KR101466174B1 - 고로 압력 측정장치 - Google Patents

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Abstract

고로 압력 측정장치에 관한 발명이 개시된다. 개시된 고로 압력 측정장치는, 고로의 내부와 연통되는 제1파이프부재와, 제1파이프부재의 내부에 위치하며 고로의 외측으로부터 유입되는 유체를 고로측으로 안내하는 제2파이프부재와, 제1파이프부재와 연결되어, 고로의 내부압력과 제2파이프부재에 유입되는 유체의 압력의 차이를 측정하는 압력측정부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

고로 압력 측정장치{PRESSURE MEASURING DEVICE FOR FURNACE}
본 발명은 고로 압력 측정장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고로 내부의 압력 측정의 오차를 줄이고, 파이프부의 막힘 및 변형을 줄일 수 있는 고로 압력 측정장치에 관한 것이다.
일반적으로 고로는 상부에서 광석과 부원료가 번갈아 투입되고 하부에서 고온의 열풍과 산소가 공급되어 코크스를 연소시키며, 노내에 발생된 고온의 열을 함유한 산화 가스가 노의 상부로 올라가면서 광석을 용융시켜 용융물(용선)을 생산하는 장치이다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0122434호(2006.11.30 공개, 발명의 명칭: 스테이브 고로의 크랙 보수장치) 및 대한민국 공개특허공보 제10-2002-0036480호(2002.05.16 공개, 발명의 명칭: 고로본체의 압력검출용 연와 및 이를 이용한 검출장치)에 개시되어 있다.
본 발명은 고로 내부의 압력 측정의 오차를 줄이고, 고온과 분진에 의한 파이프부의 막힘과 부품의 변형 및 파손을 방지할 수 있는 고로 압력 측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 고로 압력 측정장치는: 고로의 내부와 연통되는 제1파이프부재; 상기 제1파이프부재의 내부에 위치하며 상기 고로의 외측으로부터 유입되는 유체를 상기 고로측으로 안내하는 제2파이프부재; 및 상기 제1파이프부재와 연결되어, 상기 고로의 내부압력과, 상기 제2파이프부재에 유입되는 유체의 압력의 차이를 측정하는 압력측정부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제1파이프부재는, 상기 고로의 벽체에 고정되어 상기 고로의 내부와 연통되는 내측파이프부; 및 상기 고로의 외측에 위치하고, 상기 내측파이프부에 착탈 가능하게 결합되는 외측파이프부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 제2파이프부재는, 유체공급부재와 연통되어 유체가 유입되는 유체유입부; 및 상기 유체유입부와 연통되고 상기 제1파이프부재의 내측에 위치하여 상기 고로측으로 유체의 이동을 안내하는 유체안내부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 유체안내부는, 상기 고로측 단부가 상기 제1파이프부재의 내측에 위치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고로 압력 측정장치는 질소 등의 유체가 직접 압력측정부로 이동되는 것을 방지하여, 고로의 압력 측정시 발생되는 오차를 줄이는 효과가 있다.
또한 본 발명은 질소 등의 유체를 안내하는 파이프부가 고로내벽으로부터 일정거리 이격되어 있어서, 분진이 파이프부에 유입되거나 고착되는 정도를 줄이고, 질소 등에 의하여 냉각되므로 파이프부가 고온에 의하여 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 압력 측정장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 압력 측정장치가 고로에 장착된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 압력 측정장치의 작동 상태를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 고로 압력 측정장치의 실시예를 설명한다.
이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 압력 측정장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 압력 측정장치가 고로에 장착된 상태를 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 압력 측정장치(1)는 제1파이프부재(100), 제2파이프부재(200) 및 압력측정부재(300)를 포함한다.
제1파이프부재(100)는 고로(10)의 내부와 연통된다. 고로(10)는 내측으로 장입된 연원료에 고온의 열을 가하여 용융하는 장비이다.
