븐 도어에 의해 보장되어야 한다. 이를 위해 코크스 오븐 도어를 위한 수많은 밀봉 요소들이 개발되었다. 기밀 방식의 챔버 폐쇄를 위해서는 밀봉 요소의 고도의 기술 발전에도 불구하고 코크스 오븐 도어 및 도어 프레임에서 밀봉면의 주의 깊은 관리가 전제 조건이 된다.

기계적 세정 장치뿐만 아니라 고압수를 사용하는 세정이 공지되어 있다. 기계적 세정의 경우, 솔, 스크레이퍼(scraper), 스크래쳐(scratcher), 또는 와이핑 장치와 커팅 장치가 사용된다. 이러한 세정 장치들은, 세정 과정을 위해 장시간을 필요로 하지만 그럼에도 불구하고 세정 효과가 낮은 단점을 갖는데, 세정 효과가 세정될 표면에 단지 제한적으로만 맞춰질 수 있기 때문이다. 또한, 밀봉 마감부의 손상 위험이 있다. 상기 기계적 세정 장치를 장시간 사용하고 나면, 언제나 밀봉 마감부는 닳아진다. 또한, 통상적인 사용에서도 세정 공구는 닳게 되므로 규칙적으로 대체되어야 한다.

고압수를 사용하는 세정의 경우 오염된 폐수가 문제가 된다.

DE 30 14 124 C2호로부터 코크스 오븐 도어의 세정 장치가 공지되어 있으며, 상기 장치는 코크스 오븐 도어의 세정을 위해 기계적 세정 공구뿐만 아니라 고압 유동 수단으로 작동되고 물 또는 증기가 사용되는 세정 공구를 제안한다.

이러한 유형의 세정에 있어서, 세정은 비용이 매우 많이 드는 단점이 있고, 기계적 세정의 단점뿐만 아니라 고압수를 사용하는 세정의 단점, 즉 오염된 폐수가 발생하는 단점이 있다.

DE 101 61 659 C1호로부터 코크스 오븐 도어(DMT-도어)가 공지되어 있는데, 상기 도어의 밀봉 스트립은, 코크스 과정 동안 발생하는 모든 변형에 적응될 수 있어서 언제나 완전한 밀폐를 보장하는 방식으로 큰 스프링 편향을 포함한다. 또한, 상기 도어의 경우 오염 상태 또는 세정 상태는 밀봉 특성 및 이에 따른 방출에 대해 결정적으로 중요하다.
JP 60 23 83 86 A호에는 코크스 오븐 도어 중 도어 스토퍼의 기체 채널을 세정하기 위한 방법 및 장치가 기재되어 있다. 도어 스토퍼의 기체 채널은 상부 영역에서 압축 공기를 사용하여 세정되고 하부 영역에서 고압수를 사용하여 세정된다.
또한, 상기 세정 방법의 경우도 오염된 폐수의 문제가 발생한다.
JP 52 00 58 04 A호는 액체 또는 기체가 관류하는 노즐의 도움으로 코크스 오븐 중 충전 구멍 커버 및 충전 구멍 프레임을 세정하기 위한 세정 장치에 관한 것이다.
DD 34 918 A호로부터 코크스 오븐에서 밀봉면, 특히 도어 프레임, 도어, 충전 개구 및 평면 개구의 세정을 위한 방법이 공지되어 있으며, 상기 방법에서 코크스 석탄재는 세정 표면에 대한 압축 공기와 함께 남아있게 된다.
코크스 석탄재는 매우 심하게 마찰을 일으킨다. 이로써 밀봉면에서 재료의 제거를 초래한다. 또한, 코크스 석탄재의 폐기 처리도 문제가 된다.
또한, 일본 공개 실용신안공보 소 59-091343호에 개시되어 있는 코크스로 로덮개의 측면 소제장치는 코크스로 로덮개 소제기의 본체 프레임에 노즐 취부용 대차를 상,하 운동가능하게 장착하고, 상기 대차의 좌우 양측부에 로덮개 플라그부를 끼워 좌우로 요동가능하게 노즐 서포트를 설치하고, 좌우상대 방향을 향하는 노즐 서포트 사이를 완충기구에 의해 신장가능 하게 된 연결부재로 연결하고, 상기 노즐 서포트에 로덮개 측면 구부(요부) 소제용의 고압수 분사노즐을 설치하는 것을 특징으로 하는 것으로서, 상기 공보의 도 6에는 로덮개의 측면에서 구부(요부)의 위,아래 쪽을 향하여 90°각도로 서로 마주보는 2개의 분사노즐로 고압수를 분사하여 로덮개 측면 구부(요부)에 부착된 찌꺼기를 제거하는 기술이 개시되어 있으나, 고압수를 사용하는 것이어서 오염된 폐수가 발생하는 단점이 있다.
또한, 로덮개의 측면 구부(요부) 만을 소제하는 것이었다. 즉, 로덮개의 측면에 있는 구부(요부) 표면만을 제한적으로 소제하는 것이어서 세정효과가 낮은 단점도 있었다.

본 발명의 목적은 간단한 세정 방법 및 이러한 방법에 적합한 DMT-도어용 세정 장치 또는 다른 도어 밀봉 시스템용 세정 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 세정 방법과 관련하여 특허청구범위 제1항의 특징에 의해 그리고 세정 장치와 관련하여 특허청구범위 제15항의 특징에 의해 달성된다.

다른 바람직한 실시예는 종속항들의 특징에 의해 이루어진다.

