KR101410920B1 - 노정 점화 활성화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치는 노정의 점화를 활성화시키기 위한 장치로서, 점화 연료를 함유하는 연료 캡슐; 연료 캡슐을 수용하는 캡슐 수용부; 캡슐 수용부와 관통되어, 노정의 점화구를 통해 삽입되어, 노정의 내부로 연료 캡슐을 삽입하는 파이프부; 및 파이프부와 상통하여, 파이프부를 통하여 노정 내부에 공기를 불어넣는 에어블로우어부를 포함하여, 노정의 장입물 깊이가 변동되는 경우에도 장입물을 노정 내부 깊숙히 삽입할 수 있으며, 이에 노정의 점화를 활성화시키는 효과를 제공한다.

Description

노정 점화 활성화 장치{APPARATUS FOR VITALIZING IGNITION OF BUST FURNACE}

본 발명은 노정의 점화를 활성화 시키기 위한 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는, 노정 휴풍시 노정 내에 잔존하는 일산화탄소(CO)를 완전 연소시키기 위하여 노정 내 깊숙히 장입하여 노정의 점화를 활성화 시키기 위한 장치에 관한 기술 분야이다.

일반적으로 용광로 설비는 안정적인 조업을 유지하기 위하여 계획 휴지 및 정기 수리 작업을 주기적으로 실시하게 된다.

이들 주기적인 수리 작업은 고로 휴지를 위해 휴풍을 하게 되며, 휴풍 완료 후 노정 점화 작업을 하게 되는데, 노정 점화 작업은 고로 내에 발생하는 일산화탄소 가스(CO)를 장입물 표면에서 연소시키는 것이다.

만약, 이러한 노정 점화를 진행하지 않고 수리 작업을 진행하게 되면, 정비 작업자의 일산화탄소 가스 중독이라는 산업 재해가 발생하게 되고, 또한 일산화탄소 가스 폭발에 의한 안전 사고가 발생하는 문제를 야기하게 된다.

따라서, 노정 점화를 위해 노정에 잔류하고 있는 일산화탄소 가스를 불활성 가스인 N₂및 스팀(steam)을 치환하고 노정 점화구를 개방하여, 대기를 노정 점화구를 통해 노정 내부로 유입하여 장입물 표면의 중심부를 점화하게 된다.

정상적인 조업의 경우는 장입물이 1.5m 내지 2.5m 깊이로 장입되지만, 휴풍 작업 중에는 장입물이 4.5m 내지 7m 깊이까지 장입되는바, 휴풍 작업 중의 장입물은 노정 점화구와 거리가 멀어 점화가 쉽게 이루어지지 못하며 동시에 작업자의 수작업을 통한 점화는 시간이 많이 소요됨과 동시에 안전 사고의 위험까지 발생할 수 있는 문제점이 동시에 존재하였다.

본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치는 상술한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 노정의 장입물 깊이가 변동되는 경우에도 이에 맞게 점화를 활성화 시킬 수 있는 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치는 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.

본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치는 노정의 점화를 활성화 시키기 위한 장치로서, 점화 연료를 함유하는 연료 캡슐; 상기 연료 캡슐을 수용하는 캡슐 수용부; 상기 캡슐 수용부와 관통되어, 상기 노정의 점화구를 통해 삽입되어, 상기 노정의 내부로 상기 연료 캡슐을 삽입하는 파이프부; 및 상기 파이프부와 상통하여, 상기 파이프부를 통하여 상기 노정 내부에 공기를 불어넣는 에어블로우어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치의 상기 캡슐 수용부는, 상기 캡슐 수용부에 위치되는 개폐 밸브를 포함하되, 상기 개폐 밸브는, 상기 연료 캡슐이 상기 파이프부로 투입되는 것을 조절할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치의 상기 연료 캡슐은, 점화 연료를 흡유할 수 있는 흡유부; 및 상기 흡유부를 수용하며, 상기 흡유부가 흡유한 점화 연료를 외부로 누유하지 않도록 상기 흡유부를 밀봉하는 케이스를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치의 상기 파이프부는, 상기 파이프부의 외부 몸체를 이루며, 길이를 따라 다수의 주름이 형성되어 길이의 신축이 가능하도록 형성된 자바라 호스; 상기 자바라 호스의 종단부에 일단이 연결되어 상기 자바라 호스의 종단부를 견인함으로써 상기 자바라 호스의 길이를 축소시킬 수 있도록 하는 와이어; 및 상기 와이어를 축에 연결하여, 상기 와이어를 감거나 풀도록 하는 모터부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치는 상기 파이프부의 외주연에 위치되어, 상기 파이프부가 노정의 점화구를 통해 삽입되는 경우, 상기 노정 내부의 모니터링하는 카메라를 더 포함하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치의 상기 카메라는, 적외선 열화상 카메라인 것을 특징으로 하는 노정 점화 활성화 장치.