본 실시예에서 고로(10)는 고로(10)의 외관을 형성하는 고로벽체(11)와, 고로벽체(11)의 내측면에 해당하는 고로내벽(17)이 내화성 소재를 포함하여 이루어지며, 고로벽체(11)의 외측면이 금속 재질의 고로외벽(15)으로 둘러싸이는 구성이다.
본 실시예에서 제1파이프부재(100)는 내측파이프부(110) 및 외측파이프부(150)를 포함한다.
내측파이프부(110)는 고로벽체(11)에 고정되어 고로(10)의 내부와 연통된다. 고로(10)의 내측은 고온, 고압이므로, 고로(10)의 내측과 연통되는 내측파이프부(110)는 내화성 물질을 포함하여 이루어진다.
내측파이프부(110)는 내화성 벽돌 등으로 이루어지는 고로벽체(11)에 고정되며, 고로(10) 내부의 가스 등이 내측파이프부(110)와 고로벽체(11) 사이의 틈으로 새어나가는 것을 방지하기 위하여 고로벽체(11)와의 사이 부분이 실링 처리된다.
본 실시예에서 내측파이프부(110)는 내측파이프(111) 및 내측파이프결합부(113)를 포함한다.
내측파이프(111)는 내화성인 금속 재질을 포함하여 이루어지며, 고로벽체(11)를 관통하여 고정되는 관 형상으로서, 고로(10)의 내부와 연통된다.
내측파이프결합부(113)는 내측파이프(111)에서 내측파이프(111)의 길이방향에 대하여 수직하게 외측으로 연장 형성되며, 볼트 등의 체결부재(170)를 통하여 외측파이프부(150)와 결합된다.
외측파이프부(150)는 고로(10)의 외측에 위치하고, 내측파이프부(110)에 착탈 가능하게 결합된다. 본 실시예에서 외측파이프부(150)는 고로(10)측 단부가 내측파이프부(110)와 볼팅 등의 결합으로 착탈 가능하게 결합된다.
본 실시예에서 외측파이프부(150)는 내측파이프부(110)에 착탈 가능하게 결합되므로, 교환 및 수리가 용이하고, 내측파이프부(110)의 파손 상태 확인, 이물질의 제거 등을 가능하게 한다.
본 실시예에서 외측파이프부(150)는 외측파이프(151), 외측파이프결합부(153), 공급관연결부(155) 및 측정부연결부(157)를 포함한다.
외측파이프(151)는 외측파이프부(150)의 외관을 형성하며, 금속 재질을 포함하는 관형상으로, 내측파이프부(110)와 외측파이프결합부(153)를 통하여 결합된다. 외측파이프(151)의 우측(도 2 기준)은 파이프커버(159) 등이 나사 결합되어 막힌 형상이다.
외측파이프결합부(153)는 외측파이프(151)에서 외측파이프(151)의 길이방향에 수직하게 외측으로 연장 형성되며, 볼트 등의 체결부재(170)를 통하여 내측파이프결합부(113)에 착탈 가능하게 결합된다.
공급관연결부(155)는 외측파이프(151)에 결합되며, 제2파이프부재(200)와 유체공급관(450)을 연결시켜, 유체공급관(450)을 통하여 주입되는 유체가 제2파이프부재(200)로 안내되도록 한다.
본 실시예에서 공급관연결부(155)는 내측에 홀이 형성되는 원기둥 형상이다. 공급관연결부(155)는 외주면이 외측파이프(151)에 나사 결합된 상태에서. 내측에 제2파이프부재(200)와 유체공급관(450)이 마주하여 삽입된다.
측정부연결부(157)는 외측파이프부(150)에 결합되며, 외측파이프부(150)의 내부와 압력측정관(350)을 연통시킨다. 이에 따라 압력측정부(310)는 압력측정관(350)을 통하여 연결되는 외측파이프부(150) 내부의 압력을 측정할 수 있다.
제2파이프부재(200)는 제1파이프부재(100)의 내부에 위치하며 고로(10)의 외측으로부터 유입되는 유체를 고로(10)측으로 안내한다.