본 발명은 코크스 오븐 도어가 코크스 오븐 챔버의 개방 직후 아직 따뜻하여, 밀봉 마감부 및 박막의 영역에서 약 130℃ 내지 200℃의 온도가 제공된다는 기본적인 착안에 근거하고 있다. 따라서, 박막의 내측 표면에 그리고 밀봉 마감부의 영역에 침착된 타르(tar)가 아직 점성이 있기 때문에, 타르는 비교적 간단하게 압축 공기를 사용하여 제거될 수 있다. 이러한 경우 공기는 예를 들어 스크래쳐 또는 스크레이퍼와 같이 세정될 표면에 예각(45°미만)으로 충돌한다. 케이킹(caking)은 적은 비용으로 제거된다.

가장 간단한 경우, 분사 노즐 요소는 단일 분사 노즐로 구성된다.

분사 노즐 요소의 스크래쳐 또는 스크레이퍼 작용 및 이를 통한 세정 작용은, 분사 노즐 요소가 운동 방향에서 서로 전후로 그리고/또는 서로 나란히 배치된 복수의 분사 노즐로 구성됨으로써 더욱 향상될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따라 분사 노즐 요소는 서로 나란히 배치된 두 개의 분사 노즐을 갖는 분사 노즐 쌍으로 구성된다. 이러한 경우, 하나의 분사 노즐은 DMT-도어의 기체 채널을 세정하고 다른 분사 노즐은 박막의 내측 표면을 세정한다.

다른 실시예에 따라 분사 노즐 요소는 서로 전후 배치된 두 개의 분사 노즐로 구성된다. 제1 분사 노즐은, 공기가 세정될 표면에 예각으로 충돌하도록 배열된다. 제2 분사 노즐은, 공기가 해머 스트로크(hammer stroke)와 같이 세정될 표면에 둔각(약 90°)으로 충돌하도록 배열된다. 이에 의해 스크래쳐 효과와 해머 스트로크 효과의 조합이 도어 세정을 위해 발생한다. 이러한 경우, 분사 노즐의 공기가 둔각을 갖는 분사 노즐에 의해 세정되는 표면 이전에 예각을 갖는 분사 노즐의 공기가 충돌하도록 두 노즐은 서로로부터 멀리 이격되어야 한다.

또 다른 실시예에 따라 분사 노즐 요소는 이중 분사 노즐 쌍으로 구성된다. 이러한 이중 분사 노즐 쌍의 경우, 두 개의 전방 분사 노즐은, 공기가 세정될 표면에 예각으로 충돌하도록 배열되는 반면, 두 개의 후방 분사 노즐은, 세정될 표면에 둔각으로 충돌하도록 배열된다.

또한, 적어도 하나의 분사 노즐 요소의 세정 작용은 맥동하는 압축 공기로 작동됨으로써 향상된다. 맥동기를 이용하여 맥동하는 공기 유동이 생성되며, 이의 맥동 진동수는 각각의 경우에 맞게 조절될 수 있다. 추가의 세정 작용 개선은 회전하는 공기 제트에 의해 달성되며, 이로써 세정될 표면의 크기는 증가된다. 마찬가지로 이에 의해 해머 스트로크와 유사한 유리한 효과가 달성된다.

또한, 맥동하는 공기 제트와 회전하는 공기 제트의 조합도 가능하다.

또한, 본 발명에 따른 세정 방법의 세정 작용은 분사 노즐의 개구 단면이 축소되고 그리고/또는 공기 압력이 압축기에 의해 상승됨으로써 향상될 수 있다.

바람직한 실시예에서 단일 분사 노즐 요소는 박막의 전체적인 내측 표면 및 밀봉 마감부로부터 출발하며, 이때 분사 노즐 요소는 우선 하부 도어 영역에서 중앙으로부터 시작하여 좌측 모서리 쪽으로 그리고 우측 모서리 쪽으로 이동한다. 이어서 도어의 전체적인 주연부로부터 출발하여 하부 도어 영역에서 분사 노즐 요소는 다시 한 번 전진 및/또는 후진 이동한다.

다른 실시예에 따라 두 개의 분사 노즐 요소는 각각 코크스 오븐 도어 밀봉부의 절반으로부터 출발한다.

또 다른 실시예에서 네 개의 분사 노즐 요소, 즉 코크스 오븐 도어의 수직 세정을 위해 두 개의 분사 노즐 요소 그리고 수평 세정을 위해 두 개의 분사 노즐 요소가 사용된다.

또 다른 실시예에서 분사 노즐 요소는 고정식으로 배치된다. 이러한 경우 분사 노즐 요소은 바람직하게 이중 분사 노즐 쌍으로서 구성되고, 둔각을 갖는 후방 분사 노즐 쌍의 분사 노즐의 공기가 충돌하는 위치에서, 세정될 표면에 예각을 갖는 분사 노즐의 공기가 충돌하도록 하는 이격 거리로 배치된다. 이러한 유형 및 방식으로 고정식 분사 노즐을 사용하여 전체적인 밀봉면의 세정이 하나의 작업 과정으로 보장된다. 압축 공기는 솔레노이드 밸브에 의해 제어됨으로써, 코크스 오븐 도어의 세정이 세그먼트 방식이지만 중복되어 이루어진다.

세정될 표면의 냉각을 최소화하기 위해, 본 발명의 실시예에서 분사 노즐 요소는 밀봉 마감부를 따라 공기의 운동 방향에 반대로 이동하는데, 상기 공기는 세정될 표면에 예각으로 충돌한다. 이에 의해 아직 세정될 밀봉면의 냉각은 더욱 방지된다.