본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치는 상기 파이프부에 부착되어 상기 파이프부를 고정하는 아암부; 상기 아암부를 부착하며, 상기 아암부에 고정된 상기 파이프부를 전후진 하여 이송하는 대차; 상기 대차를 전후진하도록 상기 대차를 밀고 당기는 유압실린더; 상기 유압실린더에 유압을 제공하여, 상기 유압실린더의 신축을 조절하는 유압 펌프; 및 상기 유압 펌프를 제어하는 유압 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치는 노정의 장입물 깊이가 변동되는 경우에도 장입물을 노정 내부 깊숙히 삽입할 수 있으며, 이에 노정의 점화를 활성화 시키는 효과를 가진다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 연료 캡슐의 일 실시예를 도시한 연료 캡슐의 분해 및 결합도이다.
도 2는 본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치가 노정 점화구 쪽으로 배치되는 것을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치의 파이프부가 신장되어 노정의 점화구 내부로 삽입되어, 연료 캡슐을 투입하여 노정 점화를 활성화하는 것을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치와 이를 노정 점화구로 자동으로 이동시키기 위한 부대 장치를 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치를 상세히 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 연료 캡슐의 일 실시예를 도시한 연료 캡슐의 분해 및 결합도이다. 도 2는 본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치가 노정 점화구 쪽으로 배치되는 것을 도시한 도면이다. 도 3은 본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치의 파이프부가 신장되어 노정의 점화구 내부로 삽입되어, 연료 캡슐을 투입하여 노정 점화를 활성화하는 것을 도시한 도면이다. 도 4는 본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치와 이를 노정 점화구로 자동으로 이동시키기 위한 부대 장치를 도시한 도면이다.

본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치는 연료 캡슐(10); 캡슐 수용부(50); 파이프부(20); 및 에어블로우어부(40)를 포함한다.

연료 캡슐(10)은 노정의 내부를 점화하도록 하기위한 점화 연료를 함유한다.

보다 바람직하게는 연료 캡슐(10)은 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 연료를 흡유하는 흡유부(12)를 둘 수 있으며, 외부는 흡유부(12)를 수용하되 흡유부(12)가 흡유한 점화 연료를 외부로 누유시키지 않도록 흡유부(12)를 밀봉하는 케이스(11, 13)를 둘 수 있다. 다만, 도 1은 연료 캡슐(10)에 대한 일 예시적인 것을 도시하고 있는바 연료 캡슐(10)은 반드시 도 1에 도시된 형상에 한정할 것은 아니다.

캡슐 수용부(50)는 도 2에 도시된 바와 같이, 깔때기 모양으로 구현될 수 있으며, 캡슐 수용부는 후술할 파이프부(20)와 내부적으로 관통되어, 캡슐 수용부(50)는 연료 캡슐(10)을 수용한 후에 파이프부(20)로 연료 캡슐(10)을 전달한다.

캡슐 수용부(50)는 개폐 밸브(51)를 포함할 수 있으며, 개폐 밸브(51)는 캡슐 수용부(50)가 연료 캡슐(10)을 수용한 것을 파이프부(20)로 전달되는 것을 조절할 수 있다. 즉, 개폐 밸브(51)를 잠그는 경우에는 연료 캡슐(10)을 캡슐 수용부(50)에 머무르도록 하며, 파이프부(20)로 연료 캡슐(10)을 전달하지 않는다. 반면, 개폐 밸브(51)를 오픈(OPEN)하는 경우에는 캡슐 수용부(50)는 연료 캡슐(10)을 파이프부(20)로 전달하도록 한다.

도 2와 같이 캡슐 수용부(50)와 파이프부(20)를 구성하는 경우에는 개폐 밸브(51)를 오픈하는 경우에 연료 캡슐(10)이 캡슐 수용부(50)에서 파이프부(20)로 중력에 의해 낙하하도록 간단히 구현할 수도 있다.

파이프부(20)는 캡슐 수용부(50)와 관통되며, 노정(1)의 점화구(3)를 통해 노정(1)에 삽입(도 3 참조)되며, 노정(1) 내부로 연료 캡슐(10)을 삽입한다(도 3 참조).