본 실시예에서 제2파이프부재(200)는 유체유입부(210) 및 유체안내부(250)를 포함한다.
유체유입부(210)는 후술할 유체공급부재(400)와 연통되어 유체가 유입된다. 본 실시예에서 유체유입부(210)는 금속 재질의 관형상이며, 공급관연결부(155)에 결합되어 공급관연결부(155)로부터 질소 등의 유체가 내측으로 유입된다.
유체안내부(250)는 유체유입부(210)와 연통되고, 제1파이프부재(100)의 내측에 위치하여 고로(10)측으로 유체의 이동을 안내한다. 본 실시예에서 유체안내부(250)는 유체유입부(210)와 연통되는 관 형상이며 내화성 소재의 금속 재질을 포함하여 이루어진다.
본 실시예에서 유체안내부(250)는 고로(10)측 단부인 유체안내단부(270)가 제1파이프부재(100)의 내측에 위치한다. 이로써 유체안내단부(270)가 고로(10)의 내측에 노출되는 정도를 줄여 고온에 의하여 유체안내단부(270)가 변형되거나, 폐쇄되는 것을 방지한다.
압력측정부재(300)는 제1파이프부재(100)와 연결되어, 고로(10)의 내부압력(P2)과 제2파이프부재(200)에 주입되는 유체의 압력(P1) 차이를 측정한다.
본 실시예에서 압력측정부재(300)는 외측파이프부(150)의 우측(도 2 기준)에 결합되어, 제2파이프부재(200)에 의해 안내되는 유체의 압력(P1)이 고로 내부의 압력(P2)에 의하여 감압된 후, 외측파이프부(150)의 우측으로 전달되는 유체의 압력(P3)을 측정한다.
본 실시예에서 압력측정부재(300)는 압력측정부(310) 및 압력측정관(350)을 포함한다.
압력측정부(310)는 압력측정관(350)을 통하여 외측파이프부(150)의 내측과 연결되어 외측파이프부(150) 내부의 압력(P3)을 측정한다. 압력측정부(310)가 압력을 측정하는 작동원리 등은 통상의 기술자에게 자명한 내용이므로 자세한 설명은 생략한다.
본 실시예에서 제2파이프부재(200)로 유입되는 유체는 유체공급부재(400)로부터 전달된다.
유체공급부재(400)는 고온의 환경에서 화학적으로 안정적이고, 인체에 무해한 질소 가스 등을 제2파이프부재(200)로 공급한다.
본 실시예에서 유체공급부재(400)는 유체공급부(410), 레귤레이터(420), 체크밸브(430) 및 유체공급관(450)을 포함한다.
유체공급부(410)는 질소 가스 등이 저장되는 유체저장탱크(411)와, 유체저장탱크(411)에 연결되어 유체의 공급을 제어하는 유체공급밸브(415)를 포함한다.
레귤레이터(420)는 유체공급부(410)와 연결되어 유체공급부(410)에서 공급되는 유체의 압력(P1)의 변동 폭을 작게 하여 균일한 압력(P1)의 유체가 제2파이프부재(200)에 전달되게 한다.
체크밸브(430)는 제2파이프부재(200)에 전달되는 유체가 고로(10) 내부의 압력(P2) 등에 의해 역류하는 것을 방지한다.
레귤레이터(420) 및 체크밸브(430)의 작동원리는 통상의 기술자에게 자명한 내용이므로 자세한 설명은 생략한다.
유체공급관(450)은 체크밸브(430)를 거쳐 공급되는 유체를 제2파이프부재(200)로 안내한다. 본 실시예에서 유체공급관(450)은 공급관연결부(155)에 나사 결합 또는 끼움 결합 등으로 결합되어 질소 등의 유체를 제2파이프부재(200)로 안내한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 압력 측정장치의 작동 상태를 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 고로 압력 측정장치(1)의 작동원리를 살펴보면 다음과 같다.
고로(10) 내부의 압력을 측정하기 위하여 유체공급밸브(415)를 작동시켜 질소 등이 저장된 유체저장탱크(411)로부터 제2파이프부재(200)로 유체를 공급한다.