본 발명에 따른 장치는 하나의 하우징으로 구성되며, 상기 하우징 내에 세정될 코크스 오븐 도어가 지나가거나 위치한다. 상기 하우징 내에 적어도 하나의 이동 가능한 분사 노즐 요소가 배치된다. 바람직하게는 상기 하우징이 압축기 또는 코크스 이송기 상에 존재한다. 상기 하우징 내에 각각 조작될 코크스 오븐 도어들이 세정된다. 또한, 코크스 오븐 배터리의 중간 단계 및 최종 단계에서는 고정식 하우징도 가능한데, 여기서는 세정될 코크스 오븐 도어가 위치한다. 하우징으로 둘러싸임으로써 코크스 오븐 도어의 세정 시 발생하는 오염물이 대기에 도달하지 못한다. 오히려 오염물은 수집통 내에서 벽과 바닥에 수집되고 배취(batch) 방식으로 사용 석탄에 추가된다. 하우징 내측 표면의 세정을 위해 다른 분사 노즐 요소가 배치될 수 있다. 수집통은 세정 제거된 타르 입자가 통에 케이킹되지 않도록 미량의 석탄으로 커버링될 수 있으며, 타르 입자와 석탄 입자가 압축기 상에 존재하는 평평한 석탄 저장통(bin)에 공급되는 방식으로 수집 통은 압축기 상에서 비워지게 된다. 코크스 측면에 대해 수집통은 수집 탱크 내로 비워진다. 이어서, 수집 탱크의 내용물은 사용 석탄에 공급된다. 또한, 압축기를 위해 별도의 수집 탱크가 사용될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 솔, 스크래쳐 또는 스크레이퍼를 사용하는 제공된 기계적 도어 세정 장치에서 분사 노즐 요소를 사용하는 도어 세정은, 예를 들어 솔이 분사 노즐 요소에 의해 대체됨으로써 향상될 수 있다. 이러한 구성의 변경은 본 발명에 따른 도어 세정 방법을 위해 제공된 세정 장치가 사용될 수 있는 장점을 갖는다.

또한, 본 발명에 따른 도어 세정 장치를 사용하여 모든 공지된 종래 기술의 밀봉 시스템, 예를 들어 해머 스트로크 스트립, Z-스트립 등을 갖는 밀봉 시스템이 세정될 수 있다. 또한, 이는 다양한 도어 밀봉 시스템이 일시적으로 동시에 사용되는, 코크스 오븐 설비의 DMT-도어로의 변경 단계에 대해서도 유리하다. 기체 채널이 없는 통상적인 도어 밀봉 시스템에서 이중 분사 노즐 쌍이 사용되는 경우, 도어 오븐과 밀봉 마감부 사이의 내측 박막 표면뿐만 아니라 밀봉 마감부 자체도 압축 공기 제트에 의해 세정된다.

따뜻한 점성의 타르가 공기 제트에 의해 냉각되지 않도록, 본 발명의 실시예에 따라 압축 공기는 가열된다.

압축 공기의 가열을 위해 코크스 장치에 존재하는 폐열(waste heat)이 사용된다. 각각의 구역에 따른 경우에 따라, 공기 냉각된 압축 바아(bar)로부터, 또는 공기 냉각 장치의 배출 공기로부터, 또는 압축 열기로부터의 폐열이 사용될 수 있다. 이러한 경우, 열기는 따뜻한 공기의 직접 흡입에 의해 또는 코크스 과정에 의한 상승된 제트 열을 제공하는 영역을 관통하는 압축 공기의 의도적인 도관 안내에 의해 수득될 수 있다.

또한, 압축 공기의 가열은 압축 공기 저장 탱크의 가열 및 단열에 의해 이루어질 수도 있다. 이는 도어의 세정을 위해 필요한 공기량이 적어서 도어 세정 과정들 사이의 시간에 가열 단계가 공기를 다시 적어도 80℃, 바람직하게는 130℃를 초과하도록 가열시키기에 충분하기 때문에 가능하다.

본 발명에 따른 도어 세정 장치는 각각의 기기 위에, 즉 압축기에 대한 기기 측면 위에 그리고 코크스 이송기에 대한 코크스 측면 위에 존재하는 압축기로 구성된다. 상기 압축기에 의해 공기는 필요한 압력으로 제공된다. 압축 공기는 압축 공기 저장 탱크에 공급된다. 상기 저장 탱크로부터 압축 공기는 고체의 가요성 연결 도관을 통해 적어도 하나의 분사 노즐 요소에 안내된다. 적어도 하나의 분사 노즐 요소와 압축 공기-저장 탱크 사이에는 전기에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브가 위치함으로써, 공기량뿐만 아니라 공기 유동 시간도 상응하게 사전 설정될 수 있다. 또한, 분사 노즐 요소에 대한 개별 공급 도관 내에는 압력 조절기가 배치되며, 상기 압력 조절기를 사용하여 각각의 분사 압력이 조절될 수 있다.

공기량, 공기 압력 및 특히 개별 분사 노즐 요소로 사전 설정된 세정 경로의 제어는 프로그래밍에 의해 전자적으로 이루어질 수 있다. 이러한 제어는 오븐 조작기의 메인-SPS(메모리-프로그래밍 가능한 제어)에 의해 또는 별도의 SPS에 의해 이루어질 수 있다.

분사 노즐 요소는 세정될 표면에 대해 약 5cm의 간격으로 안내된다. 상기 간격에 의해 충분한 공차가 제공됨으로써, 도어의 밀봉 에러가 보상될 수 있으며, 기계적 세정 장치에 비해 모든 위치에서 양호한 세정이 보장된다.