파이프부(20)는 파이프 형상으로 이루어짐이 바람직하고, 노정(1)의 내부를 점화를 시킴에 따라 발생할 수 있는 고열에 견딜 수 있는 내열성 소재로 이루어져야 함은 물론이다.

파이프부(20)는 길이가 신장되어, 노정(1)의 내부로 삽입되는데, 이 경우 길이의 신장은 파이프부(20)의 종단에 부착된 원추(21)의 무게를 이용하여 중력에 의해 신장될 수도 있다.

파이프부(20)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 다단계 파이프로 구성될 수도 있으며, 자바라 파이프와 같은 소재로 이루어질 수도 있다.

파이프부(20)가 신장됨에 따라, 파이프부(20)의 내부를 따라 연료 캡슐(10)이 노정(1)의 내부로 장입된다(도 3 참조).

파이프부(20)가 신장됨에 따라, 노정(1) 내부에 보열 코크(COKE; 2)가 점화되는 것을 활성화시키도록 연료 캡슐(10)이 투입되는 것이며, 이에 따라, 장입된 보열 코크(2)의 깊이에 관계없이 연료 캡슐(10)이 파이프부(20)를 통하여 삽입됨으로써, 노정(1)의 점화가 활성화 되는 것이다(도 3 참조).

파이프부(20)는 바람직하게는 외부가 다단계 파이프 또는 자바라 호스로 구성될 수 있음을 앞서 설명하였으며, 이 경우, 파이프부(20)의 종단에는 와이어(도 2 및 3의 점선으로 표시)가 연결되어 파이프부(20) 종단을 견인함으로써 파이프부(20)의 길이를 축소시킬 수 있도록 한다.

와이어를 감고 푸는 것은 모터부(30)가 한다. 모터부(30)는 와이어를 모터부(30)의 축에 연결하여 와이어를 감거나 풀도록 하며, 와이어를 감는 경우 파이프부(20)의 길이를 축소시키며, 반대로 와이어를 푸는 경우에는 파이프부(20)의 길이를 신장될 수 있도록 한다.

에어블로우어부(40)는 파이프부(20)와 내부적으로 상통하여, 파이프부(20) 내부로 에어(AIR)를 주입하여, 노정(1) 내부 점화시에 공기(산소)를 공급하는 역할을 한다.

본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치는 카메라(60)를 더 포함할 수 있다.

노정(1) 내부의 점화는 실제로 그 점화가 잘 일어나고 있는지 작업자의 육안으로 확인해야하는 문제점이 존재하였는바, 이를 개선하기 위하여 카메라(60)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

카메라(60)는 파이프부(20)가 노정(1)의 내부로 삽입되는 경우에, 파이프부(20)와 함께 노정(1) 내부로 삽입되어 점화가 실제로 잘 발생하는지 여부를 확인하는 것이 바람직한바, 파이프부(20)의 외주연에 위치되는 것이 바람직하다.

파이프부(20)가 노정(1)의 점화구(3)를 통해 삽입되는 경우, 카메라(60) 역시 함께 삽입되어 노정(1) 내부를 모니터링한다.

카메라(60)는 적외선 열화상 카메라임이 바람직한데, 이는 실제로 점화 여부를 관찰할 수 있을 뿐만 아니라, 노정(1)의 내부 온도까지 적외선 열화상 카메라를 통하여 측정할 수 있기 때문이다.

본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치는 아암부(81); 대차(80); 유압실린더(70); 유압 펌프(미도시); 및 유압 제어부(100)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 노정 점화 활성화 장치는 작업자가 직접 노정(1)의 점화구(3)를 통해 파이프부(20)를 삽입하기란 그 무게나 안전 사고의 발생 우려 때문에 용이하지 않은 문제점이 존재한다.

따라서, 기계적으로 자동으로 파이프부(20)를 삽입하는 장치가 부수적으로 필요하다.

아암부(81)는 파이프부(20)에 부착되어 파이프부(20)를 고정한다.

대차(80)는 아암부(81)가 고정하도록 부착하며, 아암부(81)를 부착한 채로 전후진하여 파이프부(20)를 최종적을 전후진하도록 한다.

유압실린더(70)는 대차에 직접적으로 전후진 동력을 제공하는 구성이며, 이에 따라 대차는 유압실린더(70)의 힘에 의해 전후진하게 된다.

유압 펌프(미도시)는 유압실린더(70)의 유압을 제공하며, 이에 따라 유압실린더(70)의 신축을 조절한다.