유체저장탱크(411)로부터 제2파이프부재(200)로 전달되는 유체는 레귤레이터(420)를 통하여 균일한 압력인 P1 상태로 유체공급관(450)을 통하여 유체유입부(210)에 안내된다. 유체유입부(210)에 안내되는 유체의 압력 P1은, 고로(10)의 내부의 압력 P2보다 크게 설정된다.
고로(10) 내부의 압력 P2가 유체공급부재(400)의 압력보다 커서 발생되는 역류는 체크밸브(430)에 의하여 차단된다.
유체유입부(210)로 안내된 유체는 유체안내부(250)를 통하여 고로(10)의 내측 방향으로 이동한다.
고로(10) 내부의 압력인 P2는 P1보다 낮은 상태이므로 내측파이프부(110)를 통하여 외측파이프(151)로 전달되는 유체의 압력 P3는 P1에서 P2을 뺀 압력에 해당한다.
외측파이프(151)의 내부 압력은 P3에 해당하며, 압력측정부(310)는 압력측정관(350)을 통하여 외측파이프(151)와 연결되어 있으므로 P3를 측정하게 된다.
유체공급부재(400)에서 전달되는 유체의 압력 P1은 고로(10) 외부에서 설정하는 값이고, P3는 압력측정부(310)에서 측정되는 값에 해당하므로, 고로(10) 내부의 압력 P2는 P1에서 P3를 빼는 방식으로 측정할 수 있다.
이로써 본 실시예에서 고로 압력 측정장치(1)는 질소 등의 유체가 직접 압력측정부(310)로 이동되는 것을 방지하여 고로(10)의 압력 측정시의 발생되는 오차를 줄이는 효과가 있다.
또한 본 실시예에서 고로 압력 측정장치(1)는 질소 등의 유체를 안내하는 관이 고로내벽(17)으로부터 고로외벽(15) 측으로 일정거리 이격되어 있어서 이물질이 고착되거나 고온에 의하여 파손되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 고로 압력 측정장치 10: 고로
11: 고로벽체 15: 고로외벽
17: 고로내벽 100: 제1파이프부재
110: 내측파이프부 111: 내측파이프
113: 내측파이프결합부 150: 외측파이프부
151: 외측파이프 153: 외측파이프결합부
155: 공급관연결부 157: 측정부연결부
159: 파이프커버 170: 체결부재
200: 제2파이프부재 210: 유체유입부
250: 유체안내부 270: 유체안내단부
300: 압력측정부재 310: 압력측정부
350: 압력측정관 400: 유체공급부재
410: 유체공급부 411: 유체저장탱크
415: 유체공급밸브 420: 레귤레이터
430: 체크밸브 450: 유체공급관

Claims (4)

  1. 고로의 내부와 연통되는 제1파이프부재;
    상기 제1파이프부재의 내부에 위치하며 상기 고로의 외측으로부터 유입되는 유체를 상기 고로측으로 안내하는 제2파이프부재; 및
    상기 제1파이프부재와 연결되어, 상기 고로의 내부압력과 상기 제2파이프부재에 유입되는 유체의 압력의 차이를 측정하는 압력측정부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 압력 측정장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1파이프부재는,
    상기 고로의 벽체에 고정되어 상기 고로의 내부와 연통되는 내측파이프부; 및
    상기 고로의 외측에 위치하고, 상기 내측파이프부에 착탈 가능하게 결합되는 외측파이프부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 압력 측정장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제2파이프부재는,
    유체공급부재와 연통되어 유체가 유입되는 유체유입부; 및
    상기 유체유입부와 연통되고, 상기 제1파이프부재의 내측에 위치하여 상기 고로측으로 유체의 이동을 안내하는 유체안내부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 고로 압력 측정장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 유체안내부는, 상기 고로측 단부가 상기 제1파이프부재의 내측에 위치하는 것을 특징으로 하는 고로 압력 측정장치.


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