본 발명의 대상의 다른 세부 사항, 특징 및 장점은 종속 청구항 및 해당 도면에 대한 이후의 상세한 설명으로부터 제시되며, 도면에는 -예를 들어- 본 발명에 따른 도어 세정 장치의 바람직한 실시예가 도시된다. 하우징 내측의 세정을 도시한 도면 및 상세한 설명은 생략된다. 이를 위해 필요한 요소들의 구성은 분명하게 제안된다.

도1은 분사 노즐 요소에 압축 공기를 공급하는 것을 개략적으로 도시한 도면이다.

도2는 예각의 충돌 유동을 갖는 하나의 분사 노즐을 구비한 분사 노즐 요소를 도시한 도면이다.

도3은 예각의 충돌 유동을 갖는 두 개의 분사 노즐을 구비한 분사 노즐 요소를 도시한 도면이다.

도4는 하나의 분사 노즐은 둔각의 충돌 유동을 갖고 다른 하나의 분사 노즐 은 예각의 충돌 유동을 갖는 전후로 배치된 두 개의 분사 노즐을 갖는 분사 노즐 요소를 도시한 도면이다.

도5는 둔각의 충돌 유동을 갖는 분사 노즐과 그 앞에 배치된 예각의 충돌 유동을 갖는 분사 노즐을 갖는 서로 나란히 배치된 두 개의 분사 노즐을 갖는 이중 분사 노즐 요소 쌍으로서의 분사 노즐 요소를 도시한 도면이다.

도6은 네 개의 이중 분사 노즐 쌍을 사용하는 코크스 오븐 도어 세정 방법에서 개별 세정 단계의 과정을 개략적으로 도시한 도면이다.

도7은 분사 노즐 요소의 고정식 배치를 갖는 실시예를 도시한 도면이다.

도1은 분사 노즐 요소에 압축 공기가 공급되는 것을 도시한다. 도관(1) 내에는 압축기(2)가 배치되며, 상기 압축기는 공기를 압축시키고 압축 공기 저장 탱크(3) 내로 펌핑한다. 압축 공기 저장 탱크(3)에는 압축 공기 저장 탱크 히터(4)가 제공된다. 압축 공기 저장 탱크(3)로부터 압축 공기는 도관(5 및 5')을 통해 분사 노즐 요소(8 및 8') 내로 유동하고, 상기 도관 내에는 압력 조절기(6 및 6') 및 솔레노이드 밸브(7 및 7')가 배치된다.

도2의 측면도(A), 내부도(B) 및 평면도(C)에는 분사 노즐(10)을 사용하여 코크스 오븐 도어를 세정하기 위한 본 발명에 따른 방법이 개략적으로 도시된다. 분사 노즐(10)을 사용하여 압축 공기는 밀봉 마감부(16)를 갖는 밀봉 스트립(15) 상에 예각으로 제공될 뿐만 아니라, 도어 스토퍼(19)를 사용하여 코크스 오븐 도어 패널(18)에 고정된 박막(17)의 내측 표면 상에도 예각으로 제공된다. 압축 공기의 분사 경로는 제트(11, 12, 13 및 14)에 의해 예시적으로 도시된다. 제트(11)는 밀봉 스트립(15)의 밀봉 마감부(16) 상에 충돌한다. 제트(12)는 밀봉 스트립(15)이 박막(17)에 고정된 영역 상에 충돌한다. 제트(13)는 박막(17)과 도어 스토퍼(18) 사이의 영역에 충돌한다. 제트(14)는 박막(17)의 내측 표면에서 가운데에 충돌한다.

도2에 도시된 바와 같이, 밀봉 마감부와 코크스 오븐 도어 패널 사이의 전체 영역은 분사 노즐(10)을 통해 압축 공기의 영향을 받으며, 이러한 방식으로 타르 침착물이 제거됨으로써 코크스 오븐 도어가 세정된다.

도3에는 두 개의 분사 노즐(20, 20')을 구비한 분사 노즐 요소(8)가 도시되며, 상기 두 분사 노즐은 밀봉 마감부(16)를 갖는 세정될 밀봉 스트립(15) 상에 예각으로 충돌하도록 배치된다(측면도 A). 내부도(B) 및 평면도(C)로 도시된 바와 같이, 코크스 오븐 도어는 순환하는 기체 채널(21), 밀봉 마감부(16)를 갖는 외부 밀봉 스트립(15) 및 밀봉 마감부(16')를 갖는 내부 밀봉 스트립(15')을 구비한다. 기체 채널(21)은 박막(17)을 사용하여 코크스 오븐 도어 패널(18)에 고정된다. 제트(11, 12, 13, 14 및 11')에 의해 암시되는 바와 같이, 분사 노즐(20)에 의해 기체 채널(21)이 세정된다. 제트(11', 12', 13' 및 14')는 분사 노즐(20')에 의해 박막(17)의 내측 표면이 세정되는 것을 도시한다.

도4는 둔각으로 충돌하는 분사 노즐(25) 및 예각으로 충돌하는 분사 노즐(26)을 사용하여 밀봉 마감부(16)를 갖는 밀봉 스트립(15) 및 박막(17)을 구비한 코크스 오븐 도어의 세정을 도시한다. 나머지 도면 부호는 상술된 도면과 동일한 의미를 갖는다. 내부도(B)의 경우 명확히 도시할 목적으로 분사 노즐(25)의 제트 경로(11', 13' 및 14')는 생략되었다.

도5에는 이중 분사 노즐 요소 쌍(30)을 사용하는 DMT-도어의 세정이 도시된다. 이중 분사 노즐 요소 쌍은 세정될 표면에 공기가 예각으로 충돌하도록 배열된 두 개의 분사 노즐(31 및 31')과, 세정될 표면에 공기가 둔각으로 충돌하도록 배열된 두개의 분사 노즐(32 및 32')로 구성된다.