유압 제어부(100)는 유압 펌프가 작동하도록 제어하는 구성이다.

유압 제어부(100)는 구체적으로 리미트 센서(70a)에 의해 유압 실린더(70)의 움직임에 따라, 유압 펌프가 작동되도록 할 수 있다.

즉, 리미트 센서(70a)는 상호간에 신호를 주고 받으며, 상호간의 신호 송수신에 의한 신호의 강도 세기를 측정하여, 상호간의 이격 거리를 측정할 수 있는데, 이격된 최대 거리가 최대 한계치에 다다르면, 유압 실린더(70)가 최대로 수축된 것을 인식하며, 반대로 리미트 센서(70a) 상호간의 이격 거리가 최소 한계치에 다다르면 유압 실린더(70)가 최대로 신장된 것을 인식한다.

리미트 센서(70a)가 인식하게 된 유압 실린더(70)의 신축을 감지하여, 유압 제어부(100)는 유압 펌프를 작동시키며, 이에 따라 유압 실린더(70)를 제어하게 된다.

유압 제어부(100)는 PLC(programmable logic controller; 101)를 통해 HMI(human machine interface; 102)와 연결되어 작업자가 모니터를 통해 전자적으로 제어할 수도 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.

1: 노정
2: 보열 코크(coke)
3: 노정 점화구
3a: 점화구 개폐 장치
4: 점화 장치
10: 연료 캡슐
11, 13: 케이스
12: 흡유부
20: 파이프부
30: 모터부
40: 에어블로우어
41: 연결부
50: 캡슐 수용부
51: 개폐 밸브
60: 카메라
70: 유압 실린더
70a, 70b: 리미트 센서
80: 대차
81: 아암부
90: 레일
100: 유압 제어부
101: PLC
102: HMI

Claims (7)

1. 노정의 점화를 활성화 시키기 위한 장치에 있어서,
   점화 연료를 함유하는 연료 캡슐;
   상기 연료 캡슐을 수용하는 캡슐 수용부;
   상기 캡슐 수용부와 관통되어, 상기 노정의 점화구를 통해 삽입되어, 상기 노정의 내부로 상기 연료 캡슐을 삽입하는 파이프부; 및
   상기 파이프부와 상통하여, 상기 파이프부를 통하여 상기 노정 내부에 공기를 불어넣는 에어블로우어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노정 점화 활성화 장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 캡슐 수용부는,
   상기 캡슐 수용부에 위치되는 개폐 밸브를 포함하되,
   상기 개폐 밸브는,
   상기 연료 캡슐이 상기 파이프부로 투입되는 것을 조절할 수 있는 것을 특징으로 하는 노정 점화 활성화 장치.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 연료 캡슐은,
   점화 연료를 흡유할 수 있는 흡유부; 및
   상기 흡유부를 수용하며, 상기 흡유부가 흡유한 점화 연료를 외부로 누유하지 않도록 상기 흡유부를 밀봉하는 케이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 노정 점화 활성화 장치.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 파이프부는,
   상기 파이프부의 외부 몸체를 이루며, 길이를 따라 다수의 주름이 형성되어 길이의 신축이 가능하도록 형성된 자바라 호스;
   상기 자바라 호스의 종단부에 일단이 연결되어 상기 자바라 호스의 종단부를 견인함으로써 상기 자바라 호스의 길이를 축소시킬 수 있도록 하는 와이어; 및
   상기 와이어를 축에 연결하여, 상기 와이어를 감거나 풀도록 하는 모터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 노정 점화 활성화 장치.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 노정 점화 활성화 장치는,
   상기 파이프부의 외주연에 위치되어, 상기 파이프부가 노정의 점화구를 통해 삽입되는 경우, 상기 노정 내부의 모니터링하는 카메라를 더 포함하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노정 점화 활성화 장치.
   
6. 제5항에 있어서, 상기 카메라는,
   적외선 열화상 카메라인 것을 특징으로 하는 노정 점화 활성화 장치.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 노정 점화 활성화 장치는,
   상기 파이프부에 부착되어 상기 파이프부를 고정하는 아암부;
   상기 아암부를 부착하며, 상기 아암부에 고정된 상기 파이프부를 전후진 하여 이송하는 대차;
   상기 대차를 전후진하도록 상기 대차를 밀고 당기는 유압실린더;
   상기 유압실린더에 유압을 제공하여, 상기 유압실린더의 신축을 조절하는 유압 펌프; 및
   상기 유압 펌프를 제어하는 유압 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 노정 점화 활성화 장치.
   

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