나머지 도면 부호는 상술된 도면과 동일한 의미를 갖는다. 또한, 내부도(B)의 경우 분사 노즐(32 및 32")의 제트 경로(11', 13' 및 14')는 생략되었다.

도6에는 네 개의 이중 분사 노즐 쌍을 사용하는 본 발명에 따른 도어 세정 방법의 진행 과정이 도시된다. 이러한 경우, 코크스 오븐 도어의 수직 세정을 위해 두 개의 이중 분사 노즐 쌍이 사용되고 수평 세정을 위해 두 개의 이중 분사 노즐 쌍이 사용된다. 네 개의 부분 영역의 시간에 따른 세정 과정은, 이미 세정된 밀봉면 영역은 아직 완전하지 않게 세정된 다른 영역에 의한 또는 제거된 오염물에 의한 오염이 충분히 방지되는 방식으로 제어된다. 세정 경로(RW 1)를 사용하는 제1 세정 단계에서, 상부 도어 영역은 상부 이중 분사 노즐 쌍(35)에 의해 세정된다. 제2 세정 단계(RW 2)에서 양쪽 측면 영역은 상부로부터 시작하여 이중 분사 노즐 쌍(36 및 36')에 의해 세정되고 이에 평행하게 세정될 표면의 하부 영역은 이중 분사 노즐 쌍(37)에 의해 세정된다. 이러한 경우 하부 영역에서 이중 분사 노즐 쌍(37)은 가운데부터 시작하여 좌측 모서리로 그리고 우측 모서리로 진행되고 다시 가운데 위치로 복귀된다. 이어서 계속되는 제3 세정 단계(RW 3)에서 하부 영역은 다시 한 번 하부 이중 분사 노즐 쌍(37)의 왕복 이동에 의해 모서리까지 세정된다. 세정 단계(RW 3)에 의해 코크스 오븐 도어의 하부 영역에서 대부분의 오염물이 제거된다.

도7에는 본 발명에 따라 분사 노즐 요소의 고정식 장치를 사용하는 코크스 오븐 도어의 세정 과정이 도시된다. 분사 노즐 요소는 하우징 외벽(41)과 하우징 내벽(42)을 갖는 하우징(40) 내에 배치된다. DMT-도어의 기체 채널 한계부(43 및 43')는 점선으로 표시된다. 하우징 내에서 분사 노즐(45, 47 및 49)은 기체 채널의 세정을 위해 배치되고 분사 노즐(46, 48 및 50)은 이중 분사 노즐로서 박막의 내측 표면의 세정을 위해 배치되며, 분사 노즐(45 내지 50)은 세정될 표면에 예각으로 배치된다. 이러한 경우 이중 분사 노즐은, 분사 노즐(45 내지 50)의 공기로 작동되는 표면이 인접된 분사 노즐(45 내지 50)의 공기로 작동되는 표면과 약간 중첩되는 거리로 이격되어 배치된다. 이러한 유형 및 방식으로 고정식 분사 노즐(45 내지 50)을 사용하여 전체적인 밀봉 표면의 세정이 보장된다.

도7로부터 알 수 있는 바와 같이, 분사 노즐(45 및 46)은 하우징(40)의 좌측 상부 모서리로부터 시작하여 우측으로 진행하며 분사한다. 분사 노즐(47 및 48)은 하우징(40)의 우측 상부 모서리로부터 시작하여 하부 쪽으로 분사한다. 분사 노즐(49 및 50)은 하우징(40)의 우측 하부 모서리로부터 좌측으로 진행하며 분사한다. 이러한 배치는 하우징(40)의 중앙(53) 직전까지 유지된다.

분사 노즐(47 및 48)은 하우징(40)의 좌측 측면에 대해 좌측 상부 모서리로부터 시작하여 하부로 분사한다. 분사 노즐(45 및 46)은 하우징의 좌측 하부 모서 리로부터 우측으로 분사한다. 이러한 분사 방향은 하우징(40)의 중앙(53) 직전까지 유지된다. 하우징(40)의 좌측 상부 모서리에 추가의 분사 노즐(51 및 52)이 배치되며, 상기 추가의 분사 노즐은 분사 노즐(45, 46, 및 47, 48)에 의해 도달할 수 없는 표면에 작용한다.

코크스 오븐 도어의 세정은 세그먼트 방식으로 이루어진다. 이러한 경우 통상적으로 세그먼트는 10 개의 이중 분사 노즐로, 즉 분사 노즐(45와 46, 47과 48 또는 49와 50)로 구성된다. 분사 노즐은 11 cm의 거리를 갖는다. 예를 들어 독일의 슈타인콜레 아게(Steinkohle AG)의 코케라이 프로스퍼(Kokerei Prosper)에 사용되는 바와 같은 약 7.40 m의 높이를 갖는 코크스 오븐 도어에 대해, 상기 분사 노즐 거리는, 세정이 연속적으로 15 개의 세그먼트(S1 내지 S15)로 이루어지는 것을 의미한다. 제1 세정 단계에서 상부 세그먼트(S1)가 세정된다. 이러한 경우, 도시되지 않은 솔레노이드 밸브에 의해 압축 공기가 제어됨으로써, 상부 세그먼트(S1)에서 밀봉면의 상부 수평 영역을 세정하는 분사 노즐(45 및 46)로 구성된 여섯 개의 이중 분사 노즐뿐만 아니라, 각각 하부로 분사하는 분사 노즐(47 및 48) 및 분사 노즐(51 및 52)로 구성된 양쪽 상부 이중 분사 노즐은 압축 공기로 작동된다. 도어의 추가 세정은 각각의 측면에 대해 각각 다섯 개의 이중 분사 노즐로 구성되는 세그먼트(S2 내지 S14)에서 상부로부터 시작되어 하부까지 세그먼트(S15)에서 이루어진다. 거기서 양쪽 하부 이중 분사 노즐은 분사 노즐(47, 48)을 사용하여 하부로 분사되고 분사 노즐(45, 46 및 49, 50)은 각각 하우징(40)의 중앙(53) 방향으로 분사한다. 선택된 분사 방향으로 인해 하부 세그먼트(S15)에서 오염물이 수 집되기 때문에, 상기 세그먼트에서 세정 사이클은 연장된다. 세정 시간은 세그먼트(S1 내지 S14)에서 각각 15초이며, 세그먼트(S15)에서는 30초이다. 이로써 전체적인 세정 시간은 4분이 된다. 코크스 오븐 도어의 제거로부터 재삽입까지의 시간이 약 5분 걸리기 때문에, 세정 과정은 작동 과정에서 전혀 지연되지 않는다. 이러한 유형의 세정에서 비교적 낮은 압축기 성능을 사용하여 코크스 오븐 도어의 완전 세정이 가능하다. 또한, 이미 세정 제거된 밀봉면 영역은 본 발명에 따른 도어 세정 동안 제거된 오염물에 의한 오염이 더욱 방지된다.

밀봉 마감부의 영역 내에 침착된 타르가 코크스 오븐 도어의 온도로 인해 아직 점성이어서, 타르를 비교적 간단하게 압축 공기를 사용하여 제거할 수 있기 때문에, 코크스 오븐 도어가 코크스 오븐 챔버의 개방 직후 세정되어야 한다는 본 발명의 기본 착안은 다음과 같은 실험에 의해 증명되었다. 우선 코크스 오븐 작동 중 DMT-도어의 기체 채널 내에서 타르의 온도 프로파일을 기록하였다. 온도는 개방 과정 직후뿐만 아니라 약 5분의 냉각 단계 후에도 측정되었다. 압축 공기를 사용하는 본 발명에 따른 세정 방법에 의해 코크스 오븐 도어의 냉각을 시뮬레이션하기 위해, 냉각 단계 중 코크스 오븐 도어의 상응하는 영역은 압축 공기의 작동에 노출되었다. 냉각 단계 전에 기체 채널 내의 온도는 180℃ 내지 200℃이고, 냉각 단계 후에는 140℃ 내지 160℃이다. 각각의 경우 타르는 액체였다. 단시간의 냉간 단계 동안, 타르는 온도가 낮을 수록 점성으로 되었다.

온도 프로파일에 따라 기술 연구소에서 다음과 같은 실험이 실행되었다.

박막을 갖는 약 50 cm 길이의 기체 채널 부분은 본래의 도어 밀봉부로부터 분리되고 가열판 상에 나사 고정을 통해 수평으로 장착되었다. 이어서 기체 채널 및 박막 표면은 코크스 오븐 설비의 도어 영역으로부터 일정한 타르 양으로 작동되었다. 상기 타르는 가열판을 이용하여 약 135℃로 가열되었다. 타르의 세정 제거를 위해 콤팩트형 분사 노즐뿐만 아니라 평명형 분사 노즐도 3 내지 5 cm의 사전 설정된 거리 및 약 40°의 각도에서 기체 채널과 박막의 영역에 걸쳐 이동되었다. 이때 공기 압력은 일정하게 10 bar였다. 세정 제거된 세그먼트(기체 채널 및 박막 부분)의 중량 감소에 의해 세정 성능이 결정되었다. 결과는 다음 표 1에 기록된다.

표 1: 공기 분사 노즐 및 뜨거운 타르를 사용한 세정 실험

실험 번호	노즐 유형	노즐-기체 채널 거리 (mm)	충돌 유동각 (°)	타르 온도 (℃)	타르 양 세정 전 세정 후 (g) (g)		세정 성능 (g) (%)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	콤팩트형 콤팩트형 평면형 콤팩트형 콤팩트형 평면형 콤팩트형 콤팩트형 콤팩트형 평면형	50 50 50 30 30 30 30 30 30 30	40 40 40 40 40 40 40 40 40 40	133 131 134 133 135 135 135 134 134 133	30 30 30 30 30 30 30 30 30 30	3 3 3.5 2 1.5 4 3 2 1.5 4	27 27 26.5 28 28.5 26 27 28 28.5 26	90 90 88 93 95 87 90 93 95 87

표 1에 나타난 바와 같이 통상적으로 약 90 내지 95%의 세정 성능이 달성되었다.

더욱 냉각된 타르에서의 세정 성능은 추가의 실험에서 결정되었다. 이를 위해 타르는 우선 135℃로 가열되고 다시 약 100℃로 냉각된 다음, 세정은 압축 공기 를 사용하여 수행되었다. 결과는 다음 표 2에 기록된다.

표 2: 공기 분사 노즐 및 뜨거운 타르를 사용한 세정 실험

실험 번호	노즐 유형	노즐-기체 채널 거리 (mm)	충돌 유동각 (°)	타르 온도 (℃)	타르 양 세정 전 세정 후 (g) (g)		세정 성능 (g) (%)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10	콤팩트형 콤팩트형 콤팩트형 콤팩트형 콤팩트형 콤팩트형 콤팩트형 콤팩트형 평면형 평면형	30 30 30 30 15 15 15 15 30 15	40 40 40 40 40 40 40 40 40 40	135/105 135/105 134/100 135/100 133/90 134/90 135/100 134/100 135/100 135/100	30 30 30 30 30 30 30 30 30 30	22 24 25.5 25 28 29 28 26 25 23	8 6 4.5 5 2 1 2 4 5 7	27 20 15 17 7 3 7 13 17 23

표 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 냉각됨으로써 경화된 타르의 경우 명백하게 불량한 세정 성능에 도달하였다. 상기 성능은 30% 미만 정도이다.

이러한 실험들로부터, 코크스 오븐 작동 중 개방 과정 직후 도어 밀봉부에 부착된 아직 뜨거운 액체 타르는, 세정될 표면에 예각으로 충돌하는 압축 공기를 사용하여 문제 없이 세정 제거된다는 결론이 도출될 수 있었다. 기체 채널 내에 세정 제거되지 않은 약간의 타르는 DMT-도어의 밀봉 작용에 나쁜 영향을 끼치지 않는다. 예측될 수 있는 바와 같이, 예를 들어 약 18분의 긴 시간 이후에 모래 분사를 이용하는 것과 같은 비용이 많이 드는 세정이 필요할 수 있다. 코크스 오븐 도어의 세정을 위한 본 발명에 따른 방법에서, 예를 들어 스크래쳐에 의한 밀봉면에서의 손상 및 마모 발생, 또는 물 분사 노즐을 사용하는 세정의 경우와 같이 폐수의 처리 및 취급과 같은 종래 기술에 따른 도어 세정 방법의 단점은 발생하지 않는 다.

실시예 :

도어 세정을 위한 본 발명에 따른 장치는 이중 분사 노즐 쌍으로서 구성된 네 개의 이중 분사 노즐 요소로 이루어지며, 세정될 표면에 대해 각각 하나의 분사 노즐은 둔각으로 그리고 하나의 분사 노즐은 예각으로 배치된다. 수평의 도어 영역을 위해 각각 두 개의 이중 분사 노즐 쌍, 수직의 도어 영역을 위해 두 개의 이중 분사 노즐 쌍이 사용된다. 도어는 코크스 오븐 챔버의 개방 직후 하우징으로 둘러싸인 세정 장치 내에 설정됨으로써, 한편으로는 세정될 표면의 신속한 냉각을 방지하고, 다른 한편으로는 세정시 제거되는 타르 입자 및 코크스 입자에 의해 기기 영역의 오염이 방지된다. 이미 존재하는 배기 장치와 연결된 압출 후드에서 상부 영역이 하우징으로 둘러싸임으로써, 오염된 압축 공기가 대기에 도달하지 않게 된다. 하부 영역에는 수집 통이 제공되며, 이 수집 통 내에 제거된 타르 입자가 수집된다. 네 개의 부분 영역으로 시간에 따른 세정 과정이 제어됨으로써, 이미 세정 제거된 밀봉면 영역은 아직 완전히 세정 제거되지 않은 다른 영역에 의한 또는 제거된 오염물에 의한 오염이 더욱 방지된다.

제1 세정 단계에서, 상부 도어 영역은 상부 이중 분사 노즐 쌍에 의해 세정된다. 제2 세정 단계에서 양쪽 측면 영역은 상부로부터 시작하여 세정되고 이에 평행하게 세정될 표면의 하부 영역이 세정된다. 이러한 경우 하부 영역에서 이중 분사 노즐 쌍은 가운데부터 시작하여 좌측 모서리로 그리고 우측 모서리로 진행되고 다시 가운데 위치로 복귀된다. 이어서 계속되는 제3 세정 단계에서 하부 영역 은 다시 한 번 하부 이중 분사 노즐 쌍의 왕복 이동에 의해 가운데로부터 시작하여 좌측 모서리로부터 우측 모서리까지 세정된다.

도어 밀봉부 중 타르와 코크스로 오염된 영역의 세정을 최적으로 구현하기 위해, 공기는 압축기를 이용하여 충분한 예비 압력으로 압축된 다음, 이어서 분사 노즐 내에 사용됨으로써 맥동 및 회전된다. 이러한 수단을 통해, 압축 공기 제트는 기체 채널뿐만 아니라 내부 박막 표면의 모든 영역에서 세정될 수 있는 것이 보장된다.

앞서 제공된 실험에 근거하여 최적의 세정이 130℃를 초과하는 온도에서 이루어지는 것으로 확인되었기 때문에, 압력 저장 탱크 내에서 압축 공기는 외피 가열 및 단열을 이용하여 약 130℃로 가열된다. 상기 가열은 개별 코크스 과정들 사이의 시간 내에 압력 저장 탱크에 존재하는 공기량이 다시 가열되도록 설계된다.

침작된 타르가 하우징의 내부 벽 가열에 의해 액체로 유지됨으로써, 타르는 유동 제거될 수 있고 기저부에 제공된 수집통에 의해 수집된다.

본 발명에 따른 세정 장치를 사용하여, 코크스 오븐 과정 중 언제나 코크스 오븐 챔버의 완전한 밀봉이 DMT-도어에 의해 보장되는 방식으로 도어는 신뢰할 수 있고 우수하게 세정된다. 밀봉되지 않은 코크스 오븐 도어로 인한 방출은 관측되지 않을 수 있다.

<도면 부호 리스트>

1: 도관

2: 압축기

3: 압축 공기 저장 탱크

4: 압축 탱크 히터

5: 도관

5': 도관

6: 압력 조절기

6': 압력 조절기

7: 솔레노이드 밸브

7': 솔레노이드 밸브

8: 분사 노즐 요소

8': 분사 노즐 요소

10: 분사 노즐

11: 제트

11': 제트

11": 제트

12: 제트

12': 제트

12": 제트

13: 제트

13': 제트

14: 제트

14': 제트

15: 밀봉 스트립

15': 밀봉 스트립

16: 밀봉 마감부

16': 밀봉 마감부

17: 박막

18: 코크스 오븐 도어 패널

19: 코크스 오븐

20: 분사 노즐

20': 분사 노즐

21: 기체 채널

25: 분사 노즐

26: 분사 노즐

30: 이중 분사 노즐 쌍 요소

31: 분사 노즐

31': 분사 노즐

32: 분사 노즐

32': 분사 노즐

35: 이중 분사 노즐 쌍

36: 이중 분사 노즐 쌍

36': 이중 분사 노즐 쌍

37: 이중 분사 노즐 쌍

40: 하우징

41: 하우징 외벽

42: 하우징 내벽

43: 기체 채널 한계부

43': 기체 채널 한계부

45: 분사 노즐

46: 분사 노즐

47: 분사 노즐

48: 분사 노즐

49: 분사 노즐

50: 분사 노즐

51: 분사 노즐

52: 분사 노즐

53: 중앙

A: 측면도

B: 내측도

C: 평면도

RW1: 세정 단계

RW2: 세정 단계

RW3: 세정 단계

S1: 세그먼트

S2: 세그먼트

S3: 세그먼트

S4: 세그먼트

S5: 세그먼트

S6: 세그먼트

S7: 세그먼트

S8: 세그먼트

S9: 세그먼트

S10: 세그먼트

S11: 세그먼트

S12: 세그먼트

S13: 세그먼트

S14: 세그먼트

S15: 세그먼트

Claims

코크스 오븐의 도어 패널에 부착되는 박막과 밀봉 마감부를 갖는 코크스 오븐 도어를 세정하기 위한 방법으로서, 분사 노즐을 구비하고 고압유동매질로 부하를 가하는 세정공구를 밀봉 마감부와 코크스 오븐 도어 패널 사이의 영역 내로 왕복 운동시켜서 박막의 내측 표면과 밀봉 마감부를 세정하는 방법에 있어서, 코크스 오븐 챔버의 개방 직후에, 압축공기로 부하를 가하는 적어도 하나의 분사노즐 요소를 상기 밀봉 마감부를 따라 주행시키고, 상기 분사 노즐 요소를 세정 될 밀봉 스트립의 밀봉 마감부와, 밀봉 스트립이 박막에 고정된 영역상과, 박막과 도어스토퍼 사이의 영역과, 박막의 내측 표면에 대하여 압축공기가 45°보다 작은 각도로 부딪히도록 배치하여서 코크스 오븐 도어를 세정함을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 방법.
제1항에 있어서, 분사 노즐 요소를 세정 될 전체표면을 가로질러 주행시킴을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 방법.
제1항에 있어서, 두 개의 분사 노즐 요소를 세정 될 표면의 각각 반 부분을 가로질러 주행시킴을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 방법.
제1항에 있어서, 분사노즐 요소를 세정 될 표면을 가로질러 주행시키고, 이때 두 개의 분사 노즐 요소를 수직 표면 부분을 세정하기 위하여 사용하며, 다른 두 개의 분사 노즐 요소를 수평 표면 부분을 세정하기 위하여 사용함을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 방법.
제1항에 있어서, 코크스 오븐 도어를 코크스 오븐 챔버의 개방 직후에, 분사 노즐 요소가 배치되는 하우징 내에 진입주행시킴을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 방법.
제1항에 있어서, 공기를 압축기로 압축함을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 방법.
제1항에 있어서, 공기를 가열함을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 방법.
제1항에 있어서, 공기량의 제어를 솔레노이드 밸브로 수행하고, 공기압의 제어를 압력 조절기로 수행하며, 세정 경로의 제어를 프로그래밍에 의한 전자식 구동부를 이용하여 수행함을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 방법.
제1항에 있어서, 압축 공기를 세정 과정 중에 배기장치에 의하여 하우징으로부터 배기하고, 세정 제거된 타르는 수집통 내에 수집함을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 방법.
제5항에 있어서, 상기 하우징을 가열함을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 방법.
제1항에 있어서, 분사 노즐 요소를 가열함을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 방법.
제1항에 있어서, 압축 공기를 맥동시킴을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 방법.
제1항에 있어서, 압축 공기를 분사 노즐 요소로 회전시킴을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 방법.
제1항에 있어서, 압축 공기를 맥동시키고 또한 회전시킴을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 방법.
제1항의 방법을 수행하기 위한 장치에 있어서, 적어도 하나의 분사 노즐 요소가 하우징(40) 내에 배치되고, 압축기(2) 및 압축공기탱크(3), 도관(5)을 통하여 접속되며, 또한 압력 조절기(6) 및 솔레노이드 밸브(7)에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 장치.
제15항에 있어서, 적어도 하나의 분사 노즐 요소가 분사 노즐(10)로 이루어진 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 장치.
제16항에 있어서, 적어도 하나의 분사 노즐 요소가 이중 분사 노즐(20, 20')로 이루어진 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 장치.
제15항에 있어서, 적어도 하나의 분사 노즐 요소가 이중 분사 노즐 쌍(35, 36)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 장치.
제15항에 있어서, 적어도 하나의 분사 노즐 요소가 하우징(40) 내에 고정 배치된 복수의 이중 분사 노즐(45, 46, 47, 48, 49, 50)로 이루어진 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 장치.
제15항에 있어서, 하우징(40)에는 분사 노즐 요소를 위한 압출 후드 및 수집통이 배치되어있는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 장치.
제15항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 하우징(40)의 내부 하우징 표면을 세정하기 위하여 분사 노즐 요소가 설치되어있는 것을 특징으로 하는 코크스 오븐 도어의 세정 장치.